JP2001091390A - Tire air pressure-detecting device - Google Patents
Tire air pressure-detecting deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤ空気圧検知
装置にかかり、特に、車輪の回転速度信号より回転速信
号の周波数を求め、該周波数よりタイヤの空気圧状態を
判定するタイヤ空気圧検知装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tire pressure detecting device, and more particularly to a tire pressure detecting device which determines a frequency of a rotational speed signal from a rotational speed signal of a wheel and determines a tire pressure state from the frequency.
【０００２】[0002]
【従来の技術】タイヤ空気圧検知装置は、車両の空気抜
け等のタイヤの異常を運転者等に知らせるもので、タイ
ヤの空気圧を直接検出するようにしたものの他、特開平
５−１３３８３１号公報に記載のタイヤ空気圧検知装置
のようにタイヤの空気圧とタイヤの共振周波数との相関
に着目し、タイヤの共振周波数を利用したものがある。
このタイヤ空気圧検知装置は、車輪速の高速フーリエ変
換（ＦＦＴ）演算により車輪速の振動成分のスペクトラ
ムを得、タイヤの共振周波数を検出し、共振周波数が所
定値を下回るとタイヤにパンク等の空気抜けが発生した
ものと判断して警告を発するようにしている。2. Description of the Related Art A tire pressure detecting device is for notifying a driver or the like of a tire abnormality such as air deflation of a vehicle. In addition to a device for directly detecting the tire pressure, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-133831 discloses a device. As in the tire pressure detecting device described above, there is a device that focuses on the correlation between the tire pressure and the tire resonance frequency and uses the tire resonance frequency.
This tire pressure detecting device obtains a spectrum of a vibration component of the wheel speed by performing a fast Fourier transform (FFT) of the wheel speed, detects a resonance frequency of the tire, and when the resonance frequency falls below a predetermined value, applies air such as puncture to the tire. It is determined that a dropout has occurred and a warning is issued.
【０００３】また、動的システムの応答出力ベクトルに
基づいて、動的システムの外部から作用する外部外乱ベ
クトル及び動的システム内の故障により発生した内部外
乱ベクトルの和としての総合的外乱ベクトルを推定する
と共に動的システムの内部状態量ベクトルを推定し、こ
の推定された総合的外乱ベクトルと内部状態量ベクトル
との相互相関を演算することにより総合的外乱ベクトル
から内部外乱に関連する成分を分離し、この分離された
内部外乱に関連する成分から動的システムの対応箇所を
故障箇所としてシステムの診断を行う動的システムの診
断装置（特開平７−９８２６８号公報、特願平８−３４
６３８０号公報）が提案されている。例えば、この診断
装置を用いて空気圧低下を判定することが考えられる。Further, based on a response output vector of the dynamic system, a total disturbance vector is estimated as a sum of an external disturbance vector acting from outside the dynamic system and an internal disturbance vector generated by a failure in the dynamic system. And estimating the internal state vector of the dynamic system, and calculating the cross-correlation between the estimated total disturbance vector and the internal state vector to separate components related to internal disturbance from the total disturbance vector. A dynamic system diagnostic apparatus (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-98268, Japanese Patent Application No. Hei 8-34) for diagnosing a system from the components related to the separated internal disturbance with a corresponding part of the dynamic system as a failure point.
No. 6380) has been proposed. For example, it is conceivable to determine a decrease in air pressure using this diagnostic device.
【０００４】この場合、動的システムとしてタイヤを含
む車輪とすると、車輪の外部から作用する外乱ベクトル
は車輪共振系に入力される加振入力となり、車輪内の故
障を空気圧低下により発生した内部外乱ベクトルとすれ
ば、空気圧低下を判定することが可能となる。[0004] In this case, if a wheel including a tire is used as a dynamic system, a disturbance vector acting from the outside of the wheel becomes a vibration input input to a wheel resonance system, and a failure in the wheel causes an internal disturbance caused by a decrease in air pressure. If it is a vector, it is possible to determine a decrease in air pressure.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−１３３８３１号公報に記載のタイヤ空気圧検知装置
は、共振周波数の算出方法が複雑である。However, the tire pressure detecting device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-133831 has a complicated method of calculating the resonance frequency.
【０００６】また、上述の診断装置（特開平７−９８２
６８号公報、特願平８−３４６３８０号公報）を用いて
空気圧を判定する際には、応答出力ベクトルの大きさが
突発的に大きな応答出力や周期的な変化が顕著に現れな
い応答出力を含む場合がある。大きさが突発的に大きな
応答出力を含んだ上記応答出力に基づいて、空気圧の低
下を判定すると、突発的に大きな応答出力の影響が大き
くなり過ぎて、本来の周期的な応答出力が突発的に大き
な応答出力にかくれてしまう。従って、空気圧の低下を
判定する物理量の推定値がばらつき、精度が悪くなり、
空気圧の低下判定の精度が悪くなるという問題がある。Further, the above-described diagnostic apparatus (Japanese Patent Laid-Open No. 7-982)
No. 68, Japanese Patent Application No. 8-346380), when judging the air pressure, a response output in which the magnitude of the response output vector is suddenly large or a response output in which a periodic change does not appear remarkably is used. May include. When it is determined that the air pressure has decreased based on the response output including the suddenly large response output, the effect of the suddenly large response output becomes too large, and the original periodic response output suddenly increases. The response output is large. Therefore, the estimated value of the physical quantity for determining the decrease in the air pressure varies, and the accuracy deteriorates.
There is a problem that the accuracy of the determination of the decrease in air pressure is deteriorated.
【０００７】本発明は、上記問題を解決すべく成された
もので、検出された車輪速信号からタイヤの空気圧状態
の高精度な判定を容易に行うことができるタイヤ空気圧
検知装置の提供を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide a tire pressure detecting device capable of easily determining a tire pressure state with high accuracy from a detected wheel speed signal. And
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、タイヤを含む車輪の車輪速
を検出する車輪速検出手段と、前記車輪速検出手段より
出力される車輪速信号の振幅中心を基準値とする基準値
設定手段と、前記基準値設定手段により設定された基準
値に対する前記車輪速信号の交差回数に基づいて前記タ
イヤの空気圧状態を判定するタイヤ空気圧状態判定手段
と、を備えることを特徴としている。According to the first aspect of the present invention, there is provided a wheel speed detecting means for detecting a wheel speed of a wheel including a tire, and an output from the wheel speed detecting means. Reference value setting means for setting the center of amplitude of the wheel speed signal as a reference value, and a tire pressure state for determining a pressure state of the tire based on the number of times the wheel speed signal intersects the reference value set by the reference value setting means. Determining means.
【０００９】請求項１に記載の発明によれば、車輪速検
出手段によりタイヤを含む車輪の回転速度などの車輪速
を検出して車輪速信号を出力する。なお、車輪速検出手
段は、ブレーキロータやハブなどに設けられた歯車状の
ロータを光センサや磁気センサなどのセンサにより検出
する所謂車速センサなどを使用することが可能である。According to the first aspect of the present invention, the wheel speed detecting means detects a wheel speed such as a rotation speed of a wheel including a tire and outputs a wheel speed signal. It should be noted that a so-called vehicle speed sensor that detects a gear-shaped rotor provided on a brake rotor or a hub by a sensor such as an optical sensor or a magnetic sensor can be used as the wheel speed detecting means.
【００１０】基準値設定手段は、車輪速検出手段により
出力される車輪速信号の振幅中心を基準値とする。例え
ば、車輪速信号の振幅中心となる値を車輪速検出手段よ
り出力される車輪速信号から差し引くことにより車輪速
信号の振幅中心をゼロ基準に補正することができる。な
お、基準値は、ゼロ基準に限るものではなく、車輪速信
号の振幅を相対的に判断できる値であればよい。The reference value setting means uses the center of the amplitude of the wheel speed signal output from the wheel speed detecting means as a reference value. For example, the value of the center of the amplitude of the wheel speed signal is subtracted from the wheel speed signal output from the wheel speed detecting means, so that the center of the amplitude of the wheel speed signal can be corrected based on zero. The reference value is not limited to the zero reference, but may be any value that can relatively determine the amplitude of the wheel speed signal.
【００１１】また、車輪速検出手段より出力される車輪
速信号は、タイヤを含む車輪の車輪速を検出しているた
め、タイヤの空気圧状態と相関関係を有する。また、車
輪速検出手段より出力される車輪速信号の振幅中心を基
準値としているため、車輪速検出手段により出力される
車輪速信号の振幅中心が大きく変動しても、該基準値と
の交差回数は該変動の影響を受けない。そこで、請求項
１に記載の発明によれば、タイヤ空気圧状態判定手段に
より基準値設定手段により設定された基準値に対して車
輪速信号が交差する点の回数（交差回数）を求め、求め
られた交差回数に基づいてタイヤの空気圧状態の高精度
な判定を容易に行うことができる。Since the wheel speed signal output from the wheel speed detecting means detects the wheel speed of the wheel including the tire, it has a correlation with the tire pressure state. Further, since the center of the amplitude of the wheel speed signal output from the wheel speed detecting means is used as the reference value, even if the center of the amplitude of the wheel speed signal output from the wheel speed detecting means fluctuates greatly, the intersection with the reference value is obtained. The number is not affected by the variation. Therefore, according to the first aspect of the present invention, the number of points at which the wheel speed signal intersects with the reference value set by the reference value setting means (the number of crossings) is determined by the tire air pressure state determining means. It is possible to easily determine the tire pressure state with high accuracy based on the number of intersections.
【００１２】すなわち、高速フーリエ変換演算等の複雑
な演算を行うことなく、検出された車輪速信号からタイ
ヤの空気圧状態の高精度な判定を容易に行うことができ
る。That is, it is possible to easily determine the tire pressure state with high accuracy from the detected wheel speed signals without performing complicated calculations such as fast Fourier transform calculations.
【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記基準値設定手段は、前記車輪速信
号の所定時間における変化量に基づいて前記基準値を設
定することを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the reference value setting means sets the reference value based on a change amount of the wheel speed signal in a predetermined time. And
【００１４】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明において、基準値設定手段が車輪速信号の
所定時間における変化量に基づいて基準値を設定するこ
とによって、基準値を適切に設定することが可能とな
る。従って、タイヤ空気圧状態を高精度に判定すること
が可能となる。According to the invention described in claim 2, according to claim 1,
In the invention described in (1), the reference value setting means sets the reference value based on the amount of change in the wheel speed signal in the predetermined time, whereby the reference value can be set appropriately. Therefore, the tire pressure state can be determined with high accuracy.
【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記基準値設定手段は、前記車輪速信
号の振幅中心がゼロ基準となる信号に変換する信号変換
手段を含むことを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the reference value setting means includes a signal converting means for converting the amplitude center of the wheel speed signal into a signal having a zero reference. It is characterized by.
【００１６】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明において、基準値設定手段が、車輪速信号
の振幅中心が基準となる信号に変換すると共に、車輪速
信号の振幅中心がゼロ基準となる信号に変換する信号変
換手段を含むことによって、車輪速信号と基準値との交
差回数は、符号の反転回数をカウントすることによって
演算することが可能となり、演算処理を簡易化すること
が可能となる。従って、容易に高精度なタイヤ空気圧状
態の判定を行うことができる。According to the third aspect of the present invention, the first aspect is provided.
Wherein the reference value setting means includes a signal conversion means for converting the amplitude center of the wheel speed signal into a reference signal and converting the amplitude center of the wheel speed signal into a signal based on zero. The number of intersections between the wheel speed signal and the reference value can be calculated by counting the number of inversions of the sign, thereby simplifying the calculation process. Therefore, it is possible to easily determine the tire pressure state with high accuracy.
【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項１の発明
において、前記基準値設定手段は、更に前記車輪速信号
を増幅する増幅手段を含むことを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the reference value setting means further includes an amplifying means for amplifying the wheel speed signal.
【００１８】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明において、基準値設定手段が、車輪速信号
の振幅中心が基準となる信号に変換すると共に、車輪速
信号を増幅する増幅手段を含むことによって、車輪速信
号と基準値との交差回数を演算する際の桁落ちを抑制す
ることができ、車輪速信号と基準値との交差回数の演算
精度を向上することができる。According to the invention of claim 4, according to claim 1,
The reference value setting means converts the amplitude center of the wheel speed signal into a reference signal and includes amplifying means for amplifying the wheel speed signal, whereby the intersection of the wheel speed signal and the reference value is provided. It is possible to suppress loss of digits when calculating the number of times, and it is possible to improve the calculation accuracy of the number of times of intersection between the wheel speed signal and the reference value.
【００１９】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請
求項４の何れか１項に記載の発明において、前記車輪速
信号の所定周波数帯域のみの信号を通過させる通過手段
と、前記車輪速信号の周波数を検出する周波数検出手段
により検出された周波数に基づいて、前記通過手段の所
定周波数帯域を補正する補正手段を更に備えることを特
徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a passage means for passing a signal of only a predetermined frequency band of the wheel speed signal; It is characterized by further comprising a correcting means for correcting a predetermined frequency band of the passing means based on the frequency detected by the frequency detecting means for detecting the frequency of the speed signal.
【００２０】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
乃至請求項４の何れか１項に記載の発明において、更に
通過手段と補正手段を備えることによって、通過手段に
よって、所定周波数帯域の周波数以外が除去される。す
なわち、車輪速信号に含まれるタイヤ空気圧状態を検知
するために必要のない成分（ノイズ）を除去することが
可能となる。また、補正手段によって検出された車輪速
信号の周波数に基づいて、通過手段を通過させる所定周
波数帯域を補正するので、効率的に車輪速信号に含まれ
るノイズを除去することが可能となる。According to the invention described in claim 5, according to claim 1,
In the invention according to any one of the first to fourth aspects, by further including a passing unit and a correcting unit, the passing unit removes frequencies other than those in a predetermined frequency band. That is, it is possible to remove a component (noise) unnecessary for detecting the tire air pressure state included in the wheel speed signal. Further, since the predetermined frequency band to be passed through the passage means is corrected based on the frequency of the wheel speed signal detected by the correction means, it is possible to efficiently remove noise included in the wheel speed signal.
【００２１】なお、周波数検出手段による車輪速信号の
周波数の検出は、一般的なフーリエ変換演算等によって
検出することが可能である。The detection of the frequency of the wheel speed signal by the frequency detecting means can be performed by a general Fourier transform operation or the like.
【００２２】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の発明において、前記補正手段は、前記通過手段の所定
周波数帯域の中心が前記周波数検出手段により検出され
た周波数となるように補正することを特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, the correcting means corrects the center of a predetermined frequency band of the passing means to be the frequency detected by the frequency detecting means. It is characterized by doing.
【００２３】請求項６に記載の発明によれば、請求項５
に記載の発明において、補正手段が通過手段の所定周波
数帯域の中心を周波数検出手段により検出された周波数
となるようにすることによって、通過手段を通過する車
輪速信号は、周波数検出手段で検出するために必要な周
波数帯域の周波数成分以外が除去されたものとなる。従
って、空気圧状態を高精度に判定を行うことが可能とな
る。According to the invention described in claim 6, according to claim 5,
The wheel speed signal passing through the passing means is detected by the frequency detecting means by the correcting means setting the center of the predetermined frequency band of the passing means to the frequency detected by the frequency detecting means. Therefore, the components other than the frequency components in the necessary frequency band are removed. Therefore, it is possible to determine the air pressure state with high accuracy.
【００２４】請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請
求項４の何れか１項に記載の発明において、前記車輪速
信号を選別する判断値を算出する算出手段と、該判断値
に基づいて必要な信号を選別する選別手段を、更に備え
ることを特徴としている。According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, a calculating means for calculating a determination value for selecting the wheel speed signal; The apparatus further comprises a selection unit for selecting a necessary signal based on the selection signal.
【００２５】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
乃至請求項４の何れか１項に記載の発明において、算出
手段によって車輪速信号を選別するための判断値を算出
し、該判断値に基づいて、選別手段により必要な車輪速
信号を選別する。従って、算出手段によって、車輪速信
号にノイズがあまり含まれていないＳ／Ｎ比の良い信号
を選別するための判断値を算出することによって、選別
手段でＳ／Ｎ比の良い車輪速信号を選別することができ
る。すなわち、選別された車輪速信号によってタイヤ空
気圧状態を判定することができるので、高精度にタイヤ
空気圧状態の判定を行うことができる。According to the invention of claim 7, according to claim 1,
In the invention according to any one of claims 4 to 4, the calculating means calculates a judgment value for selecting the wheel speed signal, and based on the judgment value, the selecting means selects the necessary wheel speed signal. . Therefore, the calculating means calculates a determination value for selecting a signal having a good S / N ratio in which the wheel speed signal does not include much noise, so that the wheel speed signal having a good S / N ratio is obtained by the selecting means. Can be sorted out. That is, since the tire pressure state can be determined based on the selected wheel speed signal, the tire pressure state can be determined with high accuracy.
【００２６】請求項８に記載の発明は、請求項５に記載
の発明において、前記周波数検出手段は、前記交差回数
に基づいて前記車輪速信号の周波数を検出することを特
徴としている。According to an eighth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, the frequency detecting means detects the frequency of the wheel speed signal based on the number of times of intersection.
【００２７】請求項８に記載の発明によれば、請求項５
に記載の発明において、周波数検出手段が車輪速信号と
基準値との交差回数に基づいて車輪速信号の共振周波数
を検出することが可能である。According to the invention of claim 8, according to claim 5,
In the invention described in (1), the frequency detecting means can detect the resonance frequency of the wheel speed signal based on the number of intersections between the wheel speed signal and the reference value.
【００２８】車輪速検出手段により出力される車輪速信
号は、上述したようにタイヤを含む車輪の車輪速を検出
しているため、タイヤの共振周波数と相関関係を有す
る。すなわち、検出された車輪速信号の周波数もタイヤ
共振周波数と相関関係にある。従って、検出された車輪
速信号の周波数に基づいて、タイヤ共振周波数を含む所
定周波数帯域に通過手段を設定することができる。Since the wheel speed signal output by the wheel speed detecting means detects the wheel speed of the wheel including the tire as described above, it has a correlation with the resonance frequency of the tire. That is, the frequency of the detected wheel speed signal also has a correlation with the tire resonance frequency. Therefore, based on the frequency of the detected wheel speed signal, the passing means can be set in a predetermined frequency band including the tire resonance frequency.
【００２９】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
の発明において、前記周波数検出手段は、測定サンプル
としての前記所定時間をＴ、前記測定サンプル数をＮ、
前記交差回数をＣとすると周波数ｆ＝Ｃ／（２ＴＮ）に
よって算出することを特徴としている。According to a ninth aspect of the present invention, in the invention of the eighth aspect, the frequency detecting means sets the predetermined time as a measurement sample to T, the number of measurement samples to N,
When the number of crossings is C, the frequency is calculated by frequency f = C / (2TN).
【００３０】請求項９に記載の発明によれば、請求項８
に記載の発明において、周波数検出手段では、車輪速信
号の測定サンプルとしての所定時間をＴ、測定サンプル
数をＮ、及びこの時の車輪速信号と基準値との交差回数
をＣとして、周波数ｆ＝Ｃ／（２ＴＮ）によって、車輪
速信号の周波数を算出することが可能である。According to the invention of claim 9, according to claim 8,
In the invention described in the above, the frequency detecting means sets the predetermined time as a measurement sample of the wheel speed signal as T, the number of measurement samples as N, and the number of intersections between the wheel speed signal and the reference value at this time as C, and the frequency f = C / (2TN) makes it possible to calculate the frequency of the wheel speed signal.
【００３１】請求項１０に記載の発明は、請求項７に記
載の発明において、前記算出手段は、前記判断値とし
て、前記交差回数と前記車輪速信号の変化に対応して変
化するように変換した信号の前記基準値に対する交差回
数との比較値を算出することを特徴としている。According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to the seventh aspect, the calculating means converts the judgment value so as to change in accordance with the number of intersections and a change in the wheel speed signal. And calculating a comparison value between the obtained signal and the number of intersections with respect to the reference value.
【００３２】請求項１０に記載の発明によれば、請求項
７に記載の発明において、算出手段が車輪速信号を選別
するための判断値として、車輪速信号と基準値との交差
回数と、車輪速信号の変化に対応して変化するように変
換した信号の基準値に対する交差回数との比較値を算出
する。According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to the seventh aspect, the number of intersections between the wheel speed signal and the reference value is determined by the calculating means as a determination value for selecting the wheel speed signal; A comparison value between a signal converted so as to change in response to a change in the wheel speed signal and the number of intersections with a reference value is calculated.
【００３３】ここで、例えば、大きさが突発的に大きな
ノイズが含まれた車輪速信号を上記のように変換して
も、変換した値には周期的な成分以外の成分が多く含ま
れる。すなわち、突発的に大きなノイズを上記のように
変換した信号は、車輪速信号の変化に対応して変化しな
いので共振が弱く（周期が長い）、車輪速信号と基準値
との交差回数と、車輪速信号の変化に対応して変化する
ように変換した信号の基準値に対する交差回数との比較
値、例えば差は大きくなる。従って、車輪速信号と基準
値との交差回数と、車輪速信号の変化に対応して変化す
るように変換した信号の基準値に対する交差回数との比
較値、例えば差に基づいて車輪速信号を選別することに
より、Ｓ／Ｎ比の良い車輪速信号を選別することができ
る。Here, for example, even if the wheel speed signal containing suddenly large noise is converted as described above, the converted value contains many components other than the periodic component. That is, a signal obtained by converting a suddenly large noise as described above does not change in response to a change in the wheel speed signal, so that the resonance is weak (the cycle is long), and the number of intersections between the wheel speed signal and the reference value, The comparison value, for example, the difference between the reference value of the signal converted so as to change in response to the change of the wheel speed signal and the number of intersections, becomes larger. Accordingly, the wheel speed signal is calculated based on a comparison value between the number of intersections between the wheel speed signal and the reference value and the number of intersections with respect to the reference value of the signal converted so as to change in response to the change in the wheel speed signal, for example, based on the difference. By selecting, a wheel speed signal having a good S / N ratio can be selected.
【００３４】請求項１１に記載の発明は、請求項１０に
記載の発明において、前記車輪速信号の変化に対応して
変化するように行う前記変換は、ｎ回差分又はｎ回微分
（ｎは自然数）であることを特徴としている。According to an eleventh aspect of the present invention, in the invention according to the tenth aspect, the conversion performed so as to change in response to a change in the wheel speed signal is performed by n-times differential or n-times differential (n is (Natural number).
【００３５】請求項１１に記載の発明によれば、請求項
１０に記載の発明において、車輪速信号の変化に対応し
て変化するように行う変換は、ｎ回差分又はｎ回微分
（ｎは自然数）によって行っており、変換によって車輪
速信号に含まれる極めて突出したノイズが除かれる。ま
たｎ＝２とすることで変換の演算負荷を少なくし、かつ
ノイズの除去を効果的に行うことができる。According to an eleventh aspect of the present invention, in the invention of the tenth aspect, the conversion performed so as to change in response to a change in the wheel speed signal is performed by n-times differential or n-times differential (n is (Natural number), and the conversion removes extremely prominent noise included in the wheel speed signal. By setting n = 2, the calculation load of the conversion can be reduced, and noise can be effectively removed.
【００３６】請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至
請求項１１の何れか１項に記載の発明において、前記空
気圧状態は、タイヤ空気圧低下状態であることを特徴と
している。According to a twelfth aspect of the present invention, in any one of the first to eleventh aspects, the air pressure state is a tire air pressure reduction state.
【００３７】請求項１２に記載の発明によれば、請求項
１乃至請求項１１の何れか１項に記載の発明において、
正常空気圧時の車輪速信号と基準値との交差回数又は車
輪速信号の周波数を予め測定しておけば、該車輪速信号
と基準値との交差回数又は車輪速信号の周波数からタイ
ヤ空気圧状態が低下しているか否かを判定することが可
能である。According to the invention described in claim 12, in the invention described in any one of claims 1 to 11,
If the number of intersections between the wheel speed signal and the reference value during normal air pressure or the frequency of the wheel speed signal is measured in advance, the tire pressure state can be determined from the number of intersections between the wheel speed signal and the reference value or the frequency of the wheel speed signal. It is possible to determine whether it has decreased.
【００３８】[0038]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００３９】図１は、本発明の実施の形態に係るタイヤ
空気圧検知装置１０の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a tire pressure detecting device 10 according to an embodiment of the present invention.
【００４０】図１に示すように、タイヤ空気圧検知装置
１０は、車輪速検出手段１２、基準値設定手段１４、選
別手段１６、周波数検出手段１８、及び空気圧状態判定
手段２０によって主に構成されている。As shown in FIG. 1, the tire pressure detecting device 10 is mainly composed of a wheel speed detecting means 12, a reference value setting means 14, a selecting means 16, a frequency detecting means 18, and an air pressure state determining means 20. I have.
【００４１】車輪速検出手段１２は、自動車などのタイ
ヤを含む車輪の車輪速度を検出するものであり、例え
ば、車輪速度に応じたセンサ出力信号を出力する車輪速
センサと、該センサ出力信号から各車輪の実際の回転速
度を演算する演算手段と、から構成することができる。
また、図２に示すように、車輪の回転部材（ハブやロー
タなど）等に歯車状のロータ２２を設け、車輪の回転と
共に回転するロータ２２の歯を光センサや磁気センサな
どの検出器２４により検出し、車輪の回転速度に比例し
た周波数の交流信号を発生させ、そして、その交流信号
の周期に基づいて車輪速を演算する手段で構成すること
が可能である。The wheel speed detecting means 12 detects a wheel speed of a wheel including a tire of an automobile or the like. For example, a wheel speed sensor for outputting a sensor output signal corresponding to the wheel speed, and a wheel speed sensor based on the sensor output signal. Computing means for computing the actual rotational speed of each wheel.
As shown in FIG. 2, a gear-shaped rotor 22 is provided on a wheel rotating member (hub, rotor, or the like), and the teeth of the rotor 22 that rotates with the rotation of the wheel are detected by a detector 24 such as an optical sensor or a magnetic sensor. , An AC signal having a frequency proportional to the rotation speed of the wheel is generated, and the wheel speed is calculated based on the cycle of the AC signal.
【００４２】また、基準値設定手段１４は、車輪速検出
手段１２によって検出された車輪速信号の振幅中心がゼ
ロ基準となるように変換する信号変換手段と、車輪速信
号を増幅する増幅手段によって構成することが可能であ
り、車輪速信号の基準値を変換すると共に、車輪速信号
を増幅することによって車輪速信号の振幅を強調させる
ことができる。信号変換手段は、車輪速信号の所定時間
における変化量と続く所定時間における変化量との差分
を算出することによって車輪速信号の振幅中心をゼロ基
準とすることが可能である。なお、車輪速信号にハイパ
スフィルタやバンドパスフィルタを通過させることによ
って車輪速信号の振幅の中心がゼロ基準となるように変
換することが可能である。The reference value setting means 14 includes a signal converting means for converting the center of the amplitude of the wheel speed signal detected by the wheel speed detecting means 12 to be a zero reference, and an amplifying means for amplifying the wheel speed signal. It is possible to convert the reference value of the wheel speed signal and amplify the wheel speed signal to enhance the amplitude of the wheel speed signal. The signal conversion means can calculate the difference between the amount of change in the wheel speed signal in a predetermined time and the amount of change in the subsequent predetermined time, so that the amplitude center of the wheel speed signal can be used as a zero reference. By passing the wheel speed signal through a high-pass filter or a band-pass filter, it is possible to convert the wheel speed signal so that the center of the amplitude of the wheel speed signal is based on zero.
【００４３】本実施の形態では、上述の信号変換手段及
び増幅手段が、車輪速信号にハイパスフィルタやバンド
パスフィルタを通過させることによって車輪速信号の振
幅中心をゼロ基準に変換する時のフィルタが２次の場合
について説明する。このフィルタの伝達関数Ｈ（ｚ）をIn the present embodiment, the signal conversion means and the amplifying means allow the wheel speed signal to pass through a high-pass filter or a band-pass filter to convert the center of amplitude of the wheel speed signal to the zero reference. The second case will be described. The transfer function H (z) of this filter is
【００４４】[0044]
【数１】 (Equation 1)
【００４５】とする。ここで、ａ1、ａ2、ｂ1及びｂ2は
フィルタ係数であり、Ｚ-1は１サンプル遅延である。Assume that Here, a 1 , a 2 , b 1 and b 2 are filter coefficients, and Z −1 is one sample delay.
【００４６】フィルタの実現には、フィルタの実数係数
を整数表現に正規化する必要がある。そこで、実数２
-BBPがフィルタの実数係数の整数表現時の１ビットに相
当するように正規化すると、（１）式は次式で表せるよ
うになる。To realize a filter, it is necessary to normalize the real number coefficients of the filter to an integer expression. Therefore, the real number 2
When -BBP is normalized so as to correspond to one bit in the integer representation of the real number coefficient of the filter, equation (1) can be expressed by the following equation.
【００４７】[0047]
【数２】 (Equation 2)
【００４８】ここで、ＬＢＰ＝２BBPである。Here, LBP = 2 BBP .
【００４９】ＢＢＰは正規化時の係数が計算上十分な桁
数を持つように設定し、該伝達関数に基づいて演算を行
うことによって、車輪速信号の振幅中心をゼロ基準に変
換することができる。The BBP is set so that the coefficient at the time of normalization has a sufficient number of digits for calculation, and by performing an operation based on the transfer function, it is possible to convert the amplitude center of the wheel speed signal into a zero reference. it can.
【００５０】周波数検出手段１８は、上述のように変換
された基準値（ゼロ基準）と車輪速信号の交差回数を所
定時間毎にカウントすることによって周波数を検出し、
空気圧状態判定手段２０は、周波数検出手段１８によっ
て検出された周波数に基づいて、タイヤ空気圧状態、例
えば、空気圧低下の判定を行う。The frequency detecting means 18 detects the frequency by counting the number of intersections between the reference value (zero reference) converted as described above and the wheel speed signal at predetermined time intervals.
The air pressure state determining means 20 determines a tire air pressure state, for example, a decrease in air pressure, based on the frequency detected by the frequency detecting means 18.
【００５１】また、選別手段１６は、例えば、車輪速信
号の共振振動成分に何らかのノイズが混入して車輪速信
号のＳ／Ｎ比が悪い場合、図７に示すように、車輪速信
号がゼロ交差しない区間が発生すると、周波数検出手段
１８によって検出された周波数が本来の周波数より小さ
くなり、周波数検出手段１８による周波数検出精度が低
下したり、スペクトルの主成分が相対的に小さくなるた
め、推定バラツキの増大を招くことになる。従って、車
輪速信号のＳ／Ｎ比の悪い信号を選別することによって
周波数検出精度の低下を防止することができると共に、
推定バラツキの増大を抑制することができる。なお、選
別手段１６は設けない構成としてもよいが、上述したよ
うに選別手段１６を設けることにより周波数検出精度を
向上することができるため設ける方がよい。In the case where the S / N ratio of the wheel speed signal is low due to any noise mixed in the resonance vibration component of the wheel speed signal, for example, as shown in FIG. When a section that does not intersect occurs, the frequency detected by the frequency detection unit 18 becomes lower than the original frequency, and the frequency detection accuracy by the frequency detection unit 18 decreases, or the main component of the spectrum becomes relatively small. This leads to an increase in variation. Therefore, by selecting a signal having a poor S / N ratio of the wheel speed signal, it is possible to prevent a decrease in frequency detection accuracy, and
An increase in estimated variation can be suppressed. Note that the selection means 16 may not be provided, but it is preferable to provide the selection means 16 because the accuracy of frequency detection can be improved by providing the selection means 16 as described above.
【００５２】続いて、上述のように構成されたタイヤ空
気圧検知装置１０の作用について説明する。Next, the operation of the tire pressure detecting device 10 configured as described above will be described.
【００５３】車輪速検出手段１２よって検出された車輪
速信号は、基準値設定手段１４へ出力される。基準値設
定手段１４では、上述したように、式（２）式の伝達関
数によって変換されるフィルタによって車輪速信号の振
幅中心をゼロ基準に変換する。The wheel speed signal detected by the wheel speed detecting means 12 is output to the reference value setting means 14. As described above, the reference value setting means 14 converts the amplitude center of the wheel speed signal to the zero reference by the filter converted by the transfer function of the equation (2).
【００５４】この伝達関数がマイクロコンピュータで演
算処理を行う際に桁落ちの少ないように演算するため
に、図３に示すような演算を行う。なお、ここでは、演
算に使用するマイクロコンピュータのデータ長が以下の
仕様となっている。加減算を行う場合には、１６ビット
長±１６ビット長→１６ビット長、３２ビット長±３２
ビット長→３２ビット長となり、乗算を行う場合には、
１６ビット長×１６ビット長→３２ビット長となる。In order to calculate the transfer function so as to reduce the loss of digits when performing the calculation processing by the microcomputer, the calculation as shown in FIG. 3 is performed. Here, the data length of the microcomputer used for the calculation has the following specifications. When performing addition / subtraction, 16 bit length ± 16 bit length → 16 bit length, 32 bit length ± 32
Bit length → 32 bit length, and when performing multiplication,
16 bit length × 16 bit length → 32 bit length.
【００５５】なお、Ｎビット右シフトは、２-N（Ｎ自然
数）を乗算することを意味し、Ｎビット左シフトは、２
Nを乗算することを意味する。また、図３では、ビット
右シフトを「＞＞」で示し、ビット左シフトを「＜＜」
で示す。The N-bit right shift means multiplying by 2 −N (N natural numbers), and the N-bit left shift is 2
Means multiplying by N. In FIG. 3, the bit right shift is indicated by “>>”, and the bit left shift is indicated by “<<”.
Indicated by
【００５６】同図において入力ｕ，内部出力ｙ及び定数
Ａ1，Ａ2，Ｂ0，Ｂ1，Ｂ2は１６ビット長である。まず
Ｘ0が入力ｕにＢ0を乗じたものに２段回の遅延演算子の
出力を加算することにより算出される。In the figure, the input u, the internal output y and the constants A 1 , A 2 , B 0 , B 1 and B 2 are 16 bits long. First, X 0 is calculated by adding the output of the delay operator in two stages to the input u multiplied by B 0 .
【００５７】Ｘ0は３２ビット長となっているが、フィ
ルタの帰還ループでＡ1，Ａ2との乗算を行わなければな
らないのでＸ0を１６ビット長に落とす必要がある。正
確にはＢBPビットだけ右シフトする。Although X 0 has a 32-bit length, it is necessary to reduce X 0 to a 16-bit length since multiplication with A 1 and A 2 must be performed in the feedback loop of the filter. More precisely, the right shift is performed by BBP bits.
【００５８】そこで図３では３２ビット長であるＸ0を
１６ビット長に納まるまで右シフトする。そのときの右
シフト量をＢD1とすると、Ｘ0をＢD1ビット右シフトし
たものがｙとなる。さらに残りのビットシフト量ＢD2＝
ＢBP−ＢD1を右シフトしなければならないが、この演算
はｙとＡ1，Ａ2との乗算の後に行なう。[0058] Therefore the X 0 is 32 bits long in FIG. 3 to shift right to fit into a 16-bit length. Assuming that the right shift amount at this time is B D1 , the value obtained by shifting X 0 to the right by B D1 bits is y. Further, the remaining bit shift amount B D2 =
B BP −B D1 must be shifted right, but this operation is performed after multiplication of y with A 1 and A 2 .
【００５９】ここで本来であればＸ0をＢBPビット右シ
フトすべきところをＢD1ビットだけ右シフトしているの
で、結果的に、この演算は、ｙをＢBP−ＢD1ビット左シ
フト、すなわち、２のＢBP−ＢD1乗の量を増幅している
ことになる。Here, since X 0 should be shifted right by B BP bits to the right, it is right shifted by B D1 bits. As a result, this operation results in shifting y by B BP −B D1 bits to the left. That is, the amount of 2 B BP −BD 1 power is amplified.
【００６０】このようにすることによって、乗算におけ
るデータ長の制約の範囲で演算時の桁落ちを低減するこ
とができる。更に、フィルタの内部出力ｙをＢD2ビット
右シフトしたものがフィルタの出力となるが、これだけ
ではビットシフトしたことによって桁落ちが発生するた
め、事前に１６ビット左シフト（２16倍増幅）してから
ＢD2ビット右シフトする。すなわち、結果的に（１６−
ＢD2）ビット左シフトする。ここで得られた出力ｙ0は
出力を増幅していることになるので、基準値との交差を
検出する検出精度を高めることができる。By doing so, it is possible to reduce the digit loss at the time of calculation within the range of the restriction on the data length in multiplication. Further, the output of the filter is obtained by shifting the internal output y of the filter to the right by BD2 bits. However, if this is used alone, the bit shift causes a digit loss, so that the filter is shifted 16 bits to the left (2 16 times amplification) in advance. And then right-shift by BD2 bits. That is, (16-
B D2 ) shift left by bits. The output y 0 obtained here will be that amplifies the output, it is possible to increase the detection accuracy for detecting the crossing of a reference value.
【００６１】図４（Ｂ）には、車輪速信号の振幅中心を
ゼロ基準に変換したのみの場合の車輪速信号の振動成分
波形が示されており、図４（Ｂ）の矢印Ａの部分は演算
時の桁落ちによってゼロ基準と交差していない部分を示
し、車輪速信号とゼロ基準との交差点を検出する検出精
度が悪くなることがわかる。FIG. 4B shows a vibration component waveform of the wheel speed signal when only the center of the amplitude of the wheel speed signal is converted to the zero reference, and the portion indicated by the arrow A in FIG. 4B is shown. Indicates a portion that does not intersect with the zero reference due to a digit loss at the time of calculation, and it can be seen that the detection accuracy for detecting the intersection between the wheel speed signal and the zero reference deteriorates.
【００６２】一方、図４（Ａ）には、基準値設定手段１
４の信号変換手段及び増幅手段として上述のようにハイ
パスフィルタやバンドパスフィルタを通すことによって
車輪速信号の振幅中心がゼロ基準となるように補正し、
その時の出力（車輪速信号）が増幅された振動成分波形
が示されている。図４（Ａ）に示されるように、図４
（Ｂ）の矢印Ａの部分が補正され、車輪速信号とゼロ基
準との交差の検出精度が向上されていることがわかる。On the other hand, FIG.
As described above, the signal is passed through a high-pass filter or a band-pass filter as the signal converting means and the amplifying means, so that the amplitude center of the wheel speed signal is corrected to the zero reference,
A vibration component waveform in which the output (wheel speed signal) at that time is amplified is shown. As shown in FIG.
It can be seen that the portion indicated by the arrow A in (B) is corrected, and the detection accuracy of the intersection between the wheel speed signal and the zero reference is improved.
【００６３】なお、この演算においてフィルタの内部出
力ｙをＢD2ビット右シフトした後に１６ビット左シフト
（２16倍増幅）しても、ビットシフトによって失われた
情報は戻らないので、１６ビット左シフト（２16倍増
幅）してからＢD2ビット右シフトすることが必要であ
る。[0063] Incidentally, even when 16-bit left shift after B D2 bit right shift the internal output y of the filter in the operation (2 16-fold amplification), does not return to information lost by bit shifting, 16 bits to the left it is necessary from the shift (2 16-fold amplification) to B D2 bit right shift.
【００６４】また、２16倍の増幅としたが、この値に限
るものではなく、車輪速信号のゼロ交差の検出に十分な
精度が確保される値であればよい。[0064] Furthermore, although the two 16-fold amplification is not limited to this value may be a value that sufficient accuracy can be ensured for the detection of the zero crossing of the wheel speed signal.
【００６５】続いて、周波数検出の処理について、図５
に示すフローチャートを参照して説明する。Next, the frequency detection process will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
【００６６】はじめに、ステップ１００で、上述したよ
うに基準値設定手段１４によって基準値の補正（変換）
が行われた車輪速信号を入力し、ステップ１０２へ移行
する。ステップ１０２では、所定時間に周波数検出処理
を行った回数ｋに１を加算し、ステップ１０４へ移行す
る。ステップ１０４では、車輪速信号が符号反転、すな
わち、観測サンプルがゼロ基準と交差したか否かが判定
される。First, in step 100, the reference value is corrected (converted) by the reference value setting means 14 as described above.
Is input, and the process proceeds to step 102. In step 102, 1 is added to the number k of times the frequency detection process has been performed in the predetermined time, and the process proceeds to step 104. In step 104, it is determined whether the wheel speed signal has inverted sign, that is, whether the observed sample has crossed the zero reference.
【００６７】ステップ１０４で、符号反転していないと
判定されるとステップ１００へ戻り上述のステップ１０
０〜ステップ１０４が繰り返される。ステップ１０４
で、符号反転したと判定されるとステップ１０６へ移行
し、ステップ１０６で符号反転回数ｃに１を加算（符号
判定回数を積算）し、ステップ１０８へ移行する。If it is determined in step 104 that the sign has not been inverted, the process returns to step 100 and returns to step 10 described above.
Steps 0 to 104 are repeated. Step 104
If it is determined that the sign has been inverted, the process proceeds to step 106, where 1 is added to the number of sign inversions c (the number of sign determinations is integrated), and the process proceeds to step 108.
【００６８】ステップ１０８では、ｋ＝ｎ、すなわち、
所定時間に周波数検出処理を行った回数ｋが所定時間を
規定する規定回数ｎに達したか否か判定される。ステッ
プ１０８でｋ＝ｎではないと判定されると、ステップ１
００へ戻り、ステップ１０８でｋ＝ｎと判定されるま
で、上述のステップ１００〜ステップ１０８が繰り返さ
れる。In step 108, k = n, that is,
It is determined whether the number k of times that the frequency detection process has been performed in the predetermined time has reached a specified number n that specifies the predetermined time. If it is determined in step 108 that k = n is not satisfied, step 1 is executed.
Returning to 00, steps 100 to 108 described above are repeated until it is determined in step 108 that k = n.
【００６９】また、ステップ１０８でｋ＝ｎであると判
定されると、ステップ１１０へ移行し、選別手段１６に
よる選別（詳細は後述）が行われ、選別するか否か判定
される。判定が肯定されるとステップ１１２へ移行す
る。If it is determined in step 108 that k = n, the process proceeds to step 110, where the selection unit 16 performs selection (details will be described later), and determines whether or not to perform selection. If the determination is affirmative, the process proceeds to step 112.
【００７０】ステップ１１２では、Ｋ＝Ｋ＋ｎ、Ｃ＝Ｃ
＋ｎとして、ステップ１１４へ移行し、ステップ１１４
でＫ＝Ｎか否か、すなわち、サンプル数Ｎが所定値Ｎに
なったか否か判定される。In step 112, K = K + n, C = C
+ N, the process proceeds to step 114, and step 114
It is determined whether or not K = N, that is, whether or not the number of samples N has reached a predetermined value N.
【００７１】ステップ１１４の判定が肯定されると、ス
テップ１１６へ移行して、車輪速信号がゼロ基準と交差
した総合回数Ｃが出力され、該総合回数Ｃに基づいて周
波数検出手段１８によって、周波数が検出される。な
お、周波数の検出は、符号反転回数の総合回数Ｃ及び所
定値Ｎになるまでにかかった時間Ｔをｆ＝Ｃ／（２Ｔ
Ｎ）に代入することにより検出が可能である。If the determination at step 114 is affirmative, the routine proceeds to step 116, where the total number of times C at which the wheel speed signal has crossed the zero reference is output. Is detected. In addition, the frequency is detected by calculating the total number C of the number of sign inversions and the time T required to reach the predetermined value N by f = C / (2T
N) can be detected.
【００７２】一方、ステップ１１０及びステップ１１４
の判定が否定された場合には、ステップ１１８へ移行
し、周波数検出処理を行った回数ｋ及び符号反転回数の
積算値ｃを０としてステップ１００へ戻り、上述のステ
ップ１００からの処理がそれぞれのステップ１１０及び
ステップ１１４の判定が肯定されるまで繰り返される。On the other hand, steps 110 and 114
Is negative, the process proceeds to step 118, where the number k of frequency detection processes performed and the integrated value c of the number of sign inversions are set to 0, and returns to step 100. The steps are repeated until the determinations in steps 110 and 114 are affirmed.
【００７３】このように本実施の形態のタイヤ空気圧検
知装置１０では、車輪速検出手段１２によって検出され
た車輪速信号（図６（Ａ））は、基準値設定手段１４に
よって、車輪速信号の振幅中心がゼロ基準に補正される
（図６（Ｂ））と共に、車輪速信号が増幅される（図６
（Ｃ））。そして、車輪速信号とゼロ基準との所定時間
の交差回数（符号反転回数）をカウントすることによっ
て車輪速信号の周波数を検出することができるので、高
速フーリエ変換演算等の複雑な演算を行うことなく、車
輪速信号の周波数を容易に検出することができる。As described above, in the tire pressure detecting device 10 of the present embodiment, the wheel speed signal (FIG. 6A) detected by the wheel speed detecting means 12 is converted by the reference value setting means 14 into the wheel speed signal. The center of amplitude is corrected based on zero (FIG. 6B), and the wheel speed signal is amplified (FIG. 6).
(C)). Since the frequency of the wheel speed signal can be detected by counting the number of crossings (number of sign inversions) between the wheel speed signal and the zero reference for a predetermined time, complicated calculations such as fast Fourier transform calculations can be performed. Therefore, the frequency of the wheel speed signal can be easily detected.
【００７４】なお、本実施の形態では、選別された複数
の期間（時間）の符合反転回数の総合回数Ｃを、サンプ
ル数Ｋが所定値Ｎになったと判断された時に出力し、周
波数を検出するようにしたが、例えば、総合回数Ｃがあ
る所定値を越えた時や選別手段１６において周波数検出
に使用される信号を選別した回数が所定値になった時
（選別手段１６で所定値Ｙとなった回数）に、周波数を
検出するようにしてもよい。In the present embodiment, the total number C of the number of sign reversals in a plurality of selected periods (hours) is output when it is determined that the number K of samples has reached the predetermined value N, and the frequency is detected. For example, when the total number C exceeds a predetermined value or when the number of times the signal used for frequency detection is selected by the selection unit 16 reaches a predetermined value (the predetermined value Y is selected by the selection unit 16). The frequency may be detected at (the number of times).
【００７５】また、本実施の形態では、選別された複数
の期間（時間）の車輪速信号と基準値との交差回数の総
合回数を用いて周波数を検出するようにしたが、選別さ
れた複数の期間の車輪速信号と基準値との交差回数の総
合回数を統計的に処理した値（メジアン（中央値）や最
頻度値など）を用いてもよい。In the present embodiment, the frequency is detected using the total number of intersections between the wheel speed signal and the reference value in a plurality of selected periods (hours). (Median (median value), the most frequent value, etc.) obtained by statistically processing the total number of times of intersection between the wheel speed signal and the reference value during the period.
【００７６】ところで、選別手段１６は、車輪速信号の
共振周波数が容易に検知できる特徴を活かして以下のよ
うにして車輪速信号の選別を行う。By the way, the selection means 16 performs the selection of the wheel speed signal in the following manner by utilizing the characteristic that the resonance frequency of the wheel speed signal can be easily detected.
【００７７】バンドパスフィルタ通過後の信号の所定区
間での車輪速信号のゼロ基準との交差回数をＣ１、この
信号をｎ（ｎは自然数）回微分（或いは差分）した信号
の同区間でのゼロ基準との交差回数をＣ２とし、その差
α α＝Ｃ２−Ｃ１ ・・・（３） を（３）式により求め、αが所定の値を越えた時にその
区間における車輪速信号とゼロ基準との交差回数のカウ
ント値を採用しないようにする。The number of intersections of the wheel speed signal with the zero reference in a predetermined section of the signal after passing through the band-pass filter is C1, and the signal obtained by differentiating (or differentiating) this signal n (n is a natural number) times is the same. The number of intersections with the zero reference is defined as C2, and the difference αα = C2−C1 (3) is obtained by equation (3). When α exceeds a predetermined value, the wheel speed signal and the zero reference in that section are obtained. Do not adopt the count value of the number of intersections with.
【００７８】このような判定を行うことによって、例え
ば図７に示すような場合には、車輪速信号とゼロ基準と
の交差点の取りこぼしが多いほどαが大きくなるため、
推定周波数（周波数検出手段１８によって検出された周
波数）の落ち込みを抑制することができる。By making such a determination, for example, in the case shown in FIG. 7, the greater the number of intersections between the wheel speed signal and the zero reference is missing, the larger α becomes.
A drop in the estimated frequency (the frequency detected by the frequency detection unit 18) can be suppressed.
【００７９】また、Ｓ／Ｎ比が悪い信号は、上述のよう
な微分操作に敏感であるため、同様に採用しないように
することできる。たとえば、図１０に示すように信号ａ
のＳ／Ｎ比が良い場合は、信号ａと差分信号のピーク時
の差は小さいが、（図１０（Ａ））、Ｓ／Ｎ比が悪い場
合は、信号ａとの差分信号のピーク時の差は大きくなる
（図１０（Ｂ））。理論的には以下のように説明でき
る。Further, a signal having a poor S / N ratio is sensitive to the above-described differential operation, and can be similarly not used. For example, as shown in FIG.
When the S / N ratio is good, the difference between the signal a and the difference signal at the peak is small (FIG. 10A). When the S / N ratio is bad, the difference between the signal a and the signal a is small. (FIG. 10B). Theoretically, it can be explained as follows.
【００８０】いま、車輪速信号の共振特性を２次特性で
近似すると、車輪速信号は次式の特性に従うことにな
る。If the resonance characteristic of the wheel speed signal is approximated by the secondary characteristic, the wheel speed signal follows the following characteristic.
【００８１】[0081]
【数３】 (Equation 3)
【００８２】ここで、ｄは路面からの入力、ζは共振系
の減衰係数である。ζが大きくなるほど共振が減衰し、
ζ＝１／√２で臨界振動（共振点消滅）となる。Here, d is an input from the road surface, and ζ is a damping coefficient of the resonance system. The resonance is attenuated as ζ increases,
When ζ = 1 / √2, critical vibration (resonance point disappearance) occurs.
【００８３】（３）式におけるピーク角周波数はThe peak angular frequency in equation (3) is
【００８４】[0084]
【数４】 (Equation 4)
【００８５】また、（３）式を１階微分した信号のピー
ク角周波数は、The peak angular frequency of the signal obtained by differentiating the equation (3) by the first order is:
【００８６】[0086]
【数５】 (Equation 5)
【００８７】２階微分した信号のピーク角周波数は、The peak angular frequency of the second-order differentiated signal is
【００８８】[0088]
【数６】 (Equation 6)
【００８９】となる。## EQU11 ##
【００９０】ここで、２階微分した信号にピーク角周波
数を用いて、（３）式と同様な判定値を導出すると、Here, when a decision value similar to the equation (3) is derived using the peak angular frequency for the second-order differentiated signal,
【００９１】[0091]
【数７】 (Equation 7)
【００９２】となる。この値βは、ζ＝０で０の値とな
り、ζの増加に対して単調増加し、ζ→１／√２で∞と
なる。Is obtained. The value β becomes 0 when ζ = 0, increases monotonically with the increase in ∞, and becomes ∞ when ζ → 1 / √2.
【００９３】従って、判定値βも同様にＳ／Ｎ比の悪い
信号（＝ζの大きな信号）に対しては大きな値を取り得
ることがわかる。しかし、実際にはバンドパスフィルタ
を通しているため、この通過帯域で決まる値に飽和する
ことになる。Accordingly, it can be seen that the judgment value β can also take a large value for a signal having a poor S / N ratio (a signal having a large ζ). However, since the light is actually passed through a bandpass filter, the saturation occurs at a value determined by this pass band.
【００９４】また、極めて突出したノイズ（エンジンノ
イズ等）が含まれる場合は、逆にζは０に近づくので、
αの下方側にも所定の閾値を設けることで、極めて突出
したノイズを除くことができる。When extremely prominent noise (such as engine noise) is included, ζ approaches 0,
By providing a predetermined threshold value below α, extremely prominent noise can be eliminated.
【００９５】なお、１階微分信号のピーク角周波数との
差は、 ωｐ１−ωｐ＝ωｐ｛１−√（１−ζ＾２）｝ となる。これより、同じζの場合、２階微分信号のピー
ク角周波数との差の方が１階微分信号のピーク角周波数
との差より大きくなる、、すなわち感度が高くなること
がわかる。これは、さらに２階微分信号より３階微分信
号の方がより感度が高くなることになり、一般的にｎ階
微分信号（ｎは自然数）のピーク角周波数との差をとる
ことによって信号のＳ／Ｎを判断することができ、ｎを
大きくとることによって選別の感度を上げることが可能
である。The difference between the first derivative signal and the peak angular frequency is ω p1 −ω p = ω p {1-{(1- {2)}}. From this, it can be seen that, in the case of the same ζ, the difference between the peak angular frequency of the second derivative signal and the peak angular frequency of the first derivative signal is larger, that is, the sensitivity is higher. This means that the third-order differential signal has higher sensitivity than the second-order differential signal. Generally, the difference between the peak angular frequency of the n-th differential signal (n is a natural number) and the signal is obtained. The S / N can be determined, and the selection sensitivity can be increased by increasing n.
【００９６】同様なことが、信号の共振周波数と相関の
ある零交差回数の差でも存在し、一般にｎ階差分信号
（あるいは微分信号）の零交差回数との差より選別する
ことができる。The same applies to the difference between the number of zero crossings correlated with the resonance frequency of the signal, and can be generally selected from the difference between the number of zero crossings of the n-th difference signal (or the differential signal).
【００９７】ただし、演算負荷や差分演算時に発生する
演算誤差等を考慮するとｎはあまり大きくせずにｎ＝２
程度が望ましい値となる。However, in consideration of the calculation load and the calculation error generated at the time of the difference calculation, n is not so large and n = 2.
The degree is a desirable value.
【００９８】次に、上述のようにして検出された交差回
数に基づく、空気圧状態判定手段２０による空気圧状態
判定について説明する。Next, the determination of the air pressure state by the air pressure state determination means 20 based on the number of intersections detected as described above will be described.
【００９９】正常空気圧における車輪速検出手段１２に
よって検出される車輪速信号から上述のようにして交差
回数を検出しておくことによって、交差回数の変動から
タイヤ空気圧の変動を検出することができる。By detecting the number of intersections as described above from the wheel speed signal detected by the wheel speed detection means 12 at normal air pressure, a change in tire pressure can be detected from a change in the number of intersections.
【０１００】図８に示すように、ある速度におけるタイ
ヤ空気圧を段階的に低下された時に、例えば１分間毎の
車輪速信号とゼロ基準との交差回数の積算値は変動し、
タイヤ空気圧の低下と共に、該交差回数も低下し、タイ
ヤ空気圧と車輪速信号とゼロ基準との交差回数の積算値
が相関関係を有する特性となっている。すなわち、車輪
速信号とゼロ基準との交差回数からタイヤ空気圧の低下
を判定することが可能である。また、１分毎の交差回数
の積算値から周波数を算出することができるので、周波
数検出手段１８によって算出された周波数とタイヤ空気
圧とは相関関係にある。従って、定常時のタイヤ空気圧
の周波数を予め測定しておくことによって、経時的にタ
イヤ空気圧が低下した際に、その時の車輪速信号から周
波数を検出することによって、タイヤ空気圧の低下を検
知することもできる。As shown in FIG. 8, when the tire pressure at a certain speed is reduced stepwise, for example, the integrated value of the number of intersections between the wheel speed signal and the zero reference every minute changes,
As the tire pressure decreases, the number of crossings also decreases, and the tire pressure and the integrated value of the number of crossings between the wheel speed signal and the zero reference have a correlation. That is, it is possible to determine a decrease in tire air pressure from the number of intersections between the wheel speed signal and the zero reference. In addition, since the frequency can be calculated from the integrated value of the number of intersections per minute, the frequency calculated by the frequency detecting means 18 and the tire pressure have a correlation. Therefore, by measuring the frequency of the tire pressure in the steady state in advance, when the tire pressure decreases over time, it is possible to detect the decrease in the tire pressure by detecting the frequency from the wheel speed signal at that time. Can also.
【０１０１】また、速度毎にタイヤ空気圧に対応する車
輪速信号の周波数を予め記憶しておくことによって、周
波数検出手段１８によって検出された周波数から、タイ
ヤの空気圧を検知することも可能となる。By storing in advance the frequency of the wheel speed signal corresponding to the tire pressure for each speed, the tire pressure can be detected from the frequency detected by the frequency detecting means 18.
【０１０２】続いて本実施の形態のタイヤ空気圧検知装
置の変形例について説明する。Next, a modified example of the tire pressure detecting device of the present embodiment will be described.
【０１０３】図９に示すように、タイヤ空気圧検知装置
は、上述のタイヤ空気圧検知装置１０に対して、車輪速
検出手段１２によって検出された車輪速信号における所
定周波数帯域のみを通過させる通過手段３０と、周波数
検出手段１８により、上述したように検出された周波数
に基づいて通過手段３０を通過する所定周波数帯域を補
正する補正手段３２を備えた構成とされている。As shown in FIG. 9, the tire pressure detecting device is different from the tire pressure detecting device 10 in that the passing means 30 passes only a predetermined frequency band in the wheel speed signal detected by the wheel speed detecting means 12. And a correcting means 32 for correcting a predetermined frequency band passing through the passing means 30 based on the frequency detected by the frequency detecting means 18 as described above.
【０１０４】なお、通過手段３０は、車輪速検出手段１
２によって検出された各車輪の車輪速度信号の所定周波
数成分のみを通過させる。例えば、車輪速信号の共振周
波数と予想される周波数を中心として一定の帯域の周波
数成分のみを通過させるバンドパスフィルタや、該共振
周波数成分を含む高周波帯域の周波数成分のみを通過さ
せるハイパスフィルタなどで構成することができる。Note that the passage means 30 is provided with the wheel speed detecting means 1.
2 passes only the predetermined frequency component of the wheel speed signal of each wheel detected by step 2. For example, a band-pass filter that passes only a frequency component in a certain band around a frequency expected to be a resonance frequency of a wheel speed signal, a high-pass filter that passes only a frequency component in a high-frequency band including the resonance frequency component, or the like. Can be configured.
【０１０５】このように通過手段３０を設けることによ
って、タイヤ空気圧に係る成分の周波数成分のみを抽出
することができ、更に、補正手段３２により通過手段３
０を通過する所定周波数が補正されるので、必要のない
ノイズは概ね除外され、タイヤ空気圧の検出精度を向上
することができる。By providing the passage means 30 in this way, it is possible to extract only the frequency component of the component relating to the tire air pressure.
Since the predetermined frequency passing through 0 is corrected, unnecessary noise is substantially excluded, and the detection accuracy of the tire pressure can be improved.
【０１０６】[0106]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、検
出された車輪速信号からタイヤの空気圧状態の高精度な
判定を容易に行うことができるタイヤ空気圧検知装置を
提供することができる、という効果がある。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a tire pressure detecting device capable of easily determining a tire pressure state with high accuracy from a detected wheel speed signal. This has the effect.
【図１】本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧検知装
置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a tire pressure detecting device according to an embodiment of the present invention.
【図２】車輪速検出手段の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a wheel speed detecting unit.
【図３】フィルタの伝達関数を説明するための図であ
る。FIG. 3 is a diagram for explaining a transfer function of a filter.
【図４】（Ａ）車輪速信号を演算時の桁落ちが抑制され
るようにゼロ基準に補正し、増幅した場合の図であり、
（Ｂ）車輪速信号をゼロ基準にそのまま補正した場合の
図である。FIG. 4A is a diagram showing a case where a wheel speed signal is corrected based on a zero reference so as to suppress a digit loss at the time of calculation and is amplified,
(B) is a diagram in the case where the wheel speed signal is directly corrected based on zero.
【図５】周波数検出の処理を示すフローチャートであ
る。FIG. 5 is a flowchart showing a frequency detection process.
【図６】（Ａ）車輪速信号の一例を示す図であり、
（Ｂ）車輪速信号の振幅中心をゼロ基準に補正した車輪
速信号を表す図であり、（Ｃ）車輪速信号の振幅中心を
ゼロ基準に補正すると共に増幅した車輪速信号を表す図
である。FIG. 6A is a diagram showing an example of a wheel speed signal;
(B) is a diagram illustrating a wheel speed signal in which the center of amplitude of the wheel speed signal is corrected based on zero, and (C) is a diagram illustrating a wheel speed signal in which the center of amplitude of the wheel speed signal is corrected based on zero and amplified. .
【図７】車輪速信号の振動成分を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a vibration component of a wheel speed signal.
【図８】タイヤ空気圧を段階的に低下させた時の周波数
変動を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a frequency variation when the tire air pressure is reduced stepwise.
【図９】本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧検知装
置の変形例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a modified example of the tire pressure detecting device according to the embodiment of the present invention.
【図１０】信号ａと差分信号の零基準との交差回数のカ
ウント値の差と共振周波数の関係を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the difference between the count value of the number of intersections between the signal a and the zero reference of the difference signal and the resonance frequency.
１０ タイヤ空気圧検知装置 １２ 車輪速検出手段 １４ 基準値設定手段 １６ 選別手段 １８ 周波数検出手段 ２０ 空気圧状態判定手段 ３０ 通過手段 ３２ 補正手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Tire pressure detecting device 12 Wheel speed detecting means 14 Reference value setting means 16 Sorting means 18 Frequency detecting means 20 Air pressure state determining means 30 Passing means 32 Correcting means
Claims (12)
輪速検出手段と、 前記車輪速検出手段より出力される車輪速信号の振幅中
心を基準値とする基準値設定手段と、 前記基準値設定手段により設定された基準値に対する前
記車輪速信号の交差回数に基づいて前記タイヤの空気圧
状態を判定するタイヤ空気圧状態判定手段と、 を備えることを特徴とするタイヤ空気圧検知装置。1. a wheel speed detecting means for detecting a wheel speed of a wheel including a tire; a reference value setting means for setting a center of an amplitude of a wheel speed signal output from the wheel speed detecting means as a reference value; A tire pressure state determining unit that determines a tire pressure state based on the number of times the wheel speed signal intersects a reference value set by a setting unit.
の所定時間における変化量に基づいて前記基準値を設定
することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧検
知装置。2. The tire pressure detecting device according to claim 1, wherein the reference value setting means sets the reference value based on a change amount of the wheel speed signal during a predetermined time.
の振幅中心がゼロ基準となる信号に変換する信号変換手
段を含むことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気
圧検知装置。3. The tire pressure detecting device according to claim 1, wherein the reference value setting unit includes a signal converting unit that converts the amplitude center of the wheel speed signal into a signal having a zero reference.
信号を増幅する増幅手段を含むことを特徴とする請求項
３に記載のタイヤ空気圧検知装置。4. The tire pressure detecting device according to claim 3, wherein the reference value setting means further includes an amplifying means for amplifying the wheel speed signal.
信号を通過させる通過手段と、前記車輪速信号の周波数
を検出する周波数検出手段により検出された周波数に基
づいて、前記通過手段の所定周波数帯域を補正する補正
手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項
４の何れか１項に記載のタイヤ空気圧検知装置。5. A predetermined frequency of said passing means based on a frequency detected by a passing means for passing a signal of only a predetermined frequency band of said wheel speed signal and a frequency detecting means for detecting a frequency of said wheel speed signal. The tire pressure detecting device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a correction unit configured to correct a band.
波数帯域の中心が前記周波数検出手段により検出された
周波数となるように補正することを特徴とする請求項５
に記載のタイヤ空気圧検知装置。6. The apparatus according to claim 5, wherein the correction means corrects the center of a predetermined frequency band of the passing means so as to be a frequency detected by the frequency detecting means.
The tire pressure detecting device according to any one of the above.
する算出手段と、該判断値に基づいて必要な信号を選別
する選別手段を、更に備えることを特徴とする請求項１
乃至請求項４の何れか１項に記載のタイヤ空気圧検知装
置。7. The apparatus according to claim 1, further comprising: calculating means for calculating a judgment value for selecting the wheel speed signal; and selecting means for selecting a necessary signal based on the judgment value.
The tire pressure detecting device according to claim 1.
基づいて前記車輪速信号の周波数を検出することを特徴
とする請求項５に記載のタイヤ空気圧検知装置。8. The tire pressure detecting device according to claim 5, wherein the frequency detecting means detects a frequency of the wheel speed signal based on the number of intersections.
しての前記所定時間をＴ、前記測定サンプル数をＮ、前
記交差回数をＣとすると周波数ｆ＝Ｃ／（２ＴＮ）によ
って算出することを特徴とする請求項８に記載のタイヤ
空気圧検知装置。9. The frequency detection means calculates the frequency f = C / (2TN) where T is the predetermined time as a measurement sample, N is the number of measurement samples, and C is the number of crossings. The tire pressure detecting device according to claim 8, wherein
前記交差回数と前記車輪速信号の変化に対応して変化す
るように変換した信号の前記基準値に対する交差回数と
の比較値を算出することを特徴とする請求項７に記載の
タイヤ空気圧検知装置。10. The calculating means according to claim 1, wherein:
The tire pressure detection device according to claim 7, wherein a comparison value between the number of intersections and the number of intersections with respect to the reference value of a signal converted so as to change in response to a change in the wheel speed signal is calculated. .
するように行う前記変換は、ｎ回差分又はｎ回微分（ｎ
は自然数）であることを特徴とする請求項１０に記載の
タイヤ空気圧検知装置。11. The conversion, which is performed so as to change in response to a change in the wheel speed signal, is performed by n-times differential or n-times differential (n
The tire pressure detecting device according to claim 10, wherein is a natural number.
状態であることを特徴とする請求項１乃至請求項１１の
何れか１項に記載のタイヤ空気圧検知装置。12. The tire air pressure detecting device according to claim 1, wherein the air pressure state is a tire air pressure drop state.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26711699A JP3428524B2 (en) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | Tire pressure detector and wheel speed signal frequency detector |
| US09/666,137 US6591670B1 (en) | 1999-09-21 | 2000-09-20 | Device for detecting wheel speed signal frequency |
| EP00120647A EP1086834A3 (en) | 1999-09-21 | 2000-09-21 | Device for estimating tire air pressure state, and device for detecting wheel speed signal frequency |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26711699A Expired - Fee Related JP3428524B2 (en) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | Tire pressure detector and wheel speed signal frequency detector |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3428524B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003065871A (en) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Nissan Motor Co Ltd | Ground contact length detection device of wheel tire |
| DE10349625B4 (en) * | 2002-10-25 | 2013-02-14 | Advics Co., Ltd. | Tire pressure sensing device |
| KR101558973B1 (en) | 2013-12-13 | 2015-10-12 | 현대오트론 주식회사 | Method and apparatus for detecting decrease in tire air pressure |
| US10399395B2 (en) | 2016-11-24 | 2019-09-03 | Hyundai Motor Company | Vehicle and method for controlling the same |
-
1999
- 1999-09-21 JP JP26711699A patent/JP3428524B2/en not_active Expired - Fee Related
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| KR101558973B1 (en) | 2013-12-13 | 2015-10-12 | 현대오트론 주식회사 | Method and apparatus for detecting decrease in tire air pressure |
| US10399395B2 (en) | 2016-11-24 | 2019-09-03 | Hyundai Motor Company | Vehicle and method for controlling the same |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3428524B2 (en) | 2003-07-22 |
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