JP2003519587A - 妥当性検査を行う、自動車のタイヤの圧力低下の検出方法と装置 - Google Patents

妥当性検査を行う、自動車のタイヤの圧力低下の検出方法と装置

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JP2003519587A JP2001551699A JP2001551699A JP2003519587A JP 2003519587 A JP2003519587 A JP 2003519587A JP 2001551699 A JP2001551699 A JP 2001551699A JP 2001551699 A JP2001551699 A JP 2001551699A JP 2003519587 A JP2003519587 A JP 2003519587A
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グリーサー・マルティーン
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コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト
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Abstract

(57)【要約】 本発明は自動車のタイヤ圧力低下を検出するための方法に関する。c)左前輪ＶＬ、右前輪ＶＲ、左後輪ＨＬおよび右後輪ＨＲ（１１）のグループの少なくとも２つの車輪速度情報から求められる、異なるように決定された少なくとも２つの基準値 Refi を求め、d)少なくとも１つの基準値 Refi がこの基準値についての目標値Ｓi からの設定された最小偏差を有するかどうかをチェックすることによって、暫定的な圧力低下を検出し、圧力低下の最終的な検出が妥当性検査のための１つまたは複数の方法に依存して行われる。本発明は更に、制動力およびまたはドライビングダイナミクスを制御し、上記の方法を実施するための装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、請求項１の前提部分に記載した方法と、請求項７の前提部分に記載
した装置に関する。
【０００２】 ブレーキ圧制御またはドライビングダイナミクスの制御のための電子システム
（ＡＢＳ，ＴＣＳ，ＥＳＰ等）を装備した自動車は一般的に、車輪速度センサの
ような、車輪の角速度を測定するための装置を備えている。タイヤ圧力低下検出
のために、車輪の角速度の変化の監視が適していることが知られている。という
のは、タイヤ圧力低下の際、動的転動円周、ひいてはいわゆる動的車輪半径が小
さくなるからである。更に、電子式ブレーキ圧制御システムの場合に普及してい
るように、検出され場合によっては記憶された車輪速度データの変化から、現在
の走行状況を決定することができる。圧力低下検出は最も簡単な場合に車輪速度
の差に小さな影響を与える走行状況中に行うことができ、例えば力（縦方向加速
度、横方向加速度、ヨーレイト）が車両に作用しない直線走行中に行うことがで
きる。
【０００３】 特に動的な走行状態でも高い精度で圧力低下を検出するために、ドイツ連邦共
和国特許出願第１９９６１６８１号明細書で提案されている方法では、例えばヨ
ーレイト、加速度、ブレーキ操作、エンジントルク等のような付加的な物理的デ
ータが圧力低下検出のための検出アルゴリズムに含められる。それによって、動
的な走行操作中でも圧力低下を検出することができる。
【０００４】 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７２１４８０号公報では、アンチロック
ブレーキシステム（ＡＢＳ）に統合可能な圧力低下検出方法が記載されている。
この方法の場合には、車輪の定格圧力が調節されているときに作動させられるリ
セットスイッチを作動させた後で、先ず最初に時間的に制限される学習相が実行
される。この学習相では、マイクロコントローラが走行状況を考慮して車輪角速
度を監視し、角速度から求められた基準値の時間的な変化から上側と下側の限界
値（Ｇ1 ，Ｇ2 ）を決定する。学習相に続いて比較相が始まる。この比較相では
、実際に決定された基準値が学習した限界値によって定められた範囲内にあるか
どうかがチェックされる。
【０００５】 この方法は、学習相の間および比較相の間、不適切な動的走行状況から生じる
基準値を排除することにより、実際の走行状況を考慮する。
【０００６】 車輪速度を評価することによって圧力低下を検出するための方法が既に多数提
案されているがしかし、特に、例えば雪または氷上で起こるようなきわめて不所
望なエラー警報を充分に回避するために、車輪回転速度情報に基づく圧力低下検
出を一層確実に行う必要がある。圧力低下検出の際の問題は特に、圧力低下に基
づく動的転動半径の比較的に小さな変化と、カーブ走行、加速、減速および道路
効果（道路表面の穴、異なる摩擦係数）に基づく動的転動半径の大きな変化を含
んでいることにある。
【０００７】 本発明の目的は、車輪回転速度のデータに基づいて信頼性のある圧力低下検出
を行うことである。
【０００８】 この課題は本発明に従い、請求項１記載の方法と請求項７記載の装置によって
解決される。
【０００９】 本発明による方法では先ず最初に次のステップ、 a) 左前輪ＶＬ、右前輪ＶＲ、左後輪ＨＬおよび右後輪ＨＲのグループの少なく とも２つの車輪速度情報から求められる、異なるように決定された少なくとも ２つの基準値 Refi を求め、 b) 少なくとも１つの基準値 Refi がこの基準値についての目標値Ｓi からの設 定された最小偏差を有するかどうかをチェックすることによって、暫定的な（ 仮の、予備の）圧力低下を検出する ことが実施される。
【００１０】 それに続いて、本発明では、圧力低下の最終的な検出（例えば計器盤での圧力
低下警報の表示）が妥当性検査のための１つまたは複数の方法に依存して行われ
る。検出はこの付加的な方法によって更に保護される。ステップａ）とｂ）にお
いてエラー警報が発生すると、エラー警報の大多数は妥当性検査によって回避さ
れる。
【００１１】 設定される最初偏差は好ましくは上側限界値と下側限界値Ｇ1 ，Ｇ2 によって
設定可能である。この場合、この限界値を上回るかどうかが監視される。限界値
は、適当な値が目標値に加算されるかまたは目標値から減算されることによって
求めることができる。
【００１２】 車両タイヤの圧力を測定するための本発明による方法は好ましくは、制動力お
よびまたはドライビングダイナミクス（走行動特性、ＡＢＳ、ＴＣＳ、ＥＳＰ）
を制御するための方法で実施される。
【００１３】 車輪回転数情報は例えばセンサで測定された車輪速度の速度データあるいは時
間インターバルに基づいて車輪速度を示すデータである。車輪回転速度情報は好
ましくは実際に決定された車輪半径（動的な車輪半径ｒd ）のデータである。こ
の車輪半径は式ｒd ＝Ｖref ／ωに従って決定される。ここで、Ｖref は電子ブ
レーキシステムによって決定された車速である。
【００１４】 基準値が比較される目標値は一定に設定可能であるかあるいはそれ自体公知の
学習方法によって学習可能である。本発明に従って使用可能な学習方法は例えば
ＷＯ９８／５２７８０に記載されている。有利な学習方法は、タイヤの異なる摩
耗または異なる車輪直径によって生じ得る車輪の異なる回転特性を補償するとい
う目的を有する。学習相の間考慮されるデータはできるだけ、すべての車輪が地
面に対して同じ速度で移動する直線走行中に得られる。学習されたデータは平均
値を求められ、目標値として記憶可能である。それに続いて、ステップａ），ｂ
）による比較相を実施することができる。
【００１５】 ステップａ），ｂ）に従って検出された暫定的な圧力低下の妥当性を検査する
ために、好ましくは、学習された目標値からの第１の基準値の偏差の値｜Δ Ref
f1｜＝｜ Reff1−Ｓf1｜と、他の目標値からの他の基準値の偏差の値｜Δ Reff2 ｜＝｜ Reff2−Ｓf3｜とが互いに比較される。 方法にとって、暫定的な圧力低下検出の基準値がステップａ），ｂ）において
、妥当性検査時の基準値と同じ方法で求められると合目的である。これは必須で
はない。従って、暫定的な圧力低下検出のために、妥当性検査の場合と異なる方
法で決定された基準値を使用してもよい。
【００１６】 圧力低下は好ましくは、方法に従って、偏差の値の商｜Δ Reff1｜／｜Δ Ref
f2｜が、設定された閾値ＳＰを加算または引算した１の値（１×ＳＰ，１／ＳＰ
）よりも小さいときに、圧力低下が妥当性を有すると見なされる。ＳＰについて
は１よりも大きな値が適切である。
【００１７】 異なる方法で求められたすべての基準値を、前述の方法で互いに比較すること
は必ず適切であるとは限らない。好ましくは、パラメータとして共に圧力低下が
予想される車輪の回転速度情報を含んでいる、第１の偏差と他の偏差｜Δ Reff1 ｜，｜Δ Reff2｜の対だけが互いに比較される。 例えば、式ＶＬ／ＶＲ，ＶＬ／ＨＲ，ＶＲ／ＨＬ，ＨＬ／ＨＲ，ＶＬ／ＨＬま
たはその逆数に従って、車輪半径の比から基準値が求められると、車輪ＶＬが暫
定的な圧力低下を識別した車輪であるとき、３つの基準値ＶＬ／ＶＲ，ＶＬ／Ｈ
Ｌ，ＶＬ／ＨＲだけを互いに比較することが合目的である。
【００１８】 更に、識別された車輪を含んでいない残りの商が範囲の外側にある偏差を示す
かどうかをチェックすると特に有利である。
【００１９】 基準値 Refi は例えば数学的な関数である。この数学的な関数では、車輪回転
速度のデータは次にレンジ的に示すように、関数のパラメータである。
【００２０】 Ref1 ＝（VL＋HR) ／（VR＋HL) （対角線の比） Ref2 ＝（VL＋HL) ／（VR＋HR) （側方の比） Ref3 ＝（VL＋VR) ／（HL＋HR) （車軸の比） 一般的に Refi ＝F(A,B,C,D)によって示すことができる関数は、異なる数学的
な関数Ｆによってあるいは関数パラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの異なる配列によって
互いに区別可能である。
【００２１】 異なる基準値 Refi は同じ数学的関数 Refi ＝F(VL,HR,VR,HL)または Refi ＝
F(VL,HR)によって求められる。この場合、関数は関数パラメータの異なる配列に
よって区別される。
【００２２】 基準値を求める際、例えば式 Ref1 ＝F(VL,HR,VR,HL)または Ref2 ＝F(VL,HR,
HL,VR)を使用することができる。関数のパラメータリストには、車輪パラメータ
が並べ換えられている。４個の車輪の場合、一般的に２４通りの順列が生じる。
【００２３】 上述のように、関数Ｆは異なるように選定可能である。車輪回転速度情報から
比を計算することができる関数が適している。次に、適当な関Ｆの若干の例を示
す。
【００２４】 F1＝(A＋B)／(C＋D)、 F2＝(A／B)−(C／D)、 F3＝(A＋B)−(C＋D)、 F4＝(A／B)、 F5＝(A／B)／(C／D)、 F6＝(A／(A＋B ＋C ＋D)。
【００２５】 車輪速度の偏差が互いに明確になるように、関数Ｆが選定されると特に有利で
ある。これは、比較的に少ない記憶場所で基準値の記憶が可能になり、同時に個
々の車輪の車輪回転速度の相対的な偏差の基準値の感度が充分であるという利点
を含んでいる。
【００２６】 基準値Ref は好ましくは、車輪回転数を示すその都度２つの信号の合計を割り
算することにより、暫定的な圧力低下を決定するために求められる。
【００２７】 本発明は更に、自動車の制動力およびまたはドライビングダイナミクスを制御
し、タイヤの圧力低下を検出するための装置に関する。この装置は、車輪回転数
センサと場合によっては付加的なドライビングダイナミクスセンサに接続されて
いるマイクロコンピュータが、上記の方法を、制動力およびまたはドライビング
ダイナミクスを制御するためのそれ自体公知の方法と共に処理することを特徴と
する。本発明による方法が実質的に、一般的に使用されるＡＢＳシステム、ＴＣ
ＳシステムまたはＥＳＰシステムに存在する装置だけしか必要としないので、こ
の方法は上記のシステムに低コストで有利に統合可能である。
【００２８】 装置は、圧力低下を検出した後、信号が例えば導線または情報“圧力低下”を
含むデータレジスタを経て出力されるように形成されていると有利である。
【００２９】 上記の圧力低下検出方法は、本発明の他の有利な実施形を示す次の方法によっ
て、特に小さな静止摩擦計数μを有する道路（例えば氷または雪）を走行してい
る間の精度を改善するために拡張可能である。氷または雪上での走行が大きすぎ
るデータノイズによって検出されるときには、圧力低下検出アルゴリズムでのデ
ータの処理を阻止することができる。その代わりに、ノイズの時間の間、学習相
の実施だけを抑制してもよい。
【００３０】 従って、基準値のノイズを検出するための次の方法ステップが付加的に実施さ
れる。 (a) 特に対角線の車輪速度の比を有する基準値をメモリ Refi old 内に記憶し、 (b) 所定の時間後新しい基準値 Refi を決定し、かつ Refi が定められた最小値 だけ Refi old から偏差を有するかどうかを確認し、この新しい値 Refi を R efi old に記憶し、 (c) 条件（ｂ）が満たされるときにカウンタがスタート値にリセットされ、そう でなく、条件が満たされない場合には所定の値だけカウンタが更に計数され、
(d) 車両の駆動されない車軸の車輪からの車輪回転情報によって、ステップ（ａ
）と（ｂ）を実施し、 (e) 条件（ｂ）が満たされるときに、他のカウンタをスタート値にリセットし、 そうでなく、条件が満たされないときには所定の値だけカウンタが更に計数さ れ、この場合ステップｅ）において駆動されない車軸の車輪回転速度情報だけ が使用され、 (f) 使用されるカウンタの設定されたカウントを上回らないときに、比較相にお いて基準値の学習およびまたは基準値の使用が抑制される。
【００３１】 用語“更に計数する”とは、引上げるように計数することまたは引き下げるよ
うに計数することであると理解される。使用されるカウンタは特に引き下げるよ
うに計数される（減分される）。
【００３２】 駆動される車軸のノイズ検出だけが進行しないカウンタによってデータノイズ
を信号化するときに、少なくとも圧力低下の検出を可能にすると合目的である。
【００３３】 ノイズ検出のために使用される基準値は好ましくは、ろ波されていないかまた
は平均値を求められていないデータである。
【００３４】 走行カーブ半径が実質的に維持されることまたはカーブ走行検出方法によって
検出された直線走行がほぼ維持されることが、カーブ走行検出方法によって検出
されるときのみ、前述のノイズ検出が行われると合目的である。
【００３５】 カーブ走行を検出するための方法自体は知られている。これは例えば、場合に
よっては複数の値をろ波するかまたはその平均値を求めることができるヨーレイ
トが、ノイズ検出にとって重要な時間内に（カウンタが能動的であるとき）一定
の値を維持するかどうかまたは所定値よりも大きく変動しないかどうかが検査さ
れることによって行われる。しかし、その代わりに、同じ目的のために、最新の
ブレーキシステムにおいてしばしば設けられる横方向加速度センサの横方向加速
度データを、カーブ走行を決定するために使用することができる。そのために更
に、カーブ走行検出のために車輪データ自体を利用することができる。
【００３６】 ノイズ検出の場合、ステップ（ａ）と（ｂ）に類似して、ノイズ検出用カウン
タを始動させると特に有利である。このノイズ検出は専ら、車両の駆動されない
車軸の車輪からの車輪回転速度情報のデータに基づいている。この実施形では、
次のようにステップが実施される。 (c2) 駆動されない車軸の車輪回転速度情報の使用下で条件(b) が満たされると きに、他のカウンタをスタート値にリセットし、 (c3) そうではなく、条件が満たされないときに、所定の値だけカウンタを更に 計数する。
【００３７】 次に、実施の形態と図に基づいて本発明による方法を詳しく説明する。
【００３８】 先ず最初に、装置のデータメモリが図示していないリセットスイッチを介して
初期状態にリセットされる。これは一般的に、規定タイヤ圧までタイヤに空気を
充填した後で、自動車の運転者によって行われる。その後で、圧力低下検出の学
習相が開始される。
【００３９】 学習相（と比較相）では車輪の角速度が車輪センサによって感知される。この
場合、車輪速度の基準として時間値Ｔを使用することによって、精度が高められ
る。これにより、センサエッジとの同期化が達成される。これは車輪速度を決定
する際に精度を高めるという利点がある。
【００４０】 走行中、車輪信号から基準値 Refi が求められ、比較相（ステップ１２、図２
）のための目標値 Si が学習相で発生させられる。
【００４１】 基準値は車輪ＶＬ，ＶＲ，ＨＬ，ＨＲの車輪回転速度データの実際値から、次
式 Refi ＝（Ａ＋Ｂ）／（Ｃ＋Ｄ） に従って計算される。すべての車輪が理想的な条件下で（直線走行）同じ角速度
を有すると、基準値 Refi ＝１である。圧力低下の際、基準値は所定の値だけ１
と異なる。
【００４２】 その後、走行条件が許容範囲内にあるかどうか検査される。基準値を求めるた
めに不適当な条件と思われる走行条件であるとき、例えば縦方向加速度、横方向
加速度または車輪加速度が所定の閾値を上回っているときには、基準値は記憶さ
れない。基準値R(t)はノイズを抑制するために場合によっては時々ろ波されるか
または平均値を求められる。学習したRef の平均値は変数 RefM で記憶される。
【００４３】 学習相が終了した後で、基準値 RefM の求められた平均値にオフセット値を加
算または減算することにより、上側の限界値と下側の限界値Ｇ1 ，Ｇ2 が決定さ
れる。
【００４４】 学習相が終了すると、図２に示す比較相１１，１２，１３，１４が開始される
。
【００４５】 比較相（ステップ１２）において先ず最初に、ステップ１１で新たに求められ
た基準値が目標値Ｓi と比較される。その際、ろ波されたまたはろ波されていな
い実際の基準値が次式 iＧi ＜ Refi ＜ iＧ2 を満たすかどうかチェックされる。
【００４６】 この式を満たすと、暫定的に検出された圧力低下が存在する。この圧力低下は
更に検査しなければならない。そのために、ステップ１３では、暫定的に検出さ
れた圧力低下が妥当性を有するかどうかがチェックされる。
【００４７】 妥当性をチェックするためにそれぞれ、学習相からの関連する目標値Ｓ1 ，Ｓ 2 ，Ｓ3 の間の Ref1 ＝（VL＋HR) ／（VR＋HL) （対角線の比） Ref2 ＝（VL＋HL) ／（VR＋HR) （側方の比） Ref3 ＝（VL＋VR) ／（HL＋HR) （車軸の比） について、差が式｜Δ Refi ｜＝｜ Refi −Ｓi ｜に従って計算される。 その都度２つの基準値｜Δ Reff1｜と｜Δ Reff2｜が図１に示すように（参照
符号１，２）互いに比較される。圧力低下が妥当性を有するためには、特に対角
線の車輪の差（｜Δ Ref1 ｜）が側方の車輪の差（｜Δ Ref2 ｜）の差にほぼ一
致しなければならない。
【００４８】 そのために、限界値範囲６が比較のために定められている。これは図１のグラ
フにおいて、条件 （１／SP）＝｜Δ Ref1 ｜／｜Δ Ref2 ｜＝（１×SP） の計算によって行われる。ここで、SPは１よりも大きい。SPの適切な値は走行試
験によって決定可能である。
【００４９】 参照符号４は商３の勾配の上限を示している。参照符号５は下限を示している
。商が範囲６の外にあると、圧力低下は存在しない。商が範囲６の中にあると、
これは圧力低下を示す。
【００５０】 商｜Δ Ref2 ｜／｜Δ Ref3 ｜も圧力損失を示すと、暫定的な圧力低下が妥当
性を有すると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 妥当性を検査する方法を説明するためのグラフである。
【図２】 圧力低下を検出するための本発明による方法のフローチャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＪＰ，Ｕ Ｓ Ｆターム(参考） 2F055 AA12 BB19 CC59 DD20 EE40 GG31

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 a) 左前輪ＶＬ、右前輪ＶＲ、左後輪ＨＬおよび右後輪ＨＲ
    （１１）のグループの少なくとも２つの車輪速度情報から求められる、異なるよ
    うに決定された少なくとも２つの基準値 Refi を求め、 b) 少なくとも１つの基準値 Refi がこの基準値についての目標値Ｓi からの設
    定された最小偏差を有するかどうかをチェックすることによって、暫定的な圧力
    低下を検出する（１２）、 自動車のタイヤ圧力低下を検出するための方法において、 圧力低下の最終的な検出（１４）が妥当性検査のための１つまたは複数の方法
    （１３）に依存して行われることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 妥当性検査のために、目標値からの第１の基準値（１）の偏
    差の値｜Δ Reff1｜＝｜ Reff1−Ｓf1｜と、他の目標値からの他の基準値（２）
    の偏差の値｜Δ Reff2｜＝｜ Reff2−Ｓf3｜とが互いに比較されることを特徴と
    する請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 偏差の値の商｜Δ Reff1｜／｜Δ Reff2｜（３）が、設定さ
    れた正の閾値ＳＰによって割り算または掛け算された１の値（４，５）よりも小
    さいときに、圧力低下が妥当性を有することを特徴とする請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 第１の偏差と他の偏差｜Δ Reff1｜，｜Δ Reff2｜のこのよ
    うな対だけが請求項２，３に記載した判断基準を満足しなければならず、前記偏
    差が共に、パラメータとして、推測された圧力低下を有する車輪の回転速度情報
    を含んでいることを特徴とする請求項２，３記載の方法。
  5. 【請求項５】 異なる基準値 Refi が同じ数学的関数 Refi ＝F(VL,HR,VR,H
    L)によって求められ、車輪回転数情報値を関数Ｆのパラメータリスト内で交換す
    ることによって互いに異なっていることを特徴とする請求項２〜４の少なくとも
    一つに記載の方法。
  6. 【請求項６】 車両タイヤの圧力を測定するための方法が、制動力およびま
    たはドライビングダイナミクス（ＡＢＳ，ＴＣＳ，ＥＳＰ）を制御するための方
    法で実施されることを特徴とする請求項１〜５の少なくとも一つに記載の方法。
  7. 【請求項７】 基準値の決定時にノイズ検出が次のステップで行われる、す
    なわち、 (a) メモリ Refi old 内に基準値を記憶し、 (b) 所定の時間後新しい基準値 Refi を決定し、かつ Refi が定められた最小値 だけ Refi old から偏差を有するかどうかを確認し、この新しい値 Refi を R efi old に記憶し、 (c) 条件（ｂ）が満たされるときにカウンタがスタート値にリセットされ、そう でなく、条件が満たされない場合には所定の値だけカウンタが更に計数され、
    (d) 使用されるカウンタの設定されたカウントを上回らないときに、比較相にお いて基準値の学習およびまたは基準値の使用が抑制される ことを特徴とすることを特徴とする請求項１〜６の少なくとも一つに記載の方法
    。
  8. 【請求項８】 走行カーブ半径が維持されることまたはカーブ走行検出方法
    によって検出された直線走行がほぼ維持されることがカーブ走行検出方法によっ
    て検出されるときのみ、ノイズ検出が行われることを特徴とする請求項７記載の
    方法。
  9. 【請求項９】 自動車の制動力およびまたはドライビングダイナミクスを制
    御し、タイヤの圧力低下を検出するための装置において、車輪回転数センサと場
    合によっては付加的なドライビングダイナミクスセンサに接続されているマイク
    ロコンピュータが、請求項１〜８に記載の方法と、制動力およびまたはドライビ
    ングダイナミクスを制御するためのそれ自体公知の方法を処理することを特徴と
    する装置。
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