JP3659169B2 - タイヤ空気圧の異常輪判定装置 - Google Patents
タイヤ空気圧の異常輪判定装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3659169B2 JP3659169B2 JP2001003333A JP2001003333A JP3659169B2 JP 3659169 B2 JP3659169 B2 JP 3659169B2 JP 2001003333 A JP2001003333 A JP 2001003333A JP 2001003333 A JP2001003333 A JP 2001003333A JP 3659169 B2 JP3659169 B2 JP 3659169B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wheel
- tire
- abnormal
- tire pressure
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ空気圧の異常輪判定装置にかかり、特に、パンクなどによりタイヤ空気圧が低下した場合などのタイヤ空気圧の異常を検出すると共に、タイヤ空気圧の異常輪を判定するタイヤ空気圧の異常輪判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの移動体に設けられた空気入りタイヤにおけるタイヤ空気圧を検出して異常を運転者に知らせるタイヤ空気圧の異常輪判定装置としては、従来より直接式のタイヤ空気圧の異常輪判定装置と、間接式のタイヤ空気圧の異常輪判定装置とが提案されている。例えば、直接式のタイヤ空気圧の異常輪判定装置としては、特開平１１−３４８５１６号公報に記載の技術などがある。特開平１１−３４８５１６号公報に記載の技術では、タイヤ空気圧センサをタイヤバルブのインサート部に設け、タイヤ空気圧を検出し、検出結果を電波で送信して空気圧の低下を乗員に警報する構成とされている。
【０００３】
この直接式のタイヤ空気圧の異常輪判定装置では、車両を区別するために（同じ車両が並んだ時に、隣の車両の情報で警報しないように）、車両毎にナンバーを設定している。このナンバーには、車輪を区別するためのナンバーも設定されており、工場出荷時には、例えば、Ｎｏ．１が前輪右、Ｎｏ．２が前輪左、Ｎｏ．３が後輪右、Ｎｏ．４が後輪左と定めることで、ナンバーと車輪位置を規定できる。
【０００４】
一方、間接式のタイヤ空気圧の異常輪判定装置としては、例えば、特開平７−８９３０４号公報や特開平９−２８６２１３号公報に記載の技術などがある。特開平７−８９３０４号公報に記載の技術では、車輪に対する外乱等によって、タイヤ空気圧の変動を推定することで、何れかの車輪のタイヤ空気圧が異常であることを判定している。また、特開平９−２８６２１３号公報に記載の技術では、車輪速パルスを各輪毎にカウントして所定値との偏差を求め、各輪の偏差を用いて前輪の左右差と後輪の左右差との偏差を動荷重半径比（対角線上にある一対の車輪の回転角速度の和と、他の対角線上にある車輪の回転角速度の和との比）の近似値として求めて、動荷重半径比の近似値が所定範囲外であるとき、何れかの車輪のタイヤ空気圧が異常であると判定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、直接式のタイヤ空気圧の異常輪判定装置による判定では、市場でタイヤローテーションやタイヤ交換等が行われると、ナンバーと車輪位置の相関が不明になり、正確にタイヤ空気圧の異常輪の位置を判定することができないことがある。
【０００６】
これは電波強度を検出してその強度により車輪位置を判定することで解決するが、電波は微弱であるので、ノイズに弱い。また、各車輪毎にアンテナを設けて検出することで確実性が向上するが、コスト低減のためにアンテナ数を１本又は２本に削減した場合には、各車輪の受信性能を確保するために各車輪からの電波が同レベル強度で受信できるようにアンテナを搭載するので、タイヤ空気圧の異常位置を電波強度で特定できなるくなる。
【０００７】
また、従来の間接式のタイヤ空気圧の異常輪判定装置では、タイヤ空気圧異常輪を推定により検出しているので、直接式に比べると正確性に欠けることがあった。
【０００８】
本発明は、上記事実を鑑みて成されたもので、タイヤ空気圧の異常輪を正確に検出することができるタイヤ空気圧の異常輪判定装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、複数車輪のタイヤ空気圧を検出する検出手段と、前記複数車輪の回転状態に基づいて前記複数車輪の各々のタイヤ空気圧を推定する推定手段と、を備え、前記検出手段の検出結果から前記車輪のタイヤ空気圧の異常を検出すると共に、該異常を検出したときに、前記推定手段の推定結果に基づいてタイヤ空気圧が異常の車輪位置を特定することを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、検出手段では、複数車輪のタイヤ空気圧を検出する。例えば、それぞれの車輪に設けられたタイヤの空気封入口であるタイヤバルブに圧力センサ等を設けて、圧力センサによる検出値をタイヤ空気圧情報として電波で送信することによって、複数車輪のタイヤ空気圧を検出することが可能である。
【００１１】
また、推定手段では、複数車輪の回転状態に基づいて、複数車輪の各々のタイヤ空気圧を推定する。例えば、複数車輪の回転状態として、それぞれの車輪の回転速度等を検出し、該回転速度の変動から各々のタイヤ空気圧を推定することが可能である。
【００１２】
そして、検出手段の検出結果からタイヤ空気圧の異常が検出されると共に、該異常が検出されたときに、推定手段の推定結果からタイヤ空気圧が異常の車輪位置を特定する。タイヤ空気圧の異常は、例えば、検出手段の検出結果と予め定められた基準値との差が所定値以上である場合に検出することが可能である。
【００１３】
すなわち、検出手段で検出された検出結果から何れかの車輪のタイヤ空気圧が異常であることを検出し、推定手段により、タイヤ空気圧を推定した上で、異常輪が特定されるので、例えば、検出手段として上述の例のようにタイヤ空気圧情報を電波で送信する場合には、検出手段では各車輪のタイヤ空気圧の異常のみを検出すればよい。従って、上述の例のような検出手段を用いた場合には、電波で送信されたタイヤ空気圧情報を受信するアンテナ等の受信手段は各車輪毎に設けなくても、タイヤ空気圧を検出することが可能となる。すなわち、アンテナ等の受信手段の数を削減することが可能となり、コスト低減を図ることができる。
【００１４】
また、上述のように、検出手段で検出された検出結果から何れかの車輪のタイヤ空気圧が異常であることを検出し、推定手段により、タイヤ空気圧を推定した上で、異常輪が特定されるので、タイヤ空気圧の推定だけでタイヤ空気圧が異常であると判定する従来技術に比べて正確にタイヤ空気圧の異常を検出することができる。
【００１５】
従って、検出手段で検出された検出結果から何れかの車輪のタイヤ空気圧が異常であることを検出し、推定手段により、タイヤ空気圧を推定した上で、異常輪が特定されるので、タイヤ空気圧の異常輪を正確に検出することができる。
【００１６】
なお、推定手段としては、請求項２に記載の発明のように、タイヤ空気圧の変化量に基づいて、タイヤ空気圧を推定して異常輪を特定するものを用いることが可能であり、例えば、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）等で用いられる車速センサ等より得られる周期的な信号に基づいて、車輪の回転によって発生する共振周波数やタイヤのばね定数の変化量からタイヤ空気圧の変化量を算出し、これに基づいて、タイヤ空気圧を推定する技術を用いることが可能である。
【００１７】
また、推定手段としては、請求項３に記載の発明のように、各車輪の回転速度を検出する車輪回転速度検出手段を有し、該車輪回転速度検出手段による検出結果に基づいてタイヤ空気圧を推定して異常輪を特定するものを用いることが可能であり、例えば、上記ＡＢＳ等で用いられる車速センサ等より得られる信号に基づいて実際の車輪の回転半径（動荷重半径）を求め、該動荷重半径からタイヤ空気圧を推定する技術などを用いることが可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧の異常輪判定装置の概略を示す図であり、図２は、タイヤ空気圧の異常輪判定装置の階略構成を示すブロック図である。
【００２０】
本実施の形態に係るタイヤ空気圧の異常輪判定装置１０は、図１に示すように、タイヤ内の圧力、すなわちタイヤ空気圧を検出する圧力センサ１２が、タイヤ及びタイヤが組み付けられたホイール等で構成される各車輪１４毎に設けられている。圧力センサ１２は、例えば、特開平１１−３４８５１６号記載の技術のようにホイールリムに装着されるタイヤバルブ内に設けることが可能である。
【００２１】
また、圧力センサ１２によって検出されたタイヤ空気圧は、圧力センサ１２に接続され、ホイールリムに設けられたデータ送信機１６によって、車両に設けられたアンテナ１８へ向けてタイヤ空気圧情報として電波送信される。アンテナ１８は受信器２２に接続されており、データ送信機１６によって送信されたタイヤ空気圧情報が受信器２２で受信されるようになっている。なお、このようにして得られるタイヤ空気圧は、圧力センサ１２によって直接検出されるので、圧力センサ１２、データ送信機１６、アンテナ１８及び受信器２２で構成されるタイヤ空気圧検出システムを直接式検出システム２０（図２参照）という。また、直接検出システム２０は、本発明の検出手段に相当する。また、直接式検出システム２０としてはその他の直接式検出システムを用いてもよい。
【００２２】
本実施の形態に係るタイヤ空気圧の異常輪判定装置１０は、上記直接式検出システム２０に加えて間接式検出システム３０（図２参照）を備えている。間接式検出システム３０は、図２に示すように、車輪速を検出する車速センサ２４を構成する電磁ピックアップ２４Ｂと、車速センサ２４によって得られる車輪速に基づいてタイヤ空気圧の異常を推定するＥＣＵ２６とによって構成されており、上記直接式検出システム２０が圧力センサ１２により直接タイヤ空気圧を検出するのに対して、車速センサ２４により得られる車輪速から間接的にタイヤ空気圧を推定して異常輪を判定する。なお、間接式検出システム３０は、本発明の推定手段に相当する。
【００２３】
また、直接式検出システム２０の受信器２２で受信したタイヤ空気圧情報は、図２に示すように、ＥＣＵ２６の入出力ポート２８に入力されるように、受信器２２が入出力ポート２８に接続されている。
【００２４】
間接式検出システム３０の車速センサ２４は、例えば、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）等で用いられるものが使用可能であり、図１に示すように、ハブやブレーキローター等のタイヤの回転に伴って回転する部品に設けられ、多数の歯を備えたロータ２４Ａと、該ロータ２４Ａの歯を検出する電磁ピックアップ２４Ｂによって構成されている。すなわち、電磁ピックアップ２４Ｂは、ロータ２４Ａの歯の通過に応じて周期的に変化する電圧を発生し、発生した電圧をＥＣＵ２６に入力する。なお、車速センサ２４は、本発明の車輪回転速度検出手段に相当する。
【００２５】
ＥＣＵ２６は、図２に示すように、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３４、及びＲＡＭ３６等の周辺装置を含んで構成されており、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３４、及びＲＡＭ３６は、それぞれ双方向性のバス３８を介して接続され、バス３８は上記受信器２２及び車速センサ２４が接続された入出力ポート２８に接続されており、車速センサ２４及び受信器２２より得れらる情報が入出力ポート２８及びバス３８を介してＣＰＵ３２に入力されるように構成されている。
【００２６】
また、入出力ポート２８には、表示部４０が接続されており、タイヤ空気圧の異常輪判定装置１０で判定された結果、すなわちタイヤ空気圧が異常である場合やタイヤ空気圧の異常判定装置のシステム異常などを報知するようになっている。なお、表示部４０は、メータパネル等の視認しやすい場所に設けられている。
【００２７】
本実施の形態に利用した間接式検出システム３０としては、上記車速センサ２４より得られる車輪速に基づいて、タイヤ空気圧が低下すると、タイヤ径が小さくなりタイヤ回転数が増加する動荷重半径を用いることによって、異常輪を特定する方式（以下、動荷重方式という）と、上記車速センサ２４より得られる車輪速に基づいて、共振周波数やバネ定数を推定することによって、タイヤ空気圧の異常輪を特定する方式（以下、共振検出方式という）がある。なお、本実施の形態では、間接式検出システム３０としては、動荷重方式、共振検出方式の何れの方式を用いていもよいし、この他の方式による間接式検出システムを用いてもよい。
【００２８】
動荷重方式は、車速センサ２４より得られる車輪速に基づいて、最大回転数となる車輪１４を検出することによって、異常輪を特定する方式と、車速センサ２４より得られる信号に基づいて４輪それぞれの回転角速度ＦＲ（前輪右）、ＦＬ（前輪左）、ＲＲ（後輪右）、ＲＬ（後輪左）を求め、対角線上にある一対の車輪１４の回転角速度の和ＦＲ＋ＲＬと、他の対角線上の一対の車輪１４の回転角速度の和ＦＬ＋ＲＲとの比（動荷重半径比）ｄＦ＝（ＦＲ＋ＲＬ）／（ＦＬ＋ＲＲ）、又は動荷重半径比の近似値β＝ＦＲ−ＦＬ−ＲＲ＋ＲＬに基づいて、タイヤ空気圧の異常を判定する方式とを用いることが可能である。例えば、βの符号判定を行い、正の場合には、前輪右又は後輪左が異常、負の場合には、前輪左又は後輪右が異常と判定して、２輪の大小比較を行うことによって、異常輪を特定することができる。
【００２９】
なお、動荷重方式の他の例としては、例えば、特開平９−２８６２１３号公報に記載の技術を用いることが可能である。すなわち、入出力ポート２８に各車輪１４に設けられた車速センサ２４それぞれで検出された車速パルスが入力され、４輪それぞれの車速パルスのカウント値をＰｆｒ、Ｐｆｌ、Ｐｒｒ、Ｐｒｌとする。ここで所定値Ｑを用いると次式が成立する。
【００３０】
Ｐｆｒ＝ｎ・Ｑ＋Δｆｒ
Ｐｆｌ＝ｎ・Ｑ＋Δｆｌ
Ｐｒｒ＝ｎ・Ｑ＋Δｒｒ
Ｐｒｌ＝ｎ・Ｑ＋Δｒｌ
ここで、前輪の左右差と、後輪の左右差との偏差Ｓは動荷重半径比ｋと等価、つまり近似値であり次式で表される。
【００３１】
４輪それぞれのタイヤ空気圧が正常で各輪のタイヤ半径が略同一であれば、
Δｆｒ−Δｆｌ≒０
Δｒｒ−Δｒｌ≒０
となり、Ｓ≒０となる。また、例えば前輪の左右何れかがパンクして、そのタイヤ半径が小さくなれば、
Δｆｒ−Δｆｌ＝ａ
Δｒｒ−Δｒｌ≒０
となり、Ｓ≒ａ（≠０）となる。また４輪が全て正常圧ならば、Δｆｒ、Δｆｌ、Δｒｒ、Δｒｌそれぞれは零近傍の値となる。これを用いることによって、タイヤ空気圧の異常輪を推定することができる。
【００３２】
共振検出方式は、車速センサ２４より得られる周期的に変化する電圧から共振周波数を求め、該共振周波数の変動からタイヤ空気圧の変動を検出するものである。すなわち、正常なタイヤ空気圧の場合を図３に示す実線であるとすると、タイヤ空気圧が減少すると、タイヤの硬度が変化してバネ定数が変化することにより、共振点が図３に示す点線のようにずれる。従って、この原理を用いることによって、タイヤ空気圧の変化量を推定することができ、異常輪を検出することができる。この時、空気圧に対する共振周波数は、タイヤの種類によって、図４に示すように異なるので（図４では実線、点線、一点鎖線の３種類のタイヤを示す）、予め補正を行って対応する必要がある。
【００３３】
共振検出方式では、１輪のタイヤ空気圧が低下している時の判定は、例えば、タイヤ空気圧の変化量の推定値を前輪右ＦＲ、前輪左ＦＬ、後輪右ＲＲ、後輪左ＲＬとし、推定値が大きい（タイヤ空気圧の変動量が大きい）車輪１４を判定すると共に、前輪後輪それぞれの左右輪で推定値の比較する。すなわち、
ＳＦ＝ＦＲ推定値−ＦＬ推定値、ＳＲ＝ＲＲ推定値−ＲＬ推定値
を算出して、ＳＦまたはＳＲの符号からタイヤ空気圧の低下輪を判定する。例えば、前輪ＦＲのタイヤ空気圧が低下した場合を、ＳＦ＜０および｜ＳＦ｜＞｜ＳＲ｜を満たすことにより判定する。
【００３４】
または、各車輪の推定値ばらつきを吸収するために、初期値（初期値学習値）を予め記憶しておき、該初期値学習値からの変化量から判定する。すなわち、
ΔＦＲ＝ＦＲ初期値学習値−ＦＲ推定値
ΔＦＬ＝ＦＬ初期値学習値−ＦＬ推定値
ΔＲＲ＝ＲＲ初期値学習値−ＲＲ推定値
ΔＲＬ＝ＲＬ初期値学習値−ＲＬ推定値
をそれぞれ算出して、初期値学習値からの変化量の最も大きい車輪１４をタイヤ空気圧の低下輪と判定してもよいし、前後輪で変化感度（タイヤ空気圧低下によるばね定数（共振周波数）変化量）が異なる場合を考慮して、上述のように、ΔＳＦ＝ΔＦＲ−ΔＦＬ、ΔＳＲ＝ΔＲＲ−ΔＲＬを算出し、前後輪判定した後で、左右差判定するようにしてもよい。
【００３５】
また、２輪のタイヤ空気圧が低下している時の判定は、以下の演算を行って、タイヤ空気圧が２輪低下していることを判定する。
【００３６】
｜ΔＳＦ｜＞ＪＦ（なお、ＪＦは判定しきい値）
｜ΔＳＲ｜＞ＪＲ（なお、ＪＲは判定しきい値）
（｜｜ΔＳＦ｜−｜ΔＳＲ｜｜）＜ＪＦＲ（なお、ＪＦＲは判定しきい値）
すなわち、上記３つの条件が成立時には、前後輪それぞれでタイヤ空気圧が低下している。従って、前後輪で左右差を比較して、低い方の車輪１４がタイヤ空気圧が低下していると判定する。なお、前後輪共に、左右差が判定しきい値以上異なっている場合には、前後輪共に低下輪がある前後差の比較はなくてもよい。
【００３７】
また、左右差が前後輪共にしきい値以下の場合、すなわち、
｜ΔＳＦ｜＜ＪＦ
｜ΔＳＲ｜＜ＪＲ
の２つの条件が成立した場合には、前輪２輪、または、後輪２輪が低下している場合があるので、前後輪いずれかを判定する。すなわち、ΔＦＲ−ΔＲＲ、ΔＲＬ−ΔＲＬの符号を比較し、正である場合には後輪２輪が低下、負である場合には前輪２輪が低下していると判定する。
【００３８】
このような共振検出方式としては、例えば、特開平７−８９３０４号公報に記載の技術を用いることが可能である。この共振検出方式を機能的に説明する。図５に示すように、本方式を用いたシステムでは、車輪１４のリム部等の等価直線変位速度ＸR´を検出する変位速度検出装置４２が設けられ、コンピュータ４４に接続されている。変位速度検出装置４２は、上記車速センサ２４より得られる車輪速（角速度）ωRを検出してリム部等の等価直線変位速度ＸR´を演算する。コンピュータ４４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭを含む周辺装置によって構成され、車輪１４に対する外乱Ｗ2を推定することによって、タイヤ空気圧の変化を検出する。このコンピュータ４４は、ハードウエア資源及びソフトウエア資源を用いて、図５に示すように、外乱オブザーバ４６、定数変化量演算部４８、定数補正部５０及び判定部５２の各機能ブロックとして機能するように構成される。なお、変位速度検出装置４２及びコンピュータ４４は、本実施の形態に係るタイヤ空気圧の異常輪検出装置のＥＣＵ２６（図２参照）を代用することが可能である。
【００３９】
外乱Ｗ2の推定は、推定すべき外乱Ｗ2のダイナミクスをＷ2´＝０と近似すると、線形システムの拡張系が（１）式で記述される。
【００４０】
【数１】
【００４１】
（１）式においてリム部の等価直線変位速度ＸR´のみが検出可能である。（１）式の行列を次のように分解して定義することによって外乱を推定することができる。
【００４２】
【数２】
【００４３】
外乱の推定は、少なくとも変位速度検出装置４２から入力されたリム等の等価直線変位速度ＸR´に基づき、車輪１４回転に関する線形システムにおける状態としてタイヤのベルト側部の等価直線変位速度ＸB´と相対等価直線変位ＸRBとをそれぞれ推定することに加えて、その線形システムにおける外乱Ｗ2も推定する。推定された外乱Ｗ2は、定数変化量演算部４８に供給され、変化量ΔＫW及びΔＤWがそれぞれ演算される。
【００４４】
Ｗ2＝（ΔＤw／ｍB）（ＸR´−ＸB´）＋（ΔＫW／ｍB）ＸRB＋Ｆd／ｍB＋ｎ
であり、この式を用いて最小二乗法によりバネ定数ＫWの変化量ΔＫWと減衰係数ＤWの変化量ΔＤWとがそれぞれ取得される。最小二乗の和が（２）式で表され、それが最小になるように、すなわち、最小二乗和Ｓを変化量ΔＫWで偏微分した場合の値と変化量ΔＤWで偏微分した場合の値とがそれぞれ０となるように変化量ΔＫW及びΔＤWをそれぞれ取得する。
【００４５】
【数３】
【００４６】
具体的には、変化量ΔＫW及びΔＤWを（３）式を用いて演算する。
【００４７】
【数４】
【００４８】
取得された変化量ΔＫW及びΔＤWは定数補正部５０に供給され、それらに応じてバネ定数ＫW及び減衰係数ＤWが補正される。補正されたバネ定数ＫW及び減衰係数ＤWは判定部５２に供給される。この判定部５２においては、バネ定数ＫW及び減衰係数ＤWの現在の正規値からの偏差が演算され、それが絶対的な変化量ΔＫW及びΔＤWとされる。続いて、それら変化量ΔＫw及びΔＤwに基づき、予めＲＯＭ３４等の記憶媒体に記憶されたこれら変化量ΔＫw及びΔＤWとタイヤ空気圧との関係に基づいてタイヤ空気圧の変化量を推定することができる。
【００４９】
上述のように構成されたタイヤ空気圧の異常輪判定装置１０で行われるタイヤ空気圧の異常輪判定処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００５０】
タイヤ空気圧の異常輪判定処理では、まずステップ１００で、直接式検出システム２０及び間接式検出システム３０が正常であるか否か判定される。該判定は、例えば、直接式検出システム２０の場合では、受信器２２との通電があるか否かや圧力センサ１２からのタイヤ空気圧情報の受信があるか否か等がＥＣＵ２６によって判定されることによって行われ、間接式検出システム３０の場合では、車速センサ２４から信号が入力されているか否か等によってＥＣＵ２６で判定される。該判定が肯定された場合には、ステップ１０２へ移行して、直接式検出システム２０及び間接式検出システム３０各々によるタイヤ空気圧判定が行われる。すなわち、直接式検出システム２０の圧力センサ１２によって検出されたタイヤ空気圧情報がデータ送信機１６でアンテナに向けて送信され、受信機２２によって受信し、ＥＣＵ２６内に入力される。これによって、ＥＣＵ２６にタイヤ空気圧情報が取り込まれ、タイヤ空気圧の異常が直接式検出システム２０から得られるタイヤ空気圧情報に基づいてＥＣＵ２６によって判定される。例えば、ＥＣＵ２６では、予め設定された基準値と圧力センサ１２より得られるタイヤ空気圧情報との差が予め設定された所定値より大きいか否かによって、タイヤ空気圧の異常が判定される。また、間接式検出システム３０では、車速センサ２４の電磁ピックアップ２４Ｂによって得られる信号に基づいて上述したように動荷重方式や共振検出方式等を用いることによってタイヤ空気圧の異常が判定される。
【００５１】
ステップ１０４では、直接式検出システム２０によるタイヤ空気圧異常検出が行われた結果、タイヤ空気圧の異常が検出されたか否か判定される。すなわち、圧力センサ１２によって検出され、データ送信機１６によって送信されて受信器２２で受信されたタイヤ空気圧情報に基づいて、タイヤ空気圧が異常であるか否かの判定がＥＣＵ２６によって行われる。該判定が肯定された場合には、ステップ１０６ヘ移行して、間接式検出システム３０で異常輪の選択演算が行われる。すなわち、間接式検出システム３０の車速センサ２４より得られる車輪速に基づいて、ＥＣＵ２６では動荷重半径比やその近似値、又は共振周波数やばね定数が推定され、該推定に基づいてタイヤ空気圧の異常輪が推定される。
【００５２】
続いて、ステップ１０８では、間接式検出システム３０により異常輪が検出されたか否か判定される。該判定が否定された場合には、ステップ１０６に戻って、再び間接式検出システム３０による異常輪の選択演算が行われる。ステップ１０８の判定が肯定された場合には、ステップ１１０へ移行して、異常輪の表示がなされる。すなわち、ＥＣＵ２６で推定された異常輪に応じて、タイヤ空気圧が異常であることを表す信号がバス３８及び入出力ポート２８を介して表示部４０に出力されることによって、表示部４０にタイヤ空気圧が異常であることを表す表示がなされ、タイヤ空気圧の異常判定処理を終了する。なお、この時表示部４０に表示される表示は、間接式検出システム３０による異常輪選択演算で算出された異常輪の位置が視認できるような表示がなされる。例えば、車輪１４を表すマークによる表示や文字表示等によって表示することが可能である。
【００５３】
このように、直接式検出システム２０より得られるタイヤ空気圧情報に基づいてタイヤ空気圧の異常を検出してから、間接式検出システム３０によってタイヤ空気圧の異常輪の選択を行うことによって、直接式又は間接式検出システム３０の何れかのみのタイヤ空気圧の異常輪判定装置１０よりも正確にタイヤ空気圧の異常を検出することができる。また、直接式検出システム２０では、タイヤ空気圧を検出して、ＥＣＵ２６によってタイヤ空気圧の異常が検出されたか否かのみを判定すればよいので、タイヤ空気圧の異常輪の位置まで判定する必要がない。従って、圧力センサ１２によって検出された検出値を、データ送信機１６によってアンテナ１８にタイヤ空気圧情報として電波送信する際には、受信されたタイヤ空気圧情報が何れの車輪１４のものであるかを判別する必要がないので、各車輪１４に設けられた圧力センサ１２により得られるタイヤ空気圧情報を１本のアンテナ又は２本のアンテナで受信することができ、各車輪毎にアンテナ１８を設ける必要がなく、アンテナ１８の設置数を削減することができ、タイヤ空気圧の異常輪検出装置のコストを削減することができる。
【００５４】
一方、ステップ１０４の判定が否定された場合には、ステップ１１２へ移行して、間接式検出システム３０でタイヤ空気圧の異常が検出されたか否か判定される。該判定が否定された場合には、再びステップ１０２に戻り、再び直接式検出システム２０及び間接式検出システム３０によるタイヤ空気圧の判定が行われる。
【００５５】
また、ステップ１１２の判定が肯定された場合、すなわち、直接式検出システム２０でタイヤ空気圧の異常が検出されずに、間接式検出システム３０でのみタイヤ空気圧の異常が検出された場合には、ステップ１１４へ移行する。ステップ１１４では、直接式検出システム２０でタイヤ空気圧の異常が検出されず、間接式検出システム３０でのみタイヤ空気圧の異常が検出されたので、間接式検出システム３０で行われるタイヤ空気圧の推定が間違っている。従って、間接式検出システム３０の誤報であると判断し、直接式検出システム２０でのみでタイヤ空気圧の異常判定を行って、タイヤ空気圧の異常判定処理を終了する。
【００５６】
また、ステップ１００の判定が否定された場合、すなわち、直接式検出システム２０又は間接式検出システム３０の何れかが異常（例えば、故障等）であると判定された場合には、ステップ１１６へ移行して、直接式検出システム２０が正常であるかＥＣＵ２６によって判定される。該判定は、上記ステップ１００の判定に基づいて行われる。すなわち、受信器２２との通電があるか否かや圧力センサ１２からのタイヤ空気圧情報の受信があるか否か等がＥＣＵ２６によって判定されることによって行われる。
【００５７】
ステップ１１６の判定が肯定された場合には、ステップ１１８へ移行して、直接式検出システム２０でのみタイヤ空気圧の異常輪判定を行うと共に、間接式検出システム３０が異常（例えば、故障等）であることを表す信号がＥＣＵ２６よりバス３８及び入出力ポート２８を介して表示部４０に出力される。これによって、表示部４０に間接式システムが異常であることが表示され、運転者に間接式検出システム３０の異常を報知することができる。
【００５８】
また、ステップ１１６の判定が否定された場合には、ステップ１２０へ移行して、間接式システムでのみタイヤ空気圧の異常輪判定を行うとともに、直接式検出システム２０が異常（例えば、故障等）であることを表す信号がＥＣＵ２６よりバス３８及び入出力ポート２８を介して表示部４０に出力される。これによって、表示部４０に直接式検出システム２０が異常であることが表示され、運転者に直接式検出システム２０の異常を報知することができる。
【００５９】
このように、直接式検出システム２０又は間接式検出システム３０の何れかが故障等の異常が発生した場合には、異常でない方の検出システムでのみタイヤ空気圧の異常検出を行うことができるので、何れかが故障してもタイヤ空気圧の異常を正確に検出することができる。
【００６０】
なお、上記の実施の形態では、直接式検出システム２０及び間接式検出システム３０それぞれにおけるタイヤ空気圧の異常検出を１つのＥＣＵ２６で行うようにしたが、それぞれのシステムで別々のＥＣＵを用いるようにしてもよい。
【００６１】
また、上記の実施の形態では、タイヤ空気圧を検出する圧力センサによってタイヤ空気圧の異常を検出するようにしたが、温度センサを設けてタイヤ内の温度又はタイヤ表面温度からタイヤ空気圧の異常やタイヤの異常を検出するようにしてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、検出手段により複数車輪のタイヤ空気圧を検出し、推定手段により複数車輪の回転状態に基づいて複数車輪の各々のタイヤ空気圧を推定し、検出手段の検出結果からタイヤ空気圧の異常を検出すると共に、該異常を検出したときに、推定手段の推定結果からタイヤ空気圧が異常の車輪位置を特定するので、タイヤ空気圧の異常輪を正確に検出することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧の異常輪判定装置の概略を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧の異常輪判定装置の階略構成を示すブロック図である。
【図３】タイヤ空気圧を推定する際の共振周波数とタイヤ硬度の関係を説明するための図である。
【図４】タイヤの種類によって異なるタイヤ空気圧と共振周波数の関係の概略を示す図である。
【図５】間接式検出システムの一例である共振検出方式の概略を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧の異常輪判定装置で行われるタイヤ空気圧の異常輪判定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ タイヤ空気圧の異常輪判定装置
１２ 圧力センサ
１６ データ送信機
１８ アンテナ
２０ 直接式検出システム
２２ 受信器
２４ 車速センサ
２６ ＥＣＵ
３０ 間接式検出システム
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ空気圧の異常輪判定装置にかかり、特に、パンクなどによりタイヤ空気圧が低下した場合などのタイヤ空気圧の異常を検出すると共に、タイヤ空気圧の異常輪を判定するタイヤ空気圧の異常輪判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの移動体に設けられた空気入りタイヤにおけるタイヤ空気圧を検出して異常を運転者に知らせるタイヤ空気圧の異常輪判定装置としては、従来より直接式のタイヤ空気圧の異常輪判定装置と、間接式のタイヤ空気圧の異常輪判定装置とが提案されている。例えば、直接式のタイヤ空気圧の異常輪判定装置としては、特開平１１−３４８５１６号公報に記載の技術などがある。特開平１１−３４８５１６号公報に記載の技術では、タイヤ空気圧センサをタイヤバルブのインサート部に設け、タイヤ空気圧を検出し、検出結果を電波で送信して空気圧の低下を乗員に警報する構成とされている。
【０００３】
この直接式のタイヤ空気圧の異常輪判定装置では、車両を区別するために（同じ車両が並んだ時に、隣の車両の情報で警報しないように）、車両毎にナンバーを設定している。このナンバーには、車輪を区別するためのナンバーも設定されており、工場出荷時には、例えば、Ｎｏ．１が前輪右、Ｎｏ．２が前輪左、Ｎｏ．３が後輪右、Ｎｏ．４が後輪左と定めることで、ナンバーと車輪位置を規定できる。
【０００４】
一方、間接式のタイヤ空気圧の異常輪判定装置としては、例えば、特開平７−８９３０４号公報や特開平９−２８６２１３号公報に記載の技術などがある。特開平７−８９３０４号公報に記載の技術では、車輪に対する外乱等によって、タイヤ空気圧の変動を推定することで、何れかの車輪のタイヤ空気圧が異常であることを判定している。また、特開平９−２８６２１３号公報に記載の技術では、車輪速パルスを各輪毎にカウントして所定値との偏差を求め、各輪の偏差を用いて前輪の左右差と後輪の左右差との偏差を動荷重半径比（対角線上にある一対の車輪の回転角速度の和と、他の対角線上にある車輪の回転角速度の和との比）の近似値として求めて、動荷重半径比の近似値が所定範囲外であるとき、何れかの車輪のタイヤ空気圧が異常であると判定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、直接式のタイヤ空気圧の異常輪判定装置による判定では、市場でタイヤローテーションやタイヤ交換等が行われると、ナンバーと車輪位置の相関が不明になり、正確にタイヤ空気圧の異常輪の位置を判定することができないことがある。
【０００６】
これは電波強度を検出してその強度により車輪位置を判定することで解決するが、電波は微弱であるので、ノイズに弱い。また、各車輪毎にアンテナを設けて検出することで確実性が向上するが、コスト低減のためにアンテナ数を１本又は２本に削減した場合には、各車輪の受信性能を確保するために各車輪からの電波が同レベル強度で受信できるようにアンテナを搭載するので、タイヤ空気圧の異常位置を電波強度で特定できなるくなる。
【０００７】
また、従来の間接式のタイヤ空気圧の異常輪判定装置では、タイヤ空気圧異常輪を推定により検出しているので、直接式に比べると正確性に欠けることがあった。
【０００８】
本発明は、上記事実を鑑みて成されたもので、タイヤ空気圧の異常輪を正確に検出することができるタイヤ空気圧の異常輪判定装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、複数車輪のタイヤ空気圧を検出する検出手段と、前記複数車輪の回転状態に基づいて前記複数車輪の各々のタイヤ空気圧を推定する推定手段と、を備え、前記検出手段の検出結果から前記車輪のタイヤ空気圧の異常を検出すると共に、該異常を検出したときに、前記推定手段の推定結果に基づいてタイヤ空気圧が異常の車輪位置を特定することを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、検出手段では、複数車輪のタイヤ空気圧を検出する。例えば、それぞれの車輪に設けられたタイヤの空気封入口であるタイヤバルブに圧力センサ等を設けて、圧力センサによる検出値をタイヤ空気圧情報として電波で送信することによって、複数車輪のタイヤ空気圧を検出することが可能である。
【００１１】
また、推定手段では、複数車輪の回転状態に基づいて、複数車輪の各々のタイヤ空気圧を推定する。例えば、複数車輪の回転状態として、それぞれの車輪の回転速度等を検出し、該回転速度の変動から各々のタイヤ空気圧を推定することが可能である。
【００１２】
そして、検出手段の検出結果からタイヤ空気圧の異常が検出されると共に、該異常が検出されたときに、推定手段の推定結果からタイヤ空気圧が異常の車輪位置を特定する。タイヤ空気圧の異常は、例えば、検出手段の検出結果と予め定められた基準値との差が所定値以上である場合に検出することが可能である。
【００１３】
すなわち、検出手段で検出された検出結果から何れかの車輪のタイヤ空気圧が異常であることを検出し、推定手段により、タイヤ空気圧を推定した上で、異常輪が特定されるので、例えば、検出手段として上述の例のようにタイヤ空気圧情報を電波で送信する場合には、検出手段では各車輪のタイヤ空気圧の異常のみを検出すればよい。従って、上述の例のような検出手段を用いた場合には、電波で送信されたタイヤ空気圧情報を受信するアンテナ等の受信手段は各車輪毎に設けなくても、タイヤ空気圧を検出することが可能となる。すなわち、アンテナ等の受信手段の数を削減することが可能となり、コスト低減を図ることができる。
【００１４】
また、上述のように、検出手段で検出された検出結果から何れかの車輪のタイヤ空気圧が異常であることを検出し、推定手段により、タイヤ空気圧を推定した上で、異常輪が特定されるので、タイヤ空気圧の推定だけでタイヤ空気圧が異常であると判定する従来技術に比べて正確にタイヤ空気圧の異常を検出することができる。
【００１５】
従って、検出手段で検出された検出結果から何れかの車輪のタイヤ空気圧が異常であることを検出し、推定手段により、タイヤ空気圧を推定した上で、異常輪が特定されるので、タイヤ空気圧の異常輪を正確に検出することができる。
【００１６】
なお、推定手段としては、請求項２に記載の発明のように、タイヤ空気圧の変化量に基づいて、タイヤ空気圧を推定して異常輪を特定するものを用いることが可能であり、例えば、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）等で用いられる車速センサ等より得られる周期的な信号に基づいて、車輪の回転によって発生する共振周波数やタイヤのばね定数の変化量からタイヤ空気圧の変化量を算出し、これに基づいて、タイヤ空気圧を推定する技術を用いることが可能である。
【００１７】
また、推定手段としては、請求項３に記載の発明のように、各車輪の回転速度を検出する車輪回転速度検出手段を有し、該車輪回転速度検出手段による検出結果に基づいてタイヤ空気圧を推定して異常輪を特定するものを用いることが可能であり、例えば、上記ＡＢＳ等で用いられる車速センサ等より得られる信号に基づいて実際の車輪の回転半径（動荷重半径）を求め、該動荷重半径からタイヤ空気圧を推定する技術などを用いることが可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧の異常輪判定装置の概略を示す図であり、図２は、タイヤ空気圧の異常輪判定装置の階略構成を示すブロック図である。
【００２０】
本実施の形態に係るタイヤ空気圧の異常輪判定装置１０は、図１に示すように、タイヤ内の圧力、すなわちタイヤ空気圧を検出する圧力センサ１２が、タイヤ及びタイヤが組み付けられたホイール等で構成される各車輪１４毎に設けられている。圧力センサ１２は、例えば、特開平１１−３４８５１６号記載の技術のようにホイールリムに装着されるタイヤバルブ内に設けることが可能である。
【００２１】
また、圧力センサ１２によって検出されたタイヤ空気圧は、圧力センサ１２に接続され、ホイールリムに設けられたデータ送信機１６によって、車両に設けられたアンテナ１８へ向けてタイヤ空気圧情報として電波送信される。アンテナ１８は受信器２２に接続されており、データ送信機１６によって送信されたタイヤ空気圧情報が受信器２２で受信されるようになっている。なお、このようにして得られるタイヤ空気圧は、圧力センサ１２によって直接検出されるので、圧力センサ１２、データ送信機１６、アンテナ１８及び受信器２２で構成されるタイヤ空気圧検出システムを直接式検出システム２０（図２参照）という。また、直接検出システム２０は、本発明の検出手段に相当する。また、直接式検出システム２０としてはその他の直接式検出システムを用いてもよい。
【００２２】
本実施の形態に係るタイヤ空気圧の異常輪判定装置１０は、上記直接式検出システム２０に加えて間接式検出システム３０（図２参照）を備えている。間接式検出システム３０は、図２に示すように、車輪速を検出する車速センサ２４を構成する電磁ピックアップ２４Ｂと、車速センサ２４によって得られる車輪速に基づいてタイヤ空気圧の異常を推定するＥＣＵ２６とによって構成されており、上記直接式検出システム２０が圧力センサ１２により直接タイヤ空気圧を検出するのに対して、車速センサ２４により得られる車輪速から間接的にタイヤ空気圧を推定して異常輪を判定する。なお、間接式検出システム３０は、本発明の推定手段に相当する。
【００２３】
また、直接式検出システム２０の受信器２２で受信したタイヤ空気圧情報は、図２に示すように、ＥＣＵ２６の入出力ポート２８に入力されるように、受信器２２が入出力ポート２８に接続されている。
【００２４】
間接式検出システム３０の車速センサ２４は、例えば、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）等で用いられるものが使用可能であり、図１に示すように、ハブやブレーキローター等のタイヤの回転に伴って回転する部品に設けられ、多数の歯を備えたロータ２４Ａと、該ロータ２４Ａの歯を検出する電磁ピックアップ２４Ｂによって構成されている。すなわち、電磁ピックアップ２４Ｂは、ロータ２４Ａの歯の通過に応じて周期的に変化する電圧を発生し、発生した電圧をＥＣＵ２６に入力する。なお、車速センサ２４は、本発明の車輪回転速度検出手段に相当する。
【００２５】
ＥＣＵ２６は、図２に示すように、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３４、及びＲＡＭ３６等の周辺装置を含んで構成されており、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３４、及びＲＡＭ３６は、それぞれ双方向性のバス３８を介して接続され、バス３８は上記受信器２２及び車速センサ２４が接続された入出力ポート２８に接続されており、車速センサ２４及び受信器２２より得れらる情報が入出力ポート２８及びバス３８を介してＣＰＵ３２に入力されるように構成されている。
【００２６】
また、入出力ポート２８には、表示部４０が接続されており、タイヤ空気圧の異常輪判定装置１０で判定された結果、すなわちタイヤ空気圧が異常である場合やタイヤ空気圧の異常判定装置のシステム異常などを報知するようになっている。なお、表示部４０は、メータパネル等の視認しやすい場所に設けられている。
【００２７】
本実施の形態に利用した間接式検出システム３０としては、上記車速センサ２４より得られる車輪速に基づいて、タイヤ空気圧が低下すると、タイヤ径が小さくなりタイヤ回転数が増加する動荷重半径を用いることによって、異常輪を特定する方式（以下、動荷重方式という）と、上記車速センサ２４より得られる車輪速に基づいて、共振周波数やバネ定数を推定することによって、タイヤ空気圧の異常輪を特定する方式（以下、共振検出方式という）がある。なお、本実施の形態では、間接式検出システム３０としては、動荷重方式、共振検出方式の何れの方式を用いていもよいし、この他の方式による間接式検出システムを用いてもよい。
【００２８】
動荷重方式は、車速センサ２４より得られる車輪速に基づいて、最大回転数となる車輪１４を検出することによって、異常輪を特定する方式と、車速センサ２４より得られる信号に基づいて４輪それぞれの回転角速度ＦＲ（前輪右）、ＦＬ（前輪左）、ＲＲ（後輪右）、ＲＬ（後輪左）を求め、対角線上にある一対の車輪１４の回転角速度の和ＦＲ＋ＲＬと、他の対角線上の一対の車輪１４の回転角速度の和ＦＬ＋ＲＲとの比（動荷重半径比）ｄＦ＝（ＦＲ＋ＲＬ）／（ＦＬ＋ＲＲ）、又は動荷重半径比の近似値β＝ＦＲ−ＦＬ−ＲＲ＋ＲＬに基づいて、タイヤ空気圧の異常を判定する方式とを用いることが可能である。例えば、βの符号判定を行い、正の場合には、前輪右又は後輪左が異常、負の場合には、前輪左又は後輪右が異常と判定して、２輪の大小比較を行うことによって、異常輪を特定することができる。
【００２９】
なお、動荷重方式の他の例としては、例えば、特開平９−２８６２１３号公報に記載の技術を用いることが可能である。すなわち、入出力ポート２８に各車輪１４に設けられた車速センサ２４それぞれで検出された車速パルスが入力され、４輪それぞれの車速パルスのカウント値をＰｆｒ、Ｐｆｌ、Ｐｒｒ、Ｐｒｌとする。ここで所定値Ｑを用いると次式が成立する。
【００３０】
Ｐｆｒ＝ｎ・Ｑ＋Δｆｒ
Ｐｆｌ＝ｎ・Ｑ＋Δｆｌ
Ｐｒｒ＝ｎ・Ｑ＋Δｒｒ
Ｐｒｌ＝ｎ・Ｑ＋Δｒｌ
ここで、前輪の左右差と、後輪の左右差との偏差Ｓは動荷重半径比ｋと等価、つまり近似値であり次式で表される。
【００３１】
Δｆｒ−Δｆｌ≒０
Δｒｒ−Δｒｌ≒０
となり、Ｓ≒０となる。また、例えば前輪の左右何れかがパンクして、そのタイヤ半径が小さくなれば、
Δｆｒ−Δｆｌ＝ａ
Δｒｒ−Δｒｌ≒０
となり、Ｓ≒ａ（≠０）となる。また４輪が全て正常圧ならば、Δｆｒ、Δｆｌ、Δｒｒ、Δｒｌそれぞれは零近傍の値となる。これを用いることによって、タイヤ空気圧の異常輪を推定することができる。
【００３２】
共振検出方式は、車速センサ２４より得られる周期的に変化する電圧から共振周波数を求め、該共振周波数の変動からタイヤ空気圧の変動を検出するものである。すなわち、正常なタイヤ空気圧の場合を図３に示す実線であるとすると、タイヤ空気圧が減少すると、タイヤの硬度が変化してバネ定数が変化することにより、共振点が図３に示す点線のようにずれる。従って、この原理を用いることによって、タイヤ空気圧の変化量を推定することができ、異常輪を検出することができる。この時、空気圧に対する共振周波数は、タイヤの種類によって、図４に示すように異なるので（図４では実線、点線、一点鎖線の３種類のタイヤを示す）、予め補正を行って対応する必要がある。
【００３３】
共振検出方式では、１輪のタイヤ空気圧が低下している時の判定は、例えば、タイヤ空気圧の変化量の推定値を前輪右ＦＲ、前輪左ＦＬ、後輪右ＲＲ、後輪左ＲＬとし、推定値が大きい（タイヤ空気圧の変動量が大きい）車輪１４を判定すると共に、前輪後輪それぞれの左右輪で推定値の比較する。すなわち、
ＳＦ＝ＦＲ推定値−ＦＬ推定値、ＳＲ＝ＲＲ推定値−ＲＬ推定値
を算出して、ＳＦまたはＳＲの符号からタイヤ空気圧の低下輪を判定する。例えば、前輪ＦＲのタイヤ空気圧が低下した場合を、ＳＦ＜０および｜ＳＦ｜＞｜ＳＲ｜を満たすことにより判定する。
【００３４】
または、各車輪の推定値ばらつきを吸収するために、初期値（初期値学習値）を予め記憶しておき、該初期値学習値からの変化量から判定する。すなわち、
ΔＦＲ＝ＦＲ初期値学習値−ＦＲ推定値
ΔＦＬ＝ＦＬ初期値学習値−ＦＬ推定値
ΔＲＲ＝ＲＲ初期値学習値−ＲＲ推定値
ΔＲＬ＝ＲＬ初期値学習値−ＲＬ推定値
をそれぞれ算出して、初期値学習値からの変化量の最も大きい車輪１４をタイヤ空気圧の低下輪と判定してもよいし、前後輪で変化感度（タイヤ空気圧低下によるばね定数（共振周波数）変化量）が異なる場合を考慮して、上述のように、ΔＳＦ＝ΔＦＲ−ΔＦＬ、ΔＳＲ＝ΔＲＲ−ΔＲＬを算出し、前後輪判定した後で、左右差判定するようにしてもよい。
【００３５】
また、２輪のタイヤ空気圧が低下している時の判定は、以下の演算を行って、タイヤ空気圧が２輪低下していることを判定する。
【００３６】
｜ΔＳＦ｜＞ＪＦ（なお、ＪＦは判定しきい値）
｜ΔＳＲ｜＞ＪＲ（なお、ＪＲは判定しきい値）
（｜｜ΔＳＦ｜−｜ΔＳＲ｜｜）＜ＪＦＲ（なお、ＪＦＲは判定しきい値）
すなわち、上記３つの条件が成立時には、前後輪それぞれでタイヤ空気圧が低下している。従って、前後輪で左右差を比較して、低い方の車輪１４がタイヤ空気圧が低下していると判定する。なお、前後輪共に、左右差が判定しきい値以上異なっている場合には、前後輪共に低下輪がある前後差の比較はなくてもよい。
【００３７】
また、左右差が前後輪共にしきい値以下の場合、すなわち、
｜ΔＳＦ｜＜ＪＦ
｜ΔＳＲ｜＜ＪＲ
の２つの条件が成立した場合には、前輪２輪、または、後輪２輪が低下している場合があるので、前後輪いずれかを判定する。すなわち、ΔＦＲ−ΔＲＲ、ΔＲＬ−ΔＲＬの符号を比較し、正である場合には後輪２輪が低下、負である場合には前輪２輪が低下していると判定する。
【００３８】
このような共振検出方式としては、例えば、特開平７−８９３０４号公報に記載の技術を用いることが可能である。この共振検出方式を機能的に説明する。図５に示すように、本方式を用いたシステムでは、車輪１４のリム部等の等価直線変位速度ＸR´を検出する変位速度検出装置４２が設けられ、コンピュータ４４に接続されている。変位速度検出装置４２は、上記車速センサ２４より得られる車輪速（角速度）ωRを検出してリム部等の等価直線変位速度ＸR´を演算する。コンピュータ４４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭを含む周辺装置によって構成され、車輪１４に対する外乱Ｗ2を推定することによって、タイヤ空気圧の変化を検出する。このコンピュータ４４は、ハードウエア資源及びソフトウエア資源を用いて、図５に示すように、外乱オブザーバ４６、定数変化量演算部４８、定数補正部５０及び判定部５２の各機能ブロックとして機能するように構成される。なお、変位速度検出装置４２及びコンピュータ４４は、本実施の形態に係るタイヤ空気圧の異常輪検出装置のＥＣＵ２６（図２参照）を代用することが可能である。
【００３９】
外乱Ｗ2の推定は、推定すべき外乱Ｗ2のダイナミクスをＷ2´＝０と近似すると、線形システムの拡張系が（１）式で記述される。
【００４０】
【数１】
（１）式においてリム部の等価直線変位速度ＸR´のみが検出可能である。（１）式の行列を次のように分解して定義することによって外乱を推定することができる。
【００４２】
【数２】
外乱の推定は、少なくとも変位速度検出装置４２から入力されたリム等の等価直線変位速度ＸR´に基づき、車輪１４回転に関する線形システムにおける状態としてタイヤのベルト側部の等価直線変位速度ＸB´と相対等価直線変位ＸRBとをそれぞれ推定することに加えて、その線形システムにおける外乱Ｗ2も推定する。推定された外乱Ｗ2は、定数変化量演算部４８に供給され、変化量ΔＫW及びΔＤWがそれぞれ演算される。
【００４４】
Ｗ2＝（ΔＤw／ｍB）（ＸR´−ＸB´）＋（ΔＫW／ｍB）ＸRB＋Ｆd／ｍB＋ｎ
であり、この式を用いて最小二乗法によりバネ定数ＫWの変化量ΔＫWと減衰係数ＤWの変化量ΔＤWとがそれぞれ取得される。最小二乗の和が（２）式で表され、それが最小になるように、すなわち、最小二乗和Ｓを変化量ΔＫWで偏微分した場合の値と変化量ΔＤWで偏微分した場合の値とがそれぞれ０となるように変化量ΔＫW及びΔＤWをそれぞれ取得する。
【００４５】
【数３】
具体的には、変化量ΔＫW及びΔＤWを（３）式を用いて演算する。
【００４７】
【数４】
取得された変化量ΔＫW及びΔＤWは定数補正部５０に供給され、それらに応じてバネ定数ＫW及び減衰係数ＤWが補正される。補正されたバネ定数ＫW及び減衰係数ＤWは判定部５２に供給される。この判定部５２においては、バネ定数ＫW及び減衰係数ＤWの現在の正規値からの偏差が演算され、それが絶対的な変化量ΔＫW及びΔＤWとされる。続いて、それら変化量ΔＫw及びΔＤwに基づき、予めＲＯＭ３４等の記憶媒体に記憶されたこれら変化量ΔＫw及びΔＤWとタイヤ空気圧との関係に基づいてタイヤ空気圧の変化量を推定することができる。
【００４９】
上述のように構成されたタイヤ空気圧の異常輪判定装置１０で行われるタイヤ空気圧の異常輪判定処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００５０】
タイヤ空気圧の異常輪判定処理では、まずステップ１００で、直接式検出システム２０及び間接式検出システム３０が正常であるか否か判定される。該判定は、例えば、直接式検出システム２０の場合では、受信器２２との通電があるか否かや圧力センサ１２からのタイヤ空気圧情報の受信があるか否か等がＥＣＵ２６によって判定されることによって行われ、間接式検出システム３０の場合では、車速センサ２４から信号が入力されているか否か等によってＥＣＵ２６で判定される。該判定が肯定された場合には、ステップ１０２へ移行して、直接式検出システム２０及び間接式検出システム３０各々によるタイヤ空気圧判定が行われる。すなわち、直接式検出システム２０の圧力センサ１２によって検出されたタイヤ空気圧情報がデータ送信機１６でアンテナに向けて送信され、受信機２２によって受信し、ＥＣＵ２６内に入力される。これによって、ＥＣＵ２６にタイヤ空気圧情報が取り込まれ、タイヤ空気圧の異常が直接式検出システム２０から得られるタイヤ空気圧情報に基づいてＥＣＵ２６によって判定される。例えば、ＥＣＵ２６では、予め設定された基準値と圧力センサ１２より得られるタイヤ空気圧情報との差が予め設定された所定値より大きいか否かによって、タイヤ空気圧の異常が判定される。また、間接式検出システム３０では、車速センサ２４の電磁ピックアップ２４Ｂによって得られる信号に基づいて上述したように動荷重方式や共振検出方式等を用いることによってタイヤ空気圧の異常が判定される。
【００５１】
ステップ１０４では、直接式検出システム２０によるタイヤ空気圧異常検出が行われた結果、タイヤ空気圧の異常が検出されたか否か判定される。すなわち、圧力センサ１２によって検出され、データ送信機１６によって送信されて受信器２２で受信されたタイヤ空気圧情報に基づいて、タイヤ空気圧が異常であるか否かの判定がＥＣＵ２６によって行われる。該判定が肯定された場合には、ステップ１０６ヘ移行して、間接式検出システム３０で異常輪の選択演算が行われる。すなわち、間接式検出システム３０の車速センサ２４より得られる車輪速に基づいて、ＥＣＵ２６では動荷重半径比やその近似値、又は共振周波数やばね定数が推定され、該推定に基づいてタイヤ空気圧の異常輪が推定される。
【００５２】
続いて、ステップ１０８では、間接式検出システム３０により異常輪が検出されたか否か判定される。該判定が否定された場合には、ステップ１０６に戻って、再び間接式検出システム３０による異常輪の選択演算が行われる。ステップ１０８の判定が肯定された場合には、ステップ１１０へ移行して、異常輪の表示がなされる。すなわち、ＥＣＵ２６で推定された異常輪に応じて、タイヤ空気圧が異常であることを表す信号がバス３８及び入出力ポート２８を介して表示部４０に出力されることによって、表示部４０にタイヤ空気圧が異常であることを表す表示がなされ、タイヤ空気圧の異常判定処理を終了する。なお、この時表示部４０に表示される表示は、間接式検出システム３０による異常輪選択演算で算出された異常輪の位置が視認できるような表示がなされる。例えば、車輪１４を表すマークによる表示や文字表示等によって表示することが可能である。
【００５３】
このように、直接式検出システム２０より得られるタイヤ空気圧情報に基づいてタイヤ空気圧の異常を検出してから、間接式検出システム３０によってタイヤ空気圧の異常輪の選択を行うことによって、直接式又は間接式検出システム３０の何れかのみのタイヤ空気圧の異常輪判定装置１０よりも正確にタイヤ空気圧の異常を検出することができる。また、直接式検出システム２０では、タイヤ空気圧を検出して、ＥＣＵ２６によってタイヤ空気圧の異常が検出されたか否かのみを判定すればよいので、タイヤ空気圧の異常輪の位置まで判定する必要がない。従って、圧力センサ１２によって検出された検出値を、データ送信機１６によってアンテナ１８にタイヤ空気圧情報として電波送信する際には、受信されたタイヤ空気圧情報が何れの車輪１４のものであるかを判別する必要がないので、各車輪１４に設けられた圧力センサ１２により得られるタイヤ空気圧情報を１本のアンテナ又は２本のアンテナで受信することができ、各車輪毎にアンテナ１８を設ける必要がなく、アンテナ１８の設置数を削減することができ、タイヤ空気圧の異常輪検出装置のコストを削減することができる。
【００５４】
一方、ステップ１０４の判定が否定された場合には、ステップ１１２へ移行して、間接式検出システム３０でタイヤ空気圧の異常が検出されたか否か判定される。該判定が否定された場合には、再びステップ１０２に戻り、再び直接式検出システム２０及び間接式検出システム３０によるタイヤ空気圧の判定が行われる。
【００５５】
また、ステップ１１２の判定が肯定された場合、すなわち、直接式検出システム２０でタイヤ空気圧の異常が検出されずに、間接式検出システム３０でのみタイヤ空気圧の異常が検出された場合には、ステップ１１４へ移行する。ステップ１１４では、直接式検出システム２０でタイヤ空気圧の異常が検出されず、間接式検出システム３０でのみタイヤ空気圧の異常が検出されたので、間接式検出システム３０で行われるタイヤ空気圧の推定が間違っている。従って、間接式検出システム３０の誤報であると判断し、直接式検出システム２０でのみでタイヤ空気圧の異常判定を行って、タイヤ空気圧の異常判定処理を終了する。
【００５６】
また、ステップ１００の判定が否定された場合、すなわち、直接式検出システム２０又は間接式検出システム３０の何れかが異常（例えば、故障等）であると判定された場合には、ステップ１１６へ移行して、直接式検出システム２０が正常であるかＥＣＵ２６によって判定される。該判定は、上記ステップ１００の判定に基づいて行われる。すなわち、受信器２２との通電があるか否かや圧力センサ１２からのタイヤ空気圧情報の受信があるか否か等がＥＣＵ２６によって判定されることによって行われる。
【００５７】
ステップ１１６の判定が肯定された場合には、ステップ１１８へ移行して、直接式検出システム２０でのみタイヤ空気圧の異常輪判定を行うと共に、間接式検出システム３０が異常（例えば、故障等）であることを表す信号がＥＣＵ２６よりバス３８及び入出力ポート２８を介して表示部４０に出力される。これによって、表示部４０に間接式システムが異常であることが表示され、運転者に間接式検出システム３０の異常を報知することができる。
【００５８】
また、ステップ１１６の判定が否定された場合には、ステップ１２０へ移行して、間接式システムでのみタイヤ空気圧の異常輪判定を行うとともに、直接式検出システム２０が異常（例えば、故障等）であることを表す信号がＥＣＵ２６よりバス３８及び入出力ポート２８を介して表示部４０に出力される。これによって、表示部４０に直接式検出システム２０が異常であることが表示され、運転者に直接式検出システム２０の異常を報知することができる。
【００５９】
このように、直接式検出システム２０又は間接式検出システム３０の何れかが故障等の異常が発生した場合には、異常でない方の検出システムでのみタイヤ空気圧の異常検出を行うことができるので、何れかが故障してもタイヤ空気圧の異常を正確に検出することができる。
【００６０】
なお、上記の実施の形態では、直接式検出システム２０及び間接式検出システム３０それぞれにおけるタイヤ空気圧の異常検出を１つのＥＣＵ２６で行うようにしたが、それぞれのシステムで別々のＥＣＵを用いるようにしてもよい。
【００６１】
また、上記の実施の形態では、タイヤ空気圧を検出する圧力センサによってタイヤ空気圧の異常を検出するようにしたが、温度センサを設けてタイヤ内の温度又はタイヤ表面温度からタイヤ空気圧の異常やタイヤの異常を検出するようにしてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、検出手段により複数車輪のタイヤ空気圧を検出し、推定手段により複数車輪の回転状態に基づいて複数車輪の各々のタイヤ空気圧を推定し、検出手段の検出結果からタイヤ空気圧の異常を検出すると共に、該異常を検出したときに、推定手段の推定結果からタイヤ空気圧が異常の車輪位置を特定するので、タイヤ空気圧の異常輪を正確に検出することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧の異常輪判定装置の概略を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧の異常輪判定装置の階略構成を示すブロック図である。
【図３】タイヤ空気圧を推定する際の共振周波数とタイヤ硬度の関係を説明するための図である。
【図４】タイヤの種類によって異なるタイヤ空気圧と共振周波数の関係の概略を示す図である。
【図５】間接式検出システムの一例である共振検出方式の概略を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧の異常輪判定装置で行われるタイヤ空気圧の異常輪判定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ タイヤ空気圧の異常輪判定装置
１２ 圧力センサ
１６ データ送信機
１８ アンテナ
２０ 直接式検出システム
２２ 受信器
２４ 車速センサ
２６ ＥＣＵ
３０ 間接式検出システム
Claims (3)
- 複数車輪のタイヤ空気圧を検出する検出手段と、
前記複数車輪の回転状態に基づいて前記複数車輪の各々のタイヤ空気圧を推定する推定手段と、
を備え、
前記検出手段の検出結果から前記車輪のタイヤ空気圧の異常を検出すると共に、該異常を検出したときに、前記推定手段の推定結果に基づいてタイヤ空気圧が異常の車輪位置を特定することを特徴とするタイヤ空気圧の異常輪判定装置。 - 前記推定手段は、前記タイヤ空気圧の変化量に基づいてタイヤ空気圧を推定することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧の異常輪判定装置。
- 前記推定手段は、各車輪の回転速度を検出する車輪回転速度検出手段を有し、該車輪回転速度検出手段による検出結果に基づいてタイヤ空気圧を推定することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧の異常輪判定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001003333A JP3659169B2 (ja) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | タイヤ空気圧の異常輪判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001003333A JP3659169B2 (ja) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | タイヤ空気圧の異常輪判定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002205517A JP2002205517A (ja) | 2002-07-23 |
| JP3659169B2 true JP3659169B2 (ja) | 2005-06-15 |
Family
ID=18871687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001003333A Expired - Fee Related JP3659169B2 (ja) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | タイヤ空気圧の異常輪判定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3659169B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3997864B2 (ja) | 2002-08-14 | 2007-10-24 | トヨタ自動車株式会社 | 車輪状態取得装置および車両状態取得装置 |
| FR2844748B1 (fr) * | 2002-09-25 | 2004-11-26 | Johnson Contr Automotive Elect | Systeme de controle de la pression des pneumatiques des roues d'un vehicule automobile |
| DE10259944A1 (de) * | 2002-12-20 | 2004-07-01 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Verfahren zur automatischen Bestimmung der Einbaupositionen von Rädern in einem Kraftfahrzeug |
| EP1615786B1 (de) * | 2003-04-09 | 2010-06-30 | Continental Teves AG & Co. oHG | Reifendrucküberwachungseinrichtung und verfahren zur reifendrucküberwachung |
| US7069134B2 (en) * | 2004-11-23 | 2006-06-27 | Robert Bosch Gmbh | Vehicle control system and method of operating the same |
| JP2010101899A (ja) * | 2009-12-04 | 2010-05-06 | Advics Co Ltd | 車両速度演算装置 |
| KR20150022448A (ko) * | 2013-08-23 | 2015-03-04 | 현대모비스 주식회사 | Tpms 센서의 위치 판별 방법 및 이를 이용한 tpms 센서의 위치 판별 장치 |
| JP7177693B2 (ja) * | 2018-12-27 | 2022-11-24 | 川崎車両株式会社 | 鉄道車両の異常検知装置及びそれを備えたシステム |
| KR20220086894A (ko) | 2020-12-17 | 2022-06-24 | 주식회사 만도 | 타이어 압력 모니터링 장치 및 방법 |
-
2001
- 2001-01-11 JP JP2001003333A patent/JP3659169B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002205517A (ja) | 2002-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7425892B2 (en) | Tire inflation pressure sensing apparatus with function of detecting tire location | |
| US8498785B2 (en) | Method and apparatus for determining tire position on a vehicle | |
| US20060001533A1 (en) | System and method for monitoring tire pressure | |
| US9566834B2 (en) | System and method for determining the mileage and wear of a tire | |
| JP4823642B2 (ja) | Ｇｐｓ情報を用いたタイヤ内圧低下警報方法および装置、ならびにタイヤ内圧低下警報プログラム | |
| US20130218364A1 (en) | Method and apparatus for determining a condition and relative location of an inner tire and an outer tire of a tire pair | |
| EP1674303B1 (en) | Means for detecting loss of pneumatic pressure in tire and device for the purpose | |
| JP5380848B2 (ja) | タイヤ空気圧監視装置 | |
| US10384497B2 (en) | Apparatus and method for monitoring tire pressure considering low pressure situation | |
| EP3690448B1 (en) | Acceleration detection device | |
| JP3659169B2 (ja) | タイヤ空気圧の異常輪判定装置 | |
| EP1547828A2 (en) | Method for detecting decompression of tires and device thereof | |
| US6804623B2 (en) | Method and apparatus for detecting decrease in tire air-pressure, and program for judging decompression of tire | |
| US6407661B2 (en) | Apparatus and method for alarming decrease in tire air-pressure | |
| JP2003211925A (ja) | タイヤ空気圧低下警報方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラム | |
| JP2022547378A (ja) | 車輪端部センサとの相関性を使用してタイヤ圧監視センサをロケーション判定する為の位置検知システム及び方法 | |
| EP3769977B1 (en) | Tire state monitoring system, transmitter, and receiver | |
| EP1371507B1 (en) | Method and apparatus for detecting decrease in tire air-pressure and for judging decompression of tire | |
| EP1486358B1 (en) | Method and apparatus for detecting decrease in tire air-pressure, and program for judging decompression of tire | |
| US6756891B2 (en) | Method and apparatus for detecting decrease in tire air-pressure, and selecting program for the thresholds for judging decompression of tire | |
| KR101521841B1 (ko) | Ｔｐｍｓ 좌우측 판별 방법 및 이를 이용한 ｔｐｍｓ 좌우측 판별 장치 | |
| JP4028842B2 (ja) | タイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラム | |
| JP2005164337A (ja) | タイヤ状態推定装置 | |
| KR20110061184A (ko) | 타이어 압력 감지 시스템 송신 모듈의 위치 인식 방법 | |
| JP3167278B2 (ja) | タイヤ空気圧低下検出方法および装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050127 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050222 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050307 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |