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JP3971713B2 - タイヤ空気圧低下警報方法および装置、ならびにタイヤ空気圧低下警報プログラム - Google Patents

タイヤ空気圧低下警報方法および装置、ならびにタイヤ空気圧低下警報プログラム Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はタイヤ空気圧低下警報方法および装置、ならびにタイヤ空気圧低下警報プログラムに関する。さらに詳しくは、登坂路の走行やトレーラートーイングのときなど大きな駆動力がかかる場合でも誤警報を発することがなく、検出精度を高めることができるタイヤ空気圧低下警報方法および装置、ならびにタイヤ空気圧低下警報プログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、車両に装着されたタイヤの減圧検出方法(DWS)が種々提案されているが、本出願人は、車両が旋回中においても「旋回補正ロジック」を用いることで空気圧低下判定ができる減圧検出方法を提案している(特許文献1および2参照)。
【0003】
かかる特許文献1および2記載の減圧検出方法は、各車輪にひとつづつ取り付けられた車輪速度センサからの角速度信号を比較することにより、タイヤの減圧を検出する。具体的には、まず、マグネチックピックアップを備えた歯車装置からなる車輪速度センサを用いて、4つの車輪それぞれの車輪速度値C1、C2、C3、C4を測定し、これらC1、C2、C3、C4を以下の式(1)に代入してエラー値DEL’を求める。
DEL’=[(C1+C4)/2−(C2+C3)/2]×100/[(C1+C2+C3+C4)/4] (1)
【0004】
ついで、エラー値DEL’を以下の「旋回補正ロジック」のための式(2)に代入して、修正されたエラー値DELを求める。
DEL=DEL’−LAT×A(≒DEL’−横G×(補正係数1+スリップ率×補正係数2)) (2)
【0005】
そして、修正されたDEL値が、所定のしきい値0.05〜0.5までの範囲にあることが検出されたときに車両内のタイヤ警告表示器を作動させて少なくとも1つのタイヤが検出したことを表示している。
【0006】
【特許文献1】
特開平6−8713号公報
【特許文献2】
特開平6−8714号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、急な登り坂を登る場合や、トレーラートーイング時など、大きな駆動力を必要とする場合、とくに、駆動輪においてはこの補正が充分に行なわれず、誤警報になることがあった。
【0008】
その原因の1つとして、旋回中に大きな駆動力がかかると、タイヤに大きなスリップが生じるため、前記旋回補正の式だけでは補正しきれなくなることが考えられる。
【0009】
本発明はかかる問題を解消するためになされたものであり、登坂路の走行やトレーラートーイングの時など大きな駆動力がかかる場合でも誤警報を発することがなく、検出精度を高めることができるタイヤ空気圧低下警報方法および装置、なら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する。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明のタイヤ空気圧低下警報方法は、車両の車輪回転速度情報に基づいて、タイヤの空気圧低下を判定するタイヤ空気圧低下警報方法であって、
車両が旋回中において、
駆動力および旋回力から駆動輪に作用する力の大きさを求め、実車走行やベンチテストで求めたしきい値と比較して、タイヤの空気圧低下判定を行なうか否かを決定することを特徴とする。
【0011】
本発明のタイヤ空気圧低下警報装置は、車両の車輪回転速度情報に基づいて、タイヤの空気圧低下を判定するタイヤ空気圧低下警報装置であって、
各タイヤの車輪速度を検出するための速度検出手段と、当該速度検出手段で検出される車輪速度に基づいて、タイヤの空気圧低下を判定する判定手段と、当該判定手段でタイヤの空気圧低下が判定されたときに警報を発するための警報手段とを備え、
車両が旋回中において、
駆動力および旋回力から駆動輪に作用する力の大きさを求め、実車走行やベンチテストで求めたしきい値と比較して、タイヤの空気圧低下判定を行なうか否かを決定する手段を備えてなることを特徴とする。
【0012】
前記車両のエンジントルクを検出するためのエンジントルク検出手段と、
前記車両のエンジン回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段またはシフトポジション検出手段と、
前記車両の横方向加速度を検出するための横方向加速度検出手段とを備え、
前記エンジントルク、エンジン回転数またはシフトポジション、および前記速度検出手段で検出された車輪速度から算出された車輪回転数およびタイヤ半径から前記駆動輪のタイヤにかかる駆動力を求め、
前記横方向加速度から前記駆動輪のタイヤにかかる旋回力を求め、
前記駆動力および旋回力から前記駆動輪に作用する力の大きさを求めるのが好ましい。
【0013】
前記車両のエンジンのトルクを検出するためのエンジントルク検出手段と、
前記車両のエンジンの回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段またはシフトポジション検出手段と、
前記車両の横方向加速度を検出するための横方向加速度検出手段とを備え、
前記エンジントルク、エンジン回転数またはシフトポジション、および前記速度検出手段で検出された車輪速度から算出された車輪回転数およびタイヤ半径から前記駆動輪のタイヤにかかる駆動力を求め、
前記駆動力および前記横方向加速度から前記駆動輪に作用する力の大きさを求めるのが好ましい。
【0014】
本発明のタイヤ空気圧低下警報プログラムは、車両のタイヤ空気圧低下の警報を発するためにコンピュータを、速度検出手段で検出される車輪速度に基づいて、タイヤの空気圧低下を判定する判定手段、および車両が旋回中において、
駆動力および旋回力から駆動輪に作用する力の大きさを求め、実車走行やベンチテストで求めたしきい値と比較して、タイヤの空気圧低下判定を行なうか否かを決定する手段を備えてなることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明のタイヤ空気圧低下警報方法および装置、ならびにタイヤ空気圧低下警報プログラムを詳細に説明する。図1は本発明のタイヤ空気圧低下警報装置の一実施の形態を示すブロック図、図2は図1におけるタイヤ空気圧低下警報装置の電気的構成を示すブロック図、図3は本発明のタイヤ空気圧低下警報方法の一実施の形態であるタイヤ空気圧低下判定を行なわない領域D1を示すグラフ、および図4は本発明のタイヤ空気圧低下警報方法の一実施の形態であるタイヤ空気圧低下判定を行なわない領域D2を示すグラフである。
【0016】
図1〜2に示されるように、本発明の一実施の形態にかかわるタイヤの空気圧低下警報装置は、たとえば4輪車両に備えられた4つのタイヤW1、W2、W3およびW4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W1、W2、W3およびW4にそれぞれ関連して設けられた通常の車輪速センサ1を備えている。車輪速センサ1の出力は制御ユニット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。
【0017】
制御ユニット2は、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。
【0018】
前記車両速度センサ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、車輪速センサ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の車輪回転数NWが算出される。
【0019】
また、図示されていないが、エンジントルクTEを検出するために、従来公知のトルクセンサなどのエンジントルク検出手段を備えている。
【0020】
さらに、図示されていないが、エンジン回転数NEを検出するために、従来公知のエンジン回転数検出手段、および横方向加速度AL(いわゆる横G)を検出するために、従来公知のGセンサなどの横方向加速度検出手段を備えている。
【0021】
駆動輪タイヤにかかる力は、前後方向の駆動力と、横方向の旋回力(コーナリングフォース)との総和からなっているが、前後方向の駆動力は、エンジンより得られるエンジントルク情報より1輪にかかる駆動力として求められ、また、旋回力は、横Gおよび駆動軸重量より求められる。これらの関係を式で表わすと、(駆動輪タイヤに作用する力の総和FSUM2=駆動力FD 2+旋回力FT 2(≧(しきい値Fθ2) (3)
となり、図3に示されるグラフが得られる。
【0022】
ここに、
駆動力FD(N)=エンジントルクTE(Nm)×(エンジン回転数NE÷車輪回転数NW)÷タイヤ半径RT(m)÷駆動輪数n (4)
旋回力FT(N)=横方向加速度AL(m/sec2)×駆動輪軸重WD(kg) (5)
である。
【0023】
なお、エンジントルクTEは、前述したもの以外に、CAN(車載用ネットワーク)などの通信回線を介してエンジンコントロールユニットから得ることも可能であり、(エンジン回転数NE÷車輪回転数NW)は、駆動系の減速比、トランスミッションのギア比から求めることができる。
【0024】
以上のようにして求められたタイヤに作用する力の総和FSUMが、しきい値Fθ以下であるときは、タイヤ空気圧低下判定を行なう。一方、前記総和FSUMがしきい値Fθを超えたときは、タイヤ空気圧低下判定を行なわない。すなわち、図3において、車両が斜線が引かれた領域D1の状態にあるとき(すなわちタイヤに作用する力の総和FSUM>しきい値Fθのとき)は、空気圧低下判定を行なわないようにする。これにより、登坂路の走行やトレーラートーイングのときなど大きな駆動力がかかる場合でも誤警報を発することがなく、検出精度を高めることができる。
【0025】
このしきい値Fθは、たとえば、実車走行によるテストか、またはベンチテストによるタイヤ特性データ(μ−S、CFなど)により求めることができる。
【0026】
また、前述のタイヤ空気圧低下警報方法を行なうためのプログラムは、図1に示されるROM2cなどに格納され、車両のタイヤ空気圧低下の警報を発するためにコンピュータのCPU2bを、速度検出手段で検出される車輪速度に基づいて、タイヤの空気圧低下を判定する判定手段、および車両が旋回中において、
駆動力および旋回力から駆動輪に作用する力の大きさを求め、実車走行やベンチテストで求めたしきい値と比較して、タイヤの空気圧低下判定を行なうか否かを決定し、
空気圧低下判定を行なうか否かを決定する駆動力しきい値と横方向加速度しきい値を、前記の駆動輪に作用する力の大きさに基づいて変更するしきい値変更手段として機能させることができる。
【0027】
なお、旋回力FTを厳密に求めるのは難しく、実際には、旋回中の荷重移動、スリップ角、サスペンション構造などを考慮しなければならない。そこで、本発明の他の実施の形態として、図4に示されるように、旋回力FTを横方向加速度ALに置き換え、また、線形置換することも考えられる。この場合、
|駆動力FD(N)+係数a×横方向加速度AL(m/sec2)|≧しきい値Fθ (6)
のとき(すなわち、図4における斜線が引かれた領域D2の状態)には、タイヤ空気圧低下判定を行なわないようにする。ここで、駆動力FDおよび横方向加速度ALは、前述の実施の形態と同様に求めることができる。
【0028】
なお、この式は、
|横方向加速度AL(m/sec2)|≧(しきい値Fθ−駆動力FD(N))/係数a(7)
と書き換えることができる。これは、言い換えるとエンジンの駆動力FDの値によって、空気圧低下判定を行なわない横方向加速度ALのしきい値Fθを変化させることを表わしている。このような制御を行なうことにより、前記と同様に、登坂路の走行やトレーラートーイングのときなど大きな駆動力がかかる場合でも誤警報を発することがなく、検出精度を高めることができる。
【0029】
また、このタイヤ空気圧低下警報方法を行なうためのプログラムも図1に示されるROM2cなどに格納すれば、車両のタイヤ空気圧低下の警報を発するためにコンピュータのCPU2bを、速度検出手段で検出される車輪速度に基づいて、タイヤの空気圧低下を判定する判定手段、および車両が旋回中において、
駆動力および旋回力から駆動輪に作用する力の大きさを求め、実車走行やベンチテストで求めたしきい値と比較して、タイヤの空気圧低下判定を行なうか否かを決定し、
空気圧低下判定を行なうか否かを決定する駆動力しきい値と横方向加速度しきい値を、前記の駆動輪に作用する力の大きさに基づいて変更するしきい値変更手段として機能させることができる。
【0030】
本発明のタイヤ減圧警報方法による実施例と従来の旋回補正のみを行なう方法による比較例をそれぞれ同一の条件で実行して誤警報の発生を調べた。試験結果は、以下の表1のとおりである。
【0031】
なお、試験条件として、使用車両はFF2400ccの乗用車、使用したタイヤは215/55R16(住友ゴム工業株式会社製の夏タイヤ(名称:LM702))であり、平坦なワインディング路および登坂ワインディング路(20%勾配)のそれぞれで試験を実施した。4輪タイヤがすべて正常内圧である場合と、左前輪のみ正常内圧に比べて40%減圧させた場合について警報の発生を比較した。
【0032】
【表1】
Figure 0003971713
【0033】
表1より、旋回補正のみを行なう比較例では、駆動輪に大きな駆動力がかかる20%登坂ワインディング路において誤警報が発生するが、本発明の方法による実施例では誤警報は発生しないことがわかる。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、登坂路の走行やトレーラートーイングのときなど駆動力が大きくかかる場合でも誤警報を発することがなく、検出精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のタイヤ空気圧低下警報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警報装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図3】本発明のタイヤ空気圧低下警報方法の一実施の形態であるタイヤ空気圧低下判定を行なわない領域D1を示すグラフである。
【図4】本発明のタイヤ空気圧低下警報方法の一実施の形態であるタイヤ空気圧低下判定を行なわない領域D2を示すグラフである。
【符号の説明】
1 車輪速センサ
2 制御ユニット
3 表示器
4 初期化スイッチ

Claims (5)

  1. 車両の車輪回転速度情報に基づいて、タイヤの空気圧低下を判定するタイヤ空気圧低下警報方法であって、
    車両が旋回中において、
    駆動力および旋回力から駆動輪に作用する力の大きさを求め、実車走行やベンチテストで求めたしきい値と比較して、タイヤの空気圧低下判定を行なうか否かを決定することを特徴とするタイヤ空気圧低下警報方法。
  2. 車両の車輪回転速度情報に基づいて、タイヤの空気圧低下を判定するタイヤ空気圧低下警報装置であって、
    各タイヤの車輪速度を検出するための速度検出手段と、当該速度検出手段で検出される車輪速度に基づいて、タイヤの空気圧低下を判定する判定手段と、当該判定手段でタイヤの空気圧低下が判定されたときに警報を発するための警報手段とを備え、
    車両が旋回中において、
    駆動力および旋回力から駆動輪に作用する力の大きさを求め、実車走行やベンチテストで求めたしきい値と比較して、タイヤの空気圧低下判定を行なうか否かを決定する手段を備えてなるタイヤ空気圧低下警報装置。
  3. 前記車両のエンジントルクを検出するためのエンジントルク検出手段と、
    前記車両のエンジン回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段またはシフトポジション検出手段と、
    前記車両の横方向加速度を検出するための横方向加速度検出手段とを備え、
    前記エンジントルク、エンジン回転数またはシフトポジション、および前記速度検出手段で検出された車輪速度から算出された車輪回転数およびタイヤ半径から前記駆動輪のタイヤにかかる駆動力を求め、
    前記横方向加速度から前記駆動輪のタイヤにかかる旋回力を求め、
    前記駆動力および旋回力から前記駆動輪に作用する力の大きさを求める請求項2記載のタイヤ空気圧低下警報装置。
  4. 前記車両のエンジンのトルクを検出するためのエンジントルク検出手段と、
    前記車両のエンジンの回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段またはシフトポジション検出手段と、
    前記車両の横方向加速度を検出するための横方向加速度検出手段とを備え、
    前記エンジントルク、エンジン回転数またはシフトポジション、および前記速度検出手段で検出された車輪速度から算出された車輪回転数およびタイヤ半径から前記駆動輪のタイヤにかかる駆動力を求め、
    前記駆動力および前記横方向加速度から前記駆動輪に作用する力の大きさを求める請求項3記載のタイヤ空気圧低下警報装置。
  5. 車両のタイヤ空気圧低下の警報を発するためにコンピュータを、速度検出手段で検出される車輪速度に基づいて、タイヤの空気圧低下を判定する判定手段、および車両が旋回中において、
    駆動力および旋回力から駆動輪に作用する力の大きさを求め、実車走行やベンチテストで求めたしきい値と比較して、タイヤの空気圧低下判定を行なうか否かを決定する手段を備えてなるタイヤ空気圧低下警報プログラム。
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