JPH10100623A - タイヤ空気圧検知装置 - Google Patents

タイヤ空気圧検知装置

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JPH10100623A
JPH10100623A JP8275479A JP27547996A JPH10100623A JP H10100623 A JPH10100623 A JP H10100623A JP 8275479 A JP8275479 A JP 8275479A JP 27547996 A JP27547996 A JP 27547996A JP H10100623 A JPH10100623 A JP H10100623A
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wheel speed
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元規 富永
Yoshihiro Nishikawa
西川  佳弘
Motoji Suzuki
基司 鈴木
Kenji Fujiwara
健司 藤原
Hideki Ohashi
秀樹 大橋
Koji Umeno
孝治 梅野
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Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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Denso Corp
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/06Signalling devices actuated by deformation of the tyre, e.g. tyre mounted deformation sensors or indirect determination of tyre deformation based on wheel speed, wheel-centre to ground distance or inclination of wheel axle
    • B60C23/061Signalling devices actuated by deformation of the tyre, e.g. tyre mounted deformation sensors or indirect determination of tyre deformation based on wheel speed, wheel-centre to ground distance or inclination of wheel axle by monitoring wheel speed

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動輪と路面間の状態が車両のタイヤ空気圧
状態を判定するのに適当ではないとき(スリップ状態の
とき)を簡単な構成で正確に判断し、そのときのタイヤ
空気圧状態の判定を禁止することである。 【解決手段】 タイヤ空気圧検知装置の演算処理装置2
を、車輪速度検出手段1a〜1dにより検出された車輪
速度から車輪加速度を演算する車輪加速度演算手段と、
駆動輪と従動輪間の車輪加速度の大小を示す加速状態評
価値を演算する加速状態評価値演算手段と、加速状態評
価値が駆動輪と従動輪間の大きな加速度差を示している
とき、上記駆動輪と路面間の状態をスリップ状態と判断
してタイヤの空気圧状態の判定を禁止する禁止手段とで
構成し、加減速時や坂道走行時等においてもスリップ状
態が正確に検出されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両のタイヤ空気
圧の状態を検知するタイヤ空気圧検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】タイヤ空気圧検知装置は、車両の走行中
にタイヤの空気圧状態を監視してタイヤの空気抜け等の
タイヤの異常を運転者等に知らせるもので、タイヤの空
気圧を直接検出するようにしたものの他、車輪速度セン
サ等により検出された、前後左右の車輪の角速度に基づ
いてタイヤの空気圧の状態を間接的に検知するようにし
たものがある。タイヤの空気圧状態を間接的に検知する
装置としては、例えば特開昭63−305011号公報
には、対角線位置にある2組の車輪の角速度の和をそれ
ぞれ算出し、これら和の差が所定値内にある場合に各車
輪の角速度を4つの車輪の平均値と比較し空気圧の低下
を相対的に判定するようにしたものがある。このような
タイヤの空気圧状態を間接的に検知する装置は、タイヤ
の空気圧を直接検出しないので装置の構成を簡単にでき
るが、車両の走行状態や走行路面の状態によっては検出
精度が影響を受けやすい。そこで特開平6−28643
0号公報に記載のタイヤ空気圧警報装置のように、車両
の走行状態や走行路面の状態によってタイヤの空気圧状
態の判定を禁止するようにしたものがある(従来例
A)。上記タイヤ空気圧警報装置では、左右の従動輪の
車輪速度を平均して車体速度をもとめ、車体速度の変化
から車両が加減速状態にあれば駆動輪と路面の状態がス
リップ状態と判断している。
【0003】タイヤの空気圧状態の判定を禁止するよう
にした装置としてはまた、駆動輪と従動輪との車輪速の
偏差が、あるスレッシュホールドレベルを外れると加減
速状態と判定するようにしたものもある(従来例B)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例Aでは、車体速が一定であってもスリップ状態となる
上り坂道を走行する場合にタイヤの空気圧状態の判定を
禁止すべく、傾斜角センサを設けて路面の傾斜を検出
し、所定値以上の傾斜があれば上り坂道を走行中である
と判断している。よって上記タイヤ空気圧警報装置は構
成がかえって複雑になる。
【0005】また上記従来例Bではタイヤの摩耗により
駆動輪と従動輪とのタイヤ半径に僅かな差が生じても誤
検出するおそれがある。駆動輪と従動輪とのタイヤ半径
の差を補正するためにタイヤの摩耗状態を表すパラメー
タを走行中に学習するようにしたものもあるがパラメー
タの学習演算に時間がかかり実用的とはいえない。
【0006】そこで本発明は、傾斜角センサ等の新たな
センサや時間のかかる演算が不要で構成簡単な、しかも
坂道の影響やタイヤの摩耗の影響を受けにくい信頼性の
高いタイヤ空気圧検知装置を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、前輪駆動もしくは後輪駆動の車両の各車輪の車輪速
度に基づいて各車輪に設けられたタイヤの空気圧状態を
記述する判定値を演算し、判定値に基づいてタイヤの空
気圧状態を判定する車輪速度検出手段、判定値演算手段
および判定手段よりなる構成に、上記車輪速度に基づい
て各車輪の加速度を演算する車輪加速度演算手段と、駆
動輪と従動輪間の車輪加速度の大小を示す加速状態評価
値を演算する加速状態評価値演算手段と、加速状態評価
値を予め設定した所定値と比較して二値判定し、駆動輪
と従動輪間に大きな加速度差が生じているとき、上記駆
動輪がスリップ状態であると判断してタイヤの空気圧状
態の判定を禁止する禁止手段とを設ける。
【0008】車両が加速中であっても、上り坂道を定速
走行中であっても駆動輪の駆動トルクと、タイヤと路面
との摩擦によるグリップ力の不均衡により駆動輪と従動
輪間に加速度差が生じる。しかして駆動輪と従動輪間に
大きな加速度差が生じたことから上記駆動輪のスリップ
状態を正確に判断でき、タイヤ空気圧状態検知の高い信
頼性が得られる。上記加速度差は車輪速度検出手段によ
り検出された車輪速度に基づいて容易に演算されるか
ら、センサ等の新たに設ける部材や時間のかかる演算が
不要である。
【0009】上記禁止手段は、上記加速状態評価値から
上記駆動輪がスリップ状態と判断されたとき、請求項2
記載の発明のように上記判定値演算手段における判定値
の演算を禁止するように設定してもよいし、請求項3記
載の発明のように上記判定値を上記判定手段へ出力する
ことを禁止するように設定してもよい。
【0010】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)図1に本発明のタイヤ空気圧検知装置
を示す。タイヤ空気圧検知装置は、前輪駆動もしくは後
輪駆動の車両に搭載され、車両の各タイヤに対応して設
けた車輪速検出手段たる車輪速センサ1a,1b,1
c,1dと、車輪速センサ1a〜1dを入力とする演算
処理装置2と、演算処理装置2から警告信号が発せられ
るとタイヤの空気圧の低下を運転者に警告する警報装置
3とで構成してある。車輪速センサ1a〜1dは、その
うち2つ(例えば1a,1b)が駆動輪に対応し、残り
の2つ(例えば1c,1d)が従動輪に対応している。
【0011】演算処理装置2はマイクロコンピュータ等
で構成され、タイヤ空気圧状態の判定は車輪速センサ1
a〜1dからのパルス信号に基づいて演算処理装置2の
ソフトウェア上で実行される。演算処理装置2の機能構
成は、車輪速センサ1a〜1dからパルス信号として入
力する車輪速のデータが車輪速演算部2a、前後輪加速
度差演算部2b、車輪速偏差値演算部2c、車輪速偏差
値平均処理部2d、差圧判定値演算部2f、空気圧低下
判断部2gを経てタイヤ空気圧状態の判定データに加工
されて、警報装置3に出力されるようになっている。車
輪速偏差値記憶部2eは上記マイクロコンピュータのメ
モリで構成され、車輪速偏差値平均処理部2dから出力
されるデータを記憶するようになっている。車輪速偏差
値記憶部2eから読み出されたデータは、差圧判定値演
算部2fにおいて演算に用いられる。
【0012】図2は演算処理装置2で実行される車輪速
演算から空気圧低下の警告までのメインルーチンの流れ
を示すものである。S100は車輪速偏差値演算サブル
ーチンで、後述する車輪速偏差値Dの平均値DAVが算出
される(なお以後の説明では、車輪速偏差値Dと平均値
AVのいずれも車輪速偏差値といい、これらを記号Dお
よびDAVで区別するものとする。図中、同じ)。車輪速
偏差値DAVは車輪速検出センサ1a〜1dにより検出さ
れた前後左右の車輪の車輪速の関数として与えられるも
ので、算出の詳細については後述する。
【0013】S101〜S107は判定手段たる演算処
理装置2の作動で、S101では、車輪速偏差値DAV
標準値Dstd が記憶されているかどうかを判定する。標
準値Dstd が車輪速偏差値記憶部2eに記憶されていな
ければ現在の車輪速偏差値DAVを標準値Dstd として記
憶し(S102)、S100に戻る。
【0014】標準値Dstd が記憶された後の上記メイン
ルーチンでは、S101を経てS103に進む。S10
3は差圧判定値演算部2fの作動で、式(1)により差
圧判定値ΔDを演算する。差圧判定値ΔDは現在の車輪
速偏差値DAVと標準値Dstdの差分であり、標準値D
std が演算された時点からのタイヤ空気圧状態の変化が
反映する。 ΔD=Dstd −DAV・・・・(1)
【0015】S104,105は空気圧低下判断部2g
の作動で、S104では差圧判定値ΔDの大きさ|ΔD
|をスレッシュホールド値Dshと比較する。スレッシュ
ホールド値Dshは空気圧低下と判断し得る値で、予め実
験等により設定し演算処理装置2のメモリに記憶してお
く。
【0016】|ΔD|がDshよりも大きいときはS10
5に進み、ΔDの符号を判定する。符号が負であれば左
側前輪(FL)または右側後輪(RR)の空気圧低下を
警告する警告信号を警告装置3に出力し(S106)、
正であれば右側前輪(FR)または左側後輪(RL)の
空気圧低下を警告する警告信号を警告装置3に出力する
(S107)。
【0017】なおS104において、|ΔD|がDsh
りも小さいときはタイヤ空気圧状態は正常と判断する。
【0018】図3は図2のS100における車輪速偏差
値演算サブルーチンの詳細な流れを示すもので、S11
1では演算回数Nを0にリセットする。S112は車輪
速センサ1a〜1dとともに車輪速検出手段を構成する
車輪速演算部2aの作動で、所定時間、例えば5ms内
に入力する各車輪速センサ1a〜1dからのパルス信号
の数から各輪の車輪速を演算する。車輪速の演算は例え
ば0.5s周期で行われる。
【0019】S113〜S114は前後輪加速度差演算
部2bの作動である。S113は車輪加速度演算手段お
よび加速状態評価値演算手段としての作動で、まず今回
のS112と前回のS112において演算した車輪速の
差分を算出して各輪の加速度(右側前輪:AFR、左側前
輪:AFL、右側後輪:ARR、左側後輪:ARL)を演算
し、次いで右側および左側について加速状態評価値たる
加速度の前後輪差ΔAR,ΔAL を式(2),(3)に
より演算する。 ΔAR =ARR−AFR・・・・(2) ΔAL =ARL−AFL・・・・(3)
【0020】S114は禁止手段としての作動で、前後
輪加速度差ΔAR およびΔAL をそれぞれ所定値たるス
レッシュホールド値ΔAshと比較する。スレッシュホー
ルド値ΔAshは、予め実走行状態もしくは実走行を模し
た実験で、車輪加速度のデータを収集し、収集したデー
タから設定する。前後輪加速度差ΔAR ,ΔAL のいず
れもΔAshよりも小さいときは駆動輪のタイヤがスリッ
プ状態にないものと判断しS115に進む。
【0021】S115は判定値演算手段たる車輪速偏差
値演算部2cの作動で、判定値たる車輪速偏差値Dを式
(4)により演算する。車輪速偏差値Dは左右輪の車輪
速比の前後輪間の差分として与えられ、タイヤの空気抜
け等のタイヤ空気圧の異常によりある1輪のタイヤの空
気圧が低下すると増加もしくは減少する変数である。演
算結果は一時記憶される。
【0022】
【数1】
【0023】なおS114において前後輪加速度差ΔA
R またはΔAL がΔAshよりも大きいときは駆動輪のタ
イヤがスリップ状態にあるものと判断し、車輪速偏差値
Dの演算を禁止する。車輪速偏差値Dの演算(S11
5)を行わないでS112に戻る。駆動輪のタイヤがス
リップ状態にあり、車輪速偏差値Dはタイヤの空気圧状
態を正しく記述していない蓋然性が高いからである。
【0024】S115に続くS116では演算回数Nを
1インクリメントし、所定値n0 、例えば4と比較する
(S117)。N<n0 であればS112に戻る。N≧
0となれば、すなわち車輪速偏差値Dの演算(S11
5)がn0 回、行われれば、S118に進む。
【0025】S118は車輪速偏差値平均処理部2dの
作動で、一時記憶したn0 個の車輪速偏差値Dを平均化
して車輪速偏差値Davを得、本サブルーチンは終了する
(S119)。得られた車輪速偏差値Davはメインルー
チン(図2)に返す。
【0026】以上のごとく本発明のタイヤ空気圧状態検
知装置では、車両が加速中であっても、上り坂道を定速
走行中であっても駆動輪の駆動トルクと、タイヤと路面
との摩擦によるグリップ力の不均衡により駆動輪と従動
輪間に加速度差ΔAR ,ΔAL が生じると、これに基づ
いて駆動輪がスリップ状態と判断され、車輪速偏差値D
の演算が禁止される。したがって傾斜角センサ等を設け
ることなく、車輪速偏差値Dの演算に用いられる車輪速
データを流用して前後輪加速度差の演算処理を行うだけ
でタイヤの空気圧状態の判定の信頼性が高められる。
【0027】またスリップ状態を判断する評価値を車輪
加速度に基づいて表しているから、駆動輪と上記路面間
の状態を判ずる評価値が車輪速(または角速度)に基づ
いて表される場合に比べて摩耗によるタイヤの回転半径
の差異が評価値におよぼす影響はごく僅かである。例え
ばタイヤの回転半径が変われば、スリップすることなく
一定速で回転している場合でも回転速度には差が生じ、
駆動輪と上記路面間の状態を誤検出するおそれがある
が、評価値が加速度に基づいて表されている場合はタイ
ヤの回転半径が変わっても加速度が0で等しく、評価値
には影響を与えない。
【0028】図4(A),(B)に本発明のタイヤ空気
圧検知装置と、車両の走行状態や走行路面の状態により
タイヤ空気圧状態の判定を禁止する手段を持たない従来
のタイヤ空気圧検知装置との比較結果を示すもので、タ
イヤにパンク等が起きていないときの差圧判定値ΔDの
経時変化を表している。図4(A)に示すように、従来
装置では加減速時や坂道走行時における車輪速偏差値が
差圧判定値ΔDの演算に用いられているから差圧判定値
ΔDはばらつきが大きい。このため正常か異常かを判定
するためのスレッシュホールド値Dshによっては、誤検
出するおそれがある。またスレッシュホールド値Dsh
大きくすればタイヤ空気圧状態の異常を検知する感度が
鈍くなる。一方、図4(B)に示すように、本発明装置
では、差圧判定値ΔDが略一定で、従来装置のような不
具合はない。
【0029】(第2実施形態)本実施形態のタイヤ空気
圧検知装置は第1実施例における車輪速偏差値演算サブ
ルーチンを、禁止手段としての作動が異なる別の車輪速
偏差値演算サブルーチンに変更したもので、これを図5
に示す。図中、第1実施形態に説明で示した図3と同一
番号を付したステップについては実質的に同じ作動をす
るので第1実施形態との相違点を中心に説明する。まず
S211では本サブルーチンで演算された車輪速偏差値
avをメインルーチン(図2)に出力するか否かを制御
する出力フラグFを1(出力可)にする。出力フラグF
はS114およびS212において設定される。S11
4において、第1実施形態と同様に前後輪加速度差ΔA
RまたはΔAL がAshよりも大きいときは駆動輪のタイ
ヤがスリップ状態にあるものと判断し出力フラグFを0
(出力不可)にし(S212)、本サブルーチンで演算
される車輪速偏差値Davを無効とする。S114におい
て、前後輪加速度差ΔAR ,ΔAL のいずれもAshより
も小さいときは駆動輪のタイヤがスリップ状態にないも
のと判断し出力フラグFは1を維持し、車輪速偏差値D
を演算する(S115)。
【0030】車輪速偏差値Davを算出(S118)後,
S213において、出力フラグFを判定し、F=1であ
れば車輪速偏差値Davをメインルーチン(図2)に出力
し、F=0であればS211に戻る。すなわちn0 回の
車輪速偏差値Dの演算結果の中にタイヤの空気圧状態を
正しく記述していない蓋然性が高いデータが存在する場
合には車輪速偏差値Davを無効にする。しかしてn0
連続して入力する車輪速データに基づいて車輪速偏差値
avが演算されるから車輪速偏差値Davは実質的に同じ
時間におけるn0 のタイヤ空気圧状態が反映、平均化さ
れたものとなる。
【0031】(第3実施形態)本実施形態のタイヤ空気
圧検知装置は第1実施形態における車輪速偏差値演算サ
ブルーチンを別の車輪速偏差値演算サブルーチンに変更
したもので、これを図6に示す。図中、第1実施形態に
説明で示した図3と同一番号を付したステップについて
は実質的に同じ作動をするので第1実施形態との相違点
を中心に説明する。S114において、第1実施形態と
同様に前後輪加速度差ΔAR またはΔAL がΔAshより
も大きいとき、すなわち駆動輪のタイヤがスリップ状態
にあるものと判断したときには、S111に戻り、演算
回数Nを0にリセットして再びn0 回の車輪速偏差値D
の演算を行うようにしたものである。第2実施形態と同
様にn0 回連続して入力する車輪速データに基づいて車
輪速偏差値Davが演算される。
【0032】なお、上記各実施形態では式(4)により
判定値を求めたが、他の判定値、例えば上記特開昭63
−305011号公報、特開平6−286430号公報
等に記載の判定値によりタイヤの空気圧状態を判定する
ようにした装置にも適用し得る。
【0033】また駆動輪と従動輪間の加速度の大小を示
す加速状態評価値は、前後輪の加速度差を用いたが前後
輪の加速度比が用いられ得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1のタイヤ空気圧検知装置の構成図
である。
【図2】本発明の第1のタイヤ空気圧検知装置の作動を
説明する第1のフローチャートである。
【図3】本発明の第1のタイヤ空気圧検知装置の作動を
説明する第2のフローチャートである。
【図4】(A)は従来の装置の実験結果を示すグラフで
あり、(B)は本発明の第1のタイヤ空気圧検知装置の
実験結果を示すグラフである。
【図5】本発明の第2のタイヤ空気圧検知装置の作動を
説明するフローチャートである。
【図6】本発明の第3のタイヤ空気圧検知装置の作動を
説明するフローチャートである。
【符号の説明】
1a,1b,1c,1d 車輪速センサ(車輪速度検出
手段) 2 演算処理装置 2a 車輪速演算部(車輪速度検出手段) 2b 前後輪加速度差演算部(車輪加速度演算手段、加
速状態評価値演算手段禁止手段) 2c 車輪速偏差値演算部(判定値演算手段) 2d 車輪速偏差値平均処理部 2e 車輪速偏差値記憶手段 2f 差圧判定値演算部 2g 空気圧低下判断部(判定手段)
フロントページの続き (71)出願人 000003609 株式会社豊田中央研究所 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 (72)発明者 富永 元規 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 西川 佳弘 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 鈴木 基司 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 藤原 健司 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 大橋 秀樹 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 梅野 孝治 愛知県愛知郡長久手町長湫横道41番地の1 株式会社豊田中央研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前輪駆動もしくは後輪駆動の車両の各車
    輪の車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、該車輪速
    度検出手段により検出された車輪速度に基づいて各車輪
    に設けられたタイヤの空気圧状態を記述する判定値を演
    算する判定値演算手段と、判定値演算手段により演算さ
    れた判定値に基づいてタイヤの空気圧状態を判定する判
    定手段とを具備するタイヤ空気圧検知装置において、上
    記車輪速度検出手段により検出された車輪速度に基づい
    て各車輪の加速度を演算する車輪加速度演算手段と、駆
    動輪と従動輪間の車輪加速度の大小を示す加速状態評価
    値を演算する加速状態評価値演算手段と、加速状態評価
    値演算手段により演算された加速状態評価値を予め設定
    した所定値と比較して二値判定し、駆動輪と従動輪間に
    大きな加速度差が生じているとき、上記駆動輪がスリッ
    プ状態と判断してタイヤの空気圧状態の判定を禁止する
    禁止手段とを設けたことを特徴とするタイヤ空気圧検知
    装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のタイヤ空気圧検知装置に
    おいて、上記禁止手段は、上記加速状態評価値から上記
    駆動輪がスリップ状態と判断されたとき、上記判定値演
    算手段における判定値の演算を禁止するように設定した
    タイヤ空気圧検知装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のタイヤ空気圧検知装置に
    おいて、上記禁止手段は、これを上記加速状態評価値か
    ら上記駆動輪がスリップ状態と判断されたとき、上記判
    定値演算手段により演算された判定値を上記判定手段へ
    出力することを禁止するように設定したタイヤ空気圧検
    知装置。
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US08/935,864 US5939626A (en) 1996-09-25 1997-09-23 Tire pressure detecting device which compares driven and driving wheel speeds and acceleration wherein judgment is prohibited when slippage occurs
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