JP3095095B2 - タイヤ異常摩耗検知装置 - Google Patents
タイヤ異常摩耗検知装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両のタイヤの異常摩
耗を検知するタイヤ異常摩耗検知装置に関するものであ
る。
耗を検知するタイヤ異常摩耗検知装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】タイヤの異常摩耗を検知する装置とし
て、車輪速度センサが各車輪の車輪速度を検出し、タイ
ヤの異常摩耗を検知する装置が提案されている。これは
摩耗によりタイヤ半径が減少し、車輪速度が変化するこ
とを利用したものである。
て、車輪速度センサが各車輪の車輪速度を検出し、タイ
ヤの異常摩耗を検知する装置が提案されている。これは
摩耗によりタイヤ半径が減少し、車輪速度が変化するこ
とを利用したものである。
【０００３】
【発明は解決しようとする課題】しかしながら、検出対
象であるタイヤ半径はタイヤ空気圧の多少に応じて増減
する。このため、単にタイヤ半径の変形量からタイヤの
異常摩耗を的確に検知するのは困難であるという問題点
がある。
象であるタイヤ半径はタイヤ空気圧の多少に応じて増減
する。このため、単にタイヤ半径の変形量からタイヤの
異常摩耗を的確に検知するのは困難であるという問題点
がある。
【０００４】本願発明者らは上記問題に鑑みて検討した
結果、各車輪の車輪速度を検出する車輪速度センサの検
出信号から、タイヤの共振周波数成分を抽出し、この共
振周波数成分からタイヤ空気圧が算定できることを見い
だした。そして、車両の直進状態でかつ正常状態におけ
るタイヤ回転数と共振周波数との相関関係を求め、この
相関関係から外れるタイヤ回転数を検出した場合には、
摩耗に基づくタイヤ半径の減少が生じたことが検知でき
ることに着目した。本発明は上記に鑑みてなされたもの
であり、タイヤ回転数と共振周波数との相関関係に基づ
いて、タイヤの異常摩耗を検知することができるタイヤ
異常摩耗検知装置を提供することを目的とするものであ
る。
結果、各車輪の車輪速度を検出する車輪速度センサの検
出信号から、タイヤの共振周波数成分を抽出し、この共
振周波数成分からタイヤ空気圧が算定できることを見い
だした。そして、車両の直進状態でかつ正常状態におけ
るタイヤ回転数と共振周波数との相関関係を求め、この
相関関係から外れるタイヤ回転数を検出した場合には、
摩耗に基づくタイヤ半径の減少が生じたことが検知でき
ることに着目した。本発明は上記に鑑みてなされたもの
であり、タイヤ回転数と共振周波数との相関関係に基づ
いて、タイヤの異常摩耗を検知することができるタイヤ
異常摩耗検知装置を提供することを目的とするものであ
る。
【０００５】
【課題を解決する手段】上記問題点を解決するため、本
発明によるタイヤ異常摩耗検出装置は、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、前記信号からタイヤの共振周波数成分の信号を
抽出する抽出手段と、前記出力手段からの信号から単位
時間当たりのタイヤの回転数を演算する第１タイヤ回転
数演算手段と、前記抽出手段により抽出されたタイヤの
共振周波数成分からタイヤの共振周波数を演算すると共
に、該共振周波数からタイヤ回転数を演算する第２タイ
ヤ回転数演算手段と、前記第１タイヤ回転数演算手段の
演算したタイヤ回転数と所定の共振周波数に対応するタ
イヤ回転数とのタイヤ回転数差と、前記第２タイヤ回転
数演算手段の演算したタイヤ回転数と前記所定の共振周
波数に対応するタイヤ回転数とのタイヤ回転数差との関
係に基づいてタイヤ外周の摩耗量を算定する算定手段
と、該算定手段の算定値と判定値とを比較してタイヤの
異常摩耗を検知する検知手段とを備えることを特徴とす
る。
発明によるタイヤ異常摩耗検出装置は、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、前記信号からタイヤの共振周波数成分の信号を
抽出する抽出手段と、前記出力手段からの信号から単位
時間当たりのタイヤの回転数を演算する第１タイヤ回転
数演算手段と、前記抽出手段により抽出されたタイヤの
共振周波数成分からタイヤの共振周波数を演算すると共
に、該共振周波数からタイヤ回転数を演算する第２タイ
ヤ回転数演算手段と、前記第１タイヤ回転数演算手段の
演算したタイヤ回転数と所定の共振周波数に対応するタ
イヤ回転数とのタイヤ回転数差と、前記第２タイヤ回転
数演算手段の演算したタイヤ回転数と前記所定の共振周
波数に対応するタイヤ回転数とのタイヤ回転数差との関
係に基づいてタイヤ外周の摩耗量を算定する算定手段
と、該算定手段の算定値と判定値とを比較してタイヤの
異常摩耗を検知する検知手段とを備えることを特徴とす
る。
【０００６】
【作用】上記構成により、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タイヤの回転数を演算する
と共に、抽出された共振周波数成分から演算される共振
周波数よりタイヤ回転数を演算し、これらの各タイヤ回
転数と所定の共振周波数に対応するタイヤ回転数とのタ
イヤ回転数差との関係に基づいてタイヤ外周の摩耗量を
算定する。そして、その算定値と判定値との比較により
タイヤの異常摩耗を検知する。
む信号から単位時間当たりのタイヤの回転数を演算する
と共に、抽出された共振周波数成分から演算される共振
周波数よりタイヤ回転数を演算し、これらの各タイヤ回
転数と所定の共振周波数に対応するタイヤ回転数とのタ
イヤ回転数差との関係に基づいてタイヤ外周の摩耗量を
算定する。そして、その算定値と判定値との比較により
タイヤの異常摩耗を検知する。
【０００７】
【実施例】 (第１実施例)本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図１はタイヤ異常摩耗検知装置の概略構成図であ
る。車両に装着される前後左右の４個のタイヤ１ａ〜１
ｄに対応してそれぞれ車輪速度センサが設置される。車
輪速度センサは、磁性体よりなる歯車形状のパルサ２ａ
〜２ｄ及びピックアップコイル３ａ〜３ｄにより構成さ
れる。パルサ２ａ〜２ｄは、各タイヤ１ａ〜１ｄの回転
車軸(図示せず)に固定される。ピックアップコイル３ａ
〜３ｄは、パルサ２ａ〜２ｄと所定の間隔を置いて取り
付けられ、パルサ２ａ〜２ｄの回転、即ち前記各タイヤ
１ａ〜１ｄの回転速度に応じた周期の交流信号を出力す
る。
る。図１はタイヤ異常摩耗検知装置の概略構成図であ
る。車両に装着される前後左右の４個のタイヤ１ａ〜１
ｄに対応してそれぞれ車輪速度センサが設置される。車
輪速度センサは、磁性体よりなる歯車形状のパルサ２ａ
〜２ｄ及びピックアップコイル３ａ〜３ｄにより構成さ
れる。パルサ２ａ〜２ｄは、各タイヤ１ａ〜１ｄの回転
車軸(図示せず)に固定される。ピックアップコイル３ａ
〜３ｄは、パルサ２ａ〜２ｄと所定の間隔を置いて取り
付けられ、パルサ２ａ〜２ｄの回転、即ち前記各タイヤ
１ａ〜１ｄの回転速度に応じた周期の交流信号を出力す
る。
【０００８】ピックアップコイル３ａ〜３ｄから出力さ
れる交流信号は、電子制御装置(以下ＥＣＵという)４に
入力される。ＥＣＵ４は、ＣＰＵ、波形整形回路、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ等から構成され、所定のプログラムに従い入
力される各種信号を処理する。そして、タイヤの異常摩
耗が検知された場合は、表示部５により運転者に警告す
る。前記信号処理の第１はタイヤ回転数を求める処理で
あり、また、信号処理の第２は、タイヤの共振周波数を
演算するための車輪速度ｖを求める処理である。
れる交流信号は、電子制御装置(以下ＥＣＵという)４に
入力される。ＥＣＵ４は、ＣＰＵ、波形整形回路、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ等から構成され、所定のプログラムに従い入
力される各種信号を処理する。そして、タイヤの異常摩
耗が検知された場合は、表示部５により運転者に警告す
る。前記信号処理の第１はタイヤ回転数を求める処理で
あり、また、信号処理の第２は、タイヤの共振周波数を
演算するための車輪速度ｖを求める処理である。
【０００９】ここで、本実施例における車輪速度信号か
らタイヤ空気圧が検知可能な理由について以下に説明す
る。車両が舗装されたアスファルト路面を走行した場
合、その路面表面の微小な凹凸により上下及び前後方向
の力を受け、その力によってタイヤは上下及び前後方向
に振動する。このタイヤ振動時の車両のばね下の加速度
の周波数特性は、図３に示すようにａ点、ｂ点でピーク
値を示す。ａ点は車両のばね下における上下方向の共振
周波数であり、ｂ点は車両のばね下における前後方向
(又は左右方向)の共振周波数である。
らタイヤ空気圧が検知可能な理由について以下に説明す
る。車両が舗装されたアスファルト路面を走行した場
合、その路面表面の微小な凹凸により上下及び前後方向
の力を受け、その力によってタイヤは上下及び前後方向
に振動する。このタイヤ振動時の車両のばね下の加速度
の周波数特性は、図３に示すようにａ点、ｂ点でピーク
値を示す。ａ点は車両のばね下における上下方向の共振
周波数であり、ｂ点は車両のばね下における前後方向
(又は左右方向)の共振周波数である。
【００１０】タイヤの空気圧が変化すると、タイヤゴム
部のばね定数も変化するため、上記の上下方向及び前後
方向の共振周波数がともに変化する。例えば、図４に示
すように、タイヤの空気圧が低下すると、タイヤゴム部
のばね定数も低下するので、上下方向及び前後方向の共
振周波数が全体的に低周波側に移行し、ピーク値ａ点は
ａ′点にピーク値ｂ点はｂ′点に移行する。従って、タ
イヤの振動周波数より、車両のばね下における上下方向
若しくは前後方向(又は左右方向)の共振周波数の少なく
とも一方を抽出すれば、この共振周波数に基づいてタイ
ヤの空気圧の状態を検知することができる。
部のばね定数も変化するため、上記の上下方向及び前後
方向の共振周波数がともに変化する。例えば、図４に示
すように、タイヤの空気圧が低下すると、タイヤゴム部
のばね定数も低下するので、上下方向及び前後方向の共
振周波数が全体的に低周波側に移行し、ピーク値ａ点は
ａ′点にピーク値ｂ点はｂ′点に移行する。従って、タ
イヤの振動周波数より、車両のばね下における上下方向
若しくは前後方向(又は左右方向)の共振周波数の少なく
とも一方を抽出すれば、この共振周波数に基づいてタイ
ヤの空気圧の状態を検知することができる。
【００１１】一方、本発明者らの詳細な検討の結果、車
輪速度センサの検出信号には、タイヤの振動周波数成分
が含まれていることが解明された。即ち、車輪速度セン
サの検出信号を周波数解析した結果は、図５に示すよう
に２点でピーク値を示すとともに、タイヤの空気圧が変
化するとその２点のピーク値も移動することが明らかと
なった。このため、本実施例では車輪速度センサの検出
信号から、車両のばね下における上下方向及び前後方向
(又は左右方向)の共振周波数を抽出することで、タイヤ
空気圧を検知することが可能となる。
輪速度センサの検出信号には、タイヤの振動周波数成分
が含まれていることが解明された。即ち、車輪速度セン
サの検出信号を周波数解析した結果は、図５に示すよう
に２点でピーク値を示すとともに、タイヤの空気圧が変
化するとその２点のピーク値も移動することが明らかと
なった。このため、本実施例では車輪速度センサの検出
信号から、車両のばね下における上下方向及び前後方向
(又は左右方向)の共振周波数を抽出することで、タイヤ
空気圧を検知することが可能となる。
【００１２】上記により、本実施例によれば、近年搭載
車両の増加しているアンチスキッド制御装置（ＡＢＳ）
を備える車両等は、既に各タイヤに車輪速度センサが装
備されているため、何ら新たなセンサ類を追加しなくと
もタイヤ回転数とタイヤ空気圧の検知が可能となるばね
下の共振周波数が算定できる。ここで、タイヤ回転数
(パルス数／時間)とタイヤ空気圧(ｋｇ／ｃｍ2)の関係
を図６に示す。また、ばね下共振周波数(Ｈｚ)とタイヤ
空気圧(ｋｇ／ｃｍ2)の関係を図７に示す。
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
もタイヤ回転数とタイヤ空気圧の検知が可能となるばね
下の共振周波数が算定できる。ここで、タイヤ回転数
(パルス数／時間)とタイヤ空気圧(ｋｇ／ｃｍ2)の関係
を図６に示す。また、ばね下共振周波数(Ｈｚ)とタイヤ
空気圧(ｋｇ／ｃｍ2)の関係を図７に示す。
【００１３】上記図６及び図７に示す関係から、前記タ
イヤ回転数とばね下共振周波数の関係が図８に示され
る。この図８に示す関係は、タイヤの摩耗が生じない状
態において、タイヤ空気圧の変動のみでタイヤ回転数が
変化する場合の特性を示し、車両がある単位時間(一定
時間)直線走行を行った場合を想定したものである。４
個の車輪が摩耗状態でない場合、若しくは４個の車輪が
同程度の摩耗状態の場合は、各車輪のタイヤの共振周波
数(タイヤ空気圧)とタイヤ回転数の関係は、図８の点Ｐ
1〜Ｐ4に示すように一定の相関関係を有し、ある特定の
線上にプロットされる。尚、点Ｐ1は最もタイヤ空気圧
が低い場合を示し、点Ｐ4は最もタイヤ空気圧が高い場
合を示す。
イヤ回転数とばね下共振周波数の関係が図８に示され
る。この図８に示す関係は、タイヤの摩耗が生じない状
態において、タイヤ空気圧の変動のみでタイヤ回転数が
変化する場合の特性を示し、車両がある単位時間(一定
時間)直線走行を行った場合を想定したものである。４
個の車輪が摩耗状態でない場合、若しくは４個の車輪が
同程度の摩耗状態の場合は、各車輪のタイヤの共振周波
数(タイヤ空気圧)とタイヤ回転数の関係は、図８の点Ｐ
1〜Ｐ4に示すように一定の相関関係を有し、ある特定の
線上にプロットされる。尚、点Ｐ1は最もタイヤ空気圧
が低い場合を示し、点Ｐ4は最もタイヤ空気圧が高い場
合を示す。
【００１４】図９は、タイヤ共振周波数ｆ4が演算され
るタイヤの回転数ｎ4を基準としたタイヤ回転数差と、
タイヤ共振周波数との関係を示したものである。タイヤ
共振周波数ｆ1，ｆ2，ｆ3及びｆ4が演算されるタイヤの
回転数差(ｄｎ1，ｄｎ2，ｄｎ3)と、該タイヤ共振周波
数との関係を示す点は、特定の線(Ｌ)上にプロットされ
る。ここで、タイヤ共振周波数ｆ3が演算されるタイヤ
が異常に摩耗した場合を想定する。共振周波数はタイヤ
空気圧のみに依存しタイヤトレッド部の摩耗の影響を受
けない。このため、摩耗によるタイヤの回転半径の差が
直接タイヤ回転数の差となって表れ、タイヤ共振周波数
ｆ3が演算されるタイヤの回転数差ｄｎ3とタイヤ共振周
波数ｆ3との関係を示す点は、前記線(Ｌ)上から外れて
プロットされる。
るタイヤの回転数ｎ4を基準としたタイヤ回転数差と、
タイヤ共振周波数との関係を示したものである。タイヤ
共振周波数ｆ1，ｆ2，ｆ3及びｆ4が演算されるタイヤの
回転数差(ｄｎ1，ｄｎ2，ｄｎ3)と、該タイヤ共振周波
数との関係を示す点は、特定の線(Ｌ)上にプロットされ
る。ここで、タイヤ共振周波数ｆ3が演算されるタイヤ
が異常に摩耗した場合を想定する。共振周波数はタイヤ
空気圧のみに依存しタイヤトレッド部の摩耗の影響を受
けない。このため、摩耗によるタイヤの回転半径の差が
直接タイヤ回転数の差となって表れ、タイヤ共振周波数
ｆ3が演算されるタイヤの回転数差ｄｎ3とタイヤ共振周
波数ｆ3との関係を示す点は、前記線(Ｌ)上から外れて
プロットされる。
【００１５】従って、タイヤの異常摩耗を検知するに
は、先ず上記図９に示すタイヤの回転数差とタイヤ共振
周波数との関係を予めＥＣＵ４内にマップとして記憶す
る。そして、逐次タイヤの回転数差とタイヤ共振周波数
を演算して、その両者の関係を前記マップから求まる関
係と比較しその偏差の多少によりタイヤ異常摩耗を判定
すればよい。車両が直進状態で走行中に、タイヤ回転数
(ｎ1〜ｎ4)とタイヤ共振周波数(ｆ1〜ｆ4)を演算し、最
も回転数の低い車輪の回転数ｎ4を基準として、それぞ
れの車輪の回転数差△ｎ1(＝ｎ4−ｎ1)，△ｎ2(＝ｎ4−
ｎ2)，△ｎ3(＝ｎ4−ｎ3)を求める。
は、先ず上記図９に示すタイヤの回転数差とタイヤ共振
周波数との関係を予めＥＣＵ４内にマップとして記憶す
る。そして、逐次タイヤの回転数差とタイヤ共振周波数
を演算して、その両者の関係を前記マップから求まる関
係と比較しその偏差の多少によりタイヤ異常摩耗を判定
すればよい。車両が直進状態で走行中に、タイヤ回転数
(ｎ1〜ｎ4)とタイヤ共振周波数(ｆ1〜ｆ4)を演算し、最
も回転数の低い車輪の回転数ｎ4を基準として、それぞ
れの車輪の回転数差△ｎ1(＝ｎ4−ｎ1)，△ｎ2(＝ｎ4−
ｎ2)，△ｎ3(＝ｎ4−ｎ3)を求める。
【００１６】これに対し、タイヤ共振周波数(ｆ1〜ｆ3)
に対応するタイヤ回転数差(前記回転数ｎ4を基準とす
る)ｄｎ1，ｄｎ2，ｄｎ3をマップから求めると、タイヤ
の摩耗により生ずるタイヤ回転数差は、それぞれｗｎ1
＝△ｎ1−ｄｎ1，ｗｎ2＝△ｎ2−ｄｎ2，ｗｎ3＝△ｎ3
−ｄｎ3となる。前記ＥＣＵ４内には、予めタイヤ異常
摩耗判定のための回転数差ｗｎが設定されていて、前記
ｗｎ1〜3との比較により各タイヤの異常摩耗を判定す
る。
に対応するタイヤ回転数差(前記回転数ｎ4を基準とす
る)ｄｎ1，ｄｎ2，ｄｎ3をマップから求めると、タイヤ
の摩耗により生ずるタイヤ回転数差は、それぞれｗｎ1
＝△ｎ1−ｄｎ1，ｗｎ2＝△ｎ2−ｄｎ2，ｗｎ3＝△ｎ3
−ｄｎ3となる。前記ＥＣＵ４内には、予めタイヤ異常
摩耗判定のための回転数差ｗｎが設定されていて、前記
ｗｎ1〜3との比較により各タイヤの異常摩耗を判定す
る。
【００１７】上記の理論的考察に基づいて、タイヤの摩
耗量が基準値以上に達したことを検知し、運転者に対し
て警告を行うＥＣＵ４の信号処理を、図１０及び図１１
のフローチャートを参照して説明する。尚、ＥＣＵ４は
各車輪１ａ〜１ｄ毎に独立して同様の処理を行うもの
で、図１０及び図１１に示すフローチャートでは１車輪
に対する処理を示し、各符号の添字は省略する。
耗量が基準値以上に達したことを検知し、運転者に対し
て警告を行うＥＣＵ４の信号処理を、図１０及び図１１
のフローチャートを参照して説明する。尚、ＥＣＵ４は
各車輪１ａ〜１ｄ毎に独立して同様の処理を行うもの
で、図１０及び図１１に示すフローチャートでは１車輪
に対する処理を示し、各符号の添字は省略する。
【００１８】イグニッションスイッチオンにより処理が
スタートすると、ステップ１０１でピックアップコイル
３から出力された交流信号(図２)を波形整形してパルス
信号とする。ステップ１０２では、単位時間当たりのパ
ルス数からタイヤ回転数ｎ1を演算する。続くステップ
１０３では、各車輪毎のタイヤ回転数ｎ1〜ｎ4のうちの
最小の回転数ｎmin(＝ｎ4)との回転数差△ｎ1を求め
る。
スタートすると、ステップ１０１でピックアップコイル
３から出力された交流信号(図２)を波形整形してパルス
信号とする。ステップ１０２では、単位時間当たりのパ
ルス数からタイヤ回転数ｎ1を演算する。続くステップ
１０３では、各車輪毎のタイヤ回転数ｎ1〜ｎ4のうちの
最小の回転数ｎmin(＝ｎ4)との回転数差△ｎ1を求め
る。
【００１９】ステップ１０４では、前記パルス信号のパ
ルス間隔をその間の時間で除算して車輪速度ｖを演算す
る。この車輪速度ｖは図１２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１０５では演算された車輪速度ｖの変動幅
△ｖが基準値ｖ0以上か否かを判定する路面状態判定処
理を行う。このとき、車輪速度ｖの変動幅△ｖが基準値
ｖ0以上と判定されるとステップ１０６に進む。ステッ
プ１０６では、車輪速度ｖの変動幅△ｖが基準値ｖ0以
上となっている時間△Ｔが、所定時間ｔ0以上か否かを
判定する路面長判定処理を行う。上記ステップ１０５の
路面状態判定処理、及びステップ１０６の路面長判定処
理は、車両が走行している路面が、本実施例の検知手法
によってタイヤ空気圧の検知が可能な路面か否かを判定
するために行うものである。
ルス間隔をその間の時間で除算して車輪速度ｖを演算す
る。この車輪速度ｖは図１２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１０５では演算された車輪速度ｖの変動幅
△ｖが基準値ｖ0以上か否かを判定する路面状態判定処
理を行う。このとき、車輪速度ｖの変動幅△ｖが基準値
ｖ0以上と判定されるとステップ１０６に進む。ステッ
プ１０６では、車輪速度ｖの変動幅△ｖが基準値ｖ0以
上となっている時間△Ｔが、所定時間ｔ0以上か否かを
判定する路面長判定処理を行う。上記ステップ１０５の
路面状態判定処理、及びステップ１０６の路面長判定処
理は、車両が走行している路面が、本実施例の検知手法
によってタイヤ空気圧の検知が可能な路面か否かを判定
するために行うものである。
【００２０】つまり、本実施例ではタイヤの空気圧の検
知を、タイヤの振動周波数成分に含まれる共振周波数の
変化に基づいて行うため、車輪速度ｖがある程度変動
し、かつそれが継続されなければ、上記共振周波数を算
出するための充分なデータを得ることができない。尚、
前記ステップ１０６における判定では、車輪速度ｖの変
動幅△ｖが基準値ｖ0以上となった時点で所定時間△ｔ
が設定される。また、この所定時間△ｔ内に再び車輪速
度ｖの変動幅△ｖが基準値ｖ0以上になると、時間△Ｔ
の計測が継続される。
知を、タイヤの振動周波数成分に含まれる共振周波数の
変化に基づいて行うため、車輪速度ｖがある程度変動
し、かつそれが継続されなければ、上記共振周波数を算
出するための充分なデータを得ることができない。尚、
前記ステップ１０６における判定では、車輪速度ｖの変
動幅△ｖが基準値ｖ0以上となった時点で所定時間△ｔ
が設定される。また、この所定時間△ｔ内に再び車輪速
度ｖの変動幅△ｖが基準値ｖ0以上になると、時間△Ｔ
の計測が継続される。
【００２１】前記ステップ１０５及びステップ１０６に
おいて、ともに肯定判断されるとステップ１０７に進
み、とちらか一方において否定判断されると、ステップ
１０４に戻る。ステップ１０７では、演算された車輪速
度ｖに対して周波数解析(以下ＦＦＴという)演算を行う
とともに、その演算回数Ｎを積算する。実際に車両が一
般道を走行して得られる車輪速度に対してＦＦＴ演算を
実施すると、図１３に示すように非常にランダムな周波
数特性となることが通常である。これは、路面に存在す
る微妙な凹凸の形状（大きさや高さ）が全く不規則なた
めであり、車輪速度データ毎にその周波数特性は変動す
ることとなる。従って、本実施例では、この周波数特性
の変動をできるだけ低減するために、複数回のＦＦＴ演
算結果の平均値を求める。
おいて、ともに肯定判断されるとステップ１０７に進
み、とちらか一方において否定判断されると、ステップ
１０４に戻る。ステップ１０７では、演算された車輪速
度ｖに対して周波数解析(以下ＦＦＴという)演算を行う
とともに、その演算回数Ｎを積算する。実際に車両が一
般道を走行して得られる車輪速度に対してＦＦＴ演算を
実施すると、図１３に示すように非常にランダムな周波
数特性となることが通常である。これは、路面に存在す
る微妙な凹凸の形状（大きさや高さ）が全く不規則なた
めであり、車輪速度データ毎にその周波数特性は変動す
ることとなる。従って、本実施例では、この周波数特性
の変動をできるだけ低減するために、複数回のＦＦＴ演
算結果の平均値を求める。
【００２２】ステップ１０８では、この周波数解析演算
の演算回数Ｎが所定回数Ｎ0に達したか否かを判定す
る。達していない場合は、ステップ１０４〜ステップ１
０７の処理が繰り返される。一方、上記演算回数Ｎが所
定回数Ｎ0に達すると、続くステップ１０９でＦＦＴに
よる前記周波数解析演算の演算値を平均化する平均化処
理を行う。この平均化処理は図１４に示すように、各Ｆ
ＦＴ演算結果の平均値を求めるものであり、各周波数成
分のゲインの平均値が算出される。この平均化処理によ
って、路面によるＦＦＴ演算結果の変動を低減すること
が可能となる。
の演算回数Ｎが所定回数Ｎ0に達したか否かを判定す
る。達していない場合は、ステップ１０４〜ステップ１
０７の処理が繰り返される。一方、上記演算回数Ｎが所
定回数Ｎ0に達すると、続くステップ１０９でＦＦＴに
よる前記周波数解析演算の演算値を平均化する平均化処
理を行う。この平均化処理は図１４に示すように、各Ｆ
ＦＴ演算結果の平均値を求めるものであり、各周波数成
分のゲインの平均値が算出される。この平均化処理によ
って、路面によるＦＦＴ演算結果の変動を低減すること
が可能となる。
【００２３】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(又
は左右方向)の共振周波数のゲインが、その近辺の周波
数のゲインに比較して必ずしも最大ピーク値になるとは
限らないという問題がある。そこで、上述の平均化処理
に引き続き、ステップ１１０において移動平均処理を実
施する。この移動平均処理は、ｎ番目の周波数のゲイン
Ｙｎを以下の演算式によって求めることにより実施され
る。
ズ等によって車両のばね下の上下方向及び前後方向(又
は左右方向)の共振周波数のゲインが、その近辺の周波
数のゲインに比較して必ずしも最大ピーク値になるとは
限らないという問題がある。そこで、上述の平均化処理
に引き続き、ステップ１１０において移動平均処理を実
施する。この移動平均処理は、ｎ番目の周波数のゲイン
Ｙｎを以下の演算式によって求めることにより実施され
る。
【数１】Ｙn＝（ｙn+1＋Ｙn-1）／２ つまり、移動平均処理では、ｎ番目の周波数のゲインＹ
ｎが、前回の演算結果におけるｎ＋１番目のゲインｙ
n+1 と既に演算されたｎ−１番目の周波数のゲインＹ
n-1 との平均値とされる。これにより、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１５に示す。
ｎが、前回の演算結果におけるｎ＋１番目のゲインｙ
n+1 と既に演算されたｎ−１番目の周波数のゲインＹ
n-1 との平均値とされる。これにより、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１５に示す。
【００２４】尚、ここでの波形処理は上記移動平均処理
に限らず、前記ステップ１０７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。
に限らず、前記ステップ１０７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】続くステップ１１１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ｆ1を算出す
る。続くステップ１１２では、この算出された共振周波
数ｆ1に対応する回転数差ｄｎ1を、図９に示すマップか
ら読み込む。そして、ステップ１１３でタイヤ摩耗によ
り発生した回転数差ｗｎ1＝△ｎ1−ｄｎ1を演算し、ス
テップ１１４で予めＥＣＵ４内に設定した異常摩耗判定
値ｗｎと比較し、ｗｎ1≧ｗｎであればステップ１１５
に進んで表示部５にタイヤの異常摩耗が生じたことを表
示して運転者に警告する。ｗｎ1＜ｗｎであれば前記ス
テップ１０２以下の処理を繰り返す。
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ｆ1を算出す
る。続くステップ１１２では、この算出された共振周波
数ｆ1に対応する回転数差ｄｎ1を、図９に示すマップか
ら読み込む。そして、ステップ１１３でタイヤ摩耗によ
り発生した回転数差ｗｎ1＝△ｎ1−ｄｎ1を演算し、ス
テップ１１４で予めＥＣＵ４内に設定した異常摩耗判定
値ｗｎと比較し、ｗｎ1≧ｗｎであればステップ１１５
に進んで表示部５にタイヤの異常摩耗が生じたことを表
示して運転者に警告する。ｗｎ1＜ｗｎであれば前記ス
テップ１０２以下の処理を繰り返す。
【００２６】上記実施例は、車輪速度センサの検出信号
から、車両のばね下の共振周波数を抽出することでタイ
ヤ空気圧を検知するとともに、タイヤ回転数とばね下共
振周波数の関係を求める。４個の車輪が摩耗状態でない
場合、若しくは４個の車輪が同程度の摩耗状態の場合
は、各車輪のタイヤの共振周波数(タイヤ空気圧)とタイ
ヤ回転数の関係が一定の相関関係を有し、ある特定の線
上にプロットされる。また、共振周波数はタイヤ空気圧
のみに依存しタイヤトレッド部の摩耗の影響を受けず、
摩耗によるタイヤの回転半径の差が直接タイヤ回転数の
差となって表れることから、タイヤ空気圧の多少に拘わ
らずタイヤの異常摩耗を検知することができる。
から、車両のばね下の共振周波数を抽出することでタイ
ヤ空気圧を検知するとともに、タイヤ回転数とばね下共
振周波数の関係を求める。４個の車輪が摩耗状態でない
場合、若しくは４個の車輪が同程度の摩耗状態の場合
は、各車輪のタイヤの共振周波数(タイヤ空気圧)とタイ
ヤ回転数の関係が一定の相関関係を有し、ある特定の線
上にプロットされる。また、共振周波数はタイヤ空気圧
のみに依存しタイヤトレッド部の摩耗の影響を受けず、
摩耗によるタイヤの回転半径の差が直接タイヤ回転数の
差となって表れることから、タイヤ空気圧の多少に拘わ
らずタイヤの異常摩耗を検知することができる。
【００２７】
【発明の効果】本発明のタイヤ異常摩耗検知装置は上記
した構成を有し、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タイヤの回転数を演算すると共に、
抽出された共振周波数成分から演算される共振周波数よ
りタイヤ回転数を演算し、これらの各タイヤ回転数と所
定の共振周波数に対応するタイヤ回転数とのタイヤ回転
数差との関係に基づいてタイヤ外周の摩耗量を算定し
て、その算定値と判定値との比較によりタイヤの異常摩
耗を検知するようにしたから、タイヤの異常摩耗を的確
に検知することができるという優れた効果がある。
した構成を有し、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タイヤの回転数を演算すると共に、
抽出された共振周波数成分から演算される共振周波数よ
りタイヤ回転数を演算し、これらの各タイヤ回転数と所
定の共振周波数に対応するタイヤ回転数とのタイヤ回転
数差との関係に基づいてタイヤ外周の摩耗量を算定し
て、その算定値と判定値との比較によりタイヤの異常摩
耗を検知するようにしたから、タイヤの異常摩耗を的確
に検知することができるという優れた効果がある。
【図１】本発明に係るタイヤ異常摩耗検知装置の概略構
成図である。
成図である。
【図２】車輪速度センサの出力電圧波形を示す波形図で
ある。
ある。
【図３】タイヤ空気圧の変化に伴う車両のばね下の上下
方向及び前後方向の共振周波数の変化の様子を示す特性
図である。
方向及び前後方向の共振周波数の変化の様子を示す特性
図である。
【図４】車両のばね下の加速度の周波数特性を示す特性
図である。
図である。
【図５】タイヤ空気圧の変化に伴う車両のばね下の上下
方向及び前後方向の共振周波数の変化の様子を示す特性
図である。
方向及び前後方向の共振周波数の変化の様子を示す特性
図である。
【図６】タイヤ回転数とタイヤ空気圧との関係を示す特
性図である。
性図である。
【図７】ばね下共振周波数とタイヤ空気圧との関係を示
す特性図である。
す特性図である。
【図８】タイヤ回転数とばね下共振周波数との関係を示
す特性図である。
す特性図である。
【図９】タイヤ回転数差とタイヤ共振周波数との関係を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図１０】ＥＣＵの処理内容を示すフローチャートであ
る。
る。
【図１１】ＥＣＵの処理内容を示すフローチャートであ
る。
る。
【図１２】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。
れた車輪速度ｖの変動状態を示す波形図である。
【図１３】図１２に示す波形の車輪速度ｖに対するＦＦ
Ｔ演算結果を示す特性図である。
Ｔ演算結果を示す特性図である。
【図１４】平均化処理を説明するための説明図である。
【図１５】移動平均処理を行った後のＦＦＴ演算結果を
示す特性図である。
示す特性図である。
１ａ〜１ｄ...タイヤ ２ａ〜２ｄ...パルサ ３ａ〜３ｄ...ピックアップコイル ４...ＥＣＵ(電子制御装置) ５...表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−221208（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−133831（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 21/00 - 21/32
Claims (1)
- 【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、 前記信号からタイヤの共振周波数成分の信号を抽出する
抽出手段と、 前記出力手段からの信号から単位時間当たりのタイヤの
回転数を演算する第１タイヤ回転数演算手段と、 前記抽出手段により抽出されたタイヤの共振周波数成分
からタイヤの共振周波数を演算すると共に、該共振周波
数からタイヤ回転数を演算する第２タイヤ回転数演算手
段と、 前記第１タイヤ回転数演算手段の演算したタイヤ回転数
と所定の共振周波数に対応するタイヤ回転数とのタイヤ
回転数差と、前記第２タイヤ回転数演算手段の演算した
タイヤ回転数と前記所定の共振周波数に対応するタイヤ
回転数とのタイヤ回転数差との関係に基づいてタイヤ外
周の摩耗量を算定する算定手段と、 該算定手段の算定値と判定値とを比較してタイヤの異常
摩耗を検知する検知手段とを備えることを特徴とするタ
イヤ異常摩耗検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04161982A JP3095095B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | タイヤ異常摩耗検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04161982A JP3095095B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | タイヤ異常摩耗検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05332762A JPH05332762A (ja) | 1993-12-14 |
| JP3095095B2 true JP3095095B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=15745783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04161982A Expired - Fee Related JP3095095B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | タイヤ異常摩耗検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3095095B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3671134B2 (ja) | 2000-04-05 | 2005-07-13 | 株式会社豊田中央研究所 | タイヤパラメータ推定装置 |
| JP5456420B2 (ja) * | 2009-08-31 | 2014-03-26 | 株式会社ブリヂストン | タイヤ摩耗推定方法とその装置 |
| JP6935812B2 (ja) * | 2018-12-13 | 2021-09-15 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | タイヤ摩耗検知装置 |
-
1992
- 1992-05-27 JP JP04161982A patent/JP3095095B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05332762A (ja) | 1993-12-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |