(57)【要約】【課題】  ランフラットタイヤを含む車輪がランフラット状態にあるか否か精度よく判定可能とする。【解決手段】  車輪状態取得装置１００は、ホイール１６と、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするランフラットタイヤ１８とを含む車輪１４を有する車両１０に適用され、車輪１４の振動状態を検出する加速度センサ２３と、加速度センサ２３の検出値に基づいて車輪１４がランフラット状態にあるか否か判定する走行状態判定部３１とを備える。加速度センサ２３は、ＴＰＭＳバルブ２０に一体化されており、ＴＰＭＳバルブ２０は、車輪１４がランフラット状態にある際にその振動が車輪１４との共振により増幅されるようにホイール１６に対して取り付けられている。【選択図】  図４
2006264439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールと、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするランフラットタイヤとを含む複数の車輪を有する車両に適用され、前記各車輪の状態を取得するために用いられる車輪状態取得装置において、
前記車輪ごとに設けられて対応する車輪の振動状態を検出する振動検出手段と、
前記各振動検出手段の検出値に基づいて前記車輪がランフラット状態にあるか否か判定する判定手段とを備え、
前記振動検出手段は、前記車輪がランフラット状態にある際にその振動が前記車輪との共振により増幅されるように前記車輪に対して取り付けられていることを特徴とする車輪状態取得装置。
【請求項２】
前記各振動検出手段の前記車輪に対する取付強度は、前記車輪がランフラット状態にある際に前記振動検出手段の振動が前記車輪との共振により増幅されるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の車輪状態取得装置。
【請求項３】
前記判定手段によって少なくとも何れかの車輪がランフラット状態にあると判断された際に、前記振動検出手段の検出値と前記車両のランフラット走行距離とに基づいて、ランフラット状態にあるランフラットタイヤの残寿命を推定する残寿命推定手段を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車輪状態取得装置。
【請求項４】
前記振動検出手段は、前記車輪の縦方向における加速度を検出することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の車輪状態取得装置。
【請求項５】
前記振動検出手段は、更に前記車輪の横方向における加速度を検出可能であることを特徴とする請求項４に記載の車輪状態取得装置。
【請求項６】
前記振動検出手段は、前記車輪の横方向における加速度を検出可能であり、
前記判定手段によって少なくとも何れかの車輪がランフラット状態にあると判断された際に、前記振動検出手段によって検出されるランフラット状態にある車輪の横方向における加速度が所定値を上回っているか否か判定する第２の判定手段と、
前記第２の判定手段によって前記ランフラット状態にある車輪の横方向における加速度が前記所定値を上回っていると判断された場合に、所定の警報を発生する警報手段とを更に備えることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の車輪状態取得装置。
【請求項７】
前記車輪には、前記ランフラットタイヤのための空気圧調整用バルブが設けられており、前記振動検出手段は、前記空気圧調整用バルブに一体化された加速度センサであることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の車輪状態取得装置。
【請求項８】
ホイールと、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするランフラットタイヤとを含む車輪を有する車両に適用され、前記各車輪の状態を取得するために用いられる車輪状態取得装置において、
前記車輪がランフラット状態にあるか否か判定する第１の判定手段と、
前記車輪の横方向における加速度を検出する検出手段と、
前記第１の判定手段によって少なくとも何れかの車輪がランフラット状態にあると判断された際に、前記振動検出手段によって検出されるランフラット状態にある車輪の横方向における加速度が所定値を上回っているか否か判定する第２の判定手段とを備えることを特徴とする車輪状態取得装置。
【請求項９】
ホイールと、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするランフラットタイヤとを含む複数の車輪を有する車両に適用され、前記各車輪の状態を取得するために用いられる車輪状態取得方法において、
前記車輪の振動を検出する振動検出手段を前記車輪がランフラット状態にある際にその振動が前記車輪との共振により増幅されるように前記車輪に対して取り付けると共に、前記振動検出手段の検出値に基づいて前記車輪がランフラット状態にあるか否か判定することを特徴とする車輪状態取得方法。
【請求項１０】
ホイールと、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするランフラットタイヤとを含む複数の車輪を有する車両に適用され、前記各車輪の状態を取得するために用いられる車輪状態取得方法において、
前記複数の車輪のうち、少なくとも何れかの車輪がランフラット状態にあると判断された際に、ランフラット状態にある車輪の横方向における加速度を検出すると共に、当該横方向における加速度が所定値を上回っているか否か判定することを特徴とする車輪状態取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールと、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするランフラットタイヤとを含む複数の車輪を有する車両に適用される車輪状態取得装置および車輪状態取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、車両の走行中にタイヤがパンクしてタイヤ空気圧が低下しても、ある程度の距離だけ緊急走行を可能にするランフラットタイヤの普及が進みつつある。このようなランフラットタイヤとしては、サイドウォール部が補強されたものや、空気が抜けたタイヤをホイールに対して支持する中子を有するもの等が知られている。ただし、この種のランフラットタイヤは、あくまで緊急走行を可能とするものであり、空気圧が低下した状態での車両走行状態であるランフラット走行に関しては、少なくとも最高速度と連続走行距離とについて上限が定められる。このため、ランフラットタイヤを備えた車両においては、車輪がランフラット状態にある否か把握することが重要となる。
【０００３】
ランフラット状態を検出するための技術としては、ランフラットタイヤの振動成分を検出し、検出された振動成分と、予め求められた正常走行時のランフラットタイヤの振動成分とを比較するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、この種の技術として、ランフラット走行時に横方向の振動を発生させるための切開部を有する中子を備えたランフラットタイヤも知られている（例えば、特許文献２参照。）。更に、時間の変数であるホイールの角速度と共に変化する量から測定信号を得て、当該測定信号の分散の特徴量を算出し、当該特徴量が所定の比を満たした際に警報を発するランフラット状態の検出方法も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。なお、ランフラットタイヤを含むシステムの耐久性評価手法としては、例えば特許文献４に記載されたものが知られている。
【特許文献１】特開２００４−１６１０２２号公報
【特許文献２】特表２００１−５２４０４９号公報
【特許文献３】特表２００２−５１９２３９号公報
【特許文献４】特表２００４−５０４２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例のように、車輪の振動すなわちランフラットタイヤやその中子等の振動を検出しても、正常な走行状態とランフラット状態とを良好に区別し得ないことが多く、上記従来例は、何れもランフラット状態の検出精度に問題を有している。
【０００５】
そこで、本発明は、ランフラットタイヤを含む車輪がランフラット状態にあるか否か精度よく判定可能とする車輪状態取得装置および車輪状態取得方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による車輪状態取得装置は、ホイールと、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするランフラットタイヤとを含む複数の車輪を有する車両に適用され、各車輪の状態を取得するために用いられる車輪状態取得装置において、車輪ごとに設けられて対応する車輪の振動状態を検出する振動検出手段と、各振動検出手段の検出値に基づいて車輪がランフラット状態にあるか否か判定する判定手段とを備え、振動検出手段は、車輪がランフラット状態にある際にその振動が車輪との共振により増幅されるように車輪に対して取り付けられていることを特徴とする。
【０００７】
この車輪状態取得装置は、ホイールとランフラットタイヤとを含む車輪に取り付けられた振動検出手段の検出値に基づいて車輪がランフラット状態にあるか否か判定する判定手段を備えるものである。そして、この車輪状態取得装置の振動検出手段は、車輪がランフラット状態にある際にその振動が車輪との共振により増幅されるように車輪に対して取り付けられる。これにより、振動検出手段の検出値は、正常な走行状態とランフラット走行状態とで明瞭に変化することになるので、振動検出手段の検出値を監視することにより、車輪がランフラット状態にあるか否かを精度よく判定することが可能となる。
【０００８】
この場合、振動検出手段の車輪に対する取付強度は、車輪がランフラット状態にある際に振動検出手段の振動が車輪との共振により増幅されるように設定されると好ましい。
【０００９】
すなわち、振動検出手段の車輪に対する取付強度は、例えば振動検出手段の取付部に介設されるグロメット等の剛性を適宜選択することにより容易に調整可能である。そして、上記取付強度を適切に選択すれば、車輪がランフラット状態にある際に振動検出手段の振動を車輪との共振により容易かつ確実に増幅させることが可能となる。
【００１０】
また、本発明による車輪状態取得装置は、判定手段によって少なくとも何れかの車輪がランフラット状態にあると判断された際に、振動検出手段の検出値と車両のランフラット走行距離とに基づいてランフラット状態にあるランフラットタイヤの残寿命を推定する残寿命推定手段を更に備えると好ましい。
【００１１】
ランフラットタイヤの残寿命は、ランフラット走行中に車輪に加わる荷重と、ランフラット走行距離すなわちランフラット走行状態に移行した後の累積走行距離とから推定可能である。また、本発明による車輪状態取得装置では、上述のように車輪がランフラット状態にあるか否かを精度よく判定可能であることから、ランフラット走行距離を正確に把握すると共に、車両が正常な走行状態からランフラット走行状態に移行した後も、振動検出手段の検出値に基づいて路面から車輪に対して入力する荷重を取得することができる。従って、かかる残寿命推定手段を車輪状態取得装置に更に設ければ、ランフラット状態になったランフラットタイヤの残寿命を精度よく推定し、推定された残寿命に基づいてドライバーに対する警告等を発生することが可能となる。
【００１２】
更に、振動検出手段は、車輪の縦方向における加速度を検出すると好ましい。
【００１３】
一般にランフラットタイヤの空気圧が低下すると、タイヤの縦方向すなわちタイヤ径方向における剛性が著しく変化し、それに伴って車輪の振動のうち、縦方向成分が正常時の値から変動する。従って、車輪の縦方向における加速度を検出可能な振動検出手段を用いると共に、当該振動検出手段と車輪とを縦方向に共振させることにより、車輪がランフラット状態にあるか否か精度よく判定することが可能となる。
【００１４】
また、振動検出手段は、更に車輪の横方向における加速度を検出可能であってもよい。
【００１５】
このように、車輪の振動のうち、横方向すなわち車輪の幅方向における成分をも検出することにより、車輪に加わる横方向の荷重を求めることができる。これにより、例えば車輪に加わる横方向の荷重をも考慮してランフラットタイヤの残寿命を推定すれば、当該残寿命の推定精度を向上させることが可能となる。
【００１６】
更に、振動検出手段は、車輪の横方向における加速度を検出可能であるとよく、本発明による車輪状態取得装置は、判定手段によって少なくとも何れかの車輪がランフラット状態にあると判断された際に、振動検出手段によって検出される車輪の横方向における加速度が所定値を上回っているか否か判定する第２の判定手段と、第２の判定手段によってランフラット状態にある車輪の横方向における加速度が所定値を上回っていると判断された場合に、所定の警報を発生する警報手段とを更に備えていてもよい。
【００１７】
また、車輪には、ランフラットタイヤのための空気圧調整用バルブが設けられるとよく、振動検出手段は、空気圧調整用バルブに一体化された加速度センサであると好ましい。
【００１８】
このような構成を採用すれば、部品点数を増加させることなく、車輪がランフラット状態にある際に車輪との共振により振動検出手段の振動を増幅させるために必要なマスを容易に確保することが可能となる。
【００１９】
本発明による他の車輪状態取得装置は、ホイールと、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするランフラットタイヤとを含む車輪を有する車両に適用され、各車輪の状態を取得するために用いられる車輪状態取得装置において、車輪がランフラット状態にあるか否か判定する第１の判定手段と、車輪の横方向における加速度を検出する検出手段と、第１の判定手段によって少なくとも何れかの車輪がランフラット状態にあると判断された際に、振動検出手段によって検出されるランフラット状態にある車輪の横方向における加速度が所定値を上回っているか否か判定する第２の判定手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
ランフラットタイヤは、タイヤ空気圧が低下してもある程度の距離だけ緊急走行を可能にするものであるが、タイヤ空気圧が低下している状態で当該緊急走行が継続された場合、ランフラット状態にあるランフラットタイヤがホイールから離脱してしまうおそれもある。このような場合、ランフラットタイヤは、主として車輪に対して横方向に作用する力によってホイールから離脱させられる。従って、この車輪状態取得装置のように、少なくとも何れかの車輪がランフラット状態にあると判断された場合に、ランフラット状態にある車輪の横方向における加速度を監視すれば、ランフラット状態にあるランフラットタイヤがホイールから離脱するおそれがあるか否か判定することができる。これにより、ランフラット状態にある車輪の横方向における加速度が所定値を上回っていると判断された場合に例えば所定の警報を発生することにより、ランフラットタイヤがホイールから離脱してしまうことを未然に抑制すると共に、ランフラット走行状態が限度を超えて継続されてしまうことを抑制することが可能となる。
【００２１】
本発明による車輪状態取得方法は、ホイールと、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするランフラットタイヤとを含む複数の車輪を有する車両に適用され、各車輪の状態を取得するために用いられる車輪状態取得方法において、車輪の振動を検出する振動検出手段を車輪がランフラット状態にある際にその振動が車輪との共振により増幅されるように車輪に対して取り付けると共に、振動検出手段の検出値に基づいて車輪がランフラット状態にあるか否か判定することを特徴とする。
【００２２】
本発明による他の車輪状態取得方法は、ホイールと、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするランフラットタイヤとを含む複数の車輪を有する車両に適用され、各車輪の状態を取得するために用いられる車輪状態取得方法において、複数の車輪のうち、少なくとも何れかの車輪がランフラット状態にあると判断された際に、ランフラット状態にある車輪の横方向における加速度を検出すると共に、当該横方向における加速度が所定値を上回っているか否か判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ランフラットタイヤを含む車輪がランフラット状態にあるか否か精度よく判定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明による車輪状態取得装置を備えた車両の要部を示す概略構成図であり、図２は、図１の車両に備えられた車輪を示す部分断面図である。図１に示される車両１０は、車体１２に設けられた４体の車輪１４と、これら４体の車輪１４のうちの操舵輪を操舵する図示されない操舵装置や、これら４体の車輪１４のうちの駆動輪を駆動する図示されない走行駆動源等を備えるものである。そして、車輪１４は、それぞれホイール１６と、ランフラットタイヤ１８とを含む。
【００２６】
本実施形態の車両１０において採用されているランフラットタイヤ１８は、いわゆるサイド補強型ランフラットタイヤであり、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするものである。図２に示されるように、ランフラットタイヤ１８は、ビードコア１８０が埋設される一対のビード部１８１と、ビード部１８１からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部１８２と、両サイドウォール部１８２間に延在するトレッド部１８３とを含む。一対のビード部１８１、一対のサイドウォール部１８２およびトレッド部１８３には、例えば１枚の繊維材からなるカーカス１８４が埋設されており、トレッド部１８３には、カーカス１８４の外側に位置するようにベルト層１８５が埋設されている。そして、各サイドウォール部１８２には、インナーライナ１８６の内側に位置するように補強ゴム１８７が埋設されている。
【００２７】
各補強ゴム１８７は、高い剛性を有し、ホイール１６とランフラットタイヤ１８とにより画成されるタイヤ内部空間１８８内の空気圧がパンク等により低下した際に、タイヤ１８の全体をホイール１６に対して支持し、それにより、ランフラット走行を可能とする。なお、車両１０に設けられるランフラットタイヤ１８は、サイド補強型に限られるものではなく、タイヤ内部空間１８８内の空気圧が低下した際にタイヤ１８の全体をホイール１６に対して支持する中子を備えた中子型のものであってもよい。また、ホイール１６には、打ち込み式あるいは貼り付け式のバランスウェイト１７が適宜装着される。
【００２８】
更に、上述の各車輪１４には、ランフラットタイヤ１８の空気圧調整用バルブとして機能するＴＰＭＳバルブ２０が装着されている。各ＴＰＭＳバルブ２０は、ホイール１６のホイールリム１６ａに設けられた取付孔１６ｂに弾性ゴムからなるグロメット１９、ワッシャおよびボルトを介して取り付けられる。グロメット１９は、所定の剛性を有しており、タイヤ内部空間１８８を気密保持する。また、ＴＰＭＳバルブ２０のバルブキャップ２０ａは、ホイールリム１６ａの外側に突出しており、このバルブキャップ２０ａを取り外して、図示されない弁口に空気供給装置のホースを接続すれば、タイヤ内部空間１８８内に空気を供給可能となる。
【００２９】
図２に示されるように、各ＴＰＭＳバルブ２０は、タイヤ内部空間１８８内に突出するハウジング２１を有している。このハウジング２１内には、タイヤ内部空間１８８内の空気圧を検出する空気圧センサ２２、ハウジング２１すなわち車輪１４の加速度を検出する加速度センサ（Ｇセンサ）２３、センサ２２，２３により検出された空気圧、加速度の検出値を示す信号を無線送信する車輪側通信機２４およびこれらのセンサ２２，２３および車輪側通信機２４に電力を供給するための図示されない電源（電池）が収容されている。
【００３０】
本実施形態では、空気圧センサ２２として、例えば半導体圧力センサが採用されている。また、加速度センサ２３としては、いわゆる２軸加速度センサが用いられており、加速度センサ２３は、車輪１４の縦方向すなわち車輪１４の径方向における加速度と、車輪１４の横方向すなわち車輪１４の幅方向における加速度とを検出可能である。車輪側通信機２４は、ハウジング２１内のセンサ２２，２３の検出値を例えば１５秒〜６０秒間隔で無線送信することが可能なものである。
【００３１】
なお、車輪側通信機２４は、センサ２２，２３の検出値を相互に対応づけして送信する。本実施形態では、ＴＰＭＳバルブ２０に含まれるセンサ２２，２３の検出値のすべてが１回の送信毎に無線信号に含まれ、これにより、各センサ２２，２３の検出値が相互に対応づけられる。また、ＴＰＭＳバルブ２０のハウジング２１内には、タイヤ内部空間１８８内の空気の温度を検出する温度センサが更に配置されてもよい。
【００３２】
一方、車両１０の車体１２には、図１に示されるように、ＴＰＭＳバルブ２０の車輪側通信機２４から送信される情報を用いて各種制御を実行する電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）３０が搭載されている。ＥＣＵ３０は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、入出力インターフェース、メモリ等を備えるものである。そして、当該ＥＣＵ３０には、図１に示されるように、車体側通信機２５、センサ群２６および警報装置２７が接続されている。
【００３３】
車体側通信機２５は、各車輪１４のＴＰＭＳバルブ２０のハウジング２１に収容された車輪側通信機２４との間で信号の送受信を行うものであり、車輪側通信機２４から無線送信された信号を受信してＥＣＵ３０に与える。センサ群２６には、例えば、車輪１４ごとに設けられて対応する車輪１４の速度を検出する図示されない車輪速センサ等が含まれる。警報装置２７は、ＥＣＵ３０の制御のもと、所定条件下でドライバーに警報を発するものであり、例えば、車両１０のインストルメンツパネルに設けられている警告表示装置等が含まれる。
【００３４】
さて、上述の車両１０には、パンク等によりタイヤ空気圧が低下しても、ある程度の距離だけ緊急走行を可能にするランフラットタイヤ１８が装着されているが、このようなランフラットタイヤ１８を備えた車両１０においては、車両１０がランフラット走行中である否か把握することが重要となる。
【００３５】
ここで、パンク等によりランフラットタイヤ１８の空気圧が低下し、各サイドウォール部１８２の補強ゴム１８７によってランフラットタイヤ１８がホイール１６に対して支持されるランフラット状態になると、ランフラットタイヤ１８の縦方向（径方向）の剛性が大きくなり、ランフラットタイヤ１８を介して加速度センサ２３に入力する縦方向（車輪径方向）の振動の周波数は、所定の値ｆｘに概ね近づく。一方、各ＴＰＭＳバルブ２０のハウジング２１内に収容された加速度センサ２３は、基本的には、車輪１４と同期して振動するが、加速度センサ２３自体の振動が車輪１４との共振により縦方向に増幅されれば、図３に示されるように、加速度センサ２３により出力される車輪１４の縦方向加速度の値が正常走行時に比べて大幅に大きくなる。
【００３６】
このような点に鑑みて、車両１０の各車輪１４では、振動検出手段としての加速度センサ２３が、ランフラット走行中にその振動が車輪との共振により縦方向に増幅されるように車輪１４に対して取り付けられている。すなわち、本実施形態では振動検出手段としての加速度センサ２３がＴＰＭＳバルブ２０のハウジング２１内に収容されることから、加速度センサ２３を収容したハウジング２１の固有振動数が、上述の値ｆｘ、つまり、車輪１４がランフラット状態にある際にタイヤ１８を介して加速度センサ２３に入力する縦方向（車輪径方向）の振動の周波数ｆｘと概ね一致するように設定されている。
【００３７】
この場合、ハウジング２１すなわち加速度センサ２３の車輪１４すなわちホイール１６に対する取付強度は、主としてグロメット１９の剛性により規定される。従って、本実施形態では、車輪１４がランフラット状態にある際にタイヤ１８を介して加速度センサ２３に入力する縦方向（車輪径方向）の振動の周波数ｆｘを実験的、解析的に求めた上で、ＴＰＭＳバルブ２０の重量、サイズ等に応じて、ハウジング２１の固有振動数が上述の値ｆｘとなるようにグロメット１９の剛性等が定められる。
【００３８】
これにより、ランフラット走行中に車輪１４とハウジング２１とを縦方向に共振させて加速度センサ２３の縦方向における振動を容易かつ確実に増幅させることが可能となり、加速度センサ２３により検出される車輪１４の縦方向加速度を正常な走行状態とランフラット走行状態とで明瞭に変化させることができる。従って、加速度センサ２３により検出される車輪１４の縦方向の加速度を監視することにより、車両がランフラット走行中であるか否かを精度よく判定することが可能となる。また、本実施形態のように、ランフラットタイヤ１８のための空気圧調整用バルブとして機能するＴＰＭＳバルブ２０に振動検出手段としての加速度センサ２３を一体化することにより、部品点数を増加させることなく、ランフラット走行中に加速度センサ２３の振動を車輪１４との共振により増幅させるために必要なマスを容易に確保することが可能となる。
【００３９】
そして、上述のＥＣＵ３０は、ＴＰＭＳバルブ２０のハウジング２１内の加速度センサ２３の検出値に基づいて何れかの車輪１４がランフラット状態にあるか否か良好に検出できるように図４に示される構成を有している。図４は、車両１０におけるランフラット走行状態の検出に関連する構成を示す制御ブロック図である。同図に示されるように、ＥＣＵ３０には、走行状態判定部３１、走行距離算出部３２、横Ｇ判定部３３、および残寿命推定判定部３４が構築されており、かかるＥＣＵ３０と、上述の各加速度センサ２３等により本発明による車輪状態取得装置１００が構成される。なお、図３には、簡単のために、１体のＴＰＭＳバルブ２０のみが示される。
【００４０】
走行状態判定部３１は、各ＴＰＭＳバルブ２０から車体側通信機２５を介して受け取った加速度センサ２３の検出値のうち、車輪１４の縦方向加速度の検出値と、図示されないメモリ等に記憶されている閾値とに基づいて何れかの車輪１４がランフラット状態にあるか否か判定する。そして、走行状態判定部３１は、その判定結果に応じて警報を発生させるべく警報装置２７に指令信号を与える。また、走行距離算出部３２は、走行状態判定部３１により何れかの車輪１４がランフラット状態にあると判断されると、例えばセンサ群２６に含まれる各車輪１４の車輪速センサの検出値に基づいて、車両１０のランフラット走行距離、すなわち、何れかの車輪１４がランフラット状態となって車両１０が正常走行状態からランフラット走行状態に移行した後の累積走行距離を算出する。
【００４１】
横Ｇ判定部３３は、各ＴＰＭＳバルブ２０から車体側通信機２５を介して受け取った加速度センサ２３の検出値のうち、車輪１４の幅方向における横方向加速度の検出値と、図示されないメモリに記憶されている閾値とに基づいてランフラット状態にある車輪１４においてランフラットタイヤ１８がホイールリム１６ａから離脱するおそれがあるか否か判定する。横Ｇ判定部３３も、その判定結果に応じて警報を発生させるべく警報装置２７に指令信号を与える。
【００４２】
また、本実施形態の車両１０には、当該車両１０の旋回方向の安定性が確保されるように何れも図示されないブレーキユニットや走行駆動源を制御する車両安定性制御装置（ＶＳＣ）が備えられており、横Ｇ判定部３３は、当該車両安定性制御装置の電子制御ユニット（以下「ＶＳＣＥＣＵ」という）４０に接続されている。そして、横Ｇ判定部３３は、その判定結果に応じて車両１０の走行安定性が確保されるようにブレーキユニットや走行駆動源を制御させるべくＶＳＣＥＣＵ４０に対して指令信号を与える。
【００４３】
残寿命推定判定部３４は、走行状態判定部３１によって何れかの車輪１４がランフラット状態にあると判断された際に、各ＴＰＭＳバルブ２０から車体側通信機２５を介して受け取った加速度センサ２３の検出値と車両１０のランフラット走行距離とを用いると共に、図示されないメモリに格納された所定の演算アルゴリズムに従ってランフラット状態になったランフラットタイヤ１８の残寿命を推定する。残寿命推定判定部３４は、その判定結果に応じて、警報を発生させるべく警報装置２７に指令信号を与えると共に、車両１０の走行安定性が確保されるようにブレーキユニットや走行駆動源を制御させるべくＶＳＣＥＣＵ４０に対して指令信号を与える。
【００４４】
なお、上述の走行状態判定部３１、走行距離算出部３２、横Ｇ判定部３３、および残寿命推定判定部３４は、ＣＰＵにプログラムを実行させることにより構築される機能ブロックであるが、これらの機能ブロックの少なくとも一部がハードウエアにより構築され得ることはいうまでもない。
【００４５】
次に、図５を参照しながら、上述の車両１０においてランフラット状態にある車輪１４を検出する手順について説明する。
【００４６】
図５に示されるルーチンは、車両１０の走行中に上述のＥＣＵ３０によって所定時間おきに繰り返し実行されるものである。このルーチンの実行タイミングになると、ＥＣＵ３０は、車輪１４ごとに、車体側通信機２５等を介してＴＰＭＳバルブ２０の加速度センサ２３の検出値を取得する（Ｓ１０）。この場合、ＥＣＵ３０の走行状態判定部３１は、各加速度センサ２３の検出値のうち、車輪１４の縦方向加速度の検出値を受け取り、車輪１４ごとに、加速度センサ２３により検出された車輪１４の縦方向加速度と予め求められている正常走行時の車輪１４の縦方向加速度の最大値との偏差が所定の閾値を上回っているか否か判定する（Ｓ１２）。
【００４７】
ここで、パンク等によりランフラットタイヤ１８の空気圧が低下すると、一般に、タイヤの縦方向すなわちタイヤの径方向における剛性が著しく変化し、それに伴って車輪１４の振動のうち、縦方向成分が正常時の値から変動する。そして、本実施形態では、何れかの車輪１４がランフラット状態になると、上述のように当該車輪１４の加速度センサ２３自体の縦方向における振動が車輪１４との共振により増幅されるので、当該加速度センサ２３により出力される車輪１４の縦方向加速度の値が正常走行時に比べて大幅に大きくなる。
【００４８】
従って、加速度センサ２３により出力される車輪１４の縦方向加速度と、予め実験的、解析的に求められる正常走行時の車輪１４の縦方向加速度の最大値とを比較することにより、車輪１４がランフラット状態にあるか否か容易に判定することが可能となる。すべての車輪１４において上記偏差が上記閾値を上回っていない場合、走行状態判定部３１は、すべての車輪１４のランフラットタイヤ１８が正常であると判断する（Ｓ１２におけるＮｏ）。この場合、Ｓ１２以降の処理は実行されず、再度Ｓ１０以降の処理が実行されることになる。
【００４９】
一方、何れかの車輪１４において上記偏差が上記閾値を上回っている場合、走行状態判定部３１は、当該何れかの車輪１４がランフラット状態にあると判断する（Ｓ１２におけるＹｅｓ）。そして、走行状態判定部３１は、ランフラット状態にある車輪１４を特定すると共に、ドライバーに対して車両１０がランフラット走行状態にある旨を報知すべく、警報装置２７に指令信号を与える（Ｓ１４）。本実施形態の車両１０では、例えば、インストルメンツパネルに設けられている所定の表示領域にランフラット状態にある車輪１４を示す点滅表示がなされる。また、Ｓ１４において、走行状態判定部３１は、走行距離算出部３２に対して、ランフラット走行距離の算出を開始させるべく指令信号を与えると共に、ランフラット状態にあると特定した車輪１４を示す信号を横Ｇ判定部３３に与える。
【００５０】
走行状態判定部３１から信号を受け取った横Ｇ判定部３３は、ランフラット状態にあると特定された車輪１４の加速度センサ２３の検出値のうち、車輪１４の横方向加速度の検出値を取得し、当該車輪１４について、加速度センサ２３により検出された車輪１４の横縦方向加速度が予め求められている閾値を上回っているか否か判定する（Ｓ１６）。ここで、ランフラットタイヤ１８は、タイヤ空気圧が低下してもある程度の距離だけ緊急走行を可能にするものである。しかしながら、タイヤ空気圧が低下している状態で当該緊急走行が継続された場合、ランフラット状態にあるランフラットタイヤ１８がホイール１６から離脱してしまうおそれもある。このような場合、ランフラットタイヤ１８は、主として車輪１４に対して横方向に作用する力によってホイール１６から離脱させられる。
【００５１】
従って、何れかの車輪１４がランフラット状態にあると判断された場合、ランフラット状態にある車輪１４の横方向における加速度を監視すれば、ランフラット状態にあるランフラットタイヤ１８がホイール１６から離脱するおそれがあるか否か判定することができる。すなわち、ランフラット状態にある車輪１４の横方向加速度が予め実験的、解析的に定められる閾値を超えるような場合、ランフラット状態にあるランフラットタイヤ１８がホイール１６から離脱する可能性がある。
【００５２】
このため、横Ｇ判定部３３は、ランフラット状態にある車輪１４について加速度センサ２３により検出された横方向加速度が予め求められている閾値を上回っていると判断すると（Ｓ１６におけるＹｅｓ）、ドライバーに対してランフラット状態にあるランフラットタイヤ１８がホイール１６から離脱するおそれがある旨を報知すべく警報装置２７に指令信号を与えると共に、車両１０の走行安定性が確保されるようにブレーキユニットや走行駆動源を制御させるべくＶＳＣＥＣＵ４０に対して指令信号を与える（Ｓ１８）。
【００５３】
このように、ランフラット状態にある車輪１４の横方向における加速度が上記閾値を上回っていると判断された場合に所定の警報を発生することにより、ランフラット状態にあるランフラットタイヤ１８がホイール１６から離脱してしまうことを未然に抑制すると共に、ランフラット走行状態が限度を超えて継続されてしまうことを抑制することが可能となる。また、本実施形態の車両１０では、ランフラット状態にある車輪１４の横方向における加速度が上記閾値を上回っていると判断された場合、警報が発生されると共に、車両安定性制御装置によって車両１０の走行安定性が確保されるようにブレーキユニットや走行駆動源が制御される。従って、その後にランフラット走行状態が継続されても、車両１０の操縦安定性を確保することが可能となる。
【００５４】
一方、横Ｇ判定部３３によりランフラット状態にある車輪１４の横方向加速度が予め求められている閾値以下であると判断されると（Ｓ１６におけるＮｏ）、残寿命推定判定部３４は、ランフラット状態にあると特定された車輪１４のランフラットタイヤ１８の残寿命を推定・算出する（Ｓ２０）。かかる残寿命の推定に際して、残寿命推定判定部３４は、ランフラット状態にある車輪１４について加速度センサ２３により検出された縦方向加速度および横方向加速度を取得する共に、走行距離算出部３２から、車両１０のランフラット走行距離、すなわち、何れかの車輪１４がランフラット状態となって車両１０が正常走行状態からランフラット走行状態に移行した後の累積走行距離を取得する。
【００５５】
そして、残寿命推定判定部３４は、予め用意されている演算アルゴリズムに従ってランフラット状態になったランフラットタイヤ１８の残寿命を推定・算出する。本実施形態の車両１０においては、ランフラット状態にある車輪１４に対して走行中に加わる縦方向の荷重および横方向の荷重とフラット走行距離とを変数としてランフラット状態になったランフラットタイヤ１８の残寿命を規定する関数が予め定められ、当該関数を用いた演算アルゴリズムが図示されないメモリに格納されている。残寿命推定判定部３４は、ランフラット状態にある車輪１４について加速度センサ２３により検出された縦方向加速度および横方向加速度から、ランフラット状態にある車輪１４に対して走行中に加わっている縦方向の荷重および横方向の荷重を求めると共に、これらの荷重、ランフラット走行距離および上記関数を用いてランフラット状態になったランフラットタイヤ１８の残寿命を算出する。
【００５６】
上述のように、本実施形態の車両１０では、車輪１４がランフラット状態にあるか否かを精度よく判定可能であることから、ランフラット走行距離を正確に把握すると共に、車両１０が正常な走行状態からランフラット走行状態に移行した後も、車輪１４に設けられた加速度センサ２３の検出値に基づいて路面から車輪１４に対して入力する荷重を取得することができる。従って、Ｓ２０では、残寿命推定判定部３４によって、ランフラット状態になったランフラットタイヤの残寿命が精度よく推定・算出される。また、本実施形態のように、車輪１４に加わる荷重のうち、車輪１４に加わる横方向の荷重をも考慮してランフラットタイヤ１８の残寿命を推定すれば、当該残寿命の推定精度を向上させることが可能となる。
【００５７】
残寿命推定判定部３４は、ランフラット状態にある車輪１４のランフラットタイヤ１８の残寿命を算出すると、算出した残寿命と、図示されないメモリ等に記憶されている閾値とを比較する（Ｓ２２）。Ｓ２２にて用いられる閾値は、例えばタイヤメーカー等により保証されているランフラットタイヤ１８の寿命に所定の係数（例えば９０％）を乗じた値とされる。そして、残寿命推定判定部３４は、算出した残寿命が上記閾値を下回っていると判断した場合（Ｓ２２におけるＹｅｓ）、ドライバーに対してランフラット状態にあるランフラットタイヤ１８が使用限界に近づきつつある旨を報知すべく警報装置２７に指令信号を与えると共に、車両１０の走行安定性が確保されるようにブレーキユニットや走行駆動源を制御させるべくＶＳＣＥＣＵ４０に対して指令信号を与える（Ｓ１８）。
【００５８】
このように、ランフラット状態にあるランフラットタイヤ１８が使用限界に近づきつつある時点でドライバーに警告を与えることにより、ランフラット走行状態が限度を超えて継続されてしまうことを抑制することが可能となる。また、車両１０では、ランフラット状態にあるランフラットタイヤ１８が使用限界に近づきつつある時点でも、車両安定性制御装置によるブレーキユニットや走行駆動源の制御が開始される。従って、その後にランフラット走行状態が継続されても、車両１０の操縦安定性を確保することが可能となる。なお、残寿命推定判定部３４により算出された残寿命が上記閾値を下回っていないと判断された場合（Ｓ２２におけるＮｏ）、再度Ｓ１０以降の処理が実行されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明による車輪状態取得装置を備えた車両の要部を示す概略構成図である。
【図２】図１の車両に備えられた車輪を示す部分断面図である。
【図３】本発明による車輪状態取得装置に含まれる加速度センサの出力特性を説明するためのグラフである。
【図４】本発明による車輪状態取得装置を示す制御ブロック図である。
【図５】図１の車両においてランフラット状態にある車輪を検出する手順を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
１０  車両、１２  車体、１４  車輪、１６  ホイール、１６ａ  ホイールリム、１６ｂ  取付孔、１７  バランスウェイト、１８  ランフラットタイヤ、１９  グロメット、２０  ＴＰＭＳバルブ、２０ａ  バルブキャップ、２１  ハウジング、２２  空気圧センサ、２３  加速度センサ、２４  車輪側通信機、２５  車体側通信機、２６  センサ群、２７  警報装置、３０  ＥＣＵ、３１  走行状態判定部、３２  走行距離算出部、３３  横Ｇ判定部、３４  残寿命推定判定部、４０  ＶＳＣＥＣＵ、１００  車輪状態取得装置、１８０  ビードコア、１８１  ビード部、１８２  サイドウォール部、１８３  トレッド部、１８４  カーカス、１８５  ベルト層、１８６  インナーライナ、１８７  補強ゴム、１８８  タイヤ内部空間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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