JPH0328007A - タイヤ空気圧検出装置 - Google Patents

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、タイヤの空気圧を検出するタイヤ空〔従来の
技術〕 従来、タイヤ空気圧センサとして、特公昭５６−１０２
０２号公報のように、タイヤの空気圧が所定の圧力以下
になったときに運転者に報知し、その後車両が停止して
空気を補充すれば、ブランジャーと回転軸の保合がなさ
れるように構威し、磁気部材を自動的に復帰させるタイ
ヤ空気圧検出装置が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この従来のタイヤ空気圧検出装置においては、
自動復帰のために、スプリング．ストッパー．アンバラ
ンスウェイト等の復帰手段を必要とし、構造が複雑にな
る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たもので、復帰手段
が不要であって、空気を補充した際には初期状態に自動
復帰ができるタイヤ空気圧検出装置を提供することを目
的としている。

〔課題を解決するための手段］ 上記目的を達或するために本発明においては、磁性体を
有し、遠心力又は振動により可動であって、タイヤに設
けられた可動部材と、タイヤの空気圧に応じて前記可動
部材の固定・非固定を切替える固定手段と、 前記磁性体の磁束を検出する検出手段と、該検出手段に
より検出される磁束が規則的か否かを判定する判定手段
と を備える構或としている。

〔作用〕

上記のように構威されたタイヤ空気圧検出装置において
は、タイヤの空気圧に応じて固定手段が可動部材の固定
・非固定を切替える． 固定手段が可動部材を固定している場合には、可動部材
における磁性体の位置は変化せず、従って検出手段によ
り検出される磁束は、判定手段により規則的と判定され
る。

固定手段が可動部材を非固定としている場合には、可動
部材はタイヤの遠心力又は振動により動き、従って、磁
性体の位置が変化して、検出手段により検出される磁束
は、判定手段により規則的でないと判断される。

〔実施例〕 以下、図面を用いて本発明を説明する。第ｌ図は本発明
の第１実施例を示す図であり、通常のタイヤに本発明を
適用したものである。ｌはタイヤであり、リム３はホイ
ールナット５により車輪軸７に固定されている。ブレー
キドラム９はプレート１１に溶接され、プレート１１は
図示しないボルトにより車輪軸７に固定されている。ベ
アリング１３の内輪と車輪軸７はナットｌ５により固定
されている．ベアリングハウジング１７とカバープレー
ト１９は、図示しないボルトによりハブ２１に固定され
ている．シッックアブソーバ２３の下端はボルト２５に
よりハブ２１に固定され、ショックアブソーバ２３の図
示しない上端は車体側に固定されている。サスペンシッ
ンアーム２７の一端は、ボルト２８によってボルト２８
を中心として回動可能にハブ２１に支持され、サスペン
ションアーム２７の図示しない他端は車体側に支持され
ている。２９は本実施例の要部をなす圧力検知部であり
、その詳細は後述する．３１は検出手段としての磁気検
知部であり、圧力検知部における磁気を検出して電気信
号に変換し、ワイヤーハーネス３３を介して判定手段と
しての制御回路３５へ電気信号を送出する。３６はバッ
テリ、３８はスイッチである．この第ｌ図において、タ
イヤ１，リム３，ホイールナット５，車輪軸７，ブレー
キドラム９．プレート１１，ナット１５，圧力検知部２
９は車両走行中に回動ずるが、その他の部分は車体側に
支持されて回動しない。

第２図は圧力検知部２９付近の詳細な図である。

３７はリム３に設けられた１つの連通路であり、タイヤ
１内の空気を圧力検知部２９に導入する。

ケーシング３９はリム３に螺着されている。４１はＯリ
ング、４３はガスケットであり、ケーシングＳ９の螺着
によって、固定手段としてのべローズ４５のつば部４７
とＯリング４１及びガスケット４３はリム３に押圧固定
されており、タイヤの空気が外部に洩れるのを二重に防
止している。

固定手段としてのべローズ４５は金属より成り、タイヤ
１内の空気圧に応じて伸縮するもので、その詳細な図を
第３図及び第４図に示す。ベローズ４５は、つば部４７
．ジャバラ部５１，磁石押え部５３を溶接したものであ
り、内部空気室４９を有している。第３図は内部空気室
４９の空気圧が低くてジャバラ部５１が右側に縮んでい
る状態を示し、第４図は内部空気室４９の空気圧が高く
てジャバラ部５１が左側に伸びた状態を示す。第２図に
戻って、可動部材としての球状磁石５５は、アルξ等の
非磁性体より成るケーシング３９とキャップ５７によっ
て形威される空間５９内に配置されている．キャップ５
７はケーシング３９に圧入固定されている。球状磁石５
５は磁石５５ａを、樹脂５５ｂでモールド或形したもの
である。また、磁石押え部５３は、その先端に円すい状
のくぼみを有しており、空気圧が正常な場合であって球
状磁石５５をキャップ５７とにより挟んで固定している
ときに、球状磁石が回転しないようにするためのもので
ある．第２図における空間５９は、球状磁石５５より大
きく、磁石押え部５３が球状磁石５５を押えていない場
合には、球状磁石５５が自由に回転できる程度のすきま
を有しており、キャップ５７とケーシング３９が球状磁
石５５と接触する部分（第２図において５７ａ，３９ａ
）は円すい状となっている。

第５図には、検出手段としての磁気検知部３１の詳細な
構成を示す。この第５図において、６ｌはアルミ合金ケ
ース、６３は磁性材コアであり、磁性材として鉄や励磁
されていないフエライトを用いる．コイル６５は、絶縁
被覆された電導線が樹脂ボビン６７を介して磁性材６３
に巻き付けてあり、電導線の両端は金具カシメ６９によ
り２本のワイヤーハーネス３３と共にカシメられていて
、各々がｌ本のワイヤーハーネスと電気的に接続されて
いる。磁気検知部３１は以上の構或とすることによって
、外部の磁気の変化を検出して電気信号に変換すること
ができる。

次に、判定手段としての制御回路３５の構或を、第６図
を用いて説明する． 第６図において、波形整形回路１０１の入力端子ａ，ｂ
にコイル６５に接続されたワイヤーハーネス３３が接続
される．入力端子ｂの電圧は、抵抗７０４とダイオード
７０５の回路により、半導体ｐｎ接合の順方向電圧降下
約０．６〜０．　７　Ｖに固定される。一方、ａ端子に
は、ｂの電圧を規準として磁気検知部３１の出力電圧が
印加される（例えば、磁気検知部３１の出力電圧が１ｖ
の時には、ｂ点が０．　６　Ｖならばａ点は１．６Ｖと
なる）。ａ点、ｂ点の電圧は、それぞれ抵抗７０６，７
０８を通してコンバレータ７１４の一人力、十入力端子
に人力される．コンパレータ７１４は一人力端子の電圧
が十入力端子よりも低い時には出力端子をノ＼イレベル
に、高い時にはローレベルにする。ただし、抵抗７１０
により、比較電圧にヒステリシス特性を付加しており、
雑音に強い構威となっている．抵抗７１１とコンデンサ
７１２は、このヒステリシスの値を変化させる機能を持
つ．第７図に示すように、入力電圧が変化して、Ｐ点に
おいて下方スレッショルド電圧Ｖ，を下回った瞬間、下
方スレッショルド電圧Ｖ，が変化し、やがて抵抗７１０
の効果として現れる上方スレッショルド電圧Ｖｔに静定
する．次に、ｑ点では極性が反対であるが、同様に上方
スレッショルド電圧ｖ２が変化し、たとえ入力信号にノ
イズが重畳していても、影響を受けにくい構戒となって
いる．ツェナーダイオード７０７は、コンバレータ７１
４の一人力端子に過大な電圧が入力されないように所定
のレベルでクリップし、入力端子を保護している。

電源回路１ｌ１は、スイッチ３８を介してバッテリ３６
の電圧が変動しても、一定の電圧を制御回路３５へ供給
するもので、３端子レギュレータ７３７、雑音除去のた
めのコンデンサ７３８，７３９より或る。

次に、上記構或とした本実施例において、その作動を説
明する。第２図において、タイヤ１内の空気圧が正常（
所定の圧力以上）な場合は、連通路３７を介して空気圧
がベローズ４５に作用して、磁石押さえ部５３が球状磁
石５５をキャップ５７に押圧している。

この場合、タイヤが回転して球状磁石５５が磁気検知部
３１とすれ違う際には、磁気検知部３１のコイル６５に
は一定の大きさの電圧が発生する。

この電圧は、波形整形回路１０１により整形され、その
信号はマイクロコンピュータ１９０に入力されて、後述
する所定の演算処理が行われた後、その演算結果に応じ
て異常表示回路１０９へ信号を送出してトランジスタ７
２８をオン，オフさせて発光ダイオード７３０を点灯し
たり消灯したりする。

次に、マイクロコンピュータ１９０におけるその作動を
第８図に示すフローチャートを用いて説明する。

第８図（ａ）は、作動の中心となるメインフローであり
、このメインフローの途中において、第８図（ｂ）に示
すタイマーオーバフロー割込、第８図（Ｃ）に示すキャ
プチャ割込、第８図（ｄ）に示すコンベア割込が行われ
る。スイッチ３８がオンされて、電源３６から制御回路
３５に電流が供給されると、マイクロコンピュータ１９
０にバワーオンリセットが働き、ステップ２００からプ
ログラムを実行する。まず、ステップ２０２でマイコン
内部のレジスタやメモリの初期化、外部デバイスの初期
化を実行する。次に、ステップ２０４で車速か設定値■
。以上かどうかを判定する．車速の値は後述するステッ
プ４０４で求められる。設定値ｖ０は、第７図における
スレッショルド電圧Ｖ　Ｉ　＋　Ｖ　＊よりも高い出力
電圧を発生する車速である．ここでは車速がｖ０より小
さい場合には、誤判定を回避するために空ループを回る
ことになる．車速がｖ０より大きくなった場合にはステ
ップ２０６に進み、各車輪のエラーフラグ（後述する）
がセットされているか否かを判定し、エラーフラグがセ
ットされている車輪があった場合、ステップ２１０へ進
み、相応する車輪の発光ダイオード７３０を点灯した後
、ステップ２０４へ戻る。ステップ２０６でエラーフラ
グがセットされていないと判定された場合は、ステップ
２０８に進んで相応する発光ダイオード７３０を消灯し
た後、ステップ２０４へ戻る。車両の走行状態において
、磁気検知部３１には、空気圧が正常な場合には規則的
（非ランダム）、異常な（低下した）場合には不規則的
（ランダム）な信号が発生する。これを波形整形回路１
０１により波形整形した信号を、マイクロコンピュータ
１９０のリアルタイムＩ／Ｏと人力ポートに人力し、信
号がマイクロコンピュータ１９０に入力される毎にキャ
プチャ割込が発生ずる。

このキャプチャ割込が発生すると、第８図（Ｃ）に示す
ステップ４００から始まるキャプチャ割込処理を実行す
る。ステップ４０２でキャプチャ割込が発生した時点の
フリーランニングタイマの値がキャプチャレジスタにセ
ットされているので、ステップ４０２にてその値を読み
込み、所定のメモリに記憶した後、ステップ４０４に進
む。ステップ４０４では、前回のキャプチャ割込時のキ
ャプチャレジスタの値との差から車速を求める。その後
、ステップ４０６に進んで、ステップ２０４と同様に車
速がｖ０以上であるか否かを判定し、ｖ０以下であれば
何も行わず割込処理を終了して、メインフローヘリター
ンする．車速がｖ０より大きい時にはステップ４０８に
進んで、キャプチャ割込が発生した時点からＴ，秒後に
後述するコンベア割込が発生するようにセットする．こ
こでＴ，の値は、空気圧低下検出可能最低車速ｖ０時の
空気圧低下時に、波形整形後の信号が立上って立下がる
までの時間Ｓより長く、かつ、最大車速時の空気圧正常
時に、波形整形後の信号のパルス幅Ｗ（タイヤ１回転に
相当）より短く設定する．例えば２０ξリ秒程度にする
と良い。

前記コンベア割込が発生すると、第８図（ｄ）に示すス
テップ５００から始まるコンベア割込処理を実行する．
ステップ５０２では、ステップ２０４と同様に車速がＶ
。以上であるか否かを判定し、ｖ０よりも小さいと判定
されればこのコンベア割込処理を終了してメインフロー
へリターンする。

ｖ０以上であると判定されればステップ５０４へ進んで
入力ボートの値（１又はＯ）を読み込む。

次のステップ５０６では、今回の割込が１回目の割込で
あるか否かを判定し、ｌ回目の割込であると判定されれ
ば判定結果はＹＥＳとなってステップ５２２に進んで、
ステップ５０４において読み込んだ入力ボートの値をマ
イクロコンピュータ内部のメモリに記録した後、割込処
理を終了して、メインフローへリターンする。

ステップ５０６にて今回の割込がｌ回目の割込でないと
判定されれば判定結果はＮＯとなってステップ５０８に
進む。ステップ５０８では、前回のコンベア割込処理時
のステップ５２２における入力値と今回のコンベア割込
処理時のステップ５０４にて読み込んだ値とを比較し、
今回と前回の入力値が異なれば磁気検知部３１から送ら
れる信号がランダムである（ベローズ４５が球状磁石５
５を固定しておらず、車両の振動等により球状磁石５５
が自由に動いている）として判定結果はＮＯとなってス
テップ５１２に進む。ステップ５１２では、タイヤ空気
圧が低下したことを意味するエラーフラグをセットした
後、ステップ５１４に進んで後述するコンベア割込用カ
ウンタの値をクリアして、ステ・ンフ゜５２２へ進む。

ステ・冫フ゜５０８において、前回のコンベア割込処理
時のステップ５２２における人力値と今回のコンベア割
込処理時のステップ５０４にて読み込んだ値とを比較し
、今回と前回の人力値が等しければ磁気検知部３１から
送られる信号が非ランダムである（ベローズ４５が球状
磁石５５を固定しており、球状磁石５５は自由に動けな
い）として判定結果はＹＥＳとなって、ステップ５１６
へ進む。ステップ５１６では、コンベア割込用カウンタ
が、コンベア割込の回数をカウントしており、そのカウ
ンタ値が１０より大きいか否かを判定し、カウンタ値が
１０以下であれば判定結果はＮｏとなってステップ５１
８へ進み、コンベア割込用カウンタの値を１つ増やして
、ステップ５２２へ進む。ステップ５１６においてコン
ベア割込用カウンタの値が１０より大きいと判定されれ
ば、非ランダムな信号が１１回以上連続して検出されて
、従ってタイヤ空気圧が正常であるとして、判定結果は
ＹＥＳとなり、ステップ５２０へ進む。ステップ５２０
では、エラーフラグがセットしてあればそれをクリアし
た後、ステップ５２２へ進む。ステップ５２２では、今
回ステップ５０４にて読み込んだ入力値を、前回の記憶
値に代えて記憶した後、メインフローへ戻る。

前述したフリーランニングタイマは８ビットＣＰＵの場
合、一般に１６ビット程度であり、タイマクロックが１
マイクロ秒の場合、最大６０ミリ秒程度までのカウント
しかできない。自動車の車輪は、時速２０ｋｍ走行時に
１周約３７０ミリ秒かかり、磁気検知部３１が発生する
信号の間Ｋ　Ｔ　ｚから車速を計算しようとした場合、
計測することができない．そこで、フリーランニングタ
イマが最大カウント数になり、オーバーフローが発生し
た時に割込を行うタイマオーバーフロー割込により、６
５竃り秒以上の時間を計測する。第８図（ｂ）に示すよ
うに、ステップ３００から始まるタイマオーバーフロー
割込では、ステップ３０２でカウンタをインクリメント
する。このカウンタの値を所定のタイξングで読めば、
前回読んだ時の値との差により、前回から今回までの間
にオーバーフローが何回発生したかがわかる。キャプチ
ャ割込中のステップ４０４で車速演算する際に、キャプ
チャレジスタの値と共にこのカウンタの値も使用するこ
とにより、６５處り秒以上の時間の計測も可能となり、
低車速までの検出が可能εなる。

もし、車両が停車した場合には、磁気検知部３１からの
信号発生も停止し、インプットキャプチャ割込が発生し
なくなるので、車速演算が行われなくなり、車速データ
が更新されず直前のデータが残ったままとなる．そこで
、ステップ３０４では車速が■。より小さいときの車速
がｌ回転す１る時間内にキャプチャ割込があったか否か
を判定する。もし、キャプチャ割込があったと判定され
た場合には、そのままタイマオーバーフロー割込を終了
して、メインフローへリターンする。キャプチャ割込が
なかったと判定された場合には、ステップ３０５に進ん
で他の車輪のキャプチャ割込が、車速■。より小さいと
きの車輪が１回転する時間内に発生しているかどうかを
判定し、他の車輪にキャプチャ割込が発生していないと
判定されれば、車両は停車しているものと推定し、ステ
ップ３０６へ進み車速＝０とした後、メインフローへリ
ターンする。ステップ３０５において、他の車輪にキャ
プチャ割込が発生していると判定されれば、本車輪にお
ける磁気検知部３１の断線であると推定されて、ステッ
プ３０８へ進む。ステンブ３０８では、断線と推定され
た車輪のエラーフラグをセットした後、メインフローへ
リターンする。このようにすることにより、タイヤ空気
圧の低下、もしくはセンサの断線等の故障時の両方で、
発光ダイオード７３０が点灯する． 以上説明したように、本実施例においては、タイヤの空
気圧が低下して、磁石押え部５３とキャップ５７が球状
磁石５５を固定しなくなり、球状磁石５５が遠心力や車
両、タイヤの振動によりランダムな運動をすると、それ
を磁気検知部３１が検知して、空気圧低下と判定し、一
方、その後運転者がタイヤに空気を注入すると、球状磁
石５５は任意の位置で（Ｓ極がどこを向いているかわか
らない状態で）磁石押え部５３とキャップ５７により挾
まれ固定され、空気圧が正常に戻った場合で走行した場
合は、もはや第２図に示す位置の球状磁石５５による信
号とは異なっている場合がほとんどであるが、この場合
でも、空気圧が正常で球状磁石５５が磁石押え部５３と
キャップ５７により挟まれ固定されている場合は、磁気
検知部３１により検知される磁気の信号は一定であり、
非ランダムであるため、タイヤ空気圧が正常か否かを検
出することができる． 尚、本実施例においては、空気圧が低下した場合にベロ
ーズ４５による球状磁石５５の固定を解除して、球状磁
石５５がランダムに動き、それを検出するようにしたが
、これに限らず逆でもよく、タイヤ空気圧が正常な場合
にベローズ４５が球状磁石５５を非固定としてランダム
な動きができるようにし、タイヤ空気圧が低下すると球
状磁石を固定して、非ランダムな信号を検出するように
してもよい。

次に、本発明の第２実施例を、第９図及び第１０図を用
いて説明する．第９図において８１は円板状の磁石であ
り、第１０図に示すようにその中心には軸穴８７を有し
ている．また、円板状磁石８１は樹脂８２でモールド或
形してある。８４はキャップ、８５は軸部、８６は軸受
け、８８はケーシング、８９はベローズ、９０は磁石押
え部であり、前記第１実施例のように、タイヤ空気圧に
応じてベローズ８９が伸縮して円板状磁石の固定・非固
定を切り替えて、ランダムあるいは非ランダムな信号を
検出するようにしている。

本実施例においては、軸部８５，軸受け８６，軸六８７
を設けたので、円板状磁石８１を非固定とした場合には
、タイヤの回転により発生した遠心力により円板状磁石
８１がケーシング８８に押しつけられて動かなくなると
いったことを防止することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、可動部材の状態に
応じた磁束が規則的か否かによってタイヤ空気圧を検出
するようにしているので、タイヤに空気を補充すれば可
動部材の位置を所定の位置に復帰させなくても、判定手
段における判定結果は自動的に初期状態に復帰すること
ができるという優れた効果を奏する． （固定手段），５５・・・球状磁石（可動部材），５５
ａ・・・永久磁石（磁性体）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁性体を有し、遠心力又は振動により可動であって、タ
   イヤに設けられた可動部材と、 タイヤの空気圧に応じて前記可動部材の固定・非固定を
   切替える固定手段と、 前記磁性体の磁束を検出する検出手段と、 該検出手段により検出される磁束が規則的か否かを判定
   する判定手段と を備えることを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。