特開 2024-97539 タイヤの減圧検出装置、減圧検出方法及び減圧検出プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024097539

(43)【公開日】2024-07-19

(54)【発明の名称】タイヤの減圧検出装置、減圧検出方法及び減圧検出プログラム

(51)【国際特許分類】

   B60C 23/04 20060101AFI20240711BHJP

【ＦＩ】

B60C23/04 160C

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023001059

(22)【出願日】2023-01-06

(71)【出願人】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100124039

【弁理士】

【氏名又は名称】立花 顕治

(74)【代理人】

【識別番号】100210251

【弁理士】

【氏名又は名称】大古場 ゆう子

(72)【発明者】

【氏名】守田 直樹

(72)【発明者】

【氏名】益田 英尚

(72)【発明者】

【氏名】村上 啓一

(57)【要約】

【課題】初期化を行わなくても、タイヤの減圧を適切に検出することができる装置を提供する。
【解決手段】減圧検出装置は、速度取得部と、第１指標算出部と、第２指標算出部と、減圧検出部とを備える。速度取得部は、車両に装着された複数のタイヤの回転速度を表す回転速度信号から、複数のタイヤの回転速度を取得する。第１指標算出部は、回転速度に基づいて、複数のタイヤの回転速度を比較する指標である第１減圧指標を算出する。第２指標算出部は、第１減圧指標とは異なる指標であって、複数のタイヤのうち、少なくとも１つのタイヤが減圧すると変化する指標である第２減圧指標を算出する。減圧検出部は、第１減圧指標及び第２減圧指標の双方が、複数のタイヤのうち、少なくとも１つのタイヤが減圧していることを示す場合に、少なくとも１つのタイヤが減圧していると判断する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に装着された複数のタイヤの回転速度を表す回転速度信号から、前記複数のタイヤの回転速度を取得する速度取得部と、
前記回転速度に基づいて、前記複数のタイヤの回転速度を比較する指標である第１減圧指標を算出する第１指標算出部と、
前記第１減圧指標とは異なる指標であって、前記複数のタイヤのうち、少なくとも１つのタイヤが減圧すると変化する指標である第２減圧指標を算出する第２指標算出部と、
前記第１減圧指標及び前記第２減圧指標の双方が、前記複数のタイヤのうち、少なくとも１つのタイヤが減圧していることを示す場合に、前記少なくとも１つのタイヤが減圧していると判断する減圧検出部と
を備える、
減圧検出装置。

【請求項2】

前記第１減圧指標は、前記複数のタイヤの各々の回転速度が、前記複数のタイヤの回転速度の平均値に近くなるほど第１の値に収束し、前記少なくとも１つのタイヤの回転速度が、前記平均値から乖離するほど前記第１の値から乖離する指標である、
請求項１に記載の減圧検出装置。

【請求項3】

前記第２減圧指標は、前記回転速度信号に基づいて算出される指標である、
請求項１または２に記載の減圧検出装置。

【請求項4】

前記第２減圧指標は、前記複数のタイヤのうち、同軸のタイヤの回転速度信号の周波数特性が互いに近くなるほど第２の値に収束し、前記同軸のタイヤの回転速度信号の周波数特性が互いに乖離するほど前記第２の値から乖離する指標である、
請求項３に記載の減圧検出装置。

【請求項5】

前記第２減圧指標は、前記回転速度信号の周波数スペクトルにおいて、第１の周波数帯におけるゲインの積分値に対する第２の周波数帯におけるゲインの積分値の比を、同軸の左右輪タイヤで比較する指標である、
請求項４に記載の減圧検出装置。

【請求項6】

前記第２減圧指標は、前記複数のタイヤのねじり共振周波数を、同軸の左右輪タイヤで比較する指標である、
請求項４に記載の減圧検出装置。

【請求項7】

前記第２減圧指標は、前記回転速度のうち、駆動輪タイヤの回転速度と従動輪タイヤの回転速度とを比較する比較値と、前記車両の駆動力を表す値との関係を表す回帰係数を、前記車両の左右で比較する指標である、
請求項１または２に記載の減圧検出装置。

【請求項8】

前記減圧検出部が、前記少なくとも１つのタイヤが減圧していると判断した場合に、減圧警報を生成する減圧警報部
をさらに備える、
請求項１または２に記載の減圧検出装置。

【請求項9】

１または複数のコンピュータにより実行されるタイヤの減圧検出方法であって、
車両に装着された複数のタイヤの回転速度を表す回転速度信号から、前記複数のタイヤの回転速度を取得することと、
前記回転速度に基づいて、前記複数のタイヤの回転速度を比較する指標である第１減圧指標を算出することと、
前記第１減圧指標とは異なる指標であって、前記複数のタイヤのうち、少なくとも１つのタイヤが減圧すると変化する指標である第２減圧指標を算出することと、
前記第１減圧指標及び前記第２減圧指標の双方が、前記複数のタイヤのうち、少なくとも１つのタイヤが減圧していることを示す場合に、前記少なくとも１つのタイヤが減圧していると判断することと
を含む、
減圧検出方法。

【請求項10】

車両に装着された複数のタイヤの回転速度を表す回転速度信号から、前記複数のタイヤの回転速度を取得することと、
前記回転速度に基づいて、前記複数のタイヤの回転速度を比較する指標である第１減圧指標を算出することと、
前記第１減圧指標とは異なる指標であって、前記複数のタイヤのうち、少なくとも１つのタイヤが減圧すると変化する指標である第２減圧指標を算出することと、
前記第１減圧指標及び前記第２減圧指標の双方が、前記複数のタイヤのうち、少なくとも１つのタイヤが減圧していることを示す場合に、前記少なくとも１つのタイヤが減圧していると判断することと
を１または複数のコンピュータに実行させる、
減圧検出プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車輪に装着されるタイヤの減圧検出装置、減圧検出方法及び減圧検出プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

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、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。

【0003】

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。このような方式では動荷重半径（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｌｏａｄｅｄ Ｒａｄｉｕｓ；ＤＬＲ）方式等が知られている。ＤＬＲ方式は、減圧タイヤは走行時につぶれることで動荷重半径が小さくなり、より高速に回転するようになるという現象を利用するものであり、タイヤの回転速度からタイヤの減圧を推定する（特許文献１等）。

【0004】

特許文献１は、ＤＬＲ方式を用いた補正装置を開示しており、ＤＬＲ方式において減圧を評価するための減圧指標値として、ＤＥＬ１～ＤＥＬ３と呼ばれる３つの指標値について言及している。特許文献１では、ＤＥＬ１～ＤＥＬ３は、以下のように定義されている。ただし、Ｖ１～Ｖ４は、それぞれ左前輪、右前輪、左後輪、右後輪タイヤの回転速度である。
DEL1=[(V1+V4)/2-(V2+V3)/2]/[(V1+V2+V3+V4)/4]×100(%)
DEL2=[(V1+V2)/2-(V3+V4)/2]/[(V1+V2+V3+V4)/4]×100(%)
DEL3=[(V1+V3)/2-(V2+V4)/2]/[(V1+V2+V3+V4)/4]×100(%)

【0005】

タイヤが減圧すると、回転速度が増加するため、ＤＥＬ１～ＤＥＬ３のような減圧指標値も変化する。従って、検出目標となる減圧量だけ減圧したときの減圧指標値を閾値（減圧閾値）として設定しておくことで、減圧の検出が可能になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００５－０５３２６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に開示されるような減圧検出方法では、減圧検出処理を実行するに先立ち、まず初期化の処理が必要となる。初期化とは、上記減圧閾値を定める、または上記減圧指標値の初期差異によるオフセット量を特定し、車載装置等に記憶させる処理である。この処理は、通常、タイヤの調圧を行った場合等に、ドライバーがＴＰＭＳに初期化の指示を入力することで開始し、車両が様々な速度で一定時間（例えば、１０分から２０分程度）走行すると完了する。このため、初期化の実行中に減圧が発生した場合や、タイヤが減圧した状態でドライバーが初期化の指示を入力してしまった場合は、減圧が適切に検出できないおそれがある。一方、初期化を省略すべく、上記減圧閾値を所定の固定値とした場合は、実際にはいずれのタイヤも減圧していないにも関わらず、タイヤの個体差等により、上記減圧指標値が所定の減圧閾値を超える（あるいは下回る）場合が生じ、誤って減圧を警報してしまうおそれがある。

【0008】

本発明は、初期化を行わなくても、タイヤの減圧を適切に検出することができるタイヤの減圧検出装置、減圧検出方法及び減圧検出プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第１観点に係る減圧検出装置は、速度取得部と、第１指標算出部と、第２指標算出部と、減圧検出部とを備える。速度取得部は、車両に装着された複数のタイヤの回転速度を表す回転速度信号から、前記複数のタイヤの回転速度を取得する。第１指標算出部は、前記回転速度に基づいて、前記複数のタイヤの回転速度を比較する指標である第１減圧指標を算出する。第２指標算出部は、前記第１減圧指標とは異なる指標であって、前記複数のタイヤのうち、少なくとも１つのタイヤが減圧すると変化する指標である第２減圧指標を算出する。減圧検出部は、前記第１減圧指標及び前記第２減圧指標の双方が、前記複数のタイヤのうち、少なくとも１つのタイヤが減圧していることを示す場合に、前記少なくとも１つのタイヤが減圧していると判断する。

【0010】

第２観点に係る減圧検出装置は、第１観点に係る減圧検出装置であって、前記第１減圧指標は、前記複数のタイヤの各々の回転速度が、前記複数のタイヤの回転速度の平均値に近くなるほど第１の値に収束し、前記少なくとも１つのタイヤの回転速度が、前記平均値から乖離するほど前記第１の値から乖離する指標である。

【0011】

第３観点に係る減圧検出装置は、第１観点または第２観点に係る減圧検出装置であって、前記第２減圧指標は、前記回転速度信号に基づいて算出される指標である。

【0012】

第４観点に係る減圧検出装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係る減圧検出装置であって、前記第２減圧指標は、前記複数のタイヤのうち、同軸のタイヤの回転速度信号の周波数特性が互いに近くなるほど第２の値に収束し、前記同軸のタイヤの回転速度信号の周波数特性が互いに乖離するほど前記第２の値から乖離する指標である。

【0013】

第５観点に係る減圧検出装置は、第１観点から第４観点のいずれかに係る減圧検出装置であって、前記第２減圧指標は、前記回転速度信号の周波数スペクトルにおいて、第１の周波数帯におけるゲインの積分値に対する第２の周波数帯におけるゲインの積分値の比を、同軸の左右輪タイヤで比較する指標である。

【0014】

第６観点に係る減圧検出装置は、第１観点から第５観点のいずれかに係る減圧検出装置であって、前記第２減圧指標は、前記複数のタイヤのねじり共振周波数を、同軸の左右輪タイヤで比較する指標である。

【0015】

第７観点に係る減圧検出装置は、第１観点から第６観点のいずれかに係る減圧検出装置であって、前記第２減圧指標は、前記回転速度のうち、駆動輪タイヤの回転速度と従動輪タイヤの回転速度とを比較する比較値と、前記車両の駆動力を表す値との関係を表す回帰係数を、前記車両の左右で比較する指標である。

【0016】

第８観点に係る減圧検出装置は、第１観点から第７観点のいずれかに係る減圧検出装置であって、前記減圧検出部が、前記少なくとも１つのタイヤが減圧していると判断した場合に、減圧警報を生成する減圧警報部をさらに備える。

【0017】

第９観点に係る減圧検出方法は、１または複数のコンピュータにより実行されるタイヤの減圧検出方法であって、以下のことを含む。また、第１０観点に係る減圧検出プログラムは、以下のことを１または複数のコンピュータに実行させる。
（１）車両に装着された複数のタイヤの回転速度を表す回転速度信号から、前記複数のタイヤの回転速度を取得すること
（２）前記回転速度に基づいて、前記複数のタイヤの回転速度を比較する指標である第１減圧指標を算出すること
（３）前記第１減圧指標とは異なる指標であって、前記複数のタイヤのうち、少なくとも１つのタイヤが減圧すると変化する指標である第２減圧指標を算出すること
（４）前記第１減圧指標及び前記第２減圧指標の双方が、前記複数のタイヤのうち、少なくとも１つのタイヤが減圧していることを示す場合に、前記少なくとも１つのタイヤが減圧していると判断すること

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、初期化のための走行を省略することができ、タイヤの減圧を早期に適切に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係る減圧検出装置が車両に搭載された様子を示す模式図。

【図2】減圧検出装置の電気的構成を示すブロック図。

【図3】減圧検出処理の流れを示すフローチャート。

【図4A】後軸タイヤがともに正規内圧である場合の後軸タイヤの回転速度信号の周波数スペクトル。

【図4B】左後輪タイヤのみが３０％減圧した場合の後軸タイヤの回転速度信号の周波数スペクトル。

【図5A】前軸タイヤがともに正規内圧である場合の前軸タイヤの回転速度信号の周波数スペクトル。

【図5B】左前輪タイヤのみが４０％減圧した場合の前軸タイヤの回転速度信号の周波数スペクトル。

【図6A】各タイヤが全て正規内圧である場合のホイールトルクと左右のスリップ率とをプロットしたグラフ。

【図6B】左前輪タイヤのみが４０％減圧した場合のホイールトルクと左右のスリップ率とをプロットしたグラフ。

【図7】図６Ａ及び図６Ｂにおける、回帰直線の傾きの差を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る減圧検出装置、減圧検出方法及び減圧検出プログラムについて説明する。

【0021】

＜１．減圧検出装置の構成＞
図１は、本実施形態に係る減圧検出装置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、四輪車両であり、左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲを備えている。減圧検出装置２は、これらの車輪に取り付けられたタイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRのうち少なくとも１輪の減圧を検出する機能を備えており、タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_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。

【0022】

タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRの減圧状態は、左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲの車輪速（タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRの回転速度）に基づいて検出される。左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲ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車輪速を表す信号（タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRの回転速度を表すため、以下、回転速度信号ということがある）を検出する。車輪速センサ６は、減圧検出装置２に通信線５を介して接続されている。車輪速センサ６で検出された回転速度信号は、通信線５を介してリアルタイムに減圧検出装置２に送信される。回転速度信号は、本実施形態では、後述する第１減圧指標及び第１減圧指標とは異なる第２減圧指標を算出するために用いられる。第１減圧指標及び第２減圧指標は、それぞれ減圧を検出するための指標である。

【0023】

車輪速センサ６としては、走行中の車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの車輪速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車輪速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車輪速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、車輪速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。

【0024】

図２は、減圧検出装置２の電気的構成を示すブロック図である。減圧検出装置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（車載コンピュータ）であり、図２に示されるとおり、Ｉ／Ｏインタフェース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等の外部装置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９が格納されている。プログラム９は、ＣＤ－ＲＯＭ等の記憶媒体８からＲＯＭ１３へと書き込まれる。ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１３からプログラム９を読み出して実行することにより、仮想的に速度取得部２０、第１指標算出部２１、第２指標算出部２２、減圧検出部２３及び減圧警報部２４として動作する。各部２０～２４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９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。

【0025】

警報表示器３は、タイヤの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。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（減圧検出装置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。

【0026】

＜２．減圧検出処理＞
以下、図３を参照しつつ、タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRの少なくとも１つ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３に示す減圧検出処理は、動荷重半径（ＤＬＲ）方式を利用するものであるが、ドライバーによる初期化及び初期化のための走行を必要としない。図３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。

【0027】

まず、速度取得部２０が、車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに取り付けられた各車輪速センサ６から回転速度信号を取得する。速度取得部２０は、取得した回転速度信号を、それぞれタイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRの回転速度Ｖ１～Ｖ４に換算する（ステップＳ１）。

【0028】

続いて、第１指標算出部２１が、回転速度Ｖ１～Ｖ４に基づき、第１減圧指標Ｐ１を算出する（ステップＳ２）。第１減圧指標Ｐ１は、各タイヤの回転速度を比較する指標であり、本実施形態では、以下のように定義される。

【数1】

【0029】

上式の通り、本実施形態の第１減圧指標Ｐ１は、タイヤＴ_FLとタイヤＴ_RRとのペア、及びタイヤＴ_FRとタイヤＴ_RLとのペアで、回転速度の平均を比較する指標である。タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRのいずれも減圧していない場合（正規内圧である場合）、第１減圧指標Ｐ１は、０付近の値となるが、例えばタイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRのいずれか１つが減圧した場合は、第１減圧指標Ｐ１は、０からずれた値となる。本実施形態では、タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRのいずれか１つが正規内圧から所定の割合だけ減圧した場合に第１減圧指標Ｐ１が取り得る値が、減圧を検出するための第１減圧閾値Ｔｈ１として予め定められる。第１減圧閾値Ｔｈ１は、記憶装置１５またはＲＯＭ１３に予め保存されているものとする。

【0030】

続いて、第２指標算出部２２が、第２減圧指標を算出する（ステップＳ３）。第２減圧指標は、タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRのうち少なくとも１つが減圧すると変化する指標であって、各タイヤの回転速度を比較する第１減圧指標Ｐ１と異なる指標であれば、特に限定されない。本実施形態の第２減圧指標は、各車輪速センサ６の回転速度信号に基づいて算出され、さらに、前軸及び後軸のそれぞれについて、２つの第２減圧指標Ｐ２１及びＰ２２が算出される点で第１減圧指標Ｐ１と異なる。以下、本実施形態の第２減圧指標Ｐ２１及びＰ２２について、具体的に説明する。

【0031】

本実施形態の第２減圧指標Ｐ２１及びＰ２２は、それぞれ、回転速度信号の周波数スペクトルにおいて、第１の周波数帯Ｆ１におけるゲインの積分値に対する第２の周波数帯Ｆ２におけるゲインの積分値の比を、同軸の左右輪タイヤで比較する指標である。一般に、タイヤに減圧が発生すると、路面との接地面積が増加し、路面からの入力が大きくなるため、回転速度信号の周波数スペクトルの形状が変化する。とは言え、この周波数スペクトルは、左右の偏荷重や路面の状態等の外乱の影響を受け易いため、周波数スペクトルの形状変化そのものに基づいて減圧を検出することは容易ではない。図４Ａ及び４Ｂは、後軸タイヤＴ_RL，Ｔ_RRの回転速度信号の周波数スペクトルを、タイヤＴ_RL，Ｔ_RRがともに正規内圧である場合と、タイヤＴ_RLのみが３０％減圧した場合とで比較する図である。発明者らは、鋭意検討の結果、タイヤの回転速度信号の周波数スペクトルにおいて、高周波数帯域を含む帯域のゲインの積分値に対するねじり共振周波数付近の帯域のゲインの積分値の比Ｒが、タイヤの減圧が大きくなればなるほど増加することを見出した。つまり、同軸の左右輪に装着されているいずれかのタイヤが減圧した場合、上記ゲインの積分値の比Ｒを同軸の左右の２つのタイヤで比較することで、これを検出することができる。

【0032】

上記原理に基づいて、本実施形態の第２減圧指標Ｐ２１及びＰ２２は、それぞれ以下のように定義される。ただし、Ｒ_OOは、車輪「ＯＯ」に取り付けられたタイヤＴ_OOの回転速度信号の周波数スペクトルにおける、高周波数帯域を含む帯域のゲインの積分値に対するねじり共振周波数付近の帯域（ねじり共振周波数帯域）のゲインの積分値の比を表す。

【数2】

【数3】

【0033】

本実施形態では、前軸タイヤであるタイヤＴ_FL及びＴ_FRのうち、いずれかが正規内圧から所定の割合だけ減圧した場合に第２減圧指標Ｐ２１が取り得る値が、前軸タイヤの減圧を検出するための第２減圧閾値Ｔｈ２１として予め定められる。同様に、後軸タイヤであるタイヤＴ_RL及びＴ_RRのうち、いずれかが正規内圧から所定の割合だけ減圧した場合に第２減圧指標Ｐ２２が取り得る値が、後軸タイヤの減圧を検出するための第２減圧閾値Ｔｈ２２として予め定められる。第２減圧閾値Ｔｈ２１及びＴｈ２２は、第１減圧閾値Ｔｈ１と同様、記憶装置１５またはＲＯＭ１３に予め保存されているものとする。

【0034】

再び図３を参照して、ステップＳ３では、第２指標算出部２２が、タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRの回転速度信号を高速フーリエ変換し、それぞれの周波数スペクトルを導出する。周波数特性の評価は、高速フーリエ変換処理の他、自己回帰モデルによる時系列推定、及び時系列データの分散等から行うこともできる。次に、第２指標算出部２２は、タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRのそれぞれについて、回転速度信号の周波数スペクトルの第１の周波数帯Ｆ１におけるゲインの積分値に対する、第２の周波数帯Ｆ２におけるゲインの積分値の比Ｒ_FL，Ｒ_FR，Ｒ_RL，Ｒ_RRを算出する。ここで、第１の周波数帯Ｆ１は路面からのノイズが支配的な高周波数帯域を含む帯域（例えば、３７Ｈｚ～６１Ｈｚ）であり、第２の周波数帯Ｆ２はタイヤのねじり共振周波数帯域（例えば、３７Ｈｚ～４５Ｈｚ）である。また、ゲインの積分値は、上記周波数帯域におけるスペクトルの積分値である。続いて、第２指標算出部２２は、ゲインの積分値の比Ｒ_FL，Ｒ_FR及びＲ_RL，Ｒ_RRをそれぞれ上の式に代入し、第２減圧指標Ｐ２１及びＰ２２を算出する。

【0035】

続いて、減圧検出部２３が、ステップＳ２で算出された第１減圧指標Ｐ１に基づいて、第１減圧指標Ｐ１が少なくとも１つのタイヤが減圧していることを示しているか否かを判断する（ステップＳ４）。本実施形態では、減圧検出部２３は、第１減圧指標Ｐ１が、上述した第１減圧閾値Ｔｈ１を超えている（Ｐ１＞Ｔｈ１）場合に、第１減圧指標Ｐ１が少なくとも１つのタイヤが減圧していることを示している（ＹＥＳ）と判断し、第１減圧指標Ｐ１が、第１減圧閾値Ｔｈ１以下である（Ｐ１≦Ｔｈ１）場合に、第１減圧指標Ｐ１が少なくとも１つのタイヤが減圧していることを示していない（ＮＯ）と判断する。

【0036】

ステップＳ４で、第１減圧指標Ｐ１がタイヤの減圧を示していない（ＮＯ）と判断される場合、減圧検出部２３は、車両１のどのタイヤも減圧していないと判断する。そして、処理はステップＳ１に戻り、再びこれまでのステップが実行される。

【0037】

ステップＳ４で、第１減圧指標Ｐ１が少なくとも１つのタイヤが減圧していることを示している（ＹＥＳ）と判断される場合、減圧検出部２３は、ステップＳ３で算出された第２減圧指標Ｐ２１に基づいて、第２減圧指標Ｐ２１が前軸タイヤのうち１つが減圧していることを示しているか否かを判断する（ステップＳ５）。本実施形態では、減圧検出部２３は、第２減圧指標Ｐ２１が、上述した前軸の第２減圧閾値Ｔｈ２１を超えている（Ｐ２１＞Ｔｈ２１）場合に、第２減圧指標Ｐ２１が前軸タイヤのうち１つが減圧していることを示していると判断し、第２減圧指標Ｐ２１が、前軸の第２減圧閾値Ｔｈ２１以下である（Ｐ２１≦Ｔｈ２１）場合に、第２減圧指標Ｐ２１が前軸タイヤのうち１つが減圧していることを示していないと判断する。

【0038】

さらに、減圧検出部２３は、ステップＳ３で算出された第２減圧指標Ｐ２２に基づいて、第２減圧指標Ｐ２２が後軸タイヤのうち１つが減圧していることを示しているか否かを判断する。本実施形態では、減圧検出部２３は、第２減圧指標Ｐ２２が、上述した後軸の第２減圧閾値Ｔｈ２２を超えている（Ｐ２２＞Ｔｈ２２）場合に、第２減圧指標Ｐ２２が後軸タイヤのうち１つが減圧していることを示していると判断し、第２減圧指標Ｐ２２が、後軸の第２減圧閾値Ｔｈ２２以下である（Ｐ２２≦Ｔｈ２２）場合に、第２減圧指標Ｐ２２が後軸タイヤのうち１つが減圧していることを示していないと判断する。

【0039】

まとめると、ステップＳ５では、第２減圧指標Ｐ２１及び第２減圧指標Ｐ２２のうち少なくとも一方が、左右いずれかのタイヤが減圧していることを示している（Ｐ２１＞Ｔｈ２１またはＰ２２＞Ｔｈ２２である）か否かが判断される。そして、第２減圧指標Ｐ２１及びＰ２２のうち少なくとも一方が、左右いずれかのタイヤが減圧していることを示していると判断される場合、減圧検出部２３は、車両１の少なくとも１つのタイヤが減圧している（ＹＥＳ）と判断し、次なるステップＳ６が実行される。一方、第２減圧指標Ｐ２１及びＰ２２の双方が、左右いずれかのタイヤが減圧していることを示していない（Ｐ２１≦Ｔｈ２１かつＰ２２≦Ｔｈ２２）と判断される場合、減圧検出部２３は、車両１のどのタイヤも減圧していない（ＮＯ）と判断する。そして、処理はステップＳ１に戻り、再びこれまでのステップが実行される。

【0040】

ステップＳ６では、減圧警報部２４が、タイヤが減圧していることをドライバーに報知する減圧警報を生成し、警報表示器３等を介してこれを出力する。警報は、タイヤの減圧を示す文字であってもよいし、予め定められたアイコンやグラフィックであってもよい。また、警報は、減圧していると考えられるタイヤの車輪または車軸を報知する表示を含んでもよい。これに加えてまたは代えて、減圧警報部２４は、減圧警報を音声やブザー音等の態様で生成し、車両１のスピーカー等から出力するように構成されてもよい。

【0041】

＜３．特徴＞
上記実施形態に係る減圧検出装置２によれば、初期化のための走行を実行することなく、減圧検出処理を実行することができる。従って、タイヤに減圧が生じている場合、これを早期に検出し、ドライバーに報知することができる。また、減圧警報の出力後、ドライバーがタイヤの調圧をすることなく減圧検出装置２に対して減圧警報を解除する操作を行ったとしても、再び減圧が検出され、減圧警報が出力される。これにより、タイヤの減圧状態が放置されにくくなる。

【0042】

上記実施形態に係る減圧検出装置２によれば、第１減圧指標及び第２減圧指標のいずれもが少なくとも１つのタイヤの減圧を示す場合に、少なくとも１つのタイヤが減圧していると判断される。これにより、実際はいずれのタイヤも減圧していない場合に、誤ってタイヤの減圧を警報してしまう確率を低減することができる。仮に、いずれのタイヤも減圧していない場合に、第１減圧指標が第１減圧閾値を超えてしまう確率がａ／１００であり、第２減圧指標の少なくとも一方（つまり、Ｐ２１、Ｐ２２の少なくとも一方）が第２減圧閾値を超えてしまう確率がｂ／１００であるとする。いずれのタイヤも減圧していない場合、第１減圧指標及び第２減圧指標の両方がそれぞれの減圧閾値を超えてしまう確率は、ａｂ／１００００であり、確率ａ／１００やｂ／１００と比較して、極めて低い。なお、確率ａ／１００を低くするためには、第１減圧閾値を充分高く設定することも考えられる。しかし、その場合は、第１減圧閾値をタイヤが相当程度減圧したとき（例えば、５０％減圧したとき）の第１減圧指標の値とする必要が生じ、早期に減圧を検出できないおそれがある。第２減圧指標についても同様のことが当てはまる。従って、上記実施形態に係る減圧検出装置２は、早期の減圧検出と、誤報が少ない適切な減圧検出との双方を両立させていると言える。

【0043】

＜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。

【0044】

（１）第１減圧指標Ｐ１は、各タイヤの回転速度を比較する指標であればよく、上記実施形態の式で定義されるものに限定されない。例えば、第１減圧指標Ｐ１は、上述したＤＥＬ１～３のいずれかであってもよい。また例えば、第１減圧指標Ｐ１は、以下の式で定義されてもよい。ただし、以下の式で定義される第１減圧指標Ｐ１と比較すると、上記実施形態の第１減圧指標Ｐ１は、外乱に対してロバスト性が高いという点で好ましい。

【数4】

【数5】

【0045】

さらに、第１減圧指標Ｐ１は符号を含めた値であってもよく、第１減圧閾値も符号を考慮して定められてもよい。まとめると、第１減圧指標Ｐ１は、各タイヤの回転速度が、全タイヤの回転速度の平均値に近くなるほど所定の値に収束し、少なくとも１つのタイヤの回転速度が、全タイヤの回転速度の平均値から乖離するほど所定の値から乖離する指標であればよい。

【0046】

（２）上記実施形態に係る減圧検出装置は、四輪車両において駆動方式に限られることはなく、ＦＦ車両、ＦＲ車両、ＭＲ車両、４ＷＤ車両のいずれにも適用することができる。さらに、四輪車両に限られず、三輪車両又は六輪車両などにも適用することができる。

【0047】

（３）上記実施形態に係る減圧検出方法の各ステップを実行する順序は、適宜変更することができる。例えば、ステップＳ２及びステップＳ４が実行された後に、ステップＳ３及びステップＳ５が実行されてもよい。また、車輪速センサ６からの回転速度情報に基づいてステップＳ３及びステップＳ５が実行された後に、回転速度Ｖ１～Ｖ４に基づいてステップＳ２及びステップＳ４が実行されてもよい。さらに、ステップＳ２とステップＳ３、及びステップＳ４とステップＳ５が実行される順序は、それぞれ入れ替えることができる。また、ステップＳ４で「ＮＯ」と判断される場合でも、その後ステップＳ５が実行されてもよく、反対にステップＳ５で「ＮＯ」と判断される場合でも、その後ステップＳ４が実行されてもよい。

【0048】

（４）第２減圧指標の定義式は、上記実施形態に限られない。高周波数帯域のゲインの積分値に対するねじり共振周波数付近帯域のゲインの積分値の比を左右で比較する指標であれば、上記実施形態の定義式を適宜変更したものを用いることも可能である。

【0049】

（５）さらに、第２減圧指標としては、別の指標を用いることもできる。例えば、タイヤのねじり共振周波数ωは、タイヤが減圧すると、正規内圧のときの値から変化することが知られている。図５Ａ及び５Ｂは、前軸タイヤＴ_FL，Ｔ_FRの回転速度信号の周波数スペクトルを、タイヤＴ_FL，Ｔ_FRがともに正規内圧である場合と、タイヤＴ_FLのみが４０％減圧した場合とで比較する図である。図５Ａからは、タイヤＴ_FL，Ｔ_FRのねじり共振周波数ω_FL，ω_FRが、タイヤＴ_FL，Ｔ_FRが正規内圧である場合には４８Ｈｚ～４９Ｈｚ付近に位置することが読み取れる。一方、図５Ｂからは、タイヤＴ_FLのみが４０％減圧した場合、ねじり共振周波数ω_FLのみが４５Ｈｚ付近に位置することが読み取れる。このことを利用して、タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRのそれぞれについて導出されるねじり共振周波数ω_FL，ω_FR，ω_RL，ω_RRを、同軸の左右輪タイヤで比較する指標を、第２減圧指標Ｐ２１及びＰ２２とすることもできる。例えば、第２減圧指標Ｐ２１及びＰ２２は、以下の式でそれぞれ定義することができる。
Ｐ２１＝ω_FL－ω_FR
Ｐ２２＝ω_RL－ω_RR
あるいは、第２減圧指標Ｐ２１及びＰ２２は、以下の式でそれぞれ定義することもできる。
Ｐ２１＝ω_FL／ω_FR
Ｐ２２＝ω_RL／ω_RR
なお、上記第２減圧指標Ｐ２１及びＰ２２の定義式では、ω_FLとω_FR、ω_RLとω_RRとは、互いに入れ替わってもよい。

【0050】

上記実施形態と同様に、第２減圧指標Ｐ２１及びＰ２２のそれぞれについて、左右のタイヤのうち１つが所定の割合だけ減圧したときの値に基づき、第２減圧閾値Ｔｈ２１及びＴｈ２２を定めることができる。すなわち、第２減圧指標は、同軸のタイヤの回転速度の周波数特性が、左右のタイヤで互いに近くなるほど所定の値に収束し、同軸のタイヤの回転速度の周波数特性が、左右のタイヤで互いに乖離するほど所定の値から乖離する指標であればよい。

【0051】

（６）第２減圧指標は、前軸タイヤと後軸タイヤとで、互いに異なる指標が用いられてもよい。例えば、前軸タイヤについては上記ねじり共振周波数を左右で比較する指標を適用し、後軸タイヤについては上記ゲイン積分値の比Ｒを左右で比較する指標を適用してもよいし、その逆を行ってもよい。

【0052】

（７）別の例では、第２減圧指標は、駆動輪タイヤの回転速度と従動輪タイヤの回転速度とを比較する比較値Ｈ１及びＨ２と、車両１の駆動力Ｆを表す値との関係を表す回帰係数Ｃ１及びＣ２を、左右で比較する指標とすることもできる。車両１が前輪駆動車である場合、比較値Ｈ１及びＨ２は、例えば、以下の式でそれぞれ定義することができる。
Ｈ１＝（Ｖ１－Ｖ３）／Ｖ３
Ｈ２＝（Ｖ２－Ｖ４）／Ｖ４
あるいは、車両１が前輪駆動車である場合、比較値Ｈ１及びＨ２は、次のように定義することもできる。すなわち、比較値Ｈ１及びＨ２は、駆動輪タイヤ１つ当たりのスリップ率Ｓを表す指標であればよく、上記スリップ率Ｓと等価であれば、どのような式で定義されてもよい。
Ｈ１＝Ｖ１／Ｖ３
Ｈ２＝Ｖ２／Ｖ４
なお、車両１が後輪駆動車である場合、比較値Ｈ１及びＨ２は、例えば以下の式でそれぞれ定義することができる。
Ｈ１＝（Ｖ３－Ｖ１）／Ｖ１
Ｈ２＝（Ｖ４－Ｖ２）／Ｖ２
あるいは、車両１が後輪駆動車である場合、比較値Ｈ１及びＨ２は、次のように定義することもできる。
Ｈ１＝Ｖ３／Ｖ１
Ｈ２＝Ｖ４／Ｖ２

【0053】

本発明者らの検討によれば、駆動輪タイヤのスリップ率Ｓ、すなわち比較値Ｈ１及びＨ２は、車両１の駆動力ＦあるいはホイールトルクＷＴ等の車両１の駆動力を表す値に応じてそれぞれ変化する。そして、駆動力ＦあるいはホイールトルクＷＴとスリップ率Ｓとの関係は、図６Ａに示すような直線に回帰することができる。駆動力Ｆは、例えば車両１の前後加速度αや、車両１の駆動源から取得される値（エンジントルク、エンジンの回転数、モーターのトルク、モーターの回転数等）等に基づいて導出することができる。前後加速度αは、例えば加速度センサからの出力信号や、回転速度Ｖ１～Ｖ４や、衛星測位システムの測位信号等に基づいて導出することができる。ホイールトルクＷＴは、例えばホイールトルクセンサからの出力信号等に基づいて導出することができる。つまり、車両１は、上記車輪速センサ６の他に、加速度センサ、ホイールトルクセンサ、及び衛星測位システムに接続される通信装置の少なくとも１つを備えていてもよい。

【0054】

図６Ａに示す回帰直線Ｌ１及びＬ２の式は、回帰係数Ｃ１、Ｄ１、Ｃ２、及びＤ２を用いて、それぞれ以下のように表すことができる。なお、式中のホイールトルクＷＴは、駆動力を表す他の値に置き換えることができる。
Ｌ１：Ｈ１＝Ｃ１×ＷＴ＋Ｄ１
Ｌ２：Ｈ２＝Ｃ２×ＷＴ＋Ｄ２

【0055】

タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRがいずれも正規内圧である場合、直線Ｌ１の傾きＣ１及び直線Ｌ２の傾きＣ２は、図６Ａに示すように、一定の範囲内に収束する。駆動輪タイヤが減圧すると、当該タイヤに生じるスリップが減少し、同じホイールトルクＷＴに対するスリップ率Ｓが小さくなる。このため、回帰直線の傾きは、小さくなる方向へ変化する。図６Ｂは、このことを示すグラフであり、タイヤＴ_FLが駆動輪タイヤであって、タイヤＴ_FLのみが４０％減圧した場合のホイールトルクＷＴと比較値Ｈ１あるいはＨ２との関係を示す図である。図６Ｂのグラフから分かるように、直線Ｌ１の傾きＣ１は、図６Ａの状態から小さくなる方向に変化し、直線Ｌ２の傾きＣ２から乖離している。

【0056】

図７は、図６Ａの状態（タイヤがいずれも正規内圧である状態）における傾きＣ１と傾きＣ２との差分の絶対値と、図６Ｂの状態（タイヤＴ_FLのみが４０％減圧した状態）における傾きＣ１と傾きＣ２との差分の絶対値とを比較する図である。図７から分かるように、左右いずれかの駆動輪タイヤが正規内圧から所定の割合だけ減圧した場合の傾きＣ１と傾きＣ２との差分の絶対値を第２減圧閾値として予め定めておけば、傾きＣ１と傾きＣ２との差分の絶対値（ａｂｓ（Ｃ１－Ｃ２））を第２減圧指標として用いることができる。

【0057】

第２減圧指標は、傾きＣ１と傾きＣ２との差分の絶対値以外にも、符号を考慮した傾きＣ１と傾きＣ２との差分であってもよい。また、第２減圧指標は、傾きＣ１と傾きＣ２との比であってもよい。すなわち、第２減圧指標は、車両１のいずれかの駆動輪タイヤが減圧すればするほど、所定の値から乖離する指標とすることができる。さらに、車両１が４ＷＤ車両である場合等、駆動輪タイヤと従動輪タイヤとが固定されていない場合は、より大きな駆動力が加わる車輪のタイヤを駆動輪タイヤとし、駆動力の分配を考慮することで、上記第２減圧指標を適用することができる。

【0058】

（８）上記実施形態に係る減圧検出方法の各ステップは、複数のコンピュータで実行されてもよい。すなわち、ステップＳ１～Ｓ６のうち少なくとも一部は、減圧検出装置２に接続される他の外部コンピュータ等によって実行されてもよい。

【実施例0059】

以下、本発明の実施例について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されない。

【0060】

＜実験条件＞
ガソリンエンジン式で、サイズ２２５／５５Ｒ１８のタイヤが四輪に装着されたＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両で、欧州一般道を走行した。走行速度は、時速４０ｋｍ～１００ｋｍとした。各タイヤは、いずれも正規内圧とした。走行中に取得されたデータに基づき、上記実施形態の第１減圧指標及び第２減圧指標に基づく減圧検出方法（実施例）と、第１減圧指標のみに基づく減圧検出方法（比較例）とを実行し、タイヤが正規内圧であるにも関わらず、誤って減圧警報が出力されるか否かを検証した。

【0061】

より具体的には、実施例及び比較例では、第１減圧指標として、タイヤＴ_FLとタイヤＴ_RRとのペア、及びタイヤＴ_FRとタイヤＴ_RLとのペアで、回転速度の平均を比較する上記実施形態の指標を用いた。実施例及び比較例における第１減圧閾値は、ともに０．２５とした。実施例では、さらに、第２減圧指標として、後軸タイヤの回転速度信号の周波数スペクトルにおいて、第１の周波数帯（３７Ｈｚ～６１Ｈｚ）におけるゲインの積分値に対する第２の周波数帯（３７Ｈｚ～４５Ｈｚ）におけるゲインの積分値の比を、左右輪タイヤで比較する上記実施形態の指標を用いた。実施例における第２減圧閾値は、０．１５（４０％減圧相当値）とした。このように、第１減圧閾値及び第２減圧閾値は、いずれも所定値であったため、減圧閾値初期化のための操作及び走行は特に行わなかった。

【0062】

＜実験結果＞
算出された第１減圧指標及び第２減圧指標は、以下の表１のようになった。表１に示すように、算出された第１減圧指標は、タイヤの個体差により第１減圧閾値を超えていた。このため、比較例に係る減圧検出方法では、減圧警報が出力された。一方、表１に示すように、算出された第２減圧指標は、第２減圧閾値以下であったため、実施例に係る減圧検出方法では、減圧警報が出力されなかった。以上より、実施例に係る減圧検出方法では、初期化が省略されても、減圧が適切に検出されることが確認された。

【表1】

【符号の説明】

【0063】

１ 車両
２ 減圧検出装置
２０ 回転速度取得部
２１ 第１指標算出部
２２ 第２指標算出部
２３ 減圧検出部
Ｖ１ 左前輪タイヤの回転速度
Ｖ２ 右前輪タイヤの回転速度
Ｖ３ 左後輪タイヤの回転速度
Ｖ４ 右後輪タイヤの回転速度
Ｐ１ 第１減圧指標
Ｐ２１、Ｐ２２ 第２減圧指標
Ｔｈ１ 第１減圧閾値
Ｔｈ２１、Ｔｈ２２ 第２減圧閾値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】