JP2005521579A

JP2005521579A - 車両タイヤ状態のモニタ方法および装置

Info

Publication number: JP2005521579A
Application number: JP2003580109A
Authority: JP
Inventors: ポルツィン，ノルベルト
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-03-30
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2005-07-21
Also published as: EP1492682A1; DE10214455A1; WO2003082614A1; KR20040091154A; US20060041396A1

Abstract

【課題】タイヤ圧力損失検出を改善する車両タイヤ状態のモニタリング方法および装置を提供する。
【解決手段】車両のタイヤ状態のモニタ方法において、モニタリング（エラー検出）が、車両により走行される路床の性状の関数として行われる。エラー検出は、相互に異なる少なくとも２つのモニタ・モードにおいて行われる。各モニタ・モードに対して、タイヤ状態を表わす車輪動特性変数により校正データ・セット（１４０、１５０）が決定される。モニタリングは、実際車輪動特性変数と、それぞれに適用される校正データ・セットとの比較により行われる。車輪状態のモニタリングにおいてエラーが検出された場合、それが車両ドライバに通知される。

Description

本発明は、車両タイヤ状態のモニタ方法および装置に関するものである。

従来技術からタイヤ状態の検出装置が既知である。タイヤ空気圧力を直接決定するほかに、タイヤ圧力の変化を決定するために車輪回転速度が使用可能である。
即ち、個々の車輪回転速度の変化が決定され且つこれがタイヤ状態の変化を指示するために使用される。ドイツ特許公開第３６３０１１６号およびドイツ特許第３２３６５２０号に、特定の運転状態（ブレーキ作動されていない、加速されていない直進走行）において、タイヤ状態を指示する対応の装置が開示されている。さらに、これらの文献に、回転速度をそれぞれの車両速度で正規化することが開示されている。

個々の車輪の車輪回転速度の差をタイヤ状態検出に使用することが欧州特許第０２９１２１７号から既知である。
ドイツ特許公開第１９９４４３９１号に、タイヤ圧力のモニタリングに使用される校正値の適合が開示されている。この場合、変化された車輪運転状態によりタイヤ圧力装置の新たな校正が行われ、この場合、前の値が上書きされる。
〔発明の利点〕
上記のように、本発明は、車両タイヤ状態のモニタ方法および装置を開示する。この場合、特に、車両車輪におけるタイヤ圧力がモニタリングされる。ここで、本発明の本質は、モニタリングが、車両により走行される路床の性状の関数として行われることにある。この結果、車輪における路面摩擦係数が常に入れ替わる走行において、したがって、より弱くないしより強く変化する車両車輪と路面との間の力伝達を有する走行において、開示された本発明により、圧力損失の指示が改善されることになる。

一実施例においては、モニタリングが、路床の関数として、相互に異なる少なくとも２つのモニタ・モードにおいて行われるように設計されている。異なるモニタ・モードは、それぞれ固有の校正データ・セットが基準データ・セットとして使用されることにおいて区別される。

この場合、本発明の一形態の特徴は、路床の性状が、車両車輪と路床との間の力伝達を表わす信号によって表わされるということにある。この信号においては、特に、路床の性状における短時間の外乱ないし短時間の変化を均一にするために、車両車輪と路床との間の力伝達が時間平均されるように設計されている。

本発明の他の形態の特徴は、タイヤ状態のモニタリングのために基準データ・セットとして使用される、異なる校正データ・セットを決定することにある。この場合、校正データ・セットは、特に車輪と路床との間の力伝達を表わす信号の関数として、および／または車両ドライバにより出された命令の関数として決定される。この場合、特に、信号が、本発明による本来のモニタ装置以外の装置により発生されるように設計されている。さらに、ドライバが、適用されるそれぞれの校正データ・セットの初期化をスタートさせるように設計されていてもよい。これは、例えばスイッチの手動操作により行われてもよい。

本発明の一形態においては、タイヤ状態のモニタリングのために、種々の時点において、車輪動特性を表わす車輪動特性変数が相互に比較される。この場合、特に、車輪動特性変数を車輪回転数により、したがって車輪回転速度により表わすように設計されている。この理由から、定期的時間間隔で、車両車輪の速度を決定するために車輪回転速度が決定される。

ここで、本発明の一形態においては、タイヤ状態を表わす車輪動特性変数を、それぞれ少なくとも２つの車輪における車輪回転速度の差を形成することにより決定するように設計されている。この場合、特に、１つの車軸の車輪における車輪回転速度の差を形成するように、および／または相互に対角方向に配置されている車輪における車輪回転速度の差を形成するように設計されている。本発明の他の形態においては、最初に１つの車軸の車輪回転速度の和が決定されてもよい。

本発明の他の形態においては、前車軸における車輪の車輪回転速度の和と、後車軸における車輪の車輪回転速度の和との間の差が形成されてもよい。このようにして得られた差は、次に、車両速度で正規化されてもよい。比較可能な他の差の形成は、最初に右側における車輪の車輪回転速度から和が形成され、これから左側における車輪の車輪回転速度の和が減算されることにある。この場合に発生する差は、次に、同様に車両速度で正規化されてもよい。

差の形成は、前車輪と後車輪との間、並びに右側車輪と左側車輪との間の車輪回転速度差が形成され、これがそれぞれ車両速度で正規化されることにより行われている。
本発明の他の形態においては、校正データ・セットが、計算された車輪回転速度差により、路床の性状の関数として、ないしこれと関連する車両車輪と路床との間の力伝達の関数として、および／または車両ドライバから出された命令により決定され且つ記憶されるように設計されている。この場合、特に、ドライバは、校正データ・セットの決定および記憶を、例えばオフロード（道路外）走行の存在が検出されたときには、例えばスイッチの手動操作により開始するように設計されている。

本発明の他の有利な変更態様は、実際に計算された車輪回転速度差が、それぞれの路床の性状の関数として適用される校正データ・セットと比較される、タイヤ状態のモニタ方法ないし装置にある。実際車輪回転速度差が適用される校正データ・セットに関して所定の範囲外にあるとき、モニタリングはエラー機能を検出する。エラー機能が発生したとき、車両ドライバにタイヤ状態の変化が通知されてもよく、この場合、特に、光学的または音響的指示が設けられている。

本発明の他の有利な形態は、エラー機能の発生が、危険な走行状態が回避され且つタイヤにおいて発生する損傷が少なくともより小さくなるように、車両内に存在するブレーキ装置を修正するように使用されることにある。さらに、エラー機能に応答して他の車両装置の機能が修正されてもよい。即ち、例えば、エラー機能が検出されたとき、例えばタイヤの空気圧力が著しく低下したとき、走行速度が制限されてもよい。

本発明の固有の変更態様は、タイヤ状態を、タイヤ内に作用している空気圧力および／またはタイヤの摩耗状態によりモニタリングすることにある。
主請求項および従属請求項に記載された本発明の他の利点は、全輪駆動車両は基本的に異なる性状を有する路床上を走行するように使用されることから、この方法ないしこの装置が特に全輪駆動車両において利用可能であることにある。

本発明の他の有利な形態が従属請求項から明らかである。

図１は車両タイヤ状態のモニタリングのための一実施例を示し、この場合、車両タイヤ状態のモニタリングとは、特に車両車輪における測定車輪速度によるタイヤ圧力のモニタリングと解釈されるべきである。ブロック１０はモニタ・ユニット２０およびメモリ５０を含む。

モニタ・ユニット２０に、車両車輪の車輪速度を表わす速度信号が供給される。しかしながら、図を見やすくするために、図１には、前車軸における左車輪Ｖ_ＦＬ（２２）および右車輪Ｖ_ＦＲ（２４）ないし後車軸における左車輪Ｖ_ＲＬ（２６）および右車輪Ｖ_ＲＲ（２８）のみが示されている。しかしながら、複数の車軸への拡張並びに車軸ごとの追加車輪への拡張は容易に可能である。車輪速度信号のほかに、車両の全体速度が速度信号Ｖ_ｃａｒ（３０）を介して読み込まれる。さらに、モニタ・ユニット２０において、初期化の状態がフラッグＦ_Ｉ（４０）により問い合わされ、および路床の性状の状態がフラッグＦ_ｏｆｆ（４５）により問い合わされる。この場合、セットされたフラッグＦ_Ｉ＝１は、例えば車両ドライバによる装置の初期化の実行要求に対応する。しかしながら、路床の性状がドライバとは無関係に決定され且つフラッグＦ_Ｉがこのように決定された路床特性の関数としてセットされてもよい。

路床の性状は、車両車輪と路床との間の力伝達においてきわめて重要である。即ち、車両車輪と路床との間の高く且つ均一な力伝達を有する、例えばアスファルト舗装された路面上の走行においては、この「正常条件」下における力伝達は正常値を得る。例えばオフロード（道路外）走行において、力伝達が正常値より低く、即ちしきい値以下に低下した場合、ブロック１０以外に存在する外部装置によりフラッグＦ_ｏｆｆ＝１がセットされる。この場合、車両ドライバがフラッグを手動でセット可能なように設計されていてもよい。セットされたフラッグＦ_ｏｆｆは、「正常条件」下の走行とは別のオフロード条件下の走行に対応する。

メモリ５０内に、初期化後に発生した校正データ・セットが、タイヤ状態のモニタリングのための基準値として記憶されてもよい。
モニタ・ユニット２０においてタイヤ状態のエラー機能が検出された場合、この情報は、ドライバに、音響的方法のみならず光学的方法で対応の指示装置（９０）により伝達されてもよい。さらに、タイヤ状態のエラー機能は、走行動特性への係合、例えば走行安定性を改善するためのＥＳＰ装置（８０）への係合を行うために利用されてもよい。

図２において、タイヤ状態、特にタイヤ圧力のモニタ装置の初期化の一実施例が実行される。ステップ１００において、定期的間隔でフラッグＦ_Ｉが問い合わされる。セットされたフラッグＦ_Ｉが検出された場合、校正データ・セットの形成により装置の初期化がスタートされる。他の場合、プログラムは新たなスタート時点まで中止される。ステップ１１０において、個々の車輪の速度信号Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＦＲ、Ｖ_ＲＬ、Ｖ_ＲＲが読み込まれ、それと共に車両速度Ｖ_ｃａｒが読み込まれる。車両速度は、例えば既知のように平均車輪回転速度から決定されてもよい。これらの速度信号により車輪速度の差が形成される。

この実施例においては、車輪速度差の形成が、前車軸における車輪の車輪回転速度の和と、後車軸における車輪の車輪回転速度の和との間の差が形成され、これが次式に示すように車両速度で正規化されることにより行われる。

他の差の形成は、右側における車輪の車輪回転速度から、左側における車輪の車輪回転速度の和が減算されることにより行われてもよい。この場合に形成された差は、次式に示すように同様に車両速度で正規化されてもよい。

しかしながら、さらに、車輪速度の差の形成の他の各タイプもまた考えられる。

ステップ１３０において、装置が、セットされたフラッグＦ_ｏｆｆにより、車両車輪と路床との間の低減された力伝達を有する車両の走行を検出した場合、決定された車輪速度の差が校正データ・セットＩＩ（１５０）としてモニタ・モードＩＩ内に記憶される。この場合、「正常条件」下における走行の場合、即ちフラッグＦ_ｏｆｆがセットされていない場合、決定された車輪速度の差が校正データ・セットＩ（１４０）としてモニタ・モードＩ内に記憶される。

図３に、車両のタイヤ状態特にタイヤ圧力のモニタリングにおけるエラー機能検出の一実施例が示されている。図示されているプログラムは全ての運転の間に所定サイクルでスタートされる。流れ図は、本質的に、実際に決定された車輪速度の差と、２つのモニタ・モード内の校正データ・セットとの比較を示す。

ステップ２００において、速度信号Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＦＲ、Ｖ_ＲＬ、Ｖ_ＲＲおよびＶ_ｃａｒが読み込まれる。ステップ２１０において、この速度信号により、図２のステップ１２０に対応して車輪速度の差が形成される。ステップ２２０において、セットされたフラッグＦ_ｏｆｆにより、車両車輪と路床との間の低減された力伝達を有する車両の走行が検出された場合、ステップ２１０において決定された車輪速度の差が、ステップ２７０において、校正データ・セットＩＩと比較される。２つの値の偏差が設定可能な絶対値を超えた場合、ステップ２８０において、エラー機能、特にタイヤ圧力損失が検出され且つ音響的または光学的指示（９０）によりこれがドライバに通知される。この偏差が所定の限界値内にある場合、プログラムは終了され且つ次のサイクルにおいて新たにスタートされる。

ステップ２２０において、セットされていないフラッグＦ_ｏｆｆにより、「正常条件」下における車両車輪と路床との間の力伝達を有する車両の走行が検出された場合、ステップ２１０において決定された車輪速度の差が、ステップ２４０において、校正データ・セットＩと比較される。２つの値の偏差が設定可能な絶対値を超えた場合、ステップ２５０において、エラー機能特にタイヤ圧力損失が検出され且つ音響的または光学的指示（９０）によりこれがドライバに通知される。この偏差が所定の限界値内にある場合、プログラムは終了され且つ次のサイクルにおいて新たにスタートされる。

図１は、車両タイヤ状態の校正およびモニタリングのための運転変数の受取り並びにエラー情報の伝送を略図で示す。図２は、装置の初期化および２つのモニタ・モードのための校正データ・セットの記憶を流れ図で示す。図３は、２つのモニタ・モードにおける好ましいタイヤ状態のモニタリングを流れ図で示す。

Claims

モニタリングが、車両により走行される路床の性状の関数として行われる、車両のタイヤ状態のモニタ方法。
前記モニタリングが、路床の関数として、相互に異なる少なくとも２つのモニタ・モードにおいて行われ、特に、個々のモードが、異なる校正データ・セット（１４０、１５０）によって区別されるように設計されていることを特徴とする請求項１に記載のモニタ方法。
路床の性状が、車両車輪と路床との間の力伝達を表わす信号（４５）によって表わされ、特に、前記信号が車両車輪と路床との間の力伝達の時間平均を表わすように設計されていることを特徴とする請求項１に記載のモニタ方法。
校正データ・セット（１４０、１５０）が、
路床の性状の関数として、特に車輪と路床との間の力伝達を表わす信号（４５）の関数として、および／または
車両ドライバから出された命令（４０）により、
決定されることを特徴とする請求項２または３に記載のモニタ方法。
前記タイヤ状態のモニタリングが車輪動特性を表わす車輪動特性変数により行われ、特に、タイヤ動特性を表わすタイヤ動特性変数を車輪回転速度（２２−２８）により決定するように設計されていることを特徴とする請求項１に記載のモニタ方法。
前記タイヤ状態を表わす車輪動特性変数を、
それぞれ少なくとも２つの車輪における車輪回転速度の差を形成する（１２０、２１０）ことにより決定するように、
設計され、特に、
１つの車軸の車輪における車輪回転速度の差が形成されるように、および／または
相互に対角方向に配置されている車輪における車輪回転速度の差が形成されるように、
設計され、
および／または
前車軸の車輪における車輪回転速度の和と、
後車軸の車輪における車輪回転速度の和と、
の間の車輪回転速度の差の形成が、車両速度で正規化されることにより行われるように、
および／または
左側車輪における車輪回転速度の和と、
右側車輪における車輪回転速度の和と、
の間の車輪回転速度の差の形成が、車両速度で正規化されることにより行われるように、
設計されていることを特徴とする請求項５に記載のモニタ方法。
校正データ・セット（１４０、１５０）を、車輪回転速度の差（１２０）により、設定可能な時点に決定するように設計され、
特に、時点が、
路床の性状の関数として、特に路床状態変数（４５）の関数として、および／または
車両ドライバから出された命令（４０）により、
設定されるように設計されていることを特徴とする請求項４に記載のモニタ方法。
前記タイヤ状態のモニタリングを、車輪回転速度の差の形成（２１０）により行うように設計され、実際に決定された車輪回転速度の差（２１０）が、存在するそれぞれの路床の性状に対して適用される校正データ・セット（１４０、１５０）に関して所定の範囲外にあるとき、モニタリングに対してエラー機能が検出されることを特徴とする請求項７に記載のモニタ方法。
車両ドライバにエラー機能の発生が通知され、この場合、特に、ドライバにエラー機能が光学的におよび／または音響的に（９０）伝達されることを特徴とする請求項８に記載のモニタ方法。
検出されたエラー機能により、車両内に存在するブレーキ装置の作動状態を修正する（８０）ように設計され、前記ブレーキ装置の作動状態が、該ブレーキ装置の作動のために使用される変数により表わされることを特徴とする請求項８に記載のモニタ方法。
モニタリングが、車両により走行される路床の性状の関数として行われる、車両タイヤ状態のモニタ装置。
前記モニタリングが、相互に異なる少なくとも２つのモニタ・モードにおいて行われ、特に、個々のモードが、異なる校正データ・セット（１４０、１５０）によって区別されるように設計されていること、および／または
路床の性状が、車両車輪と路床との間の力伝達を表わす信号（４５）によって表わされ、特に、信号が車両車輪と路床との間の力伝達の時間平均を表わすように設計されていること、
を特徴とする請求項１１に記載のモニタ装置。
校正データ・セット（１４０、１５０）が、
路床の性状の関数として、特に車輪と路床との間の力伝達を表わす信号（４５）の関数として、および／または
車両ドライバから出された命令（４０）により、
決定され、
特に、校正データ・セット（１４０、１５０）が、車輪回転速度の差（１２０）により、設定可能な時点に決定されるように設計され、
特に、時点が、
路床の性状の関数として、特に路床状態変数（４５）の関数として、および／または
車両ドライバから出された命令（４０）により、
設定されるように設計されていることを特徴とする請求項１２に記載のモニタ装置。
前記タイヤ状態のモニタリングを車輪回転速度の差の形成（２１０）により実行するように設計され、実際に決定された車輪回転速度の差（２１０）が、存在するそれぞれの路床の性状に対して適用される校正データ・セット（１４０、１５０）に関して所定の範囲外にあるとき、モニタリングに対してエラー機能が検出されることを特徴とする請求項１３に記載のモニタ装置。
前記タイヤ状態として、タイヤ内に作用している空気圧力および／またはタイヤの摩耗状態がモニタリングされることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のモニタ方法。