JP3289318B2 - Tire pressure detector - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、車両の停車時にタイヤ
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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tire pressure detecting device for detecting tire pressure when a vehicle stops.
【０００２】[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、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。これは、タイヤ空気
圧に応じてタイヤの半径が変化し、車輪速度が変化する
ことを利用したものである。2. Description of the Related Art Hitherto, as a device for detecting tire pressure, a device for indirectly detecting tire pressure of a vehicle based on a detection signal of a wheel speed sensor for detecting a wheel speed of each wheel has been proposed. ing. This is based on the fact that the radius of the tire changes according to the tire pressure and the wheel speed changes.
【０００３】[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、摩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。）。また、この
ような方法は車両の停車時にはタイヤ空気圧の状態を検
知できない。上記した理由から、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。However, the tire radius to be detected has individual differences due to wear and the like, and is easily affected by running conditions such as turning, braking, and starting. Furthermore, radial tires that have become increasingly popular in recent years have a small amount of deformation of the tire radius due to a change in tire pressure (for example, when the tire pressure decreases by 1 kg / cm 2 ,
The amount of deformation of the tire radius is about 1 mm. ). In addition, such a method cannot detect the state of the tire pressure when the vehicle stops. For the reasons described above, the method of indirectly detecting a change in tire air pressure from the amount of deformation of the tire radius has a problem that sufficient detection accuracy cannot be ensured.
【０００４】そこで本願発明者らは上記問題に鑑み、バ
ネ下の上下方向あるいは前後方向(又は左右方向)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）と所定偏差△ｆ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、
上記装置では、停車中にタイヤの空気圧の状態を検知す
ることができない。特に、産業用の大型車両において
は、停車中にタイヤ空気圧を検知したいという要請があ
る。本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、停車中においても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もの
である。In view of the above problem, the inventors of the present invention extract a resonance frequency f K in the unsprung vertical direction or the front-rear direction (or left-right direction), and determine a reduction deviation (f 0 −f) based on the resonance frequency f K. K ) and the predetermined deviation Δf,
The inventors of the present invention have invented a device for detecting the state of tire air pressure, and have filed an application (Japanese Patent Application No. 3-294622). However,
The above device cannot detect the state of the tire air pressure while the vehicle is stopped. In particular, in a large industrial vehicle, there is a demand for detecting tire pressure while the vehicle is stopped. The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a tire pressure detecting device capable of detecting a tire pressure state even when the vehicle is stopped.
【０００５】[0005]
【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、車両の停止
時にタイヤに与えられる外部衝撃に基づく振動を検出す
る検出手段と、検出された振動の固有振動数を算定する
算定手段と、前記固有振動数を判定値と比較して、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、前
記検出手段は、アンチスキッド制御用に設けられている
車輪速度センサの出力の変位に基づき前記振動を検出す
ることを特徴とする。In order to achieve the above object, a tire pressure detecting device according to the present invention comprises a detecting means for detecting a vibration based on an external impact applied to a tire when a vehicle stops, and a detecting means for detecting the detected vibration. Calculating means for calculating the natural frequency of the tire, and detecting means for comparing the natural frequency with a determination value to detect a state of the air pressure of the tire ,
The detecting means is provided for anti-skid control.
Detecting the vibration based on the displacement of the output of the wheel speed sensor.
Characterized in that that.
【０００６】[0006]
【作用】上記構成により、車両の停止時にタイヤに与え
られる外部衝撃に基づく振動をアンチスキッド制御用に
設けられている車輪速度センサの出力の変位に基づいて
検出すると共に、その振動の固有振動数を算定し判定値
と比較することで、タイヤ空気圧の状態を検知する。According to the above construction, the vibration based on the external impact given to the tire when the vehicle is stopped is used for anti-skid control.
Based on the displacement of the output of the provided wheel speed sensor
At the same time , the state of the tire air pressure is detected by calculating the natural frequency of the vibration and comparing it with the determination value.
【０００７】[0007]
(第１実施例)本発明の第１実施例を図面を参照して説明
する。図１は第１実施例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〜１ｄ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
れる。ここで、タイヤに人為的な衝撃を外部から与える
と、パルサ２ａ〜２ｄは振動しピックアップコイル３ａ
〜３ｄに対する対応位置が変動するため、ピックアップ
コイル３ａ〜３ｄから交流信号が出力される。(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the first embodiment. Wheel speed sensors are provided corresponding to the four front and rear, left and right tires 1a to 1d mounted on the vehicle. The wheel speed sensor includes gear-shaped pulsars 2a to 2d made of a magnetic material and pickup coils 3a to 3d. The pulsars 2a to 2d are fixed to rotating axles (not shown) of the respective tires 1a to 1d. Pickup coils 3a to 3d
Are mounted at predetermined intervals with the pulsars 2a to 2d. Here, when an artificial impact is applied to the tire from the outside, the pulsars 2a to 2d vibrate and the pickup coil 3a
Since the positions corresponding to .about.3d fluctuate, AC signals are output from the pickup coils 3a.about.3d.
【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、その信号処理結
果は表示部５に入力され、該表示部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。報知態
様は、各タイヤ１ａ〜１ｄの空気圧の状態を格別に表示
するようにしたもよい、また１個の警告ランプにより、
いずれか１個のタイヤの空気圧が基準空気圧よりも低下
したとき、前記警告ランプを点灯して警告するようにし
てもよい。[0008] AC signals output from the pickup coils 3a to 3d are input to an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 4. The ECU 4 includes a CPU, a waveform shaping circuit, and an RO
M, RAM, etc., which process various signals input according to a predetermined program. Then, the result of the signal processing is input to the display unit 5, and the display unit 5 notifies the driver of the state of the air pressure of each of the tires 1a to 1d. In the notification mode, the state of the air pressure of each of the tires 1a to 1d may be specially displayed, and one warning lamp may be used.
The warning lamp may be lit to warn when the air pressure of any one tire falls below the reference air pressure.
【０００９】ここで、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。産業用車両(例えばバスや
トラック等)では、始業点検時にタイヤをハンマー等で
強打し、タイヤの張り具合で空気圧の状態をチェックし
ている。タイヤを強打して衝撃を加えると、タイヤはサ
イドウォール部のばね定数とトレッド部の重量で決定さ
れる固有振動数で振動する(この場合、サイドウォール
部の重量を加えてもよい)。この結果、パルサ２ａ〜２
ｄを固定する回転車軸へも振動が伝わり、前記したよう
にパルサ２ａ〜２ｄとピックアップコイル３ａ〜３ｄと
の対応位置が相対的に変位するため、ピックアップコイ
ル３ａ〜３ｄから交流信号が出力される。Here, the principle of detecting the tire pressure in this embodiment will be described. In an industrial vehicle (for example, a bus or a truck), a tire is hit with a hammer or the like at the time of starting inspection, and the state of air pressure is checked based on the tension of the tire. When an impact is applied by striking the tire, the tire vibrates at a natural frequency determined by the spring constant of the sidewall portion and the weight of the tread portion (in this case, the weight of the sidewall portion may be added). As a result, the pulsars 2a to 2a
Vibration is also transmitted to the rotating axle that fixes d, and as described above, the corresponding positions of the pulsars 2a to 2d and the pickup coils 3a to 3d are relatively displaced, so that AC signals are output from the pickup coils 3a to 3d. .
【００１０】この振動変位は極めて僅かな変位である
が、ピックアップコイル３ａ〜３ｄの出力電圧Ｖは、Ｖ
＝ｄФ／ｄｔで表される磁束密度の変化率であるため、
僅かな変位でも検知することができる。一方、空気圧が
低下したタイヤでは、図２の点線で示すように固有振動
数が低下するため、この変化に基づきタイヤ空気圧の状
態を検知し、判定値との比較によりタイヤ空気圧の低下
を警告することができる。Although this vibration displacement is a very slight displacement, the output voltage V of the pickup coils 3a to 3d becomes V
= DФ / dt, the rate of change of the magnetic flux density
Even a slight displacement can be detected. On the other hand, in the tire with reduced air pressure, the natural frequency is reduced as shown by the dotted line in FIG. 2, so that the state of the tire pressure is detected based on this change, and a comparison with the determination value warns of the reduced tire pressure. be able to.
【００１１】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、既に各タイヤに前記した構成の車輪
速度センサが装備されているため、この車輪速度センサ
によりタイヤの固有振動数の検知が可能となる。As described above, according to the present embodiment, an anti-skid control device (ABS), which has been increasingly mounted on vehicles in recent years,
Since the vehicle or the like provided with the wheel is already equipped with the wheel speed sensor having the above-described configuration for each tire, the natural frequency of the tire can be detected by the wheel speed sensor.
【００１２】上記のような基本的考え方に基づき、以下
図３のフローチャートを参照して、ＥＣＵ４が行う第１
実施例の信号処理について説明する。尚、ＥＣＵ４は各
車輪１ａ〜１ｄに対して同様の処理を行うため、図３の
フローチャートは何れかの１車輪に対しての処理のみを
示している。このため、以後の説明では各符号の添字は
省略する。また、図３のフローチャートは、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す。そして、以下の信
号処理は４個のタイヤ毎に独立して行う。Based on the basic concept as described above, the first operation performed by the ECU 4 will be described with reference to the flowchart of FIG.
The signal processing according to the embodiment will be described. Since the ECU 4 performs the same processing for each of the wheels 1a to 1d, the flowchart of FIG. 3 shows only the processing for any one of the wheels. For this reason, in the following description, the suffix of each code is omitted. Further, the flowchart of FIG. 3 shows an example in which it is detected that the air pressure of the tire has dropped below the reference value, and a warning is issued to the driver. The following signal processing is performed independently for each of the four tires.
【００１３】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で車両の停止状態(車
速ｖ＝０)の確認を行う。続くステップ１０２で、スレ
ッシュレベルの判定を行う。スレッシュレベル(±ＶS)
は、データの取り込みに充分な出力があるか否かの基準
となるもので、一旦ステップ１０２の判定処理で肯定さ
れると信号処理中出力がスレッシュレベル以下となって
も否定判定されない。データの取り込みに充分な出力が
あれば、ステップ１０３でピックアップコイルの出力電
圧の時間波形を取り込む。When the process is started by turning on the ignition switch, at step 101, it is confirmed whether the vehicle is stopped (vehicle speed v = 0). In the following step 102, the threshold level is determined. The threshold level (± V S)
Is a criterion for determining whether or not there is a sufficient output to capture data. Once the determination in step 102 is affirmative, no negative determination is made even if the output during signal processing is below the threshold level. If there is a sufficient output to capture the data, a time waveform of the output voltage of the pickup coil is captured in step 103.
【００１４】そして、ステップ１０４では図４に示すよ
うに、前記ピックアップコイルの出力電圧の時間波形の
周期Ｔより、固有振動数ｆK0を求める。ステップ１０５
では、求めた固有振動数ｆK0と予め設定されている空気
圧低下判定値(以下判定値という)ｆLを比較し、判定値
ｆL以下であればステップ１０６へ進んで検知対象のタ
イヤの空気圧が低下した旨の警告が発せられ、表示部５
に表示される。In step 104, as shown in FIG. 4, a natural frequency f K0 is obtained from the period T of the time waveform of the output voltage of the pickup coil. Step 105
So obtained natural frequency f K0 with a preset pressure drop judging value are compared (hereinafter determination values of) f L, the determination value f L tire pressure of the detection target proceeds to step 106 if the following A warning is issued to the effect that the
Will be displayed.
【００１５】(第２実施例)第２実施例は図５のフローチ
ャートに示すように、取り込んだピックアップコイルの
出力電圧の時間波形に対して、ステップ２０３で周波数
解析(ＦＦＴ)演算を行い、続くステップ２０４で固有振
動数ｆK0を算定する。その他は第１実施例の場合と同様
であり、算定した固有振動数ｆK0と判定値ｆLを比較
し、判定値ｆL以下であればステップ１０６へ進んで検
知対象のタイヤの空気圧が低下した旨の警告が発せられ
る。(Second Embodiment) In the second embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 5, a frequency analysis (FFT) calculation is performed in step 203 on the time waveform of the output voltage of the pickup coil that has been taken in. In step 204, the natural frequency f K0 is calculated. Others are the same as those in the first embodiment, calculated were the natural frequency f K0 compares the determined value f L, reduced tire pressure of the detection target proceeds to step 106 if less than or equal to the determination value f L A warning is issued.
【００４０】[0040]
【発明の効果】本発明は上記構成を有し、車両の停止時
に、タイヤに与えられる外部衝撃に基づく振動をアンチ
スキッド制御用に設けられている車輪速度センサの出力
の変位に基づいて検出すると共に、その固有振動数を算
定し判定値と比較することで、タイヤ空気圧の状態が検
知されるから、産業用車両の始業点検作業でタイヤ空気
圧の低下を検知でき、安全対策上有利となるという優れ
た効果がある。According to the present invention has the above configuration, when the vehicle is stopped, the anti-vibration based on an external impact applied to the tire
Output of wheel speed sensor provided for skid control
In addition to detecting based on the displacement of the tire, by calculating its natural frequency and comparing it with the determination value, the state of the tire pressure is detected, so it is possible to detect a decrease in tire pressure in the start-up inspection work of the industrial vehicle, There is an excellent effect that it is advantageous for safety measures.
【図１】本発明に係るタイヤ空気圧検知装置の概略構成
図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a tire pressure detecting device according to the present invention.
【図２】タイヤに外部衝撃を与えた場合の振動周波数と
出力ゲインの関係を示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a vibration frequency and an output gain when an external impact is applied to a tire.
【図３】第１実施例のＥＣＵの処理内容を示すフローチ
ャートである。FIG. 3 is a flowchart showing processing contents of an ECU of the first embodiment.
【図４】固有振動数の算定処理を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a process of calculating a natural frequency.
【図５】第２実施例のＥＣＵの処理内容を示すフローチ
ャートである。FIG. 5 is a flowchart showing processing contents of an ECU of a second embodiment.
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 1a-1d ... tires 2a-2d ... pulsars 3a-3d ... pickup coils 4. ECU (electronic control unit) 5. display unit
───────────────────────────────────────────────────── 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55−136609（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−26029（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−87598（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−133831（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 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60C 23/00 - 23/08 G01L 17/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-149503 (JP, A) JP-A-55-136609 (JP, A) JP-A-59-26029 (JP, A) JP-A-59-26029 87598 (JP, A) Japanese Patent Laid-Open No. 5-138331 (JP, A) "Automotive Technology Handbook"<Volume1> Fundamentals and Theory, First Edition, The Society of Automotive Engineers of Japan, December 1, 1990 58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B60C 23/00-23/08 G01L 17/00
Claims (4)
衝撃に基づく振動を検出する検出手段と、前記検出され
た振動の固有振動数を算定する算定手段と、前記固有振
動数を判定値と比較して、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、 前記検出手段は、アンチスキッド制御用に設けられてい
る車輪速度センサの出力の変位に基づき前記振動を検出
する ことを特徴とするタイヤ空気圧検知装置。And 1. A detector for detecting the vibration based on an external impact applied to the tire when the vehicle is stopped, and calculating means for calculating the natural frequency of the detected vibration, and determination value the natural frequency comparison Detecting means for detecting the state of air pressure of the tire , wherein the detecting means is provided for anti-skid control.
The vibration is detected based on the displacement of the output of the wheel speed sensor
A tire pressure detecting device.
る付与手段と、前記タイヤに与えられる外部衝撃に基づ
く振動を検出する検出手段と、前記検出された振動の固
有振動数を算定する算定手段と、前記固有振動数に基づ
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、 前記検出手段は、アンチスキッド制御用に設けられてい
る車輪速度センサの出力の変位に基づき前記振動を検出
する ことを特徴とするタイヤ空気圧検知装置。2. A means for applying an external impact to a tire when the vehicle stops, a detecting means for detecting a vibration based on the external impact applied to the tire, and a calculating means for calculating a natural frequency of the detected vibration. And detecting means for detecting the state of the tire air pressure based on the natural frequency , wherein the detecting means is provided for anti-skid control.
The vibration is detected based on the displacement of the output of the wheel speed sensor
A tire pressure detecting device.
おけるパルサを固定する回転車軸と前記タイヤの振動で
あることを特徴とする請求項1又は２に記載のタイヤ空
気圧検知装置。Wherein the external impact, the tire air pressure detecting device according to claim 1 or 2, wherein the a vibration of the tire and the rotating axle to fix the pulser in wheel speed sensors.
らの出力電圧の時間波形に対してＦＦＴによる周波数解
析を行い、前記固有振動数を算定することを特徴とする
請求項１乃至３のいずれか１つに記載のタイヤ空気圧検
知装置。Wherein said calculating means performs the frequency analysis by FFT on the time waveform of the output voltage from the wheel speed sensors, one of the claims 1 to 3, characterized in that to calculate the said natural frequency A tire pressure detecting device according to any one of the preceding claims.
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|---|---|---|---|
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| JP16198492A JP3289318B2 (en) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | Tire pressure detector |
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| JPH05319039A JPH05319039A (en) | 1993-12-03 |
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- 1992-05-27 JP JP16198492A patent/JP3289318B2/en not_active Expired - Fee Related
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| 「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 |
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