JPH0769013A - タイヤ空気圧モニタ装置 - Google Patents
タイヤ空気圧モニタ装置Info
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- JPH0769013A JPH0769013A JP5215728A JP21572893A JPH0769013A JP H0769013 A JPH0769013 A JP H0769013A JP 5215728 A JP5215728 A JP 5215728A JP 21572893 A JP21572893 A JP 21572893A JP H0769013 A JPH0769013 A JP H0769013A
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- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 15
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
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Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】磁気センサからホィールまでの距離が変化して
も圧力を正確に検出できかつキャリブレーションを容易
に行えるようにすることにある。 【構成】ホィール11に設けられた固定磁石15と、タ
イヤ空気圧に応じて位置が変化する可動磁石16と、磁
気センサ41とを備えている。固定磁石15は位置調整
機構2を備えており、基準圧力がP0 の時(キャリブレ
ーション時)に固定磁石15から可動磁石16までの相
対距離D0 を一定の値(例えばゼロ)に合わせることが
できるようになっている。電気回路部50には、磁石1
5,16から磁気センサ41までの最短距離と磁気セン
サ出力との関係を表す計算式が記憶されており、磁気セ
ンサ41によって得られる出力と上記計算式に基いて、
磁気センサ41から各磁石15,16までの最短距離L
1,L2を算出するとともに圧力計算式 P=P0 +
(k/s)*(L2 −L1 −D0 ) により、圧力Pを
求める。
も圧力を正確に検出できかつキャリブレーションを容易
に行えるようにすることにある。 【構成】ホィール11に設けられた固定磁石15と、タ
イヤ空気圧に応じて位置が変化する可動磁石16と、磁
気センサ41とを備えている。固定磁石15は位置調整
機構2を備えており、基準圧力がP0 の時(キャリブレ
ーション時)に固定磁石15から可動磁石16までの相
対距離D0 を一定の値(例えばゼロ)に合わせることが
できるようになっている。電気回路部50には、磁石1
5,16から磁気センサ41までの最短距離と磁気セン
サ出力との関係を表す計算式が記憶されており、磁気セ
ンサ41によって得られる出力と上記計算式に基いて、
磁気センサ41から各磁石15,16までの最短距離L
1,L2を算出するとともに圧力計算式 P=P0 +
(k/s)*(L2 −L1 −D0 ) により、圧力Pを
求める。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば車両や航空機等
のように空気入りタイヤを使用するものにおいてタイヤ
の空気圧をチェックするためのタイヤ空気圧モニタ装置
に関する。
のように空気入りタイヤを使用するものにおいてタイヤ
の空気圧をチェックするためのタイヤ空気圧モニタ装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】タイヤの空気圧を走行中に検出するため
の手段として、図5に示されるようなタイヤ空気圧モニ
タ装置100 が提案されている。このモニタ装置100 は、
タイヤ101 と一体に回転するホィール102 に、可動磁石
104 を有するトランスデューサ105 を設け、車体側の部
材106 に磁気センサ107 を設けている。可動磁石104 は
例えば特公平4−40211号公報に記載されているよ
うに、タイヤ101 の空気圧変化に応じてホィール102 の
軸線方向に変位するように構成され、タイヤ101の空気
圧が高くなるほど磁石104 から磁気センサ107 までの最
短距離L1が短くなるようにしている。
の手段として、図5に示されるようなタイヤ空気圧モニ
タ装置100 が提案されている。このモニタ装置100 は、
タイヤ101 と一体に回転するホィール102 に、可動磁石
104 を有するトランスデューサ105 を設け、車体側の部
材106 に磁気センサ107 を設けている。可動磁石104 は
例えば特公平4−40211号公報に記載されているよ
うに、タイヤ101 の空気圧変化に応じてホィール102 の
軸線方向に変位するように構成され、タイヤ101の空気
圧が高くなるほど磁石104 から磁気センサ107 までの最
短距離L1が短くなるようにしている。
【0003】電磁コイルを用いた磁気センサ107 は、ホ
ィール102 が回転する際に磁石104の磁気を検出するも
のであり、磁石104 から磁気センサ107 までの最短距離
L1に応じた大きさの電磁誘導による起電力を生じる。
この起電力は、アナログ/ディジタル変換器によってA
/D積分値に変換される。
ィール102 が回転する際に磁石104の磁気を検出するも
のであり、磁石104 から磁気センサ107 までの最短距離
L1に応じた大きさの電磁誘導による起電力を生じる。
この起電力は、アナログ/ディジタル変換器によってA
/D積分値に変換される。
【0004】上記可動磁石104 は、タイヤの空気圧に比
例した距離分だけホィール102 の軸線方向に移動するか
ら、タイヤが基準圧力にある時の可動磁石104 の位置
と、圧力変化に対する可動磁石104 の位置変化率を予め
求めておけば、磁石104 が移動した距離を何らかの手段
によって検出することにより、圧力を求めることができ
る。つまり、原理的には、磁気センサ107 から可動磁石
104 までの最短距離L1の変化を、前述した誘導起電力
のA/D積分値の変化量に基いて算出し、この距離変化
に基いてタイヤ空気圧を求めればよいことになる。
例した距離分だけホィール102 の軸線方向に移動するか
ら、タイヤが基準圧力にある時の可動磁石104 の位置
と、圧力変化に対する可動磁石104 の位置変化率を予め
求めておけば、磁石104 が移動した距離を何らかの手段
によって検出することにより、圧力を求めることができ
る。つまり、原理的には、磁気センサ107 から可動磁石
104 までの最短距離L1の変化を、前述した誘導起電力
のA/D積分値の変化量に基いて算出し、この距離変化
に基いてタイヤ空気圧を求めればよいことになる。
【0005】ところが、実際の車両は、走行中にホィー
ル102 がある程度の「ぶれ」を生じながら回転してお
り、また、コーナリング走行時には横方向の荷重を受け
ることによってホィール102 が変形したり、車体に対し
てホィール102 が軸線方向に移動するため、磁気センサ
107 からホィール102 までの距離が変化してしまう。つ
まり、タイヤの空気圧とは無関係な外的要因によって、
磁気センサ107 から磁石104 までの最短距離L1が変化
することがある。このため、単に可動磁石104 による磁
気センサ出力を計測するだけでは、タイヤ空気圧を正確
に測定することができない。
ル102 がある程度の「ぶれ」を生じながら回転してお
り、また、コーナリング走行時には横方向の荷重を受け
ることによってホィール102 が変形したり、車体に対し
てホィール102 が軸線方向に移動するため、磁気センサ
107 からホィール102 までの距離が変化してしまう。つ
まり、タイヤの空気圧とは無関係な外的要因によって、
磁気センサ107 から磁石104 までの最短距離L1が変化
することがある。このため、単に可動磁石104 による磁
気センサ出力を計測するだけでは、タイヤ空気圧を正確
に測定することができない。
【0006】そこで従来は、圧力変化の影響を受けない
較正用の固定磁石(リファレンス磁石)110 をホィール
102 に設け、磁気センサ107 からホィール102 までの距
離が変わっても、可動磁石104 から固定磁石110 までの
相対距離が変化しないようしている。そしてこの場合、
可動磁石104 から固定磁石110 までの相対距離が変化し
た時にタイヤ空気圧が変化したとして計算することによ
り、圧力以外の変化要因をキャンセルするようにしてい
る。
較正用の固定磁石(リファレンス磁石)110 をホィール
102 に設け、磁気センサ107 からホィール102 までの距
離が変わっても、可動磁石104 から固定磁石110 までの
相対距離が変化しないようしている。そしてこの場合、
可動磁石104 から固定磁石110 までの相対距離が変化し
た時にタイヤ空気圧が変化したとして計算することによ
り、圧力以外の変化要因をキャンセルするようにしてい
る。
【0007】従来、上述の可動磁石104 と固定磁石110
を用いてタイヤ空気圧を測定するには、下記の近似一次
式(1)を用いて圧力を計算していた。 P=m・D+P0 …(1) 上記(1)式において、Dは、可動磁石104 のA/D積
分値と固定磁石110 のA/D積分値との差を示す変数、
mは圧力の変化率、P0 は基準圧力であり、この式をグ
ラフで表すと図6のようになる。
を用いてタイヤ空気圧を測定するには、下記の近似一次
式(1)を用いて圧力を計算していた。 P=m・D+P0 …(1) 上記(1)式において、Dは、可動磁石104 のA/D積
分値と固定磁石110 のA/D積分値との差を示す変数、
mは圧力の変化率、P0 は基準圧力であり、この式をグ
ラフで表すと図6のようになる。
【0008】つまり、(1)式によって圧力Pを算出す
るには、予め行うキャリブレーション(較正)によっ
て、上記変化率m(図6における直線の傾き)と基準圧
力P0(縦軸の切片)を求めておく。そして圧力Pを検
出する際に、磁気センサによってD値を検出すること
で、圧力Pを直接求めていた。
るには、予め行うキャリブレーション(較正)によっ
て、上記変化率m(図6における直線の傾き)と基準圧
力P0(縦軸の切片)を求めておく。そして圧力Pを検
出する際に、磁気センサによってD値を検出すること
で、圧力Pを直接求めていた。
【0009】上記(1)式のmとP0 を求めるには、キ
ャリブレーション時に実車に取付けたタイヤに第1の空
気圧P1を充填し、この圧力P1で実際に走行するか、
あるいはダイナモ上でタイヤを回転させ、その時に磁気
センサ107 によって検出された可動磁石104 のA/D積
分値と固定磁石110 のA/D積分値の差D1を測定す
る。次に、タイヤに第2の空気圧P2を充填し、この圧
力P2で実際に走行するかあるいはダイナモ上でタイヤ
を回転させ、その時に磁気センサ107 によって検出され
た可動磁石104 のA/D積分値と固定磁石110 のA/D
積分値の差D2を測定する。そして各値P1,P2,D
1,D2を、次式 m=(P2−P1)/(D2−D1) と P0 =P1
−m*D1 に代入することにより、mとP0 を求めている。
ャリブレーション時に実車に取付けたタイヤに第1の空
気圧P1を充填し、この圧力P1で実際に走行するか、
あるいはダイナモ上でタイヤを回転させ、その時に磁気
センサ107 によって検出された可動磁石104 のA/D積
分値と固定磁石110 のA/D積分値の差D1を測定す
る。次に、タイヤに第2の空気圧P2を充填し、この圧
力P2で実際に走行するかあるいはダイナモ上でタイヤ
を回転させ、その時に磁気センサ107 によって検出され
た可動磁石104 のA/D積分値と固定磁石110 のA/D
積分値の差D2を測定する。そして各値P1,P2,D
1,D2を、次式 m=(P2−P1)/(D2−D1) と P0 =P1
−m*D1 に代入することにより、mとP0 を求めている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前記従来例では、車体
にホィールを装着した状態でなければキャリブレーショ
ンを実施することができない。しかも、実際に車両を走
行させたり、あるいはダイナモ上でタイヤを回転させる
といった作業が必要であり、キャリブレーションに非常
に手数がかかるとともに、キャリブレーションを実施す
るに当たって、車体にホィールを組付けたのちにユーザ
側に調整をゆだねる必要があるなど、実用化がほとんど
不可能であった。また、キャリブレーション時にタイヤ
の温度変化によって圧力が変化すると、誤差が生じる原
因となる。しかもホィールと車体との位置関係が変更に
なった時には再度キャリブレーションが必要であった。
にホィールを装着した状態でなければキャリブレーショ
ンを実施することができない。しかも、実際に車両を走
行させたり、あるいはダイナモ上でタイヤを回転させる
といった作業が必要であり、キャリブレーションに非常
に手数がかかるとともに、キャリブレーションを実施す
るに当たって、車体にホィールを組付けたのちにユーザ
側に調整をゆだねる必要があるなど、実用化がほとんど
不可能であった。また、キャリブレーション時にタイヤ
の温度変化によって圧力が変化すると、誤差が生じる原
因となる。しかもホィールと車体との位置関係が変更に
なった時には再度キャリブレーションが必要であった。
【0011】また前記(1)式によって圧力を求める場
合には、以下に述べる理由により、かなりの検出誤差が
生じることが本発明者らの研究により判明した。すなわ
ち前記(1)式では、可動磁石104 から固定磁石110 ま
での相対距離を可動磁石104 のA/D積分値と固定磁石
110 のA/D積分値との差(D値)に置き換え、D値と
圧力Pとの関係を近似的に示す一次関数により、D値か
ら直接圧力Pを算出している。しかしながら実際は、図
7に示すように、距離L(磁気センサから磁石までの最
短距離)と磁気センサ出力のA/D積分値Iとの関係は
直線ではない。例えば図7に示す特性曲線において、磁
気センサまでの最短距離Lが遠い時の磁石104 ,110 間
の相対距離xa と、磁気センサまでの最短距離Lが近い
時の磁石104 ,110 間の相対距離xb が互いに同じであ
っても、A/D積分値の差Da ,Db は等しくならな
い。言い換えると、前述のD値が変化したからといっ
て、必ずしも圧力Pが変化したことにはならない。よっ
て、従来のようにD値から圧力Pを直接求めると、場合
によってはかなり大きな誤差を生じることになる。
合には、以下に述べる理由により、かなりの検出誤差が
生じることが本発明者らの研究により判明した。すなわ
ち前記(1)式では、可動磁石104 から固定磁石110 ま
での相対距離を可動磁石104 のA/D積分値と固定磁石
110 のA/D積分値との差(D値)に置き換え、D値と
圧力Pとの関係を近似的に示す一次関数により、D値か
ら直接圧力Pを算出している。しかしながら実際は、図
7に示すように、距離L(磁気センサから磁石までの最
短距離)と磁気センサ出力のA/D積分値Iとの関係は
直線ではない。例えば図7に示す特性曲線において、磁
気センサまでの最短距離Lが遠い時の磁石104 ,110 間
の相対距離xa と、磁気センサまでの最短距離Lが近い
時の磁石104 ,110 間の相対距離xb が互いに同じであ
っても、A/D積分値の差Da ,Db は等しくならな
い。言い換えると、前述のD値が変化したからといっ
て、必ずしも圧力Pが変化したことにはならない。よっ
て、従来のようにD値から圧力Pを直接求めると、場合
によってはかなり大きな誤差を生じることになる。
【0012】従って本発明の目的は、何らかの原因によ
って磁気センサからホィールまでの距離が変化しても、
タイヤの空気圧を正確に検出することができ、しかもキ
ャリブレーションが容易なタイヤ空気圧モニタ装置を提
供することにある。
って磁気センサからホィールまでの距離が変化しても、
タイヤの空気圧を正確に検出することができ、しかもキ
ャリブレーションが容易なタイヤ空気圧モニタ装置を提
供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を果たすために
開発された本発明のタイヤ空気圧モニタ装置は、タイヤ
を支持するホィールに固定されかつホィールに対する軸
線方向の位置を人為的に調整可能な位置調整機構を備え
た固定磁石と、上記ホィールに対しホィールの軸線方向
に離間対向する静止側の部材に設けられかつ上記固定磁
石の磁気を検出できる位置にあってホィールが回転する
際に上記固定磁石との間の最短距離に応じた大きさの出
力を生じる磁気センサと、上記ホィールに設けられかつ
タイヤの空気圧に応じた距離分だけホィールの軸線方向
に位置が変化する可動磁石と、上記磁気センサによって
得られる固定磁石通過時の磁気センサ出力と可動磁石通
過時の磁気センサ出力に応じてタイヤ空気圧を求める演
算手段とを具備している。
開発された本発明のタイヤ空気圧モニタ装置は、タイヤ
を支持するホィールに固定されかつホィールに対する軸
線方向の位置を人為的に調整可能な位置調整機構を備え
た固定磁石と、上記ホィールに対しホィールの軸線方向
に離間対向する静止側の部材に設けられかつ上記固定磁
石の磁気を検出できる位置にあってホィールが回転する
際に上記固定磁石との間の最短距離に応じた大きさの出
力を生じる磁気センサと、上記ホィールに設けられかつ
タイヤの空気圧に応じた距離分だけホィールの軸線方向
に位置が変化する可動磁石と、上記磁気センサによって
得られる固定磁石通過時の磁気センサ出力と可動磁石通
過時の磁気センサ出力に応じてタイヤ空気圧を求める演
算手段とを具備している。
【0014】演算手段の一例は、予め求めておいた上記
各磁石から磁気センサまでの最短距離と磁気センサ出力
との関係を表す計算式またはマップを記憶しかつタイヤ
空気圧を検出する際に上記磁気センサによって得られる
磁気センサ出力に応じて上記計算式またはマップにより
上記磁気センサから上記固定磁石および可動磁石までの
最短距離または距離に関連したデータを得るとともに、
固定磁石と可動磁石との相対距離または距離に関連した
値を変数とする圧力計算式またはマップによりタイヤ空
気圧を求めるようにしている。
各磁石から磁気センサまでの最短距離と磁気センサ出力
との関係を表す計算式またはマップを記憶しかつタイヤ
空気圧を検出する際に上記磁気センサによって得られる
磁気センサ出力に応じて上記計算式またはマップにより
上記磁気センサから上記固定磁石および可動磁石までの
最短距離または距離に関連したデータを得るとともに、
固定磁石と可動磁石との相対距離または距離に関連した
値を変数とする圧力計算式またはマップによりタイヤ空
気圧を求めるようにしている。
【0015】
【作用】ホィールが回転すると、固定磁石と可動磁石が
それぞれ磁気センサの近傍を通ることにより、磁気セン
サから各磁石までの最短距離に応じた出力が磁気センサ
に生じる。ホィールに対する固定磁石の位置はタイヤ空
気圧に左右されず常に一定であるが、可動磁石の位置は
タイヤ空気圧に応じてホィールの軸線方向に変位する。
それぞれ磁気センサの近傍を通ることにより、磁気セン
サから各磁石までの最短距離に応じた出力が磁気センサ
に生じる。ホィールに対する固定磁石の位置はタイヤ空
気圧に左右されず常に一定であるが、可動磁石の位置は
タイヤ空気圧に応じてホィールの軸線方向に変位する。
【0016】マイクロコンピュータ等を用いた演算手段
には、キャリブレーションによって予め求めておいた各
磁石から磁気センサまでの最短距離と磁気センサ出力と
の関係を表す計算式、例えば下記実施例の(2)式また
はマップを記憶しておく。このキャリブレーションによ
って求める上記計算式等は、このモニタ装置に使用する
磁石と磁気センサが決まれば、ホィールを実車に取付け
なくても測定できるから、このキャリブレーションは正
確にかつ容易に行うことができる。
には、キャリブレーションによって予め求めておいた各
磁石から磁気センサまでの最短距離と磁気センサ出力と
の関係を表す計算式、例えば下記実施例の(2)式また
はマップを記憶しておく。このキャリブレーションによ
って求める上記計算式等は、このモニタ装置に使用する
磁石と磁気センサが決まれば、ホィールを実車に取付け
なくても測定できるから、このキャリブレーションは正
確にかつ容易に行うことができる。
【0017】そしてタイヤ空気圧を検出する際に、上記
磁気センサによって得られる磁気センサ出力に応じて、
上記計算式またはマップにより、磁気センサから固定磁
石および可動磁石までの最短距離または距離に関連した
データを得る。
磁気センサによって得られる磁気センサ出力に応じて、
上記計算式またはマップにより、磁気センサから固定磁
石および可動磁石までの最短距離または距離に関連した
データを得る。
【0018】更に上記演算手段には、予め求めておいた
固定磁石と可動磁石との相対距離または距離に関連した
値を変数とする圧力計算式、例えば P=P0 +(k/s)*(L2 −L1 −D0 ) といった圧力計算式などを記憶しておくことにより、磁
石間距離(L2 −L1 )に応じてタイヤ空気圧を求め
る。ここで、P0 とD0 はキャリブレーション時に設定
される値であり、P0 はキャリブレーション時の基準圧
力、D0 は基準圧力P0 の時の固定磁石から可動磁石ま
での相対距離(オフセット値)、k/sは定数である。
固定磁石と可動磁石との相対距離または距離に関連した
値を変数とする圧力計算式、例えば P=P0 +(k/s)*(L2 −L1 −D0 ) といった圧力計算式などを記憶しておくことにより、磁
石間距離(L2 −L1 )に応じてタイヤ空気圧を求め
る。ここで、P0 とD0 はキャリブレーション時に設定
される値であり、P0 はキャリブレーション時の基準圧
力、D0 は基準圧力P0 の時の固定磁石から可動磁石ま
での相対距離(オフセット値)、k/sは定数である。
【0019】オフセット値D0 は、所定の値(例えばゼ
ロ)に設定される。この発明の固定磁石は位置調整機構
を備えているため、キャリブレーション時に上記オフセ
ット値D0 を計算等に都合のよい所望の値に容易に設定
することができる。D0 は必ずしもゼロでなくてもよい
が、車両のように複数の車輪(例えば4輪)をもつもの
において、各輪の磁気センサを同一の圧力計算式を用い
て求めるには、この計算式を含む計算プログラムを共通
化する上で、各車輪ごとのオフセット値D0 を同じにし
ておくとよい。
ロ)に設定される。この発明の固定磁石は位置調整機構
を備えているため、キャリブレーション時に上記オフセ
ット値D0 を計算等に都合のよい所望の値に容易に設定
することができる。D0 は必ずしもゼロでなくてもよい
が、車両のように複数の車輪(例えば4輪)をもつもの
において、各輪の磁気センサを同一の圧力計算式を用い
て求めるには、この計算式を含む計算プログラムを共通
化する上で、各車輪ごとのオフセット値D0 を同じにし
ておくとよい。
【0020】
【実施例】以下に本発明の一実施例について、図1ない
し図4を参照して説明する。図2に、本実施例のタイヤ
空気圧モニタ装置10の概略を示す。このモニタ装置1
0は、ホィール11とタイヤ12を含む車輪部13に、
固定磁石(リファレンス磁石)15と可動磁石(メイン
磁石)16を備えている。可動磁石16は、ホィール1
1のリム部11aに設けられたトランスデューサ20に
内蔵されている。固定磁石15からホィール11の中心
軸までの距離と、可動磁石16からホィール11の中心
軸までの距離は互いにほぼ等しい。
し図4を参照して説明する。図2に、本実施例のタイヤ
空気圧モニタ装置10の概略を示す。このモニタ装置1
0は、ホィール11とタイヤ12を含む車輪部13に、
固定磁石(リファレンス磁石)15と可動磁石(メイン
磁石)16を備えている。可動磁石16は、ホィール1
1のリム部11aに設けられたトランスデューサ20に
内蔵されている。固定磁石15からホィール11の中心
軸までの距離と、可動磁石16からホィール11の中心
軸までの距離は互いにほぼ等しい。
【0021】図1に示すように、固定磁石15は、ホィ
ール11に設けられたブラケット1に、位置調整機構2
を介して保持されている。ブラケット1はホィール11
の一部であってもよい。位置調整機構2の一例は、ブラ
ケット1に設けられたねじ孔3と、このねじ孔3にねじ
込まれたロッド4と、ロッド4を固定するロックナット
5などによって構成されている。なお、ロッド4と直交
する方向に設けられたねじ孔6に止めねじ(図示せず)
をねじ込むことにより、ロッド4を固定するようにして
もよい。
ール11に設けられたブラケット1に、位置調整機構2
を介して保持されている。ブラケット1はホィール11
の一部であってもよい。位置調整機構2の一例は、ブラ
ケット1に設けられたねじ孔3と、このねじ孔3にねじ
込まれたロッド4と、ロッド4を固定するロックナット
5などによって構成されている。なお、ロッド4と直交
する方向に設けられたねじ孔6に止めねじ(図示せず)
をねじ込むことにより、ロッド4を固定するようにして
もよい。
【0022】上記ねじ孔3はホィール11の軸線方向に
沿っている。ロッド4の外周部にはねじ孔3に螺合する
雄ねじ部7が設けられている。従ってこのロッド4を回
転させると、回転量に応じてロッド4が螺進することに
より、固定磁石15の位置が矢印F方向、すなわちホィ
ール11の軸線方向に変化するため、可動磁石16に対
する固定磁石15のオフセット値D0 を所望の値(例え
ばゼロ)にセットすることができる。
沿っている。ロッド4の外周部にはねじ孔3に螺合する
雄ねじ部7が設けられている。従ってこのロッド4を回
転させると、回転量に応じてロッド4が螺進することに
より、固定磁石15の位置が矢印F方向、すなわちホィ
ール11の軸線方向に変化するため、可動磁石16に対
する固定磁石15のオフセット値D0 を所望の値(例え
ばゼロ)にセットすることができる。
【0023】この位置調整機構2は、要するに固定磁石
15の位置をホィール11の軸線方向に調整できるもの
であればよいから、図示例以外の種々の態様のものが考
えられる。なお、図示例のロッド4の先端部にはホルダ
8が設けられており、このホルダ8に円盤状の固定磁石
15が固定されている。固定磁石15の前面側に、キャ
ップ9が設けられている。
15の位置をホィール11の軸線方向に調整できるもの
であればよいから、図示例以外の種々の態様のものが考
えられる。なお、図示例のロッド4の先端部にはホルダ
8が設けられており、このホルダ8に円盤状の固定磁石
15が固定されている。固定磁石15の前面側に、キャ
ップ9が設けられている。
【0024】トランスデューサ20は、ホィール11の
一部に設けられたトランスデューサ取付穴21に挿入さ
れている。このトランスデューサ20は円筒状のハウジ
ング25と、リニヤベアリング26を有するボディ27
と、リニヤベアリング26に挿通された可動軸28と、
可動軸28の端部に固定された前記可動磁石16と、金
属ベローズ30と、圧縮コイルばね31と、シール材3
2などを備えている。このトランスデューサ20は、止
め輪33によって軸線方向の位置が固定されている。
一部に設けられたトランスデューサ取付穴21に挿入さ
れている。このトランスデューサ20は円筒状のハウジ
ング25と、リニヤベアリング26を有するボディ27
と、リニヤベアリング26に挿通された可動軸28と、
可動軸28の端部に固定された前記可動磁石16と、金
属ベローズ30と、圧縮コイルばね31と、シール材3
2などを備えている。このトランスデューサ20は、止
め輪33によって軸線方向の位置が固定されている。
【0025】可動軸28は、ホィール11の軸線方向
(図1において左右方向)に移動可能であり、ばね31
によって矢印A方向に付勢されている。トランスデュー
サ取付穴21の空気室35は連通孔36を介してタイヤ
の内部に連通しており、タイヤ空気圧がベローズ30を
圧縮する方向(矢印B方向)に作用するようになってい
る。このためタイヤ空気圧が低い時には可動磁石16が
矢印A方向に移動し、空気圧が高い時には、可動磁石1
6が矢印B方向に移動する。つまりこの可動磁石16は
タイヤ空気圧に応じた距離分だけホィール11の軸線方
向に移動する。
(図1において左右方向)に移動可能であり、ばね31
によって矢印A方向に付勢されている。トランスデュー
サ取付穴21の空気室35は連通孔36を介してタイヤ
の内部に連通しており、タイヤ空気圧がベローズ30を
圧縮する方向(矢印B方向)に作用するようになってい
る。このためタイヤ空気圧が低い時には可動磁石16が
矢印A方向に移動し、空気圧が高い時には、可動磁石1
6が矢印B方向に移動する。つまりこの可動磁石16は
タイヤ空気圧に応じた距離分だけホィール11の軸線方
向に移動する。
【0026】図2に示すように、ホィール11と離間対
向する車体側の部材すなわち静止側の部材40に、磁気
センサ41の一例としての電磁コイル(センスコイル)
が設けられている。車体側の部材40は、車体フレーム
やアクスルあるいはサスペンションの一部などであり、
要するに回転するホィール11に対して静止した関係に
ある部材を意味する。磁石15,16の磁界の方向と磁
気センサ41のコイル中心軸は、それぞれホィール11
の軸線方向と一致させてある。
向する車体側の部材すなわち静止側の部材40に、磁気
センサ41の一例としての電磁コイル(センスコイル)
が設けられている。車体側の部材40は、車体フレーム
やアクスルあるいはサスペンションの一部などであり、
要するに回転するホィール11に対して静止した関係に
ある部材を意味する。磁石15,16の磁界の方向と磁
気センサ41のコイル中心軸は、それぞれホィール11
の軸線方向と一致させてある。
【0027】上記磁気センサ41は、ホィール11が回
転する際に固定磁石15と可動磁石16が描く回転軌跡
と対向する位置にあって、磁石15,16が磁気センサ
41の近傍を通過する際に、各磁石15,16までの最
短距離L1,L2に応じた大きさの電磁誘導による起電
力を生じるようになっている。
転する際に固定磁石15と可動磁石16が描く回転軌跡
と対向する位置にあって、磁石15,16が磁気センサ
41の近傍を通過する際に、各磁石15,16までの最
短距離L1,L2に応じた大きさの電磁誘導による起電
力を生じるようになっている。
【0028】従ってホィール11が回転すると、各磁石
15,16が磁気センサ41の近傍を通過するたびに図
3に示すような波形の誘導起電力が生じる。この起電力
は、磁石15,16から磁気センサ41までの最短距離
L1,L2が短いほど大きくなる。この起電力はホィー
ル11の回転周速度にも比例するため、この実施例で
は、車速の変化に影響されない出力信号を取出すため
に、電圧の値そのものではなく、電圧の積分値を求める
ようにしている。
15,16が磁気センサ41の近傍を通過するたびに図
3に示すような波形の誘導起電力が生じる。この起電力
は、磁石15,16から磁気センサ41までの最短距離
L1,L2が短いほど大きくなる。この起電力はホィー
ル11の回転周速度にも比例するため、この実施例で
は、車速の変化に影響されない出力信号を取出すため
に、電圧の値そのものではなく、電圧の積分値を求める
ようにしている。
【0029】磁気センサ41に、演算手段としてマイク
ロコンピュータ等の電気回路部50が接続されている。
電気回路部50は、磁気センサ41に生じた出力を処理
する信号処理回路51と、A/D変換回路52と、コン
トローラ53などを備えている。
ロコンピュータ等の電気回路部50が接続されている。
電気回路部50は、磁気センサ41に生じた出力を処理
する信号処理回路51と、A/D変換回路52と、コン
トローラ53などを備えている。
【0030】コントローラ53のCPU56は、後述す
るデータ処理によってタイヤの空気圧Pを求めるように
なっている。表示手段の一例としての表示器60は、例
えば運転室の計器盤等のように乗員が目視できる位置に
設けられており、上記電気回路部50によって求められ
たタイヤ空気圧に関する情報を表示するようになってい
る。なお、表示手段はタイヤ空気圧が異常な時に警報を
発するブザー等のように聴覚にうったえるものであって
もよい。
るデータ処理によってタイヤの空気圧Pを求めるように
なっている。表示手段の一例としての表示器60は、例
えば運転室の計器盤等のように乗員が目視できる位置に
設けられており、上記電気回路部50によって求められ
たタイヤ空気圧に関する情報を表示するようになってい
る。なお、表示手段はタイヤ空気圧が異常な時に警報を
発するブザー等のように聴覚にうったえるものであって
もよい。
【0031】次に、上記構成のタイヤ空気圧モニタ装置
10の作用について説明する。ホィール11が回転する
と、固定磁石15と可動磁石16が次々に磁気センサ4
1の近傍を通過する。このため、ホィール11が1回転
する間に、2種類の起電力が交互に発生する。この起電
力の電圧波形は、信号処理回路51において整流される
とともに整形されかつ積分されたのち、A/D変換回路
52によってアナログ値からディジタル値に変換され、
コントローラ53に入力される。
10の作用について説明する。ホィール11が回転する
と、固定磁石15と可動磁石16が次々に磁気センサ4
1の近傍を通過する。このため、ホィール11が1回転
する間に、2種類の起電力が交互に発生する。この起電
力の電圧波形は、信号処理回路51において整流される
とともに整形されかつ積分されたのち、A/D変換回路
52によってアナログ値からディジタル値に変換され、
コントローラ53に入力される。
【0032】固定磁石15の位置はタイヤ空気圧が変化
しても変わらないが、可動磁石16の位置はタイヤ空気
圧に応じてホィール11の軸線方向に変位するため、タ
イヤ空気圧が変わると、磁気センサ41から可動磁石3
4までの最短距離L1が変化する。
しても変わらないが、可動磁石16の位置はタイヤ空気
圧に応じてホィール11の軸線方向に変位するため、タ
イヤ空気圧が変わると、磁気センサ41から可動磁石3
4までの最短距離L1が変化する。
【0033】コントローラ53においては、図4に例示
したデータ処理により、磁気センサ出力に基いてタイヤ
空気圧Pの計算を行い、必要に応じて表示を行うように
している。
したデータ処理により、磁気センサ出力に基いてタイヤ
空気圧Pの計算を行い、必要に応じて表示を行うように
している。
【0034】この実施例では、磁石15,16と磁気セ
ンサ41の仕様諸元がそれぞれ決まった段階で、磁石1
5,16から磁気センサ41までの最短距離Lと磁気セ
ンサ出力I(A/D積分値)との関係を表す下記計算式
(2)を、実測データの解析によって予め求めておく。
この計算式の一例は、下記の三次式(近似式)であっ
た。
ンサ41の仕様諸元がそれぞれ決まった段階で、磁石1
5,16から磁気センサ41までの最短距離Lと磁気セ
ンサ出力I(A/D積分値)との関係を表す下記計算式
(2)を、実測データの解析によって予め求めておく。
この計算式の一例は、下記の三次式(近似式)であっ
た。
【0035】 距離L=aI3 +bI2 +cI+d …(2) ここで a=−3796*10-13 b=3821*10-9 c=−155*10-5 d=22.54 なお、上記の計算式で表現されるLとIの関係をマップ
化して電気回路部50のROMなどに記憶するようにし
てもよい。あるいは、A/D積分値を距離に換算する代
りに、A/D積分値をある換算式(関数)で補正しても
よい。
化して電気回路部50のROMなどに記憶するようにし
てもよい。あるいは、A/D積分値を距離に換算する代
りに、A/D積分値をある換算式(関数)で補正しても
よい。
【0036】タイヤ空気圧を検出する際に、磁気センサ
41によって各磁石15,16ごとに得られる磁気セン
サ出力と上記計算式(2)またはマップに基いて、可動
磁石16から磁気センサ41までの最短距離L1を求め
るとともに、固定磁石15から磁気センサ41までの最
短距離L2を求める。そしてこのL1,L2値に基い
て、予め求めておいた下記の圧力計算式(3)またはマ
ップにより、タイヤ空気圧Pを求める。
41によって各磁石15,16ごとに得られる磁気セン
サ出力と上記計算式(2)またはマップに基いて、可動
磁石16から磁気センサ41までの最短距離L1を求め
るとともに、固定磁石15から磁気センサ41までの最
短距離L2を求める。そしてこのL1,L2値に基い
て、予め求めておいた下記の圧力計算式(3)またはマ
ップにより、タイヤ空気圧Pを求める。
【0037】 P=P0 +(k/s)*(L2 −L1 −D0 ) …(3) ここで、P0 とD0 はキャリブレーション時に設定され
る値であり、P0 はキャリブレーション時の基準圧力、
D0 は基準圧力P0 の時の固定磁石15から可動磁石1
6までの相対距離(オフセット値)である。kは、ベロ
ーズ30とばね31の合計ばね定数、sはベローズ30
の受圧面積である。
る値であり、P0 はキャリブレーション時の基準圧力、
D0 は基準圧力P0 の時の固定磁石15から可動磁石1
6までの相対距離(オフセット値)である。kは、ベロ
ーズ30とばね31の合計ばね定数、sはベローズ30
の受圧面積である。
【0038】k/sの一例は、1.094(kgf/c
m2 /cm)であり、この値はベローズ30とばね31
の仕様諸元に応じた固有の数値である。P0 の一例は
2.1(kgf/cm2 )、オフセット値D0 は計算の
容易化等のためにゼロに設定した。なお、オフセット値
D0 は必ずしもゼロでなくてもよいが、車両のように複
数の車輪(例えば4輪)をもつものにおいて、各輪の磁
気センサ41を同一の圧力計算式(3)を用いて求める
には、この計算式を含む計算プログラムを共通化する上
で、各車輪ごとのオフセット値D0 を同じにしておくと
よい。
m2 /cm)であり、この値はベローズ30とばね31
の仕様諸元に応じた固有の数値である。P0 の一例は
2.1(kgf/cm2 )、オフセット値D0 は計算の
容易化等のためにゼロに設定した。なお、オフセット値
D0 は必ずしもゼロでなくてもよいが、車両のように複
数の車輪(例えば4輪)をもつものにおいて、各輪の磁
気センサ41を同一の圧力計算式(3)を用いて求める
には、この計算式を含む計算プログラムを共通化する上
で、各車輪ごとのオフセット値D0 を同じにしておくと
よい。
【0039】上記圧力計算式(3)を用いて、具体的に
タイヤ空気圧Pを求めた例を3つほど挙げると下記の通
りである。第1の圧力計算例として、可動磁石16のA
/D積分値が2523、固定磁石15のA/D積分値が
2523、L1=1.508cm、L2=1.508c
mの時の計算圧力Pは、2.10(標準圧力)である。
第2の圧力計算例として、可動磁石16のA/D積分値
が2590、固定磁石15のA/D積分値が2523、
L1=1.276cm、L2=1.508cmの時の計
算圧力Pは、2.35(圧力過剰)である。第3の圧力
計算例として、可動磁石16のA/D積分値が246
8、固定磁石15のA/D積分値が2523、L1=
1.705cm、L2=1.508cmの時、計算圧力
Pは、1.89(圧力不足)である。
タイヤ空気圧Pを求めた例を3つほど挙げると下記の通
りである。第1の圧力計算例として、可動磁石16のA
/D積分値が2523、固定磁石15のA/D積分値が
2523、L1=1.508cm、L2=1.508c
mの時の計算圧力Pは、2.10(標準圧力)である。
第2の圧力計算例として、可動磁石16のA/D積分値
が2590、固定磁石15のA/D積分値が2523、
L1=1.276cm、L2=1.508cmの時の計
算圧力Pは、2.35(圧力過剰)である。第3の圧力
計算例として、可動磁石16のA/D積分値が246
8、固定磁石15のA/D積分値が2523、L1=
1.705cm、L2=1.508cmの時、計算圧力
Pは、1.89(圧力不足)である。
【0040】上述のようにしてタイヤ空気圧Pを求め、
P値をそのまま運転席の表示器60に表示してもよい
し、あるいは、P値が所定の許容範囲から外れたときに
警告灯を点灯させるとか、警報ブザーを鳴らすといった
適宜の態様で運転者に知らせるようにしてもよい。
P値をそのまま運転席の表示器60に表示してもよい
し、あるいは、P値が所定の許容範囲から外れたときに
警告灯を点灯させるとか、警報ブザーを鳴らすといった
適宜の態様で運転者に知らせるようにしてもよい。
【0041】なお、上記実施例では磁気センサ41の例
として電磁コイルについて説明したが、本発明を実施す
るに当たって、例えばホール素子等のように、要するに
磁石15,16の磁力の強さに応じた出力が得られる磁
気センサであれば電磁コイルの代りに用いることができ
る。また、固定磁石15と可動磁石16は、それぞれ複
数個ずつ設けられてもよい。
として電磁コイルについて説明したが、本発明を実施す
るに当たって、例えばホール素子等のように、要するに
磁石15,16の磁力の強さに応じた出力が得られる磁
気センサであれば電磁コイルの代りに用いることができ
る。また、固定磁石15と可動磁石16は、それぞれ複
数個ずつ設けられてもよい。
【0042】
【発明の効果】本発明によれば、磁気センサからホィー
ルまでの距離が変化しても、磁気センサの出力に基いて
タイヤの空気圧を正確に検出することができる。しかも
キャリブレーションを実車走行あるいはダイナモ上で行
う必要がなく、キャリブレーションにおいて基準圧力が
設定された時に固定磁石と可動磁石との間の相対距離を
所望のオフセット値に設定できるなど、キャリブレーシ
ョン操作の容易化が図れる。
ルまでの距離が変化しても、磁気センサの出力に基いて
タイヤの空気圧を正確に検出することができる。しかも
キャリブレーションを実車走行あるいはダイナモ上で行
う必要がなく、キャリブレーションにおいて基準圧力が
設定された時に固定磁石と可動磁石との間の相対距離を
所望のオフセット値に設定できるなど、キャリブレーシ
ョン操作の容易化が図れる。
【図1】本発明の一実施例を示すタイヤ空気圧モニタ装
置に使われる固定磁石と可動磁石等の断面図。
置に使われる固定磁石と可動磁石等の断面図。
【図2】本発明の一実施例を示すタイヤ空気圧モニタ装
置の車輪部の断面と電気回路部のブロックを示す図。
置の車輪部の断面と電気回路部のブロックを示す図。
【図3】図2のタイヤ空気圧モニタ装置の磁気センサ出
力の一例を示す波形図。
力の一例を示す波形図。
【図4】図2に示されたタイヤ空気圧モニタ装置のコン
トローラによる処理内容の一部を示すフローチャート。
トローラによる処理内容の一部を示すフローチャート。
【図5】従来のタイヤ空気圧モニタ装置の一部を示す断
面図。
面図。
【図6】従来のタイヤ空気圧モニタ装置において圧力を
検出するための計算式をグラフ化した図。
検出するための計算式をグラフ化した図。
【図7】磁気センサ出力のA/D積分値と距離との関係
を示す図。
を示す図。
2…位置調整機構 10…タイヤ空気圧モニタ装置 11…ホィール 12…タイヤ 15…固定磁石 16…可動磁石 41…磁気センサ 50…演算手段(電気回路部)
Claims (2)
- 【請求項1】タイヤを支持するホィールに固定されかつ
ホィールに対する軸線方向の位置を人為的に調整可能な
位置調整機構を備えた固定磁石と、 上記ホィールに対しホィールの軸線方向に離間対向する
静止側の部材に設けられかつ上記固定磁石の磁気を検出
できる位置にあって上記ホィールが回転する際に上記固
定磁石との間の最短距離に応じた大きさの出力を生じる
磁気センサと、 上記ホィールに設けられかつタイヤの空気圧に応じた距
離分だけホィールの軸線方向に位置が変化する可動磁石
と、 上記磁気センサによって得られる固定磁石通過時の磁気
センサ出力と可動磁石通過時の磁気センサ出力に応じて
タイヤ空気圧を求める演算手段と、 を具備したことを特徴とするタイヤ空気圧モニタ装置。 - 【請求項2】タイヤを支持するホィールに固定されかつ
ホィールに対する軸線方向の位置を人為的に調整可能な
位置調整機構を備えた固定磁石と、 上記ホィールに対しホィールの軸線方向に離間対向する
静止側の部材に設けられかつ上記固定磁石の磁気を検出
できる位置にあって上記ホィールが回転する際に上記固
定磁石との間の最短距離に応じた大きさの出力を生じる
磁気センサと、 上記ホィールに設けられかつタイヤの空気圧に応じた距
離分だけホィールの軸線方向に位置が変化する可動磁石
と、 予め求めておいた上記各磁石から磁気センサまでの最短
距離と磁気センサ出力との関係を表す計算式またはマッ
プを記憶しかつタイヤ空気圧を検出する際に上記磁気セ
ンサによって得られる磁気センサ出力に応じて上記計算
式またはマップにより上記磁気センサから上記固定磁石
および可動磁石までの最短距離または距離に関連したデ
ータを得るとともに、固定磁石と可動磁石との相対距離
または距離に関連した値を変数とする圧力計算式または
マップによりタイヤ空気圧を求める演算手段と、 を具備したことを特徴とするタイヤ空気圧モニタ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5215728A JPH0769013A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | タイヤ空気圧モニタ装置 |
| DE69400987T DE69400987T2 (de) | 1993-08-31 | 1994-08-30 | Reifendruck-Überwachungseinrichtung |
| EP94113557A EP0640501B1 (en) | 1993-08-31 | 1994-08-30 | Tire inflation pressure monitoring apparatus |
| US08/298,830 US5469136A (en) | 1993-08-31 | 1994-08-31 | Tire inflation pressure monitoring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5215728A JPH0769013A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | タイヤ空気圧モニタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0769013A true JPH0769013A (ja) | 1995-03-14 |
Family
ID=16677208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5215728A Pending JPH0769013A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | タイヤ空気圧モニタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769013A (ja) |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP5215728A patent/JPH0769013A/ja active Pending
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