JP3391486B2 - Tire pressure detector - Google Patents
Tire pressure detectorInfo
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- JP3391486B2 JP3391486B2 JP33864992A JP33864992A JP3391486B2 JP 3391486 B2 JP3391486 B2 JP 3391486B2 JP 33864992 A JP33864992 A JP 33864992A JP 33864992 A JP33864992 A JP 33864992A JP 3391486 B2 JP3391486 B2 JP 3391486B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、車両のタイヤの空気圧
の状態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 air pressure detecting device for detecting a tire air pressure condition of a vehicle.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、タイヤの空気圧を検知する装置と
しては、タイヤの内部にタイヤ空気圧に応動する圧力応
動部材等を設け、直接的にタイヤの空気圧を検知するも
のが提案されている。しかし、直接的にタイヤの空気圧
を検知する装置では、タイヤの内部に圧力応動部材等を
設ける必要があることから構造が複雑となり、また価格
も高価となってしまうという問題があった。2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for detecting the air pressure of a tire, there has been proposed a device in which a pressure responsive member which responds to the tire air pressure is provided inside the tire to directly detect the air pressure of the tire. However, in a device that directly detects the tire air pressure, there is a problem that the structure becomes complicated and the price becomes expensive because it is necessary to provide a pressure responsive member inside the tire.
【0003】このため、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
ことが提案されている。Therefore, the fact that the tire radius changes (becomes shorter) when the tire air pressure decreases,
It has been proposed to indirectly detect the tire air pressure of a vehicle based on a detection signal of a wheel speed sensor that detects the wheel speed of each wheel.
【0004】[0004]
【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。However, the tire radius to be detected is subject to individual differences due to wear and the like, and is easily influenced by running conditions such as turning, braking and starting. Further, radial tires, which have been widely used in recent years, have a small amount of deformation of a tire radius due to a change in tire air pressure (for example, when the tire air pressure is reduced by 1 kg / cm 2 ,
The amount of deformation of the tire radius is about 1 mm. ). For this reason, the method of indirectly detecting the change in the tire air pressure from the deformation amount of the tire radius has a problem that the detection accuracy cannot be sufficiently secured.
【0005】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、間接的にタイヤ空気圧を検知するとともに、その
検知精度を向上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ものである。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a tire air pressure detecting device capable of indirectly detecting the tire air pressure and improving the detection accuracy. Is.
【0006】[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、車輪の回転速度を検出する車輪速度センサと、前
記車輪速度センサの出力信号を周波数解析してタイヤの
振動周波数成分を含む周波数のゲイン分布を演算するゲ
イン分布演算手段と、前記ゲイン分布演算手段から所定
周波数領域のゲイン分布を抽出する抽出手段と、前記抽
出した所定周波数領域のゲイン分布に基づいて車両のば
ね下の共振周波数を算出する共振周波数算出手段と、前
記共振周波数に基づいて、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ることを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, a tire pressure detecting device according to the present invention is used for running a vehicle.
Sometimes, a wheel speed sensor for detecting a rotational speed of the wheels, before
The output signal of the wheel speed sensor is frequency-analyzed and the tire
A gain distribution calculating means for calculating a gain distribution of frequencies including vibration frequency components, an extracting means for extracting a gain distribution in a predetermined frequency region from the gain distribution calculating means, and a vehicle based on the extracted gain distribution in the predetermined frequency region. Resonance frequency calculating means for calculating the unsprung resonance frequency and detecting means for detecting the air pressure state of the tire based on the resonance frequency.
【0007】[0007]
【作用】上記構成によりタイヤの振動周波数成分を含む
信号を車輪速度センサを用いて求め、この信号における
周波数に対するゲイン分布を演算し、このゲイン分布か
ら所定周波数領域のゲイン分布に基づいて車両のばね下
の共振周波数を算出し、算出した共振周波数に基づい
て、タイヤの空気圧の状態が検知される。[Function] With the above configuration, the vibration frequency component of the tire is included
The signal is obtained using a wheel speed sensor and
Calculates the gain distribution for the frequency, to calculate the resonance frequency of the unsprung vehicle based from the gain distribution in the gain distribution of a predetermined frequency range, based on the calculated resonant frequency, the state of the tire air pressure is detected .
【0008】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。このタイヤの
ばね定数の変化により、タイヤの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、タイヤの空気圧の状態を検知することができる。When the tire air pressure changes, the spring constant of the tire also changes accordingly. Since the resonance frequency in the vibration frequency component of the tire changes due to the change of the spring constant of the tire, it is possible to detect the tire air pressure state based on the extracted resonance frequency.
【0009】[0009]
【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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing the overall configuration of the first embodiment.
【0010】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。As shown in FIG. 1, each tire 1a of the vehicle is
A wheel speed sensor is provided corresponding to 1d. Each wheel speed sensor includes gears 2a to 2d and pickup coils 3a to 3d. Gears 2a-2d
Is coaxially attached to the rotating shafts (not shown) of the tires 1a to 1d and is made of a disk-shaped magnetic body. The pickup coils 3a to 3d have these gears 2a to 2d.
Mounted at a predetermined interval in the vicinity of the gears 2a to
2d, that is, an AC signal having a cycle corresponding to the rotation speeds of the tires 1a to 1d is output. Pickup coil 3
The AC signals output from a to 3d are waveform shaping circuits, R
Known electronic control unit (ECU) including OM, RAM, etc.
4 and is subjected to predetermined signal processing including waveform shaping. The result of this signal processing is input to the display unit 5, and the display unit 5 notifies the driver of the air pressure state of each tire 1a to 1d. The display unit 5 may independently display the air pressure state of each tire 1a to 1d, or may be provided with one warning lamp and light up when the air pressure of any one of the tires is lower than the reference air pressure. You may make it warn about it.
【0011】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。First, the principle of tire pressure detection in this embodiment will be described. When a vehicle travels on a paved asphalt road surface, for example, minute irregularities on the surface of the road surface receive vertical and longitudinal forces, which cause the tires to vibrate vertically and longitudinally. The frequency characteristic of the acceleration under the vehicle spring when the tire vibrates is as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the frequency characteristic of acceleration shows a peak value at two points, point a is the resonance frequency in the vertical direction under the spring of the vehicle, and point b is the resonance frequency in the longitudinal direction under the spring of the vehicle. is there.
【0012】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。On the other hand, when the air pressure of the tire changes, the spring constant of the rubber portion of the tire also changes, so that the resonance frequencies in the vertical direction and the front-back direction both change. For example, as shown in FIG. 3, when the tire air pressure decreases,
Since the spring constant of the tire rubber portion is also reduced, both the vertical and longitudinal resonance frequencies are reduced. Therefore, if at least one of the resonance frequency in the up-down direction and the front-rear direction in the unsprung part of the vehicle is extracted from the vibration frequency of the tire, it is possible to detect the tire air pressure state based on this resonance frequency.
【0013】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。Therefore, in this embodiment, the resonance frequencies in the up-down direction and the front-rear direction of the unsprung part of the vehicle are extracted from the detection signals of the wheel speed sensors. This is because, as a result of a detailed study by the inventors, it was found that the detection signal of the wheel speed sensor includes the vibration frequency component of the tire. That is, as a result of frequency analysis of the detection signal of the wheel speed sensor, it becomes clear that the peak value is shown at two points as shown in FIG. 4 and that when the tire air pressure is lowered, the two peak values are also lowered. It was
【0014】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。また、車両の実用
範囲では、上記共振周波数の変化量はほとんどタイヤ空
気圧の変化に起因するタイヤばね定数の変化に基づくも
のであるため、例えばタイヤの磨耗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。As a result, according to the present embodiment, the anti-skid control device (ABS), which has been increasing in the number of vehicles equipped in recent years,
In a vehicle or the like equipped with the above, since each wheel is already equipped with a wheel speed sensor, the tire air pressure can be detected without adding any new sensor. Further, in the practical range of the vehicle, since the amount of change in the resonance frequency is almost based on the change in the tire spring constant caused by the change in the tire pressure, it is not affected by other factors such as wear of the tire. Stable air pressure detection is possible.
【0015】図10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10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10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。FIG. 10 shows a flowchart showing the contents of processing executed by the ECU 4. Since the ECU 4 performs the same processing on each wheel 1a to 1d, the flowchart of FIG. 10 shows only the processing flow for one wheel. Further, in the following description, the subscripts of the respective reference numerals are omitted. Further, the flowchart shown in FIG. 10 shows an example in which it is detected that the tire air pressure has dropped below a reference value and a warning is given to the driver.
【0016】図10において、ステップ100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110では、演算された車輪速度vの変動
幅Δv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の変動幅Δvが基準値v0 を超えている
と判定されると、ステップ120に進む。ステップ12
0では、車輪速度vの変動幅Δvが基準値v0 を超えて
いる時間ΔTが、所定時間t0 を超えたか否かを判定す
る。上記ステップ110,120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120における判定では、車輪速度
vの変動幅Δvが基準値v0 を超えた時点で所定時間Δ
tが設定され、この所定時間Δt内に再び車輪速度vの
変動幅Δvが基準値v0 を超えると、時間ΔTの計測が
継続される。In FIG. 10, in step 100, after the waveform of the AC signal (FIG. 5) output from the pickup coil 3 is shaped into a pulse signal, the pulse interval is divided by the time interval between the wheel speeds v. Is calculated. As shown in FIG. 6, the wheel speed v usually includes many high frequency components including the vibration frequency component of the tire. In step 110, it is determined whether or not the calculated fluctuation width Δv of the wheel speed v exceeds the reference value v 0 . At this time, if it is determined that the variation width Δv of the wheel speed v exceeds the reference value v 0 , the process proceeds to step 120. Step 12
At 0, it is determined whether or not the time ΔT in which the fluctuation width Δv of the wheel speed v exceeds the reference value v 0 exceeds the predetermined time t 0 . The processing in steps 110 and 120 is performed to determine whether or not the road surface on which the vehicle is traveling is a road surface on which the tire air pressure can be detected by the detection method of this embodiment. That is, in the present embodiment, the tire air pressure is detected based on the change in the resonance frequency included in the tire vibration frequency component. Therefore, if the wheel speed v fluctuates to some extent and is not continued, sufficient data for calculating the resonance frequency cannot be obtained. In the determination in step 120, when the variation width Δv of the wheel speed v exceeds the reference value v 0 , the predetermined time Δ
When t is set and the fluctuation width Δv of the wheel speed v again exceeds the reference value v 0 within this predetermined time Δt, the measurement of the time ΔT is continued.
【0017】ステップ110及びステップ120におい
て、ともに肯定判断されるとステップ130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100
に戻る。ステップ130では、演算された車輪速度に対
して周波数解析(例えばFFT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7に示す。If both steps 110 and 120 are affirmatively determined, the operation proceeds to step 130, and if either one is negatively determined, the step 100 is performed.
Return to. In step 130, frequency analysis (for example, FFT calculation) is performed on the calculated wheel speed, and
The number of calculations N is counted. FIG. 7 shows an example of the result of performing this FFT operation.
【0018】図7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140では、ステップ130
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100からステ
ップ130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1
50に進んで平均化処理を行う。この平均化処理は、図
8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
演算結果の変動を低減することが可能となる。As shown in FIG. 7, when the FFT calculation is performed on the wheel speed obtained by actually traveling the vehicle on a general road, it is usual that the frequency characteristic becomes extremely random. This is because the shape (size and height) of the minute irregularities present on the road surface is completely irregular, and therefore the frequency characteristic varies for each wheel speed data. Therefore, in the present embodiment, in order to reduce the variation of the frequency characteristic as much as possible, the average value of the FFT calculation results of a plurality of times is calculated. Therefore, in step 140, step 130
It is determined whether or not the number of FFT operations N in (4) has reached a predetermined number n 0 . Then, when the number of calculations N has not reached the predetermined number n 0 , the processing from step 100 to step 130 is repeated. On the other hand, when the number of calculations N has reached the predetermined number n 0 , step 1
Proceeding to 50, averaging processing is performed. In this averaging process, as shown in FIG. 8, the average value of each FFT calculation result is obtained, and the average value of the gain of each frequency component is calculated. By such an averaging process, the FFT depending on the road surface
It is possible to reduce the fluctuation of the calculation result.
【0019】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160において以下の移動平均処理
を実施する。However, with the above-mentioned averaging process alone, the gain of the resonance frequency in the up-down direction and the front-rear direction of the unsprung part of the vehicle does not always reach the maximum peak value as compared with the gain of the frequencies in the vicinity thereof due to noise or the like. There is a problem that it is not limited. Therefore, in the present embodiment, following the averaging process described above, the following moving average process is performed in step 160.
【0020】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。This moving average processing is carried out by obtaining the gain Y n of the nth frequency by the following arithmetic expression.
【0021】[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9に示す。## EQU1 ## Y n = (y n + 1 + Y n-1 ) / 2 That is, in the moving average processing, the gain Y of the nth frequency is obtained.
n is the (n + 1) th gain y in the previous calculation result
n + 1 and the gain Y of the n-1th frequency already calculated
It is an average value with n-1 . As a result, the FFT calculation result shows a waveform that changes smoothly. FIG. 9 shows the calculation result obtained by this moving average processing.
【0022】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130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。The waveform processing here is not limited to the moving average processing described above, but low-pass filter processing may be performed on the FFT calculation result after the averaging processing, or the FFT calculation of step 130 is performed. Before this, the wheel speed v may be differentially calculated, and the FFT calculation may be performed on the differential calculation result.
【0023】次に、ステップ170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fを算出する
が、上述の各処理を行った後でも、なお最大ピークゲイ
ンが共振周波数と完全には一致しない。これは前記平均
化処理の演算回数Nが充分大きくない場合に起こりやす
いが、演算回数Nを大きくすると空気圧判定に時間がか
かり、実用的でなくなるという問題が発生する。よって
ここでは、次のような共振周波数の推定(以下、形状推
定処理という)を行い、上記の問題を解決している。こ
の形状推定処理のフローチャートを図12に示す。Next, at step 170, the resonance frequency f in the unsprung front-rear direction of the vehicle is calculated based on the FFT calculation result smoothed by the moving average processing. However, the maximum peak gain does not completely match the resonance frequency. This tends to occur when the number of times N of calculation of the averaging process is not sufficiently large, but when the number of times N of calculation is increased, it takes time to determine the air pressure, which causes a problem of impracticality. Therefore, here, the following estimation of the resonance frequency (hereinafter referred to as shape estimation processing) is performed to solve the above problem. A flowchart of this shape estimation processing is shown in FIG.
【0024】ステップ171では、共振周波数の存在が
予想される周波数帯において、最大のピークゲインGP
を算出する。そしてステップ172では、図13に示す
ようにそのピークゲインGP の数%(例えば70%)の
ゲインをしきい値GS として、あらかじめ決められた周
波数帯Fb のしきい値を切る点の周波数f1 ,f2 を算
出する。ステップ173では、前記しきい値を切る点p
が2つ存在するかを調べ、2つだけ存在する場合のみス
テップ174に進み、算出された上記周波数f 1 ,f2
の中間の周波数fm を共振周波数fとする。At step 171, the presence of the resonant frequency
Maximum peak gain G in the expected frequency bandP
To calculate. Then, in step 172, as shown in FIG.
Its peak gain GPA few percent (eg 70%) of
Gain is threshold GSAs a predetermined lap
Wave number band FbFrequency f at the point where the threshold of1, F2Calculate
Put out. In step 173, the point p at which the threshold is cut
Check if there are two, and only if there are only two
The operation proceeds to step 174 and the calculated frequency f 1, F2
Intermediate frequency fmIs the resonance frequency f.
【0025】なお、ステップ175では、前記しいき値
を切る点が2つ以上の場合、そのデータはノイズ成分が
多く含まれるデータであるから、今回の共振周波数の値
として直前に求めた共振周波数をそのまま用いるか、ま
たは過去に求めた複数の共振周波数の値から推定(例え
ばその平均値など)する。In step 175, if there are two or more points at which the threshold value is cut, the data is a data that contains a lot of noise components. Therefore, the resonance frequency obtained immediately before as the value of the resonance frequency at this time. Is used as it is, or is estimated (for example, its average value) from a plurality of resonance frequency values obtained in the past.
【0026】そしてステップ180では、予め正常なタ
イヤ空気圧に対応して設定されている初期周波数f0 か
らの低下偏差(f0 −f)を求め、この低下偏差(f0
−f)と所定偏差Δfとを比較する。この所定偏差Δf
は、正常なタイヤ空気圧に対応する初期周波数f0 を基
準として、タイヤ空気圧の許容下限値(例えば1.4k
g/m2 )に対応して設定されている。従って、ステッ
プ180において低下偏差(f0 −f)が所定偏差Δf
を上回ったと判定されると、タイヤの空気圧が許容下限
値よりも低下したとみなして、ステップ190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。Then, in step 180, a decrease deviation (f 0 −f) from the initial frequency f 0 which is set in advance corresponding to the normal tire air pressure is obtained, and this decrease deviation (f 0
-F) is compared with the predetermined deviation Δf. This predetermined deviation Δf
Is an allowable lower limit value of the tire air pressure (for example, 1.4 k, based on the initial frequency f 0 corresponding to the normal tire air pressure).
g / m 2 ). Therefore, in step 180, the decrease deviation (f 0 −f) is equal to the predetermined deviation Δf.
If it is determined that the tire air pressure has fallen below the allowable lower limit value, the routine proceeds to step 190,
The display unit 5 displays a warning to the driver.
【0027】なお、上述のステップ170において共振
周波数を推定する際、共振周波数付近の波形形状が滑ら
かでないとステップ173でしきい値を切る点pが2つ
以上になり誤判定を生じる。このため上述のステップ1
60での移動平均処理を、次のようにさらに強力ななま
し平均処理に換えてもよい。つまり、n番目の周波数ゲ
インYn を求める際、複数のnの前後のゲインの平均
(例えば、数2に示す前後5点の平均)を少なくとも1
回(処理を繰り返せばより滑らかになる)を行なう。When the resonance frequency is estimated in step 170 described above, if the waveform shape near the resonance frequency is not smooth, there are two or more points p at which the threshold value is cut in step 173, resulting in an erroneous determination. Therefore, step 1 above
The moving average process at 60 may be replaced with a more powerful smoothing average process as follows. That is, when obtaining the n-th frequency gain Y n , an average of gains before and after a plurality of n (for example, average of 5 points before and after shown in Formula 2) is at least 1.
Repeat (the process becomes smoother).
【0028】[0028]
【数2】
Yn =(yn-2 +yn-1 +yn +yn+1 +yn+2 )/5
(ここで、yn-2 ,yn-1 ──は処理を行なう前のゲイ
ンであり、処理を繰り返し、s回目を行っている場合
は、s−1回目のゲインである。)あるいは、この変形
で、処理前と処理後のゲインを併用した移動平均でもよ
く、この場合処理を繰り返すと上記方法よりさらに滑ら
かになる。数3に5点を使った例を示す。## EQU2 ## Y n = (y n-2 + y n-1 + y n + y n + 1 + y n + 2 ) / 5 (where y n-2 and y n-1 ── are before processing) It is a gain, and if the process is repeated and the sth time is performed, it is the s-1th gain.) Or, in this modification, a moving average that combines the gains before and after the process may be used. Repeating the process makes it smoother than the above method. An example using 5 points in Equation 3 is shown.
【0029】[0029]
【数3】
Yn =(Yn-2 +Yn-1 +yn +yn+1 +yn+2 )/5
(ここで、s回目の処理の場合、yn ,yn+1 ,yn+2
はs−1回目の処理後のゲインで、Yn-2 ,Yn-1 はs
回目の処理後のゲインである。また、数2,数3共、処
理の都合上分母である5を省略してもよい。)また、こ
れら平均処理に換えて、包絡線(例えばスプライン関数
など)を求めることによっても滑らかな波形が得られる
ので、これをステップ160と併用もしくは代替しても
よい。## EQU3 ## Y n = (Y n-2 + Y n-1 + y n + y n + 1 + y n + 2 ) / 5 (where, in the case of the s-th processing, y n , y n + 1 , y n +2
Is the gain after the s-1st processing, and Y n-2 and Y n-1 are s
It is the gain after the second processing. In addition, in both Equations 2 and 3, the denominator 5 may be omitted for convenience of processing. In addition, a smooth waveform can be obtained by obtaining an envelope (for example, a spline function) instead of these averaging processes, and thus this may be used in combination with step 160 or as an alternative.
【0030】なお、上述の第1実施例では、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。In the above-described first embodiment, an example in which a decrease in tire air pressure is detected based only on the resonance frequency of the unsprung part of the vehicle in the front-rear direction has been shown. The decrease in tire air pressure may be detected based only on the frequency, or may be detected based on both the longitudinal and vertical resonance frequencies.
【0031】また、上述の第1実施例では、特にタイヤ
の空気圧が許容下限値よりも低下したことを検知するよ
うにしていたが、図11に示すようなタイヤ空気圧と共
振周波数との関係を各タイヤ毎にマップとして記憶し、
第1実施例と同様に共振周波数fを算出して、この算出
された共振周波数fからタイヤ空気圧自体を直接推定し
てもよい。Further, in the above-described first embodiment, the fact that the tire air pressure is lower than the allowable lower limit value is particularly detected, but the relationship between the tire air pressure and the resonance frequency is shown in FIG. Store as a map for each tire,
The resonance frequency f may be calculated in the same manner as in the first embodiment, and the tire air pressure itself may be directly estimated from the calculated resonance frequency f.
【0032】次に第2実施例について説明する。上述の
第1実施例の共振周波数の推定(ステップ170)で
は、推定に用いるゲインはしきい値を1つ設けて行った
が、ECU4のメモリ容量に余裕があれば、本第2実施
例によってその推定精度をさらに向上できる。すなわ
ち、ステップ172においてしきい値を数段(例えば7
0%,60%,50%の3段)用意し、それぞれのしき
い値ごとにしきい値を切る点の周波数を演算する。そし
てステップ174にてそれぞれのしきい値ごとに前述の
ごとく中間の周波数(fm1,f m2,fm3)を算出し、そ
の平均値を共振周波数fとする。またこの平均値を求め
る際に、各中間の周波数の内ばらつきが大きいものを除
いた上で行ってもよいし、しきい値によって重みをつけ
て行ってもよい。Next, a second embodiment will be described. Above
In the resonance frequency estimation (step 170) of the first embodiment,
Was performed by setting a single threshold for the gain used for estimation.
However, if there is a margin in the memory capacity of the ECU 4, this second implementation
The estimation accuracy can be further improved by an example. Sanawa
Then, in step 172, the threshold value is set to several steps (for example, 7
0%, 60%, 50%)
The frequency at which the threshold is cut is calculated for each value. That
Then, in step 174, the above-mentioned procedure is performed for each threshold value.
Intermediate frequency (fm1, F m2, Fm3) Is calculated and
The average value of is the resonance frequency f. Also, calculate this average value
When there is a large variation in each intermediate frequency,
You can do it on your own, or weight it with a threshold
You may go.
【0033】なお、この第2実施例では、ECU4にお
ける処理内容が、上記の部分についてのみ第1実施例と
異なり、その他の処理内容及びその構成は第1実施例と
共通である。In the second embodiment, the processing contents in the ECU 4 differ from the first embodiment only in the above-mentioned parts, and the other processing contents and the configuration thereof are the same as those in the first embodiment.
【0034】次に第3実施例について説明する。前記の
第1実施例の共振周波数の推定(ステップ170)で
は、図12に示す形状推定処理を行っていたが、第3実
施例では共振周波数付近の波形の重心点を算出し、その
重心点が存在する周波数を共振周波数fとする方法(以
下、重心処理という)である。すなわち第3実施例で
は、第1実施例の図12の処理を図14に示す処理に変
更する。Next, a third embodiment will be described. Although the shape estimation process shown in FIG. 12 was performed in the resonance frequency estimation (step 170) of the first embodiment, the center of gravity of the waveform near the resonance frequency is calculated in the third embodiment, and the center of gravity is calculated. Is used as the resonance frequency f (hereinafter referred to as center-of-gravity processing). That is, in the third embodiment, the processing of FIG. 12 of the first embodiment is changed to the processing shown in FIG.
【0035】図14において、ステップ176では、あ
らかじめ決められた周波数帯の全ゲイン和Sを算出す
る。そしてステップ177で、前記周波数帯の端から順
次ゲイン和を求め、そのゲイン和SがS/2になる点の
周波数を算出する。この周波数が重心点のある周波数で
あり、この周波数を共振周波数fとする(図15参
照)。In FIG. 14, in step 176, the total gain sum S of the predetermined frequency band is calculated. Then, in step 177, the sum of gains is sequentially obtained from the end of the frequency band, and the frequency at the point where the sum of gains S becomes S / 2 is calculated. This frequency is the frequency having the center of gravity, and this frequency is defined as the resonance frequency f (see FIG. 15).
【0036】なお、ステップ176で用いる周波数帯
は、ECU4のメモリ容量に余裕があれば、共振周波数
特性のピークが両側の谷(ピークを山と見た場合の山の
裾野の部分)の間を用いた方がよい。In the frequency band used in step 176, if the memory capacity of the ECU 4 has a margin, the peak of the resonance frequency characteristic will be between valleys on both sides (the bottom of the mountain when the peak is regarded as a mountain). It is better to use.
【0037】なお、この第3実施例では、ECU4にお
ける処理内容が、上記の部分についてのみ第1実施例と
異なり、その他の処理内容及びその構成は第1実施例と
共通である。In the third embodiment, the processing contents in the ECU 4 differ from the first embodiment only in the above-mentioned parts, and the other processing contents and the configuration thereof are the same as those in the first embodiment.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
タイヤの振動周波数成分を含む信号における周波数に対
するゲイン分布を演算し、このゲイン分布から所定周波
数領域のゲイン分布を抽出し、抽出した所定周波数領域
のゲイン分布に基づいて車両のばね下の共振周波数を算
出し、算出した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。ここで、共振周波数は、タイヤのば
ね定数に応じて変化し、タイヤのばね定数は実質的にタ
イヤの空気圧にのみ依存して変化する。従って、本発明
によれば、タイヤの空気圧を間接的に検知しながら、そ
の検知精度を向上することが可能となる。As described above, according to the present invention,
Calculate the gain distribution for the frequency in the signal containing the vibration frequency component of the tire, extract the gain distribution in the predetermined frequency region from this gain distribution, and determine the unsprung resonance frequency of the vehicle based on the extracted gain distribution in the predetermined frequency region. The tire pressure is calculated based on the calculated resonance frequency. Here, the resonance frequency changes according to the spring constant of the tire, and the spring constant of the tire changes substantially only depending on the air pressure of the tire. Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the detection accuracy while indirectly detecting the tire air pressure.
【0039】また、所定周波数領域のゲイン分布に基づ
いて車両のばね下の共振周波数を算出しているので、所
定周波数領域を共振周波数付近の周波数帯とすれば、他
の周波数領域に無駄な演算処理を行なうことなく、速や
かにばね下の共振周波数を算出できるという効果があ
る。Further, since the unsprung resonance frequency of the vehicle is calculated on the basis of the gain distribution in the predetermined frequency region, if the predetermined frequency region is set to a frequency band near the resonance frequency, unnecessary calculation is performed in other frequency regions. There is an effect that the unsprung resonance frequency can be calculated promptly without performing any processing.
【図1】本発明の第1実施例の構成を示す構成図であ
る。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.
【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。FIG. 2 is a characteristic diagram showing frequency characteristics of unsprung acceleration of a vehicle.
【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。FIG. 3 is a characteristic diagram showing how the resonance frequencies of the unsprung part of the vehicle change in the up-down direction and the front-rear direction due to changes in tire air pressure.
【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。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the principle of tire pressure detection according to the first embodiment.
【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。FIG. 5 is a waveform diagram showing an output voltage waveform of a wheel speed sensor.
【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。FIG. 6 is a waveform diagram showing a variation state of wheel speed v calculated based on a detection signal of a wheel speed sensor.
【図7】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。7 is a characteristic diagram showing a result of performing a frequency analysis calculation on the wheel speed v having the waveform shown in FIG.
【図8】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。FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an averaging process according to the first embodiment.
【図9】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。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a frequency analysis result after performing a moving average process in the first example.
【図10】第1実施例の電子制御装置の処理内容を示す
特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing processing contents of the electronic control unit of the first embodiment.
【図11】タイヤ空気圧と共振周波数との関係を示す特
性図である。FIG. 11 is a characteristic diagram showing a relationship between tire pressure and resonance frequency.
【図12】第1実施例の形状推定処理の処理内容を示す
フローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing the processing contents of the shape estimation processing of the first embodiment.
【図13】第1実施例の形状推定処理を説明するための
説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a shape estimation process according to the first embodiment.
【図14】第3実施例の重心処理の処理内容を示すフロ
ーチャートである。FIG. 14 is a flowchart showing the processing contents of the center of gravity processing of the third embodiment.
【図15】第3実施例の重心処理の処理を説明するため
の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining the processing of the center of gravity processing of the third embodiment.
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 1 tire 2 gears 3 pickup coils 4 Electronic control unit (ECU) 5 Display
フロントページの続き (72)発明者 神谷 雅彦 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 藤原 健司 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−26029(JP,A) 特開 昭62−149503(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 p264〜 288Continued front page (72) Inventor Masahiko Kamiya 1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi Japan Denso Co., Ltd. (72) Inventor Kenji Fujiwara 1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi Japan Denso Co., Ltd. (56) References JP-A-59-26029 (JP, A) JP 62-149503 (JP, A) "Automotive Technology Handbook" Volume 1 Basics / Theory, 1st edition, incorporated association Automotive Engineering Society December 1, 1990 p264- 288
Claims (3)
する車輪速度センサと、前記車輪速度センサの出力信号を周波数解析してタイヤ
の振動周波数成分を含む周波数の ゲイン分布を演算する
ゲイン分布演算手段と、 前記ゲイン分布演算手段から所定周波数領域のゲイン分
布を抽出する抽出手段と、 前記抽出した所定周波数領域のゲイン分布に基づいて車
両のばね下の共振周波数を算出する共振周波数算出手段
と、 前記共振周波数に基づいて、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ることを特徴とするタイヤ
空気圧検知装置。1. Rotational speed of wheels is detected when the vehicle is running.
A tire speed sensor, and a tire by frequency-analyzing the output signal of the wheel speed sensor.
Based on the gain distribution of the extracted predetermined frequency region, the gain distribution calculation unit that calculates the gain distribution of the frequency including the vibration frequency component, the extraction unit that extracts the gain distribution of the predetermined frequency region from the gain distribution calculation unit. A tire air pressure detection device comprising: a resonance frequency calculation means for calculating an unsprung resonance frequency of a vehicle; and a detection means for detecting an air pressure state of the tire based on the resonance frequency.
るピークゲインを算出するピークゲイン算出手段と、前Peak gain calculating means for calculating the peak gain
記ピークゲインに基づいた所定周波数範囲を前記所定周The specified frequency range based on the peak gain
波数領域として設定する設定手段とを備えることを特徴And a setting means for setting as a wave number region.
とする請求項1に記載のタイヤ空気圧検知装置。The tire pressure detection device according to claim 1.
波数領域の中に、ゲインのピーク値が複数存在する場合When there are multiple gain peak values in the wavenumber domain
には、共振周波数の演算を禁止することを特徴とする請Is a contract characterized by prohibiting the calculation of the resonance frequency.
求項2に記載のタイヤ空気圧検知装置。The tire air pressure detection device according to claim 2.
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33864992A JP3391486B2 (en) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | Tire pressure detector |
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JPH06183231A JPH06183231A (en) | 1994-07-05 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1992
- 1992-12-18 JP JP33864992A patent/JP3391486B2/en not_active Expired - Fee Related
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Title |
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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日 p264〜288 |
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CN106364262A (en) * | 2015-07-24 | 2017-02-01 | 奥特润株式会社 | Method and apparatus for monitoring tire pressure using zero crossing |
CN106364262B (en) * | 2015-07-24 | 2018-06-29 | 奥特润株式会社 | Utilize the tire pressure monitoring method and device of zero passage |
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JPH06183231A (en) | 1994-07-05 |
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