JPS6322707A

JPS6322707A - タイヤ空気圧警報装置

Info

Publication number: JPS6322707A
Application number: JP3650586A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Ono; 小野　義久; Hideji Arakawa; 秀治荒川
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1986-02-22
Filing date: 1986-02-22
Publication date: 1988-01-30

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、自ａ車等、タイヤを装着した車両のタイヤ空
気圧変化を監視し、空気圧が低下したとき等＋Ｉｉ報を
発するタイヤ空気圧′ｉｉ報装置に関する。

従来の技術従来、車両のタイヤの空気圧を計測するためには、タイ
ヤ側に圧力検出器と無線送信器を装着して圧力情報を車
体側に伝送する方法が多く用いられていた。

しかし、この方式では、圧力検出器及び無線送の信器への外部からの電力供給方法が難しく技術が欠点と
なっていた。

発明が解決しようとする問題点本発明は、従来技術の欠点に鑑み、タイヤの空気圧を直
接計測することなく、タイヤの空気圧が変化すると車体
が受ける加速度周波数波形（加速度スペクトラム）にも
変化が生じるという現象を利用して非接触式で無線送信
器等の必要のない空気圧Ｗ報装置を提供することを目的
とするもので、これにより従来技術の問題点を解決した
。

問題点を解決するための手段本発明は、タイヤを装着した１口両のサスペンション部
のバネ下部における車輪の上下υノを検出できる位置に
車輪の上下振動を電気信号に変換する加速度変換器を取
付け、該加速度変換器の出力を通過帯域の異なる２つの
帯域フィルタに入力し、該２つの帯域フィルタの出力を
各々実効値電圧に変換するレベル検出器に入力し、該２
つのレベル検出器の出力電圧レベルの比を割算器で算出
し、該割口器の出力と基準値とを比較器で比較して、該
比較器の出力信号で警報を出す警報器を設けることによ
り、上記問題点を解決した。

作　　用上記加速度変換器から出力される加速度周波数波形、す
なわち、加速度レベルの周波数波形は車両に荷を積んで
いるか否か、車両の走行速度、走行する路面がアスファ
ルトか砂利面か等の路面の状態に関係なくタイヤの空気
圧が一定であれば類似の波形が表われ、特に、この加速
度レベルの高い帯域は一定周波数帯域に現われ、しかも
、タイヤの空気圧が変動すると、その変動につれてこの
加速度周波数波形も変動し、その加速度レベルの高い帯
域は空気圧が低下するにつれて低周波数帯域ヘシフトす
ることが実験の結果判明した。本発明はこの坦象を利用
し、上記加速度変換器の出力を通過ＷＩ賊の異なる上記
２つの帯域フィルタに入力し、該２つの帯域フィルタか
らの出力の実効値の電圧レベルの比を割算器で算出すれ
ば、この比はタイヤの空気圧以外の要因には関係なく、
タイヤの空気圧に応じて一定範囲の値となる。そこで、
この割峰器で算出された上記比と、タイヤの空気圧が正
常時であるとき生じるこの比をもとにして設定された基
準値とを上記比較器で比較し、割ｎ器で算出された上記
比がこの基準値以下（または以上）であれば、タイヤの
空気圧が低下（通常タイヤは適正な空気圧が設定されて
おり、この適正空気圧以上になることはない）したとし
て上記警報器より警報を出力する。

実施例第１図は本発明の一実施例のブロック図で、１は加速度
変換器で、第２図（イ）、（ロ）に示すように、タイヤ
の空気圧を検出しようとする車両の車輪の上下動を検出
できる位置に固着する圧電素子や歪ゲージ式加速度計等
の上下方向の加速度の変化を電気信号に変換するもので
ある。第２図（イ）はこのような加速度変換器１を車両
の前輪の量ナスペンションロウアーム１０に装着した場
合を示しており、また、第２図（ロ）は後輪の位置に取
付ける場合、車軸管１１の端部に固着されたカバー１２
に固着した場合を示すもので、加速度変換器１はこのよ
うに車両のサスペンション部のバネ下部の車輪の上下動
を検出できる位置に固着するもので、必ずしも第２図に
示した位置に限定されるものではなく、車輪の上下動が
検出できる位置であれば他の部位でも良い。２は上記加
速度変換′ａ１からの出力信号を増幅する増幅器、３ａ
。

３ｂは各々通過帯域が異なる帯域フィルタ、４ａ。

４ｂは各帯域フィルタ３ａ　、３ｂの出力ｒｌ、　ｆ２
の実効１＋ｆｆを直流電圧レベルＶ１．Ｖ２として出力
するレベル検出器、５は上記レベル検出４ａ　、　４ｂ
の出力Ｖ１．Ｖ２の比を求める割算器で、本実施例では
レベル検出Ｗ４ｂの出力ｖ２をレベル検出器４ａの出力
ｖ１で割り、出力■を出力するものである。６は比較器
で、設定器７で設定された基準値と上記割算器の出力Ｖ
を比較し、本実施例では割算器５からの出力Ｖの方が大
きいと出力信号を出力し、警報器８を作動させ、ランプ
やブザー等を作動させるものである。

以上が本発明の構成であるが、第３図（イ）〜（ニ）は
タイヤの空気圧のみを変えて他の条件は同一として測定
したときの上記加速度変換器１の出力波形を示すもので
、縦軸は加速度レベルｇを表わし、横軸に対数メモリで
とられた周波数を表している。そして、この実験データ
は、第２図〈口）に示すような後輪のバネ下部に加速度
変換器１が取寸けられ、車両の荷は空荷とし砂利道を該
車両が時速２０ｋｍ／ｂで走行したとぎで、第３図（イ
）はタイヤの空気圧が適正空気圧（２，４ｋＯ／ｃｍ２
　）の約１７０％（４，０ｋｇ／ｃｍ’　）　、第３図
（ロ）はタイヤの空気圧が適正空気圧（２，４ｋＱ／ｃ
ｍ２）　（Ｄトキ、第３　図（Ａ　＞　ハ空気圧が適正
空気圧の７５％（１、８ｋｏ／ｃｍ２）　、第３図（ニ
）は空気圧が適正空気圧の５０％（１、２ｋｏ／ｃｍ２
）のときの各々の加速度変換器１の出力波形を示すもの
である。

この測定データが示すように、タイヤの空気圧が高いほ
ど加速度レベルｇの大きい周波数帯域が高周波数側にシ
フトしていることがわかる。

また、車両の積荷の変動による該加速度変換器１の出力
波形について実験をすると、第４図（イ）、（ロ）に示
すように、加速度レベルの大きい周波数帯域にはあまり
変動がない。すなわち、第４図（イ）、（ロ）はタイヤ
の空気圧を適正空気圧（２，４ｋｍ／ｃｍ２　）　テ砂
利道を時速２０ｋｍ／１１Ｆ車両を走行させたときで、
第４図（イ）は空荷の状態で、第４図（ロ）は積荷の状
態で走行させたときのデータであり、この第４図（イ）
、（ロ）のデータから積荷に関係なく加速度レベルが大
きい周波数帯域はあまり変動がない。

また、第５図（イ）は空荷で、タイヤの空気圧は適正空
気圧（２、４ｋａ／ｃｍ２）で砂利道をｌｌ′Ｆ速１０
ｋｍ／ｌ＋で走行したとき、また、第５図（ロ）は空荷
で、適正空気圧（２，４ｋｇ／ｃｍ２）でアスファルト
道を時速２０ｋｍ／ｈで走行したときの加速度変換器１
の各々の出力波形を示す図で、この第５図（イ）、（ロ
）からもわかるように、車両が走行する道路状態及び走
行速度にも関係なく同一パターン、すなわち加速度レベ
ルの大きい周波数帯域の変動はない。

以上の実験データより、上記加速度変換器１の出力波形
の加速度レベルの大きい周波数帯域は積荷、走行道路状
態、走行速度にあまり関係がなく、タイヤの空気圧によ
って変動し、特に、空気圧が低くなると加速度レベルの
大きい周波数帯域も低周波数側にシフ１−することがわ
かった。そこで、タイヤの空気圧が正常なとき加速度レ
ベルが大き゛い周波数帯域のみを通過さけるフィルタ３
ａと、検出しようとする空気圧における加速度レベルの
大ぎい周波数帯域のみを通過させるフィルタ３ｂを選定
する。これは、車種によっても変化するから、実験的に
これらフィルタ３ａ　、３ｂの帯域幅、帯域幅の中心１
１．１２は選定することとなる。

本実施例においては、第６図（イ）、（ロ）に示すよう
に、実験データから空気圧が正常などき加速度レベルが
大きくなる周波数帯域を中心周波＠ｆ１（＝１３．５Ｈ
２）　、帯域幅３１−１２の通過帯ｌＩ！１ｉ１２Ｈ２
〜１５Ｈ７のフィルタ３ａを選択し、空気圧が５０％に
低下したとぎ加速度レベルが大きくなる周波数帯域を通
過させるフィルタ３ｂとして帯域幅３Ｈｚ、中心周波数
ｆ２．通過帯域９Ｈ２〜１２１−１２のフィルタを選定
している。その結果、第７図（イ）に示すように、タイ
ヤの空気圧が正常なとぎはフィルタ３ａから出力される
加速度レベルの信号３８′は大きく、フィルタ３ｂから
出力される加速度レベルの信号３ｂ’　は小さくなる。

また、逆に第７図（ロ）に示されるように、空気圧が正
常時の５０％に低下しているとフィルタ３ａから出力さ
れる信号３　ａ　ｌ　は低レベルとなり、フィルタ３ｂ
から出力される信号３ｂ’　は高レベルとなる。そして
、このフィルタ３ａ　、　３ｂの出力はレベル検出ｆ！
Ａ４ａ　、４ｂに入力され、実効値に対応する直流電圧
Ｖ１．Ｖ２に変換され、割口器５によってレベル検出器
４ｂの出力ｖ２をレベル検出器４ａの出力で割算して出
力Ｖが出力される。すなわち、出力Ｖ　（＝Ｖ２／Ｖ１
　）は空気圧が正常なときは高い値となるが、空気圧が
低下するにつれて低下し、空気圧が正常時の５０％にな
ると非常に小さな値となる。そこで、この割算器５の出
力Ｖを設定器７で設定されたり単鎖と比較し、割算器５
の出力Ｖが基準値以下になると比較器６より出力が出て
警報器８を作動させ、ランプを点灯させたりブザーを鳴
らしたりする。

なお、フィルタ３ｂの通過周波数帯域を上記実施例では
タイヤの空気圧が正常時の５０％になったとき、加速度
変換器１の出力レベルが大ぎい周波数帯域に一致するよ
うにとったが、前述したようにタイヤの空気圧が低下し
てくると、加速度変換器１の出力の加速度レベルの大き
い帯域は周波数が小さい方ヘシフトするから、割ｎ器５
からの出力■はタイヤの空気圧が低下するにつれて低下
する。そのため、設定器７で設定する基準値を調整すれ
ば、警報器８より警報を発するタイヤの空気圧点を任意
に変えることができる。

なお、上記実施例では、フィルタ３ａ　、３ｂ、レベル
検出器４ａ　、　４ｂ　、割算器５．比較器６をハード
ウェアで構成したが、ソフトウェアで構成してもよく、
この場合、増幅器２または加速度変換器１の出力をＡ／
Ｄ変換し、マイクロコンピュータで処理するようにして
もよい。また、上記レベル検出器４ａ　、４ｂはフィル
タ３ａ　、３ｂの出力から実効値を求めたが、単にフィ
ルタ３ａ、３ｂの出力の平均電圧を求めてもよい。

発明の効果以上述べたように、本発明は、車輪の上下動によって生
じる加速度レベルの変動パターンがタイヤの空気圧によ
って変動することを利用して車輪の上下動を検出できる
位置に加速度変換器を設けることによってタイヤの空気
圧の低下を検出できるようにしたから、タイヤに対し非
接触的に空気圧の変化が検出でき、従来のようにタイヤ
に設けた圧力検出器や無線送信器への電力供給という困
難な問題が生じることもない。そして、本発明はこれに
より、空気圧低下から生じるタイヤの摩耗やバーストを
未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は本発
明による加速度変換器を車両に取付ける位置を示す例、
第３図は車両が空荷で砂利道を時速２０１ｖで走行した
ときの加速度変換器の出力波形を示す図で、（イ）はタ
イヤの空気圧が正常時の１７０％、（ロ）は正常な空気
圧、（ハ）は正常時の７５％の空気圧、（ニ）は正常時
の５０％の空気圧のときを示す図である。第４図は正常
なタイヤ空気圧で車両が砂利道を時速２０ｋｍで走行し
たときで、（イ）は空荷のとき、（ロ）は積荷のときの
加速度変換器の出力波形の図である。第５図は正常なタ
イヤ空気圧で空荷で車両が走行するときで、（イ）は砂
利道を時速１０１ｕｎで、（ロ）はアスファルト道を時
速２０ｋｌ１１で走行したときの加速度変換器の出力波
形図である。第６図はフィルタの帯域幅、帯域中心を決
めるときの参考図、第７図はフィルタの出力波形を示す
図である。１・・・加速度変換器、２・・・増幅器、３ａ　、３ｂ
・・・帯域フィルタ、４ａ、４ｂ・・・レベル検出器、
５・・・割算器、６・・・比較器、７・・・設定器、８
・・・警報器。特許出願人　　株式会社　小松製作所呆唄慄〈へ上さ　　　　　　　　　　　−　。図　【　　　　　　　　０噸−ｃｎ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　ζ１区　こ　　　　　　　０ ”　　　　　　　　−−ｃｙ＋区　）　　　　　　　　　　　０区　５　　　　　　　　　　　口手　　　続　　　補　　　正　　　店（方式）■（和６
２年８月３１日

Claims

【特許請求の範囲】

タイヤを装着した車両のサスペンション部のバネ下部に
おける車輪の上下動を検出できる位置に取付けられた車
輪の上下振動を電気信号に変換する加速度変換器と、該
加速度変換器の出力を入力する通過帯域の異なる２つの
帯域フィルタと、該２つの帯域フィルタの出力を各々実
効値電圧に変換するレベル検出器と、該２つのレベル検
出器の出力電圧レベルの比を出力する割算器と、該割算
器の出力と基準値とを比較する比較器と、該比較器の出
力信号で警報を出す警報器とを有することを特徴とする
タイヤ空気圧警報装置。