JP5553740B2 - Tire pressure drop detection device and method, and tire pressure drop detection program - Google Patents
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Description
本発明はタイヤ空気圧低下検出装置及び方法、並びにタイヤの空気圧低下検出プログラムに関する。 The present invention relates to a tire pressure drop detection apparatus and method, and a tire pressure drop detection program.
従来、車両に装着された4輪タイヤの回転速度情報(車輪速)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、他の正常内圧のタイヤに比べるとタイヤの回転角速度が増加するという原理を用いている。減圧判定の手法としては種々のものが提案されており、車両に装着された4つのタイヤのうち1つのタイヤの減圧を判定する手法だけでなく、2つ以上のタイヤの同時減圧を判定することができる手法も種々提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a tire pressure drop detection device (DWS) that detects tire pressure reduction from rotation speed information (wheel speed) of a four-wheel tire mounted on a vehicle. This device uses the principle that, when the tire is depressurized, the outer diameter (the dynamic load radius of the tire) is smaller than that of the tire with normal internal pressure, and therefore the rotational angular velocity of the tire is increased compared to other tires with normal internal pressure. Various methods for determining the pressure reduction have been proposed, and not only a method for determining the pressure reduction of one tire among four tires mounted on the vehicle, but also a method for determining the simultaneous pressure reduction of two or more tires. Various techniques that can be used have been proposed.
例えば特許文献1には、3つの要素{(C1+C2)/(C3+C4)}、{(C1+C3)/(C2+C4)}及び{(C1+C4)/(C2+C3)}を計算し、各計算結果と所定の設定値とを比較することにより、1つのタイヤの減圧だけでなく、2つ又は3つのタイヤの同時減圧を判定することができる検出方法が記載されている。なお、C1、C2、C3及びC4は、それぞれ左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪の車輪速である。 For example, in Patent Document 1, three elements {(C1 + C2) / (C3 + C4)}, {(C1 + C3) / (C2 + C4)} and {(C1 + C4) / (C2 + C3)} are calculated, and each calculation result and a predetermined setting are calculated. A detection method is described in which by comparing the values, it is possible to determine not only the decompression of one tire but also the simultaneous decompression of two or three tires. C1, C2, C3, and C4 are wheel speeds of the left front wheel, the right front wheel, the left rear wheel, and the right rear wheel, respectively.
また、特許文献2には、直線走行時で且つタイヤに駆動と制動がかかっていないときの車両の前輪2輪の回転情報と後輪2輪の回転情報とを比較し、その比較値と所定の閾値との関係に基づいて、前輪2輪又は後輪2輪の同時減圧を判定することが記載されている。 Further, Patent Document 2 compares the rotation information of the two front wheels and the rotation information of the two rear wheels when the vehicle is running straight and the tire is not driven and braked, and the comparison value and a predetermined value are compared. It is described that the simultaneous decompression of two front wheels or two rear wheels is determined based on the relationship with the threshold value.
ところで、前軸及び後軸ともに駆動する4輪駆動車は、急なカーブを曲がりやすくするために、前後軸のタイヤにかかる駆動力を調整するセンターデフ(センター・デファレンシャルギヤ)などを装備しているものが多い。また、この場合において、泥濘路などでの車の走破性を高めるためにセンターデフを直結(固定)して前後軸の回転数を同じにする機構をもたせているものもある。 By the way, a four-wheel drive vehicle that drives both the front and rear shafts is equipped with a center differential (center differential gear) that adjusts the driving force applied to the tires on the front and rear shafts in order to make it easier to bend a sharp curve. There are many things. In this case, there is also a mechanism in which the center differential is directly connected (fixed) to make the rotational speed of the front and rear shafts the same in order to improve the running performance of the vehicle on a mud road.
センターデフを直結した場合、前後軸に伝達される回転数は一定になる。各軸の左右輪は、デフが作動しておれば、1輪だけ減圧した場合は左右輪間に車輪速の差、つまり動荷重半径に差がでるので、タイヤ減圧の検出が可能である。 When the center differential is directly connected, the rotational speed transmitted to the front and rear shafts is constant. If the left and right wheels of each shaft are operated, if only one wheel is depressurized, the difference in wheel speed between the left and right wheels, that is, the difference in the dynamic load radius can be detected, so that the tire depressurization can be detected.
しかし、同軸の左右のタイヤが同時に減圧した場合には、前軸と後軸に伝達される回転数が同じであるので、車輪速に差がでない。このため、車輪速の相対比較に基づく従来の手法では、4輪駆動車においてセンターデフを固定した場合における同軸2輪タイヤの同時減圧を検出することができない。このことは、センターデフを装備していない4輪駆動車の場合においても同様である。 However, when the left and right tires on the same axis depressurize at the same time, there is no difference in wheel speed because the rotational speed transmitted to the front and rear axles is the same. For this reason, the conventional method based on the relative comparison of wheel speeds cannot detect simultaneous decompression of the coaxial two-wheel tire when the center differential is fixed in a four-wheel drive vehicle. The same applies to a four-wheel drive vehicle that is not equipped with a center differential.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、センターデフが固定されているか、又は、センターデフを備えていない4輪駆動車における同軸2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装置及び方法、並びにタイヤの空気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。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can detect simultaneous decompression of a coaxial two-wheel tire in a four-wheel drive vehicle in which a center differential is fixed or a center differential is not provided. An object of the present invention is to provide a tire pressure drop detection device and method, and a tire pressure drop detection program.
(1)本発明のタイヤ空気圧低下検出装置(以下、単に「検出装置」ともいう)は、センターデフが固定されているか、又は、センターデフを備えていない4輪駆動車における同軸2輪タイヤの同時減圧を検出する装置であって、
各タイヤの回転速度情報を検出する回転速度情報検出手段と、
この回転速度情報検出手段により得られる回転速度情報に基づいて車輪速を算出する車輪速算出手段と、
各タイヤを正常圧にした車両を直進水平走行させてエンジントルクと車輪速との関係を求める初期化手段と、
前記初期化手段により求めた前記関係を記憶する記憶手段と、
車両走行時のエンジントルクと、車輪速と前記記憶手段に記憶されている関係から求められる正常圧時のエンジントルクとの差を求める演算手段と、
前記演算手段により求めた差と所定の閾値との比較により同軸2輪タイヤの同時減圧を判定する判定手段と
を備えたことを特徴としている。
(1) The tire pressure drop detecting device (hereinafter also simply referred to as “detecting device”) according to the present invention is provided for a coaxial two-wheel tire in a four-wheel drive vehicle in which a center differential is fixed or a center differential is not provided. A device for detecting simultaneous decompression,
Rotational speed information detecting means for detecting rotational speed information of each tire;
Wheel speed calculation means for calculating the wheel speed based on the rotation speed information obtained by the rotation speed information detection means;
Initializing means for determining the relationship between the engine torque and the wheel speed by running the vehicle with each tire at normal pressure straight running horizontally,
Storage means for storing the relationship obtained by the initialization means;
A calculation means for obtaining a difference between an engine torque at the time of vehicle travel, a wheel speed and an engine torque at a normal pressure obtained from a relationship stored in the storage means;
And determining means for determining simultaneous decompression of the coaxial two-wheel tire by comparing the difference obtained by the calculating means with a predetermined threshold value.
4輪駆動車においてセンターデフを固定した状態で走行した場合、タイヤが減圧すると接地面積が増大することや動荷重半径が小さくなることに起因してタイヤの回転速度が増加しようとするが、センターデフが固定された状態では前後軸が同一回転数であるため、減圧しているタイヤは引きずられる傾向になる。このため、車両には制動力が発生することになる。したがって、タイヤが正常圧である場合と比較して、減圧時には、車輪速が同じであればより大きな駆動力が必要になる。 When driving with a center differential fixed in a four-wheel drive vehicle, if the tire is depressurized, the ground contact area will increase and the dynamic load radius will decrease. In the state where the differential is fixed, the front and rear shafts have the same rotation speed, so that the tire that is depressurized tends to be dragged. For this reason, a braking force is generated in the vehicle. Therefore, when the wheel speed is the same at the time of decompression, a larger driving force is required as compared with the case where the tire has a normal pressure.
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、初期化手段により、正常圧にした車両を直進水平走行させてエンジントルクと車輪速との関係を求めておき、この関係を記憶手段に記憶させておく。そして、実走行時に、車両のCAN(コントロールエリアネットワーク)などから得られる当該車両のエンジントルクと、車輪速と前記記憶手段に記憶されている関係から求められる正常圧時のエンジントルクとの差を求める。この差と所定の閾値(この閾値は、所定圧だけ減圧させたタイヤを装着した車両を実験走行させることなどで予め求めておくことができる)とを比較し、差が閾値を超えていると同軸2輪タイヤの同時減圧であると判定する。 The present invention has been made on the basis of such knowledge, and the initialization means causes a vehicle that has been brought to normal pressure to travel straight ahead horizontally to obtain the relationship between the engine torque and the wheel speed, and this relationship is stored in the storage means. Remember. The difference between the engine torque of the vehicle obtained from the vehicle's CAN (control area network) or the like and the engine torque at normal pressure obtained from the wheel speed and the relationship stored in the storage means during actual driving is calculated. Ask. When this difference is compared with a predetermined threshold (this threshold can be obtained in advance by running a vehicle equipped with a tire reduced in pressure by a predetermined pressure, for example), and the difference exceeds the threshold It is determined that it is simultaneous decompression of the coaxial two-wheel tire.
車両がセンターデフを固定した状態にあるか否かは、切り替えスイッチやシフトポジションなどの情報により判断することができる。 Whether the vehicle is in a state where the center differential is fixed can be determined from information such as a changeover switch and a shift position.
(2)前記(1)の検出装置において、カーブ走行、悪路走行、低速走行、高速走行、車両のヨーレート、車両の加減速、及びブレーキ作動の有無のうち少なくとも1つが所定の条件を満たし、車両が定速で直進水平走行していないと判断される場合に、算出された車輪速データをリジェクトするリジェクト手段をさらに備えることが好ましい。この場合、直進水平かつ一定速走行のデータを選別することができるのでデータのバラツキを小さくすることができ、精度よく減圧を検出することができる。 (2) In the detection device of (1), at least one of curve traveling, rough road traveling, low-speed traveling, high-speed traveling, vehicle yaw rate, vehicle acceleration / deceleration, and presence / absence of brake operation satisfies a predetermined condition, When it is determined that the vehicle is not traveling straight at a constant speed, it is preferable to further include a rejection unit that rejects the calculated wheel speed data. In this case, it is possible to select data of straight horizontal traveling at a constant speed, so that the data variation can be reduced, and the pressure reduction can be detected with high accuracy.
(3)前記(2)の検出装置において、車輪速データを移動平均化処理する移動平均化処理手段をさらに備えることが好ましい。この場合、さらにデータのバラツキを小さくして検出精度を向上させることができる。 (3) In the detection device of (2), it is preferable to further include a moving average processing means for performing a moving average process on the wheel speed data. In this case, the detection accuracy can be improved by further reducing variation in data.
(4)本発明のタイヤ空気圧低下検出方法(以下、単に「検出方法」ともいう)は、センターデフが固定されているか、又は、センターデフを備えていない4輪駆動車における同軸2輪タイヤの同時減圧を検出する方法であって、
各タイヤの回転速度情報を検出する回転速度情報検出工程と、
この回転速度情報検出工程において得られる回転速度情報に基づいて車輪速を算出する車輪速算出工程と、
各タイヤを正常圧にした車両を直進水平走行させてエンジントルクと車輪速との関係を求める初期化工程と、
前記初期化工程で求めた前記関係を記憶する記憶工程と、
車両走行時のエンジントルクと、車輪速と前記記憶されている関係から求められる正常圧時のエンジントルクとの差を求める演算工程と、
前記演算工程で求めた差と所定の閾値との比較により同軸2輪タイヤの同時減圧を判定する判定工程と
を含むことを特徴としている。
(4) The tire pressure drop detecting method of the present invention (hereinafter also simply referred to as “detecting method”) is a method for detecting a coaxial two-wheel tire in a four-wheel drive vehicle in which a center differential is fixed or a center differential is not provided. A method for detecting simultaneous decompression,
A rotational speed information detecting step for detecting rotational speed information of each tire;
A wheel speed calculation step for calculating a wheel speed based on the rotation speed information obtained in the rotation speed information detection step;
An initialization process for determining the relationship between engine torque and wheel speed by running a vehicle with each tire at normal pressure straight running horizontally,
A storage step for storing the relationship obtained in the initialization step;
A calculation step for obtaining a difference between an engine torque at the time of vehicle traveling and an engine torque at a normal pressure obtained from the wheel speed and the stored relationship;
And a determination step of determining simultaneous pressure reduction of the coaxial two-wheel tire by comparing the difference obtained in the calculation step with a predetermined threshold value.
(5)前記(4)の検出方法において、カーブ走行、悪路走行、低速走行、高速走行、車両のヨーレート、車両の加減速、及びブレーキ作動の有無のうち少なくとも1つが所定の条件を満たし、車両が定速で直進水平走行していないと判断される場合に、算出された車輪速データをリジェクトするリジェクト工程をさらに含むことが好ましい。この場合、直進水平かつ一定速走行のデータを選別することができるのでデータのバラツキを小さくすることができ、精度よく減圧を検出することができる。 (5) In the detection method of (4), at least one of curve traveling, rough road traveling, low speed traveling, high speed traveling, vehicle yaw rate, vehicle acceleration / deceleration, and presence / absence of brake operation satisfies a predetermined condition, It is preferable to further include a rejecting step of rejecting the calculated wheel speed data when it is determined that the vehicle is not traveling straight at a constant speed. In this case, it is possible to select data of straight horizontal traveling at a constant speed, so that the data variation can be reduced, and the pressure reduction can be detected with high accuracy.
(6)前記(5)の検出方法において、車輪速データを移動平均化処理する移動平均化処理工程をさらに含むことが好ましい。この場合、さらにデータのバラツキを小さくして検出精度を向上させることができる。 (6) In the detection method of (5), it is preferable that the method further includes a moving average processing step of moving average the wheel speed data. In this case, the detection accuracy can be improved by further reducing variation in data.
(7)本発明のタイヤの空気圧低下検出プログラム(以下、単に「プログラム」ともいう)は、センターデフが固定されているか、又は、センターデフを備えていない4輪駆動車における同軸2輪タイヤの同時減圧を検出するためにコンピュータを、
各タイヤの回転速度情報を検出する回転速度情報検出手段により得られる回転速度情報に基づいて車輪速を算出する車輪速算出手段、
各タイヤを正常圧にした車両を直進水平走行させてエンジントルクと車輪速との関係を求める初期化手段、
前記初期化手段により求めた前記関係を記憶する記憶手段、
車両走行時のエンジントルクと、車輪速と前記記憶手段に記憶されている関係から求められる正常圧時のエンジントルクとの差を求める演算手段、及び
前記演算手段により求めた差と所定の閾値との比較により同軸2輪タイヤの同時減圧を判定する判定手段
として機能させることを特徴としている。
(7) The tire pressure drop detection program of the present invention (hereinafter also simply referred to as “program”) is a method for detecting a coaxial two-wheel tire in a four-wheel drive vehicle in which a center differential is fixed or a center differential is not provided. Computer to detect simultaneous decompression,
Wheel speed calculation means for calculating wheel speed based on rotation speed information obtained by rotation speed information detection means for detecting rotation speed information of each tire;
Initializing means for determining the relationship between the engine torque and the wheel speed by running the vehicle with each tire at normal pressure straight running horizontally
Storage means for storing the relationship obtained by the initialization means;
Calculation means for obtaining a difference between engine torque during vehicle travel, wheel speed and engine torque at normal pressure determined from the relationship stored in the storage means, and the difference obtained by the calculation means and a predetermined threshold value It is characterized by functioning as a determination means for determining simultaneous decompression of a coaxial two-wheel tire by comparing the above.
(8)前記(7)のプログラムにおいて、前記コンピュータを、カーブ走行、悪路走行、低速走行、高速走行、車両のヨーレート、車両の加減速、及びブレーキ作動の有無のうち少なくとも1つが所定の条件を満たし、車両が定速で直進水平走行していないと判断される場合に、算出された車輪速データをリジェクトするリジェクト手段として機能させることが好ましい。この場合、直進水平かつ一定速走行のデータを選別することができるのでデータのバラツキを小さくすることができ、精度よく減圧を検出することができる。 (8) In the program of (7), at least one of the following conditions: a vehicle running on a curve, running on a rough road, running at low speed, running at high speed, vehicle yaw rate, vehicle acceleration / deceleration, and presence / absence of braking When it is determined that the vehicle does not travel straight at a constant speed, it is preferable to function as a reject means for rejecting the calculated wheel speed data. In this case, it is possible to select data of straight horizontal traveling at a constant speed, so that the data variation can be reduced, and the pressure reduction can be detected with high accuracy.
(9)前記(8)のプログラムにおいて、前記コンピュータを、車輪速データを移動平均化処理する移動平均化処理手段として機能させることが好ましい。この場合、さらにデータのバラツキを小さくして検出精度を向上させることができる。 (9) In the program of (8), it is preferable to cause the computer to function as a moving average processing means for performing a moving average process on wheel speed data. In this case, the detection accuracy can be improved by further reducing variation in data.
本発明の検出装置、検出方法及びプログラムによれば、センターデフが固定されているか、又は、センターデフを備えていない4輪駆動車における同軸2輪タイヤの同時減圧を検出することができる。 According to the detection apparatus, the detection method, and the program of the present invention, it is possible to detect simultaneous decompression of the coaxial two-wheel tire in a four-wheel drive vehicle in which the center differential is fixed or does not include the center differential.
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の検出装置及び方法、並びにプログラム実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係る検出装置を示すブロック図であり、図2は、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。 Hereinafter, a detection apparatus and method, and a program embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a detection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the detection device shown in FIG.
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輪駆動車の左前(FL)輪タイヤ、右前(FR)輪タイヤ、左後(RL)輪タイヤ及び右後(RR)輪タイヤの回転速度を検出するため、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(回転速度情報検出手段)1を備えている。 As shown in FIG. 1, the detection device according to an embodiment of the present invention includes a left front (FL) wheel tire, a right front (FR) wheel tire, a left rear (RL) wheel tire, and a right rear of a four-wheel drive vehicle. (RR) In order to detect the rotational speed of the wheel tire, a normal wheel speed detecting means (rotational speed information detecting means) 1 provided in association with each tire is provided.
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、例えばタイヤが減圧していることを表示するための液晶表示素子、プラズマ表示素子又はCRTなどからなる表示器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、及びタイヤの減圧をドライバーに知らせる警報器5が接続されている。 The wheel speed detection means 1 generates a rotation pulse by using an electromagnetic pickup or the like, and uses a rotation like a dynamo or a wheel speed sensor for measuring a rotation angular speed and a wheel speed from the number of pulses. An angular velocity sensor including that for measuring the rotational angular velocity and the wheel speed from this voltage can be used. The output of the wheel speed detecting means 1 is given to a control unit 2 which is a computer such as ABS. The control unit 2 includes, for example, a liquid crystal display element for displaying that the tire is depressurized, a display 3 including a plasma display element or a CRT, an initialization button 4 that can be operated by a driver, and a tire. An alarm device 5 is connected to notify the driver of the decompression.
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。 As shown in FIG. 2, the control unit 2 stores an I / O interface 2a necessary for passing signals to and from an external device, a CPU 2b that functions as a center of arithmetic processing, and a control operation program for the CPU 2b. The ROM 2c and the RAM 2d from which data is temporarily written or the written data is read when the CPU 2b performs a control operation.
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Fi(F1〜F4)が算出される。なお、F1〜F4はそれぞれ、左前輪タイヤ、右前輪タイヤ、左後輪タイヤ及び右後輪タイヤの回転角速度である。 The wheel speed detection means 1 outputs a pulse signal corresponding to the number of rotations of the tire (hereinafter also referred to as “wheel speed pulse”). Further, in the CPU 2b, based on the wheel speed pulse output from the wheel speed detecting means 1, the rotation angular velocity F i (F 1 to F 1 ) of each tire is determined every predetermined sampling period ΔT (sec), for example, ΔT = 0.05 seconds. F 4 ) is calculated. F 1 to F 4 are rotational angular velocities of the left front wheel tire, the right front wheel tire, the left rear wheel tire, and the right rear wheel tire, respectively.
ここでタイヤは、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、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F1i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、例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Fiを算出し、この算出された回転角速度Fiに基づいて、m=F1/F2、n=F3/F4として取得される。そして、このFiに基づいてタイヤの回転速度が算出される。
Since tires are manufactured with variations (initial differences) within the standard, the effective rolling radius of each tire (the value obtained by dividing the distance advanced by one revolution by 2π) is normal for all tires. Even the internal pressure is not necessarily the same. Therefore, the rotational angular velocity F i of each tire varies. Therefore, the corrected rotational angular velocity F1 i is calculated in order to cancel the variation due to the initial difference. In particular,
F1 1 = F 1
F1 2 = mF 2
F1 3 = F 3
F1 4 = nF 4
It is corrected. The correction factor m, n, for example the vehicle calculates the rotational angular velocity F i under the condition that it is traveling straight, based on the calculated rotational angular velocity Fi, m = F 1 / F 2, n = F It is obtained as a 3 / F 4. Then, the rotational speed of the tire is calculated on the basis of the F i.
本実施の形態に係る検出装置は、各タイヤの回転速度情報を検出する車輪速度検出手段1と、この車輪速度検出手段1により得られる回転速度情報に基づいて車輪速を算出する車輪速算出手段と、各タイヤを正常圧にした車両を直進水平走行させてエンジントルクと車輪速との関係を求める初期化手段と、前記初期化手段により求めた前記関係を記憶する記憶手段と、車両走行時のエンジントルクと、車輪速と前記記憶手段に記憶されている関係から求められる正常圧時のエンジントルクとの差を求める演算手段と、前記演算手段により求めた差と所定の閾値との比較により同軸2輪タイヤの同時減圧を判定する判定手段とから構成されている。 The detection apparatus according to the present embodiment includes a wheel speed detection unit 1 that detects rotation speed information of each tire, and a wheel speed calculation unit that calculates a wheel speed based on the rotation speed information obtained by the wheel speed detection unit 1. Initializing means for determining the relationship between the engine torque and the wheel speed by causing the vehicle with each tire at normal pressure to travel straight and horizontally, storage means for storing the relationship determined by the initializing means, and when the vehicle is running By calculating a difference between the engine torque and the wheel speed and the engine torque at normal pressure obtained from the relationship stored in the storage means, and comparing the difference obtained by the calculation means with a predetermined threshold value. It is comprised from the determination means which determines simultaneous pressure reduction of a coaxial two-wheel tire.
そして、本発明のプログラムは、前記制御ユニット2にインストールされており、当該制御ユニット2を、車輪速算出手段、初期化手段、記憶手段、演算手段及び判定手段として機能させる。 The program of the present invention is installed in the control unit 2, and causes the control unit 2 to function as wheel speed calculation means, initialization means, storage means, calculation means, and determination means.
本実施の形態に係る検出装置では、タイヤ車輪速の差から減圧を検出する従来の手法に加えて、車両の駆動トルク(エンジントルク)の変化をタイヤ減圧を検出するための情報として利用している。 In the detection device according to the present embodiment, in addition to the conventional method of detecting the pressure reduction from the difference in tire wheel speed, the change in the driving torque (engine torque) of the vehicle is used as information for detecting the tire pressure reduction. Yes.
前述したように、4輪駆動車においてセンターデフを固定した状態で走行した場合、タイヤが減圧すると接地面積が増大することや動荷重半径が小さくなることに起因してタイヤの回転速度が増加しようとするが、センターデフが固定された状態では前後軸が同一回転数であるため、減圧しているタイヤは引きずられる傾向になる。このため、車両には制動力が発生することになる。したがって、タイヤが正常圧である場合と比較して、減圧時には、車輪速が同じであればより大きな駆動力が必要になる。 As described above, when driving with a center differential fixed in a four-wheel drive vehicle, if the tire is depressurized, the ground contact area will increase and the dynamic load radius will decrease, so the rotation speed of the tire will increase. However, when the center differential is fixed, the front and rear shafts have the same number of rotations, so that the tires that are decompressed tend to be dragged. For this reason, a braking force is generated in the vehicle. Therefore, when the wheel speed is the same at the time of decompression, a larger driving force is required as compared with the case where the tire has a normal pressure.
車両のCANには、当該車両のエンジントルクデータも共有化されており、実走行時に、このデータを取り出して車輪速との関係を調べる。より詳細には、タイヤの空気圧を正常圧にした状態で初期化を行う。初期化は、前記初期化ボタン4の操作により行われる。初期化に際しては、センターデフを固定した状態で、且つ、車両が直進水平走行している状態での車輪速とエンジントルクとの関係式を導出し、この関係式を制御ユニット2のROM2cに記憶させておく。 The vehicle's engine torque data is also shared with the vehicle's CAN, and this data is taken out during actual travel to check the relationship with the wheel speed. More specifically, initialization is performed in a state where the tire air pressure is set to a normal pressure. Initialization is performed by operating the initialization button 4. Upon initialization, a relational expression between the wheel speed and the engine torque with the center differential fixed and in a state where the vehicle is traveling straight ahead is derived, and this relational expression is stored in the ROM 2c of the control unit 2. Let me.
そして、実走行時においては、センターデフが固定された状態であるか否かを、切り替えスイッチやシフトポジションなどからの情報で判断し、センターデフが固定されていると判断すると、そのときのエンジントルクと、車輪速と前記ROM2cに記憶されている関係式から求められる正常圧時のエンジントルクとを比較する。そして、エンジントルクが初期化時のエンジントルクよりも大きく、その差が所定の閾値を超えている場合に同軸2輪タイヤが減圧していると判断し、警報器5によってドライバーに警報を発する。警報は、警告灯を点灯させたり、警報音を発したりすることで行うことができる。ドライバーに異常を伝え、車両に装着されたタイヤの点検、修理を促すことで、タイヤ減圧による車両の不安定さから生じる事故などを未然に防ぐことができる。 During actual driving, whether or not the center differential is fixed is determined based on information from the changeover switch, shift position, etc., and if it is determined that the center differential is fixed, the engine at that time The torque, the wheel speed, and the engine torque at normal pressure obtained from the relational expression stored in the ROM 2c are compared. Then, when the engine torque is larger than the engine torque at the time of initialization and the difference exceeds a predetermined threshold value, it is determined that the coaxial two-wheel tire is depressurized, and the alarm device 5 issues a warning to the driver. The alarm can be performed by turning on a warning light or generating an alarm sound. By telling the driver of the abnormality and encouraging the inspection and repair of the tires mounted on the vehicle, accidents caused by instability of the vehicle due to tire decompression can be prevented in advance.
なお、本実施の形態においても減圧に伴う車輪速の変化を利用する従来の方法を用いることができるが、かかる従来の方法の場合、1輪タイヤの減圧はセンターデフを固定した場合でも検出可能である。また、センターデフを使用した状態(固定していない状態)では、1輪タイヤだけでなく、前軸2輪若しくは後軸2輪の同時減圧も検出可能である。これらの場合の減圧判定値としては、例えば、以下のDEL1、DEL2及びDEL3を用いることができる。そして、実走行時に適宜のサンプリング周期で求めた減圧判定値の移動平均が、所定の閾値を超えたときに減圧警報を発する。なお、C1、C2、C3及びC4は、それぞれ左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪の車輪速である。
DEL1=〔(C1+C4)/(C2+C3)−1〕×100(%)
DEL2=〔(C1+C2)/(C3+C4)−1〕×100(%)
DEL3=〔(C1+C3)/(C2+C4)−1〕×100(%)
In the present embodiment, the conventional method using the change in the wheel speed accompanying the pressure reduction can be used. However, in the case of such a conventional method, the pressure reduction of the one-wheel tire can be detected even when the center differential is fixed. It is. In addition, in the state where the center differential is used (in a state where it is not fixed), not only single wheel tires but also simultaneous decompression of two front axle wheels or two rear axle wheels can be detected. As the decompression determination value in these cases, for example, the following DEL1, DEL2, and DEL3 can be used. A decompression alarm is issued when the moving average of the decompression determination values obtained at an appropriate sampling period during actual traveling exceeds a predetermined threshold. C1, C2, C3, and C4 are wheel speeds of the left front wheel, the right front wheel, the left rear wheel, and the right rear wheel, respectively.
DEL1 = [(C1 + C4) / (C2 + C3) -1] × 100 (%)
DEL2 = [(C1 + C2) / (C3 + C4) -1] × 100 (%)
DEL3 = [(C1 + C3) / (C2 + C4) -1] × 100 (%)
データのバラツキを小さくして、減圧判定の精度を高めるために、算出された車輪速データをすべて用いるのではなく、カーブ走行、悪路走行、低速走行、高速走行、車両のヨーレート、車両の加減速、及びブレーキ作動の有無のうち少なくとも1つが所定の条件を満たし、車両が定速で直進水平走行していないと判断される場合に、算出された車輪速データをリジェクトすることが好ましい。 Rather than using all of the calculated wheel speed data to reduce the data variability and increase the accuracy of the decompression determination, it is not necessary to use all of the calculated wheel speed data, but to drive on a curve, run on a rough road, drive at a low speed, drive at a high speed, vehicle yaw rate, It is preferable to reject the calculated wheel speed data when it is determined that at least one of the deceleration and brake operation satisfies a predetermined condition and the vehicle is not traveling straight at a constant speed.
カーブ走行に基づくデータリジェクトは、横方向加速度(横G)の大きさに基づいて、算出された車輪速データをリジェクトすることができる。
悪路走行に基づくデータリジェクトは、悪路では車両の小さなスリップによりDEL値が異常に大きな値を出すことがあるため、これを除外するために行われる。左右の前後輪の車輪速比の差が所定の閾値を超える場合に車輪速データをリジェクトすることができる。
車両が低速で走行している場合、計測時間内に車輪速度検出手段1のセンサを通過する歯数が少なくなり、測定した車輪速の誤差が大きくなるので、閾値(例えば、35kph)以下の走行速度では算出された車輪速データをリジェクトすることが好ましい。
また、車両が高速で走行している場合、タイヤの遠心力によりトレッド部がせり上がり、動荷重半径が大きくなる。このため、減圧に起因する動荷重半径の減少が相殺されて分からなくなるので、閾値(例えば、130kph)以上の走行速度では算出された車輪速データをリジェクトすることが好ましい。
車両のヨーレートは、車両に装備したヨーレイトセンサから取得することができ、ヨーレート値が、例えば3(degree/sec)を超える場合に、算出された車輪速データをリジェクトすることができる。
また、車両の加減速については、加減速が例えば1.0(m/s2)を超える場合に、算出された車輪速データをリジェクトすることができる。
また、ブレーキ作動の有無は、例えばブレーキランプの点灯の有無により判断することができ、ブレーキランプが点灯した場合に、算出された車輪速データをリジェクトすることができる。
In the data rejection based on the curve running, the calculated wheel speed data can be rejected based on the magnitude of the lateral acceleration (lateral G).
Data rejection based on rough road traveling is performed in order to exclude a DEL value that is abnormally large due to a small slip of the vehicle on a rough road. The wheel speed data can be rejected when the difference in the wheel speed ratio between the left and right front and rear wheels exceeds a predetermined threshold.
When the vehicle is traveling at a low speed, the number of teeth passing through the sensor of the wheel speed detection means 1 is reduced within the measurement time, and the error of the measured wheel speed is increased. Therefore, the vehicle travels below a threshold (for example, 35 kph). For the speed, it is preferable to reject the calculated wheel speed data.
Further, when the vehicle is traveling at a high speed, the tread portion rises due to the centrifugal force of the tire, and the dynamic load radius increases. For this reason, since the decrease in the dynamic load radius due to decompression is canceled out and is not known, it is preferable to reject the calculated wheel speed data at a traveling speed equal to or higher than a threshold (for example, 130 kph).
The yaw rate of the vehicle can be acquired from a yaw rate sensor equipped on the vehicle, and the calculated wheel speed data can be rejected when the yaw rate value exceeds, for example, 3 (degree / sec).
As for acceleration / deceleration of the vehicle, the calculated wheel speed data can be rejected when the acceleration / deceleration exceeds 1.0 (m / s 2 ), for example.
The presence / absence of brake operation can be determined, for example, by the presence / absence of lighting of the brake lamp. When the brake lamp is lit, the calculated wheel speed data can be rejected.
さらに、判定精度をより向上させるために、リジェクト処理を経て選別された車輪速データに移動平均化処理(例えば、N=10)を施すことが好ましい。移動平均値をとることでデータのバラツキを減らして、判定精度をさらに向上させることができる。 Furthermore, in order to further improve the determination accuracy, it is preferable to apply a moving average process (for example, N = 10) to the wheel speed data selected through the reject process. By taking the moving average value, variation in data can be reduced and the determination accuracy can be further improved.
〔実施例〕
次に実施例に基づいて本発明の検出方法を説明するが、本発明はもとよりかかる実施例にのみ限定されるものではない。
スズキ株式会社製のSX4に住友ゴム工業株式会社製のタイヤ(SP SPORT7000。タイヤサイズ:205/50R17)を装着し、住友ゴム工業株式会社の岡山テストコースで走行実験を行った。実験条件は次のとおりであった。
駆動方式:FWD、4WDオート、4WDLOCK(センターデフ固定)の切り替え
荷重条件:GVW(車両総質量)、LLVW(軽荷重:前席のみ2人乗車)
〔Example〕
Next, the detection method of the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to such examples.
A tire (SP SPORT7000. Tire size: 205 / 50R17) manufactured by Sumitomo Rubber Industries, Ltd. was mounted on SX4 manufactured by Suzuki Co., Ltd., and a running experiment was performed at the Okayama Test Course of Sumitomo Rubber Industries. The experimental conditions were as follows.
Drive system: FWD, 4WD auto, 4WDLOCK (center differential fixed) switching Load conditions: GVW (total vehicle weight), LLVW (light load: front seat only for two passengers)
FWDと4WDLOCKの場合について、前軸と後軸の車輪速の違いから同軸2輪タイヤの減圧を検出する判定値である前記DEL2の値を求めた。結果を図3に示す。図3において、縦軸はDEL2値であり、横軸は車両速度である。 In the case of FWD and 4WDLOCK, the value of DEL2, which is a determination value for detecting the decompression of the coaxial two-wheel tire, was determined from the difference in the wheel speed between the front shaft and the rear shaft. The results are shown in FIG. In FIG. 3, the vertical axis represents the DEL2 value, and the horizontal axis represents the vehicle speed.
図3より分かるように、FWDの場合は、正常圧時(NP)のDEL2値と、前軸2輪タイヤ25%減圧又は後軸2輪タイヤ25%減圧のときのDEL2値とが大きく異なっており、その間に閾値を設定することで減圧の検出が可能である。 As can be seen from FIG. 3, in the case of FWD, the DEL2 value at normal pressure (NP) is greatly different from the DEL2 value when the front wheel two-wheel tire is 25% depressurized or the rear wheel two-wheel tire is 25% depressurized. It is possible to detect a reduced pressure by setting a threshold value in the meantime.
これに対し、センターデフが固定されている4WDLOCKモードでは、正常圧時(NP)のDEL2値と、前軸2輪タイヤ25%減圧のときのDEL2値との差がFWDの場合に比べて半減するので減圧の検出は難しくなる。さらに、後軸2輪タイヤ25%減圧時のDEL2値は、正常圧時のDEL2値とはほぼ同じであるので、減圧を検出することができない。 On the other hand, in the 4WDLOCK mode in which the center differential is fixed, the difference between the DEL2 value at normal pressure (NP) and the DEL2 value at 25% decompression of the front axle two-wheel tire is halved compared to the case of FWD. Therefore, it is difficult to detect the reduced pressure. Furthermore, since the DEL2 value at the time when the rear axle two-wheel tire 25% is depressurized is substantially the same as the DEL2 value at the normal pressure, depressurization cannot be detected.
図4は、荷重条件GVW(車両総質量)とLLVW(軽荷重:前席のみ2人乗車)の場合について、センターデフが固定されている4WDLOCKモードで車両を走行させたときの時間経過によるDEL2値の変化を示している。図4より分かるように、GVW及びLLVWのいずれの場合でも、正常圧時のDEL2と、後軸2輪タイヤ25%減圧時のDEL2とはほぼ同じであり、両者を判別することはできない。
正常圧時、前軸2輪タイヤ25%減圧時、及び後軸2輪タイヤ25%減圧時について、車輪速データの取得と並行して車両のCANよりエンジントルクを取得した。そして、取得したエンジントルクと正常圧時のエンジントルクとの差(Δトルク)の平均値を求めた。結果を表1に示す。なお、正常圧時のエンジントルクと車輪速との関係(標準トルク曲線)は、定速直線走行において2種類のタイヤの平均値から求めたが、走行実験データは1種類のタイヤについてのものであり、また走行条件も異なるため、正常圧でもΔトルクはゼロとはならない。
FIG. 4 shows DEL2 over time when the vehicle is driven in the 4WDLOCK mode in which the center differential is fixed in the case of load conditions GVW (total vehicle mass) and LLVW (light load: only the front seat has two passengers). The change in value is shown. As can be seen from FIG. 4, in both cases of GVW and LLVW, DEL2 at normal pressure and DEL2 at the time when the rear axle two-wheel tire is reduced by 25% are substantially the same, and cannot be distinguished from each other.
The engine torque was acquired from the CAN of the vehicle in parallel with the acquisition of the wheel speed data at the time of normal pressure, when the front axle two-wheel tire was reduced by 25%, and when the rear axle two-wheel tire was reduced by 25%. Then, the average value of the difference (Δ torque) between the acquired engine torque and the engine torque at normal pressure was obtained. The results are shown in Table 1. The relationship between the engine torque at normal pressure and the wheel speed (standard torque curve) was obtained from the average value of two types of tires in constant speed linear running, but the running test data is for one type of tire. In addition, since the running conditions are different, the Δ torque is not zero even at normal pressure.
正常圧時と減圧時とでは、エンジントルクの値に差があり、この差を利用することで同軸2輪タイヤの減圧を検出することができる。
なお、走行により得られる車輪速データをすべて使用するとバラツキがあり、減圧の検出は可能であるが、誤報を発する可能性が高いことから、以下の条件のうちの少なくとも1つを満たしたときの車輪速データをリジェクトし、直進一定速走行のデータだけを選別した。この場合のエンジントルクを表2に示す。
ヨーレートリジェクト条件:3degree/sec
ブレーキ作動のリジェクト条件:ブレーキランプの点灯
加減速大のリジェクト条件:1.0m/s2
There is a difference in the value of the engine torque between normal pressure and reduced pressure, and by using this difference, the reduced pressure of the coaxial two-wheel tire can be detected.
In addition, there is variation when all wheel speed data obtained by traveling is used, and it is possible to detect decompression, but since there is a high possibility of generating false alarms, when at least one of the following conditions is satisfied The wheel speed data was rejected, and only the data for straight-line constant speed driving was selected. Table 2 shows the engine torque in this case.
Yaw rate reject condition: 3 degree / sec
Rejection condition of brake operation: Brake lamp lighting Rejection condition of large acceleration / deceleration: 1.0 m / s 2
表2より、リジェクト処理を行うことによりデータのバラツキが小さくなり、その結果、誤報の可能性を減らして精度よく減圧を検出できることが分かる。
また、リジェクト処理後にN=10で移動平均をとることで、表3に示されるように、さらにデータのバラツキを小さくできることが分かる。なお、減圧判定の閾値は、後輪については、リジェクトなしの場合は−2.0とし、リジェクトありの場合は−3.8とし、リジェクト及び移動平均化ありの場合は−3.8とすることができる。移動平均化前後では、特に正常圧時のトルク差のバラツキが約4割になり、誤報を出しにくくなる。また、前輪については、リジェクトなしの場合は4.0とし、リジェクトありの場合は1.0とし、リジェクト及び移動平均化ありの場合は0.5とすることができる。
From Table 2, it can be seen that the variation in data is reduced by performing the reject process, and as a result, the possibility of false alarms can be reduced and the decompression can be detected accurately.
It can also be seen that by taking a moving average at N = 10 after the reject process, the data variation can be further reduced as shown in Table 3. The decompression threshold for the rear wheel is −2.0 when there is no rejection, −3.8 when there is a rejection, and −3.8 when there is a rejection and moving average. be able to. Before and after the moving average, the variation in the torque difference especially at normal pressure is about 40%, and it is difficult to make a false alarm. For the front wheel, it can be 4.0 when there is no rejection, 1.0 when there is rejection, and 0.5 when there is rejection and moving averaging.
1 車輪速度検出手段(回転速度情報検出手段)
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
1 Wheel speed detection means (rotational speed information detection means)
2 Control unit 2a Interface 2b CPU
2c ROM
2d RAM
3 Display 4 Initialization button 5 Alarm
Claims (9)
各タイヤの回転速度情報を検出する回転速度情報検出手段と、
この回転速度情報検出手段により得られる回転速度情報に基づいて車輪速を算出する車輪速算出手段と、
各タイヤを正常圧にした車両を直進水平走行させてエンジントルクと車輪速との関係を求める初期化手段と、
前記初期化手段により求めた前記関係を記憶する記憶手段と、
車両走行時のエンジントルクと、車輪速と前記記憶手段に記憶されている関係から求められる正常圧時のエンジントルクとの差を求める演算手段と、
前記演算手段により求めた差と所定の閾値との比較により同軸2輪タイヤの同時減圧を判定する判定手段と
を備えたことを特徴とするタイヤ空気圧低下検出装置。 A device for detecting simultaneous decompression of a coaxial two-wheel tire in a four-wheel drive vehicle in which a center differential is fixed or not equipped with a center differential,
Rotational speed information detecting means for detecting rotational speed information of each tire;
Wheel speed calculation means for calculating the wheel speed based on the rotation speed information obtained by the rotation speed information detection means;
Initializing means for determining the relationship between the engine torque and the wheel speed by running the vehicle with each tire at normal pressure straight running horizontally,
Storage means for storing the relationship obtained by the initialization means;
A calculation means for obtaining a difference between an engine torque at the time of vehicle travel, a wheel speed and an engine torque at a normal pressure obtained from a relationship stored in the storage means;
A tire pressure drop detecting device comprising: a determining unit that determines simultaneous decompression of the coaxial two-wheel tire by comparing a difference obtained by the calculating unit with a predetermined threshold value.
各タイヤの回転速度情報を検出する回転速度情報検出工程と、
この回転速度情報検出工程において得られる回転速度情報に基づいて車輪速を算出する車輪速算出工程と、
各タイヤを正常圧にした車両を直進水平走行させてエンジントルクと車輪速との関係を求める初期化工程と、
前記初期化工程で求めた前記関係を記憶する記憶工程と、
車両走行時のエンジントルクと、車輪速と前記記憶されている関係から求められる正常圧時のエンジントルクとの差を求める演算工程と、
前記演算工程で求めた差と所定の閾値との比較により同軸2輪タイヤの同時減圧を判定する判定工程と
を含むことを特徴とするタイヤ空気圧低下検出方法。 A method for detecting simultaneous decompression of a coaxial two-wheel tire in a four-wheel drive vehicle in which a center differential is fixed or does not include a center differential,
A rotational speed information detecting step for detecting rotational speed information of each tire;
A wheel speed calculation step for calculating a wheel speed based on the rotation speed information obtained in the rotation speed information detection step;
An initialization process for determining the relationship between engine torque and wheel speed by running a vehicle with each tire at normal pressure straight running horizontally,
A storage step for storing the relationship obtained in the initialization step;
A calculation step for obtaining a difference between an engine torque at the time of vehicle traveling and an engine torque at a normal pressure obtained from the wheel speed and the stored relationship;
And a determination step of determining simultaneous decompression of the coaxial two-wheel tire by comparing the difference obtained in the calculation step with a predetermined threshold value.
各タイヤの回転速度情報を検出する回転速度情報検出手段により得られる回転速度情報に基づいて車輪速を算出する車輪速算出手段、
各タイヤを正常圧にした車両を直進水平走行させてエンジントルクと車輪速との関係を求める初期化手段、
前記初期化手段により求めた前記関係を記憶する記憶手段、
車両走行時のエンジントルクと、車輪速と前記記憶手段に記憶されている関係から求められる正常圧時のエンジントルクとの差を求める演算手段、及び
前記演算手段により求めた差と所定の閾値との比較により同軸2輪タイヤの同時減圧を判定する判定手段
として機能させることを特徴とするタイヤの空気圧低下検出プログラム。 A computer to detect simultaneous decompression of coaxial two-wheel tires in a four-wheel drive vehicle with a fixed center differential or no center differential;
Wheel speed calculation means for calculating wheel speed based on rotation speed information obtained by rotation speed information detection means for detecting rotation speed information of each tire;
Initializing means for determining the relationship between the engine torque and the wheel speed by running the vehicle with each tire at normal pressure straight running horizontally
Storage means for storing the relationship obtained by the initialization means;
Calculation means for obtaining a difference between engine torque during vehicle travel, wheel speed and engine torque at normal pressure determined from the relationship stored in the storage means, and the difference obtained by the calculation means and a predetermined threshold value A function for detecting a decrease in tire air pressure, which functions as a determination means for determining simultaneous decompression of a coaxial two-wheel tire by comparing the two.
9. The program for detecting a decrease in tire air pressure according to claim 8, wherein the computer functions as a moving average processing means for performing a moving average process on wheel speed data.
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