JP2004203214A - タイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】有効な前後輪比を取得する時間を短縮することができるタイヤ空気圧低下検出方法を提供する。
【解決手段】車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいてタイヤの内圧低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法であって、前記各タイヤの回転情報を検出する工程と、前記各タイヤの回転情報を記憶する工程と、前記車両の前輪２輪の回転情報と後輪２輪の回転情報から得られる前後輪比を算出する工程と、前記車両の駆動輪トルクを算出する工程と、前記前後輪比と駆動輪トルクとの関係から、該駆動輪トルクがゼロのときの前後輪比の値を取得する工程とを含んでいる。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両に装着された４輪タイヤの回転（車輪速）情報からタイヤの減圧を検出するタイヤ空気圧低下検出装置（ＤＷＳ）がある。この装置は、タイヤが減圧すると正常空気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、他の正常なタイヤに比べると回転角速度が増加するという原理を用いている。たとえばタイヤの回転角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ＤＥＬとして、
ＤＥＬ＝｛（Ｆ１＋Ｆ４）／２−（Ｆ２＋Ｆ３）／２｝／｛（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４）／４｝×１００（％）
を用いている（特許文献１参照）。ここで、Ｆ１〜Ｆ４は、それぞれ左前タイヤＦＬ、右前タイヤＦＲ、左後タイヤＲＬおよび右後タイヤＲＲの回転角速度である。
【０００３】
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り、そのままで前記ＤＥＬ値を算出すると正常内圧でもＤＥＬ＝０にならず、誤警報となることがある。
【０００４】
そこで、各車輪の製造上のばらつきを補正するための補正係数を求める処理（初期化）が行なわれている。具体的には、つぎの３つの係数を求めている。
【０００５】
Ｆ２＝ｆａｃ１×Ｆ１
Ｆ３＝ｆａｃ３×Ｆ１
Ｆ４＝ｆａｃ３×ｆａｃ２×Ｆ１
ここに、ｆａｃ１、ｆａｃ２、ｆａｃ３は、正常内圧時に求める補正係数であって、ｆａｃ１は前輪左右タイヤＦＬ、ＦＲ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補正係数、ｆａｃ２は後輪左右タイヤＲＬ、ＲＲ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補正係数およびｆａｃ３は前軸輪の平均（（ＦＬ＋ＦＲ）／２）と後軸輪の平均（（ＲＬ＋ＲＲ）／２）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補正係数であり、この補正係数ｆａｃ１、ｆａｃ２、ｆａｃ３は、正常内圧時の走行試験により求められる。
【０００６】
前記補正係数のうち、ｆａｃ３が前後輪比であり、ＤＥＬ値を正確に求めるために必要な値である。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３−３０５０１１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記前後輪比は、４輪の車輪速度から求められるため、タイヤの製造ばらつきのほか、駆動によるスリップの影響を受ける。したがって、平坦な道を一定速度で走行中には、有効な前後輪比を取得することが難しいので、車両が緩やかな減速状態にあるときに限り、求めるのが好ましい。
【０００９】
しかし、走行条件によっては、「車両が緩やかな減速状態にあるとき」というのは非常に稀な場合がある。そうなると、有効な前後輪比の取得がほとんどできないため、減圧を判定するのに必要な前後輪比を取得するのに多くの時間を要することになる。
【００１０】
本発明は、叙上の事情に鑑み、有効な前後輪比を取得する時間を短縮することができるタイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のタイヤ空気圧低下検出方法は、車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいてタイヤの内圧低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法であって、前記各タイヤの回転情報を検出する工程と、前記各タイヤの回転情報を記憶する工程と、前記車両の前輪２輪の回転情報と後輪２輪の回転情報から得られる前後輪比を算出する工程と、前記車両の駆動輪トルクを算出する工程と、前記前後輪比と駆動輪トルクとの関係から、該駆動輪トルクがゼロのときの前後輪比の値を取得する工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のタイヤ空気圧低下検出装置は、車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいてタイヤの内圧低下を検出するタイヤ空気圧低下検出装置であって、前記各タイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段と、前記各タイヤの回転情報を記憶する記憶手段と、前記車両の前輪２輪の回転情報と後輪２輪の回転情報から得られる前後輪比を算出する前後輪比演算手段と、前記車両の駆動輪トルクを算出するトルク演算手段と、前記前後輪比と駆動輪トルクとの関係から、該駆動輪トルクがゼロのときの前後輪比の値を取得するゼロ演算手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
さらに本発明のタイヤ減圧判定のプログラムは、タイヤの空気圧低下を判定するためにコンピュータを、各タイヤの回転情報を記憶する記憶手段、前記車両の前輪２輪の回転情報と後輪２輪の回転情報から得られる前後輪比を算出する前後輪比演算手段、前記車両の駆動輪トルクを算出するトルク演算手段、前記前後輪比と駆動輪トルクとの関係から、該駆動輪トルクがゼロのときの前後輪比の値を取得するゼロ演算手段として機能させることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明のタイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラムを説明する。
【００１５】
図１に示されるように、本発明の一実施の形態にかかわるタイヤ空気圧低下検出装置は、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情報検出手段１を備えている。
【００１６】
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車輪速度（回転速度）を測定する車輪速センサまたはダイナモのように回転を利用して発電を行ない、この電圧から車輪速度を測定するものを含む角速度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、プラズマ表示素子またはＣＲＴなどで構成された表示器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。
【００１７】
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とから構成されている。
【００１８】
前記回転情報検出手段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、回転情報検出手段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が算出される。
【００１９】
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、前述したように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＝ｆａｃ１×Ｆ₂
Ｆ１₃＝ｆａｃ３×Ｆ₃
Ｆ１₄＝ｆａｃ３×ｆａｃ２×Ｆ₄
と補正される。
【００２０】
ここに、ｆａｃ１、ｆａｃ２、ｆａｃ３は、以下の式にしたがって、正常内圧時に求める補正係数であって、ｆａｃ１は前輪左右タイヤＦＬ、ＦＲ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補正係数、ｆａｃ２は後輪左右タイヤＲＬ、ＲＲ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補正係数およびｆａｃ３は前軸輪の平均（（ＦＬ＋ＦＲ）／２）と後軸輪の平均（（ＲＬ＋ＲＲ）／２）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補正係数であり、この補正係数ｆａｃ１、ｆａｃ２、ｆａｃ３は、正常内圧時の初期化走行により求められ、ＲＡＭ２ｄに格納される。
【００２１】
Ｆ２＝ｆａｃ１×Ｆ１
Ｆ３＝ｆａｃ３×Ｆ１
Ｆ４＝ｆａｃ３×ｆａｃ２×Ｆ１
【００２２】
前記補正係数のうち前後輪比（ｆａｃ３）については、車両の前後輪比と駆動輪トルクとの情報の関係から、該駆動輪トルクがゼロに近い状態の前後輪比の値を予想することにより、タイヤの空気圧低下の警報に用いられる有効な前後輪比の取得をより早く完了させることができる。
【００２３】
そこで、本実施の形態では、前記回転情報検出手段１と、前記各タイヤの回転情報を記憶する記憶手段と、前記車両の前輪２輪の回転情報と後輪２輪の回転情報から得られる前後輪比を算出する前後輪比演算手段と、前記車両の駆動輪トルクを算出するトルク演算手段と、前記前後輪比と駆動輪トルクとの関係から、該駆動輪トルクがゼロのときの前後輪比の値を取得するゼロ演算手段とから構成されている。
【００２４】
また、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、前記各タイヤの回転情報を記憶する記憶手段、前記車両の前輪２輪の回転情報と後輪２輪の回転情報から得られる前後輪比を算出する前後輪比演算手段、前記車両の駆動輪トルクを算出するトルク演算手段、前記前後輪比と駆動輪トルクとの関係から、該駆動輪トルクがゼロのときの前後輪比の値を取得するゼロ演算手段として機能させる。
【００２５】
車両の４輪タイヤのそれぞれの車輪速度（Ｖ１_n、Ｖ２_n、Ｖ３_n、Ｖ４_n）は、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のある時点の車輪速データから求められる。なお、Ｖ１_n、Ｖ２_n、Ｖ３_n、Ｖ４_nは、それぞれ前左タイヤ、前右タイヤ、後左タイヤおよび後右タイヤの車輪速度である。これらの車輪速度から、前記駆動輪の平均車輪速度Ｖｄ_nと従動輪の平均車輪速度Ｖｆ_nとの前後輪の比（前後輪比）Ｓは、前輪駆動の場合、つぎの式（１）で演算することができる。
【００２６】
Ｓ＝Ｖｄ_n／Ｖｆ_n ・・・（１）
ここで、Ｖｄ_nは（Ｖ１_n＋Ｖ２_n）／２、Ｖｆ_nは（Ｖ３_n＋Ｖ４_n）／２である。
【００２７】
前記駆動輪トルクは、エンジンの制御装置から得られるエンジンのトルクおよび回転数などから導き出すことができる。たとえば駆動輪１輪あたりの駆動輪トルクＴはつぎの式（２）で表される。
【００２８】
Ｔ＝（エンジンのトルク×エンジンの回転数）／（駆動輪の回転数 ×駆動輪の数） ・・・（２）
【００２９】
この式（２）のうち、（エンジンの回転数／駆動輪の回転数）は、ギア比またはシフトポジション（車の変速ギアのＬ、２、３・・・のことであり、オートマチック車であれば、どのギアで走行中なのかがわかる。そして、それぞれのギア比を記憶させておけば、シフトポジションだけで（エンジンの回転数）／（駆動輪の回転数）を知ることができる）から算出することができる。
【００３０】
また、前記前後輪比Ｓと駆動輪トルクＴとの関係とは、たとえば縦軸を前後輪比Ｓとし、横軸を駆動輪トルクＴとしたときの回帰直線のことであり、この回帰直線から、駆動輪トルクがゼロのときの前後輪比の値が求められる。
【００３１】
したがって、本実施の形態の手順（フローチャート）は、たとえば図３に示されるように、車両の駆動輪トルクを前記式（２）から計算する（ステップＳ１）。ついで４輪の回転角速度をサンプリングして、回転角速度をリジェクトするか否か判別したのち、各タイヤの車輪速度を用いて前後輪比を前記式（１）から計算する（ステップＳ２）。このリジェクトの判別法には、たとえば悪路であるか否か、所定の前後方向加速度、低速および旋回半径の範囲にあるか否かを判別するやり方がある。そして、前記駆動輪トルクと前後輪比のデータを回帰分析（最小自乗法）して回帰直線を求める（ステップＳ３）。ついでこの回帰直線から、駆動輪トルクがゼロのときの前後輪比の値を取得する（ステップＳ４）。
【００３２】
つぎ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。
【００３３】
実施例
車両として、正常空気圧（２．２×１０⁵Ｐａ）のタイヤが装着されたＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車を用意した。前記タイヤのタイヤサイズは１８５／７０Ｒ１４である。また、車両の走行試験に際し、前記実施の形態におけるタイヤ減圧判定をプログラムしたタイヤ空気圧低下検出装置を搭載させたのち、正常空気圧で初期化を実施した。ついで都市高速道路を時速６０〜８０ｋｍ／ｈで走行し、図３に示される手順により前後輪比を取得した。
【００３４】
また、前記車両に、従来のように緩やかな減速状態にあるときのみ前後輪比を取得する装置を搭載させて、本実施例と同じ走行試験も行なった（比較例）。この比較例における前後輪比の取得は、リジェクトの判別法および緩やかな減速状態にあるか否かの判定を行なう手順で行なった。
【００３５】
この比較例では、前後輪比を取得する手順として、緩やかな減速状態にあるか否かの判定、すなわち−０．１＜前後方向加速度＜−０．０５にあるか否かの減速判定を行なっているため、一定速度で走行しているあいだは、かかる減速判定に合致せず、前後輪比の取得時間が１時間１５分と長くなった。なお、この取得時間は、有効データが規定の個数に達したか否かで判断している。
【００３６】
これに対し、本実施例における前後輪比の取得時間は、比較例より少なく１７分であった。これは、前記減速判定を行なうことなく、回帰直線から、駆動輪トルクがゼロのときの前後輪比の値を取得するようにしているからである。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、有効な前後輪比を取得する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤ空気圧低下検出装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】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。
【図３】本実施の形態のフローチャートの一例である。
【符号の説明】
１ 回転情報検出手段
２ 制御ユニット
３ 表示器
４ 初期化スイッチ

Claims (5)

1. 車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいてタイヤの内圧低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法であって、前記各タイヤの回転情報を検出する工程と、前記各タイヤの回転情報を記憶する工程と、前記車両の前輪２輪の回転情報と後輪２輪の回転情報から得られる前後輪比を算出する工程と、前記車両の駆動輪トルクを算出する工程と、前記前後輪比と駆動輪トルクとの関係から、該駆動輪トルクがゼロのときの前後輪比の値を取得する工程とを含むタイヤ空気圧低下検出方法。
2. 前記前後輪比と駆動輪トルクとの関係が、回帰直線である請求項１記載のタイヤ空気圧低下検出方法。
3. 車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいてタイヤの内圧低下を検出するタイヤ空気圧低下検出装置であって、前記各タイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段と、前記各タイヤの回転情報を記憶する記憶手段と、前記車両の前輪２輪の回転情報と後輪２輪の回転情報から得られる前後輪比を算出する前後輪比演算手段と、前記車両の駆動輪トルクを算出するトルク演算手段と、前記前後輪比と駆動輪トルクとの関係から、該駆動輪トルクがゼロのときの前後輪比の値を取得するゼロ演算手段とを備えるタイヤ空気圧低下検出装置。
4. 前記前後輪比と駆動輪トルクとの関係が、回帰直線である請求項３記載のタイヤ空気圧低下検出装置。
5. タイヤの空気圧低下を判定するためにコンピュータを、各タイヤの回転情報を記憶する記憶手段、前記車両の前輪２輪の回転情報と後輪２輪の回転情報から得られる前後輪比を算出する前後輪比演算手段、前記車両の駆動輪トルクを算出するトルク演算手段、前記前後輪比と駆動輪トルクとの関係から、該駆動輪トルクがゼロのときの前後輪比の値を取得するゼロ演算手段として機能させるためのタイヤ減圧判定のプログラム。

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