專利名稱：輪胎狀態(tài)判定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及判定設(shè)于車輛的輪胎的狀態(tài)的輪胎狀態(tài)判定裝置。
背景技術(shù)：
作為判定設(shè)于車輛的輪胎的狀態(tài)的方法、具體而言測定輪胎內(nèi)部的氣壓的方法，有在空氣吸入口設(shè)置計測器而進行測定的方法。另外，也有不直接檢測輪胎的氣壓而判定輪胎的氣壓的裝置。例如在專利文獻I中記載了設(shè)置于路面并計測通過輪胎支承板上之后的輪胎的氣壓的計測裝置。但是，專利文獻I所記載的裝置中，為了計測氣壓，需要通過專用裝置的上方。
相對于此，專利文獻2中記載了如下的輪胎氣壓推定裝置，其包括車輪速度傳感器；路面摩擦狀態(tài)推定單元，根據(jù)由車輪速度傳感器檢測出的車輪速度來推定表示輪胎與路面之間的摩擦狀態(tài)的摩擦狀態(tài)推定值；輪胎氣壓推定單元，基于由路面摩擦狀態(tài)推定單元推定的摩擦狀態(tài)推定值來推定輪胎的氣壓的下降；及顯示單元，顯示所推定的輪胎氣壓的下降。專利文獻I :日本實開昭61-056546號公報專利文獻2 日本特開2002-172920號公報

發(fā)明內(nèi)容
通過使用專利文獻2中記載的裝置，無需在路面上配置特定的測定裝置即可計測輪胎的狀態(tài)。由此，能夠檢測出在任意路面行駛過程中的車輛的輪胎的狀態(tài)。此處，專利文獻2中記載的裝置由于推定行駛的路面的狀態(tài)，所以在路面狀態(tài)(摩擦推定值)的推定結(jié)果與實際的路面狀態(tài)存在偏差時，輪胎氣壓的計測結(jié)果也存在偏差。因此，為了高精度地計測輪胎氣壓，需要以較高的精度推定路面狀態(tài)。但是，即使是同樣鋪修的道路，路面的狀態(tài)也會根據(jù)位置不同而發(fā)生變化，因此難以在行駛過程中高精度地進行計測。本發(fā)明鑒于上述問題而提出，其目的在于提供能夠與路面狀態(tài)無關(guān)地檢測出輪胎狀態(tài)的輪胎狀態(tài)判定裝置。為了解決上述的問題并達到目的，本發(fā)明的輪胎狀態(tài)判定裝置的特征在于，具有車輪速度傳感器，檢測輪胎的轉(zhuǎn)速；及控制部，對上述車輪速度傳感器的檢測結(jié)果進行頻率分析，檢測作為輸出的谷部的頻率，根據(jù)所檢測出的谷部的頻率計算輪胎的氣壓。此處，優(yōu)選為，上述控制部對上述車輪速度傳感器的檢測結(jié)果的低頻成分進行頻率分析而計算車速，基于上述車速和對上述車輪速度傳感器的檢測結(jié)果的高頻成分進行頻率分析而得到的結(jié)果來計算除去車速成分后的接地長度，并基于上述接地長度計算輪胎的氣壓。另外，優(yōu)選為，上述控制部基于上述車速來確定作為上述谷部的候補頻率區(qū)域。另外，優(yōu)選為，上述控制部以設(shè)定的時間間隔來計算氣壓。另外，優(yōu)選為，還具有報告輪胎的狀態(tài)的報告部，上述控制部基于所計算出的氣壓來判定輪胎的狀態(tài)，在上述輪胎的狀態(tài)成為預(yù)先設(shè)定的狀態(tài)時通過上述報告部進行報告。另外，優(yōu)選為，上述控制部在判定氣壓為閾值以下時由上述報告部輸出警告。發(fā)明效果本發(fā)明的輪胎狀態(tài)判定裝置可達到能夠與路面狀態(tài)無關(guān)地檢測出輪胎狀態(tài)的效
果。


圖I是表示具備輪胎狀態(tài)判定裝置的車輛的概略構(gòu)成的示意圖。圖2是表示輪胎狀態(tài)判定裝置的概略構(gòu)成的框圖。圖3是表示行駛時的輪胎的一例的示意圖。圖4是表示輪胎狀態(tài)判定裝置的處理動作的流程圖。圖5A是表示速度與時間的關(guān)系的曲線圖。圖5B是表示輸出與頻率的關(guān)系的曲線圖。圖5C是表示頻率與時間的關(guān)系的曲線圖。圖是表示接地長度與時間的關(guān)系的曲線圖。圖6A是表示行駛時的輪胎的其他例的示意圖。圖6B是表示行駛時的輪胎的其他例的示意圖。圖6C是表示行駛時的輪胎的其他例的示意圖。圖7是表示振幅電平與接地長度的關(guān)系的曲線圖。圖8是表示輸出與頻率的關(guān)系的曲線圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明進行詳細說明。此外，并不是通過下述的用于實施發(fā)明的方式(以下稱為實施方式)來限定本發(fā)明。另外，下述實施方式中的構(gòu)成要素包括本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易地想到的要素、實質(zhì)上相同的要素、所謂的等同范圍的要素。而且，下述實施方式中公開的構(gòu)成要素可進行適當組合。以下，基于附圖詳細說明本發(fā)明的輪胎狀態(tài)判定裝置的實施方式。此外，并不是通過該實施方式來限定本發(fā)明。[實施方式]圖I是表示具備輪胎狀態(tài)判定裝置的車輛的概略構(gòu)成的示意圖。另外，圖2是表示輪胎狀態(tài)判定裝置的概略構(gòu)成的框圖。如圖I所示，車輛10具有車體11、右前輪胎12、左前輪胎14、右后輪胎16、左后輪胎18及輪胎狀態(tài)判定裝置20。此外，雖未圖示，但車輛10除了上述構(gòu)成以外，還具備驅(qū)動源、動力傳遞部、操作部及座椅等作為車輛所需的各種構(gòu)成部件。車體11是車輛10的殼體，即所謂的車身。在車體11的內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動源、動力傳遞部、操作部及座椅等。右前輪胎12、左前輪胎14、右后輪胎16及左后輪胎18配置于車體11的四角，并與路面接觸。右前輪胎12、左前輪胎14、右后輪胎16及左后輪胎18通過驅(qū)動源及動力傳遞部而進行旋轉(zhuǎn)，由此將驅(qū)動力傳遞至路面，使車體11相對于路面移動。如圖I及圖2所示，輪胎狀態(tài)判定裝置20具有右前車輪速度傳感器22、左前車輪速度傳感器24、右后車輪速度傳感器26、左后車輪速度傳感器28、外氣溫度傳感器30、輪胎氣壓警告燈32、復(fù)位開關(guān)34、停車燈開關(guān)36及控制部40。右前車輪速度傳感器22是檢測右前輪胎12的車輪速度(轉(zhuǎn)速)的檢測器。另外，左前車輪速度傳感器24是檢測左前輪胎14的車輪速度(轉(zhuǎn)速)的檢測器。右后車輪速度傳感器26是檢測右后輪胎16的車輪速度(轉(zhuǎn)速)的檢測器。左后車輪速度傳感器28是檢測左后輪胎18的車輪速度(轉(zhuǎn)速)的檢測器。此外，各車輪速度傳感器配置于對應(yīng)的輪胎的車軸等。另外，作為車輪速度傳感器，可使用半導體式的車輪速度傳感器。各車輪速度傳感器將檢測出的車輪速度的數(shù)據(jù)發(fā)送至控制部40。外氣溫度傳感器30是檢測車體11的外側(cè)環(huán)境的溫度的檢測器。外氣溫度傳感器30將檢測出的溫度的信息發(fā)送至控制部40。另外，作為外氣溫度傳感器30，可使用各種溫度檢測器。另外，由外氣溫度傳感器30檢測出的信息也可以用于車輛10的空調(diào)的控制。輪胎氣壓警告燈32是通知輪胎的氣壓異常的燈，通過控制部40在點亮和熄滅之間進行切換。此外，輪胎氣壓警告燈32可配置于車體11的各種位置，但優(yōu)選配置于駕駛員容易看見的位置，例如配置于儀表板內(nèi)。復(fù)位開關(guān)34是輸入對輪胎狀態(tài)的判定基準進行設(shè)定的指示的開關(guān)。在更換輪胎時等初始設(shè)定時，當開關(guān)為接通時，復(fù)位開關(guān)34將該輸入指示發(fā)送至控制部40?？刂撇?0在檢測到復(fù)位開關(guān)為接通后，進行設(shè)定條件的再設(shè)定。此外，復(fù)位開關(guān)34也可以不向控制部40發(fā)送信號，控制部40每隔一定時間或始終檢測復(fù)位開關(guān)34的狀態(tài)。停車燈開關(guān)36是在制動時切換是否禁止輪胎狀態(tài)的判定的開關(guān)。即，停車燈開關(guān)36通過用戶的操作(開關(guān)操作)，切換成選擇了在制動時禁止進行輪胎狀態(tài)判定的禁止模式的狀態(tài)、或選擇了在制動時不禁止進行輪胎狀態(tài)判定的(即在制動時進行輪胎狀態(tài)判定)判定執(zhí)行模式的狀態(tài)?？刂撇?0檢測出停車燈開關(guān)36的狀態(tài)、即由用戶選擇了禁止模式和判定執(zhí)行模式中的任一模式，并基于檢測結(jié)果進行控制?？刂撇?0具備如下的運算功能基于由各車輪速度傳感器及/或外氣溫度傳感器30檢測出的檢測結(jié)果計算出輪胎狀態(tài)并進行判定。另外，控制部40基于由復(fù)位開關(guān)34及停車燈開關(guān)36輸入的指示、即基于各開關(guān)的狀態(tài)來設(shè)定檢測條件。具體而言，控制部40具備計算輪胎接地長度的處理功能(程序)、推定內(nèi)壓的處理功能(程序)及輸出警報的處理功能(程序)等，并進行各種處理。另外，控制部40基于輪胎狀態(tài)的判定結(jié)果來切換輪胎氣壓警告燈32的點亮和熄滅。更具體地說，控制部40基于由各車輪速度傳感器及/或外氣溫度傳感器30檢測出的檢測結(jié)果來計算接地長度?？刂撇?0基于由接地長度或根據(jù)接地長度計算出的輪胎內(nèi)的氣壓來判定輪胎的狀態(tài)。此處，圖3是表示行駛時的輪胎的一例的示意圖。此外，圖3中，為了參考而用虛線表示未施加載荷的狀態(tài)的輪胎。此處，如圖3所示，輪胎的接地長度L是在行駛時輪胎100與路面102接觸的部分的長度。更具體地說，當車輛從圖中右方向左方(圖中前進方向)前進時，輪胎100逆時針旋轉(zhuǎn)。此時，若將輪胎100中的前進方向的前側(cè)的接地部的端部設(shè)為接地開始點104，并將前進方向的后側(cè)的接地部的端部設(shè)為接地結(jié)束點106，則接地長度L為從接地開始點104到接地結(jié)束點106的距離。此外，通過各車輪速度傳感器等計算接地長度L的方法與輪胎狀態(tài)判定裝置20的控制動作一同在以下進行說明。
接著，使用圖4來說明輪胎狀態(tài)判定裝置20的控制動作。此處，圖4是表示輪胎狀態(tài)判定裝置的處理動作的流程圖。此外，在控制部40中，作為初始設(shè)定值而存儲有安裝輪胎滾動半徑值re [m]、低頻率閾值Lf [Hz]、高頻率閾值HF [Hz]、標準接地長度設(shè)定映射值1^ [m]、內(nèi)壓下降率警告的閾值wIP [dB]及測定循環(huán)周期pt [S]。此外，控制部40對每個輪胎分別進行輪胎狀態(tài)的判定處理。以下，作為針對一個輪胎的控制動作進行說明。首先，作為步驟S12，輪胎狀態(tài)判定裝置20的控制部40檢測對地車速。即控制部40通過由右前車輪速度傳感器22、左前車輪速度傳感器24、右后車輪速度傳感器26和左后車輪速度傳感器28中的、判定輪胎狀態(tài)的對象的車輪速度傳感器發(fā)送來的檢測結(jié)果來檢測(計算)對地車速。具體而言，控制部40通過車輪速度傳感器獲取車輪轉(zhuǎn)速脈沖作為檢測結(jié)果，根據(jù)獲取的車輪轉(zhuǎn)速脈沖計算車輪旋轉(zhuǎn)角速度值《 [rad/s]。此外，車輪旋轉(zhuǎn)角速度值CO可基于車輪轉(zhuǎn)速脈沖的檢測結(jié)果和預(yù)先設(shè)定的每一圈的脈沖發(fā)生次數(shù)來進行計算。
而且，控制部40通過對所計算出的車輪旋轉(zhuǎn)角速度值《乘以安裝輪胎滾動半徑值re來計算車軸對地并進速度值V [m/s]。S卩，通過進行“ w Xre = v”的計算來計算出車軸對地并進速度值(對地車速)V。此外，安裝輪胎滾動半徑值re是行駛時的輪胎的半徑，即也考慮到因自重引起的輪胎變形及因行駛引起的變形等之后的輪胎的半徑。此外，安裝輪胎滾動半徑值re可以使用預(yù)先通過計測而計算出并存儲的值，也可以使用考慮到行駛時的變形等而計算出的值。即，安裝輪胎滾動半徑值re可以基于條件讀出存儲于映射圖的值，也可以基于條件每次進行計算得出。此外，安裝輪胎滾動半徑值re也可以與行駛條件無關(guān)地設(shè)定為一個值?？刂撇?0在通過步驟S12檢測出對地車速V后，作為步驟S 14，分析車輪速度的振動頻譜。具體而言，控制部40使用兩個帶通濾波器按照各個頻率頻帶來分割通過步驟S12檢測出的對地車速V。即，控制部40利用帶通濾波器使低頻率閾值LF [Hz]以下的頻率通過(使高于低頻率閾值的頻率不能通過)，僅提取一部分頻率成分，由此提取對地車速V的閾值LF以下的成分。另外，控制部40利用帶通濾波器使高頻率閾值HF [Hz]以上的頻率通過(使低于高頻率閾值的頻率不能通過)，僅提取一部分頻率成分，由此提取對地車速V的閾值HF以上的成分。此外，閾值LF以下的成分和閾值HF以上的成分被分別提取并被分別處理。此處，低頻率閾值LF是用于提取計算后述的車體速度所需的成分的閾值，高頻率閾值HF是用于提取計算后述的車輪速度的振動所需的成分的閾值。此外，低頻率閾值LF和高頻率閾值HF的關(guān)系并未特別限定，可以設(shè)為間隔恒定頻率的值，也可以將低頻率閾值LF設(shè)成高于高頻率閾值HF。接著，控制部40在通過步驟S14分析頻譜之后，根據(jù)作為步驟S16所檢測出的頻譜來檢測頻譜的谷部。具體而言，首先，控制部40根據(jù)對地車速V的閾值LF以下的成分來計算對地車體速度U?？刂撇?0在計算出對地車體速度U之后，計算作為計算出的檢測中心的頻率(檢測中心頻率)F。此處,檢測中心頻率F通過(對地車體速度U) / (標準接地長度設(shè)定映射值Lf)來計算。通過使對地車體速度U除以標準接地長度設(shè)定映射值Lf，能夠縮小由接地長度的長度引起的輸出所產(chǎn)生的頻率的頻帶。此外，標準接地長度設(shè)定映射值Lf是作為基準的條件(標準狀態(tài))下的接地長度。標準接地長度設(shè)定映射值Lf可以具有映射圖并根據(jù)條件而變更選擇的值，也可以始終設(shè)定為同一值。另外，控制部40將對地車速V的閾值HF以上的成分設(shè)為對地車輪速度V。此處，對地車輪速度V包含行駛時的車輪的振動的成分。控制部40對對地車輪速度V進行頻率分析。即，控制部40計算每個頻率的輸出(振動功率V2 [(m/s) 2])，并計算頻率和輸出的關(guān)系。控制部40在計算出頻率和輸出的關(guān)系之后，在縮小了的頻率的頻帶中檢測波形變?yōu)楣刃蔚念l率。此外，谷部的輸出(振動功率的大小)成為與在沒有凹凸(沒有突起)的路面上行駛時產(chǎn)生的輸出相近的輸出。因此，在本實施方式中，根據(jù)頻譜的形狀來判定谷部，但是，還可以除了所計算出的頻譜的形狀以外進一步基于輸出的大小來判定是否為谷部。這樣一來，通過利用形狀和輸出的大小來判定是否為谷部，能夠更準確地判定谷部。控制部40在通過步驟S16檢測出頻譜的谷部之后，作為步驟S18，計算輪胎的接地長度。具體而言，用對地車體速度U除以所計算出的頻率，由此來計算接地長度L'。此 夕卜，也可以將所計算出的頻率和輸出的關(guān)系的頻率軸變換為接地長度(該情況下為1/L)的軸，基于變換后的接地長度與輸出的關(guān)系，計算輸出的谷部的接地長度，從而計算接地長度V ?？刂撇?0在通過步驟S18計算出輪胎的接地長度L'之后，作為步驟S20，計算內(nèi)壓變動率dIP。此處，內(nèi)壓變動率dIP可通過使接地長度L'除以接地長度Lf、即dIP =L' /Lf來計算。控制部40在通過步驟S20計算出內(nèi)壓變動率dIP之后，作為步驟S22，判定內(nèi)壓變動率是否為設(shè)定值以上。具體而言，控制部40判定內(nèi)壓變動率dIP是否為內(nèi)壓下降率警告的閾值wIP以上、即wIP ^dIP0此處，內(nèi)壓下降率警告的閾值WlP是上述那樣地預(yù)先設(shè)定的閾值，可根據(jù)使用目的設(shè)為各種值。控制部40在通過步驟S22判定為內(nèi)壓變動率dIP不在內(nèi)壓下降率警告的閾值wIP以上(否)、即wIP > dIP之后，作為步驟S24，判定是否經(jīng)過了設(shè)定時間、即經(jīng)過時間是否為設(shè)定時間以上。此處，設(shè)定時間是測定循環(huán)周期Pt。另外，經(jīng)過時間可以設(shè)為從計算出上一個內(nèi)壓變動率的時刻起所經(jīng)過的時間，也可以設(shè)為從檢測出對地車速V的時刻起所經(jīng)過的時間?？刂撇?0在通過步驟S24判定為沒有經(jīng)過設(shè)定時間(否)之后，進入步驟S24。即，控制部40反復(fù)進行步驟S24的判定，直至經(jīng)過設(shè)定時間。另外，控制部40在通過步驟S24判定為經(jīng)過設(shè)定了時間(是)之后，進入步驟S12。這樣一來，控制部40每經(jīng)過設(shè)定時間就計算輪胎的內(nèi)壓(氣壓)的變動。另外，控制部40在步驟S22中判定內(nèi)壓變動率dIP為內(nèi)壓下降率警告的閾值wIP以上(是)、即wIP ( dIP之后，作為步驟S26，進行內(nèi)壓下降警告。具體而言，控制部40將輪胎氣壓警告燈32點亮。由此，輪胎狀態(tài)判定裝置20能夠向用戶通知輪胎氣壓產(chǎn)生了異常?？刂撇?0在通過步驟S26輸出警告之后，作為步驟S28，判定是否存在警告解除操作(是否已經(jīng)輸入)。此處，作為警告解除操作，有輪胎的更換操作、復(fù)位開關(guān)34的按下等?？刂撇?0在通過步驟S28判定為不存在警告解除操作(否)之后，進入步驟S28。即，控制部40反復(fù)進行步驟S28的判定，直至存在解除操作的輸入。另外，控制部40在通過步驟S28判定為存在警告解除操作(是)之后，作為步驟S30，進行警告解除處理。在本實施方式中，控制部40使輪胎氣壓警告燈32熄滅。之后，控制部40結(jié)束處理。接著，使用圖5A 圖5D、圖6A 圖6C、圖7及圖8，進一步具體地說明輪胎狀態(tài)判定裝置20的動作。首先，使用圖5A 圖來說明經(jīng)過時間與測定結(jié)果、計算結(jié)果的關(guān)系。此處，圖5A是表示速度和時間的關(guān)系的曲線圖，圖5B是表示輸出和頻率的關(guān)系的曲線圖，圖5C是表不頻率和時間的關(guān)系的曲線圖，圖是表不接地長度和時間的關(guān)系的曲線圖。圖5A中，將縱軸設(shè)為速度[km/h]，將橫軸設(shè)為時間[S]。另外，圖5B中，將橫軸設(shè)為頻率[Hz]，將縱軸設(shè)為輸出。另外，圖5C中，將縱軸設(shè)為頻率[Hz]，將橫軸設(shè)為時間[S]。另夕卜，圖中，將縱軸設(shè)為I/接地長度[1/m]，將橫軸設(shè)為時間[S]。此外，圖5A、圖5C及圖5D的橫軸為相同的時間軸。首先，如圖5A所示，車輛10在以恒定速度行駛之后，在時間h前后進行加速后，再減速，在時間t2以后以80km/h的速度行駛。在該情況下，對地車體速度U以上述的速度變化進行推移。另外，如圖5A所示，對地車輪速度V發(fā)生振動而變化。輪胎狀態(tài)判定裝置20在以圖5A所示的條件進行行駛的期間，反復(fù)進行圖4所示的處理動作。例如，對于時間t2處的車輪速度傳感器的計測結(jié)果，當計算出輸出和頻率的關(guān)系時，成為圖5B所示的狀態(tài)。此外，圖5B所示的輸出分布中，在130Hz處產(chǎn)生成為輸出的谷部的部分。此外，成為輸出的谷部的部分是如上所述地因輪胎的接地長度而發(fā)生的。具 體而言，是由輪胎的接地時間周期、即由輪胎的任意點從接地開始點直至通過接地結(jié)束點所花費的時間引起的。即，根據(jù)輪胎的任意點從接地開始點直至通過接地結(jié)束點所花費的時間而計算出的頻率成為輸出的谷部的部分。輪胎狀態(tài)判定裝置20在各個時間計算成為該谷部的部分。圖5C是在各個時間對成為谷部的時間進行繪圖而得到的曲線圖。如圖5C所示，對于成為輸出的谷部的部分，在從時間0直至時間t2，頻率與速度成正比例地發(fā)生變化。這是因為，即使接地長度恒定，由于輪胎(車輪)的轉(zhuǎn)速上升，輪胎的任意點從接地開始點直至通過接地結(jié)束點所花費的時間也縮短。另外，在本實施方式中，在時間&處，輪胎的內(nèi)壓減小，接地長度增大。由此，由于輪胎的任意點從接地開始點直至通過接地結(jié)束點所花費的時間變長，因此輸出的谷部的頻率下降。具體而言，在時間t3以后，頻率成為104Hz。圖是從圖5C所示的曲線圖中消除對地車體速度U的變動的影響并將縱軸從頻率變換為I/接地長度(即1/L)而得到的曲線圖。具體而言，通過用頻率除以各時間的速度來進行計算。即，使用L = U/F的關(guān)系，通過用頻率F除以對地車體速度U，將縱軸設(shè)為F/U = 1/L。由此，能夠根據(jù)測定結(jié)果來去除對地車體速度U的變化的影響而僅檢測出接地長度的變化。如圖所示，直至輪胎的內(nèi)壓降低的t3為止，所計算出的接地長度(此處為I/L)為恒定，當內(nèi)壓下降時，接地長度L變大，因此1/L減小。此處，當速度為80km/h且頻率為130Hz時，可根據(jù)L = U/F的關(guān)系計算出接地長度L為(80/3. 6)/130 = 0. 17m。另外，當速度為80km/h且頻率為104Hz時，可根據(jù)L = U/F的關(guān)系計算出接地長度L為(80/3. 6) /104 = 0. 21m。另外，輪胎的氣壓可基于接地長度增加率來進行計算。例如，當接地長度L = O. 17m時的輪胎的氣壓為230kPa、接地長度L =0. 21m時，接地長度增加率IP = Lf/L' = 0. 17/0. 21，約為0. 8。由此，可通過230X0. 8計算出氣壓為190kPa。而且，也可以考慮車輛的重量等進行計算。具體而言，車輛的重量越重，接地長度越長；車輛的重量越輕，接地長度越短。也可以利用該關(guān)系，按照車輛的各個重量來計算出接地長度和氣壓的關(guān)系，并根據(jù)車輛的重量來切換所使用的關(guān)系。這樣一來，輪胎狀態(tài)判定裝置20可根據(jù)車輪速度傳感器的檢測值檢測出由接地長度引起的輸出的谷部并根據(jù)該輸出的谷部的頻率計算出接地長度，由此來計算輪胎內(nèi)的氣壓。由此，輪胎狀態(tài)判定裝置20無需直接測定輪胎氣壓即可計算出輪胎的氣壓。另外，輪胎的接地長度根據(jù)內(nèi)部的氣壓、車輛的載荷及行駛速度等車輛的狀態(tài)而發(fā)生變化，但不因行駛路面的凹凸及狀態(tài)(摩擦系數(shù))而發(fā)生變動。因此，輪胎狀態(tài)判定裝置20可與行駛路面的狀態(tài)無關(guān)地計算出輪胎的氣壓。因此，由于無需推定行駛路面的狀態(tài)，因此測定變得簡單。另外，由于也不會產(chǎn)生路面狀態(tài)的檢測誤差，因此也能夠減小測定誤差。另外，輪胎狀態(tài)判定裝置20能夠使用車輪速度傳感器的檢測結(jié)果來進行計算，因此無需設(shè)置新的傳感器等，能夠使用通常設(shè)于車輛的車輪速度傳感器來判定輪胎狀態(tài)。由此，能夠簡化裝置結(jié)構(gòu)。接著，使用圖6A 圖6C及圖7，更為具體地說明輪胎狀態(tài)判定裝置20。此處，圖6A 圖6C是表示行駛時的輪胎的其他例的示意圖。首先，圖6A和圖6B所示的輪胎中，氣壓為相同的壓力，圖6C所示的輪胎中，氣壓低于圖6A和圖6B所示的輪胎的氣壓。另外，圖6A所示的路面110和圖6C所示的路面110為相同的路面，圖6A所示的路面110和圖6B所示的路面112為不同的路面。即，圖6A和圖6B中，所行駛的路面不同，圖6A的輪胎和圖6C 的輪胎中，輪胎的氣壓不同。此外，圖6A的輪胎和圖6B的輪胎中，氣壓相同，因此成為相同的接地長度U。另外，圖6C的輪胎中，輪胎的氣壓低于圖6A和圖6B的輪胎的氣壓，因此接地長度L2比接地長度L1長。這樣一來，對于圖6A 圖6C所示的各個狀態(tài)，使車輛在路面上行駛，計算出頻率和輸出的關(guān)系。之后，將頻率換算為接地長度，并在圖7中表示計算出的輸出和接地長度的關(guān)系。此處，圖7是表示振幅電平和接地長度的關(guān)系的曲線圖。圖7中，將縱軸設(shè)為輸出(振幅電平)，將橫軸設(shè)為I/接地長度[1/m]。另外，圖7的曲線圖中，共用橫軸而將檢測結(jié)果分成兩個來表示。在上方的曲線圖中表示圖6A的測定結(jié)果的122和圖6B的測定結(jié)果124，在下方的曲線圖中表示圖6C的測定結(jié)果126。如圖7的測定結(jié)果122和測定結(jié)果124所示，在路面110上行駛時和在路面112上行駛時，輸出分布不同，但成為輸出的谷部的I/接地長度的位置為1/U，是相同的。相對于此，如圖7的測定結(jié)果122和測定結(jié)果126所示，SP使在相同的路面110上行駛時，在氣壓不同的輪胎中，成為輸出的谷部的部分也會成為Izl1和1/L2這樣不同的位置。如以上所述，輪胎狀態(tài)判定裝置20無需推定路面狀態(tài)即可計算出接地長度，并可通過計算出接地長度來計算出輪胎的氣壓。由此，能夠判定輪胎的狀態(tài)。即，如圖7中的上方的圖所示，當路面狀態(tài)不同時，除輸出的谷部的位置以外均發(fā)生變化，因此在使用除由輪胎的接地長度引起的頻率以外的特性來計算輪胎的氣壓時，需要進行各種計算。相對于此，由于輪胎狀態(tài)判定裝置20無需推定路面狀態(tài)即可判定輪胎的狀態(tài)，因此能夠簡單地判定輪胎的狀態(tài)。接著，使用圖8與實測例一同進行說明。此處，圖8是表示輸出和頻率的關(guān)系的曲線圖。圖8中，將橫軸設(shè)為頻率[Hz]，將縱軸設(shè)為輸出[20dB/dec]。另外，在圖8中表示對車輛的前輪的車輪速度傳感器的檢測結(jié)果和后輪的車輪速度傳感器的檢測結(jié)果分別進行頻率分析后的結(jié)果。此外，在本測定中，是以40km/h行駛時測定的。如圖8所示，前輪在頻率為47. 9Hz處產(chǎn)生輸出的谷部，后輪在頻率為53. IkHz處產(chǎn)生輸出的谷部。另外，如圖8所示，所有檢測結(jié)果均成為大小與其他頻率不同的輸出，SP，成為能夠容易地識別的輸出。此外，根據(jù)上述檢測結(jié)果，可計算出前輪的接地長度為(40/3. 6)/47. 9 = 0. 231m,后輪的接地長度為(40/3. 6)/53. I = 0.209m。此處，與后輪相比，前輪的重量(載荷)較小，因此接地長度也縮短。由此可知，可根據(jù)輸出的谷部來測定實際的接地長度。另外，在上述實施方式中，通過使輪胎氣壓警告燈32點亮而輸出警告，但警告的輸出方法不限定于此。例如，可以作為文字信息顯示于畫面，也可以通過聲音輸出。此外，在上述實施方式中，將接地長度和基準的接地長度進行比較來判定輪胎的氣壓的變動，但不限定于此，也可以根據(jù)接地長度來計算輪胎的氣壓，并將計算出的氣壓與基準的氣壓進行比較。另外，在上述實施方式中，在輪胎的氣壓下降時產(chǎn)生警告，但也可以對輪胎的氣壓設(shè)定上限，在輪胎的氣壓超過上限時也產(chǎn)生警告。工業(yè)實用性
如以上所述，本發(fā)明涉及的輪胎狀態(tài)判定裝置對于檢測設(shè)于車輛的輪胎的狀態(tài)是有用的。標號說明10 車輛12右前輪胎14左前輪胎16右后輪胎18左后輪胎20輪胎狀態(tài)判定裝置22右前車輪速度傳感器24左前車輪速度傳感器26右后車輪速度傳感器28左后車輪速度傳感器30外氣溫度傳感器32輪胎氣壓警告燈34復(fù)位開關(guān)36停車燈開關(guān)40控制部
權(quán)利要求
1.ー種輪胎狀態(tài)判定裝置，其特征在于，具有 車輪速度傳感器，檢測輪胎的轉(zhuǎn)速 '及 控制部，對所述車輪速度傳感器的檢測結(jié)果進行頻率分析，檢測作為輸出的谷部的頻率，根據(jù)所檢測出的谷部的頻率計算輪胎的氣壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輪胎狀態(tài)判定裝置，其特征在干， 所述控制部對所述車輪速度傳感器的檢測結(jié)果的低頻成分進行頻率分析而計算車速，基于所述車速和對所述車輪速度傳感器的檢測結(jié)果的高頻成分進行頻率分析而得到的結(jié)果來計算除去車速成分后的接地長度，并基于所述接地長度計算輪胎的氣壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎狀態(tài)判定裝置，其特征在干， 所述控制部基于所述車速來確定作為所述谷部的候補頻率區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任ー項所述的輪胎狀態(tài)判定裝置，其特征在干， 所述控制部以設(shè)定的時間間隔來計算氣壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任ー項所述的輪胎狀態(tài)判定裝置，其特征在干， 還具有報告輪胎的狀態(tài)的報告部， 所述控制部基于所計算出的氣壓來判定輪胎的狀態(tài)，并在所述輪胎的狀態(tài)成為預(yù)先設(shè)定的狀態(tài)時通過所述報告部進行報告。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪胎狀態(tài)判定裝置，其特征在干， 所述控制部在判定氣壓為閾值以下時由所述報告部輸出警告。
全文摘要
一種輪胎狀態(tài)判定裝置(20)，具有車輪速度傳感器(22、24、26、28)，檢測輪胎的轉(zhuǎn)速；及控制部(40)，對車輪速度傳感器(22、24、26、28)的檢測結(jié)果進行頻率分析，檢測作為輸出的谷部的頻率，根據(jù)所檢測出的谷部的頻率計算輪胎的氣壓。由此，輪胎狀態(tài)判定裝置(20)可達到能夠與路面狀態(tài)無關(guān)地檢測出輪胎狀態(tài)的效果。
文檔編號B60C23/02GK102762394SQ201180009109
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者藤井大悟 申請人:豐田自動車株式會社