JP2009090919A

JP2009090919A - パンク検知装置

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Publication number: JP2009090919A
Application number: JP2007265581A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Otsuka; 泰雄大塚
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-10-11
Filing date: 2007-10-11
Publication date: 2009-04-30

Abstract

【課題】タイヤに設計変更を加えることなく装着でき、構成が簡単で安価なパンク検知装置を提供する。
【解決手段】車両１１に搭載され、走行中のタイヤのパンクを検知するパンク検知装置であって、タイヤと路面との走行音ｘ（ｔ）を検出するマイクロホン１２と、走行音の一定時間分のスペクトル（数式１）を取得するスペクトル解析器１３と、一定時間分のスペクトルの平均値（数式２）を取得する平均化手段１４と、平均値（数式３）を記憶するメモリー１５と、平均値と現在の走行音のスペクトルとを比較（数式４）する比較器１６と、平均値と異なる走行音のスペクトルが一定時間以上続いたとき（数式５）に警告信号を発信する判定器１７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、パンク検知装置に関し、特に、タイヤと路面との走行音からタイヤのパンクを検知するパンク検知装置に関する。

タイヤの異常検知を行う従来のシステムとしては、タイヤ内圧が一定値以下に低下した場合に、アラームを発してドライバーに異常を知らせるように構成した、いわゆる内圧異常警報システムがある。このシステムは、ホイールに取り付けられた圧力センサーによって内圧を測定し、ある一定の内圧以下になった場合に警告を発するシステムによって主に構成されている。

例えば、特許文献１に記載のタイヤ異常検出装置においては、圧力センサーおよび温度センサーがタイヤ内に設けられ、それぞれタイヤ内の空気圧およびタイヤ内の空気温度を検出し、各検出値をそれぞれ判定値と比較してタイヤ異常を検出するようにされている。

検出された空気圧は予め設定された異常判定圧力と比較される。異常判定圧力は、タイヤから空気が抜けたことを検出し得る大きさに設定されており、検出された空気圧が異常判定圧力より低いのであれば、タイヤから空気が抜けていると判定される。

また、検出された空気温度は予め設定された異常判定温度と比較される。この異常判定温度は、タイヤがパンクする際に生じるタイヤ内の急激な温度上昇を検出する大きさに設定されており、検出された空気温度が異常判定温度より大きいのであれば、タイヤがパンクする恐れがあると判定される。いずれの場合にも異常が検出されれば、異常内容が運転者に報知される。
特開２０００−３５５２０３号公報

しかしながら、上記従来のシステムではタイヤ内の空気圧を検出するためには、タイヤ内部の圧力を検出しうるように、圧力センサおよび温度センサを、タイヤ内部に設けなければならず、タイヤそのものの設計を変更しなければならないという問題がある。またこのようなシステムでは、圧力センサーの他に能動部品や電池等が必要となる。したがって、圧力を検出する装置構成が複雑化し、特別仕様のタイヤを用いなければならず、コストの高騰を免れ得ないという問題があった。

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、構成が簡単で、タイヤそのものの設計に変更を加えることなく、パンク検出を行うことが可能で、安価なパンク検知装置を提供することを目的としている。

本発明は、車両に搭載され、走行中のタイヤのパンクを検知するパンク検知装置であって、前記タイヤと路面との走行音を検出するマイクロホンと、前記走行音の一定時間分のスペクトルを取得するスペクトル解析器と、前記一定時間分のスペクトルの平均値を取得する平均化手段と、前記平均値を記憶するメモリーと、前記平均値と現在の走行音のスペクトルとを比較する比較器と、前記平均値と異なる走行音のスペクトルが一定時間以上続いたときに警告信号を発信する判定器と、を備えることを特徴とするパンク検知装置である。

上記の構成によれば、タイヤと路面との走行音からタイヤのパンクを検知するマイクロホン装置を備え、パンクしていないとき（通常時）の走行音（通常音）の一定時間分のスペクトルの平均値をメモリーしておいて、これと現在の走行音のスペクトルとを比較し、通常音と異なる走行音（異常音）が一定時間以上続いたときに警告信号を発信するので、構成が簡単で、タイヤ自体に設計変更を施すことなく、マイクロホン装置を設置するだけでよく、安価で信頼性の高いパンク検知装置を提供することができる。

また、本発明のパンク検知装置は、前記マイクロホンは、前輪タイヤと路面との走行音を検出する前輪用マイクロホンと、後輪タイヤと路面との走行音を検出する後輪用マイクロホンとを含み、前記スペクトル解析器は、前記前輪タイヤおよび前記後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルを取得し、前記比較器は、前記前輪タイヤおよび前記後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルを互いに比較し、前記判定器は、前記前輪タイヤおよび前記後輪タイヤの走行音の相関が一定時間以上異なったときに前記警告信号を発信することを特徴とする。

上記の構成によれば、路面の変化による走行音の変化は、前後輪の双方に発生するために、路面が変化しても、相関は変化しない。一方、パンクによる走行音の変化は、相関を変化させるので、路面状況による異常音とパンクによる異常音との識別が可能となる。

また、本発明のパンク検知装置において、前記スペクトル解析器は、前記前輪タイヤおよび前記後輪タイヤの走行音のスペクトルの相関を解析し、前記比較器は、前記前輪タイヤおよび前記後輪タイヤの前記平均値と現在の走行音のスペクトルを比較し、前記判定器は、前記前輪タイヤおよび前記後輪タイヤの走行音のスペクトルの相関が変化したときに、前記前輪タイヤまたは前記後輪タイヤのどちらの走行音が前記平均値とより異なるかを判断するとともに、前記前輪タイヤまたは前記後輪タイヤのどちらがパンクしたのかを判断し、パンクしたタイヤを指定して前記警告信号を発信することを特徴とする。

上記の構成によれば、タイヤと路面との走行音からタイヤのパンクを検知するマイクロホン装置を備え、前後輪の走行音のスペクトルの相関と、通常音と走行音とのスペクトル比較とを、同時に行い、相関が変化したときに、前後輪のどちらの走行音が通常音とより異なるかを判断するとともに、前後輪どちらのタイヤがパンクしたのかを判断し、タイヤを指定して警告信号を発信するので、構成が簡単で安価なパンク検知装置を提供することができる。

また、本発明のパンク検知装置において、前記マイクロホンは、右前輪タイヤと路面との走行音を検出する右前輪用マイクロホンと、左前輪タイヤと路面との走行音を検出する左前輪用マイクロホンと、右後輪タイヤと路面との走行音を検出する右後輪用マイクロホンと、左後輪タイヤと路面との走行音を検出する左後輪用マイクロホンとを含み、前記スペクトル解析器は、前記右前輪タイヤ、前記左前輪タイヤ、前記右後輪タイヤおよび前記左後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルを取得し、前記比較器は、前記右前輪タイヤ、前記左前輪タイヤ、前記右後輪タイヤおよび前記左後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルを互いに比較し、前記判定器は、前記右前輪タイヤ、前記左前輪タイヤ、前記右後輪タイヤおよび前記左後輪タイヤの走行音の相関が一定時間以上異なったときに、相関が異なるタイヤを指定して前記警告信号を発信することを特徴とする。

上記の構成によれば、タイヤと路面との走行音からタイヤのパンクを検知するマイクロホン装置を備え、（右前，左前，右後，左後）の走行音のスペクトルを互いに常に比較し、対象とするタイヤと他の３つのタイヤとの相関が変化が一定値一定時間以上異なったときにタイヤを指定して警告を発信するので、構成が簡単で安価なパンク検知装置を提供することができる。

以上説明したように、本発明に係るパンク検知装置によれば、タイヤ自体に設計変更を施すことなく、マイクロホン装置を設置するだけでよく、タイヤと路面との走行音からタイヤのパンクを検知するようにしたもので、パンクしていないとき（通常時）の走行音（通常音）の一定時間分のスペクトルの平均値をメモリーしておいて、これと現在の走行音のスペクトルとを比較し、通常音と異なる走行音（異常音）が一定時間以上続いたときに警告信号を発信するので、構成が簡単で安価なパンク検知装置を提供することができる。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態にかかるパンク検知装置は、タイヤと路面との走行音からタイヤのパンクを検知するマイクロホン装置を備え、パンクしていないとき（通常時）の走行音（通常音）の一定時間分のスペクトルの平均値をメモリーしておいて、これと現在の走行音のスペクトルとを比較し、通常音と異なる走行音（異常音）が一定時間以上続いたときに警告信号を発信する。なおマイクロホン装置としては、ＭＥＭＳマイクロホンなどを用いて適宜車両11の車輪の車軸あるいは車輪の近傍に装着すればよい。

図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるパンク検知装置の概略構成を説明するための図である。本実施の形態のパンク検知装置は、車両１１に搭載され、走行中のタイヤのパンクを検知するパンク検知装置であって、タイヤと路面との走行音ｘ（ｔ）を検出するマイクロホン１２と、走行音の一定時間分のスペクトル（数式１）を取得するスペクトル解析器１３と、一定時間分のスペクトルの平均値（数式２）を取得する平均化手段１４と、平均値（数式３）を記憶するメモリー１５と、平均値と現在の走行音のスペクトルとを比較（数式４）する比較器１６と、平均値と異なる走行音のスペクトルが一定時間以上続いたとき（数式５）に警告信号を発信する判定器１７とを備える。

本発明の第１の実施の形態にかかるパンク検知装置によれば、タイヤと路面との走行音からタイヤのパンクを検知するマイクロホン装置を備え、パンクしていないとき（通常時）の走行音（通常音）の一定時間分のスペクトルの平均値をメモリーしておいて、これと現在の走行音のスペクトルとを比較し、通常音と異なる走行音（異常音）が一定時間以上続いたときに警告信号を発信するので、構成が簡単で安価なパンク検知装置を提供することができる。

このように第１の実施の形態にかかるパンク検知装置によれば、タイヤと路面との走行音からタイヤのパンクを検知することができるが、走行音は路面状態により変わるので、路面状況による異常音とパンクによる異常音との識別が出来ない問題点がある。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態にかかるパンク検知装置は、上記の問題点を解決するもので、タイヤと路面との走行音からタイヤのパンクを検知するマイクロホン装置を備え、前輪と後輪との走行音のスペクトルを互いに常に比較し、互いの走行音の相関が一定値一定時間以上異なったときに警告信号を発信する。

図２は、本発明の第２の実施の形態にかかるパンク検知装置の概略構成を説明するための図である。本実施の形態のパンク検知装置は、前輪タイヤと路面との走行音ｘ_Ｆ（ｔ）を検出する前輪用マイクロホン２１と、後輪タイヤと路面との走行音ｘ_Ｒ（ｔ）を検出する後輪用マイクロホン２２とを含む。

また、スペクトル解析器２３は、前輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトル（数式６）を取得し、スペクトル解析器２４は、後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトル（数式７）を取得し、比較器２５は、前輪タイヤと後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルを互いに比較する（数式８）。

また、平均化手段２６は、前輪タイヤと後輪タイヤの走行音の一定時間分の一定時間分のスペクトルの平均値（数式９）取得し、比較器２８は、比較器２５の出力とメモリー２７の出力を比較し（数式１０）、判定器２９は、前輪タイヤと後輪タイヤの走行音の相関が一定時間以上異なったときに（数式１１）警告信号を発信する。

本発明の第２の実施の形態にかかるパンク検知装置によれば、路面の変化による走行音の変化は、前後輪の双方に発生するために、路面が変化しても、相関は変化しない。一方、パンクによる走行音の変化は、相関を変化させる。したがって路面状況による異常音とパンクによる異常音との識別ができ、第１の実施の形態の問題点を解決できる。

このように第２の実施の形態にかかるパンク検知装置によれば、路面状況による異常音とパンクによる異常音との識別ができるが、相関の変化では前後輪のどちらがパンクしたのか検出できない問題点がある。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態にかかるパンク検知装置は、上記の問題点を解決するために第１の実施の形態の装置と第２の実施の形態の装置を組み合わせたものであって、タイヤと路面との走行音からタイヤのパンクを検知するマイクロホン装置を備え、前後輪の走行音のスペクトルの相関と、通常音と走行音とのスペクトル比較とを、同時に行い、相関が変化したときに、前後輪のどちらの走行音が通常音とより異なるかを判断するとともに、前後輪どちらのタイヤがパンクしたのかを判断し、タイヤを指定して警告信号を発信する。

図３は、本発明の第３の実施の形態にかかるパンク検知装置の概略構成を説明するための図である。本実施の形態のパンク検知装置は、前輪タイヤと路面との走行音ｘ_Ｆ（ｔ）を検出する前輪用マイクロホン３１と、後輪タイヤと路面との走行音ｘ_Ｒ（ｔ）を検出する後輪用マイクロホン３２とを含む。

また、スペクトル解析器３３は、前輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトル（数式１２）を取得し、スペクトル解析器３４は、後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトル（数式１３）を取得し、比較器３５は、前輪タイヤと後輪タイヤの走行音のスペクトルの相関を比較する（数式１４）。

また、平均化手段３６は、前輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルの平均値（数式１５）取得し、平均化手段３７は、後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルの平均値（数式１６）取得し、メモリー３８は、前輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルの平均値（数式１７）を記憶し、メモリー３９は、後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルの平均値（数式１８）を記憶する。

また、比較器４０は、前輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルの平均値と現在の走行音のスペクトルを比較し（数式１９）、比較器４１は、後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルの平均値と現在の走行音のスペクトルを比較する（数式２０）。一方、平均化手段４２は、比較器３５の出力を平均化し（数式２１）、メモリー４３は、平均化手段４２の出力である平均値（数式２２）を記憶する。

また、比較器４４は、比較器３５の出力とメモリー４３の出力を比較し（数式２３）、判定器４５は、前輪タイヤと後輪タイヤの走行音のスペクトルの相関が変化したときに、前輪タイヤまたは後輪タイヤのどちらの走行音が平均値とより異なるかを判断するとともに、前輪タイヤまたは後輪タイヤのどちらがパンクしたのかを判断し、パンクしたタイヤを指定して警告信号を発信する（数式２４）。

本発明の第３の実施の形態にかかるパンク検知装置によれば、タイヤと路面との走行音からタイヤのパンクを検知するマイクロホン装置を備え、前後輪の走行音のスペクトルの相関と、通常音と走行音とのスペクトル比較とを、同時に行い、相関が変化したときに、前後輪のどちらの走行音が通常音とより異なるかを判断するとともに、前後輪どちらのタイヤがパンクしたのかを判断し、タイヤを指定して警告信号を発信するので、第２の実施の形態の問題点を解決できる。

（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態にかかるパンク検知装置は、タイヤと路面との走行音からタイヤのパンクを検知するマイクロホン装置を備え、（右前，左前，右後，左後）の走行音のスペクトルを互いに常に比較し、対象とするタイヤと他の３つのタイヤとの相関が変化が一定値一定時間以上異なったときにタイヤを指定して警告を発信する。

図４は、本発明の第４の実施の形態にかかるパンク検知装置の概略構成を説明するための図である。本実施の形態のパンク検知装置は、右前輪タイヤと路面との走行音を検出する右前輪用マイクロホン５１と、左前輪タイヤと路面との走行音を検出する左前輪用マイクロホン５２と、右後輪タイヤと路面との走行音を検出する右後輪用マイクロホン５３と、左後輪タイヤと路面との走行音を検出する左後輪用マイクロホン５４とを含む。

また、スペクトル解析器５５は、右前輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルを取得し、平均化手段５９は、右前輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルの平均値を取得し、メモリー６３は、右前輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルの平均値を記憶する。

また、スペクトル解析器５６は、左前輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルを取得し、平均化手段６０は、左前輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルの平均値を取得し、メモリー６４は、左前輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルの平均値を記憶する。

また、スペクトル解析器５７は、右後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルを取得し、平均化手段６１は、右後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルの平均値を取得し、メモリー６５は、右後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルの平均値を記憶する。

また、スペクトル解析器５８は、左後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルを取得し、平均化手段６２は、左後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルの平均値を取得し、メモリー６６は、左後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルの平均値を記憶する。

また、比較器６７，６８，６９，７０は、右前輪タイヤ、左前輪タイヤ、右後輪タイヤおよび左後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルを互いに比較し、判定器７１は、右前輪タイヤ、左前輪タイヤ、右後輪タイヤおよび左後輪タイヤの走行音の相関が一定時間以上異なったときに、相関が異なるタイヤを指定して警告信号を発信する。

このように本発明の第４の実施の形態にかかるパンク検知装置によれば、タイヤと路面との走行音からタイヤのパンクを検知するマイクロホン装置を備え、（右前，左前，右後，左後）の走行音のスペクトルを互いに常に比較し、対象とするタイヤと他の３つのタイヤとの相関が変化が一定値一定時間以上異なったときにタイヤを指定して警告を発信するので、第２の実施の形態の問題点を解決でき、構成が簡単で安価なパンク検知装置を提供することができる。

本発明は、タイヤと路面との走行音からタイヤのパンクを検知するパンク検知装置として利用可能である。

本発明の第１の実施の形態にかかるパンク検知装置の概略構成を説明するための図本発明の第２の実施の形態にかかるパンク検知装置の概略構成を説明するための図本発明の第３の実施の形態にかかるパンク検知装置の概略構成を説明するための図本発明の第４の実施の形態にかかるパンク検知装置の概略構成を説明するための図

符号の説明

１１車両
１２マイクロホン
１３，２３，２４，３３，３４，５５，５６，５７，５８スペクトル解析器
１４，２６，３６，３７，４２，５９，６０，６１，６２平均化手段
１５，２７，３８，３９．４３，６３，６４，６５，６６メモリー
１６，２５，２８，３５，４０，４１，４４，６７，６８，６９，７０比較器
１７，２９，４５，７１判定器
２１，３１前輪用マイクロホン
２２，３２後輪用マイクロホン
５１右前輪用マイクロホン
５２左前輪用マイクロホン
５３右後輪用マイクロホン
５４左後輪用マイクロホン

Claims

車両に搭載され、走行中のタイヤのパンクを検知するパンク検知装置であって、
前記タイヤと路面との走行音を検出するマイクロホンと、
前記走行音の一定時間分のスペクトルを取得するスペクトル解析器と、
前記一定時間分のスペクトルの平均値を取得する平均化手段と、
前記平均値を記憶するメモリーと、
前記平均値と現在の走行音のスペクトルとを比較する比較器と、
前記平均値と異なる走行音のスペクトルが一定時間以上続いたときに警告信号を発信する判定器と、を備えることを特徴とするパンク検知装置。
請求項１記載のパンク検知装置であって、
前記マイクロホンは、前輪タイヤと路面との走行音を検出する前輪用マイクロホンと、後輪タイヤと路面との走行音を検出する後輪用マイクロホンとを含み、
前記スペクトル解析器は、前記前輪タイヤおよび前記後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルを取得し、
前記比較器は、前記前輪タイヤおよび前記後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルを互いに比較し、
前記判定器は、前記前輪タイヤおよび前記後輪タイヤの走行音の相関が一定時間以上異なったときに前記警告信号を発信することを特徴とするパンク検知装置。
請求項２記載のパンク検知装置であって、
前記スペクトル解析器は、前記前輪タイヤおよび前記後輪タイヤの走行音のスペクトルの相関を解析し、
前記比較器は、前記前輪タイヤおよび前記後輪タイヤの前記平均値と現在の走行音のスペクトルを比較し、
前記判定器は、前記前輪タイヤおよび前記後輪タイヤの走行音のスペクトルの相関が変化したときに、前記前輪タイヤまたは前記後輪タイヤのどちらの走行音が前記平均値とより異なるかを判断するとともに、前記前輪タイヤまたは前記後輪タイヤのどちらがパンクしたのかを判断し、パンクしたタイヤを指定して前記警告信号を発信することを特徴とするパンク検知装置。
請求項１記載のパンク検知装置であって、
前記マイクロホンは、右前輪タイヤと路面との走行音を検出する右前輪用マイクロホンと、左前輪タイヤと路面との走行音を検出する左前輪用マイクロホンと、右後輪タイヤと路面との走行音を検出する右後輪用マイクロホンと、左後輪タイヤと路面との走行音を検出する左後輪用マイクロホンとを含み、
前記スペクトル解析器は、前記右前輪タイヤ、前記左前輪タイヤ、前記右後輪タイヤおよび前記左後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルを取得し、
前記比較器は、前記右前輪タイヤ、前記左前輪タイヤ、前記右後輪タイヤおよび前記左後輪タイヤの走行音の一定時間分のスペクトルを互いに比較し、
前記判定器は、前記右前輪タイヤ、前記左前輪タイヤ、前記右後輪タイヤおよび前記左後輪タイヤの走行音の相関が一定時間以上異なったときに、相関が異なるタイヤを指定して前記警告信号を発信することを特徴とするパンク検知装置。