(57)【要約】  本発明は、直接式のＴＰＭＳおよび間接式のＴＰＭＳを含む乗用車タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）の改良方法に関するものである。直接式のＴＰＭＳは、動態的なタイヤ空気圧基準をタイヤ空気圧の判断依拠として、タイヤのリアルタイムの荷重に対して監視する。すなわち、タイヤの荷重が変動した場合、ＴＰＭＳデータ処理センターはリアルタイムの荷重に対応する冷間時タイヤ空気圧データを目前のタイヤ空気圧基準として、リアルタイムのタイヤ空気圧データに対して判断および警報する。間接式のＴＰＭＳは、ＧＰＳ車速基準下で車輪速基準データベースを確立するとともに、タイヤ使用の摩損による車輪速の歪みに対して補償・修正し、補償・修正後のリアルタイムの車輪速と車輪速基準データベースのデータとを分析・比較して、リアルタイムのタイヤ空気圧の情報を提示および警報する。
2015536463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ空気圧を監視することを含む乗用車タイヤ空気圧監視システムの改良方法において、
１）タイヤの許容荷重範囲内でタイヤ荷重に対応される冷間時タイヤ空気圧データであるタイヤ空気圧基準の集合からなるタイヤ空気圧基準データベースおよび／または車種の設計パラメータとタイヤ製品の規格データとに基づいて、タイヤの荷重を自変数とするタイヤの荷重と空気圧との数学関係式を確立し、
２）リアルタイムの荷重に対応される冷間時タイヤ空気圧を目前のタイヤ空気圧基準とし、ＴＰＭＳデータ処理センター（ＥＣＵ）はタイヤのリアルタイムの荷重データに基づいてタイヤ空気圧基準データベースからリアルタイムの荷重データに対応されるタイヤ空気圧データを呼び出して、タイヤ空気圧の、荷重に関する動態化の設定を実現し、その動態化の設定は、タイヤの荷重と空気圧との数学分析関係式に基づいてリアルタイムの荷重でのタイヤ空気基準に対して補償・修正することを含むことを特徴とする乗用車タイヤ空気圧監視システムの改良方法。
【請求項２】
タイヤのリアルタイムの荷重データは、タイヤの荷重の作用点および／または作用面に装着されている荷重センサー、および／または他の部位に装着されて直接的または間接的に車両、タイヤのリアルタイムの荷重データの検出が可能な他種のセンサーによって検出され、その検出は、静態的な荷重データおよび／または動態的な荷重データの連続的データの検出および／またはパルスデータの検出を含むことを特徴とする請求項１に記載の乗用車タイヤ空気圧監視システムの改良方法。
【請求項３】
車輪の荷重を監視・検出するセンサーは、圧力センサー、変位センサー、着席センサー、赤外線センサー、超音波センサーを含むが、これらに限定されるものではないことを特徴とする請求項１に記載の乗用車タイヤ空気圧監視システムの改良方法。
【請求項４】
リアルタイムの荷重データは、有線伝送方式および／または無線伝送方式によってＴＰＭＳデータ処理センターに伝送されることを特徴とする請求項１に記載の乗用車タイヤ空気圧監視システムの改良方法。
【請求項５】
ＴＰＭＳタイヤ空気圧データ情報の表示は、タイヤ空気圧基準データとリアルタイムのタイヤ空気圧データとを同一の表示装置に同時に表示および／または音声方式で報知すること、および目前のタイヤ空気圧基準データと目前のタイヤ空気圧基準の上下限（例えば、±２５％）とリアルタイムのタイヤ空気圧データとを同一の表示装置に同時に表示および／または音声方式で報知することを含むことを特徴とする請求項１に記載の乗用車タイヤ空気圧監視システムの改良方法。
【請求項６】
車輪速信号を監視することおよびデータを分析すること含む間接式の乗用車タイヤ空気圧監視システムの改良方法において、
１）車載の全地球測位システム（ＧＰＳ、北斗）の速度測定データをＴＰＭＳ車速基準とし、ＧＰＳ車速基準で標準車輪の基準車輪速データベースおよび／または車速・車輪速の数学分析関係モデルまたは関係式：Ｖｇ＝ωＲ＝ｎ２πＲ＝ｎｚαＲ（ＶｇはＧＰＳ車速を表し、ωは車輪の角速度を表し、ｎは車輪の回転数を表し、ｚは車輪速センサーの歯数を表し、αは２つの歯（２つの電気信号に対応）の間の夾角（弧度）を表し、Ｒは車輪転がり半径を表す）を確立し、
２）タイヤの摩損極限とタイヤの使用寿命との対応関係から、タイヤの走行距離データによってタイヤの摩損量と車輪のリアルタイムの車輪転がり半径とを算出し、リアルタイムの車輪転がり半径と標準の車輪転がり半径との比率をリアルタイムの修正係数として、タイヤ摩損による車輪速データの歪みに対して補償し、
３）修正・補償後のリアルタイムの車輪速データと標準車輪速データベースとを比較し、または車速／車輪速／タイヤ変形／タイヤ空気圧の数学分析関係モデルで分析運算して、タイヤ空気圧の異常を判断および警報することを特徴とする乗用車タイヤ空気圧監視システムの改良方法。
【請求項７】
標準車輪は、無摩損の新タイヤに半荷重の冷間空気が注入されているものであり、基準車輪速データベースおよび／または数学分析関係モデルは、標準車輪が半荷重状況においてゼロから最大車速区間で、半荷重の７５％冷間時タイヤ空気圧、１２５％冷間時タイヤ空気圧の範囲内でＧＰＳ車速に対応される車輪速データの集合および／または数学分析関係モデルであることを特徴とする請求項６に記載の乗用車タイヤ空気圧監視システムの改良方法。
【請求項８】
タイヤの走行距離データは、車載のＧＰＳの距離積算データやスピードメーター（走行距離計）の距離積算データであることを特徴とする請求項６に記載の乗用車タイヤ空気圧監視システムの改良方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の走行安全の技術分野に関し、特に乗用車タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）の改良方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ空気圧監視システム（Ｔｉｒｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ，ＴＰＭＳ）は、タイヤ空気圧に対してリアルタイム監視を行うことにより、タイヤ空気圧の不足や過圧に対して警報するものとして機能する。ＴＰＭＳには、直接式のＴＰＭＳおよび間接式のＴＰＭＳがある。間接式のＴＰＭＳは、車輪速の変化を監視し、すなわちタイヤ変形（車輪転がり半径）を監視して、タイヤ変形をタイヤ空気圧の変化によって表現させる。直接式のＴＰＭＳは、圧力センサーでタイヤ空気圧を直接監視し、タイヤ空気圧が限度を超えることを制御してタイヤの過変形を間接的に制御する。間接式のＴＰＭＳおよび直接式のＴＰＭＳの技術的効果の最終目標は、タイヤ変形を許容変形範囲内に監視・制御することであり、タイヤ空気圧はタイヤ変形を表現させるための中間変量である。現行のＴＰＭＳ技術標準（例えば、ＦＭＶＳＳ  １３８；ＧＢ／Ｔ２６１４９など）の規定によれば、リアルタイムのタイヤ空気圧が冷間時タイヤ空気圧の７５％以下または冷間時タイヤ空気圧の１２５％以上の場合、ＴＰＭＳは、音響光学および表示の方式でリアルタイムタイヤ空気圧データを出すことによって、タイヤ空気圧の異常情報を警報する。
【０００３】
ＴＰＭＳ技術の研究開発時の本意は、タイヤ空気圧の異常の警報情報を提示することによって、人の操作でタイヤ空気圧の正常率を向上させ、タイヤ破損による事故を低下させることである。米道路交通安全局（ＮＨＴＳＡ）による２０１２年１１月のＴＰＭＳ技術製品の使用効果評価報告によれば、ＴＰＭＳの使用によって車両のタイヤ空気圧の不足（ＴＰＭＳタイヤ空気圧の標準値の±２５％を閾値とする）の状況は５５．６％低下されたが、ＴＰＭＳの使用によるタイヤ破損または交通事故の低下は評価できなかった。すなわち、ＴＰＭＳの使用によるタイヤ破損または交通事故の低下は顕著でなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】中国特許出願２０１０１０５９２００３．０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
タイヤ製品の属性によれば、タイヤ許容条件範囲内では、タイヤ空気圧と荷重とが正比例し、タイヤの荷重とタイヤ変形とが正比例する。車両のタイヤ変形を許容変形範囲内に確保するための、最も直接的かつ最も便利的な方法としては、タイヤ空気圧を監視・調整することである。タイヤ製品が所定の「荷重予備（ｌｏａｄ  ｒｅｓｅｒｖｅ）」の特性を有しているので、車両の荷重は装備重量と最大積載量との有限区間でのみ変動する。乗用車では、半荷重（３人以下）と満荷重（４人〜７人）とに関する圧力データ（アウディＱ７を例とすれば、前軸車輪の半荷重の圧力および満荷重の圧力はそれぞれ２４０Ｋｐａおよび３００Ｋｐａであり、後軸車輪の半荷重の圧力および満荷重の圧力はそれぞれ２４０Ｋｐａおよび３４０Ｋｐａである。）のみが標定されており、且つ荷重に基づいてタイヤに空気を正確に注入して、タイヤが過変形しないように実際の使用要求を満足させる。
【０００６】
従来のＴＰＭＳ技術では、ＴＰＭＳが分析判断することによってリアルタイムのタイヤ空気圧データのタイヤ空気圧基準を統一的に冷間時タイヤ空気圧データに標定している。しかし、タイヤ技術標準（例えば、ＧＢ／Ｔ２９７８）の、タイヤは異なる荷重下では異なる圧力を有するという規定によれば、当該ＴＰＭＳ技術におけるタイヤ空気圧基準の標定はタイヤ製品の技術標準の要求に合致しないことは自明であり、タイヤの荷重が変動する場合、ＴＰＭＳにはその公称（ｎｏｍｉｎａｌ）されている技術的効果を実現することができないという確実でかつ顕著な設計的欠陥が存在している。また、ＴＰＭＳ技術の応用の普及に従って、乗用車に、本来のタイヤの半荷重および満荷重の圧力データの標記から単一の圧力データのみを標記することに変わる傾向が現れており、これは本分野にある技術的偏見が存在することを明示している。
【０００７】
ＴＰＭＳが装備されている、ブランド相違の自動車に対して実験を行なった結果、車両（タイヤ）の荷重に変動が発生してタイヤ変形が許容変形範囲を遥に超えたときに、ＴＰＭＳはタイヤ空気圧の異常情報を警報することができなかった。これは、従来のＴＰＭＳ（直接式のＴＰＭＳ、間接式のＴＰＭＳを含む）が荷重の変動によるタイヤの空気圧不足または空気圧過不足の可能性を監視することができず、従来の全てのＴＰＭＳ製品およびＴＰＭＳを装備している自動車がＴＰＭＳの現行の技術標準の要求に満足することができなかったことを証明する。
【０００８】
特許文献１には、従来のＴＰＭＳにおける盲目性、非科学性、誤警報現象、警報しない現象に対して創作された「貨物車のタイヤ空気圧の異常状態の識別方法」が開示されている。当該特許文献１には、タイヤモデルとタイヤ荷重と初期空気圧との対応関係、リアルタイムのタイヤ空気圧、荷重、車速および環境温度などのパラメータを含む動態的・静態的なタイヤデータベースを確立し、タイヤ空気圧と荷重、温度、速度とに関する関数関係及び特定の算法によってリアルタイムのタイヤ空気圧データを１８℃時の圧力データに変換し、かつそれをタイヤデータベースにおける初期空気圧データと比較して、相対的に精確なリアルタイムのタイヤ空気圧情報を警報することが提案されている。
【０００９】
特許文献１は、特に貨物車に適用すると明記しており、かかる要因（要素）が雑多であり、タイヤ空気圧の異常情報の警報の精確度を向上させる一方、タイヤ（車両）の使用条件を過酷にするので、精確なデータおよび頻繁な警報によって運転者は緊張感を感じることになる。従って、当該特許文献１の技術は実際使用中において実用の可能性は有していない。
【００１０】
タイヤ属性は周知技術であり、荷重に基づきタイヤに空気を正確に注入することも周知技術に属し、かつ国家技術標準に規定されたものであるので、タイヤの荷重を監視することおよび動態的なタイヤ空気圧基準を設定することには、技術的難度および技術的支障はないが、乗用車のＴＰＭＳ分野に単一の圧力基準のみを標記する変な設計は以下のような技術的偏見によって出現した。すなわち、タイヤの荷重予備の作用を過大視したり、荷重変動によるタイヤの過変形の危険結果に対する研究を無視したり、運転者が荷重に基づいてタイヤに空気を正確に注入するのを拒否するだろうと考えるという技術的偏見である。該技術的偏見は、荷重に基づき動態的なタイヤ空気圧基準を設定するという技術的事項を思考しないように、または、乗用車分野から「荷重に基づき動態的なタイヤ空気圧基準を設定する」との技術的事項を排除するように人々を案内している。乗用車のタイヤ空気圧データマークを、本来のタイヤの半荷重および満荷重の圧力データの標記から単一の圧力データのみの標記に変えたことは、前記技術的偏見の存在の確実な証拠となる。
【００１１】
間接式（ＷＳＢ）のＴＰＭＳは、タイヤ変形とタイヤ空気圧との関連性を利用し、車輪速の変化（タイヤ変形）を監視することによってタイヤ空気圧の変化を間接的に表現させ、かつ車両作動後の所定の時間内（数百秒）でリアルタイムの車輪速データを検出し、その車輪速データを学習、修正することによって目前の車輪速基準を確定する。目前の車輪速基準がランダム性を有し、目前のリアルタイムのタイヤ空気圧が正常であると仮定した前提下で確立された目前の車輪速基準が冷間時タイヤ空気圧データと関連されなく、目前のリアルタイムのタイヤ空気圧が異常であればＴＰＭＳ車輪速基準も異常となる。車両が半荷重から満荷重になり、且つ荷重の増加によってタイヤ変形が限度を超えて空気圧過不足の可能性がある場合、全てのタイヤが荷重の増加によって同じ比例で変形されて車輪速と車輪速基準とが異常となるので、ＴＰＭＳが提供するタイヤ空気圧の情報は必然的に正確ではない。従って、従来の間接式のＴＰＭＳは、荷重の増加によるタイヤ変形およびタイヤの空気圧過不足の可能性を監視することができなかった。その解決策としては、タイヤの摩損に従い車速基準および車輪速基準が変動しないことを確立するのである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の従来のＴＰＭＳ技術における技術的欠陥を解消するために、本発明は以下のようなタイヤ空気圧監視システムの改良方法を提供する。
【００１３】
本発明に係る、タイヤ空気圧を監視することを含む乗用車タイヤ空気圧監視システムの改良方法において、
タイヤの許容荷重範囲内でタイヤの荷重に対応される冷間時タイヤ空気圧データであるタイヤ空気圧基準の集合からなるタイヤ空気圧基準データベースおよび／または車種の設計パラメータとタイヤ製品の規格データとに基づいてタイヤの荷重を自変数とするタイヤの荷重と空気圧との数学関係式を確立し、
リアルタイムの荷重に対応される冷間時タイヤ空気圧を目前のタイヤ空気圧基準とし、ＴＰＭＳデータ処理センター（ＥＣＵ）はタイヤのリアルタイムの荷重データに基づいてタイヤ空気圧基準データベースからリアルタイムの荷重データに対応されるタイヤ空気圧データを呼び出して、タイヤ空気圧の、荷重に関する動態化の設定を実現し、その動態化の設定は、タイヤの荷重と空気圧との数学分析関係式に基づいてリアルタイムの荷重でのタイヤ空気基準に対して補償・修正することを含む。
【００１４】
タイヤのリアルタイムの荷重データは、タイヤの荷重の作用点および／または作用面に装着されている荷重センサー、および／または他の部位に装着されて直接的または間接的に車両、タイヤのリアルタイムの荷重データの検出が可能な他種のセンサーによって検出され、その検出は、静態的な荷重データおよび／または動態的な荷重データの連続的データの検出および／またはパルスデータの検出を含む。
【００１５】
車輪の荷重を監視・検出するセンサーは、圧力センサー、変位センサー、着席センサー、赤外線センサー、超音波センサーを含むが、これらに限定されるものではない。
【００１６】
リアルタイムの荷重データは、有線伝送方式および／または無線伝送方式によってＴＰＭＳデータ処理センターに伝送される。
【００１７】
ＴＰＭＳタイヤ空気圧データ情報の表示は、タイヤ空気圧基準データとリアルタイムのタイヤ空気圧データとを同一の表示装置に同時に表示および／または音声方式で報知すること、および目前のタイヤ空気圧基準データと目前のタイヤ空気圧基準の上下限（例えば、±２５％）とリアルタイムのタイヤ空気圧データとを同一の表示装置に同時に表示および／または音声方式で報知することを含む。
【００１８】
車輪速信号を監視することおよびデータを分析することを含む間接式の乗用車タイヤ空気圧監視システムの改良方法において、
１．車載の全地球測位システム（ＧＰＳ、北斗）の速度測定データをＴＰＭＳ車速基準とし、ＧＰＳ車速基準で標準車輪の基準車輪速データベースおよび／または車速・車輪速の数学分析関係モデルまたは関係式：Ｖｇ＝ωＲ＝ｎ２πＲ＝ｎｚαＲ（ＶｇはＧＰＳ車速を表し、ωは車輪の角速度を表し、ｎは車輪の回転数を表し、ｚは車輪速センサーの歯数を表し、αは２つの歯（２つの電気信号に対応）の間の夾角（弧度）を表し、Ｒは車輪転がり半径を表す）を確立し、
２．タイヤの摩損極限とタイヤの使用寿命との対応関係から、タイヤの走行距離データによってタイヤの摩損量と車輪のリアルタイムの車輪転がり半径とを算出し、リアルタイムの車輪転がり半径と標準の車輪転がり半径との比率をリアルタイムの修正係数として、タイヤ摩損による車輪速データの歪みに対して補償し、
３．修正・補償後のリアルタイムの車輪速データと標準車輪速データベースとを比較し、または車速／車輪速／タイヤ変形／タイヤ空気圧の数学分析関係モデルで分析運算して、タイヤ空気圧の異常を判断および警報する。
【００１９】
標準車輪は、無摩損の新タイヤに半荷重の冷間空気が注入されているものであり、基準車輪速データベースおよび／または数学分析関係モデルは、標準車輪が半荷重状況においてゼロから最大車速区間で、半荷重の７５％冷間時タイヤ空気圧、１２５％冷間時タイヤ空気圧の範囲内でＧＰＳ車速に対応される車輪速データの集合および／または数学分析関係モデルである。
【００２０】
タイヤの走行距離データは、車載のＧＰＳの距離の積算データやスピードメーター（走行距離計）の距離積算データである。
【発明の効果】
【００２１】
第一に、本発明は、タイヤの荷重の変動によるタイヤ変形が限度を超える現象（過変形）およびタイヤの空気圧過不足の可能性がある現象に対して研究かつ検証した後に創作されたものである。乗用車の荷重の変動によるタイヤの空気圧過不足の可能性がある現象に対して研究分析することによって、乗用車分野での技術的偏見の形成原因および危害効果を発見し、ＴＰＭＳ技術の応用がタイヤ破損による交通事故を顕著に低下させることができなかった原因を説明した。タイヤのリアルタイムの荷重データを検出することを監視して、タイヤの許容荷重範囲内でのタイヤ空気圧基準データベースを確立またはタイヤのリアルタイムの荷重に基づいてタイヤ空気圧基準データに対して補償・修正して、目前のタイヤの荷重に対応される冷間時タイヤ空気圧データを目前のタイヤ空気圧基準とすることによって、タイヤ空気圧基準の動態化を直接式のＴＰＭＳ技術案の主な特徴とし、乗用車分野において技術的偏見によって研究しなかった技術案および排除された技術案を採用して、従来の直接式のＴＰＭＳの設計欠陥を解消する。また、本発明は、従来のＴＰＭＳにおけるタイヤ空気圧の監視データおよび情報の表示に対しても改良した。すなわち、タイヤ空気圧基準データとタイヤ空気圧基準の上下限の極限数値とリアルタイムのタイヤ空気圧データを同一の表示装置に同時に表示および／または音声方式で報知することによって、全面的でかつ必要なタイヤ空気圧のデータ情報を提供し、人の予め関与およびタイヤ空気圧の正確な調整に前提条件および大きな便利を提供して、ＴＰＭＳの技術効果を大幅向上させる。
【００２２】
第二に、本発明は、車載のＧＰＳ車速信号をＴＰＭＳ車速基準として導入し、ＧＰＳ車速基準で基準車輪速データベースや車速、車輪速の数学分析関係式やタイヤの走行距離と摩損との数学関係式を確立することによって、従来の間接式のＴＰＭＳに車輪速基準がなかった欠陥を解消し、タイヤの摩損による車速の誤差、車輪速の誤差に対して補償・修正することができる。
【００２３】
タイヤの許容変形はタイヤの固有属性であるので、タイヤの許容変形の変形量の範囲は荷重やタイヤ空気圧の変動に随って変化せず、すなわちタイヤの半荷重や満荷重、タイヤ空気圧の高さや低さに関係なく、タイヤの許容変形の変形量の範囲は変化しない。また、タイヤ変形の直接的な反映は車輪の有効転がり半径であり、車輪の有効転がり半径は車輪速の変化を直接反映するので、タイヤ変形の許容変形範囲への監視・制御を車輪速の変化の許可範囲への監視・制御で表現させることができ、車輪速基準の確立およびタイヤの摩損による車輪速の変化に対する補償・修正を確保すると、タイヤの荷重と空気圧とを監視する必要なく、タイヤの許容荷重範囲内でタイヤ変形の連続的な監視を実現することができ、従来の間接式のＴＰＭＳの設計欠陥を解消することができる。従って、本発明は、従来の間接式のＴＰＭＳに対する実質的な創造である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】直接式のＴＰＭＳ技術の改良方法のフローチャートである。
【図２】タイヤ空気圧基準データとリアルタイムのタイヤ空気圧データとを同一の表示装置に同時に表示させた図である。
【図３】間接式のＴＰＭＳ技術の改良方法のフローチャートである。
【図４】車輪速基準データベースのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に係る実施例１は、直接式のＴＰＭＳを乗用車に装備させた実施例である。車両の設計段階において、自動車メーカーは、タイヤ製品のマニュアル、タイヤ製品の技術標準要求および実際測定による標定方式によって、車両の半荷重及び満荷重の２つの状況、または、半荷重、半満荷重及び満荷重の３つの状況における各車輪の荷重データと、荷重に対応される冷間時タイヤ空気圧データとを獲得することができ、かつ上記のデータの集合をＴＰＭＳ動態的なタイヤ空気圧基準データベースと定義する。
【００２６】
アウディＡ６を例とすれば、自動車メーカーの標定による、半荷重（３人）時の後輪の冷間時タイヤ空気圧は２２０Ｋｐａであり、満荷重（５人）時の後輪の冷間時タイヤ空気圧は２９０Ｋｐａである。そして、その２つのデータをＴＰＭＳ動態的なタイヤ空気圧データとしてＴＰＭＳタイヤ空気圧基準データベースに直接導入することができる。また、既知の半荷重、満荷重時の空気圧データに基づいてタイヤの荷重と空気圧との数学関係式（線形性方程式）を求め、その線形性方程式によって車両の各荷重（例えば、１人、２人、３人、４人、５人）に対応される冷間時タイヤ空気圧データを順次求めることもでき、または、タイヤの荷重を自変数とするＴＰＭＳタイヤ空気圧数値分析関係モデルを確立して、リアルタイムの荷重の動態に基づいて目前のタイヤ空気圧基準を確定することもできる。タイヤ製品が所定の「荷重予備（ｌｏａｄ  ｒｅｓｅｒｖｅ）」の特性を有しているので、乗用車の許容荷重範囲内で、半荷重、満荷重の状況に対応される冷間時タイヤ空気圧の数値をタイヤ空気圧基準として、タイヤ変形が限度を超えない目標を実現して、実際の使用要求を満足させる。
【００２７】
タイヤ荷重（圧力）センサーは、各車輪の荷重軸の適当な部位に取り付けられる。この荷重センサーは、ハーネスを介してＴＰＭＳデータ処理センターに接続されるか、または、データバス（ＣＡＮ‐ＢＵＳ）を介してＴＰＭＳデータ処理センターと通信する。
【００２８】
タイヤの荷重と変形と空気圧との関数関係に基づいて、冷間時タイヤ空気圧データの補償・修正数学モデルを確立することもできる。１つの冷間時タイヤ空気圧データを選定のうえ（例えば、半荷重時の冷間時タイヤ空気圧をタイヤ空気圧基準とする）、タイヤのリアルタイムの荷重に基づいて冷間時タイヤ空気圧データに対して補償を行って、タイヤ空気圧基準とタイヤの荷重とが互いに適応されるようにする。
【００２９】
タイヤ空気圧基準の動態化を設定のうえ、ＴＰＭＳデータ処理センターは、目前のタイヤ空気圧基準を依拠として、リアルタイムのタイヤ空気圧データに対して分析判断を行うとともに、リアルタイムのタイヤ空気圧データ、目前のタイヤ空気圧基準データ、目前のタイヤ空気圧基準データの極限値を同一の表示装置に同時に表示および／または音声の方式で報知する。本発明の直接式のＴＰＭＳ技術の改良方法のフローチャートは図１に図示されている。タイヤ空気圧基準データとタイヤ空気圧基準データの極限値との表示は、運転者に荷重に対応されるタイヤ基準の数値を提供する。図２に示したように、図面における１はリアルタイムのタイヤ空気圧データであり、３はタイヤ空気圧基準データであり、２はタイヤ空気圧基準の上限閾値であり、４はタイヤ空気圧基準の下限閾値である。運転者は、リアルタイムのタイヤ空気圧データとダイヤ圧基準データとの比較から、リアルタイムのタイヤ空気圧がタイヤ空気圧基準からオフセットされた程度を把握することができるので、タイヤ空気圧の正確な調整や予め調整に条件を提供し、ＴＰＭＳ技術の効果を強化および向上させる。
【００３０】
本発明に係る実施例２は、着座センサーまたは他のセンサーでタイヤの荷重の変化を間接的に監視する実施例であり、乗員の一般的体重データと乗員の人数との相乗積を、リアルタイムの荷重の増減を計算する依拠とする。アウディＡ６乗用車を例とすれば、装備重量が１８００Ｋｇであり、車両総重量が２３１０Ｋｇであり、５人の乗員と荷物との重量の合計が５１０Ｋｇであることから、毎乗員の平均重量を１００Ｋｇとして計算する。従って、乗員の人数のみを計算すれば、車輪のリアルタイムの荷重の算出が可能である。また、タイヤ製品が所定の「荷重予備」の特性を有していることによって、荷重データの精確度に対する要求が厳しくないので、上記の技術手段は実際使用中の要求を満足させる。
【００３１】
成熟した技術としての着座センサーは、一部分の車種には全ての座席に装着されており、大部分の車種には前方側の座席に装着されている。着座センサーが前方側の座席のみに装着されている場合にも、後方側の座席に着座センサーを装着させることによって、車両の荷重を間接的に監視することができる。また、ＴＰＭＳ製品の後続装着の工程に車両のバスを改変させることはないので、本実施例２はＴＰＭＳ製品の後続装着に特に適用される。本実施例２は、荷重データを間接的に監視すること以外は、実施例１と同じである。
【００３２】
本発明に係る実施例３は、間接式のＴＰＭＳにおける欠陥の削除および改良方法に対して具体的に説明するものである。従来の間接式のＴＰＭＳは、ＡＢＳ車輪速センサーの監視によって車輪速を取得し、車輪速信号はハーネスを介してＴＰＭＳデータ処理センター（ＥＣＵ）に伝送される。本発明は、従来の間接式のＴＰＭＳに車載のＧＰＳ装置を接続することによって、車載のＧＰＳ速度測定データを間接式のＴＰＭＳに導入させて、それをＴＰＭＳ車速基準とする。ＧＰＳ車速基準で、無摩損の新タイヤに空気を注入して、そのタイヤ空気圧が、車両に標定されている半荷重時の冷間時タイヤ空気圧になるようにし、車両の半荷重状況において、ＧＰＳ車速基準でゼロから最大車速区間での車速／車輪速データ（車輪速センサーの電気信号数）の対応値を記録し、車輪の、半荷重時の標準タイヤ空気圧と７５％から１２５％タイヤ空気圧までの範囲での車輪速データの集合（図４での網掛け部分）を含んで、ＧＰＳ車速基準での基準車輪速データベースを確立するか、または、ＧＰＳ車速基準での車速、車輪速（電信号数）による下記の数学関係式を確立する。
【００３３】
［数学関係式］
Ｖｇ＝ωＲ＝ｎ２πＲ＝ｎｚαＲ
【００３４】
ここで、ＶｇはＧＰＳ車速を表し、ωは車輪の角速度を表し、ｎは車輪の回転数を表し、ｚは車輪速センサーの歯数を表し、αは２つの歯（２つの電気信号に対応）の間の夾角（弧度）を表し、Ｒは車輪転がり半径を表す。
【００３５】
タイヤの摩損極限とタイヤの使用寿命との対応関係から、タイヤの走行距離と摩損量との対応データを求めることができる。例えば、あるタイヤの使用寿命は５万Ｋｍであり、タイヤの摩損極限としてはトレッド面の高さが５ｍｍ減少される、即ち車輪転がり半径が５ｍｍ減少される場合、１万Ｋｍの走行ごとに車輪転がり半径が１ｍｍ減少されることを算出することができる。従って、車載のＧＰＳの距離積算データやスピードメーターの走行距離積算データ、または車輪センサーの電気信号数の積算データから、タイヤの任意時刻での車輪転がり半径を算出することができる。摩損の車輪転がり半径と標準時の車輪転がり半径との比率がリアルタイムの修正係数であり、タイヤ摩損による車輪速データの歪みに対して補償することによって、リアルタイムの車輪速が真実に接近するようにする。
【００３６】
車両の使用中において意外的な破損によって新タイヤを取り換えた場合、新タイヤの車輪転がり半径が他の車輪転がり半径より大きいので、その車輪速の変化は摩損されたタイヤの車輪速の上昇と逆になり、ＴＰＭＳデータ処理センターは、該車輪速の変化を容易に識別して、「人機対話」（警報ランプと文字表示との照会）方式で運転者に取り換えた新タイヤであるかを確認するように要求する（ボタンを配置）。取り換えた新タイヤであると確認された場合、ＴＰＭＳデータ処理センターはタイヤの走行距離の積算およびタイヤ摩損の計算を再開し、取り換えた新タイヤでないと確認された場合、タイヤ空気圧の異常高によるものであると判定する。
【００３７】
ＧＰＳ速度測定データを間接式のＴＰＭＳの車速基準または車輪速基準として導入して、車速基準の確立とタイヤ摩損によるリアルタイムの車輪速の歪みに対する修正との２つの機能を実現することができる。ＴＰＭＳ車輪速データベースの確立によって、リアルタイムの車輪速基準の確立を学習、記憶することは必要ないので、ＴＰＭＳは車両の走行開始からの監視が可能とされて、ＴＰＭＳシステムの応答時間を大幅減縮することができる。そして、ＴＰＭＳは車輪速のみを監視し、すなわちリアルタイムの車速を自変数とするリアルタイムの車輪速の数値がＴＰＭＳ車輪速データの集合範囲内（図４に示す面積範囲）にあれば、タイヤ空気圧と荷重とが互いに適応されかつタイヤが過変形されなかったと確定して、タイヤの荷重に注目する必要なく、タイヤ空気圧が正常であるかどうかを判定することによって、従来のＴＰＭＳの技術的欠陥を解消する。本発明の間接式のＴＰＭＳ技術の改良方法のフローチャートは図３に図示されている。
【００３８】
従来の間接式のＴＰＭＳの車輪速信号の監視および異常判定方法には、車輪速信号を監視するための「車輪速比較法」、「有効転がり半径法」、「ねじり剛性法」、「周波数法」、「タイヤモデル法」、および車両が折れる時の車輪速の差異補償の計算方法などのような本分野における周知でかつ実用されているいろいろな方法がある。本発明においては、ＧＰＳ車速基準の導入、車輪速基準データベースの確立、およびタイヤ摩損によるリアルタイムの車輪速の歪みに対する修正以外、車輪速の監視方法および数学分析関係モデルは、従来の間接式のＴＰＭＳの実施方式を参照または引用して実現するので、それらに対する説明は省略する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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