JP5491453B2 - タイヤ空気圧低下検出装置、方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明はタイヤ空気圧低下検出装置、方法及びプログラムに関する。さらに詳しくは、走行中の車両に装着されたタイヤの回転情報を利用して当該タイヤの空気圧低下を検出する装置、方法及びプログラムに関する。

自動車の安全走行を確保するために、従来、車両に装着されたタイヤの空気圧低下を検出し、運転者に警報を出して適切な処置を促すタイヤ空気圧警報装置（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ；ＴＰＭＳ）が種々提案されている。

従来の警報装置は、直接検知型と間接検知型の２つに分類することができる。直接検知型は、タイヤホイール内部に圧力センサを組み込むことでタイヤの空気圧を直接計測するものである。空気圧の低下を高精度に検出することができる一方で、専用のホイールが必要になることや実環境での耐故障性能に問題があるなど、技術的、コスト的な課題を残している。

一方、間接検知型はタイヤの回転情報から空気圧を推定する方法であり、動荷重半径（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｌｏａｄｅｄ Ｒａｄｉｕｓ；ＤＬＲ）方式と、共振周波数（Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｅｔｈｏｄ；ＲＦＭ）方式に細分類することができる。

ＤＬＲ方式は、減圧したタイヤが走行時につぶれることで動荷重半径が小さくなり、その結果正常圧のタイヤよりも速く回転する現象を利用し、４つのタイヤの回転速度を比較することで圧力低下を検出する方式である（例えば、特許文献１参照）。

他方、ＲＦＭ方式は、減圧によって車輪速信号の周波数特性が変化することを利用して正常圧との差異を検出する方式である。ＤＬＲ方式と異なり、あらかじめ保持しておいた各輪の正常値との絶対比較であるため、４輪同時減圧にも対応でき、より良い間接検知方式として注目されている（例えば、特許文献２参照）。ＲＦＭ方式では、車輪速信号の周波数解析により求められる共振周波数に着目し、初期化時に推定した基準周波数よりも当該共振周波数が相対的に低いと判断される場合に警報を出している。

ところで、現状において、法規に適合する間接式ＴＰＭＳは、１輪減圧・３輪正規圧（車両に装着された４つのタイヤのうち、１つのタイヤが減圧しており、残りの３つのタイヤが正規圧である場合）、２輪減圧（同レベルの減圧）・２輪正規圧、３輪減圧（同レベルの減圧）・１輪正規圧、４輪減圧（同レベルの減圧）を検出することができる。検出レベルは、市場での使い勝手を考慮して、例えば１０％減圧状態での警報は避け、法で規定されている要件（北米：２５％減圧、欧州：２０％減圧）を満たすように設定されている。

前述した種々の減圧パターンのうち、１輪減圧・３輪正規圧、対角２輪減圧・２輪正規圧、及び３輪減圧（同レベルの減圧）・１輪正規圧は、対角２輪同士のＤＬＲを比較することで検出することができる。後軸２輪減圧（同レベルの減圧）・前軸２輪正規圧は、同軸２輪同士のＤＬＲを比較することで検出することができる。同側（右側又は左側）２輪減圧（同レベルの減圧）・２輪正規圧は、同側２輪同士のＤＬＲを比較することで検出することができる。また、前軸２輪減圧（同レベルの減圧）・後軸２輪正規圧、４輪減圧（同レベルの減圧）は、ＲＦＭ方式で検出することができる。

特開昭６３−３０５０１１号公報 特開２００９−２７４６３９号公報

しかしながら、前述した種々の減圧輪の組合せは、減圧の程度がいずれの減圧輪でも同じであることを前提にした理論上のものであり、現実には、減圧の程度が異なるため、無数の減圧輪の組合せが存在する。従来の間接式ＴＰＭＳでは、ＲＦＭ方式及びＤＬＲ方式の２つのモジュールが存在しており、このうちＲＦＭ方式は、１輪ずつの減圧検出が可能であるが、タイヤ荷重が小さいタイヤについては共振周波数が見つけにくく、タイヤ荷重が小さい場合の後軸輪の減圧検出精度があまり高くないため（ほとんどの車両ではエンジンが車体前部に搭載されているので、乗車人員・積載重量が小さい場合には後軸輪のタイヤ荷重は小さい）、前軸２輪の減圧検出にしか利用されていないことが多い。また、ＤＬＲ方式では、４輪の車輪速の相対比較を行っているため、車輪速の差が小さい状態での減圧検出を行うことができない。

例えば、無数の減圧輪の組合せのうち、前軸のうち少なくとも１輪が２０％減圧で、後軸２輪がともに１０％減圧している場合を想定する。この場合、ＤＬＲ方式では、いずれの組合せ（対角２輪、同軸２輪、同側２輪）を用いた比較でも、相対比較であるため、ほぼ１０％減圧（２０％−１０％＝１０％）以下の状態であり、検出することができない。一方、ＲＦＭ方式では、前軸２輪を１輪ずつ独立してモニタリングしているため、減圧を検出することができる。

ところが、例えば、前軸２輪がともに１０％減圧し、後軸１輪が１０％減圧、他の１輪が２０％減圧している場合は検出することができない。すなわち、前軸２輪をモニタリングしているＲＦＭ方式では、当該前軸の減圧レベルが１０％（検出レベル未満）であるため、減圧を検出しない。一方、ＤＬＲ方式も、車輪速の相対比較であり、ほぼ１０％減圧（２０％−１０％＝１０％）以下の状態であるため、検出することができない。

このように、従来のシステムでは、減圧の程度が異なる減圧輪が混在する複合減圧の場合、２０％減圧タイヤが存在していても、減圧検出しない場合があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、減圧の程度が異なる減圧輪が混在する複合減圧の場合においても、当該減圧を検出することができるタイヤ空気圧低下検出装置、方法及びプログラムを提供することを目的としている。

（１）本発明の第１の観点に係るタイヤ空気圧低下検出装置（以下、単に「検出装置」ともいう）は、車両に装着されたタイヤの共振周波数、及び、前記タイヤの回転速度の相対比較値に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出する装置であって、
前記タイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段と、
この回転情報検出手段により検出された回転情報からタイヤの回転速度を算出する回転速度算出手段と、
前記タイヤの回転情報から、相対的に荷重の大きい軸のタイヤの共振周波数を推定する共振周波数推定手段と、
前記タイヤの回転速度の相対比較により求められる減圧判定値と前記共振周波数推定手段により推定される共振周波数とを用いてタイヤ空気圧の低下を判定する判定手段と
を備えており、
タイヤの回転情報から推定される共振周波数に基づき、前記相対的に荷重の大きい軸のタイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第１閾値とし、推定された共振周波数が前記第１閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第１判定値とし、且つ、
タイヤの回転速度の相対比較に基づき当該タイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第２閾値としたときに、
前記判定手段は、前記共振周波数に基づきタイヤ空気圧の低下を判定するに際し、当該共振周波数が第１閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第１判定値の百分率換算値を１００とした場合に、前記第１判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したとき、前記減圧判定値と比較される第２閾値を１％以上９０％以下小さくし、当該減圧判定値が、小さくされた閾値を超えたときにタイヤの減圧を判定するように構成されていることを特徴としている。なお、本明細書において「複数である所定回数」とは、所定の回数が１回ではなく、２回以上であることを意味している。

（２）前記（１）の検出装置において、前記判定手段は、前記第１判定値の百分率換算値が７０以上９０未満に達したとき、前記減圧判定値と比較される第２閾値を１％以上５０％以下小さくし、当該減圧判定値が、小さくされた閾値を超えたときにタイヤの減圧を判定するように構成されていてもよい。

（３）本発明の第２の観点に係る検出装置は、車両に装着されたタイヤの共振周波数、及び、前記タイヤの回転速度の相対比較値に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出する装置であって、
前記タイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段と、
この回転情報検出手段により検出された回転情報からタイヤの回転速度を算出する回転速度算出手段と、
前記タイヤの回転情報から、相対的に荷重の大きい軸のタイヤの共振周波数を推定する共振周波数推定手段と、
前記タイヤの回転速度の相対比較により求められる減圧判定値と前記共振周波数推定手段により推定される共振周波数とを用いてタイヤ空気圧の低下を判定する判定手段と
を備えており、
タイヤの回転情報から推定される共振周波数に基づき、前記相対的に荷重の大きい軸のタイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第１閾値とし、推定された共振周波数が前記第１閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第１判定値とし、且つ、
タイヤの回転速度の相対比較に基づき当該タイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第２閾値とし、前記減圧判定値が当該第２閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第２判定値としたときに、
前記判定手段は、前記共振周波数に基づきタイヤ空気圧の低下を判定するに際し、当該共振周波数が第１閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第１判定値の百分率換算値を１００とした場合に、前記第１判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したとき、前記減圧判定値が第２閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第２判定値の百分率換算値を１００とした場合の当該第２判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したときにタイヤの減圧を判定するように構成されていることを特徴としている。

（４）前記（３）の検出装置において、前記判定手段は、前記第１判定値の百分率換算値が７０以上９０未満に達したとき、前記第２判定値の百分率換算値が５０以上１００未満に達したときにタイヤの減圧を判定するように構成されていてもよい。

（５）本発明の第３の観点に係るタイヤ空気圧低下検出方法（以下、単に「検出方法」ともいう）は、車両に装着されたタイヤの共振周波数、及び、前記タイヤの回転速度の相対比較値に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出する方法であって、
前記タイヤの回転情報を検出する回転情報検出工程と、
この回転情報検出工程において検出された回転情報からタイヤの回転速度を算出する回転速度算出工程と、
前記タイヤの回転情報から、相対的に荷重の大きい軸のタイヤの共振周波数を推定する共振周波数推定工程と、
前記タイヤの回転速度の相対比較により求められる減圧判定値と前記共振周波数推定手段により推定される共振周波数とを用いてタイヤ空気圧の低下を判定する判定工程と
を含んでおり、
タイヤの回転情報から推定される共振周波数に基づき、前記相対的に荷重の大きい軸のタイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第１閾値とし、推定された共振周波数が前記第１閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第１判定値とし、且つ、
タイヤの回転速度の相対比較に基づき当該タイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第２閾値としたときに、
前記判定工程は、前記共振周波数に基づきタイヤ空気圧の低下を判定するに際し、当該共振周波数が第１閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第１判定値の百分率換算値を１００とした場合に、前記第１判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したとき、前記減圧判定値と比較される第２閾値を１％以上９０％以下小さくし、当該減圧判定値が、小さくされた閾値を超えたときにタイヤの減圧を判定するように構成されていることを特徴としている。

（６）前記（５）の検出方法において、前記判定工程は、前記第１判定値の百分率換算値が７０以上９０未満に達したとき、前記減圧判定値と比較される第２閾値を１％以上５０％以下小さくし、当該減圧判定値が、小さくされた閾値を超えたときにタイヤの減圧を判定してもよい。

（７）本発明の第４の観点に係る検出方法は、車両に装着されたタイヤの共振周波数、及び、前記タイヤの回転速度の相対比較値に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出する方法であって、
前記タイヤの回転情報を検出する回転情報検出工程と、
この回転情報検出工程において検出された回転情報からタイヤの回転速度を算出する回転速度算出工程と、
前記タイヤの回転情報から、相対的に荷重の大きい軸のタイヤの共振周波数を推定する共振周波数推定工程と、
前記タイヤの回転速度の相対比較により求められる減圧判定値と前記共振周波数推定手段により推定される共振周波数とを用いてタイヤ空気圧の低下を判定する判定工程と
を含んでおり、
タイヤの回転情報から推定される共振周波数に基づき、前記相対的に荷重の大きい軸のタイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第１閾値とし、推定された共振周波数が前記第１閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第１判定値とし、且つ、
タイヤの回転速度の相対比較に基づき当該タイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第２閾値とし、前記減圧判定値が当該第２閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第２判定値としたときに、
前記判定工程は、前記共振周波数に基づきタイヤ空気圧の低下を判定するに際し、当該共振周波数が第１閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第１判定値の百分率換算値を１００とした場合に、前記第１判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したとき、前記減圧判定値が第２閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第２判定値の百分率換算値を１００とした場合の当該第２判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したときにタイヤの減圧を判定するように構成されていることを特徴としている。

（８）前記（７）の検出方法において、前記判定工程は、前記第１判定値の百分率換算値が７０以上９０未満に達したとき、前記第２判定値の百分率換算値が５０以上１００未満に達したときにタイヤの減圧を判定してもよい。

（９）本発明の第５の観点に係るタイヤ空気圧低下検出プログラム（以下、単に「プログラム」ともいう）は、車両に装着されたタイヤの共振周波数、及び、前記タイヤの回転速度の相対比較値に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するためにコンピュータを、
前記タイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段により得られる回転情報からタイヤの回転速度を算出する回転速度算出手段、
前記タイヤの回転情報から、相対的に荷重の大きい軸のタイヤの共振周波数を推定する共振周波数推定手段、及び
前記タイヤの回転速度の相対比較により求められる減圧判定値と前記共振周波数推定手段により推定される共振周波数とを用いてタイヤ空気圧の低下を判定する判定手段
として機能させ、
タイヤの回転情報から推定される共振周波数に基づき、前記相対的に荷重の大きい軸のタイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第１閾値とし、推定された共振周波数が前記第１閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第１判定値とし、且つ、
タイヤの回転速度の相対比較に基づき当該タイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第２閾値としたときに、
前記判定手段は、前記共振周波数に基づきタイヤ空気圧の低下を判定するに際し、当該共振周波数が第１閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第１判定値の百分率換算値を１００とした場合に、前記第１判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したとき、前記減圧判定値と比較される第２閾値を１％以上９０％以下小さくし、当該減圧判定値が、小さくされた閾値を超えたときにタイヤの減圧を判定するように構成されていることを特徴としている。

（１０）前記（９）のプログラムにおいて、前記判定手段は、前記第１判定値の百分率換算値が７０以上９０未満に達したとき、前記減圧判定値と比較される第２閾値を１％以上５０％以下小さくし、当該減圧判定値が、小さくされた閾値を超えたときにタイヤの減圧を判定するように構成されていてもよい。

（１１）本発明の第６の観点に係るプログラムは、車両に装着されたタイヤの共振周波数、及び、前記タイヤの回転速度の相対比較値に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するためにコンピュータを、
前記タイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段により得られる回転情報からタイヤの回転速度を算出する回転速度算出手段、
前記タイヤの回転情報から、相対的に荷重の大きい軸のタイヤの共振周波数を推定する共振周波数推定手段、及び
前記タイヤの回転速度の相対比較により求められる減圧判定値と前記共振周波数推定手段により推定される共振周波数とを用いてタイヤ空気圧の低下を判定する判定手段
として機能させ、
タイヤの回転情報から推定される共振周波数に基づき、前記相対的に荷重の大きい軸のタイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第１閾値とし、推定された共振周波数が前記第１閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第１判定値とし、且つ、
タイヤの回転速度の相対比較に基づき当該タイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第２閾値とし、前記減圧判定値が当該第２閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第２判定値としたときに、
前記判定手段は、前記共振周波数に基づきタイヤ空気圧の低下を判定するに際し、当該共振周波数が第１閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第１判定値の百分率換算値を１００とした場合に、前記第１判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したとき、前記減圧判定値が第２閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第２判定値の百分率換算値を１００とした場合の当該第２判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したときにタイヤの減圧を判定するように構成されていることを特徴としている。

（１２）前記（１１）のコンピュータにおいて、前記判定手段は、前記第１判定値の百分率換算値が７０以上９０未満に達したとき、前記第２判定値の百分率換算値が５０以上１００未満に達したときにタイヤの減圧を判定するように構成されていてもよい。

本発明の検出装置、方法及びプログラムによれば、圧の程度が異なる減圧輪が混在する複合減圧の場合においても、当該減圧を検出することができる。

本発明の検出装置の一実施の形態を示すブロック図である。 図１に示される検出装置の電気的構成を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の検出装置、方法及びプログラムの実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る検出装置を示すブロック図であり、図２は、図１に示される検出装置の電気的構成を示すブロック図である。

図１に示されるように、本発明の一実施の形態に係る検出装置は、４輪車両に備えられた４つのタイヤの左前輪（ＦＬ）、右前輪（ＦＲ）、左後輪（ＲＬ）及び右後輪（ＲＲ）の回転速度を検出するため、各タイヤに関連して設けられた通常の車輪速度検出手段(回転情報検出手段)１を備えている。

前記車輪速度検出手段１としては、電磁ピックアップなどを用いて回転パルスを発生させてパルスの数から回転角速度及び車輪速度を測定するための車輪速センサ又はダイナモのように回転を利用して発電を行い、この電圧から回転角速度及び車輪速度を測定するためのものを含む角速度センサなどを用いることができる。前記車輪速度検出手段１の出力は、ＡＢＳなどのコンピュータである制御ユニット２に与えられる。この制御ユニット２には、ドライバーによって操作することができる初期化ボタン３、タイヤの内圧低下をドライバーに知らせる警報器４が接続されている。

制御ユニット２は、図２に示されるように、外部装置との信号の受け渡しに必要なＩ／Ｏインターフェース２ａと、演算処理の中枢として機能するＣＰＵ２ｂと、このＣＰＵ２ｂの制御動作プログラムが格納されたＲＯＭ２ｃと、前記ＣＰＵ２ｂが制御動作を行う際にデータなどが一時的に書き込まれたり、その書き込まれたデータが読み出されたりするＲＡＭ２ｄとから構成されている。

前記車輪速度検出手段１では、タイヤの回転数に対応したパルス信号（以下、「車輪速パルス」ともいう）が出力される。また、ＣＰＵ２ｂでは、車輪速度検出手段１から出力された車輪速パルスに基づいて、所定のサンプリング周期ΔＴ（ｍｓ）、例えばΔＴ＝４０ｍｓ毎に各タイヤの回転情報である回転角速度Ｆｉが算出される。

本実施の形態に係る検出装置は、前記車輪速度検出手段１と、この車輪速度検出手段１により検出された回転情報からタイヤの回転速度を算出する回転速度算出手段と、前記タイヤの回転情報から当該タイヤの共振周波数を推定する共振周波数推定手段と、前記タイヤの回転速度の相対比較により求められる減圧判定値と前記共振周波数推定手段により推定される共振周波数とを用いてタイヤ空気圧の低下を判定する判定手段とから構成されている。そして、前記判定手段は、（１）前記共振周波数に基づきタイヤ空気圧の低下を判定するに際し、当該共振周波数が第１閾値を所定回数超えて警報を発する第１判定値を１００とした場合に、前記第１判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したとき、前記減圧判定値と比較される第２閾値を１％以上９０％以下小さくし、当該減圧判定値が、小さくされた閾値を超えたときにタイヤの減圧を判定するか、又は、（２）前記共振周波数に基づきタイヤ空気圧の低下を判定するに際し、当該共振周波数が第１閾値を所定回数超えて警報を発する第１判定値を１００とした場合に、前記第１判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したとき、前記減圧判定値が第２閾値を所定回数超えて警報を発する第２判定値を１００とした場合の当該第２判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したときにタイヤの減圧を判定するように構成されている。

また、本実施の形態に係るプログラムは、前記制御ユニット２にインストールされており、当該制御ユニット２を、回転速度算出手段、共振周波数推定手段及び判定手段として機能させる。

ところで、同一車両に装着されるタイヤは必ずしもすべて同じサイズであるとは限らず、また、同一サイズであっても、タイヤは規格内でのばらつき（初期差異）が含まれて製造されるため、各タイヤの有効転がり半径（一回転により進んだ距離を２πで割った値）は、すべてのタイヤがたとえ正規内圧であっても、同一とは限らない。そのため、各タイヤの回転角速度Ｆｉはばらつくことになる。そこで、例えば正常圧での各タイヤ間の回転角速度Ｆｉのバラツキを予め補正しておく必要がある。この補正は一般に初期化又は初期設定と呼ばれており、定期メンテなどにおいて車両のタイヤが正常圧にされたときに、例えば、以下に示す方法により行われる。この方法では、つぎに示される初期補正係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３が算出される。
Ｋ１＝Ｆ１／Ｆ２ ・・・（１）
Ｋ２＝Ｆ３／Ｆ４ ・・・（２）
Ｋ３＝（Ｆ１＋Ｋ１×Ｆ２）／（Ｆ２＋Ｋ２×Ｆ４） ・・・（３）

初期化後の走行時には、この算出された初期補正係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を用いて式（４）〜（７）に示されるように新たな回転角速度Ｆ１_ｉを求めるようにしている。
Ｆ１_１＝Ｆ１ ・・・（４）
Ｆ１_２＝Ｋ１×Ｆ２ ・・・（５）
Ｆ１_３＝Ｋ３×Ｆ３ ・・・（６）
Ｆ１_４＝Ｋ２×Ｋ３×Ｆ４ ・・・（７）

ここで、初期補正係数Ｋ１は、前左右タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を補正するための係数である。初期補正係数Ｋ２は、後左右タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を補正するための係数である。初期補正係数Ｋ３は、前左タイヤと後左タイヤとのあいだの初期差異による有効ころがり半径の差を補正するための係数である。そして、前記Ｆ１_ｉに基づき、各車輪のタイヤの車輪速度Ｖｉを算出する。

本実施の形態では、タイヤ空気圧の低下を判定するに際し、車両に装着されたタイヤの共振周波数を利用するＲＦＭ方式とタイヤの回転速度の相対比較値を利用するＤＬＲ方式を併用している。各方式は、いずれも従来から用いられている方式を適宜採用することでき、本発明において特に限定されるものではない。

〔ＤＬＲ方式〕
例えば、ＤＬＲ方式として以下の方法を用いることができる。
このＤＬＲ方式では、タイヤ空気圧の低下を判定するために、つぎの３つの判定値ＤＥＬ１、ＤＥＬ２及びＤＥＬ３を用いる。

（１）判定値ＤＥＬ１として、つぎの式（８）に示されるように、２組の対角線上にある車輪対について、一方の対の車輪タイヤの車輪速度の平均から他方の対の車輪タイヤの車輪速度の平均を引算して求めた差を４輪タイヤの平均車輪速度で割った値の比率を用いる。
ＤＥＬ１＝{（Ｖ１＋Ｖ４）／２−（Ｖ２＋Ｖ３）／２}／（Ｖｍｅａｎ）×１００（％）・・・・・・（８）
ここで、Ｖ１〜Ｖ４は、それぞれ左前輪タイヤ、右前輪タイヤ、左後輪タイヤ及び右後輪タイヤの車輪速度であり、Ｖｍｅａｎは、（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）／４である。

（２）判定値ＤＥＬ２として、つぎの式（９）に示されるように、前輪タイヤの車輪速度の平均と後輪タイヤの車輪速度の平均との差を４輪の平均車輪速度で割った値の比率を用いる。
ＤＥＬ２＝{（Ｖ１＋Ｖ２）／２−（Ｖ３＋Ｖ４）／２}／（Ｖｍｅａｎ）×１００（％）・・・・・・（９）

（３）ＤＥＬ３として、つぎの式（１０）に示されるように、右側車輪タイヤの車輪速度の平均と左側車輪タイヤの車輪速度の平均との差を４輪の平均車輪速度で割った値の比率を用いる。
ＤＥＬ３＝{（Ｖ１＋Ｖ３）／２−（Ｖ２＋Ｖ４）／２}／（Ｖｍｅａｎ）×１００（％）・・・・・・（１０）

そして、前記判定値ＤＥＬ１〜ＤＥＬ３と、予め実験走行などにより求められ、制御ユニット２のＲＯＭ２ｃに記憶されている所定の閾値とをそれぞれ比較し、前記判定値ＤＥＬ１〜ＤＥＬ３がそれぞれの閾値よりも大きければタイヤ空気圧が低下していると判断し、警報器４によりドライバーに警報を発する。

〔ＲＦＭ方式〕
一方、ＲＦＭ方式としては、例えば、前記特許文献２に記載されている以下の方法を用いることができる。
この方法では、車輪の回転信号を時系列信号として、一旦、高次（３次以上の整数）の線形モデルとしてパラメータを時系列推定し、ついで推定された各パラメータと、出力信号である車輪回転の時系列信号とから未知の入力信号を推定し、さらに推定された入力信号と前記出力信号を利用して、線形モデルをシステム同定し直している。

具体的には、以下の手順によりタイヤの共振周波数を求める。
（１）まず、車輪速度検出手段により、車輪の回転信号を検出する。
（２）ついで、前記車輪の回転信号を所定のサンプリング周期にしたがってリサンプリングすることで、車輪速信号の時系列データを得る。サンプリング周期は、着目しているタイヤのねじり方向の共振周波数が数十Ｈｚ付近に現れることから、それ以上のサンプリング周期とする必要がある。

（３）次に、得られた車輪速度を微分して、車輪加速度とする。車輪速度データを時系列データとして、時系列解析することもできるが、車輪加速度データのほうが車輪速度データよりも変化が少ないことから、演算精度を上げる点からは、車輪速度データを時系列データとするのが好ましい。

（４）ついで、演算された車輪の回転加速度データを時系列データとして、時系列解析を行う。
まず、第１工程において、回転加速度データを時系列信号として、以下の式（１１）のｎ次（ｎは３以上の整数）の線形モデルとして、時系列推定手段により各パラメータを時系列推定する。時系列推定は、コンピュータリソースなどを考慮すると、逐次最小二乗法を用いて行うのが好ましい。

ここに、ｙ（ｋ）は車輪回転加速度の時系列信号、ｎはモデル次数（３以上の整数）、ａ_ｉは各パラメータ、ｗ（ｋ）は外乱である。

（５）ついで、第２工程において、第１工程で推定された各パラメータと出力信号である車輪回転加速度の時系列信号ｙ（ｋ）から、入力信号推定手段により入力を推定する。
具体的に、第１工程における時系列推定では、システムへの入力は外乱ｗ（ｋ）として定義されており、この外乱ｗ（ｋ）はタイヤが路面から受けるホワイトノイズ的な力であると仮定している。かかる外乱ｗ（ｋ）、すなわち入力信号を、第１工程で推定された各パラメータと、車輪回転加速度の時系列信号とから、以下の式（１２）に従って推定する。

（６）ついで、第３工程において、第２工程で推定された入力信号ｗ（ｋ）と、出力信号である車輪回転加速度の時系列信号ｙ（ｋ）とから、パラメータ同定手段により２次のモデルのパラメータを同定する。このときの伝達関数Ｇ（ｚ）は、以下の式（１３）で表すことができる。

ここで、ｚ^−１は１サンプル遅延である。
なお、２次に低次元化する際に、特にタイヤの共振周波数に着目するために、入力信号及び出力信号に対して、所定の通過帯域幅をもったフィルタ手段によるフィルタリング処理を施した後に、システム同定を行うのが好ましい。

（７）次に、２次に低次元化したモデルのパラメータから、共振周波数推定手段により共振周波数を推定する。共振特性を、連続時間２次系モデル式（１４）に近似させると、共振周波数は、以下の式（１５）で表される。

ここで、ω_ｎは固有振動数、ζは減衰係数、ω_ｐは共振周波数である。

なお、共振周波数の推定（検出）方法は、前述したものに限定されるものではなく、公知の方法を適宜採用することができる。
本実施の形態では、従来、独立して動作させていたＤＬＲ方式及びＲＦＭ方式の装置を互いに関連させて動作させている。
減圧の判定は、ＤＬＲ方式、ＲＦＭ方式ともに判定値、警報閾値及び警報判定値を用いて行われる。ＤＬＲ方式の判定値は、対角２輪、同軸２輪、同側２輪同士の比較に基づいており、ＲＦＭ方式の判定値は共振周波数である。

これらの判定値と警報閾値とを比較し、判定値が警報閾値を超えたときに警報判定値をカウントアップ・ダウンさせる。そして、警報判定値で警報すべきか否かの判断を行う。
判定値が警報閾値を超えたときに直ちに警報を発すると誤報となる頻度が高くなり、システムの信頼性を損なう可能性があるため、警報判定値を導入している。

なお、警報時間の短縮、精度向上のために複数の警報閾値を設け、警報閾値毎に重み付けをしたカウントアップ・ダウン量を設定することも可能である。
判定値及び警報判定値は、通常、正規圧と減圧状態間の値を示す。その程度は、検出レベルのチューニング状態に左右される。

なお、本明細書において、第１閾値とはＲＦＭ方式における前記「警報閾値」のことであり、第１判定値とはＲＦＭ方式における前記「警報判定値」のことである。また、第２閾値とはＤＬＲ方式における前記「警報閾値」のことであり、第２判定値とはＤＬＲ方式における前記「警報判定値」のことである。算出された共振周波数及び減圧判定値は、所定の単位時間（例えば、１秒）ごとに平均化処理されるなどして、それぞれの閾値と比較される。そして、閾値を超えると、警報判定値が１つカウントアップされ、一方、次の所定の単位時間において閾値未満であると、警報判定値が１つカウントダウンされる。このようにして、所定のカウント数に達すると、タイヤが減圧していると判断し、警報を発する。

本発明では、正規圧と検出すべき減圧状態の間に、前記判定値及び警報判定値があることを利用しており、前述した複合減圧のような複雑な減圧輪の組合せであっても、所定の減圧を検出することができる。

具体的に、ＲＦＭ方式における警報判定値を１００とした場合に、当該警報判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したとき、前記ＤＬＲ方式における減圧判定値と比較される閾値を１％以上９０％以下小さくし、当該減圧判定値が、小さくされた閾値を超えたときにタイヤの減圧を判定する。例えば、ＲＦＭ方式における警報判定値の百分率換算値が５０に達したときにＤＬＲ方式における閾値を１／２にすることで、複雑な減圧輪の組合せでも減圧の検出が可能となる。なお、検出精度を向上させつつ誤報の可能性を小さくするという点からは、前記ＲＦＭ方式における警報判定値の百分率換算値が７０以上９０未満に達したとき、前記ＤＬＲ方式における閾値を小さくすることが好ましい。

また、同様に、ＲＦＭ方式における警報判定値を１００とした場合に、当該警報判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したとき、前記ＤＬＲ方式における警報判定値を１００とした場合の当該警報判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したときにタイヤの減圧を判定する。例えば、ＲＦＭ方式における警報判定値の百分率換算値が５０に達したときに、ＤＬＲ方式における警報判定値の百分率換算値が５０に達したときにタイヤの減圧を判定するにすることで、複雑な減圧輪の組合せでも減圧の検出が可能となる。

なお、変更する判定値の閾値及び警報判定値のレベルは、車両ごと及び／又はタイヤごとの検出レベルに依存するため、前記説明ではＤＬＲ方式における減圧判定値を１％以上９０％以下小さくするとしたが、市場での使い勝手を考慮すると、好ましくは１％以上５０％以下小さくすることが望ましい。また、ＤＬＲ方式における警報判定値については、その百分率換算値が１０以上１００未満に達したときに減圧を判定するとしたが、同じく市場での使い勝手を考慮すると、好ましくは５０以上１００未満に達したときに減圧検出と判断することが望ましい。

〔実施例及び比較例〕
次に実施例に基づいて本発明の検出方法を説明するが、本発明はもとよりかかる実施例にのみ限定されるものではない。
＜実施例１〜８＞
ＦＷＤ（Ｆｒｏｎｔ Ｗｈｅｅｌ Ｄｒｉｖｅ）車にタイヤサイズ１６インチのオールシーズンタイヤを装着して、テストコースの周回路を走行した。所定の車両設定圧になるようにタイヤ空気圧を調圧した後、約８０ｋｐｈで約２０分間走行して初期化を行った。
ついで、前輪２輪を１０％減圧、左後輪を２０％減圧、右後輪を１０％減圧の状態にし、約８０ｋｐｈで２０分間走行した。ＲＦＭ方式における警報判定値及びＤＬＲ方式における警報判定値をそれぞれ表１に示されるように設定し、減圧検出の性能を確認した。結果を表１に示す。なお、表１におけるＲＦＭ方式における警報判定値及びＤＬＲ方式における警報判定値は、各方式単独で警報する際の警報判定値を１００としたときの警報判定値の百分率換算値を示す。

＜比較例＞
ＲＦＭ方式における警報判定値及びＤＬＲ方式における警報判定値をそれぞれ１００のままにし、ＲＦＭ方式及びＤＬＲ方式を単独で動作させた以外は実施例１と同様にして減圧検出の性能を確認した。結果を表１に示す。

１ 車輪速度検出手段
２ 制御ユニット
２ａ インターフェース
２ｂ ＣＰＵ
２ｃ ＲＯＭ
２ｄ ＲＡＭ
３ 初期化ボタン
４ 警報器

Claims (12)

1. 車両に装着されたタイヤの共振周波数、及び、前記タイヤの回転速度の相対比較値に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出する装置であって、
   前記タイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段と、
   この回転情報検出手段により検出された回転情報からタイヤの回転速度を算出する回転速度算出手段と、
   前記タイヤの回転情報から、相対的に荷重の大きい軸のタイヤの共振周波数を推定する共振周波数推定手段と、
   前記タイヤの回転速度の相対比較により求められる減圧判定値と前記共振周波数推定手段により推定される共振周波数とを用いてタイヤ空気圧の低下を判定する判定手段と
   を備えており、
   タイヤの回転情報から推定される共振周波数に基づき、前記相対的に荷重の大きい軸のタイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第１閾値とし、推定された共振周波数が前記第１閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第１判定値とし、且つ、
   タイヤの回転速度の相対比較に基づき当該タイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第２閾値としたときに、
   前記判定手段は、前記共振周波数に基づきタイヤ空気圧の低下を判定するに際し、当該共振周波数が第１閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第１判定値の百分率換算値を１００とした場合に、前記第１判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したとき、前記減圧判定値と比較される第２閾値を１％以上９０％以下小さくし、当該減圧判定値が、小さくされた閾値を超えたときにタイヤの減圧を判定するように構成されていることを特徴とする、タイヤ空気圧低下検出装置。
2. 前記判定手段は、前記第１判定値の百分率換算値が７０以上９０未満に達したとき、前記減圧判定値と比較される第２閾値を１％以上５０％以下小さくし、当該減圧判定値が、小さくされた閾値を超えたときにタイヤの減圧を判定するように構成されている、請求項１に記載のタイヤ空気圧低下検出装置。
3. 車両に装着されたタイヤの共振周波数、及び、前記タイヤの回転速度の相対比較値に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出する装置であって、
   前記タイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段と、
   この回転情報検出手段により検出された回転情報からタイヤの回転速度を算出する回転速度算出手段と、
   前記タイヤの回転情報から、相対的に荷重の大きい軸のタイヤの共振周波数を推定する共振周波数推定手段と、
   前記タイヤの回転速度の相対比較により求められる減圧判定値と前記共振周波数推定手段により推定される共振周波数とを用いてタイヤ空気圧の低下を判定する判定手段と
   を備えており、
   タイヤの回転情報から推定される共振周波数に基づき、前記相対的に荷重の大きい軸のタイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第１閾値とし、推定された共振周波数が前記第１閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第１判定値とし、且つ、
   タイヤの回転速度の相対比較に基づき当該タイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第２閾値とし、前記減圧判定値が当該第２閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第２判定値としたときに、
   前記判定手段は、前記共振周波数に基づきタイヤ空気圧の低下を判定するに際し、当該共振周波数が第１閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第１判定値の百分率換算値を１００とした場合に、前記第１判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したとき、前記減圧判定値が第２閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第２判定値の百分率換算値を１００とした場合の当該第２判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したときにタイヤの減圧を判定するように構成されていることを特徴とする、タイヤ空気圧低下検出装置。
4. 前記判定手段は、前記第１判定値の百分率換算値が７０以上９０未満に達したとき、前記第２判定値の百分率換算値が５０以上１００未満に達したときにタイヤの減圧を判定するように構成されている、請求項３に記載のタイヤ空気圧低下検出装置。
5. 車両に装着されたタイヤの共振周波数、及び、前記タイヤの回転速度の相対比較値に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出する方法であって、
   前記タイヤの回転情報を検出する回転情報検出工程と、
   この回転情報検出工程において検出された回転情報からタイヤの回転速度を算出する回転速度算出工程と、
   前記タイヤの回転情報から、相対的に荷重の大きい軸のタイヤの共振周波数を推定する共振周波数推定工程と、
   前記タイヤの回転速度の相対比較により求められる減圧判定値と前記共振周波数推定手段により推定される共振周波数とを用いてタイヤ空気圧の低下を判定する判定工程と
   を含んでおり、
   タイヤの回転情報から推定される共振周波数に基づき、前記相対的に荷重の大きい軸のタイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第１閾値とし、推定された共振周波数が前記第１閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第１判定値とし、且つ、
   タイヤの回転速度の相対比較に基づき当該タイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第２閾値としたときに、
   前記判定工程は、前記共振周波数に基づきタイヤ空気圧の低下を判定するに際し、当該共振周波数が第１閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第１判定値の百分率換算値を１００とした場合に、前記第１判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したとき、前記減圧判定値と比較される第２閾値を１％以上９０％以下小さくし、当該減圧判定値が、小さくされた閾値を超えたときにタイヤの減圧を判定するように構成されていることを特徴とする、タイヤ空気圧低下検出方法。
6. 前記判定工程は、前記第１判定値の百分率換算値が７０以上９０未満に達したとき、前記減圧判定値と比較される第２閾値を１％以上５０％以下小さくし、当該減圧判定値が、小さくされた閾値を超えたときにタイヤの減圧を判定する、請求項５に記載のタイヤ空気圧低下検出方法。
7. 車両に装着されたタイヤの共振周波数、及び、前記タイヤの回転速度の相対比較値に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出する方法であって、
   前記タイヤの回転情報を検出する回転情報検出工程と、
   この回転情報検出工程において検出された回転情報からタイヤの回転速度を算出する回転速度算出工程と、
   前記タイヤの回転情報から、相対的に荷重の大きい軸のタイヤの共振周波数を推定する共振周波数推定工程と、
   前記タイヤの回転速度の相対比較により求められる減圧判定値と前記共振周波数推定手段により推定される共振周波数とを用いてタイヤ空気圧の低下を判定する判定工程と
   を含んでおり、
   タイヤの回転情報から推定される共振周波数に基づき、前記相対的に荷重の大きい軸のタイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第１閾値とし、推定された共振周波数が前記第１閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第１判定値とし、且つ、
   タイヤの回転速度の相対比較に基づき当該タイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第２閾値とし、前記減圧判定値が当該第２閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第２判定値としたときに、
   前記判定工程は、前記共振周波数に基づきタイヤ空気圧の低下を判定するに際し、当該共振周波数が第１閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第１判定値の百分率換算値を１００とした場合に、前記第１判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したとき、前記減圧判定値が第２閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第２判定値の百分率換算値を１００とした場合の当該第２判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したときにタイヤの減圧を判定するように構成されていることを特徴とする、タイヤ空気圧低下検出方法。
8. 前記判定工程は、前記第１判定値の百分率換算値が７０以上９０未満に達したとき、前記第２判定値の百分率換算値が５０以上１００未満に達したときにタイヤの減圧を判定する、請求項７に記載のタイヤ空気圧低下検出方法。
9. 車両に装着されたタイヤの共振周波数、及び、前記タイヤの回転速度の相対比較値に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するためにコンピュータを、
   前記タイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段により得られる回転情報からタイヤの回転速度を算出する回転速度算出手段、
   前記タイヤの回転情報から、相対的に荷重の大きい軸のタイヤの共振周波数を推定する共振周波数推定手段、及び
   前記タイヤの回転速度の相対比較により求められる減圧判定値と前記共振周波数推定手段により推定される共振周波数とを用いてタイヤ空気圧の低下を判定する判定手段
   として機能させ、
   タイヤの回転情報から推定される共振周波数に基づき、前記相対的に荷重の大きい軸のタイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第１閾値とし、推定された共振周波数が前記第１閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第１判定値とし、且つ、
   タイヤの回転速度の相対比較に基づき当該タイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第２閾値としたときに、
   前記判定手段は、前記共振周波数に基づきタイヤ空気圧の低下を判定するに際し、当該共振周波数が第１閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第１判定値の百分率換算値を１００とした場合に、前記第１判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したとき、前記減圧判定値と比較される第２閾値を１％以上９０％以下小さくし、当該減圧判定値が、小さくされた閾値を超えたときにタイヤの減圧を判定するように構成されていることを特徴とする、タイヤ空気圧低下検出プログラム。
10. 前記判定手段は、前記第１判定値の百分率換算値が７０以上９０未満に達したとき、前記減圧判定値と比較される第２閾値を１％以上５０％以下小さくし、当該減圧判定値が、小さくされた閾値を超えたときにタイヤの減圧を判定するように構成されている、請求項９に記載のタイヤ空気圧低下検出プログラム。
11. 車両に装着されたタイヤの共振周波数、及び、前記タイヤの回転速度の相対比較値に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するためにコンピュータを、
    前記タイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段により得られる回転情報からタイヤの回転速度を算出する回転速度算出手段、
    前記タイヤの回転情報から、相対的に荷重の大きい軸のタイヤの共振周波数を推定する共振周波数推定手段、及び
    前記タイヤの回転速度の相対比較により求められる減圧判定値と前記共振周波数推定手段により推定される共振周波数とを用いてタイヤ空気圧の低下を判定する判定手段
    として機能させ、
    タイヤの回転情報から推定される共振周波数に基づき、前記相対的に荷重の大きい軸のタイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第１閾値とし、推定された共振周波数が前記第１閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第１判定値とし、且つ、
    タイヤの回転速度の相対比較に基づき当該タイヤの減圧を判定する場合の警報閾値を第２閾値とし、前記減圧判定値が当該第２閾値を超えたときにカウントアップ・ダウンされ且つ警報を発する際の判断指標となる値を第２判定値としたときに、
    前記判定手段は、前記共振周波数に基づきタイヤ空気圧の低下を判定するに際し、当該共振周波数が第１閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第１判定値の百分率換算値を１００とした場合に、前記第１判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したとき、前記減圧判定値が第２閾値を複数である所定回数だけ超えたときに警報を発する第２判定値の百分率換算値を１００とした場合の当該第２判定値の百分率換算値が１０以上１００未満に達したときにタイヤの減圧を判定するように構成されていることを特徴とする、タイヤ空気圧低下検出プログラム。
12. 前記判定手段は、前記第１判定値の百分率換算値が７０以上９０未満に達したとき、前記第２判定値の百分率換算値が５０以上１００未満に達したときにタイヤの減圧を判定するように構成されている、請求項１１に記載のタイヤ空気圧低下検出プログラム。

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