(57)【要約】【課題】車両条件の変化などに対応してタイヤ内部の空気の自然漏れを精度よく検出することができるタイヤ空気圧低下警報装置および方法、ならびにタイヤ空気圧低下警報プログラムを提供する。【解決手段】車両に装着されたタイヤの回転数を検出し、当該検出された回転数に基づいて、タイヤの空気圧の低下が検知された場合に、警報を発する空気圧低下警報装置。この装置は、前記車両にタイヤが装着されたのち、またはタイヤに空気が充填されたのちの経過時間または走行距離と、推定空気圧との関係を関数化し、得られた係数からタイヤ空気圧が時間または走行距離とともに減少しており、かつ減少量が所定のしきい値を超えている場合に、自然漏れによるタイヤ空気圧の低下があることを判定する判定手段と、空気圧低下の警報を発する警報手段とを備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に装着されたタイヤの回転数を検出し、当該検出された回転数に基づいて、タイヤの空気圧の低下が検知された場合に、警報を発する空気圧低下警報装置であって、
前記車両にタイヤが装着されたのち、またはタイヤに空気が充填されたのちの経過時間または走行距離と、推定空気圧との関係を関数化し、得られた係数からタイヤ空気圧が時間または走行距離とともに減少しており、かつ減少量が所定のしきい値を超えている場合に、自然漏れによるタイヤ空気圧の低下があることを判定する判定手段と、
空気圧低下の警報を発する警報手段
とを備えてなることを特徴とするタイヤ空気圧低下警報装置。
【請求項２】
前記推定空気圧が、走行距離および移動距離に基づいて推定される請求項１記載の装置。
【請求項３】
車両に装着されたタイヤの回転数を検出し、当該検出された回転数に基づいて、タイヤの空気圧の低下が検出された場合に、警報を発する空気圧低下警報方法であって、
前記車両にタイヤが装着されたのち、またはタイヤに空気が充填されたのちの経過時間または走行距離と、推定空気圧との関係を関数化し、得られた係数からタイヤ空気圧が時間または走行距離とともに減少しており、かつ減少量が所定のしきい値を超えている場合に、自然漏れによるタイヤ空気圧の低下があることを判定し、空気圧低下の警報を発することを特徴とするタイヤ空気圧低下警報方法。
【請求項４】
前記推定空気圧が、走行距離および移動距離に基づいて推定される請求項３記載の方法。
【請求項５】
タイヤの空気圧低下を判定するコンピュータを、車両にタイヤが装着されたのち、またはタイヤに空気が充填されたのちの経過時間または走行距離と、推定空気圧との関係を関数化し、得られた係数からタイヤ空気圧が時間または走行距離とともに減少しており、かつ減少量が所定のしきい値を超えている場合に、自然漏れによるタイヤ空気圧の低下があることを判定する判定手段として機能させるための空気圧低下警報プログラム。
【発明の詳細な説明】
【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装置および方法、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、車両条件の変化などにも対応してタイヤ内部の空気の自然漏れを精度よく検出することができるタイヤ空気圧低下警報装置および方法、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、車輪速情報を用いてよりタイヤの自然漏れによる空気圧低下を検知するシステムが種々開発され、実用化されている。これらのうち、よく知られているものとしてタイヤの共振周波数よりタイヤの絶対空気圧を推定する装置がある。また、タイヤ内の空気が減るとタイヤの動荷重半径が減少することに着目し、車両の絶対速度と車輪速とを比較することで、タイヤの動荷重半径の変化を検知し、自然空気漏れを推定する装置も検討されている。
【０００３】
しかしながら、これらの検出方法は、いずれも車両条件の変化などに対応することができず、検出精度が低いという問題がある。すなわち、タイヤの空気圧は、外気温や路面温度、走行中の発熱によっても変化する。また、タイヤの共振周波数、動荷重半径の両者とも、車両の積載条件やタイヤの摩耗度合い、走行条件、路面状態などの影響も受ける。したがって、タイヤの共振周波数や動荷重半径の変化量だけでは、これらの要因による変化との区別がつかず、空気圧が正常であっても誤警報を発してしまう可能性がある。
【０００４】
そこで、タイヤ空気圧低下の検出精度を上げるために、空気充填後からの経過時間または走行距離をタイヤの使用履歴とし、その使用履歴が長いほど、タイヤの空気圧が低下している可能性が高いと判断するタイヤ空気圧異常判定装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
すなわち、特許文献１記載のタイヤ空気圧異常判定装置は、車両の走行距離などからなるタイヤの使用履歴に基づき、タイヤの空気圧が低下している可能性の高さを推定する空気圧低下可能性推定部と、あらかじめ定められた低圧判定条件を、前記空気圧低下可能性推定部が空気圧が低下している可能性が高いと推定した場合においてその可能性が低いと推定した場合におけるより容易に満たされる条件に変更する低圧判定条件変更部とから構成されている。
【０００６】
この装置は、空気充填後からの経過時間が長いほど、自然空気漏れの可能性が高いと判断することができるので、経過時間が長いほど、検出時間を短くするなどして検出頻度を上げるようにしている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−２２２１号公報（特許第３３３９７４９号）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる特許文献１記載のタイヤ空気圧異常判定装置では、個々のタイヤの自然空気漏れ度合いの違いには対応していないという問題がある。すなわち、一般に、タイヤの自然空気漏れは、タイヤの構造や材質、リムへの組みつけ方、バルブの状態によって異なっている。そのため、標準的なタイヤを基準に、自然漏れの可能性が高くなるであろうと考えられる経過時間を設定し、それ以降の検出頻度を上げても、タイヤによっては、その基準よりも早く空気が抜けるものや、逆に基準よりも空気が抜けにくいものも存在する。したがって、タイヤの空気を充填したのち、一定の期間が経過すると、車両条件が大きく変化した場合、空気が減っていないのにも拘わらず、自然漏れと誤判断してしまう可能性がある。
【０００９】
一方、バルブの締め付けがわるかったり、リムへの組み付けがわるいなど、標準的なタイヤよりも早く空気が低下する場合にも対応することができない。さらに、こまめにタイヤの空気圧充填を実施した場合にも対応することができない。たとえば、数日単位で空気圧充填を実施した場合、長期間においてほぼ等しい空気圧を保つことができるが、この方式では単に時間の経過とともに自然漏洩が続いているものと判断するため、誤検知の可能性が高くなる。また、空気充填されたかどうかを判断できたとしても、こまめに空気圧充填された場合には、その判断はほぼ不可能と考えられる。
【００１０】
つまり、特許文献１記載の方式では、空気圧充填後からの経過時間が長いほど誤検知の可能性が高くなり、また経過時間が短い場合には、経過時間が長い場合よりも相対的に未検知（検出を行なわない）時間が多くなる。
【００１１】
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、車両条件の変化などに対応してタイヤ内部の空気の自然漏れを精度よく検出することができるタイヤ空気圧低下警報装置および方法、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。
【００１２】
【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装置は、車両に装着されたタイヤの回転数を検出し、当該検出された回転数に基づいて、タイヤの空気圧の低下が検知された場合に、警報を発する空気圧低下警報装置であって、
前記車両にタイヤが装着されたのち、またはタイヤに空気が充填されたのちの経過時間または走行距離と、推定空気圧との関係を関数化し、得られた係数からタイヤ空気圧が時間または走行距離とともに減少しており、かつ減少量が所定のしきい値を超えている場合に、自然漏れによるタイヤ空気圧の低下があることを判定する判定手段と、
空気圧低下の警報を発する警報手段
とを備えてなることを特徴とする。前記関数化は、回帰計算などにより行なうことができる。
【００１３】
前記推定空気圧が、走行距離および移動距離に基づいて推定されるのが好ましい。
【００１４】
本発明のタイヤ空気圧低下警報方法は、車両に装着されたタイヤの回転数を検出し、当該検出された回転数に基づいて、タイヤの空気圧の低下が検知された場合に、警報を発する空気圧低下警報方法であって、
前記車両にタイヤが装着されたのち、またはタイヤに空気が充填されたのちの経過時間または走行距離と、推定空気圧との関係を関数化し、得られた係数からタイヤ空気圧が時間または走行距離とともに減少しており、かつ減少量が所定のしきい値を超えている場合に、自然漏れによるタイヤ空気圧の低下があることを判定し、空気圧低下の警報を発することを特徴とする。前記関数化は、回帰計算などにより行なうことができる。
【００１５】
前記推定空気圧が、走行距離および移動距離に基づいて推定されるのが好ましい。
【００１６】
本発明のタイヤ空気圧低下警報プログラムは、タイヤの空気圧低下を判定するコンピュータを、車両にタイヤが装着されたのち、またはタイヤに空気が充填されたのちの経過時間または走行距離と、推定空気圧との関係を関数化し、得られた係数からタイヤ空気圧が時間または走行距離とともに減少しており、かつ減少量が所定のしきい値を超えている場合に、自然漏れによるタイヤ空気圧の低下があることを判定する判定手段として機能させることを特徴とする。前記関数化は、回帰計算などにより行なうことができる。
【００１７】
【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装置および方法、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は本発明のタイヤ空気圧低下警報方法で用いられる時間と推定空気圧との関係をあらわす回帰直線の一例を示すグラフ、図３〜４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空気圧推定処理のステップを示すフローチャート、図５は図３の走行距離演算処理のステップを示すフローチャート、図６は図３の移動演算処理のステップを示すフローチャート、および図７は本発明のタイヤ空気圧低下警報方法で用いられる時間と推定空気圧との関係をあらわす回帰直線の他の例を示すグラフである。
【００１８】
図１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。
【００１９】
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、制御ユニット２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、たとえば１秒ごとに各タイヤＷｉの車輪回転数が算出され、その車輪回転数を用いて制御ユニット２が車両の走行距離を計算する。
【００２０】
また、図示されていないが、本実施の形態の空気圧低下警報装置は、車両の移動距離を測定するために、ＧＰＳなどの移動距離測定手段を備えている。
【００２１】
本実施の形態の制御ユニット２は、車両にタイヤが装着されたのち、またはタイヤに空気が充填されたのちの経過時間と車両の走行距離および移動距離に基づいて推定される推定空気圧との関係から、タイヤ内部の空気の自然漏れがあることを判定する判定手段として機能する。なお、若干精度は低下するが、時間情報に代えて走行距離を用いることもできる。
【００２２】
経過時間と推定空気圧との関係は、たとえば、図２に示される経過時間と推定空気圧の回帰直線における傾き（回帰係数）として定量的に求められる。
【００２３】
本発明では、従来の判定装置のように、単に空気圧充填後の経過時間のみで判断するのではなく、経過時間と推定空気圧との関係から、空気圧が時間の経過にしたがって自然に減少しているかどうかを判断する点に特徴がある。
【００２４】
すなわち、まず、推定空気圧をｙ、時間（ｈｏｕｒ）をｘとする。推定空気圧は、数分〜数十分毎の有効データ平均から求め、時間はドライバーの初期化開始操作時を０とし、以後、たとえば時単位で加算していくものとして設定される。
【００２５】
回帰によって傾きを求める方法では、ｙ＝ａｘ＋ｂとした場合、回帰直線の傾きａは以下の式によって求められる。
【００２６】
ａ＝｛ｎΣｘｙ−（Σｘ）（Σｙ）｝／｛ｎΣｘ２−（Σｘ）２｝  （１）
（ｎ：データ数）
【００２７】
これによって得られた傾きと、空気圧充填されてから現在までの経過時間との積、すなわち推定空気圧減少量が、初期空気圧と現在の推定空気圧との差に相当し、かつかなり大きい（所定のしきい値を超えている）と判断されるとき、空気圧が時間の経過と共に徐々に減少しており、かつかなりの減少量であると判断し、空気圧低下の警報を発する。
【００２８】
また、本発明の判定方法の他の実施の形態として、たとえば、経過時間と推定空気圧との相関係数を求め、それにより空気圧低下率と経過時間との相関関係が高いか否かを判断する方法を用いてもよい。すなわち、相関関数が、たとえば０．８５以上の場合は、空気圧の低下と時間との相関関係が高い、つまり、時間の経過とともに空気圧が自然減少していると判断するのである。
【００２９】
また、長期間経過後も推定空気圧の低下がみられない場合は、空気圧のメンテナンスが実施されたと判断できる。長期間（約１ヵ月）経過後、推定空気圧が±１０％の範囲でほぼ初期状態にあり、かつ回帰直線の傾きまたは相関係数がゼロに近い値であると判断できる場合は、メンテナンスが実施されたと判断し、時間や積算値をゼロに戻す。
【００３０】
たとえば、タイヤの空気圧を１年間補充し、以後メンテナンスを行なわない場合の回帰曲線は図７に示されるような曲線になる。
【００３１】
本発明の空気圧低下判定方法は、たとえば、一実施の形態として、図３〜６のフローチャートのステップにしたがって実行されるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３２】
（１）まず、図３におけるステップＳ１で、車速、走路状態、急な操作の有無およびＧＰＳの作動状態をそれぞれ調べて、タイヤ空気圧低下の判定が可能な条件になっているか否かを調べる。
【００３３】
（２）ついで、走行距離演算処理Ｓ２を実行する。走行距離演算処理Ｓ２は、具体的には、図５に示されるステップで実行される。
【００３４】
（３）ついで、移動距離演算処理Ｓ３を実行する。移動距離演算処理Ｓ３は、具体的には、図６に示されるステップで実行される。
【００３５】
（４）そののち、ステップＳ４で、走行距離および移動距離から判定値を計算する。判定値は、ｍ回分の判定値の平均を採用するようにする（ステップＳ５〜Ｓ７）。
【００３６】
（５）ついで、時間ｘと判定値ｙとの関係から、前記式（１）の回帰直線の傾きを求めるための、時間の総和Ｓｘ、判定値の総和Ｓｙ、時間と判定値との積の総和Ｓｘｙ、時間の２乗の総和Ｓｘ２を計算する（ステップＳ９）。
【００３７】
（６）ステップＳ９までの処理が所定の回数ｎ０（たとえば１００回）をこえたと判断され（ステップＳ１０）、判定値≒１ではないと判定され（ステップＳ１１）、かつ、判定値が所定のしきい値（たとえば、初期空気圧より３０％減圧した場合に警報を発するとすると、本実施の形態の判定値＝走行距離／移動距離では、１．００４程度）より大きいと判断された（ステップＳ１２）場合に、回帰直線の傾きを計算する（ステップＳ１３）。ここで、推定空気圧は時間とともに減少するが、判定値は時間とともに増大するため、傾き＞０になる。
【００３８】
なお、ステップＳ１１において、判定値≒１であると判定された場合には、さらに、長期間経過しているかを判定し（ステップＳ１６）、傾き≒０または相関係数≒０であるかを判定し（ステップＳ１７）、ステップＳ１６、１７が両方ともＹｅｓのときは経過時間およびステップＳ９〜１０の変数を０にリセットし（ステップＳ１８）、ステップＳ１６、１７のいずれか１つがＮｏのときは、そのままリターンする。
【００３９】
（７）そののち、傾きと時間との積が前記判定値−１にほぼ等しい、すなわち±１０％程度の誤差の範囲内にあると判断した（ステップＳ１４）場合、ドライバーに警報を発する（ステップＳ１５）。
【００４０】
【実施例】
つぎに、本発明のタイヤ空気圧低下警報方法の実施例を比較例と比較しながら以下のようにして判定試験を行なった。
【００４１】
▲１▼判定方式
（実施例）本発明の方式（経過時間と推定空気圧との関係からタイヤ内部の空気の自然漏れがあることを判定する）、
（比較例）経過時間によって、検出時間を早める方式。ここでは、初期化終了直後時点では、検出に要する時間を３０分とし、以後１０日経過する度に１分短縮し、１０分（２００日後）を下限とする。
【００４２】
▲２▼使用車両・・・ＦＦ２４００ｃｃ乗用車
使用タイヤ・・２１５／５５Ｒ１６（住友ゴム工業株式会社製の夏タイヤ（名称：ＬＭ７０２））
【００４３】
以下の３つのケースを設定し、それぞれの検出性を比較した。なお、ここで使用する空気圧低下警報方法は、車輪速の平均と、ＧＰＳから得られる車両位置情報から算出した絶対車両速度との差から空気圧低下を推定するものである。
【００４４】
１．標準的なケース・・・・・・・・・タイヤに正規圧の空気を充填後、空気補充を行なわない場合（漏洩率２％／月）
２．空気圧低下が早いケース・・・・・正規圧の空気を充填したのち、バルブを若干緩め、通常よりも早く空気が漏れるようにした場合（漏洩率１０％／月）
３．空気補充を行なったケース・・・・・１年間は空気圧補充を実施し、それ以降はメンテナンスを行なわなかった場合
（漏洩率０→２％／月）
【００４５】
これを２年間相当実施する。試験期間短縮のため、時間経過を１０倍に設定した（実試験期間約７０日）。
【００４６】
▲３▼試験結果
【００４７】
【表１】
2004322821.tif 000003
【００４８】
以上の結果より、比較例では条件によって検出のばらつきが見られるのにに対し、実施例はばらつきが少ないことがわかる。とくに、空気補充を行なうケース３の場合では、比較例では２２％の空気圧低下で誤検出したのに対し、本発明の方式による実施例では誤検出しなかった。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、個々のタイヤ内部の空気の自然漏れの度合の違い、またはタイヤ装着後にこまめに空気充填する場合など、種々の車両条件の変化などに対応して精度よくタイヤ空気の自然漏洩を検知することが可能になる。
【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】本発明のタイヤ空気圧低下警報方法で用いられる時間と推定空気圧との関係をあらわす回帰直線の一例を示すグラフである。
【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空気圧推定処理のステップを示すフローチャートである。
【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空気圧推定処理のステップを示すフローチャートである。
【図５】図３の走行距離演算処理のステップを示すフローチャートである。
【図６】図３の移動演算処理のステップを示すフローチャートである。
【図７】本発明のタイヤ空気圧低下警報方法で用いられる時間と推定空気圧との関係をあらわす回帰直線の他の例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
【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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