JP2005193712A - 空気圧監視装置および空気圧監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 間接式空気圧監視装置では、タイヤの特性に合わせて適切な警報閾値を設定しなければ、十分な精度でタイヤ空気圧の異常判定ができない。
【解決手段】 対角２輪のタイヤ空気圧を基準圧から増圧した状態で、動荷重半径判定値算出部１１０は、４輪の車輪速度センサ２００ＦＲ〜２００ＲＬが検出する４輪の車輪速度をもとに、増圧時動荷重半径判定値１５４を求める。次に増圧した対角２輪のタイヤ空気圧を基準圧にまで減圧した状態で、動荷重半径判定値算出部１１０は、同様に４輪の車輪速度をもとに基準圧時動荷重半径判定値１５２を求める。警報閾値算出部１８０は、基準圧時動荷重半径判定値１５２、増圧時動荷重半径判定値１５４、および増圧率１５５に基づき、動荷重半径警報閾値１５６を求める。空気圧異常判定部１３０は、通常監視時の動荷重半径判定値１５８に動荷重半径警報閾値１５６を超える変化があった場合に、タイヤ空気圧の異常を警報する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、空気圧監視技術に関し、特に、タイヤ空気圧に関連する値を検出して空気圧異常を判定する空気圧監視装置および空気圧監視方法に関する。

車両の安全な走行のためには、タイヤの空気圧を基準レベルに保つことが必要不可欠である。タイヤの空気圧が低下した状態で車両を長期走行させると、タイヤの変形や発熱などによりタイヤの信頼性が損なわれ、場合により好ましくない現象を引き起こす。そのため、タイヤ個々の空気圧を常に監視し、異常検出時には早期にドライバに警告する技術が望まれている。一般に、タイヤ空気圧警報システムには、空気圧センサを用いてタイヤ空気圧を直接検出して監視する直接式タイヤ空気圧警報システムと、タイヤの車輪速度などの状態量からタイヤ空気圧を反映する判定値を取得し、判定値に基づいて間接的にタイヤの空気圧を推定して監視する間接式タイヤ空気圧警報システムとがある。

間接式空気圧監視方式では、タイヤ空気圧を反映する判定値の変化量に対して警報閾値を設定し、判定値の変化量が警報閾値を上回るか否かで警報を発すべき状況を判断する。間接式空気圧監視方式では、直接的にタイヤ空気圧を測定せず、判定値により空気圧を推定するため、警報閾値を状況に応じて適正なレベルに設定することが空気圧異常の検出精度を保証する上できわめて重要である。

特許文献１には、タイヤ空気圧が低下するとタイヤの動荷重半径が減少し、相対的にタイヤの回転速度が増加することを利用して、タイヤ空気圧の低下を検知し、警報を発するタイヤ空気圧低下警報方法において、警報の判定値をタイヤの装着位置による感度の違いに応じて補正する技術が開示されている。
特開平１０−１５１９１９号公報

間接式タイヤ空気圧警報システムでは、何らかの判定値を用いて空気圧を推定するため、空気圧変化に対する判定値の変化量、すなわち判定値の感度が空気圧低下を判断する上で重要である。一台の車両には同一の銘柄で同一種類のタイヤが装着されるのが普通であり、理想的には装着される４輪のタイヤは感度の違いがないことを前提とするが、実際には、タイヤの製造ばらつきにより同一種類のタイヤであっても、その特性には微妙な違いがあり、判定値の感度に差が生じる。また、タイヤを交換した際に、形状、剛性、温度特性などの仕様の異なるタイヤが使われることもある。したがって、間接式タイヤ空気圧警報システムでは、警報を発するかどうかを決めるための閾値を決定する際、個々のタイヤの特性による感度の違いを反映させて、空気圧異常の検出精度を保証しなければならない。

特許文献１のタイヤ空気圧低下警報方法は、空気圧の低下に対する動荷重半径の変動量がタイヤの装着位置により差があることから、タイヤの装着位置による位置感度係数で警報の判定値を補正する技術であり、装着位置による感度差に応じた補正はできるが、タイヤの個体差に応じた補正をすることはできない。

本発明はこうした点に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイヤの特性の違いに応じて適切な警報閾値を設定して、空気圧異常を高い精度で検出することのできる空気圧監視技術の提供にある。

本発明のある態様はタイヤの空気圧状態を監視する空気圧監視装置に関する。この装置は、車輪回転数に基づいて空気圧に関連する値を検出する検出部と、前記検出部により検出された空気圧に関連する値に基づいて空気圧異常を判定する判定部と、前記空気圧異常を判定する際の警報閾値を決定する警報閾値決定部とを備え、前記警報閾値決定部は、第１の空気圧状態において前記検出部により検出された空気圧に関連する値と、第１の空気圧状態とは異なる第２の空気圧状態において前記検出部により検出された空気圧に関連する値とから前記警報閾値を決定する。

「車輪回転数に基づいて空気圧に関連する値を検出する」とは、空気圧センサなどにより直接的に空気圧値を検出するのではなく、車輪回転数に基づいて間接的に空気圧を反映する値を検出することである。ここで、単位時間当たりの車輪回転数をもとに角速度および車輪速度を求めることができる。また、一定時間にわたって車輪回転数を測定することにより、瞬間的な速度だけでなく、平均的な速度を求めることもできる。前記検出部は、空気圧に関連する値を瞬間的もしくは平均的な車輪速度に基づいて検出してもよい。

「警報閾値」は、空気圧に関連する値の基準値からの相対的な変化量であって、警報を発すべき最小の変化量であってもよく、空気圧に関連する絶対的な値であって、警報を発すべき限界値であってもよい。ここで「警報を発すべき」状況には、必ずしも空気圧が危険域に達した状況だけでなく、空気圧に何らかの異常がみられ、注意を促す必要がある状況も含まれるものとする。

この構成によれば、タイヤの異なる空気圧状態において検出される空気圧に関連する値から空気圧異常の判定に用いる警報閾値を決定するため、警報閾値をタイヤの特性の違いに応じて適正な値に初期化することができる。

前記検出部は、前記車輪回転数に基づいて、タイヤの動荷重半径に関する値やタイヤの振動特性に関する値を前記空気圧に関連する値として検出してもよい。タイヤの振動特性に関する値として、たとえば共振周波数がある。前記判定部は、動荷重半径に関する値と振動特性に関する値のいずれか一方もしくは両方を判定値として用いて空気圧異常を判定してもよい。

前記第１の空気圧状態は、車両の全輪を略同一の空気圧、たとえば基準圧に設定した状態であり、前記第２の空気圧状態は車両の全輪の内、少なくとも１輪の空気圧を前記略同一の空気圧とは異ならせた状態、たとえば基準圧から増圧した状態であってもよい。車両の走行時の安定性を確保するために、左右２輪もしくは対角２輪の空気圧を前記略同一の空気圧、たとえば基準圧とは異ならせてもよい。

前記警報閾値決定部は、前記第１の空気圧状態において検出された空気圧に関連する値と、前記第２の空気圧状態において検出された空気圧に関連する値とを用いた補間により、前記警報閾値を算出してもよい。この補間は線形補間であってもよく、空気圧と空気圧に関連する値の関係を示す曲線による非線形補間であってもよい。

本発明の別の態様はタイヤの空気圧状態を間接的に検出して監視する空気圧監視方法に関する。この方法は、第１の空気圧状態において検出された空気圧に関連する値と、前記第１の空気圧状態とは異なる第２の空気圧状態において検出された空気圧に関連する値とから空気圧異常を判定する際の警報閾値を決定する。

前記第１の空気圧状態および前記第２の空気圧状態において検出される前記空気圧に関連する値は、車輪回転数に基づいて算出されるタイヤの動荷重半径を反映する判定値、または車輪回転数に基づいて検出されるタイヤの共振周波数、もしくはその両方であってもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、プログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明の空気圧監視装置および空気圧監視方法によれば、タイヤの特性の違いがあっても高い精度で空気圧異常を検出することができる。

実施の形態１
実施の形態１に係る空気圧監視装置は、動荷重半径方式により車両の４輪のタイヤ空気圧の相対的な低下を判定して、警報を発するものである。動荷重半径方式では、タイヤ空気圧の変化によりタイヤの動荷重半径が変化し、その変化が車輪速度の変動に現れるという性質を利用し、車輪速度をもとにした動荷重半径の判定値を求め、その判定値に基づいて空気圧異常を検出する。

図１は、実施の形態１に係る空気圧監視装置を備えた車両１０の全体構成を示す。車両１０は、右前輪２０ＦＲ、左前輪２０ＦＬ、右後輪２０ＲＲ、左後輪２０ＲＬの各車輪と、車体１２を備える。車体１２には、右前輪２０ＦＲ、左前輪２０ＦＬ、右後輪２０ＲＲ、左後輪２０ＲＬの対向する位置に、電気パルスを検出してタイヤの回転数を計数することにより各車輪の速度を検出する車輪速度センサ２００ＦＲ、２００ＦＬ、２００ＲＲ、２００ＲＬと、車両１０を統括的に制御する電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と表記する）６４と、初期化スイッチ６８と、ブザー７０と、警告ランプ７２とが設けられる。

車輪速度センサ２００ＦＲ、２００ＦＬ、２００ＲＲ、２００ＲＬは、それぞれ右前輪２０ＦＲ、左前輪２０ＦＬ、右後輪２０ＲＲ、左後輪２０ＲＬの車輪速度Ｖ_ＦＲ、Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＲＲ、Ｖ_ＲＬを測定し、それぞれ測定された車輪速度Ｖ_ＦＲ、Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＲＲ、Ｖ_ＲＬをＥＣＵ６４へ送る。ＥＣＵ６４は、受け取った各輪の車輪速度Ｖ_ＦＲ、Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＲＲ、Ｖ_ＲＬに基づいて後述の動荷重半径方式による判定値（以下、単に「動荷重半径判定値」という）を求め、４輪のタイヤ空気圧の相対的な低下を検出する。ＥＣＵ６４は、警報閾値をあらかじめ決めておき、検出された動荷重半径判定値に警報閾値を上回る変化があったとき、警告ランプ７２を点灯させたり、ブザー７０に警告音を鳴らさせることにより、空気圧の異常をドライバに知らせる。

初期化スイッチ６８は、タイヤのローテーションや交換の後、ディーラやドライバが初期化のために押下する。なお、ブザー７０と警告ランプ７２は、空気圧異常を警報するためだけでなく、ドライバに初期化を促すためにも用いられる。

本実施の形態では初期化は２段階でなされる。第１段階の初期化では、対角２輪のタイヤ空気圧を所定の増圧率で基準圧から増圧した状態で、車両１０を通常走行させ、増圧時の動荷重半径判定値（以下、単に「増圧時動荷重半径判定値」という）を求める。

第２段階の初期化は、増圧された対角２輪のタイヤ空気圧を基準圧まで減圧して、車両１０を通常走行させ、基準圧時の動荷重半径判定値（以下、単に「基準圧時動荷重半径判定値」という）を求める。

図２は、ＥＣＵ６４の機能構成図である。初期化制御部１００は、タイヤのローテーションや交換時における空気圧判定のための各種パラメータを初期化するために、動荷重半径判定値算出部１１０と警報閾値算出部１８０を制御する。

ドライバが初期化マニュアルにしたがって、車両１０の対角２輪のタイヤ空気圧を基準圧から所定の増圧率で増圧したとする。対角２輪は、右前輪２０ＦＲ、左後輪２０ＲＬの組み合わせ、もしくは、左前輪２０ＦＬ、右後輪２０ＲＲの組み合わせである。ドライバは初期化スイッチ６８の押下により１回目の初期化を指示する。

初期化制御部１００は、初期化スイッチ６８の押下を検知して、動荷重半径判定値算出部１１０に増圧時動荷重半径判定値１５４を求めるように指示する。動荷重半径判定値算出部１１０は、車両１０の通常走行時に４輪の車輪速度センサ２００ＦＲ、２００ＦＬ、２００ＲＲ、２００ＲＬがそれぞれ検出する右前輪２０ＦＲ、左前輪２０ＦＬ、右後輪２０ＲＲ、左後輪２０ＲＬの車輪速度Ｖ_ＦＲ、Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＲＲ、Ｖ_ＲＬをもとに、増圧時動荷重半径判定値１５４を求め、増圧率１５５とともに記憶部１５０に格納する。これにより１回目の初期化が終了する。

初期化制御部１００は、警告ランプ７２を点灯することにより、２回目の初期化をドライバに促す。このとき、ドライバは、車両１０を一旦停止して、増圧した対角２輪のタイヤ空気圧を基準圧にまで減圧し、その後、初期化スイッチ６８を再度押下することにより２回目の初期化を指示する。

初期化制御部１００は、初期化スイッチ６８の再度の押下を検知して、動荷重半径判定値算出部１１０に基準圧時動荷重半径判定値１５２を求めるように指示する。動荷重半径判定値算出部１１０は、車両１０の通常走行時に４輪の車輪速度センサ２００ＦＲ、２００ＦＬ、２００ＲＲ、２００ＲＬがそれぞれ検出する右前輪２０ＦＲ、左前輪２０ＦＬ、右後輪２０ＲＲ、左後輪２０ＲＬの車輪速度Ｖ_ＦＲ、Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＲＲ、Ｖ_ＲＬをもとに、基準圧時動荷重半径判定値１５２を求め、記憶部１５０に格納する。これにより２回目の初期化が終了する。

次に、警報閾値算出部１８０は、基準圧時動荷重半径判定値１５２、増圧時動荷重半径判定値１５４、および増圧率１５５に基づき、動荷重半径方式において空気圧異常の警報を発すべき動荷重半径判定値の変化量の閾値（以下、単に「動荷重半径警報閾値」という）１５６を求め、記憶部１５０に記憶する。

１回目および２回目の初期化の終了後、動荷重半径判定値算出部１１０は、車両１０の通常走行時に４輪の車輪速度センサ２００ＦＲ、２００ＦＬ、２００ＲＲ、２００ＲＬが検出する右前輪２０ＦＲ、左前輪２０ＦＬ、右後輪２０ＲＲ、左後輪２０ＲＬの車輪速度Ｖ_ＦＲ、Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＲＲ、Ｖ_ＲＬをもとに、監視時の動荷重半径判定値（以下、単に「監視時動荷重半径判定値」という）１５８を求め、空気圧異常判定部１３０に与える。空気圧異常判定部１３０は、監視時動荷重半径判定値１５８の基準圧時動荷重半径判定値１５２からの変化量が動荷重半径警報閾値１５６以上である場合に、ブザー７０および警告ランプ７２によりタイヤ空気圧の異常を警報する。

図３は、動荷重半径方式によるタイヤ空気圧の異常判定の原理を説明する図である。同図は、横軸をタイヤ空気圧Ｐ、縦軸を動荷重半径判定値αとして、タイヤ空気圧Ｐと動荷重半径判定値αの関係を示すものである。

動荷重半径判定値αは、一般に４輪の車輪速度Ｖ_ＦＲ、Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＲＲ、Ｖ_ＲＬに関する相対評価式で求められる。ここでは一例として、動荷重半径判定値αは、左右前輪２０ＦＬ、２０ＦＲ間の車輪速度Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＦＲの比と、左右後輪２０ＲＬ、２０ＲＲ間の車輪速度Ｖ_ＲＬ、Ｖ_ＲＲの比との差として、次式（１）の相対評価式で求められるとする。
α＝Ｖ_ＦＬ／Ｖ_ＦＲ−Ｖ_ＲＬ／Ｖ_ＲＲ （１）

動荷重半径方式は、空気圧の低下したタイヤが、動荷重半径の減少によって他のタイヤより速く回転する性質を利用したものであり、動荷重半径判定値αの変化から４輪のタイヤ空気圧の相対的な変化が推定される。すなわち、動荷重半径判定値αが変化した場合、相対的にタイヤ空気圧が低いタイヤが存在していることが推定される。動荷重半径判定値αを求めるための４輪の車輪速度の相対評価式の定義の仕方によって、動荷重半径判定値αの初期値からの変動方向は、初期値に対してプラス側にもマイナス側にもなるが、同図では、ある輪のタイヤ空気圧Ｐの低下により、動荷重半径判定値αが増加する場合を図示している。

動荷重半径方式では、１回目の初期化において、対角２輪のタイヤ空気圧を基準圧Ｐ_０から所定の増圧率ｒで増圧すると、１輪のタイヤ空気圧を基準圧Ｐ_０から２倍の増圧率２ｒで増圧したのと同等の効果があるから、１つの輪のタイヤ空気圧Ｐの相対的な変化を考えた場合、タイヤ空気圧Ｐは基準圧Ｐ_０から２倍の増圧率２ｒで増圧された参照圧Ｐ_１になったと見ることができる。１回目の初期化において、参照圧Ｐ_１に対する増圧時動荷重半径判定値α_１が得られる。これを第１初期化点３０２で表す。２回目の初期化において、基準圧Ｐ_０に対する基準圧時動荷重半径判定値α_０が得られる。これを第２初期化点３０４で表す。

参照圧Ｐ_１と基準圧Ｐ_０の差ΔＰ＝Ｐ_１−Ｐ_０は増圧量を与える。増圧時動荷重半径判定値α_１と基準圧時動荷重半径判定値α_０の差の絶対値Δα＝｜α_１−α_０｜は、増圧時の動荷重半径判定値αの変化量である。増圧量ΔＰに対する動荷重半径判定値αの変化量Δαの比、すなわちΔα／ΔＰは、動荷重半径方式によって動荷重半径判定値の変動からタイヤ空気圧の変動を検出するときの感度を与える。

動荷重半径方式では、タイヤ空気圧Ｐの変化に対して、動荷重判定判定値αがほぼ線形に変化する性質が知られており、第１初期化点３０２と第２初期化点３０４を結ぶ直線３００により、タイヤ空気圧Ｐと動荷重半径判定値αの関係を捉えることができる。これにより、警報すべきタイヤ空気圧（以下、単に警報圧という）Ｐ_Ｗに対応する動荷重半径判定値α_Ｗが直線３００上の白丸で示す点３０６で得られる。一例として、参照圧Ｐ_１は基準圧Ｐ_０から１０％昇圧した値、警報圧Ｐ_Ｗは基準圧Ｐ_０から３０％降圧した値にとられる。

基準圧Ｐ_０における動荷重半径判定値α_０と、警報圧Ｐ_Ｗにおける動荷重半径判定値α_Ｗの差の絶対値｜α_０−α_Ｗ｜が動荷重半径警報閾値Ａとして求められる。ここで絶対値をとるのは、動荷重半径判定値αを算出するための相関評価式の定義によって、警報圧Ｐ_Ｗにおける動荷重半径判定値α_Ｗは、基準圧Ｐ_０における動荷重半径判定値α_０に比べて低くなることも、高くなることもあるためである。

基準圧Ｐ_０から参照圧Ｐ_１への増圧率をｒとすると、動荷重半径警報閾値Ａは、増圧時の動荷重半径判定値の変化量Δαに基づく線形補間により、次式で求められる。
Ａ＝｜α_１−α_０｜×ｋ＝Δα×ｋ
ｋ＝（１−Ｐ_Ｗ／Ｐ_０）／（２ｒ）
ここで、ｋは比例係数であり、警報減圧率ｗをｗ＝（１−Ｐ_Ｗ／Ｐ_０）で定義すると、比例係数ｋはｋ＝ｗ／（２ｒ）と書ける。比例係数の式において、増圧率ｒを２倍しているのは、動荷重半径方式では、対角２輪を増圧率ｒで増圧した場合、実質的に１輪を２倍の増圧率２ｒで増圧したのと同じ効果があるからである。たとえば、基準圧Ｐ_０から３０％降圧したタイヤ空気圧を警報圧Ｐ_ＷとするとＰ_Ｗ＝０．７Ｐであり、警報減圧率ｗは０．３である。増圧率ｒが０．１であるとき、比例係数ｋは１．５となり、動荷重半径警報閾値ＡはΔαの１．５倍となる。

図４は、以上の構成のＥＣＵ６４による空気圧監視のメインループを説明するフローチャートである。この空気圧監視のメインループは、車両１０のイグニションがオフされたとき、またはＥＣＵ６４への電源供給が停止したとき、実行途中にある処理ステップの位置を記録した上で中断され、イグニションがオンになったとき、またはＥＣＵ６４への電源供給が再開したときに、実行途中にあった処理ステップから再び実行される。また、ＥＣＵ６４はイグニションがオフの間、スリープ状態になり省電力モードで待機し、イグニションがオンになった時点で空気圧監視のメインループを再開するようにしてもよい。

初期化制御部１００は、初期化モードであるか否かを判定する（Ｓ１０）。初期化制御部１００は、初期化フラグＦを記憶部１５０に記憶しておき、初期化フラグＦの値によって、一連の初期化処理を実行中であるかどうか、初期化が１回目であるか、２回目であるか、あるいは２回目を終了して警報閾値の決定段階にあるかを識別する。

初期化制御部１００は、初期化フラグＦが０のとき、初期化モードではないと判定し（Ｓ１０のＮ）、動荷重半径判定値算出部１１０および空気圧異常判定部１３０を制御して空気圧監視処理を実行させる（Ｓ１２）。動荷重半径判定値算出部１１０および空気圧異常判定部１３０による空気圧監視処理Ｓ１２の詳細な手順は後述するが、１ループの空気圧異常判定を行った段階で、この処理はいったん終了し、初期化制御部１００に制御が戻される。

空気圧監視処理Ｓ１２が終わると、初期化制御部１００は、初期化スイッチ６８の押下の有無を検知する（Ｓ１４）。初期化スイッチ６８が押下されない場合（Ｓ１４のＮ）、初期化制御部１００は処理をステップＳ１０に戻す。ステップＳ１０において、初期化フラグＦが０であるため、処理はステップＳ１２に進み、続けて空気圧監視処理が行われることになる。

ドライバが初期化マニュアルにしたがって、対角２輪のタイヤ空気圧を増圧し、初期化スイッチ６８を押下した場合（Ｓ１４のＹ）、初期化制御部１００は、１回目の初期化を開始するために、初期化フラグＦを１に設定し（Ｓ１６）、処理をステップＳ１０に戻す。ステップＳ１０において、初期化フラグＦが１であるため、初期化制御部１００は、初期化モードであると判断し（Ｓ１０のＹ）、処理をステップＳ１８に進める。

ステップＳ１８において、初期化フラグＦが１であることより、初期化制御部１００は、１回目の初期化が指示されたと判定し（Ｓ１８のＹ）、動荷重半径判定値算出部１１０を制御して第１段階初期化処理を実行させる（Ｓ２０）。動荷重半径判定値算出部１１０による第１段階初期化処理Ｓ２０の詳細な手順は後述するが、所定の走行条件で増圧時動荷重半径判定値α_１が得られた時点で、この処理は終了し、初期化制御部１００に制御が戻される。

第１段階初期化処理Ｓ２０が終わると、初期化制御部１００は、警告ランプ７２を点滅させ、ドライバに１回目の初期化の完了を示すとともに、２回目の初期化を促す（Ｓ２２）。ドライバは２回目の初期化の前に、１回目の初期化のために増圧した対角２輪のタイヤ空気圧を基準圧まで減圧する。初期化制御部１００は、ドライバによる初期化スイッチ６８の押下の有無を検知する（Ｓ２４）。

初期化スイッチ６８が押下されない場合（Ｓ２４のＮ）、初期化制御部１００は処理をステップＳ１０に戻す。初期化フラグＦが１であるため、ステップＳ１０からステップＳ１８を経て、ステップＳ２０に処理が進む。ここで、初期化制御部１００は、動荷重半径判定値算出部１１０に第１段階初期化処理Ｓ２０を行わせて、増圧時動荷重半径判定値α_１を更新させてもよく、あるいは、一度、第１段階初期化処理Ｓ２０が終わっているため、この処理をスキップして、処理をステップＳ２２に進め、ランプ点滅を継続してもよい。

ステップＳ２４において、初期化スイッチ６８が押下されたとき（Ｓ２４のＹ）、初期化制御部１００は、警告ランプ７２を消灯し（Ｓ２６）、２回目の初期化を開始するために、初期化フラグＦを２に設定し（Ｓ２８）、処理をステップＳ１０に戻す。

初期化フラグＦが２であるため、ステップＳ１０を経てステップＳ１８に処理が進む。ステップＳ１８では、初期化フラグＦが１ではないため、１回目の初期化でないと判定され（Ｓ１８のＮ）、処理はステップＳ３０に進む。ステップＳ３０において、初期化制御部１００は、初期化フラグＦが２である場合に、２回目の初期化が指示されたと判定し（Ｓ３０のＹ）、動荷重半径判定値算出部１１０を制御して第２段階初期化処理を実行させる（Ｓ３２）。初期化制御部１００は、動荷重半径判定値算出部１１０による第２段階初期化処理の終了後、初期化フラグＦを３に設定し（Ｓ３４）、処理をステップＳ１０に戻す。

初期化フラグＦが３であるため、初期化モードであると判定され（Ｓ１０のＹ）、さらに、１回目、２回目の初期化でないと判定され（Ｓ１８のＮ、Ｓ３０のＮ）、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６において、初期化制御部１００は、警報閾値算出部１８０を制御して警報閾値決定処理を実行させる（Ｓ３６）。警報閾値決定処理が終わると、初期化制御部１００は、初期化フラグＦを０にリセットし（Ｓ３８）、処理をステップＳ１０に戻す。以降、初期化フラグＦが０であるため、設定された警報閾値のもとでステップＳ１２の空気圧監視処理が実行される。

図５は、図４の空気圧監視処理Ｓ１２の詳細な手順を説明するフローチャートである。車両１０が所定の走行条件で走行している間に、４輪の車輪速度センサ２００ＦＲ、２００ＦＬ、２００ＲＲ、２００ＲＬがそれぞれ右前輪２０ＦＲ、左前輪２０ＦＬ、右後輪２０ＲＲ、左後輪２０ＲＬの監視時の車輪速度Ｖ_ＦＲ、Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＲＲ、Ｖ_ＲＬを検出する（Ｓ５０）。ここで「所定の走行条件」とは、外乱により４輪の車輪速度の検出精度に悪影響が及ばないように、旋回時や加減速時を避けるなど動荷重半径方式に適した走行条件を意味する。

動荷重半径判定値算出部１１０は、上記の式（１）により、検出された４輪の車輪速度Ｖ_ＦＲ、Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＲＲ、Ｖ_ＲＬに基づいて監視時動荷重半径判定値αを求める（Ｓ５２）。

空気圧異常判定部１３０は、監視時動荷重半径判定値αと基準圧時動荷重半径判定値α_０の差の絶対値が動荷重半径警報閾値Ａ以上である場合、すなわち監視時動荷重半径判定値αの基準圧時動荷重半径判定値α_０からの変化量が、動荷重半径警報閾値Ａ以上である場合（Ｓ５４のＹ）、ブザー７０および警告ランプ７２により空気圧異常を警報する（Ｓ５６）。監視時動荷重半径判定値αの基準圧時動荷重半径判定値α_０からの変化量が動荷重半径警報閾値Ａより小さい場合（Ｓ５４のＮ）、警報しない。

図６は、図４の第１段階初期化処理Ｓ２０の詳細な手順を示すフローチャートである。所定の走行条件のもと、４輪の車輪速度センサ２００ＦＲ、２００ＦＬ、２００ＲＲ、２００ＲＬがそれぞれ増圧時の右前輪２０ＦＲ、左前輪２０ＦＬ、右後輪２０ＲＲ、左後輪２０ＲＬの車輪速度Ｖ_ＦＲ、Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＲＲ、Ｖ_ＲＬを検出する（Ｓ６０）。

動荷重半径判定値算出部１１０は、上記の式（１）により、検出された４輪の車輪速度Ｖ_ＦＲ、Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＲＲ、Ｖ_ＲＬに基づいて増圧時動荷重半径判定値α_１を求める（Ｓ６２）。

いま、左前輪２０ＦＬ、右後輪２０ＲＲの対角２輪のタイヤ空気圧が増圧されていたとすると、増圧により動荷重半径が大きくなり、相対的に左前輪２０ＦＬ、右後輪２０ＲＲの車輪速度Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＲＲが減少し、式（１）で計算される増圧時動荷重半径判定値α_１が小さくなる。ここで、対角２輪のタイヤ空気圧の増圧率ｒをそれぞれ１０％とした場合、増圧時動荷重半径判定値α_１は１輪のタイヤ空気圧が２０％増加したのと同等の値となる。

動荷重半径判定値算出部１１０は、得られた増圧時動荷重半径判定値α_１と増圧率ｒを記憶部１５０に記憶する（Ｓ６４）。

図７は、図４の第２段階初期化処理Ｓ３２の詳細な手順を示すフローチャートである。第１段階初期化処理Ｓ２０において増圧されていた対角２輪のタイヤ空気圧が基準圧にまで減圧され、４輪のタイヤ空気圧がすべて基準圧である状態で、所定の走行条件のもと、４輪の車輪速度センサ２００ＦＲ、２００ＦＬ、２００ＲＲ、２００ＲＬがそれぞれ基準圧時の右前輪２０ＦＲ、左前輪２０ＦＬ、右後輪２０ＲＲ、左後輪２０ＲＬの車輪速度Ｖ_ＦＲ、Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＲＲ、Ｖ_ＲＬを検出する（Ｓ７０）。

動荷重半径判定値算出部１１０は、上記の式（１）により、検出された４輪の車輪速度Ｖ_ＦＲ、Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＲＲ、Ｖ_ＲＬに基づいて基準圧時動荷重半径判定値α_０を求める（Ｓ７２）。動荷重半径判定値算出部１１０は、得られた基準圧時動荷重半径判定値α_０を記憶部１５０に記憶する（Ｓ７４）。

図８は、図４の警報閾値決定処理Ｓ３６の詳細な手順を示すフローチャートである。警報閾値算出部１８０は、基準圧時動荷重半径判定値α_０と、増圧時動荷重半径判定値α_１と、増圧率ｒとを記憶部１５０から読み出す（Ｓ８０）。警報閾値算出部１８０は、警報すべきタイヤ空気圧の減圧率である警報減圧率ｗを設定する（Ｓ８４）。警報減圧率ｗは、警報圧Ｐ_Ｗと基準圧Ｐ_０に基づいてｗ＝（１−Ｐ_Ｗ／Ｐ_０）で計算される値であり、たとえば、３０％に設定される。

次に、警報閾値算出部１８０は、線形補間のための比例係数ｋを次式（２）によって求める（Ｓ８４）。
ｋ＝ｗ／（２ｒ） （２）

警報閾値算出部１８０は、次式（３）による補間計算により、動荷重半径警報閾値Ａを求める（Ｓ８６）。
Ａ＝｜α_１−α_０｜×ｋ （３）

警報閾値算出部１８０は、計算された動荷重半径警報閾値Ａを記憶部１５０に記憶する（Ｓ８８）。記憶された動荷重半径警報閾値Ａは次回の初期化まで有効な値としてタイヤ空気圧の異常判定に用いられる。

以上説明したように、本実施の形態の動荷重半径方式による空気圧監視装置によれば、タイヤの特性の違いを警報閾値に反映させて、高い精度でタイヤ空気圧の異常を判定することができる。

なお、動荷重半径判定値αを求める上記の式（１）は一例であり、別の相関評価式を用いてもよい。たとえば、動荷重半径判定値αは、一方の対角２輪２０ＦＬ、２０ＲＲ間の車輪速度Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＲＲの平均値と、他方の対角２輪２０ＦＲ、２０ＲＬ間の車輪速度Ｖ_ＦＲ、Ｖ_ＲＬの平均値との差として、次式（４）の相対評価式で求めてもよい。
α＝（Ｖ_ＦＬ＋Ｖ_ＲＲ）／２−（Ｖ_ＦＲ＋Ｖ_ＲＬ）／２ （４）
このような別の相対評価式を用いて動荷重半径判定値αを求める場合でも、本実施の形態の警報閾値を決定するための２段階初期化を適用することができる。

また、動荷重半径方式において１回目の初期化を行う際、対角２輪のタイヤ空気圧を増圧する代わりに、１輪のみのタイヤ空気圧を増圧してもよい。その場合、線形補間の比例係数ｋは、増圧率ｒを２倍する必要がないので、ｋ＝（１−Ｐ_Ｗ／Ｐ_０）／ｒ＝ｗ／ｒで与えられる。

実施の形態２
実施の形態２に係る空気圧監視装置は、共振周波数方式により各輪のタイヤ空気圧の低下を個別に判定して、警報を発する点が実施の形態１と異なる。共振周波数方式では、タイヤ空気圧の変化によりタイヤの振動の共振周波数が変化し、その変化が車輪速度の変動に表れるという性質を利用し、車輪速度をもとに共振周波数を求め、その共振周波数に基づいて空気圧異常を検出する。以下、実施の形態１と異なる構成と動作を説明する。

図９は、実施の形態２に係るＥＣＵ６４の構成を説明する図である。本実施の形態のＥＣＵ６４は、各輪の車輪速度センサ２００ＦＲ、２００ＦＬ、２００ＲＲ、２００ＲＬから受け取った各輪の車輪速度Ｖ_ＦＲ、Ｖ_ＦＬ、Ｖ_ＲＲ、Ｖ_ＲＬに基づいて後述の共振周波数方式による共振周波数を検出し、各輪のタイヤ空気圧の低下を個別に検出する。ＥＣＵ６４は、警報閾値をあらかじめ決めておき、検出された共振周波数に警報閾値を上回る変動があったとき、警告ランプ７２を点灯させたり、ブザー７０に警告音を鳴らさせることにより、空気圧の異常をドライバに知らせる。

以下、各輪を区別しないで構成と動作を説明するため、各輪の位置を区別する符号ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬを適宜省略する。

本実施の形態でも、実施の形態１と同様に、タイヤのローテーションや交換の後の初期化は２段階でなされる。第１段階の初期化では、各輪のタイヤ空気圧を所定の増圧率で基準圧から増圧した状態で、車両１０を通常走行させ、増圧時の共振周波数（以下、単に「増圧時共振周波数」という）を求める。

ここで、４輪のタイヤ空気圧をそれぞれ増圧してもよいが、タイヤ交換時には左右輪について同一銘柄、同一種類のタイヤに交換するのが普通であるから、４輪すべてについて初期化をしなくても、少なくとも１輪について初期化を行い、警報閾値を決定し、他の輪についても同じ警報閾値を利用するようにしてもよい。なお、同一銘柄、同一種類であってもタイヤの特性は製造時のばらつきで異なることもあるため、より正確な警報閾値を求めるためには、４輪とも初期化処理を行うことが好ましい。また、いずれか１輪だけを増圧して走行すると、車両１０の安定性が悪くなることがあるため、前輪２輪のみ、後輪２輪のみ、あるいは対角２輪のみを増圧して初期化を行ってもよい。

第２段階の初期化は、増圧されたタイヤ空気圧を基準圧まで減圧して、車両１０を通常走行させ、基準圧時の共振周波数（以下、単に「基準圧時共振周波数」という）を求める。

図９を参照して、ＥＣＵ６４の各構成を説明する。初期化制御部１００は、タイヤのローテーションや交換時における空気圧判定のための各種パラメータを初期化するために、共振周波数検出部１２０と警報閾値算出部１８２を制御する。

ドライバが初期化マニュアルにしたがって、車両１０の各輪のタイヤ空気圧を基準圧から所定の増圧率で増圧したとする。ドライバは初期化スイッチ６８の押下により１回目の初期化を指示する。

初期化制御部１００は、初期化スイッチ６８の押下を検知して、共振周波数検出部１２０に基準圧時共振周波数１６２を求めるように指示する。共振周波数検出部１２０は、車両１０の通常走行時に各輪の車輪速度センサ２００がそれぞれ検出する各輪の車輪速度Ｖの信号を周波数解析することにより共振周波成分を抽出し、各輪の増圧時共振周波数１６４を検出し、増圧率１６５とともに記憶部１６０に格納する。これにより１回目の初期化が終了する。

初期化制御部１００は、警告ランプ７２を点灯することにより、２回目の初期化をドライバに促す。このとき、ドライバは、車両１０を一旦停止して、増圧した各輪のタイヤ空気圧を基準圧にまで減圧し、その後、初期化スイッチ６８を再度押下する。

初期化制御部１００は、初期化スイッチ６８の再度の押下を検知して、共振周波数検出部１２０に基準圧時共振周波数１６２を検出するように指示する。共振周波数検出部１２０は、車両１０の通常走行時に各輪の車輪速度センサ２００がそれぞれ検出する各輪の車輪速度Ｖをもとに、基準圧時共振周波数１６２を求め、記憶部１６０に格納する。これにより２回目の初期化が終了する。

次に、警報閾値算出部１８２は、基準圧時共振周波数１６２、増圧時共振周波数１６４、および増圧率１６５に基づき、共振周波数方式において空気圧異常の警報を発すべき共振周波数の変化量の閾値（以下、単に「共振周波数警報閾値」という）１６６を求め、記憶部１６０に記憶する。

１回目および２回目の初期化の終了後、共振周波数検出部１２０は、車両１０の通常走行時に各輪の車輪速度センサ２００が検出する各輪の車輪速度Ｖをもとに、監視時の共振周波数（以下、単に「監視時共振周波数」という）１６８を求め、空気圧異常判定部１４０に与える。空気圧異常判定部１４０は、監視時共振周波数１６８の基準圧時共振周波数１６２からの変化量が共振周波数警報閾値１６６以上である場合に、ブザー７０および警告ランプ７２によりタイヤ空気圧の異常を警報する。

図１０は、共振周波数方式によるタイヤ空気圧の異常判定の原理を説明する図である。実線のグラフ３１０は、横軸をタイヤ空気圧Ｐ、縦軸を共振周波数ｆとして、タイヤ空気圧Ｐと共振周波数ｆの関係を示すものである。

１回目の初期化において、基準圧Ｐ_０から所定の増圧率で増圧した参照圧Ｐ_１に対する増圧時共振周波数ｆ_１が得られる。これを第１初期化点３１２で表す。２回目の初期化において、基準圧Ｐ_０に対する基準圧時共振周波数ｆ_０が得られる。これを第２初期化点３１４で表す。

グラフ３１０で示されるように、タイヤ空気圧Ｐと共振周波数ｆの関係は、基準圧Ｐ_０付近ではほぼ線形であるが、タイヤ空気圧Ｐが基準圧Ｐ_０から離れるほど、検出される共振周波数ｆの値の減り方が大きくなり、基準圧Ｐ_０からの５０％減圧付近では線形性は保証されなくなる。しかしながら、参照圧Ｐ_１を基準圧Ｐ_０から１０％増圧した値、警報圧Ｐ_Ｗを基準圧Ｐ_０から３０％減圧した値とした場合、基準圧Ｐ_０を挟んで、参照圧Ｐ_１から警報圧Ｐ_Ｗまではほぼ線形近似することができる。したがって、第１初期化点３１２と第２初期化点３１４を結ぶ点線で示す直線３２０を補間直線として、警報圧Ｐ_Ｗに対する共振周波数ｆ_ｗを直線３２０上の点３１６として求めることができる。

共振周波数警報閾値Ｂは、実施の形態１と同様、基準圧Ｐ_０における基準圧時共振周波数ｆ_０と、警報圧Ｐ_Ｗにおける共振周波数ｆ_Ｗの差の絶対値｜ｆ_０−ｆ_Ｗ｜により求められる。

基準圧Ｐ_０から参照圧Ｐ_１への増圧率をｒとすると、共振周波数警報閾値Ｂは、増圧時の共振周波数ｆの変化量Δｆに基づく線形補間により、次式で求められる。
Ｂ＝｜ｆ_１−ｆ_０｜×ｋ＝Δｆ×ｋ
ｋ＝（１−Ｐ_Ｗ／Ｐ_０）／ｒ
ここで、ｋは比例係数であり、警報減圧率ｗをｗ＝（１−Ｐ_Ｗ／Ｐ_０）で定義すると、比例係数ｋはｋ＝ｗ／ｒと書ける。基準圧Ｐ_０から３０％降圧したタイヤ空気圧を警報圧Ｐ_ＷとするとＰ_Ｗ＝０．７Ｐであり、警報減圧率ｗは０．３である。増圧率ｒが０．１であるとき、比例係数ｋは３となり、共振周波数警報閾値ＢはΔαの３倍となる。

本実施の形態のＥＣＵ６４による空気圧監視のメインループは図４で説明した実施の形態１のＥＣＵ６４による手順と同じであり、空気圧監視処理Ｓ１２、第１段階初期化処理Ｓ２０、第２段階初期化処理Ｓ３２、および警報閾値決定処理Ｓ３６の詳細な手順が異なるので、これらの処理についてのみ説明する。

図１１は、空気圧監視処理Ｓ１２の詳細な手順を説明するフローチャートである。車両１０が所定の走行条件で走行している間に、各輪の車輪速度センサ２００がそれぞれ各輪の監視時の車輪速度Ｖを検出する（Ｓ１５０）。ここで「所定の走行条件」とは、共振周波数の検出精度に悪影響が及ばないように、高速走行時を避けるなど共振周波数方式に適した走行条件を意味する。

共振周波数検出部１２０は、検出された各輪の車輪速度Ｖの信号を解析して、監視時共振周波数ｆを検出する（Ｓ１５２）。

空気圧異常判定部１４０は、監視時共振周波数ｆと基準圧時共振周波数ｆ_０の差の絶対値が共振周波数警報閾値Ｂ以上である場合、すなわち監視時共振周波数ｆの基準圧時共振周波数ｆ_０からの変化量が、共振周波数警報閾値Ｂ以上である場合（Ｓ１５４のＹ）、ブザー７０および警告ランプ７２により空気圧異常を警報する（Ｓ１５６）。監視時共振周波数ｆの基準圧時共振周波数ｆ_０からの変化量が共振周波数警報閾値Ｂより小さい場合（Ｓ１５４のＮ）、警報しない。

図１２は、第１段階初期化処理Ｓ２０の詳細な手順を示すフローチャートである。所定の走行条件のもと、４輪の車輪速度センサ２００がそれぞれ増圧時の各輪の車輪速度Ｖを検出する（Ｓ１６０）。共振周波数検出部１２０は、検出された各輪の車輪速度Ｖの信号を解析して、増圧時共振周波数ｆ_１を検出する（Ｓ１６２）。共振周波数検出部１２０は、得られた増圧時共振周波数ｆ_１と増圧率ｒを記憶部１６０に記憶する（Ｓ１６４）。

図１３は、第２段階初期化処理Ｓ３２の詳細な手順を示すフローチャートである。第１段階初期化処理Ｓ２０において増圧されていた各輪のタイヤ空気圧が基準圧にまで減圧され、各輪のタイヤ空気圧がすべて基準圧である状態で、所定の走行条件のもと、各輪の車輪速度センサ２００がそれぞれ基準圧時の各輪の車輪速度Ｖを検出する（Ｓ１７０）。

共振周波数検出部１２０は、検出された各輪の車輪速度Ｖに基づいて基準圧時共振周波数ｆ_０を求める（Ｓ１７２）。共振周波数検出部１２０は、得られた基準圧時共振周波数ｆ_０を記憶部１６０に記憶する（Ｓ１７４）。

図１４は、警報閾値決定処理Ｓ３６の詳細な手順を示すフローチャートである。警報閾値算出部１８２は、基準圧時共振周波数ｆ_０と、増圧時共振周波数ｆ_１と、増圧率ｒとを記憶部１６０から読み出す（Ｓ１８０）。警報閾値算出部１８２は、警報すべきタイヤ空気圧の減圧率である警報減圧率ｗを設定する（Ｓ１８４）。警報減圧率ｗは、警報圧Ｐ_Ｗと基準圧Ｐ_０に基づいてｗ＝（１−Ｐ_Ｗ／Ｐ_０）で計算される値である。

次に、警報閾値算出部１８２は、線形補間のための比例係数ｋを次式（５）によって求め（Ｓ１８４）、共振周波数警報閾値Ｂを次式（６）による補間計算によって求める（Ｓ１８６）。
ｋ＝ｗ／ｒ （５）
Ｂ＝｜ｆ_１−ｆ_０｜×ｋ （６）

警報閾値算出部１８２は、線形補間を用いずに、タイヤ空気圧Ｐと共振周波数ｆの関係を示すあらかじめ定められた特性曲線を当てはめて、非線形補間により警報圧Ｐ_Ｗに対する共振周波数ｆ_Ｗを求め、共振周波数警報閾値Ｂを次式（７）によって計算してもよい。
Ｂ＝｜ｆ_０−ｆ_Ｗ｜ （７）

非線形補間は、特にタイヤ空気圧Ｐと共振周波数ｆの線形性が警報圧Ｐ_Ｗ付近までは十分に保証されない場合に有効である。なお、タイヤ空気圧Ｐと共振周波数ｆの関係を示す特性曲線は、折れ線もしくはスプライン曲線などの近似曲線で与えられてもよく、またタイヤ空気圧Ｐと共振周波数ｆの代表的な値の組がテーブルとして与えられてもよい。

警報閾値算出部１８２は、計算された共振周波数警報閾値Ｂを記憶部１６０に記憶する（Ｓ１８８）。記憶された共振周波数警報閾値Ｂは次回の初期化まで有効な値としてタイヤ空気圧の異常判定に用いられる。

以上説明したように、本実施の形態の共振周波数方式による空気圧監視装置によれば、タイヤの特性の違いを警報閾値に反映させて、高い精度でタイヤ空気圧の異常を判定することができる。

実施の形態３
本実施の形態の空気圧監視装置は、実施の形態１で説明した動荷重半径方式と実施の形態２で説明した共振周波数方式を組み合わせてタイヤ空気圧の異常判定をするものである。

動荷重半径方式、共振周波数方式はそれぞれ実施の形態１、２で説明した初期化が必要であるが、本実施の形態では、両方式の初期化を一度に行う。実施の形態２で説明した共振周波数方式の初期化では、４輪のタイヤ空気圧を同時に増圧して１回目の初期化を行うことができたが、４輪のタイヤ空気圧をすべて増圧してしまうと、４輪の車輪速度の変化を相対評価した動荷重半径判定値αには変化が全く現れないことになる。そこで、本実施の形態では、動荷重半径方式における初期化を同時に可能とするため、１回目の初期化において対角２輪の増圧を行い、対角２輪の増圧のもと共振周波数方式における初期化を行う。

タイヤ交換時には左右輪で同一種類のタイヤを用いるのが普通であるから、一方の対角２輪の初期化の結果得られる動荷重半径警報閾値Ａと共振周波数警報閾値Ｂをそのまま他方の対角２輪の警報閾値として利用しても問題は生じない。もっともタイヤの個体差を考慮して、より正確な警報閾値を求めるために、他方の対角２輪についても同様の初期化を行ってもよい。

図１５は、実施の形態３に係るＥＣＵ６４の構成を説明する図である。基本的には実施の形態１の動荷重半径方式と実施の形態２の共振周波数方式の構成を組み合わせたものであるが、初期化が両方式で一度に並行して行われる点に特徴がある。

初期化制御部１００は、動荷重半径判定値算出部１１０と警報閾値算出部１９０を制御して、動荷重半径方式における初期化を行わせるとともに、同時に共振周波数検出部１２０と警報閾値算出部１９０を制御して、共振周波数方式における初期化を行わせる。

動荷重半径方式空気圧異常判定部１３２は、実施の形態１の空気圧異常判定部１３０と同じ動作を行い、共振周波数方式空気圧異常判定部１４２は、実施の形態２の空気圧異常判定部１４０と同じ動作を行う。記憶部１７０には、実施の形態１の記憶部１５０、実施の形態２の記憶部１５０に記憶されたデータと同じものを記憶するが、増圧率１５５については、両方式に共通であるため、一つだけ格納すればよいことに留意する。

警報閾値算出部１９０は、動荷重半径警報閾値Ａを算出する場合は、実施の形態１の警報閾値算出部１８０と同じ動作を行い、共振周波数警報閾値Ｂを算出する場合は、実施の形態２の警報閾値算出部１８２と同じ動作を行う。警報閾値算出部１９０は、動荷重半径警報閾値Ａを線形補間で求め、共振周波数警報閾値Ｂを特性曲線による補間で求めるようにしてもよい。

本実施の形態の空気圧監視装置によれば、１回目の初期化で対角２輪のタイヤ空気圧を増圧し、２回目の初期化で基準圧に戻すことによって、動荷重半径方式と共振周波数方式の両方の初期化を同時に行うことができ、初期化の手間を省くことができる。なお、対角２輪のタイヤ空気圧を増圧する代わりに、いずれか１輪のみのタイヤ空気圧を増圧することにしても両方式の初期化を同時に行うことができる。

一般に、動荷重半径方式による空気圧異常判定は、共振周波数方式による空気圧異常判定よりも検出精度が高いが、４輪のタイヤ空気圧がほぼ同時に低下する自然漏洩を検出することができない。また、動荷重半径方式は、旋回時には外乱の影響を受けやすい。一方、共振周波数方式による空気圧異常判定は、各輪のタイヤ空気圧の変化を個別に検出することができるが、周波数解析に時間がかかるため、走行開始からしばらく時間が経たないと検出結果が得られない。また、共振周波数方式は、高速走行時には高い検出精度を維持するのが困難になり、温度などの環境条件の変化による影響も受けやすい。このように動荷重半径方式と共振周波数方式はそれぞれ長所と短所を持ち合わせるが、本実施の形態の空気圧監視装置は、両方式を組み合わせて併用することで、互いの短所を補って、タイヤ空気圧の異常検出の精度を上げることができる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。以上の実施の形態は例示であり、その様々な変形例もまた本発明の範囲に含まれることは当業者には理解されるところである。そうした変形例を挙げる。

上記の実施の形態では、間接式空気圧監視方式として、動荷重半径方式と共振周波数方式を例に挙げて初期化を説明したが、本発明の警報閾値の決定方法は、他の間接式空気圧監視方式の初期化にも適用することができる。たとえば、共振周波数方式と同様、タイヤ空気圧の変化によりタイヤの振動特性が変化することに着目した外乱オブザーバ方式がある。外乱オブザーバ方式は、現代制御理論における外乱オブザーバにより、タイヤの空気圧の変化をタイヤに対する外乱として推定するものである。外乱オブザーバ方式では、タイヤ空気圧の変化によりタイヤの振動特性の変化が外乱として発生し、その外乱による影響が車輪速度の変動に表れるという性質を利用し、車輪速度をもとに外乱を推定し、その推定された外乱に基づいて空気圧異常を検出する。この外乱オブザーバ方式における外乱の警報閾値の設定に本発明の２段階初期化を適用することができる。

上記の説明では、警報閾値は、動荷重半径方式または共振周波数方式による判定値の基準値からの相対的な変化量で与えられたが、２段階の初期化を経て補間により求められる警報圧に対する絶対的な判定値そのものを警報閾値としてもよい。その場合、通常監視時の判定値を警報閾値と直接比較して、空気圧異常が判定される。

上記の第１段階初期化処理および第２段階初期化処理では、動荷重半径判定値または共振周波数が得られた時点で初期化を終了しているが、所定の走行時間を定めておき、所定の走行時間が経過すると初期化処理を終了するようにしてもよい。所定の走行時間は、動荷重半径方式または共振周波数方式の判定値を取得するために必要な走行時間により定められる。高速走行時、旋回時、ブレーキ時、急発進時など特殊な走行条件では外乱の影響があるため、たとえば、１０分〜２０分の直線走行を確保するために、所定の走行時間としてたとえば３０分を定める。また、所定の走行距離を定めておき、所定の走行距離を走行すると初期化処理を終了するようにしてもよい。また、記憶部に車速の時系列変化などの情報を含む走行状況を走行履歴として記録し、走行履歴により初期化の終了を判定してもよい。

１回目の初期化におけるタイヤ空気圧の増圧率は、初期化マニュアルで決められた固定値であってもよく、ドライバやディーラが増圧率を決め、ＥＣＵ６４に増圧率を入力できるように構成してもよい。また、増圧率の一例として１０％増圧を説明したが、これは２０％増圧であってもよい。増圧率を高くすることで、線形補間の精度を高め、より正確に警報閾値を決定することができるが、基準圧からのずれが大きくなると、ＮＶ（ノイズ・バイブレーション）性能や乗り心地が犠牲となる。

また、１回目の初期化においてタイヤ空気圧を増圧する代わりに、減圧してもよい。警報閾値を定めるための補間は減圧方向になされるため、参照圧を減圧側に定めた方が補間の精度を高めることができる。また、基準圧に対して１０％増圧した第１の参照圧における判定値と、基準圧に対して１０％減圧した第２の参照圧における判定値とを用いて補間をすれば、タイヤ空気圧の変化幅が２倍になり、さらに補間の精度を上げることができる。ただし、タイヤ空気圧を減圧することは、タイヤ空気圧の安全マージンを減らすことになり、また、燃費性能も落とすことになる不利益が生じる。

１回目、２回目の初期化はともにドライバによる初期化スイッチ６８の押下により開始されたが、イグニション・オンや他の信号との組み合わせにより、初期化が開始されるように構成してもよい。たとえば、１回目の初期化はドライバが初期化スイッチ６８を押下することでなされるが、２回目の初期化は、イグニション・オフ後に、次にイグニション・オンしたときに自動的に開始されるようにしてもよい。このとき、仮に１回目の初期化で増圧したタイヤ空気圧が基準圧に減圧されていないことがあっても、１回目の初期化と同じ判定値が得られるだけであり、ＥＣＵ６４は、得られた判定値を２回目の初期化の判定値とはせずに、２回目の初期化を次回イグニションがオンされるときまで延期すればよい。ＥＣＵ６４は、１回目の初期化とは異なる判定値が得られるときに、タイヤ空気圧が基準圧に戻されたと判断し、２回目の初期化を行えばよい。これにより、２回目の初期化を開始するためにドライバが初期化スイッチ６８を押下する手順を省略して、２回目以降の処理を自動化することができる。

実施の形態１に係る空気圧監視装置を備えた車両の全体構成を示す図である。 実施の形態１に係るＥＣＵの機能構成図である。 動荷重半径方式によるタイヤ空気圧の異常判定の原理を説明する図である。 実施の形態１に係るＥＣＵによる空気圧監視のメインループを説明するフローチャートである。 図４の空気圧監視処理の詳細な手順を説明するフローチャートである。 図４の第１段階初期化処理の詳細な手順を示すフローチャートである。 図４の第２段階初期化処理の詳細な手順を示すフローチャートである。 図４の警報閾値決定処理の詳細な手順を示すフローチャートである。 実施の形態２に係るＥＣＵの構成を説明する図である。 共振周波数方式によるタイヤ空気圧の異常判定の原理を説明する図である。 実施の形態２に係る空気圧監視処理の詳細な手順を説明するフローチャートである。 実施の形態２に係る第１段階初期化処理の詳細な手順を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る第２段階初期化処理の詳細な手順を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る警報閾値決定処理の詳細な手順を示すフローチャートである。 実施の形態３に係るＥＣＵの構成を説明する図である。

符号の説明

１０ 車両、 １２ 車体、 ２０ 車輪、 ６４ ＥＣＵ、 ６８ 初期化スイッチ、 ７０ ブザー、 ７２ 警告ランプ、 １００ 初期化制御部、 １１０ 動荷重半径判定値算出部、 １２０ 共振周波数検出部、 １３０、１４０ 空気圧異常判定部、 １５０、１６０ 記憶部、 １５２ 基準圧時動荷重半径判定値、 １５４ 増圧時動荷重半径判定値、 １５５ 増圧率、 １５６ 動荷重半径警報閾値、 １５８ 監視時動荷重半径判定値、 １６２ 基準圧時共振周波数、 １６４ 増圧時共振周波数、 １６６ 共振周波数警報閾値、 １６８ 監視時共振周波数、 １８０、１８２ 警報閾値算出部、 ２００ 車輪速度センサ。

Claims (12)

1. タイヤの空気圧状態を監視する空気圧監視装置であって、
   車輪回転数に基づいて空気圧に関連する値を検出する検出部と、
   前記検出部により検出された空気圧に関連する値に基づいて空気圧異常を判定する判定部と、
   前記空気圧異常を判定する際の警報閾値を決定する警報閾値決定部とを備え、
   前記警報閾値決定部は、第１の空気圧状態において前記検出部により検出された空気圧に関連する値と、前記第１の空気圧状態とは異なる第２の空気圧状態において前記検出部により検出された空気圧に関連する値とから前記警報閾値を決定することを特徴とする空気圧監視装置。
2. 前記第２の空気圧状態は、前記第１の空気圧状態に対して、車両の全輪の内、少なくとも１輪の空気圧を変化させた状態であることを特徴とする請求項１に記載の空気圧監視装置。
3. 前記第１の空気圧状態は、車両の全輪を略同一の空気圧に設定した状態であり、前記第２の空気圧状態は車両の全輪の内、少なくとも１輪の空気圧を前記略同一の空気圧とは異ならせた状態であることを特徴とする請求項１に記載の空気圧監視装置。
4. 前記第１の空気圧状態は、車両の全輪を略同一の空気圧に設定した状態であり、前記第２の空気圧状態は対角２輪を前記略同一の空気圧とは異ならせた状態であることを特徴とする請求項１に記載の空気圧監視装置。
5. 前記警報閾値決定部は、前記第１の空気圧状態において検出された空気圧に関連する値と、前記第２の空気圧状態において検出された空気圧に関連する値とを用いた補間により、前記警報閾値を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の空気圧監視装置。
6. 前記検出部は、前記車輪回転数に基づいてタイヤの動荷重半径に関する値を前記空気圧に関連する値として算出することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の空気圧監視装置。
7. 前記検出部は、前記車輪回転数に基づいてタイヤの振動特性に関する値を前記空気圧に関連する値として検出することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の空気圧監視装置。
8. タイヤの空気圧状態を間接的に検出して監視する空気圧監視方法であって、
   第１の空気圧状態において検出された空気圧に関連する値と、前記第１の空気圧状態とは異なる第２の空気圧状態において検出された空気圧に関連する値とから空気圧異常を判定する際の警報閾値を決定することを特徴とする空気圧監視方法。
9. 前記第２の空気圧状態は、前記第１の空気圧状態に対して、車両の全輪の内、１輪または２輪の空気圧を変化させた状態であることを特徴とする請求項８に記載の空気圧監視方法。
10. 前記第１の空気圧状態は、車両の全輪を略同一の空気圧に設定した状態であり、前記第２の空気圧状態は対角２輪を前記略同一の空気圧とは異ならせた状態であることを特徴とする請求項８に記載の空気圧監視方法。
11. 前記第１の空気圧状態および前記第２の空気圧状態において検出される前記空気圧に関連する値は、車輪回転数に基づいて算出されるタイヤの動荷重半径を反映する判定値であることを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の空気圧監視方法。
12. 前記第１の空気圧状態および前記第２の空気圧状態において検出される前記空気圧に関連する値は、車輪回転数に基づいて検出されるタイヤの共振周波数であることを特徴とする特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の空気圧監視方法。

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