JP3777169B2 - 初期補正係数演算装置および方法、ならびに初期補正係数演算のプログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は初期補正係数演算装置および方法、ならびに初期補正係数演算のプログラムに関する。さらに詳しくは、車両に装着された４輪タイヤの回転（車輪速）情報からタイヤの減圧を検出するタイヤ空気圧低下検出装置（ＤＷＳ）または車両に装着された４輪タイヤのうち、駆動輪タイヤのスリップ率を計算するためのスリップ率演算装置に用いられる初期補正係数演算装置および方法、ならびに初期補正係数演算のプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、タイヤ空気圧低下検出装置（ＤＷＳ）は、タイヤが減圧すると正常内圧のタイヤより外径（タイヤの動荷重半径）が減少するため、他の正常なタイヤに比べると回転角速度が増加するという原理を用いている。たとえばタイヤの回転角速度の相対的な差から内圧低下を検出する方法では、判定値として、
を用いている（特許文献１）。ここで、Ｆ１〜Ｆ４は、それぞれ前左タイヤ、前右タイヤ、後左タイヤおよび後右タイヤの回転角速度である。
【０００３】
ところで、タイヤは規格内でのばらつき（初期差異）が含まれて製造されるため、各タイヤの有効転がり半径（一回転により進んだ距離を２πで割った値）は、すべてのタイヤがたとえ正常内圧であっても、同一とは限らない。そのため、各タイヤの回転角速度Ｆｉはばらつくことになる。そこで、たとえば回転角速度Ｆｉから初期差異の影響を排除する方法がある（特許文献２）。この方法では、まず、つぎに示される初期補正係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を算出する。
Ｋ１＝Ｆ１／Ｆ２ ・・・（２）
Ｋ２＝Ｆ３／Ｆ４ ・・・（３）
Ｋ３＝（Ｆ１＋Ｋ１×Ｆ２）／（Ｆ２＋Ｋ２×Ｆ４） ・・・（４）
【０００４】
ついで、この算出された初期補正係数Ｋ1、Ｋ２、Ｋ３を用いて式（５）〜（８）に示されるように新たな回転角速度Ｆ１iを求めるようにしている。
Ｆ１1＝Ｆ１ ・・・（５）
Ｆ１2＝Ｋ１×Ｆ２ ・・・（６）
Ｆ１3＝Ｋ３×Ｆ３ ・・・（７）
Ｆ１4＝Ｋ２×Ｋ３×Ｆ４ ・・・（８）
【０００５】
ここで、初期補正係数Ｋ１は、前左右タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を補正するための係数である。初期補正係数Ｋ２は、後左右タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を補正するための係数である。初期補正係数Ｋ３は、前左タイヤと後左右タイヤとのあいだの初期差異による有効ころがり半径の差を補正するための係数である。
【０００６】
車両の直線走行時に得られるデータから算出される初期補正係数と旋回走行中のデータのみから算出される初期補正係数とは異なるが、直線走行時および旋回走行時の初期補正係数は同じ比率で増減する。このため、従来では、直線走行時と旋回走行時の判定値が、前記式（１）の計算の結果、同じ値になることを利用して、初期補正係数を求めている。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３−３０５０１１号公報
【特許文献２】
特開平９−２４９０１０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高速旋回走行中はタイヤにかかる荷重移動の違いおよび高速旋回走行中の駆動輪の内外輪のスリップ率の相違の影響で回転角速度にばらつきが生じる。このため、高速旋回走行中のデータを取り込んで初期補正係数を算出すると、正確な初期補正係数を求めることができない。
【０００９】
本発明は、叙上の事情に鑑み、正確な初期補正係数を求めることができる初期補正係数演算装置および方法、ならびに初期補正係数演算のプログラムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の初期補正係数演算装置は、車両に装着された４つのタイヤにそれぞれ関連して設けられる回転角速度検出手段の出力から得られる回転角速度を補正するための初期補正係数を演算する初期補正係数演算装置であって、前記回転角速度からタイヤの空気圧が低下しているか否かを判定する判定値を算出する判定値演算手段と、前記判定値に基づいて、車両が高速旋回走行、直線走行または中低速旋回走行しているか否かを識別する識別手段と、該識別手段により車両が直線走行または中低旋回走行していると識別される場合に、前記各タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を前記回転角速度から排除するための初期補正係数を求める初期補正係数演算手段とを備えており、前記識別手段が、算出される判定値と従前に求められた基準判定値との差または比の値が予め定めたしきい値未満であるか否かを判別する制限処理手段と、該差または比の値が前記しきい値未満であると判断される場合、前記車両が直線走行または中低速旋回走行していると判断する走行判断手段を含んでなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の初期補正係数演算方法は、車両に装着された４つのタイヤにそれぞれ関連して設けられる回転角速度検出手段の出力から得られる回転角速度を補正するための初期補正係数を演算する初期補正係数演算方法であって、前記回転角速度からタイヤの空気圧が低下しているか否かを判定する判定値を算出する工程と、前記判定値に基づいて、車両が高速旋回走行、直線走行または中低速旋回走行しているか否かを識別する工程と、該識別手段により車両が直線走行または中低旋回走行していると識別される場合に、前記各タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を前記回転角速度から排除するための初期補正係数を求める工程とを備えており、前記識別する工程が、算出される判定値と従前に求められた基準判定値との差または比の値が予め定めたしきい値未満であるか否かを判別する工程と、該差または比の値が前記しきい値未満であると判断される場合、前記車両が直線走行または中低速旋回走行していると判断する工程を含んでいることを特徴とする。
【００１２】
本発明の初期補正係数演算のプログラムは、車両に装着された４つのタイヤにそれぞれ関連して設けられる回転角速度検出手段の出力から得られる回転角速度を補正するための初期補正係数を演算するためにコンピュータを、前記回転角速度からタイヤの空気圧が低下しているか否かを判定する判定値を算出する判定値演算手段、前記判定値に基づいて、車両が高速旋回走行、直線走行または中低速旋回走行しているか否かを識別する識別手段、該識別手段により車両が直線走行または中低旋回走行していると識別される場合に、前記各タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を前記回転角速度から排除するための初期補正係数を求める初期補正係数演算手段として機能させるとともに、算出される判定値と従前に求められた基準判定値との差または比の値が予め定めたしきい値未満であるか否かを判別する制限処理手段、該差または比の値が前記しきい値未満であると判断される場合、前記車両が直線走行または中低速旋回走行していると判断する走行判断手段として機能させることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の初期補正係数演算装置および方法、ならびに初期補正係数演算のプログラムを説明する。
【００１４】
図１に示されるように、本発明の一実施の形態が適用されるタイヤ空気圧低下検出装置は、４輪車両に備えられた４つのタイヤＦＬ、ＦＲ、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、タイヤにそれぞれ関連して設けられた通常の回転角速度検出手段１を備えている。
【００１５】
前記回転角速度検出手段１としては、電磁ピックアップなどを用いて回転パルスを発生させてパルスの数から回転角速度を測定する車輪速センサまたはダイナモのように回転を利用して発電を行ない、この電圧から回転角速度を測定するものを含む角速度センサなどを用いることができる。前記回転角速度検出手段１の出力はＡＢＳなどのコンピュータである制御ユニット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、および初期補正係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を算出する際にドライバーによって操作する初期化スイッチ４が接続されている。この初期補正係数Ｋ１〜Ｋ３は、各タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を回転角速度から排除するためのものである。
【００１６】
制御ユニット２は、図２に示されるように、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ＣＰＵ２ｂ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。該ＲＡＭ２ｄの記憶領域の一部は、初期補正係数を算出するために用いられるカウンタとして利用される。ＥＥＰＲＯＭ２ｅには、算出された初期補正係数が格納される。
【００１７】
前記回転角速度検出手段１では、タイヤの回転数に対応したパルス信号（以下、車輪速パルスという）が出力される。また、ＣＰＵ２ｂでは、回転角速度検出手段１から出力された車輪速パルスに基づき、所定のサンプリング周期ΔＴ(sec)、たとえばΔＴ＝１秒ごとに各タイヤの回転角速度Ｆｉが算出される。この回転角速度Ｆｉに対して初期補正計算処理が施される。本発明における初期補正係数の計算処理は、とくに限定されるものではないが、たとえば初期補正係数Ｋ１、Ｋ２は、たとえばつぎの式（９）、（１０）より算出することができる。
Ｋ１＝ＢＫ１×（Ｎ−１）／Ｎ＋（Ｆ１／Ｆ２）／Ｎ ・・・（９）
Ｋ２＝ＢＫ２×（Ｎ−１）／Ｎ＋（Ｆ４／Ｆ３）／Ｎ ・・・（１０）
【００１８】
ここで、初期補正係数Ｋ１は、前左右タイヤＦＬ、ＦＲのあいだの初期差異による有効ころがり半径の差を排除するための係数である。初期補正係数Ｋ２は、後左右タイヤＲＬ、ＲＲのあいだの初期差異による有効ころがり半径の差を排除するための係数である。また、ＢＫ１、ＢＫ２は、従前のサンプリング周期において求められたのち、ＲＡＭ２ｄに保存された初期補正係数である。また、Ｎは初期補正係数の演算回数である。
【００１９】
そして、タイヤの空気圧低下（減圧）の判定は、前記初期補正係数Ｋ１、Ｋ２を用いて、つぎの式（１１）〜（１４）に示されるように各タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差が排除される回転角速度Ｆ１iを求めたのち、つぎの式（１５）により算出された判定値Ｄに基づいて、空気圧が低下しているか否かが判別される。なお、本実施の形態では、初期補正係数Ｋ１、Ｋ２を用いて回転角速度を補正しているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、初期補正係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を用いて回転角速度を補正することもできる。
Ｆ１1＝Ｆ１ ・・・（１１）
Ｆ１2＝Ｋ１×Ｆ２ ・・・（１２）
Ｆ１3＝Ｆ３ ・・・（１３）
Ｆ１4＝Ｋ２×Ｆ４ ・・・（１４）
ＤＥＬ＝｛（Ｆ１1＋Ｆ１4）／２−（Ｆ１2＋Ｆ１3）／２｝／｛（Ｆ１1＋Ｆ１2＋Ｆ１3＋Ｆ１4）／４｝×１００（％） ・・・（１５）
【００２０】
本実施の形態では、前記初期補正係数の計算処理を行なうに際し、たとえば高速旋回走行以外の中低速走行（直線走行または中低旋回走行）をしていときのデータなどから基準となる判定値を求める。ただし、この基準判定値を求めるための回転角速度は、初期補正係数で補正される前の回転角速度を使う。かかる基準判定値と現在の判定値とのあいだの関係値（たとえば差または比）が所定のしきい値以上離れている場合、高速旋回走行中であると判断してこのときのデータをリジェクトする。これにより、本実施の形態では、正確な初期補正係数が求められるため、誤報がなくなり、安定走行を維持することができる。
【００２１】
本実施の形態にかかわる初期補正係数演算装置は、前記回転角速度からタイヤの空気圧が低下しているか否かを判定する判定値を算出する判定値演算手段と、前記判定値に基づいて、車両が高速旋回走行、直線走行または中低速旋回走行しているか否かを識別する識別手段と、該識別手段により車両が直線走行または中低旋回走行していると識別される場合に、前記各タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を前記回転角速度から排除するための初期補正係数を求める初期補正係数演算手段とを備えている。また、前記識別手段は、算出される判定値と従前に求められた基準判定値との差または比の値が予め定めたしきい値未満であるか否かを判別する制限処理手段と、該差または比の値が前記しきい値未満であると判断される場合、前記車両が直線走行または中低速旋回走行していると判断する走行判断手段を含んでいる。
【００２２】
また、本実施の形態では、基準判定手段を備えており、該基準判定手段により判定値Ｄおよび従前に求められた判定値ＢＤに基づいて、つぎの式（１６）に示されるように、平均化処理を行なうことにより基準判定値ＳＤを求めている。
ＳＤ＝Ｄ／Ｎ＋ＢＤ×（Ｎ−１）／Ｎ ・・・（１６）
【００２３】
ここで、Ｎは、初期基準判定値の演算回数を記録する第１記録手段である初期化進捗度カウンタのカウント値（演算回数）である。
【００２４】
前記基準判定値は、サンプリング周期ΔＴごとにノイズ除去のためのフィルター処理をしたのち、算出されるため、その精度は演算が行なわれるたびによくなる。したがって、前記識別処理は、最初から高精度に行なうことができるように、基準判定値の精度が充分に出てから行なうようにする。そこで、本実施の形態では、前記識別手段における識別処理の実行を行なうのに先立ち、精度が充分に出るまでの基準判定値を判定値置換え手段により初期基準判定値とみなしている。
【００２５】
また、本実施の形態では、前記演算回数が予め定めたしきい値、たとえば１０未満であるか否かを判別する回数判別手段と、該演算回数がしきい値未満であると判断される場合、基準判定値の精度はまだ不充分であると判断されるため、前記初期基準判定値を求める処理のみを行ない、前記識別手段における識別処理の実行を禁止する実行禁止手段と、前記識別手段において、最初に用いられる基準判定値として、前記初期基準判定値を設定する設定手段を備えている。
【００２６】
さらに本実施の形態では、前記識別手段が、車両が高速旋回走行していると識別される識別回数を記録する第２記録手段と、該識別回数が予め定めたしきい値以上であるか否かを判別する識別回数判別手段と、該識別回数がしきい値以上であると判断される場合、初期補正係数を初期化する初期化実施手段を含むのが好ましい。これにより、車両が高速旋回走行していると識別された回数がしきい値に達した場合に、初期補正係数の演算が最初からやり直されるため、高精度な初期補正係数を確実に得ることができる。
【００２７】
そして、本実施の形態における初期補正係数演算のプログラムは、制御ユニット２を、判定値演算手段、識別手段、初期補正係数演算手段、制限処理手段、走行判断手段、基準判定手段、判定値置換え手段、第１記録手段、回数判別手段、実行禁止手段、設定手段、第２記録手段、識別回数判別手段、初期化実施手段として機能させる。
【００２８】
以下、図３〜４に基づいて本実施の形態にかかわる初期補正係数演算装置の動作の手順(1)〜(5)について説明する。
【００２９】
(1)回転角速度検出手段、たとえばＡＢＳセンサなどのセンサの出力に基づいて、車両の４輪タイヤＦＬ、ＦＲ、ＲＬおよびＲＲのそれぞれの回転角速度Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を算出する（ステップＳ１）。
【００３０】
(2)ついで回転角速度Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４から平均回転角速度を演算する（ステップＳ２）。
【００３１】
(3)ついで前記式（１５）を用いて、現在の判定値Ｄを演算する（ステップＳ３）。
【００３２】
(4)ついで基準判定値ＳＤを前記式（１６）により演算する（ステップＳ４）。
【００３３】
(5)ついで判定値の基準判定値からの制限処理を実施する（ステップＳ５）。
【００３４】
(i)この制限処理では、識別処理を行なうのに先立ち、図４に示されるように、初期化進捗度カウンタのカウント値Ｎが所定のしきい値Ｈｔｈ、たとえば１０未満であるか否かが判別される（ステップＳＳ１）。その結果、カウント値Ｎがしきい値未満であると判別された場合には、基準判定値の精度はまだ不充分であると判断されるため、識別処理は行なわずに（識別処理の実施を禁止して）、初期基準判定値の算出が直接行なわれる。具体的には、１０未満の場合はキャリーフラグ（ＣＹ）をゼロにセットしたのち（ステップＳＳ２）、初期補正係数の計算処理（ステップＳ７）を行なうことなく、カウント値Ｎが「１」だけインクリメントされ、初期基準判定値の演算回数が記録される（ステップＳ８）。
【００３５】
(ii)ついでカウント値Ｎが所定のしきい値Ｈｔｈ（たとえば１０）以上の場合、識別手段において、最初に用いられる基準判定値として、初期基準判定値を設定したのち、ステップＳＳ３に進み、│基準判定値−判定値│が基準判定値からの制限処理用しきい値Ｄｔｈ、たとえば０．０８未満であるか否かが判別される。しきい値Ｄｔｈ未満であると判断される場合、すなわち直線走行または中低速旋回走行していると識別される場合、キャリーフラグ（ＣＹ）をゼロにセットしたのち（ステップＳＳ４）、車両が高速旋回走行していると識別するための初期化異常検出カウンタのカウンタ値Ｃをクリアし（ステップＳＳ５）、データをリジェクトすることなく（ステップＳ６）、初期補正係数の計算処理を行なう（ステップＳ７）。そして、カウント値Ｎが「１」だけインクリメントされ、初期基準判定値の演算回数が記録される（ステップＳ８）。
【００３６】
(iii)前記│基準判定値−判定値│がしきい値Ｄｔｈ以上である場合、すなわち高速旋回走行していると識別される場合、初期化異常検出カウンタのカウンタ値Ｃが「１」だけインクリメントされる（ステップＳＳ６）。
【００３７】
(iv)ついで前記カウンタ値Ｃが所定のしきい値Ｃｔｈ、たとえば９０以上であるか否かが判別される（ステップＳＳ７）。その結果、カウント値Ｃがしきい値Ｃｔｈ以上であると判断される場合には、基準判定値が高速旋回走行中の判定値から求められた可能性があるため、カウンタ値Ｃをしきい値Ｃｔｈに設定したのち、初期化開始要求をセットする（ステップＳＳ８、ＳＳ９）。そして、今回だけ保存されている初期補正係数の計算処理をしないようにするために、キャリーフラグ（ＣＹ）を１にセットする（ステップＳＳ１０）。一方、前記カウント値Ｃがしきい値Ｃｔｈ未満であると判断される場合には、そのままキャリーフラグ（ＣＹ）を１にセットする（ステップＳＳ１０）。ついで制限処理の結果、高速旋回走行中のデータがリジェクトされた場合、前記ステップＳ１から繰り返される。
【００３８】
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。
【００３９】
【実施例】
車両として、正常空気圧（２．２×１０5Ｐａ）のタイヤが装着されたＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車を用意した。前記タイヤのタイヤサイズは２０５／６０Ｒ１６である。走行コースとしてオーバルコースを採用した。そして、車両の走行条件として、直線コースを５０ｋｍ／ｈから旋回コースを５０ｋｍ／ｈで走行したのち、つぎの直線コースを１００ｋｍ／ｈおよび旋回コースを１００ｋｍ／ｈで走行する手順を繰り返す条件を採用した。
【００４０】
一般に、前輪の初期補正係数Ｋ１と後輪の初期補正係数Ｋ２との比は、直線走行と旋回走行の時間によって変わることが知られている。そこで、本実施例では、効果の度合いを見る指標として、前輪の初期補正係数Ｋ１と後輪の初期補正係数Ｋ２との比Ｋ１／Ｋ２を調べた。その結果を図５に示す。図５において、実施例は前記実施の形態にかかわる初期補正係数演算装置における制限処理により、高速旋回中のデータをリジェクトし、算出した初期補正係数の比Ｋ１／Ｋ２であり、比較例は従来の初期補正係数演算装置により算出した初期補正係数の比Ｋ１／Ｋ２である。また、比較のため、直線コースを５０ｋｍ／ｈで走行させたときのデータから算出される初期補正係数の比（真値）Ｋ１／Ｋ２も調べた。なお、図５において、車両の走行状況をわかりやすくするために、５０ｋｍ／ｈの直線走行Ｈ１、５０ｋｍ／ｈの旋回走行Ｈ２、１００ｋｍ／ｈの直線走行Ｈ３、１００ｋｍ／ｈの旋回走行Ｈ４を示した。
【００４１】
図５より、本実施例の初期補正係数の比Ｋ１／Ｋ２は、真値に近づいていることがわかる。これに対し、比較例の初期補正係数の比Ｋ１／Ｋ２は、真値から大きくずれていることがわかる。したがって、本発明は、オーバルコースを同じ方向に走行した場合でも、正確な初期補正係数を求めることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、正確な初期補正係数を求めることができるため、たとえばタイヤの空気圧低下を正確に検出し、安全走行を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態が適用されるタイヤ空気圧低下検出装置を示すブロック図である。
【図２】図１のタイヤ空気圧低下検出装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態にかかわる初期補正係数演算装置のフローチャートの一例である。
【図４】初期補正係数演算装置における制限処理のフローチャートの一例である。
【図５】前輪と後輪の初期補正係数の比Ｋ１／Ｋ２の時間経過を示す図である。
【符号の説明】
１ 回転角速度検出手段
２ 制御ユニット
３ 表示器
４ 初期化スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は初期補正係数演算装置および方法、ならびに初期補正係数演算のプログラムに関する。さらに詳しくは、車両に装着された４輪タイヤの回転（車輪速）情報からタイヤの減圧を検出するタイヤ空気圧低下検出装置（ＤＷＳ）または車両に装着された４輪タイヤのうち、駆動輪タイヤのスリップ率を計算するためのスリップ率演算装置に用いられる初期補正係数演算装置および方法、ならびに初期補正係数演算のプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、タイヤ空気圧低下検出装置（ＤＷＳ）は、タイヤが減圧すると正常内圧のタイヤより外径（タイヤの動荷重半径）が減少するため、他の正常なタイヤに比べると回転角速度が増加するという原理を用いている。たとえばタイヤの回転角速度の相対的な差から内圧低下を検出する方法では、判定値として、
【０００３】
ところで、タイヤは規格内でのばらつき（初期差異）が含まれて製造されるため、各タイヤの有効転がり半径（一回転により進んだ距離を２πで割った値）は、すべてのタイヤがたとえ正常内圧であっても、同一とは限らない。そのため、各タイヤの回転角速度Ｆｉはばらつくことになる。そこで、たとえば回転角速度Ｆｉから初期差異の影響を排除する方法がある（特許文献２）。この方法では、まず、つぎに示される初期補正係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を算出する。
Ｋ１＝Ｆ１／Ｆ２ ・・・（２）
Ｋ２＝Ｆ３／Ｆ４ ・・・（３）
Ｋ３＝（Ｆ１＋Ｋ１×Ｆ２）／（Ｆ２＋Ｋ２×Ｆ４） ・・・（４）
【０００４】
ついで、この算出された初期補正係数Ｋ1、Ｋ２、Ｋ３を用いて式（５）〜（８）に示されるように新たな回転角速度Ｆ１iを求めるようにしている。
Ｆ１1＝Ｆ１ ・・・（５）
Ｆ１2＝Ｋ１×Ｆ２ ・・・（６）
Ｆ１3＝Ｋ３×Ｆ３ ・・・（７）
Ｆ１4＝Ｋ２×Ｋ３×Ｆ４ ・・・（８）
【０００５】
ここで、初期補正係数Ｋ１は、前左右タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を補正するための係数である。初期補正係数Ｋ２は、後左右タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を補正するための係数である。初期補正係数Ｋ３は、前左タイヤと後左右タイヤとのあいだの初期差異による有効ころがり半径の差を補正するための係数である。
【０００６】
車両の直線走行時に得られるデータから算出される初期補正係数と旋回走行中のデータのみから算出される初期補正係数とは異なるが、直線走行時および旋回走行時の初期補正係数は同じ比率で増減する。このため、従来では、直線走行時と旋回走行時の判定値が、前記式（１）の計算の結果、同じ値になることを利用して、初期補正係数を求めている。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３−３０５０１１号公報
【特許文献２】
特開平９−２４９０１０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高速旋回走行中はタイヤにかかる荷重移動の違いおよび高速旋回走行中の駆動輪の内外輪のスリップ率の相違の影響で回転角速度にばらつきが生じる。このため、高速旋回走行中のデータを取り込んで初期補正係数を算出すると、正確な初期補正係数を求めることができない。
【０００９】
本発明は、叙上の事情に鑑み、正確な初期補正係数を求めることができる初期補正係数演算装置および方法、ならびに初期補正係数演算のプログラムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の初期補正係数演算装置は、車両に装着された４つのタイヤにそれぞれ関連して設けられる回転角速度検出手段の出力から得られる回転角速度を補正するための初期補正係数を演算する初期補正係数演算装置であって、前記回転角速度からタイヤの空気圧が低下しているか否かを判定する判定値を算出する判定値演算手段と、前記判定値に基づいて、車両が高速旋回走行、直線走行または中低速旋回走行しているか否かを識別する識別手段と、該識別手段により車両が直線走行または中低旋回走行していると識別される場合に、前記各タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を前記回転角速度から排除するための初期補正係数を求める初期補正係数演算手段とを備えており、前記識別手段が、算出される判定値と従前に求められた基準判定値との差または比の値が予め定めたしきい値未満であるか否かを判別する制限処理手段と、該差または比の値が前記しきい値未満であると判断される場合、前記車両が直線走行または中低速旋回走行していると判断する走行判断手段を含んでなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の初期補正係数演算方法は、車両に装着された４つのタイヤにそれぞれ関連して設けられる回転角速度検出手段の出力から得られる回転角速度を補正するための初期補正係数を演算する初期補正係数演算方法であって、前記回転角速度からタイヤの空気圧が低下しているか否かを判定する判定値を算出する工程と、前記判定値に基づいて、車両が高速旋回走行、直線走行または中低速旋回走行しているか否かを識別する工程と、該識別手段により車両が直線走行または中低旋回走行していると識別される場合に、前記各タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を前記回転角速度から排除するための初期補正係数を求める工程とを備えており、前記識別する工程が、算出される判定値と従前に求められた基準判定値との差または比の値が予め定めたしきい値未満であるか否かを判別する工程と、該差または比の値が前記しきい値未満であると判断される場合、前記車両が直線走行または中低速旋回走行していると判断する工程を含んでいることを特徴とする。
【００１２】
本発明の初期補正係数演算のプログラムは、車両に装着された４つのタイヤにそれぞれ関連して設けられる回転角速度検出手段の出力から得られる回転角速度を補正するための初期補正係数を演算するためにコンピュータを、前記回転角速度からタイヤの空気圧が低下しているか否かを判定する判定値を算出する判定値演算手段、前記判定値に基づいて、車両が高速旋回走行、直線走行または中低速旋回走行しているか否かを識別する識別手段、該識別手段により車両が直線走行または中低旋回走行していると識別される場合に、前記各タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を前記回転角速度から排除するための初期補正係数を求める初期補正係数演算手段として機能させるとともに、算出される判定値と従前に求められた基準判定値との差または比の値が予め定めたしきい値未満であるか否かを判別する制限処理手段、該差または比の値が前記しきい値未満であると判断される場合、前記車両が直線走行または中低速旋回走行していると判断する走行判断手段として機能させることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の初期補正係数演算装置および方法、ならびに初期補正係数演算のプログラムを説明する。
【００１４】
図１に示されるように、本発明の一実施の形態が適用されるタイヤ空気圧低下検出装置は、４輪車両に備えられた４つのタイヤＦＬ、ＦＲ、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、タイヤにそれぞれ関連して設けられた通常の回転角速度検出手段１を備えている。
【００１５】
前記回転角速度検出手段１としては、電磁ピックアップなどを用いて回転パルスを発生させてパルスの数から回転角速度を測定する車輪速センサまたはダイナモのように回転を利用して発電を行ない、この電圧から回転角速度を測定するものを含む角速度センサなどを用いることができる。前記回転角速度検出手段１の出力はＡＢＳなどのコンピュータである制御ユニット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、および初期補正係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を算出する際にドライバーによって操作する初期化スイッチ４が接続されている。この初期補正係数Ｋ１〜Ｋ３は、各タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を回転角速度から排除するためのものである。
【００１６】
制御ユニット２は、図２に示されるように、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ＣＰＵ２ｂ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。該ＲＡＭ２ｄの記憶領域の一部は、初期補正係数を算出するために用いられるカウンタとして利用される。ＥＥＰＲＯＭ２ｅには、算出された初期補正係数が格納される。
【００１７】
前記回転角速度検出手段１では、タイヤの回転数に対応したパルス信号（以下、車輪速パルスという）が出力される。また、ＣＰＵ２ｂでは、回転角速度検出手段１から出力された車輪速パルスに基づき、所定のサンプリング周期ΔＴ(sec)、たとえばΔＴ＝１秒ごとに各タイヤの回転角速度Ｆｉが算出される。この回転角速度Ｆｉに対して初期補正計算処理が施される。本発明における初期補正係数の計算処理は、とくに限定されるものではないが、たとえば初期補正係数Ｋ１、Ｋ２は、たとえばつぎの式（９）、（１０）より算出することができる。
Ｋ１＝ＢＫ１×（Ｎ−１）／Ｎ＋（Ｆ１／Ｆ２）／Ｎ ・・・（９）
Ｋ２＝ＢＫ２×（Ｎ−１）／Ｎ＋（Ｆ４／Ｆ３）／Ｎ ・・・（１０）
【００１８】
ここで、初期補正係数Ｋ１は、前左右タイヤＦＬ、ＦＲのあいだの初期差異による有効ころがり半径の差を排除するための係数である。初期補正係数Ｋ２は、後左右タイヤＲＬ、ＲＲのあいだの初期差異による有効ころがり半径の差を排除するための係数である。また、ＢＫ１、ＢＫ２は、従前のサンプリング周期において求められたのち、ＲＡＭ２ｄに保存された初期補正係数である。また、Ｎは初期補正係数の演算回数である。
【００１９】
そして、タイヤの空気圧低下（減圧）の判定は、前記初期補正係数Ｋ１、Ｋ２を用いて、つぎの式（１１）〜（１４）に示されるように各タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差が排除される回転角速度Ｆ１iを求めたのち、つぎの式（１５）により算出された判定値Ｄに基づいて、空気圧が低下しているか否かが判別される。なお、本実施の形態では、初期補正係数Ｋ１、Ｋ２を用いて回転角速度を補正しているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、初期補正係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を用いて回転角速度を補正することもできる。
Ｆ１1＝Ｆ１ ・・・（１１）
Ｆ１2＝Ｋ１×Ｆ２ ・・・（１２）
Ｆ１3＝Ｆ３ ・・・（１３）
Ｆ１4＝Ｋ２×Ｆ４ ・・・（１４）
ＤＥＬ＝｛（Ｆ１1＋Ｆ１4）／２−（Ｆ１2＋Ｆ１3）／２｝／｛（Ｆ１1＋Ｆ１2＋Ｆ１3＋Ｆ１4）／４｝×１００（％） ・・・（１５）
【００２０】
本実施の形態では、前記初期補正係数の計算処理を行なうに際し、たとえば高速旋回走行以外の中低速走行（直線走行または中低旋回走行）をしていときのデータなどから基準となる判定値を求める。ただし、この基準判定値を求めるための回転角速度は、初期補正係数で補正される前の回転角速度を使う。かかる基準判定値と現在の判定値とのあいだの関係値（たとえば差または比）が所定のしきい値以上離れている場合、高速旋回走行中であると判断してこのときのデータをリジェクトする。これにより、本実施の形態では、正確な初期補正係数が求められるため、誤報がなくなり、安定走行を維持することができる。
【００２１】
本実施の形態にかかわる初期補正係数演算装置は、前記回転角速度からタイヤの空気圧が低下しているか否かを判定する判定値を算出する判定値演算手段と、前記判定値に基づいて、車両が高速旋回走行、直線走行または中低速旋回走行しているか否かを識別する識別手段と、該識別手段により車両が直線走行または中低旋回走行していると識別される場合に、前記各タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を前記回転角速度から排除するための初期補正係数を求める初期補正係数演算手段とを備えている。また、前記識別手段は、算出される判定値と従前に求められた基準判定値との差または比の値が予め定めたしきい値未満であるか否かを判別する制限処理手段と、該差または比の値が前記しきい値未満であると判断される場合、前記車両が直線走行または中低速旋回走行していると判断する走行判断手段を含んでいる。
【００２２】
また、本実施の形態では、基準判定手段を備えており、該基準判定手段により判定値Ｄおよび従前に求められた判定値ＢＤに基づいて、つぎの式（１６）に示されるように、平均化処理を行なうことにより基準判定値ＳＤを求めている。
ＳＤ＝Ｄ／Ｎ＋ＢＤ×（Ｎ−１）／Ｎ ・・・（１６）
【００２３】
ここで、Ｎは、初期基準判定値の演算回数を記録する第１記録手段である初期化進捗度カウンタのカウント値（演算回数）である。
【００２４】
前記基準判定値は、サンプリング周期ΔＴごとにノイズ除去のためのフィルター処理をしたのち、算出されるため、その精度は演算が行なわれるたびによくなる。したがって、前記識別処理は、最初から高精度に行なうことができるように、基準判定値の精度が充分に出てから行なうようにする。そこで、本実施の形態では、前記識別手段における識別処理の実行を行なうのに先立ち、精度が充分に出るまでの基準判定値を判定値置換え手段により初期基準判定値とみなしている。
【００２５】
また、本実施の形態では、前記演算回数が予め定めたしきい値、たとえば１０未満であるか否かを判別する回数判別手段と、該演算回数がしきい値未満であると判断される場合、基準判定値の精度はまだ不充分であると判断されるため、前記初期基準判定値を求める処理のみを行ない、前記識別手段における識別処理の実行を禁止する実行禁止手段と、前記識別手段において、最初に用いられる基準判定値として、前記初期基準判定値を設定する設定手段を備えている。
【００２６】
さらに本実施の形態では、前記識別手段が、車両が高速旋回走行していると識別される識別回数を記録する第２記録手段と、該識別回数が予め定めたしきい値以上であるか否かを判別する識別回数判別手段と、該識別回数がしきい値以上であると判断される場合、初期補正係数を初期化する初期化実施手段を含むのが好ましい。これにより、車両が高速旋回走行していると識別された回数がしきい値に達した場合に、初期補正係数の演算が最初からやり直されるため、高精度な初期補正係数を確実に得ることができる。
【００２７】
そして、本実施の形態における初期補正係数演算のプログラムは、制御ユニット２を、判定値演算手段、識別手段、初期補正係数演算手段、制限処理手段、走行判断手段、基準判定手段、判定値置換え手段、第１記録手段、回数判別手段、実行禁止手段、設定手段、第２記録手段、識別回数判別手段、初期化実施手段として機能させる。
【００２８】
以下、図３〜４に基づいて本実施の形態にかかわる初期補正係数演算装置の動作の手順(1)〜(5)について説明する。
【００２９】
(1)回転角速度検出手段、たとえばＡＢＳセンサなどのセンサの出力に基づいて、車両の４輪タイヤＦＬ、ＦＲ、ＲＬおよびＲＲのそれぞれの回転角速度Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を算出する（ステップＳ１）。
【００３０】
(2)ついで回転角速度Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４から平均回転角速度を演算する（ステップＳ２）。
【００３１】
(3)ついで前記式（１５）を用いて、現在の判定値Ｄを演算する（ステップＳ３）。
【００３２】
(4)ついで基準判定値ＳＤを前記式（１６）により演算する（ステップＳ４）。
【００３３】
(5)ついで判定値の基準判定値からの制限処理を実施する（ステップＳ５）。
【００３４】
(i)この制限処理では、識別処理を行なうのに先立ち、図４に示されるように、初期化進捗度カウンタのカウント値Ｎが所定のしきい値Ｈｔｈ、たとえば１０未満であるか否かが判別される（ステップＳＳ１）。その結果、カウント値Ｎがしきい値未満であると判別された場合には、基準判定値の精度はまだ不充分であると判断されるため、識別処理は行なわずに（識別処理の実施を禁止して）、初期基準判定値の算出が直接行なわれる。具体的には、１０未満の場合はキャリーフラグ（ＣＹ）をゼロにセットしたのち（ステップＳＳ２）、初期補正係数の計算処理（ステップＳ７）を行なうことなく、カウント値Ｎが「１」だけインクリメントされ、初期基準判定値の演算回数が記録される（ステップＳ８）。
【００３５】
(ii)ついでカウント値Ｎが所定のしきい値Ｈｔｈ（たとえば１０）以上の場合、識別手段において、最初に用いられる基準判定値として、初期基準判定値を設定したのち、ステップＳＳ３に進み、│基準判定値−判定値│が基準判定値からの制限処理用しきい値Ｄｔｈ、たとえば０．０８未満であるか否かが判別される。しきい値Ｄｔｈ未満であると判断される場合、すなわち直線走行または中低速旋回走行していると識別される場合、キャリーフラグ（ＣＹ）をゼロにセットしたのち（ステップＳＳ４）、車両が高速旋回走行していると識別するための初期化異常検出カウンタのカウンタ値Ｃをクリアし（ステップＳＳ５）、データをリジェクトすることなく（ステップＳ６）、初期補正係数の計算処理を行なう（ステップＳ７）。そして、カウント値Ｎが「１」だけインクリメントされ、初期基準判定値の演算回数が記録される（ステップＳ８）。
【００３６】
(iii)前記│基準判定値−判定値│がしきい値Ｄｔｈ以上である場合、すなわち高速旋回走行していると識別される場合、初期化異常検出カウンタのカウンタ値Ｃが「１」だけインクリメントされる（ステップＳＳ６）。
【００３７】
(iv)ついで前記カウンタ値Ｃが所定のしきい値Ｃｔｈ、たとえば９０以上であるか否かが判別される（ステップＳＳ７）。その結果、カウント値Ｃがしきい値Ｃｔｈ以上であると判断される場合には、基準判定値が高速旋回走行中の判定値から求められた可能性があるため、カウンタ値Ｃをしきい値Ｃｔｈに設定したのち、初期化開始要求をセットする（ステップＳＳ８、ＳＳ９）。そして、今回だけ保存されている初期補正係数の計算処理をしないようにするために、キャリーフラグ（ＣＹ）を１にセットする（ステップＳＳ１０）。一方、前記カウント値Ｃがしきい値Ｃｔｈ未満であると判断される場合には、そのままキャリーフラグ（ＣＹ）を１にセットする（ステップＳＳ１０）。ついで制限処理の結果、高速旋回走行中のデータがリジェクトされた場合、前記ステップＳ１から繰り返される。
【００３８】
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。
【００３９】
【実施例】
車両として、正常空気圧（２．２×１０5Ｐａ）のタイヤが装着されたＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車を用意した。前記タイヤのタイヤサイズは２０５／６０Ｒ１６である。走行コースとしてオーバルコースを採用した。そして、車両の走行条件として、直線コースを５０ｋｍ／ｈから旋回コースを５０ｋｍ／ｈで走行したのち、つぎの直線コースを１００ｋｍ／ｈおよび旋回コースを１００ｋｍ／ｈで走行する手順を繰り返す条件を採用した。
【００４０】
一般に、前輪の初期補正係数Ｋ１と後輪の初期補正係数Ｋ２との比は、直線走行と旋回走行の時間によって変わることが知られている。そこで、本実施例では、効果の度合いを見る指標として、前輪の初期補正係数Ｋ１と後輪の初期補正係数Ｋ２との比Ｋ１／Ｋ２を調べた。その結果を図５に示す。図５において、実施例は前記実施の形態にかかわる初期補正係数演算装置における制限処理により、高速旋回中のデータをリジェクトし、算出した初期補正係数の比Ｋ１／Ｋ２であり、比較例は従来の初期補正係数演算装置により算出した初期補正係数の比Ｋ１／Ｋ２である。また、比較のため、直線コースを５０ｋｍ／ｈで走行させたときのデータから算出される初期補正係数の比（真値）Ｋ１／Ｋ２も調べた。なお、図５において、車両の走行状況をわかりやすくするために、５０ｋｍ／ｈの直線走行Ｈ１、５０ｋｍ／ｈの旋回走行Ｈ２、１００ｋｍ／ｈの直線走行Ｈ３、１００ｋｍ／ｈの旋回走行Ｈ４を示した。
【００４１】
図５より、本実施例の初期補正係数の比Ｋ１／Ｋ２は、真値に近づいていることがわかる。これに対し、比較例の初期補正係数の比Ｋ１／Ｋ２は、真値から大きくずれていることがわかる。したがって、本発明は、オーバルコースを同じ方向に走行した場合でも、正確な初期補正係数を求めることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、正確な初期補正係数を求めることができるため、たとえばタイヤの空気圧低下を正確に検出し、安全走行を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態が適用されるタイヤ空気圧低下検出装置を示すブロック図である。
【図２】図１のタイヤ空気圧低下検出装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態にかかわる初期補正係数演算装置のフローチャートの一例である。
【図４】初期補正係数演算装置における制限処理のフローチャートの一例である。
【図５】前輪と後輪の初期補正係数の比Ｋ１／Ｋ２の時間経過を示す図である。
【符号の説明】
１ 回転角速度検出手段
２ 制御ユニット
３ 表示器
４ 初期化スイッチ
Claims (6)
- 車両に装着された４つのタイヤにそれぞれ関連して設けられる回転角速度検出手段の出力から得られる回転角速度を補正するための初期補正係数を演算する初期補正係数演算装置であって、前記回転角速度からタイヤの空気圧が低下しているか否かを判定する判定値を算出する判定値演算手段と、前記判定値に基づいて、車両が高速旋回走行、直線走行または中低速旋回走行しているか否かを識別する識別手段と、該識別手段により車両が直線走行または中低旋回走行していると識別される場合に、前記各タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を前記回転角速度から排除するための初期補正係数を求める初期補正係数演算手段とを備えており、前記識別手段が、算出される判定値と従前に求められた基準判定値との差または比の値が予め定めたしきい値未満であるか否かを判別する制限処理手段と、該差または比の値が前記しきい値未満であると判断される場合、前記車両が直線走行または中低速旋回走行していると判断する走行判断手段を含んでなる初期補正係数演算装置。
- 前記判定値および従前に求められた判定値に基づいて、平均化処理を行なうことにより求められる判定値を前記識別手段において用いられる前記基準判定値とする基準判定手段を含む請求項１記載の初期補正係数演算装置。
- 前記識別手段における識別処理の実行を行なうのに先立ち、前記判定値および従前に求められた判定値に基づいて、平均化処理を行なうことにより求められる基準判定値を初期基準判定値とみなす判定値置換え手段と、該初期基準判定値の演算回数を記録する第１記録手段と、該演算回数が予め定めたしきい値未満であるか否かを判別する回数判別手段と、該演算回数がしきい値未満であると判断される場合、前記初期基準判定値を求める処理のみを行ない、前記識別手段における識別処理の実行を禁止する実行禁止手段と、前記識別手段において、最初に用いられる基準判定値として、前記初期基準判定値を設定する設定手段を含む請求項２記載の初期補正係数演算装置。
- 前記識別手段が、車両が高速旋回走行していると識別される識別回数を記録する第２記録手段と、該識別回数が予め定めたしきい値以上であるか否かを判別する識別回数判別手段と、該識別回数がしきい値以上であると判断される場合、初期補正係数を初期化する初期化実施手段を含む請求項３記載の初期補正係数演算装置。
- 車両に装着された４つのタイヤにそれぞれ関連して設けられる回転角速度検出手段の出力から得られる回転角速度を補正するための初期補正係数を演算する初期補正係数演算方法であって、前記回転角速度からタイヤの空気圧が低下しているか否かを判定する判定値を算出する工程と、前記判定値に基づいて、車両が高速旋回走行、直線走行または中低速旋回走行しているか否かを識別する工程と、該識別手段により車両が直線走行または中低旋回走行していると識別される場合に、前記各タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を前記回転角速度から排除するための初期補正係数を求める工程とを備えており、前記識別する工程が、算出される判定値と従前に求められた基準判定値との差または比の値が予め定めたしきい値未満であるか否かを判別する工程と、該差または比の値が前記しきい値未満であると判断される場合、前記車両が直線走行または中低速旋回走行していると判断する工程を含んでいる初期補正係数演算方法。
- 車両に装着された４つのタイヤにそれぞれ関連して設けられる回転角速度検出手段の出力から得られる回転角速度を補正するための初期補正係数を演算するためにコンピュータを、前記回転角速度からタイヤの空気圧が低下しているか否かを判定する判定値を算出する判定値演算手段、前記判定値に基づいて、車両が高速旋回走行、直線走行または中低速旋回走行しているか否かを識別する識別手段、該識別手段により車両が直線走行または中低旋回走行していると識別される場合に、前記各タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を前記回転角速度から排除するための初期補正係数を求める初期補正係数演算手段として機能させるとともに、算出される判定値と従前に求められた基準判定値との差または比の値が予め定めたしきい値未満であるか否かを判別する制限処理手段、該差または比の値が前記しきい値未満であると判断される場合、前記車両が直線走行または中低速旋回走行していると判断する走行判断手段として機能させるための初期補正係数演算のプログラム。
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