(57)【要約】【課題】機械式センサを用いることなく加速度検出が可能な空気圧式加速度検出装置を提供する。【解決手段】この空気圧式加速度検出装置は、車両のタイヤに設けられた空気圧センサと、この空気圧センサの出力とばね下加速度との関係を規定した演算式又はマップを有し空気圧センサの出力に基づいてばね下加速度を求める演算装置とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のタイヤに設けられた空気圧センサと、この空気圧センサの出力とばね下加速度との関係を規定した演算式又はマップを有し前記空気圧センサの出力に基づいて前記ばね下加速度を求める演算装置と、を備えた空気圧式加速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気圧式加速度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の加速度検出装置としては、スプリングの一端に質量物体を取り付けなる機械式が知られている。また、ヨーレートセンサのように、コリオリの力を利用した加速度センサも知られている。このような加速度検出装置の出力は、車両のサスペンションにおける減衰力制御に利用することができる（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−６７３１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加速度検出のために機械式センサを設けると部品点数が増加するという問題がある。本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、機械式センサを用いることなく加速度検出が可能な空気圧式加速度検出装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明に係る空気圧式加速度検出装置は、車両のタイヤに設けられた空気圧センサと、この空気圧センサの出力とばね下加速度との関係を規定した演算式又はマップを有し空気圧センサの出力に基づいてばね下加速度を求める演算装置とを備えることとした。この演算装置は、空気圧センサの出力とばね下加速度との関係を規定した演算式又はマップを有しているので、入力された空気圧センサの出力に基づいて、ばね下加速度を求めることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に係る空気圧式加速度検出装置について説明する。なお、同一要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【０００７】
図１は空気圧式加速度検出装置を搭載した車両の斜視図である。この車両は、車体ＢＤＹにサスペンションを介して取り付けられた４つの車輪Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４と、各車輪のタイヤの空気圧をそれぞれ直接検出する空気圧センサＰＲ１，ＰＲ２，ＰＲ３，ＰＲ４を備えている。各空気圧センサＰＲ１，ＰＲ２，ＰＲ３，ＰＲ４には送信機が取り付けられており、空気圧を示す信号が車体内部に設けられた受信アンテナＡＴ１，ＡＴ２，ＡＴ３，ＡＴ４にそれぞれ送信される。各受信アンテナＡＴ１，ＡＴ２，ＡＴ３，ＡＴ４によって受信した空気圧信号は、受信機（タイヤ空気圧モニターＥＣＵ）Ｃに入力される。
【０００８】
受信機Ｃは、車体内のインストゥルメンタル・パネルに取り付けられたコンビネーションメータＭＥ、タイヤ空気圧警告ブザーＳ１、タイヤセレクタースイッチＳＬ、スキッドコントロールコンピュータＳＣに電気的に接続されている。ここでは、車輪、空気圧センサ及び受信アンテナは、それぞれ４つずつあるため、以下では、これらを代表し、それぞれを符号Ｗ、ＰＲ及びＡＴで示す。
【０００９】
図２は車両内システムのブロック図である。空気圧センサＰＲの出力は送信機によって受信アンテナＡＴに送信され、受信機Ｃに入力される。検出されたタイヤ空気圧は、スキッドコントロールコンピュータＳＣに入力され、コンピュータＳＣは各車輪に設けられたブレーキの制動力を制御する。
【００１０】
コンピュータＳＣは、いずれかの車輪の空気圧が「小」閾値を下回った場合には、タイヤ空気圧警告ブザーＳ１を鳴らす。なお、このタイヤ空気圧警告ブザーＳ１は、ＶＳＣ（ビーグル・スタビリティ・コントロール）警告ブザーを兼用している。また、タイヤ空気圧警告ランプＳ２は、いずれかの車輪の空気圧が「中」閾値を下回った場合に点灯する。したがって、空気圧の低下に伴って、まず、警告ランプＳ２が点灯し、更に空気圧が低下した場合には、警告ランプＳ２が点灯した状態で警告ブザーＳ１が鳴ることとなる。
【００１１】
なお、タイヤ・セレクタ・スイッチＳＬは、必要に応じて、空気圧検出を行うタイヤを選択することができる。
【００１２】
加速度演算装置１には、受信機Ｃの出力、すなわち空気圧信号が入力され、当該空気圧信号に基づいてばね下加速度を演算する。演算されたばね下加速度は、減衰力コントロールコンピュータ２に入力される。減衰力コントロールコンピュータ２には、ブレーキペダル４の踏力に応じてオンオフするストップスイッチ３の出力、エンジン回転数が求められるクランク角センサ５の出力、ハンドル操舵角が求められるステアリングセンサ６の出力が入力され、これらの入力値に基づいて、減衰力制御が行われる。
【００１３】
減衰力調整機構７は、モータ等の駆動装置を備えるものであり、モータ回転角に応じてサスペンション８におけるダンパーの減衰力を制御している。例えば、車両が段差上を走行したために、空気圧センサ出力に基づいて求められたばね下加速度（上下方向の加速度である）が、閾値を超えた場合、減衰力コントロールコンピュータ２は、当該車輪のダンパーの減衰力を変化させるべく減衰力調整機構７を制御する。
ダンパーの減衰力は、通常、やや高くしておき（ハードベース）、ばね下加速度により、ソフト側にする方法や、通常、やや低くしておき（ソフトベース）、ばね下加速度により、ハード側にする方法などがあるが、車両の要求に基づき最適な方法を選択する。
【００１４】
図３は、コンビネーションメータＭＥの正面図である。このコンビネーションメータＭＥは、各種車両状態表示機能付タコメータＭ１、積算距離計付スピードメータＭ２及びシフトレバー位置表示機能付の水温又は油温・燃料計Ｍ３からなる３連メータであるが、空気圧センサから出力される空気圧信号のレベルが閾値よりも低下した場合には、タコメータＭ１に設けられた警告ランプＳ２が点灯する。
【００１５】
図４は、車輪Ｗの部分断面図である。ホイールのリムＬＭにタイヤＴが取り付けられており、タイヤＴ内の空気圧は送信機付の空気圧センサＰＲによって検出されるが、空気圧センサＰＲは、ホイールのリムＬＭからディスク部の外表面側に突き抜けたタイヤバルブＶＢに取り付けられている。
【００１６】
図５は、車輪Ｗの正面図である。車輪Ｗは、ホイールＨにタイヤＴが取り付けられてなる。図示の如く、リムＬＭからトレッドまでのタイヤ径方向距離をδ１、トレッドの径方向距離をδ２とし、タイヤＴに加わる荷重によって変形するタイヤＴの径方向δ１の変位をΔδ１、トレッドの径方向の変位をΔδ２、これらの全変位をΔδ、ばね下質量をＭＬ、タイヤＴのバネ定数をｋ、路面からの荷重変化をΔＦ、ばね下加速度をα、ａ，ｂ，ｃ，ｄを所与の係数、Ｐをタイヤの空気圧に設定する。
【００１７】
図６は、ばね下加速度αと圧力Ｐとの関係を示す数式を記載した表、図７は変位Δδ１とばね定数ｋとの関係を示すグラフ、図８は圧力Ｐとばね定数ｋの関係を示すグラフである。
【００１８】
荷重変化ΔＦとばね定数ｋ、変位Δδ１との関係は、Δδ１＞＞Δδ２であることから、式▲１▼で与えられる。一方、ばね定数ｋ、変位Δδ１及び圧力Ｐの関係は式▲２▼で与えられ、この圧力Ｐの関数をｆ１（Ｐ）とする。変位Δδ１は圧力Ｐを用いて式▲３▼で与えられ、この圧力Ｐの関数をｆ２（Ｐ）とする。したがって、式▲１▼に、式▲２▼及び式▲３▼の結果を代入し、ばね下加速度αは式▲４▼で与えられることになる。すなわち、ばね下加速度αは圧力Ｐの関数である。
【００１９】
加速度演算装置１（図２参照）はマイクロコンピュータであり、予め係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ及びばね下質量αが実験的に設定されているものとする。演算装置１は、入力された圧力Ｐを演算式▲４▼に代入し、ばね下加速度αを演算する。また、演算装置１は、演算式▲４▼を用いて予め求められたばね下加速度αと圧力Ｐとの関係を、コンピュータの記憶装置におけるマップ内に格納しておき、入力された圧力Ｐに対応するαをマップから選択することもできる。また、タイヤの圧力Ｐと荷重との関係は、様々な書籍に記載されており、例えば、「タイヤ工学，グランプリ出版、酒井秀男著，１９８７」に記載されており、実験的に求められた値に補正を加えることもできる。
【００２０】
さて、かかる加速度演算装置１によって求められるばね下加速度αの時間的変化について、車輪Ｗが段差を横切った場合を例に説明する。
【００２１】
図９は車輪Ｗが段差を横切った場合を示す説明図（図９（ａ））、圧力Ｐの時間的変化を示すグラフ（図９（ｂ））、ばね下加速度αの時間的変化を示すグラフ（図９（ｃ））である。なお、同図においては、車輪Ｗが高い段差に乗り上げた場合を示している。
【００２２】
車輪Ｗの接地点の高さが段差によって上昇した場合、荷重が増加してタイヤが変形することで内部の圧力Ｐは一時的に増加し、その後、元の圧力に戻る。この場合、ばね下加速度αも、車輪Ｗの圧力Ｐと共に一時的に増加し、その後、元の圧力に戻る。
【００２３】
図１０は車輪Ｗが段差を横切った場合を示す説明図（図１０（ａ））、圧力Ｐの時間的変化を示すグラフ（図１０（ｂ））、ばね下加速度αの時間的変化を示すグラフ（図１０（ｃ））である。なお、同図においては、車輪Ｗが低い段差に乗り下げた場合を示している。
【００２４】
車輪Ｗの接地点の高さが段差によって下降した場合、荷重が減少してタイヤが変形することで内部の圧力Ｐは一時的に減少し、その後、元の圧力に戻る。この場合、ばね下加速度αも、車輪Ｗの圧力Ｐと共に一時的に減少し、その後、元の圧力に戻る。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、空気圧を利用することで機械式センサを用いることなく加速度検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気圧式加速度検出装置を搭載した車両の斜視図である。
【図２】車両内システムのブロック図である。
【図３】コンビネーションメータＭＥの正面図である。
【図４】車輪Ｗの部分断面図である。
【図５】車輪Ｗの正面図である。
【図６】ばね下加速度αと圧力Ｐとの関係を示す数式を記載した表である。
【図７】変位Δδ１とばね定数ｋとの関係を示すグラフである。
【図８】圧力Ｐとばね定数ｋの関係を示すグラフである。
【図９】車輪Ｗが段差を横切った場合を示す説明図（図９（ａ））、圧力Ｐの時間的変化を示すグラフ（図９（ｂ））、ばね下加速度αの時間的変化を示すグラフ（図９（ｃ））である。
【図１０】車輪Ｗが段差を横切った場合を示す説明図（図１０（ａ））、圧力Ｐの時間的変化を示すグラフ（図１０（ｂ））、ばね下加速度αの時間的変化を示すグラフ（図１０（ｃ））である。
【符号の説明】
１・・・加速度演算装置、２・・・減衰力コントロールコンピュータ、３・・・ストップスイッチ、４・・・ブレーキペダル、５・・・クランク角センサ、６・・・ステアリングセンサ、７・・・減衰力調整機構、８・・・サスペンション、ＡＴ１，ＡＴ２，ＡＴ３，ＡＴ４・・・受信アンテナ、ＢＤＹ・・・車体、Ｃ・・・受信機、Ｈ・・・ホイール、ＬＭ・・・リム、Ｍ１・・・タコメータ、Ｍ２・・・スピードメータ、Ｍ３・・・燃料計、ＭＥ・・・コンビネーションメータ、ＰＲ１，ＰＲ２，ＰＲ３，ＰＲ４・・・空気圧センサ、Ｓ１・・・タイヤ空気圧警告ブザー、Ｓ２・・・タイヤ空気圧警告ランプ、ＳＣ・・・スキッド・コントロール・コンピュータ、ＳＬ・・・タイヤ・セレクタ・スイッチ、Ｔ・・・タイヤ、ＶＢ・・・タイヤバルブ、Ｗ・・・車輪。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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