JP3147472B2 - タイヤ空気圧検知装置 - Google Patents

タイヤ空気圧検知装置

Info

Publication number
JP3147472B2
JP3147472B2 JP05752192A JP5752192A JP3147472B2 JP 3147472 B2 JP3147472 B2 JP 3147472B2 JP 05752192 A JP05752192 A JP 05752192A JP 5752192 A JP5752192 A JP 5752192A JP 3147472 B2 JP3147472 B2 JP 3147472B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tire
resonance frequency
unsprung resonance
load radius
air pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP05752192A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05221208A (ja
Inventor
俊治 内藤
健康 田口
▲ひろみ▼ 徳田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP05752192A priority Critical patent/JP3147472B2/ja
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to PCT/JP1992/001457 priority patent/WO1993010431A1/ja
Priority to EP92923005A priority patent/EP0578826B1/en
Priority to EP97103562A priority patent/EP0783982B1/en
Priority to DE69226175T priority patent/DE69226175T2/de
Priority to DE1992633018 priority patent/DE69233018T2/de
Publication of JPH05221208A publication Critical patent/JPH05221208A/ja
Priority to US08/133,440 priority patent/US5497657A/en
Priority to US08/168,093 priority patent/US5553491A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3147472B2 publication Critical patent/JP3147472B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/06Signalling devices actuated by deformation of the tyre, e.g. tyre mounted deformation sensors or indirect determination of tyre deformation based on wheel speed, wheel-centre to ground distance or inclination of wheel axle
    • B60C23/061Signalling devices actuated by deformation of the tyre, e.g. tyre mounted deformation sensors or indirect determination of tyre deformation based on wheel speed, wheel-centre to ground distance or inclination of wheel axle by monitoring wheel speed
    • B60C23/062Frequency spectrum analysis of wheel speed signals, e.g. using Fourier transformation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はタイヤ空気圧検知装置に
関し、特にタイヤ交換の影響を受けないようにしたタイ
ヤ空気圧検知装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】タイヤ空気圧検知装置として、例えば特
開昭63−305011号公報には、空気圧により、タ
イヤに車両の荷重が実際にかかった状態でのタイヤの半
径(以下、タイヤの負荷半径という)が変動することを
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、タイヤの空気圧を間接的に検知
するものが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タイヤ
負荷半径はタイヤの摩耗やコーナリング、制動等の走行
状況により微妙に変化することから、これより空気圧を
検知すると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、本願発明者等は上記問題を鑑み
て、車両の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、これを予め電子制御装置内に記憶さ
れている空気圧判定基準値fL ,fH (fL ;タイヤの
最低空気圧に対応した共振周波数、fH ;タイヤの最高
空気圧に対応した共振周波数)と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)。
【0005】上記出願装置は、空気圧判定を確実になす
ことができる点で優れたものであるが、タイヤ交換を考
慮していないため上記判定基準値fL ,fH は一定値で
あり、タイヤを交換すると正確な判定ができなくなると
いう不具合があった。
【0006】そこで、本発明はかかる課題を解決してそ
の改良を図るもので、タイヤ交換を行っても正確にタイ
ヤ空気圧の状態を検知できるタイヤ空気圧検知装置を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の構成を説明する
と、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、上記
タイヤの振動周波数成分を含む信号から車両のバネ下の
共振周波数を抽出する抽出手段と、上記タイヤの負荷半
径を算出する手段と、上記共振周波数と上記タイヤの負
荷半径に基づいてタイヤの種類を判定する手段と、判定
された上記タイヤの種類の下での上記共振周波数に基づ
いて上記タイヤの空気圧の状態を検知する検知手段とを
具備している。なお、タイヤの振動周波数成分とは、タ
イヤの微小振動の強さと周波数に対応した大きさと周波
数を有する振動信号をいう。
【0008】
【作用】上記構成において、タイヤの振動周波数成分よ
り抽出される共振周波数(バネ下共振周波数)は、タイ
ヤのバネ定数に応じて変化し、タイヤのバネ定数は同一
種のタイヤであれば実質的にタイヤ空気圧にのみ依存し
て変化する。一方、あるタイヤ負荷半径におけるバネ下
共振周波数はゴム材質、偏平率等が相違するタイヤの種
類により大きく異なっている。
【0009】しかして、タイヤ負荷半径を検出し、この
時のバネ下共振周波数を知ればタイヤの種類を特定する
ことができ、この特定されたタイヤについて、バネ下共
振周波数よりタイヤ空気圧が一義的に検知される。
【0010】
【実施例1】図1において、車両の各タイヤ2A,2
B,2C,2Dに対応して車輪速センサ3A,3B,3
C,3Dが設けられており、各車輪速センサ3A〜3D
は歯車31およびピックアップコイル32より構成され
ている。歯車31は各タイヤ2A〜2Dの回転軸(図
略)に同軸的に取り付けられており、円板状の磁性体で
ある。ピックアップコイル32は、これら歯車31の近
傍に所定の間隔をおいて取り付けられており、歯車3
1、すなわちタイヤ2A〜2Dの回転速度(車輪速)に
応じた周期の交流信号を出力する。ピックアップコイル
32から出力される交流信号は、CPU、波形成形回
路、ROM、RAM等よりなる公知の電子制御装置1に
入力され、波形成形後に後述の信号処理が行われる。信
号処理の結果は表示部4に出力され、運転者にタイヤ空
気圧を警報する。
【0011】ところで、舗装されたアスファルト路面を
車両が走行した場合、その路面の微小な凹凸により上下
前後に力を受け、この力によりタイヤは微小に振動す
る。しかして、発明者の詳細な検討によれば、上記各車
輪速センサの検出信号にはこのタイヤの微小振動成分が
含まれており、検出信号を周波数解析すると、図2に示
す如く、上下前後の各起振力に応じたバネ下共振による
共振ピークが周波数軸の二位置で現れ、例えばタイヤ空
気圧が低下してタイヤゴム部のバネ定数が小さくなる
と、上記共振ピークにおける周波数すなわちバネ下共振
周波数もこれに伴って図の破線の如く低周波側へ移行す
る。
【0012】車両の実用範囲では、上記共振周波数の変
化量は殆どタイヤ空気圧の変化に起因するタイヤバネ定
数の変化によるものであるから、例えばタイヤの摩耗等
の他の要因の影響を受けることなく一義的な空気圧検知
が可能である。したがって、上下いずれかのバネ下共振
周波数の変化を検出すれば、タイヤ空気圧を正確に検知
することができる。
【0013】しかしながら、これは同一種のタイヤを前
提とするものであり、図3に示す如く、バネ下共振周波
数が同一でも、タイヤの種類によりタイヤ空気圧は異な
り、空気圧異常を判定する基準値(バネ下共振周波数)
も異なってくる。発明者等はタイヤ交換により判定値が
影響を受ける場合を大きく三つに分けて判定することに
した。すなわち、図中線xは通常のラジアルタイヤ、線
yはスタッドレスタイヤ、線zは偏平タイヤを示し、か
かるタイヤ種に応じた判定基準値fLa,fLb,fLc,f
Ha, fHb, fHcを予め電子制御装置1内に記憶してお
く。
【0014】さて、タイヤ交換を判定する方法である
が、発明者等はこの判定法としてタイヤの負荷半径とバ
ネ下共振周波数を利用することに思い到った。すなわ
ち、図4に示す如く、タイヤ負荷半径rs とその時のバ
ネ下共振周波数fsはタイヤの種類によりほぼ一対一対
応となっており(図中のx,y,zは既述のタイヤ種類
に対応している)、両者の値よりタイヤの種類を判定す
ることができる。そこで、タイヤ交換判定マップとし
て、図4に示す値を電子制御装置1内に記憶しておく。
【0015】以上の説明を前提に空気圧を検知して警報
する電子制御装置1の信号処理を図5および図6のフロ
ーチャートで説明する。なお、電子制御装置1は各車輪
2A〜2Dに対して同様の処理を行うため、フローチャ
ートは一つの車輪に対しての処理の流れのみを示してい
る。また、本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。
【0016】イグニション投入により処理が開始され、
ステップ101で車輪速センサからの信号に基づき車輪
速vを演算し、タイヤ負荷半径が遠心力の影響を受けな
い車両スタート直後にステップ102でフラグFを確認
して、「1」でなければステップ103以下へ進む。な
お、上記車輪速vは、車輪速センサの出力信号を波形成
形して得たパルスの数を、その間の時間で除算すること
により算出される。
【0017】ステップ103では、ドップラ式車速計あ
るいはトランスミション回転軸の回転速度等より車速V
を検知し、ステップ104で上記車速Vを、角速度に換
算した車輪速vで除算して、タイヤ負荷半径rs を算出
する。
【0018】ステップ105,106では車輪速vに対
して高速フーリエ変換(FFT)演算による周波数解析
を行い、この周波数解析の演算回数Kが所定回数K0 に
なるまで繰り返す。ステップ107では周波数解析の演
算値を平均化し、この結果に基づいてバネ下共振周波数
fs が演算される(ステップ108)。
【0019】ステップ109では、ステップ104,1
08で得たタイヤ負荷半径rs とバネ下共振周波数fs
より、前記図4のマップに基づいてタイヤ種類の判定を
行う。続くステップ110では、前記図3のマップに基
づき、判定されたタイヤ種に対応するバネ下共振周波数
の判定基準値fLa,fLb,fLc,fHa,fHb,fHcを選
択して、警報用基準値fL ,fH として記憶する。
【0020】続いてフラグFを「1」とする(ステップ
111)。これにより、タイヤ交換を判定する上記ステ
ップ103〜110は車両スタート直後のみ実行され
る。なお実際には、上記ステップ110は、車輪の4輪
全てについて、あるいは駆動輪2輪についてステップ1
09でタイヤ交換と判定された場合にのみ実行される。
【0021】図6において、ステップ201では車輪速
vの変動幅Δvが基準値v0 を越えているか判定し、ス
テップ202ではこの越えている時間ΔTが所定時間t
0 を越えたか否かを判定する。すなわち、バネ下共振周
波数を精度良く算出するためには、車輪速vがある程度
変動し、かつそれが持続しなければならないからであ
る。
【0022】なお、ステップ202における判定では、
車輪速vの変動幅Δvが基準値v0を越えた時点で所定
時間Δtが設定され、この所定時間Δt内に再び車輪速
vの変動幅Δvが基準値v0 を越えると、時間ΔTの計
測が継続される。
【0023】ステップ203では、上記時間ΔT内で得
られた車輪速vに対して高速フーリエ変換(FFT)演
算による周波数解析を行い、この周波数解析の演算回数
nが所定回数n0 になるまで、ステップ101以下が繰
り返される(ステップ204)。
【0024】ステップ205では周波数解析の演算値を
平均化し、さらにこれまでの所定数の演算平均値を移動
平均処理して(ステップ206)、この結果に基づいて
バネ下共振周波数fK を演算する(ステップ207)。
【0025】しかして、ステップ208では、演算され
た上記共振周波数fK が警報用基準値fH 以上となり、
あるいは警報用基準値fL 以下となったか確認し、なっ
た場合にはタイヤ空気圧過大ないし過小として警報する
(ステップ209)。
【0026】
【実施例2】図5のステップ109におけるタイヤ種類
の判定を、図4に示した直線的マップに代えて、図7に
示す如き領域的マップを使用して行っても良く、上記図
5のステップ104,108で算出されるタイヤ負荷半
径rs とバネ下共振周波数fsの値が、図7のX領域、
Y領域、Z領域のいずれに属するかにより、それぞれ通
常のラジアルタイヤ、スタッドレスタイヤ、偏平タイヤ
を判定する。この場合も、最終的に警報用基準値を変更
するのは、実施例1と同様、車輪の4輪全てについて、
あるいは駆動輪2輪についてタイヤ交換が判定された場
合のみとする。
【0027】かかる構成によっても、上記実施例と同様
の効果がある。
【0028】
【実施例3】さらにタイヤ種類の判定を、表1のマトリ
クスで行うこともできる。すなわち、工場出荷時の通常
ラジアルタイヤのタイヤ負荷半径r0 、バネ下共振周波
数f0 を基準として、走行開始時に測定されたタイヤ負
荷半径rs 、バネ下共振周波数fs の増減により9種類
のマトリクスで判定する。
【0029】
【表1】
【0030】例えば、通常のラジアルタイヤが装着され
ている場合、タイヤ空気圧低下によるバネ下共振周波数
の減少と同時にタイヤ負荷半径も減少し、タイヤ空気圧
供給時にはバネ下共振周波数の増加とともにタイヤ負荷
半径も増大する。この特性をマトリクス上に示すと表1
のaの部分となる。
【0031】スタッドレスタイヤでは、使用されるゴム
材が柔らかいため、バネ下共振周波数は全体に低くな
り、表1のbで示す部分となる。また、偏平タイヤの場
合は、一般的にその偏平率の影響でタイヤバネ定数が高
いため、バネ下共振周波数は全体に高くなって表1のc
で示す部分となる。
【0032】この場合、表1の斜線部分は、通常のラジ
アルタイヤかそれ以外のタイヤかの判別が困難な部分で
あるが、他の車輪での判別結果と併せ考えることで推定
することができる。すなわち、空気圧低下ないし上昇が
2輪または4輪同時に起きることは稀であるから、かか
る場合にはタイヤ交換があったものと判定する。この場
合、4輪または駆動2輪について同時にバネ下共振周波
数およびタイヤ負荷半径が減少した場合にはスタッドレ
スタイヤへの交換と、反対に増加した場合には偏平タイ
ヤへの交換と判定される。
【0033】本実施例によっても、上記各実施例と同様
の効果を得ることができる。
【0034】なお、上記基準値r0 ,f0 としては、通
常のラジアルタイヤの最適空気圧時の値、あるいは車両
停止直前の値を使用することもできる。
【0035】上記各実施例において、タイヤ空気圧の異
常警報のみならず、タイヤ空気圧の値を直接表示するこ
とも可能である。
【0036】
【発明の効果】以上の如く、本発明のタイヤ空気圧検知
装置によれば、タイヤ交換があった場合にも、タイヤの
空気圧の状態をタイヤ摩耗等に影響されることなく確実
に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】検知装置の全体構成図である。
【図2】車輪速の周波数分析グラフである。
【図3】タイヤ空気圧とバネ下共振周波数の関係を示す
グラフである。
【図4】タイヤ負荷半径とバネ下共振周波数の関係を示
すグラフである。
【図5】電子制御装置の信号処理フローチャートであ
る。
【図6】電子制御装置の信号処理フローチャートであ
る。
【図7】本発明の他の実施例におけるタイヤ負荷半径と
バネ下共振周波数の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 電子制御装置 2A,2B,2C,2D タイヤ 3A,3B,3C,3D 車輪速センサ 4 表示部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−26029(JP,A) 特開 昭62−149503(JP,A) 特開 平5−133831(JP,A) 特開 平5−229320(JP,A) 特開 平5−254316(JP,A) 特開 平5−294118(JP,A) 特開 平5−330322(JP,A) 特開 平5−213018(JP,A) 特開 平6−115328(JP,A) 特開 平6−122304(JP,A) 「自動車技術ハンドブック」<第1分 冊>基礎・理論編,第1版,社団法人 自動車技術会,1990年12月1日,p. 264−288 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60C 23/00 - 23/06 G01L 17/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  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、上記タイヤの振動周
    波数成分を含む信号から車両のバネ下の共振周波数を抽
    出する抽出手段と、上記タイヤの負荷半径を算出する手
    段と、上記共振周波数と上記タイヤの負荷半径に基づい
    てタイヤの種類を判定する手段と、判定された上記タイ
    ヤの種類の下での上記共振周波数に基づいて上記タイヤ
    の空気圧の状態を検知する検知手段とを具備するタイヤ
    空気圧検知装置。
JP05752192A 1991-11-11 1992-02-10 タイヤ空気圧検知装置 Expired - Fee Related JP3147472B2 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05752192A JP3147472B2 (ja) 1992-02-10 1992-02-10 タイヤ空気圧検知装置
EP92923005A EP0578826B1 (en) 1991-11-11 1992-11-10 Tire air pressure detecting device using a resonance frequency
EP97103562A EP0783982B1 (en) 1991-11-11 1992-11-10 Tire air pressure detecting device using a resonance frequency and wheel speed sensor
DE69226175T DE69226175T2 (de) 1991-11-11 1992-11-10 Reifendruckmesser mit Resonanzfrequenz des Reifens
PCT/JP1992/001457 WO1993010431A1 (en) 1991-11-11 1992-11-10 Tire pneumatic pressure sensor
DE1992633018 DE69233018T2 (de) 1991-11-11 1992-11-10 Reifenluftdruckerfassungsvorrichtung, die eine Resonanzfrequenz verwendet, und Raddrehzahlsensor
US08/133,440 US5497657A (en) 1991-11-11 1993-10-08 Tire air pressure detecting device
US08/168,093 US5553491A (en) 1991-11-11 1993-12-17 Tire air pressure detecting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05752192A JP3147472B2 (ja) 1992-02-10 1992-02-10 タイヤ空気圧検知装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05221208A JPH05221208A (ja) 1993-08-31
JP3147472B2 true JP3147472B2 (ja) 2001-03-19

Family

ID=13058044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05752192A Expired - Fee Related JP3147472B2 (ja) 1991-11-11 1992-02-10 タイヤ空気圧検知装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3147472B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170003074A (ko) * 2015-06-30 2017-01-09 현대오트론 주식회사 이종 및 이상 타이어를 고려한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5596141A (en) * 1994-08-04 1997-01-21 Nippondenso Co., Ltd. Tire resonance frequency detecting system having inter-wheel noise elimination and method for the same
DE69510287T2 (de) * 1994-09-09 2000-03-23 Denso Corp., Kariya Pneumatischer Reifendruckmesser
US5749984A (en) * 1995-12-29 1998-05-12 Michelin Recherche Et Technique S.A. Tire monitoring system and method
EP1798077B1 (en) 2005-12-16 2014-05-07 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Apparatus, method and program for alarming decrease in tire air-pressure

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
「自動車技術ハンドブック」<第1分冊>基礎・理論編,第1版,社団法人 自動車技術会,1990年12月1日,p.264−288

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170003074A (ko) * 2015-06-30 2017-01-09 현대오트론 주식회사 이종 및 이상 타이어를 고려한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법
KR101704631B1 (ko) 2015-06-30 2017-02-08 현대오트론 주식회사 이종 및 이상 타이어를 고려한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05221208A (ja) 1993-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101797939B1 (ko) 타이어 분류
JP2836652B2 (ja) タイヤ空気圧検知装置
US5557552A (en) System for projecting vehicle speed and tire condition monitoring system using same
EP1798077B1 (en) Apparatus, method and program for alarming decrease in tire air-pressure
US6584427B2 (en) Method and apparatus for estimating tire air pressure
JP3152151B2 (ja) タイヤ空気圧推定装置
JP3147472B2 (ja) タイヤ空気圧検知装置
JP5555486B2 (ja) タイヤ内圧低下検出方法及び装置、並びにタイヤ内圧低下検出プログラム
JP5126048B2 (ja) タイヤ空気圧監視装置
JP3182836B2 (ja) タイヤバランス検知装置
JP3146733B2 (ja) タイヤ空気圧検知装置
US20040148074A1 (en) System and method for monitoring the vehicle dynamics of a vehicle
JP3362522B2 (ja) タイヤ空気圧検知装置
JP3136801B2 (ja) タイヤ空気圧検知装置
JPH07137509A (ja) タイヤ空気圧検知装置
JPH06183230A (ja) タイヤ空気圧検知装置
JP3391486B2 (ja) タイヤ空気圧検知装置
JPH06328920A (ja) タイヤ空気圧検知装置
JP3095095B2 (ja) タイヤ異常摩耗検知装置
JP3289318B2 (ja) タイヤ空気圧検知装置
JP3289312B2 (ja) タイヤ空気圧検知装置
JP3391482B2 (ja) タイヤ空気圧検知装置
US20030109968A1 (en) System and method for monitoring the driving state of a vehicle
JP3137138B2 (ja) タイヤ空気圧検知装置
JP3358323B2 (ja) タイヤ空気圧検知装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees