JP3343937B2 - タイヤ空気圧検知装置 - Google Patents
タイヤ空気圧検知装置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。
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、タイヤの空気圧に応じてタイヤ半径が変化
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、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。
置としては、タイヤの空気圧に応じてタイヤ半径が変化
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、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。）。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。
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。）。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に鑑み、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）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、実際の
タイヤの振動周波数成分を含む信号には、ばね下の上下
方向或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
るタイヤのユニフォミティに起因する信号が含まれてい
る。従って、タイヤの振動周波数成分を含む信号から抽
出されたばね下の上下方向或いは前後方向の共振周波数
ｆKの信頼性は低く、未だ検知精度を十分に確保したと
は言い難く、一層の検知精度の向上が要請されている。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、タイヤのユ
ニフォミティに起因するノイズ信号を除去して、タイヤ
空気圧の検知精度を高めた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。
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）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、実際の
タイヤの振動周波数成分を含む信号には、ばね下の上下
方向或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
るタイヤのユニフォミティに起因する信号が含まれてい
る。従って、タイヤの振動周波数成分を含む信号から抽
出されたばね下の上下方向或いは前後方向の共振周波数
ｆKの信頼性は低く、未だ検知精度を十分に確保したと
は言い難く、一層の検知精度の向上が要請されている。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、タイヤのユ
ニフォミティに起因するノイズ信号を除去して、タイヤ
空気圧の検知精度を高めた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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、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車
輪速度センサと、前記車輪速度センサが出力する信号か
ら共振周波数成分の信号を抽出する抽出手段と、前記車
輪速度センサが出力する信号から車速を演算し、この車
速を周波数変換する変換手段と、前記周波数変換によっ
て得られた車速信号に基づいて、前記抽出手段により抽
出された信号から単位時間当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、前記単位時間当りの車輪
回転数の次数成分を除去した共振周波数成分の信号から
演算される共振周波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ることを特
徴とする。
め、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車
輪速度センサと、前記車輪速度センサが出力する信号か
ら共振周波数成分の信号を抽出する抽出手段と、前記車
輪速度センサが出力する信号から車速を演算し、この車
速を周波数変換する変換手段と、前記周波数変換によっ
て得られた車速信号に基づいて、前記抽出手段により抽
出された信号から単位時間当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、前記単位時間当りの車輪
回転数の次数成分を除去した共振周波数成分の信号から
演算される共振周波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ることを特
徴とする。
【０００６】
【作用】上記構成により、周波数変換した車速信号に基
づいて、抽出した共振周波数成分の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し、この信号
から演算した共振周波数と、判定値との比較によりタイ
ヤの空気圧の状態を検知する。
づいて、抽出した共振周波数成分の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し、この信号
から演算した共振周波数と、判定値との比較によりタイ
ヤの空気圧の状態を検知する。
【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はタイヤ空気圧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を有する交流信号を
出力する。
する。図１はタイヤ空気圧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を有する交流信号を
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、波形成形回路、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
るようにしてもよく、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。
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、波形成形回路、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
るようにしてもよく、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。
【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。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２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の共振周波数である。
検知原理について説明する。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２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３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
及び前後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３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
及び前後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、タイヤの空気圧の低
下に伴い、その２点のピーク値も低下することが明らか
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
向の共振周波数を抽出することで、タイヤ空気圧を検知
しようとするものである。
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、タイヤの空気圧の低
下に伴い、その２点のピーク値も低下することが明らか
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
向の共振周波数を抽出することで、タイヤ空気圧を検知
しようとするものである。
【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
もタイヤ空気圧の検知が可能となる。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
に起因するタイヤゴム部のばね定数の変化に基づくもの
であり、タイヤの摩擦等の他の要因の影響を受けること
なく安定した空気圧検知が可能となる。
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。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
に起因するタイヤゴム部のばね定数の変化に基づくもの
であり、タイヤの摩擦等の他の要因の影響を受けること
なく安定した空気圧検知が可能となる。
【００１３】以下図５及び図６のフローチャートを参照
して、タイヤの空気圧が所定空気圧以下に低下したこと
を検知して警報を発するＥＣＵ４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５及び図６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
５及び図６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。上記は後述する第２実施
例についても同様である。
して、タイヤの空気圧が所定空気圧以下に低下したこと
を検知して警報を発するＥＣＵ４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５及び図６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
５及び図６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。上記は後述する第２実施
例についても同様である。
【００１４】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７)を波形整形してパルス
信号とした後、そのパルス数を所定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８
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７)を波形整形してパルス
信号とした後、そのパルス数を所定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８
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。
【００１５】ステップ１０２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１０３に進
む。ステップ１０３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。ステップ１０
２の路面状態判定処理、及びステップ１０３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。
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１０３に進
む。ステップ１０３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。ステップ１０
２の路面状態判定処理、及びステップ１０３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。
【００１６】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１０３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１０３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。
【００１７】前記ステップ１０２及びステップ１０３に
おいて、ともに肯定判断されるとステップ１０４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
１０１に戻る。ステップ１０４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。続くステップ１０５では、ＦＦＴ演算処理で使用し
た車輪速度ｖをもとに、車速Ｖを算定する。処理開始後
に最初に算定した車速Ｖは、車速Ｖ0としてＲＡＭに記
憶する。車速Ｖを算定するのは、タイヤの振動周波数成
分の他に車輪速度ｖの中心速度成分を求めるためであ
る。続くステップ１０６では、フラグＦが「１」にセッ
トされているか否かを判定する。フラグＦは、イグニッ
ションスイッチがオフされると「０」にリセットされる
ものとするので、イグニッションスイッチオン後の最初
の処理では、ステップ１０６の判定は否定判定となりス
テップ１０７へ進む。
おいて、ともに肯定判断されるとステップ１０４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
１０１に戻る。ステップ１０４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。続くステップ１０５では、ＦＦＴ演算処理で使用し
た車輪速度ｖをもとに、車速Ｖを算定する。処理開始後
に最初に算定した車速Ｖは、車速Ｖ0としてＲＡＭに記
憶する。車速Ｖを算定するのは、タイヤの振動周波数成
分の他に車輪速度ｖの中心速度成分を求めるためであ
る。続くステップ１０６では、フラグＦが「１」にセッ
トされているか否かを判定する。フラグＦは、イグニッ
ションスイッチがオフされると「０」にリセットされる
ものとするので、イグニッションスイッチオン後の最初
の処理では、ステップ１０６の判定は否定判定となりス
テップ１０７へ進む。
【００１８】ステップ１０７では、スタート直後の処理
で最初に算定された車速Ｖ0を周波数変換し、これから
単位時間当たりの車輪回転数に相当する１次周波数を求
め、それを整数倍してそれぞれｉ次までの次数相当の周
波数を求める。続くステップ１０８では、前記ステップ
１０４のＦＦＴ演算結果に基づき、前記タイヤ回転次数
成分のゲインＪＶ1〜ＪＶiがＲＡＭに読み込まれる。そ
して、ステップ１０９でフラグＦを「１」にセットして
前記ステップ１０１へ戻る。フラグＦを「１」にセット
するのは、前記ステップ１０７及びステップ１０８の処
理をスタート直後の１回のみの処理とするためである。
で最初に算定された車速Ｖ0を周波数変換し、これから
単位時間当たりの車輪回転数に相当する１次周波数を求
め、それを整数倍してそれぞれｉ次までの次数相当の周
波数を求める。続くステップ１０８では、前記ステップ
１０４のＦＦＴ演算結果に基づき、前記タイヤ回転次数
成分のゲインＪＶ1〜ＪＶiがＲＡＭに読み込まれる。そ
して、ステップ１０９でフラグＦを「１」にセットして
前記ステップ１０１へ戻る。フラグＦを「１」にセット
するのは、前記ステップ１０７及びステップ１０８の処
理をスタート直後の１回のみの処理とするためである。
【００１９】２回目以降の処理では、前記ステップ１０
１〜ステップ１０５の処理を行って、ステップ１０６で
フラグＦを判定する。フラグＦは「１」にセットされて
いるから、ステップ１１０へ進んで、前記ステップ１０
７で算定した車速Ｖ0に対する車速比(Ｖ／Ｖ0)を算定す
る。ステップ１１１では、前記車速比(Ｖ／Ｖ0)に対す
るゲイン係数を予めＥＣＵ４内に記憶したマップ(図９)
から読み込んでゲイン係数Ｋ1〜Ｋiを決定する。ステッ
プ１１２では、決定したゲイン係数Ｋ1〜Ｋiと前記ステ
ップ１０８で読み込まれたタイヤ回転次数成分のゲイン
ＪＶ1〜ＪＶiとから、ゲインを算定する。そして、ステ
ップ１１３でＦＦＴ演算結果からステップ１１２で求め
たタイヤ回転次数成分のゲインｄＶ1〜ｄＶiを減算する
ことで、タイヤ回転次数成分の影響を除去する。これ
は、図１０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）に現れるピーク(タ
イヤ回転次数成分)、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虞れがあるからである。
１〜ステップ１０５の処理を行って、ステップ１０６で
フラグＦを判定する。フラグＦは「１」にセットされて
いるから、ステップ１１０へ進んで、前記ステップ１０
７で算定した車速Ｖ0に対する車速比(Ｖ／Ｖ0)を算定す
る。ステップ１１１では、前記車速比(Ｖ／Ｖ0)に対す
るゲイン係数を予めＥＣＵ４内に記憶したマップ(図９)
から読み込んでゲイン係数Ｋ1〜Ｋiを決定する。ステッ
プ１１２では、決定したゲイン係数Ｋ1〜Ｋiと前記ステ
ップ１０８で読み込まれたタイヤ回転次数成分のゲイン
ＪＶ1〜ＪＶiとから、ゲインを算定する。そして、ステ
ップ１１３でＦＦＴ演算結果からステップ１１２で求め
たタイヤ回転次数成分のゲインｄＶ1〜ｄＶiを減算する
ことで、タイヤ回転次数成分の影響を除去する。これ
は、図１０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）に現れるピーク(タ
イヤ回転次数成分)、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虞れがあるからである。
【００２０】以下ステップ１１４でＦＦＴ演算回数Ｎを
積算し、演算回数がｎ0以上になった場合のみ、図６の
ステップ１１６以下の処理を行う。ステップ１１６で
は、タイヤ回転次数成分のゲインｄＶ1〜ｄＶiを減算し
て、タイヤ回転次数成分を除去した各ＦＦＴ演算結果の
平均値を求める平均化処理を行う。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。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、上述の平均化処理に引き続き、ス
テップ１１７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。
積算し、演算回数がｎ0以上になった場合のみ、図６の
ステップ１１６以下の処理を行う。ステップ１１６で
は、タイヤ回転次数成分のゲインｄＶ1〜ｄＶiを減算し
て、タイヤ回転次数成分を除去した各ＦＦＴ演算結果の
平均値を求める平均化処理を行う。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。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、上述の平均化処理に引き続き、ス
テップ１１７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。
【００２１】
【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、滑からに変化する波形を示すことになる。尚、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、或いは前記ステップ１０５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。
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、滑からに変化する波形を示すことになる。尚、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、或いは前記ステップ１０５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。
【００２２】続くステップ１１８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１１９では、算出された共振周波
数ｆK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とを比較判定する。共振周波数ｆKが前記
判定値ｆL以下でなければ前記ステップ１０１以降の処
理を繰り返す。また、判定値ｆL以下であれば、ステッ
プ１２０へ進んで検知対象のタイヤの空気圧が低下した
旨の警告が表示部５に表示される。
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１１９では、算出された共振周波
数ｆK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とを比較判定する。共振周波数ｆKが前記
判定値ｆL以下でなければ前記ステップ１０１以降の処
理を繰り返す。また、判定値ｆL以下であれば、ステッ
プ１２０へ進んで検知対象のタイヤの空気圧が低下した
旨の警告が表示部５に表示される。
【００２３】上記実施例は、処理開始後に最初に求めた
単位時間当たりの車輪回転数の次数成分のゲインと、以
後の処理に於いて演算される車速Ｖと最初に求めた車速
Ｖ0との比との関係を示すマップから、単位時間当たり
の車輪回転数の次数成分のゲインを求めるようにしたか
ら、演算処理時間を短縮できる。
単位時間当たりの車輪回転数の次数成分のゲインと、以
後の処理に於いて演算される車速Ｖと最初に求めた車速
Ｖ0との比との関係を示すマップから、単位時間当たり
の車輪回転数の次数成分のゲインを求めるようにしたか
ら、演算処理時間を短縮できる。
【００２４】〔第２実施例〕図１１に示すフローチャー
トを参照して第２実施例を説明する。ステップ２０５以
前の処理は、前記第１実施例のステップ１０１〜ステッ
プ１０５の処理と同様であるので、説明を省略する。ス
テップ２０６では算定した車速Ｖを周波数変換し、これ
からタイヤ回転次数成分の１次周波数を求め、その整数
倍でｉ次までの次数相当の周波数を求める。ステップ２
０７では、前記車速Ｖに対応する各次数のゲインｄＶ1
〜ｄＶiを、予めＥＣＵ４内に記憶したマップ(図１２)
から読み込む。ステップ２０８では、前記ＦＦＴ演算結
果から各次数のゲインｄＶ1〜ｄＶiを減算することで、
タイヤ回転次数成分の影響を除去する。ステップ２０９
以降の処理も、前記第１実施例のステップ１１４〜ステ
ップ１２０の処理と同様であるので説明を省略する。
トを参照して第２実施例を説明する。ステップ２０５以
前の処理は、前記第１実施例のステップ１０１〜ステッ
プ１０５の処理と同様であるので、説明を省略する。ス
テップ２０６では算定した車速Ｖを周波数変換し、これ
からタイヤ回転次数成分の１次周波数を求め、その整数
倍でｉ次までの次数相当の周波数を求める。ステップ２
０７では、前記車速Ｖに対応する各次数のゲインｄＶ1
〜ｄＶiを、予めＥＣＵ４内に記憶したマップ(図１２)
から読み込む。ステップ２０８では、前記ＦＦＴ演算結
果から各次数のゲインｄＶ1〜ｄＶiを減算することで、
タイヤ回転次数成分の影響を除去する。ステップ２０９
以降の処理も、前記第１実施例のステップ１１４〜ステ
ップ１２０の処理と同様であるので説明を省略する。
【００２５】〔第３実施例〕図１３に示すフローチャー
トを参照して第３実施例を説明する。図１３に示すよう
にステップ３０１〜３０３で車輪速度ｖから算定される
車速Ｖを周波数変換し、タイヤ回転次数成分の周波数範
囲を算定する。この結果に基づき、ステップ３０４で帯
域フィルタ(Ｂ.Ｐ.Ｆ)Ｆ1の帯域周波数(ｆａ〜ｆｂ)を
決定し、複数の帯域フィルタＦ1〜Ｆiを設定する。帯域
フィルタＦ2〜Ｆiの帯域周波数は、前記帯域フィルタＦ
1の帯域周波数(ｆａ〜ｆｂ)のそれぞれ整数倍に設定す
る。そして、ステップ３０５で各々の帯域フィルタＦ1
〜Ｆiを通過した時間波形を、もとの波形から減ずるこ
とで、タイヤ回転次数成分を含まない時間波形が得られ
る。この波形を用いて、前記第１実施例及び第２実施例
で説明したＦＦＴ演算処理(ステップ３０６)以下の平均
化処理(図示せず)を行い共振周波数ｆKを算定してタイ
ヤ空気圧の低下判定を行う。尚、帯域フィルタでタイヤ
回転次数成分の周波数を直接除去してもよい、また各々
の帯域フィルタ通過後の波形をＦＦＴ解析し、元波形の
ＦＦＴ解析結果からそれぞれを減じてもよい。
トを参照して第３実施例を説明する。図１３に示すよう
にステップ３０１〜３０３で車輪速度ｖから算定される
車速Ｖを周波数変換し、タイヤ回転次数成分の周波数範
囲を算定する。この結果に基づき、ステップ３０４で帯
域フィルタ(Ｂ.Ｐ.Ｆ)Ｆ1の帯域周波数(ｆａ〜ｆｂ)を
決定し、複数の帯域フィルタＦ1〜Ｆiを設定する。帯域
フィルタＦ2〜Ｆiの帯域周波数は、前記帯域フィルタＦ
1の帯域周波数(ｆａ〜ｆｂ)のそれぞれ整数倍に設定す
る。そして、ステップ３０５で各々の帯域フィルタＦ1
〜Ｆiを通過した時間波形を、もとの波形から減ずるこ
とで、タイヤ回転次数成分を含まない時間波形が得られ
る。この波形を用いて、前記第１実施例及び第２実施例
で説明したＦＦＴ演算処理(ステップ３０６)以下の平均
化処理(図示せず)を行い共振周波数ｆKを算定してタイ
ヤ空気圧の低下判定を行う。尚、帯域フィルタでタイヤ
回転次数成分の周波数を直接除去してもよい、また各々
の帯域フィルタ通過後の波形をＦＦＴ解析し、元波形の
ＦＦＴ解析結果からそれぞれを減じてもよい。
【００２６】
【発明の効果】本発明は上記構成を有し、周波数変換し
た車速信号に基づいて、抽出した共振周波数成分の信号
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
去し、この信号から演算した共振周波数と判定値との比
較によりタイヤの空気圧の状態を検知するようにしたも
のであり、共振周波数成分の信号のノイズ成分となる信
号が除去されるとともに、その除去処理がタイヤの振動
周波数成分の他に多くの高周波成分を含む車輪速度の中
心速度成分である車速信号に基づくため、誤判定を生ず
ることなく検知精度を高めることができるという優れた
効果がある。
た車速信号に基づいて、抽出した共振周波数成分の信号
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
去し、この信号から演算した共振周波数と判定値との比
較によりタイヤの空気圧の状態を検知するようにしたも
のであり、共振周波数成分の信号のノイズ成分となる信
号が除去されるとともに、その除去処理がタイヤの振動
周波数成分の他に多くの高周波成分を含む車輪速度の中
心速度成分である車速信号に基づくため、誤判定を生ず
ることなく検知精度を高め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空気圧検知装置の概略構成
図である。
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。
図である。
【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】タイヤ空気圧の検知原理を示す説明図である。
【図５】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。
ャートである。
【図６】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。
ャートである。
【図７】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８】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。
た車輪速度ｖの変動状態を示す波形図である。
【図９】車速比とゲイン係数との関係を示す特性図であ
る。
る。
【図１０】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。
数の次数におけるピーク発生を現す特性図である。
【図１１】第２実施例のＥＣＵの処理内容を示すフロー
チャートの一部である。
チャートの一部である。
【図１２】車速と単位時間当たりの車輪回転数に相当す
る周波数の各次数のゲインとの関係を示す特性図であ
る。
る周波数の各次数のゲインとの関係を示す特性図であ
る。
【図１３】第３実施例のＥＣＵの処理内容を示すフロー
チャート一部である。
チャート一部である。
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 昭62−149503（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−238920（ＪＰ，Ａ) 特許3055293（ＪＰ，Ｂ２) 「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 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60C 23/00 - 23/06
Claims (4)
- 【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車輪速度センサと、前記車輪速
度センサが出力する信号から共振周波数成分の信号を抽
出する抽出手段と、前記車輪速度センサが出力する信号
から車速を演算し、この車速を周波数変換する変換手段
と、前記周波数変換によって得られた車速信号に基づい
て、前記抽出手段により抽出された信号から単位時間当
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、前記単位時間当りの車輪回転数の次数成分を除去し
た共振周波数成分の信号から演算される共振周波数を判
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】 前記除去手段は、前記周波数変換した車
速信号から単位時間当りの車輪回転数の次数成分のゲイ
ンを求めて、前記抽出手段により抽出された信号から単
位時間当りの車輪回転数の次数成分の信号を除去するよ
うにした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】 前記除去手段は、前記周波数変換した車
速信号から単位時間当りの車輪回転数の次数成分のゲイ
ンを求めて、前記抽出手段により抽出された信号から単
位時間当りの車輪回転数の次数成分の信号を除去するも
のであり、処理開始後に最初に求めた単位時間当りの車
輪回転数の次数成分の前記ゲインと、前記車輪速度セン
サが出力する信号から前記処理開始後に最初に求めた車
速およびそれ以後に求めた車速とに基づいて、以後の単
位時間当りの車輪回転数の次数成分のゲインを求めるこ
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４】 前記除去手段は、前記周波数変換した車
速信号を通過させる帯域フィルタとしたことを特徴とす
る請求項１記載のタイヤ空気圧検知装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12807892A JP3343937B2 (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | タイヤ空気圧検知装置 |
| PCT/JP1992/001457 WO1993010431A1 (en) | 1991-11-11 | 1992-11-10 | Tire pneumatic pressure sensor |
| DE69226175T DE69226175T2 (de) | 1991-11-11 | 1992-11-10 | Reifendruckmesser mit Resonanzfrequenz des Reifens |
| DE1992633018 DE69233018T2 (de) | 1991-11-11 | 1992-11-10 | Reifenluftdruckerfassungsvorrichtung, die eine Resonanzfrequenz verwendet, und Raddrehzahlsensor |
| EP97103562A EP0783982B1 (en) | 1991-11-11 | 1992-11-10 | Tire air pressure detecting device using a resonance frequency and wheel speed sensor |
| EP92923005A EP0578826B1 (en) | 1991-11-11 | 1992-11-10 | Tire air pressure detecting device using a resonance frequency |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP12807892A JP3343937B2 (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | タイヤ空気圧検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05294119A JPH05294119A (ja) | 1993-11-09 |
| JP3343937B2 true JP3343937B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=14975884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12807892A Expired - Fee Related JP3343937B2 (ja) | 1991-11-11 | 1992-04-20 | タイヤ空気圧検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3343937B2 (ja) |
-
1992
- 1992-04-20 JP JP12807892A patent/JP3343937B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05294119A (ja) | 1993-11-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080830 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110830 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |