JP5560178B2 - タイヤ空気圧低下警報方法及び装置、並びにタイヤ空気圧低下警報プログラム - Google Patents

Description

本発明はタイヤ空気圧低下警報方法及び装置、並びにタイヤ空気圧低下警報プログラムに関する。

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いるが、例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、減圧判定値として次の式（１）を用いている（例えば、特許文献１参照）。
ＤＥＬ＝{（Ｆ１＋Ｆ４）／２−（Ｆ２＋Ｆ３）／２}／{（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４）／４}×１００（％） ・・・・・・（１）
ここで、Ｆ１〜Ｆ４は、それぞれ前左（ＦＬ）タイヤ、前右（ＦＲ）タイヤ、後左（ＲＬ）タイヤ及び後右（ＲＲ）タイヤの回転角速度である。

ところで、タイヤの動荷重半径は、内圧低下以外の原因、例えば車両の旋回走行によっても変化するので、減圧判定の精度を高めるために、算出された減圧判定値に旋回を考慮した補正を施すことが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２記載の方法では、まず、タイヤを所定の空気圧に設定した状態における車両の実走行時に、車輪速の２つの対角和の差を比較することによりタイヤの減圧を判定する減圧判定値を算出する。ついで、算出された減圧判定値から、車両の横方向加速度にかかわる第１のファクターと、横方向加速度および前後輪比にかかわる第２のファクターとからなる補正ファクター関数値を引き算し、近似的にゼロになる前記第１および第２のファクターを算出し、記憶している。特許文献２記載の方法によれば、タイヤを車両に取り付けたのちに、旋回補正ファクターを自動的に求め、タイヤ減圧の検出精度を向上させることができる。

特開昭６３−３０５０１１号公報 特開２００１−２０６０２８号公報

特許文献２記載の方法では、車両の横方向加速度にかかわる第１のファクターをニュートラル走行時（駆動力＝０）に算出する必要がある。しかし、実際の使用下では、一般のドライバーが公道でニュートラル走行をする頻度は少なく、また第１のファクターを算出するために必要な横方向加速度が発生する旋回時のニュートラル走行状態は、さらにその機会が少ない。このため、第１の補正ファクターを長時間にわたり取得できない可能性が高く、結果として、車両の旋回走行に起因する誤警報や無警報が発生するおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、駆動力が掛かった状態での旋回走行のデータに基づいて旋回補正ファクターを取得するこができ、減圧判定の精度を高めることができるタイヤ空気圧低下警報方法及び装置、並びにタイヤ空気圧低下警報プログラムを提供することを目的としている。

（１）本発明のタイヤ空気圧低下警報方法（以下、単に「警報方法」ともいう）は、４輪車両に装着された各タイヤの回転数を検出し、検出された回転数に基づいてタイヤ空気圧が低下しているか否かを判定し、タイヤ空気圧が低下していると判定された場合に警報を発する方法であって、
タイヤを所定の空気圧にした状態における車両の実走行時に、タイヤ空気圧の低下を判定する減圧判定値を算出する減圧判定値算出工程と、
算出された減圧判定値から、車両の横方向加速度と当該横方向加速度に係る補正ファクターとからなる補正ファクター関数値を減じた結果がほぼゼロになるような補正ファクターを算出する補正ファクター算出工程と、
算出された補正ファクターを記憶する記憶工程と
を含み、
車両の旋回半径を複数の領域に分割し、前記補正ファクターを前記複数の領域毎に算出することを特徴としている。

本発明の警報方法では、ニュートラル走行時のデータだけでなく、駆動力が掛かった状態で様々な速度で旋回中の車両から得られるデータに基づいて旋回補正ファクターを取得することができる。このため、取得機会の少ないニュートラル走行時のデータだけを用いる場合よりも短時間で車両に装着されたタイヤ固有の補正ファクターを得ることができるので、誤警報や無警報の可能性を減少させることができる。その結果、タイヤ減圧の判定精度を向上させることができる。
また、車両の旋回の程度を複数の領域に分割し、領域毎に補正ファクターを設定することで、減圧判定の精度をさらに高めることができる。

（２）前記（１）の警報方法において、前記補正ファクター関数値が、車両の横方向加速度と当該横方向加速度に係る補正ファクターとの積とすることができる。

（３）本発明のタイヤ空気圧低下警報装置（以下、単に「警報装置」ともいう）は、４輪車両に装着された各タイヤの回転数を検出し、検出された回転数に基づいてタイヤ空気圧が低下しているか否かを判定し、タイヤ空気圧が低下していると判定された場合に警報を発する装置であって、
タイヤを所定の空気圧にした状態における車両の実走行時に、タイヤ空気圧の低下を判定する減圧判定値を算出する減圧判定値算出手段と、
算出された減圧判定値から、車両の横方向加速度と当該横方向加速度に係る補正ファクターとからなる補正ファクター関数値を減じた結果がほぼゼロになるような補正ファクターを算出する補正ファクター算出手段と、
算出された補正ファクターを記憶する記憶手段と
を備え、
車両の旋回半径を複数の領域に分割し、前記補正ファクターを前記複数の領域毎に算出することを特徴としている。

本発明の警報装置では、ニュートラル走行時のデータだけでなく、駆動力が掛かった状態で様々な速度で旋回中の車両から得られるデータに基づいて旋回補正ファクターを取得するこができる。このため、取得機会の少ないニュートラル走行時のデータだけを用いる場合よりも短時間で車両に装着されたタイヤ固有の補正ファクターを得ることができるので、誤警報や無警報の可能性を減少させることができる。その結果、タイヤ減圧の判定精度を向上させることができる。
また、車両の旋回の程度を複数の領域に分割し、領域毎に補正ファクターを設定することで、減圧判定の精度をさらに高めることができる。

（４）前記（３）の警報装置において、前記補正ファクター関数値が、車両の横方向加速度と当該横方向加速度に係る補正ファクターとの積とすることができる。

（５）本発明のタイヤ空気圧低下警報プログラム（以下、単に「プログラム」ともいう）は、４輪車両に装着された各タイヤの回転数に基づいてタイヤ空気圧が低下しているか否かを判定し、タイヤ空気圧が低下していると判定された場合に警報を発するためにコンピュータを
タイヤを所定の空気圧にした状態における車両の実走行時に、タイヤ空気圧の低下を判定する減圧判定値を算出する減圧判定値算出手段、
算出された減圧判定値から、車両の横方向加速度と当該横方向加速度に係る補正ファクターとからなる補正ファクター関数値を減じた結果がほぼゼロになるような補正ファクターを算出する補正ファクター算出手段、及び
算出された補正ファクターを記憶する記憶手段
として機能させ、
車両の旋回半径を複数の領域に分割し、前記補正ファクターを前記複数の領域毎に算出することを特徴としている。

本発明のプログラムでは、ニュートラル走行時のデータだけでなく、駆動力が掛かった状態で様々な速度で旋回中の車両から得られるデータに基づいて旋回補正ファクターを取得するこができる。このため、取得機会の少ないニュートラル走行時のデータだけを用いる場合よりも短時間で車両に装着されたタイヤ固有の補正ファクターを得ることができるので、誤警報や無警報の可能性を減少させることができる。その結果、タイヤ減圧の判定精度を向上させることができる。
また、車両の旋回の程度を複数の領域に分割し、領域毎に補正ファクターを設定することで、減圧判定の精度をさらに高めることができる。

（６）前記（５）のプログラムにおいて、前記補正ファクター関数値が、車両の横方向加速度と当該横方向加速度に係る補正ファクターとの積とすることができる。

本発明の警報方法、装置及びプログラムによれば、駆動力が掛かった状態での旋回走行のデータに基づいて旋回補正ファクターを取得するこができ、減圧判定の精度を高めることができる。

本発明の警報装置の一実施の形態を示すブロック図である。 図１に示される警報装置の電気的構成を示すブロック図である。 実施例１でタイヤＡを装着したときの横方向加速度とＲａｗ＿ＤＥＬ１との関係を示す図である。 実施例１でタイヤＢを装着したときの横方向加速度とＲａｗ＿ＤＥＬ１との関係を示す図である。 実施例２でタイヤＡを装着したとき（旋回半径１００〜２００Ｒ）の横方向加速度とＲａｗ＿ＤＥＬ１との関係を示す図である。 実施例２でタイヤＡを装着したとき（旋回半径２００Ｒ以上）の横方向加速度とＲａｗ＿ＤＥＬ１との関係を示す図である。 実施例２でタイヤＢを装着したとき（旋回半径１００〜２００Ｒ）の横方向加速度とＲａｗ＿ＤＥＬ１との関係を示す図である。 実施例２でタイヤＢを装着したとき（旋回半径２００Ｒ以上）の横方向加速度とＲａｗ＿ＤＥＬ１との関係を示す図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の警報方法、装置及び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警報装置を示すブロック図であり、図２は、図１に示される警報装置の電気的構成を示すブロック図である。
図１に示されるように、本発明の一実施の形態に係る警報装置は、４輪車両に備えられた４つのタイヤの左前輪（ＦＬ）、右前輪（ＦＲ）、左後輪（ＲＬ）及び右後輪（ＲＲ）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、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、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。

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。

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Ｆ_ｉ（Ｆ_１〜Ｆ_４）が算出される。なお、Ｆ_１〜Ｆ_４はそれぞれ、左前輪（ＦＬ）タイヤ、右前輪（ＦＲ）タイヤ、左後輪（ＲＬ）タイヤおよび右後輪（ＲＲ）タイヤの回転角速度である。

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、
Ｆ１_１＝Ｆ_１
Ｆ１_２＝ｍＦ_２
Ｆ１_３＝Ｆ_３
Ｆ１_４＝ｎＦ_４
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Ｆ_ｉを算出し、この算出された回転角速度Ｆｉに基づいて、ｍ＝Ｆ_１／Ｆ_２、ｎ＝Ｆ_３／Ｆ_４として取得される。
そして、このＦ_ｉに基づいてタイヤの回転速度、車両の速度、横方向加速度（横Ｇ又はＬａｔＧ）などが算出される。

本実施の形態に係る警報装置は、４輪車両に装着された各タイヤの車輪回転速度を検出する車輪速度検出手段１と、タイヤを所定の空気圧にした状態における車両の実走行時に、タイヤ空気圧の低下を判定する減圧判定値を算出する減圧判定値算出手段と、算出された減圧判定値から、車両の横方向加速度と当該横方向加速度に係る補正ファクターとからなる補正ファクター関数値を減じた結果がほぼゼロになるような補正ファクターを算出する補正ファクター算出手段と、算出された補正ファクターを記憶する記憶手段とから構成されている。

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、減圧判定値算出手段、補正ファクター算出手段及び記憶手段として機能させる。

タイヤが減圧しているか否かを判定するための減圧判定値は、本発明において特に限定されるものではなく、従来技術において種々提案されている式により算出されるものを用いることができる。

例えば、左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪の車輪速をそれぞれＶ＿ＦＬ、Ｖ＿ＦＲ、Ｖ＿ＲＬ及びＶ＿ＲＲとしたときに、一方の対角線上にある一対の車輪の車輪速の和と、他方の対角線上にある一対の車輪の車輪速の和との差を用いる式としては、以下の式（１）又は（２）を用いることができる。ここに、「Ｒａｗ＿ＤＥＬ」は、補正前の減圧判定値を示している。

また、車両の左側輪の車輪速の和と、右側輪の車輪速の和との差を用いる式としては、例えば以下の式（３）又は（４）を用いることができる。

本発明では、タイヤを所定の空気圧（正常圧）にした状態で車両を走行させ、初期化を行う。この初期化は、ドライバーが初期化ボタン４を押圧することで開始される。初期化工程においては、タイヤ空気圧の低下を判定する減圧判定値（補正前の減圧判定値）が、例えば前記式（１）〜（４）を用いて算出される。

ついで、算出された減圧判定値から、車両の横方向加速度と当該横方向加速度に係る補正ファクターとからなる補正ファクター関数値を減じた値がほぼゼロになるような補正ファクターが算出される。

補正ファクター関数値としては、車両の横方向加速度と補正ファクターとの積とすることができる。すなわち、車両の横方向加速度をＬａｔＧ、補正ファクターをＦａｃｔｏｒ１とすると、補正ファクター関数値＝ＬａｔＧ×Ｆａｃｔｏｒ１とすることができる。
補正ファクターは、車両の旋回半径ＣｏｒｎｅｒｉｎｇＲ又はその逆数（１／ＣｏｒｎｅｒｉｎｇＲ）の関数として算出することができる。車両の旋回の程度に応じた補正ファクターを設定することで、きめの細かい補正を行うことができ、減圧判定の精度をさらに高めることができる。

また、旋回半径ＣｏｒｎｅｒｉｎｇＲを複数の領域、例えば２００Ｒを境界として、１００〜２００Ｒと２００Ｒ以上の２つの領域に分割し、それぞれの領域で補正ファクターを算出することができる。この場合も、車両の旋回の程度に応じた補正ファクターを設定することで、きめの細かい補正を行うことができ、減圧判定の精度をさらに高めることができる。なお、領域の数及び各領域の範囲については、適宜選定することができる。

旋回半径ＣｏｒｎｅｒｉｎｇＲは、横方向加速度をＬａｔＧ[Ｇ]、車両速度をＶ[ｍ／ｓ]としたときに、
ＣｏｒｎｅｒｉｎｇＲ＝Ｖ^２／ＬａｔＧ／９．８
として求めることができる。

なお、例えば車両速度が８０ｋｐｈ以上のような高速域では、一般公道の交通ルール上、旋回半径が大きい領域（例えば、３００Ｒ以上）でしか一般ドライバーは走行しない。このため、所定の高速域を走行する場合においては、旋回半径ＣｏｒｎｅｒｉｎｇＲの関数とせずに、横方向加速度にだけ相関する補正ファクターＦａｃｔｏｒ１を算出してもよい。また、高速域でなくても、旋回半径が大きい領域が大半である一般公道を走行する場合にも、旋回半径ＣｏｒｎｅｒｉｎｇＲの関数とせずに、横方向加速度にだけ相関する補正ファクターＦａｃｔｏｒ１を算出してもよい。

初期化工程において算出された補正ファクターは、記憶手段に記憶される。そして、初期化後の実走行時においては、記憶手段に記憶されている補正ファクターに基づいて、減圧判定値が補正される。補正後の減圧判定値ＤＥＬ１又はＤＥＬ１´は、以下の式（５）又は（６）を用いて算出することができる。

また、補正後の減圧判定値ＤＥＬ３又はＤＥＬ３´は、以下の式（７）又は（８）を用いて算出することができる。

ここに、ＴｒｅａｄＷｉｄｔｈは、車両のトレッド幅のことであり、単位は[ｍ]である。式ＤＥＬ３又はＤＥＬ３´は、車両の左右輪の比較であるため、幾何学的にトレッド幅（車両の横幅）を考慮する必要がある。このため、補正後の減圧判定値を求めるに際し、「１００×ＴｒｅａｄＷｉｄｔｈ／ＣｏｒｎｅｒｉｎｇＲ」という項が必要になる。

そして、補正後の減圧判定値が、予め実験走行などにより求められた所定の閾値を超える場合に、タイヤが減圧していると判断して、警報器５により警報が発せられる。

〔実施例〕
次に本発明の警報方法を実施例に基づき説明するが、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。
実施例１
前輪駆動車に正常圧にしたタイヤＡ（タイヤ寸法：１８５／６５Ｒ１５）又はタイヤＢ（タイヤ寸法：２１５／４５Ｒ１７）を装着して実験走行を行った。実施例１では、旋回補正ファクターを旋回半径ＣｏｒｎｅｒｉｎｇＲの関数とはせずにＤＥＬ１に関する旋回補正ファクターを求めた。

結果を図３〜４及び表１に示す。図３はタイヤＡを装着した場合、図４はタイヤＢを装着した場合の結果を示しており、図３〜４及び後出する図５〜８において、横軸は車両の横方向加速度（ＬａｔＧ）であり、縦軸は、算出されたＲａｗ＿ＤＥＬ１である。なお、表１において、チューニングした値とは、理想的な条件（平坦なテストコース）で車輪速を計測して決定した値のことであり、平坦な路面上で複数の速度で車両を走行させて計測を行った。

表１より、本発明の手法により、タイヤによって変わる旋回補正ファクターが得られることが分かる。
実施例２
前輪駆動車に正常圧にしたタイヤＡ（タイヤ寸法：１８５／６５Ｒ１５）又はタイヤＢ（タイヤ寸法：２１５／４５Ｒ１７）を装着して実験走行を行った。実施例２では、旋回半径ＣｏｒｎｅｒｉｎｇＲを２つの領域に分割し、領域毎にＤＥＬ１に関する旋回補正ファクターを求めた。
結果を図５〜８及び表２〜３に示す。図５は、タイヤＡを装着し旋回半径１００〜２００Ｒで走行した結果を示しており、図６は、タイヤＡを装着し旋回半径２００Ｒ以上で走行した結果を示している。また、図７は、タイヤＢを装着し旋回半径１００〜２００Ｒで走行した結果を示しており、図８は、タイヤＢを装着し旋回半径２００Ｒ以上で走行した結果を示している。

表２〜３より、本発明の手法により、タイヤによって変わる旋回補正ファクターが得られること、及び、旋回補正ファクターを旋回半径の領域毎に旋回呈することでタイヤ減圧の検体精度を向上させ得ることが分かる。

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

Claims (6)

1. ４輪車両に装着された各タイヤの回転数を検出し、検出された回転数に基づいてタイヤ空気圧が低下しているか否かを判定し、タイヤ空気圧が低下していると判定された場合に警報を発する方法であって、
   タイヤを所定の空気圧にした状態における車両の実走行時に、タイヤ空気圧の低下を判定する減圧判定値を算出する減圧判定値算出工程と、
   算出された減圧判定値から、車両の横方向加速度と当該横方向加速度に係る補正ファクターとからなる補正ファクター関数値を減じた結果がほぼゼロになるような補正ファクターを算出する補正ファクター算出工程と、
   算出された補正ファクターを記憶する記憶工程と
   を含み、
   車両の旋回半径を複数の領域に分割し、前記補正ファクターを前記複数の領域毎に算出することを特徴とするタイヤ空気圧低下警報方法。
2. 前記補正ファクター関数値が、車両の横方向加速度と当該横方向加速度に係る補正ファクターとの積である請求項１に記載のタイヤ空気圧低下警報方法。
3. ４輪車両に装着された各タイヤの回転数を検出し、検出された回転数に基づいてタイヤ空気圧が低下しているか否かを判定し、タイヤ空気圧が低下していると判定された場合に警報を発する装置であって、
   タイヤを所定の空気圧にした状態における車両の実走行時に、タイヤ空気圧の低下を判定する減圧判定値を算出する減圧判定値算出手段と、
   算出された減圧判定値から、車両の横方向加速度と当該横方向加速度に係る補正ファクターとからなる補正ファクター関数値を減じた結果がほぼゼロになるような補正ファクターを算出する補正ファクター算出手段と、
   算出された補正ファクターを記憶する記憶手段と
   を備え、
   車両の旋回半径を複数の領域に分割し、前記補正ファクターを前記複数の領域毎に算出することを特徴とするタイヤ空気圧低下警報装置。
4. 前記補正ファクター関数値が、車両の横方向加速度と当該横方向加速度に係る補正ファクターとの積である請求項３に記載のタイヤ空気圧低下警報装置。
5. ４輪車両に装着された各タイヤの回転数に基づいてタイヤ空気圧が低下しているか否かを判定し、タイヤ空気圧が低下していると判定された場合に警報を発するためにコンピュータを
   タイヤを所定の空気圧にした状態における車両の実走行時に、タイヤ空気圧の低下を判定する減圧判定値を算出する減圧判定値算出手段、
   算出された減圧判定値から、車両の横方向加速度と当該横方向加速度に係る補正ファクターとからなる補正ファクター関数値を減じた結果がほぼゼロになるような補正ファクターを算出する補正ファクター算出手段、及び
   算出された補正ファクターを記憶する記憶手段
   として機能させ、
   車両の旋回半径を複数の領域に分割し、前記補正ファクターを前記複数の領域毎に算出することを特徴とするタイヤ空気圧低下警報プログラム。
6. 前記補正ファクター関数値が、車両の横方向加速度と当該横方向加速度に係る補正ファクターとの積である請求項５に記載のタイヤ空気圧低下警報プログラム。