JP3923804B2

JP3923804B2 - 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

Info

Publication number: JP3923804B2
Application number: JP2002005048A
Authority: JP
Inventors: 真一松浦
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2022-01-11
Also published as: JP2003205717A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は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に関する。さらに詳しくは、４輪車両の４輪タイヤの同時減圧を検出することができる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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、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）がある。この装置は、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速度や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（特開昭６３−３０５０１１号公報参照）では、判定値ＤＥＬとして、
ＤＥＬ＝｛（Ｆ１＋Ｆ４）／２−（Ｆ２＋Ｆ３）／２｝／｛（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４）／４｝×１００（％）
を用いている。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】
【発明が解決しようとする課題】
たとえば長期的な自然エアリークの場合、４輪タイヤが同時に減圧することがまれにある。
【０００４】
しかしながら、従来の方法は４輪の対角にある回転角速度の和同士の差から減圧判定しているため、４輪タイヤの同時減圧を検出することができない。このため、減圧しているとわからず、走行を続けることにより、タイヤの転がり抵抗の増加による燃費の悪化、しいてはバーストにつながるという問題がある。
【０００５】
本発明は、叙上の事情に鑑み、４輪車両の４輪タイヤの同時減圧を検出することができる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を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のタイヤ空気圧低下検出方法は、４輪車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいてタイヤの内圧低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法であって、前記各タイヤの回転情報を検知する工程と、操舵角を検出する工程と、前記各タイヤの回転情報および操舵角を記憶する工程と、前記タイヤの回転情報から旋回半径を演算する工程と、前記旋回半径の値に対応する正常内圧時の操舵角を検索する工程と、該正常内圧時の操舵角と前記検出された操舵角とを比較する工程と、当該比較に基づいて、タイヤの空気圧の低下を判定する工程とを備えているタイヤ空気圧低下検出方法であって、正常内圧時における、複数の旋回半径と、それぞれの旋回半径に対応する操舵角とを予め記憶してなることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のタイヤ空気圧低下検出装置は、４輪車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいてタイヤの内圧低下を検出するタイヤ空気圧低下検出装置であって、前記各タイヤの回転情報を検知する回転情報検知手段と、操舵角を検出する舵角検出手段と、前記各タイヤの回転情報および操舵角を記憶する記憶手段と、前記タイヤの回転情報から旋回半径を演算する旋回半径演算処理手段と、前記旋回半径の値に対応する正常内圧時の操舵角を検索する検索手段と、該正常内圧時の操舵角と前記検出された操舵角とを比較する比較手段と、当該比較に基づいて、タイヤの空気圧の低下を判定する減圧判定手段とを備えてなるタイヤ空気圧低下検出装置であって、正常内圧時における、複数の旋回半径と、それぞれの旋回半径に対応する操舵角とを予め記憶してなることを特徴とする。
【０００８】
さらに本発明のタイヤ減圧判定のプログラムは、タイヤの空気圧低下を判定するためにコンピュータを、各タイヤの回転情報および操舵角を記憶する記憶手段、前記タイヤの回転情報から旋回半径を演算する旋回半径演算処理手段、前記旋回半径の値に対応する正常内圧時の操舵角を検索する検索手段、該正常内圧時の操舵角と前記検出された操舵角とを比較する比較手段、当該比較に基づいて、タイヤの空気圧の低下を判定する減圧判定手段として機能させるタイヤ減圧判定のプログラムであって、正常内圧時における、複数の旋回半径と、それぞれの旋回半径に対応する操舵角とを予め記憶してなることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の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を説明する。
【００１０】
図１に示すように、本発明の一実施の形態にかかわるタイヤの空気圧低下検出装置は、たとえば４輪車両に備えられた４つのタイヤＦＬ、ＦＲ、ＲＬおよびＲＲ（Ｗｉ、ｉ＝１〜４、１：前左タイヤ、２：前右タイヤ、３：後左タイヤ、４：後右タイヤ）の空気圧が低下しているか否かを検出するもので、各タイヤＷｉにそれぞれ関連して設けられた通常の回転情報検知手段１を備えるとともに、車輪の操舵角を検出する舵角検出手段Ｓを備えている。
【００１１】
前記回転情報検知手段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車輪速度（回転速度）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、この電圧から車輪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。また舵角検出手段Ｓとしては、通常の舵角センサなどを用いることができる。前記回転情報検知手段１および舵角検出手段Ｓ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Ｗｉ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、およびドライバーによって操作することができる初期化スイッチ４が接続されている。
【００１２】
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。
【００１３】
一般に図３に示されるように、正常内圧（２００ｋＰａ）のタイヤＳＡによるＣＦ（コーナリングフォース）の特性に対して、１００ｋＰａに減圧したタイヤＤＡのＣＦは低下するので、車両としての旋回能力が低下する。これは、前記タイヤＳＡを装着した車両と同時減圧のタイヤＤＡを装着した車両とを、たとえば車速４０ｋｍ／ｈで走行させた場合、図４に示されるように、同時減圧のタイヤＤＡを装着した車両では、タイヤＳＡを装着した車両と同じコーナーを回るにも大きな操舵角が必要であることを意味している。すなわち減圧タイヤでは、操舵角を増して回ろうとするため、計算上の車両の旋回半径が正常内圧時と減圧時で同じでも、操舵角の方は正常内圧時と減圧時とで異なる。これにより、計算によって求められる車両の旋回半径と正常内圧時の操舵角を記憶しておき、検出された操舵角との比較により４輪タイヤの同時減圧を判定することができる。
【００１４】
そこで、本実施の形態にかかわるタイヤ空気圧低下検出装置は、前記各タイヤの回転情報を検知する回転情報検知手段１と、操舵角を検出する舵角検出手段Ｓと、前記各タイヤの回転情報および操舵角を記憶する記憶手段と、前記タイヤの回転情報から旋回半径を演算する旋回半径演算処理手段と、前記旋回半径の値に対応する正常内圧時の操舵角を検索する検索手段と、該正常内圧時の操舵角と前記検出された操舵角とを比較する比較手段と、当該比較に基づいて、タイヤの空気圧の低下を判定する減圧判定手段とを備えている。
【００１５】
また、本実施の形態のタイヤ減圧判定のプログラムは、制御ユニット２を、各タイヤの回転情報および操舵角を記憶する記憶手段、前記タイヤの回転情報から旋回半径を演算する旋回半径演算処理手段、前記旋回半径の値に対応する正常内圧時の操舵角を検索する検索手段、該正常内圧時の操舵角と前記検出された操舵角とを比較する比較手段、当該比較に基づいて、タイヤの空気圧の低下を判定する減圧判定手段として機能させる。
【００１６】
前記回転情報検知手段１では、タイヤＷｉ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、回転情報検知手段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Ｗｉの回転角速度Ｆ_iが算出される。
【００１７】
ここで、タイヤＷｉ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Ｗｉ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Ｗｉ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Ｗｉの回転角速度Ｆ_iはばらつくことになる。そこで、初期差異によるばらつきを打ち消すために補正した回転角速度Ｆ１_iを算出する。具体的には、
Ｆ１₁＝Ｆ₁
Ｆ１₂＝ｍＦ₂
Ｆ１₃＝Ｆ₃
Ｆ１₄＝ｎＦ₄
と補正される。前記補正係数ｍ、ｎは、たとえば車両が直線走行していることを条件として回転角速度Ｆ_iを算出し、この算出された回転角速度Ｆ_iに基づいて、ｍ＝Ｆ₁／Ｆ₂、ｎ＝Ｆ₃／Ｆ₄として得られる。
【００１８】
そして、前記Ｆ１_iに基づき、車両の速度Ｖをつぎの式により算出する。
Ｖ＝（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）／４
ここで、Ｖ(ｉ)：タイヤの車輪速度（ｍ／ｓｃｅ）
ｉ：１＝前左タイヤ、２＝前右タイヤ、３＝後左タイヤ、４＝後右タイヤである。
【００１９】
また、現在走行しているコーナーの旋回半径は、従動左右輪間の旋回半径差を利用して従動左右輪の回転情報、たとえば車輪速度または回転角速度などから求めることができる。たとえば車両が左コーナーを走行している場合において、コーナー内側の駆動輪タイヤＲＬはスリップしやすいため、旋回半径を正確に計算するには不適切であることから、従動輪タイヤＦＬ、ＦＲの速度Ｖ１、Ｖ２を用いて算出する。これにより、旋回半径Ｒがつぎの式から算出される。
Ｒ＝Ｒｏ×{１＋（Ｖ²×２×定数）／（９．８×Ｔｗ）}
ここで、Ｒｏ：(Ｖ１＋Ｖ２)／(Ｖ１−Ｖ２)×Ｔｗ／２
Ｔｗ：キングピン間の距離（トレッド幅）（ｍ）
である。前記定数は、たとえば車両をタイヤの正常内圧にてカーブを走行させて実験により求められ、ＲＯＭ２ｃに予め格納されている。
【００２０】
また、操舵角は、たとえばＶＳＣ車に標準装備されている舵角センサの情報から求めることができる。
【００２１】
そして、予め表１に示されるように、たとえばＦＲ車での通常の旋回速度４０ｋｍ／ｈにおける旋回半径Ｒに対応する正常内圧時の操舵角Ｅθを制御ユニット２にメモリーしておく。
【００２２】
【表１】

【００２３】
つぎに本発明を図５のフローチャートに基づいて説明する。まずサンプリング時間、たとえば４０ｍｓごとに走行中４輪の車輪速度を計算したのち、従動輪の平均車輪速度を車両速度とした（ステップＳ１、Ｓ２）。ついで車両速度が８０ｋｍ／ｈ以上になると、タイヤに滑りが発生しやすいので、車両速度が８０ｋｍ／ｈ以上であるか否かを判断し、８０ｋｍ／ｈ未満である場合に旋回半径Ｒを計算する（ステップＳ３、Ｓ４）。ついで予め記憶しておいた正常内圧時の旋回半径Ｒと操舵角との関係から、計算された旋回半径Ｒに相当する正常内圧時の操舵角Ｅθを検索する（ステップＳ５）。そして、舵角センサから検出されるセンサ操舵角Ｓθと正常内圧時の操舵角Ｅθとを比較する（ステップＳ６）。比較方法としては、大小関係、差または比率などを用いて行ない、センサ操舵角Ｓθが正常内圧時の操舵角Ｅθより大きい場合、車体が操舵角を増して回ろうとしているため、４輪タイヤが同時に減圧していると判定され、ドライバーに表示器などにより警報を発して知らせる（ステップＳ７）。ここで用いた舵角センサは、精度０．１°のものであるが、操舵角は、一般的に路面差（μ値の違い）によるすべりも考慮する必要がある。そのような点も考えて、テストコースでの一般的なアスファルト路面で評価した。その結果、図４に示されるように１００Ｒ旋回中操舵角で５〜１０°の差Ｈがあれば、４輪減圧していると判定することができる。
【００２４】
なお、これまで、４輪タイヤの同時減圧の検出について説明したが、本発明は、従来と同様に１輪タイヤの減圧を検出する判定を行なうこともできる。かかる１輪タイヤの減圧の判定には、たとえばつぎの式から得られる判定値、すなわち前輪タイヤと後輪タイヤとの２つの対角和の差を比較するものであって、対角線上にある一対の車輪からの信号の合計から対角線上にある他の一対の車輪からの信号の合計を引算し、その結果と２つの合計の平均値との比率を用いることができる。
ＤＥＬ＝｛（Ｖ１＋Ｖ４）／２−（Ｖ２＋Ｖ３）／２｝／｛（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）／４｝×１００（％）
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、１輪タイヤの減圧を検出することができるとともに、減圧判定の精度を向上させるために、４輪車両の４輪タイヤの同時減圧を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤ空気圧低下検出装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１における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】コーナリングフォースとスリップ角との関係（タイヤＣＦ特性の内圧依存性）を示す図である。
【図４】操舵角と旋回半径との関係を示す図である。
【図５】本発明のフローチャートである。
【符号の説明】
１回転情報検知手段
２制御ユニット
３表示器
４初期化スイッチ
Ｓ舵角検出手段

Claims

４輪車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいてタイヤの内圧低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法であって、前記各タイヤの回転情報を検知する工程と、操舵角を検出する工程と、前記各タイヤの回転情報および操舵角を記憶する工程と、前記タイヤの回転情報から旋回半径を演算する工程と、前記旋回半径の値に対応する正常内圧時の操舵角を検索する工程と、該正常内圧時の操舵角と前記検出された操舵角とを比較する工程と、当該比較に基づいて、タイヤの空気圧の低下を判定する工程とを備えているタイヤ空気圧低下検出方法であって、
正常内圧時における、複数の旋回半径と、それぞれの旋回半径に対応する操舵角とを予め記憶してなるタイヤ空気圧低下検出方法。
４輪車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいてタイヤの内圧低下を検出するタイヤ空気圧低下検出装置であって、前記各タイヤの回転情報を検知する回転情報検知手段と、操舵角を検出する舵角検出手段と、前記各タイヤの回転情報および操舵角を記憶する記憶手段と、前記タイヤの回転情報から旋回半径を演算する旋回半径演算処理手段と、前記旋回半径の値に対応する正常内圧時の操舵角を検索する検索手段と、該正常内圧時の操舵角と前記検出された操舵角とを比較する比較手段と、当該比較に基づいて、タイヤの空気圧の低下を判定する減圧判定手段とを備えてなることを特徴とするタイヤ空気圧低下検出装置であって、
正常内圧時における、複数の旋回半径と、それぞれの旋回半径に対応する操舵角とを予め記憶してなるタイヤ空気圧低下検出装置。
タイヤの空気圧低下を判定するためにコンピュータを、各タイヤの回転情報および操舵角を記憶する記憶手段、前記タイヤの回転情報から旋回半径を演算する旋回半径演算処理手段、前記旋回半径の値に対応する正常内圧時の操舵角を検索する検索手段、該正常内圧時の操舵角と前記検出された操舵角とを比較する比較手段、当該比較に基づいて、タイヤの空気圧の低下を判定する減圧判定手段として機能させるためのタイヤ減圧判定のプログラムであって、
正常内圧時における、複数の旋回半径と、それぞれの旋回半径に対応する操舵角とを予め記憶してなるタイヤ減圧判定のプログラム。