JP2018099932A - タイヤの減圧の検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の走行速度に関わらず、タイヤの減圧を高精度に検出することができるタイヤの減圧の検出装置を提供する。【解決手段】車両に装着されたタイヤの減圧を検出する検出装置が提供される。前記検出装置は、周波数推定部と、減圧判定部とを備える。前記周波数推定部は、前記タイヤの時系列の回転速度信号に基づいて、前記タイヤの第１共振周波数を表す第１指標を推定するとともに、前記第１共振周波数よりも高い前記タイヤの第２共振周波数を表す第２指標を推定する。前記減圧判定部は、前記第１指標及び前記第２指標に基づいて、前記タイヤが減圧しているか否かを判定する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両に装着されたタイヤの減圧を検出する検出装置、方法及びプログラムに関する。

車両を快適に走行させるためには、タイヤの空気圧が調整されていることが重要である。空気圧が適正値を下回ると、乗り心地や燃費が悪くなるという問題が生じ得るからである。このため、従来より、タイヤの減圧を自動的に検出するシステム（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ；ＴＰＭＳ）が研究されている。タイヤが減圧しているという情報は、例えば、運転者への警報に用いることができる。

タイヤの減圧を検出する方式には、タイヤに圧力センサを取り付ける等して、タイヤの空気圧を直接的に計測する方式の他、他の指標値を用いてタイヤの減圧を間接的に評価する方式がある。このような間接的な評価方式の１つとして、共振周波数方式（Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｅｔｈｏｄ；ＲＦＭ）が知られている。ＲＦＭは、減圧により車輪の回転速度信号の周波数特性が変化することを利用するものである。より具体的に説明すると、通常４０Ｈｚ〜５０Ｈｚ付近に現れるタイヤのねじり共振周波数は、タイヤの減圧時にやや低周波側にシフトすることが知られている。ＲＦＭでは、この現象に着目し、タイヤのねじり共振周波数を推定して、これが閾値以下となった場合に減圧を検出する。特許文献１は、ＲＦＭの１つの態様を開示している。

特開２０１４−９５６０９号公報

しかしながら、車輪の回転速度信号の周波数特性は、走行路面の粗さが変化する等の外乱によっても変化する。そのため、車両の走行速度が高速になると、車輪の回転速度信号のＳ／Ｎ比が低下し、ねじり共振周波数の推定の精度が低下する。その結果、タイヤの減圧を正しく検出することができず、減圧していないのに警報されたり（誤報）、減圧しているのに警報されないこと（警報漏れ）が起こり得る。

本発明は、車両の走行速度に関わらず、タイヤの減圧を高精度に検出することができるタイヤの減圧の検出装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１観点に係る検出装置は、車両に装着されたタイヤの減圧を検出する検出装置であって、周波数推定部と、減圧判定部とを備える。前記周波数推定部は、前記タイヤの時系列の回転速度信号に基づいて、前記タイヤの第１共振周波数を表す第１指標を推定するとともに、前記第１共振周波数よりも高い前記タイヤの第２共振周波数を表す第２指標を推定する。前記減圧判定部は、前記第１指標及び前記第２指標に基づいて、前記タイヤが減圧しているか否かを判定する。

本発明の第２観点に係る検出装置は、第１観点に係る検出装置であって、前記第１共振周波数は、３０Ｈｚ〜６０Ｈｚの帯域に現れる共振周波数である。

本発明の第３観点に係る検出装置は、第１観点又は第２観点に係る検出装置であって、前記第２共振周波数は、６０Ｈｚ〜１４０Ｈｚの帯域に現れる共振周波数である。

本発明の第４観点に係る検出装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係る検出装置であって、前記減圧判定部は、前記第１指標と前記第２指標とを結合した結合指標を算出し、前記結合指標に基づいて、前記タイヤが減圧しているか否かを判定する。

本発明の第５観点に係る検出装置は、第４観点に係る検出装置であって、前記結合指標は、前記第１共振周波数が小さくなる程小さくなり、かつ、前記第２共振周波数が小さくなる程小さくなる指標である。

本発明の第６観点に係る検出装置は、第１観点から第５観点のいずれかに係る検出装置であって、前記周波数推定部は、前記回転速度信号に基づく時系列データを、特定の周波数帯の成分のみ通す複数のバンドパスフィルタに通してそれぞれの前記周波数帯におけるゲインを特定し、前記ゲインの比率に応じて、前記第１指標を算出する。

本発明の第７観点に係る検出装置は、第１観点から第６観点のいずれかに係る検出装置であって、前記周波数推定部は、前記回転速度信号に基づく時系列データを、特定の周波数帯の成分のみ通す複数のバンドパスフィルタに通してそれぞれの前記周波数帯におけるゲインを特定し、前記ゲインの比率に応じて、前記第２指標を算出する。

本発明の第８観点に係る検出方法は、車両に装着されたタイヤの減圧を検出する検出方法であって、以下のステップを含む。
（１）前記タイヤの時系列の回転速度信号に基づいて、前記タイヤの第１共振周波数を表す第１指標を推定するとともに、前記第１共振周波数よりも高い前記タイヤの第２共振周波数を表す第２指標を推定するステップ。
（２）前記第１指標及び前記第２指標に基づいて、前記タイヤが減圧しているか否かを判定するステップ。

本発明の第９観点に係る検出プログラムは、車両に装着されたタイヤの減圧を検出する検出プログラムであって、以下のステップをコンピュータに実行させる。
（１）前記タイヤの時系列の回転速度信号に基づいて、前記タイヤの第１共振周波数を表す第１指標を推定するとともに、前記第１共振周波数よりも高い前記タイヤの第２共振周波数を表す第２指標を推定するステップ。
（２）前記第１指標及び前記第２指標に基づいて、前記タイヤが減圧しているか否かを判定するステップ。

本発明の第１観点によれば、タイヤの複数の共振周波数（第１及び第２共振周波数）をそれぞれ表す複数の指標（第１及び第２指標）が算出され、これらの指標に基づいて、タイヤが減圧しているか否かが判定される。すなわち、複数の共振周波数の減圧による変化が観測されるため、車両の走行速度に関わらず、タイヤの減圧を高精度に検出することができる。

走行速度が６０ｋｍ／ｈの場合の車輪の回転速度信号のスペクトル。 走行速度が８０ｋｍ／ｈの場合の車輪の回転速度信号のスペクトル。 走行速度が１００ｋｍ／ｈの場合の車輪の回転速度信号のスペクトル。 本発明の一実施形態に係るタイヤの減圧の検出装置が車両に搭載された様子を示す模式図。 タイヤの減圧の検出装置の電気的構成を示すブロック図。 減圧検出処理の流れを示すフローチャート。 ねじり共振周波数ｆ₁を表す指標Ｆ₁をプロットした図。 ねじり共振周波数ｆ₁よりも高い共振周波数ｆ₂を表す指標Ｆ₂をプロットした図。 図５Ａ及び図５Ｂの指標Ｆ₁，Ｆ₂を両者の関係が分かるようにプロットし直した図。

図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るタイヤの減圧の検出装置、方法及びプログラムについて説明する。以下では、本発明の原理について説明した後、かかる原理に基づく本発明の一実施形態について説明する。

＜１．原理＞
図１Ａ〜図１Ｃに、本発明者らが行った実験の結果を示す。図１Ａ〜図１Ｃは、それぞれ６０ｋｍ／ｈ、８０ｋｍ／ｈ、１００ｋｍ／ｈで走行する車両の車輪の回転速度を車輪に取り付けた車輪速センサで計測し、取得された回転速度信号に基づく時系列データ（より正確には、回転加速度の時系列データ）をスペクトル解析した結果を示す。この実験では、同じ車両を用いて、タイヤの空気圧を正規圧とした場合（２００ｋＰａ）と減圧させた場合（１６０ｋＰａ）とのそれぞれについて、スペクトル解析を行った。

図１Ａ〜図１Ｃを見ると、６０ｋｍ／ｈ及び８０ｋｍ／ｈの結果においては、一般にねじり共振周波数と呼ばれる３０Ｈｚ〜６０Ｈｚの帯域に現れる共振周波数が、減圧時に低周波側にシフトしていることが比較的はっきりと読み取れる。他方、１００ｋｍ／ｈの場合には、ねじり共振周波数が現れる周波数帯において全体的にゲインが低下し、正規圧時と減圧時とのスペクトルの差が見えにくくなっており、ねじり共振周波数が低周波側にシフトしているかどうかが分かりにくい。

一方で、６０Ｈｚ〜１４０Ｈｚ、特に９０Ｈｚ〜１４０Ｈｚの帯域に現れる共振周波数については、１００ｋｍ／ｈの場合でも、減圧時に低周波側にシフトしていることが比較的はっきりと読み取れる。むしろ、この帯域では、１００ｋｍ／ｈの場合の方が６０ｋｍ／ｈ及び８０ｋｍ／ｈの場合よりも、減圧時の低周波側へのシフトをより顕著に読み取ることができる。

以上より、車両の走行速度が１００ｋｍ／ｈ以上の高速になると、３０Ｈｚ〜６０Ｈｚの帯域の共振周波数の減圧時の低下は検出され難く、これにのみ基づいて減圧を正確に判定することは難しい。しかしながら、これよりも高い６０Ｈｚ〜１４０Ｈｚの帯域の共振周波数であれば、車両の走行速度が１００ｋｍ／ｈ以上の高速になっても、減圧時の低下を正確に検出することができる。従って、本発明者らは、異なる共振周波数を表す複数の指標を用いることにより、車両の走行速度に関わらず、タイヤの減圧を高精度に検出することができると考えた。また、車両の特性なども加味し、減圧を検出するための指標としては、３０Ｈｚ〜６０Ｈｚの帯域の共振周波数と、６０Ｈｚ〜１４０Ｈｚの帯域の共振周波数を用いることが好ましいと考えた。

＜２．検出装置の構成＞
図２は、タイヤの減圧の検出装置２が車両１に搭載された様子を示す模式図である。車両１は、４輪車両であり、左前輪タイヤＦＬ、右前輪タイヤＦＲ、左後輪タイヤＲＬ及び右後輪タイヤＲＲを備えている。検出装置２は、これらのタイヤＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの減圧を検出する機能を備えており、タイヤＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの減圧が検出されると、車両１に搭載されている警報表示器３を介してその旨の警報を行う。このような減圧検出処理の流れの詳細については、後述する。

タイヤＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの減圧は、車輪の回転速度に基づいて判定される。タイヤＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ（より正確には、タイヤＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲが取り付けられている車輪）には、各々、車輪速センサ６が取り付けられており、車輪速センサ６は、各々、自身の取り付けられた車輪の回転速度を表す信号（回転速度信号）を検出する。車輪速センサ６は、検出装置２に通信線５ａを介して接続されており、車輪速センサ６で検出された回転速度信号は、通信線５ａを介してリアルタイムに検出装置２に送信される。

車輪速センサ６としては、走行中のタイヤＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの回転速度を検出できるものであれば、どのようなものでも用いることができる。例えば、電磁ピックアップの出力信号から回転速度を測定するタイプのセンサを用いることもできるし、ダイナモのように回転を利用して発電を行い、このときの電圧から回転速度を測定するタイプのセンサを用いることもできる。車輪速センサ６の取り付け位置も、特に限定されず、回転速度の検出が可能である限り、センサの種類に応じて、適宜、選択することができる。

図３は、検出装置２の電気的構成を示すブロック図である。検出装置２は、ハードウェアとしては、車両１に搭載されている制御ユニットであり、図３に示されるとおり、Ｉ／Ｏインターフェース１１、ＣＰＵ１２、ＲＯＭ１３、ＲＡＭ１４、及び不揮発性で書き換え可能な記憶装置１５を備えている。Ｉ／Ｏインターフェース１１は、車輪速センサ６及び警報表示器３等の外部機器との通信を実現する通信装置である。ＲＯＭ１３には、車両１の各部の動作を制御するためのプログラム７が格納されている。プログラム７は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体９からＲＯＭ１３へと書き込まれる。ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１３からプログラム７を読み出して実行することにより、仮想的に周波数推定部２１、減圧判定部２２及び警報部２３として動作する。各部２１〜２３の動作の詳細は、後述する。記憶装置１５は、ハードディスクやフラッシュメモリ等で構成される。なお、プログラム７の格納場所は、ＲＯＭ１３ではなく、記憶装置１５であってもよい。ＲＡＭ１４及び記憶装置１５は、ＣＰＵ１２の演算に適宜使用される。

警報表示器３は、減圧が起きている旨をユーザに伝えることができる限り、例えば、液晶表示素子や液晶モニター等、任意の態様で実現することができる。例えば、警報表示器３は、四輪タイヤＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲにそれぞれ対応する４つのランプを、タイヤの実際の配列に併せて配置したものとすることができる。また、ランプは１つだけであってもよく、いずれかのタイヤで減圧が検出された場合に点灯するように構成することもできる。警報表示器３の取り付け位置も、適宜選択することができるが、例えば、インストルメントパネル上等、ドライバーに分かりやすい位置に設けることが好ましい。制御ユニット（検出装置２）がカーナビゲーションシステムに接続される場合には、カーナビゲーション用のモニターを警報表示器３として使用することも可能である。警報表示器３としてモニターが使用される場合、警報はモニター上に表示されるアイコンや文字情報とすることができる。

＜３．減圧検出処理＞
以下、図４を参照しつつ、タイヤＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの減圧を検出するための減圧検出処理について説明する。図４に示す減圧検出処理は、例えば、車両１の走行が開始したときに開始し、走行が停止したときに終了する。なお、以下では、簡単のため、左前輪タイヤＦＬの減圧が検出される様子を説明するが、残りのタイヤＦＲ，ＲＬ，ＲＲについても同様の処理が行われるものとする。

まず、ステップＳ１では、周波数推定部２１が、車輪速センサ６から時々刻々送信されてくるタイヤＦＬの回転速度信号を取得する。回転速度信号は、Ｉ／Ｏインターフェース１１を介して受信され、周波数推定部２１は、これをタイヤＦＬの回転速度Ｖに変換する。回転速度Ｖは、記憶装置１５又はＲＡＭ１４に格納される。

続くステップＳ２では、周波数推定部２１が、回転速度Ｖから、回転加速度Ａ（絶対値）を導出する。回転加速度Ａは、回転速度Ｖを微分することにより得られる。回転加速度Ａは、記憶装置１５又はＲＡＭ１４に格納される。

ステップＳ１，Ｓ２は、回転加速度Ａの時系列データが一定量溜まるまで、言い換えると、回転加速度Ａの値がＮ個（Ｎは、２以上の整数）溜まるまで繰り返され、その後、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、周波数推定部２１は、最新のＮ個の回転加速度Ａの値からなる時系列データ（以下、時系列データＤという）に基づいて、タイヤＦＬのねじり共振周波数ｆ₁を表す指標Ｆ₁を推定する。本実施形態では、指標Ｆ₁とは、ねじり共振周波数ｆ₁そのものであり、周波数推定部２１は、時系列データＤのスペクトルの３０Ｈｚ〜６０Ｈｚの帯域に現れるピーク周波数を特定し、これをねじり共振周波数ｆ₁とする。また、本実施形態では、ねじり共振周波数ｆ₁は、２次の自己回帰（ＡＲ）モデルを用いて時系列推定される。なお、ねじり共振周波数ｆ₁の導出方法は特に限定されず、例えば、時系列データＤを高速フーリエ変換してスペクトルを導出した後、３０Ｈｚ〜６０Ｈｚの帯域に現れるピーク周波数を推定してもよい。また、３０Ｈｚ〜６０Ｈｚというねじり共振の推定範囲は例示であり、車両によってねじり共振周波数ｆ₁が現れる範囲は異なるため、ねじり共振の推定範囲は車両に合わせて適宜設定される。

次に、ステップＳ４では、周波数推定部２１は、時系列データＤに基づいて、６０Ｈｚ〜１４０Ｈｚの帯域に現れるタイヤＦＬの共振周波数ｆ₂を表す指標Ｆ₂を推定する。本実施形態では、指標Ｆ₂とは、共振周波数ｆ₂を間接的に表す指標として導出され、より具体的には、下式のとおり定義される。ただし、Ｃ₁とは、時系列データＤのスペクトルの１００Ｈｚ〜１２０Ｈｚの周波数帯でのゲインの積分値であり、Ｃ₂とは、時系列データＤのスペクトルの１００Ｈｚ〜１４０Ｈｚの周波数帯でのゲインの積分値である。
Ｆ₂＝Ｃ₁／Ｃ₂

すなわち、Ｆ₂は、異なる周波数帯におけるゲインの比率である。ここで、タイヤＦＬの減圧により、共振周波数ｆ₂が形成するピークの山が低周波側にシフトすると、１００Ｈｚ〜１２０Ｈｚの周波数帯内に現れるゲインの面積Ｃ₁が低減する。つまり、Ｃ₁は、共振周波数ｆ₂に依存すると言えるため、このようなＣ₁により、共振周波数ｆ₂を表すことができる。なお、Ｃ₁をＣ₂で除した値を指標Ｆ₂としているのは、路面の状態や走行速度といった走行条件により、ゲインの大きさが変化するため、このような走行条件の影響をキャンセルするためである。また、１００Ｈｚ〜１２０Ｈｚ、１００Ｈｚ〜１４０Ｈｚというねじり共振の推定範囲は例示であり、車両によって共振周波数ｆ₂が現れる範囲は異なるため、ねじり共振の推定範囲は車両に合わせて適宜設定される。

本実施形態では、計算負荷を低減すべく、フーリエ変換を実行することなく、以上の指標Ｆ₂が以下の方法で導出される。具体的には、まず、周波数推定部２１は、時系列データＤを複数のバンドパスフィルタＢ₁，Ｂ₂に通す。バンドパスフィルタＢ₁は、１００Ｈｚ〜１２０Ｈｚの周波数帯の成分を抽出するデジタルフィルタであり、バンドパスフィルタＢ₂は、１００Ｈｚ〜１４０Ｈｚの周波数帯の成分を抽出するデジタルフィルタである。以下、バンドパスフィルタＢ₁を通過した時系列データＤをＤ₁と表し、バンドパスフィルタＢ₂を通過した時系列データＤをＤ₂と表す。

次に、周波数推定部２１は、時系列データＤ₁を表す関数Ｇ₁を時間領域で積分する。ここで、パーセバルの定理によると、関数の平方の総和（積分値）は、その関数のフーリエ変換の平方の総和（積分値）と等しく、よって、関数のスペクトルの積分値は、その関数の値（絶対値）の一定時間（スペクトル解析の対象となるデータの時間長さ）内の和として概ね表すことができる。従って、既にバンドパスフィルタＢ₁を用いて１００Ｈｚ〜１２０Ｈｚの周波数帯における信号が抽出されているため、関数Ｇ₁をデータ個数Ｎに対応する時間幅において時間領域のまま積分することで、ゲインの積分値Ｃ₁を導出することができる。同様に、周波数推定部２１は、１００Ｈｚ〜１４０Ｈｚの周波数帯でのゲインの積分値Ｃ₂も、時系列データＤ₂を表す関数Ｇ₂をデータ個数Ｎに対応する時間幅において時間領域のまま積分することで導出する。

なお、パーセバルの定理によると、厳密には、関数Ｇ₁,Ｇ₂を時間領域で積分した積分値は、関数Ｇ₁, Ｇ₂のスペクトルの積分値Ｃ₁,Ｃ₂とは一致しないが、積分値Ｃ₁,Ｃ₂に応じた値となる。従って、関数Ｇ₁,Ｇ₂を時間領域で積分した積分値は、それぞれ積分値Ｃ₁,Ｃ₂の大小を相対的に表す値となるため、同様にタイヤの減圧状態の判定に用いることができる。

続くステップＳ５では、減圧判定部２２は、指標Ｆ₁,Ｆ₂に基づいて、タイヤＦＬの減圧を判定するための減圧判定指標として、指標Ｆ₁,Ｆ₂を結合した結合指標Ｈを算出する。本実施形態では、結合指標Ｈは、以下のとおり、指標Ｆ₁,Ｆ₂を線形結合したものである。ｗは、予め設定されている係数であり、ｗ＞０である。従って、結合指標Ｈは、ねじり共振周波数ｆ₁が小さくなる程、小さくなり、かつ、共振周波数ｆ₂が小さくなる程、小さくなる。算出された結合指標Ｈは、記憶装置１５又はＲＡＭ１４に格納される。
Ｈ＝Ｆ₁＋ｗ・Ｆ₂

続くステップＳ６では、減圧判定部２２は、結合指標Ｈの正常値（タイヤの空気圧が正常時の値）が学習済みである（記憶装置１５内に学習値が記憶されている）か否かを判定し、学習済みである場合には、処理がステップＳ７に進められる。一方、学習が未だの場合には、ステップＳ９，Ｓ１０に進み、学習を行う。ただし、適切な学習値を得るためには、一定量以上のデータを用いて学習を行うことが好ましいため、一定量以上の結合指標Ｈのデータが溜まっていない場合には、ステップＳ１に戻り、さらにデータを収集する処理が続けられる。一方で、一定量以上の結合指標Ｈが溜まっている場合には、減圧判定部２２は、これらのデータに基づいて、結合指標Ｈの正常値を学習し、記憶装置１５に記憶する。正常値は、例えば複数収集された結合指標Ｈの値を平均する等して決定される。なお、本実施形態では、タイヤの空気圧が調整される度に、図示されない初期化ボタンが押され、これに応じて記憶装置１５内の学習値がクリアされるように構成されている。これにより、ステップＳ１０の学習ステップは、タイヤの空気圧が正常な場合にのみ、実行されることになる。

一方、ステップＳ７では、減圧判定部２２は、記憶装置１５に記憶されている結合指標Ｈの正常値とステップＳ５で算出された結合指標Ｈの現在値とを比較し、現在値から正常値を引いた差が閾値以上であるか否かを判定する。そして、差が閾値以上と判定された場合には、処理がステップＳ８に進められ、差が閾値に達していないと判定された場合には、処理がステップＳ１に戻る。

続くステップＳ８では、警報部２３が、減圧の警報を行う。具体的には、警報部２３は、車両１に搭載されている警報表示器３を点灯させ、タイヤＦＬが減圧状態にあることをドライバーに対し報知する。ステップＳ８が終わると、減圧検出処理が終了する。

＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。

＜４−１＞
上記実施形態では、減圧検出処理が車載の制御ユニットで実行されたが、車輪の回転速度の情報を車両外のコンピュータに送信し、車両外のコンピュータで実行するようにしてもよい。

＜４−２＞
上記実施形態では、時系列データＤ₁,Ｄ₂のスペクトルの積分値Ｃ₁，Ｃ₂（厳密には、これに応じた値）として、時系列データＤ₁,Ｄ₂そのものの時間領域での積分値が算出された。しかしながら、例えば、時系列データＤ₁,Ｄ₂の二乗値の関数の時間領域での積分値等も、スペクトルの積分値Ｃ₁，Ｃ₂に応じた値として、タイヤの減圧の判定に用いることができる。すなわち、減圧の判定を行う観点からは、時系列データＤ₁,Ｄ₂のスペクトルの積分値Ｃ₁，Ｃ₂の大小を相対的に表す値が算出できれば足りる。従って、時系列データのスペクトルの積分値を導出するために時間領域で積分される関数は、時系列データを用いて様々に定義することができる。

＜４−３＞
時系列データＤを、回転加速度Ａのデータではなく、回転速度Ｖのデータとしてもよい。ただし、回転速度Ｖのデータを微分する（或いは、回転速度Ｖのデータにハイパスフィルタを適用する）ことで得られる回転加速度Ａのデータが用いられる場合には、ＤＣ成分が除去され得るため、解析の精度を向上させることができる。

＜４−４＞
上記実施形態では、共振周波数ｆ₁を表す指標Ｆ₁が、共振周波数ｆ₁そのものと定義され、共振周波数ｆ₂を表す指標Ｆ₂が、１００Ｈｚ〜１２０Ｈｚの周波数帯でのゲインと１００Ｈｚ〜１４０Ｈｚの周波数帯でのゲインの比率と定義された。しかしながら、指標Ｆ₁，Ｆ₂は様々に定義することができ、例えば、指標Ｆ₂も、共振周波数ｆ₂そのものと定義してもよい。また、指標Ｆ₁を、上記実施形態の指標Ｆ₂のように、異なる周波数帯でのゲインの比率と定義することもできる。より具体的には、指標Ｆ₁は、時系列データＤのスペクトルの４０Ｈｚ〜５０Ｈｚの周波数帯でのゲインの積分値を、時系列データＤのスペクトルの２０Ｈｚ〜３０Ｈｚの周波数帯でのゲインの積分値で除した指標と定義することができる。

＜４−５＞
上記実施形態では、指標Ｆ₁,Ｆ₂を結合した結合指標Ｈが減圧判定指標とされたが、必ずしも指標Ｆ₁,Ｆ₂を結合した指標を減圧判定指標とする必要はない。例えば、走行速度が低速の（例えば、１００ｋｍ／ｈより低い）場合には、指標Ｆ₁,Ｆ₂のうち指標Ｆ₁のみに基づいて減圧を判定し、走行速度が高速の（例えば、１００ｋｍ／ｈ以上）場合には、指標Ｆ₁,Ｆ₂のうち指標Ｆ₂のみに基づいて減圧を判定するようにしてもよい。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下に限定されない。
（１）車両の４輪全てのタイヤの空気圧を正規圧とした場合と、（２）（１）と同じ車両の４輪全てのタイヤを減圧させた場合（２０％減圧）の各条件下で、車両を約６０ｋｍ／ｈ、約８０ｋｍ／ｈ及び約１００ｋｍ／ｈで走行させた。そして、各走行時の左後輪の回転速度信号を車輪速センサを用いて取得した。

図５Ａは、取得した左後輪の回転速度信号に基づいて、上記実施形態で説明したねじり共振周波数ｆ₁を表す指標Ｆ₁を算出した結果を示している。図５Ｂは、取得した左後輪の回転速度信号に基づいて、上記実施形態で説明したねじり共振周波数ｆ₁よりも高い共振周波数ｆ₂を表す指標Ｆ₂を算出した結果を示している。図５Ｃは、図５Ａ及び図５Ｂの結果を、横軸を指標Ｆ₂とし縦軸を指標Ｆ₁とする平面内にプロットし直した図である。

図５Ａからは、ねじり共振周波数ｆ₁は、走行速度が高速になる程、正規圧の場合と減圧の場合とで差が小さくなることが分かる。一方、図５Ｂからは、ねじり共振周波数ｆ₁よりも高い共振周波数ｆ₂を表すゲイン比率は、走行速度が高速になる程、正規圧の場合と減圧の場合とで差が大きくなることが分かる。また、これらの図からは、共振周波数ｆ₁のみに基づいて減圧判定を行う場合（比較例１）及び共振周波数ｆ₂のみに基づいて減圧判定を行う場合（比較例２）には、車両の走行速度に応じて指標Ｆ₁,Ｆ₂がバラつくため、閾値の設定が難しいことが分かる。

一方、図５Ｃからは、指標Ｆ₁,Ｆ₂を結合した結合指標Ｈに基づいて減圧判定を行う場合（実施例１）には、車両の走行速度に関わらず高精度の減圧判定を実現することができる閾値の設定が容易であることが分かる。すなわち、図５Ｃに斜めの直線で示すような閾値を設定することができ、この直線よりも下に指標Ｆ₁,Ｆ₂を表す点がプロットされるときに、減圧を検出することができる。なお、図５Ｃの平面内で指標Ｆ₁,Ｆ₂を表す点が閾値の直線よりも下にあるか否かの判定は、結合指標Ｈが閾値よりも小さいか否かの判定と等価である。結合指標Ｈの定義式に現れる係数ｗは、閾値の直線の傾きの絶対値に等しい。

１ 車両
２ 検出装置（コンピュータ）
７ プログラム
２１ 周波数推定部
２２ 減圧判定部
２３ 警報部

Claims (9)

1. 車両に装着されたタイヤの減圧を検出する検出装置であって、
   前記タイヤの時系列の回転速度信号に基づいて、前記タイヤの第１共振周波数を表す第１指標を推定するとともに、前記第１共振周波数よりも高い前記タイヤの第２共振周波数を表す第２指標を推定する周波数推定部と、
   前記第１指標及び前記第２指標に基づいて、前記タイヤが減圧しているか否かを判定する減圧判定部と
   を備える、検出装置。
2. 前記第１共振周波数は、３０Ｈｚ〜６０Ｈｚの帯域に現れる共振周波数である、
   請求項１に記載の検出装置。
3. 前記第２共振周波数は、６０Ｈｚ〜１４０Ｈｚの帯域に現れる共振周波数である、
   請求項１又は２に記載の検出装置。
4. 前記減圧判定部は、前記第１指標と前記第２指標とを結合した結合指標を算出し、前記結合指標に基づいて、前記タイヤが減圧しているか否かを判定する、
   請求項１から３のいずれかに記載の検出装置。
5. 前記結合指標は、前記第１共振周波数が小さくなる程小さくなり、かつ、前記第２共振周波数が小さくなる程小さくなる指標である、
   請求項４に記載の検出装置。
6. 前記周波数推定部は、前記回転速度信号に基づく時系列データを、特定の周波数帯の成分のみ通す複数のバンドパスフィルタに通してそれぞれの前記周波数帯におけるゲインを特定し、前記ゲインの比率に応じて、前記第１指標を算出する、
   請求項１から５のいずれかに記載の検出装置。
7. 前記周波数推定部は、前記回転速度信号に基づく時系列データを、特定の周波数帯の成分のみ通す複数のバンドパスフィルタに通してそれぞれの前記周波数帯におけるゲインを特定し、前記ゲインの比率に応じて、前記第２指標を算出する、
   請求項１から６のいずれかに記載の検出装置。
8. 車両に装着されたタイヤの減圧を検出する検出方法であって、
   前記タイヤの時系列の回転速度信号に基づいて、前記タイヤの第１共振周波数を表す第１指標を推定するとともに、前記第１共振周波数よりも高い前記タイヤの第２共振周波数を表す第２指標を推定するステップと、
   前記第１指標及び前記第２指標に基づいて、前記タイヤが減圧しているか否かを判定するステップと
   を含む、検出方法。
9. 車両に装着されたタイヤの減圧を検出する検出プログラムであって、
   前記タイヤの時系列の回転速度信号に基づいて、前記タイヤの第１共振周波数を表す第１指標を推定するとともに、前記第１共振周波数よりも高い前記タイヤの第２共振周波数を表す第２指標を推定するステップと、
   前記第１指標及び前記第２指標に基づいて、前記タイヤが減圧しているか否かを判定するステップと
   をコンピュータに実行させる、検出プログラム。