JP4702023B2 - Tire pressure detector - Google Patents

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Description

本発明は、車両に備えられる各タイヤの空気圧の検出を行うタイヤ空気圧検出装置に関するものである。   The present invention relates to a tire air pressure detection device that detects the air pressure of each tire provided in a vehicle.

従来より、タイヤ空気圧検出装置として、共振周波数方式と呼ばれる車輪速度センサの検出信号に含まれる車両のバネ下振動の共振周波数を抽出してそれを用いるものがある。この共振周波数方式のタイヤ空気圧検出装置では、タイヤ空気圧に伴って車両のバネ下振動の共振周波数が変化することを利用してタイヤ空気圧検出を行っている。具体的には、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅと減圧したときの共振周波数との関係を予め求めておいて、その関係式もしくは関係を示すマップを記憶しておき、タイヤ空気圧検出の際に共振周波数Ｆ０を求めたのち、記憶しておいた関係式もしくは関係を示すマップから共振周波数Ｆ０に対応するタイヤ空気圧を求めている。
特開平５−２２１２０８号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a tire air pressure detection device that extracts and uses a resonance frequency of unsprung vibration of a vehicle included in a detection signal of a wheel speed sensor called a resonance frequency method. In this tire pressure detecting device of the resonance frequency system, tire pressure is detected by utilizing the fact that the resonance frequency of unsprung vibration of the vehicle changes with the tire pressure. Specifically, the relationship between the resonance frequency Fbase when the tire pressure is normal pressure and the resonance frequency when the tire pressure is reduced is obtained in advance, a relational expression or a map showing the relationship is stored, and tire pressure detection is performed. After obtaining the resonance frequency F0 at this time, the tire pressure corresponding to the resonance frequency F0 is obtained from the stored relational expression or the map showing the relationship.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-221208

上記のような共振周波数方式のタイヤ空気圧検出装置では、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅと減圧したときの共振周波数との関係を予め求めておくことが必要になる。   In the tire pressure detecting device of the resonance frequency system as described above, it is necessary to obtain in advance the relationship between the resonance frequency Fbase when the tire pressure is normal pressure and the resonance frequency when the pressure is reduced.

しかしながら、車両バネ下振動の共振周波数はタイヤの硬さや種類等によって異なるため、例えばタイヤ交換のときにタイヤの種類が変わったときには、前提となる共振周波数Ｆｂａｓｅが異なったものとなる可能性がある。このような場合には正確にタイヤ空気圧を検出することができなくなる。   However, since the resonance frequency of the vehicle unsprung vibration varies depending on the hardness and type of the tire, for example, when the tire type changes during tire replacement, the assumed resonance frequency Fbase may be different. . In such a case, the tire pressure cannot be accurately detected.

これに対し、タイヤ空気圧検出装置にリセットスイッチ（初期化スイッチ）を設けておき、タイヤ交換時などのときにタイヤ空気圧を正規圧にした状態でリセットスイッチを押下することで、その状態で求められた共振周波数をＦｂａｓｅとして用いるという手法が考えられる。ところが、リセットスイッチが必要になる分、装置が複雑になるという問題がある。   On the other hand, a reset switch (initialization switch) is provided in the tire air pressure detecting device, and the tire pressure is obtained in that state by pressing the reset switch with the tire air pressure set to a normal pressure when replacing the tire. A method of using the resonance frequency as Fbase can be considered. However, there is a problem that the apparatus becomes complicated because the reset switch is necessary.

本発明は上記点に鑑みて、リセットスイッチを必要としなくても、タイヤ空気圧が正規圧のときの車両バネ下振動の共振周波数Ｆｂａｓｅを得ることができるタイヤ空気圧検出装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, the present invention has an object to provide a tire air pressure detecting device that can obtain a resonance frequency Fbase of vehicle unsprung vibration when the tire air pressure is a normal pressure without requiring a reset switch. To do.

上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴によれば、振動特性演算手段（２ｂ）にて、抽出手段（２ａ）によって抽出された周波数帯域での検出信号の周波数特性を求め、該周波数特性の中からタイヤ空気圧に起因して発生する振幅のピークの位置の周波数を共振周波数（Ｆ０）として、該共振周波数とピークよりも低周波数側における振幅の最小値の位置の周波数との周波数差（ΔＦ）を求める。そして、タイヤ状態推定手段（２ｃ）にて、タイヤの種類別にタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）と該正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）に対応する車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）と周波数差（ΔＦ）との関係を示す関係式もしくはマップを記憶しておき、振動特性演算手段（２ｂ）により求められた共振周波数（Ｆ０）および周波数差（ΔＦ）と記憶してある関係式もしくはマップから、対応する正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めると共に、求めた正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）に対応する車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）と周波数差（ΔＦ）との関係を示す関係式もしくはマップと振動特性演算手段（２ｂ）により求められた共振周波数（Ｆ０）とに基づいて、タイヤ状態を推定する。   In order to achieve the above object, according to the first feature of the present invention, the vibration characteristic calculation means (2b) obtains the frequency characteristic of the detection signal in the frequency band extracted by the extraction means (2a), and The frequency at the position of the peak of the amplitude generated due to the tire air pressure among the frequency characteristics is defined as the resonance frequency (F0), and the frequency between the resonance frequency and the frequency at the position of the minimum amplitude on the lower frequency side than the peak. Find the difference (ΔF). Then, in the tire condition estimating means (2c), the resonance frequency (Fbase) when the tire air pressure is normal pressure and the resonance frequency (Fbase) when the tire air pressure is normal pressure for each type of tire. A relational expression or map showing the relationship between the resonance frequency (F0) of the directional vibration and the frequency difference (ΔF) is stored, and the resonance frequency (F0) and frequency difference (ΔF) obtained by the vibration characteristic calculation means (2b) are stored. ) Is stored, and the resonance frequency (Fbase) at the corresponding normal pressure is obtained, and the vertical direction of the lower part of the vehicle spring corresponding to the obtained resonance frequency (Fbase) is obtained. Resonance frequency (F) obtained by a relational expression or map showing the relationship between the resonance frequency (F0) of vibration and the frequency difference (ΔF) and the vibration characteristic calculation means (2b). ) And on the basis to estimate the tire condition.

このように、タイヤの種類別に車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）と周波数差（ΔＦ）との関係を示す関係式もしくはマップを利用して、振動特性演算手段（２ｂ）により求められた共振周波数（Ｆ０）および周波数差（ΔＦ）に基づき、対応するタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めることができる。これにより、タイヤ交換などが行われたとしても、タイヤ空気圧を求めるために必要な正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めることができる。このため、リセットスイッチなどを必要としなくても、タイヤ空気圧が正規圧のときの車両バネ下振動の共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を得ることができ、正確にタイヤ空気圧を検出することが可能となる。   As described above, the vibration characteristic calculation means (2b) uses the relational expression or map showing the relationship between the resonance frequency (F0) and the frequency difference (ΔF) of the vertical vibration of the lower part of the vehicle for each tire type. Based on the obtained resonance frequency (F0) and frequency difference (ΔF), the resonance frequency (Fbase) when the corresponding tire air pressure is normal pressure can be obtained. Thereby, even if the tire is replaced, the resonance frequency (Fbase) at the normal pressure necessary for obtaining the tire air pressure can be obtained. For this reason, even if a reset switch or the like is not required, the resonance frequency (Fbase) of the vehicle unsprung vibration when the tire pressure is normal pressure can be obtained, and the tire pressure can be accurately detected.

例えば、抽出手段（２ａ）にて抽出する周波数帯域としては、６０〜１２０Ｈｚが好ましい。   For example, the frequency band extracted by the extraction means (2a) is preferably 60 to 120 Hz.

また、タイヤ状態推定手段（２ｃ）にて、車両のイグニッションスイッチがＯＮされたときに、振動特性演算手段（２ｂ）により求められた共振周波数（Ｆ０）および周波数差（ΔＦ）と記憶してある関係式もしくはマップから、対応する正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めて、イグニッションがＯＦＦされるまで記憶しておくようにすることができる。   The tire state estimating means (2c) stores the resonance frequency (F0) and frequency difference (ΔF) obtained by the vibration characteristic calculating means (2b) when the ignition switch of the vehicle is turned on. The resonance frequency (Fbase) at the corresponding normal pressure can be obtained from the relational expression or the map and stored until the ignition is turned off.

このように、タイヤ交換などが行われた可能性があるごとに、タイヤ空気圧を求めるために必要な正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めるのが好ましい。   Thus, it is preferable to obtain the resonance frequency (Fbase) at the normal pressure necessary to obtain the tire air pressure every time there is a possibility that the tire has been changed.

本発明の第２の特徴によれば、振動特性演算手段（２ｂ）にて、抽出手段（２ａ）によって抽出された周波数帯域での検出信号の周波数特性を求め、該周波数特性の中からタイヤ空気圧に起因して発生する振幅のピークの位置の周波数である共振周波数（Ｆ０）を求めると共に、該周波数特性を複数の周波数で分割し、分割された周波数それぞれでの振動レベル（Ｇｉ）を求める。そして、タイヤ状態推定手段（２ｃ）により、タイヤの種類別に、タイヤ空気圧が正規圧のときの周波数（Ｆｂａｓｅ）と振動レベル（Ｇｉ）との関係を示す回帰式を記憶しておき、振動特性演算手段（２ｂ）により求められた振動レベル（Ｇｉ）を記憶してある回帰式に代入することで、正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めると共に、この正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）と振動特性演算手段（２ｂ）で求めた車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）に基づいて、タイヤ状態を推定する。   According to the second feature of the present invention, the vibration characteristic calculation means (2b) obtains the frequency characteristic of the detection signal in the frequency band extracted by the extraction means (2a), and the tire pressure is determined from the frequency characteristic. The resonance frequency (F0), which is the frequency at the position of the peak of the amplitude generated due to the above, is obtained, and the frequency characteristic is divided by a plurality of frequencies, and the vibration level (Gi) at each of the divided frequencies is obtained. The tire condition estimation means (2c) stores a regression equation indicating the relationship between the frequency (Fbase) and the vibration level (Gi) when the tire air pressure is normal for each tire type, and calculates the vibration characteristics. By substituting the vibration level (Gi) obtained by the means (2b) into the stored regression equation, the resonance frequency (Fbase) at the normal pressure is obtained, and the resonance frequency (Fbase) at the normal pressure is obtained. ) And the vibration characteristic calculation means (2b), the tire condition is estimated based on the resonance frequency (F0) of the vertical vibration of the unsprung portion of the vehicle.

このように、回帰式を用いて、振動特性演算手段（２ｂ）により求められた振動レベル（Ｇｉ）を回帰式に代入することによっても、上記した本発明の第１の特徴と同様の効果を得ることができる。   As described above, the same effect as that of the first feature of the present invention described above can be obtained by substituting the vibration level (Gi) obtained by the vibration characteristic calculation means (2b) into the regression equation using the regression equation. Obtainable.

この場合にも、タイヤ状態推定手段（２ｃ）にて、車両のイグニッションスイッチがＯＮされたときに、振動特性演算手段（２ｂ）により求められた振動レベル（Ｇｉ）を記憶してある回帰式に代入することで、正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めて、イグニッションがＯＦＦされるまで記憶しておくようにするのが好ましい。   Also in this case, the tire level estimation means (2c) stores the vibration level (Gi) obtained by the vibration characteristic calculation means (2b) when the vehicle ignition switch is turned on in the regression equation stored. By substituting, it is preferable to obtain the resonance frequency (Fbase) at normal pressure and store it until the ignition is turned off.

なお、振動レベル（Ｇｉ）としては、センサ（１）の検出信号を周波数分析した振幅のルート・ミーン・スクエアを用いることができる。   As the vibration level (Gi), a root mean square of amplitude obtained by frequency analysis of the detection signal of the sensor (1) can be used.

また、回帰式については、振動レベル（Ｇｉ）を説明変数とし、正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を目的変数として、タイヤの種類別に、少なくとも２段階にタイヤ空気圧を変えて求めた振動レベル（Ｇｉ）を用いて、重回帰分析を行うことで求めることができる。   Also, for the regression equation, the vibration level (Gi) is an explanatory variable, the resonance frequency (Fbase) at normal pressure is the target variable, and the vibration level obtained by changing the tire pressure in at least two stages for each type of tire. It can be obtained by performing multiple regression analysis using (Gi).

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態が適用されたタイヤ空気圧検出装置のブロック構成を示した図である。この図に示されるように、タイヤ空気圧検出装置は、加速度センサ１と演算装置２および報知器３とを有した構成となっている。 (First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a block configuration of a tire pressure detecting device to which an embodiment of the present invention is applied. As shown in this figure, the tire air pressure detection device has an acceleration sensor 1, a calculation device 2, and a notification device 3.

加速度センサ１は、車両バネ下の上下方向の加速度検出を行うためのもので、車両バネ下の上下方向の振動（変位）を加速度として検出するもので、加速度に応じた検出信号を出力する。車両バネ下の上下方向の振動は、タイヤ空気圧に応じて変動する。このため、加速度センサの検出信号をタイヤ空気圧の検出のために用いることができ、検出したタイヤ空気圧に基づいてタイヤ空気圧低下時の警報等を行うことが可能となる。図２は、加速度センサ１の車両への搭載例を示した模式図である。   The acceleration sensor 1 is used to detect vertical acceleration under the vehicle spring, detects vertical vibration (displacement) under the vehicle spring as acceleration, and outputs a detection signal corresponding to the acceleration. The vibration in the vertical direction under the vehicle spring varies according to the tire pressure. For this reason, the detection signal of the acceleration sensor can be used for the detection of the tire air pressure, and an alarm or the like when the tire air pressure decreases can be performed based on the detected tire air pressure. FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of mounting the acceleration sensor 1 on a vehicle.

図２に示されるように、加速度センサ１は、車両バネ下部に取り付けられる。つまり、サスペンション４を介して各車輪５が車体に取り付けられた構造とされるが、車輪５側に取り付けられる。ただし、各車輪５やドライブシャフト６に加速度センサ１を直接取り付けると、これらが回転してしまうため、車両バネ下部でも回転しない部分、例えば、図２に示すように各車輪５が取り付けられるハブ７の最上部などに加速度センサ１が搭載されている。   As shown in FIG. 2, the acceleration sensor 1 is attached to the lower part of the vehicle spring. In other words, each wheel 5 is attached to the vehicle body via the suspension 4 but is attached to the wheel 5 side. However, if the acceleration sensor 1 is directly attached to each wheel 5 or drive shaft 6, these will rotate, and therefore a portion that does not rotate even under the vehicle spring, for example, a hub 7 to which each wheel 5 is attached as shown in FIG. 2. The acceleration sensor 1 is mounted on the top of the head.

演算装置２は、加速度センサ１の検出信号を受け取り、受け取った検出信号に基づいてタイヤ空気圧を推定するものである。この演算装置２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムにしたがってタイヤ空気圧検出を行うものである。例えば、演算装置２は、車体側に備えられ、図示しない配線を通じて加速度センサ１の検出信号を受け取るようになっている。   The arithmetic device 2 receives the detection signal of the acceleration sensor 1 and estimates the tire air pressure based on the received detection signal. The arithmetic device 2 is constituted by a well-known microcomputer having a CPU, ROM, RAM, I / O, and the like, and detects tire air pressure in accordance with a program stored in the ROM. For example, the arithmetic device 2 is provided on the vehicle body side and receives a detection signal of the acceleration sensor 1 through a wiring (not shown).

具体的には、演算装置２には、バンドパスフィルタ２ａと振動特性演算部２ｂおよびタイヤ状態推定部２ｃが備えられている。   Specifically, the calculation device 2 includes a band pass filter 2a, a vibration characteristic calculation unit 2b, and a tire condition estimation unit 2c.

バンドパスフィルタ２ａは、加速度センサ１の検出信号からそれぞれ決められた周波数帯域の信号を抽出するものである。   The band pass filter 2a extracts a signal in a frequency band determined from the detection signal of the acceleration sensor 1.

バンドパスフィルタ２ａは、加速度センサ１の検出信号の周波数特性に基づいて予め決められた周波数帯域の信号、例えば６０〜１１０（好ましくは１２０）Ｈｚの周波数帯域の信号を抽出するものである。   The band pass filter 2a extracts a signal in a frequency band determined in advance based on the frequency characteristics of the detection signal of the acceleration sensor 1, for example, a signal in a frequency band of 60 to 110 (preferably 120) Hz.

車両バネ下の上下方向振動によって変動する加速度センサ１の検出信号の周波数特性は、例えば図３のような波形となり、複数個の振幅を有した形状となる。このうち、６０〜１１０Ｈｚに存在する振幅がタイヤ空気圧に起因して発生するものであり、この振幅のピーク（最大値）の位置の周波数が車両バネ下の上下方向振動の共振周波数となる。この振幅のピークの位置の共振周波数とピークの左側（低周波数側）における振幅の最小値の位置の周波数が共に含まれるように、バンドパスフィルタ２ａが抽出する周波数帯域が決められている。   The frequency characteristic of the detection signal of the acceleration sensor 1 that fluctuates due to the vertical vibration under the vehicle spring has a waveform as shown in FIG. 3, for example, and has a shape having a plurality of amplitudes. Among these, the amplitude existing in the range of 60 to 110 Hz is generated due to tire air pressure, and the frequency at the peak (maximum value) of this amplitude is the resonance frequency of the vertical vibration under the vehicle spring. The frequency band extracted by the band-pass filter 2a is determined so that both the resonance frequency at the peak position of the amplitude and the frequency at the minimum amplitude position on the left side (low frequency side) of the peak are included.

振動特性演算部２ｂは、バンドパスフィルタ２ａを通過した周波数帯域の信号を受け取り、その帯域における周波数特性を求めると共に、求めた周波数特性の振幅のピークの位置の周波数、つまり車両バネ下の上下方向振動の共振周波数Ｆ０を求める。ここでいうＦ０は、車両バネ下の上下方向振動の共振周波数であるが、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数か減圧したときの共振周波数かが特定されるものではなく、そのときの加速度センサ１の検出信号の周波数特性から求められた共振周波数を示すものである。   The vibration characteristic calculation unit 2b receives the signal in the frequency band that has passed through the bandpass filter 2a, obtains the frequency characteristic in the band, and calculates the frequency at the peak position of the amplitude of the obtained frequency characteristic, that is, the vertical direction below the vehicle spring. The resonance frequency F0 of vibration is obtained. Here, F0 is the resonance frequency of the vertical vibration under the vehicle spring, but it does not specify the resonance frequency when the tire air pressure is normal pressure or the resonance frequency when the tire pressure is reduced, and the acceleration at that time The resonance frequency calculated | required from the frequency characteristic of the detection signal of the sensor 1 is shown.

また、振動特性演算部２ｂは、バンドパスフィルタ２ａを通過した周波数帯域の信号のピークよりも低周波数側における振幅の最小値の位置の周波数を求める。そして、共振周波数Ｆ０と振幅の最小値の位置の周波数との差に相当する周波数差ΔＦ（Ｈｚ）を求めるようになっている。   In addition, the vibration characteristic calculation unit 2b obtains the frequency at the position of the minimum value of the amplitude on the lower frequency side than the peak of the signal in the frequency band that has passed through the bandpass filter 2a. Then, a frequency difference ΔF (Hz) corresponding to the difference between the resonance frequency F0 and the frequency at the position of the minimum value of amplitude is obtained.

タイヤ状態推定部２ｃは、複数種類のタイヤについて、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅと減圧したときの共振周波数との関係を予め関係式もしくはマップとして記憶している。例えば、演算装置２に備えられたＲＯＭに予め関係式もしくはマップを記憶してある。そして、タイヤ状態推定部２ｃは、記憶しておいた関係式もしくはマップと、振動特性推定部２ｃで求められた共振周波数Ｆ０と周波数差ΔＦに基づいて、現在装着されているタイヤに関して、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを求めたり、そのときのタイヤ空気圧検出を行ったり、もしくは、タイヤ空気圧が低下していて警告する必要があるか否かの判定を行ったりする。   For a plurality of types of tires, the tire state estimation unit 2c stores in advance a relation between a resonance frequency Fbase when the tire air pressure is normal pressure and a resonance frequency when the tire pressure is reduced as a relational expression or a map. For example, a relational expression or a map is stored in advance in a ROM provided in the arithmetic device 2. The tire condition estimation unit 2c then determines the tire pressure for the currently installed tire based on the stored relational expression or map and the resonance frequency F0 and the frequency difference ΔF obtained by the vibration characteristic estimation unit 2c. The resonance frequency Fbase when the pressure is normal pressure is obtained, the tire air pressure is detected at that time, or the tire air pressure is lowered and it is determined whether it is necessary to warn.

報知器３は、タイヤ空気圧そのもの又はタイヤ空気圧に異常が発生したことをドライバに対して報知するためのものである。例えば、タイヤ空気圧の数値表示やタイヤ空気圧に異常が発生したことを示す警告記号表示等、ドライバに視覚を通じて報知する表示器や警告ランプ、タイヤ空気圧やその異常を音声もしくはブザー音によりドライバに聴覚を通じて報知する警告スピーカ、警報ブザー等が該当する。   The notification device 3 is for notifying the driver that an abnormality has occurred in the tire pressure itself or the tire pressure. For example, a numerical indicator of tire pressure or a warning symbol indicating that an abnormality has occurred in the tire pressure, an indicator or warning lamp that visually informs the driver, the tire pressure or its abnormality through voice or buzzer sound through the driver A warning speaker, a warning buzzer, etc. to report are applicable.

このようにして、本実施形態のタイヤ空気圧検出装置が構成されている。次に、本実施形態のタイヤ空気圧検出装置に備えられるタイヤ状態推定部２ｃに記憶させた関係式もしくはマップ、および、共振周波数Ｆｂａｓｅの求め方について説明する。   In this way, the tire pressure detection device of the present embodiment is configured. Next, a relational expression or map stored in the tire condition estimation unit 2c provided in the tire pressure detection device of the present embodiment and how to obtain the resonance frequency Fbase will be described.

共振周波数Ｆ０は、タイヤ空気圧に応じて決まった変化を示し、タイヤ空気圧が正規圧のときに対して警告対象圧まで減圧したときは、ほぼ決まった割合で減少する。例えば、タイヤ空気圧が２３０ｋＰａのときが正規圧、１７０ｋＰａのときが警告対象圧であったとした場合、タイヤ空気圧が正規圧から警告対象圧まで減少すると、共振周波数Ｆ０が１０％前後低下する。この関係は、様々なタイヤを調べた結果分かったことである。   The resonance frequency F0 shows a change determined according to the tire air pressure. When the tire air pressure is reduced to the warning target pressure with respect to the normal pressure, the resonance frequency F0 decreases at a substantially fixed rate. For example, if the tire pressure is 230 kPa and the normal pressure is 170 kPa, and the warning target pressure is 170 kPa, the resonance frequency F0 decreases by about 10% when the tire pressure decreases from the normal pressure to the warning pressure. This relationship is found by examining various tires.

しかしながら、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅと減圧したときの共振周波数は、タイヤの種類などに応じて異なっており、これらの関係が判っていないとタイヤ空気圧検出時に共振周波数Ｆ０を求めても、その共振周波数Ｆ０を用いてタイヤ空気圧を検出することができない。   However, the resonance frequency Fbase when the tire pressure is normal pressure and the resonance frequency when the tire pressure is reduced differ depending on the type of tire and the like, and if these relationships are not known, the resonance frequency F0 is obtained when the tire pressure is detected. However, the tire pressure cannot be detected using the resonance frequency F0.

このため、本発明者らは、タイヤの種類に応じて加速度センサ１の周波数特性に相違点が出ることに着目し、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅと減圧したときの共振周波数の関係を種別することを考えた。   For this reason, the present inventors pay attention to the fact that there is a difference in the frequency characteristics of the acceleration sensor 1 depending on the type of tire, and the resonance frequency Fbase when the tire pressure is normal and the resonance frequency when the pressure is reduced. I thought about classifying relationships.

図４は、タイヤ空気圧は同じにした状態で、タイヤの種類を変化させたときの周波数特性の変化を示した図である。この図に示されるように、タイヤの種類を変化させると、共振周波数Ｆ０が変化する。これは、タイヤの種類に応じて硬さが異なっており、タイヤの硬さによってタイヤの減衰係数が変化するためと考えられる。   FIG. 4 is a diagram showing changes in frequency characteristics when the tire type is changed with the tire air pressure being the same. As shown in this figure, when the tire type is changed, the resonance frequency F0 changes. This is considered to be because the hardness varies depending on the type of tire, and the tire damping coefficient varies depending on the tire hardness.

図５は、硬いタイヤと軟らかいタイヤでの周波数特性の変化を模式的に示した図である。この図に示されるように、軟らかいタイヤの方が硬いタイヤと比べて、周波数特性の共振点が明確になる傾向がある。このため、この傾向を調べることで、硬いタイヤか軟らかいタイヤかというタイヤの種類などが判る。   FIG. 5 is a diagram schematically showing changes in frequency characteristics between a hard tire and a soft tire. As shown in this figure, the resonance point of the frequency characteristic tends to be clearer in the soft tire than in the hard tire. Therefore, by examining this tendency, it is possible to determine the type of tire, such as a hard tire or a soft tire.

そして、タイヤ空気圧の減圧に伴って共振周波数Ｆ０が変化するものの、この傾向は変わらないため、タイヤ空気圧に関わらず、この傾向を調べることで、硬いタイヤか軟らかいタイヤかというタイヤの種類などが判る。   And although the resonance frequency F0 changes as the tire pressure decreases, this tendency does not change. Therefore, regardless of the tire pressure, by examining this tendency, the type of tire, such as a hard tire or a soft tire, can be found. .

具体的には、この傾向は、周波数特性の振幅の勾配から調べることができ、共振周波数Ｆ０と振幅の最小値の位置の周波数との差に相当する周波数差ΔＦの関係から調べることができる。すなわち、周波数差ΔＦは、振幅の最小値の位置の周波数から共振周波数Ｆ０に至るまでの長さを示しているため、これが大きい程、振幅が緩やかであると考えられる。勿論、共振周波数Ｆ０における振幅の大きさそのものも振幅の勾配に関係するが、周波数差ΔＦがほぼ勾配そのものを示すものとなる。   Specifically, this tendency can be examined from the amplitude gradient of the frequency characteristic, and can be examined from the relationship of the frequency difference ΔF corresponding to the difference between the resonance frequency F0 and the frequency at the position of the minimum value of the amplitude. That is, since the frequency difference ΔF indicates the length from the frequency at the position of the minimum value of the amplitude to the resonance frequency F0, it is considered that the larger the value, the gentler the amplitude. Of course, the amplitude itself at the resonance frequency F0 is also related to the gradient of the amplitude, but the frequency difference ΔF substantially indicates the gradient itself.

図６は、３種類のタイヤ（タイヤＡ〜Ｃ）に関して、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅおよび減圧したときの共振周波数と、周波数差ΔＦの関係を調べたものである。この図に示されるように、共振周波数Ｆ０の変化だけでなく、周波数差ΔＦをパラメータとして用いることで、タイヤＡ〜Ｃの種類別にタイヤ空気圧が正規圧のときと減圧したときそれぞれの共振周波数Ｆ０と周波数差ΔＦとの関係を区別することが可能となる。   FIG. 6 shows the relationship between the resonance frequency Fbase when the tire pressure is normal pressure, the resonance frequency when the tire pressure is reduced, and the frequency difference ΔF for three types of tires (tires A to C). As shown in this figure, by using not only the change of the resonance frequency F0 but also the frequency difference ΔF as a parameter, the respective resonance frequencies F0 when the tire air pressure is normal pressure and when the pressure is reduced depending on the type of the tires A to C. And the frequency difference ΔF can be distinguished.

したがって、タイヤの種類別に近似線を引き、それぞれの近似線を関数式（例えば一次関数）を求めることで、タイヤＡ〜Ｃそれぞれの場合の共振周波数Ｆ０と周波数差ΔＦとの関係が求まる。関係式を求めるにあたっては、装着が想定される様々な種類のタイヤを用いたほうが精度が良い関係式を作成できる。予めこの関数式を演算装置２におけるＲＯＭなどに記憶させておき、タイヤ空気圧検出時に共振周波数Ｆ０と周波数差ΔＦを得たときに、それがどの関数式に対応するものであるかを求めること、例えば関数式に代入したときに等号が成り立つか否かを調べることで、その関数式と対応するタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを求めることが可能となる。   Therefore, the relationship between the resonance frequency F0 and the frequency difference ΔF in each case of the tires A to C is obtained by drawing approximate lines for each type of tire and obtaining a functional expression (for example, a linear function) for each approximate line. In obtaining the relational expression, it is possible to create a relational expression with higher accuracy by using various types of tires that are assumed to be mounted. This function formula is stored in advance in a ROM or the like in the arithmetic device 2, and when the resonance frequency F0 and the frequency difference ΔF are obtained at the time of tire air pressure detection, it is determined which function formula corresponds to this, For example, it is possible to obtain the resonance frequency Fbase when the tire pressure corresponding to the function expression is a normal pressure by examining whether or not the equal sign holds when the function expression is substituted.

また、関数式ではなく、図６に示すようなマップそのものを演算装置２におけるＲＯＭなどに記憶させておき、タイヤ空気圧検出時に得た共振周波数Ｆ０と周波数差ΔＦがマップ内のどの場所に位置するかに基づき、得た共振周波数Ｆ０と周波数差ΔＦに対応するタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを求めることも可能である。   6 is stored in a ROM or the like in the arithmetic unit 2 instead of a function expression, and the resonance frequency F0 and the frequency difference ΔF obtained at the time of tire air pressure detection are located in any place in the map. Accordingly, it is also possible to obtain the resonance frequency Fbase when the tire air pressure corresponding to the obtained resonance frequency F0 and the frequency difference ΔF is normal pressure.

以上説明した本実施形態のタイヤ空気圧検出装置の作動について説明する。   The operation of the tire air pressure detection device of the present embodiment described above will be described.

本実施形態のタイヤ空気圧検出装置は、図示しないイグニッションスイッチがＯＮされると同時に作動を開始する。   The tire air pressure detecting device of the present embodiment starts to operate at the same time as an ignition switch (not shown) is turned on.

まず、車両の走行に伴って車両バネ下の上下方向の加速度に応じた検出信号が加速度センサ１から出力される。この検出信号が配線を通じて演算装置２に入力され、演算装置２のバンドパスフィルタ２ａにて所望の周波数帯域（６０〜１１０Ｈｚ）の信号が抽出される。   First, a detection signal corresponding to the vertical acceleration under the vehicle spring is output from the acceleration sensor 1 as the vehicle travels. This detection signal is input to the arithmetic device 2 through wiring, and a signal in a desired frequency band (60 to 110 Hz) is extracted by the band pass filter 2a of the arithmetic device 2.

次に、バンドパスフィルタ２ａで抽出された各信号が振動特性演算部２ｂに入力され、振動特性演算部２ｂにより、抽出された周波数帯域における周波数特性の振幅のピークとなるときの周波数に相当する共振周波数Ｆ０と振幅が最小値となるときの周波数を求め、さらにこれらの周波数差ΔＦを求める。   Next, each signal extracted by the bandpass filter 2a is input to the vibration characteristic calculation unit 2b, which corresponds to the frequency at which the amplitude peak of the frequency characteristic in the extracted frequency band is obtained by the vibration characteristic calculation unit 2b. The frequency at which the resonance frequency F0 and the amplitude are minimum values is obtained, and the frequency difference ΔF is obtained.

また、タイヤ状態推定部２ｃにおいて、上述した図６の関係を示した関数式もしくはマップを利用して、振動特性演算部２ｂで求めた共振周波数Ｆ０および周波数差ΔＦに対応するタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅが求められる。このとき求めた共振周波数Ｆｂａｓｅを、例えば、イグニッションスイッチがＯＦＦされるまでの期間中、この共振周波数Ｆｂａｓｅを演算装置２のＲＡＭなどに記憶しておく。   Further, in the tire state estimation unit 2c, the tire pressure corresponding to the resonance frequency F0 and the frequency difference ΔF obtained by the vibration characteristic calculation unit 2b is set to the normal pressure by using the function expression or map showing the relationship of FIG. The resonance frequency Fbase is obtained. The resonance frequency Fbase obtained at this time is stored in, for example, the RAM of the arithmetic unit 2 during the period until the ignition switch is turned off.

これにより、タイヤ空気圧検出を行うために必要なタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを得ることができ、この共振周波数Ｆｂａｓｅに対応する関数式もしくはマップが判る。   Thereby, the resonance frequency Fbase when the tire pressure necessary for detecting the tire pressure is a normal pressure can be obtained, and a functional expression or map corresponding to the resonance frequency Fbase can be obtained.

そして、演算装置２の演算周期毎に加速度センサ１の検出信号から共振周波数Ｆ０（および周波数差ΔＦ）が求められ、記憶しておいた共振周波数Ｆｂａｓｅに対応する関数式もしくはマップを利用して、タイヤ空気圧検出のために得た共振周波数Ｆ０を関数式に代入すること、もしくはその共振周波数Ｆ０に対応するタイヤ空気圧をマップから読み出すことで、そのときのタイヤ空気圧を検出する。このようにして、タイヤ空気圧を検出することが可能となる。   Then, the resonance frequency F0 (and the frequency difference ΔF) is obtained from the detection signal of the acceleration sensor 1 for each calculation cycle of the calculation device 2, and using a function equation or map corresponding to the stored resonance frequency Fbase, The tire pressure at that time is detected by substituting the resonance frequency F0 obtained for the tire pressure detection into a function formula, or reading out the tire pressure corresponding to the resonance frequency F0 from the map. In this way, the tire air pressure can be detected.

このようにしてタイヤ空気圧が検出されると、タイヤ状態推定部２ｃにて、検出されたタイヤ空気圧そのものを示す信号を出力したり、検出されたタイヤ空気圧が警告対象圧以下であった場合に警告することを示す信号を出力することで、報知器３を介してドライバへの報知を行う。   When the tire air pressure is detected in this way, the tire state estimation unit 2c outputs a signal indicating the detected tire air pressure itself, or warns when the detected tire air pressure is equal to or lower than the warning target pressure. By outputting a signal indicating that this is done, the driver is notified via the notification device 3.

以上説明したように、本実施形態のタイヤ空気圧検出装置では、車両のバネ下部の上下方向振動を加速度センサ１によって検出すると共に、加速度センサ１の検出信号に含まれる車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数を含む周波数帯域の信号を抽出している。また、抽出した周波数帯域での周波数特性の振幅のピークとなる周波数（共振周波数Ｆ０）と振幅が最小値となるときの周波数を求めると共に、さらにこれらの周波数差ΔＦを求めている。そして、これら共振周波数Ｆ０と周波数差ΔＦからタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅに対応する関数式もしくはマップを求めて、それを予め記憶しておくようにしている。   As described above, in the tire air pressure detection device according to the present embodiment, the vertical vibration of the unsprung part of the vehicle is detected by the acceleration sensor 1, and the vertical vibration of the unsprung part of the vehicle included in the detection signal of the acceleration sensor 1 is detected. A signal in a frequency band including the resonance frequency is extracted. Further, the frequency (resonance frequency F0) at which the amplitude of the frequency characteristic in the extracted frequency band becomes a peak and the frequency at which the amplitude becomes the minimum value are obtained, and the frequency difference ΔF is further obtained. A function expression or map corresponding to the resonance frequency Fbase when the tire air pressure is normal pressure is obtained from the resonance frequency F0 and the frequency difference ΔF, and is stored in advance.

このため、例えばイグニッションがＯＮになったときなど、タイヤ交換が行われた可能性があるときに共振周波数Ｆ０と周波数差ΔＦを求め、予め記憶しておいた関数式もしくはマップから、共振周波数Ｆｂａｓｅを求めることが可能となる。   For this reason, for example, when there is a possibility that the tire has been changed, such as when the ignition is turned on, the resonance frequency F0 and the frequency difference ΔF are obtained, and the resonance frequency Fbase is obtained from a function equation or map stored in advance. Can be obtained.

したがって、タイヤ交換などが行われたとしても、タイヤ空気圧を求めるために必要な正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを求めることができる。このため、リセットスイッチなどを必要としなくても、タイヤ空気圧が正規圧のときの車両バネ下振動の共振周波数Ｆｂａｓｅを得ることができ、正確にタイヤ空気圧を検出することが可能となる。   Therefore, even if tire replacement or the like is performed, the resonance frequency Fbase at the normal pressure necessary for obtaining the tire air pressure can be obtained. Therefore, the resonance frequency Fbase of the vehicle unsprung vibration when the tire pressure is normal pressure can be obtained without requiring a reset switch or the like, and the tire pressure can be accurately detected.

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、タイヤ空気圧検出時に得た共振周波数Ｆ０からタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを求めるときに用いる関数式の作成の仕方が第１実施形態と異なっており、その他の部分、例えばタイヤ空気圧の全体構造などに関しては第１実施形態と同様であるので、異なっている部分についてのみ説明する。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the method of creating a functional equation used when obtaining the resonance frequency Fbase when the tire air pressure is a normal pressure from the resonance frequency F0 obtained at the time of detecting the tire air pressure is different from that of the first embodiment. For example, the overall structure of the tire air pressure is the same as that of the first embodiment, and therefore only different parts will be described.

本実施形態では、加速度センサ１の検出信号をバンドパスフィルタ２ａに通過させ、抽出された周波数帯域での周波数特性を任意の数に分割し、分割された周波数それぞれでの振動レベルＧｉおよびそのタイヤの正規圧のときの周波数Ｆｂａｓｅの関係を重回帰分析によって求める。このため、演算装置２における振動特性演算部２ｂやタイヤ状態推定部２ｃに記憶されているプログラムなどに関しては、第１実施形態と異なるものとなっている。   In the present embodiment, the detection signal of the acceleration sensor 1 is passed through the bandpass filter 2a, the frequency characteristics in the extracted frequency band are divided into an arbitrary number, and the vibration level Gi at each of the divided frequencies and its tire are divided. The relationship of the frequency Fbase at the normal pressure is obtained by multiple regression analysis. For this reason, the programs stored in the vibration characteristic calculation unit 2b and the tire condition estimation unit 2c in the calculation device 2 are different from those in the first embodiment.

具体的には、図７の模式図に示すように、バンドパスフィルタ２ａの通過する周波数帯域となる６０〜１２０Ｈｚを１０段階に分解し、複数種類のタイヤに関して、タイヤ空気圧を２段階以上に変えて、分割された周波数それぞれでの振動レベルを求めておく。例えば、タイヤ空気圧が正規圧のときと減圧したときの２段階において、分割された周波数それぞれでの振動レベルＧｉを振幅のルート・ミーン・スクエア（振幅を自乗したものの平方根のことを意味する。以下、ＲＭＳという）として求める。   Specifically, as shown in the schematic diagram of FIG. 7, 60 to 120 Hz, which is the frequency band that the bandpass filter 2a passes through, is disassembled into 10 stages, and the tire pressure is changed to two or more stages for a plurality of types of tires. Thus, the vibration level at each of the divided frequencies is obtained. For example, in two stages when the tire pressure is normal and when the pressure is reduced, the vibration level Gi at each divided frequency is the root mean square of the amplitude (meaning the square root of the square of the amplitude). , Called RMS).

このとき、複数種類のタイヤとしては、タイヤ空気圧検出装置が搭載される車両の指定サイズのタイヤを選択して行い、好ましくは、スポーティ仕様のタイヤや乗り心地重視の仕様のタイヤ等、仕様の異なるタイヤを幅広く選択する。   At this time, as a plurality of types of tires, a tire of a specified size of a vehicle on which the tire pressure detection device is mounted is selected, and preferably, the specifications are different, such as a sporty tire or a tire with an emphasis on ride comfort. Select a wide range of tires.

そして、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを目的変数、振動レベルＧｉを説明変数として重回帰分析を行い、共振周波数Ｆｂａｓｅと振動レベルＧｉの回帰式を作成する。   Then, a multiple regression analysis is performed using the resonance frequency Fbase when the tire pressure is normal as an objective variable and the vibration level Gi as an explanatory variable, and a regression equation of the resonance frequency Fbase and the vibration level Gi is created.

図８は、説明変数に対する分散比と、分散比が２以上となる説明変数の偏回帰係数を示したものである。なお、図７中、振動レベルＧｉxx-yyは、重回帰分析を行うときの説明変数となる周波数がＸＸ〜ＹＹＨｚのときの振動レベルＧｉのことであり、例えば６０〜６５Ｈｚでの振動レベルＧｉの場合にはＧｉ60-65と示される。また、分散比とは、説明変数の分散値を目的変数の変動幅の誤差（ε）の分散で割った値であり、重回帰分析で説明変数を選択する場合に用いられるものであり、一般的に用いられている分散比≧２の説明変数を選択した。 FIG. 8 shows the variance ratio with respect to the explanatory variable and the partial regression coefficient of the explanatory variable having the variance ratio of 2 or more. In FIG. 7, the vibration level Gi xx-yy is the vibration level Gi when the frequency as an explanatory variable when performing multiple regression analysis is XX to YYHz, for example, the vibration level Gi at 60 to 65 Hz. In the case of Gi 60-65 . The variance ratio is a value obtained by dividing the variance value of the explanatory variable by the variance of the error (ε) in the fluctuation range of the objective variable, and is used when selecting an explanatory variable in multiple regression analysis. The explanatory variable with the dispersion ratio ≧ 2 used was selected.

この図から、共振周波数Ｆｂａｓｅは、説明変数を偏回帰係数乗したものを掛け合わせた値の対数値として求められ、次式のように示される。なお、この関係式の精度について調べるために、各種タイヤでの測定結果に基づいて重回帰分析を行ったところ、相関係数０．９７と高い相関であることを確認している。   From this figure, the resonance frequency Fbase is obtained as a logarithmic value of a value obtained by multiplying the explanatory variable multiplied by the partial regression coefficient, and is represented by the following equation. In order to investigate the accuracy of this relational expression, a multiple regression analysis was performed based on the measurement results of various tires, and it was confirmed that the correlation was high with a correlation coefficient of 0.97.

Figure 0004702023
Figure 0004702023

このような回帰式を様々な種類のタイヤを用いて作成し、予めこの関数式を演算装置２におけるＲＯＭなどに記憶させておき、タイヤ空気圧検出時に周波数特性を複数に分割したときに、回帰式に用いられる周波数の振動レベルＧｉを求め、この振動レベルＧｉを回帰式に代入することでタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを求めることが可能となる。   Such a regression equation is created using various types of tires, and this function equation is stored in advance in a ROM or the like in the arithmetic unit 2, and when the tire pressure is detected, the frequency characteristic is divided into a plurality of regression equations. By obtaining the vibration level Gi of the frequency used in the above and substituting this vibration level Gi into the regression equation, the resonance frequency Fbase when the tire air pressure is normal pressure can be obtained.

なお、本実施形態の場合、共振周波数Ｆｂａｓｅの求め方が第１実施形態と異なっているが、共振周波数Ｆｂａｓｅを求めた後に、タイヤ空気圧検出時に共振周波数Ｆ０を求め、その共振周波数Ｆ０からそのときのタイヤ空気圧を検出する手法自体は第１実施形態もしくは従来と同様である。このため、タイヤ状態推定部２ｃには、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅに対応するタイヤ空気圧の変化の仕方を示す関数式もしくはマップを記憶してある。   In the case of the present embodiment, the method for obtaining the resonance frequency Fbase is different from that of the first embodiment. However, after obtaining the resonance frequency Fbase, the resonance frequency F0 is obtained at the time of detecting the tire air pressure, and from that resonance frequency F0 The method of detecting the tire air pressure is the same as that of the first embodiment or the prior art. For this reason, the tire state estimation unit 2c stores a functional expression or map indicating how the tire pressure changes corresponding to the resonance frequency Fbase when the tire pressure is normal pressure.

次に、本実施形態のタイヤ空気圧検出装置の作動について説明する。   Next, the operation of the tire pressure detection device of the present embodiment will be described.

本実施形態のタイヤ空気圧検出装置も、図示しないイグニッションスイッチがＯＮされると同時に作動を開始する。加速度センサ１の検出信号がバンドパスフィルタ２ａを通過することで、所望の周波数帯域の信号のみが抽出されると、振動特性演算部２ｂによって抽出された周波数帯域を複数に分割し、分割した周波数それぞれにおける周波数特性の振幅のＲＭＳを求める。これを振動レベルＧｉとして、上記回帰式に代入することで、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを求める。   The tire air pressure detecting device of the present embodiment also starts to operate simultaneously with an unillustrated ignition switch being turned on. When only the signal of a desired frequency band is extracted by the detection signal of the acceleration sensor 1 passing through the band pass filter 2a, the frequency band extracted by the vibration characteristic calculation unit 2b is divided into a plurality of frequencies. The RMS of the amplitude of the frequency characteristic in each is obtained. By substituting this into the regression equation as the vibration level Gi, the resonance frequency Fbase when the tire air pressure is normal pressure is obtained.

このとき求めた共振周波数Ｆｂａｓｅを、例えば、イグニッションスイッチがＯＦＦされるまでの期間中、この共振周波数Ｆｂａｓｅを演算装置２のＲＡＭなどに記憶しておく。   The resonance frequency Fbase obtained at this time is stored in, for example, the RAM of the arithmetic unit 2 during the period until the ignition switch is turned off.

これにより、タイヤ空気圧検出を行うために必要なタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを得ることができ、この共振周波数Ｆｂａｓｅに対応する関数式もしくはマップが判る。   Thereby, the resonance frequency Fbase when the tire pressure necessary for detecting the tire pressure is a normal pressure can be obtained, and a functional expression or map corresponding to the resonance frequency Fbase can be obtained.

そして、演算装置２の演算周期毎に加速度センサ１の検出信号から共振周波数Ｆ０が求められ、記憶しておいた共振周波数Ｆｂａｓｅに対応する関数式もしくはマップを利用して、タイヤ空気圧検出のために得た共振周波数Ｆ０を関数式に代入すること、もしくはその共振周波数Ｆ０に対応するタイヤ空気圧をマップから読み出すことで、そのときのタイヤ空気圧を検出する。このようにして、タイヤ空気圧を検出することが可能となる。   Then, the resonance frequency F0 is obtained from the detection signal of the acceleration sensor 1 for each calculation cycle of the calculation device 2, and the tire pressure is detected by using a function equation or map corresponding to the stored resonance frequency Fbase. The tire pressure at that time is detected by substituting the obtained resonance frequency F0 into the functional equation or reading out the tire pressure corresponding to the resonance frequency F0 from the map. In this way, the tire air pressure can be detected.

以上説明したように、重回帰分析を用いることによっても、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを求めることが可能であり、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。   As described above, it is possible to obtain the resonance frequency Fbase when the tire air pressure is normal pressure by using multiple regression analysis, and it is possible to obtain the same effect as in the first embodiment.

（他の実施形態）
上記第１、第２実施形態では、車両のバネ下部の上下方向振動を検出するために加速度センサ１の検出信号を用いたが、車両のバネ下部の上下方向振動成分を含む信号であれば、その他のセンサ（例えば車輪速度センサ）の検出信号を用いても構わない。 (Other embodiments)
In the first and second embodiments, the detection signal of the acceleration sensor 1 is used to detect the vertical vibration of the unsprung part of the vehicle. However, if the signal includes the vertical vibration component of the unsprung part of the vehicle, Detection signals from other sensors (for example, wheel speed sensors) may be used.

上記第２実施形態では、回帰式の一例を示しているが、これはある車両に装着されるタイヤについて調べたものであり、異なる車両に装着されるタイヤであれば、異なった回帰式となる。このような回帰式は、上述した重回帰分析によって求められる。   In the second embodiment, an example of the regression equation is shown, but this is an examination of tires attached to a certain vehicle, and if the tire is attached to a different vehicle, a different regression equation is obtained. . Such a regression equation is obtained by the multiple regression analysis described above.

また、上記実施形態では、タイヤ空気圧に関するデータを報知器３にてドライバに報知する形態について説明したが、報知器３に代えて、タイヤ空気圧に関するデータを用いて車両制御を実行するような装置にタイヤ空気圧に関するデータが入力されるような形態としても構わない。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the form which alert | reports the data regarding a tire air pressure to a driver with the alerting | reporting device 3, it replaced with the alerting | reporting device 3 and is an apparatus which performs vehicle control using the data regarding a tire air pressure. It is possible to adopt a form in which data relating to tire pressure is input.

本発明の第１実施形態が適用されたタイヤ空気圧検出装置のブロック図である。1 is a block diagram of a tire pressure detecting device to which a first embodiment of the present invention is applied. 加速度センサ１の車両への搭載例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the example of mounting to the vehicle of the acceleration sensor 1. FIG. 車両の上下方向振動によって変動する加速度センサ１の検出信号の周波数特性を示した波形図である。It is the wave form diagram which showed the frequency characteristic of the detection signal of the acceleration sensor 1 which fluctuates by the vertical vibration of a vehicle. タイヤ空気圧は同じにした状態で、タイヤの種類を変化させたときの周波数特性の変化を示した図である。It is the figure which showed the change of the frequency characteristic when changing the kind of tire in the state which made the tire air pressure the same. 硬いタイヤと軟らかいタイヤでの周波数特性の変化を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the change of the frequency characteristic in a hard tire and a soft tire. ３種類のタイヤ（タイヤＡ〜Ｃ）に関して、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅおよび減圧したときの共振周波数と、周波数差ΔＦの関係を調べた図である。It is the figure which investigated the relationship between the resonance frequency Fbase when a tire air pressure is normal pressure, the resonance frequency when pressure-reducing, and frequency difference (DELTA) F regarding three types of tires (tires AC). 本発明の第２実施形態に示すバンドパスフィルタ２ａの通過する周波数帯域となる６０〜１１０Ｈｚを１０段階に分解する様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed a mode that 60-110 Hz used as the frequency band which the band pass filter 2a shown in 2nd Embodiment of this invention passes was decomposed | disassembled into 10 steps. 説明変数に対する分散比と、分散比が２以上となる場所の偏回帰係数を示した図表である。It is the graph which showed the partial regression coefficient of the dispersion ratio with respect to an explanatory variable, and the place where a dispersion ratio becomes 2 or more.

符号の説明Explanation of symbols

１…加速度センサ、２…演算装置、２ａ…バンドパスフィルタ、
２ｂ…振動特性演算部、２ｃ…タイヤ状態推定部、３…報知器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Acceleration sensor, 2 ... Arithmetic unit, 2a ... Band pass filter,
2b ... vibration characteristic calculation unit, 2c ... tire state estimation unit, 3 ... alarm.

Claims (8)

車両のバネ下部の上下方向振動に応じた検出信号を出力するセンサ（１）と、
前記検出信号から前記車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）を含む周波数帯域を抽出する抽出手段（２ａ）と、
前記抽出手段（２ａ）によって抽出された前記周波数帯域での前記検出信号の周波数特性を求め、該周波数特性における振幅のピークの位置の周波数を前記共振周波数（Ｆ０）として、該共振周波数（Ｆ０）と前記ピークよりも低周波数側における前記振幅の最小値の位置の周波数との周波数差（ΔＦ）を求める振動特性演算手段（２ｂ）と、
タイヤの種類別にタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）と該正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）に対応する前記車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）と前記周波数差（ΔＦ）との関係を示す関係式もしくはマップを記憶しており、前記振動特性演算手段（２ｂ）により求められた前記共振周波数（Ｆ０）および前記周波数差（ΔＦ）と記憶してある前記関係式もしくはマップから、対応する前記正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めると共に、求めた前記正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）に対応する前記車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）と前記周波数差（ΔＦ）との関係を示す関係式もしくはマップと前記振動特性演算手段（２ｂ）により求められた前記共振周波数（Ｆ０）とに基づいて、タイヤ状態を推定するタイヤ状態推定手段（２ｃ）と、を備えていることを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。 A sensor (1) for outputting a detection signal in accordance with vertical vibrations of the vehicle under the spring;
Extraction means (2a) for extracting from the detection signal a frequency band including a resonance frequency (F0) of vertical vibration of the lower part of the spring of the vehicle;
The frequency characteristic of the detection signal in the frequency band extracted by the extraction means (2a) is obtained, and the frequency at the position of the amplitude peak in the frequency characteristic is defined as the resonance frequency (F0). And a vibration characteristic calculation means (2b) for obtaining a frequency difference (ΔF) between the frequency at the position of the minimum value of the amplitude on the lower frequency side than the peak,
The resonance frequency (F0) of the vertical vibration of the lower part of the vehicle corresponding to the resonance frequency (Fbase) when the tire pressure is normal pressure and the resonance frequency (Fbase) when the tire pressure is normal pressure for each tire type and the frequency A relational expression or map showing a relation with the difference (ΔF) is stored, and the resonance frequency (F0) and the frequency difference (ΔF) obtained by the vibration characteristic calculation means (2b) are stored. The resonance frequency (Fbase) at the corresponding normal pressure is obtained from the relational expression or the map, and the resonance of the vertical vibration of the lower part of the vehicle spring corresponding to the obtained resonance frequency (Fbase) at the normal pressure is obtained. The relational expression or map showing the relationship between the frequency (F0) and the frequency difference (ΔF) and the resonance circumference obtained by the vibration characteristic calculation means (2b) Based on the number (F0), the tire air pressure detecting device, characterized in that it includes a tire state estimation means for estimating the tire condition (2c), the. 前記抽出手段（２ａ）は、前記周波数帯域を６０〜１２０Ｈｚとしていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧検出装置。 The tire pressure detection device according to claim 1, wherein the extraction means (2a) sets the frequency band to 60 to 120 Hz. 前記タイヤ状態推定手段（２ｃ）は、前記車両のイグニッションスイッチがＯＮされると、前記振動特性演算手段（２ｂ）により求められた前記共振周波数（Ｆ０）および前記周波数差（ΔＦ）と記憶してある前記関係式もしくはマップから、対応する前記正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めて、前記イグニッションがＯＦＦされるまで記憶しておくことを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ空気圧検出装置。 The tire condition estimating means (2c) stores the resonance frequency (F0) and the frequency difference (ΔF) obtained by the vibration characteristic calculating means (2b) when the ignition switch of the vehicle is turned on. The tire according to claim 1 or 2, wherein a resonance frequency (Fbase) at the corresponding normal pressure is obtained from the relational expression or map and stored until the ignition is turned off. Air pressure detection device. 車両のバネ下部の上下方向振動に応じた検出信号を出力するセンサ（１）と、
前記検出信号から前記車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）を含む周波数帯域を抽出する抽出手段（２ａ）と、
前記抽出手段（２ａ）によって抽出された前記周波数帯域での前記検出信号の周波数特性を求め、該周波数特性における振幅のピークの位置の周波数を共振周波数（Ｆ０）として求めると共に、該周波数特性を複数の周波数で分割し、分割された周波数それぞれでの振動レベル（Ｇｉ）を求める振動特性演算手段（２ｂ）と、
タイヤの種類別に、タイヤ空気圧が正規圧のときの周波数（Ｆｂａｓｅ）と前記振動レベル（Ｇｉ）との関係を示す回帰式を記憶しており、前記振動特性演算手段（２ｂ）により求められた前記振動レベル（Ｇｉ）を記憶してある前記回帰式に代入することで、前記正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めると共に、この正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）と前記振動特性演算手段（２ｂ）で求めた前記車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）に基づいて、タイヤ状態を推定するタイヤ状態推定手段（２ｃ）と、を備えていることを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。 A sensor (1) for outputting a detection signal corresponding to the vertical vibration of the lower part of the spring of the vehicle;
Extraction means (2a) for extracting from the detection signal a frequency band including a resonance frequency (F0) of vertical vibration of the lower part of the spring of the vehicle;
The frequency characteristic of the detection signal in the frequency band extracted by the extraction means (2a) is obtained, the frequency at the position of the amplitude peak in the frequency characteristic is obtained as a resonance frequency (F0), and a plurality of the frequency characteristics are obtained. Vibration characteristic calculation means (2b) for obtaining a vibration level (Gi) at each of the divided frequencies,
For each tire type, a regression equation indicating the relationship between the frequency (Fbase) when the tire pressure is normal pressure and the vibration level (Gi) is stored, and the vibration characteristic calculation means (2b) obtains the regression equation. By substituting the vibration level (Gi) into the stored regression equation, the resonance frequency (Fbase) at the normal pressure is obtained, and the resonance frequency (Fbase) at the normal pressure and the vibration characteristic calculation are obtained. Tire condition estimation means (2c) for estimating the tire condition based on the resonance frequency (F0) of the vertical vibration of the unsprung portion of the vehicle obtained by the means (2b). Air pressure detection device. 前記タイヤ状態推定手段（２ｃ）は、前記車両のイグニッションスイッチがＯＮされると、前記振動特性演算手段（２ｂ）により求められた前記振動レベル（Ｇｉ）を記憶してある前記回帰式に代入することで、前記正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めて、前記イグニッションがＯＦＦされるまで記憶しておくことを特徴とする請求項４に記載のタイヤ空気圧検出装置。 When the ignition switch of the vehicle is turned on, the tire condition estimation means (2c) substitutes the vibration level (Gi) obtained by the vibration characteristic calculation means (2b) into the stored regression equation. The tire pressure detecting device according to claim 4, wherein a resonance frequency (Fbase) at the normal pressure is obtained and stored until the ignition is turned off. 前記振動特性演算手段（２ｂ）は、前記振動レベル（Ｇｉ）として、前記センサ（１）の検出信号を周波数分析した振幅のルート・ミーン・スクエアを求めることを特徴とする請求項４または５に記載のタイヤ空気圧検出装置。 The vibration characteristic calculating means (2b) obtains a root mean square of an amplitude obtained by frequency analysis of the detection signal of the sensor (1) as the vibration level (Gi). The tire pressure detecting device as described. 前記回帰式は、前記振動レベル（Ｇｉ）を説明変数とし、前記正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を目的変数として、前記タイヤの種類別に、少なくとも２段階にタイヤ空気圧を変えて求めた前記振動レベル（Ｇｉ）を用いて、重回帰分析を行うことで求められたものであることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１つに記載のタイヤ空気圧検出装置。 The regression equation was obtained by changing the tire air pressure in at least two stages for each tire type, with the vibration level (Gi) as an explanatory variable and the resonance frequency (Fbase) at the normal pressure as an objective variable. The tire pressure detection device according to any one of claims 4 to 6, wherein the tire pressure detection device is obtained by performing multiple regression analysis using a vibration level (Gi). 前記センサ（１）は、加速度センサであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のタイヤ空気圧検出装置。
The tire pressure detection device according to any one of claims 1 to 7, wherein the sensor (1) is an acceleration sensor.
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