JP3055293B2

JP3055293B2 - タイヤ空気圧検知装置

Info

Publication number: JP3055293B2
Application number: JP4055942A
Authority: JP
Inventors: 健康田口; 俊治内藤; ▲寛▼ 徳田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1992-03-16
Publication date: 2000-06-26
Anticipated expiration: 2015-06-26
Also published as: JPH05254316A

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【０００２】

【従来の技術】従来より、タイヤの空気圧を検知する装
置としては、タイヤの空気圧が低下したときにタイヤ半
径が変化する（短くなる）ことを利用して、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。

【０００３】

【発明が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、磨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を鑑みて、
タイヤの振動周波数成分を含む信号からバネ下の上下方
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 ）（但し、
ｆ₀は正常なタイヤ空気圧に対応する初期周波数）と所
定偏差Δｆ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、実際のタイヤの振
動周波数成分を含む信号には、バネ下の上下方向あるい
は前後方向の共振周波数の他に、単位時間当たりの車輪
回転数に相当する周波数の次数（整数倍）に現れるタイ
ヤのアンバランス（偏磨耗，スタンディングウェ−ブ現
象等）に起因するノイズ信号が含まれている。従って、
タイヤの振動周波数成分を含む信号から抽出されたバネ
下の上下方向あるいは前後方向の共振周波数ｆk の信頼
性は低く、未だ検知精度を充分に確保したとは言いがた
く、さらなる検知精度の向上が望まれている。

【０００５】そこで本発明は上記問題に鑑みてなされた
ものであって、さらなる検知精度の向上を達成すること
が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。

【０００６】

【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、タイヤの振動周波数成分を含む信号を出力する出
力手段と、前記タイヤの振動周波数成分を含む信号から
単位時間当たりの車輪回転数の次数成分の信号を除去す
る除去手段と、前記車輪回転数の次数成分の信号が除去
されたタイヤの振動周波数成分を含む信号から共振周波
数成分の信号を抽出する抽出手段と、前記共振周波数成
分の信号に基づいて前記タイヤの空気圧の状態を検知す
る検知手段とを備えることを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記構成により、タイヤの振動成分を含む信号
に含まれているタイヤアンバランスに起因する単位時間
当たりの車輪回転数の次数成分の信号を除去し、この除
去した信号から共振周波数成分の信号を抽出し、共振周
波数成分の信号に基づいてタイヤの空気圧の状態を検知
する。ここで、タイヤの空気圧が変化すると、それによ
ってタイヤのばね定数も変化する。このばね定数の変化
により、タイヤ振動周波数成分における共振周波数が変
化するので、抽出した共振周波数に基づき、正確にタイ
ヤの空気圧の状態を検知することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図面に基づいて
詳しく説明する。図１は、第１実施例の全体の構成を示
す構成図である。

【０００９】図１に示すように、車両の各タイヤ１ａ〜
１ｄに対応して車輪速度センサが設けられている。各車
輪速度センサは、歯車２ａ〜２ｄ及びピックアップコイ
ル３ａ〜３ｄによって構成されている。歯車２ａ〜２ｄ
は、各タイヤ１ａ〜１ｄの回転軸（図示せず）に同軸的
に取り付けられており、円盤状の磁性体より成る。ピッ
クアップコイル３ａ〜３ｄは、これらの歯車２ａ〜２ｄ
の近傍に所定の間隔を置いて取り付けられ、歯車２ａ〜
２ｄ、すなわちタイヤ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。ピックアップコイル３
ａ〜３ｄから出力される交流信号は、波形整形回路，Ｒ
ＯＭ，ＲＡＭ等よりなる公知の電子制御装置（ＥＣＵ）
４に入力され、波形整形を含む所定の信号処理が行われ
る。この信号処理の結果は表示部５に入力され、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。この表示部５は、各タイヤ１ａ〜１ｄの空
気圧の状態を独立に表示しても良いし、一つの警告ラン
プを設けて、いずれか一つのタイヤの空気圧が基準空気
圧よりも低下したときに点灯させて、それを警告するよ
うにしても良い。

【００１０】ここで、まず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、例えば舗装さ
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
イヤ振動時の車両ばね下の加速度の周波数特性は図２に
示すようなものとなる。図２に示すように、加速度の周
波数特性は２点においてピーク値を示し、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。

【００１１】一方、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のピーク値（以下、「共振周波
数成分」と言う。）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した場合には、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
方向の共振周波数成分がともに低下する。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成分の少なくとも一方を抽出す
れば、この共振周波数成分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。

【００１２】そのため、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成分を抽出する。これは、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判明した
ためである。すなわち、車輪速度センサの検出信号を周
波数解析した結果、図４に示すように２点でピーク値を
示すとともに、タイヤの空気圧が低下すると、その２点
のピーク値も低下することが明らかとなった。

【００１３】これにより、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。

【００１４】図１２に、ＥＣＵ４が実行する処理内容を
表したフローチャートを示す。なお、ＥＣＵ４は各車輪
１ａ〜１ｄに対して同様の処理を行うため、図１１のフ
ローチャートは１車輪に対しての処理の流れのみを示し
ている。また、これ以後の説明において、各符号の添字
は省略する。さらに、図１１に示すフローチャートで
は、特にタイヤの空気圧が基準値以下に低下したことを
検知し、運転者に対して警告を行う例について示してい
る。

【００１５】図１２において、ステップ１０００では、
ピックアップコイル３から出力された交流信号（図５）
を波形整形してパルス信号とした後に、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６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。ステップ１１００では、演算された車輪速度ｖの
高周波成分の変動幅Δｖ₁が基準値ｖ₀を超えたか否か
を判定する。このとき、車輪速度ｖの高周波成分の変動
幅Δｖ₁が基準値ｖ₀を超えていると判定されると、ス
テップ１２００に進む。ステップ１２００では、車輪速
度ｖの高周波成分の変動幅Δｖ₁が基準値ｖ₀を超えて
いる時間ΔＴが、所定時間ｔ₀₁を超えたか否かを判定す
る。上記ステップ１１００，１２００での処理は、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。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。このため、車輪速度ｖの高
周波成分がある程度変動し、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。なお、ステップ１２００における判
定では、車輪速度ｖの高周波成分の変動幅Δｖ₁が基準
値ｖ₀を超えた時点で所定時間ｔ₀₁が設定され、この所
定時間Δｔ内に再び車輪速度ｖの高周波成分の変動幅Δ
ｖ₁が基準値ｖ₀を超えると、時間ΔＴの計測が継続さ
れる。

【００１６】ステップ１１００及びステップ１２００に
おいて、ともに肯定判断されるとステップ１３００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
１０００に戻る。

【００１７】ステップ１３００では、図７に示すよう
に、所定時間ｔ₀₂（ｔ₀₂≫ｔ₀₁）における車輪速度ｖの
変動幅Δｖ₂とから車輪速度変動率Ａを算出する。

【００１８】

【数１】Ａ＝Δｖ₂／ｔ₀₂ 車輪速度変動率Ａが算出されると、ステップ１４００に
て車輪速度変動率Ａを所定値Ａ₀と比較する。ステップ
１３００，１４００での処理は、所定時間ｔ₀₂（ｔ₀₂≫
ｔ₀₁）における車輪速度ｖの変動Δｖ₂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である変動
幅であるか否かを判定するために行うものである。つま
り、車輪速度ｖの変動Δｖ₂が小さいときには、図８に
示すように、単位時間当たりの車輪回転数に相当する周
波数の次数（整数倍）にピーク（以下、「タイヤ回転次
数成分」と言う。）が現れ、このタイヤ回転次数成分
が、共振周波数成分より大きい場合、共振周波数成分を
誤判定する恐れがある。このため、車輪速度ｖが所定期
間にある程度変動しなければ、タイヤ回転次数成分を除
去することができない。

【００１９】ステップ１４００で車輪速度変動率Ａが所
定値Ａ₀より大きいと判定されると、ステップ１５００
に進み、演算された車輪速度に対して周波数解析（ＦＦ
Ｔ）演算を行うとともに、その演算回数Ｎをカウントす
る。このＦＦＴ演算を行った結果の一例を図９に示す。

【００２０】図９に示すように、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ＦＦＴ演算を実施す
ると、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、路面に存在する微小な凹凸の形状（大き
さや高さ）が全く不規則なためであり、従って車輪速度
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ＦＦＴ演算結果の平均値を求
める。このため、ステップ１４００では、ステップ１３
００におけるＦＦＴ演算回数Ｎが所定回数ｎ₀に達した
か否かを判定する。そして、演算回数Ｎが所定回数ｎ₀
に達っしていないときには、さらにステップ１０００か
らステップ１３００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に達っしているときには、ス
テップ１５００に進んで平均化処理を行う。この平均化
処理は、図１０に示すように、各ＦＦＴ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。このような平均化処理によって、路面に
よるＦＦＴ演算結果の変動やタイヤ回転次数成分を低減
することが可能となる。

【００２１】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、本実施例では、上述の平均化処理に
引き続き、ステップ１６００において以下の移動平均処
理を実施する。

【００２２】この移動平均処理は、ｎ番目の周波数のゲ
インＹ_nを以下の演算式によって求めることにより実施
される。

【００２３】

【数２】Ｙ_n＝（ｙ_n+1＋Ｙ_n-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、ＦＦＴ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１１に示す。

【００２４】なお、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ＦＦＴ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、ステ
ップ１３００のＦＦＴ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ＦＦＴ演
算を実施してもよい。

【００２５】次に、ステップ１７００では、上記移動平
均処理によりスムージングされたＦＦＴ演算結果に基づ
いて、車両のばね下の前後方向の共振周波数ｆk を算出
する。そして、ステップ２０００では、共振周波数ｆ
k をばね下共振周波数上限値ｆH およびばね下共振周波
数下限値ｆL と比較する。これらのばね下共振周波数上
限値ｆH およびばね下共振周波数下限値ｆL はタイヤ空
気圧の許容上下限値（例えば上限値２．５ｋｇ／ｃ
ｍ²、下限値１．４ｋｇ／ｃｍ²）に対応して設定され
ている。共振周波数ｆk がばね下共振周波数上限値ｆH
よりも大きいと判定されると、タイヤ空気圧が許容上限
値を上回ったとみなし、ばね下共振周波数ｆk がばね下
共振周波数下限値ｆL よりも小さいと判定されると、タ
イヤの空気圧が許容下限値を下回ったとみなして、いず
れの場合もステップ２１００に進み、表示部５によって
運転者に対して警告表示を行う。

【００２６】以上述べたように、第１実施例では、車輪
速度変動率Ａが所定値Ａ₀以上の時のみタイヤの振動周
波数成分をＦＦＴ演算するようにしているので、速度変
動率Ａが小さいときに現れるタイヤ回転次数成分を除去
することができる。

【００２７】なお、上述の例では、車両のばね下の前後
方向の共振周波数のみに基づいて、タイヤの空気圧の低
下を検知する例を示したが、これに代えて上下方向の共
振周波数のみに基づきタイヤ空気圧の低下を検知しても
良いし、前後方向及び上下方向の共振周波数の両者に基
づいて検知しても良い。

【００２８】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。上述の第１実施例では、タイヤ回転次数成分を除去
するために速度変動率Ａが所定値Ａ₀以上のときにのみ
共振周波数ｆk を求めるようにしていたが、第２実施例
では、図１３に示すように所定時間ｔ₀₃の車輪速度の変
動幅ΔＶ₃がそれまでに算出された変動幅と異なる時
に、ＦＦＴ演算を行うことによって共振周波数ｆk を求
めるものである。

【００２９】この第２実施例では、ＥＣＵ４における処
理内容の一部のみが上記第１実施例と異なり、その構成
は上記第１実施例と共通である。このため、構成の説明
は省略し、かつＥＣＵ４における処理内容の相違点のみ
を説明する。

【００３０】すなわち、第２実施例では、図１２に示す
第１実施例のフローチャートのステップ１３００，１４
００を図１４に示す処理に変更する。図１４において、
ステップ１３１０では、所定時間ｔ₀₃間における車輪速
度ｖの変動幅Δｖ₃を算出する。ステップ１３１１で
は、ステップ１３００のＮ回目に算出された車輪速度ｖ
の変動幅Δｖ_3(N)が、ステップ１３００の１〜Ｎ−１回
目に算出された車輪速度ｖの変動幅Δｖ₃₍₁₎〜Δｖ
_3(N-1)と等しいか否かを判定する。そして、否定判定さ
れるとステップ１５００に進んでＦＦＴ演算を行い、肯
定判定されるとステップ１０００に戻る。これにより、
ＦＦＴ演算されるタイヤ振動周波数成分は車輪速度ｖの
変動幅Δｖ₃が全て異なっていることから、タイヤ振動
周波数成分に現れるピークは、同じ周波数に現れるばね
下の前後方向あるいは上下方向の共振周波数成分のみが
残り、それぞれ異なる周波数に現れるタイヤ回転次数成
分はステップ１５００以降のＦＦＴ演算によって除去さ
れることになる。

【００３１】なお、この第２実施例では、Ｎ回目に算出
された所定時間ｔ₀₃間の車輪速度ｖの変動幅Δｖ_3(N)が
Ｎ回目までに算出された変動幅ΔＶ₃₍₁₎〜ΔＶ_3(N-1)と
異なる時にＦＦＴ演算を行っているが、これに代えてＮ
回目に算出された所定時間ｔ ₀₃間の平均車輪速度ｖ_C(N)
がＮ回目までに算出された平均車輪速度ｖ_C(1)〜ｖ_C(
_N-1)と異なる時にＦＦＴ演算行うようにしても良い。

【００３２】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。上述の第１，第２実施例では、タイヤ回転次数成分
を除去する処理を行った後にＦＦＴ演算を行っていた
が、本実施例ではＦＦＴ演算後にタイヤ回転次数成分を
除去することを特徴としている。

【００３３】タイヤの振動周波数成分のゲインは、路面
状態に大きく依存しており、タイヤ回転次数成分のゲイ
ンも同様に路面の影響を受ける。すなわち、図１５に示
すように、未舗装路等の悪路を走行した場合にはタイヤ
振動周波数成分のゲインが大きくなるため、タイヤ回転
次数成分のゲインもそれに伴って大きくなる。そこで本
実施例では、ＦＦＴ演算したタイヤ振動周波数成分のう
ち、所定周波数帯ｆ_bにおける最大ゲインＶ_aが所定範
囲内Ｖ_MAX〜Ｖ_MINにあるときのみ平均化処理を行うこ
とで、平均化処理を行うＦＦＴ演算結果のゲインをそろ
え、平均化処理後のタイヤ回転次数成分の影響を小さく
しようとするものである。

【００３４】すなわち、第３実施例では、図１２に示す
第１実施例のフローチャートのステップ１３００〜１６
００を図１６に示す処理に変更する。図１６において、
ステップ１３２０ではＦＦＴ演算を行った後、ステップ
１３２１にてＦＦＴ演算を行ったタイヤの振動周波数成
分内の最大ゲインＶ_aが上限値Ｖ_MAXから下限値Ｖ_MIN
の間にあるか否かを判定する。ここで否定判定されると
ステップ１０００に戻り、肯定判定されるとステップ１
３２２に進み、ステップ１３２２にて肯定判定された回
数Ｎ_A、即ち最大ゲインＶ_aが上限値Ｖ_MAX〜下限値Ｖ
_MINにあるＦＦＴ演算結果のデータ数Ｎ_Aをインクリメ
ントする。これは、ＦＦＴ演算を行ったタイヤの振動周
波数成分内の最大ゲインＶ_aが上限値Ｖ _MAXから下限値
Ｖ_MINの間にあるＦＦＴ演算結果のみをタイヤ空気圧の
検知に用いるためである。そして、ステップ１３２３に
て肯定判定された回数Ｎ_Aが所定値Ｎ_Bに達したか否か
を判定する。ここで否定判定されるとステップ１０００
に戻り、肯定判定されるとステップ１７００に進む。こ
れにより、悪路走行中におけるデータが除去されること
になり、悪路走行中に大きなピークを持つタイヤ回転次
数成分の影響を抑えることができる。

【００３５】次に本発明の第４実施例について説明す
る。上記第３実施例では、ＦＦＴ演算を行ったタイヤの
振動周波数成分のうち所定周波数帯ｆ_bにおける最大ゲ
インＶ_aが上限値Ｖ_MAXから下限値Ｖ_MIN以外は除去
し、上限値Ｖ_MAXから下限値Ｖ_MINの間にあるもののみ
を平均化処理するものであるが、本実施例では、図１７
に示すように、所定周波数帯ｆ_bにある最大ゲインＶ_a
と、所定ゲインＶ₀との比Ｋ_iを、ＦＦＴ演算を行った
タイヤの振動周波数成分に乗ずることにより、極端に大
きい（または小さい）データを無くして平均化し、タイ
ヤ回転次数成分を除去することを特徴としている。

【００３６】すなわち、第４実施例では、図１２に示す
第１実施例のフローチャートのステップ１３００〜１５
００を図１８に示す処理に変更する。図１８において、
ステップ１３３０ではＦＦＴ演算を行う。次にステップ
１３３１では、ステップ１３３０のＦＦＴ演算結果に基
づき、所定周波数帯ｆ_bにある最大値（ａ）のゲインＶ
_aと所定ゲインＶ₀との比である係数Ｋ_iを求める。

【００３７】

【数３】Ｋ_i＝Ｖ₀／Ｖ_a そして、ステップ１３３２にて係数Ｋ_iをＦＦＴ演算を
行ったタイヤの振動周波数成分に乗ずることで、ＦＦＴ
演算の修正を行う。修正が終了したならば、ステップ１
３３３でＦＦＴ演算回数をカウントし、ステップ１６０
０に進む。これにより、最大ゲインはＶ_aは全てＶ₀に
なり、極端に大きい（または小さい）データは無くな
る。

【００３８】次に本発明の第５実施例について説明す
る。上記第４，第５実施例は、ＦＦＴ演算後の平均化処
理の統計処理的性質を利用し、タイヤ回転次数成分の影
響を低減していたが、第５実施例では、ＦＦＴ演算結果
のタイヤ回転次数成分を直接除去することを特徴として
いる。すなわち、第５実施例はタイヤ回転次数成分が、
車輪速度の変動幅に対応する周波数範囲、またはその整
数倍の周波数範囲に必ず存在することを利用するもので
ある。

【００３９】例えば、図１９に示すように、ある時間Ｔ
_D内の車輪速度の変動範囲がａ（ｍｉｎ）〜ｂ（ｍａ
ｘ）の中にあるとすると（図１９（ａ））、車輪速度
ａ，ｂに対応する周波数Ａ，Ｂを求め（図１９
（ｂ））、これらの周波数Ａ，Ｂに対応するＦＦＴ演算
結果の値ｐ，ｑ間を直線あるいは曲線にて結ぶことによ
ってｐ，ｑ間の破線部分（─部分）を削除する（以下、
「補間」と言う。）（図１９（ｃ）参照）。

【００４０】そこで第５実施例では、図２０に示す第１
実施例のフローチャートのステップ１３００〜１５００
を図２０に示す処理に変更する。図２０において、ステ
ップ１３４０では、時間Ｔ_D内の車輪速度変動の最小値
ａ，最大値ｂを求める。次に、ステップ１３４１で、前
記最小値ａ，最大値ｂに対応する周波数Ａ，Ｂを求め、
ステップ１３４２にてＦＦＴ演算を実行する。この周波
数Ａ〜Ｂ間にタイヤ回転次数成分が存在しているので、
ステップ１３４３にて周波数Ａ，ＢにおけるＦＦＴ演算
値ｐとｑ間を直線にて結ぶことによって補間する。これ
により、周波数Ａ〜Ｂ間に存在するタイヤ回転次数成分
のゲインは小さくなる。そしてステップ１３４４でＦＦ
Ｔ演算回数をカウントし、ステップ１６００に進む。

【００４１】次に本発明の第６実施例について説明す
る。第６実施例では、上記第５実施例の補間を精度良く
行うことを特徴としている。すなわち第６実施例では、
まず図２１（ａ），（ｂ）に示すように、時間Ｔ_D内に
変動する車輪速度の最大値ｂ、最小値ａの範囲内の車輪
速度頻度Ａ_iの分布を求める。車輪速度頻度Ａ_iの分布
を求める方法は、車輪速度ａ〜ｂ内の速度を小さい順
（または大きい順）に並び換え、同一車輪速度の場合
は、そのデータの個数をカウントする。ここで、第５実
施例で述べたようにＦＦＴ演算結果に現れるタイヤ回転
次数成分は、車輪速度変動ａ〜ｂに対応した周波数範囲
Ａ〜Ｂ内に存在する。このときタイヤ回転次数成分のゲ
インの分布は、車輪速度の頻度分布と相似の関係とな
る。なぜなら、タイヤ回転次数成分は単位時間当たりの
車輪回転数に現れることから、頻度分布の大きな車輪速
度が単位時間当たりの車輪回転数にほぼ対応するとみな
すことができるからである。

【００４２】そして係数Ｋ_j（これは車輪速度頻度Ａ_i
をその車輪速度に対応した周波数のＦＦＴ演算値Ｖ_iに
変換する係数）を車輪速度頻度Ａ_iに乗ずることで、タ
イヤ回転次数成分のゲインの分布を推定する（図２２，
２３参照）。その後、図２４に示すように推定したタイ
ヤ回転次数成分のゲインの分布を周波数範囲Ａ〜Ｂにお
いて、ＦＦＴ演算結果から減算することでタイヤ回転次
数成分の影響を除去する。これにより、周波数Ａ，Ｂに
おけるＦＦＴ演算値ｐ，ｑの間を補間することができ
る。

【００４３】以上の処理を図２５のフローチャートに示
す。図２５においてステップ１３５０にて所定時間Ｔ_D
内の最大車輪速度ｂ、最小車輪速度ａの算出を行い、そ
の結果をＥＣＵ内に記憶しておく。次に、ステップ１３
５１で、記憶された車輪速度結果を車輪速度の小さい
（または大きい）順に並び換え、同一車輪速度はその数
をカウントすることで、車輪速度頻度Ａ_iの分布を求め
る。

【００４４】そして、ステップ１３５２にて車輪速度に
対応する周波数を算出し、ステップ１３５３にて先に求
められた車輪速度頻度Ａ_iの分布に対し、係数Ｋ_jを乗
算することにより、車輪速度頻度Ａ_iの分布からタイヤ
回転次数成分のゲイン（ν_i）を算出する。次に、ステ
ップ１３５４にてＦＦＴ演算を行い、ステップ１３５５
でタイヤ回転次数成分が含まれる周波数範囲Ａ〜Ｂにお
いて、ＦＦＴ演算値（Ｖ_i）からステップ１３５３で求
められたタイヤ回転次数成分のゲイン（ν_i）を減算す
ることで、ＦＦＴ演算の修正値（Ｖ_i’）を求める。

【００４５】これにより、タイヤ回転次数成分が除去さ
れたＦＦＴ演算結果は図２４に示すようになり、ステッ
プ１３５６でＦＦＴ演算回数をカウントし、ステップ１
６００に進む。

【００４６】次に本発明の第７実施例について説明す
る。上記第６実施例では、車輪速度の頻度分布形状をも
とに、これと相似形状を忠実にＦＦＴ演算結果から減算
することで、タイヤ回転次数成分を除去するものであっ
たが、第７実施例では車輪速度の頻度分布を簡便な形状
で近似し、ＦＦＴ演算結果から減算することを特徴とし
ている。

【００４７】図２６（ａ），（ｂ）に示すように、車輪
速度がａからｂまで変動した場合、その頻度分布を求め
ることについては、第６実施例と同様である。ここで、
最も頻度の高い車輪速度をｃとすると、この頻度分布を
図２６（ｃ）に示すように三角形ａｂｃ’と近似するも
のとする。そして、図２７，２８に示すように、三角形
ａｂｃ’に予め定められた係数Ｋ_kを乗算することで、
タイヤ回転数次数成分の推定ゲイン（ν_i）を求め、こ
れをＦＦＴ演算値（Ｖ_i）から減算してタイヤ回転次数
成分を除去するものである。

【００４８】なお、フローチャートは第６実施例と略同
様であるため、省略する。また、この第７実施例では、
最も頻度の高い車輪速度ｃを用いてタイヤ回転次数成分
を除去しなくても、車輪速度変動ａ〜ｂの平均値を用い
るようにしても良いし、三角形ａｂｃ’にて車輪速度の
頻度分布を近似しなくとも、正規分布やガウス分布など
の統計分布を用いても良い。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、タ
イヤの振動成分を含む信号に含まれているタイヤアンバ
ランスに起因する単位時間当たりの車輪回転数の次数成
分の信号を除去し、除去した信号から共振周波数成分の
信号を抽出しているので、共振周波数成分の信号のノイ
ズ成分となる信号が除去され、正確にタイヤ空気圧を検
知することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示す構成図であ
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３】タイヤの空気圧の変化による車両のばね下の上
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。

【図４】第１実施例のタイヤ空気圧の検知原理を示す説
明図である。

【図５】車輪速度センサの出力電圧波形を示す波形図で
ある。

【図６】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。

【図７】車輪速度の変動を示すタイムチャートである。

【図８】単位時間当たりの車輪回転数に相当する周波数
の次数におけるピーク発生を現す特性図である。

【図９】図６に示す波形の車輪速度ｖに対して周波数解
析演算を行った結果を示す特性図である。

【図１０】第１実施例における平均処理を説明するため
の説明図である。

【図１１】第１実施例における移動平均処理を行った後
の周波数解析結果を示す特性図である。

【図１２】第１実施例の電子制御装置の処理内容を示す
フローチャートである。

【図１３】第２実施例の制御概略を説明する説明図であ
る。

【図１４】第２実施例の処理内容の要旨を示すフローチ
ャートである。

【図１５】第３実施例の制御概略を説明する説明図であ
る。

【図１６】第３実施例の処理内容の要旨を示すフローチ
ャートである。

【図１７】第４実施例の制御概略を説明する説明図であ
る。

【図１８】第４実施例の処理内容の要旨を示すフローチ
ャートである。

【図１９】第５実施例の制御概略を説明する説明図であ
る。

【図２０】第５実施例の処理内容の要旨を示すフローチ
ャートである。

【図２１】第６実施例の制御概略を説明する説明図であ
る。

【図２２】第６実施例において車輪速度の頻度分布を示
す特性図である。

【図２３】第６実施例においてタイヤ回転次数成分の推
定ゲイン分布を示す特性図である。

【図２４】第６実施例においてタイヤ回転次数成分が除
去された周波数特性を示す特性図である。

【図２５】第６実施例の処理内容の要旨を示すフローチ
ャートである。

【図２６】第７実施例の制御概略を説明する説明図であ
る。

【図２７】第７実施例の制御概略を説明する説明図であ
る。

【図２８】第７実施例の制御概略を説明する説明図であ
る。

【符号の説明】

１タイヤ２歯車３ピックアップコイル４電子制御装置（ＥＣＵ）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) 特開昭59−26029（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−48296（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−17127（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−149502（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−74008（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 23/00 - 23/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の走行時に、タイヤの振動周波数成
分を含む信号を出力する出力手段と、前記タイヤの振動周波数成分を含む信号から単位時間当
たりの車輪回転数の次数成分の信号を除去する除去手段
と、前記車輪回転数の次数成分の信号が除去されたタイヤの
振動周波数成分の信号を抽出する抽出手段と、前記共振周波数成分の信号に基づいて前記タイヤの空気
圧の状態を検知する検知手段と、を備えることを特徴とするタイヤ空気圧検知装置。
【請求項２】前記車輪回転の次数成分の信号を除去す
る除去手段は、定められた時間内の車速変動率に基づい
て車輪速度信号の選別を行なう選別手段を有し、その選
別された車輪速度信号に基づき、前記共振周波数成分の
信号の抽出を行なう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】前記車輪回転数の次数成分の信号を除去
する除去手段は、タイヤの振動周波数成分の信号強度に
基づいて車輪速度信号の選別を行なう選別手段、もしく
は該車輪速度信号の調整を行なう調整手段を有し、その
選別もしくは調整された車輪速度信号に基づき、前記共
振周波数成分の信号の抽出を行なうことを特徴とする請
求項１に記載のタイヤ空気圧検知装置。
【請求項４】前記車輪回転数の次数成分の信号を除去
する除去手段は、前記共振周波数成分を抽出する信号抽
出手段によって抽出された抽出結果から、車輪速度の変
動幅に対応する周波数範囲もしくはその整数倍の周波数
範囲に発生する前記次数成分を除去することを特徴投す
る請求項１に記載のタイヤ空気圧検知装置。