JPS62149502A - 車輪の空気圧検出装置 - Google Patents

車輪の空気圧検出装置

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JPS62149502A
JPS62149502A JP60296508A JP29650885A JPS62149502A JP S62149502 A JPS62149502 A JP S62149502A JP 60296508 A JP60296508 A JP 60296508A JP 29650885 A JP29650885 A JP 29650885A JP S62149502 A JPS62149502 A JP S62149502A
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宗三郎 田代
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伊奈 敏和
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寿 河合
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/001Devices for manually or automatically controlling or distributing tyre pressure whilst the vehicle is moving
    • B60C23/002Devices for manually or automatically controlling or distributing tyre pressure whilst the vehicle is moving by monitoring conditions other than tyre pressure or deformation

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  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両の走行中における車輪(タイヤ)の空気
圧を検出する車輪の空気圧検出装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、タイヤの空気圧を検出するものは、主に3通りほ
どある。第1には、タイヤに空気圧センサを設置し、タ
イヤ内圧を直接的に検出するもの、第2には4輪等の複
数箇所の車軸と地面の距離を計測して距離の短い部分の
タイヤを空気圧が低いと判定するもの、更に第3には4
輪の回転速度を検出して回転速度の早いタイヤを空気圧
が異常と判定するもの(例えば特開昭54−33772
号等)がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、従来のものには次の様な問題点がある。
まず前記第1のものは、空気圧センサがタイヤと一体に
回転するので、センサ信号の判定回路への伝達部を非接
触式にして構成しなければならず、装着が非常に複雑で
、装置も高価となる。
また使用環境が、振動、衝撃、遠心力、温度など悪条件
であることより空気圧センサに耐久性、信頼性等が求め
られるといった欠点がある。
また前述した第2、第3のものは、4輪という複数個の
車輪からの距離、回転速度の信号が人力されて、これら
の信号を比較してはじめて空気圧の判定がなされるため
、一つの車輪からの信号だけでは空気圧の判定をするこ
とが難しいという問題点を有していた。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされるものであって、
耐久性、信頼性を向上させ、しかも一つの車輪からの回
転速度信号によってその車輪の空気圧を判定することが
できる車輪の空気圧検出装置を提供することを目的とす
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、タイヤの空気圧変化と、タイヤの固有振動数
の変化との間に相関関係があるという公知の事実と、本
発明者らが実験により見い出した新しい事実、つまりタ
イヤの固有振動がタイヤの回転に影響を及ぼし、特有の
回転速度変化を引き起こすという事実に基づいてなされ
たものである。
これにより、タイヤの回転速度変化からその変動率(微
分値に相当)を求めタイヤの空気圧を判定しようとする
ものである。
そこで本発明は、車輪の回転速度信号から車輪  −空
気圧を判定する車輪空気圧の検出装置であって、車輪速
度信号を受けてこの信号の変動量が所定値以上のときに
空気圧判定指令信号を発生する指令信号発生手段と、 前記指令信号を受けて、前記車輪速度信号の変動率を算
出する変動率演算手段と、 前記変動率演算手段からの信号により車輪の空気圧を判
定して空気圧信号を送出する空気圧判定手段とを備える
ことを特徴とする。
〔作用〕
本発明の上記構成によれば、車輪の回転速度の変動が所
定値以上のとき、車輪に外力が加わって振動したと判定
し、この振動が加わった時から前記車輪速度信号の変動
率を求め、この変動率に基づいて車輪の空気圧を判定す
る。
〔発明の効果〕
上述した様に本発明によると、車輪に所定値以上の外力
が加わって車輪が振動するとき、その空気圧、固有振動
数、車輪回転速度の変動率に相関があるという新しい事
実に基づいて、車輪の回転速度からその変動率を求めて
空気圧を判定することができる。このため、本発明は従
来の様に複数個の車輪回転速度信号を比較して空気室を
判定する必要がないので、各々の車輪回転速度から各々
の車輪空気圧を判定することができる。言い換えると、
本発明は1つの車輪だけであっても、その。
車輪の回転速度信号が検出できるとそれに基づいて車輪
の空気圧を判定することができるので、4輪車に限らず
2輪車にも適用できるという効果を発揮する。
〔実施例〕
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第2図に本発明の装置の構成図を示す図中1は回転セン
サ、2はバッファアンプ、3はカウンタ、4はマイクロ
コンピュータ、5はキースイッチ、6は警報装置である
。回転センサ1は、多数の歯車を等間隔で外周に形成し
た円板を車輪に連結して回転せしめ、上記歯形の通過を
検知するものである。
回転センサ1の出力信号1aを基に瞬時速度を算出し、
その経時変化の波形を第3図に示す。
上記回転センサ1の出力信号1aは、バッファアンプに
より矩形波に変換されて、カウンタ3に入力する。カウ
ンタ3は、矩形波の立ら上がりから次の立ち上がりまで
に入力するクロックパルスをカウントするように設定さ
れている。(本実施例ではクロックパルスはI M H
zを使用している。)上記出力信号1aの周期Tに比例
した周期データXを発する。周期データXは、コンピュ
ータ4に入力され、コンピュータ4は、第7図に示す処
理手順により、タイヤ空気圧を検出し、正常か異常かを
判別し、警報を発する。尚、コンピュータ4は、キース
イッチ5を介して囲路のバッテリに接続されており、キ
ースイッチ5の投入時にのみ作動する。
次に、回転センサ1からの信号に基づいてタイヤ空気圧
を判定する方法について説明する。
一般に車輪が路面上の異物、例えば凸部や凹部等の継目
を乗り越えた時、車速センサlの出力信号を基に瞬時速
度を算出すると、その経時変化波形は、第3図に示すよ
うな波形となる。第3図は路面上に同一の大きさの異物
を置き、その上を高圧、中圧、低圧の空気圧のタイヤが
乗り越えた時の瞬時速度の変化を示し、最初の大きな変
動は、異物の影響で発生し、その後減衰振動する。この
最初の大きな変動幅P−Pの大きさは、異物の大きさに
良く対応しており、タイヤ空気圧の影響は受けない。ま
た車両の車速が変化しても一定である。ところが、P−
Pの傾き(変動率)は、タイヤ空気圧に良(対応してい
るということが分かった。そこで、タイヤが異物を乗り
越えて振動した時に、P−Pの大きさでその振動の大き
さを検出し、所定値以上の振動が加わった時に、タイヤ
の空気圧を判定する。タイヤ空気圧の判定には、P〜P
の(頃きを用いる。
次に、前述の大きさの検出方法について説明する。実際
に実時間でP−Pの大きさを検出することは難しいので
、その代わりとして第4図に示すように仮想の速度(推
定速度)を設けて、実際の速度(瞬時速度)との瞬時で
相対比較を行い、片側の偏りを求める。この片側の偏り
のピーク値は−P −Pの大きさと同じ意味を持ち、車
速・空気圧の影響を受けないし、実時間で求めることも
容易である。故に推定速度と瞬時速度との偏りのピーク
値L1を求めて、この値で車輪が異物を乗り越えて所定
値以上の外力によって振動したかを判定する。
次にP−Pの傾きの求め方について説明する。
実際に実時間でp−pの傾きを検出するのは難しい。そ
こで、その代わりとして第4図に示すように、片側のピ
ーク値L1の傾きを求める。この値は、P−Pの傾きと
同じ意味を持ち、空気圧に良(対応しているし、容易に
求めることができる。
P−Pの大きさをり、で検出したら、その次に第4図に
示すように、その直前で推定速度と瞬時速度が一致する
点Cを求め、この点Cから片側ピーク値の点までの角度
L2を求める。このようにして求めたLlとL2の比を
求めることで、片側ピークの傾きが求められる。この値
で予め測定されているデータマツプ等に基づいて空気圧
の検出を行う。
では次に推定速度の求め方について説−明する。
第5図に示すようにへ区間の平均速度は、aであり、B
区間の平均速度はbである。このことによりC区間の回
転速度は、a−bの延長線で仮に推定される。同様にD
区間の回転速度はb−cの延長線で仮に推定される。上
記A、B、C・・・区間長さは、定常走行中は、安定し
た仮の推定速度を求めるのに最低車輪1回転に相当する
センサ1の出力信号が必要である。車輪1回転に相当す
る区間が必要とした理由は次の2点である。第1に車輪
一回転(360°)毎に周期的な波が発生する可能性が
ある。これは、センサの歯車の加工精度であり、これを
キャンセルするためには、360゜以上の区間長さが必
要である。第2に定常走行中に道路の異物を乗り越えた
場合、推定速度がその影響を受けないためには、最低3
60゛以上の区間長さが必要である。(本実施例では、
センサ1として360°に72の歯車を等間隔に形成し
、これを車輪に取付けである。) 一方、車輪の加減速時には、逆に前述区間を短くした方
が、仮の推定速度による平均速度の近似性が良くなる。
これらのことより区間長さは、タイヤ1回転(360”
)を採用した。ここで、第6図に加速時の瞬時速度と仮
の推定速度を示す。
第6図に示すような加速時には、瞬時速度と仮の推定速
度との間に差が生じるので、理論的補正値αによって補
正を行う。補正値αは、 で求められる。そこで仮の推定速度に、このαを補正し
て正式の推定速度とする。
以上の手続きをし、実施すれば車輪の回転センサ1から
の信号でタイヤ空気圧を検出することができる。
以下、第7図+1+、 (2)、 (31に基づいて、
コンピュータ4の処理手順を説明する。
ステップ101でメモリをイニシャライズした後、ステ
ップ102では、周期データXを連続して72個、つま
り車輪1回転の信号を入力する。
そして平均値を求めrpm換算してAAとする。ステッ
プ103では、次のセンサ1回転分のデータ(72個)
を連続してメモリM(i)  (i−1〜72)に格納
し、その平均値を求めrpm換算してBBとする。ステ
ップ104では、ステップ102゜103で求めたAA
、BB値より次の区間の推定速度を求めるためのオフセ
ント値αとゲイン値Hを求める。ここでαとHは、 α= (BB−AA)/2.H= (BB−AA)/(
72−=1) である。ステップ105では、ステップ106以後で使
うメモリP、J、  L+ 、Lxの初期設定を行なう
ステップ106では、周期データXを1ヶ人力し、それ
をrpm tA算してDとする。ステップ107では、
ステップ106で入力したデータの個数が72個つまり
車輪力51回転したかどうかをフラグJを使いチェック
し、その結果、1回転してない場合フラグJを使いステ
ップ108でカウントする。1回転した場合、ステップ
127でフラグJをクリアし、ステップ128では、そ
れ以前に入力された72個の連続したデータより、その
平均値を求めrpm換算してCCを求め、ステップ12
9でAAをBBに、BBをCCに変更する。そしてステ
ップ130では、ステップ140と同様のことを行ない
、ステップ108へ進む。ステップ108では、フラグ
Jを使いカウントする。ステップ109では推定速度C
MPを算出する。ここでCMPは、 CMP=BB+α+J*H である。
ステップ1)0では、瞬時速度りと推定速度CMPを相
対比較し、その相対比較値Yを求めている。ここでYは
、Y=D−CMPである。
ステップ1)1では、最新の相対比較値Yを最古の相対
比較値を格納するメモリM (P)へ格納して次の準備
をする。
ステップ1)2〜1)4では、最古の相対比較値を格納
するメモリMの番地を決定するステップで、Pは、その
番地を示し、1から72(車輪1回転分のシータを格納
するための数)までを循環する。
ステップ1)5では、ステップ1)0で求めた相対比較
(ti!Yと、あらかじめ設定された所定値LV(車輪
が道路上の異物を乗り越えて振動が加わったかどうかの
判断基準)とを比較して、Y<LVならばステップ1)
7でLlをクリアしてステップ106へ戻る。Y≧LV
ならば、ステ・ノブ1)6で、最新の相対比較値Yとそ
の直前の相対比較値L1とを比較してLI≦Yならば最
新の相対比較値Yを次の準備のためにLlに格納してス
テップ106へ戻る。L+>Yならばステップ1)8で
Pの値をスタックSへ退避して次のステップへ進む。ス
テップ135では、Pの値をチェ・ツクし、P=1なら
ばPを71にして、P=2ならばP=72にして次のス
テップ120へ進む。
ステップ120,131〜134では、第4図に示すよ
うに、推定速度と瞬時速度が交差する点と片側ピーク値
の点までの距i4(角度)Lmを求めている。具体的に
は、ステップ120で、記憶しているメモリMの値で相
対比較値が零になる位置をチェ’7りしている。つまり
M (P−2)≧Oならばステップ131へ進み、カウ
ンタL2でカウントする。M(P−2) < 0ならば
推定速度と瞬時速度が一致したと見なしてステップ12
1へ進む。
ステップ131では、0クロスするまでの回数をL2を
用いてカウントする。
ステップ132では、Pの値が1かどうかをチェックし
て1ならばステップ134でPを75にする。P〉なら
ばPを1減じてステップ120へ戻る。
ステップ121では、上で求めたLlとL2の比Rを求
める。このRが空気圧と良く対応している。ステップ1
22では、このRをあらかじめ設定した所定値の上限L
VZと下限L V +で比較して、その結果LV、>R
ならばステップ124でタイヤ空気圧、低圧と異常を警
報する。R>LV2ならば、ステップ125でタイヤ空
気圧、高圧と異常を警報する。L V + ≦R≦LV
gならば、ステップ123でタイヤ空気圧は正常とする
。ステップ126では、スタックSをPに戻して、Ll
L2をクリアしてステップ106へ戻る。
上記手順を繰り返すことにより、走行中のタイヤ空気圧
を検出し、正常か異常かを判定してドライバに異常を警
報することができる。
上述実施例においてはタイヤ空気圧が異常か否かを判定
したが、予め測定したタイヤ回転速度の変動率をタイヤ
空気圧の関係データを記憶させておき、そのデータに基
づいてタイヤ空気圧に応じた表示を行うタイヤ空気圧モ
ニターとしても使用することができる。
上述実施例では、車輪の回転に伴ってパルス信号を発生
する回転センサのみを入力信号としているため、A/D
変換等をすることなく信号処理をすることができる。ま
た回転センサ以外の他のセンサが不要であるため、信頼
性、耐久性を向上させることができるとともに、コスト
ダウンに結び付くというメリットを有する。
尚、上述実施例では路面上の異物等をタイヤが乗り越え
た時に、タイヤの空気圧を判定したが、この異物として
は、車両が急な曲り角等に侵入する際に、運転者に注意
を促すために路面に設けられた凹凸面を利用することが
できる。また、高速道路へ進入する前のインターチェン
ジ料金所の手前路面に、タイヤ空気圧測定用の凹部を横
断するように設けると、高速道路進入前にタイヤ空気圧
が異常(低過ぎる)でないか自動的に判定することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の概要を示す構成図、第2図は本発明の
一実施例の回路を示す回路図。第3図は車輪が路面上の
異物を乗り越えた時のタイヤ空気圧と瞬時速度との関係
を示す波形図。第4図は車輪が異物を乗り越えた時の瞬
時速度変化と推定速度変化を示す波形図、第5図は過去
の瞬時速度より仮の推定速度を求める方法を説明するた
めの説明図、第6図は、仮の推定速度に補正を施して正
式の推定速度を求める方法を説明するための説明図。第
7図(1) (2) (31は、コンピュータのプログ
ラムフローチャートを示す流れ図である。 1・・・回転センサ、2・・・バッファ、3・・・カウ
ンタ。 4・・・マイクロコンピュータ、5・・・キースイッチ
。 6・・・警報装置。M、・・・車輪速度検出手段、M2
・・・指令信号発生手段(M□・・・瞬時速度算出手段
。 Mzb・・・推定速度算出手段、MzC・・・変動量判
定手段)。 M3・・・変動率演算手段1M2・・・空気圧判定手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)車輪の回転速度信号から車輪空気圧を判定する車
    輪空気圧の検出装置であって、 車輪速度信号を受けてこの信号の変動量が所定値以上の
    ときに空気圧判定指令信号を発生する指令信号発生手段
    と、 前記指令信号を受けて、前記車輪速度信号の変動率を算
    出する変動率演算手段と、 前記変動率演算手段からの信号により車輪の空気圧を判
    定して空気圧信号を送出する空気圧判定手段とを備える
    ことを特徴とする車輪空気圧の検出装置。
  2. (2)前記指令信号発生手段は、前記車輪回転速度信号
    により瞬間の速度を算出する瞬時速度算出手段と、複数
    個の前記車輪回転速度信号から推定速度を算出する推定
    速度算出手段と、前記瞬時速度算出手段と前記推定速度
    算出手段からの信号によって前記車輪速度信号の変動量
    を算出し、この変動量が所定値以上のときに空気圧判定
    指令信号を発生する変動量判定手段とからなる特許請求
    の範囲第1項記載の車輪の空気圧検出装置。
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Cited By (6)

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