JP3842058B2 - 車両の空気抜けタイヤを検出する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤの空気圧が所定の圧力レベルより下に低下したときを、測定された車輪速度に基づいて検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ）の出現及び各車輪に速度検知装置を配置することは、空気抜けを、運転中に測定された車輪速度に基づいて検出する信頼性良い方法を開発する努力を刺激した。理論的に、車両の４つの等しく膨張したタイヤは、実質的に同じ転がり半径を有し、従って各タイヤは、乾いた平坦な一様表面の上の直線運転中実質的に同じ速度で回転するであろう。タイヤが空気抜けになると、その転がり半径は低減し、車輪速度はより小さい半径を補償しようと増大する。車輪速度をモニタし且つタイヤの空気抜けに起因し得る変化を検出する多数の方法が開発されてきた。
【０００３】
これらの空気抜け検出方法に関連して繰り返し起こる問題は、組込みタイヤ半径のばらつき（ｖａｒｉａｔｉｏｎ）、車両操作、道路状態及び駆動スリップ（ｄｒｉｖｅ ｓｌｉｐ）のような種々の要因により生じる間違ったデータ点の収集をフィルタリングし又は排除する能力に関係する。これらの間違った読取りを排除又はフィルタリングすることなしでは、検出方法は、タイヤ空気抜けに対する正しくない警告をしがちであり、又は実際のタイヤ空気抜けの検出に失敗しがちである。誤った警告は、運転者にとって迷惑であり、また悩ましく、一方空気抜け検出の失敗は、危険であり、またタイヤのパンクをもたらす可能性がある。誤った検出を避けながらタイヤ空気抜けを正確に検出する方法が、最高度の優先事項となった。
【０００４】
駆動スリップにより生じた誤ったデータをフィルタリング又は排除することが重大な障害となった。単純に言うと、車両の駆動車輪は、車軸に加えられたトルクに起因してスリップする。この滑り量（ｓｌｉｐｐａｇｅ）は、非駆動車輪に対するより駆動車輪に対する方がより高い車輪速度をもたらす。例えば、高速道路速度で走行している後輪駆動車両に関しては、後輪は、非駆動の前輪よりほぼ１％速く回転することがある。この１％の変化は、実際の空気抜けしたタイヤにより生じる小さい車輪速度変化（典型的には０．１％から０．５％）から見て許容できなほど高い。誤ったデータがフィルタリング又は排除されない場合、駆動スリップ・エラーがタイヤ圧力の影響を洗い落とすことができ、従ってタイヤの空気抜けを検出する能力を著しく低下させることができる。駆動スリップは、加速、上り坂／下り坂運転、及び一様でない表面（例えば、泥、砂又は砂利のような）上の運転の間非常に大きな問題となった。
【０００５】
収集されたデータに対する駆動スリップの影響をフィルタリング又は排除するための幾つかの試みがなされた。１９９８年６月２日に発行された米国特許Ｎｏ．５，７６０，６８２は、分散分析（ＡＮＯＶＡ）統計技術を４つ全ての車輪速度から収集されたデータに適用している。組込まれたこの統計的方法は、典型的に用いられている一層通常の平均値比較方法（その方法においては、各車輪について収集されたデータは、比較アルゴリズムで用いられる前に単純に平均化される。）より正確な結果を与える。フィルタを用いて、加速／減速、上り坂／下り坂運転、ターニング／コーナリングの変動及び凸凹道路の運転の間収集されたデータを排除するが、しかし、直線運転の間に生じる駆動スリップは、分散分析技術をだましがちである。それは、駆動スリップに起因した車輪速度の増加をタイヤ空気抜けに起因した車輪速度の増加から区別することができないからである。誤った検出が起こり得る。
【０００６】
１９９６年１１月２６日に発行された米国特許Ｎｏ．５，５７８，９８４は、駆動スリップが学習され且つ前輪／後輪比Ｚとして示された補正係数でもって補償されるシステムを開示する。そのような学習から得られたデータのみがシステムが学習された表面に適用されるので、そのような学習プロセスは強固でない。例えば、そのような学習が乾いたアスファルトで起こった場合、得られた補正係数は、湿ったアスファルトでの運転の間に収集されたデータに対して間違っているであろう。更に、そのような学習が平坦な道路表面で起こった場合、得られた補正係数は、上り坂の運転の間に収集されたデータに対して間違っているであろう。それは、上り坂の運転は、駆動車輪において多くのパワーを必要とし、より大きい駆動スリップを生じさせるからである。誤った検出又は検出の失敗が起こり得る。
【０００７】
１９８９年１０月２４日に発行された米国特許Ｎｏ．４，８７６，５２８及び１９９７年１月７日に発行された米国特許Ｎｏ．５，５９１，９０６は、２つの対角に対向した車輪の角速度が一緒に加算され、次いで（種々の技術を用いて）他の２つの対角に対向した車輪の角速度の和と比較される方法を開示する。この方法は駆動スリップ・エラーに対して耐性があるが、対角の構成要素に対する感度のような公式と関連した別の制限が存在する。例えば、前左車輪及び後右車輪は、各々僅かに空気抜け（多分ただの１０％だけ）がある可能性があるが、しかしその対角の和は、車輪のうちの１つだけが著しく空気抜け（多分２５％）したケースと同じに見えるであろう。これは、目標が１つのタイヤに２５％又はそれより大きい空気抜けを検出することであるので、望ましくない感知性をもたらす。再び、誤った検出が起こり得る。
【０００８】
対角に対向した車輪からのデータを組み合わせることと関係した別の問題が、米国特許Ｎｏ．５，５７８，９８４に説明されている。多くの高性能のスポーツカーにおいては、前車軸及び後車軸に対して異なったサイズのタイヤが用いられている。このことが起こると、空気抜けを検出するため用いられる臨界的スレッショルド値は、前タイヤと後タイヤとで異なるであろう。対角に対向した前タイヤ及び後タイヤを用いることは、データを混ぜ合わせることになり、そのため前車輪と後車輪とを独立に扱うことができない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、駆動スリップに起因したエラーを排除しようする試みと関連した前述の問題を実質的に取り除く改善した方法を提供する。４つ全てのタイヤから取られたデータを種々の組合わせで利用する（即ち、４つ全てのタイヤからの値を個々に比較し、又は対角のタイヤの対向したセットを比較し、あるいは前タイヤと後タイヤとを比較する。）従来技術の方法とは異なって、本発明の方法は、４つ全てのタイヤから取られたデータの組合わせを利用することは駆動スリップと関連したエラーを適切に防止することができないことを認めている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、タイヤが空気抜けしているか否かを決定するため１つの車軸の２つの車輪のみをいずれの一時に考慮する空気抜けタイヤの検出方法から成る。所与の車軸の両方の車輪は直線運転の間実質的に同じ速度で回転するので、その比較は、本来的に駆動スリップ、及び対角に対向したタイヤからのデータを用いることと関連したエラーに影響を受けない。たとえ、駆動車輪が非駆動車輪より速く回転する傾向があり、且つ非駆動車輪より大きくあり得ても、２つの駆動車輪間又は非駆動車輪間の相対速度差はゼロである。従って、本発明は、タイヤの空気抜けを検出するため単一の車軸の２つの車輪間の速度差を解析する。他方、４つの全ての車輪速度を相変わらず一緒に用いて、誤ったデータをフィルタリング又は排除すべき他の段階を与える凸凹の道路状態および車両の操作状態を検出する。その成果は、データが誤っていて用いるべきでない段階を認識し、且つ更に、本来的に駆動スリップ・エラーに影響を受けないアルゴリズムを利用する空気抜けタイヤの検出方法である。
【００１１】
特に、本発明は、本明細書に援用されている米国特許Ｎｏ．５，７６０，６８２の改善である。本発明において、２つの車輪間のデータ可変性を比較するに適した新しい統計的方法が、４つ全ての車輪間のデータ可変性を比較するに適したＡＮＯＶＡ統計分析に取って代わる。本発明は、データの可変性を考慮するため、対ｔ検定（ｐａｉｒｅｄ ｔ−ｔｅｓｔ）統計解析を、より好ましくは対ｔ検定の修正を利用する。修正された対ｔ検定の使用は、より普通の平均値比較方法を用いる計算より既に正確であった先のＡＮＯＶＡ方法より更に正確且つ信頼性が良い空気抜け検出を提供する。
【００１２】
対ｔ検定は、関心の２つの母集団のデータ観測値が対で（即ち、単一の車軸の２つの車輪に対して実質的に同時に収集されたデータ）収集されるとき使用のため適用可能な統計方法である。各対の観測値は、実質的に同種の状態の下で取られるが、しかしこれらの状態は、１つの対の観測値と次のものでは変化し得る。本発明において、対ｔ検定は、前車軸から取られた車輪速度データ対と後車軸から取られた車輪速度データ対とについてそれぞれ独立に行われる。対ｔ検定が各車軸に対する対のデータ間の差を分析して、両方の車軸に対する独立のｔ₀値を与える。これらのｔ₀値が各車軸に対する所定の上限及び下限と比較され、タイヤが適正に膨張されているか否かを決定する。対ｔ検定に従ったｔ₀値の計算は、統計学のテキストに記載されている。例えば、Ｈｉｎｅｓ及びＭｏｎｔｏｇｏｍｅｒｙ著「工学及び管理科学における確率及び統計学（Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ）」３１２−３１３頁を参照されたい。ｔ₀値は、以下のように計算される。
【００１３】
（Ｘ₁₁，Ｘ₂₁），（Ｘ₁₂，Ｘ₂₂），…，（Ｘ_1n，Ｘ_2n）をｎ個の対観測値の組とする。ここで、Ｘ₁〜Ｎ（μ₁，σ₁ ²）及びＸ₂〜Ｎ（μ₂，σ₂ ²）と仮定する。各対の観測値間の差をＤ_j＝Ｘ_1j−Ｘ_2j（ここで、ｊ＝１，２，…，ｎ）と定義する。Ｄ_jは、平均値μ_D＝Ｅ（Ｘ₁−Ｘ₂）＝Ｅ（Ｘ₁）−Ｅ（Ｘ₂）＝μ₁−μ₂を有して正規分布され、そこでμ₁及びμ₂の相等性についての仮説検証は、μ_Dについて一つの標本ｔ検定を実行することにより達成することができる。特に、Ｈ₁：μ₁≠μ₂に対するＨ₀：μ₁＝μ₂の検定は、
【００１４】
【数１３】
Ｈ₀：μ_D＝０
Ｈ₁：μ_D≠０
を検定することと等価である。
上記の式に対する適切な検定統計は次のとおりである。
【００１５】
【数１４】

ここで、
【００１６】
【数１５】

及び
【００１７】
【数１６】

は、それぞれ標本平均差及びその差の標準偏差である。
【００１８】
本発明の好適な実施形態に従って、ｔ₀は、ｔ₀の式の多少修正された定式化を用いて計算される。修正されたｔ₀式が、数学を単純化するため用いられ、それは、その計算を、乗算及び除算機能が簡単な論理又は加算演算より多くの時間を必要とし且つ平方根の計算のような進んだ数学機能が可能でない単純なマイクロコントローラにおいてより速くする。修正されたｔ₀式は、統計学テキストに記載されている推定標準偏差値Ｓ_Dを用いる。例えば、Ｈｉｎｅｓ及びＭｏｎｔｏｇｏｍｅｒｙ著「工学及び管理科学における確率及び統計学」５８４頁を参照されたい。推定標準偏差値は次のとおりに計算される。
【００１９】
既知のパラメータを有する正規母集団からのｋ個の標本の範囲Ｒとその母集団の標準偏差との間の関係が必要である。Ｒは確率変数であるので、相対範囲（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｒａｎｇｅ）と呼ばれる量Ｗ＝Ｒ／Ｓ_Dもまた確率変数である。Ｗの分布のパラメータは、任意の標本の大きさｎ_R（なお、これは、統計学テキストではｎと示されるが、本明細書では混乱を排除するためｎ_Rと記す。）に対して決定されてしまっている。Ｗの平均分布は、ｄ₂と呼ばれ、そして前述の統計学テキストに様々なｎ_Rに対して表で示されている。Ｒ_iをｉ番目の標本の範囲とし、
【００２０】
【数１７】

を平均範囲としよう。すると、Ｓ_Dの推定値は次のとおりとなろう。
【００２１】
【数１８】

この推定は、２つの理由のためうまく働く。第１に、データが車両の操作により生じた突然の変化に対してスクリーニングされてしまうので、データ範囲Ｒが小さい。更に、車輪速度センサにより集められたデータ標本数ｋは非常に大きい。
【００２２】
好適な発明の修正された対ｔ検定はまた、値√ｎを与えるため内挿ルックアップテーブルを利用する。単純なマイクロプロセッサはこの値を直接計算することができないので、更に入力及び出力の範囲が明瞭に定義され、正確さが維持され、計算は以下の表を用いて√ｎを内挿することにより単純化される。
【００２３】
【表１】

推定された標準偏差値及び内挿された√ｎ値を用いてｔ₀を計算することにより、修正された対ｔ検定は、複雑なアルゴリズムを用いる多くの他の従来技術の空気抜け検出方法で必要とされるより高価でより遅い浮動小数点プロセッサとは対照的に、比較的安価で組込み型整数プロセッサ又はマイクロコントローラを用いて利用することができるアルゴリズムを提供する。修正された対ｔ検定のアルゴリズムは、いずれの平方根又は２より高いべき数の乗算の計算を要求しないので、整数プロセッサは、要求された計算を実行するのに十分すぎるほどに適している。しかしながら、本発明は、好適な実施形態において用いられるより速く、より単純でより安価な方法とは対照的な浮動小数点プロセッサ及び標準対ｔ検定を用いて実施することができることに留意すべきである。
【００２４】
ｔ₀値を計算するため、前車軸及び後車軸それぞれの２つの車輪間の車輪速度の正規化百分率差が用いられる。それぞれの車軸に対する車輪速度の正規化百分率差は、次のように書くことができる。
【００２５】
【数１９】

及び
【００２６】
【数２０】

ここで、ｖ_refは車両の速度を表す。
【００２７】
理論的には、タイヤが等しく膨張され且つ車両が平坦な表面上をある時間期間直線走行している場合、いずれの１つの車軸の２つの車輪間の車輪速度の百分率差は、ゼロである筈である。しかしながら、組込みのばらつきのため異なるタイヤの転がり半径は正確に同じであると仮定することができないし、また各タイヤの転がり半径が時間にわたり一定であると仮定することもできない。
【００２８】
これらの不一致を補正するため、補正係数ＭＯＤ_jは、較正モードの間のＮＯＲＭ_jの平均を取ることにより決定される。本明細書及び図面及び特許請求の範囲に用いられているように、変数を変更するための下付き文字「ｊ」の使用は、変数が両方の車軸に対して個々に測定され又は計算されることを意味する。ＭＯＤ_jは、単純に、１つの車軸の２つのタイヤ間の本来的不一致に起因する通常存在する百分率差を表す。タイヤ膨張モニタリングの間に使用の各ＮＯＲＭ_j値を補正するため、次の式
【００２９】
【数２１】

及び
【００３０】
【数２２】

が用いられる。
【００３１】
本明細書及び特許請求の範囲に用いられているように、変数を変更するための下付き文字「ｉ」の使用は、変数が標本ｎに収集された各データの組に対して繰り返し測定され又は計算されることを意味する。百分率差値の補正は、対ｔ検定の結果にも、またｔ₀値にも影響を与えないことに注目されたい。
【００３２】
圧力損失により生じた車輪速度差を、他の原因により生じた差から更に区別するため、動的フィルタリング・プロセスを用いて、様々な車両操作の間収集された車輪速度データを除外する。その目的のため、本発明に従ったアルゴリズムは、（１）車輪加速及び減速フィルタリング、（２）ターニング変動フィルタリング、及び（３）ＡＢＳサンプリング期間レベルでの凸凹道路フィルタリングを含む。更に、コーナリング検出ルーチンは、ある相当数のサンプリング期間、例えば１０期間にわたり有効である。コーナリングに対して、右側車輪と左側車輪との中心での線形速度間の差は、車両速度に比例し、コーナリング半径に反比例する。即ち、
【００３３】
【数２３】

ここで、ｒはコーナリング半径、及びｌは軌道幅である。この運転状態下での車輪速度差は、コーナリングによる変造（ｃｏｒｒｕｐｔｉｏｎ）に起因した圧力損失を識別するため用いられることができない。アルゴリズムは、前車軸及び後車軸の両方での類似の車輪速度差パターンを認識することによりコーナリングを識別し、そしてこれらの状態下で収集されたデータを検出プロセスに入れることを除外する。式は、次のとおり単純化され且つ操作されることができる。
【００３４】
【数２４】

この式の左辺は単純にＮＯＲＭ_jであり、それにより次のとおり表される。
【００３５】
【数２５】

及び
【００３６】
【数２６】

（１／ｒ）は、曲率と認められ、そして曲率値を超えた場合車両が有意のカーブにいると判断されるその曲率値を表す所定の曲率値「Ｂ」及び「Ｃ」と比較されることができる。「Ｂ」及び「Ｃ」値は、アルゴリズムが実際の方向転換（ターン）をしようとする（ｎｅｇｏｔｉａｔｉｎｇ）車両を検出することができるに十分小さいように選定される。他方、小さい過ぎる値は、運転手が直線運転している間に実際に単純に正常コース補正をしつつあるとき車両が方向転換をしようとしていることを決定するであろう（、従って、空気抜け検出に使用可能な「良好な（ｇｏｏｄ）」データ量を低減する）。
【００３７】
本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲及び図面を検討するとき当業者に明らかになるであろう。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明の１つの実施形態が詳細に説明される前に、本発明はその適用において以下の記載に説明され又は図面に図示されている構成の詳細及び構成要素の配置に限定されるものではないことを理解すべきである。本発明は、他の実施形態が可能であり、且つ種々の要領で実施され又は実行されることが可能である。また、本明細書に用いられている言い回し及び術語は、説明の目的であり、また限定とみなすべきでない。本明細書における「含む」及び「備える」及びそれらの変形の使用は、以降にリストされる項目及びその均等物並びに追加の項目を包括的に含むことを意味する。
【００３９】
図１、図２及び図３に表されているフローチャートは、本発明に従った方法を実行するため用いられることができるコンピュータ・プログラムの単純化した表現を概略的に示す。プログラム全体を通して、車輪速度は、４つの車輪の各々の車輪速度センサから一定のサンプリング間隔で読み込まれる。これらの車輪速度値は前述のように車輪速度の正規化された百分率差を計算するため用いられるが、その車輪速度値は、較正手順（そこにおいて組み込みのばらつきが決定される。）及び続くｔ₀計算（そこにおいて膨張がチェックされる。）の両方においても用いられる。空気抜けが検出されたとき、運転手は、タイヤの圧力を均一にするため改善措置を取るであろうことが想定される。このことを行い次第、運転手は、リセット・ボタンを押すことによりシステムをリセットすることができる。これは、車輪アライメント又は新しいタイヤの取り付けの後のような、再較正が所望されるいずれのときになされることができる。
【００４０】
システムがリセットされるときは常に、プログラムで用いられている種々のフラグ及びカウンタが初期化される（ブロック１０）。較正フラグのセッティング（ｆ＿ｃａｌ＝１）は、リセット・ボタンが押され済みであり、そして較正が進められるべきであることを示す。警告灯フラグのセッティング（ｆ＿ｗｌｔ＝１）は、警告灯のセッティングをオンにする。ブレーキ灯スイッチ・フラグ（ｆ＿ｂｌｓ＝０）は、ブレーキ圧力の欠如を示す。このスイッチは、ブレーキ灯と並列にワイヤ接続される。タイヤ膨張モニタリング・カウンタ（以降「ＴＩＭカウンタ」と言う。）は較正又はタイヤ膨張のモニタリングのため用いられる合計ｎ個のデータ対を計数するが、該ＴＩＭカウンタがゼロにセットされる（ｉ＿ｔｉｍ＝０）。同様に、操作カウンタはＴＩＭカウンタと共に動作するループ・カウンタであるが、該操作カウンタがゼロにセットされる（ｉ＿ｍａｎ＝０）。
【００４１】
初期化に続いて、車輪速度Ｖ₁、Ｖ₂、Ｖ₃及びＶ₄の読取りが始まる（ブロック１２）。４つの値の各組が読み取られるにつれ、較正フラグ及び警告灯フラグがチェックされる（ブロック１４）。両方がセットされている場合、これは、プログラムが較正ループをスタートしつつあることの明瞭な標しである。警告灯がオフにされ（ブロック１６）、修正係数ＭＯＤ_jが０にセットされ（ブロック１８）、そして操作の合計及びＴＩＭの合計がクリアされる（ブロック２０）。警告灯フラグがセットされ且つシステムが較正されていない場合（ブロック２２の肯定（イエス））、これは、低いタイヤ圧力が検出されたことの明瞭な標しである。プログラムは、ブロック１２に戻り、そしてシステムがリセットされるまで車輪速度を読み込むのを継続する。空気をタイヤに入れ且つシステムをリセットすることが、ここで運転手に負わされる。
【００４２】
警告灯がオフである（ブロック２２における答えが「否定（ノー）」、又はブロック１６において警告灯がクリアにされている結果として）場合、車輪速度値は、幾つかのフィルタリング・ステップを通されて、信頼性良い較正又はタイヤ膨張チェックのため用いることができない値を排除する。ブロック２４はＡＢＳ故障をチェックする。なお、該ＡＢＳ故障は、ＡＢＳ制御モジュールにより外部で決定され、それによりＡＢＳは停止され、そしてブレーキ圧力の自動調整が排除される。ブロック２６は、予備タイヤの存在をチェックする。なお、予備タイヤは、１つの車輪速度が他の車輪速度より著しく速いとき検出される。上記のチェックのいずれかが肯定（イエス）である場合、タイヤ膨張モニタリング・ステップはバイパスされ、そしてプログラムは次の組の車輪速度データのためブロック１２に戻る。
【００４３】
上記のチェックが否定（ノー）の場合、フィルタリングが継続される。ブロック２８は、車両が特に遅く（１０ｋｐｈ（「ｋｍ／時」を示す））又は特に速く（２００ｋｐｈ以上）移動しつつあるとき生じる車輪速度をフィルタリングして除く。ブロック３０が、ブレーキ作動をチェックし、そしてブレーキ灯スイッチがオンであるときの値を無視する。ブレーキ作動が存在しない場合、車輪速度値は、急な正又は負の変化についてチェックされる（ブロック３２）。なお、該変化は、例えば、道路上における大きな***部により起こり得る非定常な挙動又は車輪雑音を示すであろう。ブロック３２は、ｄｖ／ｄｔが車輪加速又は減速の限度に対応する限度内にあるときのみ車輪速度値を受け入れる。ブロック３３は、例えば、運転手が過剰のスロットル入力を滑り易い表面（例えば、氷又は雪で覆われた道路）上で用いるとき生じ得る駆動車輪の加速の極端な形である車輪スピンアップ（ｓｐｉｎ−ｕｐ）をチェックする。スピンアップがブロック３２で検出されたが、しかしスピンアップにより生じる「悪い」データの可能性のため、第２のチェックがブロック３３において行われる。比較が各駆動車輪と各非駆動車輪との間でなされる。いずれの駆動車輪といずれの非駆動車輪との間の差が「Ｘ」より大きい場合、そのデータは通されるのを許されない。「Ｘ」は、いずれの観測された駆動スリップより大きい値であるが、しかし出来るだけ迅速にスピンアップを検出するに十分なほど小さい。
【００４４】
ここで、図１の予備フィルタリングに続く図２を参照すると、各車軸の右車輪と左車輪との間の車輪速度の正規化百分率差が、ブロック３４で計算され、そしてそれは、前車軸に対してはＮＯＲＭ_i1により、そして後車軸に対してはＮＯＲＭ_i2により表される。較正ループがまだ完了されていない場合、各車軸に対する修正係数ＭＯＤ_jは依然０にセットされていることに注目されたい。補正に続いて、正規化車軸百分率差は、それぞれの操作和ＭＡＮ ＳＵＭ_jに加えられ（ブロック３６）、そして操作カウンタが増分される（ブロック３８）。操作ループは、車両が操作状態にあるか否かをチェックするためいつでも動作する１０回ループ・サイクル（ｔｅｎ−ｌｏｏｐ ｃｙｃｌｅ）である。その１０回ループが完了したとき（ブロック４０）、ＭＡＮ ＳＵＭ_jは１０個のＮＯＲＭ_j値の和に等しい。ＭＡＸＩＭＵＭ ＮＯＲＭ_jはこれらの１０個のＮＯＲＭ_j値のうちの最大を表し、そしてＭＩＮＩＭＵＭ ＮＯＲＭ_jはこれらの１０個のＮＯＲＭ_j値のうちの最小を表す。ＭＡＸＩＭＵＭ ＮＯＲＭ_j値及びＭＩＮＩＭＵＭ ＮＯＲＭ_j値は、ブロック４１において記憶される。
【００４５】
操作チェックが実行され（ブロック４２）、そこにおいて１０個のＮＯＲＭ_j値は、固定値「Ｂ」及び「Ｃ」と比較され、車両がコーナリングにあるか否かを決定する。ＮＯＲＭ_j値が「Ｂ」と「Ｃ」との間の所定の範囲の外に入る場合、車両は方向転換（ターン）状態にあり、そしてプログラムは以下に説明されるブロック５０に進む。ＮＯＲＭ_j値が「Ｂ」と「Ｃ」との間の所定の範囲内に入る場合、各車軸に対する操作和は、タイヤ膨張モニタリング和ＴＩＭ ＳＵＭ_jに加えられる（ブロック４６）。次に、ＲＡＮＧＥ ＳＵＭ_jが、最も最近のデータからの範囲を加えることにより更新される（ブロック４７）。ＲＡＮＧＥ ＳＵＭ_j値は、（前述のような）推定標準偏差を計算するために用いられる値Ｒ￣（なお、本明細書において、「Ｘ￣」は記号Ｘの上に￣を記した記号を表すものとする。）を表し、（ＭＡＸＩＭＵＭ ＮＯＲＭ_j−ＭＩＮＩＭＵＭ ＮＯＲＭ_j）値はＲ_iを表す。更新されたＲＡＮＧＥ ＳＵＭ_j値を用いて、ＴＩＭカウンタは、１０だけ増分され（ブロック４８）、１０より多いデータ対が入力されたことを示す。このＴＩＭ和及びＴＩＭカウンタの増分に続いて、プログラムはブロック５０に進む。
【００４６】
ブロック５０で、ＭＡＮ ＳＵＭ_jがクリアされ、そしてブロック５２で、操作カウンタがリセットされる。次いで、ブロック５４は、較正が依然進行中か否かを、即ち較正フラグが依然ｆ＿ｃａｌ＝１にセットされているか否かをチェックする。リセットに続く較正は、６０００個のフィルタリングされた車輪速度の読出しを要求する。従って、較正フラグがｆ＿ｃａｌ＝１にセットされたままである場合、ブロック５６は、６０００回のループが完了した（ｉ＿ｔｉｍ＝６０００）か否かを尋ねる。これが否定（ノー）の場合、プログラムはブロック１２に戻り、そこにおいて追加の車輪速度が読み込まれ、そしてシークエンスは、６０００個のデータ対が入力されるまで繰り返される。一旦較正のための６０００回のループが完了してしまうと、修正係数ＭＯＤ_jが、各車軸に対して計算される（ブロック５８）。ＭＯＤ_jは、ブロック５８における計算から分かるように、単純に各車軸に対する平均ＮＯＲＭ_j値である。ｎが単純にＴＩＭカウンタの現在値ｉ＿ｔｉｍであることを想起されたい。ＴＩＭ和は、この点までに収集されたデータが較正のためであったので、ブロック６０でクリアされ、そしてタイヤ膨張モニタリングはまだ始まっていない。最後に、較正フラグがゼロにセットされ、そしてＴＩＭカウンタがリセットされる（ブロック６２）。次いで、プログラムはブロック１２に戻り、そこにおいて新しい車輪速度値が読み込まれ、そしてプログラムは前述のように進行する。
【００４７】
プログラムが次にブロック５４に到達する時に、較正フラグはｆ＿ｃａｌ＝０にセットされ（これはブロック６２で行われる。）、このｆ＿ｃａｌ＝０は較正が完了していて、そしてタイヤ膨張モニタリングの開始準備済みであることを示す。次いで、プログラムはブロック６４に進む。最初に、下限（ＬＯＷＥＲ ＬＩＭＩＴ_j）が計算され、この下限は、ｔ₀値より下では単一の車軸の両方のタイヤが確実に正常に膨張されていると見做されるそのｔ₀値を表す。下限は前車軸及び後車軸の両方に対して個々に計算され、それにより両方の車軸を互いに分離し且つ駆動スリップ、及び異なるサイズの車輪又はタイヤと通常関連した問題を排除する。下限は、ｉ＿ｔｉｍ（入力されたデータ対の合計数）の関数であり、そして記憶されたルックアップ・テーブルから内挿されることができ、又は代替として以下に説明するように計算することができる。次に、ｔ₀値より上では単一の車軸のタイヤが確実に空気抜けしていると判定されるそのｔ₀値を表す上限（ＵＰＰＥＲ ＬＩＭＩＴ_j）が、計算される（ブロック６６）。再び、前及び後ろの車軸に対する別々の上限が、両方の車軸を分離するため計算される。下限と同様に、上限は、ｉ＿ｔｉｍの関数であり、そして記憶されているルックアップ・テーブルから内挿することができ、又は代替として計算することができる。
【００４８】
ルックアップ・テーブルの場合においては、上限及び下限に対する実験値が、変化する程度の空気抜けしたタイヤの車両を運転することにより決定することができる。マイクロプロセッサにおいて、対応するｔ₀値を決定し、表にし、そして記憶することができる。設計者は、所望の膨張検出感度に応じて各車軸に対する上限及び下限を選定することができる。代替として、タイヤ空気抜けに起因した転がり半径の正確な変化が（設計又は実験的手段により）分かっている場合、Ｄ￣_jの対応値を計算することができる。次いで、Ｓ_Dが、車両試験に基づいて実験的に決定され（、サスペンション同調、タイヤ剛性、及び車輪速度センサの選定のような要因により生じる標準偏差又は「雑音」を見つけ）ることができ、そしてｔ₀値に対する上限及び下限が、計算され、マイクロプロセッサに記憶されることができる。
【００４９】
各車軸に対する実際のｔ₀値が、ここで、［課題を解決するための手段］の欄で説明した修正された対ｔ検定に従って、即ち次式により計算される（ブロック６８、これは図３に詳細に示される。）
【００５０】
【数２７】

ここで、
【００５１】
【数２８】

【００５２】
【数２９】

ここで、ｄ₂は定数であり（この定数は統計表から与えられ、このケースではｎ_R＝１０からｄ₂＝３．０７８である。）、ｋ＝ｎ／１０であり、√ｎはマイクロプロセッサに記憶されている表から内挿される。ｎは、単純に、ｔ₀が計算されている点におけるＴＩＭカウンタの現在値ｉ＿ｔｉｍであることを想起されたい。
【００５３】
ｔ₀計算の実現は更に一層単純化され得る。例えば、図３は、Ｄ_j及びＳ_Dの両方が分母に「ｎ」を含むことを示している。従って、ｔ₀は、次式により表すことができる。
【００５４】
【数３０】

ここで、「ｃ」は「ｄ₂／１０」に等しい。更に、「ｃ」を全く用いる必要がない。それは、これが、一定利得であり、そして単純に、ブロック６４及び６６における上限及び下限に組み込まれ（事前処理され）得て、結果として更により単純な計算をもたらすからである。
【００５５】
次いで、各車軸に対するｔ₀値が、上限と比較される（図２に示されるブロック７０）。ブロック７０で、車軸に対するｔ₀値が上限より大きい場合、その車軸のタイヤは確実に空気抜けされていると決定され、その場合に警告灯が作動される（ブロック７２）。ＴＩＭ和がクリアされ（ブロック７８）、そしてプログラムはブロック１２に戻る。車輪速度値の読み込みを継続するであろうが、しかし車輪速度値はこのサブルーチンにおいて用いられないであろう。車軸に対するｔ₀値が上限より小さい又はそれに等しい場合、ｔ₀値は下限と比較される（ブロック７４）。車軸に対するｔ₀が下限より小さい場合、その車軸のタイヤは確実に正常に膨張されていると決定される。ＴＩＭカウンタがクリアされ（ブロック７６）、そしてＴＩＭ和がクリアされる（ブロック７８）。ｔ₀が下限より大きく且つ上限より小さい（ブロック７４での「否定（ノー）」の応答）の場合、プログラムはブロック１２に戻り、そして上側スレッショルドか又は下側スレッショルドかのいずれかが交差されるまで、データの累算を継続する（そして、一層多いデータ対ｎをもたらす）。なお、上側スレッショルド及び下側スレッショルドはそれぞれ、確実に空気抜けであること、及び確実に適正な膨張であることを表す。
【００５６】
図面に示されていないが、プログラムは、警告灯がブロック７２において作動された後に膨張モニタリング・サブルーチンが継続するオプションを含んでもよい。ｔ₀が後に下限より小さい値に戻る場合、空気抜けしたタイヤがユーザにより適正に修理され済みであり、そしてその適正なレベルを推定する。ｔ₀値が下限より小さくなるとき、低タイヤ圧力警告灯が自動的にクリアされ（ｆ＿ｗｌｔ＝０）、運転手はシステムを手動でリセットする必要がない。
【００５７】
本発明の種々の特徴が特許請求の範囲に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に従った好適な方法のフローチャートの前半部を表す。
【図２】図２は、本発明に従った好適な方法のフローチャートの後半部を表す。
【図３】図３は、ｔ₀の計算のより詳細なフローチャートを示す。

Claims (20)

1. ４つの車輪、及び各車輪上に１つのタイヤを有する自動車のタイヤの圧力の損失を検出する方法において、
   １つの車軸の第１の車輪の車輪速度を複数のｎ回測定するステップと、
   前記１つの車軸の第２の車輪の車輪速度を複数のｎ回測定するステップと、
   前記の測定された車輪速度を対ｔ検定統計解析に用いて、いずれの車輪が空気抜けしたタイヤを有するかを決定するステップと
   を備える方法。
2. 対ｔ検定統計解析は次式を利用し、
   

   

   ここで、Ｄ￣は第１及び第２の車輪の車輪速度の標本平均差であり、Ｓ_Dは第１及び第２の車輪の車輪速度差の標準偏差であり、ｔ₀は対ｔ検定のｔ₀値である請求項１記載の方法。
3. Ｄ￣は、各時間セットｎに対して第１及び第２の車輪速度間の百分率差を計算し、当該百分率差値を加算して空気抜けモニタリング和ＴＩＭＳＵＭを形成し、且つ次式に従ってＤ￣を計算することにより計算される請求項２記載の方法。
   

   
4. Ｓ_Dは次式に従って計算され、
   

   

   ここで、Ｄ_jは第１の車輪と第２の車輪の車輪速度差である請求項２記載の方法。
5. Ｓ_Dは、浮動小数点マイクロプロセッサを用いて計算される請求項４記載の方法。
6. Ｓ_Dは次式に従って計算され、
   

   

   ここで、ｋ＝ｎ／１０であり、ｄ₂は相対範囲分布の平均値であり且つ統計表から与えられる定数であり、ＲＡＮＧＥ ＳＵＭは第１の車輪と第２の車輪との車輪速度間の正規化百分率差値の範囲である請求項２記載の方法。
7. 前記マイクロプロセッサが整数マイクロプロセッサである請求項６記載の方法。
8. √ｎがマイクロプロセッサに記憶されたテーブルから供給される請求項２記載の方法。
9. 前記マイクロプロセッサが整数マイクロプロセッサである請求項８記載の方法。
10. ｔ₀値が所定の上限と比較され、いずれのタイヤが空気抜けしているかを決定する請求項２記載の方法。
11. ｔ₀が上限を超えたとき運転手警告装置を作動させるステップを更に含む請求項１０記載の方法。
12. ｔ₀値を所定の下限と比較され、いずれのタイヤが適正に膨張されているかを決定する請求項２記載の方法。
13. 前記車軸が第１の車軸であり、
    第２の車軸の第１の車輪の車輪速度を複数のｎ回測定するステップと、
    第２の車軸の第２の車輪の車輪速度を複数のｎ回測定するステップと、
    第２の車軸からの測定された車輪速度を対ｔ検定統計解析に用いて、第２の車軸のいずれの車輪が空気抜けしたタイヤを有するかを決定するステップと
    を更に備える請求項１記載の方法。
14. 対ｔ検定統計解析は、第２の車軸からの測定された車輪速度とは無関係に第１の車軸からの測定された車輪速度を用いることにより複数の車軸を分離する請求項１３記載の方法。
15. ４つの車輪、及び各車輪に１つのタイヤを有する自動車のタイヤの圧力損失を決定する方法において、
    車輪速度Ｖ_i1、Ｖ_i2、Ｖ_i3及びＶ_i4を複数のｎ回測定するステップと、
    

    

    である第１の車軸の車輪速度Ｖ_i1とＶ_i2との間の正規化百分率差値ＮＯＲＭ_i1を計算するステップと、
    

    

    である第２の車軸の車輪速度Ｖ_i3とＶ_i4との間の正規化百分率差値ＮＯＲＭ_i2を計算するステップと、
    ＮＯＲＭ_i2値を加算して膨張モニタリング和ＴＩＭ ＳＵＭ₂を形成するステップと、
    

    

    である第１の標本平均差値Ｄ￣₁を計算するステップと、
    

    

    である第２の標本平均差値Ｄ￣₂を計算するステップと、
    

    

    であり、ここで、ｋ＝ｎ／１０であり、ｄ₂は相対範囲分布の平均値であり且つ統計表から与えられる定数であり、ＲＡＮＧＥ ＳＵＭ₁はＮＯＲＭ_i1値の範囲である、第１の標準偏差値Ｓ_D1を計算するステップと、
    

    

    であり、ここで、ｋ＝ｎ／１０であり、ｄ₂は相対範囲分布の平均値であり且つ統計表から与えられる定数であり、ＲＡＮＧＥ ＳＵＭ₂はＮＯＲＭ_i2値の範囲である、第２の標準偏差値Ｓ_D1を計算するステップと、
    

    

    であり、ここで、√ｎは前記マイクロプロセッサの中の第２の表から与えられる、第１の車軸に対する第１のｔ₀値ｔ₀₁を計算するステップと、
    

    

    であり、ここで、√ｎは前記マイクロプロセッサの中の第２の表から与えられる、第２の車軸に対する第２のｔ₀値ｔ₀₂を計算するステップと、
    ｔ₀₁を所定の上限と比較して、第１の車軸が空気抜けしたタイヤを有するか否かを決定するステップと、
    ｔ₀₂を所定の上限と比較して、第２の車軸が空気抜けしたタイヤを有するか否かを決定するステップと
    を備える方法。
16. ｔ₀₁又はｔ₀₂がそれぞれ所定の上限を超えたとき運転手警告装置を作動するステップを更に備える請求項１５記載の方法。
17. ｔ₀₁を所定の下限と比較して、第１の車軸のタイヤが適正に膨張されているか否かを決定するステップと、
    ｔ₀₂を所定の下限と比較して、第２の車軸のタイヤが適正に膨張されているか否かを決定するステップと
    を更に備える請求項１５記載の方法。
18. 車輪速度Ｖ_i1、Ｖ_i2、Ｖ_i3及びＶ_i4を複数のｎ回測定する前に較正時間間隔で複数のｍ回測定するステップと、
    第１の車軸の２つの車輪間の転がり半径のばらつきを割り引く第１の車軸較正係数ＭＯＤ₁を決定するステップと、
    正規化百分率差ＮＯＲＭ_i1をＭＯＤ₁だけ複数のｎ回の間修正するステップと、
    第２の車軸の２つの車輪間の転がり半径のばらつきを割り引く第２の車軸較正係数ＭＯＤ₂を決定するステップと、
    正規化百分率差ＮＯＲＭ_i2をＭＯＤ₂だけ複数のｎ回の間修正するステップとを更に備える請求項１５記載の方法。
19. 前記自動車がコーナリングしているときを決定するステップと、
    コーナリングの間に測定された車輪速度を、ｔ₀₁値及びｔ₀₂値のそれぞれを計算するのに用いられる前記ステップから除外するステップと
    を更に備える請求項１５記載の方法。
20. 前記自動車が所定の制限内で加速又は減速しているときを決定するステップと、
    所定の制限外の加速又は減速の間に測定された車輪速度を、ｔ₀₁値及びｔ₀₂値のそれぞれを計算するのに用いられる前記ステップから除外するステップと
    を更に備える請求項１５記載の方法。

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