JPS60151506A

JPS60151506A - タイヤ空気圧監視システム

Info

Publication number: JPS60151506A
Application number: JP720484A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Kimura; 木村　克弘; Takanori Shibata; 柴田　孝則
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-01-20
Filing date: 1984-01-20
Publication date: 1985-08-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】゛〔発明の利用分野〕本発明はタイヤの空気圧低下を検Ｊｌ＋する装置に関す
るものである。

〔発明の背景〕

空気入りタイヤが自動車に装作されてからすでに７５年
になるが、これにまさるものは今だ発明されていないば
かりか今後ますます増える傾向にある。

この空気入りタイヤの一つの問題点は空気がタイヤの損
傷等で低下することである。。

これに対処するため空気圧を検知し、正常が異常かを知
らせる装置の検討は種々行われているが、実用化された
ものはほとんどない。

〜　ところが近年自動車の安全対策は各種のセンサや、
電子回路等の急速な進歩によって大幅な前進を見せてい
る。

その中で走行中の安全性を左右するタイヤ空気圧の自動
監視装置は、開発が遅れており、実用ｆヒが待たれてい
る。

これまでに検討されてきたタイヤ空気圧監視装置は、タ
イヤ側に設ける空気圧センサと、そのセンサ出力を車軸
から車内に導く伝達手段に分けられる。

空気圧を調べる手段としては圧力スイッチなど機械式の
ものや、タイヤの幅の変化、タイヤの温度変化などを計
測するものが報告されている。

−力、得られた情報を車内に導く方法は機械的に行うも
の、電気的に行うものが考えられている。

最近では、光学的に伝達する方法も考えられているがい
ずれもアイディアの段階で、実用化されたものはなく、
実用性の高い方式の実現が待たれている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は車輌のボテ−の一部に備えた超音波式車
高センサとサスペンション機構に備えた位置センサによ
ってタイヤ空気圧の異常を自動的に監視し、運転者に知
らせることである。

〔発明の概要〕

各車軸の支持部に備えられたショックアブソ、バにスト
ローク位置検出器を設け、サスペンション機構の伸縮長
を計測できるようにすると共に、ボデーの一部に備えた
超音波距離センサを路面に向けて車高を計測し、この両
方の計測値を比較してタイヤの空気圧の異常を判断して
、表示及び警報するようにした装置である。

〔発明の実施例〕

以■、本発明の実施例を参照し、詳細に説明する。

第１図は乗用車に多く用いら汎ているマクファーソン式
フロン１−・サスペンション車に本発明を適用した例で
ある。

車＠１の車軸２はショックアブソーバ３を内蔵したアク
ファーソンストラット４に固定さＪしている。

ショックアブソーバ３には中心ロッド５がピストン状に
構成され、車軸ｌの上下移動に伴ってスプリング６が伸
縮すると、その動きを抑えるようにショックアブソーバ
３が作用する。

ショックアブソーバ３の上部はボテ−の一部に上部マウ
ント７で固定されている。

本発明のシステムに用いるショックアブソーバ３には車
軸１の上下移動変化を検出する位置検出ロッド８と、位
置検出器、９が装着されている。

この位置検出ロッド８と位Ｉｔ検出器９から、車輛の荷
重状態に対応したサスペンション部分の長さを知ること
ができる。

一方、車輛のボデー側面には送信と受信を１つの素子で
行うことのできる超音波センサ１０が固定され、パルス
状の送信波１１が路面１２に向けて発射される。

路面１２で反射した超音波は反射波１３として再び超音
波センサ１０に戻り、送信から受信までの時間差から路
面１２までの高さを計測することができる。

超音波センサ１０は車体のサイドモール１４またはバン
パーエンドに埋め込める程度の大きさで、計測精度±１
　ｃｍの計測が可能である。

第２図はトラック等の板バネ車に本発明を適用した例で
ある。

板バネ１５で車＠２を支持し、車軸２とシャーシ１６の
間にショックアブソーバ３が固定されている。

このショックアブソーバ３′にも第１図と同じように位
置検出ロッド８と位置検出器９が装着され′Ｃいる。

またシャーシ１６には超音波センサ１０が固定され、路
面１２までの高さ計測ができる。

第３図は第１図および第２図の構成から得られる本発明
の詳細な説明するもので、（ａ）図はタイヤ空気圧が正
常な場合で、サスペンション部分の長さ１１１７、超音
波センサ１０から路面１２までの車高Ｈ，１８である。

これに対して（ｂ）図はタイヤ空気圧が低下し、車高Ｈ
２１９は（ａ）図の車高Ｈ，１８に比べて低くなってい
る。

しかし、サスペンション部分の長さｈ１７は車載した荷
重の片寄りがなければ（ａ）、（ｂ）共に変化はほとん
どなく、超音波センサ１０から得られる車高Ｈ４１８と
車高Ｈ２１９の差を判断できればタイヤ空気圧の正常、
異常を知ることができる。

しかしながら超音波センサｌＯだけで車高Ｈを計測する
のでは車載荷重が大きいために車高Ｈが低くなった場合
との区別がつかない。

そこで本発明は車載荷重の程度をまずサスペンション部
分の長さｈ１７で知り、これをある係数で補正し、その
値と車高Ｉ］を比較することによってタイヤ空気圧が正
常範囲か、異常かを判断するものである。

第４図は、ショックアブソーバの位置検出器９の信号と
超音波センサ１０の信号を比較する回路ブロック図であ
る。

超音波センサｌＯは送・受信回路２０で駆動され、送信
波１１を発射し、反射波１３を受信する。

送信から受信までの時間ｉｔ　ｔｌｌＱと距離換算は処
理回路２１で行われる。

一方、ショックアブソーバの位置検出器９から得られた
信号は、補正回路２２で係数補正される。

タイヤ空気圧が正常な場合車高Ｈ＝ｋｈで表わされる。

ここでｋは車種によって異なる補正係数であり、ｈはサ
スペンション部の長さである。

空気圧にもある程度幅を持たせる必要があるためｋから
に一Δにとすると、Ｈ＝ｋｈ−Ｈ＝　（ｋ−Δｋ）　ｈの範囲が正常と判断される。

ここでタイヤ空気圧の低圧側の許容範囲を正常圧力の８
０％とするとΔには−にであり、Ｈ＜　（ｋ−−ｋ）ｈの状態になると空気圧異常と判断することになる。

−つまり、補正回路２２は、ｈにに〜（ｋ−Δｋ）の補
正を行い、車高Ｈとコンパレータ回路２３で比較し、車
高トーが小さい場合、その状態がある一定時間以上継続
するかを計測し、その状態が持続すればタイヤ空気圧が
異常として表示及び警報回路２４を動作させる。

この継続時間計測回路もコンパレータ回路２３に含まれ
ている。

補正回路２２は車輌の状態や、車速、路面の状態などで
補正係数ｋを一般条件より変化させることができるよう
に可変ｍ整器２５が設けである。

第５回は超音波センサｌＯの回路ブロック図である９超音波素子２６はＴｉｃｋ、系のセラミック製で３０〜
７０　Ｋ　Ｈｚの周波数を選ｆＲすることができる。

アンテナホーン２７は超音波を、集束するもので路面に
ほぼ垂直にビームの広がり角±１０度で発射することが
できる。このビーム角は計測精度を高めるために狭い方
が好ましい。

超音波素子２６はタイミソグ回路２８で駆動され一定の
パルス発振を行う。

路面からの反射波は超音波素子２６で受信し、増幅器２
９を通してコンパレータ回路２３に入力する。

コンパレータ回路２３では反射波に含まれる不用な信号
を除去するため閾値設定回路３０から閾値電圧が入力さ
れる。

不用信号が除去された信号はクロック信号を内蔵した距
離計測回路３１で反射信号間隔を開側し、距離が算出さ
れる。

第６図はショックアブソーバに取付けられた位置検出ロ
ッド８と位置検出器９の説明図で、位置検出ロッド８め
先端には摺動接点３２があり、金属被膜抵抗板３３に接
触している。この構造により車輪の上下移動は抵抗値変
化として検出されその出力は出力端子３４から取出され
る。

その抵抗値とストローク変化、即ち位置との関係は第７
図に示すようにほぼ直線的な特性３５のようになってい
る。

第８図は本発明のタイヤ空気圧監視システムを乗用車に
適用した全体図で、超音波センサ１０は各車軸の近くで
車軸による土砂のはね一ヒげのない部分に固定され、位
置検出器９け各ショックアブソーバ位置に装置される。

各センサおよび検出器からの信号は中央回路３６でそれ
ぞれ係数補正、比較処理され、運転席附近の表示、警報
器３７に異常の有無を表示し、警報するようになってい
る。

〔発明の効果〕

以」二説明したように本発明によれば、ショックアブソ
ーバにストローク位置検出機能を持たせることと、すで
に実用化レベルにある超音波センサを組合せて用いるこ
とにより、これまでアイディアレベルで実用化されてい
ないタイヤ空気圧の自動監視を実現することができる。

本発明はショックアブソーバのストローク位置検出器だ
けは車種毎に異なるがその他の超音波センサ、処理回路
は共通に使用することができるため、実用性が高く、シ
ステム構成上から低コストで実現できるもので、走行安
全性の向上に大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明のシステムを乗用車およびトラ
ック等に装着した説明図、第３図は本発明の構成要点を
説明した図、第４図は本発明のシステムブロック図、第
５回１：ｌ：　ＡイＩ音波を用いた車高計測回路のブロ
ック図、第６図は位置検出器を装着したショックアブソ
ーバの説明図、第７図は位置検出器の抵抗特性を示す図
、第８図は本発明のシステム全体図である。１・・車輪、２パ・・車軸、３・・・ショックアブソー
バ、５・・・中心ロット、６・・・スプリング、８・・
・位置検出ロッド、９・・・位置検出器、ＩＯ・・超音
波センサ、１１・・・送信波、１２・・・路面、１３・
・・反射波、１５・・板バネ、１６・・・シャーシ、１
７・・・サスペンション部分の長さ、１８．１９・・車
高、２０・・・送・受信回路、２１・・処理回路、２２
・・・補正回路、２３・・コンパレータ回路、２４・・
・表示及び警報回路、２６・・・超音波素子、２７・・
・アンテナホーン、２９・・・増幅器、３２・・・摺動
接点、３３・・金属被膜抵抗板、３４・・・出力端子、
３６・・・中央回路、３７・・・表示、９報器。代理人　弁理士　高橋明夫第３圀（（１）　’　（ｂ）第４（２１柄ら　口第　ば

Claims

【特許請求の範囲】１、空気入りタイヤを用いる自動車において、各車軸の
支持部に備えられたショックアブソーバにそのストロー
ク方向の位１ｕを知ることのできる位置検出器を設け、
常にサスペンション機構の伸縮長が計測できるようにす
ると共に、自動車のボデーの一部に超音波による距離セ
ンサを路面に向けて備え、１Ｊ高を計測し、両方の計測
値を比較してタイヤの空気圧の異常を判断するように構
成したことを特徴とするタイヤ空気圧監視システム。２、特許請求の範囲第１項において、サスペンション機
構の伸縮長をある係数で補正して超音波距離センサによ
る車高値と比較し、予め設定した範囲を越えた異常値が
、ある時間継続して得られた場合に、タイヤ空気圧を異
常と判断し、運転席附近に設けた異常表示および警報器
を動作させるように構成したことを特徴とするタイヤ空
気圧監視システム。