JP2005084003A - タイヤ空気圧検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 正確な車体速に基づいて、４輪車両における各車輪の空気圧低下判定閾値が切り換えられるようなタイヤ空気圧低下検知装置を提供する。
【解決手段】 空気圧検知装置１は、各車輪速センサＳ（ＳＦＲ，ＳＦＬ，ＳＲＲ，ＳＲＬ）で検出された各車輪速（ＶｗＦＲ，ＶｗＦＬ，ＶｗＲＲ，ＶｗＲＬ）を入力し、右前車輪及び左前車輪の車輪速差と右後車輪及び左後車輪の車輪速差との偏差を算出する。このとき、適正な空気圧の動荷重半径と空気圧低下を検知すべき動荷重半径との差は車体速によって異なるので、空気圧検知装置１は、その差に対応する車輪速の偏差が、車体速測定装置２から入力された車体速Ｖｖに応じた空気圧低下判定閾値を超えたか否かによってタイヤの空気圧低下を判定する。なお、車体速測定装置２は、ホイールベースＷＢを右前車輪ＷＦＲが所定地点を踏んだ時刻と右後車輪ＷＲＲが同地点を踏んだ時刻との時間差で割って車体速度Ｖｖを算出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、四輪車両におけるタイヤの空気圧状態を検知するタイヤ空気圧検知装置に関し、特に、車両の走行速度に応じて適正にタイヤの空気圧低下を検知するタイヤ空気圧検知装置に関する。

従来より、ブレーキロック防止システム（Anti-lock Brake System、以下、ＡＢＳという）の車輪速センサが検出する各車輪の回転速度（以下、車輪速という）の和又は差によってタイヤの空気圧低下を検知することができるタイヤ空気圧検知装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術は、空気圧の低下した車輪はタイヤの径、すなわち、動荷重半径（Dynamic Load Radius、以下、ＤＬＲという）が小さくなるので他の車輪より速く回転するという現象を利用してタイヤの空気圧低下を検知するものである。このようなタイヤ空気圧検知装置によれば、各車輪に備えられた車輪速センサから得られる車輪速の和又は差を算出することによって、走行しながらタイヤの空気圧低下を検知することが可能である。例えば、四輪車両における４つのタイヤのうちの対角線上にある１対のタイヤの回転角速度の和と、他の１対のタイヤの回転角速度の和との比からタイヤの空気圧低下を検知するものや、右前車輪及び左前車輪の車輪速差と右後車輪及び左後車輪の車輪速差との偏差（以下、ΔＶｗという）からタイヤの空気圧低下を検知するものなどが知られている。

このようなＡＢＳ方式によるタイヤ空気圧検知装置は、例えば、車輪速の偏差ΔＶｗが所定の空気圧低下判定閾値（以下、単に閾値ともいう）を超えたか否かを検知することによって、タイヤの空気圧低下を間接的に検知しているのであり、間接式空気圧検知装置と呼ばれている。この閾値は、正常な空気圧の車輪のＤＬＲと、空気圧低下を検知すべき車輪のＤＬＲの基準値（正常な空気圧のＤＬＲより小さい）との差に対応する車輪速差である。

また、このような間接式空気圧検知装置においては、車輪速が高くなると、同じ空気圧であっても、タイヤ内部の空気温度の上昇や遠心力の増加などによってタイヤが膨張してＤＬＲが増加する。そこで、偏差ΔＶｗが所定の閾値を超えたか否かを検知することによるタイヤの空気圧低下の判定を高精度かつ短時間で行うためには、車輪速の変化によるＤＬＲの変動分（以下、ΔＤＬＲという）を排除するように偏差ΔＶｗの閾値を補正する必要がある。そのため、四輪の各車輪に対して、それぞれの車輪の車輪速に応じてその閾値を変えることができるような設定が行われている。

このようにして、各車輪の車輪速の変化に応じて閾値の補正を行うことにより、車輪の車輪速の変化によるΔＤＬＲを排除し、各車輪の車輪速の変化に関わらず常に正確な偏差ΔＶｗの閾値によって空気圧低下の判定を行っている。すなわち、車輪速が高くなるとΔＤＬＲが減少するので、その分だけ偏差ΔＶｗの閾値を小さくするような補正を行っている。車輪の車輪速が所定値以上の範囲においては、タイヤの空気圧が３０％〜５０％ぐらい低下してもΔＤＬＲは０.２％ぐらいであるので、車輪速の変化によるΔＤＬＲを補償するための偏差ΔＶｗの閾値の設定はかなり高精度に行う必要がある。

また、車両の速度（以下、車体速という）を検出する場合は、４輪車輪のうちいずれかの車輪速、例えば最も高い車輪速を車体速として検出し、その検出した車輪速が所定値以上になったときに、偏差ΔＶｗの閾値を切り換えている。このようにして、車輪速に応じて閾値を変えることによって、車体速の変化によるΔＤＬＲを除去している。また、駆動輪側の２つの車輪速の平均値を車体速として検出し、その検出した車輪速の平均値が所定値以上になったら４輪車輪のそれぞれの閾値を切り換える方法も行われている。車輪速に応じてタイヤ空気圧低下の判定値を補正する例が、特許文献２に開示されている。
特開平６−９２１１４号公報（請求項１、段落番号００１９〜００４０、図１〜８） 特開平７−１２５５１２号公報（段落番号００２３〜００３０、図４、５）

しかしながら、前記従来のタイヤ空気圧検知装置による閾値の切換え方法は、いずれかの車輪速によって車体速を推定するか、又は二つの駆動輪の車輪速の平均値によって車体速を推定しているので、正確な車体速に基づいて閾値の切り換えを行うことはできない。つまり、いずれかの一輪の車輪速、又は二つの駆動輪の平均車輪速を車体速と見なして、偏差ΔＶｗの閾値を切り換えるための車体速の切換タイミングとしているので、正確な車体速による閾値の切換タイミングとはいえない。

また、４輪のそれぞれの車輪速を検知しながら最も高い車輪速を車体速として検出する方法では、車輪速を比較判定するための処理回路が複雑になるなど、車両全体をコストアップさせる要因となる。更に、２つの駆動輪の車輪速の平均値によって車体速を推定する方法では、例えば、駆動輪の一方の車輪がパンクしたときなどのように左右両輪のＤＬＲの大きさが極端に異なる場合は、パンクした車輪（つまり、ＤＬＲが小さく、車輪速が高い車輪）のＤＬＲに大きく依存されてしまって正しい車体速を検出することができない。つまり、実際の車体速から大きくかけ離れた速度を車体速として検出してしまうことになる。

また、４輪のそれぞれの車輪速を検知して何れかの車輪の車輪速を車体速とする方法では、４輪の車輪速が大きくばらついているときに、閾値を切り換える車体速の境界値付近に４輪の車輪速が分布すると、偏差ΔＶｗの閾値を補正するために選択する車体速が安定しないために、空気圧低下を検知する警報が断続的に鳴動するようなハンチング現象を起こす要因となる。例えば、車体速１００ｋｍ/ｈを閾値の切換タイミングとする場合、左前輪が８５ｋｍ/ｈ、右前輪が９０ｋｍ/ｈ、左後輪が９５ｋｍ/ｈ、右後輪が１００ｋｍ/ｈ、というように４輪の車輪速が大きくばらついていると、閾値を切り換えたり切り換えなかったりというような閾値切換タイミングのハンチング現象が発生する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、正確な車体速に基づいて４輪車両における各車輪の空気圧低下判定閾値が切り換えられるようなタイヤ空気圧低下検知装置を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するために創案されたものであり、請求項１に記載のタイヤ空気圧低下検知装置は、四輪車両における各タイヤの空気圧低下を検知するタイヤ空気圧検知装置であって、四輪車両における前輪及び後輪の間の距離として用いる基準長を予め記憶し、前輪が路面の所定位置を通過した時刻と後輪が所定位置を通過した時刻との時間差を測定し、基準長と時間差とに基づいて四輪車両の車体速を測定する車体速測定手段と、各車輪に備えられた車輪速センサにより取得した車輪速から右前車輪及び左前車輪の車輪速差と右後車輪及び左後車輪の車輪速差との偏差を算出する偏差算出手段と、車体速測定手段が測定した車体速に応じて、空気圧低下を検知する基準となる偏差の閾値を設定する閾値設定手段と、偏差と閾値とを比較することによって各タイヤの空気圧低下を検知する空気圧検知手段とを備えたことを特徴とする。

すなわち、車輪速が高くなるとタイヤ内部の空気温度の上昇や遠心力の増加などによってタイヤが膨張してＤＬＲが増加する。そこで、タイヤの空気圧低下の判定を高精度に行うためには、車輪速の変化によるタイヤのＤＬＲの変動分ΔＤＬＲを排除するように車輪速から算出する偏差の閾値を補正する必要がある。言い換えれば、タイヤのＤＬＲは、同じ空気圧であっても車輪速、つまり車体速によって異なった値となる。そこで、本発明では、正確な車体速を測定し、その測定した車体速に応じて車輪速の偏差を比較判定するための空気圧低下判定閾値を切り換えている。これによって、車体速の変化に関わらず常に一定の空気圧で空気圧低下を判定することができる。具体的には、前輪と後輪との間の距離として用いる基準長（例えば、ホイールベース）を、前輪が所定地点を踏んだタイミングと後輪が同一の所定地点を踏んだタイミングとの時間差で割って車体速を求め、この車体速に応じて空気圧低下判定閾値を変えている。これによって、車両ごとに一つの車体速によって空気圧低下判定閾値を切り換えることができる。
なお、特許請求の範囲における「偏差算出手段」、「閾値設定手段」及び「空気圧検知手段」は、後記する実施の形態において、「空気圧検知装置」としてまとめて説明する。

請求項２に記載のタイヤ空気圧低下検知装置は、空気圧検知手段が、車体速が高くなるほど、偏差の閾値を小さくすることを特徴とする。
すなわち、車体速が高くなると（つまり、車輪速が高くなると）、タイヤ内部の空気温度の上昇や遠心力の増加などによってタイヤが膨張してＤＬＲが増加する。このＤＬＲの増加は、空気圧が低いほど顕著になり、これによって、適正な空気圧のＤＬＲと空気圧が低下しているＤＬＲとの差が減少する。そこで、車体速が高くなるにしたがって偏差の空気圧低下判定閾値を小さくすれば、車体速の変化によるΔＤＬＲを排除するように偏差の空気圧低下判定閾値を補正することができる。よって、車体速の変化に関わらず常に一定の空気圧で空気圧低下を判定することができる。

請求項３に記載のタイヤ空気圧低下検知装置は、車体速測定手段が、時間差として、前輪が路面の所定位置を通過することによって前輪に振動パルスが発生した時刻と、後輪が所定位置を通過することによって後輪に振動パルスが発生した時刻との時間差を測定することを特徴とする。
すなわち、本発明のタイヤ空気圧低下検知装置によれば、前輪側のセンサが路面の段差やバンプ（路面の凹凸）によって変動する振動パルスを検出し、更に、後輪側のセンサが路面の段差やバンプによって変動する振動パルスを検出している。このとき、前輪側の路面の検出値の振動パルスと後輪側の路面の検出値の振動パルスとは、同じ段差やバンプによって発生したものである。したがって、前輪側の振動パルスと後輪側の振動パルスをパターンマッチングさせて両者が一致したパターンの間の時間差を求め、この時間差と予め記憶しておいた車両の基準長（例えば、前輪と後輪との間の距離であるホイールベース）とによって車体速を求めれば、正確な車体速を算出することができる。

本発明のタイヤ空気圧低下検知装置によれば、予め記憶されている基準長を、前輪が路面のある位置を踏んだタイミングと後輪が路面の同一位置を踏んだタイミングとの時間差で割って車体速を求めている。そして、この車体速に応じて空気圧低下判定閾値を切り換えている。このようにして、車両ごとに一つの車体速のタイミングによって四輪の空気圧低下判定閾値を一括して切り換えることにより、タイヤ空気圧低下検知装置の演算回路の処理負担を軽減させることができるので、タイヤ空気圧低下検知装置の回路を簡素化してコストダウンを図ることができる。また、四輪の各車輪速に依存しない車体速によって空気圧低下判定閾値を切り換えることにより、四輪の全てに対して空気圧低下判定閾値の切り換えタイミングを一致させることができるので、タイヤの空気圧低下判定をスムーズに行うことができる。更に、車両ごとに一つの車体速を用いて空気圧低下判定閾値の切り換えタイミングとすれば、四輪の何れの車輪速にも偏らないで閾値の補正を行うことができるので、極めて正確にタイヤの空気圧低下を判定することができる。

≪タイヤ空気圧検知装置の概要≫
まず、本発明におけるタイヤ空気圧検知装置の概要について説明する。本発明におけるタイヤ空気圧検知装置は、四輪車両において、ブレーキロック防止システム（ＡＢＳ）に用いられている車輪速センサを利用してタイヤの空気圧低下を検知するシステムとなっている。尚、このようなシステムをＡＢＳ方式のタイヤ空気圧監視システム（Tire Pressure Monitoring System、以下、ＴＰＭＳという）という。このようなＴＰＭＳにおいて、前記背景技術で説明した各車輪速から算出する偏差ΔＶｗの空気圧低下判定閾値（以下、単に閾値ともいう）の切換タイミングを、四輪車両に固有な一つの車体速によって決定するように構成されている。つまり、車体速の変化によって生じる動荷重半径（ＤＬＲ）の変動分（ΔＤＬＲ）を補償するために、車輪速の偏差ΔＶｗの閾値を、従来のように四輪車輪のうちの何れかの車輪速や平均車輪速のタイミングによって切り換えるのではなく、車体速によって切り換えるように構成したことを特徴としている。このようにして、四輪の何れの車輪速にも偏らない車体速のタイミングで偏差ΔＶｗの閾値を切り換えれば、タイヤの空気圧低下判定閾値を一つの車体速のタイミングで切り換えることができると共に、空気圧低下の検出精度を向上させることができる。また、空気圧低下の判定時間を短縮することもできる。

≪タイヤ空気圧検知装置を備えた車両の構成≫
以下、図面を用いて、本発明におけるタイヤ空気圧検知装置の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧検知装置を搭載した車両のシステム構成図である。図１に示すように、車両Ｃは、ＦＲＯＮＴ（前）を上部にして、右前車輪ＷＦＲ、左前車輪ＷＦＬ、右後車輪ＷＲＲ及び左後車輪ＷＲＬの４つの車輪を有する四輪車両である。また、各車輪（ＷＦＲ，ＷＦＬ，ＷＲＲ，ＷＲＬ）にはそれぞれ対応した車輪速センサＳ（ＳＦＲ，ＳＦＬ，ＳＲＲ，ＳＲＬ）が備えられている。これらの４個の車輪速センサＳはＡＢＳ用に設けられたセンサであるが、ＡＢＳは周知の技術であるのでその説明は省略する。なお、以下の説明では、各符号に添えられるＦＲは右前車輪、ＦＬは左前車輪、ＲＲは右後車輪、ＲＬは左後車輪を示す添字としての意味を有しているものとする。

更に、車両Ｃには、各車輪速センサＳ（ＳＦＲ，ＳＦＬ，ＳＲＲ，ＳＲＬ）が検出したそれぞれの車輪（ＷＦＲ，ＷＦＬ，ＷＲＲ，ＷＲＬ）の車輪速（ＶｗＦＲ，ＶｗＦＬ，ＶｗＲＲ，ＶｗＲＬ）に基づいてタイヤの空気圧低下を検知する空気圧検知装置（空気圧検知手段）1と、右側前後輪（ＷＦＲ，ＷＲＲ）の各車輪速（ＶｗＦＲ，ＶｗＲＲ）及び右前車輪（ＷＦＲ）から右後車輪（ＷＲＲ）までの距離であるホイールベースＷＢに基づいてＤＬＲの変化に影響されない車体速Ｖｖを測定する車体速測定装置（車体速測定手段）２とが搭載されている。

各車輪速センサＳ（ＳＦＲ，ＳＦＬ，ＳＲＲ，ＳＲＬ）は、例えば、ホール素子などを用いて車輪速パルスを生成する一般的なセンサであり、それぞれ対応する車輪（ＷＦＲ，ＷＦＬ，ＷＲＲ，ＷＲＬ）の車輪速パルスを、右前輪車輪速ＶｗＦＲ、左前輪車輪速ＶｗＦＬ、右後輪車輪速ＶｗＲＲ及び左後輪車輪速ＶｗＲＬとして検出して空気圧検知装置１へ送信している。また、右前車輪ＷＦＲと右後車輪ＷＲＲの車輪速パルスは、右前輪車輪速ＶｗＦＲ及び右後輪車輪速ＶｗＲＲとして車体速測定装置２へ送信されている。尚、車体速測定装置２の詳細な説明は後記する。

各車輪速センサＳが生成して空気圧検知装置１へ送信する車輪速パルスは、車輪速が速くなるほど単位時間当たりのパルス数が多くなり、車輪速が遅くなるほど単位時間当たりのパルス数が少なくなる。一般的には、この車輪速パルスに基づいて車輪速や車体速を測定するが、車輪速パルスから得られる車輪速は、タイヤの空気圧が低いほど、ＤＬＲが小さくなるために高くなる。前記のようにＡＢＳを搭載した車両Ｃは、通常、各車輪ごとに前記のような車輪速センサＳを有しているので、本発明に適用されるタイヤ空気圧検知装置ではこれらの車輪速センサＳを流用している。

空気圧検知装置１は、図示しないマイコン（マイクロコンピュータ）及び周辺回路から構成され、マイコンが、ＲＯＭ（Read Only Memory）に書き込まれたプログラムを読み出し、このプログラムの各モジュールを実行することによって、タイヤの空気圧低下を検知する機能を実現している。また、空気圧検知装置１は、タイヤの空気圧低下を検知するために、各種信号・情報・指令などを入出力する入出力ポート、アナログ信号をデジタル信号に変換してマイコンでデジタル処理するための図示しないＡＤ（Analog Digital）変換器などを有する。

≪空気圧検知装置の動作≫
前記のように構成された空気圧検知装置１は、各車輪速センサＳ（ＳＦＲ，ＳＦＬ，ＳＲＲ，ＳＲＬ）によって検出された右前輪車輪速ＶｗＦＲ、左前輪車輪速ＶｗＦＬ、右後輪車輪速ＶｗＲＲ及び左後輪車輪速ＶｗＲＬを入力する。そして、タイヤの空気圧とＤＬＲと車輪速とが一定の関係を持つことにより、各車輪の車輪速（ＶｗＦＲ，ＶｗＦＬ，ＶｗＲＲ，ＶｗＲＬ）から、右前車輪及び左前車輪の車輪速差と右後車輪及び左後車輪の車輪速差との偏差ΔＶｗを算出する。更に、空気圧検知装置１は、算出された偏差ΔＶｗが、車体速測定装置２から入力された車体速Ｖｖに対応した空気圧低下判定閾値を超えたか否かによって、タイヤの空気圧低下の判定を行う。

ここで、車体速Ｖｖに対応して空気圧低下を判定するための偏差ΔＶｗの閾値を変える理由を説明する。尚、以下の説明では、理解を容易にするために車体速Ｖｖを車輪速Ｖｗに置き換えて説明する。図２は、タイヤ空気圧Ｐをパラメータとしたときの、車輪速ＶｗとＤＬＲとの関係を示す特性図である。図２において、横軸に車輪速Ｖｗ、縦軸にＤＬＲをとったとき、車輪速Ｖｗが所定の車輪速Ｖｗｃｈ（例えば、１２０ｋｍ/ｈ）以下のときは、ＤＬＲは各タイヤ空気圧Ｐごとに一定の値である。すなわち、ある車輪のタイヤ空気圧Ｐの大きさをＰ４＞Ｐ３＞Ｐ２＞Ｐ１とし、Ｐ４を最も適正なタイヤ空気圧であるとすると（つまり、ＤＬＲ４を最も適正なＤＬＲとすると）、タイヤ空気圧Ｐが低下するにしたがって（つまり、タイヤ空気圧がＰ４→Ｐ３→Ｐ２→Ｐ１と低下するにしたがって）、ＤＬＲはＤＬＲ４→ＤＬＲ３→ＤＬＲ２→ＤＬＲ１というように小さくなる。ここで、タイヤ空気圧低下を判定する基準値ＤＬＲＥが設定されているとすると、ＤＬＲがＤＬＲＥ以下に下がったとき（つまり、タイヤ空気圧ＰがＰＥ以下に下がったとき）にそのタイヤの空気圧低下を検知するべきである。
このとき、具体的には、Δｄｌｒ１（＝ＤＬＲ４−ＤＬＲＥ）に対応する車輪速の偏差ΔＶｗを閾値として持っていて、そのときの偏差ΔＶｗが閾値を超えれば、空気圧低下を検知する。

しかし、図２に示すように、車輪速Ｖｗが所定の車輪速Ｖｗｃｈ（例えば、１２０ｋｍ/ｈ）以上になると、タイヤ内部の空気温度の上昇や遠心力の増加などによってタイヤが膨張してＤＬＲが増加する。特に、タイヤ空気圧Ｐが低いほどＤＬＲが大きく増加する。このため、車輪速ＶｗがＶｗｃｈ以上の場合に、Δｄｌｒ１に対応する偏差ΔＶｗを閾値としてタイヤの空気圧低下を判定すると、タイヤ空気圧ＰがＰＥ以下になったときでもタイヤの空気圧低下を検知しないことがある。つまり、車輪速Ｖｗが高くなるほどタイヤ空気圧Ｐが低下しても、適正なＤＬＲとそのときのＤＬＲとの差Δｄｌｒ（つまり、タイヤのつぶれ度合）が、例えば、Δｄｌｒ２のように小さくなるので、正確にタイヤの空気圧低下を判定するためには、車輪速Ｖｗが高くなったときには偏差ΔＶｗの閾値を、例えば、Δｄｌｒ２に対応するように小さく設定する必要がある。以上の例では車輪速Ｖｗを高くした場合について説明したが、車体速Ｖｖを高くした場合でも車輪速Ｖｗが高くなるので同様の現象が発生する。

図３は、車体速Ｖｖに応じて閾値を切り換える概念を示す特性図である。図３では、横軸にタイヤ空気圧Ｐ、縦軸にΔｄｌｒを示し、車体速Ｖｖをパラメータとしている。尚、縦軸のΔｄｌｒは、タイヤの空気圧低下を検知する偏差ΔＶｗの閾値に対応する、適正な空気圧のＤＬＲと実際のＤＬＲとの差を示している。つまり、特性カーブ（ａ）に示すような車体速Ｖｖが１２０ｋｍ/ｈ以下のときのタイヤ空気圧Ｐに対するΔＤＬＲの特性では、タイヤ空気圧ＰがＰＥのときのΔｄｌｒの値はΔｄｌｒ１となる。したがって、Δｄｌｒ１に対応する偏差ΔＶｗを閾値として設定すれば、タイヤ空気圧ＰＥをタイヤの空気圧低下基準値とすることができる。

また、特性カーブ（ｂ）に示すような車体速Ｖｖが１２０ｋｍ/ｈ≦Ｖｖ＜１６０ｋｍ/ｈのときのタイヤ空気圧Ｐに対するΔｄｌｒの特性では、タイヤ空気圧ＰがＰＥのときのΔｄｌｒの値はΔｄｌｒ２となる。したがって、Δｄｌｒ２に対応する偏差ΔＶｗを閾値として設定すれば、タイヤ空気圧ＰＥをタイヤの空気圧低下基準値とすることができる。
更に、特性カーブ（ｃ）に示すような車体速Ｖｖが１６０ｋｍ/ｈ以上のときのタイヤ空気圧Ｐに対するΔｄｌｒの特性では、タイヤ空気圧ＰがＰＥのときにΔｄｌｒの値はΔｄｌｒ３となる。したがって、Δｄｌｒ３に対応する偏差ΔＶｗを閾値として設定すれば、タイヤ空気圧ＰＥをタイヤの空気圧低下基準値とすることができる。
このようにして、車体速Ｖｖに応じてタイヤの空気圧低下を検知する偏差ΔＶｗの閾値を変えられるように設定すれば、車体速Ｖｖによって変化する動荷重半径ＤＬＲの変動分ΔＤＬＲを排除して、常に一定のタイヤ空気圧ＰＥを基準値としてタイヤの空気圧低下を検知することができる。

ここで、本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧検知装置では、タイヤの空気圧低下を検知する車輪速の偏差ΔＶｗの閾値を補正するための設定タイミングを、各車輪によってばらつきのある車輪速Ｖｗではなく、車輪速Ｖｗに偏らない車体速Ｖｖによって決定するように構成されている。具体的には、車両の一方の側の前輪と後輪との間の距離であるホイールベースを、同じ側の前輪が路面のある地点Ａを踏んだ時刻と後輪が路面の同一地点Ａを踏んだ時刻との時間差で割って車体速Ｖｖを求めている。そして、この車体速Ｖｖを求めた時点で偏差ΔＶｗの閾値を再設定している。このようにすれば、車体速Ｖｖによって変化するΔＤＬＲを排除して、常に一定のタイヤ空気圧ＰＥを基準値としてタイヤの空気圧低下を検知することができる。

図１を用いて更に具体的に説明すると、車体速測定装置２は、右前車輪ＷＦＲの車輪速センサＳＦＲが右前輪車輪速ＶｗＦＲを検出した時刻Ｔ１と右後車輪ＷＲＲの車輪速センサＳＲＲが右後輪車輪速ＶｗＲＲを検出した時刻Ｔ２との時間差ΔＴを求め、右前車輪ＷＦＲから右後車輪ＷＲＲまでの距離であるホイールベースＷＢを時間差ΔＴで割って車体速Ｖｖを求めている。つまり、Ｖｖ＝ＷＢ／ΔＴによって車体速Ｖｖを求めている。このようにして求められた車体速Ｖｖは、右前車輪ＷＦＲや右後車輪ＷＲＲのタイヤ径の変化に影響されない。この車体速Ｖｖに応じて偏差ΔＶｗの閾値を所定値に設定すれば、車体速Ｖｖに応じたタイヤの空気圧判定を行うことができる。

図４は、本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧検知装置において、車体速Ｖｖに応じて偏差ΔＶｗの閾値を段階的に切り換える具体的な実施例を示す図であり、横軸に車体速Ｖｖ、縦軸に偏差ΔＶｗを示している。図４に示すように、タイヤの空気圧が一定であっても車体速Ｖｖが増加すると偏差ΔＶｗが小さくなる。例えば、時速４０ｋｍ/ｈのときのΔＶｗはΔＶｗ１、時速６０ｋｍ/ｈのときのΔＶｗはΔＶｗ２、…時速１４０ｋｍ/ｈのときのΔＶｗはΔＶｗ６というように、車体速Ｖｖが増加するにしたがってΔＶｗが小さくなっている。したがって、車体速Ｖｖが増加するにしたがって偏差ΔＶｗの閾値を小さくすれば、車体速Ｖｖの如何に関わらず常に一定の空気圧を基準値としてタイヤの空気圧低下を検知することができる。

≪車体速測定装置の構成≫
ここで、図１を参照しながら、車体速測定装置２が各車輪の車輪速Ｖｗに依存しない車体速Ｖｖを測定する実施の形態について詳細に説明する。車体速測定装置２は、右前車輪ＷＦＲの車輪速センサＳＦＲが検出した右前輪車輪速ＶｗＦＲと右後車輪ＷＲＲの車輪速センサＳＲＲが検出した右後輪車輪速ＶｗＲＲをそれぞれ入力している。更に、車体速測定装置２は、右前車輪ＷＦＲから右後車輪ＷＲＲまでの距離であるホイールベースＷＢを基準長として記憶している。

また、車体速測定装置2は、図示しないマイコン（マイクロコンピュータ）及び周辺回路から構成され、マイコンが図示しないＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出すことにより該当するプログラムの各モジュール（後記するデジタルフィルタ１２、正規化手段１５など）の動作を実行して車体速Ｖｖの測定を行う。更に、車体速測定装置2は、車体速Ｖｖの測定を行うために、各種信号・情報・指令などを入出力する入出力ポート（後記する入出力インタフェイス１１）、アナログ信号をデジタル信号に変換してマイコンでデジタル処理するための図示しないＡＤ変換器などを有している。

図５は、図１に示す車体速測定装置の詳細な構成を示すブロック構成図である。また、図６は、図５に示す車体速測定装置が検出した車輪速Ｖｗの検出値Ｖの変動の模様を示す概念図である。したがって、図５及び図６を参照しながら車体速測定装置２について更に詳細に説明する。図５に示すように、車体速測定装置２は、主に、入出力インタフェイス１１、デジタルフィルタ１２（１２ｆ，１２ｒ）、バッファコントローラ１３（１３ｆ，１３ｒ）、データバッファ１４（１４ｆ，１４ｒ）、正規化手段１５（１５ｆ，１５ｒ）、相互相関関数演算手段１６、最大値抽出手段１７、車体速演算手段１８及び平均車体速演算手段１９を備えた構成となっている。

入出力インタフェイス１１は、車体速測定装置２で処理するデータの入力及び車体速測定装置２で処理されたデータの出力を行う機能を有している。すなわち、図１と対比すると分かるように、入出力インタフェイス１１には、右前輪車輪速ＶｗＦＲと右後輪車輪速ＶｗＲＲとが入力され、車体速測定装置２で処理された結果のデータである車体速Ｖｖ又は平均車体速ＡＶｖが出力される。なお、車体速測定装置２は、図５における上段の系統の右前輪車輪速ＶｗＦＲの車速パルスはデジタルデータの前輪車輪速Ｖｆとして取り扱い、下段の系統の右後輪車輪速ＶｗＲＲの車速パルスはデジタルデータの後輪車輪速Ｖｒとして取り扱うものとする。ちなみに、本実施の形態での車輪速のサンプリングレートは１０００Ｈｚとする。

デジタルフィルタ１２（１２ｆ，１２ｒ）は、刻々と入力される前輪車輪速Ｖｆと後輪車輪速Ｖｒの検出値Ｖを処理し、特定の周波数成分のみを通過させるためのデジタル式のバンドパスフィルタである。このように、特定周波数の前輪車輪速Ｖｆと後輪車輪速Ｖｒのみを通過させる理由は、タイヤのユニフォーミティ（均一性）の崩れによる車輪速の変動を除去して、路面のバンプ（凹凸）や段差など（以下「路面バンプなど」という）による車輪速の変動分を抽出するためである。

つまり、タイヤはゴムやスチールワイヤなどを巻いて製造するため、タイヤの一周に亘っては強度や密度に不均一性（ユニフォーミティの崩れ）が存在する。このため、図６（ａ）に示すように、車輪Ｗが路面上を回転すると、見かけ上は車両Ｃが一定速度で走行していても、車輪速センサＳ（ＳＦＲ，ＳＲＲ）から得られる右前輪車輪速ＶｗＦＲと右後輪車輪速ＶｗＲＲの検出値Ｖの時間変動（車輪速検出値の変動曲線）には、図６（ｂ）に示すように、タイヤのアンバランス（ユニフォーミティの崩れ）による周期の大きな変動が生じる。そして、この周期の大きな変動に、路面のバンプなどによる周期の小さな変動が重畳される。

本実施の形態では、路面バンプなどによる車輪速Ｖｗの変動から絶対的な車体速Ｖｖを求めるために、図６（ｃ）に示すように、タイヤのユニフォーミティの崩れによる変動成分を、デジタルフィルタ１２（１２ｆ，１２ｒ）で除去し（つまりタイヤ固有の影響を排除し）、後の処理を円滑に行えるようにしている。なお、車輪速Ｖｗが速いほど、タイヤのユニフォーミティの崩れによる車輪速変動の周期（周波数）及び路面バンプなどによる車輪速変動の周期（周波数）は全体的に短周期になる（高周波数帯域にシフトする）。このため、デジタルフィルタ１２（１２ｆ，１２ｒ）は、車輪速Ｖｗが速くなるほど高い周波数帯域の車輪速の変動分を通過させるように構成されている。

バッファコントローラ１３（１３ｆ，１３ｒ）は、デジタルフィルタ１２（１２ｆ，１２ｒ）を通過した前輪車輪速Ｖｆと後輪車輪速Ｖｒの検出値Ｖを、例えば１０ｍｓ間隔を置いて取得し、これをデータバッファ１４（１４ｆ，１４ｒ）に所定個数書き込むと共に、書き込んだ検出値Ｖ（Ｖｆ，Ｖｒ）を所定個数まとめて読み出す機能を有している。
データバッファ１４（１４ｆ，１４ｒ）は、前輪車輪速Ｖｆと後輪車輪速Ｖｒの検出値Ｖを一時的に記憶する読み書き自在のバッファメモリである。なお、データの読み書きはバッファコントローラ１３（１３ｆ，１３ｒ）を介して行われる。

ここで、前輪車輪速Ｖｆと後輪車輪速Ｖｒの検出値Ｖは、処理の回数を数える処理カウンタｎ，ｍと対応付けてデータバッファ１４に記憶される。具体的には、前輪側の検出値Ｖｆは配列変数Ｖｆ（ｎ）として処理カウンタｎと対応付けてデータバッファ１４ｆに記憶される。また、後輪側の検出値Ｖｒは、配列変数Ｖｒ（ｍ）として処理カウンタｍと対応付けてデータバッファ１４ｒに記憶される。ちなみに、処理カウンタｎ，ｍは、検出値Ｖ（Ｖｆ，Ｖｒ）を１個記憶する際に１ずつインクリメントされるカウンタ（インデックス）であり、本実施の形態では、処理カウンタｎは１６を上限として、１，２…１６というように“１”ずつインクリメントされ、処理カウンタｍは３０を上限として、１，２…３０というように“１”ずつインクリメントされる。

つまり、前記所定個数（終値Ｎ，Ｍ）は、前輪側のバッファコントローラ１３ｆについていえば１６個（終値Ｎ＝１６）であり、後輪側のバッファコントローラ１３ｒについていえば３０個（終値Ｍ＝３０）である。このように、記憶するデータ数を絞り込むのは、後段の正規化手段１５（１５ｆ，１５ｒ）や相互相関関数演算手段１６における演算処理の負荷を少なくするためである。また、このようにデータ数を絞り込んでも、充分に絶対的な車体速Ｖｖを測定することができるからである。なお、処理カウンタｎ，ｍの初期値はそれぞれ０であるが、実際にデータが記憶されるのは１からである。従って、処理カウンタｎは実質上１〜１６までの正の整数値を取り、処理カウンタｍは実質上１〜３０までの正の整数値を取る。このように、後輪側の処理カウンタｍの終値Ｍが大きな値を取るのは、前輪側で起こったのと同じ事象（特定のバンプなどを通過したことによる検出値Ｖの変動）は時間を隔てて後輪側でも起こるが、後輪側で起こった際にその事象を見逃さないためである。よって、終値Ｍは、前輪側で起こったのと同じ事象を確実に記憶できる数が設定される。

ちなみに、本実施の形態では、データバッファ１４がデジタルフィルタ１２から検出値Ｖを取得する間隔が１０ｍｓおきであることから、処理カウンタｎが１６になるまで検出値Ｖｆを配列変数Ｖｆ（ｎ）に格納すると、検出値Ｖｆを実時間にして１５０ｍｓ分だけデータバッファ１４ｆに記憶したことになる（つまり、１５０ｍｓ＝（１６−１）×１０ｍｓ）。同様に、処理カウンタｍが終値の３０になるまで検出値Ｖｒを配列変数Ｖｒ（ｍ）に格納すると、検出値Ｖｒを実時間で２９０ｍｓ分だけデータバッファ１４ｒに記憶したことになる（つまり、２９０ｍｓ＝（３０−１）×１０ｍｓ）。

なお、車速（車体速、車輪速）が速い場合は、データの取得間隔（サンプリング間隔）を短くするのが好ましい。その一方で、さほど長い時間検出値Ｖを記憶する必要はない。逆に、車速（車体速、車輪速）が遅い場合は、長い時間検出値Ｖを記憶する必要がある。つまり、終値Ｍを大きくするか、サンプリング間隔を長くするかの何れかが必要である。

次に、正規化手段１５（１５ｆ，１５ｒ）について説明する。前輪側の正規化手段１５ｆは、バッファコントローラ１３ｆを介してデータバッファ１４ｆから配列変数Ｖｆ（ｎ）を１６個分、全てを読み出す機能を有する。そして、次の相互相関関数演算手段１６での処理を行い易くするため、検出値Ｖｆ（＝配列変数Ｖｆ（ｎ））から車輪速成分を取り除いて正規化する機能を有する。このため、正規化手段１５ｆは、配列変数Ｖｆ（１）〜Ｖｆ（１６）までの平均車輪速ＡＶｆを求める処理を行う。なお、前輪側の平均車輪速ＡＶｆは、次の式（１）で演算される。
ＡＶｆ＝ΣＶｆ（ｎ）／１６＝（Ｖｆ(1)＋Ｖｆ(2)＋…＋Ｖｆ(16)）／１６ （１
）

また、正規化手段１５ｆは、配列変数Ｖｆ（ｎ）の正規化を次の式（２）のように行い、車輪速成分（平均車輪速ＡＶｆ）を取り除く。
Ｖｆ（ｎ）＝Ｖｆ（ｎ）−ＡＶｆ （２）

なお、処理カウンタｎ（データを記憶している部分）は１〜１６までの正の整数であるので、正規化手段１５ｆは、処理カウンタｎを１から１ずつインクリメントして終値Ｎが１６になるまで式（２）の演算を１６回実行する。これによって正規化した配列変数Ｖｆ（１）〜Ｖｆ（１６）が得られる。ちなみに、本実施の形態では変数名を節約するため、正規化する前と正規化した後で、同じＶｆ（ｎ）という変数名を使用することとする。

後輪側の正規化手段１５ｒも、前輪側の正規化手段１５ｆと同様の正規化処理を行うが重複を避けるために説明は簡略化する。すなわち、正規化手段１５ｒは後輪側の平均車輪速ＡＶｒを次の式（３）で演算する。
ＡＶｒ＝ΣＶｒ（ｍ）／３０＝（Ｖｒ(1)＋Ｖｒ(2)＋…＋Ｖｒ(30)）／３０ （３
）

また、後輪側の正規化手段１５ｒは、平均車輪速ＡＶｒを用いて、次の式（４）により正規化を行う。
Ｖｒ（ｍ）＝Ｖｒ（ｍ）−ＡＶｒ （４）

なお、処理カウンタｍは１〜３０までの正の整数であるので、正規化手段１５ｒは、処理カウンタｍを１から１ずつインクリメントして終値Ｍが３０になるまで式（４）の演算を３０回実行する。これにより、正規化した配列変数Ｖｒ(1)〜Ｖｒ(30)が得られる。

相互相関関数演算手段１６は、フーリエ変換の一種である相互相関関数を演算（実行）する手段である。つまり、この相互相関関数演算手段１６は、前記した１５０ｍｓの間に前輪ＦＲに現れる路面バンプなどによる車輪速の変動パターンと同じ変動パターンが、２９０ｍｓの間に後輪ＲＲにどの時点で現れるのかを判断するための処理を行う手段である。このため、相互相関関数演算手段１６は、正規化手段１５（１５ｆ，１５ｒ）から一括して正規化した配列変数Ｖｆ（ｎ），Ｖｒ（ｍ）を取得して、次の式（５）〜式（１９）に示すように畳み込み積分を行う（式（８）〜式（１８）は省略）。
Ｓ(１)＝Ｖｆ(1)・Ｖｒ(1)＋Ｖｆ(2)・Ｖｒ(2)＋…＋Ｖｆ(16)・Ｖｒ(16) （５）
Ｓ(２)＝Ｖｆ(1)・Ｖｒ(2)＋Ｖｆ(2)・Ｖｒ(3)＋…＋Ｖｆ(16)・Ｖｒ(17) （６）
Ｓ(３)＝Ｖｆ(1)・Ｖｒ(3)＋Ｖｆ(2)・Ｖｒ(4)＋…＋Ｖｆ(16)・Ｖｒ(18) （７）
（中略）
Ｓ(１５)＝Ｖｆ(1)・Ｖｒ(15)＋Ｖｆ(2)・Ｖｒ(16)＋…＋Ｖｆ(16)・Ｖｒ(30) （19）

ここで、Ｓ（１）〜Ｓ（１５）はＳ（ｊ）として表現されるが、このＳ（ｊ）は相互相関関数の演算（畳み込み積分）の結果を１５個分（ｊ＝１〜１５）格納する配列変数である。なお、ｊはデータのアドレスを指定するインデックスである。

ところで、相互相関関数の演算が完了して配列変数Ｓ（ｊ）に結果のデータが書き込まれると、新たな検出値Ｖ（Ｖｆ，Ｖｒ）を配列変数Ｖｆ（ｎ），Ｖｒ（ｍ）として記憶しても車体速Ｖｖの測定に支障は生じない。このため、相互相関関数演算手段１６は、相互相関関数の演算が完了すると、処理完了報告（図示外）をバッファコントローラ１３（１３ｆ、１３ｒ）に行うものとする。バッファコントローラ１３は処理完了報告を受信すると、処理カウンタｎ，ｍを０にし、新たな検出値Ｖ（Ｖｆ，Ｖｒ）を、前記したように配列変数Ｖｆ（ｎ），Ｖｒ（ｍ）として新たにデータバッファ１４に記憶するものとする。このようにすることによって変数名を節約することができる。即ち、メモリの使用量を節約することができ、結果としてより多くのデータを取り扱えるようになる。

ちなみに、データバッファ１４から配列変数Ｖｆ（ｎ），Ｖｒ（ｍ）とは異なる変数名をつけて配列変数Ｖｆ（ｎ），Ｖｒ（ｍ）を読み出すとすれば、配列変数Ｖｆ（ｎ），Ｖｒ（ｍ）の読出完了後、直ちに新たな検出値Ｖｆ，Ｖｒを同じ変数名の配列変数Ｖｆ（ｎ），Ｖｒ（ｍ）として記憶することもできる。このようにすると、処理時間を短縮することが可能になる。

次に、最大値抽出手段１７は、配列変数Ｓ（ｊ）のうち、最大値を抽出する関数を実行する手段である。つまり、前記した畳み込み積分の結果が割り当てられている配列変数Ｓ（ｊ）から、次の式（２０）により最大値を抽出する。
Ｓsim＝ｍａｘ｜Ｓ(1)，Ｓ(2)，Ｓ(3)，…，Ｓ(15)｜ （２０）

車体速演算手段１８は、前記した配列変数が最大値となるインデックスｊの値から時間差Δｔを決定する処理、及び別に記憶している車両Ｃの前輪ＦＲと後輪ＲＲとの間の距離であるホイールベースＷＢの値から、次の式（２１）及び式（２２）により車体速Ｖｖを演算する処理を行う手段である。
Δｔ［秒］＝１０[ミリ秒]／１０００[ミリ秒／秒]×（ｊ−１） （２１）
Ｖｖ［ｋｍ／hr］＝ＷＢ［ｍ］／Δｔ［秒］×３６００[秒／hr]／１０００[ｍ／km]
（２２）

なお、式（２１）の１０という値は、各検出値Ｖｆ，Ｖｒのサンプリング間隔である。また、インデックスｊから１を引くのは区間数を求めるためである。

平均車体速演算手段１９は、図示しないＦＩＦＯ（First In First Out）を有し、車体速演算手段１８で演算された車体速Ｖｖから平均車体速ＡＶｖを演算する処理を行う手段である。ここで、ＦＩＦＯは、先入れ先出しを行うメモリである。ＦＩＦＯには、車体速演算手段１８で演算されたＫ個の車体速Ｖｖが配列変数Ｖｖ（ｋ）として格納されるものとし、新たな車体速Ｖｖが車体速演算手段１８からＦＩＦＯに配列変数Ｖｖ（１）として格納される際、最も古い配列変数Ｖｖ（Ｋ）は消去する。そして、他の配列変数Ｖｖ（ｋ）は、そのインデックスｋが１だけインクリメントされる。つまり、配列変数Ｖｖ（１）は配列変数Ｖｖ（２）に、配列変数Ｖｖ（Ｋ−１）は配列変数Ｖｖ（Ｋ）に、というようにインデックスｋがインクリメントされ、過去の一定時間にわたる車体速Ｖｖが順次に更新される。なお、インデックスｋとその終値Ｋの関係は、１≦ｋ≦Ｋ、となる（但しＫ＞１）。ちなみに、終値Ｋは例えば５である。

そして、平均車体速演算手段１９は、ＦＩＦＯから配列変数Ｖｖ（１）〜Ｖｖ（５）を読み出して、次の式（２３）により平均車体速ＡＶｖを演算する（つまり車体速を測定する）。
ＡＶｖ＝ΣＶｖ（ｋ）／Ｋ＝（Ｖｖ(1)＋Ｖｖ(2)＋…＋Ｖｖ(Ｋ)）／Ｋ （２
３）

ちなみに、インデックスｋの終値Ｋが５であるとすると、処理カウンタｍの終値Ｍが３０であり、各検出値Ｖ（Ｖｆ，Ｖｒ）のデータ間隔が１０ｍｓであることから平均車体速ＡＶｖは、１．５秒間（＝３０×１０ｍｓ×５）における車両Ｃの平均した車体速となる。なお、前記した通りバッファコントローラ１３（１３ｆ，１３ｒ）は、検出値Ｖ（Ｖｆ，Ｖｒ）を常に１０ｍｓ間隔でデジタルフィルタ１２から取得し、データバッファ１４（１４ｆ，１４ｒ）に記憶するものとする。

このように、平均車体速演算手段１９を、ＦＩＦＯを有する構成とすることで、平均車体速演算手段１９は、車体速演算手段１８が車体速Ｖｖを１つ演算するごとに、平均車体速ＡＶｖを１つ演算（測定）することができる。なお、変数名を節約するため、車体速演算手段１８が演算した車体速Ｖｖと平均車体速演算手段１９が演算した平均車体速ＡＶｖを同じ変数名Ｖｖにしてもよい。また、このように演算（測定）された平均車体速ＡＶｖは各種制御に使用される。

≪車体速測定装置の動作≫
次に、本実施の形態の車体速測定装置の動作について説明する。図７は、図５に示す車体速測定装置が測定した車体速測定の様子を模式的に示した図であり、（ａ）は車両がａ地点側からｂ地点側へ道路を走行する様子を模式的に示し、（ｂ）はその際における車輪速の検出値の変化を時系列的に示し、（ｃ）は（ｂ）の検出値をデジタルフィルタで処理した後の検出値の変化を時系列的に示す。図８は、図７において車体速を測定する処理のうち、検出値をデータバッファに記憶する部分に関するフローチャートである。また、図９は、図７において車体速を測定する処理のうち、データバッファに記憶された検出値から平均車体速を演算する部分に関するフローチャートである。更に、図１０は、図７の波形を正規化する様子を示す概念図であり、（ａ）が正規化処理後の配列変数Ｖｆ（ｎ）を模式的に示し、（ｂ）が正規化処理後の配列変数Ｖｆ（ｍ）を模式的に示す図である。したがって、必要に応じて図１と図５を参照しながら、図７、図８、図９、及び図１０を用いて車体速測定装置の動作を説明する。

〔タイヤのユニフォーミティの崩れによる変動の除去〕
図７（ａ）に示すように、車両Ｃがある車速でａ地点からｂ地点へ向かって道路を走行する。車両Ｃが走行すると、車輪速センサＳ（ＳＦＲ，ＳＲＲ）から入出力インタフェイス１１を介して車輪速Ｖｗ（ＶｗＦＲ，ＶｗＲＲ）が車体速測定装置２に入力される。そして、車体速測定装置２の内部においては、車輪速は検出値Ｖ（Ｖｆ，Ｖｒ）として処理される。なお、図１において車体速測定装置２が車輪速を検出する右前車輪ＷＦＲ及び右後車輪ＷＲＲは、図７ではそれぞれ前輪Ｗｆ及び後輪Ｗｒとして示されている。図７（ｂ）に示すように、前輪Ｗｆ及び後輪Ｗｒのタイヤにはユニフォーミティの崩れが存在するので、これによる周期の大きな変動と、路面バンプなどによる周期の小さな変動が車輪速センサＳで検出される検出値Ｖｆ，Ｖｒに重畳されている。つまり、見かけ上、車両Ｃが一定速で走行していても、タイヤのユニフォーミティの崩れと路面バンプなどの存在による影響で検出値Ｖｆ，Ｖｒは変動する。本実施の形態では、車体速Ｖｖを路面バンプなどによる車輪速変動から測定するので、デジタルフィルタ１２で処理してタイヤのユニフォーミティの崩れによる変動分を検出値Ｖｆ，Ｖｒから除去する。

なお、図７（ｂ）の上図は前輪側における車輪速Ｖｗの検出値Ｖの変化の様子を示すものであり、下図は後輪側における車輪速Ｖｗの検出値Ｖの変化の様子を示すものであり、車両ＣのホイールベースＷＢ及び車体速Ｖｖに対応した位相のズレが生じている。つまり、図７（ｂ）に示すように、前輪Ｗｆがａ地点（ｂ地点）を通過した後、後輪Ｗｒがａ地点（ｂ地点）を通過する。そして、デジタルフィルタ１２でフィルタリング処理すると、図７（ｃ）に示すように、検出値Ｖｆ，Ｖｒからタイヤのユニフォーミティの崩れによる変動が除去される。しかし、前輪Ｗｆがａ地点（ｂ地点）を通過した後、後輪Ｗｒがａ地点（ｂ地点）を通過する様子は図７（ｂ）と同じである。これにより、絶対的な速度である車体速をより正確に測定（演算）することができる。なお、図７（ｃ）は、図７（ｂ）よりも縦軸方向のレンジが強調して記載されている。

〔検出値のデータバッファへの記憶〕
次に、デジタルフィルタ１２により、タイヤのユニフォーミティの崩れによる変動が除去された検出値Ｖｆ，Ｖｒは、バッファコントローラ１３により１０ｍｓ間隔で取得され、データバッファ１４に配列変数Ｖｆ（ｎ），Ｖｒ（ｍ）として記憶する処理が行われる。このときの処理の流れを図８を用いて説明する。最初は、処理カウンタｎ，ｍが０になっているので、処理カウンタｎ，ｍをインクリメントして、検出値Ｖ（Ｖｆ，Ｖｒ）をデータバッファ１４に記憶する。具体的には、前輪側Ｗｆについての処理カウンタｎをインクリメントしてｎ＝ｎ+１とする。（ステップＳ１１）。そして、前輪側Ｗｆについてデジタルフィルタ１２ｆが処理した検出値Ｖｆを１０ｍｓ間隔で取得して、データバッファ１４ｆに配列変数Ｖｆ（ｎ）として記憶する（ステップＳ１２）。

後輪側Ｗｒについても、処理カウンタｍをインクリメントしてｍ＝ｍ+１とする（ステップＳ１３）。そして、後輪側Ｗｒについてデジタルフィルタ１２ｒが処理した検出値Ｖｒを１０ｍｓ間隔で取得して、データバッファ１４ｒに配列変数Ｖｒ（ｍ）として記憶する（ステップＳ１４）。

後輪側Ｗｒの検出値Ｖｒを配列変数Ｖｒ（ｍ）としてデータバッファ１４ｒへ記憶すると、バッファコントローラ１３が、処理カウンタｎの値が終値Ｎになっているか否かを判断する（ステップＳ１５）。終値Ｎになっていない場合（ｎｏ）は、再びステップＳ１１に戻り処理を繰り返す。これにより、データバッファ１４に順次検出値Ｖｆ，Ｖｒが配列変数Ｖｆ（ｎ），Ｖｒ（ｍ）として記憶される。一方、ステップＳ１５で処理カウンタｎが終値Ｎになっている場合（ｙｅｓ）、つまり本実施の形態でいえば処理カウンタｎが１６になった場合は、処理カウンタｍが終値Ｍになっているか否かを判断する（ステップＳ１６）。

ステップＳ１６で、処理カウンタｍが終値Ｍになっていない場合は（ｎｏ）、ステップＳ１３に戻り、処理カウンタｍをインクリメントした後、後輪側Ｗｒのデジタルフィルタ１２ｒが処理した検出値Ｖｒをデータバッファ１４ｒに配列変数Ｖｒ（ｍ）として記憶する（ステップＳ１４）。この後は、ステップＳ１５を経由してステップＳ１６の処理を繰り返す。これにより、後輪側のデータバッファ１４ｒにだけ、順次検出値Ｖｒが配列変数Ｖｒ（ｍ）として記憶される。

一方、ステップＳ１６で処理カウンタｍが終値Ｍになっている場合（ｙｅｓ）、つまり本実施の形態でいえば処理カウンタｍが３０になった場合は、相互相関関数演算手段１６からの処理完了報告の有無を判断する（ステップＳ１７）。ここで、処理完了報告がない場合（ｎｏ）は、処理完了報告があるまで処理を待つ。一方、処理完了報告が相互相関関数演算手段１６からバッファコントローラ１３にあった場合（ｙｅｓ）は、バッファコントローラ１３は、処理カウンタｎ，ｍを０にクリアした後（ステップＳ１８）、Ｒｅｔｕｒｎに移行する（つまり、処理を継続する）。

これにより、１０ｍｓ間隔ごとに、検出値Ｖｆが１６個分、配列変数Ｖｆ（ｎ）として記憶され、検出値Ｖｒが３０個分、配列変数Ｖｒ（ｍ）として記憶され、次の処理である平均車体速の演算処理の前準備が整う。

〔平均車体速の演算〕
データバッファ１４ｆ，１４ｒに配列変数Ｖｆ（ｎ），Ｖｒ（ｍ）が所定個数記憶されると、図９のフローチャートに示すように、データバッファ１４から配列変数Ｖｆ（ｎ），Ｖｒ（ｍ）を全て読み出す（ステップＳ２１）。そして、前輪側Ｗｆ及び後輪側Ｗｒについて、すでに説明した手順により正規化を行う（ステップＳ２２，ステップＳ２３）。この際の演算において使用されるのは前記の式（１）〜式（４）である。このようにして正規化が完了すると、図１０（ａ），（ｂ）のようなグラフで配列変数Ｖｆ（ｎ），Ｖｒ（ｍ）が模式的に示される。つまり、波形の積分値がゼロとなるレベルを零点とするように波形が正規化される。なお、すでに説明したように、正規化する前と正規化した後とで、同じ変数名を使用してメモリを節約している。

ステップＳ２２及びステップＳ２３で正規化が完了すると、すでに説明した式（５）〜式（１９）を使用して相互相関関数Ｓ（ｊ）を演算する（ステップＳ２４）。なお、式（５）〜式（１９）は、次のように１つの式（２４）にまとめて繰り返し部分を省略化することができる。
Ｓ(ｊ)＝Ｖｆ(1)・Ｖｒ(j)＋Ｖｆ(2)・Ｖｒ(1+j)＋…＋Ｖｆ(16)・Ｖｒ(15+j)
(j=1〜15) （２４）

ステップＳ２４で、相互相関関数を演算して配列変数Ｓ（ｊ）をバッファコントローラ１３に格納すると、配列変数Ｖｆ（ｎ），Ｖｒ（ｍ）に新しいデータを書き込むことができるようになる。このため、ステップＳ２５で、相互相関関数演算手段１６が処理完了報告をバッファコントローラ１３に出力する。これにより、新たな検出値Ｖｆ，Ｖｒを配列変数Ｖｆ（ｎ），Ｖｒ（ｍ）に格納してデータバッファ１４に記憶することができるようになる（図８のステップＳ１７参照）。

次に、式（２０）により、相互相関関数の演算結果を格納した配列変数Ｓ（ｊ）から最大値を抽出する（ステップＳ２６）。そして、その最大値となるＳ（ｊ）のインデックスｊを特定し、このインデックスを式（２１）に代入して時間差Δｔを決定する。続けて、式（２２）に決定した時間差Δｔと予め記憶しているホイールベースＷＢを代入して、車体速Ｖｖを演算する（ステップＳ２７）。なお、ステップＳ２４の相互相関関数の演算及びステップＳ２６の最大値の抽出は、図１０（ａ）のグラフに図１０（ｂ）のグラフをどの様にずらせば両グラフが重なり合うのかを試行（パターンマッチング）することに相当し、ステップＳ２７の時間差Δｔの決定は、重なり合う場所における両グラフの位相差を決定するものである。

位相差の決定を、図１０（ａ），（ｂ）と式（５）〜式（１９）を用いて補足説明する。前輪側Ｗｆと後輪側Ｗｒとで位相が揃わない場合（パターンの異なる場合）の式（５）では、例えば、「Ｖｆ（２）とＶｒ（２）の積」、「Ｖｆ（３）とＶｒ（３）の積」は負の値になり、例えば「Ｖｆ（１６）とＶｒ（１６）の積」は正の値になる。従って、和のＳ（１）は、正の値と負の値を足し合わせて演算されることになる。
位相が揃わない場合の式（６）なども同様であり、和のＳ（２）などは、正の値と負の値を足し合わせて演算されることになる（図１０（ａ）、（ｂ）参照）。
ところが、位相が揃う場合（パターンが一致する場合）の式（１９）では、「Ｖｆ（１）とＶｒ（１５）の積」〜「Ｖｆ（１６）とＶｒ（３０）の積」の全てが正の値になるので、和のＳ（１５）も、Ｓ（ｊ）の中で最も大きな値になる（ｊは１〜１５）。
つまり、ＶｆとＶｒの位相が異なっているときはＶｆとＶｒの積は負の値となり、ＶｆとＶｒの位相が一致しているときはＶｆとＶｒの積は正の値となるので、両者の積分値の最大となるところを求める。このようにして最大値となるＳ（ｊ）のインデックスｊを見つけ出せば、そのインデックスｊとサンプリング間隔（ここでは１０ｍｓ）から位相差がどれだけの時間あるのかが分かる。

次に、ステップＳ２７において、Ｓ（ｊ）から時間差を求めて車体速Ｖｖを演算する処理を具体的な数字を用いて説明する。
仮に、配列変数Ｓ（１５）が最大値であったとすると（ステップＳ２６）、時間差Δｔは、Δｔ＝（１５−１）×１０ｍｓ＝１４０ｍｓ（０．１４秒）になる。ここで、ホイールベースＷＢを２．８３ｍとすると、車体速Ｖｖは式（２２）により次のように求められる。
Ｖｖ＝ＷＢ／Δｔ×３６００／１０００＝２．８３／０．１４×３．６＝７３[ｋｍ／ｈ]

このステップＳ２７で演算された車体速Ｖｖは、ステップＳ２８で平均車体速ＡＶｖを演算するのに使用される。即ち、ステップＳ２７で車体速Ｖｖが演算されると、これを配列変数Ｖｖ（ｋ）として先入れ先出しメモリのＦＩＦＯに記憶する。そして、平均車体速ＡＶｖを式（２３）に基づいて演算する。つまり、移動平均の演算を行う（ステップＳ２８）。更に、演算後はＲｅｔｕｒｎに移行して処理を継続する。これにより、ステップＳ２１〜ステップＳ２８が順次繰り返され、平均車体速ＡＶｖが演算される。なお、ステップＳ２８において、最初のうちはＦＩＦＯにデータが全て記憶されていないことから、ステップＳ２８の平均車体速演算手段１９の処理では、記憶したデータの分だけの平均車体速ＡＶｖを演算するものとする。なお、ＦＩＦＯにデータが全て記憶された後は、データバッファ１４に検出値Ｖｆ，Ｖｒが配列変数Ｖｆ（ｎ），Ｖｒ（ｍ）として所定個数書き込まれると、これを全て読み出して（ステップＳ２１）、ステップＳ２２からＳ２８の処理を実行して直ちに平均車体速ＡＶｖを演算する。

このようにして、本実施の形態に適用される車体速測定装置２は、車輪速センサＳにより検出される車輪速の検出値Ｖｗの変動（即ちタイヤを介して入力される路面との振動）に基づいて平均車体速ＡＶｖを演算（測定）する。このような測定によれば、タイヤの径が変化しても平均車体速ＡＶｖをより正しく測定して空気圧低下判定の閾値を切り換えることができる。もちろん、平均車体速ＡＶｖでなく、車体速Ｖｖをそのまま出力して閾値を切り換えてもよい。なお、タイヤの空気圧低下判定の検出精度を向上させるためには、平均車体速ＡＶｖを用いて閾値を可変させることが望ましい。

≪タイヤ空気圧検知装置の考察≫
以上述べたように、本実施の形態で測定（演算）された車体速Ｖｖ及び平均車体速ＡＶｖは、原理上タイヤのサイズ、空気圧の多少などに影響されない。したがって、このような車体速に応じて空気圧低下判定の閾値を切り換えれば、極めて精度の高い空気圧低下判定を行うことができる。つまり、同じ空気圧であってもタイヤのΔｄｌｒ（適正な空気圧のＤＬＲと実際のＤＬＲとの差）は車体速によって異なってくる。したがって、前記のようにして求めた車体速に応じてΔｄｌｒに対応する車輪速の偏差ΔＶｗを判定する空気圧低下判定閾値を変えるようにすれば、車体速の変化に関わらず常に一定の空気圧でタイヤの空気圧低下を判定することができる。具体的には、前輪が所定地点を踏んだ時刻と後輪が所定地点を踏んだ時刻との時間差を求め、予め分かっている前輪と後輪との間の距離であるホイールベースをこの時間差で割れば、車両ごとに一つの車体速を求めることができるので、この車体速に応じて空気圧低下判定閾値を変えるようにすれば精度の高い空気圧低下判定を行うことができる。

本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧検知装置を搭載した車両のシステム構成図である。 本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧Ｐをパラメータとしたときの、車輪速Ｖｗに対する動荷重半径ＤＬＲの関係を示す特性図である。 本発明の実施の形態に係る実施の形態に係る車体速Ｖｖに応じて閾値を切り換える概念を示す特性図である。 本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧検知装置において、車体速Ｖｖに応じて閾値を段階的に切り換える具体的な実施例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る車体速測定装置の詳細な構成を示すブロック構成図である。 本発明の実施の形態に係る車体速測定装置が検出した車輪速の検出値の変動の模様を示す概念図である。 本発明の実施の形態に係る車体速測定装置が測定した車体速測定の様子を模式的に示した図であり、（ａ）は車両がａ地点側からｂ地点側へ道路を走行する様子を模式的に示し、（ｂ）はその際における車輪速の検出値の変化を時系列的に示し、（ｃ）は（ｂ）の検出値をデジタルフィルタで処理した後の検出値の変化を時系列的に示す。 本発明の実施の形態に係る車体速を測定する処理のうち、検出値をデータバッファに記憶する部分に関するフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車体速を測定する処理のうち、データバッファに記憶された検出値から平均車体速を演算する部分に関するフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車輪速の検出値の変動波形を正規化する様子を示す概念図であり、（ａ）が正規化処理後の配列変数Ｖｆ（ｎ）を模式的に示し、（ｂ）が正規化処理後の配列変数Ｖｆ（ｍ）を模式的に示す図である。

符号の説明

１ 空気圧検知装置（空気圧検知手段）
２ 車体速測定装置（車体速測定手段）
１１ 入出力インタフェイス
１２（１２ｆ，１２ｒ） デジタルフィルタ
１３（１３ｆ，１３ｒ） バッファコントローラ
１４（１４ｆ，１４ｒ） データバッファ
１５（１５ｆ，１５ｒ） 正規化手段
１６ 相互相関関数演算手段
１７ 最大値抽出手段
１８ 車体速演算手段
１９ 平均車体速演算手段
Ｃ 車両
Ｓ（ＳＦＲ，ＳＦＬ，ＳＲＲ，ＳＲＬ） 車輪速センサ
ＶｗＦＲ 右前輪車輪速
ＶｗＦＬ 左前輪車輪速
ＶｗＲＲ 右後輪車輪速
ＶｗＲＬ 左後輪車輪速
ＷＦＲ 右前車輪
ＷＦＬ 左前車輪
ＷＲＲ 右後車輪
ＷＲＬ 左後車輪
ＷＢ ホイールベース（基準長）

Claims (3)

1. 四輪車両における各タイヤの空気圧低下を検知するタイヤ空気圧検知装置であって、
   前記四輪車両における前輪及び後輪の間の距離として用いる基準長を予め記憶し、前記前輪が路面の所定位置を通過した時刻と前記後輪が前記所定位置を通過した時刻との時間差を測定し、前記基準長と前記時間差とに基づいて前記四輪車両の車体速を測定する車体速測定手段と、
   各車輪に備えられた車輪速センサにより取得した車輪速から右前車輪及び左前車輪の車輪速差と右後車輪及び左後車輪の車輪速差との偏差を算出する偏差算出手段と、
   前記車体速測定手段が測定した車体速に応じて、空気圧低下を検知する基準となる前記偏差の閾値を設定する閾値設定手段と、
   前記偏差と前記閾値とを比較することによって前記各タイヤの空気圧低下を検知する空気圧検知手段と、
   を備えたことを特徴とするタイヤ空気圧検知装置。
2. 前記空気圧検知手段は、前記車体速が高くなるほど、前記偏差の閾値を小さくすることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧検知装置。
3. 前記車体速測定手段は、前記時間差として、前記前輪が路面の所定位置を通過することによってその前輪に振動パルスが発生した時刻と、前記後輪が前記所定位置を通過することによってその後輪に振動パルスが発生した時刻との時間差を測定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタイヤ空気圧検知装置。

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