JP3286005B2 - タイヤ空気圧警報装置 - Google Patents
タイヤ空気圧警報装置Info
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Description
関するものである。
車両のタイヤ整備不良率は動力系他の不良率に比較して
意外に高いことが判明しており、その内訳はタイヤ空気
圧不適が過半数を占めており第1位であり、以降、タイ
ヤ溝不足、タイヤ異常摩耗と続いている。また、高速車
両走行中にパンクを経験したドライバーも少なくなく、
その際の恐怖感も働いてタイヤ空気圧警報装置もしくは
当該装置相当品を車両に標準的に装備させたい要望が高
まりつつあり、タイヤ空気圧警報装置装着が安価に実現
できるのであれば現在使用中の車両に追加装備したいと
する要請もある。一方、貨物自動車を含む車両の各タイ
ヤの空気圧を検出するセンサを車両側に設けておき、ス
リップリング、電波、電磁誘導手段等を介して回転して
いるタイヤの空気圧をリアルタイムで検出するシステム
が知られており、該システムによりドライバーに対して
パンク発生等におけるタイヤ空気圧異常を知らせる試み
が行われている。
廉化に伴い、4輪ABS装置、TRC(トラクションコ
ントロール)装置を備えた乗用車がかなりの普及率を示
している。このような4輪ABS装置等を備える場合に
は、タイヤ回転数を検出するためのタイヤ回転検出器が
個別に設けておき、個々のブレーキとブレーキ油圧差動
装置とで構成される制御系を構成して、車両の挙動に応
じて適宜制御するように構成されている。そこで、特開
昭63−305011号公報のように、タイヤ回転数を
対角方向に合計し、2組の対角方向合計値の差と、各タ
イヤの回転数の差が所定値以上かを判定して、タイヤの
空気圧異常を検出する検出法が提案されている。
用車の各タイヤの空気圧をリアルタイムで検出する上記
のシステムによれば、タイヤ空気圧を直接的に検出する
ことから信頼性が高い利点を備えているが、スリップリ
ング、電波、電磁誘導手段等を介して車両側に空気圧の
情報を伝達するために装置全体が大掛かりかつ高価にな
る欠点があり、実用性に乏しい問題点がある。
品を追加装着することなくタイヤ空気圧警報装置を構成
するために、上述の4輪ABS装置装着車等において既
に設けられているタイヤ回転検出器によるタイヤ回転数
の検出を有効利用する上記の提案に想達することにな
る。
にパンク等が発生してその空気圧が激減すれば、パンク
したタイヤの外直径だけが他の正常なタイヤに比べて小
さくなる結果、他の正常なタイヤに比べてタイヤ回転数
が増加することになる(同じ距離を走行するためには小
直径のタイヤがより多く回転するので)。このことか
ら、パンクまたは空気圧が減少したタイヤの検出が可能
になる原理を利用することになる。
気圧警報装置側で判断するように構成すれば良いことに
なるが、この判断のためには少なくとも4輪分のタイヤ
回転数を常時、個別単位で検出して高速処理しなければ
ならず制御の煩雑化を招くことから、何らかの処理が必
要となる。このことから、対角線上のタイヤ回転数同士
を加算してからそれらの差を求め、平均値を2倍した値
で割って得られた偏差値を得た後に、比較(偏差幅)値
との比較を行うことで、この所定値を越える場合におい
てタイヤ空気圧異常を判定することが考えられる。
際において、偏差値が安定しないことから、タイヤ空気
圧異常を判定できないことがある。つまり、種々変動す
る道路条件、車両走行状態などに起因するノイズ要因が
あることから、正確な比較ができなくなることがある。
は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的
とするところは、タイヤ回転数の差をタイヤ空気圧警報
装置側で判断する場合において、車両走行時に発生する
各種ノイズ発生要因に影響されることなく、精度良くタ
イヤの空気圧異常を検出することにある。
発明は以下の構成を備える。即ち、車輪速センサにより
検出される4輪の車輪速を用い、4輪のタイヤの回転差
に基づく所定演算式から求めた偏差値を正または負の値
として得てから、所定幅を有した偏差幅との比較を所定
時間幅内において行うことでタイヤの空気圧異常を判定
する判定手段と、該判定結果を知らしめる警告手段を具
備してなるタイヤ空気圧警報装置であって、前記判定手
段は、前記正または負の値が前記偏差幅を超えた範囲の
積分値が前記所定時間幅内において所定値以上となると
空気圧異常を判定する。
好適な実施例を順次説明する。図1は実施例のタイヤ空
気圧警報装置の概略構成平面図であり、本図において車
両20には4輪ABS装置乃至TRC装置等が装備され
ている。
4にはタイヤ回転数Fn を検出する回転数検出器7が個
別に設けられており、周知のABS装置(アンチロック
ブレーキシステム)やTRC(トラクションコントロー
ル)の制御のために必要となるタイヤ回転数F1 、F
2 、F3 、F4 を制御装置11に対して提供できるよう
に構成されている。また、制御装置11にはタイヤ空気
圧の異常状態をドライバー他に知らせるためのワーニン
グランプ10と、後方差動装置8を介して後輪タイヤ
3、4を駆動するためにエンジン5に連結されたプロペ
ラ軸6の回転数VMの情報が入力されるように構成され
ている。
ランクスペースを極力占有しないために幅、直径が通常
のタイヤよりも小さく設されており、タイヤのパンク時
等において緊急用に用いられるものである。
F2 、F3 、F4 の差を制御装置11で単純化処理する
ために図2の(a)の偏差値Dを求めるとともに、図2
の(b)の未定係数Cx を求めるようにしている。即
ち、図1中において一点鎖線で示された対角線上にある
タイヤ1、3と、破線で示された対角線上にあるタイヤ
2、4の組のタイヤ回転数Fn 同士を個別に加算した後
に、F1 +F3 に対して未定係数Cx を乗じてから平均
タイヤ回転数Fn を2倍した値で割ることにより、偏差
値Dを求めるようにしている。
る所定の幅を持った偏差幅DS との比較を行うことによ
りタイヤ空気圧の異常検出を行うことを判断処理の基本
としており、この比較によりタイヤ空気圧異常判定の処
理が高速(制御装置内の処理ステップ数を少なくして)
に行うことができ、かつ制御装置11内のハード構成を
必要最小限にできるようにして低価格化を実現可能にし
ている。
+F3 をF2 +F4 で割ることにより得られるものであ
り偏差値Dを初期状態に戻すために用いられるものであ
る。通常、車両の運転開始時には、各タイヤは全てが同
じ条件になっておらず、空気圧は夫々異なっているのが
普通である。また、パンク修理後にタイヤ交換された直
後や、あるいは外径の小さい緊急用タイヤに交換した後
や、車速が足りない場合にも同様に各タイヤは全てが同
じ条件になっておらず、タイヤ回転数の差をタイヤ空気
圧警報装置側で正確に判断できなくなる。そこで、偏差
値Dを計算する前に、未定係数Cx を得てからF1 +F
3 に対して乗ずることにより、パンク修理後におけるタ
イヤ交換などに対する補正を行うようにしている。
は、未定係数Cx は「1」に近い値となり、偏差値Dに
はあまり影響を与えない。しかし、例えば、タイヤ1が
緊急用タイヤ9であった場合には、F1 が大きくなるこ
とから「1」より小さい値となる一方、その他のタイヤ
2、3、4の空気圧が異常に低く、未定係数Cx の値が
「1」から極端に外れる場合には判定条件未成立として
後述のようにワーニング(警告)を発生する。
空気圧の異常判定を行う様子を大まかに示したフローチ
ヤートであって、後述する各フローチヤートは図3のフ
ローチヤートに対して適宜割り込むように構成されてい
る。本図において、処理が開始されると、ステップS1
において、処理開始、タイヤ回転数データなどが適宜入
力されて、ステップS2に進みフラグ1が立っているか
どうかの判定がなされる。このステップS2において、
フラグ1が立っている場合には、ステップS3に進み上
述した未定係数Cx が異常値でないことを判定するなど
して判定条件が成立したかどうかの判定を行う。判定条
件が成立したと判定されるとステップS4に進みタイヤ
空気圧判定を行う。一方、ステップS2においてフラグ
1が立っていない場合には、ステップS5に進みリター
ンする。
ーチヤートであって、具体的には上述の未定係数CX の
初期設定並びに未定係数CX の異常検出後に警告を発生
する動作例を示している。図4において、判定条件成立
を判断する処理が開始されると、ステップS11におい
て、処理開始、タイヤ回転数データなどが適宜入力され
てステップS12に進み、判定開始のスイッチSWがオ
ンされた初期状態になっているかどうか(運転席に手動
式スイッチを設けた場合)を判断する。または、破線で
囲まれたステップS10において、偏差値Dが極端に変
化した後や、イグニションスイッチがオンされた後や、
または自己故障診断端子のダイアグ端子が初期状態にな
った後において、初期状態信号が自動的に出力されて判
定条件成立を判定する初期状態して、ステップS13に
進む。
られたワーニングランプ10が点灯してタイア空気圧判
定の準備が完了したことをドライバーに知らせる一方、
判定を禁止するためにフラグ0を立てる。次に、ステッ
プS14に進み、未定係数C x を得るために車両が一定
走行状態にあるかどうかの判定がなされて、未定係数C
x を得ることができると判断されるとステップS15に
進み図2の(b)式により未定係数Cx を演算する。続
くステップS16では得られた未定係数Cx が「1」か
ら大きく外れていない適正値であるかどうかの判定がな
されて、適正値である場合にはステップS21に進み、
前回の未定係数Cx が記憶されている場合にはこの値を
書き換える。また、記憶されていない場合には新規に登
録する。以上のステップを実行することで未定係数Cx
が登録されたので、偏差値Dが初期状態を勘案して算出
可能となる。そこで、ステップS22に進み上記の初期
状態スイッチを「ゼロ」に設定し、ワーニングランプ1
0を消灯して、空気圧判定を開始する一方、図3の主フ
ローチヤートにおけるフラグ1を立てる。
タイヤ1個のみが大きな道路陥没部を走行した直後であ
って未定係数Cx が「1」から大きく外れた不定である
場合には、ステップS17においてこのような不定状態
であるかどうかの判断がされてから、再度ステップS1
4に戻り、以降の各ステップを実行する。また、ステッ
プS17において、未定係数Cx が不定ではなく未定係
数Cx の「1」から大きく外れており不適値であると判
定されると、タイヤ空気圧異常であることからワーニン
グランプ10を目立つように点滅させてドライバーに注
意を促す。この後にステップS20に進み初期状態スイ
ッチを「ゼロ」に設定する。また、ステップS18にお
いて、未定係数Cx の「1」から外れておらず適正値で
あると判定されると、ステップS14に戻り以降の各ス
テップを実行する。
装着、またはタイヤ交換直後などであっても、タイヤ回
転数の差からタイヤ空気圧異常を正確に判断することが
できる一方、運転開始時直後に未定係数Cx を上記のよ
うに評価判定することで簡単にタイヤ空気圧異常をドラ
イバーに知らせることができることから、例えば高速道
路への侵入前において十分に対処できるようになり安全
性がより確保できる。以上は運転開始時直後までの制御
フロー例を述べたが、次に、車両走行時において上述の
式(図2の(a)の式)から得られた偏差値Dと所定の
幅を持った偏差幅DS との比較を行うことによりタイヤ
空気圧の異常検出を行う判断処理につき述べる。
横軸に時間tをとり、偏差値Dが正常の範囲内にある様
子を示した図である。また、図5の(b)は偏差値Dが
異常状態である様子を示した図である。そして、図6の
(a)は偏差幅DS が車速Aに比例して次第に増加する
様子を、また図6の(b)は偏差幅DS をタイヤ温度上
昇Bに途中まで正比例させて温度B`まで増加させ、以
降変化させない様子を示した図である。
上述のようにF1 +F3 の値がF2+F4 の値より大き
い場合には、正となり、その逆となる場合には負となる
ことから図中の正DS1と負DS1とで挟まれる範囲(一点
鎖線で図示)の偏差幅DS がタイヤ空気圧正常範囲とな
り、車両が正常走行した後に得られた偏差値Dが図中の
実線と破線とで示したように、所定周期T内における判
定時に入っていれば正常と判断する。
上述の正DS1と負DS1とで挟まれる範囲(一点鎖線で図
示)を所定周期T内において、上または下に外れている
場合には、タイヤ空気圧異常を判断するものである。即
ち、図5の(b)において、偏差値Dの正DS1を越えた
範囲の積分値ΣDが所定周期T内において所定値以上と
なれば、タイヤ空気圧の異常判定を行い、また偏差値D
`のように負DS1を越えた後に、急激に正DS1を越えた
ような場合にもタイヤ空気圧が異常である判定を行う。
た正負の偏差幅DS2は図6の(a)に示した様に、車速
Aの増加に対して比例して次第に増加するようにしてい
る。このように車速Aに応じて偏差幅DS を変化させる
ことにより、偏差幅DS を固定することによる弊害を無
くしている。つまり、車速Aの増加に伴い、偏差値Dも
増加傾向にあるし、またパンク発生時におけるダメージ
が大きくなることから、偏差幅DS2を偏差幅DS1よりも
大きく設定するようにして、ダメージをより少なくする
ようにしている。
上昇Bに正比例して温度B`まで次第に増加させて、以
降変化しないように偏差幅DS2を設定することにより、
温度上昇にともなうタイヤ空気圧上昇を考慮した判定を
行うことができる。ここで、図6に示した車速A、タイ
ヤ温度B以外の他のパラメータとしては、乗員数などに
より決定される荷重であってアクティブサスペンション
の車高センサにより検出される値や、旋回の度合いを検
出するヨー旋回モーメント値や、前後G、左右Gなどが
ある。
なく、種々の要因を考慮して偏差幅DS2を適宜変化させ
ることで、タイヤの空気圧判定を車両の走行状態に応じ
て実際的に実行することができる。
ートであり、上述の未定係数Cxの異常が無いことを検
出した後に空気圧判定が開始されると、ステップS30
に進み判定タイマーが開始されて、フラグ「4」を立て
る。この後にステップS31に進み、上述した式により
求められた偏差値Dが正偏差幅Dsより大きいかどうか
の判定が実行されて大きい場合には異常であることか
ら、ステップS32に進み、フラグ2が立っているかど
うかの判定を行い、2が立っている場合には、ステップ
S33に進み値Skを前回の値Sk-1に1を加えた値に設
定してからステップS35に進みフラグを「2」にセッ
トする。また、ステップS32において、フラグに2が
立っていない場合には、値Skをゼロにセットしてステ
ップS35に進む。このステップS35は次にステップ
S41に進み所定時間(周期)Tの経過を判定する。
が正偏差値Dsより小さいと判定されると、続いてステ
ップS36に進み偏差値Dが負偏差値Dsより小さいか
どうかの判定がされる。このステップS36において、
偏差値Dが負偏差値Dsより小さいと判断されると少な
くとも判定の瞬間では異常であることが判定されるが、
単なるノイズ要因による場合もあるので判定に十分な時
間経過を待つためにステップS37に進みフラグに
「3」が立っているかどうかを判定する。このステップ
S37においてフラグに「3」が立っている場合には、
ステップS38に進んで値ΣSkを前回の値ΣSk-1に1
を加えた値に設定してからステップS41に進み時間T
の経過を待つ。
「3」が立っていないと判定されると、ステップS39
においてフラグに「3」がセットされ、続いてステップ
S40において値ΣSkが「ゼロ」にセットされてか
ら、ステップS41に進み時間Tの経過を待つ。時間T
が経過するとステップS42に進む一方、時間Tが経過
するまではステップS31に戻る。ステップS42では
フラグに「4」がセットされて、上述した一連ステップ
に基づく判定結果の判定準備がなされて、ステップS4
3に進み、値Skまたは値ΣSkが所定値を超えると判定
されると、ステップS44においてタイヤ空気圧異常が
断定される。また、所定値以上では無いことが判定され
るとリターンする。
気圧異常が断定されると、ステップS45に進み、ワー
ニングランプの点灯を行う一方、ABS装置装着車の場
合にはブレーキ動作を安全側に制御するように自動制御
する。また、TRC装置装置装着車、4WS装置装着車
の場合にも同様に、安全側になるように自動制御してタ
イヤが正常状態に復帰されるまで制御を持続させる。
数の検出を有効利用する場合において、特にノイズ要因
を除去して正確にタイヤ空気圧異常を判定することが可
能となる。
であり、図5の(b)において破線で示したように偏差
値Dが偏差幅DS よりも大きく外れている場合には、タ
イヤの急激な空気圧減少によるパンク状態であることか
ら、このパンク判定を行うためのものである。図8にお
いて、処理が開始されると、ステップS50において、
偏差値Dと偏差幅DS の絶対値の比較がされて、偏差値
Dが偏差幅DS の絶対値よりも大きい場合にはステップ
S51に進み時間Tの経過を待ちステップS52に進
む。このステップS52では、ステップS50とS51
を所定のU回数分実行したかどうかの判定がされて実行
された後にも、依然として偏差値Dが偏差幅DS の絶対
値よりも大きいと判断された場合には、ステップS53
に進みパンク判定が行われる。この結果、ワーニングラ
ンプの点灯を行う一方、ABS装置装着車の場合にはブ
レーキ動作を安全側に制御するように自動制御する。ま
た、TRC装置装置装着車、4WS装置装着車の場合に
も同様に、安全側になるように自動制御してタイヤが正
常状態に復帰されるまで制御を持続させる。以上のよう
にパンク判定を行うことで、所定時間T内に発生する空
気圧異常を判定して誤判定をしないようにして、パンク
判定を的確に実施することができる。
ライバーはワーニングランプの点灯からタイヤ空気圧異
常の判定が可能となり十分に実用性を備えているが、空
気圧異常状態のタイヤが1〜4のどのタイヤであるかの
特定はしておらず特定できればより好ましい。そこで、
空気圧異常のタイヤを特定し、ドライバーに対して知ら
せるために、図9の異常タイヤ特定のフローチヤートに
よる処理を行うようにして、図10に示される各ワーニ
ングランプの表示を行うようにしている。
されると、図9のステップS60に進み、このステップ
において、図2の(a)式を用いて得られた偏差値Dの
値と偏差幅Ds の比較を行い、F1 +F3 の値よりもF
2 +F4 の値の方が大きくて偏差値Dが負偏差幅Ds よ
りも大きいと判定されると、ステップS64に進みF 2
+F4 の回転を示すタイヤ2、4のいづれかのタイヤに
異常が発生してパンクであることを判断する。
差動装置8を介して駆動されるタイヤ4の回転数とエン
ジン回転数VM であって最終減速比を乗した値とタイヤ
4の回転数F4 の比較が行われて、タイヤ4の回転数F
4 のほうがエンジン回転数V M より大きい場合にはタイ
ヤ4がパンク状態にあることをステップS67において
判定して、ステップS68に進む。このステップS68
では、後述するように図10に示されるような表示を行
いドライバーに対してタイヤ4がパンク状態にあること
を知らせる。一方、ステップS65において、タイヤ4
の回転数F4 のほうがエンジン回転数VM より小さい場
合にはタイヤ2がパンク状態にあることをステップS6
7において判定して、ステップS68に進み同様に表示
する。
の値と偏差幅Ds の比較を行い、F 1 +F3 の値よりも
F2 +F4 の値の方が小さくて偏差値Dが負偏差幅Ds
よりも大きいと判定されると、ステップS61に進み偏
差値Dと正偏差幅Ds との比較がされて偏差値Dが正偏
差幅Ds よりも大きいと判断されるとステップS63に
進み、F1 +F3 の回転を示すタイヤ1、3のいづれか
のタイヤに異常が発生してパンクであることを判断す
る。一方、ステップS61において、偏差値Dが正偏差
幅Ds よりも小さい場合には、偏差値Dの判定に異常が
あることから、ステップS62に進みシステムフェール
を出力して、フラグに「X」を立てて通常のフローに復
帰させる。
して駆動されるタイヤ3の回転数とエンジン回転数VM
であって最終減速比を乗した値とタイヤ3の回転数F3
の比較が行われて、タイヤ3の回転数F3 のほうがエン
ジン回転数VM より大きい場合にはタイヤ3がパンク状
態にあることをステップS67において判定して、ステ
ップS68に進み、ドライバーに対してタイヤ3がパン
ク状態にあることを知らせる。一方、ステップS66に
おいて、タイヤ3の回転数F3 のほうがエンジン回転数
VM より小さい場合にはタイヤ1がパンク状態にあるこ
とをステップS67において判定して、ステップS68
に進み同様に表示する。
表示の第1実施例の通電図、(b)は第2実施例に係る
表示例、(c)は第3実施例に係る表示例、そして
(d)は第4実施例に係る表示例を夫々示した模式図で
ある。先ず、図10の(a)において、上述の図9にお
けるフローチヤートによりパンクしたタイヤ1または3
の特定がなされた場合には、ワーニングランプ表示の表
示が図示のように所定時間間隔を空けて1回分の表示が
されて、タイヤ1がパンク状態になっていることをドラ
イバーに知らせる。また、タイヤ3がパンクしている場
合には、所定時間間隔を空けて3回分の表示がされて、
パンク状態を知らせる。以降、同様に、2回分、4回分
の点滅がされて、パンクしたタイヤが知らされる。この
ような表示方法とすることにより、図4のフローチヤー
トにおいて上述したように用いられる1個のワーニング
ランプ10のみ設けることでパンクしたタイヤを表示す
ることができる。
表示器を用いてパンクしたタイヤの表示を行う例を示し
たものである。また、図10の(c)はタイヤ1をF
L、タイヤ2をFR、タイヤ3をRR、タイヤ4をRL
として表示板に印刷表示しておき、表示板の裏面に夫々
ランプを配設しておき、パンクしたタイヤの表示を直接
的に行う例を示したものである。図10の(d)は絵文
字として印刷表示しておき、表示板の裏面に夫々ランプ
を配設しておき、パンクしたタイヤの表示を直接的に行
う例を示したものである。
表示を行うことで、例えば、パンクが発生した場合にお
いて、車外に出てパンクしたタイヤの確認をする必要が
なくなる。
ヤ回転数の差を検出するために回転検出器7から得られ
る回転数を流用していたが、これに限定されず、各タイ
アの移動距離から判定する方法などがあり、適宜選択で
きる。
イヤ回転数の差をタイヤ空気圧警報装置側で判断する場
合において、車両走行時に発生する各種ノイズ発生要因
に影響されることなく、精度良くタイヤの空気圧異常を
検出することができる。
る。
て,(a)は偏差値Dを求める式を示す図、(b)は未
定係数CX を求める式を示す図である。
を行う様子を大まかに示したフローチヤートである。
チヤートである。
(a)は縦軸に偏差幅DS をとり、横軸に時間tをと
り、偏差値Dが正常の範囲内にある様子を示した図であ
り、(b)は偏差値Dが異常状態である様子を示した図
である。
(a)は偏差幅DS が車速Aに比例して次第に増加する
様子を、また図6の(b)は偏差幅DS をタイヤ温度上
昇Bに途中まで正比例させて温度B`まで増加させ、以
降変化させない様子を示した図である。
ヤートである。
ニングランプ表示の第1実施例の通電図、(b)は第2
実施例に係る表示例、(c)は第3実施例に係る表示
例、そして(d)は第4実施例に係る表示例を夫々示し
た模式図である。
検出器、8…差動装置、9…緊急用タイヤ、10…ワー
ニングランプ、11…制御装置、D…偏差値、DSn…偏
差幅、CX …未定係数、Fn …タイヤ回転数、VM …エ
ンジン回転数、T…時間幅(周期)、A…車速、B…タ
イヤ温度である。
Claims (1)
- 【請求項1】 車輪速センサにより検出される4輪の車
輪速を用い、4輪のタイヤの回転差に基づく所定演算式
から求めた偏差値を正または負の値として得てから、所
定幅を有した偏差幅との比較を所定時間幅内において行
うことでタイヤの空気圧異常を判定する判定手段と、該
判定結果を知らしめる警告手段を具備してなるタイヤ空
気圧警報装置であって、前記判定手段は、 前記正または負の値が前記偏差幅を超
えた範囲の積分値が前記所定時間幅内において所定値以
上となると空気圧異常を判定することを特徴とするタイ
ヤ空気圧警報装置。
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