JP2001354019A - タイヤ空気圧低下警報装置および方法、ならびにタイヤの内圧低下判定消去プログラム - Google Patents

タイヤ空気圧低下警報装置および方法、ならびにタイヤの内圧低下判定消去プログラム

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    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/06Signalling devices actuated by deformation of the tyre, e.g. tyre mounted deformation sensors or indirect determination of tyre deformation based on wheel speed, wheel-centre to ground distance or inclination of wheel axle
    • B60C23/061Signalling devices actuated by deformation of the tyre, e.g. tyre mounted deformation sensors or indirect determination of tyre deformation based on wheel speed, wheel-centre to ground distance or inclination of wheel axle by monitoring wheel speed

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 とくに差動制限装置(LSD)を搭載した車
両のタイヤの内圧低下を適確に判定し、誤報の発生を確
実に防止することができるタイヤ空気圧低下警報装置を
提供する。 【解決手段】 各タイヤの回転情報を検知する回転情報
検知手段である車輪速センサと、前記各タイヤの回転情
報を記憶するメモリ手段と、各タイヤの回転情報のうち
駆動軸に装着されているタイヤの回転情報から旋回半径
の逆数および前記各タイヤの回転情報から判定値をそれ
ぞれ演算する演算処理手段と、前記旋回半径の逆数と判
定値との関係から、前記旋回半径の領域別に判定値と基
準値を比較して内圧低下を判定する第1判定手段と、右
旋回域と左旋回域の判定値の差が初期化走行時に得られ
た右旋回域の基準判定値と左旋回域の基準判定値の差と
異なる場合には、前記内圧低下の判定を消去する第2判
定手段とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はタイヤ空気圧低下警
報装置および方法、ならびにタイヤの内圧低下判定消去
プログラムに関する。さらに詳しくは、とくに差動制限
装置(LSD)を搭載した車両のタイヤの内圧低下を適
確に判定し、誤報の発生を確実に防止することができる
タイヤ空気圧低下警報装置および方法、ならびにタイヤ
の内圧低下判定消去プログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、タイヤの空気圧が低下する
と、タイヤの動荷重半径が小さくなり、正常な空気圧の
タイヤと比較して、回転速度が速くなることが知られて
いる。たとえば、特開平7−149119号公報では、
タイヤの回転数の相対的な差から内圧低下を検出する方
法が提案されている。また、タイヤの回転速度は、旋回
や加減速、荷重、車両の速度などに影響されるため、こ
れらの影響を取り除くために様々な工夫がなされてい
る。
【0003】ところが、近年の車両の中には、コーナリ
ングなどの走行性能の向上のため、駆動軸のディファレ
ンシャルギアに差動制限装置を搭載したものがある。差
動制限装置は、その機構上、差動トルクが設定をこえる
まで差動が制限され、駆動輪が左右等速で回転する。こ
のため、空気圧低下の影響が回転数に反映されないの
で、回転数の相対比較で減圧を検知することができな
い。
【0004】そこで、本出願人は、駆動軸から計算した
旋回半径Rの逆数1/Rを横軸(X軸)にとることによ
り、図8に示すように後輪右RRまたは前輪左FLのタ
イヤが減圧したときおよび後輪左RLまたは前輪右FR
のタイヤが減圧したときには、減圧の有無および位置に
よらず、差動が制限されているあいだは、判定値(DE
L値)は横軸=0、すなわち縦軸(Y軸)上に集まるた
め、ここを少し離れた水平部分で、判定値を比較すれ
ば、容易に減圧を判定できることを見出した(特開平1
1-123911号公報参照)。これにより、減圧時の
判定値と正常空気圧のDEL値との差AまたはBがある
範囲をこえたときに、あるタイヤの空気圧が減圧してい
ると判断して警報を発するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クラッ
チ板式のLSDなどにおいては、差動制限トルクが経時
的に変化する場合がある。たとえばタイヤの空気圧を正
常空気圧に設定し、空気圧警報装置を初期化した時点
(正常時)と比べて、図9に示されるように、差動制限
トルクが低下した場合(DTD)または差動制限トルク
が増加した場合(DTU)、タイヤ空気圧は正常でも、
DEL値が変化し、正常空気圧DSのDEL値との差D
TDまたはDTUがある範囲以上になった場合に誤った
警報(誤報)を発生する惧れがある。
【0006】本発明は、叙上の事情に鑑み、とくに差動
制限装置(LSD)を搭載した車両のタイヤの内圧低下
を適確に判定し、誤報の発生を確実に防止することがで
きるタイヤ空気圧低下警報装置および方法、ならびにタ
イヤの内圧低下判定プログラムを提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のタイヤ空気圧低
下警報装置は、4輪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警報するタイヤ
空気圧低下警報装置であって、前記各タイヤの回転情報
を検知する回転情報検知手段と、前記各タイヤの回転情
報を記憶するメモリ手段と、各タイヤの回転情報のうち
駆動軸に装着されているタイヤの回転情報から旋回半径
の逆数および前記各タイヤの回転情報から判定値をそれ
ぞれ演算する演算処理手段と、前記旋回半径の逆数と判
定値との関係から、前記旋回半径の領域別に判定値と基
準値を比較して内圧低下を判定する第1判定手段と、右
旋回域と左旋回域の判定値の差が初期化走行時に得られ
た右旋回域の基準判定値と左旋回域の基準判定値の差と
異なる場合には、前記内圧低下の判定を消去する第2判
定手段とを備えてなることを特徴としている。
【0008】また本発明のタイヤ空気圧低下警報方法
は、4輪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警報するタイヤ空気圧低下
警報方法であって、前記4輪車両の駆動軸に装着されて
いるタイヤの回転情報から算出された旋回半径の逆数、
前記4輪車両に装着されているタイヤの回転情報から算
出された判定値との関係から、前記旋回半径の領域別に
判定値と基準値を比較して内圧低下を判定する工程と、
右旋回域と左旋回域の判定値の差が初期化走行時に得ら
れた右旋回域の基準判定値と左旋回域の基準判定値の差
と異なる場合には、前記内圧低下の判定を消去する工程
を備えていることを特徴としている。
【0009】また、本発明のタイヤの内圧低下判定消去
プログラムは、各タイヤの回転情報を記憶するメモリ手
段、各タイヤの回転情報のうち駆動軸に装着されている
タイヤの回転情報から旋回半径の逆数および前記各タイ
ヤの回転情報から判定値をそれぞれ演算する演算処理手
段、前記旋回半径の逆数と判定値との関係から、前記旋
回半径の領域別に判定値と基準値を比較して内圧低下を
判定する第1判定手段、右旋回域と左旋回域の判定値の
差が初期化走行時に得られた右旋回域の基準判定値と左
旋回域の基準判定値の差と異なる場合には、前記内圧低
下の判定を消去する第2判定手段として機能させること
を特徴とする。
【0010】
【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警報装置および方法、ならびにタイ
ヤの内圧低下判定消去プログラムを説明する。
【0011】図1は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、図2は図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、図3はLSDの差動制限トルクの変動時の判定値と
基準判定値との関係を説明する図、図4は内圧低下時の
判定値と基準判定値の関係を説明する図、図5は本発明
のフローチャートの一例、図6は差動制限トルクが正常
な場合における駆動輪の左右差から計算した旋回半径の
逆数とDEL値の関係を示す図、図7は差動制限トルク
が減少した場合における駆動輪の左右差から計算した旋
回半径の逆数とDEL値の関係を示す図である。
【0012】図1に示すように、タイヤの空気圧低下警
報装置は、4輪車両に備えられた4つのタイヤFL、F
R、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、前記タイヤFL、FR、RLおよびRR
にそれぞれ関連して設けられた通常の車輪速センサ1を
備えている。車輪速センサ1は、各タイヤの回転情報、
たとえば回転数、回転速度または角速度などを検知す
る。そして、該車輪速センサ1の出力は制御ユニット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FL、FR、RLおよびRR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、およびドライバーなどによって操作す
ることができる初期化スイッチ4が接続されている。ま
た駆動軸5のディファレンシャルギア6に差動制限装置
7を搭載している。なお、8は従動軸である。
【0013】前記制御ユニット2は、図2に示すよう
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CP
U2b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。
【0014】本発明においては、回転情報検知手段、メ
モリ手段、演算処理手段、第1判定手段および第2判定
手段を備えている。そして、本実施の形態におけるタイ
ヤの内圧低下判定消去プログラムは、制御ユニット2
を、各タイヤの回転情報を記憶するメモリ手段、各タイ
ヤの回転情報のうち駆動軸に装着されているタイヤの回
転情報から旋回半径の逆数および前記各タイヤの回転情
報から判定値をそれぞれ演算する演算処理手段、前記旋
回半径の逆数と判定値との関係から、前記旋回半径の領
域別に判定値と基準値を比較して内圧低下を判定する第
1判定手段、右旋回域と左旋回域の判定値の差が初期化
走行時に得られた右旋回域の基準判定値と左旋回域の基
準判定値の差と異なる場合には、前記内圧低下の判定を
消去する第2判定手段として機能させる。
【0015】前記メモリ手段は、回転情報検知手が検知
した各タイヤの回転情報を記憶し、前記演算処理手段
は、各タイヤの回転情報のうち駆動軸に装着されている
タイヤの回転情報から旋回半径の逆数および前記各タイ
ヤの回転情報から判定値をそれぞれ演算している。そし
て、前記第1判定手段が、前記旋回半径の逆数と判定値
との関係から、前記旋回半径の領域別に判定値と基準値
を比較して内圧低下を判定している。
【0016】しかし、車両に搭載されるLSDの差動制
限トルクが経時的に変化する場合、タイヤの空気圧が正
常でも、誤報を発生する惧れがある。そこで、本発明で
は、車両走行の右旋回域と左旋回域のそれぞれの判定値
の絶対値がほぼ等しい場合には、前記内圧低下の判定を
消去し、誤報の発生を防止する第2判定手段を備えてい
ることを特徴としている。
【0017】なお、本実施の形態では、前記車輪速セン
サ1が回転情報検知手段であり、前記制御ユニット2が
メモリ手段、演算処理手段、第1判定手段および第2判
定手段である。
【0018】つぎに対角線上にある一対の車輪からの合
計から対角線上にある他の一対の車輪からの信号の合計
を引き算し、その結果と2つの合計の平均値との比率を
判定値(DEL値)とした場合について、本発明におけ
る演算処理、第1および第2判定手段を説明する。
【0019】まず決められた差動制限トルクをこえるト
ルクが発生するような旋回をするまで、駆動輪(タイ
ヤ)の左右は等速で回転するため、つぎの式(1)から
算出されるDEL値はそのあいだ、従動輪の左右差のみ
に比例する。
【0020】
【数1】
【0021】ここで、V(X):タイヤの回転速度(m/
sce) x :1=前左タイヤ、2=前右タイヤ、3=後左タイ
ヤ、4= 後右タイヤである。
【0022】すなわち、特殊な路面を走行しない限り、
差動トルクは、旋回半径に依存するため、従動輪の左右
差からつぎの式(2)から算出される旋回半径R0の逆
数1/R0を計算し、減圧の判定値として、DEL値を
とると、差動が制限されているあいだは、DEL値は従
動輪の左右差そのものになり、これをこえると、DEL
値はほぼ一定になることが知られている。
【0023】
【数2】
【0024】ここで、TWはトレッド幅であり、VAVE
左右のタイヤの平均値である。
【0025】なお、DEL値は、厳密には車両の速度や
駆動力、横方向加速度(横G)などによって変動するた
め、たとえば旋回時の荷重移動や駆動力によるDEL値
の変動や速度によるDELの感度補正などは車両チュー
ニングによって事前に影響度を調査して補正を施すこと
で、DEL値のバラツキを小さくし、精度を向上させて
おくのが好ましい。
【0026】かかる従動輪の旋回半径の逆数1/R0
DEL値との関係において、駆動輪が減圧すると、差動
制限される中心旋回半径がずれること、および従動輪が
減圧すると、旋回半径の計算自体がずれることから、D
EL値が従動輪左右差の線(斜め線)に沿って上下方向
に平行移動する。このため、減圧の判定は、正常空気圧
条件と減圧条件のそれぞれの水平部分を比較することで
行なう必要がある。そのためには、両条件でどこからが
水平かを識別しておく必要がある。しかしながら、水平
部分はタイヤの材料、寸法、剛性などの特性やタイヤの
減圧量などで変化するから、この水平部分(範囲)を特
定するのは大変難しい。
【0027】そこで、本発明は従来と同様に、正常な空
気圧(220KPa)にされたタイヤ(タイヤサイズ
225/45R17)が装着されたLSDを搭載した車
両をアウトバーンを含むドイツの一般道路を走行させる
とともに、前記LSD搭載車両に装着した4つのタイヤ
の空気圧をそれぞれ別個に40%減圧にした車両を前記
正常空気圧のタイヤの場合と同様に走行させた実験結果
を用いて、前記第1判定手段を行なう。すなわち、前記
駆動輪の旋回半径Rの逆数1/RとDEL値をそれぞれ
横軸と縦軸にそれぞれとり、旋回半径Rの逆数1/Rと
DEL値の関係を調べたのち、1/Rの値をつぎの3つ
の領域に分けて、データを単純平均する。 右旋回:1/R < −0.002 直 進:−0.002 ≦ 1/R ≦ 0.002 左旋回:1/R > 0.002
【0028】これにより、水平部分の切り出しが容易に
なるため、正常空気圧での基準値(なお、平常内圧での
初期化走行で、直線付近、左旋回および右旋回での判定
値の平均を求め、これを基準値として予め、初期化のと
きに記憶されている。)との比較が容易になり、前記旋
回半径1/Rの領域別にDEL値と基準値を比較して内
圧低下を判定する。なお、直線部分のデータのバラツキ
が多い場合には、減圧判定しきい値を大きくすることな
どにより減圧判定が可能である。
【0029】さらに本発明では、前記判定手段により、
空気圧が低下していると判定された場合には、右旋回域
の判定値と左旋回域の判定値の差Rを、初期化走行時に
得られた右旋回域の基準判定値と左旋回域の基準判定値
の差(基準差)R0と比較する。そして、このR、R0
ほぼ等しければ、たとえばRがR0±0.1の範囲であ
れば、タイヤが減圧しているが、図3に示すごとくR1
のようにR0より小さく、またはR2のようにR0より大
きく違っている場合、たとえば右旋回域と左旋回域の判
定値の差が前記基準差と0.2以上異なる場合には、L
SDの差動制限トルクの変動と判断して、前記内圧低下
の判定を消去する。これにより、誤報の発生を防止し、
正確に空気圧低下を判定する。
【0030】ここで、差動制限トルクが変動することな
く、タイヤの空気圧だけが変動した場合には、図4に示
すように、判定値が変動しても右旋回域の判定値と左旋
回域の判定値の差A1は、常に一定となるので、このよ
うな場合には減圧判定のままで良い。
【0031】なお、冬タイヤにおける直線付近でのDE
L値が夏タイヤにおける直線付近での判定値(DEL
値)より大きくなるとともに、左旋回域と右旋回域の判
定値が違うこともわかっている。
【0032】そこで本発明では、タイヤを識別するため
に左右の旋回時の基準値の絶対値が共に0.1以上であ
れば冬タイヤとし、それ以外は夏タイヤとすることがで
きるため、前記駆動軸に装着されているタイヤが夏タイ
ヤまたは冬タイヤを識別したのち、旋回半径の逆数と判
定値との関係から、該旋回半径の領域別に判定値と基準
値を比較してタイヤの内圧低下を判定する。ついで右旋
回域と左旋回域の判定値の差が前記基準差と異なる場合
には、前記第2判定手段により、内圧低下の判定を消去
し、誤報の発生を防止する。なお、前記タイヤが夏タイ
ヤまたは冬タイヤを識別するために、前記旋回半径の逆
数と判定値との関係から求められる識別手段を備えてお
くのが好ましい。
【0033】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。
【0034】実施例 まず差動制限装置が搭載された車両に正常な空気圧(2
20KPa)のタイヤを装着して、高速道路を含む一般
道路を走行した。このときのデータに基づいて駆動輪か
ら求めた旋回半径の逆数1/RとDEL値をそれぞれ横
軸と縦軸にとってグラフにすると図6に示すようにな
る。このときの差動制限トルクは105Nmであった。
図6から正常な空気圧のときのDEL値の平均値は、右
旋回時では約0.4であり、直進時では約0.1であ
り、左旋回時では約−0.2であることがわかる(ステ
ップS1)。なお、これらの値がそれぞれの場合の基準
値となる。
【0035】つぎに正常な空気圧タイヤの車両を差動制
限トルクが6Nmに減少した状態のもとで、前記同様の
走行試験を行ない、データを採集した。そして、図7に
示されるように旋回半径の逆数1/RとDEL値のグラ
フを作成した(ステップS1)。この場合はタイヤの空
気圧は正常であるにもかかわらず、右旋回域のDEL値
は約0.1で基準値の約0.4と大きく異なっている
(ステップS2)ため、減圧判定されてしまう(ステッ
プS3)。しかし、ここで右旋回域のDEL値と左旋回
域のDEL値の差を求めると、約0.1となり、右旋回
域の基準値と左旋回域の基準値の差の約0.6と比較し
て非常に小さい(ステップS4、S5)ので、差動制限
トルクが減少したものと判断して減圧判定を消去する
(ステップS6、S7)。なお、右旋回域のDEL値と
左旋回域のDEL値の差と、右旋回域の基準値と左旋回
域の基準値の差とを比較して非常に大きいときには減圧
警報を発する(ステップS9)。
【0036】また、このような状態になった場合には、
再初期化を促す警報(指示)を出す(ステップS8)こ
とで、基準値を適正な値に修正することができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
LSDなどを搭載した車両のタイヤの内圧低下を適確に
判定し、誤報の発生を確実に防止することができる。
【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】LSDの差動制限トルクの変動時の判定値と基
準判定値との関係を説明する図である。
【図4】内圧低下時の判定値と基準判定値の関係を説明
する図である。
【図5】本発明のフローチャートの一例である。
【図6】差動制限トルクが正常な場合における駆動輪の
左右差から計算した旋回半径の逆数とDEL値の関係を
示す図である。
【図7】差動制限トルクが減少した場合における駆動輪
の左右差から計算した旋回半径の逆数とDEL値の関係
を示す図である。
【図8】従来の駆動輪の左右差から計算した旋回半径の
逆数とDEL値の関係を示す模式図である。
【図9】差動制限トルクの増加時または低下時のDEL
値の変化を示す模式図である。
【符号の説明】
1 車輪速センサ 2 制御ユニット 3 表示器 4 初期化スイッチ 5 駆動軸 6 ディファレンシャルギア 7 差動制御装置 8 従動軸

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 4輪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警報するタイヤ
    空気圧低下警報装置であって、前記各タイヤの回転情報
    を検知する回転情報検知手段と、前記各タイヤの回転情
    報を記憶するメモリ手段と、各タイヤの回転情報のうち
    駆動軸に装着されているタイヤの回転情報から旋回半径
    の逆数および前記各タイヤの回転情報から判定値をそれ
    ぞれ演算する演算処理手段と、前記旋回半径の逆数と判
    定値との関係から、前記旋回半径の領域別に判定値と基
    準値を比較して内圧低下を判定する第1判定手段と、右
    旋回域と左旋回域の判定値の差が初期化走行時に得られ
    た右旋回域の基準判定値と左旋回域の基準判定値の差と
    異なる場合には、前記内圧低下の判定を消去する第2判
    定手段とを備えてなるタイヤ空気圧低下警報装置。
  2. 【請求項2】 4輪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警報するタイヤ
    空気圧低下警報方法であって、前記4輪車両の駆動軸に
    装着されているタイヤの回転情報から算出された旋回半
    径の逆数、前記4輪車両に装着されているタイヤの回転
    情報から算出された判定値との関係から、前記旋回半径
    の領域別に判定値と基準値を比較して内圧低下を判定す
    る工程と、右旋回域と左旋回域の判定値の差が初期化走
    行時に得られた右旋回域の基準判定値と左旋回域の基準
    判定値の差と異なる場合には、前記内圧低下の判定を消
    去する工程を備えているタイヤ空気圧低下警報方法。
  3. 【請求項3】 タイヤの内圧低下の判定を消去するプロ
    グラムを、各タイヤの回転情報を記憶するメモリ手段、
    各タイヤの回転情報のうち駆動軸に装着されているタイ
    ヤの回転情報から旋回半径の逆数および前記各タイヤの
    回転情報から判定値をそれぞれ演算する演算処理手段、
    前記旋回半径の逆数と判定値との関係から、前記旋回半
    径の領域別に判定値と基準値を比較して内圧低下を判定
    する第1判定手段、右旋回域と左旋回域の判定値の差が
    初期化走行時に得られた右旋回域の基準判定値と左旋回
    域の基準判定値の差と異なる場合には、前記内圧低下の
    判定を消去する第2判定手段として機能させるためのタ
    イヤの内圧低下判定消去プログラム。
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