WO2007142101A1 - タイヤ空気圧低下警報方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a tire pressure drop warning method and apparatus, and a tire decompression determination program. More specifically, the present invention relates to a tire pressure drop warning method and apparatus that can improve the performance and safety of a vehicle by detecting a tire pressure drop using tire rotation information, and a tire decompression determination program.
  • the present invention can reduce the number of calculations for obtaining a linear regression line of slip ratio and acceleration, and can accurately detect a decrease in tire internal pressure even when the road surface condition is not constant.
  • the purpose is to provide.
  • the present invention includes a step of detecting rotation information obtained from tires mounted on a vehicle, a step of calculating wheel speed, vehicle acceleration, and front and rear wheel slip ratios from the rotation information of the respective tires, vehicle acceleration And a step of accumulating the slip ratio of the front and rear wheels, a step of obtaining a first-order regression coefficient between the vehicle acceleration and the slip ratio of the front and rear wheels, and the step when the first-order regression coefficient and the reference internal pressure of the tire in advance By comparing with the reference value of the first-order regression coefficient calculated by the A method for alarming a decrease in air pressure, wherein when the accumulated slip rate and vehicle acceleration sample data continuously change with a change amount within a certain range, one or more points near the start point of the sampler data detector. And a tire air pressure drop warning method for calculating the first-order regression coefficient based on an average value of 1 and two or more sample data near the end point.
  • the method includes a step of detecting the absolute speed of the vehicle, and the vehicle acceleration is calculated from the absolute speed.
  • the present invention provides means for detecting rotation information obtained from tires mounted on a vehicle, means for calculating wheel speed, vehicle acceleration, and front and rear wheel slip ratios from the rotation information of each tire, vehicle acceleration and Means for accumulating the slip ratio of the front and rear wheels, means for obtaining a first-order regression coefficient of the vehicle acceleration and the slip ratio of the front and rear wheels, and the first-order regression coefficient and calculated in advance by the means at the time of the reference internal pressure of the tire
  • a tire air pressure drop warning device including means for determining whether or not the tire is depressurized by comparing with a reference value of a first-order regression coefficient, wherein the accumulated slip ratio and vehicle acceleration are When sample data changes continuously within a certain range, the average value of one or more points near the start point of the sample data and one point near the end point Relates tire deflation warning device for calculating the first-order regression coefficient based on the average value of the sample data of two points or more.
  • the present invention provides a computer for detecting rotation information obtained from tires mounted on a vehicle, and calculating wheel speed, vehicle acceleration, and front and rear wheel slip ratios from the rotation information of each tire.
  • a procedure for accumulating vehicle acceleration and front and rear wheel slip ratios, a procedure for obtaining a linear regression coefficient of the vehicle acceleration and front and rear wheel slip ratios, and the primary regression coefficient and the tire reference internal pressure in advance A tire pressure drop warning program for executing a procedure for determining whether or not a tire is depressurized by comparing with a reference value of a first-order regression coefficient calculated by the procedure, Pickpocket When sample data of the head ratio and vehicle acceleration change continuously within a certain range, the average value of one or more points near the start point of the sample data and one point near the end point or The present invention relates to a tire pressure drop warning program for calculating the first-order regression coefficient based on an average value of two or more points of Sampnore.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a tire pressure drop alarm device of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the tire pressure drop alarm device in FIG.
  • FIG. 3 is a view showing a flowchart of a tire pressure drop alarm program according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a linear regression line representing the slipperiness of a tire with respect to the road surface.
  • FIG. 5 is a diagram showing a primary regression line in Example 1 (a).
  • (B) It is a figure which shows the linear regression line in Example 2.
  • FIG. 5 is a diagram showing a primary regression line in Example 1 (a).
  • (B) It is a figure which shows the linear regression line in Example 2.
  • FIG. 5 is a diagram showing a primary regression line in Example 1 (a).
  • (B) It is a figure which shows the linear regression line in Example 2.
  • the tire pressure drop alarm device includes four tires FL, FR, RL and RR (hereinafter collectively referred to as Wi-Fi) provided in a four-wheel vehicle.
  • Wi-Fi Wi-Fi
  • i 1-4
  • 1 front left tire
  • 2 front right tire
  • 3 rear left tire
  • 4 rear right tire
  • the rotation information detecting means 1 a wheel speed sensor or the like that generates a rotation pulse using an electromagnetic pickup or the like and measures the wheel speed (rotation speed) of the rotation speed information from the number of pulses is used. Can do.
  • the output of the rotation information detecting means 1 is given to a control unit 2 which is a computer such as ABS.
  • the control unit 2 has an internal pressure drop alarm 3 composed of a liquid crystal display element, plasma display element, CRT, etc. to notify when the air pressure has dropped, the reference internal pressure of the tire (normal air pressure)
  • the initialization switch 4 that is operated by the driver when adjusted to is connected.
  • the initialization switch 4 is operated when the tire is changed or adjusted to normal internal pressure. This resets the reference value that has been held so far, and sets a new reference value.
  • the control unit 2 includes an I / O interface 2a necessary for passing signals to and from an external device, a CPU 2b that functions as a center of arithmetic processing, and a control operation program for the CPU 2b.
  • the CPU 2b performs a control operation, the data is temporarily written or the RAM 2d from which the written data is read is configured.
  • the vehicle acceleration and the slip ratio are obtained based on the wheel speeds of the four wheel tires. From the change over time in the first-order regression coefficient, it is possible to determine the simultaneous decompression of one drive wheel tire or left and right drive wheel tires. In addition, even if the driven wheel tire is depressurized, the primary regression coefficient does not change, so it is not possible to determine the depressurization. In other words, if the drive wheel tire does not depressurize, tire depressurization cannot be detected. Therefore, it can be determined whether at least the drive wheel tire is depressurized.
  • decompression of one driving wheel tire, simultaneous decompression of left and right driving wheel tires, decompression of one driving wheel tire and driven wheel tire, decompression of left and right driven wheel tires and driving wheel tire, one driven wheel tire and left and right tires Can determine the decompression of drive wheel tires and simultaneous decompression of four-wheel tires.
  • the detection accuracy is reduced when the tire group including only one driving wheel and only one driving wheel is decompressed. For this reason, it is preferable to determine whether or not two or more tires including left and right drive wheel tires have been decompressed simultaneously.
  • the tire pressure drop alarm device is used in combination with the conventional device that detects the decrease in internal pressure by relatively comparing the rotation information of the tire. Can be improved.
  • the rotation information detecting means 1 for detecting the rotation information of each tire Wi, and the wheel speed, the vehicle acceleration, and the slip ratio of the front and rear wheels from the rotation information of each tire Wi, respectively.
  • Second calculation processing means for calculating, storage means for storing vehicle acceleration and front and rear wheel slip ratios, third calculation processing means for obtaining mutual linear regression coefficients of vehicle acceleration and front and rear wheel slip ratios, By comparing the first-order regression coefficient with the reference value of the first-order regression coefficient that was calculated in advance at the reference internal pressure of the tire, at least the drive wheel tire is depressurized.
  • the pressure reduction determination means for determining whether or not the pressure is being reduced, and the internal pressure reduction alarm device 3 that issues a warning of a decrease in the air pressure of the tire based on the result of the pressure reduction determination.
  • the tire decompression determination program uses the control unit 2 to calculate wheel speed, vehicle acceleration, and front and rear wheel slip ratios from tire rotation information, respectively.
  • Storage means for accumulating vehicle acceleration and front and rear wheel slip ratios, third arithmetic processing means for obtaining mutual primary regression coefficients of vehicle acceleration and front and rear wheel slip ratios, and the primary regression coefficients and tire
  • a depressurization determining means for determining at least whether or not the drive wheel tire is depressurized.
  • the absolute speed of the vehicle detected by a GPS device is used, and the acceleration of the vehicle is calculated from the absolute speed.
  • the GPS device for example, V BOX (trade name) manufactured by RACELOGIC can be used.
  • This VBOX employs a Kinematic GPS positioning method that uses the phase difference of the carrier wave of the satellite radio wave, so the position can be identified with high accuracy. It is more preferable for the GPS device to be able to calculate the vehicle speed with high accuracy using the Doppler effect of the carrier wave.
  • Step S3 the obtained vehicle acceleration and slip ratio are accumulated (Step S4).
  • a calculation is performed to determine the continuity of changes in the sample data of the slip ratio and vehicle acceleration accumulated from the previous sample (trend investigation preparation step S5).
  • step S7 Preparation for continuity judgment
  • step S8 continuity determination
  • step 7 the continuous count is counted up and the process returns (corresponding to continuity determination preparation step S7).
  • step 8 if the continuous count is equal to or greater than the threshold value, it is determined that there is continuity, the continuous count is cleared, and the process proceeds to step S9. If the continuous count is less than the threshold value, the continuous count is cleared (corresponding to continuity judgment step S8).
  • the first-order regression coefficient of the vehicle acceleration and the slip ratio (regression coefficient of the slip ratio of the front and rear wheels with respect to the vehicle acceleration) K1 is obtained (the specific method will be described later) (step S9) .
  • This primary regression coefficient (hereinafter also simply referred to as the regression coefficient) K1 is the relationship between the vehicle acceleration and the slip ratio, and this regression coefficient K1 is used as the internal pressure judgment value.
  • a predetermined number N for example, 20
  • a regression coefficient determination is obtained as an average value (step Sl 1).
  • the regression coefficient of the slip ratio with respect to the vehicle acceleration is averaged by a predetermined number and the regression coefficient at the reference internal pressure of the tire (reference value) STL And the determination [IV and STL are compared (step S12).
  • Judgment V If the ratio of V to the internal pressure reference value STL (CJV / STL) is a threshold value, for example, 1.4 or more, the driver is warned that the internal pressure has dropped. Note that the threshold is set in advance for each vehicle.
  • the wheel speeds (VI, V2, V3, V4) are calculated from the rotational speeds of the four-wheel tires FL, FR, RL, and RR of the vehicle.
  • wheel speed data at a certain point of each wheel tire FL, FR, RL, RR of a vehicle obtained from a sensor such as an ABS sensor is set as wheel speeds VI, V2, V3, V4.
  • Vd (VI + V2) / 2
  • the vehicle acceleration that is, the average wheel acceleration / deceleration of the driven wheel
  • Af the vehicle acceleration
  • At is the time interval between the wheel speeds Vf and Vf calculated from the wheel speed data (sample
  • g is the gravitational acceleration.
  • the absolute speed of the vehicle may be detected using a GPS device or the like, and the vehicle acceleration may be calculated from the absolute speed.
  • the change from the previous sample to the latest sample is ⁇ 1
  • the change from the second previous sample to the previous sample is ⁇ 2
  • each has an X-axis direction and a y-axis direction.
  • ⁇ 1 ⁇ , ⁇ ⁇ , ⁇ 2 ⁇ , A 2y (equivalent to the trend adjustment preparation step S5)
  • ⁇ lx and ⁇ 2x have the same sign
  • ⁇ ly and ⁇ 2y are positive / negative If the signs are the same, it is determined that the two changes have the same tendency, and the process proceeds to step S7 (preparation for continuity determination). If the above condition is not satisfied, it is determined that the same tendency is not found, and the process proceeds to step S8 (continuity determination) (corresponding to trend determination step S6).
  • step S7 the continuous count is counted up and the process returns (corresponding to continuity determination preparation step S7).
  • step S7 if the continuous count is equal to or greater than the threshold value, it is determined that there is continuity, the continuous count is cleared, and the process proceeds to step S5. If the continuous count is less than the threshold value, the continuous count is cleared (corresponding to continuity judgment step S8).
  • step (7) the primary regression coefficients of the slip ratio and the vehicle acceleration are calculated by the following method.
  • the straight line connecting the sampling start point (point group) and end point (point group) is taken as the primary regression line.
  • the “point cloud” is used because the accuracy of the regression depends on the detection accuracy of the sampling start point and end point. For example, a total of three points including the start point and two points before and after (time) Using the average coordinates as the starting point, the regression accuracy can be improved.
  • the straight line connecting the start point and end point shall be the primary regression line. Can do.
  • the amount of change of each sample is obtained, and it is determined how long the samples having the same tendency are continuous. For example, the latest sample from the previous sample The change up to the pull is ⁇ 1, the change from the previous sample to the previous sample is ⁇ 2, and the X-axis direction and y-axis direction are taken into account, and expressed as ⁇ 1 ⁇ , Aly ⁇ 2x, and A2y, respectively. Then, the signs of ⁇ and ⁇ 2x and the signs of ⁇ ly and ⁇ 2y are determined. If both are the same, it is determined that the two changes are continuous (they have the same tendency). it can. In addition, the sign of ⁇ and Aly may be the same.
  • ⁇ and ⁇ 2 ⁇ In order to increase the reliability of the results, it is only necessary to set certain limits on the magnitudes of ⁇ and ⁇ 2 ⁇ , and the magnitudes of Aly and A2y, which can be adjusted only by positive and negative signs, and adjust the limits. For example, a certain threshold value is set, and only when each change amount is equal to or greater than (or equal to or less than) the threshold value, it may be adopted as a sample.
  • the slope of a linear regression line is calculated from (x, y) of 10 consecutive samples that change with the same tendency.
  • the slope of the linear regression line is calculated from the sum of X, the sum of y, the sum of squares of X, the sum of squares of y, and the product of x and y according to the following formula (7). .
  • the sum is 9 times, X and y are total 18 times, the sum of squares is 10 times, the multiplication is 10 times, the sum is 9 times, 19 times, X and y are 38 times,
  • a total of 19 operations are required, with 10 products and 9 sums, for a total of 75 operations (45 additions, 30 multiplications).
  • the slope of the linear regression line is obtained from the coordinates of the start point (point group) and end point (point group).
  • the start point coordinates are (xl, yl)
  • the end point coordinates are (x2, y2)
  • the start point is determined by the average coordinates of the start point group 3 points
  • the end point is the end point group 3 points
  • the start point Determining the X coordinate of a point requires two additions, one division, and 12 X and Y coordinates for the start and end points.
  • the slope is obtained by (y2—yl) ⁇ (x2—xl), 2 subtractions, 1 division, and 15 operations are required (8 additions, 2 subtractions, 5 divisions) .
  • the number of samples that do not need to be fixed is particularly large, and the size of the sampling start point (point group) and sampling end point (point group) in the X-axis direction and y-axis direction Decide as a guide (for example, 7 or more).
  • the road surface on which two regression lines as shown in Fig. 4 are obtained is divided into half during the sampling time, for example, 5 seconds on asphalt and 5 seconds on ice if the sampling time is 10 seconds.
  • the linear regression line obtained from the sampling data is the average of a (asphalt) and b (ice) (dotted line c in Fig. 4).
  • the method of the present invention provides separate regression lines on ice and asphalt. By calculating the average value for each regression line obtained, the accuracy of the regression calculation results is not inferior.
  • the average value of the sample data 1 to 3 was set as the start point, the sample data 8 to 10 was set as the end point, and an equation of a straight line connecting the start point and the end point was obtained.
  • the average value of the sample data 11 to 13 was set as the start point, the sample data 18 to 20 was set as the end point, and a straight line connecting the start point and the end point was obtained.
  • the equation of the linear regression line was obtained using the method of least squares. The results are shown in Fig. 5 (a).
  • coefficient C is a value obtained by estimating coefficient A force coefficient B using a linear regression coefficient obtained by the method of least squares
  • error D is the difference between coefficient B and coefficient C.
  • the coefficient C ′ is a value obtained by estimating the coefficient A force coefficient B using the linear regression coefficient obtained by the method of the present invention
  • the error D ′ is the difference between the coefficient B and the coefficient C ′.
  • Example 2 when the amount of change of each sample data (corresponding to vehicle acceleration and slip ratio) does not change much in the data of the fixed Sampnore number, The method showed no difference in accuracy compared with the conventional least square method.
  • Example 3 when the amount of change of each sample data (corresponding to vehicle acceleration and slip ratio) does not change much in the data of the fixed Sampnore number, The method showed no difference in accuracy compared with the conventional least square method.
  • Example 2 there is an opportunity to determine that there is no continuity between the two groups of data.
  • Table 2 When the data group in Table 2 is divided into two gnolees and separate regression lines are not calculated simultaneously, when continuity is determined, it is determined by the data group that has been determined to be continuous (Table 2)
  • the regression line calculation for the 1st to 10th data sets was executed with the continuity between 10th and 11th as a trigger).
  • the number of calculations can be reduced as compared with the conventional linear regression calculation, and even if the road surface condition is not constant. It is possible to detect a decrease in tire internal pressure with high accuracy.

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Abstract

 スリップ率と加速度の1次回帰直線を求めるための演算回数を軽減でき、かつ路面状態が一定でない場合であっても精度良くタイヤの内圧低下を検出することができる方法を提供することを目的としている。  車両に装着したタイヤから得られる回転情報を検出する工程、該各タイヤの回転情報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ率をそれぞれ演算する工程、車両加速度および前後輪のスリップ率を蓄積する工程、前記車両加速度と前後輪のスリップ率との互いの1次の回帰係数を求める工程、該1次の回帰係数と予めタイヤの基準内圧時に前記工程により演算された1次の回帰係数の基準値とを比較することにより、タイヤが減圧しているか否かを判定する工程を含むタイヤ空気圧低下警報方法である。

Description

明 細 書
タイヤ空気圧低下警報方法
技術分野
[0001] 本発明は、タイヤ空気圧低下警報方法および装置、なら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、タイヤの回転情報を用いて、タイヤの空気圧低下 を検知することにより、車両の性能や安全性を高めることができるタイヤ空気圧低下 警報方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラムに関する。
背景技術
[0002] 従来、 4輪車両のタイヤのスリップ率と加速度の関係が変化することを利用して、スリ ップ率と加速度の関係を 1次回帰演算結果から求めることによりタイヤ空気圧低下を 判定する方法が提案されてレ、る(例えば、特開 2003— 211925号公報参照)。
[0003] し力 ながら、該方法では、最小自乗近似法にしたがって回帰計算を行なっている ため、回帰計算を行なうサンプリング時間内に路面状態が変化する場合であっても、 平均化された回帰直線しか得られず、各路面状態に対応した正確な回帰直線が得 られないという問題があった。また、特開 2003— 211925号公報で用いられている 1 次回帰演算方法では、計算回数が多くなり、またその中には計算機に対する負荷の 大きレ、乗除算が多く含まれてレ、ることが問題となってレ、た。
発明の開示
[0004] 本発明は、スリップ率と加速度の 1次回帰直線を求めるための演算回数を軽減でき 、かつ路面状態が一定でない場合であっても精度良くタイヤの内圧低下を検出する ことができる方法を提供することを目的とする。
[0005] すなわち、本発明は、車両に装着したタイヤから得られる回転情報を検出する工程 、該各タイヤの回転情報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ率をそれぞれ 演算する工程、車両加速度および前後輪のスリップ率を蓄積する工程、前記車両加 速度と前後輪のスリップ率との互いの 1次の回帰係数を求める工程、該 1次の回帰係 数と予めタイヤの基準内圧時に前記工程により演算された 1次の回帰係数の基準値 とを比較することにより、タイヤが減圧しているか否力 ^判定する工程を含むタイヤ空 気圧低下警報方法であって、前記蓄積されたスリップ率および車両加速度のサンプ ルデータが一定範囲内の変化量で連続して変化する場合において、該サンプノレデ 一タの始点付近の 1点または 2点以上の平均値、および終点付近の 1点または 2点以 上のサンプルデータの平均値に基づいて前記 1次の回帰係数を算出するタイヤ空気 圧低下警報方法に関する。
[0006] 車両の絶対速度を検出する工程を含み、車両加速度を該絶対速度から演算するこ とが好ましい。
[0007] スリップ率を、前輪速度または後輪速度の車両絶対速度に対する比により演算し、 前輪または後輪いずれかについてタイヤが減圧しているか否力 ^判定することが好 ましい。
[0008] また本発明は、車両に装着したタイヤから得られる回転情報を検出する手段、該各 タイヤの回転情報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ率をそれぞれ演算 する手段、車両加速度および前後輪のスリップ率を蓄積する手段、前記車両加速度 と前後輪のスリップ率との互いの 1次の回帰係数を求める手段、該 1次の回帰係数と 予めタイヤの基準内圧時に前記手段により演算された 1次の回帰係数の基準値とを 比較することにより、タイヤが減圧しているか否かを判定する手段を含むタイヤ空気 圧低下警報装置であって、前記蓄積されたスリップ率および車両加速度のサンプル データが一定範囲内の変化量で連続して変化する場合において、該サンプノレデー タの始点付近の 1点または 2点以上の平均値、および終点付近の 1点または 2点以上 のサンプルデータの平均値に基づいて前記 1次の回帰係数を算出するタイヤ空気圧 低下警報装置に関する。
[0009] さらに本発明は、コンピュータに、車両に装着したタイヤから得られる回転情報を検 出する手順、該各タイヤの回転情報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ 率をそれぞれ演算する手順、車両加速度および前後輪のスリップ率を蓄積する手順 、前記車両加速度と前後輪のスリップ率との互いの 1次の回帰係数を求める手順、該 1次の回帰係数と予めタイヤの基準内圧時に前記手順により演算された 1次の回帰 係数の基準値とを比較することにより、タイヤが減圧しているか否かを判定する手順 を実行させるためのタイヤ空気圧低下警報プログラムであって、前記蓄積されたスリ ップ率および車両加速度のサンプルデータが一定範囲内の変化量で連続して変化 する場合において、該サンプノレデータの始点付近の 1点または 2点以上の平均値、 および終点付近の 1点または 2点以上のサンプノレデータの平均値に基づいて前記 1 次の回帰係数を算出するタイヤ空気圧低下警報プログラムに関する。
図面の簡単な説明
[0010] [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]本発明のタイヤ空気圧低下警報プログラムのフローチャートを示す図である。
[図 4]タイヤの路面に対する滑りやすさを表す一次回帰直線の模式図である。
[図 5] (a)実施例 1における一次回帰直線を示す図である。 (b)実施例 2における一次 回帰直線を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 以下、添付図面に基づいて、本発明のタイヤ空気圧低下警報方法および装置、な らびにタイヤ減圧判定のプログラムを説明する。
[0012] 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、 4輪車両に備えられた 4つのタイヤ FL、 FR、 RLおよび RR (以下、総称して Wiと レ、う。ここで、 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レ、るか否かを検出するもので、各タイヤ Wi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を備えている。
[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回転速度情報の車輪速度(回転速度)を測定する車輪速セ 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の出力は ABSなどのコンビ ユ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 ャ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 内圧低下警報器 3、タイヤを交換したときまたはタイヤの基準内圧(正常空気圧)に調 整したときにドライバーによって操作される初期化スィッチ 4が接続されている。前記 初期化スィッチ 4は、タイヤを交換したときまたは正常内圧に調整したときに操作する ことで今まで保持していた基準値をリセットし、新たな基準値を設定し直す。
[0014] 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、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と力、ら構成されてレ、る。
[0015] 本実施の形態では、駆動輪のタイヤの内圧が低下すると、車両加速度とスリップ率 の関係が変化するので、 4輪のタイヤの車輪速度に基づいて車両加速度とスリップ率 を求め、互いの 1次の回帰係数の経時変化から、 1つの駆動輪タイヤまたは左右の 駆動輪タイヤの同時減圧などを判定することができる。また、仮に従動輪タイヤが減 圧しても 1次の回帰係数は変化しないので、減圧を判定することができなレ、。すなわ ち駆動輪タイヤが減圧しなければ、タイヤ減圧を検出することができなレ、。したがって 、少なくとも駆動輪タイヤが減圧しているか否かを判定することができる。すなわち 1 つの駆動輪タイヤの減圧、左右の駆動輪タイヤの同時減圧、 1つの駆動輪タイヤと従 動輪タイヤの減圧、左右の従動輪タイヤと駆動輪タイヤの減圧、 1つの従動輪タイヤ と左右の駆動輪タイヤの減圧および 4輪タイヤの同時減圧を判定できる。ただし、左 右の駆動輪の車輪速度を平均化して検出'判定しているので、駆動輪 1輪のみおよ び駆動輪 1輪のみを含むタイヤ群の減圧は、検出精度が低下する。このため、左右 の駆動輪タイヤを含めた 2輪タイヤ以上が同時減圧したか否かを判定するのが好まし レ、。これにより、本実施の形態にかかわるタイヤ空気圧低下警報装置と従来の、タイ ャの回転情報を相対的に比較して内圧の低下を検出する装置とを併用することによ り、減圧判定の精度を向上させることができる。
[0016] したがって、本実施の形態は、前記各タイヤ Wiの回転情報を検出する回転情報検 出手段 1と、該各タイヤ Wiの回転情報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ 率をそれぞれ演算する第 2演算処理手段と、車両加速度および前後輪のスリップ率 を蓄積する蓄積手段と、車両加速度と前後輪のスリップ率との互いの 1次の回帰係数 を求める第 3演算処理手段と、該 1次の回帰係数と予めタイヤの基準内圧時に演算さ れた 1次の回帰係数の基準値とを比較することにより、少なくとも駆動輪タイヤが減圧 しているか否力を判定する減圧判定手段と、当該減圧判定の結果に基づいて、タイ ャの空気圧低下の警報を発する内圧低下警報器 3とから構成されている。
[0017] そして、本実施の形態におけるタイヤ減圧判定のプログラムは、制御ユニット 2を、タ ィャの回転情報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ率をそれぞれ演算す る第 1演算処理手段、車両加速度および前後輪のスリップ率を蓄積する蓄積手段、 車両加速度と前後輪のスリップ率との互いの 1次の回帰係数を求める第 3演算処理 手段、該 1次の回帰係数と予めタイヤの基準内圧時に演算された 1次の回帰係数の 基準値とを比較することにより、少なくとも駆動輪タイヤが減圧しているか否かを判定 する減圧判定手段として機能させる。
[0018] なお、例えば GPS装置などにより検出される車両の絶対速度を用レ、、車両の加速 度を該絶対速度から演算することにより、 4輪駆動車の内圧低下検出にも適応するこ とが可能となる。 GPS装置としては、例えばレースロジック(RACELOGIC)社製の V BOX (商品名)を用いることができる。この VBOXは、衛星電波の搬送波の位相差を 利用して補正する Kinematic GPSという位置特定方法を採用しているため、高精 度に位置を特定することができる。なお、 GPS装置としては、搬送波のドップラー効 果を用いて、高精度に車両の速度を算出することができるものであることがより好まし レ、。
[0019] つぎに前記車両加速度とスリップ率の関係を求める手順について、一例として 4輪 の同時減圧の場合を説明する。
[0020] まず図 3に示されるように、回転情報を取り込んだのち、車輪速度を演算し (ステツ プ Sl、 S2)、ついで 4輪の車輪速度から車両加速度、前後輪のスリップ率を演算し( ステップ S3)、得られた車両加速度およびスリップ率を蓄積する (ステップ S4)。
[0021] 1つ前のサンプルから蓄積されたスリップ率および車両加速度のサンプルデータの 変化の連続性を判断するための演算を行う (傾向調査準備ステップ S5)。
[0022] 同一傾向のサンプルデータの連続性を判断する(具体的手法については後述する
[0023] 1つ前のサンプルから最新サンプルまでの変化を Δ 1、 2つ前のサンプルから 1つ前 のサンプルまでの変化を Δ 2とし、 2つの変化が同一傾向であると判断した場合には 、ステップ S7 (連続性判断準備)へ進む。前記条件を満たさない場合、同一傾向で 無いと判断し、ステップ S8 (連続性判断)へ進む (傾向有無判断ステップ S6相当)。
[0024] ステップ 7では、連続カウントをカウントアップし、リターンする(連続性判断準備ステ ップ S 7相当)。
[0025] ステップ 8では、連続カウントがしきい値以上であれば、連続性があると判断し、連 続カウントをクリアし、ステップ S9へ進む。連続カウントがしきい値未満であれば、連 続カウントをクリアする(連続性判断ステップ S8相当)。
[0026] ついで、車両加速度とスリップ率の互いの 1次の回帰係数(車両加速度に対する前 後輪のスリップ率の回帰係数) K1を求める(具体的手法については後述する)(ステ ップ S9)。この 1次の回帰係数(以下、単に回帰係数ともいう) K1が、ここでいう車両 加速度とスリップ率の関係であり、この回帰係数 K1を内圧判定値とする。
[0027] ついで、車両走行中の前記回帰係数を所定数 N個(例えば 20個)蓄積し (ステップ S10)、その平均値として回帰係数の判定 を求める(ステップ Sl l)。
[0028] 予め初期化スィッチが操作された直後に、前記と同様のステップにて、車両加速度 に対するスリップ率の回帰係数を所定個数平均化してタイヤの基準内圧時の回帰係 数 (基準値) STLを求め、前記判定[ IVと STLを比較する(ステップ S12)。判定銜 Vと内圧基準値 STLの比 CJV/STL)がしきい値、例えば 1. 4以上の場合、ドライバ 一へ内圧低下を警告する。なお、しきい値は予め車両ごとに実験を行ない設定して おく。
[0029] 以下、本実施の形態にかかわるタイヤ空気圧低下警報装置の動作の手順(1)〜( 9)について説明する。
[0030] (1)車両の 4輪タイヤ FL、 FR、 RLおよび RRのそれぞれの回転速度から車輪速度( VI 、 V2 、 V3 、 V4 )を算出する。
n n n n
例えば、 ABSセンサなどのセンサから得られた車両の各車輪タイヤ FL、 FR、 RL、 RRのある時点の車輪速データを車輪速度 VI 、 V2 、 V3 、 V4とする。
n n n n
[0031] (2)ついで従動輪および駆動輪の平均車輪速度 (Vf 、 Vd )を演算する。
11 11
前輪駆動の場合、ある時点の従動輪および駆動輪の平均車輪速度 Vf 、 Vdをつ
n n ぎの式(1)、(2)により求める。 Vf = (V3 +V4 ) /2 · · · (1)
n n n
Vd = (VI +V2 ) /2
n n …(2)
n
[0032] (3)ここで、左側前後輪と右側前後輪のスリップ率の差 SSRをつぎの式(3)により演 算する。
SSR= I V1/V3 -V2/V4 | …(3)
[0033] (4)また、前記車両加速度 (すなわち従動輪の平均車輪加減速度) Af を演算する。
n
前記従動輪の平均車輪速度 Vf より 1つ前の車輪速データから、平均車輪速度 Vf
n n- とすると、車両加速度 Af はそれぞれつぎの式 (4)で求められる。
1 n
Af = (Vf -Vf ) / A t/g · · · (4)
n n n-1
ここで、 A tは車輪速データから算出される車輪速度 Vf と Vf の時間間隔(サンプ
n n-1
リング時間)であり、 gは重力加速度である。なお、 GPS装置などを用いて車両の絶対 速度を検出し、該絶対速度から車両加速度を算出してもよい。
[0034] (5)前記車両加速度 Af の値に応じて、前後輪のスリップ率を演算する。まず、加速
n
状態で、駆動輪がロック状態で車両が滑っているとき (Vd = 0、 Vf ≠0)や、減速状
n n
態で、車両が停止状態で駆動輪がホイールスピンを起こしているとき (Vf = 0
n 、 Vd
n
≠0)は、起こり得ないものとして、スリップ率 Sをつぎの式(5)、(6)から演算する。
n
Af ≥0および Vd≠0である場合、 S = (Vf -Vd ) /Vd · · · (5)
n n n n n n
Af く 0および Vf ≠0である場合、 S = (Vf -Vd ) /Vf · · · (6)
n n n n n n
前記以外の場合は、 S = 1とする。
n
スリップ率と車両加速度を蓄積する。
[0035] (6)蓄積されたスリップ率および車両加速度のサンプノレデータの変化の連続性を判 断するための演算を行う。
同一傾向のサンプルデータがどのように連続しているか判断する。
[0036] (7)スリップ率と車両加速度との互いの 1次の回帰係数を求める。
[0037] (8)これまでの手順は、カウントがゼロから始まり、例えば 20回繰り返されるまで繰り 返す。ついでカウントが 20回になると、タイヤの基準内圧時の回帰係数 (基準値) ST Lを記憶する。ついで車両走行中の前記回帰係数を演算し、所定の個数、例えば 20 個の平均値として回帰係数の判定 を求め、前記内圧基準値 STLと比較する。 [0038] (9)前記判定銜 Vと内圧基準値 STLの比 CIV/STL)がしきい値、例えば 1. 4以上 の場合、ドライバーへ内圧低下を警告する。なお、しきい値は予め車両ごとに実験を 行ない設定しておく。
[0039] 前記手順(6)において、同一傾向のサンプノレデータがどのように連続しているか判 断する。
[0040] 1つ前のサンプルから最新サンプルまでの変化を Δ 1、 2つ前のサンプルから 1つ前 のサンプルまでの変化を Δ 2とし、それぞれには X軸方向、 y軸方向があるのでそれら を含め Δ 1χ、 Δ ΐγ, Δ 2χ、 A 2yと表すとする(傾向調查準備ステップ S5相当)と、 Δ lxと Δ 2xの正負の符号が同じで、かつ、 Δ lyと Δ 2yの正負の符号が同じであれば 、 2つの変化が同一傾向で有ると判断しステップ S7 (連続性判断準備)へ進む。前記 条件を満たさない場合、同一傾向で無いと判断し,ステップ S8 (連続性判断)へ進む (傾向有無判断ステップ S6相当)。
[0041] ステップ S7では、連続カウントをカウントアップし、リターンする(連続性判断準備ス テツプ S 7相当)。
[0042] ステップ S7では、連続カウントがしきい値以上であれば、連続性があると判断し、連 続カウントをクリアし、ステップ S5へ進む。連続カウントがしきい値未満であれば、連 続カウントをクリアする(連続性判断ステップ S8相当)。
[0043] 前記手順(7)において、スリップ率と車両加速度の 1次の回帰係数は以下のような 手法により演算される。
[0044] スリップ率または車両加速度のサンプノレが連続して変化した場合に、サンプリング 開始点(点群)と終了点(点群)を結ぶ直線を 1次回帰直線とする。ここで、「点群」とし たのは、サンプリング開始点および終了点の検出の精度により回帰精度が左右され るためであり、例えば開始点とその(時刻的)前後 2点の計 3点の平均座標を開始点と すると、回帰精度を向上することができる。具体的には、車両加速度が 10サンプル以 上連続して変化し、かつその間の変化量が連続して 0. 02G以上の場合に開始点と 終了点を結ぶ直線を 1次回帰直線とすることができる。
[0045] また、回帰精度の調整のために、各サンプルの変化量を求め、同一傾向のサンプ ノレがどれくらい連続しているかで判断する。例えば、 1つ前のサンプルから最新サン プルまでの変化を Δ 1、 2つ前のサンプルから 1つ前のサンプルまでの変化を Δ 2とし 、さらに X軸方向、 y軸方向を考慮して、それぞれ Δ1χ、 Aly Δ 2x、 A2yと表わす とすると、 Δ と Δ 2xの正負の符号、および Δ lyと Δ 2yの正負の符号を判定し、両 方とも同じであれば、 2つの変化が連続している(同一傾向である)と判断できる。さら に、 Δΐχと Alyの符号も同じであるとするのもよい。結果の信頼度を高めるためには 正負の符号だけでなぐ Δΐχと Δ2χの大きさ、 Alyと A2yの大きさそれぞれについ て一定の制限を設け、その制限量を調整すればよい。例えば、一定のしきい値を設 け、各変化量が該しきい値以上 (または、しきい値以下)である場合だけサンプルとし て採用するようにすればよい。
[0046] 次に具体例をあげて説明する。例えば、 10組の連続して同一傾向をもって変化す るサンプルの(x, y)から 1次回帰直線の傾きを計算する場合を考える。従来の方法 では、下記式(7)にしたがい、 Xの和、 yの和、 Xの平方和、 yの平方和、 xと yの積の禾ロ 力ら 1次回帰直線の傾きが求められる。ここで、和を得るには加算が 9回、 Xと yで計 1 8回、平方和を求めるには乗算が 10回、加算が 9回で計 19回、 Xと yで計 38回、 xと y の積の和を求めるには積が 10回、和が 9回で計 19回、都合 75回の演算が必要であ る(加算 45回、乗算 30回)。
[0047] [数 1]
∑ x ; Y i— N∑ x ; Y i
l = ■ · ■ (7)
∑ X i ∑ X i — Ν∑ Χ ί ώ
[0048] 一方、本発明の手法では開始点(点群)と終了点(点群)の座標から 1次回帰直線 の傾きが求められる。ここで、開始点座標を (xl, yl)、終了点座標を (x2, y2)とし、 開始点を開始点群 3点、終了点を終了点群 3点の平均座標で決めるとすると、開始 点の X座標を決めるのに、加算 2回、除算 1回、開始点と終了点の X, y座標では 12回 要する。これに加え、傾きは (y2— yl) ÷ (x2— xl)で得られるから、減算 2回、除算 1回、都合 15回の演算を要する (加算 8回、減算 2回、除算 5回)。
[0049] さらに、サンプル変化の連続性を判断するための演算が別途必要である。 1つ前の サンプルから最新サンプルまでの変化が、 2つ前のサンプルから 1つ前のサンプルま での変化と同一傾向かどうか調べるため、 X軸方向の変化量 (減算)と Y軸方向の変 化量 (減算)をそれぞれ 2回、合わせて 4回の減算と 2回の比較演算がサンプルの 3個 目から 10個目までの 8回生じるので、計 48回の演算が連続性の検証に必要となる。 これに加え、回帰直線の傾きに相当する値の算出に 3点(3サンプル)からなる点群を 用いるとして、 15回、合計 63回の演算で済むこととなる (加算 8回、減算 34回、除算 5回、比較 16回)。
[0050] 計算機においては、加減算および比較に比べ乗除算の負荷は大きいので、本発 明によれば、計算回数の削減以上に乗除算の削減の効果が大きいと言える。
[0051] サンプノレ数については、特に固定する必要はなぐサンプル数の多さや、サンプリ ング開始点(点群)とサンプリング終了点(点群)の X軸方向間隔および y軸方向間隔 の大きさが目安として決定 (例えば、 7個以上)すればょレ、。
[0052] 従来の回帰計算を用いる場合、回帰計算に供するサンプルの個数を状況に応じて 最適化することは難しいので、通常は固定化される。し力 ながら、回帰計算に供す るサンプルの個数によっては平均化された結果しか得られないことがある。サンプル 個数が固定化されると、サンプリング時間が固定されることになる力 例えばサンプリ ング時間が 10秒で固定された場合に 10秒間全ての期間において、タイヤの路面に 対する滑りやすさが一定であればよいが、 10秒間にアスファルトから氷に変化するな どタイヤの路面に対する滑りやすさが一定でない場合には、アスファルトでのタイヤの 路面に対する滑りやすさと氷でのタイヤの路面に対する滑りやすさがその含まれる時 間長さに比例して含まれたタイヤの路面に対する滑りやすさしか得られない。なお、 加速度とスリップ率の回帰直線の傾きの変化は、タイヤと路面の摩擦係数変化と一致 するので、滑りやすさの指標を用いて説明する。
[0053] 図 4に示すような 2本の回帰直線が得られる路面を、サンプリング時間中に半分づ つ、例えばサンプリング時間が 10秒であればアスファルトの上で 5秒、氷の上で 5秒 走行した場合、サンプリングデータから得られる 1次回帰直線は a (アスファルト)と b ( 氷)の平均となる(図 4中の点線 c)。一方、本発明の方法では、氷の上とアスファルト の上のそれぞれ別個の回帰直線が得られる。得られた各回帰直線ごとに平均値を求 めることにより、回帰計算結果の精度が劣ることはない。 実施例
[0054] 以下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。
[0055] 本発明における一次の回帰係数の算出方法と一般的な最小自乗法を用いた場合 について、サンプルデータの傾向に応じた精度の違いを検討した。
[0056] 実施例 1
20組のサンプルデータ(X, y) = (A, B)を採取し、サンプルデータ 1〜: 10を区間 1 、サンプノレデータ 11〜20を区間 2とした(表 1)。
[0057] 区間 1において、サンプルデータ 1〜3の平均値を始点、サンプルデータ 8〜: 10を 終点とし、該始点と該終点を結ぶ直線の式を求めた。同じく区間 2において、サンプ ルデータ 11〜: 13の平均値を始点、サンプルデータ 18〜20を終点とし、該始点と該 終点を結ぶ直線の式を求めた。また、サンプルデータ 1〜20について、最小自乗法 を用いて一次回帰直線の式を求めた。結果を図 5 (a)に示す。
区間 l :y= l . 032x-0. 823
区間 2 :y= l . 075x-0. 951
最小自乗法: y= l . 009x-0. 333
[0058] なお、表 1において、係数 Cは最小自乗法により得られた一次回帰係数を用いて係 数 A力 係数 Bを推定した値であり、誤差 Dは、係数 Bと係数 Cの差である。係数 C' は本発明における方法により得られた一次回帰係数を用いて係数 A力 係数 Bを推 定した値であり、誤差 D'は、係数 Bと係数 C'の差である。
[0059] [表 1]
Figure imgf000014_0001
施例 2
実施例 1とは別の 20組のサンプルデータ (x, y) = (A, B)を採取し (表 2)、同様に 一次回帰直線の式を求めた。結果を図 5(b)に示す。 区間 l:y=0. 954x+0. 293
区間 2:y=2. 253x-2. 546
最小自乗法: y=l.443x + 0. 388
[表 2]
Figure imgf000016_0001
実施例 1のように、固定されたサンプノレ数のデータ中で、各サンプルデータ(車両 加速度とスリップ率に相当)の変化量があまり変化しないような場合には、本発明の 方法では、従来の最小自乗法と比較して精度に差は見られなかった。一方、実施例
2のように、サンプノレデータの変化量の傾向が、ある時点を境界に著しく変化する場 合には、最小自乗法を上回る精度で回帰直線が得られることがわかる。
[0063] 実施例 2のような場合には、 2つのグループのデータ間に連続性が無いと判断され る機会がある。表 2のデータ群を 2つのグノレープに分けて、別個の回帰直線を同時に 求めるわけでなぐ連続性が判断された際に、それまで連続性があると判断されたデ ータ群により求める(表 2 1 _ 10番目のデータ群での回帰直線計算を 10— 11番目 間に連続性が無かったことをトリガーとして実行)。あるデータ間に連続性が無いと判 断した際、直前のデータ間に連続性があれば、レ、くつかのデータ間で連続性があつ たかが一定基準 (少なくとも 2データ間 = 3個のデータ以上のサンプルが必要)を満 たせば、回帰直線計算を行う。
産業上の利用可能性
[0064] 本発明の方法によると、スリップ率と加速度の関係を求めるに際し、従来の 1次回帰 演算と比較して演算回数を軽減することができ、かつ路面状態が一定でない場合で あっても精度良くタイヤの内圧低下を検出することが可能となる。

Claims

請求の範囲
[1] 車両に装着したタイヤから得られる回転情報を検出する工程、該各タイヤの回転情 報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ率をそれぞれ演算する工程、車両 加速度および前後輪のスリップ率を蓄積する工程、前記車両加速度と前後輪のスリ ップ率との互いの 1次の回帰係数を求める工程、該 1次の回帰係数と予めタイヤの基 準内圧時に前記工程により演算された 1次の回帰係数の基準値とを比較することに より、タイヤが減圧しているか否かを判定する工程を含むタイヤ空気圧低下警報方法 であって、
前記蓄積されたスリップ率および車両加速度のサンプノレデータが一定範囲内の変化 量で連続して変化する場合において、該サンプノレデータの始点付近の 1点または 2 点以上の平均値、および終点付近の 1点または 2点以上のサンプルデータの平均値 に基づいて前記 1次の回帰係数を算出するタイヤ空気圧低下警報方法。
[2] 車両の絶対速度を検出する工程を含み、車両加速度を該絶対速度から演算する 請求の範囲第 1項記載のタイヤ空気圧低下警報方法。
[3] スリップ率を、前輪速度または後輪速度の車両絶対速度に対する比により演算し、 前輪または後輪いずれかについてタイヤが減圧しているか否力 ^判定する請求の範 囲第 2項記載のタイヤ空気圧低下警報方法。
[4] 車両に装着したタイヤから得られる回転情報を検出する手段、該各タイヤの回転情 報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ率をそれぞれ演算する手段、車両 加速度および前後輪のスリップ率を蓄積する手段、前記車両加速度と前後輪のスリ ップ率との互いの 1次の回帰係数を求める手段、該 1次の回帰係数と予めタイヤの基 準内圧時に前記手段により演算された 1次の回帰係数の基準値とを比較することに より、タイヤが減圧しているか否かを判定する手段を含むタイヤ空気圧低下警報装置 であって、
前記蓄積されたスリップ率および車両加速度のサンプノレデータが一定範囲内の変化 量で連続して変化する場合において、該サンプノレデータの始点付近の 1点または 2 点以上の平均値、および終点付近の 1点または 2点以上のサンプルデータの平均値 に基づいて前記 1次の回帰係数を算出するタイヤ空気圧低下警報装置。 コンピュータに、車両に装着したタイヤから得られる回転情報を検出する手順、該 各タイヤの回転情報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ率をそれぞれ演 算する手順、車両加速度および前後輪のスリップ率を蓄積する手順、前記車両加速 度と前後輪のスリップ率との互いの 1次の回帰係数を求める手順、該 1次の回帰係数 と予めタイヤの基準内圧時に前記手順により演算された 1次の回帰係数の基準値と を比較することにより、タイヤが減圧しているか否力、を判定する手順を実行させるため のタイヤ空気圧低下警報プログラムであって、
前記蓄積されたスリップ率および車両加速度のサンプノレデータが一定範囲内の変化 量で連続して変化する場合において、該サンプノレデータの始点付近の 1点または 2 点以上の平均値、および終点付近の 1点または 2点以上のサンプルデータの平均値 に基づいて前記 1次の回帰係数を算出するタイヤ空気圧低下警報プログラム。
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