JP2001294025A

JP2001294025A - 車両の空気抜けタイヤを検出する方法

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Publication number: JP2001294025A
Application number: JP2001066902A
Authority: JP
Inventors: Orson Szu-Han Wang; オーソン・シュー−ハン・ウォン
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Robert Bosch LLC
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Robert Bosch LLC
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2001-10-23
Anticipated expiration: 2021-03-09
Also published as: DE10109567B4; DE10109567A1; JP3842058B2; US6222444B1

Abstract

(57)【要約】【課題】駆動スリップと関連したエラーを適切に防止
する。【解決手段】４つの車輪の各々の車輪速度が、収集さ
れ、且つ低いタイヤ圧力を示すことができる差について
車軸毎に統計的に解析される。解析の前で且つシステム
のリセットに続いて、較正係数が各車軸に対して決定さ
れ、転がり半径のばらつきを補償し、そして実質的に、
任意の１つの車軸の２つの車輪に対する百分率差値を補
正するため用いられる。十分な数の値が収集されたと
き、ｔ₀値は、対ｔ検定統計方法又はその僅かな変形に
従って各車軸に対して計算される。次いで、各車軸に対
するｔ₀値は、所定の圧力損失に基づくそれぞれの経験
値と比較される。この比較は、ドライバの警告のための
基礎を与えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤの空気圧が
所定の圧力レベルより下に低下したときを、測定された
車輪速度に基づいて検出する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アンチロック・ブレーキ・システム（Ａ
ＢＳ）の出現及び各車輪に速度検知装置を配置すること
は、空気抜けを、運転中に測定された車輪速度に基づい
て検出する信頼性良い方法を開発する努力を刺激した。
理論的に、車両の４つの等しく膨張したタイヤは、実質
的に同じ転がり半径を有し、従って各タイヤは、乾いた
平坦な一様表面の上の直線運転中実質的に同じ速度で回
転するであろう。タイヤが空気抜けになると、その転が
り半径は低減し、車輪速度はより小さい半径を補償しよ
うと増大する。車輪速度をモニタし且つタイヤの空気抜
けに起因し得る変化を検出する多数の方法が開発されて
きた。

【０００３】これらの空気抜け検出方法に関連して繰り
返し起こる問題は、組込みタイヤ半径のばらつき（ｖａ
ｒｉａｔｉｏｎ）、車両操作、道路状態及び駆動スリッ
プ（ｄｒｉｖｅｓｌｉｐ）のような種々の要因により
生じる間違ったデータ点の収集をフィルタリングし又は
排除する能力に関係する。これらの間違った読取りを排
除又はフィルタリングすることなしでは、検出方法は、
タイヤ空気抜けに対する正しくない警告をしがちであ
り、又は実際のタイヤ空気抜けの検出に失敗しがちであ
る。誤った警告は、運転者にとって迷惑であり、また悩
ましく、一方空気抜け検出の失敗は、危険であり、また
タイヤのパンクをもたらす可能性がある。誤った検出を
避けながらタイヤ空気抜けを正確に検出する方法が、最
高度の優先事項となった。

【０００４】駆動スリップにより生じた誤ったデータを
フィルタリング又は排除することが重大な障害となっ
た。単純に言うと、車両の駆動車輪は、車軸に加えられ
たトルクに起因してスリップする。この滑り量（ｓｌｉ
ｐｐａｇｅ）は、非駆動車輪に対するより駆動車輪に対
する方がより高い車輪速度をもたらす。例えば、高速道
路速度で走行している後輪駆動車両に関しては、後輪
は、非駆動の前輪よりほぼ１％速く回転することがあ
る。この１％の変化は、実際の空気抜けしたタイヤによ
り生じる小さい車輪速度変化（典型的には０．１％から
０．５％）から見て許容できなほど高い。誤ったデータ
がフィルタリング又は排除されない場合、駆動スリップ
・エラーがタイヤ圧力の影響を洗い落とすことができ、
従ってタイヤの空気抜けを検出する能力を著しく低下さ
せることができる。駆動スリップは、加速、上り坂／下
り坂運転、及び一様でない表面（例えば、泥、砂又は砂
利のような）上の運転の間非常に大きな問題となった。

【０００５】収集されたデータに対する駆動スリップの
影響をフィルタリング又は排除するための幾つかの試み
がなされた。１９９８年６月２日に発行された米国特許
Ｎｏ．５，７６０，６８２は、分散分析（ＡＮＯＶＡ）
統計技術を４つ全ての車輪速度から収集されたデータに
適用している。組込まれたこの統計的方法は、典型的に
用いられている一層通常の平均値比較方法（その方法に
おいては、各車輪について収集されたデータは、比較ア
ルゴリズムで用いられる前に単純に平均化される。）よ
り正確な結果を与える。フィルタを用いて、加速／減
速、上り坂／下り坂運転、ターニング／コーナリングの
変動及び凸凹道路の運転の間収集されたデータを排除す
るが、しかし、直線運転の間に生じる駆動スリップは、
分散分析技術をだましがちである。それは、駆動スリッ
プに起因した車輪速度の増加をタイヤ空気抜けに起因し
た車輪速度の増加から区別することができないからであ
る。誤った検出が起こり得る。

【０００６】１９９６年１１月２６日に発行された米国
特許Ｎｏ．５，５７８，９８４は、駆動スリップが学習
され且つ前輪／後輪比Ｚとして示された補正係数でもっ
て補償されるシステムを開示する。そのような学習から
得られたデータのみがシステムが学習された表面に適用
されるので、そのような学習プロセスは強固でない。例
えば、そのような学習が乾いたアスファルトで起こった
場合、得られた補正係数は、湿ったアスファルトでの運
転の間に収集されたデータに対して間違っているであろ
う。更に、そのような学習が平坦な道路表面で起こった
場合、得られた補正係数は、上り坂の運転の間に収集さ
れたデータに対して間違っているであろう。それは、上
り坂の運転は、駆動車輪において多くのパワーを必要と
し、より大きい駆動スリップを生じさせるからである。
誤った検出又は検出の失敗が起こり得る。

【０００７】１９８９年１０月２４日に発行された米国
特許Ｎｏ．４，８７６，５２８及び１９９７年１月７日
に発行された米国特許Ｎｏ．５，５９１，９０６は、２
つの対角に対向した車輪の角速度が一緒に加算され、次
いで（種々の技術を用いて）他の２つの対角に対向した
車輪の角速度の和と比較される方法を開示する。この方
法は駆動スリップ・エラーに対して耐性があるが、対角
の構成要素に対する感度のような公式と関連した別の制
限が存在する。例えば、前左車輪及び後右車輪は、各々
僅かに空気抜け（多分ただの１０％だけ）がある可能性
があるが、しかしその対角の和は、車輪のうちの１つだ
けが著しく空気抜け（多分２５％）したケースと同じに
見えるであろう。これは、目標が１つのタイヤに２５％
又はそれより大きい空気抜けを検出することであるの
で、望ましくない感知性をもたらす。再び、誤った検出
が起こり得る。

【０００８】対角に対向した車輪からのデータを組み合
わせることと関係した別の問題が、米国特許Ｎｏ．５，
５７８，９８４に説明されている。多くの高性能のスポ
ーツカーにおいては、前車軸及び後車軸に対して異なっ
たサイズのタイヤが用いられている。このことが起こる
と、空気抜けを検出するため用いられる臨界的スレッシ
ョルド値は、前タイヤと後タイヤとで異なるであろう。
対角に対向した前タイヤ及び後タイヤを用いることは、
データを混ぜ合わせることになり、そのため前車輪と後
車輪とを独立に扱うことができない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、駆動スリッ
プに起因したエラーを排除しようする試みと関連した前
述の問題を実質的に取り除く改善した方法を提供する。
４つ全てのタイヤから取られたデータを種々の組合わせ
で利用する（即ち、４つ全てのタイヤからの値を個々に
比較し、又は対角のタイヤの対向したセットを比較し、
あるいは前タイヤと後タイヤとを比較する。）従来技術
の方法とは異なって、本発明の方法は、４つ全てのタイ
ヤから取られたデータの組合わせを利用することは駆動
スリップと関連したエラーを適切に防止することができ
ないことを認めている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、タイ
ヤが空気抜けしているか否かを決定するため１つの車軸
の２つの車輪のみをいずれの一時に考慮する空気抜けタ
イヤの検出方法から成る。所与の車軸の両方の車輪は直
線運転の間実質的に同じ速度で回転するので、その比較
は、本来的に駆動スリップ、及び対角に対向したタイヤ
からのデータを用いることと関連したエラーに影響を受
けない。たとえ、駆動車輪が非駆動車輪より速く回転す
る傾向があり、且つ非駆動車輪より大きくあり得ても、
２つの駆動車輪間又は非駆動車輪間の相対速度差はゼロ
である。従って、本発明は、タイヤの空気抜けを検出す
るため単一の車軸の２つの車輪間の速度差を解析する。
他方、４つの全ての車輪速度を相変わらず一緒に用い
て、誤ったデータをフィルタリング又は排除すべき他の
段階を与える凸凹の道路状態および車両の操作状態を検
出する。その成果は、データが誤っていて用いるべきで
ない段階を認識し、且つ更に、本来的に駆動スリップ・
エラーに影響を受けないアルゴリズムを利用する空気抜
けタイヤの検出方法である。

【００１１】特に、本発明は、本明細書に援用されてい
る米国特許Ｎｏ．５，７６０，６８２の改善である。本
発明において、２つの車輪間のデータ可変性を比較する
に適した新しい統計的方法が、４つ全ての車輪間のデー
タ可変性を比較するに適したＡＮＯＶＡ統計分析に取っ
て代わる。本発明は、データの可変性を考慮するため、
対ｔ検定（ｐａｉｒｅｄｔ−ｔｅｓｔ）統計解析を、
より好ましくは対ｔ検定の修正を利用する。修正された
対ｔ検定の使用は、より普通の平均値比較方法を用いる
計算より既に正確であった先のＡＮＯＶＡ方法より更に
正確且つ信頼性が良い空気抜け検出を提供する。

【００１２】対ｔ検定は、関心の２つの母集団のデータ
観測値が対で（即ち、単一の車軸の２つの車輪に対して
実質的に同時に収集されたデータ）収集されるとき使用
のため適用可能な統計方法である。各対の観測値は、実
質的に同種の状態の下で取られるが、しかしこれらの状
態は、１つの対の観測値と次のものでは変化し得る。本
発明において、対ｔ検定は、前車軸から取られた車輪速
度データ対と後車軸から取られた車輪速度データ対とに
ついてそれぞれ独立に行われる。対ｔ検定が各車軸に対
する対のデータ間の差を分析して、両方の車軸に対する
独立のｔ₀値を与える。これらのｔ₀値が各車軸に対する
所定の上限及び下限と比較され、タイヤが適正に膨張さ
れているか否かを決定する。対ｔ検定に従ったｔ₀値の
計算は、統計学のテキストに記載されている。例えば、
Ｈｉｎｅｓ及びＭｏｎｔｏｇｏｍｅｒｙ著「工学及び管
理科学における確率及び統計学（Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔ
ｙａｎｄＳｔａｔｉｓｔｉｃｓｉｎＥｎｇｉｎ
ｅｅｒｉｎｇａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｃｉｅ
ｎｃｅ）」３１２−３１３頁を参照されたい。ｔ₀値
は、以下のように計算される。

【００１３】（Ｘ₁₁，Ｘ₂₁），（Ｘ₁₂，Ｘ₂₂），…，
（Ｘ_1n，Ｘ_2n）をｎ個の対観測値の組とする。ここで、
Ｘ₁〜Ｎ（μ₁，σ₁ ²）及びＸ₂〜Ｎ（μ₂，σ₂ ²）と仮定
する。各対の観測値間の差をＤ_j＝Ｘ_1j−Ｘ_2j（ここ
で、ｊ＝１，２，…，ｎ）と定義する。Ｄ_jは、平均値
μ_D＝Ｅ（Ｘ₁−Ｘ₂）＝Ｅ（Ｘ₁）−Ｅ（Ｘ₂）＝μ₁−μ
₂を有して正規分布され、そこでμ₁及びμ₂の相等性に
ついての仮説検証は、μ_Dについて一つの標本ｔ検定を
実行することにより達成することができる。特に、
Ｈ ₁：μ₁≠μ₂に対するＨ₀：μ₁＝μ₂の検定は、

【００１４】

【数１３】Ｈ₀：μ_D＝０Ｈ₁：μ_D≠０を検定することと
等価である。上記の式に対する適切な検定統計は次のと
おりである。

【００１５】

【数１４】ここで、

【００１６】

【数１５】及び

【００１７】

【数１６】は、それぞれ標本平均差及びその差の標準偏差である。

【００１８】本発明の好適な実施形態に従って、ｔ
₀は、ｔ₀の式の多少修正された定式化を用いて計算され
る。修正されたｔ₀式が、数学を単純化するため用いら
れ、それは、その計算を、乗算及び除算機能が簡単な論
理又は加算演算より多くの時間を必要とし且つ平方根の
計算のような進んだ数学機能が可能でない単純なマイク
ロコントローラにおいてより速くする。修正されたｔ₀
式は、統計学テキストに記載されている推定標準偏差値
Ｓ_Dを用いる。例えば、Ｈｉｎｅｓ及びＭｏｎｔｏｇｏ
ｍｅｒｙ著「工学及び管理科学における確率及び統計
学」５８４頁を参照されたい。推定標準偏差値は次のと
おりに計算される。

【００１９】既知のパラメータを有する正規母集団から
のｋ個の標本の範囲Ｒとその母集団の標準偏差との間の
関係が必要である。Ｒは確率変数であるので、相対範囲
（ｒｅｌａｔｉｖｅｒａｎｇｅ）と呼ばれる量Ｗ＝Ｒ
／Ｓ_Dもまた確率変数である。Ｗの分布のパラメータ
は、任意の標本の大きさｎ_R（なお、これは、統計学テ
キストではｎと示されるが、本明細書では混乱を排除す
るためｎ_Rと記す。）に対して決定されてしまってい
る。Ｗの平均分布は、ｄ₂と呼ばれ、そして前述の統計
学テキストに様々なｎ_Rに対して表で示されている。Ｒ_i
をｉ番目の標本の範囲とし、

【００２０】

【数１７】を平均範囲としよう。すると、Ｓ_Dの推定値は次のとお
りとなろう。

【００２１】

【数１８】この推定は、２つの理由のためうまく働く。第１に、デ
ータが車両の操作により生じた突然の変化に対してスク
リーニングされてしまうので、データ範囲Ｒが小さい。
更に、車輪速度センサにより集められたデータ標本数ｋ
は非常に大きい。

【００２２】好適な発明の修正された対ｔ検定はまた、
値√ｎを与えるため内挿ルックアップテーブルを利用す
る。単純なマイクロプロセッサはこの値を直接計算する
ことができないので、更に入力及び出力の範囲が明瞭に
定義され、正確さが維持され、計算は以下の表を用いて
√ｎを内挿することにより単純化される。

【００２３】

【表１】推定された標準偏差値及び内挿された√ｎ値を用いてｔ
₀を計算することにより、修正された対ｔ検定は、複雑
なアルゴリズムを用いる多くの他の従来技術の空気抜け
検出方法で必要とされるより高価でより遅い浮動小数点
プロセッサとは対照的に、比較的安価で組込み型整数プ
ロセッサ又はマイクロコントローラを用いて利用するこ
とができるアルゴリズムを提供する。修正された対ｔ検
定のアルゴリズムは、いずれの平方根又は２より高いべ
き数の乗算の計算を要求しないので、整数プロセッサ
は、要求された計算を実行するのに十分すぎるほどに適
している。しかしながら、本発明は、好適な実施形態に
おいて用いられるより速く、より単純でより安価な方法
とは対照的な浮動小数点プロセッサ及び標準対ｔ検定を
用いて実施することができることに留意すべきである。

【００２４】ｔ₀値を計算するため、前車軸及び後車軸
それぞれの２つの車輪間の車輪速度の正規化百分率差が
用いられる。それぞれの車軸に対する車輪速度の正規化
百分率差は、次のように書くことができる。

【００２５】

【数１９】及び

【００２６】

【数２０】ここで、ｖ_refは車両の速度を表す。

【００２７】理論的には、タイヤが等しく膨張され且つ
車両が平坦な表面上をある時間期間直線走行している場
合、いずれの１つの車軸の２つの車輪間の車輪速度の百
分率差は、ゼロである筈である。しかしながら、組込み
のばらつきのため異なるタイヤの転がり半径は正確に同
じであると仮定することができないし、また各タイヤの
転がり半径が時間にわたり一定であると仮定することも
できない。

【００２８】これらの不一致を補正するため、補正係数
ＭＯＤ_jは、較正モードの間のＮＯＲＭ_jの平均を取るこ
とにより決定される。本明細書及び図面及び特許請求の
範囲に用いられているように、変数を変更するための下
付き文字「ｊ」の使用は、変数が両方の車軸に対して個
々に測定され又は計算されることを意味する。ＭＯＤ_j
は、単純に、１つの車軸の２つのタイヤ間の本来的不一
致に起因する通常存在する百分率差を表す。タイヤ膨張
モニタリングの間に使用の各ＮＯＲＭ_j値を補正するた
め、次の式

【００２９】

【数２１】及び

【００３０】

【数２２】が用いられる。

【００３１】本明細書及び特許請求の範囲に用いられて
いるように、変数を変更するための下付き文字「ｉ」の
使用は、変数が標本ｎに収集された各データの組に対し
て繰り返し測定され又は計算されることを意味する。百
分率差値の補正は、対ｔ検定の結果にも、またｔ₀値に
も影響を与えないことに注目されたい。

【００３２】圧力損失により生じた車輪速度差を、他の
原因により生じた差から更に区別するため、動的フィル
タリング・プロセスを用いて、様々な車両操作の間収集
された車輪速度データを除外する。その目的のため、本
発明に従ったアルゴリズムは、（１）車輪加速及び減速
フィルタリング、（２）ターニング変動フィルタリン
グ、及び（３）ＡＢＳサンプリング期間レベルでの凸凹
道路フィルタリングを含む。更に、コーナリング検出ル
ーチンは、ある相当数のサンプリング期間、例えば１０
期間にわたり有効である。コーナリングに対して、右側
車輪と左側車輪との中心での線形速度間の差は、車両速
度に比例し、コーナリング半径に反比例する。即ち、

【００３３】

【数２３】ここで、ｒはコーナリング半径、及びｌは軌道幅であ
る。この運転状態下での車輪速度差は、コーナリングに
よる変造（ｃｏｒｒｕｐｔｉｏｎ）に起因した圧力損失
を識別するため用いられることができない。アルゴリズ
ムは、前車軸及び後車軸の両方での類似の車輪速度差パ
ターンを認識することによりコーナリングを識別し、そ
してこれらの状態下で収集されたデータを検出プロセス
に入れることを除外する。式は、次のとおり単純化され
且つ操作されることができる。

【００３４】

【数２４】この式の左辺は単純にＮＯＲＭ_jであり、それにより次
のとおり表される。

【００３５】

【数２５】及び

【００３６】

【数２６】（１／ｒ）は、曲率と認められ、そして曲率値を超えた
場合車両が有意のカーブにいると判断されるその曲率値
を表す所定の曲率値「Ｂ」及び「Ｃ」と比較されること
ができる。「Ｂ」及び「Ｃ」値は、アルゴリズムが実際
の方向転換（ターン）をしようとする（ｎｅｇｏｔｉａ
ｔｉｎｇ）車両を検出することができるに十分小さいよ
うに選定される。他方、小さい過ぎる値は、運転手が直
線運転している間に実際に単純に正常コース補正をしつ
つあるとき車両が方向転換をしようとしていることを決
定するであろう（、従って、空気抜け検出に使用可能な
「良好な（ｇｏｏｄ）」データ量を低減する）。

【００３７】本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細
な説明、特許請求の範囲及び図面を検討するとき当業者
に明らかになるであろう。

【００３８】

【発明の実施の形態】本発明の１つの実施形態が詳細に
説明される前に、本発明はその適用において以下の記載
に説明され又は図面に図示されている構成の詳細及び構
成要素の配置に限定されるものではないことを理解すべ
きである。本発明は、他の実施形態が可能であり、且つ
種々の要領で実施され又は実行されることが可能であ
る。また、本明細書に用いられている言い回し及び術語
は、説明の目的であり、また限定とみなすべきでない。
本明細書における「含む」及び「備える」及びそれらの
変形の使用は、以降にリストされる項目及びその均等物
並びに追加の項目を包括的に含むことを意味する。

【００３９】図１、図２及び図３に表されているフロー
チャートは、本発明に従った方法を実行するため用いら
れることができるコンピュータ・プログラムの単純化し
た表現を概略的に示す。プログラム全体を通して、車輪
速度は、４つの車輪の各々の車輪速度センサから一定の
サンプリング間隔で読み込まれる。これらの車輪速度値
は前述のように車輪速度の正規化された百分率差を計算
するため用いられるが、その車輪速度値は、較正手順
（そこにおいて組み込みのばらつきが決定される。）及
び続くｔ₀計算（そこにおいて膨張がチェックされ
る。）の両方においても用いられる。空気抜けが検出さ
れたとき、運転手は、タイヤの圧力を均一にするため改
善措置を取るであろうことが想定される。このことを行
い次第、運転手は、リセット・ボタンを押すことにより
システムをリセットすることができる。これは、車輪ア
ライメント又は新しいタイヤの取り付けの後のような、
再較正が所望されるいずれのときになされることができ
る。

【００４０】システムがリセットされるときは常に、プ
ログラムで用いられている種々のフラグ及びカウンタが
初期化される（ブロック１０）。較正フラグのセッティ
ング（ｆ＿ｃａｌ＝１）は、リセット・ボタンが押され
済みであり、そして較正が進められるべきであることを
示す。警告灯フラグのセッティング（ｆ＿ｗｌｔ＝１）
は、警告灯のセッティングをオンにする。ブレーキ灯ス
イッチ・フラグ（ｆ＿ｂｌｓ＝０）は、ブレーキ圧力の
欠如を示す。このスイッチは、ブレーキ灯と並列にワイ
ヤ接続される。タイヤ膨張モニタリング・カウンタ（以
降「ＴＩＭカウンタ」と言う。）は較正又はタイヤ膨張
のモニタリングのため用いられる合計ｎ個のデータ対を
計数するが、該ＴＩＭカウンタがゼロにセットされる
（ｉ＿ｔｉｍ＝０）。同様に、操作カウンタはＴＩＭカ
ウンタと共に動作するループ・カウンタであるが、該操
作カウンタがゼロにセットされる（ｉ＿ｍａｎ＝０）。

【００４１】初期化に続いて、車輪速度Ｖ₁、Ｖ₂、Ｖ₃
及びＶ₄の読取りが始まる（ブロック１２）。４つの値
の各組が読み取られるにつれ、較正フラグ及び警告灯フ
ラグがチェックされる（ブロック１４）。両方がセット
されている場合、これは、プログラムが較正ループをス
タートしつつあることの明瞭な標しである。警告灯がオ
フにされ（ブロック１６）、修正係数ＭＯＤ_jが０にセ
ットされ（ブロック１８）、そして操作の合計及びＴＩ
Ｍの合計がクリアされる（ブロック２０）。警告灯フラ
グがセットされ且つシステムが較正されていない場合
（ブロック２２の肯定（イエス））、これは、低いタイ
ヤ圧力が検出されたことの明瞭な標しである。プログラ
ムは、ブロック１２に戻り、そしてシステムがリセット
されるまで車輪速度を読み込むのを継続する。空気をタ
イヤに入れ且つシステムをリセットすることが、ここで
運転手に負わされる。

【００４２】警告灯がオフである（ブロック２２におけ
る答えが「否定（ノー）」、又はブロック１６において
警告灯がクリアにされている結果として）場合、車輪速
度値は、幾つかのフィルタリング・ステップを通され
て、信頼性良い較正又はタイヤ膨張チェックのため用い
ることができない値を排除する。ブロック２４はＡＢＳ
故障をチェックする。なお、該ＡＢＳ故障は、ＡＢＳ制
御モジュールにより外部で決定され、それによりＡＢＳ
は停止され、そしてブレーキ圧力の自動調整が排除され
る。ブロック２６は、予備タイヤの存在をチェックす
る。なお、予備タイヤは、１つの車輪速度が他の車輪速
度より著しく速いとき検出される。上記のチェックのい
ずれかが肯定（イエス）である場合、タイヤ膨張モニタ
リング・ステップはバイパスされ、そしてプログラムは
次の組の車輪速度データのためブロック１２に戻る。

【００４３】上記のチェックが否定（ノー）の場合、フ
ィルタリングが継続される。ブロック２８は、車両が特
に遅く（１０ｋｐｈ（「ｋｍ／時」を示す））又は特に
速く（２００ｋｐｈ以上）移動しつつあるとき生じる車
輪速度をフィルタリングして除く。ブロック３０が、ブ
レーキ作動をチェックし、そしてブレーキ灯スイッチが
オンであるときの値を無視する。ブレーキ作動が存在し
ない場合、車輪速度値は、急な正又は負の変化について
チェックされる（ブロック３２）。なお、該変化は、例
えば、道路上における大きな***部により起こり得る非
定常な挙動又は車輪雑音を示すであろう。ブロック３２
は、ｄｖ／ｄｔが車輪加速又は減速の限度に対応する限
度内にあるときのみ車輪速度値を受け入れる。ブロック
３３は、例えば、運転手が過剰のスロットル入力を滑り
易い表面（例えば、氷又は雪で覆われた道路）上で用い
るとき生じ得る駆動車輪の加速の極端な形である車輪ス
ピンアップ（ｓｐｉｎ−ｕｐ）をチェックする。スピン
アップがブロック３２で検出されたが、しかしスピンア
ップにより生じる「悪い」データの可能性のため、第２
のチェックがブロック３３において行われる。比較が各
駆動車輪と各非駆動車輪との間でなされる。いずれの駆
動車輪といずれの非駆動車輪との間の差が「Ｘ」より大
きい場合、そのデータは通されるのを許されない。
「Ｘ」は、いずれの観測された駆動スリップより大きい
値であるが、しかし出来るだけ迅速にスピンアップを検
出するに十分なほど小さい。

【００４４】ここで、図１の予備フィルタリングに続く
図２を参照すると、各車軸の右車輪と左車輪との間の車
輪速度の正規化百分率差が、ブロック３４で計算され、
そしてそれは、前車軸に対してはＮＯＲＭ_i1により、そ
して後車軸に対してはＮＯＲＭ_i2により表される。較正
ループがまだ完了されていない場合、各車軸に対する修
正係数ＭＯＤ_jは依然０にセットされていることに注目
されたい。補正に続いて、正規化車軸百分率差は、それ
ぞれの操作和ＭＡＮＳＵＭ_jに加えられ（ブロック３
６）、そして操作カウンタが増分される（ブロック３
８）。操作ループは、車両が操作状態にあるか否かをチ
ェックするためいつでも動作する１０回ループ・サイク
ル（ｔｅｎ−ｌｏｏｐｃｙｃｌｅ）である。その１０
回ループが完了したとき（ブロック４０）、ＭＡＮＳ
ＵＭ_jは１０個のＮＯＲＭ_j値の和に等しい。ＭＡＸＩＭ
ＵＭＮＯＲＭ_jはこれらの１０個のＮＯＲＭ_j値のうち
の最大を表し、そしてＭＩＮＩＭＵＭＮＯＲＭ_jはこ
れらの１０個のＮＯＲＭ_j値のうちの最小を表す。ＭＡ
ＸＩＭＵＭＮＯＲＭ_j値及びＭＩＮＩＭＵＭＮＯＲ
Ｍ_j値は、ブロック４１において記憶される。

【００４５】操作チェックが実行され（ブロック４
２）、そこにおいて１０個のＮＯＲＭ_j値は、固定値
「Ｂ」及び「Ｃ」と比較され、車両がコーナリングにあ
るか否かを決定する。ＮＯＲＭ_j値が「Ｂ」と「Ｃ」と
の間の所定の範囲の外に入る場合、車両は方向転換（タ
ーン）状態にあり、そしてプログラムは以下に説明され
るブロック５０に進む。ＮＯＲＭ_j値が「Ｂ」と「Ｃ」
との間の所定の範囲内に入る場合、各車軸に対する操作
和は、タイヤ膨張モニタリング和ＴＩＭＳＵＭ_jに加
えられる（ブロック４６）。次に、ＲＡＮＧＥＳＵＭ
_jが、最も最近のデータからの範囲を加えることにより
更新される（ブロック４７）。ＲＡＮＧＥＳＵＭ_j値
は、（前述のような）推定標準偏差を計算するために用
いられる値Ｒ￣（なお、本明細書において、「Ｘ￣」は
記号Ｘの上に￣を記した記号を表すものとする。）を表
し、（ＭＡＸＩＭＵＭＮＯＲＭ_j−ＭＩＮＩＭＵＭ
ＮＯＲＭ_j）値はＲ_iを表す。更新されたＲＡＮＧＥＳ
ＵＭ_j値を用いて、ＴＩＭカウンタは、１０だけ増分さ
れ（ブロック４８）、１０より多いデータ対が入力され
たことを示す。このＴＩＭ和及びＴＩＭカウンタの増分
に続いて、プログラムはブロック５０に進む。

【００４６】ブロック５０で、ＭＡＮＳＵＭ_jがクリ
アされ、そしてブロック５２で、操作カウンタがリセッ
トされる。次いで、ブロック５４は、較正が依然進行中
か否かを、即ち較正フラグが依然ｆ＿ｃａｌ＝１にセッ
トされているか否かをチェックする。リセットに続く較
正は、６０００個のフィルタリングされた車輪速度の読
出しを要求する。従って、較正フラグがｆ＿ｃａｌ＝１
にセットされたままである場合、ブロック５６は、６０
００回のループが完了した（ｉ＿ｔｉｍ＝６０００）か
否かを尋ねる。これが否定（ノー）の場合、プログラム
はブロック１２に戻り、そこにおいて追加の車輪速度が
読み込まれ、そしてシークエンスは、６０００個のデー
タ対が入力されるまで繰り返される。一旦較正のための
６０００回のループが完了してしまうと、修正係数ＭＯ
Ｄ_jが、各車軸に対して計算される（ブロック５８）。
ＭＯＤ_jは、ブロック５８における計算から分かるよう
に、単純に各車軸に対する平均ＮＯＲＭ_j値である。ｎ
が単純にＴＩＭカウンタの現在値ｉ＿ｔｉｍであること
を想起されたい。ＴＩＭ和は、この点までに収集された
データが較正のためであったので、ブロック６０でクリ
アされ、そしてタイヤ膨張モニタリングはまだ始まって
いない。最後に、較正フラグがゼロにセットされ、そし
てＴＩＭカウンタがリセットされる（ブロック６２）。
次いで、プログラムはブロック１２に戻り、そこにおい
て新しい車輪速度値が読み込まれ、そしてプログラムは
前述のように進行する。

【００４７】プログラムが次にブロック５４に到達する
時に、較正フラグはｆ＿ｃａｌ＝０にセットされ（これ
はブロック６２で行われる。）、このｆ＿ｃａｌ＝０は
較正が完了していて、そしてタイヤ膨張モニタリングの
開始準備済みであることを示す。次いで、プログラムは
ブロック６４に進む。最初に、下限（ＬＯＷＥＲＬＩ
ＭＩＴ_j）が計算され、この下限は、ｔ₀値より下では単
一の車軸の両方のタイヤが確実に正常に膨張されている
と見做されるそのｔ₀値を表す。下限は前車軸及び後車
軸の両方に対して個々に計算され、それにより両方の車
軸を互いに分離し且つ駆動スリップ、及び異なるサイズ
の車輪又はタイヤと通常関連した問題を排除する。下限
は、ｉ＿ｔｉｍ（入力されたデータ対の合計数）の関数
であり、そして記憶されたルックアップ・テーブルから
内挿されることができ、又は代替として以下に説明する
ように計算することができる。次に、ｔ₀値より上では
単一の車軸のタイヤが確実に空気抜けしていると判定さ
れるそのｔ₀値を表す上限（ＵＰＰＥＲＬＩＭＩＴ_j）
が、計算される（ブロック６６）。再び、前及び後ろの
車軸に対する別々の上限が、両方の車軸を分離するため
計算される。下限と同様に、上限は、ｉ＿ｔｉｍの関数
であり、そして記憶されているルックアップ・テーブル
から内挿することができ、又は代替として計算すること
ができる。

【００４８】ルックアップ・テーブルの場合において
は、上限及び下限に対する実験値が、変化する程度の空
気抜けしたタイヤの車両を運転することにより決定する
ことができる。マイクロプロセッサにおいて、対応する
ｔ₀値を決定し、表にし、そして記憶することができ
る。設計者は、所望の膨張検出感度に応じて各車軸に対
する上限及び下限を選定することができる。代替とし
て、タイヤ空気抜けに起因した転がり半径の正確な変化
が（設計又は実験的手段により）分かっている場合、Ｄ
￣_jの対応値を計算することができる。次いで、Ｓ_Dが、
車両試験に基づいて実験的に決定され（、サスペンショ
ン同調、タイヤ剛性、及び車輪速度センサの選定のよう
な要因により生じる標準偏差又は「雑音」を見つけ）る
ことができ、そしてｔ₀値に対する上限及び下限が、計
算され、マイクロプロセッサに記憶されることができ
る。

【００４９】各車軸に対する実際のｔ₀値が、ここで、
［課題を解決するための手段］の欄で説明した修正され
た対ｔ検定に従って、即ち次式により計算される（ブロ
ック６８、これは図３に詳細に示される。）

【００５０】

【数２７】ここで、

【００５１】

【数２８】

【００５２】

【数２９】ここで、ｄ₂は定数であり（この定数は統計表から与え
られ、このケースではｎ_R＝１０からｄ₂＝３．０７８で
ある。）、ｋ＝ｎ／１０であり、√ｎはマイクロプロセ
ッサに記憶されている表から内挿される。ｎは、単純
に、ｔ₀が計算されている点におけるＴＩＭカウンタの
現在値ｉ＿ｔｉｍであることを想起されたい。

【００５３】ｔ₀計算の実現は更に一層単純化され得
る。例えば、図３は、Ｄ_j及びＳ_Dの両方が分母に「ｎ」
を含むことを示している。従って、ｔ₀は、次式により
表すことができる。

【００５４】

【数３０】ここで、「ｃ」は「ｄ₂／１０」に等しい。更に、
「ｃ」を全く用いる必要がない。それは、これが、一定
利得であり、そして単純に、ブロック６４及び６６にお
ける上限及び下限に組み込まれ（事前処理され）得て、
結果として更により単純な計算をもたらすからである。

【００５５】次いで、各車軸に対するｔ₀値が、上限と
比較される（図２に示されるブロック７０）。ブロック
７０で、車軸に対するｔ₀値が上限より大きい場合、そ
の車軸のタイヤは確実に空気抜けされていると決定さ
れ、その場合に警告灯が作動される（ブロック７２）。
ＴＩＭ和がクリアされ（ブロック７８）、そしてプログ
ラムはブロック１２に戻る。車輪速度値の読み込みを継
続するであろうが、しかし車輪速度値はこのサブルーチ
ンにおいて用いられないであろう。車軸に対するｔ₀値
が上限より小さい又はそれに等しい場合、ｔ₀値は下限
と比較される（ブロック７４）。車軸に対するｔ₀が下
限より小さい場合、その車軸のタイヤは確実に正常に膨
張されていると決定される。ＴＩＭカウンタがクリアさ
れ（ブロック７６）、そしてＴＩＭ和がクリアされる
（ブロック７８）。ｔ₀が下限より大きく且つ上限より
小さい（ブロック７４での「否定（ノー）」の応答）の
場合、プログラムはブロック１２に戻り、そして上側ス
レッショルドか又は下側スレッショルドかのいずれかが
交差されるまで、データの累算を継続する（そして、一
層多いデータ対ｎをもたらす）。なお、上側スレッショ
ルド及び下側スレッショルドはそれぞれ、確実に空気抜
けであること、及び確実に適正な膨張であることを表
す。

【００５６】図面に示されていないが、プログラムは、
警告灯がブロック７２において作動された後に膨張モニ
タリング・サブルーチンが継続するオプションを含んで
もよい。ｔ₀が後に下限より小さい値に戻る場合、空気
抜けしたタイヤがユーザにより適正に修理され済みであ
り、そしてその適正なレベルを推定する。ｔ₀値が下限
より小さくなるとき、低タイヤ圧力警告灯が自動的にク
リアされ（ｆ＿ｗｌｔ＝０）、運転手はシステムを手動
でリセットする必要がない。

【００５７】本発明の種々の特徴が特許請求の範囲に記
載されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に従った好適な方法のフローチ
ャートの前半部を表す。

【図２】図２は、本発明に従った好適な方法のフローチ
ャートの後半部を表す。

【図３】図３は、ｔ₀の計算のより詳細なフローチャー
トを示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】４つの車輪、及び各車輪上に１つのタイ
ヤを有する自動車のタイヤの圧力の損失を検出する方法
において、１つの車軸の第１の車輪の車輪速度を複数のｎ回測定す
るステップと、前記１つの車軸の第２の車輪の車輪速度を複数のｎ回測
定するステップと、前記の測定された車輪速度を対ｔ検定統計解析に用い
て、いずれの車輪が空気抜けしたタイヤを有するかを決
定するステップとを備える方法。
【請求項２】対ｔ検定統計解析は次式を利用し、【数１】ここで、Ｄ￣は第１及び第２の車輪の車輪速度の標本平
均差であり、Ｓ_Dは第１及び第２の車輪の車輪速度差の
標準偏差であり、ｔ₀は対ｔ検定のｔ₀値である請求項１
記載の方法。
【請求項３】Ｄ￣は、各時間セットｎに対して第１及
び第２の車輪速度間の百分率差を計算し、当該百分率差
値を加算して空気抜けモニタリング和ＴＩＭＳＵＭを形
成し、且つ次式に従ってＤ￣を計算することにより計算
される請求項２記載の方法。【数２】
【請求項４】Ｓ_Dは次式に従って計算され、【数３】ここで、Ｄ_jは第１の車輪と第２の車輪の車輪速度差で
ある請求項２記載の方法。
【請求項５】Ｓ_Dは、浮動小数点マイクロプロセッサ
を用いて計算される請求項４記載の方法。
【請求項６】Ｓ_Dは次式に従って計算され、【数４】ここで、ｋ＝ｎ／１０であり、ｄ₂は相対範囲分布の平
均値であり且つ統計表から与えられる定数であり、ＲＡ
ＮＧＥＳＵＭは第１の車輪と第２の車輪との車輪速度
間の正規化百分率差値の範囲である請求項２記載の方
法。
【請求項７】前記マイクロプロセッサが整数マイクロ
プロセッサである請求項６記載の方法。
【請求項８】 √ｎがマイクロプロセッサに記憶された
テーブルから供給される請求項２記載の方法。
【請求項９】前記マイクロプロセッサが整数マイクロ
プロセッサである請求項８記載の方法。
【請求項１０】ｔ₀値が所定の上限と比較され、いず
れのタイヤが空気抜けしているかを決定する請求項２記
載の方法。
【請求項１１】ｔ₀が上限を超えたとき運転手警告装
置を作動させるステップを更に含む請求項１０記載の方
法。
【請求項１２】ｔ₀値を所定の下限と比較され、いず
れのタイヤが適正に膨張されているかを決定する請求項
２記載の方法。
【請求項１３】前記車軸が第１の車軸であり、第２の車軸の第１の車輪の車輪速度を複数のｎ回測定す
るステップと、第２の車軸の第２の車輪の車輪速度を複数のｎ回測定す
るステップと、第２の車軸からの測定された車輪速度を対ｔ検定統計解
析に用いて、第２の車軸のいずれの車輪が空気抜けした
タイヤを有するかを決定するステップとを更に備える請
求項１記載の方法。
【請求項１４】対ｔ検定統計解析は、第２の車軸から
の測定された車輪速度とは無関係に第１の車軸からの測
定された車輪速度を用いることにより複数の車軸を分離
する請求項１３記載の方法。
【請求項１５】４つの車輪、及び各車輪に１つのタイ
ヤを有する自動車のタイヤの圧力損失を決定する方法に
おいて、車輪速度Ｖ_i1、Ｖ_i2、Ｖ_i3及びＶ_i4を複数のｎ回測定す
るステップと、【数５】である第１の車軸の車輪速度Ｖ_i1とＶ_i2との間の正規化
百分率差値ＮＯＲＭ_i1を計算するステップと、【数６】である第２の車軸の車輪速度Ｖ_i3とＶ_i4との間の正規化
百分率差値ＮＯＲＭ_i2を計算するステップと、ＮＯＲＭ_i2値を加算して膨張モニタリング和ＴＩＭＳ
ＵＭ₂を形成するステップと、【数７】である第１の標本平均差値Ｄ￣₁を計算するステップ
と、【数８】である第２の標本平均差値Ｄ￣₂を計算するステップ
と、【数９】であり、ここで、ｋ＝ｎ／１０であり、ｄ₂は相対範囲
分布の平均値であり且つ統計表から与えられる定数であ
り、ＲＡＮＧＥＳＵＭ₁はＮＯＲＭ_i1値の範囲であ
る、第１の標準偏差値Ｓ_D1を計算するステップと、【数１０】であり、ここで、ｋ＝ｎ／１０であり、ｄ₂は相対範囲
分布の平均値であり且つ統計表から与えられる定数であ
り、ＲＡＮＧＥＳＵＭ₂はＮＯＲＭ_i2値の範囲であ
る、第２の標準偏差値Ｓ_D1を計算するステップと、【数１１】であり、ここで、√ｎは前記マイクロプロセッサの中の
第２の表から与えられる、第１の車軸に対する第１のｔ
₀値ｔ₀₁を計算するステップと、【数１２】であり、ここで、√ｎは前記マイクロプロセッサの中の
第２の表から与えられる、第２の車軸に対する第２のｔ
₀値ｔ₀₂を計算するステップと、ｔ₀₁を所定の上限と比較して、第１の車軸が空気抜けし
たタイヤを有するか否かを決定するステップと、ｔ₀₂を所定の上限と比較して、第２の車軸が空気抜けし
たタイヤを有するか否かを決定するステップとを備える
方法。
【請求項１６】ｔ₀₁又はｔ₀₂がそれぞれ所定の上限を
超えたとき運転手警告装置を作動するステップを更に備
える請求項１５記載の方法。
【請求項１７】ｔ₀₁を所定の下限と比較して、第１の
車軸のタイヤが適正に膨張されているか否かを決定する
ステップと、ｔ₀₂を所定の下限と比較して、第２の車軸のタイヤが適
正に膨張されているか否かを決定するステップとを更に
備える請求項１５記載の方法。
【請求項１８】車輪速度Ｖ_i1、Ｖ_i2、Ｖ_i3及びＶ_i4を
複数のｎ回測定する前に較正時間間隔で複数のｍ回測定
するステップと、第１の車軸の２つの車輪間の転がり半径のばらつきを割
り引く第１の車軸較正係数ＭＯＤ₁を決定するステップ
と、正規化百分率差ＮＯＲＭ_i1をＭＯＤ₁だけ複数のｎ回の
間修正するステップと、第２の車軸の２つの車輪間の転がり半径のばらつきを割
り引く第２の車軸較正係数ＭＯＤ₂を決定するステップ
と、正規化百分率差ＮＯＲＭ_i2をＭＯＤ₂だけ複数のｎ回の
間修正するステップとを更に備える請求項１５記載の方
法。
【請求項１９】前記自動車がコーナリングしていると
きを決定するステップと、コーナリングの間に測定された車輪速度を、ｔ₀₁値及び
ｔ₀₂値のそれぞれを計算するのに用いられる前記ステッ
プから除外するステップとを更に備える請求項１５記載
の方法。
【請求項２０】前記自動車が所定の制限内で加速又は
減速しているときを決定するステップと、所定の制限外の加速又は減速の間に測定された車輪速度
を、ｔ₀₁値及びｔ₀₂値のそれぞれを計算するのに用いら
れる前記ステップから除外するステップとを更に備える
請求項１５記載の方法。