JPH05294121A - タイヤ空気圧検知装置 - Google Patents

タイヤ空気圧検知装置

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JPH05294121A
JPH05294121A JP12808092A JP12808092A JPH05294121A JP H05294121 A JPH05294121 A JP H05294121A JP 12808092 A JP12808092 A JP 12808092A JP 12808092 A JP12808092 A JP 12808092A JP H05294121 A JPH05294121 A JP H05294121A
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Takeyasu Taguchi
健康 田口
Toshiharu Naito
俊治 内藤
Hiromi Tokuda
▲ひろみ▼ 徳田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子制御装置の容量の低減を図ることができ
るタイヤ空気圧検知装置を提供する。 【構成】 帯域フィルタF1により帯域幅fK1〜fK2
周波数成分が抽出される。同様にステップ102bでは
帯域幅fK3〜fK4の周波数成分が、またステップ102
cでは帯域幅fK5〜fK6の周波数成分がそれぞれ抽出さ
れる。前記帯域フィルタF1,F2,F3で抽出された周
波数成分の振幅の平均値を、予め設定された時間につい
てそれぞれ算出する。通過帯域幅ごとに算定された周波
数成分の平均振幅をそれぞれ帯域フィルタF1,F2,F
3ごとに比較し、最も大きい平均振幅を示した周波数帯
域をfKS〜fKLとする。空気圧低下判定値fLと、周波
数帯域fKS〜fKLとの大小比較を行うことによりタイヤ
空気圧の低下を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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/cm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
K)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
は、共振周波数抽出手段として周波数解析(以下FFT
という)を行う。FFT演算は、タイヤ空気圧の検知精
度が高く優れてはいるが、複雑で多数の積和演算を行う
必要があり、電子制御装置(以下ECUという)の容量が
大きくなるという問題点がある。本発明は上記問題点を
解決するためになされたもので、タイヤ空気圧の検知の
パラメータとなる共振周波数の算定を、簡易な手法によ
り行うことによりECU容量の低減を図ることができる
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。
【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、前記信号を通過させ所定の周波数帯域の共振
周波数成分を抽出する帯域フィルタと、抽出された前記
共振周波数成分と判定値と比較して、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、タイヤの振動周波数成分を含
む信号を帯域フィルタに通過させ、所定の周波数帯域の
共振周波数成分を抽出して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】
【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〜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、パルサ2a〜2dの回転、即ち前記各タイヤ1
a〜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、波形整形回路、所定
のカットオフ周波数を設定した複数の帯域フィルタ、R
OM,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。
【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。
【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。
【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。
【0013】以下図5のフローチャートを参照して、E
CU4が行う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。
【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では、ピックアップコ
イル3から出力された交流信号(図6)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7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】前記車輪速度信号に対する共振周波数の演
算範囲(例えば30〜50Hz)を分割する3個の帯域
フィルタF1,F2,F3を設け、その帯域幅だけの周波
数成分を抽出する。図8はこの共振周波数と帯域フィル
タの通過帯域幅との関係を示したものである。ステップ
102aでは、帯域フィルタF1により帯域幅fK1〜f
K2の周波数成分が抽出される。同様にステップ102b
では帯域幅fK3〜fK4の周波数成分が、またステップ1
02cでは帯域幅fK5〜fK6の周波数成分がそれぞれ抽
出される。
【0016】ステップ103a,103b,103cで
は、前記帯域フィルタF1,F2,F3で抽出された周波
数成分の振幅の平均値を、予め設定された時間について
それぞれ算出する。続くステップ104では、通過帯域
幅ごとに算定された周波数成分の平均振幅をそれぞれ帯
域フィルタF1,F2,F3ごとに比較し、最も大きい平
均振幅を示した周波数帯域をfKS〜fKLとする。ここ
で、周波数帯域fKS〜fKLが平均振幅で最大をとるとい
ることは、ばね下の共振周波数fKが、前記周波数帯域
KS〜fKLに存在することを意味する。この結果、ステ
ップ105で空気圧低下判定値fLと、前記の周波数帯
域fKS〜fKLとの大小比較を行うことによりタイヤ空気
圧の低下が検知できる。
【0017】ステップ105で肯定判定されると、本来
の共振周波数fK(但し、本実施例の場合は、周波数帯
域として算定されるため共振周波数fKは幅をもってい
る)は、空気圧低下判定値fL以下になっていると認定
され、続くステップ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表示部5に表示される。
又、ステップ105で否定されると、タイヤ空気圧は低
下していないものとして前記ステップ101以下の処理
を繰り返す。
【0018】上記実施例では、3個の帯域フィルタを用
いたがECU容量に応じて帯域フィルタの数を変更でき
る。
【0019】
【発明の効果】本発明は上記構成を有し、タイヤの振動
周波数成分を含む信号を帯域フィルタに通過させ、所定
の周波数帯域の共振周波数成分を抽出して判定値との比
較により、タイヤの空気圧の状態を検知するものであ
り、FFT演算解析を用いることなく、共振周波数が検
知できるため、ECU容量を低減することできる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図4】タイヤ空気圧の検知原理を示す説明図である。
【図5】ECUの処理内容を示すフローチャートであ
る。
【図6】車輪速度センサの出力電圧波形を示す波形図で
ある。
【図7】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。
【図8】帯域フィルタの通過帯域幅を示す説明図であ
る。
【符号の説明】 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

Claims (1)

    【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、前記信号を通過さ
    せ所定の周波数帯域の共振周波数成分を抽出する帯域フ
    ィルタと、抽出された前記共振周波数成分と判定値と比
    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。
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