JP5069970B2 - タイヤ内圧低下検出方法及び装置、並びにタイヤ内圧低下検出プログラム - Google Patents

Description

本発明はタイヤ内圧低下検出方法及び装置、並びにタイヤ内圧低下検出プログラムに関する。

車両のタイヤの内圧低下を検出する方法として、従来、種々の方法が提案されており、例えば特許文献１には、車両の絶対速度と、タイヤの回転角速度との関係から走行中の車両のタイヤ動荷重半径を算出し、算出された動荷重半径が、予め正常内圧時の動荷重半径として記憶された初期値（基準値）よりも所定の程度だけ小さくなったときに、タイヤの内圧低下を警報する方法が開示されている。

この特許文献１記載の方法では、タイヤ内圧の低下以外の原因によって警報が発せられるのを防止するために、車両の走行状態を限定（平坦路を一定速度で直進している走行状態に限定）し、かかる状態のときに得られた動荷重半径を有効値としてタイヤの内圧低下の検出に用いている。

特開２００７−４５２９５号公報

ところで、タイヤの動荷重半径は、車両が加速又は減速しているときや旋回しているとき以外にも、車両に搭乗する人や車両に搭載される物の荷重の大小や有無によっても変化することが知られているが、従来、荷重による動荷重半径の変化を考慮したものはなかった。特に後輪タイヤの場合、トランクに重い荷物を載せることが多く、荷重変動が大きいことから、タイヤの減圧判定を正確に行うのが困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、荷重による動荷重半径の減少を定量的に補正することができ、タイヤの内圧低下を正確に判定することができるタイヤ内圧低下検出方法及び装置、並びにタイヤ内圧低下検出プログラムを提供することを目的としている。

本発明のタイヤ内圧低下検出方法は、走行中の車両のタイヤ動荷重半径を算出し、得られた動荷重半径の、正常内圧時における動荷重半径の基準値からの変化の大きさに基づいてタイヤの内圧低下を検出する方法であって、
前記車両の各タイヤの車輪回転情報を検出する工程と、
検出した車輪回転情報から車輪速度を算出する工程と、
車両速度を求める工程と、
前記車輪速度及び車両速度から各タイヤの動荷重半径を求める工程と、
前記車両の質量を求める工程と、
得られた車両質量と、正常内圧であり且つ荷重非搭載時における車両質量との比較により所定タイヤの輪荷重変化量を求め、この輪荷重変化量に基づいて当該所定タイヤの動荷重半径の基準値を補正する工程と、
得られたタイヤ動荷重半径の、前記補正された基準値からの変化の大きさが所定の閾値を超えた場合にタイヤの内圧低下を判定する工程と
を含んでおり、
前記車両質量を求める工程において、車両が傾斜角θの路面を走行しているものとし、当該車両の質量をｍ、車両速度をＶ、車両加速度をα、車両のアクスルシャフトをＴ、前後力をＦｘ、タイヤ負荷半径をＲ、路面の傾斜角をθ、空力抵抗をＡ、重力加速度をｇとしたときに
ｍ（α＋ｇｓｉｎ（θ））＋ＡＶ^２＝Ｆｘ＝Ｔ／Ｒ
により車両質量を求めることを特徴としている。

本発明のタイヤ内圧低下検出方法では、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）情報である車両のアクスルシャフトトルク、例えばＧＰＳから算出される車両速度、さらにはそこから算出される車両の加速度、車両が走行している路面の傾斜角αなどを用いて、車両質量を算出（推定）している。そして、この推定された車両質量と、正常内圧であり且つ荷重非搭載時における車両質量との比較により、所定タイヤの輪荷重変化量を求め、この輪荷重変化量に基づいて当該所定タイヤの動荷重半径の基準値を補正し、輪荷重による動荷重半径減少量を超えて動荷重半径が小さくなった場合にタイヤ内圧が低下していると判定している。すなわち、走行中の車両の質量を算出することにより、所定タイヤ（例えば、トランクに荷物を載せた場合における後輪タイヤ）について、輪荷重による動荷重半径の減少量を把握することができ、タイヤ内圧の低下により動荷重半径が減少した場合にのみ内圧低下の判定を行うことができる。これにより、誤警報を防止して、内圧低下の検出精度を向上させることができる。

前記基準値を補正する工程において、予め求めておいたタイヤの輪荷重と動荷重半径との関係から得られる、動荷重半径の変化に対する輪荷重の寄与度を示す動荷重半径の荷重感度を用いて、基準値の補正を行うことができる。

また、本発明のタイヤ内圧低下検出装置は、走行中の車両のタイヤ動荷重半径を算出し、得られた動荷重半径の、正常内圧時における動荷重半径の基準値からの変化の大きさに基づいてタイヤの内圧低下を検出する装置であって、
前記車両の各タイヤの車輪回転情報を検出する車輪回転情報検出手段と、
検出した車輪回転情報から車輪速度を算出する車輪速度算出手段と、
車両速度を求める車両速度算出手段と、
前記車輪速度及び車両速度から各タイヤの動荷重半径を求める動荷重半径算出手段と、
前記車両の質量を求める車両質量算出手段と、
得られた車両質量と、正常内圧であり且つ荷重非搭載時における車両質量との比較により所定タイヤの輪荷重変化量を求め、この輪荷重変化量に基づいて当該所定タイヤの動荷重半径の基準値を補正する基準値補正手段と、
得られたタイヤ動荷重半径の、前記補正された基準値からの変化の大きさが所定の閾値を超えた場合にタイヤの内圧低下を判定する判定手段と
を含んでおり、
前記車両質量算出手段は、車両が傾斜角θの路面を走行しているものとし、当該車両の質量をｍ、車両速度をＶ、車両加速度をα、車両のアクスルシャフトをＴ、前後力をＦｘ、タイヤ負荷半径をＲ、路面の傾斜角をθ、空力抵抗をＡ、重力加速度をｇとしたときに
ｍ（α＋ｇｓｉｎ（θ））＋ＡＶ^２＝Ｆｘ＝Ｔ／Ｒ
により車両質量を求めるように構成されていることを特徴としている。

さらに、本発明のタイヤ内圧低下検出プログラムは、走行中の車両のタイヤ動荷重半径を算出し、得られた動荷重半径の、正常内圧時における動荷重半径の基準値からの変化の大きさに基づいてタイヤの内圧低下を検出するためにコンピュータを、車両の各タイヤの車輪回転情報から車輪速度を算出する車輪速度算出手段、前記車輪速度及び車両速度から各タイヤの動荷重半径を求める動荷重半径算出手段、前記車両の質量を求める車両質量算出手段、得られた車両質量と、正常内圧であり且つ荷重非搭載時における車両質量との比較により所定タイヤの輪荷重変化量を求め、この輪荷重変化量に基づいて当該所定タイヤの動荷重半径の基準値を補正する基準値補正手段、得られたタイヤ動荷重半径の、前記補正された基準値からの変化の大きさが所定の閾値を超えた場合にタイヤの内圧低下を判定する判定手段として機能させ、且つ、前記車両質量算出手段が、車両が傾斜角θの路面を走行しているものとし、当該車両の質量をｍ、車両速度をＶ、車両加速度をα、車両のアクスルシャフトをＴ、前後力をＦｘ、タイヤ負荷半径をＲ、路面の傾斜角をθ、空力抵抗をＡ、重力加速度をｇとしたときに
ｍ（α＋ｇｓｉｎ（θ））＋ＡＶ^２＝Ｆｘ＝Ｔ／Ｒ
により車両質量を求めるようにしたことを特徴としている。

本発明のタイヤ内圧低下検出装置及びタイヤ内圧低下検出プログラムでは、ＣＡＮ情報である車両のアクスルシャフトトルク、例えばＧＰＳから算出される車両速度、さらにはそこから算出される車両の加速度、車両が走行している路面の傾斜角αなどを用いて、車両質量を算出している。そして、この推定された車両質量と、正常内圧であり且つ荷重非搭載時における車両質量との比較により、所定タイヤの輪荷重変化量を求め、この輪荷重変化量に基づいて当該所定タイヤの動荷重半径の基準値を補正し、輪荷重による動荷重半径減少量を超えて動荷重半径が小さくなった場合にタイヤ内圧が低下していると判定している。すなわち、走行中の車両の質量を算出することにより、所定タイヤについて、輪荷重による動荷重半径の減少量を把握することができ、タイヤ内圧の低下により動荷重半径が減少した場合にのみ内圧低下の判定を行うことができる。これにより、誤警報を防止して、内圧低下の検出精度を向上させることができる。

本発明のタイヤ内圧低下検出方法及び装置、並びにタイヤ内圧低下検出プログラムによれば、荷重による動荷重半径の減少を定量的に補正することができ、タイヤの内圧低下を正確に判定することができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明のタイヤ内圧低下検出方法（以下、単に「検出方法」ともいう）及び装置（以下、単に「検出装置」ともいう）、並びにタイヤ内圧低下検出プログラムの実施の形態を詳細に説明する。
図１に示されるように、本発明の一実施の形態に係る検出装置は、４輪車両に備えられた４つのタイヤＦＬ（左前輪）、ＦＲ（右前輪）、ＲＬ（左後輪）及びＲＲ（右後輪）の車輪回転情報を検出するため、各タイヤに関連して設けられた通常の車輪速度検出手段（車輪回転情報検出手段）１を備えている。

前記車輪速度検出手段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及び車輪速度を測定するための車輪速センサ又はダイナモのように回転を利用して発電を行い、この電圧から回転角速度及び車輪速度を測定するためのものを含む角速度センサなどを用いることができる。前記車輪速度検出手段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。この制御ユニット２には、内圧が低下したタイヤを知らせるための液晶表示素子、プラズマ表示素子又はＣＲＴなどで構成された表示器３、ドライバーによって操作することができる初期化ボタン４、タイヤの内圧低下をドライバーに知らせる警報器５、及び車両速度算出手段を構成するＧＰＳ装置６が接続されている。

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インターフェース２ａと、演算処理の中枢として機能するＣＰＵ２ｂと、この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が読み出されたりするＲＡＭ２ｄとから構成されている。なお、図２において、６ａはＧＰＳアンテナである。
前記車輪速度検出手段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」ともいう）が出力される。また、ＣＰＵ２ｂでは、車輪速度検出手段１から出力された車輪速パルスに基づいて、所定のサンプリング周期ΔＴ（ｓｅｃ）、例えばΔＴ＝０．０５秒毎に各タイヤの回転角速度が算出される。

前記車両速度は、例えばＧＰＳ速度計を利用して得ることができる。カーナビゲーションの普及によりＧＰＳ装置が多くの車両に取り付けられるようになっている。このことでＧＰＳ装置による測位技術も向上し、現在では速度を算出することに特化した装置（英国Ｒａｃｅ Ｌｏｇｉｃ社製のＧＰＳ式速度計ＶＢＯＸ（商品名））も販売されている。かかるＧＰＳ情報を用いた速度計による算出速度を車両速度として利用することができる。なお、ＧＰＳ装置により得られる車両の絶対速度以外に、例えば対地速度などの異なる方法で得られる車両の絶対速度を用いることができる。

本実施の形態に係る検出装置は、車輪速度検出手段（車輪回転情報検出手段）１と、検出された車両の各タイヤの車輪回転情報から車輪速度を算出する車輪速度算出手段と、車両速度を求めるＧＰＳ速度計と、車輪速度及び車両速度から各タイヤの動荷重半径を求める動荷重半径算出手段と、前記車両の質量を求める車両質量算出手段と、得られた車両質量と、正常内圧であり且つ荷重非搭載時における車両質量との比較により所定タイヤの輪荷重変化量を求め、この輪荷重変化量に基づいて当該所定タイヤの動荷重半径の基準値を補正する基準値補正手段と、得られたタイヤ動荷重半径の、前記補正された基準値からの変化の大きさが所定の閾値を超えた場合にタイヤの内圧低下を判定する判定手段とから構成されている。そして、タイヤ内圧低下検出プログラムは、前記制御ユニット２を、車輪速度算出手段、動荷重半径算出手段、車両質量算出手段、基準値補正手段及び判定手段として機能させる。

走行中の車両のタイヤ動荷重半径（Ｒ）は、車両の絶対速度（Ｖ）とタイヤの回転角速度（ω）との関係から、Ｖ＝Ｒ×ωにより算出することができる。そして、タイヤ動荷重半径（Ｒ）はタイヤ内圧が低下するにしたがって減少することが知られており、このことを利用してタイヤの内圧低下をタイヤ動荷重半径（Ｒ）の減少から推定することができる。

このタイヤ動荷重半径は、前述したようにタイヤ内圧の低下以外に、当該タイヤに作用する輪荷重によっても減少する。かかる輪荷重は、車両に搭乗する人や荷物の位置によって変動するが、本発明では、ＣＡＮ情報である車両のアクスルシャフトトルク、例えばＧＰＳから算出される車両速度、さらにはそこから算出される車両の加速度、車両が走行している路面の傾斜角αなどに基づき算出される車両質量と、正常内圧であり且つ荷重非搭載時における車両質量との比較により、所定タイヤの輪荷重変化量を求め、この輪荷重変化量に基づいて、タイヤが減圧しているか否かの判断基準となる動荷重半径の基準値を補正している。具体的には、輪荷重による動荷重半径減少分を加味した動荷重半径の基準値を設定している。なお、本明細書において「荷重非搭載時」とは、ドライバー以外の人や荷物が実質的に車両に搭載されていない状態、換言すればタイヤの動荷重半径に影響を及ぼし得る重量のものが搭載されていない状態のことをいう。

以下、車両質量の算出手順及び動荷重半径の基準値の補正手順について、詳細に説明する。
［車両質量の算出］
傾斜角θの路面（坂道）を加速度αで走行中の車両に作用する車両前後方向の力のバランスを利用して、車両の全質量を推定することができる（図３参照）。すなわち、ＣＡＮ情報である車両のアクスルシャフトトルクと、ＧＰＳから算出される速度、そこから算出される加速度、及び路面の傾斜角を用いて、以下の式（１）から車両質量ｍを算出することができる。
ｍ（α＋ｇｓｉｎ（θ））＋ＡＶ^２＝Ｆｘ＝Ｔ／Ｒ・・・・・・（１）
ここに、Ｔはアクスルシャフトトルク、Ｒはタイヤ負荷半径、Ｆｘは前後力、ｇは重力加速度、Ｖは車両速度、Ａは空力抵抗、αは車両加速度である。

θは車両が走行している路面の傾斜角であり、このθは、車両の平面速度をＶｘｙ（＝Ｖ）、鉛直方向速度をＶｚとすると、θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｖｘｙ／Ｖｚ）で表され、また、車両加速度αはα＝ｄＶｘｙ／ｄｔ／ｓｉｎθで表される。
以上より、車両質量ｍ及び空力抵抗Ａを回帰にて算出することができる。

こうして求めた推定車両質量ｍと、基準時（ドライバー１名のみ乗車時）における推定車両質量との差から、所定タイヤにおける輪荷重の増加分を求めることができる。例えば、車両のトランクに荷物を載せた場合、この荷物による荷重は実質的に両後輪が負担することから、各後輪は前記差の２分の１だけ輪荷重が増加すると考えることができる。
なお、通常、助手席には人が乗り、またその荷重は重くともせいぜい１００ｋｇ程度であるのに対して、後部座席及びトランクには合せて１００〜３００ｋｇ程度の荷重を載せる可能性があることから、後輪タイヤの方が前輪タイヤよりも荷重変動が大きいものと考えられる。したがって、車両質量の増加分を全て後輪タイヤが負担する、すなわち後輪タイヤの輪荷重が増加すると仮定しても、内圧低下の検出精度は向上するものと考えられる。この点について、本発明者は、種々の積載条件で車両の質量が増加したとき、この荷重の増分が全て後輪タイヤに乗ったと仮定し、別途求めた各輪の輪荷重実測値と比較した。その結果、車両質量の増加分が全て後輪タイヤの荷重増になると仮定したときの輪荷重実測値とのずれは、全く荷重増を考慮しなかったときの輪荷重実測値とのずれに比べて、前輪タイヤについては同程度であるが、後輪タイヤについては、荷重の増分が全て後輪タイヤに乗ったと仮定したときの方が、全く荷重増を考慮しなかったときよりも明らかにずれが小さくなることを確認している。このことから、車両質量の増分を全て後輪タイヤが負担すると仮定しても、内圧低下の検出精度が向上することが分かる。

［動荷重半径の基準値の補正］
（１）補正に先立ち、該当タイヤの荷重による動荷重半径の減少量を実験により求め、初期値として把握しておく。具体的には、例えば車両装着予定のタイヤについてフラットベルトによる台上動荷重半径測定を行い、荷重による動荷重半径の減少量を測定する。基準荷重及び基準内圧のときの動荷重半径を基準としたときに、質量が１ｋｇ増加することで減少する動荷重半径、すなわち動荷重半径の質量感度（％／ｋｇ）を求める。なお、分子の単位が（％）であるのは、動荷重半径の減少を、（動荷重半径の変化量／基準荷重及び基準内圧のときの動荷重半径の値）で評価しているからである。

（２）ついで、前述した「車両質量の算出」において求めた推定車両質量と基準時における推定車両質量との差から、所定タイヤの輪荷重の増加分を算出する。この増加分（ｋｇ）に、初期値として求めておいた動荷重半径の質量感度（％／ｋｇ）を乗じることで、荷重による動荷重半径の減少量（％）を算出することができる。例えば、車両のトランクに重い荷物を積載した場合、推定車両質量の増加分は、後輪タイヤが負担すると考えられるので、この後輪タイヤ（所定タイヤ）について動荷重半径の基準値の補正を行う。

この減少量（％）を、１００％から減じることにより、タイヤ内圧が低下しているか否かの判断基準となる動荷重半径の基準値を補正することができる。例えば、タイヤの輪荷重増加分が２０ｋｇであり、質量感度が０．００３％／ｋｇであるとすると、荷重による動荷重半径の減少量は２０×０．００３＝０．０６％となる。したがって、補正後の基準値は、１００−０．０６＝９９．４（％）となり、この基準値と、実測された動荷重半径とを比較してタイヤ内圧の低下を判定する。動荷重半径の減少から輪荷重の増加による減少分を引くことで、タイヤ内圧の低下による動荷重半径の減少であるか否かを正確に判定することができる。

［内圧低下検出方法］
以下、本発明の検出方法について説明する。
（１）まず、車輪速度検出手段１の出力信号（パルス信号）に基づいて、次の式（２）により各タイヤの回転角速度（ω）を算出する。
回転角速度（ω）＝２π×Ｆｒｅｑ（Ｈｚ）／Ｎ（個）・・・・・（２）
ここに、Ｎは車輪速度検出手段１の車軸１回転あたりの歯数であり、Ｆｒｅｑ（Ｈｚ）は、その車輪速度検出手段１の歯が１秒あたりにカウントされた数値である。

（２）一方、ＧＰＳ速度計より車両速度（Ｖ）を求める。この車両速度（Ｖ）はシリアルデータとして直接制御ユニット２に出力される。なお、前記回転角速度（ω）の算出時刻と車両速度（Ｖ）の算出時刻のいずれか一方について、他方と同時刻での数値を内挿計算し、互いに同時刻での数値を算出して同期化を行い、例えば５０ｍｓｅｃ毎のデジタルデータとして制御ユニット２に取り込むことができる。この５０ｍｓｅｃ毎のデジタルデータから動荷重半径を５０ｍｓｅｃ毎に算出し、例えば１秒毎の平均値として算出することができる。

（３）得られた回転角速度（ω）及び車両速度（Ｖ）から、Ｒ＝Ｖ／ωによりタイヤ動荷重半径（Ｒ）を算出し、予め実車走行などにより設定しておいた基準荷重及び基準内圧のときの動荷重半径に対する比（％）を求める。

なお、タイヤ動荷重半径は、加減速、旋回、坂道走行など、タイヤの内圧低下以外の要因によっても変化することから、車両の走行状態を限定（平坦路を一定速度で直進している走行状態に限定）し、かかる状態のときに得られたデータを有効データとして採用するのが好ましく、こうして他の要因によるタイヤ動荷重半径の変化を内圧低下判定用のデータから排除することで、正確な内圧低下を判定することができる。
具体的には、走行条件が、定速度走行、平坦路走行、直線走行などの条件を満たすかどうかをそれぞれの判定条件と比較し、実際の走行中に得られたデータが基準値設定用のデータに適したデータであるかどうかの判定を行い、不適切なデータである場合は基準値設定用のデータとして使用せずに排除する。判定条件としては、例えば車両の前後方向｜Ｇ｜＜０．０５Ｇ、方位変化１度以下、路面勾配５％以下、ブレーキを踏んでいないこと、とすることができる。

（４）ついで、前述した「車両質量の算出」における手順にしたがい推定車両質量を求め、この推定車両質量と基準時（ドライバー１名のみ乗車時）における車両総質量との差から、所定タイヤにおける輪荷重の増加分を求める。そして、得られた輪荷重の増加分と初期値として求めておいた動荷重半径の質量感度（％／ｋｇ）とから荷重による動荷重半径の減少量（％）を算出する。

つぎに、この減少量（％）を、１００％から減じることにより、タイヤ内圧が低下しているか否かの判断基準となる動荷重半径の基準値を補正する。
そして、補正された動荷重半径（％）と、実測された動荷重半径（％）とを比較することにより、タイヤ内圧が低下しているか否かを判定する。具体的には、前述した動荷重半径の質量感度（％／ｋｇ）を求める際に、併せて動荷重半径の減圧感度（内圧が１％減少することで減少する動荷重半径（％））を求めておき、実測された動荷重半径（％）と補正された動荷重半径（％）との差を、前記減圧感度（％／％）で除することで、基準内圧に対する減圧の程度（％）を求めることができる。得られた減圧の程度を閾値（例えば、３０％）と比較し、当該閾値よりも減圧の程度が大きい場合には、タイヤ内圧が低下していると判断し、表示器３により減圧タイヤを表示するとともに、警報器５によりドライバーに警報を発する。

つぎに本発明の検出方法の実施例を説明するが、本発明はもとよりかかる実施例のみに限定されるものではない。
［実施例］
車両に装着された各タイヤの回転角速度を得るために、ＡＢＳ制御に利用する回転速度情報を用いて、回転角速度に換算した。また、車両の絶対速度を得るためにＶＢＯＸ（商品名。英国Ｒａｃｅ Ｌｏｇｉｃ社製ＧＰＳ速度計）を車両に取り付けた。車両の速度は、シリアルデータとして直接ＰＣ（パーソナルコンピュータ）に出力され、この車両速度情報、前記回転速度情報及び車両のアクスルシャフトトルク情報を５０ｍｓｅｃ毎にデジタルデータとして同期してＰＣに取り込めるようにした。そして、車両速度情報及び回転速度情報からタイヤ動荷重半径を５０ｍｓｅｃ毎に計算し、１秒毎の平均値として算出した。

［事前テスト］
フラットベルトによる台上動荷重半径測定を行い、該当タイヤの荷重及び減圧による動荷重半径の減少量を測定し、初期値として検出装置の記憶部に入力した。
基準荷重（３．５ｋＮ）及び基準内圧（２１０ｋＰａ）のときの動荷重半径を基準とし、質量（荷重）が１ｋｇ増加することで減少する動荷重半径、すなわち動荷重半径の質量感度（％／ｋｇ）、及び内圧が１％減少することで減少する動荷重半径、すなわち動荷重半径の減圧感度（％／％）を求めた。その結果、動荷重半径の質量感度（％／ｋｇ）は０．００２９％／ｋｇであり、減圧感度（％／％）は０．０１７２％／％であった。なお、分子の単位が（％）であるのは、動荷重半径の減少を、（動荷重半径の変化量／基準荷重及び基準内圧のときの動荷重半径の値）で評価しているからである。

［実車テスト］
４ＷＤ車にタイヤ（２１５／４５Ｒ１７ ＳＰ９０００）を装着して、以下の４つのケースについて住友ゴム工業株式会社の岡山テストコースにおいて実車テストを行った。
ケース１：基準内圧（前輪：２３０ｋＰａ、後輪：２１０ｋＰａ）で１名乗車。本発明に
おける、正常内圧及び基準荷重（又は基準時）に該当する。
ケース２：後輪を３０％減圧（前輪：２３０ｋＰａ、後輪：１４７ｋＰａ）させ
て１名乗車。
ケース３：基準内圧（前輪：２３０ｋＰａ、後輪：２１０ｋＰａ）で１名乗車。さらに、
トランクに１９０ｋｇのウェイトを搭載。
ケース４：ケース３において、後輪を３０％減圧（前輪：２３０ｋＰａ、後輪：１４７ｋＰａ）させた。

まず、後輪タイヤの回転角速度及び車両速度から後輪タイヤの動荷重半径を算出し、基準時であるケース１における算出値（動荷重半径）に対する比（％）を求めた。結果を表１に示す。例えば、ケース２において、動荷重半径の実測値は９９．４８％であった。
ついで、ケース１〜４のそれぞれについて、前記式（１）にしたがって推定車両質量を求めた。図４は、ケース２における車両質量を推定するためのテスト結果をプロットした図であり、横軸は（α＋ｇｓｉｎθ）であり、縦軸は（Ｆｘ−ＡＶ^２）である。前記式（１）より、プロットしたデータから求められる回帰直線の傾きが推定車両質量となる。図示した例の場合、回帰直線はｙ＝１５７１ｘとなり、推定車両質量は１５７１（ｋｇ）となった。同様にして、ケース１、ケース３及びケース４の推定車両質量は、それぞれ１５７８（ｋｇ）、１７５８（ｋｇ）及び１７６５（ｋｇ）となった。なお、表１における「車両総質量」は、実測により得られた車両質量である。

ついで、ケース１で得られた推定車両質量を基準として、ケース２〜４のそれぞれについて、後輪タイヤの輪荷重の増減に対応させて当該後輪タイヤの動荷重半径の基準値の補正を行った。例えば、ケース２の場合、計算上、後輪タイヤの輪荷重が（１５７８−１５７１）／２＝３．５（ｋｇ）減少していることから、動荷重半径の補正後の基準値は、３．５（ｋｇ）×０．００２９（％／ｋｇ）≒０．０１（％）大きくなり、１００．０１（％）となる。また、ケース３の場合、後輪タイヤの輪荷重が（１７５８−１５７８）／２＝９０（ｋｇ）増加していることから、動荷重半径の補正後の基準値は、９０（ｋｇ）×０．００２９（％／ｋｇ）≒０．２６（％）小さくなり、９９．７４（％）となる。

こうして求めた補正後の動荷重半径の基準値と、実測された動荷重半径との差を算出し、ついで、この差と、事前テストで求めておいた動荷重半径の減圧感度（％／％）とから各ケースの後輪タイヤの減圧値（％）を求める。例えば、ケース２の場合、測定された動荷重半径（９９．４８％）は、補正後の動荷重半径の基準値（１００．０１％）よりも０．５３％小さい。したがって、減圧値は、０．５３（％）÷０．０１７２（％／％）≒３１（％）となる。また、ケース３の場合、測定された動荷重半径（９９．７２％）は、補正後の動荷重半径の基準値（９９．７４％）よりも０．０２％小さい。したがって、減圧値は、０．０２（％）÷０．０１７２（％／％）≒１（％）となる。他の場合についても同様にして後輪タイヤの減圧推定値を算出した。結果を表１に示す。

実際の減圧値（ケース１及びケース３については０％であり、ケース２及び４については３０％である）と、算出された減圧推定値との差が５％未満の場合を「良（ＯＫ）」とすると、ケース１〜４のすべての後輪タイヤについて「良（ＯＫ）」であった。

［比較例］
タイヤ内圧を判定する際の動荷重半径の基準値について、荷重による減少分を考慮（補正）しなかった以外は、実施例と同様にして、推定減圧値を算出した。結果を表１に示す。
実際の減圧値（ケース１及びケース３については０％であり、ケース２及び４については３０％である）と、算出された減圧推定値との差が５％未満の場合を「良（ＯＫ）」とすると、トランクに荷重を搭載したケース３及び４について、それぞれ実際よりも１６％多く減圧したと推定され、「不良（ＮＧ）」であった。
以上より、荷重搭載による減圧減少分を考慮した、動荷重半径の基準値の補正を行うことにより、タイヤの内圧低下を正確に判定できることがわかる。

本発明の検出装置の一実施の形態を示すブロック図である。 図１に示される検出装置の電気的構成を示すブロック図である。 傾斜角αの路面を走行する車両に作用する力を示す図である。 車両質量を推定するためのテスト結果をプロットした図である。

符号の説明

１ 車輪速度検出手段
２ 制御ユニット
２ａ インターフェース
２ｂ ＣＰＵ
２ｃ ＲＯＭ
２ｄ ＲＡＭ
３ 表示器
４ 初期化ボタン
５ 警報器
６ ＧＰＳ装置
６ａ ＧＰＳアンテナ

Claims (4)

1. 走行中の車両のタイヤ動荷重半径を算出し、得られた動荷重半径の、正常内圧時における動荷重半径の基準値からの変化の大きさに基づいてタイヤの内圧低下を検出する方法であって、
   前記車両の各タイヤの車輪回転情報を検出する工程と、
   検出した車輪回転情報から車輪速度を算出する工程と、
   車両速度を求める工程と、
   前記車輪速度及び車両速度から各タイヤの動荷重半径を求める工程と、
   前記車両の質量を求める工程と、
   得られた車両質量と、正常内圧であり且つ荷重非搭載時における車両質量との比較により所定タイヤの輪荷重変化量を求め、この輪荷重変化量に基づいて当該所定タイヤの動荷重半径の基準値を補正する工程と、
   得られたタイヤ動荷重半径の、前記補正された基準値からの変化の大きさが所定の閾値を超えた場合にタイヤの内圧低下を判定する工程と
   を含んでおり、
   前記車両質量を求める工程において、車両が傾斜角θの路面を走行しているものとし、当該車両の質量をｍ、車両速度をＶ、車両加速度をα、車両のアクスルシャフトをＴ、前後力をＦｘ、タイヤ負荷半径をＲ、路面の傾斜角をθ、空力抵抗をＡ、重力加速度をｇとしたときに
   ｍ（α＋ｇｓｉｎ（θ））＋ＡＶ^２＝Ｆｘ＝Ｔ／Ｒ
   により車両質量を求めることを特徴とするタイヤ内圧低下検出方法。
2. 前記基準値を補正する工程において、予め求めておいたタイヤの輪荷重と動荷重半径との関係から得られる、動荷重半径の変化に対する輪荷重の寄与度を示す動荷重半径の荷重感度を用いて、基準値の補正が行われる請求項１に記載のタイヤ内圧低下検出方法。
3. 走行中の車両のタイヤ動荷重半径を算出し、得られた動荷重半径の、正常内圧時における動荷重半径の基準値からの変化の大きさに基づいてタイヤの内圧低下を検出する装置であって、
   前記車両の各タイヤの車輪回転情報を検出する車輪回転情報検出手段と、
   検出した車輪回転情報から車輪速度を算出する車輪速度算出手段と、
   車両速度を求める車両速度算出手段と、
   前記車輪速度及び車両速度から各タイヤの動荷重半径を求める動荷重半径算出手段と、
   前記車両の質量を求める車両質量算出手段と、
   得られた車両質量と、正常内圧であり且つ荷重非搭載時における車両質量との比較により所定タイヤの輪荷重変化量を求め、この輪荷重変化量に基づいて当該所定タイヤの動荷重半径の基準値を補正する基準値補正手段と、
   得られたタイヤ動荷重半径の、前記補正された基準値からの変化の大きさが所定の閾値を超えた場合にタイヤの内圧低下を判定する判定手段と
   を含んでおり、
   前記車両質量算出手段は、車両が傾斜角θの路面を走行しているものとし、当該車両の質量をｍ、車両速度をＶ、車両加速度をα、車両のアクスルシャフトをＴ、前後力をＦｘ、タイヤ負荷半径をＲ、路面の傾斜角をθ、空力抵抗をＡ、重力加速度をｇとしたときに
   ｍ（α＋ｇｓｉｎ（θ））＋ＡＶ^２＝Ｆｘ＝Ｔ／Ｒ
   により車両質量を求めるように構成されていることを特徴とするタイヤ内圧低下検出装置。
4. 走行中の車両のタイヤ動荷重半径を算出し、得られた動荷重半径の、正常内圧時における動荷重半径の基準値からの変化の大きさに基づいてタイヤの内圧低下を検出するためにコンピュータを、車両の各タイヤの車輪回転情報から車輪速度を算出する車輪速度算出手段、前記車輪速度及び車両速度から各タイヤの動荷重半径を求める動荷重半径算出手段、前記車両の質量を求める車両質量算出手段、得られた車両質量と、正常内圧であり且つ荷重非搭載時における車両質量との比較により所定タイヤの輪荷重変化量を求め、この輪荷重変化量に基づいて当該所定タイヤの動荷重半径の基準値を補正する基準値補正手段、得られたタイヤ動荷重半径の、前記補正された基準値からの変化の大きさが所定の閾値を超えた場合にタイヤの内圧低下を判定する判定手段として機能させ、且つ、前記車両質量算出手段が、車両が傾斜角θの路面を走行しているものとし、当該車両の質量をｍ、車両速度をＶ、車両加速度をα、車両のアクスルシャフトをＴ、前後力をＦｘ、タイヤ負荷半径をＲ、路面の傾斜角をθ、空力抵抗をＡ、重力加速度をｇとしたときに
   ｍ（α＋ｇｓｉｎ（θ））＋ＡＶ^２＝Ｆｘ＝Ｔ／Ｒ
   により車両質量を求めるようにしたことを特徴とするタイヤ内圧低下検出プログラム。

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