【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はランフラットタイヤのランフラット状態の検知方法、検知装置および検知プログラム、ならびにタイヤ空気圧低下警報装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両に装着された４輪タイヤの車輪速度からタイヤの減圧を検出するタイヤ空気圧低下警報装置（ＤＷＳ）がある。この装置は、タイヤが減圧すると正常内圧のタイヤより外径（タイヤの動荷重半径）が減少するため、他の正常な空気圧のタイヤに比べると車輪速度が速くなるという原理を用いている。たとえばタイヤの車輪速度の相対的な差から内圧低下を検出する方法では、判定値ＤＥＬとして、
ＤＥＬ＝｛（Ｖ１＋Ｖ４）／２−（Ｖ２＋Ｖ３）／２｝／｛（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）／４｝×１００（％）
を用いている（特許文献１参照）。ここで、Ｖ１〜Ｖ４は、それぞれ前左タイヤ、前右タイヤ、後左タイヤおよび後右タイヤの車輪速度である。この方法では、判定値が所定のしきい値をこえる場合、タイヤの空気圧低下をドライバーに知らせるようにしている。
【０００３】
また、ねじり共振周波数に基づいてタイヤ空気圧の状態を検知するタイヤ空気圧検知装置がある（特許文献２参照）。この装置では、タイヤの空気圧が低下すると、タイヤのねじり剛性の低下により、タイヤのねじり共振周波数が低下することから、車輪速センサの検出信号から計算によって求めた周波数の低下に基づいて、タイヤの空気圧低下をドライバーに知らせるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６３−３０５０１１号公報
【特許文献２】
特開平６−３２８９２０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
通常のタイヤに対し、中子をホイールに設置し、タイヤの空気圧がゼロになったときに、この中子が車両の荷重を支えることでランフラット性能を実現するランフラットタイヤがある。このタイヤの空気圧が低下して中子が接地した状態（ランフラット状態）になったとき、中子とタイヤトレッド部の周長が大きく異なるために、中子の外周部とタイヤトレッド部の内部が擦れる。このことによって、タイヤの転がり抵抗が増すため、タイヤと路面とのあいだでスリップが生じる。ここで、タイヤの動荷重半径は、（タイヤ１回転の移動距離）÷２πで求められるが、タイヤの転がり抵抗が増すと、車輪が回転しにくくなるため、タイヤの引きずり現象が起き、正常な空気圧時の動荷重半径との差がでにくい場合がある。
【０００６】
一方、タイヤのねじれ共振周波数の低下に基づいて、タイヤ空気圧の状態を検知するタイヤ空気圧検知装置においては、ランフラット状態のとき、路面の凹凸による振動の多くを吸収することができず、車輪速センサの検出信号には路面の振動によるノイズ成分が多く含まれる。また、中子が接地すると、タイヤのねじれ剛性やその他の特性が大きく変わってしまうため、車輪速センサでは検出できず、ランフラットタイヤのランフラット状態を検知するのが難しい場合がある。
【０００７】
本発明は、叙上の事情に鑑み、ランフラットタイヤのランフラット状態を検知し、安全走行を確保することができるランフラットタイヤのランフラット状態の検知方法、検知装置および検知プログラム、ならびにタイヤ空気圧低下警報装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のランフラット状態の検知方法は、車両の車輪ホイールの外周に中子が設けられており、空気圧が低下すると、前記中子が前記車両の荷重を支えるランフラットタイヤにおいて、該ランフラットタイヤの空気圧低下時のランフラット状態を検知する検知方法であって、前記車両の各車輪タイヤにそれぞれ関連して設けられる車輪速検出手段から得られる車輪速情報をもとに、該車両が走行している路面の凹凸によるランフラットタイヤの振動成分を検出したのち、該振動成分と前記ランフラットタイヤが予め正常な空気圧で走行した場合の振動成分とを比較した結果に基づいて、前記ランフラットタイヤがランフラット状態であるか否かを判断することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のランフラット状態の検知装置は、車両の車輪ホイールの外周に中子が設けられており、空気圧が低下すると、前記中子が前記車両の荷重を支えるランフラットタイヤにおいて、該ランフラットタイヤの空気圧低下時のランフラット状態を検知する検知装置であって、前記車両の各車輪タイヤにそれぞれ関連して設けられる車輪速検出手段と、該車輪速検出手段から得られる車輪速情報を記憶する記憶手段と、前記車両が走行している路面の凹凸によるランフラットタイヤの振動成分を検出する振動成分検出手段と、該振動成分と前記ランフラットタイヤが予め正常な空気圧で走行した場合の振動成分とを比較する比較手段と、該比較手段の比較結果に基づいて、前記ランフラットタイヤがランフラット状態であるか否かを判断する判断手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
さらに本発明のランフラット状態の検知プログラムは、ランフラットタイヤの空気圧低下時のランフラット状態を検知するためにコンピュータを、車輪速検出手段から得られる車輪速情報を記憶する記憶手段、前記車両が走行している路面の凹凸によるランフラットタイヤの振動成分を検出する振動成分検出手段、該振動成分と前記ランフラットタイヤが予め正常な空気圧で走行した場合の振動成分とを比較する比較手段、該比較手段の比較結果に基づいて、前記ランフラットタイヤがランフラット状態であるか否かを判断する判断手段として機能させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のタイヤ空気圧低下警報装置は、車両の車輪ホイールの外周に中子が設けられ、空気圧が低下すると、前記中子が前記車両の荷重を支えるランフラットタイヤにおいて、該ランフラットタイヤの空気圧低下時のランフラット状態を検知し、ドライバーに警報を発するタイヤ空気圧低下警報装置であって、前記車両の各車輪タイヤにそれぞれ関連して設けられる車輪速検出手段と、該車輪速検出手段から得られる車輪速情報を記憶する記憶手段と、前記車両が走行している路面の凹凸によるランフラットタイヤの振動成分を検出する振動成分検出手段と、該振動成分と前記ランフラットタイヤが予め正常な空気圧で走行した場合の振動成分とを比較する比較手段と、該比較手段の比較結果に基づいて、前記ランフラットタイヤがランフラット状態であるか否かを判断する判断手段と、該判断に基づいてドライバーに警報を発する警報手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明のランフラットタイヤのランフラット状態の検知方法、検知装置および検知プログラム、ならびにタイヤ空気圧低下警報装置を説明する。
【００１３】
図１に示されるように、本発明の一実施の形態にかかわるタイヤ空気圧低下警報装置は、４輪車両に備えられた４つのランフラットタイヤＦＬ、ＦＲ、ＲＬおよびＲＲ（以下、単にタイヤＴという）の車輪速回転情報から走行中の４輪車両の空気圧低下を検出し、ドライバーに警報を発するもので、各タイヤＴにそれぞれ関連して設けられた通常の車輪速検出手段１を備えている。
【００１４】
前記車輪速検出手段１としては、電磁ピックアップなどを用いて回転パルスを発生させてパルスの数から車輪速回転情報を測定する車輪速センサまたはダイナモのように回転を利用して発電を行ない、この電圧から車輪速回転情報を測定するものを含む角速度センサなどを用いることができる。前記車輪速検出手段１の出力はＡＢＳなどのコンピュータである制御ユニット２に与えられる。また、この制御ユニット２には、図２に示されるように、タイヤの振動周波数成分から共振周波数を抽出し、周波数解析などを行なう振動成分検出手段３および警報手段４、たとえば警報を目視で知らせるための液晶表示素子、プラズマ表示素子またはＣＲＴなどから構成された表示装置や音声で知らせる音声発振装置または表示および音声を組合せた装置などが接続されている。
【００１５】
制御ユニット２は、図２に示されるように、外部装置との信号の受け渡しに必要なＩ／Ｏインターフェイス２ａと、演算処理の中枢として機能するＣＰＵ２ｂと、該ＣＰＵ２ｂの制御動作プログラムが格納されたＲＯＭ２ｃと、前記ＣＰＵ２ｂが制御動作を行なう際にデータなどが一時的に書き込まれたり、その書き込まれたデータなどが読み出されるＲＡＭ２ｄとから構成されている。
【００１６】
前記車輪速検出手段１では、タイヤＴの回転数に対応したパルス信号（以下、車輪速パルスという）が出力される。またＣＰＵ２ｂでは、車輪速検出手段サ１から出力された車輪速パルスに基づき、所定のサンプリング周期ΔＴ（ｓｅｃ）、たとえばΔＴ＝１秒ごとに各タイヤの回転角速度Ｆｉが算出される。
【００１７】
ここで、前記タイヤＴは、図３に示されるように、車両の車輪ホイール１１の外周に中子１２が設けられており、空気圧が低下すると、前記中子１２が前記車両の荷重を支えることができるように構成されている。また、このタイヤＴは、規格内でのばらつき（初期差異）が含まれて製造されるため、各タイヤＴの動荷重半径は、すべてのタイヤＴが、たとえ正常な空気圧であっても、同一とは限らない。そのため、各タイヤＴの回転角速度Ｆｉはばらつくことになる。そこで、初期差異によるばらつきを打ち消すために補正した回転角速度Ｆ１ｉを算出する。具体的には、
Ｆ１１＝Ｆ１
Ｆ１２＝ｍＦ２
Ｆ１３＝Ｆ３
Ｆ１４＝ｎＦ４
と補正される。前記補正係数ｍ、ｎは、たとえば車両が直線走行していることを条件として回転角速度Ｆｉを算出し、この算出された回転角速度Ｆｉに基づいて、ｍ＝Ｆ１／Ｆ２、ｎ＝Ｆ３／Ｆ４として得られる。そして、前記Ｆ１ｉに基づき、各車輪のタイヤの車輪速度Ｖｉを算出する。
【００１８】
正常な空気圧のタイヤＴのねじり方向（回転方向）の振動は、タイヤＴの車輪速度を微妙に変化させるため、ＡＢＳの車輪速検出手段１によって測定することができる。また、上下方向の振動も、タイヤＴの半径を微妙に変化させて、タイヤＴの回転数に影響を及ぼすので、ＡＢＳの車輪速検出手段１により測定することができる。通常、正常な空気圧のタイヤＴの場合、図４に示されるように、バネ下の上下方向の共振周波数Ｆ１は１２〜１４Ｈｚ、ねじり方向の共振周波数（ねじり共振周波数）Ｆ２は３７〜４０Ｈｚ程度である。
【００１９】
前記共振周波数は、（１／２π）／√（ｋ／ｍ）（ｋ：バネ定数、ｍ：質量）で表せるため、ｋ（バネ定数）の平方根に比例する。前記中子の縦バネ定数は、タイヤの縦バネ定数に比べ、５〜１０倍高い。したがって、通常、タイヤＴの上下方向の共振周波数Ｆ１は１５Ｈｚ近辺であるが、図５に示されるように、中子１２が接地した状態（ランフラット状態）になると、図４に示される矢印Ｆ３ａのように、上下方向の共振周波数は正常な空気圧時の約２〜３倍、すなわち３０〜４５Ｈｚになる。車両が走行中、タイヤＴは様々なノイズを路面から受けている。そのノイズは、周波数や大きさがランダムであるため、所定の時間で平均化すると、ノイズ成分は相殺されるが、タイヤＴの固有振動成分は平均化しても、相殺されずに残る。しかし、ランフラット状態の場合には、タイヤＴの上下方向の振動振幅が小さくなるために、上下方向の共振周波数は路面のノイズ成分と区別がつかない程度になることがある。そして、この場合は上下方向の振動成分を検知することができなくなる。
【００２０】
また、ねじり共振周波数成分Ｆ２についても同様に、中子１２のねじり剛性は、タイヤ単体に比べ５〜１０倍であるため、ランフラット状態の場合には、図４に示される矢印Ｆ３ｂのように、ねじり共振周波数成分は正常な空気圧時の２〜３倍になる。しかし、振幅が小さくなるために検出しにくい。そして、この場合もねじり方向の振動成分を検出することができなくなる。
【００２１】
したがって、本実施の形態では、上下方向の共振周波数やねじり共振周波数の振動成分が２〜３倍に増加（上昇）するとき、または共振周波数成分を検出することができないときは、タイヤＴがランフラット状態であると判断し、ドライバーに警報を発する。
【００２２】
そこで、本実施の形態のタイヤ空気圧低下警報装置は、車輪速検出手段１と、該車輪速検出手段１から得られる車輪速情報を記憶する記憶手段と、前記車両が走行している路面の凹凸によるランフラットタイヤの振動成分を検出する振動成分検出手段３と、該振動成分と該ランフラットタイヤが予め正常な空気圧で走行した場合の振動成分とを比較する比較手段と、該比較手段の比較結果に基づいて、該ランフラットタイヤがランフラット状態であるか否かを判断する判断手段とからなるランフラット状態の検知装置および該判断手段の判断に基づいてドライバーに警報を発する警報手段とから構成されている。前記振動成分のうち、タイヤのねじり共振周波数は、上下方向の共振周波数より大きくはっきりと検出することができるので、振動成分としてねじり共振周波数を検出するのが好ましい。
【００２３】
また、本実施の形態では、制御ユニット２を、車輪速検出手段１から得られる車輪速情報を記憶する記憶手段、前記車両が走行している路面の凹凸によるランフラットタイヤの振動成分と該ランフラットタイヤが予め正常な空気圧で走行した場合の振動成分とを比較する比較手段、該比較手段の比較結果に基づいて、該ランフラットタイヤがランフラット状態であるか否かを判断する判断手段として機能させる。
【００２４】
つぎに本実施の形態のタイヤ空気圧低下警報装置の動作を説明する。図６に示されるように、ＡＢＳに用いられる車輪速検出手段１から得られた車輪速データより、車輪速度Ｖを数ｍ秒ごとに計算する（ステップＳ１）。タイヤのねじれ共振周波数は、４０Ｈｚ（時間＝２５ｍｓｅｃ）近辺にあるため、２５／２＝１２．５以下の１２ｍ秒未満でサンプリングする必要がある。
【００２５】
ついで車両が停車中であったり、極低速走行中には、充分な精度が得られないため、車輪速度Ｖがしきい値速度Ｖｈ未満のときには、算出した車輪速度のデータを捨て、再度車輪速度の計算を行なう（ステップＳ２）。
【００２６】
ついで所定の車輪速度における波形信号から周波数成分を取り出すために、たとえば高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算し、周波数解析を行なう（ステップＳ３）。この周波数解析により共振周波数とパワースペクトル密度を求める。これにより、図４に示されるような周波数成分Ｆ１、Ｆ２に分解することができる。ただし、これらの周波数成分には、タイヤの共振周波数の他に、路面から受けるノイズなどが含まれているため、所定の時間において平均化する必要がある。ＦＦＴ演算結果を積算し、積算回数Ｎが所定の回数Ｎｆに達したか否かを判断する（ステップＳ４、Ｓ５）。積算回数Ｎが所定の回数Ｎｆに達していない場合には、再度車輪速度の計算を行なう。これに対し、積算回数Ｎが所定の回数Ｎｆに達している場合には、平均化処理を行なう（ステップＳ６）。この平均化処理は、ＦＦＴ演算結果の平均値を求め、周波数特性の変動をできるだけ低減するために行なうものであり、各周波数成分のゲインの平均値を算出する。ついでノイズなどにより、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ことから、移動平均処理を行ない、より滑らかな波形を得るようにする（ステップＳ７）。そして、最大ピーク値を検索するピークサーチを行なう（ステップＳ８）。
【００２７】
ついで図７に示されるように、タイヤの上下方向の共振周波数である１５Ｈｚ近傍とねじり共振周波数である４０Ｈｚ近傍とにおいて、ピークが存在するか否かを判断する（ステップＳ９、１０）。いずれかの近傍において、ピークが存在しないと判断できるときには、カウンター値ＮＰをインクリメント（増分）する（ステップＳ１１）。ついでカウンター値ＮＰが所定の値ＮＲ以上になったと判断される場合には、タイヤがランフラット状態であると判断し、警報を出す（ステップＳ１２、１３）。これに対し、カウンター値ＮＰが所定の値ＮＲに満たない場合には、演算を繰り返す。一方、１５Ｈｚと４０Ｈｚの両近傍において、ピークが存在すると判断できるときには、タイヤはランフラット状態ではないと判断し、カウンター値ＮＰをデクリメントする（ステップＳ１４、１５）。ただし、カウンター値ＮＰ＝０のときはデクリメントは行なわない。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、タイヤのランフラット状態を検知し、安全走行を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤ空気圧低下警報装置にかかわる一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１のタイヤ空気圧低下警報装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明におけるタイヤの一例を示す模式図である。
【図４】上下方向、ねじり方向およびランフラット状態の周波数特性を示す模式図である。
【図５】タイヤのランフラット状態を示す模式図である。
【図６】本発明のフローチャートの一例を示す。
【図７】本発明のフローチャートの一例を示す。
【符号の説明】
１ 車輪速検出手段
２ 制御ユニット
３ 振動成分検出手段
４ 警報手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for detecting a run flat state of a run flat tire, a detection device, a detection program, and a tire pressure drop warning device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a tire pressure drop warning device (DWS) that detects tire pressure reduction based on wheel speeds of four-wheel tires mounted on a vehicle. This device uses the principle that when the tire is decompressed, the outer diameter (the dynamic load radius of the tire) is smaller than that of a tire having a normal internal pressure, so that the wheel speed is higher than that of other tires having a normal air pressure. For example, in a method of detecting a decrease in internal pressure from a relative difference between wheel speeds of tires,
DEL = {(V1 + V4) / 2- (V2 + V3) / 2} / {(V1 + V2 + V3 + V4) / 4} × 100 (%)
(See Patent Document 1). Here, V1 to V4 are wheel speeds of a front left tire, a front right tire, a rear left tire, and a rear right tire, respectively. In this method, when the determination value exceeds a predetermined threshold value, the driver is notified of a decrease in tire air pressure.
[0003]
In addition, there is a tire pressure detecting device that detects a tire pressure state based on a torsional resonance frequency (see Patent Document 2). In this device, when the air pressure of the tire decreases, the torsional resonance frequency of the tire decreases due to a decrease in the torsional rigidity of the tire.Therefore, based on the decrease in frequency calculated from the detection signal of the wheel speed sensor, the tire It informs the driver of the low air pressure.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-63-305011 [Patent Document 2]
JP-A-6-328920
[Problems to be solved by the invention]
There is a run-flat tire in which a core is installed on a wheel with respect to a normal tire, and when the air pressure of the tire becomes zero, the core supports the load of the vehicle to realize run-flat performance. When the air pressure of the tire drops and the core comes into contact with the ground (run-flat state), the circumference of the core and the tire tread part are greatly different, so the outer peripheral part of the core and the inside of the tire tread part Rubs. This increases the rolling resistance of the tire, causing a slip between the tire and the road. Here, the dynamic load radius of the tire is obtained by (moving distance of one rotation of the tire) ÷ 2π. However, if the rolling resistance of the tire increases, the wheel becomes difficult to rotate, so that a drag phenomenon of the tire occurs and a normal drag occurs. In some cases, the difference from the dynamic load radius at the time of air pressure is difficult.
[0006]
On the other hand, a tire pressure detecting device that detects a tire pressure condition based on a decrease in a torsional resonance frequency of a tire cannot absorb much of vibration due to unevenness of a road surface in a run flat state, and has a problem in that a wheel speed is low. The detection signal of the sensor contains many noise components due to road surface vibration. In addition, when the core is in contact with the ground, the torsional rigidity and other characteristics of the tire are greatly changed, so that it cannot be detected by the wheel speed sensor, and it may be difficult to detect the run flat state of the run flat tire.
[0007]
In view of the circumstances described above, the present invention detects a run flat state of a run flat tire, and detects a run flat state of the run flat tire capable of ensuring safe driving, a detection device, a detection program, and a tire pressure. It is an object to provide a low alarm device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The method for detecting a run flat state according to the present invention is characterized in that a core is provided on an outer periphery of a wheel of a vehicle, and when the air pressure is reduced, the run flat tire supports the load of the vehicle. A method of detecting a run flat state when the air pressure drops, wherein the vehicle travels based on wheel speed information obtained from wheel speed detecting means provided in association with each wheel tire of the vehicle. Detecting a vibration component of the run-flat tire due to unevenness of the road surface, and comparing the vibration component with a vibration component when the run-flat tire has previously traveled at a normal air pressure, based on the result of comparison. Is in a run flat state.
[0009]
In the run flat state detecting device of the present invention, a core is provided on an outer periphery of a wheel of a vehicle, and when air pressure is reduced, the run flat tire supports the load of the vehicle. A detection device for detecting a run flat state when the air pressure of a flat tire is reduced, comprising: wheel speed detection means provided in association with each wheel tire of the vehicle; and wheel speed information obtained from the wheel speed detection means. Storage means for storing, vibration component detection means for detecting a vibration component of the run flat tire due to unevenness of the road surface on which the vehicle is traveling, and a case where the vibration component and the run flat tire have previously traveled at normal air pressure. Comparing means for comparing a vibration component; and determining whether or not the run flat tire is in a run flat state based on a comparison result of the comparing means. Characterized in that it comprises a determination unit that.
[0010]
The run flat state detection program according to the present invention further comprises a computer for detecting a run flat state when the air pressure of the run flat tire is reduced, a storage unit for storing wheel speed information obtained from a wheel speed detection unit, Vibration component detection means for detecting a vibration component of the run flat tire due to unevenness of the running road surface; comparison means for comparing the vibration component with a vibration component when the run flat tire has previously traveled at a normal air pressure; On the basis of the comparison result of the comparing means, the run-flat tire functions as a determining means for determining whether or not the run-flat tire is in a run-flat state.
[0011]
In addition, the tire air pressure drop warning device of the present invention is provided with a core on the outer periphery of the wheel of the vehicle, and when the air pressure is reduced, the core supports the load of the vehicle. A tire pressure drop warning device that detects a run flat state at the time of a decrease in air pressure and issues a warning to a driver, comprising: a wheel speed detection unit provided in association with each wheel tire of the vehicle; and Storage means for storing the obtained wheel speed information; vibration component detection means for detecting a vibration component of the run flat tire due to unevenness of the road surface on which the vehicle is traveling; Comparing means for comparing a vibration component when traveling with air pressure, and the run-flat tire is mounted on the basis of a comparison result of the comparing means. Determining means for determining whether a flat state, characterized in that it comprises an alarm means for issuing an alarm to the driver based on the judgment.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a method for detecting a run flat state of a run flat tire, a detection device, a detection program, and a tire pressure drop warning device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0013]
As shown in FIG. 1, a tire pressure drop warning device according to one embodiment of the present invention includes four run flat tires FL, FR, RL, and RR (hereinafter simply referred to as tire T) provided in a four-wheeled vehicle. ) Detects a decrease in the air pressure of the running four-wheel vehicle from the wheel speed rotation information and issues a warning to the driver, and includes normal wheel speed detecting means 1 provided in association with each tire T. .
[0014]
The wheel speed detecting means 1 generates a rotation pulse by using an electromagnetic pickup or the like and measures the wheel speed rotation information from the number of pulses. An angular velocity sensor including one that measures wheel speed rotation information from a voltage can be used. The output of the wheel speed detecting means 1 is given to a control unit 2 which is a computer such as an ABS. As shown in FIG. 2, the control unit 2 extracts a resonance frequency from a vibration frequency component of the tire, and notifies a vibration component detection unit 3 and a warning unit 4 that perform frequency analysis and the like, for example, to visually notify a warning. A display device including a liquid crystal display element, a plasma display element, a CRT, or the like, a voice oscillating device notifying by voice, a device combining display and voice, and the like are connected.
[0015]
As shown in FIG. 2, the control unit 2 stores an I / O interface 2a necessary for exchanging signals with an external device, a CPU 2b functioning as a center of arithmetic processing, and a control operation program of the CPU 2b. It comprises a ROM 2c and a RAM 2d from which data and the like are temporarily written when the CPU 2b performs a control operation, and from which the written data and the like are read.
[0016]
The wheel speed detecting means 1 outputs a pulse signal (hereinafter referred to as a wheel speed pulse) corresponding to the rotation speed of the tire T. Also the CPU 2b, based on the wheel speed pulse outputted from the wheel speed detecting means Sa 1, the predetermined sampling period [Delta] T (sec), for example [Delta] T = 1 second the rotational angular velocity F i of each tire in each is calculated.
[0017]
Here, as shown in FIG. 3, the tire T is provided with a core 12 on the outer periphery of a wheel 11 of the vehicle, and when the air pressure decreases, the core 12 supports the load of the vehicle. It is configured to be able to. In addition, since the tires T are manufactured with variations (initial differences) within the standard, the dynamic load radius of each tire T is the same even if all tires T have normal air pressure. Not necessarily. Therefore, the rotational angular velocity F i of each tire T thus vary. Therefore, the rotational angular velocity F1 i corrected to cancel the variation due to the initial difference is calculated. In particular,
F1 1 = F 1
F1 2 = mF 2
F1 3 = F 3
F1 4 = nF 4
Is corrected. The correction factor m, n, for example the vehicle calculates the rotational angular velocity F i under the condition that it is traveling straight, based on the rotational angular velocities F i The calculated, m = F 1 / F 2 , n = Obtained as F 3 / F 4 . Based on the F1 i, calculates the wheel speeds Vi of the respective tires.
[0018]
Vibration in the torsional direction (rotation direction) of the tire T at a normal air pressure can be measured by the wheel speed detecting means 1 of the ABS since the wheel speed of the tire T is slightly changed. In addition, the vertical vibration can also be measured by the wheel speed detecting means 1 of the ABS because the radius of the tire T is slightly changed to affect the rotation speed of the tire T. Normally, in the case of a tire T having a normal air pressure, as shown in FIG. 4, the unsprung vertical resonance frequency F1 is about 12 to 14 Hz, and the torsional resonance frequency (torsional resonance frequency) F2 is about 37 to 40 Hz. is there.
[0019]
Since the resonance frequency can be expressed by (1 / 2π) / √ (k / m) (k: spring constant, m: mass), it is proportional to the square root of k (spring constant). The longitudinal spring constant of the core is 5 to 10 times higher than that of the tire. Therefore, the resonance frequency F1 in the vertical direction of the tire T is usually around 15 Hz, but when the core 12 is in a grounded state (run-flat state) as shown in FIG. 5, an arrow F3a shown in FIG. As described above, the vertical resonance frequency is about two to three times the normal air pressure, that is, 30 to 45 Hz. While the vehicle is running, the tire T receives various noises from the road surface. Since the noise has a random frequency and magnitude, if the noise is averaged over a predetermined period of time, the noise component is canceled out, but the natural vibration component of the tire T is not canceled out even if it is averaged. However, in the run-flat state, the vertical vibration amplitude of the tire T becomes small, so that the vertical resonance frequency may be indistinguishable from the road surface noise component. In this case, the vertical vibration component cannot be detected.
[0020]
Similarly, with respect to the torsional resonance frequency component F2, the torsional rigidity of the core 12 is 5 to 10 times that of the tire alone. Therefore, in the run flat state, as shown by an arrow F3b in FIG. , The torsional resonance frequency component is two to three times the normal air pressure. However, detection is difficult because the amplitude is small. In this case as well, the torsional vibration component cannot be detected.
[0021]
Therefore, in this embodiment, when the vibration component of the vertical resonance frequency or the torsional resonance frequency increases (increases) by two to three times, or when the resonance frequency component cannot be detected, the tire T runs. Judges that the vehicle is in the flat state and issues an alarm to the driver.
[0022]
Therefore, the tire pressure drop warning device according to the present embodiment includes a wheel speed detecting means 1, a storage means for storing wheel speed information obtained from the wheel speed detecting means 1, an uneven road surface on which the vehicle is running. A vibration component detecting means 3 for detecting a vibration component of a run flat tire due to the above, a comparing means for comparing the vibration component with a vibration component when the run flat tire has previously run at a normal air pressure, and a comparison between the comparing means A run flat state detecting device comprising: a determination unit for determining whether the run flat tire is in a run flat state based on the result; and an alarm unit for issuing a warning to a driver based on the determination by the determination unit. It is configured. Of the vibration components, the torsional resonance frequency of the tire can be clearly detected as being larger than the resonance frequency in the vertical direction. Therefore, it is preferable to detect the torsional resonance frequency as the vibration component.
[0023]
Further, in the present embodiment, the control unit 2 stores the wheel speed information obtained from the wheel speed detecting means 1 in a storage unit, a vibration component of the run flat tire due to the unevenness of the road surface on which the vehicle is running, and the running unit. As a comparing means for comparing a vibration component when the flat tire runs in advance with a normal air pressure, based on a comparison result of the comparing means, as a judging means for judging whether or not the run flat tire is in a run flat state. Let it work.
[0024]
Next, the operation of the tire pressure drop alarm device of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 6, the wheel speed V is calculated every several milliseconds from the wheel speed data obtained from the wheel speed detecting means 1 used for the ABS (step S1). Since the torsional resonance frequency of the tire is around 40 Hz (time = 25 msec), it is necessary to perform sampling in less than 12 ms of 25/2 = 12.5 or less.
[0025]
If the vehicle speed is lower than the threshold speed Vh, the data of the calculated wheel speed is discarded, and the wheel speed is discarded again. Is calculated (step S2).
[0026]
Then, in order to extract a frequency component from the waveform signal at a predetermined wheel speed, for example, a fast Fourier transform (FFT) operation is performed and a frequency analysis is performed (step S3). The resonance frequency and the power spectrum density are obtained by this frequency analysis. Thereby, it can be decomposed into frequency components F1 and F2 as shown in FIG. However, since these frequency components include noise received from the road surface in addition to the tire resonance frequency, it is necessary to average them over a predetermined time. The result of the FFT operation is integrated, and it is determined whether or not the integrated number N has reached a predetermined number Nf (steps S4 and S5). If the total number N has not reached the predetermined number Nf, the wheel speed is calculated again. On the other hand, when the integration number N has reached the predetermined number Nf, an averaging process is performed (step S6). This averaging process is performed to obtain the average value of the FFT operation result and to reduce the fluctuation of the frequency characteristic as much as possible, and calculates the average value of the gain of each frequency component. Next, since the gain of the resonance frequency does not always reach the maximum peak value as compared with the gain of the frequency in the vicinity due to noise or the like, a moving average process is performed to obtain a smoother waveform (step S7). Then, a peak search for searching for the maximum peak value is performed (step S8).
[0027]
Next, as shown in FIG. 7, it is determined whether or not there is a peak in the vicinity of the vertical resonance frequency of the tire of 15 Hz and in the vicinity of the torsional resonance frequency of 40 Hz (steps S9 and S10). If it can be determined that there is no peak in any vicinity, the counter value NP is incremented (step S11). Next, when it is determined that the counter value NP has become equal to or greater than the predetermined value NR, it is determined that the tire is in the run flat state, and an alarm is issued (steps S12 and S13). On the other hand, if the counter value NP is less than the predetermined value NR, the calculation is repeated. On the other hand, when it can be determined that there is a peak near both 15 Hz and 40 Hz, it is determined that the tire is not in the run flat state, and the counter value NP is decremented (steps S14 and S15). However, when the counter value NP = 0, the decrement is not performed.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to detect a run flat state of a tire and to ensure safe driving.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a tire pressure drop warning device according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the tire pressure drop warning device of FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic view showing an example of a tire according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating frequency characteristics in a vertical direction, a torsion direction, and a run flat state.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a run flat state of a tire.
FIG. 6 shows an example of a flowchart of the present invention.
FIG. 7 shows an example of a flowchart of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wheel speed detection means 2 Control unit 3 Vibration component detection means 4 Alarm means
