(57)【要約】【課題】  空気圧センサを利用しない、新しい構造のランフラット状態の検出装置を提供する。【解決手段】  ランフラット状態検出用のＥＣＵ３は、レーダ６の検出データを処理して車両前方に路面段差７を検出すると、ハンドル角センサ５の検出出力に基づき、車両１が直進状態であるか否かを判定する。そして、ＥＣＵ３は、直進状態であることを判定した場合には、車両１が路面段差７を通過したときに各車輪２ＦＬ〜２ＲＲごとに設けられた加速度センサ４ＦＬ〜４ＲＲから上下方向の加速度検出値を取り込み、これらを互いに比較して、ランフラット状態にある車輪を判定する。各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの上下方向の加速度は、ピッチセンサ及びロールセンサの検出値から演算してもよい。【選択図】      図１
2006151271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が直進状態にあることを検出する直進状態検出手段と、
車両に取り付けられた複数の車輪のそれぞれについて、車輪の上下方向の加速度を検出する上下方向加速度検出手段と、
前記直進状態検出手段により直進状態であることが検出された場合、車両が路面段差を通過したときに前記上下方向加速度検出手段により検出された各車輪の上下方向の加速度を、前後輪の加速度検出の時間差を考慮しつつ前後輪の上下方向の加速度を互いに比較して、ランフラット状態にある車輪を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする車両のランフラット状態検出装置。
【請求項２】
車両が直進状態にあることを検出する直進状態検出手段と、
車両に取り付けられた複数の車輪のそれぞれについて、車輪の上下方向の速度を検出する上下方向速度検出手段と、
前記直進状態検出手段により直進状態であることが検出された場合、車両が路面段差を通過したときに前記上下方向速度検出手段により検出された各車輪の上下方向の速度を、前後輪の速度検出の時間差を考慮しつつ前後輪の上下方向の速度を互いに比較して、ランフラット状態にある車輪を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする車両のランフラット状態検出装置。
【請求項３】
車両が直進状態にあることを検出する直進状態検出手段と、
車両に取り付けられた複数の車輪のそれぞれについて、車輪の上下方向の変位を検出する上下方向変位検出手段と、
前記直進状態検出手段により直進状態であることが検出された場合、車両が路面段差を通過したときに前記上下方向変位検出手段により検出された各車輪の上下方向の変位を、前後輪の変位検出の時間差を考慮しつつ前後輪の上下方向の変位を互いに比較して、ランフラット状態にある車輪を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする車両のランフラット状態検出装置。
【請求項４】
前記上下方向加速度検出手段は、
車両のロールを検出するためのロールセンサと、
車両のピッチを検出するためのピッチセンサと、を有し、
前記ロールセンサ及び前記ピッチセンサの検出値に基づき、各車輪の上下方向の加速度を演算することを特徴とする請求項１に記載の車両のランフラット状態検出装置。
【請求項５】
車両が直進状態にあることを検出する直進状態検出手段と、
車両のロールを検出するためのロールセンサと、
車両のヨーを検出するためのヨーセンサと、
前記直進状態検出手段により直進状態であることが検出された場合、車両が路面段差を通過したときに前記ロールセンサ及び前記ヨーセンサにより検出された車両のロール及びヨーに基づき、車両に取り付けられた複数の車輪のうちランフラット状態にある車輪を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする車両のランフラット状態検出装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に取り付けられた複数の車輪のいずれかがランフラット状態にあることを検出するためのランフラット状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に取り付けられた複数のタイヤのうちいずれかがパンクをして空気が抜けてしまったとしても、その車両がある程度の距離を走行できるようにするために、空気圧が十分でなくとも走行可能な程度にタイヤの剛性が確保されるランフラットタイヤの開発が進められている。ランフラットタイヤには、タイヤのサイドウォールの剛性を強化したタイプと、パンク時にタイヤの路面接触部分（トレッド）を支持する高剛性の中子をタイヤ内部に配置したタイプのものがある。
【０００３】
車両にランフラットタイヤを装着した場合には、ランフラットタイヤがパンクしてランフラット状態となったことを検出する要求がある。これは、例えば、ランフラット状態となったときに運転者にランフラット状態であることを知らせたり、ランフラット状態に対応した車両制御を行うことを目的としている。従来、ランフラットタイヤがランフラット状態であることを検出する技術として、特開２００３−２２０８１０号公報に記載されるように、ランフラットタイヤの空気圧をモニタリングし、空気圧が減少するとランフラット状態であることを検出するものがある。
【特許文献１】特開２００３−２２０８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、ランフラットタイヤの空気圧をモニタリングしてランフラット状態を検出する場合、タイヤの空気圧を検出するための空気圧センサをランフラットタイヤに配置しなければならない。ここで、空気圧センサは、タイヤの内部空間にその検出部位を配設する必要があり、その結果、ランフラット状態の検出装置の構造は複雑になってしまう。また、空気圧センサは高価であり、コスト的に好ましくない。そこで、本発明は、空気圧センサを利用しない、新しい構造のランフラット状態の検出装置を提供すること目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の車両のランフラット状態検出装置は、車両が直進状態にあることを検出する直進状態検出手段と、車両に取り付けられた複数の車輪のそれぞれについて、車輪の上下方向の加速度を検出する上下方向加速度検出手段と、前記直進状態検出手段により直進状態であることが検出された場合、車両が路面段差を通過したときに前記上下方向加速度検出手段により検出された各車輪の上下方向の加速度を、前後輪の加速度検出の時間差を考慮しつつ前後輪の上下方向の加速度を互いに比較して、ランフラット状態にある車輪を判定する判定手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００６】
請求項２に記載の車両のランフラット状態検出装置は、車両が直進状態にあることを検出する直進状態検出手段と、車両に取り付けられた複数の車輪のそれぞれについて、車輪の上下方向の速度を検出する上下方向速度検出手段と、前記直進状態検出手段により直進状態であることが検出された場合、車両が路面段差を通過したときに前記上下方向速度検出手段により検出された各車輪の上下方向の速度を、前後輪の速度検出の時間差を考慮しつつ前後輪の上下方向の速度を互いに比較して、ランフラット状態にある車輪を判定する判定手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
請求項３に記載の車両のランフラット状態検出装置は、車両が直進状態にあることを検出する直進状態検出手段と、車両に取り付けられた複数の車輪のそれぞれについて、車輪の上下方向の変位を検出する上下方向変位検出手段と、前記直進状態検出手段により直進状態であることが検出された場合、車両が路面段差を通過したときに前記上下方向変位検出手段により検出された各車輪の上下方向の変位を、前後輪の変位検出の時間差を考慮しつつ前後輪の上下方向の変位を互いに比較して、ランフラット状態にある車輪を判定する判定手段と、を備えたことを特徴としている
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の車両のランフラット状態検出装置において、前記上下方向加速度検出手段は、車両のロールを検出するためのロールセンサと、車両のピッチを検出するためのピッチセンサと、を有し、前記ロールセンサ及び前記ピッチセンサの検出値に基づき、各車輪の上下方向の加速度を演算することを特徴としている。なお、ロールセンサ及びピッチセンサはそれぞれ、ロール、ピッチについて角速度を検出するものでも角度を検出するものでもよい。
【０００９】
請求項５に記載の車両のランフラット状態検出装置は、車両が直進状態にあることを検出する直進状態検出手段と、車両のロールを検出するためのロールセンサと、車両のヨーを検出するためのヨーセンサと、前記直進状態検出手段により直進状態であることが検出された場合、車両が路面段差を通過したときに前記ロールセンサ及び前記ヨーセンサにより検出された車両のロール及びヨーに基づき、車両に取り付けられた複数の車輪のうちランフラット状態にある車輪を判定する判定手段と、を備えたことを特徴としている。なお、ロールセンサ、ピッチセンサ及びヨーセンサはそれぞれ、ロール、ピッチ、ヨーについて角速度を検出するものでも角度を検出するものでもよい。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の車両のランフラット状態検出装置によれば、上下方向加速度検出手段を用いて各車輪の上下方向の加速度を検出し、これらを比較してランフラット状態にある車輪を判定するため、簡易な構成でランフラット状態を検出することができる。なお、車両の直進状態が検出された場合にランフラット状態の判定を行うため、左右輪のサスペンションが同じ状態で検出した加速度検出値に基づきランフラット状態の判定を行うことができるので特に好ましい。
【００１１】
請求項２に記載の車両のランフラット状態検出装置によれば、上下方向速度検出手段を用いて各車輪の上下方向の速度を検出し、これらを比較してランフラット状態にある車輪を判定するため、簡易な構成でランフラット状態を検出することができる。なお、車両の直進状態が検出された場合にランフラット状態の判定を行うため、左右輪のサスペンションが同じ状態で検出した速度検出値に基づきランフラット状態の判定を行うことができるので特に好ましい。
【００１２】
請求項３に記載の車両のランフラット状態検出装置によれば、上下方向変位検出手段を用いて各車輪の上下方向の変位を検出し、これらを比較してランフラット状態にある車輪を判定するため、簡易な構成でランフラット状態を検出することができる。なお、車両の直進状態が検出された場合にランフラット状態の判定を行うため、左右輪のサスペンションが同じ状態で検出した変位検出値に基づきランフラット状態の判定を行うことができるので特に好ましい。
【００１３】
請求項４に記載の車両のランフラット状態検出装置によれば、ロールセンサ及びピッチセンサを用いて各車輪に作用する上下方向の加速度を検出するため、より構成を簡略化することができる。また、車体の自由な位置にセンサを配置することができる。
【００１４】
請求項５に記載の車両のランフラット状態検出装置によれば、ロールセンサ及びヨーセンサを用いて車両のロール及びヨーを検出し、これに基づいてランフラット状態にある車輪を判定するため、簡易な構成でランフラット状態を検出することができる。なお、車両の直進状態が検出された場合にランフラット状態の判定を行うため、左右輪のサスペンションが同じ状態でランフラット状態の判定を行うことができるので特に好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
[第一実施形態]
本発明の車両１に搭載されたランフラット状態検出装置の第一実施形態について以下に説明する。図１は、ランフラット状態検出装置を搭載した車両１を、上方から見た概略構成図である。車両１は矢印８方向に走行しており、この車両１の前方には路面段差７（橋のつなぎ目の凸部など）が存在している。車両１は、車体にサスペンションを介して左前輪２ＦＬ、右前輪２ＦＲ、左後輪２ＲＬ及び右後輪２ＲＲが取り付けられて構成されている。本実施形態では、全ての車輪２ＦＬ〜２ＲＲにランフラットタイヤが採用されている。
【００１６】
ランフラット状態検出装置は、ランフラット状態判定用の電子コントロールユニット（Electrical Control Unit：以下、ＥＣＵと呼ぶ）３と、車輪２ＦＬ〜２ＲＲに作用する上下方向の加速度を検出するための加速度センサ４ＦＬ〜４ＲＲと、運転者による操舵量を検出するためのハンドル角センサ５と、車両１の前方にある物体を検出するための車両前方用レーダ６とを備えている。
【００１７】
加速度センサ４ＦＬ〜４ＲＲ（上下方向加速度検出手段）は４つあり、それぞれが車体に取り付けられている。詳しくは、車体おいて、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの上方の位置（サスペンションが車体に固定された位置付近など）にそれぞれ１つずつ取り付けられている。車両１が走行しているときに路面段差（凸部、凹部など）７を通過すると、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲには路面段差７を通過する際に段差形状に応じた上下方向の加速度が作用する。車輪２ＦＬ〜２ＲＲに作用する上下方向の加速度は、サスペンションにより緩衝されてから車体に伝達され、車体の車輪上方の位置には上下方向の加速度が作用する。各加速度センサ４ＦＬ〜４ＲＲは、車体に作用する上下方向の加速度を検出することで、車輪２ＦＬ〜２ＲＲに作用する上下方向の加速度を検出している。なお、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲのそれぞれに直に加速度センサ４ＦＬ〜４ＲＲを取り付けて、上下方向の加速度を検出してもよい。
【００１８】
ハンドル角センサ（直進状態検出手段）５は、運転者による操舵量を検出する。本実施形態では、ハンドル角センサ５により検出されたハンドル角が予め設定された閾値の範囲内（−α以上、＋α以下）であるか否かを判定することで、車両１が直進状態にあるか否かを検出している。なお、車両１の直進状態を判定するために、ハンドル角センサ５に代えて、ハンドルに作用するトルクを検出するためのハンドルトルクセンサなど他の方法を用いてもよい。
【００１９】
レーダ（路面段差検出手段）６は、車両１の前端に配置されており、車両１前方に電磁波を走査して反射波を受信することにより、車両１の前方にある物体や路面状況を検出可能である。本実施形態において、レーダ６は、車両前方にあるランフラット状態の検出に適した路面段差７（凸部、凹部など）を検出するために用いられる。ここで、ランフラット状態の検出に適した路面段差７とは、少なくとも、左車輪２ＦＬ，２ＲＬの通過経路上と右車輪２ＦＲ，２ＲＲの通過経路上にある段差であって、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの通過経路上の段差形状が同じであるものである。さらには、図示される路面段差７のように、左車輪２ＦＬ，２ＲＬから路面段差７までの距離と、右車輪２ＦＲ，２ＲＲから路面段差７までの距離が等しいものが、左右両輪により同時に乗り越されるので、ランフラット状態の検出処理のしやすさの観点から好ましい。このような路面段差としては、例えば、橋のつなぎ目の凸部や、駐車場の入り口における段差など、路面上に延在する直線的な段差７であって車両１の進行方向８に直交するものである。
【００２０】
ランフラット状態判定用のＥＣＵ（判定手段）３は、レーダ６により検出された路面形状のデータを処理して、車両前方の路面上にランフラット状態の検出に好適な路面段差７が存在することを判定すると、タイヤの何れかがランフラット状態にあるか否かを判定する処理を開始する。なお、路面段差７の検出は、第二実施形態で後述するように車両１が路面段差７を通過するときのピッチ角変化を検出して行ってもよい。以下、ランフラット状態の判定処理を、図２のフローチャート及び図３のタイミングチャートを参照して説明する。図３のタイミングチャートでは、左前輪２ＦＬがランフラット状態である場合の検出例が示されている。
【００２１】
ＥＣＵ３は、先ず、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲに対応して設けられた加速度センサ４ＦＬ〜４ＲＲの検出出力をサンプリングタイミングごとに取り込んで、上下方向の加速度をモニタリングする（ステップ２０１）。図３（ａ）に示すように、ここでは、左前輪２ＦＬに対応する加速度センサ４ＦＬから加速度検出値ＧＦＬが取り込まれ、右前輪２ＦＲに対応する加速度センサ４ＦＲから加速度検出値ＧＦＲが取り込まれ、左後輪２ＲＬに対応する加速度センサ４ＲＬから加速度検出値ＧＲＬが取り込まれ、左前輪２ＲＲに対応する加速度センサ４ＲＲから加速度検出値ＧＲＲが取り込まれる。各車輪２ＦＬ〜２ＲＲが平面を走行している間は各加速度センサ４ＦＬ〜４ＲＲの加速度検出値ＧＦＬ，ＧＦＲ，ＧＲＬ，ＧＲＲは小さいが、左右前輪２ＦＬ，２ＦＲが路面段差７を通過したタイミングでは前輪側の加速度検出値ＧＦＬ，ＧＦＲは増加し、左右後輪２ＲＬ，２ＲＲが路面段差７を通過したタイミングでは後輪側の加速度検出値ＧＲＬ，ＧＲＲは増加している。
【００２２】
次に、ハンドル角センサ５の検出出力を取り込み、操舵量の検出値が予め設定された閾値の範囲内（−α以上、＋α以下）にあるかを判定することで、車両１が直進状態であるか否かを判定する（ステップ２０２）。ここで、車両１が直進状態であると判定された場合には、サスペンションの状態が左右輪でほぼ等しく、ランフラット状態の検出に好適な状況であるため、次のステップ２０３及びステップ２０４に進む。一方、車両１が直進状態でないと判定された場合には、サスペンションの状態が左右輪で異なりランフラット状態の検出が困難であるため、直進状態が判定されるまでステップ２０１及びステップ２０２の処理を繰り返す。なお、車両１の直進状態を判定するためには、ハンドル角センサ５に代えて、（ｉ）車両１にハンドルトルクセンサを設けて、トルク検出値が予め設定された閾値の範囲内にあるか否かを判定したり、（ｉｉ）車両１にヨーレートセンサを設けて、ヨーレートの検出値が予め設定された閾値の範囲内にあるか否かを判定したり、（ｉｉｉ）アクセル開度が一定である状態が予め設定された所定時間以上継続したか否かを判定してもよい。
【００２３】
ステップ２０２以降では、ＥＣＵ３の処理は、左右前輪２ＦＬ，２ＦＲの加速度検出値ＧＦＬ，ＧＦＲに関する処理（ステップ２０３，２０５，２０６）と、左右後輪２ＲＬ，２ＲＲの加速度検出値ＧＲＬ，ＧＲＲに関する処理（ステップ２０４，２０７）に分岐して並列的に行われる。各処理では、先ず、左輪２ＦＬ又は２ＲＬと右輪２ＲＬ又は２ＲＲの加速度検出値の差分を演算する処理が行われる（ステップ２０３，２０４）。具体的には、ステップ２０３において、右前輪２ＦＲの加速度検出値ＧＦＲから左前輪２ＦＬの加速度検出値ＧＦＬを減算して、それらの差分Ｄ１を演算する。また、ステップ２０４において、右後輪２ＲＲの加速度検出値ＧＲＲから左後輪２ＲＬの加速度検出値ＧＲＬを減算して、それらの差分Ｄ２を演算する。加速度検出値の差分Ｄ１，Ｄ２を図３（ｂ）に示す。ここで、差分Ｄ１と差分Ｄ２の演算終了タイミングには時間差Δｔがあることを考慮して、両差分Ｄ１，Ｄ２に関する以降の処理タイミングを一致させるために、差分Ｄ１に関する処理について差分Ｄ１の演算結果を遅延時間Δｔだけディレイして、図３（ｃ）に示すような状態とする（ステップ２０５）。なお、遅延時間Δｔは、Δｔ＝ホイールベース長ＷＢ／車速Ｖで演算される。
【００２４】
次に、ステップ２０６では、左右前輪２ＦＬ，２ＦＲの加速度検出値の差分Ｄ１に関して、予め設定された閾値＋ＴＦ，−ＴＦと比較する判定処理を行う。具体的には、（１）差分Ｄ１が正の閾値＋ＴＦより大きい場合には判定結果として前輪用の左右判定フラグｆｌａｇＦに“１”を選択する。これは、左右前輪２ＦＬ，２ＦＲが段差７を通過する際に、車両左側に対して車両右側の車高が高いことを意味する。（２）差分Ｄ１が負の閾値−ＴＦより小さい場合には判定結果として前輪用の左右判定フラグｆｌａｇＦに“−１”を選択する。これは、左右前輪２ＦＬ，２ＦＲが段差７を通過する際に、車両右側に対して車両左側の車高が高いことを意味する。（３）差分Ｄ１が負の閾値−ＴＦ以上で、正の閾値＋ＴＦ以下である場合には判定結果として前輪用の左右判定フラグｆｌａｇＦに“０”を選択する。これは、左右前輪２ＦＬ，２ＦＲが段差７を通過する際に、車両右側と車両左側の車高がほぼ同程度であることを意味する。図３（ｄ）では、差分Ｄ１が正の閾値＋ＴＦを超えているので、前輪用の左右判定フラグｆｌａｇＦに“１”が選択されている。
【００２５】
また、ステップ２０７では、同様に、左右後輪２ＲＬ，２ＲＲの加速度検出値の差分Ｄ２に関して、予め設定された閾値＋ＴＲ，−ＴＲと比較する判定処理を行う。具体的には、（１）差分Ｄ２が正の閾値＋ＴＲより大きい場合には判定結果として後輪用の左右判定フラグｆｌａｇＲに“１”を選択する。これは、左右後輪２ＲＬ，２ＲＲが段差７を通過する際に、車両左側に対して車両右側の車高が高いことを意味する。（２）差分Ｄ２が負の閾値−ＴＲより小さい場合には判定結果として後輪用の左右判定フラグｆｌａｇＲに“−１”を選択する。これは、左右後輪２ＲＬ，２ＲＲが段差７を通過する際に、車両右側に対して車両左側の車高が高いことを意味する。（３）差分Ｄ２が負の閾値−ＴＲ以上で、正の閾値＋ＴＲ以下である場合には判定結果として後輪用の左右判定フラグｆｌａｇＲに“０”を選択する。これは、左右後輪２ＲＬ，２ＲＲが段差７を通過する際に、車両右側と車両左側の車高がほぼ同程度であることを意味する。図３（ｄ）では、差分Ｄ２が負の閾値−ＴＲ以上であり、正の閾値＋ＴＲ以下であるので、後輪用の左右判定フラグｆｌａｇＲに“０”が選択されている。
【００２６】
次に、ステップ２０８では、前輪２ＦＬ，２ＦＲ側の左右判定フラグｆｌａｇＦから後輪２ＲＬ，２ＲＲ側の左右判定フラグｆｌａｇＲを減算して、差分Ｄ３を演算する。差分Ｄ３は、“１”、“−１”又は“０”のいずれかの値となる。図３（ｅ）では、ｆｌａｇＦ“１”からｆｌａｇＲ“０”を減算して、Ｄ３として“１”が演算されている。次に、ステップ２０９では、差分Ｄ３が“１”又は“−１”である場合に、差分Ｄ３が“１”又は“−１”となる継続時間を計測し、継続時間が閾値ＰＴより大きいか否かを判定する。これにより、路面の小さな変化などにより、ランフラット状態の誤検出が発生してしまうことを防止することができる。継続時間が閾値ＰＴより大きい場合には次のステップ２１０に進み、継続時間が閾値ＰＴより小さい場合には誤検出であるとしてＥＣＵ３は処理を終了する。
【００２７】
次に、ステップ２１０では、車両１に取り付けられた複数の車輪２ＦＬ〜２ＲＲのうちいずれがランフラット状態となっているかを判定する。ＥＣＵ３は図４に示すデータテーブルをメモリに格納しており、ランフラット状態の判定にこれを利用する。データテーブルには、差分Ｄ３と左右判定フラグｆｌａｇＦ又はｆｌａｇＲの組み合わせと、各組み合わせに対してランフラット状態が判定される車輪を特定するデータが格納されている。詳しくは、ＥＣＵ３は、（１）前輪用の左右判定フラグｆｌａｇＦが“−１”で、且つ、後輪用の左右判定フラグｆｌａｇＲが“０”である場合には、左前輪２ＦＬがランフラット状態であることを判定する。（２）前輪用の左右判定フラグｆｌａｇＦが“１”で、且つ、後輪用の左右判定フラグｆｌａｇＲが“０”である場合には、右前輪２ＦＲがランフラット状態であることを判定する。（３）前輪用の左右判定フラグｆｌａｇＦが“０”で、且つ、後輪用の左右判定フラグｆｌａｇＲが“−１”である場合には、左後輪２ＲＬがランフラット状態であることを判定する。（４）前輪用の左右判定フラグｆｌａｇＦが“０”で、且つ、後輪用の左右判定フラグｆｌａｇＲが“１”である場合には、右後輪２ＲＲがランフラット状態であることを判定する。（５）それ以外のパターンである場合には、全ての車輪２ＦＬ〜２ＲＲが正常であることを判定する。
【００２８】
本実施形態では、上述した一連の処理を行うことにより、車両１に取り付けられた車輪２ＦＬ〜２ＲＲのいずれかがランフラット状態となった場合には、それを検出することができる。特に、ランフラット状態を検出するために車体に加速度センサ４ＦＬ〜４ＲＲを設けているだけであるため、比較的に簡易な構成で、ランフラット状態を検出することができる。また、単に加速度検出値を予め設定された閾値と比較するだけでもランフラット状態を検出できるが、その場合には誤検出を防止するために閾値をあまり下げることができず検出精度が上がらない。これに対し、本実施形態では、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの加速度検出値を互いに比較することで、ランフラット状態の検出精度を上げることができる。なお、サイドウォールの剛性を強化したタイプのランフラットタイヤではランフラット状態になるとバネ定数が大きくなって高剛性となる。また、中子をタイヤ内部に配置したタイプのランフラットタイヤでもランフラット状態になると潰れたタイヤに中子が直接当接して高剛性となる。よって、両タイプのランフラットタイヤはランフラット状態では同様に高剛性であり、検出される加速度は同様な傾向となるので、上述した処理は両タイプのランフラットタイヤに適用可能である。
【００２９】
上述した処理の結果、車輪２ＦＬ〜２ＲＲのいずれかがランフラット状態であると検出された場合には、運転者に警告を行うなど、ランフラット状態に対応した処理を行えばよい。また、サスペンションのバネ定数を調整可能なアクティブサスペンション、反力を調整可能なアクティブスタビライザー、又は運転者の座席のバネ定数を調整可能な機構が車両１に搭載されている場合には、いずれかの車輪２ＦＬ〜２ＲＲがランフラット状態であると判定された際にこれらを調整して車両１の乗り心地を向上してもよい。
【００３０】
なお、上述した検出処理では、主として左車輪２ＦＬ，２ＲＬの加速度検出値と右車輪２ＦＲ，２ＲＲの加速度検出値を比較してランフラット状態の検出を行ったが、他の比較方法でランフラット状態を検出してもよい。例えば、車両の直進状態において左前輪２ＦＬと左後輪２ＲＬ、右前輪２ＦＲと右後輪２ＲＲは路面段差７の同じ位置を通過するので、左前輪２ＦＬの加速度検出値と左後輪２ＲＬの加速度検出値の差分を演算するなどして比較し、また、右前輪２ＦＲの加速度検出値と右後輪２ＲＲの加速度検出値についても差分を演算するなどして比較すれば、精度よくランフラット状態を検出することができる。但し、車両１は左右でほぼ対称な構造となっているので、全ての車輪２ＦＬ〜２ＲＲがランフラット状態でない状況において、前輪２ＦＬ，２ＦＲと後輪２ＲＬ，２ＲＲが同じ段差７を通過したときよりも、左輪２ＦＬ，２ＲＬと右輪２ＦＲ，２ＲＲが同じ段差７を通過したときの方が、近い値の加速度（又は後述する速度、変位）が検出される傾向にある。よって、ランフラット状態の検出処理に際しては、前輪２ＦＬ，２ＦＲと後輪２ＲＬ，２ＲＲを比較するよりも、左輪２ＦＬ，２ＲＬと右輪２ＦＲ，２ＲＲを比較する方が精度よくランフラット状態を検出することができ好ましい。
【００３１】
上述した第一実施形態のランフラット状態検出装置については、車体に設けられた加速度センサ４ＦＬ〜４ＲＲに代えて、検出手段の様々な変形が可能である。例えば、車体にロールセンサ１２及びピッチセンサ１１を設けて、ＥＣＵ３がこれらのセンサの検出値に基づいて各車輪２ＦＬ〜２ＲＲに作用する上下方向加速度を演算してもよい。このようにすれば、上下方向加速度を求めるために用いるセンサの個数を減らし、より簡略化された構成とすることができる。また、センサを自由に配置することができる。ロールセンサ１２及びピッチセンサ１１を用いて上下方向加速度を演算する方法を、以下に詳細に説明する。なお、以下に説明する処理は、図２のフローチャートのステップ２０１に代えて行われる処理である。
【００３２】
ＥＣＵ３が行う上下方向加速度の演算を、図５を参照して説明する。図５（ａ）は、車両１の側面方向から見た左右前輪２ＦＬ，２ＦＲ、左右後輪２ＲＬ，２ＲＲ及びピッチセンサ１１の配置関係を示す模式図である。ピッチセンサ１１は、車両１の前後方向の中心に近い位置に配置されており、ピッチセンサ１１と左右前輪２ＦＬ，２ＦＲとの距離はｌｆであり、ピッチセンサ１１と左右後輪２ＲＬ，２ＲＲとの距離はｌｒである。ＥＣＵ３は、これらの距離ｌｆ，ｌｒのデータをメモリに格納している。ＥＣＵ３は、車両１が路面段差７を通過したときのピッチセンサ１１が検出するピッチレートＰＲを取り込み、次の数式（１）の演算を行う。これにより、左右前輪２ＦＬ，２ＦＲに作用する上下方向加速度のピッチ成分ＧＦＲＯＮＴと、左右後輪２ＲＬ，２ＲＲに作用する上下方向加速度のピッチ成分ＧＲＥＡＲを求めることができる。
【数１】
2006151271.tif 000003
【００３３】
図５（ｂ）は、車両１の後方から見た左輪２ＦＬ，２ＲＬ、右輪２ＦＲ，２ＲＲ及びロールセンサ１２の配置関係を示す模式図である。ロールセンサ１２は、車両１の中心線上に配置されており、ロールセンサ１２と左輪２ＦＬ，２ＲＬとの距離はトレッドＴｒの１／２であり、ロールセンサ１２と右輪２ＦＲ，２ＲＲとの距離も同様にトレッドＴｒの１／２である。ＥＣＵ３は、トレッドＴｒのデータをメモリに格納している。ＥＣＵ３は、車両１が路面段差７を通過したときのロールセンサ１２が検出するロールレートＲＲを取り込み、次の数式（２）の演算を行う。これにより、左輪２ＦＬ，２ＲＬに作用する上下方向加速度のロール成分ＧＬＥＦＴと、右輪２ＦＲ，２ＲＲに作用する上下方向加速度のロール成分ＧＲＩＧＨＴを求めることができる。
【数２】
2006151271.tif 000004
【００３４】
次に、ＥＣＵ３は、上記の演算結果を用いて、次の数式（３）の演算を行う。これにより、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲについて上下方向加速度のピッチ成分とロール成分が加算され、左前輪２ＦＬの合成された上下方向加速度ＧＦＬ、右前輪２ＦＲの合成された上下方向加速度ＧＦＲ、左後輪２ＲＬの合成された上下方向加速度ＧＲＬ、右後輪２ＲＲの合成された上下方向加速度ＧＲＲ、を演算することができる。
【数３】
2006151271.tif 000005
【００３５】
また、上述した第一実施形態に係るランフラット状態検出装置では、車両１が路面段差７を通過するときの各車輪２ＦＬ〜２ＲＲに作用する上下方向の加速度を検出しているが、これに代えて、車両１が路面段差７を通過するときの各車輪２ＦＬ〜２ＲＲに作用する上下方向の速度、又は各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの上下方向の変位を検出してもよい。具体的には、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの上下方向の速度を検出するためには、車体の各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの上方位置に速度センサ（速度検出手段）を設けたり、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲに直に速度センサ（速度検出手段）を設ければよい。また、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの上下方向の変位を検出するためには、例えば、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲに接続されたサスペンションストロークを検出するためのストロークセンサ（変位検出手段）を用いればよい。なお、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの上下方向の速度や変位を検出した場合にも、加速度を検出した場合と同様な処理を行うことで、パンクした車輪２ＦＬ〜２ＲＲを判定することができる。具体的には、図２のフローチャートにおいて、ステップ２０３及びステップ２０４で右輪２ＦＲ，２ＲＲの速度又は変位の検出値から左輪２ＦＬ，２ＲＬの速度又は変位の検出値を減算し、ステップ２０６及びステップ２０７で閾値判定し、ステップ２０８で差分を求めれば、それらの演算結果からパンクした車輪２ＦＬ〜２ＲＲを特定することができる。
【００３６】
[第二実施形態]
次に、本発明の車両１に搭載されたランフラット状態検出装置の第二実施形態について以下に説明する。図６は、ランフラット状態検出装置を搭載した車両１を、上方から見た概略構成図である。車両１は、第一実施形態と同様に、車体に取り付けられた左右前後輪２ＦＬ〜２ＲＲと、運転者による操舵量を検出するためのハンドル角センサ５と、ランフラット状態判定用のＥＣＵ３と、を備えている。さらに、車両１は、車体のピッチレートを検出するためのピッチセンサ１１と、車両１のロールレートを検出するためのロールセンサ１２と、車両１のヨーレートを検出するためのヨーセンサ１３と、を備えている。ＥＣＵ３は、これらのセンサの検出値を取り込んで、ランフラット状態にある車輪２ＦＬ〜２ＲＲを判定する処理を行う。以下、ランフラット状態の判定処理を、図７のフローチャートを参照して説明する。
【００３７】
ＥＣＵ３は、先ず、ハンドル角センサ５の検出値に基づいて、車両１が直進状態にあるか否かを判定する（ステップ７０１）。ここで、車両１が直進状態であると判定された場合には、サスペンションの状態が左右輪でほぼ等しく、ランフラット状態の検出に好適な状況であるため、次のステップ７０２に進む。一方、車両１が直進状態でないと判定された場合には、サスペンションの状態が左右輪で異なり、ランフラット状態の検出が困難であるため、直進状態が判定されるまでステップ７０１の処理を繰り返す。
【００３８】
ＥＣＵ３は、ステップ７０１で車両１の直進状態が判定されると、その後継続してピッチセンサ１１、ロールセンサ１２及びヨーセンサ１３の検出出力をサンプリングタイミングごとに取り込む（ステップ７０２）。そして、サンプリングタイミングごとに取り込まれたピッチレート及びロールレートの検出値を積分して、車両１のピッチ角及びロール角を演算する（ステップ７０３）。なお、ピッチ角については、車両１が前傾姿勢となる回転方向を“＋”とし、後傾姿勢となる回転方向を“−”としている。ロール角については、車両１が右上がりとなる回転方向を“＋”とし、左上がりとなる回転方向を“−”としている。ヨー角については、車両１が左旋回する回転方向を“＋”とし、右旋回する回転方向を“−”としている。
【００３９】
そして、ＥＣＵ３は、車両１のピッチ角が、車両１の進行に伴って“−”となり、その後に“＋”に変化したことを判定すると、左右前後輪２ＦＬ〜２ＲＲが路面凸部を通過したことを検出する（ステップ７０４）。これは、図９上段に示すように、車両１が路面段差７を通過する際に、左右前輪２ＦＬ，２ＦＲが路面凸部に乗り上がると車体の前輪付近の車高が高くなってピッチ角が“−”となり、それから左右後輪２ＲＬ，２ＲＲが路面凸部に乗り上がると車体の後輪付近の車高が高くなってピッチ角が“＋”となることを利用したものである。
【００４０】
そして、左右前後輪２ＦＬ〜２ＲＲが路面段差７を通過したことが検出されると、これと同じタイミングで検出されたロール角及びヨーレートに基づいて、左右前後輪２ＦＬ〜２ＲＲのいずれかがランフラット状態にあるか否かを判定する（ステップ７０５）。ＥＣＵ３は、図８のデータテーブルをメモリに格納しており、これを利用してランフラット状態にある車輪２ＦＬ〜２ＲＲを判定する。このデータテーブルでは、ロール角変化、及びヨーレート変化の全ての組み合わせに対してランフラット状態にあるいずれかの車輪２ＦＬ〜２ＲＲが一義的に対応付けられている。
【００４１】
詳しくは、ＥＣＵ３は、（１）ロール角が“−”から“−”に変化し、且つ、ヨーレートが“＋”から“−”に変化した状況では、左前輪２ＦＬがランフラット状態であることを判定する。（２）ロール角が“＋”から“＋”に変化し、且つ、ヨーレートが“−”から“＋”に変化した状況では、右前輪２ＦＲがランフラット状態であることを判定する。（３）ロール角が“−”から“−”に変化し、且つ、ヨーレートが“−”から“＋”に変化した状況では、左後輪２ＲＬがランフラット状態であることを判定する。（４）ロール角が“＋”から“＋”に変化し、且つ、ヨーレートが“＋”から“−”に変化した状況では、右後輪２ＲＲがランフラット状態であることを判定する。（５）また、これら以外のパターンのロール角変化及びヨーレート変化である状況では、全ての車輪２ＦＬ〜２ＲＲがランフラット状態でないことを判定する。
【００４２】
上述したランフラット状態の判定テーブルは、車両１が路面段差７を乗り越えるときに、車両１に以下の一定の挙動が発生することを利用して作成されたものである。つまり、ランフラットタイヤがパンクしてランフラット状態になると、パンクしたランフラットタイヤのバネ定数が大きくなる一方で、他のパンクしていないタイヤのバネ定数は小さいままであるために、車両１には次に説明する一定の挙動が発生する。この挙動を、（Ａ）左前輪２ＦＬがランフラット状態である場合、（Ｂ）右前輪２ＦＲがランフラット状態である場合、（Ｃ）左後輪２ＲＬがランフラット状態である場合、（Ｄ）右後輪２ＲＲがランフラット状態である場合について、それぞれ説明する。
【００４３】
（Ａ）左前輪２ＦＬがランフラット状態である場合
車両１が路面段差７を通過したときのロール角の変化について説明する（図９中段を参照）。ランフラット状態でない右前輪２ＦＲはバネ定数が小さいのに対して、ランフラット状態である左前輪２ＦＬは空気が抜けたためバネ定数が大きい。よって、車両１が移動して左右前輪２ＦＬ，２ＦＲが路面段差７に乗り上げたときに、右前輪２ＦＲは路面段差７からの衝撃を変形して吸収するのに対して、左前輪２ＦＬは路面段差７からの衝撃を吸収しない。このため、右前輪２ＦＲの上方の車高に対して左前輪２ＦＬの上方の車高は高くなり、車両１は“−”方向にロールした状態となる。その後、車両１の左右後輪２ＲＬ，２ＲＲが路面段差７に乗り上げると、車両前後の荷重配分が変化して、左右前輪２ＲＬ，２ＲＲが受ける荷重が増加する。上述したように左前輪２ＦＬよりも右前輪２ＦＲの方がバネ定数が小さいため、前輪側への荷重移動に伴って右前輪２ＦＲは左前輪２ＦＬよりも変形して沈み込み、車両１は“−”方向にロールした状態となる。
【００４４】
車両１が路面段差７を通過したときのヨーレートの変化について説明する（図９下段を参照）。車両１が移動して左右前輪２ＦＬ，２ＦＲが路面段差７に乗り上げようとするときには、バネ定数の大きな左前輪２ＦＬは、バネ定数の小さな右前輪２ＦＲと比較して、路面段差７から前後方向に大きな衝撃力を受ける。このため、車両１には左方向に旋回する回転力が作用することとなり、ヨーレートが“＋”となる。その後、車両１の進路は若干左方向に変化されたので、左右後輪２ＲＬ，２ＲＲが路面段差７に乗り上げるときには、左後輪２ＲＬよりも先に右後輪２ＲＲが路面段差７に到達する。このとき、右後輪２ＲＲが先に路面段差７から後ろ方向に衝撃力を受けるので、車両１には右方向に旋回する回転力が作用することとなり、ヨーレートが“−”となる。
【００４５】
（Ｂ）右前輪２ＦＲがランフラット状態である場合
この場合、左前輪２ＦＬがランフラット状態である場合に対して、左右が逆の関係となった挙動が発生する。
【００４６】
（Ｃ）左後輪２ＲＬがランフラット状態である場合
車両１が路面段差７を通過したときのロール角の変化について説明する。車両１が移動して左右前輪２ＦＬ，２ＦＲが路面段差７に乗り上げると、車両前後の荷重配分が変化して、左右後輪２ＲＬ，２ＲＲが受ける荷重が増加する。ランフラット状態でない右後輪２ＲＲはバネ定数が小さいのに対して、ランフラット状態である左後輪２ＲＬは空気が抜けたためバネ定数が大きい。よって、右後輪２ＲＲは変形して沈み込み、車両１は“−”方向にロールした状態となる。その後、車両１の左右後輪２ＲＬ，２ＲＲが路面段差７に乗り上げたときに、上述したように左後輪２ＲＬよりも右後輪２ＲＲの方がバネ定数が小さいため、右後輪２ＲＲは路面段差７からの衝撃を変形して吸収するのに対して、左後輪２ＲＬは路面段差７からの衝撃を吸収しない。このため、右後輪２ＲＲの上方の車高に対して左後輪２ＲＬの上方の車高は高くなり、車両１は“−”方向にロールした状態となる。
【００４７】
車両１が路面段差７を通過したときのヨーレートの変化について説明する。車両１が移動して左右前輪２ＦＬ，２ＦＲが路面段差７に乗り上げようとするときには、車両１は右下がりにロールするので、車両１はロールステアにより右方向に若干旋回し、車両１のヨーレートが“−”となる。その後、車両１の進路は若干右方向に変化されたので、左右後輪２ＲＬ，２ＲＲが路面段差７に乗り上げるときには、右後輪２ＲＲよりも先に左後輪２ＲＬが路面段差７に到達する。このとき、左後輪２ＲＬだけが路面段差７から後ろ方向に衝撃力を受けるので、車両１には左方向に旋回する回転力が作用することとなり、ヨーレートが“＋”となる。
【００４８】
（Ｄ）右後輪２ＲＲがランフラット状態である場合
この場合、左後輪２ＲＬがランフラット状態である場合に対して、左右が逆の関係となった挙動が発生する。
【００４９】
本実施形態では、上記の検出原理に基づいて、ロール角及びヨーレートの変化からランフラット状態にある車輪２ＦＬ〜２ＲＲを検出している。第一実施形態と同様に、ンフラット状態を検出するために車体にロールセンサ１２及びヨーセンサ１３を設けているだけであるため、比較的に簡易な構成で、車輪２ＦＬ〜２ＲＲのランフラット状態を検出することができる。なお、サイドウォールの剛性を強化したタイプのランフラットタイヤではランフラット状態になるとバネ定数が大きくなって高剛性となる。また、中子をタイヤ内部に配置したタイプのランフラットタイヤでもランフラット状態になるとタイヤに中子が直接当接して高剛性となる。よって、両タイプのランフラットタイヤはランフラット状態では同様に高剛性であり、車両１の挙動は同様な傾向となるので、上述した処理は両タイプのランフラットタイヤに適用可能である。また、車輪２ＦＬ〜２ＲＲのいずれかがランフラット状態であると検出された場合には、運転者に警告を行うなど、ランフラット状態に対応した処理を行えばよい。
【００５０】
[関連技術]
次に、車両１に搭載されたランフラット状態検出装置の関連技術について以下に説明する。車両１は、第一実施形態と同じ構成であり、ランフラット状態判定用のＥＣＵ３と、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲに作用する上下方向の加速度を検出するための加速度センサ４ＦＬ〜４ＲＲと、ハンドル角センサ５と、車両前方用レーダ６と、を備えている(図１参照)。ＥＣＵ３は、第一実施形態と同様に、レーダ６により検出された路面形状のデータを処理して、車両前方の路面上にランフラット状態の検出に好適な路面段差７が存在することを判定すると、ハンドル角センサ５の検出出力を取り込み、車両１が直進状態であるか否かを判定する。そして、車両１が直進状態であると判定された場合には、車両１が路面段差７を通過したときの各加速度センサ４ＦＬ〜４ＲＲの検出出力を取り込み、車輪２ＦＬ〜２ＲＲのいずれかがランフラット状態であるか否かの判定処理を行う。具体的には、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの加速度検出値のそれぞれを予め設定された閾値と比較して、加速度検出値が閾値を超えている場合にはその車輪はランフラット状態であると判定し、一方、加速度検出値が閾値を下回っている場合にはその車輪は正常でありランフラット状態でないと判定する。なお、ランフラット状態の誤検出防止の観点から、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの加速度検出値を複数回取得してランフラット状態であるか否か評価することが好ましい。つまり、車両１が路面段差７を通過するごとにＥＣＵ３が各車輪２ＦＬ〜２ＲＲの加速度検出値を取り込み、それをメモリに蓄積して、所定時間前から現時刻までに検出された加速度検出値の分布を取得する。そして、その分布の最頻値が所定閾値を超えた時にランフラット状態であると判定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第一実施形態に係るランフラット状態検出装置が搭載された車両の概略図である。
【図２】ランフラット状態の検出処理のフローチャートである。
【図３】ランフラット状態の検出処理を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】ランフラット状態にある車輪を判定するためのテーブルである。
【図５】第一実施形態に係るランフラット状態検出装置の変形例を説明するための模式図である。
【図６】第二実施形態に係るランフラット状態検出装置が搭載された車両の概略図である。
【図７】ランフラット状態の検出処理のフローチャートである。
【図８】ランフラット状態にある車輪を判定するためのテーブルである。
【図９】車両が段差を通過したときのピッチ角、ロール角及びヨーレートの経時変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１…車両、２ＦＬ…左前輪、２ＦＲ…右前輪、２ＲＬ…左後輪、２ＲＲ…右後輪、３…ＥＣＵ、４ＦＬ，４ＦＲ，４ＲＬ，４ＲＲ…加速度センサ、５…ハンドル角センサ、６…車両前方用レーダ、７…路面段差、１１…ピッチセンサ、１２…ロールセンサ、１３…ヨーセンサ。
【図１】
2006151271.tif 000006
【図２】
2006151271.tif 000007
【図３】
2006151271.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006151271.tif 000012
【図８】
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【図９】
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