(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二輪車の前後輪の車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、前記二輪車の車体加速度を求める加速度演算手段と、該車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲の場合、スリップ率を演算するスリップ率演算手段と、前記車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲に所定の時間連続した場合、前記スリップ率の平均値と平均車体速度を求める平均値演算手段と、該スリップ率の平均値と予め正常内圧時に設定された平均車体速度に準じた基準値との差を求める差演算手段と、この差の所定個数の平均値が予め設定されたしきい値の範囲外である場合、内圧が低下していると判定する内圧低下判定手段を備えてなる二輪車用空気圧低下検出装置。
【請求項２】
二輪車の前後輪の車輪速度を検出する工程と、前記二輪車の車体加速度を求める工程と、該車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲の場合、スリップ率を演算する工程と、前記車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲に所定の時間連続した場合、前記スリップ率の平均値と平均車体速度を求める工程と、該スリップ率の平均値と予め正常内圧時に設定された平均車体速度に準じた基準値との差を求める工程と、この差の所定個数の平均値が予め設定されたしきい値の範囲外である場合、内圧が低下していると判定する工程を含む二輪車用空気圧低下検出方法。
【請求項３】
二輪車のタイヤの空気圧の低下を判定するためにコンピュータを、前記二輪車の車体加速度を求める加速度演算手段、該車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲の場合、スリップ率を演算するスリップ率演算手段、前記車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲に所定の時間連続した場合、前記スリップ率の平均値と平均車体速度を求める平均値演算手段、該スリップ率の平均値と予め正常内圧時に設定された平均車体速度に準じた基準値との差を求める差演算手段、この差の所定個数の平均値が予め設定されたしきい値の範囲外である場合、内圧が低下していると判定する内圧低下判定手段として機能させるための二輪車用減圧判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は二輪車用空気圧低下検出装置および方法、ならびに二輪車用減圧判定プログラムに関する。さらに詳しくは、とくに二輪車のタイヤの空気圧の低下を判定してドライバーに警報を発する二輪車用空気圧低下検出装置および方法、ならびに二輪車用減圧判定プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のタイヤ空気圧低下警報装置には、大きく分けて圧力センサをタイヤバルブに取り付けて空気圧を検出する直接検出型装置と車輪の回転速情報から減圧を判定する間接方式の装置がある。
【０００３】
前記直接検出型装置は、絶対圧力が判るという利点があるが、圧力センサや発信器および受信器が必要となるため、コストが非常に高いという問題がある。
【０００４】
一方、間接方式の装置は、絶対圧力は判らないものの、コストが非常に安いというメリットがあり、多くの自動車メーカが採用している。その間接方式の装置の１つとしては、特開昭６３−３０５０１１公報に記載されるものがある。この装置は、車輪速度の相対変化からタイヤの空気圧低下を検出するものであり、車輪速度から計算されるつぎの判定値（ＤＥＬ）の変動により判定している。
【０００５】
0003869685.tif 000002
ここで、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４は、それぞれ前左車輪タイヤ、前右車輪タイヤ、後左車輪タイヤおよび後右車輪タイヤの車輪速度である。
【０００６】
前記特開昭６３−３０５０１１号公報に記載される装置は、タイヤの内圧が低下すると動荷重半径が減少し、そのタイヤのみ回転数が増加して前記判定値が大きくなることを利用したものであり、対角線上のタイヤの和ともう一方の対角線上のタイヤの和との差をとることにより、前後輪スリップ率の影響などをなくすことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
四輪車の場合は、前記判定値の変動で内圧低下を検出することができるが、二輪車の場合、四輪車のように対角の和をとることができないため、単に前後輪の回転数比をみているだけではまったく内圧低下を検出することができない。
【０００８】
なぜなら、タイヤの内圧が変化しなくても前後輪の回転数比、すなわちスリップ率は走行状態によって大きく変動するからである。とくに加速や減速を行うと、スリップ率は、１０％以上変化することもある。一方、タイヤの内圧が３０％低下しても回転数の増加は数％であるため、前後輪比をみているだけでは、内圧低下を検出することはできない。
【０００９】
本発明は、叙上の事情に鑑み、二輪車の空気圧の低下を判定して安全走行を得ることができる二輪車用空気圧低下検出装置および方法、ならびに二輪車用減圧判定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】
本発明の二輪車用空気圧低下検出装置は、二輪車の前後輪の車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、前記二輪車の車体加速度を求める加速度演算手段と、該車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲の場合、スリップ率を演算するスリップ率演算手段と、前記車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲に所定の時間連続した場合、前記スリップ率の平均値と平均車体速度を求める平均値演算手段と、該スリップ率の平均値と予め正常内圧時に設定された平均車体速度に準じた基準値との差を求める差演算手段と、この差の所定個数の平均値が予め設定されたしきい値の範囲外である場合、内圧が低下していると判定する内圧低下判定手段を備えてなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の二輪車用空気圧低下検出方法は、二輪車の前後輪の車輪速度を検出する工程と、前記二輪車の車体加速度を求める工程と、該車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲の場合、スリップ率を演算する工程と、前記車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲に所定の時間連続した場合、前記スリップ率の平均値と平均車体速度を求める工程と、該スリップ率の平均値と予め正常内圧時に設定された平均車体速度に準じた基準値との差を求める工程と、この差の所定個数の平均値が予め設定されたしきい値の範囲外である場合、内圧が低下していると判定する工程を含むことを特徴とする。
【００１２】
さらに本発明の二輪車用減圧判定プログラムは、二輪車のタイヤの空気圧の低下を判定するためにコンピュータを、前記二輪車の車体加速度を求める加速度演算手段、該車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲の場合、スリップ率を演算するスリップ率演算手段、前記車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲に所定の時間連続した場合、前記スリップ率の平均値と平均車体速度を求める平均値演算手段、該スリップ率の平均値と予め正常内圧時に設定された平均車体速度に準じた基準値との差を求める差演算手段、この差の所定個数の平均値が予め設定されたしきい値の範囲外である場合、内圧が低下していると判定する内圧低下判定手段として機能させることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の二輪車用空気圧低下検出装置および方法、ならびに二輪車用減圧判定プログラムを説明する。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態における自動二輪車は、前輪ＦＷおよび後輪ＲＷのタイヤの回転速度を定期的に検出する車輪速度検出手段Ｓを備えている。この車輪速度検出手段Ｓとしては、電磁ピックアップなどを用いて回転パルスを発生させてパルスの数から回転速度を測定する車輪速センサを用いることができる。また、車輪速度検出手段Ｓの出力は、ＡＢＳなどの制御ユニット１に伝達される。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。
【００１５】
制御ユニット１は、図２に示されるように、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１ａと演算処理の中枢として機能するＣＰＵ１ｂと、該ＣＰＵ１ｂの制御動作プログラムが格納されたＲＯＭ１ｃと、前記ＣＰＵ１ｂが制御動作を行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ＲＡＭ１ｄとから構成されている。また、ＣＰＵ１ｂでは、車輪速度検出手段Ｓ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秒ごとに前後輪ＦＷ、ＲＷの各タイヤの回転角速度Ｆiが算出される。また、タイヤを交換した際などに運転者によって操作される初期化スイッチがある。制御ユニット１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などで構成された警報表示器２、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３が接続されている。
【００１６】
本実施の形態では、二輪車の前後輪の車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、たとえば従動輪である前輪の車輪速度を車体速度とし、該車体速度をサンプリング時間で微分することにより、車体加速度を求める加速度演算手段と、該車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲の場合、スリップ率（前後輪の回転数比）を演算する手段と、前記車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲に所定の時間連続した場合、前記スリップ率の平均値と平均車体速度を求める平均値演算手段と、前記スリップ率の平均値と予め正常内圧時に設定された平均速度に準じた基準値との差を求める差演算手段と、この差の所定個の平均値が予め設定されたしきい値の範囲外であった場合、内圧が低下していると判断する内圧低下判定手段とを備えている。
【００１７】
そして、本実施の形態における二輪車用減圧判定プログラムは、制御ユニット１を、前記二輪車の車体加速度を求める加速度演算手段、該車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲の場合、スリップ率を演算するスリップ率演算手段、前記車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲に所定の時間連続した場合、前記スリップ率の平均値と平均車体速度を求める平均値演算手段、該スリップ率の平均値と予め正常内圧時に設定された平均車体速度に準じた基準値との差を求める差演算手段、この差の所定個数の平均値が予め設定されたしきい値の範囲外である場合、内圧が低下していると判定する内圧低下判定手段として機能させる。
【００１８】
本発明は、走行状態を限定することで、内圧の低下を検出する装置に関する。
【００１９】
車体加速度がゼロ近傍、すなわち一定速度で走行をしているときのデータのみに限定する。
【００２０】
一般的な走行では、短時間であれば車体加速度がゼロ近傍となるような走行は多々存在する。そこで、たとえば３秒間連続して車体加速度がゼロ近傍であった場合、そのときの平均スリップ率と平均車体速度を求める。
【００２１】
前記平均スリップ率と予め正常内圧時に求めておいた前記平均車体速度に準じた基準値との差を求める。
【００２２】
この差を所定個数蓄積し、その平均値が所定値以上または所定値以下の場合、内圧が低下していると判断する。
【００２３】
本実施の形態では、所定個数を蓄積して平均化しているのは、つぎの理由により内圧の低下以外による誤差を小さくするためである。
【００２４】
▲１▼二輪車は旋回するときに車体を傾けて旋回する。また、前輪と後輪のプロファイルが異なる。このため、図３に示されるように、実験室での走行試験で前輪Ｆと後輪Ｒに正常内圧のバイアスタイヤ（商品名：Ｄ１０３。ダンロップ製）を装着させたのち、地面に対してタイヤの角度を０〜３０（ｄｅｇ）変化させて、走行させた場合、動荷重半径が変化する。その結果、車体を傾けて旋回すると、前後輪の回転数比が直進走行時から変動する。また、同じ角度の場合、前輪Ｆよりも後輪Ｒの方が変化量が大きいことがわかる。すなわち、前後輪とも同じ角度で旋回していると仮定すると、前輪よりも後輪の方が回転数が大きくなることがわかる。また、傾き角度が大きくなるほどその差も大きくなっており、車体を傾けて旋回するほど前後輪比の変化量は大きくなるといえる。つぎに実車での走行試験の結果を図４に示す。図４は５０ｋｍ／ｈと８０ｋｍ／ｈで直進走行した場合の前後輪比を１００とした場合に、１５０Ｒ（１５０ｍの旋回半径）と１１０Ｒ（１１０ｍの旋回半径）を旋回したときの前後輪比を示している。ほとんど車体を倒すことなく走行した５０ｋｍ／ｈの場合は、直進時に比べ旋回（１５０Ｒ、１１０Ｒ）時もほとんど前後輪比が変化していないのに対し、車体を倒して旋回した８０ｋｍ／ｈでは前後輪比が小さくなっている。このように旋回状態によっては、正常内圧にもかかわらず、平均スリップ率が変動してしまう可能性がある。ただし、スリップ率が大きく変動するような旋回状態というのは、車体を傾けた旋回であり、そのような走行状態が長時間連続することは考えにくい。よって、所定個数の平均値とすることで旋回による誤差を小さくできる。
【００２５】
▲２▼登坂路や降坂路を走行すると、重力加速度の影響が加味されるため、一定速走行といえども前後輪の回転数比が変動する。この場合も、長時間連続して同じような勾配の坂が続くことは考えにくく、平均化することにより誤差を小さくできる。
【００２６】
以下、本実施の形態の二輪車用空気圧低下検出装置の動作を手順▲１▼〜▲８▼に沿って説明する。
【００２７】
▲１▼前輪ＦＷおよび後輪ＲＷのタイヤの回転速度から車輪速度（Ｖ１n、Ｖ２n）を算出する。
電磁ピックアップなどを用いて回転パルスを発生させてパルスの数から回転速度を測定する車輪速センサから得られた各車輪タイヤのある時点の車輪速データを車輪速度Ｖ１n、Ｖ２nとする。
【００２８】
▲２▼ついで従動輪である前輪の車輪速度を車体速度とし、該車体速度をサンプリング時間で微分することにより、車体加速度を求める。
前記前輪の車輪速度Ｖｆｎより１つ前の車輪速データから、車輪速度Ｖｆｎ−１とすると、車輪加速度Ａｆｎはそれぞれつぎの式（１）で求められる。
Ａｆｎ＝（Ｖｆｎ−Ｖｆｎ−１）／Δｔ／Ｇ        ・・・（１）
【００２９】
ここで、Δｔは車輪速データから算出される車輪速度ＶｆｎとＶｆｎ−１の時間間隔（サンプリング時間）であり、Ｇは重力加速度である。
【００３０】
▲３▼ついで車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲内、たとえば±０．０１Ｇの場合、スリップ率（前後輪の回転数比）を演算する。
前輪の回転数をＮ１および後輪の回転数をＮ２とすると、スリップ率ＳはＮ２／Ｎ１となる。
【００３１】
▲４▼ついで所定時間、たとえば３秒間連続して前記範囲内にあった場合、そのときの平均スリップ率と平均車体速度を演算する。
【００３２】
▲５▼ついで前記平均スリップ率と予め正常内圧時に求めておいた平均車体速度に準じた基準値との差Ｄを求める。たとえば前記平均車体速度に応じた基準値の設定の仕方は、予めテストを行い、基準値を求め設定しておいてもよいが、実際には、タイヤのバラツキなどがあり、誤差が大きいために、初期化スイッチが押されたときに設定するのが望ましい。初期化スイッチが押されるのは、タイヤを交換した場合やタイヤの内圧を基準内圧に調整した場合である。初期化スイッチが押されると、各種速度に応じた基準値の設定が行われる。
【００３３】
基準値の設定は、前記▲１▼〜▲４▼と同じで、３秒間連続して、範囲内にあったときの平均スリップ率と平均速度を演算し、各速度毎に１０個蓄積して、その平均値を基準値として記憶する。
【００３４】
▲６▼ついで前記差Ｄを所定個数、たとえば１０個蓄積し、その平均値ＤＯＬを求める。
【００３５】
▲７▼ついで前記平均値ＤＯＬが、予め設定されたしきい値の範囲外、たとえば上限値０．８以上または下限値−０．６以下の場合、内圧が低下していると判断する。たとえば前記しきい値の範囲は、予めいろいろな減圧実験によって設定することができる。
【００３６】
▲８▼つぎに空気圧の低下を運転手に警報する。
【００３７】
つぎに本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００３８】
【実施例】
前輪および後輪にバイアスタイヤを装着させた二輪車（商品名：ＳＴ１１００。本田技研工業（株）製）を用意した。そして、前輪タイヤおよび後輪タイヤとも正常内圧Ｓ、前輪タイヤのみ４０％減圧Ｆ40、および後輪タイヤのみ４０％減圧Ｒ40に設定した条件でそれぞれ走行試験を行った。
【００３９】
ついで図５に示されるように、車輪速センサから出力される車輪速パルスに基づいて、車輪速度を取り込み、４０ｍｓごとの車体速度Ｖおよび車体加速度ＡＧを演算した（スッテプＳ１〜Ｓ４）。
【００４０】
ついでこの車体加速度ＡＧがゼロ近傍の±０．０１Ｇ内に存在しているか否かを判断して（ステップＳ５）、存在している場合はスリップ率ＳＲを演算する（ステップＳ６）。そして、３秒間これを繰り返し、連続して前記範囲内にある場合の平均スリップ率ＭＳＲと平均車体速度ＭＶを演算する（ステップＳ８〜Ｓ９）。
【００４１】
ついで前記平均スリップ率と予め正常内圧時に求めておいた平均車体速度に準じた基準値との差Ｄを求める（ステップＳ１０）。
【００４２】
ついでこの差Ｄを所定個数、たとえば１０個蓄積し、その平均値ＤＯＬを求める。なお、新しい差Ｄが入ってくると、一番古い差Ｄが捨てられる（ステップＳ１１）。
【００４３】
ついで差Ｄの平均値ＤＯＬを演算したのち（ステップＳ１２）、この平均値ＤＯＬが予め設定されたしきい値の上限値０．８以上または下限値−０．６以下であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。
【００４４】
前記前輪タイヤおよび後輪タイヤとも正常内圧Ｓ、前輪タイヤのみ４０％減圧Ｆ40、および後輪タイヤのみ４０％減圧Ｒ40について、それぞれ場合の差Ｄの平均値ＤＯＬの経時変化を図６に示す。
【００４５】
その結果、前輪タイヤおよび後輪タイヤとも正常内圧Ｓの場合、平均値ＤＯＬの値は、絶えずゼロ近辺で推移しているのに対し、前輪タイヤのみ４０％減圧Ｆ40の場合は１．５前後、後輪タイヤのみ４０％減圧Ｒ40の場合は−１．０前後で推移していることがわかる。
【００４６】
したがって、平均値ＤＯＬがいずれかの範囲外である場合、内圧が低下していると判定して、警報を発してドライバーに知らせる（ステップＳ１４）ことができる。
【００４７】
また、平均値ＤＯＬの値が正の場合、前輪タイヤが減圧しており、負の場合、後輪タイヤが減圧していることもわかる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、二輪車の空気圧の低下を判定して安全走行を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二輪車用空気圧低下検出装置の一実施の形態を示す説明図である。
【図２】本発明の二輪車用空気圧低下検出装置のブロック図である。
【図３】角度とタイヤの動荷重半径の変化量との関係を示す図である。
【図４】直進および旋回半径と前後輪の回転数比との関係を示す図である。
【図５】本実施の形態のフローチャートである。
【図６】時間と差の平均値との関係を示す図である。
【符号の説明】
Ｓ  車輪速度検出手段
１  制御ユニット
２  警報表示器
３  初期化スイッチ
【図１】
0003869685.tif 000003
【図２】
0003869685.tif 000004
【図３】
0003869685.tif 000005
【図４】
0003869685.tif 000006
【図５】
0003869685.tif 000007
【図６】
0003869685.tif 000008