WO1993010431A1

WO1993010431A1 - Tire pneumatic pressure sensor

Info

Publication number: WO1993010431A1
Application number: PCT/JP1992/001457
Authority: WO
Inventors: Toshiharu Naito; Takeyasu Taguchi; Hiromi Tokuda; Yuichi Inoue; Shusaku Fujimoto
Original assignee: Nippondenso Co., Ltd.
Priority date: 1991-11-11
Filing date: 1992-11-10
Publication date: 1993-05-27
Also published as: EP0783982A1; DE69226175T2; DE69233018T2; EP0578826A4; DE69226175D1; EP0578826A1; DE69233018D1; EP0783982B1; EP0578826B1

Description

明細書夕ィャ空気圧検知装置技術分野

本発明は、車両のタイヤの空気圧の状態を検知するタイヤ空気圧検知装置に関するものである。背景技術

従来、タイヤの空気圧を検知する装置としては、タイヤの内部に夕ィャ空気圧に応動する圧力応動部材等を設け、直接的に夕ィャの空気圧を検知するものが提案されている。しかし、直接的に夕ィャの空気圧を検知する装置では、タイヤの内部に圧力応動部材等を設ける必要があることから構造が複雑となり、また価格も高価となつてしまうという問題があった。

このため、タイヤの空気圧が低下したときにタイヤ半径が変化する (短くなる）ことを利用して、各車輪の車輪速度を検出する車輪速度センサの検出信号に基づいて、車両の夕ィャの空気圧を間接的に検知することが提案されている。

しかしな力《ら、検出対象であるタイヤ半径は、磨耗等による個体差があったり、旋回，制動，発進等の走行状態の影響を受けやすい。さらに、近年普及が著しいラジアルタイヤは、タイヤ空気圧の変化によるタイヤ半径の変形量が小さい（例えば、タイヤの空気圧が 1 k g Z c m ² 低下したとき、タイヤ半径の変形量は約 1 m mである。）。このような理由から、タイヤ半径の変形量からタイヤ空気圧の変化を間接的に検知する方式は、検知精度が充分に確保できないという問題がある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、間接的にタイヤ空気圧を検知するとともに、その検知精度を向上することができるタイャ空気圧検知装置を提供することを目的とするものである。発明の開示

上記目的を達成するために、本発明によるタイヤ空気圧検知装置は \

車両の走行時に、タイヤの振動周波数成分を含む信号を取り出し、このタイヤの振動周波数成分を含む信号に基づいて前記タイヤの振動周波数パターンの変動を判別することにより、タイヤの空気圧の状態を検知する。すなわち、タイヤの空気圧が変化すると、それによつてタイヤのばね定数も変化する。このタイヤのばね定数の変化により、タイヤの振動周波数成分を含む信号のうちのタイヤの振動周波数パターンが変化するので、このパターンの変動を判別することでタイヤの空気圧の伏態を検知することができる。図面の簡単な説明

図 1 は本発明の第 1 実施例の構成を示す構成図である。図 2 は車両のばね下の加速度の周波数特性を'示す特性図である。図 3 はタイヤの空気圧の変化による車雨のばね下の上下方向及び前後方向の共振周波数の変化の様子を示す特性図である。図 4 は第 1 実施例のタイヤ空気圧の検知原理を示す説明図である。図 5 は車輪速度センサの出力電圧波形を示す波形図である。図 6 は車輪速度センサの検出信号に基づいて演算された車輪速度 Vの変動状態を示す波形図である。図 7 は図 6 に示す波形の車輪速度 Vに対して周波数解析演算を行った結果を示す特性図である。図 8 は第 1 実施例における平均処理を説明するための説明図である。図 9 は第 1 実施例における移動平均処理を行った後の周波数解析結果を示す特性図である。図 1 0 は第 1 実施例の電子制御装置の処理内容を示す特性図である。図 1 1 は本発明の第 2 実施例におけるタイヤ空気圧と共振周波数との関係を示す特性図である。図 1 2 は第 2 実施例と第 1 実施例との処理内容の相違点を示すフローチヤ一トである。図 1 3 は本発明の第 3 実施例の構成を示す構成図である。図 1 4 は第 3 実施例と第 1 実施例との処理内容の相違点を示すフロ —チャートである。図 1 5 は本発明の第 4 実施例の構成を示す構成図である。図 1 6 は本発明の第 5 実施例の構成を示す構成図である。図 1 7 は第 6 実施例の電子制御装置の処理内容を示すフローチヤ一卜である。図 1 8 は車輪速度の変動を示すタイムチャートである。図 1 9 は単位時間当たりの車輪回転数に相当する周波数の次数におけるピーク発生を現す特性図である。図 2 0 は第 7 実施例の制御概略を説明する説明図である。図 2 1 は第了実施例の処理内容の要旨を示すフローチャートである。図 2 2 は第 8 実施例の制御概略を説明する説明図である。図 2 3 は第 8 実施例の処理内容の要旨を示すフローチャートである。図 2 4 は第 9 実施例の制御概略を説明する説明図である。図 2 5 は第 9 実施例の処理内容の要旨を示すフローチャートである。図 2 6 は第 1 0 実施例の制御概略を説明する説明図である。図 2 7 は第 1 0 実施例の処理内容の要旨を示すフローチヤ一トである。図 2 8 は第 1 1 実施例の制御概略を説明する説明図である。図 2 9 は第 1 1 実施例において車輪速度の頻度分布を示す特性図である。図 3 0 は第 1 1 実施例においてタイヤ回転次数成分の推定ゲイン分布を示す特性図である。図 3 1 は第 1 1 実施例においてタイヤ回転次数成分が除去された周波数特性を示す特性図である。図 3 2 は第 1 1 実施例の処理内容の要旨を示すフローチャートである。図 3 2 は第 1 2 実施例の制御概略を説明する説明図である。図 3 4 は第 1 2 実施例の制御概略を説明する説明図である。図 3 5 は第 1 2 実施例の制御概略を説明する説明図である。図 3 6 は第 1 3 実施例の処理内容の要旨を示すフローチヤートである。図 3 7 は第 1 3 実施例の処理内容の要旨を示すフローチヤートである。図 3 8 は車速比とゲイン係数との関係を示す特性図である。図 3 9 は第 1 4実施例の処理内容の要旨を示すフローチャートである。図 4 0 は車速と単位時間当たりの車輪回転数に相当する周波数の各次数のゲインとの関係を示す特性図である。図 4 1 は第 1 5実施例の処理内容の要旨を示すフローチャートである。図 4 2 は第 1 6 実施例の処理内容の要旨を示すフローチャートである。図 4 3 は第 1 6実施例の処理内容の要旨を示すフローチャートである。図 4 4 は第 I 7実施例の処理内容の要旨を示すフローチャートである。図 4 5 は第 1 7実施例の処理内容の要旨を示すフローチャートである。図 4 6 は共振周波数 f _K と判定値 f _L との偏差 Δ ί に対するデータ数（ S M Ρ ) の関係を示した特性図である。図 4 7 は共振周波数 f _K と判定値 f _L との偏差 Δ ί に対する平均処理回数（ S UM) の関係を示した特性図である。図 4 8 は第 1 8実施例の処理内容の要旨を示すフローチヤートである。図 4 9 は第 1 8実施例の処理内容の要旨を示すフローチャートである。図 5 0 は第 1 9実施例の処理内容の要旨を示すフロ一チャートである。図 5 1 は E C Uで演算した車輪速度 Vの時間波形図である。図 5 2は車輪速度変動幅 Δ νに対するデータ数（ S M P ) の関係を示した特性図である。図 5 3 は車輪速度変動幅 Δ νに対する平均処理回数（ S UM) の関係を示した特性図である。図 5 4 は第 2 0実施例の電子制御装置の処理内容を示すフローチヤ一トである。図 5 5 は第 2 0実施例における車輪速度と共振周波数との関係を示すタィムチャートである。図 5 6は第 2 1実施例の処理内容の要旨を示すフローチャートである。図 5 7 は車輪速度とタイヤ空気圧およびばね下共振周波数の関係を示す特性図である。図 5 8 はラジアルタイヤ及びスタッドレスタイヤのタイヤ空気圧とばね下共振周波数特性を示した特性図である。図 5 9 は第 2 2実施例の E C Uの処理内容を示すフローチャートである。図 6 0 は第 2 2実施例の E C Uの処理内容を示すフローチヤ一トである。図 6 1 は第 2 3実施例の E C Uの処理内容を示すフローチャートである。図 6 2 は共振周波数とタイヤ空気圧の 9201 57

5 . 関係から、タイヤ空気圧の低下を判定する際の説明図ある。図 6 3 は設定スィッチの配設状態を示すタイヤ空気圧検知装置の概略構成図である。図 6 4 は第 2 4 実施例の E C Uの処理内容を示すフローチヤ一トである。図 6 5 はタイヤ負荷半径とバネ下共振周波数の関係を示すグラフである。図 6 6 は第 2 5 実施例における電子制御装置の信号処理フローチャートである。図 6 7 は第 2 5 実施例における電子制御装置の信号処理フローチャートである。図 6 8 はタイヤ空気圧とバネ下共振周波数の関係を示すグラフである。図 6 9 はタイヤ負荷半径とバネ下共振周波数の関係を示すグラフである。図 7 0 は第 2 6 実施例における E C Uの処理内容を示すフローチャートである。図 7 1 は第 2 6 実施例における E C Uの処理内容を示すフローチヤ一トである。図 7 2 はばね下荷重による同一共振周波数に対するタイヤ空気圧のばらつきを示す特性図である。図 7 3 は共振周波数差とタイヤ空気圧との関係を示す特性図である。図 7 4 は共振周波数 f _MAXと共振周波数差の関係を示す特性図である。図 7 5 は共振周波数 ί _MAXと共振周波数差の関係を示す他の特性図である。図 7 6 は第 2 7 実施例における E C Uの処理内容を示すフローチヤ一トである。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。

図 1 は、第 1 実施例の全体の構成を示す構成図である。

図 1 に示すように、車両の各タイヤ 1 a ~ l d に対応して車輪速度センサが設けられている。各車輪速度センサは、歯車 2 a ~ 2 d及びピックアップコイル 3 a ~ 3 d によって構成されている。歯車 2 a〜 2 d は、各タイヤ 1 a ~ 1 d の回転軸（図示せず）に同軸的に取り付けられており、円盤状の磁性体より成る。ピックアップコイル 3 a - 3 d は、これらの歯車 2 a ~ 2 d の近傍に所定の間隔を置いて取り付けられ、歯車 2 a〜 2 d 、すなわちタイヤ 1 a〜 l d の回転速度に応じた周期を有する交流信号を出力する。ピックアップコイル 3 a〜 3 dから出力される交流信号は、波形整形回路， R O M , R A M等よりなる公知の電子制御装置（ E C U ) 4 に入力され、波形整形を含む所定の信号処理が行われる。この信号処理の結果は表示部 5 に入力され、表示部 5 は運転者に対して各タイヤ 1 a〜 l dの空気圧の状態を報知する。この表示部 5 は、各タイヤ l a〜 I dの空気圧の状態を独立に表示しても良いし、一つの簪告ランプを.設けて、いずれか一つのタィャの空気圧が基準空気圧よりも低下したときに点灯させて、それを饕告するようにしても良い。

ここで、まず本実施例におけるタイヤ空気圧の検知原理について説明する。

車両が、例えば舖装されたアスファルト路面を走行した場合、その路面表面の徼小な凹凸により上下及び前後方向の力を受け、その力によってタイヤは上下及び前後方向に振動する。このタイヤ振動時の車両ばね下の加速度の周波数特性は図 2 に示すようなものとなる。図 2 に示すように、加速度の周波数特性は 2点においてピーク値を示し、 a点は車両のばね下における上下方向の共振周波数であり、 b点は車両のばね下における前後方向の共振周波数である。

—方、タイヤの空気圧が変化すると、タイヤゴム部のばね定数も変化するため、上記の上下方向及び前後方向の共振周波数がともに変化する。例えば、図 3 に示すように、タイヤの空気圧が低下した場合には、タイヤゴム部のばね定数も低下するので、上下方向及び前後方向の共振周波数がともに低下する。従って、タイヤの振動周波数より、車両のばね下における上下方向及び前後方向の共振周波数の少なくとも一方を抽出すれば、この共振周波数に基づいてタイヤの空気圧の状態を検知することができる。

そのため、本実施例では、車輪速度センサの検出信号から、車両のばね下における上下方向及び前後方向の共振周波数を抽出する。これは、発明者らの詳細な検討の結果、車輪速度センサの検出信号には、タイヤの振動周波数成分が含まれていることが判明したためである。すなわち、車輪速度センサの検出信号を周波数解析した結果、図 4 に示すように 2点でピーク値を示すとともに、タイヤの空気圧が低下すると、その 2点のピーク値も低下することが明らかとなった。

これにより、本実施例によれば、近年搭載車両の増加しているアンチスキッド制御装置（ A B S ) を備える車両等は、既に各タイヤに車輪速度センサが装備されている'ため、何ら新たなセンサ類を追加しなくともタイヤ空気圧の検知が可能となる。また、車両の実用範囲では、上記共振周波数の変化量はほとんどタイヤ空気圧の変化に起因するタイヤばね定数の変化に基づくものであるため、例えばタイヤの磨耗等の他の要因の影響を受けることなく安定した空気圧検知が可能となる

図 1 0 に、 E C U 4 が実行する処理内容を表したフローチャートを示す。なお、 E C U 4 は各車輪 1 a 〜 l d に対して同様の処理を行うため、図 1 0 のフローチャートは 1 車輪に対しての処理の流れのみを示している。また、これ以後の説明において、各符号の添字は省略する。さらに、図 1 0 に示すフローチャートでは、特にタイヤの空気圧が基準値以下に低下したことを検知し、運転者に対して饕告を行う例について示している。

図 1 0 において、ステヅプ 1 0 0 Aでは、ピックアップコイル 3 から出力された交流信号（図 5 ) を波形整形してパルス信号とした後に、そのパルス間隔をその間の時間で除算することにより車輪速度 Vを演算する。この車輪速度 V は、図 6 に示すように、通常、タイヤの振動周波数成分を含む多くの高周波成分を含んでいる。ステップ 1 1 0 Aでは、演算された車輪速度 Vの変動幅 Δ Vが基準値 V _D を超えたか否かを判定する。このとき、車輪速度 V の変動幅 Δ νが基準値 v 。を超えていると判定されると、ステップ 1 2 O Aに進む。ステップ 1 2 O Aでは、車輪速度 vの変動幅 Δ νが基準値 v _(l を超えている時間 Δ 丁が、所定時間 t _D を超えたか否かを判定する。上記ステップ 1 1 0 A , 1 2 O Aでの処理は、車両が走行している路面が、本実施例の検知手法によってタイヤ空気圧の検知が可能な路面か否かを判定するために行うものである。つまり、本実施例では、タイヤの空気圧の検知を、タイヤの振動周波数成分に含まれる共振周波数の変化に基づいて行う。このため、車輪速度 Vがある程度変動し、かつそれが继続されなければ、上記共振周波数を算出するための充分なデータを得ることができない。なお、ステップ 1 2 0 Aにおける判定では、車輪速度 V の変動幅 Δ Vが基準値 V D を超えた時点で所定時間 Δ tが設定され、この所定時間 Δ ΐ 内に再び車輪速度 Vの変動幅 Δ Vが基準値 v o を超えると、時間 Δ Τの計測が継铳される。

ステップ I 1 0 Α及びステップ 1 2 0 Aにおいて、ともに肯定判断されるとステップ 1 3 O Aに進み、どちらか一方において否定判断されると、ステップ 1 0 O Aに戻る。ステップ 1 3 O Aでは、演算された車輪速度に対して周波数解析（ F F T ) 演算を行うとともに、その演算回数 Nをカウントする。この F F T演算を行った結果の一例を図 7 に示す。

図 7 に示すように、実際に車両が一般道を走行して得られる車輪速度に対して F F T演算を実施すると、非常にランダムな周波数特性となることが通常である。これは、路面に存在する微小な凹凸の形状（大きさや高さ）が全く不規則なためであり、従って車輪速度データ毎にその周波数特性は変動することとなる。従って、本実施例では、この周波数特性の変動をできるだけ低减するために、複数回の F F T演算结果の平均値を求める。このため、ステップ 1 4 O Aでは、ステツプ 1 3 0 Aにおける F F T演算回数 Nが所定回数 n D に達したか否かを判定する。そして、演算回数 Nが所定回数 η。に達つしていないときには、さらにステップ 1 0 O Aからステップ 1 3 O Aの処理を繰り返し実行する。一方、演算回数 Nが所定回数 n。に達つしているときには、ステップ〗 5 O Aに進んで平均化処理を行う。この平均化処理は、図 8 に示すように、各 F F T演算結果の平均値を求めるものであり、各周波数成分のゲインの平均値が算出される。このような平均化処理によって、路面による F F T演算結果の変動を低減することが可能となる。

しかし、上述の平均化処理だけでは、ノイズ等によって車両のばね下の上下方向及び前後方向の共振周波数のゲインが、その近辺の周波数のゲインに比較して必ずしも最大ピーク値になるとは限らないという問題がある。そこで、本実施例では、上述の平均化処理に引き続き、ステップ 1 6 O Aにおいて以下の移動平均処理を実施する。

この移動平均処理は、 n番目の周波数のゲイン Y _n を以下の演算式によって求めることにより実施される。

Υ _π = ( y _{π +}ι + Υ„-ι ) / 2 ( 1 ) つまり、移動平均処理では、 η番目の周波数のゲイン Υ _η が、前回の演算結果における n + 1 番目のゲイン y _{n + 1} と既に演算された n — 1 番目の周波数のゲイン Y n との平均値とされる。これにより、 F F T演算結果は、滑らかに変化する波形を示すことになる。この移動平均処理により求められた演算結果を図 9 に示す。

なお、ここでの波形処理は、上記移動平均処理に限らず、平均化処理後の F F T演算結果に対してローパスフィルタ処理を施しても良いし、或いは、ステップ 1 3 O Aの F F T演算を実施する前に、車輪速度 Vの微分演算を行い、その微分演算結果に対して F F T演算を実施してもよい。

次に、ステップ 1 7 0 Aでは、上記移動平均処理によりスムージングされた F F T演算結果に基づいて、車両のばね下の前後方向の共振周波数 f _K を算出する。そしてステップ 1 8 O Aでは、予め正常な夕ィャ空気圧に対応して設定されている初期周波数 f 。からの低下偏差 ( f o - f K ) を求め、この低下偏差（ f 。 - f κ ) と所定偏差 A f とを比絞する。この所定偏差は、正常なタイヤ空気圧に対応する初期周波数 f η を基準として、タイヤ空気圧の許容下限値（例えば 1

. k g / m ² ) に対応して設定されている。従って、ステップ 1 8 O Aにおいて低下偏差（ f n - f κ ) が所定偏差 Δ f を上回ったと判定されると、タイヤの空気圧が許容下限値よりも低下したとみなして、ステップ 1 9 O Aに進み、表示部 5 によって運転者に対して饕告表示を行う。

なお、上述の例では、車両のばね下の前後方向の共振周波数のみに基づいて、タイヤの空気圧の低下を検知する例を示したが、これに代えて上下方向の共振周波数のみに基づきタイヤ空気圧の低下を検知しても良いし、前後方向及び上下方向の共振周波数の両者に基づいて検知しても良い。

次に本発明の第 2実施例について説明する。

上述の第 1実施例では、特にタイヤの空気圧が許容下限値よりも低下したことを検知するようにしていたが、第 2 実施例では、タイヤの空気圧自体を検知しょうとするものである。

このため、第 2実施例では、図 1 1 に示すようなタイャ空気圧と共振周波数との関係を各タイヤ毎にマップとして記憶し、第 1 実施例と同様に共振周波数 f _K を算出して、この算出された共振周波数 f _K からタイヤ空気圧自体を直接推定する。この第 2実施例では、 E C U 4 における処理内容の一部のみが上記第 1 実施例と異なり、その構成は上記第 1 実施例と共通である。このため、構成の説明は省略し、かつ E C U 4 における処理内容の相違点のみを説.明する。

すなわち、第 2実施例では、図 1 0 に示す第 1 実施例のフローチヤ — 卜のステップ 1 8 O Aを、図 1 2 に示す処理に変更する。

図 1 2 において、ステップ 1 8 2 B では、ステップ 1 7 0 Aにおいて算出された車両のばね下の前後方向の共振周波数 f _K を用いて、予 1

1 1

め設定され記憶されたマップに従って、対応するタイヤ空気圧 Pを算出する。そして、ステップ 1 8 4 B において、算出されたタイヤ空気圧 P と予め設定されるタイヤ空気圧の許容下限値 P 。とを比較し、算出されたタイヤ空気圧 Pが許容下限値 P Q 以下であるとき、ステップ 1 9 0 Aに進む。

なお、この第 2 実施例では、表示部 5 の表示形態を代えて、ステツプ 1 8 2 B において算出したタイヤ空気圧 Pを各輪毎に直接表示するようにしても良い。

次に、本発明の第 3 実施例について説明する。

上述の第 1 実施例では、タイヤの振動周波数成分を含む信号を出力するセンサとして車輪速度センサを用いていたが、第 3 実施例では図 1 3 に示すように車両のばね下部材（例えば、ロアアーム 1 0 ) に加速度センサ 1 1 を配置し、タイヤの振動周波数成分を含む信号を出力するセンサとして加速度センサ 1 1 を用いるものである。

車両のばね下の加速度を検出し、それに対して F F T演算を実施することにより、車両のばね下の上下方向及び前後方向の共振周波数を算出できることは前述した通りである。しかも、加速度センサ 1 1 を用いる場合には、その検出信号を直接 F F T演算の対象とすることができるため、前述の第 1 実施例に比較して E C U 4 における演算処理を簡略化することができるというメリッ卜がある。

従って、この第 3 実施例では、図 1 0 のフローチャートのステップ 1 0 O Aに代えて、図 1 4 に示す処理を実行する。すなわち、図 1 4 に示すように、ステップ 1 0 2 C において、加速度センサ 1 1 から出力される加速度信号の読み込みのみをを行えばよい。そして、この読み込んだ加速度信号に対して、前述の第 1 実施例と同様の信号処理を行う。

次に、本発明の第 4 実施例について説明する。

上述の第 1 実施例では、タイヤの振動周波数成分を含む信号を出力するセンサとして車輪速度センサと用いていたが、第 4 実施例では車体（ばね上部材）とタイヤ（ばね下部材）との相対変位を検出する車高センサ 2 0 を設置し、タイヤの振動周波数成分を含む if号を出力するセンサとして車高センサ 2 0 を用いるものである。

図 1 5 に示すように、車高センサ 2 0 を用いる場合には、車高センサ 2 0 の検出信号に対し、適当な口一パスフィルタ処理を施した上で、 2 回微分処理を行う。これにより、車高センサ 2 0 の検出信号は、車体とタイヤとの相対加速度を示す信号となる。そして、この相対加速度を示す信号に対して図 1 0 のフローチャートのステップ 1 1 O A 以降の処理を行うことで、前述の第 1 実施例と同様に、タイヤ空気圧を検知することが可能となる。

次に、本発明の第 5実施例について説明する。

上述の第 1 実施例では、タイヤの振動周波数成分を含む信号を出力するセンサとして車輪速度センサと用いていたが、第 5実施例では図 1 6 に示すように、車体（ばね上部材）とタイヤ（ばね下部材）との間の荷重を検出する荷重センサ 3 0 を設置し、タイヤの振動周波数成分を含む信号を出力するセンサとして荷重センサ 3 0 を用いるもので

¾ o

図 1 6 において、荷重センサ 3 0 は、荷重に応じた電荷を発生する圧電素子から構成され、ショックァブソーバのピストンロッドの内部 -に収納されている。このため、荷重センサ 3 0 は、ショックァブソーバの減衰力に応じた信号を出力する。この信号に対し、上記第 3 実施例と同様の信号処理を施すことにより、タイヤ空気圧を検知することも可能である。

次に第 6実施例について説明する。発明者が実験を重ねた結果、実際のタイヤの振動周波数成分を含む信号には、バネ下の上下方向あるいは前後方向の共振周'波数の他に、単位時間当たりの車輪回転数に相当する周波数の次数（整数倍）に現れるタイヤのアンバランス（偏磨耗，スタンディングゥヱ一ブ現象等）に起因するノイズ信号が含まれていることが判明した。従って、上記実施例の方法では、タイヤの振動周波数成分を含む信号から抽出されたパネ下の上下方向あるいは前後方向の共振周波数 f k の信頼性は低く、未だ検知精度を充分に確保したとは言いがたく、さらなる検知精度の向上が望まれる。

そこで第 6 〜第 1 5 実施例では、上記問題に鑑みさらなる検知精度の向上を達成する。

第 6 実施例では、図 1 7 に示す処理を行なう。まず、ステップ 1 0 0 O F 〜ステップ 1 2 0 O F までは、図 1 0 のステップ 1 0 O A〜ステツプ 1 2 O A と同じである。

ステップ 1 3 0 0 F では、図 1 8 に示すように、所定時間 t 。 ₂ ( t 0 2 Δ T ) における車輪速度 ν の変動幅 Δ ν ₂ とから車輪速度変動率 Αを算出する。

A = Δ V 2 Z t 。₂ ( 2 ) 車輪速度変動率 Aが算出されると、ステップ 1 4 0 0 F にて車輪速度変動率 Aを所定値 A。と比較する。ステップ 1 3 0 O F , 1 4 0 0 F での処理は、所定時間 t 。 ₂ ( t Q ₂》 Δ T ) における車輪速度 v の変動 Δ V ₂ が、本実施例の検知手法によってタイヤ空気圧の検知が可能である変動幅であるか否かを判定するために行うものである。つまり、車輪速度 Vの変動 Δ V ₂ が小さいときには、図 1 9 に示すように、単位時間当たりの車輪回転数に相当する周波数の次数（整数倍）にピーク（以下、「タイヤ回転次数成分」と言う。）が現れ、このタイヤ回転次数成分が、共振周波数成分より大きい場合、共振周波数成分を誤判定する恐れがある。このため、車輪速度 Vが所定期間にある程度変動しなければ、タイヤ回転次数成分を除去することができない。

ステップ 1 4 0 O F で車輪速度変動率 Aが所定値 A 。より大きいと判定されると、ステップ 1 5 0 O F に進み、小さいと判定されるとステツプ 1 0 0 O ' F に戻る。次にステップ 1 5 0 O F 〜ステップ 1 9 0 0 で図 1 0 のステップ 1 3 O A〜ステップ 1 7 O Aと同様の処理を行なう。

そして、ステップ 2 0 0 0 Fでは、共振周波数 f k をばね下共振周波数上限値 f H およびばね下共振周波数下限値 f L と比較する。これらのばね下共振周波数上限値 f H およびばね下共振周波数下限値 f L はタイヤ空気圧の許容上下限値（例えば上限値 2. 5 k g / c m ² . 下限値 1. 4 k gZ c m² ) に対応して設定されている。共振周波数 f k がばね下共振周波数上限値 f H よりも大きいと判定されると、タィャ空気圧が許容上限値を上回ったとみなし、ばね下共振周波数 f k がばね下共振周波数下限値 f しよりも小さいと判定されると、タイヤの空気圧が許容下限値を下回ったとみなして、いずれの場合もステツプ 2 1 0 O Fに進み、表示部 5 によって運転者に対して警告表示を行ラ o

以上述べたように、第 6実施例では、車輪速度変動率 Aが所定値 A 0 以上の時のみタイヤの振動周波数成分を F F T演算するようにしているので、速度変動率 Aが小さいときに現れるタイヤ回転次数成分を除去することができる。

次に、本発明の第 7実施例について説明する。

上述の第 6実施例では、タイヤ回転次数成分を除去するために速度変動率 Aが所定値 A _D 以上のときにのみ共振周波数 f k を求めるようにしていたが、第了実施例では、図 2 0 に示すように所定時間 t Q 3の車輪速度の変動幅 A V ₃ がそれまでに算出された変動幅と異なる時に、 F F T演算を行うことによって共振周波数 f k を求めるものであるすなわち、第 7実施例では、図 1 7 に示す第 6 実施例のフローチヤートのステップ 1 3 0 O F , 1 0 O Fを図 2 1 に示す処理に変更する o

図 1 4 において、ステップ 1 3 1 0 Gでは、所定時間 t Q ₃間におけ JP9 1457

1 5

る車輪速度 v の変動幅 Δ ν ₃ を算出する。ステップ 1 3 1 1 Gでは、ステップ 1 3 1 0 Gの Ν回目に算出された車輪速度 V の変動幅 Δ ν ₃ ( _Ν)が、ステップ 1 3 1 0 Gの 1 〜 Ν — 1 回目に算出された車輪速度 V の変動幅 Δ ν _{3 (Ι}) ~ Δ ν ₃ (_Ν— D と等しいか否かを判定する。そして、否定判定されるとステップ 1 5 0 0 F に進んで F F T演算を行い、肯定判定されるとステップ 1 0 0 O F に戻る。これにより、 F F T演算されるタイヤ振動周波数成分は車輪速度 V の変動幅 Δ V 3 が全て異なつていることから、タイヤ振動周波数成分に現れるピークは、同じ周波数に現れるばね下の前後方向あるいは上下方向の共振周波数成分のみが残り、それぞれ異なる周波数に現れるタイヤ回転次数成分はステップ 1 5 0 O F以降の F F T演算によって除去されることになる。なお、この第 7 実施例では、 N回目に算出された所定時間 t ₀₃間の車輪速度 Vの変動幅 Δ ν _{3 (Ν})が N回目までに算出された変動幅 Δ ν _{3 <} η〜 Δ V ₃ (_N- と異なる時に F F Τ演算を行っているが、これに代えて Ν回目に算出された所定時間 t Q ₃間の平均車輪速度 V c (_N)が N回目までに算出された平均車輪速度 V c t u ^ V c tN- , ) と異なる時に F F T 演算行うようにしても良い。

次に、本発明の第 8 実施例について説明する。

上述の第 6 , 第 7 実施例では、タイヤ回転次数成分を除去する処理を行った後に F F T演算を行っていたが、本実施例では F F T演算後にタイヤ回転次数成分を除去することを特徴としている。

タイヤの振動周波数成分のゲインは、路面状態に大きく依存しており、タイヤ回転次数成分のゲインも同様に路面の影響を受ける。すなわち、図 2 2 に示すように、未舗装路等の悪路を走行した場合にはタィャ振動周波数成分のゲインが大きくなるため、タイヤ回転次数成分のゲインもそれに伴って大きくなる。そこで本実施例では、 F F T演算したタイヤ振動周波数成分のうち、所定周波数帯 f _b における最大ゲイン V _a が所定範囲内 V _MAX 〜 V _{M I K} にあるときのみ平均化処理を行うことで、平均化処理を行う F F T演算結果のゲインをそろえ、平均化処理後のタイヤ回転次数成分の影響を小さくしょうとするものでめる。

すなわち、第 8実施例では、図 1 7 に示す第 6実施例のフローチヤ一卜のステップ I 3 0 0 F〜 1 6 0 O Fを図 2 3 に示す処理に変更する。

図 2 3 において、ステップ 1 3 2 0 Hでは F F T演算を行った後、ステップ 1 3 2 1 Hにて F F T演算を行ったタイヤの振動周波数成分内の最大ゲイン V , が上限値 V _MAX から下限値 V _M！ N の間にあるか否かを判定する。ここで否定判定されるとステップ 1 0 0 0 Fに戻り、肯定判定されるとステップ 1 3 2 2 Hに進み、ステップ 1 3 2 2 Hにて肯定判定された回数 N_A 、即ち最大ゲイン V , が上限値 V MAX 〜下限値 V_MIN にある F F T演算結果のデータ数 N_A をインクリ 'メントする。これは、 F F T演算を行ったタイヤの振動周波数成分内の最大ゲイン V , が上限値 V _MAX から下限値 V M！ N の間にある F F T演算結果のみをタイヤ空気圧の検知に用いるためである。そして、ステップ 1 3 2 3 Hにて肯定判定された回数 N_A が所定値 N_B に達したか否かを判定する。ここで否定判定されるとステップ 1 0 0 O Fに戻り、肯定判定されるとステップ 1 7 0 0 Fに進む。これにより、悪路走行中におけるデータが除去されることになり、悪路走行中に大きなピークを持つタイヤ回転次数成分の影響を抑えることができる。

次に本癸明の第 9実施例について説明する。

上記第 8実施例では、 F F T演算を行ったタイヤの振動周波数成分のうち所定周波数帯 f _b における最大ゲイン V _a が上限値 V _MAX から下限値 V_MIN 以外は除去し、上限値 V_MAX から下限値 V_MIK の間にあるもののみを平均化処理するものであるが、本実施例では、図 2 4 に示すように、所定周波数帯 f b にある最大ゲイン V a と、所定ゲイン

V 0 との比 K i を、 F F T演算を行ったタイヤの振動周波数成分に乗ずることにより、極端に大きい（または小さい）データを無くして平均化し、タイヤ回転次数成分を除去することを特徴としている。

すなわち、第 9 実施例では、図 1 7 に示す第 6 実施例のフローチヤ一卜のステップ 1 3 0 0 F ~ 1 5 0 O F を図 2 5 に示す処理に変更する。

図 1 8 において、ステップ 1 3 3 0 I では F F T演算を行う。次にステップ 1 3 3 1 I では、ステップ 1 3 3 0 I の F F T演算結果に基づき、所定周波数帯 f _b にある最大値（ a ) のゲイン V'_a と所定ゲイン V _D との比である係数 K i を求める。

K i = V。ノ V _a ( 3 ) そして、ステップ 1 3 3 2 I にて係数 K i を F F T演算を行った夕ィャの振動周波数成分に乗ずることで、 F F T演算の修正を行う。修正が終了したならば、ステップ 1 3 3 3 I で F F T演算回数をカウン卜し、ステップ 1 6 0 O F に進む。これにより、最大ゲインは V _a は全て V。になり、極端に大きい（または小さい）データは無くなる。

次に本発明の第 1 0 実施例について説明する。

上記第 8 , 第 9 実施例は、 F F T演算後の平均化処理の統計処理的性質を利用し、タイヤ回転次数成分の影響を低減していたが、第 1 0 実施例では、 F F T演算結果のタイヤ回転次数成分を直接除去することを特徴としている。すなわち、第 1 0 実施例はタイヤ回転次数成分が、車輪速度の変動幅に対応する周波数範囲、またはその整数倍の周波数範囲に必ず存在することを利用するものである。

例えば、図 2 6 に示すように、ある時間 T _D 内の車輪速度の変動範囲が a ( m i n ) ~ b ( m a x ) の中にあるとすると（図 2 6 ( a ) ) 、車輪速度 a , b に対応する周波数 A , B を求め（図 2 6 ( b ) ) 、これらの周波数 A , B に対応する F F T演算結果の値 p , Q 間を直線あるいは曲線にて結ぶことによって p , q間の破線部分を削除する (以下、「捕間」と言う。）（図 2 6 ( c ) 参照）。そこで第 1 0実施例では、図 1 7に示す第 6実施例のフローチヤ一卜のステップ 1 3 0 0 F - 1 5 0 0 Fを図 2 7 に示す処理に変更する図 2 7 において、ステップ 1 3 4 0 Jでは、時間 T _D 内の車輪速度変動の最小値 a , 最大値 bを求める。次に、ステップ 1 3 1 Jで、前記最小値 a , 最大値 bに対応する周波数 A, Bを求め、ステップ 1 3 4 2 Jにて F F T演算を実行する。この周波数 A〜 B間にタイヤ回転次数成分が存在しているので、ステップ 1 3 4 3 J にて周波数 A, Bにおける F F T演算値 p と q間を直線にて結ぶことによって捕間する。これにより、周波数 A〜B間に存在するタイヤ回転次数成分のゲインは小さくなる。そしてステップ 1 3 4 4 Jで F F T演算回数を力ゥントし、ステップ 1 6 0 O Fに進む。

次に本発明の第 1 1実施例について説明する。

第 1 1実施例では、上記第 1 0実施例の捕間を精度良く行うことを特徼としている。すなわち第 1 0実施例では、まず図 2 8 ( a ) , ( b ) に示すように、時間- T D 内に変動する車輪速度の最大値 b、最小値 aの範囲内の車輪速度頻度 A；の分布を求める。車輪速度頻度 A i の分布を求める方法は、車輪速度 a〜 b内の速度を小さい順（または大きい順）に並び換え、同一車輪速度の場合は、そのデータの個数をカウントする。ここで、第 1 0実施例で述べたように F F T演算結果に現れるタイヤ回転次数成分は、車輪速度変動 a ~ b に対応した周波数範囲 A〜B内に存在する。このときタイヤ回転次数成分のゲインの分布は、車輪速度の頻度分布と相似の関係となる。なぜなら、タイヤ回転次数成分は単位時間当たりの車輪回転数に現れることから、頻度分布の大きな車輪速度が単位時間当たりの車輪回転数にほぼ対応するとみなすことができるからである。

そして係数 K ; (これは車輪速度頻度 A i をその車輪速度に対応した周波数の F F T演算値 V：に変換する係数）を車輪速度頻度 A ,· に乗ずることで、タイヤ回転次数成分のゲインの分布を推定する（図 2 9 , 3 0 参照）。その後、図 3 1 に示すように推定したタイヤ回転次数成分のゲインの分布を周波数範囲 A〜 B において、 F F T演算結果から減算することでタイヤ回転次数成分の影響を除去する。これにより、周波数 A , B における F F T演算値 p , Q の間を補間することができる。

以上の処理を図 3 2 のフローチヤー卜に示す。図 3 2 においてステップ 1 3 5 0 K にて所定時間 T D 内の最大車輪速度 b 、最小車輪速度 a の算出を行い、その結果を E C U内に記憶しておく。次に、ステツプ 1 3 5 1 Kで、記憶された車輪速度結果を車輪速度の小さい（または大きい）順に並び換え、同一車輪速度はその数をカウン卜することで、車輪速 S頻度 A i の分布を求める。

そして、ステップ 1 3 5 2 K にて車輪速度に対応する周波数を算出し、ステップ 1 3 5 3 K にて先に求められた車輪速度頻度 A i の分布に対し、係数 K ；を乗算することにより、車輪速度頻度 A i の分布からタイヤ回転次数成分のゲイン（ V i ) を算出する。次に、ステップ 1 3 5 4 K にて F F T演算を行い、ステップ 1 3 5 5 Kでタイヤ回転次数成分が含まれる周波数範囲 A〜 B において、 F F T演算値（ V i ) カヽらステップ 1 3 5 3 Kで求められたタイヤ回転次数成分のゲイン ( i ) を減算することで、 F F T演算の修正値（ V i ' ) を求めるこれにより、タイヤ回転次数成分が除去された F F T演算結果は図 3 1 に示すようになり、ステップ 1 3 5 6 Kで F F T演算回数をカウントし、ステップ 1 6 0 0 F に進む。

次に本発明の第 1 2 実施例について説明する。

上記第 1 1 実施例では、車輪速度の頻度分布形状をもとに、これと相似形状を忠実に F F T演算結果から -减算することで、タイヤ回転次数成分を除去するものであつたが、第 1 2 実施例では車輪速度の頻度分布を簡便な形状で近似し、 F F T演算結果から減算することを特徴としている。

図 3 3 ( a ) ， ( b ) に示すように、車輪速度が aから b まで変動した場合、その頻度分布を求めることについては、第 1 1 実施例と同様である。ここで、最も頻度の高い車輪速度を c とすると、この頻度分布を図 3 3 ( c ) に示すように三角形 a b e ' と近似するものとする。そして、図 3 4 , 3 5 に示すように、三角形 a b c ' に予め定められた係数 K _k を乗算することで、タイヤ回転数次数成分の推定ゲイン（ i ) を求め、これを F F T演算値（V ,- ) から減算してタイヤ回転次数成分を除去するものである。

なお、フローチャートは第 1 1実施例と略同様であるため、省略する。

また、この第 1 2実施例では、最も頻度の高い車輪速度 cを用いてタィャ回転次数成分を除去しなくても、車輪速度変動 a〜 bの平均値を用いるようにしても良いし、三角形 a b e ' にて車輪速度の頻度分布を近似しなくとも、正規分布やガウス分布などの統計分布を用いても良い。

次に第 1 3実施例について図 3 6 , 図 3 7を用いて説明する。ステップ 1 0 1 M〜ステップ 1 0 4 Mは第 1実施例と同様である。続くステツプ 1 0 5 Mでは、 F F T演算処理で使用した車輪速度 vをもとに、車速 Vを算定する。処理開始後に最初に算定した車速 Vは、車速 V 0 として R AMに記憶する。車速 Vを算定するのは、タイヤの振動周波数成分の他に車輪速度 Vの中心速度成分を求めるためである。続くステップ 1 0 6 Mでは、フラグ Fカ《「 1 j にセッ卜されているか否力、を判定する。フラグ Fは、ィグニッシヨンスィッチがオフされると「 0 J にリセットされるものとするので、ィグニッシヨンスィッチオン後の最初の処理では、ステップ 1 0 6 Mの判定は否定判定となりステップ 1 0 7 Mへ進む。ステップ 1 0 7 Mでは、スタート直後の処理で最初に算定された車速 V。を周波数変換し、これから単位時間当たりの車輪回転数に相当する 1 次周波数を求め、それを整数倍してそれぞれ i 次までの次数相当の周波数を求める。続くステップ 1 0 8 Mでは、前記ステップ 1 0 4 Mの F F T演算結果に基づき、前記タイヤ回転次数成分のゲイン J V 1 ~ J V i が R A Mに読み込まれる。そして、ステップ 1 0 9 Mでフラグ Fを「 1 」にセッ卜して前記ステップ 1 0 1 Mへ戻る。フラグ Fを「 1 」にセッ卜するのは、前記ステップ 1 0 7 M及びステップ 1 0 8 Mの処理をスター卜直後の 1 回のみの処理とするためである。

2 回目以降の処理では、フラグ F は「 1 」にセッ卜されている力、ら、ステップ 1 1 0 Mへ進んで、前記ステップ 1 0 7 Mで算定した車速 V 0 に対する車速比（ V Z V D ) を算定する。ステップ 1 1 1 Mでは、前記車速比（ V Z V D ) に対するゲイン係数を予め E C U 4 内に記憶したマップ（図 3 8 ) から読み込んでゲイン係数 K , 〜 K i を決定する。ステップ 1 1 2 Mでは、決定したゲイン係数 K , 〜 K i と前記ステップ 1 0 8 Mで読み込まれたタイヤ回転次数成分のゲイン J V , ~ J V i とから、ゲインを算定する。そして、ステップ 1 1 3 Mで F F T演算結果からステップ 1 1 2 Mで求めたタイヤ回転次数成分のゲイン d V , ~ d V i を減算することで、タイヤ回転次数成分の影響を除去する。ステップ 1 1 4 M以降の処理は上述した実施例と同様である。

上記実施例は、処理開始後に最初に求めた単位時間当たりの車輪回転数の次数成分のゲインと、以後の処理に於いて演算される車速 V と最初に求めた車速 V 0 との比との関係を示すマップから、単位時間当たりの車輪回転数の次数成分のゲインを求めるようにしたから、演算処理時間を短縮できる。

図 3 9 に示すフローチャートを参照して第 1 4 実施例を説明する。ステップ 2 0 5 N以前の処理は、前記第 1 3 実施例のステップ 1 0 1 M〜ステップ 1 0 5 Mの処理と同様であるので、説明を省略する。ステップ 2 0 6 Nでは算定した車速 Vを周波数変換し、これからタイャ回転次数成分の I次周波数を求め、その整数倍で i 次までの次数相当の周波数を求める。ステップ 2 0 7 Nでは、前記車速 Vに対応する各次数のゲイン d V ! 〜 d V t を、予め E C U 4 内に記億したマップ (図 4 0 ) から読み込む。そしてステップ 2 0 8 Nでは、前記 F F T 演算結果から各次数のゲイン d V！〜 d V i を演算することで、タイャ回転次数成分の影響を除去する。ステップ 2 0 9 N以降の処理も、前記第 1 3実施例のステップ 1 1 4 M〜ステップ 1 2 0 Mの処理と同様であるので説明を省略する。

図 4 1 に示すフローチャートを参照して第 1 5実施例を説明する。図 4 1 に示すようにステップ 3 0 1 0〜 3 0 3 0で車輪速度 Vから算定される車速 Vを周波数変換し、タイヤ回転次数成分の周波数範囲を算定する。この結果に基づき、ステップ 3 0 4 0で帯域フィルタ（ B . P . F ) F , の帯域周波数（ f a〜 f b ) を決定し、複数の帯域フィルタ〜F i を設定する。帯域フィルタ F ₂ 〜 F i の帯域周波数は、前記帯域フィルタ F , の帯域周波数（ f a〜 f b ) のそれぞれ整数倍に設定する。そして、ステップ 3 0 5 0で各々の帯域フィルタ F , 〜 F i を通過した時間波形を、もとの波形から減ずることで、夕ィャ回転次数成分を含まない時間波形が得られる。この波形を用いて、 ' 前記第 1 3実施例及び第 1 4実施例で説明した F F T演算処理以下の平均化処理を行い共振周波数 f _k を算定してタイヤ空気圧の低下判定を行う。

尚、帯域フィルタでタイヤ回転次数成分の周波数を直接除去してもよい、また各々の帯域フィルタ通過後の波形を F F T解析し、元波形の F F T解析結果からそれぞれを減じてもよい。

さて上記実施例では、共振周波数を抽出するためのに周波数解析（ F F T演算）を行なうため、多くの積和演算う行なう必要があり演算時間が長くなつてしまう。そこで、第 1 6 〜第 1 9 実施例では、 F F T演算時間を必要に応じて変更し、タイヤ空気圧検知の応答性もしくは検知精度を高める。

前記 F F T演算は、演算に使用する所定数のデータを E C U 4 の R A Mに取込み、積和演算を繰返すことで共振周波数を抽出算定するものであるが、本発明のように、算定したい共振周波数が解っている場合には、演算すべき周波数範囲 w f を予め設定することができる。従つて、 E C U 4 の R A Mに取込みデータ数が多いほど周波数を細かく分割（分割数を n f とする）できるので、周波数分解能（ = w f Z n f ) を高め、周波数抽出精度を向上させることができる。

しかしながら、前記のように R A Mに取込みデータ数が多いほど、 1 つの F F T演算結果（以下 F F Tデータという）を得るのに長い時間が必要になり、 E C U 4 に対する負荷も大きくなる。また、路面ノィズの影響を低減するために行なう後述の平均化処理においても、前記周波数分解能を高めるには、多くの F F Tデータが必要となるが、周波数分解能が低い場合は、それ自体で平均化処理的な効果があるため、 F F Tデータ数は少なくて良いことになる。

第 1 6 〜第 1 9 実施例は以上のような F F T演算の性質を利用し、タイヤ空気圧が正常で演算される共振周波数と判定値との偏差が大きくて余裕のある場合は、検知精度はあまり必要でないため、周波数分解能を低くするとともに、平均化処理回数も少なくすることで、タイャ空気圧の比較的早い変化に対しても対応できるように、 F F Tデータの演算時間を短縮し応答性を高めようとするものである。また、夕ィャ空気圧が判定値に対して漸近している場合には、誤判定を避けるため、 R A Mに取込む F F Tデータ数を多くして周波数分解能を高めるとともに、苹均化処理回数も増加することで検知精度を向上させようとするものである。

第 1 6実施例を図 4 2 を用いて説明する。ィグニッシヨンスィッチオンにより処理がスタートすると、ステップ 1 0 1 Pで F F T演算仕様を読み込む。ここで読み込まれる演算仕様は、検知精度が低い場合である。続くステップ 1 0 2 P〜ステップ 1 0 5 Pでは上述した実施例と同様の処理を行なう。

ステップ： I 0 6 Pでは、ステップ I 0 5 Pにおける F F T演算の回数 Nが所定回数 S N M = N _s に達したか否かを判定する。演算回数 N が所定回数 S ϋ Mに達つしていないときは、前記ステップ 1 0 2 Ρ力、らステップ 1 0 5 Ρの処理を繰り返し実行する。一方、演算回数 Νが所定回数 S NMに達つしたときには、ステップ 1 0 7 Ρに進んで平均化処理をステップ 1 0 8 Ρで移動平均処理を、ステップ 1 0 9 Ρで共振周波数 f _k を算出する。

そして、図 4 3 に示すようにステップ 1 1 0 Pでは、算出された共振周波数 f _k と予め設定されている空気圧低下判定値（以下判定値という） f _L との偏差を算出する。ステップ 1 1 1 Pではこの偏差が予め設定されている値以下になったか否かの判定を行う。つまり、タイヤ空気圧が低下して判定値 f _L に近づき、検知精度を向上させて判定する必要があるか否かの判定を行う。このステップ 1 1 1 Pで否定されると、ステップ 1 1 5 Pへジャンプして、 .共振周波数 f _K が前記判定値 f _L 以下か否かを判定し、以下でなければ前記ステップ 1 0 2 Pへ戻り、再び F F T演算を繰り返す。また、判定値 f _L 以下であれば、ステップ 1 1 6 Pへ進んで検知対象のタイヤの空気圧が低下した旨の警告が発せられる。

一方、前記ステップ 1 1 1 Pの判定で肯定されると、タイヤの空気圧が判定値 f L に近づいている場合であるので、サンプルデータ数 S M P及び平均化処理回数 S UMを増加して検知精度を向上させる必要がある。ステップ I 1 2 Pで確認するフラグ Fは、ィグニッシヨンスイッチオフで r O j にリセッ卜されるものとするので、前記ステップ 1 1 】 Pの肯定判断後の最初のフラグ判定時のみ、ステップ 1 1 2 P で否定判定されステップ 1 1 3 P へ進んで、 F F T演算仕様であるサンプルデータ数 S M Pを m _L ( m _L > m _s ) に、平均化処理回数 S U Mを N L ( N L > N s ) にそれぞれ更新する。そして、ステップ 1 1 4 P でフラグ F を「 1 」にセッ卜し、最新の共振周波数演算結果 f K が判定値 ί _L より大きければ、ステップ 1 0 2 Ρ 以下の処理により、更新された F F Τ演算仕様で共振周波数 f κ の演算が行われる。

処理がスタートした後は、タイヤ空気圧が判定値 f _L に漸近し F F T演算仕様が更新されると、車両が停車するまでタイヤに空気圧が供給されることはない。そこで、ステップ 1 1 3 P の処理の繰り返しを避けるために、ステップ 1 1 2 P で、 F F T演算仕様の更新があってフラグ F 力く「 1 」にセットされているのを確認して前記ステップ 1 1 5 P の空気圧低下判定処理を行う。

上記第 1 6 実施例は F F T演算仕様を 2 水準とし、タイヤ空気圧が低下して判定値 f !_ に近づいた場合には、該 F F T演算仕様を切り換え信号抽出時間を長くして取込むサンプルデータ数 S M P を増加するとともに、平均化処理回数 S U M も増加して周波数分解能を高めることにより、タイヤ空気圧検知精度を上げ誤判定を回避して信頼性を高めることができる。また、タイヤ空気圧が判定値 f L に近づかない正常な状態のときは、周波数分解能の低い F F T演算仕様により、タイャ空気圧検知処理を短時間で行いその応答性を高めることができる。第 1 7 実施例を図 4 4 ，図 4 5 のフローチヤ一卜及び図 4 6 , 図 4 7 を参照して説明する。図 4 5 は、 F F T演算結果に基づいて算出された共振周波数 f κ と判定値 f _L との偏差 Δ f に対するデータ数（ S M P ) のマップを示し、図 4 6 は前記 Δ ί に対する平均化処理回路（ S U M ) のマップを示したものであり、何れも予め E C U 4 内に記億する。

ィグニッションスィッチのォンにより E C U 4 による信号処理がスタートすると、ステップ 2 0 1 Q で F F T演算仕様を読み込、 c こ二では、最も検知精度の低い F F T演算仕様（図 4 6 に示す S M P = D A T 4 及び図 4 7 に示す S UM N t ) が読み込まれる。以下第 1 実施例の場合と同様、ステップ 2 0 2 Q〜ステップ 2 1 0 Qで車輪速度 V演算，路面状態判定，路面長判定， F F T演算及びその演算回数積算，演算回数判定，平均化処理，移動平均処理，共振周波数 ί κ 演算， Δ ί演算の各処理を行う。ステップ 2 1 1 Qでは、前記ステップ 2 1 0 Qで演算された Δ f に対応する S Μ Ρが図 4 6 のマップから、また S UMが図 4 7のマップからそれぞれ求められ、 F F T演算仕様が更新される。

そして、ステップ 2 1 2 Qで共振周波数 f _K と判定値 f _L との大小を判定し、 f _K ≤ f L であればステップ 2 1 3 Qへ進み、検知対象のタイヤの空気圧が低下した旨の警告が発せられる。また、ステップ 2 1 2 Qで ί κ ≤ f L でなければ、ステップ 2 0 2 Qへ戻り、タイヤ空気圧に応じて更新された F F T演算仕様により共振周波数 f _K を演算して、タイヤ空気圧の検知処理を行う。

上記第 1 7実施例は、共振周波数 f _K と判定値との偏差 Δ ίの減少に対応して信号抽出時間を長くして、取込む S M P (データ数）及び S UM ( F F Tデータ数）を増加するように設定したから、 E C U に設定される F F T演算仕様の水準が複数となり、タイヤ空気圧の検知精度が一層高めることができる。

第 1 7実施例を図 4 8，図 4 9のフローチャートを参照して説明する o

ィグニッションスィツチのオンにより E C U による信号処理がスタートすると、ステップ 3 0 1 Rで F F T演算仕様の初期値を読み込む。铳くステップ 3 0 2 Rで車輪速度 Vを演算した後、ステップ 3 0

3 Rで F F T演算及びその演算回数の積算を行う。続くステップ 3 0

4 Rで車速判定を行い、車速 Vと予め定められた値 V H との大小を判定し、 V≥ V H であればステップ 3 0 5 Rでフラグ Fカ《「 1 J にセッ卜されているか否かの判定を行う。前記フラグ F は、ィグニッシヨンスィッチオフで「 0 」にリセッ卜されるものとする。従って、第 1 回目の判定時のみステップ 3 0 6 Rへ進む。

ステップ 3 0 6 Rで、車速 Vが設定値 V H に到達するまでの時間 T と、処理がスター卜する前に読み込まれた前記 F F T演算仕様で演算を行つた場合の演算時間 t X m s x N s (但し、 t →サンプリング時間， m s →データ数， N s → F F Tデータ数）との大小判定を行う。ここで、肯定されるとスタート 3 0 7 R に進む。ステップ 3 0 6 Rで肯定されるということは、車速 Vの設定値 V H までの到達時間が F F T演算時間より早いことを意味する。通常、このような場合は、高速走行に入る前の加速状態の場合が多く、タイヤの空気圧が低い場合は、可能な限り F F T演算時間を高速化し、タイヤ空気圧の低下簪報を出す必要がある。

そのため、前記ステップ 3 0 7 Rでは、 T時間内で F F T演算可能な回数 N _s ' (小数点以下、切り捨て）を算定し、ステップ 3 0 8 R でその回数 N _s ' を S U M - F F Tデータ数とする。铳くステップ 3 0 9 Rでフラグ F を「 1 」にセットし、ステップ 3 1 O Rで平均化処理、ステップ 3 1 1 Rで移動平均処理を行う。そして、ステップ 3 1 2 Rでは、上記平均化処理回数 N s ' で共振周波数 f _K が演算され、その共振周波数 f _K に基づき、ステップ 3 1 3 Rでタイヤ空気圧の低下判定がなされ、 f κ ≤ f L であればステップ 3 1 4 Rで検知対象のタイヤの空気圧が低下した旨の警告表示を行う。

また、前記ステップ 3 0 4 R又はステップ 3 0 6 Rで否定され、或いはステップ 3 0 5 Rで肯定された場合は、ステップ 3 1 5 Rで演算回数判定を行い、前記ステップ 3 1 O Rの平均化処理へ進む。そして、ステップ 3 1 5 Rで否定された場合或いはステップ 3 1 3 Rで否定された場合は、前記ステップ 3 2 O R以下のタイヤ空気圧の検知処理を行う。上記のように第 1 8実施例は、高速道路へ入るための加速状態時等でタイヤの空気圧が低い場合、演算時間を短縮して空気圧検知の応答速度を上げ、迅速にタイヤ空気圧の低下を警告することができ、安全性を更に高めることができる。

尚、本実施例では車速 Vに対応させ、 F F T演算仕様を変更しているが、車速変化率 d Y / ά Τに対応させて変更することもできる。第 1 9 実施例を図 5 0 のフローチャート及び図 5 1 , 図 5 2及び図 5 3 を参照して説明する。図 5 1 は、 E C U 4 で演算した車輪速度 V の時間波形を示したものである。但しこの時間波形は、車輪速度信号の低周波信号がフィルタでカットされている。図 5 1 ( a ) , ( b ) に示すように比較的良路では、車輪速度変動幅 Δ ν は小さく、悪路では大きくなる。タイヤ空気圧の検知パラメ一夕に用いる共振周波数 ί κ は、ばね下の共振現象を検出するものであり、この共振現象は悪路では大きく現されるため、共振周波数 f _K を把握しやすい。このため、 F F T演算仕様である S M P (データ数）， S NM ( F F Tデータ数）を少なくできる。逆に良路では、 F F T演算仕様である S M P ( データ数）， S NM ( F F Tデータ数）を多くして、検知精度を高める必要がある。

本実施例は、上記した点に着目してなされたものである。

また、図 5 2 は車輪速度変動幅 Δ νに対するデータ数（ S M P ) の ' マップを示し、図 5 3 は前記車輪速度変動幅 Δ νに対する平均化処理回数（ S UM) のマップを示したものであり、何もれ予め E C U 4 内に記億する。

ィグニッションスィツチのオンにより E C U による信号処理がスタートすると、ステップ 4 0 2 Sで車輪速度 Vを演算し、ステップ 4 0 3 Sで車輪速度変動幅 Δ νを算定する。路面状態の判定は、予め設定された車輪速度変動幅 Δ ν ,. Δ ν ζ により悪路，良路を判定する。そして、ステップ 4 0 3 Sで前記車輪速度変動幅 Δ νに対応する S M Pが図 5 2 のマップから、また S U Mが図 5 3 のマップからそれぞれ求められ、 F F T演算仕様が更新される。ステップ 4 0 4 S の F F T 演算及びその演算回数積算処理以下の演算回数判定，平均化処理，移動平均処理，共振周波数 f κ 演算、 Δ f 演算，共振周波数 f K と判定値 f _L との大小を判定により、タイヤ空気圧の検知処理を行うのは、前記第 1 7 実施例と同様であるので、その部分のフローチャート及び詳細な説明を省略する。

尚、前記悪路良路を判定する車輪速度変動幅 Δ ν , 及び Δ ν ₂ は、路面状態に応じて複数設定してもよい。

上記実施例は、車輪速度の変動の大小により、路面状態を判定し信号抽出時間を変更して F F T演算仕様を変えるものであり、未舗装道路ゃオフロード走行時では短時間にタイヤ空気圧の低下を検知することができる。

次に、第 2 0 実施例について説明する。図 5 4 において、ステップ 1 0 0 Τ〜ステップ 1 7 0 Τでは、上述の実施例と同様であるが、ステツプ 1 7 0 Τの処理が実行されると最初に演算された共振周波数 f k を初期共振周波数 f s として記憶しておく。

そしてステップ 1 8 0 T〜 2 4 0 Τでは、長時間の高速走行時に発生するタイヤの発熱を考慮してタイヤ空気圧の許容上下限値（例えば上限値 2 . 5 k g Z c m ² 、下限値 1 . 4 k g Z c m ² ) に対応して設定されているばね下共振周波数上限値 f H およびばね下共振周波数下限値 f L を補正する処理を行う。すなわち、タイヤが発熱すると夕ィャの内で空気が膨張し、タイャ内の空気量が同じ量であるにかかわらずタイヤ内での空気圧が上昇することから、実際のタイヤ内空気量に見合った空気圧の検知ができない。このため、ステップ 1 8 0 T〜 2 4 0 Tでは、ばね下共振周波数上限値 f H およびばね下共振周波数下限値 f L を補正して、タイヤの発熱に依存されることなく正確にタィャの空気圧を検知できるようにする。そこで、まず、ステップ 1 8 0 Tにて車輪速度 Vが所定速度 v T を上回りかつ高上偏差 A f ( = f k - f s ) が所定偏差 Δ ί 。を上回つているか否かを判定する。この所定偏差 Δ ί 。は、初期共振周波数 ί s を基準として、あらかじめ、タイヤの発熱特性を考慮し、設定されている。ここで Y E S と判定されると、車両は高速走行をしており、かつ共振周波数が大きくなっていることから、タイヤが発熱しているとみなすことができる。そこでステップ 1 9 0 Tに進み、ばね下共振周波数上限値 f H およびばね下共振周波数下限値 ί L の捕正中を示すフラグ Fを 1 とする。次に、ステップ 2 0 0 Τに進み、高上偏差 Δ ί を発熱捕正前ばね下共振周波数上限値 f Η ' およびばね下共振周波数下限値 f L ' に加算することによって、タイヤ発熱による温度補正を行い、改めてばね下共振周波数上限値 f H およびばね下共振周波数下限値 f L として算出する。

また、ステップ 1 8 0 Tで N Oと判定されたときには、ステップ 2 1 0 Tに進み車輪速度 Vが所定速度 vT を下回りかつ高上偏差 Δ が所定偏差 Δ f 0 下回っているか否かを判定する。ここで Y E S と判定されると、車両は低速走行をしており、かつ共振周波数が小さくなつていることから、タイヤは発熱していないとみなすことができる。そこでステップ 2 3 0 Tに進み、ばね下共振周波数上限値 f H およびばね下共振周波数下限値 f L の捕正中を示すフラグ Fを 0 とする。そして、ステップ 2 4 0 Tに進み、発熱捕正前ばね下共振周波数上限値 f H ' およびばね下共振周波数下限値 f L ' を、そのままばね下共振周波数上限値 f H およびばね下共振周波数下限値 f L とする。

一方、ステップ 2 1 0 Tで N Oと判定されたときは、車輪速度 Vが所定速度 vT を下回りかつ高上偏差 Δ f が所定偏差 Δ f 0 上回っているか、あるいは車輪速度 Vが所定速度 V T を上回りかつ高上偏差 Δ f が所定偏差 Δ f 。を下回っているかのどちらかである。このような場合は、一概にタイヤが発熱しているか否かを判定することはできないので本実施例では、それ以前の状態を継続することにする。なぜなら例えば、車輪速度 Vが所定速度 V T を上回りかつ高上偏差 Δ f が所定偏差 A f 。を下回った場合には、それ以前が補正中であれば、路面等の要因によって高上偏差△ f は一時的に低下したものとみなすことができるし、捕正中でなければ、車両の一時的な加速によって車輪速度 Vが上昇したとみなすことができるからである。そこで、ステップ 2 1 0 Tで N O と判定されたときには、ステップ 2 2 0 Tに進み、補正中を示すフラグ Fが 1 であるか否かを判定する。フラグ Fが 1 であれば、捕正中であるとみなすことができるので、ステップ 2 0 0 Tに進み捕正を継続する。フラグ Fが 0 であれば、補正中でないとみなすことができるので、ステップ 2 4 0 Tに進み補正を行わない。

以上説明したステップ 1 8 0 T ~ 2 4 0 Tの処理をタイムチャートに示すと、図 5 5 のようになる。図 5 5 力、ら明らかなように、車輪速度 Vが所定速度 v T を上回りかつ高上偏差 Δ ί が所定偏差 Δ f 。上回ると補正を開始し、車輪速度 Vが所定速度 v T を下回りかつ高上偏差厶 f が所定偏差 Δ ί 。下回ると補正を解除する。そして、一旦補正を開始すると、車輪速度 Vあるいは高上偏差 Δ ί だけの低下では、補正を解除しない。

なお、上述の例では、車両のばね下の前後方向の共振周波数のみに基づいて、タイヤの空気圧の低下を検知する例を示したが、これに代 'えて上下方向の共振周波数のみに基づきタイヤ空気圧の低下を検知しても良いし、前後方向及び上下方向の共振周波数の両者に基づいて検知しても良い。

また、高上偏差△ f は上記算出値（ f k 一 f s ) でなく、初期に設定した値を用いてもよい。

さらに、上記実施例では、ばね下共振周波数上限値 f H およびばね下共振周波数下限値 f L の補正を各輪独立して行っているが、少なくとも一輪において高上偏差 Δ f が所定偏差 Δ ί 。を上回ったならば、全車輪のばね下共振周波数上限値 f H およびばね下共振周波数下限値 f L の捕正を実施するようにしてもよい。このとき、例えば、高上偏差△ f が所定偏差 Δ f 0 を上回つた車輪については、ステップ 2 0 0 Tと同様にばね下共振周波数上限値 f H およびばね下共振周波数下限値 f L に高上偏差 Δ f を加算し、高上偏差 Δ f が所定偏差 Δ f 0 を上回っていない車輪については、上回った車輪の高上偏差 Δ f の平均値 Δ f A V E により、捕正を行うものとする。

初期共振周波数 f s は予め定められた車速に到達する間に算定される共振周波数の平均値を用いても良く、また予め定められた車速に到達するまでに算定される共振周波数の最後の値を用いても良い。

次に、本発明の第 2 1 実施例について説明する。

上述の第 2 0実施例では、タイヤの発熱に対処すべくばね下共振周波数上限値 f H およびばね下共振周波数下限値 f L を捕正するものであつたが、第 2 1実施例では、第 2 0 実施例に加えて車速上昇によつて発生されるバース卜やスタンディングウェーブ現象を防止すべくばね下共振周波数上限値 f H およびばね下共振周波数下限値 f L を捕正することを特徵とする。

通常タイヤは、そのグレードに応じて使用可能な車速範囲が決まつていると同時に、その車速に対し維持すべき最低空気圧と最高空気圧が基準値（許容下限値 P。、許容上限値 ) として設定されている。しかしながら、車輪速度が上昇したときにタイヤの空気圧が低いと、バーストゃスタンディングウェーブ現象の発生が予想されるため、許容下限値 P _D および許容上限値 P _z を上昇させることによってタイャ空気圧の許容範囲を全体的に上昇させることが望ましい。第 2 1 実施例では、これに対応して実施するもので、車速領域に応じて初期のばね下共振周波数上限値 f H' ' およびばね下共振周波数下限値 f ' に対し、共振周波数の捕正値を加算するものである。

従って、この第 2 1 実施例では、図 5 4 のフローチャートのステツプ 1 7 O T とステップ 1 8 0 Τの間に図 5 6 に示す処理を実行する。図 5 6 において、ステップ 1 7 1 Uでは、車輪速度 Vが第 1 速度 V Q ( ν-Τ < V Q ) を上回っているか否かを判定する。車輪速度 Vが第 1 速度 V Q を上回っていなければ、それほど高速走行をしていなく、初期のばね下共振周波数上限値 f Η ' 'およびばね下共振周波数下限値 f L' ' を補正する必要がないとみなし、ステップ 1 7 2 Uに進み、初期のばね下共振周波数上限値 f H' ' およびばね下共振周波数下限値 ί L' ' を発熱補正前ばね下共振周波数上限値 f Η ' およびばね下共振周波数下限値 f L ' とする。車輪速度 Vが第 1 速度 v Q を上回っているときは、ステップ 1 7 3 Uに進み、車輪速度 Vが第 2 速度 v H ( v Q < v H ) を上回っているか否かを判定する。ここで、車輪速度 Vが第 2速度 v H を上回っていなければ、ステップ 1 7 4 Uに進み、初期のばね下共振周波数上限値 f H' ' に捕正値 A Q ' を、ばね下共振周波数下限値 f じ ' に補正値 Δ (3をそれぞれ加算することにより発熱補正前ばね下共振周波数上限値 f Η ' およびばね下共振周波数下限値 f L ' ¾r求める。

車輪速度 Vが第 2 速度 v H を上回っていれば、ステップ 1 7 5 U に進み、車輪速度 Vが第 3 速度 v V ( V H < V V ) を上回っているか否かを判定し、上回っていなければ、ステップ 1 7 6 Uにて初期のばね下共振周波数上限値 f H' ' に補正値 Δ Η ' を、ばね下共振周波数下限値 f じ ' に捕正値 Δ Ηをそれぞれ加算することにより発熱補正前ばね下共振周波数上限値 f H ' およびばね下共振周波数下限値 f L ' を求め、上回っていれば、ステップ 1 7 7 U にて初期のばね下共振周波数上限値 f H' ' に補正値 A V ' を、ばね下共振周波数下限値 f じ ' に補正値 Δ νをそれぞれ加算することにより発熱補正前ばね下共振周波数上限値 f Η * およびばね下共振周波数下限値 f L ' を求める。

以上説明したステップ 1 Ί 1 U ~ 1 7 7 Uの処理を示すと、図 5 7 のようになる。図 5 7 力、ら明らかなように、車輪速度 Vが所定速度 V Q よりも小さいときには、初期のばね下共振周波数上限値 f H' ' およびばね下共振周波数下限値 f じ ' がそのまま発熱捕正前ばね下共振周波数上限値 f H ' およびばね下共振周波数下限値 f L ' となるが、車輪速度 Vが上昇するにつれて初期のばね下共振周波数上限値 ί Η' ' およびばね下共振周波数下限値 f じ ' を補正することによって発熱捕正前ばね下共振周波数上限値 f H ' およびばね下共振周波数下限値 f L ' を段階的に大きくして行く。これにより許容下限値 P。、許容上限値も大きくなつて行くことになり、タイヤ空気圧の許容範囲を全体的に上昇させバーストゃスタンディングゥヱーブ現象を防止することができる。

上述した実施例では、同一種のタイヤを前提とするものであり、ばね下共振周波数が同一でもタイヤの種類が異なると、タイヤ空気圧が異なり空気圧の低下を判定する判定値（ばね下共振周波数）も異なつてくる。このため、装着するタイヤの種別に応じて、タイヤ空気圧の異常を判定する基準値を設定する必要がある。本願発明者らの検討の結果、タイヤ空気圧一ばね下共振周波数特性は通常ラジアルタイヤの場合と、スタツドレスタイヤ（冬用タイヤ）の場合とでは、図 5 8 に示すように明確に相違することが判明した。

図 5 8 中符号 Aで示す通常ラジアルタイヤ（以下単にラジアルタイャという）のばね下共振周波数のバラツキ範囲は、符号 Bで示すスタッドレスタイヤのばね下共振周波数のバラツキ範囲よりも共振周波数の高い領域に現れる。このバラツキは、タイヤメーカの相違（銘柄）によるものの他に、タイヤを装着するホイールの重量に基づいて生じる。バラツキの上限特性を示す A _{m a 3C}、 B _{m a} ,は、最も軽いホイールに装着した場合であり、バラツキの下限特性を示す A _{m i n}、 Β ^ ηは、最も重いホイールに装着した場合である。これは、ばね下共振周波数 f 力《 f 厂（ k Z m )となるためである（但し mはばね下重量、 k はタイヤばね定数である）。ここで、タイヤ空気圧が低下した場合、警告すべき空気圧（k g Z c m ²)の範囲の下限を P い上限を P _Hとすれば、ラジアルタイヤの空気圧の低下を判定する基準共振周波数（ばね下共振周波数） f L は f _RAとなり、同様にスタツドレスタイヤの基準共振周波数 f Lは f _STとなる。この場合の P _Lの値として、例えば J I S規格で規定される最低空気圧（ 1 . 4 k g Z c m ²)を用いてもよい。また、 P _Hの値としては、 J I S規格で規定されている最高空気圧（ 2 . 5 k / c m ²)を用いてもよい。

以下図 5 9 及び図 6 0 のフローチヤ一卜を参照して、第 2 2 実施例について説明する。

イダニッションスィツチオンにより E C U 4 による信号処理がスタ一卜すると、ステップ 1 0 I Vでフラグ F力く「 1 」にセッ卜されているか否かを判定する。フラグ F は、ィグニッシヨンスィッチのオフにより「 0 」にリセッ卜されるものとする。従って、信号処理開始直後のステップ 1 0 1 Vの判定は、否定判定となりステップ 1 0 2 Vへ進む。

ステップ 1 0 2 Vでは、前記選定スィツチ 6 a , 6 bの両方がオン状態か否かを判定する。両方がオン状態であれば、ステップ 1 0 5 V で 4 輪ともスタツドレスタイヤが装着されているとして、ステップ 1 0 5 a Vで基準共振周波数 f _Lを 4 輪とも f _STに設定する。ステップ 1 0 2 Vで N Oであれば、ステップ 1 0 3 Vへ進み選定スィッチ 6 a , 6 b の両方がオフ状態か否かを判定する。両方がオフ状態であれば、ステップ 1 0 6 Vで 4 輪ともラジアルタイヤが装着されているとして、ステップ 1 0 6 a Vで基準共振周波数 f _Lを 4 輪とも f _RAに設定する。ステップ 1 0 3 Vで N 0であれば、ステップ 1 0 4 Vへ進みその判定により選定スィッチ 6 a Vがオフ状態であれば、前記各判定結果により選定スィッチ 6 b がオン状態であるから、ステップ 1 0 7 V で前 2輪にラジアルタイヤが装着され、後 2 輪にスタツドレスタイヤが装着されているとして、ステップ 1 0 7 a Vで前 2 輪に対する基準共振周波数 f tを f _RAとし、後 2輪に対する基準共振周波数 f tを f S_Tにそれぞれ設定する。

ステップ 1 0 4 Vで N Oであれば、ステップ 1 0 8 Vで前 2輪にスタッドレスタイャが装着され、後 2輪にラジアルタイャが装着されているとして、ステップ 1 0 8 a Vで共振周波数 f _Lを f _STとし、後 2 輪に対する基準共振周波数 f ：·を f _R こそれぞれ設定する。上記ステップ 1 0 5 V〜 1 0 8 Vの各処理は、それぞれ択一的に行われるため、図 6 0 のフローチャートに示すステップ 1 0 9 V以降の処理は、前 2輪にスタツドレスタイヤが装着され、後 2輪にラジアルタイヤが装着されている場合について説明する。

ステップ 1 0 9 V〜ステップ 1 1 7 Vでは上述した実施例と同様の処理を行なう。

' 続くステップ 1 1 8 Vでは、演算された上記共振周波数 f κが前 2 輪に装着したスタッドレスタイヤに対する基準共振周波数 f _ST以下の場合、若しくは後 2輪に装着したラジアルタイヤに対する基準共振周波数 f _RA以下の場合は、それぞれタイヤ空気圧の許容下限値を下回つたとして、ステップ 1 1 9 Vへ進み表示部 5 により運転者に対して警告表示を行う。

上記実施例は、 2個の選定スィッチ 6 a , 6 bのオン ' オフの組合わせにより、前 2輪及び後 2輪に装着したタイヤの種別がスタツドレスタイヤであるか、ラジアルタイヤであるかを選定することができる。そして、その選定に基づいて基準共振周波数 f _Lをスタツドレスタィャに対しては f _STに設定し、ラジアルタイヤに対しては f _R こ設定するものであるので、タイヤ交換の際タイヤの種別を変更しても、タィャ空気圧の状態を正確に検知できる。

尚、上記実施例は、基準共振周波数として f S T、 f _{R A}を用いたが、正常な空気圧に対する共振周波数 f _ST0、 f _RAt)と演算された共振周波数 f K S T s f K R Aの差 ( f S T 0 — f K S T)、 ( f R A O— f K R A )を

基準共振周波数として用いてもよい。

第 2 3 実施例を図 6 1 のフローチヤ一卜、図 6 2 及び図 6 3 を参照して説明する。図 6 2 は共振周波数とタイヤ空気圧の関係から、タイャ空気圧の低下を判定際の説明図である。

ィグニッションスィツチオンにより E C U 4 による信号処理がスタ — トすると、ステップ 2 0 1 W〜ステップ 2 0 8 Wで、第 2 2 実施例の場合と同様の車輪速度 V 演算、路面状態判定、路面長判定、 F F T 演算及びその演算回数積算、演算回数判定、平均化処理、移動平均処理、共振周波数 f _K演算、演算の各処理を行う。続くステップ 2 0 9 Wでフラグ F 力く「 1 」にセットされているか否かを判定する。フラグ F は、ィグニッシヨンスィッチのオフにより「 0 」にリセットされるものとする。従って、処理開始後のステップ 2 0 9 Wの判定は、否定判定となりステップ 2 1 0 Wへ進む。

ステップ 2 1 0 Wでは、図 6 3 に示す設定スィッチ 1 6 がオン状態か否かを判定する。オン状態でなければ、ステップ 2 1 1 Wで、処理開始時最初に演算された共振周波数を基準共振周波数 f _K。として、逐次演算される共振周波数 f κとの低下偏差（ f κο - f κ)を求め、前記 f Κ 0とタイヤ空気圧低下警告圧力に対応する共振周波数 f Lとの判定偏差△ f = ( ί _{κ ο}— f し）とを比較する（図 6 2 )。（ f _{K n}— f _K

)≤ Δ ί であれば、前記ステップ 2 0 1 W以下の処理を行う。また、 ( f _K。一 f _K) > A f ならばステップ 2 1 2 Wへ進んで、タイヤ空気圧の許容値を下回ったとして、表示部 5 により運転者に対して警告表示を行う。

前記ステップ 2 1 0 Wで設定スィッチ 1 6 がオン状態と判定された場合は、ステップ 2 1 3 Wで設定スィッチ 1 6 オン後に最初に演算される共振周波数 f _Kを、基準共振周波数 f _{κ ο}として 4 輪それぞれ独立に設定する。そして、ステップ 2 1 4 Wでフラグ F を「 1 」にセットして前記ステップ 2 0 1 Wへ戻る。従って、設定スィッチ 1 6のオン後の処理では、新たに設定された基準共振周波数 f K 0と逐次演算される共振周波数 f _Kとの偏差と、該基準共振周波数 f _Koと前記共振周波数 f _Lとの偏差 Δ ί との比較によりタイヤ空気圧の検知処理が行われる。

上記実施例は、運転者がタイヤ交換時に設定スィッチ 1 6 をオンすることにより、交換時の正常なタイヤ空気圧に対応して演算される共振周波数 f _Kを基準共振周波数 f _K。とすることができるため、交換されたタイヤの種別に拘わらず高精度にタイヤ空気圧を検知することができる。

尚、前記基準共振周波数 f K Dは、上記のように 4輪それぞれ独立に設定

してもよいが、（1 ) 4輪毎に演算される共振周波数 f Kの平均値、

(2 )最大値と最小値を除いた 2輪の共振周波数 f _Kの平均値、（3 )共振周波数 f._Kの最大値又は最小値をそれぞれ 4輪の基準共振周波数 f _Keとしてもよい。

第 2 4実施例を図 6 4のフローチヤ一卜を参照して説明する。ステップ 2 0 I X〜ステップ 2 0 9 Xまでは、図 6 1 のステップ 2 0 1 W

〜ステップ 2 0 9 Wと同様である。

ステップ 2 0 9 Xでフラグ F = l か否かを判定し、否定判定であればステップ 2 1 3へ進む。また、ステップ 2 0 9 Xで肯定判定であれば、ステップ 2 1 1へ進む。

上記実施例は、設定スィッチ 1 6を省略することにより、車両発進直後のタイヤ空気圧を正常とみなして、タイ .ャ空気圧の検知処理開始後最初に演算される共振周波数 f _Kを基準共振周波数 f _K0として 4輪に対しそれぞれ独立に設定するもので、走行中に発生するタイヤ空気圧の低下をタイヤの種別に拘わらず検知することができる。尚、前記基準共振周波数 f _K。は、上記第 2 3実施例の場合と同様に（ 1 )〜 ( 3 )の態様で設定できる。

次に第 2 5 実施例について説明する。本実施例ではタイヤの判定法としてタイヤの負荷半径とパネ下共振周波数を利用する。すなわち、図 6 5 に示す如く、タイヤ負荷半径 r s とその時のパネ下共振周波数 f s はタイヤの種類によりほぼ一対一対応となっており（図中の X ， y ， z の X は通常のラジアノレタイヤ、線 y はスタツドレスタイヤ、線 z は偏平タイヤを示し既述のタイヤ種類に対応している）、両者の値よりタイヤの種類を判定することができる。そこで、タイヤ交換判定マップとして、図 6 5 に示す値を電子制御装置 1 内に記憶しておく。以上の説明を前提に空気圧を検知して警報する電子制御装置 1 の信号処理を図 6 6 および図 6 7 のフローチヤ一卜で説明する。

イダニシヨン投入により処理が開始され、ステップ 1 0 1 Yで車輪速センサからの信号に基づき車輪速 V を演算し、タイヤ負荷半径が遠心力の影響を受けない車両スター卜直後にステップ 1 0 2 Yでフラグ Fを確認して、「 1 」でなければステップ 1 0 3 Y以下へ進む。なお、上記車輪速 V は、車輪速センサの出力信号を波形成形して得たパルスの数を、その間の時間で除算することにより算出される。

ステップ 1 0 3 Yでは、ドッブラ式車速計あるいはトランスミション回転軸の回転速度等より車速 Vを検知し、ステップ 1 0 4 Yで上記車速 V と車輪速 V よりタイヤ負荷半径 r s を算出する。

ステップ 1 0 5 Y , 1 0 6 Yでは車輪速 V に対して高速フーリエ変換（ F F T ) 演算による周波数解析を行い、この周波数解析の演算回数 Kが所定回数 K 0 になるまで繰り返す。ステップ 1 0 7 Yでは周波数解析の演算値を平均化し、この結果に基づいてパネ下共振周波数 f s が演算される（ステップ 1 0 8 Y ) 。

ステップ 1 0 9 Yでは、ステップ 1 0 4 Y， 1 0 8 Yで得たタイヤ負荷半径 r s とパネ下共振周波数 f s より、前記図 6 5 のマップに基づいてタイヤ種類の判定を行う。続くステップ 1 1 0 Yでは、前記図 6 8のマップに基づき、判定されたタイヤ種に対応するバネ下共振周波数の判定基準値 f La, f lb, ί Lc, f Ha, f Hb, f Heを選択して、警報用基準値 f L , f H として記憶する。

続いてフラグ Fを「 1 _1 とする（ステップ 1 1 1 Y) 。これにより、タイヤ交換を判定する上記ステップ 1 0 3 Y〜 1 1 0 Υは車両スタ — 卜直後のみ実行される。なお実際には、上記ステップ 1 1 0 Υは、車輪の 4輪全てについて、あるいは駆動輪 2輪についてステップ 1 0 9 Υでタイヤ交換と判定された場合にのみ実行される。

図 6 7の処理は上述した実施例と同じである。

なお、本実施例では、図 6 6のステップ 1 0 9 Υにおけるタイヤ種類の判定を、図 6 5 に示した直線的マップに代えて、図 6 9 に示す如き領域的マップを使用して行っても良く、上記図 6 6のステップ 1 0 4 Υ, 1 0 8 Υで算出されるタイヤ負荷半径 r s とバネ下共振周波数 f sの値が、図 6 9の X領域、 Y領域、 Z領域のいずれに属するかにより、それぞれ通常のラジアルタイヤ、スタツドレスタイヤ、偏平タィャを判定する。この場合も、最終的に蒈報用基準値を変更するのは、車輪の 4輪全てについて、あるいは駆動輪 2輪についてタイヤ交換が判定された場合のみとする。

かかる構成によっても、上記実施例と同様の効果がある。

さらにタイヤ種類の判定を、表 I のマトリクスで行うこともできる Ό すなわち、工場出荷時の通常ラジアルタイヤのタイヤ負荷半径 r 0 、パネ下共振周波数 f 0 を基準として、走行開始時に測定されたタイャ負荷半径 r s 、バネ下共振周波数 f s の増減により 9種類のマ卜リクスで判定する。【表 1 】

例えば、適常のラジアルタイヤが装着されている場合、タイヤ空気圧低下によるパネ下共振周波数の減少と同時にタイヤ負荷半径も减少し、タイヤ空気圧供給時にはバネ下共振周波数の增加とともにタイヤ負荷半径も増大する。この特性をマトリクス上に示すと表 1 の a の部分となる。'

スタッドレスタイヤでは、使用されるゴ厶材が柔らかいため、バネ下共振周波数は全体に低くなり、表 1 の b で示す部分となる。また、偏罕タイヤの場合は、一般的にその偏平率の影響でタィャバネ定数が高いため、パネ下共振周波数は全体に高くなって表 1 の c で示す部分となる。

この場合、表 1 の斜線部分は、適常のラジアルタイヤかそれ以外のタイヤかの判別が困難な部分であるが、他の車輪での判別結杲と併せ考えることで推定することができる。すなわち、空気圧低下ないし上昇が 2輪または 4輪同時に起きることは稀であるから、かかる場合にはタイヤ交換があったものと判定する。この場合、 4輪または駆動 2 輪について同時にバネ下共振周波数およびタイヤ負荷半径が減少した場合にはスタツドレスタイヤへの交換と、反対に増加した場合には偏平タイヤへの交換と判定される。

本実施例によっても、上記各実施例と同様の効果を得ることができる o

なお、上記基準値 r O , f 0 としては、通常のラジアルタイヤの最適空気圧時の値、あるいは車両停止直前の値を使用することもできる上記各実施例において、タイヤ空気圧の異常警報のみならず、タイャ空気圧の値を直接表示することも可能である。

次に、第 2 6実施例について説明する。タイヤの空気圧が低下する要因としては、比铰的低下の緩やかな自然漏洩と、釘踏み等によるパンクがある。発生頻度が高いのは後者のパンク時のタイヤ空気圧の低下であるが、左右の車輪同時にパンクが発生することは稀である。さらに、車両のばね下における上下方向及び前後方向の共振周波数成分に影響を与えるばね下荷重等の変化は、タイヤ · ホイール材質の変更によるものであり、一般的に左右の車輪でタイヤ · ホイールの組合せを変更することは考えられない。そこで、車両の駆動輪及び従動輪毎に、左右の車輪の共振周波数を求めて比較し、両者に差が生じたときは共振周波数の低い側のタィャの空気圧が低下したことが検知できる

。本実施例では、上記の点に着目して制御を行なう。具体的には、図 7 0 に示すステップ 1 0 9 Zの処理を図 7 1 のようにして行なう。ステップ 2 0 1 Zで前輪又は後輪の左側車輪について演算された共振周波数 f tと右側車輪について演算された共振周波数 f _Rとを比較し、ステップ 2 0 2 Z及びステップ 2 0 3 Zで共振周波数の高い方を f _{MA X}とし、低い方を f _{M I N}とする。続くステップ 2 0 4 Zでは、共振周波数（H z )とタイヤ空気圧（k g Z c m ²)との関係から、共振周波数 f _{MI N}に対するタイヤ空気圧の最小値 P _{M I N}を求める。これは、タイヤ · ホイールの材質を変えること等によりばね下荷重が変化すると、共振周波数とタイヤ空気圧の関係が図 7 2 の斜線領域で示すようにばらつき、共振周波数が等しくても異なるタイヤ空気圧が求まるためである。

そして、ステップ 2 0 5 Z に進み前記タイヤ空気圧の最小値 P _{M 1 N} と、タイヤ空気圧の低下異常を判定するために予め設定したスレツショルドレベル P THと比較し、 P M , _N < P _THであればステップ 2 0 9 Z へジャンプして、タイヤ空気圧が異常低下した旨の警告表示を表示部 5 に表示する。この処理は、左右の両輪のタイヤ空気圧が同時に低下した場合のガード処理となる。

尚、前記おいて、共振周波数 f _{MI N}の代わりに、共振周波数 f _MAX を用いてタイヤ空気圧の低下を判定してもよい。この選択は左右車輪のタイャ空気圧の落ち込み具合（実際の車両での左右両輪相互のタィャ空気圧の減り具合の関係等）を参考にして決定する。また、前記図 7 2 に.示す共振周波数とタイヤ空気圧との関係は、マップとして予め E C U 4 内に記憶する。

前記ステップ 2 0 5 Zの判定で P M！ _N≥ P _THであれば、ステップ 2 0 6 Zへ進む。ステップ 2 0 6 Zでは、左右の車輪の前記共振周波数 ί _MAXと f _{MI N}の差△ f を求める。前記したように、タイヤ ' ホイ一ルの材質を変えること等によりばね下荷重が変化すると、共振周波数とタイヤ空気圧間の特性が変化する。従って、図 7 3 に示すように、特性曲線（A )による場合の正常なタイヤ空気圧 P _Nに対する共振周波数 f _ANと、低圧異常のタイヤ空気圧に対する共振周波数 f _AWの差△ f _Aは、特性曲線（B )による場合の正常なタイヤ空気圧 P _Nに対する共振周波数 f _BNと、低圧異常のタィャ空気圧に対する共振周波数 f _BWの差 A :f _Bよりも大きくなる。このため、左右の車輪の前記共振周波数 f MAXと f _M!_Nの差と、タイヤ空気圧の低下異常を判定するため一義的に求めた共振周波数差のスレッショルドレベル f THとの単純な比铰では、タイヤ空気圧の低下異常を誤判定する虞れがある。

左右の車輪におけるばね下係数要因の変化は、左右の車輪のタイヤ空気圧の差によってのみ生じると考えれば、種種のタイヤ · ホイールの組合せに対して正常タイヤ空気圧（例えば 2. 0 k g Z c m ²)と低下警告タイヤ空気圧（例えば 1. 4 k c m ²)の共振周波数差との関係の特性図 (図 7 4 )を求め、正常タイヤ空気圧とみなす高い側の共振周波数 f MAXで検索することにより、タイヤ空気圧以外のばね下係数要因による共振周波数への影響を吸収することができる。尚、前記図 7 4 に示す特性図は、マップとして E C U 4 内に記億する従って、ステップ 2 0 7 Zでは、正常なタイヤ空気圧とみなす高い側の共振周波数 f _MAXに対する前記共振周波数差のスレツショルドレベル f τΗを、 E C U 4内に記憶したマップにより求める。そして、ステツブ 2 0 8 Zへ進み、共振周波数差△ f と前記マップから求めた新たなスレツショルドレベル f _THとを比較する。 Δ ί ≥ f _THであれば、ステップ 2 0 9 Zでタイヤ空気圧が異常低下した旨の肇告表示を表示部 5に表示する。また、 A f < f _THであればそのままリターンする。

尚、車両の走行状態によっては、同じタイヤ空気圧でも危険な場合と危険でない場合がある。このため、図 7 5 に示すマップでは車両の走行状態を表す車速、又は旋回伏態に対応して、前記共振周波数差のスレツショルドレベル f _THを求める特性曲線を複数用意する。

上記実施例は、左右両輪の共振周波数の変化量（A f )とタイヤ空気圧変化量との関係が、ばね下係数要因により影響を受けるため、正常タイヤであると思われる高い方の共振周波数 f MA Xで共振周波数差のスレツショルドレベル f _THを捕正することにより、タイヤ空気圧の低下異常の誤判定を回避することができ信頼性を向上できる。

また、左右両輪のタイヤ空気圧が同時に低下する自然漏洩等の対策として、左右の車輪の共振周波数の f _{MA X}又は f _{M 1 N}を判定しきい値として設定することにより、絶対的なガードを設定することができる。この場合、タイヤ · ホイール等の種別による共振周波数とタイヤ空気圧間の特性のばらつきに対しては、設定するガ一ド値及び共振周波数の f MA X又は f _{MI N}のいずれを選択するかにより前記判定しきい値を調整する。

次に第 2 7 実施例について図 7 6 を用いて説明する。ステップ 1 0 1 α〜ステップ 1 0 8 は上述の実施例と同様の処理を行なう。そして、ステップ 1 0 9 αでは、算出された共振周波数 f _Kと予め設定されている空気圧低下判定値 f !_以下となるか否かの判定を行う。次にステップ 1 1 0 α では、前記共振周波数 f κの時間当たりの変化率 d f κを判定値（Δ ί κ/ A t )と比較することにより、タイヤ空気圧の低下の程度（度合い）を判定する。ここで A f _Kは、今回の共振周波数の演算結果と前回の演算結果との差であり、 A t はその間の時間である。この変化率が前記判定値以下の場合、即ち急激なタイヤ空気圧の低下でない場合は、ステップ 1 1 1 αへ進みカウンタを設定する。続くステップ 1 1 2 αでは、算出される共振周波数 f κの変化率が前記判定値以下となり、且つ連続して m。回以上前記空気圧低下判定値 f _L以下となるか否かの判定を行う。ステップ 1 1 2 α で肯定されると、ステップ 1 1 3 なへ進んで検知対象のタイヤの空気圧が低下した旨の警告が表示部 5 に表示される。

また、前記ステップ 1 0 9 なで否定されると、ステップ 1 0 9 ひ以下の連続処理回数をカウントするため、カウンタ値を「 0 」に初期化する。さらに、前記ステップ 1 1 0 αで共振周波数 f _Kの変化率が前記判定値以上の場合は、タイヤ空気圧の洩れが急激に発生してタイヤ空気圧が低下したものと判断し、ステップ 1 1 3 ひへジャンプして直ちに前記内容の警告表示を行う。

尚、上記実施例は一旦ステップ 1 1 3 α で警告表示を行うと、車両停止まではその警告表示を継続する。そして、車両再スタート後又はィグニッションスィツチがオンされ再スター卜した後、最初に演算される共振周波数 f κの値が前記空気圧低下判定値より大であれば、タィャ空気圧低下判定状態を解除し警告表示を中止する。前記最初に演算される共振周波数 f _Kの値が前記空気圧低下判定値以下であれば、次の車両停止までその謇告表示を維続するものとし、上記ステップを繰り返すものとする。

上記実麁例は、共振周波数 f κの時間当たりの変化率を求め、この変化率が判定値以下となり、且つ連続して m。回以上前記空気圧低下判定値 f _L以下となるか否かの判定を行う 2 段階の判定結果により、タイヤの空気圧が低下した旨の告を行うものであるので、誤判定を回避でき信頼性を向上できる。

以上、実施例を詳細に説明したが、本発明はこの様な実施例に限定されるものではなく、例えば図 4 において、特定周波数におけるゲインの変動や、特定ゲインにおける周波数の変動に基づいてタイヤ空気圧を検知するようにしでも良い。産業上の利用可能性

以上述べたように本発明では、タイヤのばね定数の変化によりタイャの振動周波数成分における所定周波数成分が変化する点に着目して、この周波数成分の変動に基づき、タイヤの空気圧の状態を検知しているので、車両走行時において乗員がタイヤの空気圧をモニタすることができる。さらに、タイヤの空気圧を調節する装置に用いることで車両の走行性能が格段に向上する。

Claims

請求の範囲

1 . 車両の走行時に、タイヤの振動周波数成分を含む信号を出力する出力手段と、

前記タイヤの振動周波数成分を含む信号から共振周波数成分を抽出する抽出手段と、

前記共振周波数成分に基づいて、前記タイヤの空気圧の状態を検知する検知手段と、

を備えることを特徵とするタイヤ空気圧検知装置。

2 . 前記出力手段は、車輪の回転速度に応じた信号を出力する車輪速度センサであることを特徵とする請求項 1 記載のタイヤ空気圧検知

3 . 前記抽出手段は、車両のばね下における上下方向の共振周波数と前後方向の共振周波数との少なくとも一方を抽出することを特徴とする特許請求の範囲第 1 項記載のタイヤ空気圧検知装置。

4 . 前記検知手段は、予め空気圧正常時の共振周波数を基準共振周波数として記憶しておき、この基準共振周波数に対する抽出された共振周波数の変化量から前記タイヤの空気圧の低下を検知することを特徵とする特許請求の範囲第 1 項記載のタイヤ空気圧検知装置。

5 . 前記検知手段は、予め前記タイヤの空気圧と共振周波数との関係を記憶しておき、この記憶された関係に基づいて抽出された共振周波数より前記タイヤの空気圧を推定することを特徴とする特許請求の範囲第 1 項記載のタイヤ空気圧検知装置。

6 . 前記検知手段によって、前記タイヤの空気圧が下限空気圧よりも低下したことが検知されたとき、運転者に対して警報を行う警報手段を備えることを特徵とする特許請求の範囲第 1 項記載のタイヤ空気圧検知装置。

7 . 前記タイヤの振動周波数成分を含む信号から単位時間当たりの車輪回転数の次数成分を除去する除去手段を備えることを特徵とする特許請求の範囲第 1 項記載のタイヤ空気圧検知装置。

8 . 前記抽出手段の抽出時間を変更する抽出時間変更手段を備えることを特徵とする特許請求の範囲第 1項記載のタイヤ空気圧検知装置 9 . 前記検知手段は、車両の走行速度に応じて検知基準を捕正する捕正手段を備えることを特徵とする特許請求の範囲第 1 項記載のタイャ空気圧検知装置。

1 0 . 車両に装着されたタイヤの種別を選定するタイヤ種別選定手段を備えることを特徵とする特許請求の範囲第 1 項記載のタイヤ空気圧検知装置。

1 1 . 前記タイヤ種別選定手段は乗員が操作するスィッチであることを特徵とする特許請求の範囲第 1 0項記載のタイヤ空気圧検知装置 o

1 2 . 前記タイヤ種別選定手段は、タイヤの負荷半径に基づいてタィャ種別を選定することを特徴とする特許請求の範囲第 1 0項記載のタィャ空気圧検知装置。

1 3 . 前記検知手段は、各共振周波数成分の信号から演算される前輪もしくは後輪の左右両輪の共振周波数の差を求める共振周波数差算出手段と、前記共振周波数差と判定値とを比較する判定手段とを備えることを特徵とする特許請求の範囲第 1項記載のタイヤ空気圧検知装

IS. o

1 4 . 前記検知手段は、前記共振周波数成分に基づいてタイヤ空気圧の異常判定をするとともに、前記異常判定が複数回継続したときに異常信号を出力することを特徵とする特許請求の範囲第 1 項記載のタィャ空気圧検知装置。

1 5 . 車両の走行時に、タイヤの振動周波数成分を含む信号を出力する出力手段と、

前記タイヤの振動周波数成分を含む信号に基づいて前記タイヤの振動周波数パターンの変動を判別することにより前記タイヤの空気圧の状態を検知する検知手段と、

を備えることを特徴とするタイヤ空気圧検知装置。

1 6 . 前記所定周波数は車両のばね下における上下方向の共振周波数と前後方向の共振周波数との少なくとも一方であることを特徴とする請求項 1 5記載のタイヤ空気圧検知装置。