(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいてタイヤの内圧低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法であって、前記各タイヤの回転情報を検出する工程と、前記各タイヤの回転情報を記憶する工程と、走行中のタイヤと路面とのあいだのスリップ率を求める工程と、該スリップ率と予め求めておいた正常内圧のときのスリップ率とを比較する工程と、該２つのスリップ率の比較値と所定のしきい値との関係に基づいて、前輪２輪タイヤの同時減圧または後輪２輪タイヤの同時減圧を判定する工程とを含むタイヤ空気圧低下検出方法であって、
走行中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外にある車体加速度における当該車体加速度と前記スリップ率との関係を求める工程と、該車体加速度とスリップ率の関係から、該車体加速度がゼロのときのスリップ率を推定し、それらの平均値を算出する工程とを含むタイヤ空気圧低下検出方法。 
【請求項２】
車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいてタイヤの内圧低下を検出するタイヤ空気圧低下検出装置であって、前記各タイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段と、前記各タイヤの回転情報を記憶する回転情報記憶手段と、走行中のタイヤと路面とのあいだのスリップ率を求めるスリップ率算出手段と、該スリップ率と予め求めておいた正常内圧のときのスリップ率とを比較するスリップ率比較手段と、該２つのスリップ率の比較値と所定のしきい値との関係に基づいて、前輪２輪タイヤの同時減圧または後輪２輪タイヤの同時減圧を判定する減圧判定手段とを備えてなるタイヤ空気圧低下検出装置であって、
走行中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外にある車体加速度における当該車体加速度と前記スリップ率との関係を求める関係算出手段と、該車体加速度とスリップ率の関係から、該車体加速度がゼロのときのスリップ率を推定し、それらの平均値を算出する平均値演算手段とを備えてなるタイヤ空気圧低下検出装置。 
【請求項３】
タイヤの空気圧低下を判定するためにコンピュータを、各タイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段と、前記各タイヤの回転情報を記憶する回転情報記憶手段と、走行中のタイヤと路面とのあいだのスリップ率を求めるスリップ率算出手段と、該スリップ率と予め求めておいた正常内圧のときのスリップ率とを比較するスリップ率比較手段と、該２つのスリップ率の比較値と所定のしきい値との関係に基づいて、前輪２輪タイヤの同時減圧または後輪２輪タイヤの同時減圧を判定する減圧判定手段として機能させるためのタイヤ減圧判定のプログラムであって、
走行中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外にある車体加速度における当該車体加速度と前記スリップ率との関係を求める関係算出手段、該車体加速度とスリップ率の関係から、該車体加速度がゼロのときのスリップ率を推定し、それらの平均値を算出する平均値演算手段として機能させるタイヤ減圧判定のプログラム。 
【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検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラムに関する。さらに詳しくは、前輪または後輪の２輪タイヤの同時減圧を判定することができるタイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来より、車両に装着された４輪タイヤの回転（車輪速）情報からタイヤの減圧を検出するタイヤ空気圧低下検出装置（ＤＷＳ）がある。この装置は、タイヤが減圧すると正常空気圧のタイヤより外径（タイヤの動荷重半径）が減少するため、他の正常なタイヤに比べると回転速度や回転角速度が増加するという原理を用いている。たとえばタイヤの回転角速度の相対的な差から内圧低下を検出する方法（特開昭６３−３０５０１１号公報参照）では、判定値ＤＥＬとして、
0003834261.tif 000002
を用いている。ここで、Ｆ１〜Ｆ４は、それぞれ前左タイヤ、前右タイヤ、後左タイヤおよび後右タイヤの回転角速度である。
【０００３】
また、各タイヤは、規格内でのばらつき（初期差異）が含まれて製造されるため、各タイヤの有効転がり半径は、すべてのタイヤがたとえ正常内圧であっても、同一とは限らない。そのため、各タイヤの回転角速度はばらつくことになる。そこで、たとえば特開平１０−２０６４６０号公報に記載される技術では、回転角速度に及ぼす有効転がり半径の差を排除するための初期補正係数を求めたのち、かかる初期補正係数を用いて各タイヤの速度を補正して、前記判定値ＤＥＬによりタイヤの減圧の判定を行なうようにしている。
【０００４】
しかしながら、この方法は４輪の対角にある回転角速度の和同士の差から減圧判定しているため、前輪２輪タイヤの同時減圧または後輪２輪タイヤの同時減圧を判定することができない。このため、タイヤが減圧しているとわからずに、走行を続けることにより、タイヤの転がり抵抗の増加による燃費の悪化、ひいてはバーストにつながるという問題がある。
【０００５】
本発明は、叙上の事情に鑑み、前輪２輪タイヤの同時減圧または後輪２輪タイヤの同時減圧を判定することができるタイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のタイヤ空気圧低下検出方法は、車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいてタイヤの内圧低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法であって、前記各タイヤの回転情報を検出する工程と、前記各タイヤの回転情報を記憶する工程と、走行中のタイヤと路面とのあいだのスリップ率を求める工程と、該スリップ率と予め求めておいた正常内圧のときのスリップ率とを比較する工程と、該２つのスリップ率の比較値と所定のしきい値との関係に基づいて、前輪２輪タイヤの同時減圧または後輪２輪タイヤの同時減圧を判定する工程とを含むを含むことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のタイヤ空気圧低下検出装置は、車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいてタイヤの内圧低下を検出するタイヤ空気圧低下検出装置であって、前記各タイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段と、前記各タイヤの回転情報を記憶する回転情報記憶手段と、走行中のタイヤと路面とのあいだのスリップ率を求めるスリップ率算出手段と、該スリップ率と予め求めておいた正常内圧のときのスリップ率とを比較するスリップ率比較手段と、該２つのスリップ率の比較値と所定のしきい値との関係に基づいて、前輪２輪タイヤの同時減圧または後輪２輪タイヤの同時減圧を判定する減圧判定手段とを備えてなることを特徴とする。
【０００８】
さらに本発明のタイヤ減圧判定のプログラムは、タイヤの空気圧低下を判定するためにコンピュータを、各タイヤの回転情報を記憶する回転情報記憶手段、車両の加減速度を求める加減速度算出手段、前記各タイヤの回転情報を記憶する回転情報記憶手段、走行中のタイヤと路面とのあいだのスリップ率を求めるスリップ率算出手段と、該スリップ率と予め求めておいた正常内圧のときのスリップ率の値とを比較するスリップ率比較手段、該２つのスリップ率の比較値と所定のしきい値との関係に基づいて、前輪２輪タイヤの同時減圧または後輪２輪タイヤの同時減圧を判定する減圧判定手段として機能させることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明のタイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラムを説明する。
【００１０】
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空気圧低下検出装置は、４輪車両に備えられた４つのタイヤＦＬ、ＦＲ、ＲＬおよびＲＲ（以下、総称してＷｉという。ここで、ｉ＝１〜４、１：前左タイヤ、２：前右タイヤ、３：後左タイヤ、４：後右タイヤ）の空気圧が低下しているか否かを検出するもので、タイヤＷｉにそれぞれ関連して設けられた通常の回転情報検出手段１を備えている。
【００１１】
前記回転情報検出手段１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車輪速度（回転速度）を測定する車輪速センサまたはダイナモのように回転を利用して発電を行ない、この電圧から車輪速度を測定するものを含む角速度センサなどを用いることができる。前記回転情報検出手段１の出力はＡＢＳなどのコンピュータである制御ユニット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。
【００１２】
制御ユニット２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２ａと、演算処理の中枢として機能するＣＰＵ２ｂと、該ＣＰＵ２ｂの制御動作プログラムが格納されたＲＯＭ２ｃと、前記ＣＰＵ２ｂが制御動作を行な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ＲＡＭ２ｄと、初期学習値および更新初期値が書き込まれるＥＥＰＲＯＭ２ｅとから構成されている。
【００１３】
前記回転情報検出手段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）が出力される。またＣＰＵ２ｂでは、回転情報検出手段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ΔＴ(sec)、たとえばΔＴ＝１秒ごとに各タイヤＷｉの回転角速度Ｆiが算出される。
【００１４】
ここで、タイヤＷｉは、規格内でのばらつき（初期差異）が含まれて製造されるため、各タイヤＷｉの有効転がり半径（一回転により進んだ距離を２πで割った値）は、すべてのタイヤＷｉがたとえ正常空気圧であっても、同一とは限らない。そのため、各タイヤＷｉの回転角速度Ｆiはばらつくことになる。そこで、初期差異によるばらつきを打ち消すために補正した回転角速度Ｆ１iを算出する。具体的には、
Ｆ１1＝Ｆ1
Ｆ１2＝ｍＦ2
Ｆ１3＝Ｆ3
Ｆ１4＝ｎＦ4
と補正される。前記補正係数ｍ、ｎは、たとえば車両が直線走行していることを条件として回転角速度Ｆiを算出し、この算出された回転角速度Ｆiに基づいて、ｍ＝Ｆ1／Ｆ2、ｎ＝Ｆ3／Ｆ4として得られる。そして、前記Ｆ１iに基づき、各車輪のタイヤの車輪速度Ｖｉを算出する。
【００１５】
一般に短い時間の走行でのスリップ率（車両の加減速度がゼロ近傍のスリップ率）は、路面の勾配を判定するのに用いられるが、長い時間、たとえば１時間位走行すると、登りも下りも走行するため、求められたスリップ率の平均は、平坦路走行時のスリップ率（前輪と後輪の車輪速度比）になる。もし減圧した場合、減圧したタイヤはタイヤ径が小さくなって、車輪速度が大きくなるため、前輪と後輪の車輪速度比も正常空気圧時のスリップ率と変わる。したがって、スリップ率を監視することにより、減圧を判定することができる。
【００１６】
そこで、本実施の形態では、前記各タイヤＷｉの回転情報を検出する回転情報検出手段１と、該各タイヤＷｉの回転情報を記憶する回転情報記憶手段と、前記各タイヤＷｉの回転情報を記憶する回転情報記憶手段と、走行中のタイヤＷｉと路面とのあいだのスリップ率を求めるスリップ率算出手段と、該スリップ率と予め求めておいた正常内圧のときのスリップ率とを比較するスリップ率比較手段と、該２つのスリップ率の比較値と所定のしきい値との関係に基づいて、前輪２輪タイヤの同時減圧または後輪２輪タイヤの同時減圧を判定する減圧判定手段とを備えている。
【００１７】
また、本実施の形態では、走行中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外にある車体加速度における前記スリップ率との関係を求める関係算出手段と、該車体加速度とスリップ率の関係から、該車体加速度がゼロのときのスリップ率を推定し、それらの平均値を算出する平均値演算手段とを備えている。
【００１８】
そして、本実施の形態におけるタイヤ減圧判定のプログラムは、制御ユニット２を、前記各タイヤＷｉの回転情報を記憶する回転情報記憶手段と、走行中のタイヤＷｉと路面とのあいだのスリップ率を求めるスリップ率算出手段と、該スリップ率と予め求めておいた正常内圧のときのスリップ率とを比較するスリップ率比較手段と、該２つのスリップ率の比較値と所定のしきい値との関係に基づいて、前輪２輪タイヤの同時減圧または後輪２輪タイヤの同時減圧を判定する減圧判定手段手段として機能させる。また、本実施の形態では、制御ユニット２を、走行中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外にある車体加速度における前記スリップ率との関係を求める関係算出手段、該車体加速度とスリップ率の関係から、該車体加速度がゼロのときのスリップ率を推定し、それらの平均値を算出する平均値演算手段として機能させる。
【００１９】
前記回転情報検出手段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）が出力される。またＣＰＵ２ｂでは、回転情報検出手段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ΔＴ(sec)、たとえばΔＴ＝１秒ごとに各タイヤＷｉの回転角速度Ｆｉが算出される。
【００２０】
タイヤ空気圧低下検出装置におけるタイヤ空気圧低下検出処理は、ＣＰＵ２ｂがＲＯＭ２ｃに格納された所定のプログラムに従って動作することによって、制御ユニット２によってサンプリング周期ΔＴごとに実行される。
【００２１】
タイヤと路面のスリップ率を求め、そのスリップ率が正常内圧時のスリップ率と異なる場合、前輪か後輪のタイヤが同時に２輪減圧していると判断する。
【００２２】
平均値演算手段は、車体加速度がゼロ近傍の所定の範囲外にある場合、スリップ率と車体加速度から、この車体加速度がゼロのときのスリップ率を推定し、前輪か後輪のタイヤが同時に２輪減圧していると判断する。
【００２３】
正常内圧時のスリップ率は、タイヤが正常内圧とわかっている状態で所定の時間走行し、そのときの車体加速度がゼロ近傍にない場合のスリップ率を何点か求め、それらを平均して（たとえば１時間走行したデータを利用するなど）算出する。
【００２４】
また、求められた正常内圧時のスリップ率は、ＥＥＰＲＯＭに保存するなどし、車両のイグニッションキーを切っても覚えておけるようにする。
【００２５】
以下、本実施の形態のタイヤ空気圧低下検出装置の動作を一例として手順(1)〜(9)に沿って説明する。
【００２６】
(1) 車両の４輪タイヤＷｉのそれぞれの回転速度から車輪速度（Ｖ１n、Ｖ２n、Ｖ３n、Ｖ４n）を算出する。
たとえば、ＡＢＳセンサなどのセンサから得られた車両の各車輪タイヤＷｉのある時点の車輪速データを車輪速度Ｖ１n、Ｖ２n、Ｖ３n、Ｖ４nとする。
【００２７】
(2) ついで従動輪および駆動輪の平均車輪速度（Ｖｆn、Ｖｄn）を演算する。
前輪駆動の場合、ある時点の従動輪および駆動輪の平均車輪速度Ｖｆn、
Ｖｄnをつぎの式（１）、（２）により求める。
Ｖｆn＝（Ｖ３n＋Ｖ４n）／２                    ・・・（１）
Ｖｄn＝（Ｖ１n＋Ｖ２n）／２                    ・・・（２）
【００２８】
(3) ついで前記車両の車体加速度（すなわち従動輪の平均車輪加速度）Ａｆnを演算する。
前記従動輪の平均車輪速度Ｖｆnより１つ前の車輪速データから、平均車輪速度Ａｆn-1とすると、車両の車体加速度Ａｆnはそれぞれつぎの式（３）で求められる。
Ａｆn＝（Ｖｆn−Ｖｆn-1）／Δｔ／ｇ        ・・・（３）
【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。前記サンプリング時間としては、データのばらつきを小さくし、かつ短時間で判別するためには、本実施の形態では、１秒としたが、これに限るものではない。
【００３０】
(4) ついで前記車輪速度のうち、駆動輪の平均車輪速度Ｖｄnと車体速度（従動輪の平均車輪速度Ｖｆn）の前後輪の比から、スリップ率Ｓnを、たとえばつぎの式（４）で演算する。
Ｓn＝Ｖｄn／Ｖｆn          ・・・（４）
【００３１】
(5) ついで所定のデータ数、たとえば５個のデータが集まった場合に、その中に車体加速度の絶対値が、たとえば０．００５Ｇ以上、すなわち車体加速度がゼロ近傍にないデータがあるか否かを判断する。
【００３２】
(6) ついで車体加速度がゼロ近傍にないデータがある場合、スリップ率と車体加速度について直線回帰を行ない、この車体加速度がゼロのときのスリップ率を推定する。
【００３３】
(7) ついで前記スリップ率がある程度集まった時点で車体加速度がゼロのときのスリップ率を推定し、それらの平均値を求める。
【００３４】
(8) ついで手順(7)の現在のスリップ率を推定し、それらの平均値と、正常内圧のときのスリップ率に差があるか否か（所定の範囲外にあるか否か）を判断する。たとえば差の絶対値が、しきい値０．００２以上にあるか否かを判断する。なお、差以外の比較値として、比による比較値とすることもできる。
【００３５】
(9) ついでかかる比較値である差がしきい値より大きい場合、前輪２輪タイヤの同時減圧または後輪２輪タイヤの同時減圧を判定する。
【００３６】
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。
【００３７】
実施例
車両として、正常空気圧（２．２×１０5Ｐａ）のタイヤが装着されたＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車を用意した。前記タイヤのタイヤサイズは２１５／５０Ｒ１７である。また、車両の走行条件としては、搭乗者２名にて１時間程、一般道を走行する条件とした。
【００３８】
まず走行中４輪の車輪速度をサンプリングする。車輪の車輪速度のサンプリング時間に関し、データ数を多く、かつばらつきや測定誤差を排除するために、１秒とした。
【００３９】
そして、図３に示されるように、従動輪の平均車輪速度を車体速度としたのち、この車体速度をサンプリング時間で微分して車体加速度を求め、車輪速度からスリップ率を求めた（ステップＳ１）。
【００４０】
ついでデータが５個集まったか否かを判断し（ステップＳ２）。集まった場合には、集まったデータの中に車体加速度がゼロ近傍にないデータ、たとえば車体加速度の絶対値が０．００５Ｇ以上のデータがあるか否かを判断する（ステップＳ３）。
【００４１】
ついで車体加速度の絶対値が０．００５Ｇ以上のデータについて、直線回帰により車体加速度がゼロのときのスリップ率を推定する（ステップＳ４）。そして、推定したスリップ率が、たとえば１時間分集まれば、車体加速度がゼロのスリップ率の平均値を求める（ステップＳ５〜６）。
【００４２】
これまでのステップにおいて、予め求めた正常内圧でのスリップ率は１．００１であった。そして、前輪２輪タイヤの空気圧を３０％減圧させたのち、車両を１時間程度一般道を走行させたときのデータから現在のスリップ率を推定し、それらの平均値１．００３５を求めた。
【００４３】
ついで現在のスリップ率の平均値と正常内圧時におけるスリップ率の値との差が、所定の範囲である±０．００２外にあるか否かを判断する。または差の絶対値が０．００２以上であるか否かを判断する（ステップＳ７）。そして、所定の範囲外にある（２つのスリップ率の差の絶対値０．００２５（｜１．００３５−１．００１｜）が所定のしきい値０．００２以上である）と判断されるので、前輪２輪タイヤが同時に減圧していると判定することができた（ステップＳ８）。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、車体加速度がゼロ近傍になくても、タイヤと路面のスリップ率と正常内圧時のスリップ率とを比較して、当該比較値がしきい値をこえる場合、前輪２輪タイヤまたは後輪２輪タイヤの同時減圧を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤ空気圧低下検出装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１のタイヤ空気圧低下検出装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明のフローチャートの一例である。
【符号の説明】
１  回転情報検出手段
２  制御ユニット
３  表示器
４  初期化スイッチ
【図１】
0003834261.tif 000003
【図２】
0003834261.tif 000004
【図３】
0003834261.tif 000005