JP3406063B2 - Tire pressure detector - Google Patents
Tire pressure detectorInfo
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- JP3406063B2 JP3406063B2 JP12557594A JP12557594A JP3406063B2 JP 3406063 B2 JP3406063 B2 JP 3406063B2 JP 12557594 A JP12557594 A JP 12557594A JP 12557594 A JP12557594 A JP 12557594A JP 3406063 B2 JP3406063 B2 JP 3406063B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車等の車
体に取り付けられたタイヤ内の空気圧を検出してこれを
監視するのに好適なタイヤ空気圧検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば自動車等に取り付けられる
タイヤ空気圧検出装置は、各ホイール毎に圧力センサを
装着し、この圧力センサにより直接タイヤ内の空気圧を
検出するようになっている。そして、回転するタイヤ側
には、圧力センサの出力を送信するためのトランスミッ
タが設けられる一方、車体側には上記トランスミッタか
らの信号を受信するアンテナ等が設けられ、信号の伝達
が行なわれるようになっている。しかしながら、このよ
うなタイヤ空気圧検出装置では、信号伝達のためのトラ
ンスミッタや、アンテナ等が必要であるため、構造が複
雑で製造コストが高い等の問題があった。近年、このよ
うな問題を解決するために、タイヤ側にタイヤ内の空気
圧に応じて移動する磁石等を備えたセンサ部をタイヤと
一体に設け、車体側にこの磁石等の移動を検出する検出
部を設けた構成のタイヤ空気圧検出装置が提案されてい
る。
【0003】このようなタイヤ空気圧検出装置として
は、例えば、図6に示すものがある。図6は従来のタイ
ヤ空気圧検出装置の構成を示す断面図である。図におい
て、タイヤ空気圧検出装置1は、ホイール2に装着され
たタイヤ3内の空気圧を感知するため、ホイール2のリ
ム部2aの外周面に沿って設けられたセンサ部4と、こ
のセンサ部4の変位を検出するため、車体側に固定され
たホール素子(検出部)5と、ホール素子5からの検出
値を監視する図示しない監視回路から構成されている。
センサ部4には、連通穴6が形成されており、その内部
4aがホイール2とタイヤ3とに囲まれて構成される空
気室7に連通した構造とされている。また、センサ部4
内には、タイヤの内圧がかかるゴム製のダイヤフラム8
と、センサ部4の軸線方向に進退自在な移動子9と、こ
の移動子9を空気室7側に向けて付勢するスプリング1
0と、ホイール2のリム部2aの内周面側に突出するア
ーム11を介して移動子9に取り付けられた磁石12と
が備えられている。
【0004】このような構成のタイヤ空気圧検出装置1
では、タイヤ3内の空気圧に応じて、ダイヤフラム8が
センサ部4の軸線方向に変形し、これに伴って磁石12
が移動子9と一体に上記軸線方向に移動するので、磁石
12とホール素子5との離間距離が変化し、ホール素子
5でホール効果によって検出する磁石12の磁界強度が
変化する。そして、ホール素子5での検出値が、予め設
定した一定範囲から外れたときに、監視回路においてタ
イヤ3内の空気圧が異常であると判別するようになって
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のタイヤ空気圧検出装置では、磁石12とホール素子
5との距離で、タイヤ内の空気圧が適正範囲内であるか
否かを判定するようになっているため、圧力検出部(磁
石およびホール素子)が石はね等で曲ったり、破損した
り、あるいはホール素子が同様の理由により破損した
り、ホール素子へのコネクタが脱落した場合であって
も、単に空気圧が適正範囲外になったとしか判定でき
ず、圧力検出部の故障であるか、空気圧の低下であるか
の区別がつかないという問題がある。
【0006】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、タイヤ内の空気圧の低下と、圧力検出部の故障
とを区別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。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、タイヤ側に取り付けられ、タイヤ内の空気圧
に応じて回転し、N極とS極の位置を変化させられる磁
石(38)と、車体側に取り付けられ、タイヤの回転に
よって磁石に対向させられるときに、前記磁石(38)
の極性に応じて正負の出力信号を出力する検出手段
(5)とからなる圧力検出部と、前記検出手段の出力信
号の絶対値をとる絶対値手段(43a,43b,44)
と、前記絶対値手段の出力信号に含まれるピーク値の総
和を算出し、該総和が所定の範囲内であるか否かにより
前記圧力検出部の故障を判別する判別手段(46)と、
前記判別手段(46)の判別結果に応じて点灯もしくは
点滅する表示手段(41)とを具備するタイヤ空気圧検
出装置を提供する。
【0008】
【作用】この発明によれば、タイヤ内の空気圧に応じて
磁石が回転すると、N極とS極の位置が変化させられる
ので、車体側に取り付けられた検出手段がタイヤの回転
によってタイヤ側に取り付けられた磁石に対向させられ
るときに、検出手段に対向する磁石の極性が変化し、検
出手段からは、上記磁石の回転に応じて単純減少する正
電圧と、単純増加する負電圧とが出力される。この正負
電圧は、絶対値手段によりその絶対値がとられる。そし
て、絶対値手段の出力信号に含まれるピーク値が判別手
段によって加算されることにより、ピーク値の総和が算
出され、該総和が所定の範囲内であるか否かが判別され
る。総和が所定の範囲内であれば、磁石および検出手段
には異常がないと判断され、表示手段を消灯する。一
方、上記総和が適正範囲外であれば、磁石および検出手
段に異常が生じたと判断され、表示手段を点灯する。
【0009】
【実施例】次に図面を参照してこの発明の一実施例につ
いて説明する。図1は、本発明に係るタイヤ空気圧検出
装置を備えた自動車の一部を示す断面図である。図にお
いて、従来例に共通する部分には同一の符号を付けて説
明を省略する。図1において、タイヤ空気圧検出装置A
は、ホイール2に装着されたタイヤ(図示せず)内の空
気圧を感知するため、ホイール2のリム部2aの内周面
に沿って設けられたセンサ部31と、このセンサ部31
の磁気を検出するため、図示しない車体側に固定された
ホール素子(検出部)5と、ホール素子5からの検出値
を監視するための後述する監視回路40と、表示部41
とから構成されている。
【0010】センサ部31には連通孔6が形成されてお
り、その内部31aがホイール2とタイヤ(図示せず)
とに囲まれて構成される空気室7に連通した構造とされ
ている。センサ部31内には、ゴム製等のダイヤフラム
32と、このダイヤフラム32の先端部に取り付けられ
てセンサ部31の軸線方向に進退自在な、例えば潤滑性
樹脂からなるピストン(移動子)33とが備えられてい
る。これにより、ダイヤフラム32がタイヤ(図示せ
ず)内の空気圧に応じて変形し、これにともなってピス
トン33が進退するようになっている。センサ部31内
の先端31b側には、このセンサ部31の軸線方向に延
在する回動軸34が配設されている。回動軸34の一端
34aは、ピストン33と点接触するように、球状に形
成されている。また、この回動軸34の一端34a側に
は縁部34bが形成されて、ピストン33の凹部33a
内に回動自在に支持されており、これにより回動軸34
が回動しつつピストン33と一体に進退可能となってい
る。一方、回動軸34の他端34cは、センサ部31と
一体に形成された支持部35からこの回動軸34が抜け
ないようにかしめられている。この他端34c側には支
持部35と螺合する螺条36が、例えば6mmのリード
量で形成されている。
【0011】回動軸34の軸線に直交する面内に形成さ
れた縁部34dには、環状の磁石38が接着等により取
り付けられており、その極性は図1中上方がN極、下方
がS極となるよう配置されている。このような構成から
なる回動軸34は、その軸線方向に3mmのストローク
で進退可能な構造とされている。回動軸34の縁部34
dと支持部35には、それぞれ、捩じりコイルバネ(付
勢部材)39の端部が固定されており、回動軸34の軸
線方向の回動を付勢する構造とされている。この捩じり
コイルバネ39は、ダイヤフラム32にかかる圧力が予
め設定した一定値になったときに、回動軸34がセンサ
部31の基部31c側に移動する方向に回動するよう付
勢するため、予め一定量圧縮され、かつ回動軸34の回
動方向に捩じられた状態となっている。
【0012】上記のような構成からなるタイヤ空気圧検
出装置Aでは、タイヤ(図示せず)内の空気圧が予め設
定した適正範囲(例えば自動車の場合、1.9〜2.1
kg/cm2)内であるときには、図1に示したよう
に、ホール素子5では磁石38のS極を検出することに
なる。そして、パンク等、何らかの原因により、タイヤ
(図示せず)内の空気圧が下限値(例えば1.7kg/
cm2)以下に低下したときには、この圧力低下に応じ
てダイヤフラム32が捩じりコイルバネ39に付勢され
て基部31c側に変形し、これに伴ってピストン33が
基部31c側に後退する。すると、このピストン33に
一端34aが当接した回動軸34が軸線回りに回動し、
支持部35に螺合する螺条36により、基部31c側に
3mm後退するようになっている。このとき、回動軸3
4に形成された螺条36のリード量は6mmであるの
で、この回動軸34は軸線回りに180゜回転すること
になり、これにより、回動軸34に取り付けられた磁石
38の極性(N極、S極)が反転する。すると、ホール
素子5では、磁石38のN極を検出することになる。
【0013】次に、前述した監視回路40について説明
する。図2は監視回路40の構成を示すブロック図であ
る。図において、定電圧源42は、車載バッテリからホ
ール素子5に駆動電源を供給する。ホール素子5は、上
述したように、磁石38の極性に応じた出力電圧を非反
転増幅器43aと反転増幅器43bへ供給する。非反転
増幅器43aは、上記ホール素子5の出力電圧を反転せ
ずに所定のレベルに増幅した後、マルチプレクサ44の
第1のスイッチSW1へ供給する。また、反転増幅器4
3bは、上記出力電圧を反転して所定のレベルに増幅し
た後、マルチプレクサ44の第2のスイッチSW2へ供
給する。マルチプレクサ44は、マイクロコンピュータ
からなる制御装置46から供給される切替信号SSに応
じて、第1のスイッチSW1もしくは第2のスイッチS
W2のいずれか一方をオンとし、上記非反転増幅器43
aの出力電圧か、反転増幅器43bの出力電圧のいずれ
かをピーク・ホールド回路45へ供給する。ピーク・ホ
ールド回路45は、制御装置46からリセット信号RS
が供給されるまで、上記出力電圧のピーク値を検出して
保持し、これを反転することなく制御装置46へ供給す
る。
【0014】制御装置46は、A/Dコンバータ、およ
びRAM(ランダムアクセスメモリ)を内蔵しており、
所定のタイミングで上記切替信号SSを出力することに
よってマルチプレクサ44を切り換えて、非反転増幅器
43aの出力電圧と、反転増幅器43bの出力電圧とを
順次取り込み、A/Dコンバータによってデジタル信号
に変換した後、これらを加算して出力和を得る。さら
に、制御装置46は、該出力和と所定のしきい値と比較
して、出力和がしきい値より小さい場合、圧力検出部の
故障であると判定し、出力ポートから出力信号(ハイレ
ベル)を表示部41へ出力する。また、制御装置46
は、非反転増幅器43aの出力電圧のピーク値がほぼ
「0」となったか、もしくは反転増幅器43bの出力電
圧のピーク値が所定のしきい値(例えば、2.7V)よ
り大となったかを判断し、タイヤ内の空気圧が適正範囲
内にあるか否かを判別する。
【0015】上記表示部41は、トランジスタTrと、
該トランジスタTrのコレクタに接続された、直列接続
された抵抗素子RとLED47とから構成されている。
抵抗素子Rの一端は車載バッテリに接続されており、ト
ランジスタTrのエミッタは接地されている。このトラ
ンジスタTrは、上記LED47を点灯させる駆動素子
であり、上記制御装置46から供給される出力信号が
「1」である場合にのみ、コレクタ−エミッタ間が導通
し、抵抗素子Rを介してLED47に所定の電流を流
し、LED47を点灯させるようになっている。なお、
上記抵抗素子RはLED47に流れる電流値を決めてい
る。また、LED47は、運転者が確認できるようイン
スツルメント・パネルに設けられている。
【0016】ここで、上述した磁石38の回転と、ホー
ル素子5との関係について図3を参照して説明する。図
3は、磁石38とホール素子5との位置関係およびその
ときのホール素子5の出力電圧を示す模式図である。図
3(a)では、タイヤ内の空気圧が適正値(例えば、
2.0kg/cm2)にあり、磁石38の角度が「0
゜」)の場合におけるホール素子5の出力電圧を示して
いる。この場合、ホール素子5からは正電圧が出力され
る。また、図3(b)に示すように、タイヤ内の空気圧
が減少し(例えば、1.85kg/cm2)、磁石38
が回動軸34を軸中心 に90゜回転した場合には、ホ
ール素子5からは正負電圧が出力される。さらに、図3
(c)に示すように、タイヤ内の空気圧が減少し(例え
ば、1.70kg/cm2)、磁石38が回転軸34を
軸中心に180゜回転した場合には、ホール 素子5か
らは負電圧が出力される。
【0017】ここで、図4に、磁石38とホール素子5
との間隔を5mmとした場合、ホール素子5の出力電圧
の変化を示す。図4では、タイヤ内の空気圧(気圧)と
その圧力における磁石38の角度、その状態におけるホ
ール素子5の(+)側電圧、および(−)側電圧、そし
て、それらの出力和を示している。例えば、磁石38の
角度が「0゜」のとき、タイヤ内の空気圧は「2.00
kg/cm2」であり、そのときのホール素子5の
(+)側の電圧は「59mV」、(−)側の電圧は「−
3mV」、そして、それらの絶対値の出力和は「62m
V」となる。同様にして、磁石38の角度が「90゜」
のとき、タイヤ内の空気圧は「1.85kg/cm2」
であり、そのときのホール素子5の(+)側の電圧は
「29mV」、(−)側の電圧は「−23mV」、そし
て、それらの絶対値の出力和は「52mV」となる。ま
た、磁石38の角度が「180゜」のとき、タイヤ内の
空気圧は「1.70kg/cm2」であり、そのときの
ホール素子5の(+)側の電圧は「3mV」、(−)側
の電圧は「−57mV」、そして、それらの出力和は
「60mV」となる。このように、磁石38の角度、す
なわちタイヤ内の空気圧の減少に伴って、ホール素子5
の(+)側の電圧は徐々に減少し、一方の(−)側の電
圧は徐々に増加するという傾向がある。
【0018】このように、磁石38とホール素子5とが
正常に取付けられているときには、ホール素子5の
(+)側と(−)側の出力和は、「52〜62mV」の
範囲に収まることが分る。非反転増幅器43aおよび反
転増幅器43bの増幅率を「50」とすると、「2.6
〜3.1V」の範囲内であれば、圧力検出部(磁石、ホ
ール素子、またはこれらの配線など)は故障しておら
ず、上記範囲外であれば、圧力検出部(磁石、ホール素
子、またはこれらの配線など)が故障していると判定で
きる。また、タイヤ内の空気圧が適正範囲内にあるか否
かについては、上述したように、非反転増幅器43aの
出力電圧のピーク値がほぼ0となったか、もしくは反転
増幅器43bの出力電圧のピーク値が所定のしきい値
(例えば、2.7V)より大となったことを判断すれば
よい。したがって、非反転増幅器43aおよび反転増幅
器43bの出力和が「2.6〜3.1V」の範囲外にな
ったときには、上述したLED47を点灯させて、圧力
検出部の故障を表示するようになっている。なお、LE
D47を点滅させるようにしてもよい。
【0019】次に、上述したタイヤ空気圧検出装置Aの
動作について図5を参照して説明する。図5はタイヤ空
気圧検出装置Aの動作手順を示すフローチャートであ
る。図において、まず、ステップSA1において、制御
装置46から切替信号SSを出力し、マルチプレクサ4
4の第1のスイッチSW1をオンとする。そして、ステ
ップSA2において、非反転増幅器43aの出力電圧を
取り込み、これをA/D変換器によってデジタル信号に
変換し、出力データAD1として内蔵のRAMへ格納す
る。次に、ステップSA3へ進み、制御装置46から切
替信号SSを出力し、マルチプレクサ44の第2のスイ
ッチSW2をオンとする。そして、ステップSA4にお
いて、反転増幅器43bの出力電圧を取り込み、これを
A/D変換器によってデジタル信号へ変換し、出力デー
タAD2として内蔵のRAMへ格納する。
【0020】次に、ステップSA5において、上記出力
データAD1と出力データAD2とを加算し、出力和A
Dを得る。そして、ステップSA6において、出力和A
Dがしきい値SH1(「2.6V」)より小であるか否
かを判断する。そして、出力和ADがしきい値SH1よ
り小である場合には、上記ステップSA6の判断結果が
「YES」となり、ステップSA7へ進む。ステップS
A7では、制御装置46が出力ポートの異常信号をハイ
レベルとする。この結果、トランジスタTrがオン状態
となり、コレクタ−エミッタ間が導通し、LED47が
点灯する。
【0021】一方、出力和ADがしきい値SH1以上で
ある場合には、上記ステップSA6の判断結果は「N
O」となり、ステップSA8へ進む。ステップSA8で
は、出力和ADがしきい値SH2(「3.1V」)より
大であるか否かを判断する。そして、出力和ADがしき
い値SH2より大である場合には、上記ステップSA8
の判断結果が「YES」となり、ステップSA7へ進
む。ステップSA7では、制御装置46が出力ポートの
異常信号をハイレベルとする。この結果、トランジスタ
Trがオン状態となり、コレクタ−エミッタ間が導通
し、LED47が点灯する。また、ステップSA7の処
理が終了するか、あるいは出力和ADがしきい値SH2
以下で、上記ステップSA8の判断結果が「NO」とな
った場合には、ステップSA1へ戻り、上述した処理を
繰返す。
【0022】上述したように、本実施例のタイヤ空気圧
検出装置Aでは、磁石38とホール素子5とが正常な位
置に配設されている場合には、タイヤ(図示せず)内の
空気圧が適正範囲内、もしくは適正範囲外であっても、
ホール素子5が出力する(+)電圧、および(−)電圧
の出力和は、ある所定の範囲内に収まる。したがって、
出力和が上記範囲内にあるか否かを判別することによ
り、圧力検出部(磁石38およびホール素子5)が故障
したかどうかを容易かつ確実に判別できる。
【0023】なお、上述した実施例では、磁石38とホ
ール素子5間の距離が一定であると仮定しているため、
「2.6〜3.1V」を正常と判断しているが、実際に
は、これらの部品が取り付けられるときにズレたり、あ
るいは部品の仕上がり精度によって、磁石38とホール
素子5の距離にバラツキが生じる可能性がある。そこ
で、この距離の変動分を見込んで、例えば「2.3〜
3.5V」というように、正常範囲を取付誤差分だけ広
く取っておくことが望ましい。また、上述した実施例で
は、一輪についてのみ説明したが、複数のタイヤを備え
ているものには、各タイヤに同じタイヤ空気圧検出装置
Aを備えるようにすればよい。
【0024】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明では、
タイヤ側に取り付けられ、タイヤ内の空気圧に応じて回
転し、N極とS極の位置を変化させられる磁石と、車体
側に取り付けられ、タイヤの回転によって磁石に対向さ
せられるときに、前記磁石の極性に応じて正負の出力信
号を出力する検出手段と、前記検出手段の出力信号の絶
対値をとる絶対値手段と、前記絶対値手段の出力信号に
含まれるピーク値の総和を算出し、該総和が所定の範囲
内であるか否かを判別する判別手段と、前記判別手段の
判別結果に応じて点灯もしくは消灯する表示手段とを具
備するようにしたため、タイヤ内の空気圧の低下と、圧
力検出部の故障とを容易かつ確実に区別できるという利
点が得られる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tire pressure detecting device suitable for detecting and monitoring air pressure in a tire mounted on a vehicle body such as an automobile. About. 2. Description of the Related Art Conventionally, a tire pressure detecting device mounted on, for example, an automobile or the like is provided with a pressure sensor for each wheel, and the pressure sensor directly detects the air pressure in the tire. A transmitter for transmitting the output of the pressure sensor is provided on the rotating tire side, while an antenna or the like for receiving a signal from the transmitter is provided on the vehicle body side so that the signal is transmitted. Has become. However, such a tire pressure detection device requires a transmitter for signal transmission, an antenna, and the like, and thus has a problem that the structure is complicated and the manufacturing cost is high. In recent years, in order to solve such a problem, a sensor unit having a magnet or the like that moves in accordance with the air pressure in the tire is provided integrally with the tire on the tire side, and a detection that detects the movement of this magnet or the like on the vehicle body side. There has been proposed a tire pressure detecting device having a configuration provided with a portion. FIG. 6 shows an example of such a tire pressure detecting device. FIG. 6 is a sectional view showing the configuration of a conventional tire pressure detecting device. In FIG. 1, a tire air pressure detecting device 1 includes a sensor unit 4 provided along an outer peripheral surface of a rim 2 a of a wheel 2 to sense an air pressure in a tire 3 mounted on the wheel 2. A Hall element (detection unit) 5 fixed to the vehicle body to detect the displacement of the vehicle and a monitoring circuit (not shown) for monitoring a detection value from the Hall element 5.
A communication hole 6 is formed in the sensor section 4, and the inside of the communication hole 6 a communicates with an air chamber 7 formed by being surrounded by the wheel 2 and the tire 3. Also, the sensor unit 4
Inside, a rubber diaphragm 8 to which the internal pressure of the tire is applied
And a movable member 9 which is movable back and forth in the axial direction of the sensor portion 4, and a spring 1 which biases the movable member 9 toward the air chamber 7.
0 and a magnet 12 attached to the mover 9 via an arm 11 protruding toward the inner peripheral surface of the rim 2 a of the wheel 2. [0004] The tire pressure detecting device 1 having such a configuration is described.
Then, the diaphragm 8 is deformed in the axial direction of the sensor unit 4 in accordance with the air pressure in the tire 3, and the magnet 12
Move in the axial direction together with the moving element 9, the distance between the magnet 12 and the Hall element 5 changes, and the magnetic field strength of the magnet 12 detected by the Hall element 5 by the Hall effect changes. When the value detected by the Hall element 5 deviates from a predetermined range, the monitoring circuit determines that the air pressure in the tire 3 is abnormal. In the conventional tire pressure detecting device described above, it is determined whether or not the air pressure in the tire is within an appropriate range based on the distance between the magnet 12 and the Hall element 5. Pressure detectors (magnets and Hall elements) are bent or broken by stones or the like, or Hall elements are damaged for the same reason, or the connector to the Hall element is dropped. Even in this case, it is only possible to determine that the air pressure is out of the proper range, and there is a problem that it is not possible to distinguish between a failure of the pressure detection unit and a decrease in the air pressure. The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a tire pressure detecting device capable of distinguishing between a decrease in air pressure in a tire and a failure of a pressure detecting unit. [0007] In order to solve the above-mentioned problems, a magnet mounted on the tire side, which rotates according to the air pressure in the tire, and which can change the positions of the N pole and the S pole. (38) and the magnet (38), which is attached to the vehicle body side and is opposed to the magnet by rotation of a tire.
A pressure detecting section comprising a detecting means (5) for outputting a positive or negative output signal according to the polarity of the signal; and absolute value means (43a, 43b, 44) for obtaining an absolute value of the output signal of the detecting means
If, to calculate the sum of the peak value in the output signal of said absolute value means, depending on whether said total sum is within a predetermined range
Determining means (46) for determining a failure of the pressure detecting unit ;
Lighting or according to the determination result of the determination means (46)
There is provided a tire pressure detecting device provided with a blinking display means (41). According to the present invention, when the magnet rotates according to the air pressure in the tire, the positions of the N pole and the S pole are changed.
The detection means attached to the vehicle body
By the magnet attached to the tire side
In this case, the polarity of the magnet facing the detection means changes, and the detection means outputs a positive voltage that simply decreases according to the rotation of the magnet and a negative voltage that simply increases. The absolute value of the positive / negative voltage is obtained by absolute value means. Then, the peak value included in the output signal of the absolute value means is added by the discriminating means, whereby the sum of the peak values is calculated, and it is determined whether or not the sum is within a predetermined range. If the sum is within the predetermined range, it is determined that there is no abnormality in the magnet and the detecting means, and the display means is turned off. On the other hand, if the sum is out of the appropriate range, it is determined that an abnormality has occurred in the magnet and the detection unit, and the display unit is turned on. Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a part of an automobile provided with a tire pressure detecting device according to the present invention. In the figure, portions common to the conventional example are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In FIG. 1, a tire pressure detecting device A
Is a sensor unit 31 provided along the inner peripheral surface of the rim 2a of the wheel 2 to sense air pressure in a tire (not shown) mounted on the wheel 2,
A Hall element (detection unit) 5 fixed to the vehicle body (not shown) for detecting the magnetism of the vehicle, a monitoring circuit 40 for monitoring a detection value from the Hall element 5, and a display unit 41
It is composed of A communication hole 6 is formed in the sensor section 31, and the inside 31a of the communication hole 6 is formed between the wheel 2 and a tire (not shown).
And a structure communicating with the air chamber 7 surrounded by In the sensor section 31, a diaphragm 32 made of rubber or the like, and a piston (moving element) 33 made of, for example, a lubricating resin, which is attached to a tip end of the diaphragm 32 and is movable in the axial direction of the sensor section 31, are provided. Provided. As a result, the diaphragm 32 is deformed in accordance with the air pressure in the tire (not shown), and accordingly, the piston 33 moves forward and backward. A rotating shaft 34 extending in the axial direction of the sensor unit 31 is disposed on the tip 31b side in the sensor unit 31. One end 34 a of the rotating shaft 34 is formed in a spherical shape so as to make point contact with the piston 33. An edge 34b is formed on one end 34a side of the rotating shaft 34, and a concave portion 33a of the piston 33 is formed.
And is rotatably supported in the rotation shaft 34.
Can move forward and backward integrally with the piston 33 while rotating. On the other hand, the other end 34 c of the rotating shaft 34 is caulked so that the rotating shaft 34 does not come off from the support portion 35 formed integrally with the sensor portion 31. On the other end 34c side, a thread 36 to be screwed with the support portion 35 is formed with a lead amount of, for example, 6 mm. An annular magnet 38 is attached to an edge 34d formed in a plane perpendicular to the axis of the rotating shaft 34 by bonding or the like. It is arranged to be an S pole. The rotating shaft 34 having such a configuration is configured to be able to advance and retreat with a stroke of 3 mm in the axial direction. Edge 34 of rotating shaft 34
The ends of a torsion coil spring (biasing member) 39 are fixed to d and the support portion 35, respectively, and are configured to bias the rotation of the rotation shaft 34 in the axial direction. The torsion coil spring 39 urges the rotation shaft 34 to rotate in the direction of moving to the base 31 c side of the sensor unit 31 when the pressure applied to the diaphragm 32 reaches a predetermined constant value. , And has been compressed by a predetermined amount and twisted in the rotation direction of the rotation shaft 34. In the tire pressure detecting device A having the above-described configuration, the air pressure in the tire (not shown) is set to a predetermined appropriate range (for example, 1.9 to 2.1 in the case of an automobile).
When the pressure is within kg / cm 2 ), the S element of the magnet 38 is detected by the Hall element 5 as shown in FIG. Then, due to some cause such as a puncture, the air pressure in the tire (not shown) becomes lower limit value (for example, 1.7 kg /
When the pressure drops to not more than cm 2 ), the diaphragm 32 is urged by the torsion coil spring 39 and deforms toward the base 31c in accordance with the pressure drop, and accordingly, the piston 33 retreats toward the base 31c. Then, the rotating shaft 34 whose one end 34a abuts on the piston 33 rotates around the axis,
The screw 36 screwed to the support portion 35 is configured to retreat 3 mm toward the base 31c. At this time, the rotating shaft 3
4 has a lead amount of 6 mm, so that the rotating shaft 34 is rotated by 180 ° around the axis, whereby the polarity of the magnet 38 attached to the rotating shaft 34 ( (N pole, S pole) are inverted. Then, the Hall element 5 detects the N pole of the magnet 38. Next, the monitoring circuit 40 will be described. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the monitoring circuit 40. In the figure, a constant voltage source 42 supplies driving power to the Hall element 5 from a vehicle-mounted battery. As described above, the Hall element 5 supplies an output voltage corresponding to the polarity of the magnet 38 to the non-inverting amplifier 43a and the inverting amplifier 43b. The non-inverting amplifier 43a amplifies the output voltage of the Hall element 5 to a predetermined level without inverting the same, and supplies the output voltage to the first switch SW1 of the multiplexer 44. In addition, inverting amplifier 4
3b inverts the output voltage and amplifies the output voltage to a predetermined level, and then supplies the output voltage to the second switch SW2 of the multiplexer 44. The multiplexer 44 controls the first switch SW1 or the second switch S1 according to a switching signal SS supplied from a control device 46 including a microcomputer.
W2 is turned on, and the non-inverting amplifier 43 is turned on.
Either the output voltage “a” or the output voltage of the inverting amplifier 43 b is supplied to the peak hold circuit 45. The peak hold circuit 45 outputs a reset signal RS
Until is supplied, the peak value of the output voltage is detected and held, and supplied to the control device 46 without inversion. The control device 46 includes an A / D converter and a RAM (random access memory).
The multiplexer 44 is switched by outputting the switching signal SS at a predetermined timing, and the output voltage of the non-inverting amplifier 43a and the output voltage of the inverting amplifier 43b are sequentially captured and converted into a digital signal by an A / D converter. Are added to obtain an output sum. Further, the controller 46 compares the output sum with a predetermined threshold value, and when the output sum is smaller than the threshold value, determines that the pressure detection unit is faulty, and outputs an output signal (high level) from the output port. ) Is output to the display unit 41. The control device 46
Determines whether the peak value of the output voltage of the non-inverting amplifier 43a has become substantially "0" or whether the peak value of the output voltage of the inverting amplifier 43b has become larger than a predetermined threshold value (for example, 2.7 V). It is determined whether or not the air pressure in the tire is within an appropriate range. The display section 41 includes a transistor Tr,
The transistor Tr includes a resistor R and an LED 47 connected in series and connected to the collector of the transistor Tr.
One end of the resistance element R is connected to the vehicle battery, and the emitter of the transistor Tr is grounded. This transistor Tr is a driving element for turning on the LED 47. Only when the output signal supplied from the control device 46 is "1", the collector-emitter conducts and the LED 47 is connected via the resistor R. A predetermined current is supplied to the LED 47 to turn on the LED 47. In addition,
The resistance element R determines a current value flowing through the LED 47. The LED 47 is provided on the instrument panel so that the driver can check. The relationship between the rotation of the magnet 38 and the Hall element 5 will now be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing the positional relationship between the magnet 38 and the Hall element 5 and the output voltage of the Hall element 5 at that time. In FIG. 3A, the air pressure in the tire is an appropriate value (for example,
2.0 kg / cm 2 ) and the angle of the magnet 38 is “0
゜ ”) indicates the output voltage of the Hall element 5. In this case, a positive voltage is output from the Hall element 5. Further, as shown in FIG. 3B, the air pressure in the tire decreases (for example, 1.85 kg / cm 2 ) and the magnet 38
Is rotated by 90 ° about the rotation shaft 34, the Hall element 5 outputs positive and negative voltages. Further, FIG.
As shown in (c), when the air pressure in the tire decreases (for example, 1.70 kg / cm 2 ) and the magnet 38 rotates 180 ° about the rotation axis 34, a negative value is generated from the Hall element 5. A voltage is output. FIG. 4 shows the magnet 38 and the Hall element 5.
The change in the output voltage of the Hall element 5 is shown when the distance between the Hall element 5 is 5 mm. FIG. 4 shows the air pressure (barometric pressure) in the tire, the angle of the magnet 38 at that pressure, the (+) side voltage and the (−) side voltage of the Hall element 5 in that state, and the output sum thereof. . For example, when the angle of the magnet 38 is “0 °”, the air pressure in the tire is “2.00”.
kg / cm 2 ”, and the voltage on the (+) side of the Hall element 5 is“ 59 mV ”and the voltage on the (−) side is“ −
3mV ", and the output sum of their absolute values is" 62mV ".
V ". Similarly, the angle of the magnet 38 is “90 °”.
, The air pressure in the tire is "1.85 kg / cm 2 "
And the voltage on the (+) side of the Hall element 5 at that time is
“29 mV”, the voltage on the (−) side is “−23 mV”, and the output sum of their absolute values is “52 mV”. When the angle of the magnet 38 is “180 °”, the air pressure in the tire is “1.70 kg / cm 2 ”, and the voltage on the (+) side of the Hall element 5 at that time is “3 mV”, (− ) -Side voltage is “−57 mV”, and their output sum is “60 mV”. Thus, as the angle of the magnet 38, that is, the air pressure in the tire decreases, the Hall element 5
There is a tendency that the voltage on the (+) side gradually decreases and the voltage on the other (-) side gradually increases. As described above, when the magnet 38 and the Hall element 5 are properly mounted, the sum of outputs on the (+) side and the (-) side of the Hall element 5 falls within the range of "52 to 62 mV". I understand. Assuming that the amplification factors of the non-inverting amplifier 43a and the inverting amplifier 43b are “50”, “2.6”
If the pressure detection unit (magnet, hall element, wiring of these, etc.) is not out of the range, the pressure detection unit (magnet, hall element, Or these wirings) can be determined to be faulty. As described above, whether or not the air pressure in the tire is within the appropriate range is determined by determining whether the peak value of the output voltage of the non-inverting amplifier 43a is substantially zero or the peak value of the output voltage of the inverting amplifier 43b. Is larger than a predetermined threshold value (for example, 2.7 V). Therefore, when the sum of the outputs of the non-inverting amplifier 43a and the inverting amplifier 43b is out of the range of "2.6 to 3.1 V", the LED 47 is turned on to indicate the failure of the pressure detecting unit. ing. Note that LE
D47 may be blinked. Next, the operation of the tire pressure detecting device A will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing an operation procedure of the tire pressure detecting device A. In the figure, first, in step SA1, a switching signal SS is output from the control device 46 and the multiplexer 4
4 turns on the first switch SW1. Then, in step SA2, the output voltage of the non-inverting amplifier 43a is fetched, converted into a digital signal by an A / D converter, and stored in the built-in RAM as output data AD1. Next, the process proceeds to step SA3, where a switching signal SS is output from the control device 46, and the second switch SW2 of the multiplexer 44 is turned on. Then, in step SA4, the output voltage of the inverting amplifier 43b is fetched, converted into a digital signal by the A / D converter, and stored in the built-in RAM as output data AD2. Next, at step SA5, the output data AD1 and the output data AD2 are added, and the output sum A
Get D. Then, in step SA6, the output sum A
It is determined whether D is smaller than threshold value SH1 ("2.6 V"). If the output sum AD is smaller than the threshold value SH1, the result of the determination in step SA6 is "YES", and the flow proceeds to step SA7. Step S
In A7, the control device 46 sets the abnormality signal of the output port to a high level. As a result, the transistor Tr is turned on, the conduction between the collector and the emitter is conducted, and the LED 47 is turned on. On the other hand, if the output sum AD is equal to or greater than the threshold value SH1, the result of the determination at step SA6 is "N
O ", and the process proceeds to Step SA8. In step SA8, it is determined whether or not the output sum AD is greater than a threshold value SH2 ("3.1 V"). If the output sum AD is larger than the threshold value SH2, the control goes to step SA8.
Is "YES", and the flow proceeds to step SA7. At step SA7, the control device 46 sets the abnormality signal of the output port to high level. As a result, the transistor Tr is turned on, the conduction between the collector and the emitter is conducted, and the LED 47 is turned on. Further, the processing of step SA7 is completed, or the output sum AD becomes equal to the threshold value SH2.
Hereinafter, when the result of the determination in step SA8 is "NO", the process returns to step SA1, and the above-described processing is repeated. As described above, in the tire pressure detecting device A of the present embodiment, when the magnet 38 and the Hall element 5 are arranged at normal positions, the air pressure in the tire (not shown) is increased. Even within the proper range or outside the proper range,
The output sum of the (+) voltage and the (-) voltage output by the Hall element 5 falls within a certain predetermined range. Therefore,
By determining whether or not the output sum is within the above range, it is possible to easily and reliably determine whether or not the pressure detector (the magnet 38 and the Hall element 5) has failed. In the above embodiment, since the distance between the magnet 38 and the Hall element 5 is assumed to be constant,
Although it is determined that "2.6 to 3.1 V" is normal, actually, the distance between the magnet 38 and the Hall element 5 varies due to a deviation when these parts are attached or due to the finishing accuracy of the parts. May occur. Therefore, in consideration of the variation of the distance, for example, “2.3 to
It is desirable to keep the normal range wider by the mounting error, such as "3.5 V". Further, in the above-described embodiment, only one wheel has been described. However, if a plurality of tires are provided, the same tire pressure detecting device A may be provided for each tire. As described above, according to the present invention,
Attached to the tire side, and rotates in response to air pressure in the tire, and a magnet for changing the position of the N and S poles, the vehicle body
Side, facing the magnet by tire rotation
When the canceller, a detecting means for outputting a positive or negative output signal in response to the polarity of the magnet, and the absolute value means for taking the absolute value of the output signal of said detecting means, peaks in the output signal of the absolute value means A tire calculating means for calculating the sum of the values and determining whether or not the sum is within a predetermined range; and a display means for turning on or off the light in accordance with a result of the determination by the determining means. This has the advantage that the decrease in the air pressure in the inside and the failure of the pressure detecting section can be easily and reliably distinguished.
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るタイヤ空気圧検出装置の一例で
あって、タイヤ内の空気圧が適正範囲内であるときの状
態を示す正面断面図である。
【図2】 同装置の監視回路の構成を示すブロック図で
ある。
【図3】 (a)は、タイヤ内の空気圧が適正範囲内に
あるときの磁石38の向きと、そのときのホール素子5
の出力電圧を示す図であり、(b)は、タイヤ内の空気
圧が減少したときの磁石38の向きと、そのときのホー
ル素子5の出力電圧を示す図であり、(c)は、タイヤ
内の空気圧がさらに減少し、適正範囲外になったときの
磁石38の向きと、そのときのホール素子5の出力電圧
を示す図である。
【図4】 磁石38とホール素子5との間隔を5mmと
した場合、ホール素子5の出力電圧の変化を示す図であ
る。
【図5】 タイヤ空気圧検出装置Aの動作手順を示すフ
ローチャートである。
【図6】 従来のタイヤ空気圧検出装置の構成を示す断
面図である。
【図7】 従来のタイヤ空気圧検出装置のホール素子の
出力信号を示す波形図である。
【符号の説明】
5…ホール素子(検出手段)、40…監視回路、41…
表示部(表示手段)、43a…非反転増幅器(絶対値手
段)、43b…反転増幅器(絶対値手段)、44…マル
チプレクサ(絶対値手段)、45…ピーク・ホールド回
路、46…制御装置(判別手段)、47…LED、Tr
…トランジスタ。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an example of a tire pressure detecting device according to the present invention, and is a front sectional view showing a state when an air pressure in a tire is within an appropriate range. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a monitoring circuit of the device. FIG. 3A shows the orientation of the magnet 38 when the air pressure in the tire is within an appropriate range and the Hall element 5 at that time.
(B) is a diagram showing the orientation of the magnet 38 when the air pressure in the tire decreases and the output voltage of the Hall element 5 at that time, and (c) is a diagram showing the tire output voltage. FIG. 8 is a diagram showing the orientation of the magnet 38 when the air pressure inside the sensor falls outside the appropriate range and the output voltage of the Hall element 5 at that time. FIG. 4 is a diagram showing a change in the output voltage of the Hall element 5 when the distance between the magnet 38 and the Hall element 5 is 5 mm. FIG. 5 is a flowchart showing an operation procedure of the tire pressure detecting device A. FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional tire pressure detecting device. FIG. 7 is a waveform diagram showing an output signal of a Hall element of the conventional tire pressure detecting device. [Description of Signs] 5 ... Hall element (detection means), 40 ... Monitoring circuit, 41 ...
Display unit (display means), 43a: non-inverting amplifier (absolute value means), 43b: inverting amplifier (absolute value means), 44: multiplexer (absolute value means), 45: peak hold circuit, 46: control device (discrimination) Means), 47… LED, Tr
... transistors.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 正昭 東京都江東区木場一丁目5番1号 株式 会社フジクラ内 (72)発明者 大下 宰一郎 東京都新宿区西新宿一丁目7番2号 富 士重工業株式会社内 (72)発明者 深田 和寿 東京都新宿区西新宿一丁目7番2号 富 士重工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−6971(JP,A) 特開 昭48−71284(JP,A) 特開 昭49−9776(JP,A) 特開 平6−293205(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60C 23/00 - 23/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Masaaki Yamamoto 1-5-1, Kiba, Koto-ku, Tokyo Inside Fujikura Co., Ltd. Inside Fuji Heavy Industries Ltd. (72) Inventor Kazuhisa Fukada 1-7-2 Nishi Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Inside Fuji Heavy Industries Ltd. (56) References JP 49-6971 (JP, A) JP Sho A 48-71284 (JP, A) JP-A-49-9776 (JP, A) JP-A-6-293205 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B60C 23/00 -23/08
Claims (1)
気圧に応じて回転し、N極とS極の位置を変化させられ
る磁石(38)と、車体側に取り付けられ、タイヤの回
転によって磁石に対向させられるときに、前記磁石(3
8)の極性に応じて正負の出力信号を出力する検出手段
(5)とからなる圧力検出部と、前記検出手段の出力信
号の絶対値をとる絶対値手段(43a,43b,44)
と、前記絶対値手段の出力信号に含まれるピーク値の総
和を算出し、該総和が所定の範囲内であるか否かにより
前記圧力検出部の故障を判別する判別手段(46)と、
前記判別手段(46)の判別結果に応じて点灯もしくは
点滅する表示手段(41)とを具備することを特徴とす
るタイヤ空気圧検出装置。(57) [Claim 1] A magnet (38) attached to the tire side, which rotates according to the air pressure in the tire and can change the positions of the N pole and the S pole, and a magnet (38) When mounted and opposed to the magnet by rotation of the tire, said magnet (3
8) A pressure detecting section comprising detecting means (5) for outputting a positive or negative output signal according to the polarity, and absolute value means (43a, 43b, 44) for obtaining an absolute value of the output signal of the detecting means.
If, to calculate the sum of the peak value in the output signal of said absolute value means, depending on whether said total sum is within a predetermined range
Determining means (46) for determining a failure of the pressure detecting unit ;
Lighting or according to the determination result of the determination means (46)
A tire pressure detecting device comprising: a blinking display means (41).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP12557594A JP3406063B2 (en) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | Tire pressure detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12557594A JP3406063B2 (en) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | Tire pressure detector |
Publications (2)
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| JPH07329523A JPH07329523A (en) | 1995-12-19 |
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| CA2168940C (en) * | 1995-02-08 | 2007-05-01 | Kenji Furuichi | Tire pressure detector |
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