JP3136772B2 - タイヤ空気圧検知装置 - Google Patents
タイヤ空気圧検知装置Info
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- JP3136772B2 JP3136772B2 JP04164186A JP16418692A JP3136772B2 JP 3136772 B2 JP3136772 B2 JP 3136772B2 JP 04164186 A JP04164186 A JP 04164186A JP 16418692 A JP16418692 A JP 16418692A JP 3136772 B2 JP3136772 B2 JP 3136772B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両のタイヤの空気圧
を検知するタイヤ空気圧検知装置に関するものである。
を検知するタイヤ空気圧検知装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、タイヤの空気圧を検知する装
置として、各車輪の車輪速度を検出する車輪速度センサ
の検出信号に基づいて、車両のタイヤの空気圧を間接的
に検知する装置が提案されている。これはタイヤの空気
圧に応じてタイヤ半径が変化し、車輪速度が変化するこ
とを利用したものである。
置として、各車輪の車輪速度を検出する車輪速度センサ
の検出信号に基づいて、車両のタイヤの空気圧を間接的
に検知する装置が提案されている。これはタイヤの空気
圧に応じてタイヤ半径が変化し、車輪速度が変化するこ
とを利用したものである。
【0003】
【発明は解決しようとする課題】しかしながら、検出対
象であるタイヤ半径は、摩耗等による個体差があった
り、旋回、制動、発進等の走行状態の影響を受けやす
い。さらに、近年普及が著しいラジアルタイヤは、タイ
ヤ空気圧の変化によるタイヤ半径の変形量が小さい(例
えば、タイヤの空気圧が1kg/cm2低下したとき、
タイヤ半径の変形量は約1mmである。)。このような
理由から、タイヤ半径の変形量からタイヤ空気圧の変化
を間接的に検知する方式は、検知精度が充分に確保でき
ないという問題がある。
象であるタイヤ半径は、摩耗等による個体差があった
り、旋回、制動、発進等の走行状態の影響を受けやす
い。さらに、近年普及が著しいラジアルタイヤは、タイ
ヤ空気圧の変化によるタイヤ半径の変形量が小さい(例
えば、タイヤの空気圧が1kg/cm2低下したとき、
タイヤ半径の変形量は約1mmである。)。このような
理由から、タイヤ半径の変形量からタイヤ空気圧の変化
を間接的に検知する方式は、検知精度が充分に確保でき
ないという問題がある。
【0004】そこで本願発明者らは上記問題に鑑み、バ
ネ下の上下方向あるいは前後方向の共振周波数fKを抽
出し、この共振周波数fKに基づく低下偏差(f0−
fK)と所定偏差△fを比較することにより、タイヤの
空気圧の状態を検知する装置を発明し、これを出願した
(特願平3−294622号)。しかしながら、車輪の回
転速度に基づいた振動周波数の共振周波数に影響を与え
る要因として、タイヤ空気圧以外にタイヤ・ホイールの
材質及び重量等がある。ユーザがこれらの種別を変更し
た場合は、ばね下荷重及びばね定数が変わり共振周波数
とタイヤ空気圧間の特性が変化し、タイヤ空気圧の状態
を正しく検知できないという問題点がある。本発明は上
記問題点を解決するためになされたもので、ばね下荷重
及びばね定数の変化により共振周波数とタイヤ空気圧間
の特性が変わっても確実にタイヤ空気圧の状態を検知で
きるタイヤ空気圧検知装置を提供することを目的とする
ものである。
ネ下の上下方向あるいは前後方向の共振周波数fKを抽
出し、この共振周波数fKに基づく低下偏差(f0−
fK)と所定偏差△fを比較することにより、タイヤの
空気圧の状態を検知する装置を発明し、これを出願した
(特願平3−294622号)。しかしながら、車輪の回
転速度に基づいた振動周波数の共振周波数に影響を与え
る要因として、タイヤ空気圧以外にタイヤ・ホイールの
材質及び重量等がある。ユーザがこれらの種別を変更し
た場合は、ばね下荷重及びばね定数が変わり共振周波数
とタイヤ空気圧間の特性が変化し、タイヤ空気圧の状態
を正しく検知できないという問題点がある。本発明は上
記問題点を解決するためになされたもので、ばね下荷重
及びばね定数の変化により共振周波数とタイヤ空気圧間
の特性が変わっても確実にタイヤ空気圧の状態を検知で
きるタイヤ空気圧検知装置を提供することを目的とする
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるタイヤ空気圧検知装置は、車両の走行
時に、各タイヤ毎に振動周波数成分を含む信号として、
車輪の回転速度に応じた車輪速度信号を出力する車輪速
度センサと、前記各車輪速度信号からタイヤの共振周波
数成分の信号を抽出する抽出手段と、前記各共振周波数
成分の信号から演算される前輪若しくは後輪の左右両輪
の共振周波数の差を求める共振周波数差算出手段と、共
振周波数差と判定値との比較により前輪若しくは後輪の
左右何れか一方のタイヤの空気圧が低下したことを検知
する検知手段とを備えたことを特徴とする。
に、本発明によるタイヤ空気圧検知装置は、車両の走行
時に、各タイヤ毎に振動周波数成分を含む信号として、
車輪の回転速度に応じた車輪速度信号を出力する車輪速
度センサと、前記各車輪速度信号からタイヤの共振周波
数成分の信号を抽出する抽出手段と、前記各共振周波数
成分の信号から演算される前輪若しくは後輪の左右両輪
の共振周波数の差を求める共振周波数差算出手段と、共
振周波数差と判定値との比較により前輪若しくは後輪の
左右何れか一方のタイヤの空気圧が低下したことを検知
する検知手段とを備えたことを特徴とする。
【0006】
【作用】上記構成により、各タイヤの振動周波数成分を
含む車輪速度センサの検出信号から、各タイヤの共振周
波数成分の信号を抽出し、これら各共振周波数成分の信
号から演算した前輪若しくは後輪の左右の車輪の共振周
波数の差を求め、その差と判定値との比較により前輪若
しくは後輪の左右何れか一方のタイヤ空気圧の低下を検
知する。
含む車輪速度センサの検出信号から、各タイヤの共振周
波数成分の信号を抽出し、これら各共振周波数成分の信
号から演算した前輪若しくは後輪の左右の車輪の共振周
波数の差を求め、その差と判定値との比較により前輪若
しくは後輪の左右何れか一方のタイヤ空気圧の低下を検
知する。
【0007】
(第1実施例)本発明の第1実施例を図面を参照して説明
する。図1は第1実施例の概略構成図である。車両に装
着される前後左右の4個のタイヤ1a〜1dに対応し
て、それぞれ車輪速度センサが設置される。車輪速度セ
ンサは、磁性体よりなる歯車形状のパルサ2a〜2d及
びピックアップコイル3a〜3dにより構成される。パ
ルサ2a〜2dは、各タイヤ1a〜1dの回転車軸(図
示せず)に固定される。ピックアップコイル3a〜3d
は、パルサ2a〜2dと所定の間隔を置いて取り付けら
れ、パルサ2a〜2dの回転、即ち前記各タイヤ1a〜
1dの回転速度に応じた周期を有する交流信号を出力す
る。
する。図1は第1実施例の概略構成図である。車両に装
着される前後左右の4個のタイヤ1a〜1dに対応し
て、それぞれ車輪速度センサが設置される。車輪速度セ
ンサは、磁性体よりなる歯車形状のパルサ2a〜2d及
びピックアップコイル3a〜3dにより構成される。パ
ルサ2a〜2dは、各タイヤ1a〜1dの回転車軸(図
示せず)に固定される。ピックアップコイル3a〜3d
は、パルサ2a〜2dと所定の間隔を置いて取り付けら
れ、パルサ2a〜2dの回転、即ち前記各タイヤ1a〜
1dの回転速度に応じた周期を有する交流信号を出力す
る。
【0008】ピックアップコイル3a〜3dから出力さ
れる交流信号は、電子制御装置(以下ECUという)4に
入力される。ECU4は、CPU、波形整形回路、RO
M,RAM等から構成され、所定のプログラムに従い入
力される各種信号を処理する。そして、その信号処理結
果は表示部5に入力され、該表示部5は運転者に対して
各タイヤ1a〜1dの空気圧の状態を報知する。報知態
様は、各タイヤ1a〜1dの空気圧の状態を個別に表示
するようにしてもよい、また1個の警告ランプにより、
いずれか1個のタイヤの空気圧が基準空気圧よりも低下
したとき、前記警告ランプを点灯して警告するようにし
てもよい。
れる交流信号は、電子制御装置(以下ECUという)4に
入力される。ECU4は、CPU、波形整形回路、RO
M,RAM等から構成され、所定のプログラムに従い入
力される各種信号を処理する。そして、その信号処理結
果は表示部5に入力され、該表示部5は運転者に対して
各タイヤ1a〜1dの空気圧の状態を報知する。報知態
様は、各タイヤ1a〜1dの空気圧の状態を個別に表示
するようにしてもよい、また1個の警告ランプにより、
いずれか1個のタイヤの空気圧が基準空気圧よりも低下
したとき、前記警告ランプを点灯して警告するようにし
てもよい。
【0009】ここで、本実施例におけるタイヤ空気圧の
検知原理について説明する。車両が舗装されたアスファ
ルト路面を走行した場合、その路面表面の微小な凹凸に
より上下及び前後方向の力を受け、その力によってタイ
ヤは上下及び前後方向に振動する。このタイヤ振動時の
車両のばね下の加速度の周波数特性は、図2に示すよう
にa点、b点でピーク値を示す。a点は車両のばね下に
おける上下方向の共振周波数であり、b点は車両のばね
下における前後方向の共振周波数である。
検知原理について説明する。車両が舗装されたアスファ
ルト路面を走行した場合、その路面表面の微小な凹凸に
より上下及び前後方向の力を受け、その力によってタイ
ヤは上下及び前後方向に振動する。このタイヤ振動時の
車両のばね下の加速度の周波数特性は、図2に示すよう
にa点、b点でピーク値を示す。a点は車両のばね下に
おける上下方向の共振周波数であり、b点は車両のばね
下における前後方向の共振周波数である。
【0010】タイヤの空気圧が変化すると、タイヤゴム
部のばね定数も変化するため、上記の上下方向及び前後
方向の共振周波数がともに変化する。例えば、図3に示
すように、タイヤの空気圧が低下すると、タイヤゴム部
のばね定数も低下するので、上下方向及び前後方向の共
振周波数が全体的に低周波側に移行し、ピーク値a点は
a′点にピーク値b点はb′点に移行する。従って、タ
イヤの振動周波数より、車両のばね下における上下方向
及び前後方向の共振周波数の少なくとも一方を抽出すれ
ば、この共振周波数に基づいてタイヤの空気圧の状態を
検知することができる。
部のばね定数も変化するため、上記の上下方向及び前後
方向の共振周波数がともに変化する。例えば、図3に示
すように、タイヤの空気圧が低下すると、タイヤゴム部
のばね定数も低下するので、上下方向及び前後方向の共
振周波数が全体的に低周波側に移行し、ピーク値a点は
a′点にピーク値b点はb′点に移行する。従って、タ
イヤの振動周波数より、車両のばね下における上下方向
及び前後方向の共振周波数の少なくとも一方を抽出すれ
ば、この共振周波数に基づいてタイヤの空気圧の状態を
検知することができる。
【0011】一方、本発明者らの詳細な検討の結果、車
輪速度センサの検出信号には、タイヤの振動周波数成分
が含まれていることが解明された。即ち、車輪速度セン
サの検出信号を周波数解析した結果は、図4に示すよう
に2点でピーク値を示すとともに、タイヤの空気圧の低
下に伴い、その2点のピーク値も低下することが明らか
となった。このため、本実施例では車輪速度センサの検
出信号から、車両のばね下における上下方向及び前後方
向の共振周波数を抽出することで、タイヤ空気圧を検知
しようとするものである。
輪速度センサの検出信号には、タイヤの振動周波数成分
が含まれていることが解明された。即ち、車輪速度セン
サの検出信号を周波数解析した結果は、図4に示すよう
に2点でピーク値を示すとともに、タイヤの空気圧の低
下に伴い、その2点のピーク値も低下することが明らか
となった。このため、本実施例では車輪速度センサの検
出信号から、車両のばね下における上下方向及び前後方
向の共振周波数を抽出することで、タイヤ空気圧を検知
しようとするものである。
【0012】また、タイヤの空気圧が低下する要因とし
ては、比較的低下の緩やかな自然漏洩と、釘踏み等によ
るパンクがある。発生頻度が高いのは後者のパンク時の
タイヤ空気圧の低下であるが、左右の車輪同時にパンク
が発生することは稀である。さらに、車両のばね下にお
ける上下方向及び前後方向の共振周波数成分に影響を与
えるばね下荷重等の変化は、タイヤ・ホイール材質の変
更によるものであり、一般的に左右の車輪でタイヤ・ホ
イールの組合せを変更することは考えられない。そこ
で、車両の駆動輪及び従動輪毎に、左右の車輪の共振周
波数を求めて比較し、両者に差が生じたときは共振周波
数の低い側のタイヤの空気圧が低下したことが検知でき
る。上記により、本実施例によれば、近年搭載車両の増
加しているアンチスキッド制御装置(ABS)を備える
車両等は、既に各タイヤに車輪速度センサが装備されて
いるため、何ら新たなセンサ類を追加しなくともタイヤ
空気圧の検知が可能となる。
ては、比較的低下の緩やかな自然漏洩と、釘踏み等によ
るパンクがある。発生頻度が高いのは後者のパンク時の
タイヤ空気圧の低下であるが、左右の車輪同時にパンク
が発生することは稀である。さらに、車両のばね下にお
ける上下方向及び前後方向の共振周波数成分に影響を与
えるばね下荷重等の変化は、タイヤ・ホイール材質の変
更によるものであり、一般的に左右の車輪でタイヤ・ホ
イールの組合せを変更することは考えられない。そこ
で、車両の駆動輪及び従動輪毎に、左右の車輪の共振周
波数を求めて比較し、両者に差が生じたときは共振周波
数の低い側のタイヤの空気圧が低下したことが検知でき
る。上記により、本実施例によれば、近年搭載車両の増
加しているアンチスキッド制御装置(ABS)を備える
車両等は、既に各タイヤに車輪速度センサが装備されて
いるため、何ら新たなセンサ類を追加しなくともタイヤ
空気圧の検知が可能となる。
【0013】以下上記検知原理に基いてECU4が行う
信号処理について、図5及び図11のフローチャートを
参照して説明する。尚、ECU4は各車輪1a〜1dに
対してステップ101からステップ108までは同様の
処理を並行して行い、ステップ109のみ前輪1a,1
b又は後輪1d,1e毎に処理を行う。イグニッション
スイッチオンにより処理がスタートすると、ステップ1
01でピックアップコイル3から出力された交流信号
(図6)を波形整形してパルス信号とした後、そのパルス
間隔をその間の時間で除算することにより車輪速度vを
演算する。この車輪速度vは図7に示すように、通常タ
イヤの振動周波数成分を含む多くの高周波成分を含んで
いる。
信号処理について、図5及び図11のフローチャートを
参照して説明する。尚、ECU4は各車輪1a〜1dに
対してステップ101からステップ108までは同様の
処理を並行して行い、ステップ109のみ前輪1a,1
b又は後輪1d,1e毎に処理を行う。イグニッション
スイッチオンにより処理がスタートすると、ステップ1
01でピックアップコイル3から出力された交流信号
(図6)を波形整形してパルス信号とした後、そのパルス
間隔をその間の時間で除算することにより車輪速度vを
演算する。この車輪速度vは図7に示すように、通常タ
イヤの振動周波数成分を含む多くの高周波成分を含んで
いる。
【0014】ステップ102では、演算された車輪速度
vの変動幅△vが基準値v0以上か否かを判定する路面
状態判定処理を行う。このとき、車輪速度vの変動幅△
vが基準値v0以上と判定されるとステップ103に進
む。ステップ103では、車輪速度vの変動幅△vが基
準値v0以上となっている時間△Tが、所定時間t0以上
か否かを判定する路面長判定処理を行う。ステップ10
2の路面状態判定処理、及びステップ103の路面長判
定処理は、車両が走行している路面が、本実施例の検知
手法によってタイヤ空気圧の検知が可能な路面か否かを
判定するために行うものである。
vの変動幅△vが基準値v0以上か否かを判定する路面
状態判定処理を行う。このとき、車輪速度vの変動幅△
vが基準値v0以上と判定されるとステップ103に進
む。ステップ103では、車輪速度vの変動幅△vが基
準値v0以上となっている時間△Tが、所定時間t0以上
か否かを判定する路面長判定処理を行う。ステップ10
2の路面状態判定処理、及びステップ103の路面長判
定処理は、車両が走行している路面が、本実施例の検知
手法によってタイヤ空気圧の検知が可能な路面か否かを
判定するために行うものである。
【0015】つまり、本実施例ではタイヤの空気圧の検
知を、タイヤの振動周波数成分に含まれる共振周波数の
変化に基づいて行うため、車輪速度vがある程度変動
し、かつそれが継続されなければ、上記共振周波数を算
出するための充分なデータを得ることができない。尚、
前記ステップ103における判定では、車輪速度vの変
動幅△vが基準値v0以上となった時点で所定時間△t
が設定される。また、この所定時間△t内に再び車輪速
度vの変動幅△vが基準値v0以上になると、時間△T
の計測が継続される。
知を、タイヤの振動周波数成分に含まれる共振周波数の
変化に基づいて行うため、車輪速度vがある程度変動
し、かつそれが継続されなければ、上記共振周波数を算
出するための充分なデータを得ることができない。尚、
前記ステップ103における判定では、車輪速度vの変
動幅△vが基準値v0以上となった時点で所定時間△t
が設定される。また、この所定時間△t内に再び車輪速
度vの変動幅△vが基準値v0以上になると、時間△T
の計測が継続される。
【0016】前記ステップ102及びステップ103に
おいて、ともに肯定判断されるとステップ104に進
み、どちらか一方において否定判断されると、ステップ
101に戻る。ステップ104では、演算された車輪速
度vに対して周波数解析演算を行うとともに、その演算
回数Nを積算する。周波数解析演算には、CPUを使用
した本実施例の場合、高速フーリエ変換(FFT)手法
が有効である。実際に車両が一般道を走行して得られる
車輪速度に対して周波数解析演算を実施すると、図8に
示すように非常にランダムな周波数特性となることが通
常である。これは、路面に存在する微妙な凹凸の形状
(大きさや高さ)が全く不規則なためであり、車輪速度
データ毎にその周波数特性は変動することとなる。従っ
て、本実施例では、この周波数特性の変動をできるだけ
低減するために、複数回の周波数解析演算結果の平均値
を求める。
おいて、ともに肯定判断されるとステップ104に進
み、どちらか一方において否定判断されると、ステップ
101に戻る。ステップ104では、演算された車輪速
度vに対して周波数解析演算を行うとともに、その演算
回数Nを積算する。周波数解析演算には、CPUを使用
した本実施例の場合、高速フーリエ変換(FFT)手法
が有効である。実際に車両が一般道を走行して得られる
車輪速度に対して周波数解析演算を実施すると、図8に
示すように非常にランダムな周波数特性となることが通
常である。これは、路面に存在する微妙な凹凸の形状
(大きさや高さ)が全く不規則なためであり、車輪速度
データ毎にその周波数特性は変動することとなる。従っ
て、本実施例では、この周波数特性の変動をできるだけ
低減するために、複数回の周波数解析演算結果の平均値
を求める。
【0017】このため、ステップ105では、ステップ
104における周波数解析演算の回数Nが所定回数n0
に達したか否かを判定する。演算回数Nが所定回数n0
に達っしていないときは、前記ステップ101からステ
ップ104の処理を繰り返し実行する。一方、演算回数
Nが所定回数n0に達っしたときには、ステップ106
に進んで平均化処理を行う。この平均化処理は図9に示
すように、各周波数解析演算結果の平均値を求めるもの
であり、各周波数成分のゲインの平均値が算出される。
この平均化処理によって、路面による周波数解析演算結
果の変動を低減することが可能となる。
104における周波数解析演算の回数Nが所定回数n0
に達したか否かを判定する。演算回数Nが所定回数n0
に達っしていないときは、前記ステップ101からステ
ップ104の処理を繰り返し実行する。一方、演算回数
Nが所定回数n0に達っしたときには、ステップ106
に進んで平均化処理を行う。この平均化処理は図9に示
すように、各周波数解析演算結果の平均値を求めるもの
であり、各周波数成分のゲインの平均値が算出される。
この平均化処理によって、路面による周波数解析演算結
果の変動を低減することが可能となる。
【0018】しかし、上述の平均化処理だけでは、ノイ
ズ等によって車両のばね下の上下方向及び前後方向の共
振周波数のゲインが、その近辺の周波数のゲインに比較
して必ずしも最大ピーク値になるとは限らないという問
題がある。そこで、上述の平均化処理に引き続き、ステ
ップ107において移動平均処理を実施する。この移動
平均処理は、n番目の周波数のゲインYnを以下の演算
式によって求めることにより実施される。
ズ等によって車両のばね下の上下方向及び前後方向の共
振周波数のゲインが、その近辺の周波数のゲインに比較
して必ずしも最大ピーク値になるとは限らないという問
題がある。そこで、上述の平均化処理に引き続き、ステ
ップ107において移動平均処理を実施する。この移動
平均処理は、n番目の周波数のゲインYnを以下の演算
式によって求めることにより実施される。
【0019】
【数1】Yn=(yn+1+Yn-1)/2 つまり、移動平均処理では、n番目の周波数のゲインY
nが、前回の演算結果におけるn+1番目のゲインy
n+1 と既に演算されたn−1番目の周波数のゲインY
n-1 との平均値とされる。これにより、周波数解析演算
結果は、滑らかに変化する波形を示すことになる。この
移動平均処理により求められた演算結果を図10に示
す。
nが、前回の演算結果におけるn+1番目のゲインy
n+1 と既に演算されたn−1番目の周波数のゲインY
n-1 との平均値とされる。これにより、周波数解析演算
結果は、滑らかに変化する波形を示すことになる。この
移動平均処理により求められた演算結果を図10に示
す。
【0020】尚、ここでの波形処理は上記移動平均処理
に限らず、平均化処理後の周波数解析演算結果に対して
ローパスフィルタ処理を施しても良いし、或いは前記ス
テップ105の周波数解析演算を実施する前に、車輪速
度vの微分演算を行い、その微分演算結果に対して周波
数解析演算を実施してもよい。続くステップ108で
は、上記移動平均処理によりスムージングされた周波数
解析演算結果に基づいて、前輪1a,1b又は後輪1
c,1dに対して車両のばね下の前後方向の共振周波数
fKをそれぞれ演算する。そして、ステップ109で
は、演算された共振周波数fKに基づいてタイヤ空気圧
判定処理を実行する。
に限らず、平均化処理後の周波数解析演算結果に対して
ローパスフィルタ処理を施しても良いし、或いは前記ス
テップ105の周波数解析演算を実施する前に、車輪速
度vの微分演算を行い、その微分演算結果に対して周波
数解析演算を実施してもよい。続くステップ108で
は、上記移動平均処理によりスムージングされた周波数
解析演算結果に基づいて、前輪1a,1b又は後輪1
c,1dに対して車両のばね下の前後方向の共振周波数
fKをそれぞれ演算する。そして、ステップ109で
は、演算された共振周波数fKに基づいてタイヤ空気圧
判定処理を実行する。
【0021】図11に示すフローチャートは、前記ステ
ップ109のタイヤ空気圧の判定処理の詳細を示したも
のである。ステップ201で前輪又は後輪の左側車輪に
ついて演算された共振周波数fLと右側車輪について演
算された共振周波数fRとを比較し、ステップ202及
びステップ203で共振周波数の高い方をfMAXとし、
低い方をfMINとする。続くステップ204では、共振
周波数(Hz)とタイヤ空気圧(kg/cm2)との関係か
ら、共振周波数fMINに対するタイヤ空気圧の最小値P
MINを求める。これは、タイヤ・ホイールの材質を変え
ること等によりばね下荷重が変化すると、共振周波数と
タイヤ空気圧の関係が図12の斜線領域で示すようにば
らつき、共振周波数が等しくても異なるタイヤ空気圧が
求まるためである。
ップ109のタイヤ空気圧の判定処理の詳細を示したも
のである。ステップ201で前輪又は後輪の左側車輪に
ついて演算された共振周波数fLと右側車輪について演
算された共振周波数fRとを比較し、ステップ202及
びステップ203で共振周波数の高い方をfMAXとし、
低い方をfMINとする。続くステップ204では、共振
周波数(Hz)とタイヤ空気圧(kg/cm2)との関係か
ら、共振周波数fMINに対するタイヤ空気圧の最小値P
MINを求める。これは、タイヤ・ホイールの材質を変え
ること等によりばね下荷重が変化すると、共振周波数と
タイヤ空気圧の関係が図12の斜線領域で示すようにば
らつき、共振周波数が等しくても異なるタイヤ空気圧が
求まるためである。
【0022】そして、ステップ205に進み前記タイヤ
空気圧の最小値PMINと、タイヤ空気圧の低下異常を判
定するために予め設定したスレッショルドレベルPTHと
比較し、PMIN<PTHであればステップ209へジャン
プして、タイヤ空気圧が異常低下した旨の警告表示を表
示部5に表示する。この処理は、左右の両輪のタイヤ空
気圧が同時に低下した場合のガード処理となる。尚、前
記おいて、共振周波数fMINの代わりに、共振周波数f
MAXを用いてタイヤ空気圧の低下を判定してもよい。こ
の選択は左右車輪のタイヤ空気圧の落ち込み具合(実際
の車両での左右両輪相互のタイヤ空気圧の減り具合の関
係等)を参考にして決定する。また、前記図12に示す
共振周波数とタイヤ空気圧との関係は、マップとして予
めECU4内に記憶する。
空気圧の最小値PMINと、タイヤ空気圧の低下異常を判
定するために予め設定したスレッショルドレベルPTHと
比較し、PMIN<PTHであればステップ209へジャン
プして、タイヤ空気圧が異常低下した旨の警告表示を表
示部5に表示する。この処理は、左右の両輪のタイヤ空
気圧が同時に低下した場合のガード処理となる。尚、前
記おいて、共振周波数fMINの代わりに、共振周波数f
MAXを用いてタイヤ空気圧の低下を判定してもよい。こ
の選択は左右車輪のタイヤ空気圧の落ち込み具合(実際
の車両での左右両輪相互のタイヤ空気圧の減り具合の関
係等)を参考にして決定する。また、前記図12に示す
共振周波数とタイヤ空気圧との関係は、マップとして予
めECU4内に記憶する。
【0023】前記ステップ205の判定でPMIN≧PTH
であれば、ステップ206へ進む。ステップ206で
は、左右の車輪の前記共振周波数fMAXとfMINの差△f
を求める。前記したように、タイヤ・ホイールの材質を
変えること等によりばね下荷重が変化すると、共振周波
数とタイヤ空気圧間の特性が変化する。従って、図13
に示すように、特性曲線(A)による場合の正常なタイヤ
空気圧PNに対する共振周波数fANと、低圧異常のタイ
ヤ空気圧に対する共振周波数fAWの差△fAは、特性曲
線(B)による場合の正常なタイヤ空気圧PNに対する共
振周波数fBNと、低圧異常のタイヤ空気圧に対する共振
周波数fBWの差△fBよりも大きくなる。このため、左
右の車輪の前記共振周波数fMAXとfMINの差△fと、タ
イヤ空気圧の低下異常を判定するため一義的に求めた共
振周波数差のスレッショルドレベルfTHとの単純な比較
では、タイヤ空気圧の低下異常を誤判定する虞れがあ
る。
であれば、ステップ206へ進む。ステップ206で
は、左右の車輪の前記共振周波数fMAXとfMINの差△f
を求める。前記したように、タイヤ・ホイールの材質を
変えること等によりばね下荷重が変化すると、共振周波
数とタイヤ空気圧間の特性が変化する。従って、図13
に示すように、特性曲線(A)による場合の正常なタイヤ
空気圧PNに対する共振周波数fANと、低圧異常のタイ
ヤ空気圧に対する共振周波数fAWの差△fAは、特性曲
線(B)による場合の正常なタイヤ空気圧PNに対する共
振周波数fBNと、低圧異常のタイヤ空気圧に対する共振
周波数fBWの差△fBよりも大きくなる。このため、左
右の車輪の前記共振周波数fMAXとfMINの差△fと、タ
イヤ空気圧の低下異常を判定するため一義的に求めた共
振周波数差のスレッショルドレベルfTHとの単純な比較
では、タイヤ空気圧の低下異常を誤判定する虞れがあ
る。
【0024】左右の車輪におけるばね下係数要因の変化
は、左右の車輪のタイヤ空気圧の差によってのみ生じる
と考えれば、種種のタイヤ・ホイールの組合せに対して
正常タイヤ空気圧(例えば2.0kg/cm2)と低下警
告タイヤ空気圧(例えば1.4kg/cm2)の共振周波
数差との関係の特性図(図14)を求め、正常タイヤ空気
圧とみなす高い側の共振周波数fMAXで検索することに
より、タイヤ空気圧以外のばね下係数要因による共振周
波数への影響を吸収することができる。尚、前記図14
に示す特性図は、マップとしてECU4内に記憶する
は、左右の車輪のタイヤ空気圧の差によってのみ生じる
と考えれば、種種のタイヤ・ホイールの組合せに対して
正常タイヤ空気圧(例えば2.0kg/cm2)と低下警
告タイヤ空気圧(例えば1.4kg/cm2)の共振周波
数差との関係の特性図(図14)を求め、正常タイヤ空気
圧とみなす高い側の共振周波数fMAXで検索することに
より、タイヤ空気圧以外のばね下係数要因による共振周
波数への影響を吸収することができる。尚、前記図14
に示す特性図は、マップとしてECU4内に記憶する
【0025】従って、ステップ207では、正常なタイ
ヤ空気圧とみなす高い側の共振周波数fMAXに対する前
記共振周波数差のスレッショルドレベルfTHを、ECU
4内に記憶したマップにより求める。そして、ステップ
208へ進み、共振周波数差△fと前記マップから求め
た新たなスレッショルドレベルfTHとを比較する。△f
≧fTHであれば、ステップ209でタイヤ空気圧が異常
低下した旨の警告表示を表示部5に表示する。また、△
f<fTHであればそのままリターンする。
ヤ空気圧とみなす高い側の共振周波数fMAXに対する前
記共振周波数差のスレッショルドレベルfTHを、ECU
4内に記憶したマップにより求める。そして、ステップ
208へ進み、共振周波数差△fと前記マップから求め
た新たなスレッショルドレベルfTHとを比較する。△f
≧fTHであれば、ステップ209でタイヤ空気圧が異常
低下した旨の警告表示を表示部5に表示する。また、△
f<fTHであればそのままリターンする。
【0026】尚、車両の走行状態によっては、同じタイ
ヤ空気圧でも危険な場合と危険でない場合がある。この
ため、図15に示すマップでは車両の走行状態を表す車
速、又は旋回状態に対応して、前記共振周波数差のスレ
ッショルドレベルfTHを求める特性曲線を複数用意す
る。上記実施例は、左右両輪の共振周波数の変化量(△
f)とタイヤ空気圧変化量との関係が、ばね下係数要因
により影響を受けるため、正常タイヤであると思われる
高い方の共振周波数fMAXで共振周波数差のスレッショ
ルドレベルfTHを補正することにより、タイヤ空気圧の
低下異常の誤判定を回避することができ信頼性を向上で
きる。
ヤ空気圧でも危険な場合と危険でない場合がある。この
ため、図15に示すマップでは車両の走行状態を表す車
速、又は旋回状態に対応して、前記共振周波数差のスレ
ッショルドレベルfTHを求める特性曲線を複数用意す
る。上記実施例は、左右両輪の共振周波数の変化量(△
f)とタイヤ空気圧変化量との関係が、ばね下係数要因
により影響を受けるため、正常タイヤであると思われる
高い方の共振周波数fMAXで共振周波数差のスレッショ
ルドレベルfTHを補正することにより、タイヤ空気圧の
低下異常の誤判定を回避することができ信頼性を向上で
きる。
【0027】また、左右両輪のタイヤ空気圧が同時に低
下する自然漏洩等の対策として、左右の車輪の共振周波
数のfMAX又はfMINを判定しきい値として設定すること
により、絶対的なガードを設定することができる。この
場合、タイヤ・ホイール等の種別による共振周波数とタ
イヤ空気圧間の特性のばらつきに対しては、設定するガ
ード値及び共振周波数のfMAX又はfMINのいずれを選択
するかにより前記判定しきい値を調整する。
下する自然漏洩等の対策として、左右の車輪の共振周波
数のfMAX又はfMINを判定しきい値として設定すること
により、絶対的なガードを設定することができる。この
場合、タイヤ・ホイール等の種別による共振周波数とタ
イヤ空気圧間の特性のばらつきに対しては、設定するガ
ード値及び共振周波数のfMAX又はfMINのいずれを選択
するかにより前記判定しきい値を調整する。
【0028】
【発明の効果】本発明は上記構成を有し、各タイヤの振
動周波数成分を含む信号から抽出された各共振周波数成
分の信号から演算した前輪若しくは後輪の左右の車輪の
共振周波数の差を求め、その差と判定値との比較により
前輪若しくは後輪の左右何れか一方のタイヤ空気圧の低
下を検知するものであるから、ばね下荷重及びばね定数
の変化により共振周波数とタイヤ空気圧間の特性が変化
しても、タイヤ空気圧を誤判定する虞れのない信頼性の
高いタイヤ空気圧検知装置を提供できる優れた効果があ
る。
動周波数成分を含む信号から抽出された各共振周波数成
分の信号から演算した前輪若しくは後輪の左右の車輪の
共振周波数の差を求め、その差と判定値との比較により
前輪若しくは後輪の左右何れか一方のタイヤ空気圧の低
下を検知するものであるから、ばね下荷重及びばね定数
の変化により共振周波数とタイヤ空気圧間の特性が変化
しても、タイヤ空気圧を誤判定する虞れのない信頼性の
高いタイヤ空気圧検知装置を提供できる優れた効果があ
る。
【図1】本発明に係るタイヤ空気圧検知装置の概略構成
図である。
図である。
【図2】車両のばね下の加速度の周波数特性を示す特性
図である。
図である。
【図3】タイヤ空気圧の変化に伴う車両のばね下の上下
方向及び前後方向の共振周波数の変化の様子を示す特性
図である。
方向及び前後方向の共振周波数の変化の様子を示す特性
図である。
【図4】タイヤ空気圧の検知原理を示す説明図である。
【図5】ECUの処理内容を示すフローチャートであ
る。
る。
【図6】車輪速度センサの出力電圧波形を示す波形図で
ある。
ある。
【図7】車輪速度センサの検出信号に基づいて演算され
た車輪速度vの変動状態を示す波形図である。
た車輪速度vの変動状態を示す波形図である。
【図8】図7に示す波形の車輪速度vに対する周波数解
析演算結果を示す特性図である。
析演算結果を示す特性図である。
【図9】平均化処理を説明するための説明図である。
【図10】移動平均処理を行った後の周波数解析演算結
果を示す特性図である。
果を示す特性図である。
【図11】ECUの処理内容を示すフローチャートであ
る。
る。
【図12】ばね下荷重による同一共振周波数に対するタ
イヤ空気圧のばらつきを示す特性図である。
イヤ空気圧のばらつきを示す特性図である。
【図13】共振周波数差とタイヤ空気圧との関係を示す
特性図である。
特性図である。
【図14】共振周波数fMAXと共振周波数差の関係を示
す特性図である。
す特性図である。
【図15】共振周波数fMAXと共振周波数差の関係を示
す他の特性図である。
す他の特性図である。
1a〜1d...タイヤ 2a〜2d...パルサ 3a〜3d...ピックアップコイル 4...ECU(電子制御装置) 5...表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−149503(JP,A) 特開 平5−133831(JP,A) 特開 平5−221208(JP,A) 特開 平5−229320(JP,A) 特開 平5−254316(JP,A) 特開 平5−294118(JP,A) 特開 平5−330322(JP,A) 特開 平6−115328(JP,A) 特開 平6−122304(JP,A) 特開 平5−213018(JP,A) 「自動車技術ハンドブック」<第1分 冊>基礎・理論編,第1版,社団法人 自動車技術会,1990年12月1日,p. 264−288 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60C 23/00 - 23/08 G01L 17/00
Claims (4)
- 【請求項1】 車両の走行時に、各タイヤ毎に振動周波
数成分を含む信号として、車輪の回転速度に応じた車輪
速度信号を出力する車輪速度センサと、前記各車輪速度
信号からタイヤの共振周波数成分の信号を抽出する抽出
手段と、前記各共振周波数成分の信号から演算される前
輪若しくは後輪の左右両輪の共振周波数の差を求める共
振周波数差算出手段と、共振周波数差と判定値との比較
により前輪若しくは後輪の左右何れか一方のタイヤの空
気圧が低下したことを検知する検知手段とを備えたこと
を特徴とするタイヤ空気圧検知装置。 - 【請求項2】 前記前輪若しくは後輪の左右の両輪それ
ぞれの共振周波数のうち、高い方の共振周波数に基づい
て前記判定値を補正する補正手段を設けたことを特徴と
する請求項1記載のタイヤ空気圧検知装置。 - 【請求項3】 前記検知手段に、前記前輪若しくは後輪
の左右の両輪それぞれの共振周波数のうち、低い方の共
振周波数と所定値との比較により、前輪若しくは後輪の
タイヤの空気圧の低下を検知する機能を付加したことを
特徴とする請求項1又は請求項2記載のタイヤ空気圧検
知装置。 - 【請求項4】 前記検知手段に、前記前輪若しくは後輪
の左右の両輪それぞれの共振周波数のうち、高い方の共
振周波数と所定値との比較により、前輪若しくは後輪の
タイヤの空気圧の低下を検知する機能を付加したことを
特徴とする請求項1又は請求項2記載のタイヤ空気圧検
出装置。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04164186A JP3136772B2 (ja) | 1992-05-30 | 1992-05-30 | タイヤ空気圧検知装置 |
PCT/JP1992/001457 WO1993010431A1 (en) | 1991-11-11 | 1992-11-10 | Tire pneumatic pressure sensor |
EP97103562A EP0783982B1 (en) | 1991-11-11 | 1992-11-10 | Tire air pressure detecting device using a resonance frequency and wheel speed sensor |
DE69226175T DE69226175T2 (de) | 1991-11-11 | 1992-11-10 | Reifendruckmesser mit Resonanzfrequenz des Reifens |
EP92923005A EP0578826B1 (en) | 1991-11-11 | 1992-11-10 | Tire air pressure detecting device using a resonance frequency |
DE1992633018 DE69233018T2 (de) | 1991-11-11 | 1992-11-10 | Reifenluftdruckerfassungsvorrichtung, die eine Resonanzfrequenz verwendet, und Raddrehzahlsensor |
US08/133,440 US5497657A (en) | 1991-11-11 | 1993-10-08 | Tire air pressure detecting device |
US08/168,093 US5553491A (en) | 1991-11-11 | 1993-12-17 | Tire air pressure detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04164186A JP3136772B2 (ja) | 1992-05-30 | 1992-05-30 | タイヤ空気圧検知装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05330322A JPH05330322A (ja) | 1993-12-14 |
JP3136772B2 true JP3136772B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=15788333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04164186A Expired - Fee Related JP3136772B2 (ja) | 1991-11-11 | 1992-05-30 | タイヤ空気圧検知装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3136772B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9016116B1 (en) * | 2013-10-07 | 2015-04-28 | Infineon Technologies Ag | Extraction of tire characteristics combining direct TPMS and tire resonance analysis |
-
1992
- 1992-05-30 JP JP04164186A patent/JP3136772B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
「自動車技術ハンドブック」<第1分冊>基礎・理論編,第1版,社団法人 自動車技術会,1990年12月1日,p.264−288 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05330322A (ja) | 1993-12-14 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |