JP4204489B2 - 車輪異常検出装置および車輪異常検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、車輪に生じた異常を検出する車輪異常検出装置および車輪異常検出方法に関する。

車両の快適な走行を確保するために、タイヤの空気圧低下等の車輪異常を検出する様々な技術が従来から提案されている。例えば特許文献１では、タイヤの空気圧の状態を検知する際に近似関数を用いて求められた車両の横方向の加速度を考慮する技術が提案されている。

特開平１０−１００６２２号公報

上述のような取り組みは、車輪に対する信頼性を更に向上させるために、今後も永続的になされていくべきものである。

例えば、車両が直進状態にある場合に車輪異常検出を行って検出誤差を抑止しているような場合には、舵角センサ等のセンサ類の検知結果に基づいて車両が直進状態か否かの判断が行われることがある。しかしながら、このような場合には舵角センサ等のセンサ類の分解能が車両の走行状態を判断するのには十分ではないことがあり、車両が直進状態にあるか否かの判断を厳密に行うことが容易ではないことがある。また、車両が直進状態にあるか否かの判断のために舵角センサなどの車輪速センサ以外の機器類を必要とする場合には、コストが高くなってしまう。従って、車両が直進状態にあるか否かの判断を更に正確に素早く低コストで実現することのできる技術の開発が望まれている。また、車両走行中に車輪に生じた異常は可能な限り迅速に検出されることが望ましい。

本発明は上述の事情を鑑みてなされたものであり、車輪に生じた異常を迅速に検出することができる車輪異常検出装置および車輪異常検出方法を提供することを目的とする。

本発明のある態様は、車両が具備する一対の車輪の車輪速の比較値から求められる旋回値に基づいて、車輪の所定異常を検出する車輪異常検出装置に関する。この車輪異常検出装置は、前記比較値を求める比較値算出手段と、前記比較値から前記旋回値を求める旋回値算出手段と、前記車両の走行状態が前記車輪の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態であるか判断する走行状態判断手段と、前記旋回値算出手段によって求められた前記旋回値に基づき、前記車輪の所定異常の有無を判定する異常判定手段と、を備え、前記旋回値算出手段において求められる前記旋回値は、所定時間ステップΔｔ毎に前記比較値の変化に追従して変化する値であって、当該追従の際に前記所定時間ステップΔｔ毎に変化することが認められる所定のガード値幅によって変化が制約される値であり、前記旋回値算出手段は、前記走行状態判断手段における判断結果と、「時刻（Ｔ−Δｔ）における前記旋回値と時刻Ｔにおける前記比較値との差」と、に応じて、前記所定のガード値幅の値幅を変え、前記走行状態判断手段は、前記車両の有する複数組の一対の車輪のうち少なくとも一組の一対の車輪に関して、時刻Ｔにおける前記比較値と時刻（Ｔ−Δｔ）における前記旋回値との差の絶対値が所定時間ｔ３以上継続して所定のしきい値Ｎ３以下を示す場合に、前記車両の走行状態が前記異常判定手段による前記車輪の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態であると判断し、前記異常判定手段は、前記走行状態判断手段により前記車輪の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態であると判断された場合に、所定異常の有無を判定することを特徴としている。

当該車輪異常検出装置によれば、旋回値を求める際に用いられる所定のガード値幅の値幅が、走行状態判断手段における走行状態に関する判断結果と「時刻（Ｔ−Δｔ）における前記旋回値と時刻Ｔにおける前記比較値との差」とに応じて変えられるので、一対の車輪の状態量の比較値の時間変化に適応した旋回値を得ることが可能である。これにより、車輪に所定異常が生じてしまい一対の車輪の状態量の比較値が大きく変化した場合であっても、当該異常に適応した旋回値を求めることができ、当該旋回値に基づいて車輪に生じた異常を迅速に検出することが可能となる。車両の走行状態が、比較値と比較値から求められる旋回値とによって精度良く簡単に判断される。

なお、一対の車輪の状態量の比較値とは、一対の車輪を構成する各車輪の状態量を比較した値全般を含みうる概念であって、例えば車輪速等の状態量同士の比率や差が当該比較値に含まれる。また車輪の所定異常とは、車両走行に影響を及ぼしうる異常全般を含みうる概念であって、例えばタイヤの空気圧に関する異常が当該所定異常に含まれる。

前記旋回値算出手段は、通常の場合には、所定の値幅を有する基準ガード値幅を前記所定のガード値幅として使用し、「時刻Ｔにおける前記比較値と時刻（Ｔ−Δｔ）における前記旋回値との差」の絶対値が、所定時間ｔ１以上継続して所定のしきい値Ｎ１以上を示す場合には、前記基準ガード値幅の値幅よりも大きい値幅を有する追従用ガード値幅を前記所定のガード値幅として使用するものであってもよい。この場合、所定のガード値幅として、値幅が比較的小さい基準ガード値幅と値幅が比較的大きい追従用ガード値幅とが使い分けられる。これにより、外乱によってもたらされる旋回値のバラツキを効果的に抑制することができる。また、比較値が比較的長時間にわたって大きく変化する場合であっても比較値に対する旋回値の追従性を向上させることができる。

前記旋回値算出手段は、前記所定のガード値幅として前記追従用ガード値幅を使用している場合に、「時刻（Ｔ−Δｔ）における前記旋回値と時刻Ｔにおける前記比較値との差」の絶対値が所定時間ｔ２以上継続して所定のしきい値Ｎ２以下を示す場合には、前記所定のガード値幅を前記追従用ガード値幅から前記基準ガード値幅に戻すようにしてもよい。このようにすることにより、旋回値と比較値の差が比較的小さいために比較値に対する旋回値の追従性を特別に向上させる必要がない場合には、比較的値幅の小さい基準ガード値幅が用いられることとなるので、外乱によってもたらされる旋回値のバラツキを効果的に抑制することができる。

前記異常判定手段は、前記車両の車輪に所定異常が生じていない場合の旋回値から求められる旋回中心値と、時刻Ｔにおける前記旋回値と、を比較して、時刻Ｔにおける前記車輪の所定異常の有無を判定してもよい。この場合、時刻Ｔにおける前記車輪の所定異常の有無が、旋回値から求められる旋回中心値と旋回値とから迅速に検出される。

本発明の別の態様は、車両が具備する一対の車輪の車輪速の比較値から求められる旋回値に基づき、車輪の所定異常を検出する車輪異常検出方法において、前記比較値を求める工程と、前記比較値から、所定時間ステップΔｔ毎に前記比較値の変化に追従して変化する値であって、当該追従の際に前記所定時間ステップΔｔ毎に変化することが認められる所定のガード値幅によって変化が制約される前記旋回値を求める工程と、前記車両の走行状態が前記車輪の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態であるか判断する工程と、前記旋回値を求める工程において求められる前記旋回値に基づき、前記車輪の所定異常の有無を判定する工程と、を備え、前記旋回値を求める工程は、時刻（Ｔ−Δｔ）における前記旋回値と時刻Ｔにおける前記比較値との差と、前記車両の走行状態を判断する工程における判断結果とに応じて前記所定のガード値幅の値幅を変え、前記車両の走行状態が前記車輪の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態であると判断する工程は、前記車両の有する複数組の一対の車輪のうち少なくとも一組の一対の車輪に関して、時刻Ｔにおける前記比較値と時刻（Ｔ−Δｔ）における前記旋回値との差の絶対値が所定時間ｔ３以上継続して所定のしきい値Ｎ３以下を示す場合に、前記車両の走行状態が前記異常判定手段による前記車輪の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態であると判断し、前記車輪の所定異常の有無を判定する工程は、前記走行状態判断手段により前記車輪の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態であると判断された場合に、所定異常の有無を判定することを特徴とする。

上述の車輪異常検出方法にかかる発明の他の態様には、上述した車輪異常検出装置に関する各態様に対応する態様が含まれる。車輪異常検出方法についての各態様は、車輪異常検出装置に関する対応する態様と同様の作用、効果を奏するものである。

なお、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。

本発明によれば、一対の車輪の状態量に関する相関値あるいは比較値の時間変化に柔軟に対応して、車輪の所定異常の検出を迅速に行うことが可能である。

以下、図１乃至図５を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、各図面には本実施の形態の説明に必要とされる主要部分の概要が図示されている。

図１は、車両１０を上方から見た図であって、車両１０の主要部分を透視したものが図示されている。図２は、車両１０のＥＣＵ（Electrical Control Unit）１６が有する各機能を概念的に示した図である。

本実施の形態の車両１０は、図１に示すように、前後左右の４箇所に取り付けられた車輪１２と、各車輪１２に対応して設けられた車輪速センサ１４と、各車輪速センサ１４が接続するＥＣＵ１６と、を備えている。ＥＣＵ１６には、ウォーニングランプ１８と、初期化用セットスイッチ２０とが接続されている。

車輪速センサ１４は、対応する車輪１２とともに回転するロータと、このローターの外周に所定ピッチで多数設けられたロータ歯と、ローターの回転に伴うロータ歯の移動を電磁的に検出する電磁ピックアップと、を含んで構成されている。各電磁ピックアップは、ロータ歯の移動数に関する検出値に基づいて対応する車輪１２の車輪速を示唆する信号を生起し、当該信号をＥＣＵ１６に送る。

ＥＣＵ１６は、図２に示すように、比較値算出機能４０と、旋回値算出機能４２と、走行状態判断機能４４と、異常判定機能４６とを有している。

ＥＣＵ１６の比較値算出機能４０は、各車輪速センサ１４から送られてくる各車輪１２の車輪速に基づいて、一対の車輪１２の状態量の比較値である車輪速比を求める機能である。本実施の形態では、「右前輪と左前輪」および「右後輪と左後輪」によって構成される２組の一対の車輪１２の各々に関し、「左前輪の車輪速（ＦＬ）／右前輪の車輪速（ＦＲ）」および「左後輪の車輪速（ＲＬ）／右後輪の車輪速（ＲＲ）」が車輪速比として求められる。

ＥＣＵ１６の旋回値算出機能４２は、比較値算出機能４０によって求められた車輪速比から旋回値Ｒを求める機能である。ここで「旋回値」とは、所定時間ステップΔｔ毎に車輪速比の変化に追従して変化する値であって、当該追従の際に所定時間ステップΔｔ毎に変化することが認められる所定のガード値幅が加味された値である。具体的には、ＥＣＵ１６の比較値算出機能４０によって求められた車輪速比が旋回値の基礎となる原始旋回値として算出され、この原始旋回値に対し所定のガード値幅を適用して原始旋回値の変動に所定の制限を加えたものが旋回値として算出される（後述する式（１）〜（３）参照）。このように原始旋回値に対して所定のガード値幅を適用することは、旋回値に反映しうる外乱の影響を効果的に減らすものであり、実質的には旋回値の算出に影響を及ぼしうるノイズを除去するフィルタとしての機能を果たすものである。従って、ＥＣＵ１６の旋回値算出機能４２によって最終的に求められる旋回値は、フィルタリングによってノイズが除去された一対の車輪１２の車輪速に関する相関値となっている。

旋回値算出機能４２で用いられる所定のガード値幅の値幅は、走行状態判断機能４４による車両１０の走行状態の判断結果と、「時刻（Ｔ−Δｔ）における旋回値と時刻Ｔにおける車輪速比との差」とに応じて適宜変えられる。具体的には、後述する走行状態判断機能４４によって「車両１０の走行状態が後述する異常判定機能４６による異常判定を行うのに適した状態である」と判断される場合に、ＥＣＵ１６の旋回値算出機能４２は、車輪速比の時間変化が比較的大きいと判断したときには、フィルタリングのノイズ除去の程度を緩和する。本実施の形態では、通常時には、比較的小さい値幅を有する基準ガード値幅が所定のガード値幅として用いられる。一方、「時刻（Ｔ−Δｔ）における旋回値と時刻Ｔにおける車輪速比との差」が、所定時間ｔ１以上継続して所定のしきい値Ｎ１以上を示す場合には、基準ガード値幅の値幅よりも大きい値幅を有する追従用ガード値幅が、時刻Ｔ以降の所定のガード値幅として用いられる（後述する式（４）参照）。また、所定のガード値幅として追従用ガード値幅が用いられている場合に、「時刻（Ｔ−Δｔ）における旋回値と時刻Ｔにおける車輪速比との差」の絶対値が所定時間ｔ２以上継続して所定のしきい値Ｎ２以下を示す場合には、時刻Ｔ以降の所定のガード値幅は追従用ガード値幅から基準ガード値幅に戻される（後述する式（６）、式（７）参照）。

なお本実施の形態では、基準ガード値幅として０．００００２が用いられ、追従用ガード値幅として０．０００２が用いられている。また、所定時間ｔ１および所定時間ｔ２は１０秒とされ、所定のしきい値Ｎ１は０．００２とされ、所定のしきい値Ｎ２は０．０００５とされている。

ＥＣＵ１６の走行状態判断機能４４は、車両１０の走行状態を判断する機能であって、車両１０の走行状態が車輪１２の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態か否かを判断する。本実施の形態では、車両１０の走行状態が略直進状態で一定している場合には「車輪１２の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態である」と判断される。車両１０が略直進状態で走行しているのか否かは、前輪の車輪速比（ＦＬ／ＦＲ）あるいは後輪の車輪速比（ＲＬ／ＲＲ）に基づいて求められる。

具体的には、車両１０が有する２組の一対の車輪１２のうち少なくとも一組の一対の車輪１２、すなわち一対の前輪あるいは一対の後輪に関して、「時刻Ｔにおける比較値と、時刻（Ｔ−Δｔ）における旋回値と、の差」の絶対値が所定時間ｔ３以上継続して所定のしきい値Ｎ３以下を示す場合には、車両１０の走行状態は略直進状態であって「車輪１２の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態である」と判断される（後述する式（５）参照）。なお、本実施の形態では、所定時間ｔ３は１０秒とされ、所定しきい値Ｎ３は０．０００５とされている。

ＥＣＵ１６の異常判定機能４６は、走行状態判断機能４４における判断結果に応じて、旋回値算出機能４２においてノイズが除去されて求められた旋回値に基づき、車輪１２の所定異常の有無を判定する機能である。本実施の形態では、車両１０の走行状態が車輪１２の所定異常の有無の判定を行うのに適した略直進状態であると走行状態判断機能４４によって判断された場合にのみ、車輪１２の所定異常の有無が判定される。時刻Ｔにおける車輪１２の所定異常の有無の判定は、車両１０の車輪１２に異常が生じていない場合の旋回値の平均値から求められる旋回中心値Ｒ_ｃｅｎと、時刻Ｔにおける旋回値と、が比較されて行われる。具体的には、「旋回中心値と、時刻Ｔにおける旋回値と、の差」の絶対値が所定時間ｔ５以上継続して所定のしきい値Ｎ５以上を示す場合には、車輪１２に所定異常が生じていると判断される（後述する式（８）参照）。なお、所定時間ｔ５や所定のしきい値Ｎ５は、車両１０の特性を考慮して適宜設定されうるものである。

ここでいう車輪１２の所定異常とは、車両１０走行中に車輪速を変化させるような各車輪１２に生じうる異常全般を指し、例えば各車輪１２が有するタイヤの空気圧が低下して適正な状態に保たれていない場合等が考えられる。

また、ＥＣＵ１６には、所定のガード値幅として用いられる基準ガード値幅および追従用ガード値幅や、一対の車輪１２を構成する前輪および後輪それぞれの旋回中心値、等、ＥＣＵ１６の各機能に必要なデータが記憶されている。

ウォーニングランプ１８は、ＥＣＵ１６の異常判定機能４６によって車輪１２に所定異常が生じていると判定された場合に点灯、点滅し、車両ドライバー等の車両管理者に対して警告を発する。

初期化用セットスイッチ２０は、タイヤのパンク等によって車輪１２を交換する必要が生じた場合に、車輪交換によって生じうる各車輪１２間のズレを解消するものである。すなわち、車輪交換の際に初期化用セットスイッチ２０を使用することにより、ＥＣＵ１６の保持するデータが交換後の車輪１２に応じたデータに初期化され、例えば交換後の車輪１２に対応する旋回中心値等がＥＣＵ１６に対して新たにセッティングされる。

上述した各装置が協働して、車輪１２の所定異常を検出する車輪異常検出装置として機能する。

次に、本実施の形態の作用について図３乃至図５を参照して説明する。

図３は、車輪１２の所定異常の検出の概要を示すフローチャートである。図４および図５は、前輪および後輪の車輪速比と旋回値との時間変化を示した図であって、縦軸は車輪速比および旋回値の値を示し、横軸は時間を示す。図４（ａ）及び図５（ａ）は前輪に関する図であり、図４（ｂ）及び図５（ｂ）は後輪に関する図である。図４は、上述した本実施の形態の車輪異常検出装置を使用した場合の図であって、基準ガード値幅および追従用ガード値幅が所定のガード値幅として使い分けられた場合の図である。図５は、上述した車輪異常検出装置と略同様の構成を有するが基準ガード値幅のみを所定のガード値幅として採用する車輪異常検出装置を使用した場合の図である。図４及び図５の各図中において、各点は車輪速比を示し、実線は旋回値を示し、一点鎖線は所定のガード値幅の上限値（Ｒ_ｇｒｄ＋）および下限値（Ｒ_ｇｒｄ−）を示している。

まず、車輪１２の所定異常検出の概要を図３を参照して説明する。

車輪１２の車輪速は、対応する車輪速センサ１４によって検知され、各車輪速センサ１４からＥＣＵ１６に送られる。そして、前輪の左右輪の車輪速比（ＦＬ／ＦＲ）と後輪の左右輪の車輪速比（ＲＬ／ＲＲ）とが、各車輪速センサ１４から送られてくる各車輪１２の車輪速に基づいて、ＥＣＵ１６の比較値算出機能４０により求められる（比較値算出ステップ）（図３のＳ１１）。

そして、前輪の旋回値と後輪の旋回値とが、ＥＣＵ１６の比較値算出機能４０により求められた車輪速比に基づいて、ＥＣＵ１６の旋回値算出機能４２により求められる（旋回値算出ステップ）（Ｓ１２，Ｓ１３）。このとき、ＥＣＵ１６の旋回値算出機能４２は、まず一対の車輪１２の車輪速の相関を示す車輪速比を旋回値の原始データである原始旋回値とする（相関値算出ステップ）（Ｓ１２）。次に、算出した原始旋回値に対し、所定のガード値幅を適用してノイズを除去する（フィルタリングステップ）（Ｓ１３）。

一方、車両１０の走行状態が車輪１２の所定異常の有無の判定を行うのに適した略直進状態か否かが、ＥＣＵ１６の走行状態判断機能４４によって判断される（走行状態判断ステップ）（Ｓ１４）。

そして、車両１０の走行状態が車輪１２の所定異常の有無の判定を行うのに適した略直進状態であると判断される場合には、所定のガード値幅を適用してノイズが除去された旋回値に基づいて、車輪１２の所定異常の有無の判定がＥＣＵ１６の異常判定機能４６によって行われる（異常検出ステップ）（Ｓ１５）。一方、車両１０の走行状態が略直進状態ではなく車輪１２の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態ではないと判断される場合には（Ｓ１４のＮＯ）、車輪１２の所定異常の有無の判定は見送られる。

上述の検出方法（図３参照）が用いられることによって、車両１０が走行している場合であっても車輪１２に生じた所定異常を迅速に検出することが可能となる。

例えば、車両１０の走行状態が略直進状態であって各車輪１２に所定異常が生じていない通常走行時には、図４および図５に示すように、前輪および後輪の各々の車輪速比は略一定の値を示し、また、車輪速比に追従する旋回値も旋回中心値近傍において車輪速比と一致した値を示す。このときＥＣＵ１６の旋回値算出機能４２では、比較的小さな値幅を有する基準ガード値幅が用いられる。

一方、車両１０の走行状態が略直進状態であって、後輪には所定異常が生じていないが前輪のいずれかに所定異常が生じた状態となってしまった場合には、後輪の車輪速比は略直進状態で通常走行している場合と同様に略一定の値を示すが（図４（ｂ）、図５（ｂ）参照）、前輪の車輪速比は変化してしまう。例えば、前輪に所定異常が生じて右前輪の車輪速（ＦＲ）よりも左前輪の車輪速（ＦＬ）が遅くなってしまったような場合には、前輪の車輪速比（ＦＬ／ＦＲ）が徐々に減少してしまう（図４（ａ）、図５（ａ）参照）。

このとき、前輪の車輪速比の時間変化が比較的小さい場合、より具体的には所定時間ステップΔｔ毎の車輪速比の変化が基準ガード値幅の範囲内である場合には、前輪の旋回値は車輪速比に十分に追従することができ、以下の式（１）に示すように旋回値Ｒは車輪速比（ＦＬ／ＦＲ）と一致した値を示す。

Ｒ ＝ ＦＬ／ＦＲ 式（１）

しかしながら、前輪の車輪速比の時間変化が比較的大きい場合、より具体的には所定時間ステップΔｔ毎の車輪速比の変化が基準ガード値幅の範囲外である場合には、前輪の旋回値は車輪速比に十分に追従することができない。時刻Ｔにおける旋回値Ｒ（Ｔ）は、以下の関係式（２）及び（３）に示すように、時刻（Ｔ−Δｔ）における旋回値Ｒ（Ｔ−Δｔ）に対して基準ガード値幅の限界値（Ｒ_{ｇｒｄ＋，}Ｒ_ｇｒｄ−）が加味された値となり、時刻Ｔにおける旋回値と車輪速比とは異なる値を示す。なお、Ｒ_ｇｒｄ＋は基準ガード値幅のプラス側の限界値を指し、Ｒ_ｇｒｄ−は基準ガード値幅のマイナス側の限界値を指す。

ＦＬ／ＦＲ＞Ｒ（Ｔ−Δｔ）＋Ｒ_ｇｒｄ＋ の成立時には Ｒ（Ｔ）＝Ｒ（Ｔ−Δｔ）＋Ｒ_ｇｒｄ＋ 式（２）
ＦＬ／ＦＲ＜Ｒ（Ｔ−Δｔ）＋Ｒ_ｇｒｄ− の成立時には Ｒ（Ｔ）＝Ｒ（Ｔ−Δｔ）＋Ｒ_ｇｒｄ− 式（３）

車輪速比から旋回値を求める際に所定のガード値幅を適用することによって、旋回値を算出する際に生じうるノイズが効果的に除去され、車両１０の走行状態の安定した判断が行われ、車輪の所定異常の有無の適切な判定を行うことができる。しかしながら、所定のガード値幅の値幅が原始旋回値の時間変化に比べて非常に小さい場合には、車輪速比に対する旋回値の追従が遅くなり、旋回値の十分な応答性を得ることが難しい場合がある。例えば、比較的小さい値幅を有する基準ガード値幅のみを所定のガード値幅として採用している場合には、図５（ａ）に示すように、旋回値が車輪速比に追いつくまでに比較的長時間を要することとなる。

一方、本実施の形態では、所定のガード値幅として比較的小さい値幅を有する基準ガード値幅と比較的大きい値幅を有する追従用ガード値幅とが必要に応じて使い分けられているので、旋回値は車輪速比に素早く追従することが可能である（図４（ａ）参照）。

すなわち、各車輪１２の車輪速（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）と旋回値（Ｒ_ｆ，Ｒ_ｒ）とから、以下の式（４）及び式（５）が１０秒以上成立するか否かが判定され、成立する場合には追従用ガード値幅が用いられ、成立しない場合には基準ガード値幅が用いられる（図４（ａ）の「ガード値幅緩和判定」部参照）。なお、式（４）では車輪速比の時間変化が比較的大きいか否かが判定されており、式（５）では車両１０の走行状態が異常判定機能４６による異常判定を行うのに適した略直進状態か否かが判定されている。また、Ｒ_ｆは前輪に関する旋回値を示し，Ｒ_ｒは後輪に関する旋回値を示している。

｜ＦＬ／ＦＲ−Ｒ_ｆ｜ ≧ ０．００２ 式（４）
｜ＲＬ／ＲＲ−Ｒ_ｒ｜ ≦ ０．０００５ 式（５）

また、追従用ガード値幅が用いられている場合に、以下の式（６）及び式（７）が１０秒以上成立するか否かが判定され、成立する場合には追従用ガード値幅から基準ガード値幅に戻され、成立しない場合には追従用ガード値幅が維持される（図４（ａ）の「ガード値幅戻し判定」部参照）。なお、式（６）では車輪速比の時間変化が安定しているか否かが判定されており、式（７）では車両１０の走行状態が外乱の比較的少ない略直進状態か否かが判定されている。

｜ＦＬ／ＦＲ−Ｒ_ｆ｜ ≦ ０．０００５ 式（６）
｜ＲＬ／ＲＲ−Ｒ_ｒ｜ ≦ ０．０００５ 式（７）

ＥＣＵ１６の旋回値算出機能４２は、このように基準ガード値幅と追従用ガード値幅とを使い分けることによって、車輪速比に対し旋回値を素早く追従させることができるため、当該旋回値に基づく車輪の所定異常の判定を迅速に行うことができる。例えば車輪異常判定の時間間隔が５分間隔で行われる場合のように、車輪異常判定に比較的長時間の時間間隔が必要とされる場合であっても、本実施の形態によれば、比較的短時間で車輪に生じた所定異常を検知することが可能である。

そして、以下の式（８）が所定時間ｔ５以上成立するか否かがＥＣＵ１６の異常判定機能４６によって判定され、成立する場合には車輪１２に所定異常が生じていると判断され、当該車輪１２異常に関する所定信号がＥＣＵ１６からウォーニングランプ１８に送られる。

｜Ｒ（Ｔ）−Ｒ_ｃｅｎ｜ ≧ Ｎ５ 式（８）

そして、ウォーニングランプ１８がＥＣＵ１６からの所定信号に応じて点灯、点滅することにより、車両ドライバー等の車両管理者は車輪１２に所定異常が生じていることを容易に認知することができる。

以上説明したように本実施の形態によれば、一対の車輪１２の状態量である車輪速の比率から車両１０の走行状態を精度良く簡単に判断することができる。また、旋回値を求める際にノイズ除去のために用いられる所定のガード値幅を必要に応じて可変に設定することによって、ノイズの効果的な除去と、車輪速の比率に対する旋回値の追従性の向上とを両立することができる。このような車輪異常検出装置を用いることによって、車輪１２に生じた異常を短時間で精度良く検出することが可能となる。

特に、車両１０の走行状態が車輪１２の異常の検出に適した略直進状態であるか否かを判定した上で車輪１２の所定異常の有無の判定が行われるので、車輪１２の異常検出に適さない旋回走行状態等で、車輪１２の所定異常の有無の判定が行われてしまうことを回避することができる。これにより、車輪１２の所定異常の有無の誤判定を防いで、車輪１２の所定異常の有無の判定を安定的に行うことができる。また、比較的シンプルな構成によって、上述のような信頼性の高い安定した車輪異常検出を実現することができる。

なお、各しきい値（Ｎ１〜Ｎ５）や各所定時間（ｔ１〜ｔ５）は、車両１０の特性に応じて適宜変更することが可能である。

本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本件出願によって保護を求める発明の範囲に含まれうるものである。

例えば、上述の実施の形態では、本発明の一対の車輪１２の状態量の比較値として車輪速の比率を採用したが、これに限定されるものではない。一対の車輪１２を構成する各車輪１２の車輪速の差を「一対の車輪１２の状態量の比較値」としたり、車輪速以外の車輪状態量を用いて「一対の車輪１２の状態量の比較値」を求めることも可能である。

また、上述の実施の形態では車両１０の具備する車輪１２が４輪の場合について説明したが、４輪以外の車輪１２を具備する車両１０に対しても本発明を適用することが可能である。また、本発明の一対の車輪１２として、前輪、後輪という組み合わせだけでなく、必要に応じた車輪１２を適宜組み合わせることも可能である。

また、所定のガード値幅は上述した基準ガード値幅、追従用ガード値幅に限定されるものではない。例えば複数の基準ガード値幅、追従用ガード値幅を用意し、必要に応じた基準ガード値幅、追従用ガード値幅を適宜選択、適用することも可能である。また、基準ガード値幅や追従用ガード値幅の具体的な値幅も必要に応じて変更可能であり、例えば車輪１２のサイズや材質等の特性を参照して値幅を決定することも可能である。

また、車両の走行状態を判断する手法は、上述のものには限定されない。従来行われている手法に基づいて車両の走行状態が判断されるような場合にも、本発明が適用されうる。

また、警報音を発する機器類等のような車両ドライバー等の注意を喚起する通知手段をＥＣＵ１６に接続してもよく、車輪１２に所定異常が生じているとＥＣＵ１６の異常判定機能４６によって判定された場合には、そのような通知手段を介して車両ドライバー等に車輪１２の所定異常を通知することも可能である。

また、車輪の所定異常を検出するタイミングとして必ずしも適切ではないタイミングや、車両ドライバー等の注意を車両運転から逸らしてしまうことが必ずしも適切ではないような場合には、車両の走行状態に応じて、車輪の所定異常検出に関する各プロセスを適宜変更することも可能である。例えば、車両が急旋回走行している場合に、車輪の所定異常の検出を禁止したり、車両ドライバー等に対する車輪異常の通知方法を変更したり、上述の各しきい値（Ｎ１〜Ｎ５）や各所定時間（ｔ１〜ｔ５）を適宜変更したりすることも可能である。

本発明の一実施の形態の車両を上方から見た図であって、車両の主要部分を透視したものが図示されている。 車両のＥＣＵ（Electrical Control Unit）が有する各機能を概念的に示した図である。 車輪の所定異常の検出の概要を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態の車輪異常検出装置を使用した場合の前輪および後輪の車輪速比と旋回値との時間変化を示した図である。（ａ）は前輪に関する図であり、（ｂ）は後輪に関する図である 図４に示す車輪異常検出装置と略同様の構成を有するが基準ガード値幅のみを所定のガード値幅として採用する車輪異常検出装置を使用した場合の前輪および後輪の車輪速比と旋回値との時間変化を示した図である。（ａ）は前輪に関する図であり、（ｂ）は後輪に関する図である

符号の説明

１０ 車両、 １２ 車輪、 １４ 車輪速センサ、 １６ ＥＣＵ、 １８ ウォーニングランプ、 ２０ 初期化用セットスイッチ、 ４０ 比較値計測機能、 ４２ 旋回値計測機能、 ４４ 走行状態判断機能、 ４６ 異常検出機能。

Claims (5)

1. 車両が具備する一対の車輪の車輪速の比較値から求められる旋回値に基づいて、車輪の所定異常を検出する車輪異常検出装置であって、
   前記比較値を求める比較値算出手段と、
   前記比較値から前記旋回値を求める旋回値算出手段と、
   前記車両の走行状態が前記車輪の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態であるか判断する走行状態判断手段と、
   前記旋回値算出手段によって求められた前記旋回値に基づき、前記車輪の所定異常の有無を判定する異常判定手段と、を備え、
   前記旋回値算出手段において求められる前記旋回値は、所定時間ステップΔｔ毎に前記比較値の変化に追従して変化する値であって、当該追従の際に前記所定時間ステップΔｔ毎に変化することが認められる所定のガード値幅によって変化が制約される値であり、
   前記旋回値算出手段は、時刻（Ｔ−Δｔ）における前記旋回値と時刻Ｔにおける前記比較値との差と、前記走行状態判断手段における判断結果とに応じて前記所定のガード値幅の値幅を変え、
   前記走行状態判断手段は、前記車両の有する複数組の一対の車輪のうち少なくとも一組の一対の車輪に関して、時刻Ｔにおける前記比較値と時刻（Ｔ−Δｔ）における前記旋回値との差の絶対値が所定時間ｔ３以上継続して所定のしきい値Ｎ３以下を示す場合に、前記車両の走行状態が前記異常判定手段による前記車輪の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態であると判断し、
   前記異常判定手段は、前記走行状態判断手段により前記車輪の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態であると判断された場合に、所定異常の有無を判定することを特徴とする車輪異常検出装置。
2. 前記旋回値算出手段は、
   通常の場合には、所定の値幅を有する基準ガード値幅を前記所定のガード値幅として使用し、
   時刻Ｔにおける前記比較値と時刻（Ｔ−Δｔ）における前記旋回値との差の絶対値が所定時間ｔ１以上継続して所定のしきい値Ｎ１以上を示す場合には、前記基準ガード値幅の値幅よりも大きい値幅を有する追従用ガード値幅を前記所定のガード値幅として使用することを特徴とする請求項１に記載の車輪異常検出装置。
3. 前記旋回値算出手段は、
   前記所定のガード値幅として前記追従用ガード値幅を使用している場合に、時刻（Ｔ−Δｔ）における前記旋回値と時刻Ｔにおける前記比較値との差の絶対値が所定時間ｔ２以上継続して所定のしきい値Ｎ２以下を示す場合には、前記所定のガード値幅を前記追従用ガード値幅から前記基準ガード値幅に戻すことを特徴とする請求項２に記載の車輪異常検出装置。
4. 前記異常判定手段は、
   前記車両の車輪に所定異常が生じていない場合の前記旋回値から求められる旋回中心値と、時刻Ｔにおける前記旋回値と、を比較して、時刻Ｔにおける前記車輪の所定異常の有無を判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車輪異常検出装置。
5. 車両が具備する一対の車輪の車輪速の比較値から求められる旋回値に基づき、車輪の所定異常を検出する車輪異常検出方法において、
   前記比較値を求める工程と、
   前記比較値から、所定時間ステップΔｔ毎に前記比較値の変化に追従して変化する値であって、当該追従の際に前記所定時間ステップΔｔ毎に変化することが認められる所定のガード値幅によって変化が制約される前記旋回値を求める工程と、
   前記車両の走行状態が前記車輪の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態であるか判断する工程と、
   前記旋回値を求める工程において求められる前記旋回値に基づき、前記車輪の所定異常の有無を判定する工程と、を備え、
   前記旋回値を求める工程は、時刻（Ｔ−Δｔ）における前記旋回値と時刻Ｔにおける前記比較値との差と、前記車両の走行状態を判断する工程における判断結果とに応じて前記所定のガード値幅の値幅を変え、
   前記車両の走行状態が前記車輪の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態であると判断する工程は、前記車両の有する複数組の一対の車輪のうち少なくとも一組の一対の車輪に関して、時刻Ｔにおける前記比較値と時刻（Ｔ−Δｔ）における前記旋回値との差の絶対値が所定時間ｔ３以上継続して所定のしきい値Ｎ３以下を示す場合に、前記車両の走行状態が前記異常判定手段による前記車輪の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態であると判断し、
   前記車輪の所定異常の有無を判定する工程は、前記走行状態判断手段により前記車輪の所定異常の有無の判定を行うのに適した状態であると判断された場合に、所定異常の有無を判定することを特徴とする車輪異常検出方法。

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