(57)【要約】      （修正有）【課題】車両が高速走行状態であっても、全車輪について異常検出することのできる車輪異常検知装置を提供する。【解決手段】車輪異常検知装置１０は、走行中の車両に装着された複数の車輪に対して、各車輪の振動強度を連続的に計測する振動計測手段１と、各車輪の回転速度を連続的に計測する車輪速計測手段２と、前記振動計測手段および車輪速計測手段で計測されたデータから車輪の回転に同期した波形を抽出する抽出手段３と、抽出手段３で抽出された波形から車輪の状態を判定しこの状態が予め定めた正常範囲から外れた場合に異常を警告する異常警告手段４とを具える。【選択図】図２５
2006224757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中の車両に装着された複数の車輪に対して、各車輪の振動強度を連続的に計測する振動計測手段と、各車輪の回転速度を、直接的に、もしくは、車輪速と相関する車両特性を測定することによって間接的に、連続的して計測する車輪速計測手段と、前記振動計測手段および車輪速計測手段で計測されたデータから車輪の回転に同期した波形を抽出する抽出手段と、抽出手段で抽出された波形から車輪の状態を判定しこの状態が予め定めた正常範囲から外れた場合に異常を警告する異常警告手段とを具えた車輪異常検知装置において、
前記抽出手段は、
振動計測手段によって連続的に計測された各車輪についての振動強度データを、予め定められた固定の時間間隔δfでサンプリングして、時間順に並んだデータ列よりなる「計測波形」を生成する固定サンプリング処理部と、
各車輪について、前記計測波形の中から、その車輪の回転に同期した成分だけを、時間順に並んだデータ列として抽出し、これを、「同期成分波形」として前記異常警告手段に出力する適応デジタルフィルタ部と、
各車輪の前記抽出のモデルとなる「モデル波形」を、時間順に並んだデータ列として生成するモデル波形生成部とよりなり、
前記適応デジタルフィルタ部は、前記モデル波形を入力し、前記計測波形と前記同期成分波形との差分、および、入力したモデル波形の両方に基づいて前記同期成分波形を生成するとともに、前記同期成分波形を生成する際のフィルタリングパラメータを、前記差分を用いて適応制御するよう構成され、
各車輪の一回転分の周期に対応する基本周波数に自然数nを乗じた周波数を、その車輪に対する「n次の同期周波数」としたとき、
各車輪に対する前記モデル波形は、このモデル波形の各データを前記δfの時間間隔で並べた時間領域波形をフーリエ変換してできる周波数領域波形が、その車輪の、前記抽出に係る次数の同期周波数の位置で山となり、隣接する次数の同期周波数同士の間では谷となる形状をなし、前記山となる部分の頂部は無限小もしくは有限の幅の周波数範囲に点もしくは平坦面として延在し、頂部の高さは、前記抽出に係るすべての次数の同期周波数に対して同じ値となる特性を有するよう構成され、
モデル波形生成部は、前記車輪速計測手段からのデータにもとづいて、各車輪の基本周波数、もしくは、この基本周波数が含まれる範囲を設定し、設定した基本周波数もしくはその範囲から前記周波数領域波形特性を満足するモデル波形を生成するよう構成されてなる車輪異常検知装置。
【請求項２】
前記適応デジタルフィルタ部は、複数の車輪に対するそれぞれの同期成分波形を、これらに共通の、一つのモデル波形に基づいて生成するよう構成され、
この共通のモデル波形に対応する前記周波数領域波形において、n次の同期周波数に対応する山の頂部の周波数範囲は、前記共通のモデル波形に基づく同期成分波形の抽出に係る全ての車輪に対するn次の同期周波数を含むことを特徴とする請求項１に記載の車輪異常検知装置。
【請求項３】
Aを予め定められた百分率として、前記、ｎ次の同期周波数に対応する山の頂部の周波数範囲を、前記共通のモデル波形に基づく同期成分波形の抽出に係る複数の車輪のうち、基本周波数が最小となる車輪のｎ次同期周波数の0〜+A%として設定してなる請求項２に記載の車輪異常検知装置。
【請求項４】
前記、ｎ次の同期周波数に対応する山の頂部の周波数範囲を、前記共通のモデル波形に基づく同期成分波形の抽出に係る複数の車輪のうち、基本周波数が最小となる車輪と、基本周波数が最大となる車輪との、両方の車輪に対するｎ次同期周波数に基づいて設定してなる請求項２に記載の車輪異常検知装置。
【請求項５】
前記前記適応デジタルフィルタ部は、前記共通のモデル波形を構成するデータを、一つ入力するごとに、この共通のモデル波形に基づく同期成分波形の抽出に係る全車輪のそれぞれについて、同期成分波形のデータを一つだけ出力する処理を行うよう構成されてなる請求項２〜４のいずれかに記載の車輪異常検知装置。
【請求項６】
走行中の車両に装着された複数の車輪に対して、各車輪の振動強度を連続的に計測する振動計測手段と、各車輪の回転速度を、直接的に、もしくは、車輪速と相関する車両特性を測定することによって間接的に、連続的して計測する車輪速計測手段と、前記振動計測手段および車輪速計測手段で計測されたデータから車輪の回転に同期した波形を抽出する抽出手段と、抽出手段で抽出された波形から車輪の状態を判定しこの状態が予め定めた正常範囲から外れた場合に異常を警告する異常警告手段とを具えた車輪異常検知装置において、
前記抽出手段は、
各車輪について、振動計測手段により時間軸に沿って連続的に計測された振動強度データを、車輪速計測手段からのデータに応じて変化する時間間隔δvでサンプリングして、時間順に並んだデータ列よりなる「計測波形」を生成する可変サンプリング処理部と、
各車輪について、前記計測波形の中から、その車輪の回転に同期した成分だけを、時間順に並んだデータ列として抽出し、これを、「同期成分波形」として前記異常警告手段に出力する適応デジタルフィルタ部と、
各車輪の前記抽出のモデルとなる「モデル波形」を、時間順に並んだデータ列として生成するモデル波形生成部とよりなり、
前記可変サンプリング処理部において各車輪に対する前記計測波形を生成するのに用いられる前記時間間隔δvは、前記車輪速計測手段からのデータにもとづいて算出されるこの車輪の１回転分の周期に対応する基本周波数、もしくは、前記車輪速計測手段からのデータにもとづいて予め定められた手順で算出される仮想車輪の１回転分の周期に対応する基本周波数faと、これらの車輪の１回転を等分する際の分割数となる予め定められた値kとの積の逆数として求められ、
前記適応デジタルフィルタ部は、前記モデル波形を入力し、前記計測波形と前記同期成分波形との差分、および、入力したモデル波形の両方に基づいて前記同期成分波形を生成するとともに、前記同期成分波形を生成する際のフィルタリングパラメータを、前記差分を用いて適応制御し、複数の車輪に対するそれぞれの同期成分波形は、これらの車輪に共通な一つのモデル波形に基づいて生成されるよう構成され、
予め定められた固定の周波数を固定基本周波数f0として、この固定基本周波数に自然数nを乗じた周波数を、「n次の固定同期周波数」とし、前記固定基本周波数f0と前記分割数kとの積の逆数を時間間隔δ0としたとき、
前記共通のモデル波形は、このモデル波形の各データを前記時間間隔δ0おきに並べた時間領域波形をフーリエ変換してできる周波数領域波形が、前記抽出に係る次数の固定同期周波数の位置で山となり、隣接する次数の固定同期周波数同士の間では谷となる形状をなし、前記山となる部分の頂部は無限小もしくは有限の幅の周波数範囲で点もしくは平坦面として延在し、頂部の高さは、前記抽出に係るすべての次数の固定同期周波数に対して同じ値となる特性を有するよう構成されてなる車輪異常検知装置。
【請求項７】
各車輪に対応するサンプリング処理に用いられる前記時間間隔δvは、前記同期成分波形の抽出に係る複数の車輪のすべてに対して共通のものが用いられ、これらの車輪の基本周波数のうち、最小のものをfmin、最大のものをfmax、前記時間間隔δvの算出に用いたものをfaとしたとき、前記モデル波形に対応する周波数領域波形において、n次の固定同期周波数に対応する山の頂部の周波数範囲は、少なくとも、f0・(fmin/fa) のn倍以上でかつf0・(fmax/fa)のn倍以下の範囲を含むよう構成されてなる請求項６に記載の車輪異常検知装置。
【請求項８】
前記共通のモデル波形に基づく同期成分波形の抽出に係る全ての車輪に対する基本周波数のうち、最小のものを、前記、共通の時間間隔δvの算出に用いるとともに、Aを予め定められた百分率として、n次の固定同期周波数に対応する山の頂部の周波数範囲を、ｎ次の固定同期周波数の、0〜+A%の範囲として設定してなる請求項７に記載の車輪異常検知装置。
【請求項９】
n次の固定同期周波数に対応する山の頂部の周波数範囲を、前記共通のモデル波形に基づく同期成分波形の抽出に係る複数の車輪のうち、基本周波数が最小となる車輪と、基本周波数が最大となる車輪との、両方のｎ次の同期周波数に基づいて設定してなる請求項７に記載の車輪異常検知装置。
【請求項１０】
前記適応デジタルフィルタ部は、前記共通のモデル波形を構成するデータを、一つ入力するごとに、この共通のモデル波形に基づく同期成分波形の抽出に係る全車輪のそれぞれについて、同期成分波形のデータを一つだけ出力する処理を行うよう構成されてなる請求項７〜９のいずれかに記載の車輪異常検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行する車両に装着された車輪の異常を検知する装置に関し、特に、検知に要する処理速度を向上させたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪、例えば、これを構成するタイヤの異常を検知する装置として、タイヤ内圧が一定値以下になるとアラームを発してドライバーに警告をする内圧異常警報装置が知られている。この装置では、タイヤのホイールに取り付けられた内圧センサによって内圧を測定し、ある一定の内圧以下になった場合に警告を発するよう構成されている。
【０００３】
しかしながら、この内圧異常警報装置では、内圧低下以外の原因で発生する故障は検知できない。例えば、そのような故障の一例として、トレッドとベルト間、ベルトを構成するコード間、及び、サイドゴムとカーカスプライ間などでの剥離、プライコードやベルトコードの破断、ならびに、トレッドゴムのチャンクアウト（例えば、トレッドに設けられたブロック陸部がもぎ取られた状態）などがある。これらのタイヤ故障が生じた状態で走行を続ければ、突然のタイヤバーストが生じて走行不能となる可能性があり、加えて、大きな事故を招く恐れがある。
【０００４】
このような内圧以外の故障を検知するシステムとして、タイヤの振動や音のデータを計測し、予め求めた正常時のデータと比較することで、タイヤの異常等、回転体の異常を検知システムが知られていて（例えば、特許文献１参照）、この異常検知システムでも、タイヤの異常を検知することはできるが、より簡単な構成で、さらに、性能の良い車両の異常検知システムが近年求められていた。
【特許文献１】特開２００３−８０９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような背景のもと、本出願人は、例えば車輪の振動を連続的に計測し、この振動データから異常状態を検出するに際し、適応デジタルフィルタを用いて、車輪の回転に同期する波形だけを取り出し、その波形を正常なものと比較することにより、車輪の異常を検知する装置を提案した。
【０００６】
しかしながら、この提案は、原理的には、高精度に車輪の異常を検出することができるものの、高速で走行する車両において、短時間で車両に装着された複数の車輪の異常検出を、検出に十分な頻繁で行うためには、更なる工夫を必要とするものであった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、複数の車輪を装着する車両において、この車両が高速走行をしている状態であっても、これらの車輪のすべてについて、頻繁に、その異常をチェックし、異常があればそれを検出することのできる車輪異常検知装置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】
【０００８】
＜１＞は、走行中の車両に装着された複数の車輪に対して、各車輪の振動強度を連続的に計測する振動計測手段と、各車輪の回転速度を、直接的に、もしくは、車輪速と相関する車両特性を測定することによって間接的に、連続的して計測する車輪速計測手段と、前記振動計測手段および車輪速計測手段で計測されたデータから車輪の回転に同期した波形を抽出する抽出手段と、抽出手段で抽出された波形から車輪の状態を判定しこの状態が予め定めた正常範囲から外れた場合に異常を警告する異常警告手段とを具えた車輪異常検知装置において、
前記抽出手段は、
振動計測手段によって連続的に計測された各車輪についての振動強度データを、予め定められた固定の時間間隔δfでサンプリングして、時間順に並んだデータ列よりなる「計測波形」を生成する固定サンプリング処理部と、
各車輪について、前記計測波形の中から、その車輪の回転に同期した成分だけを、時間順に並んだデータ列として抽出し、これを、「同期成分波形」として前記異常警告手段に出力する適応デジタルフィルタ部と、
各車輪の前記抽出のモデルとなる「モデル波形」を、時間順に並んだデータ列として生成するモデル波形生成部とよりなり、
前記適応デジタルフィルタ部は、前記モデル波形を入力し、前記計測波形と前記同期成分波形との差分、および、入力したモデル波形の両方に基づいて前記同期成分波形を生成するとともに、前記同期成分波形を生成する際のフィルタリングパラメータを、前記差分を用いて適応制御するよう構成され、
各車輪の一回転分の周期に対応する基本周波数に自然数nを乗じた周波数を、その車輪に対する「n次の同期周波数」としたとき、
各車輪に対する前記モデル波形は、このモデル波形の各データを前記δfの時間間隔で並べた時間領域波形をフーリエ変換してできる周波数領域波形が、その車輪の、前記抽出に係る次数の同期周波数の位置で山となり、隣接する次数の同期周波数同士の間では谷となる形状をなし、前記山となる部分の頂部は無限小もしくは有限の幅の周波数範囲に点もしくは平坦面として延在し、頂部の高さは、前記抽出に係るすべての次数の同期周波数に対して同じ値となる特性を有するよう構成され、
モデル波形生成部は、前記車輪速計測手段からのデータにもとづいて、各車輪の基本周波数、もしくは、この基本周波数が含まれる範囲を設定し、設定した基本周波数もしくはその範囲から前記周波数領域波形特性を満足するモデル波形を生成するよう構成されてなる車輪異常検知装置である。
【０００９】
ここで、「各車輪の回転速度を、車輪速と相関する車両特性を測定することによって間接的に、連続的して計測する車輪速計測手段」とは、例えば、車輪速と相関する車両特性である車速を測定することによって各車輪の車輪速の範囲を算出する場合の車速センサを言う。
【００１０】
＜２＞は、＜１＞において、前記適応デジタルフィルタ部は、複数の車輪に対するそれぞれの同期成分波形を、これらに共通の、一つのモデル波形に基づいて生成するよう構成され、
この共通のモデル波形に対応する前記周波数領域波形において、n次の同期周波数に対応する山の頂部の周波数範囲は、前記共通のモデル波形に基づく同期成分波形の抽出に係る全ての車輪に対するn次の同期周波数を含むことを特徴とする車輪異常検知装置である。
【００１１】
＜３＞は、＜２＞において、Aを予め定められた百分率として、前記、ｎ次の同期周波数に対応する山の頂部の周波数範囲を、前記共通のモデル波形に基づく同期成分波形の抽出に係る複数の車輪のうち、基本周波数が最小となる車輪のｎ次同期周波数の0〜+A%として設定してなる車輪異常検知装置である。
【００１２】
＜４＞は、＜２＞において、前記、ｎ次の同期周波数に対応する山の頂部の周波数範囲を、前記共通のモデル波形に基づく同期成分波形の抽出に係る複数の車輪のうち、基本周波数が最小となる車輪と、基本周波数が最大となる車輪との、両方の車輪に対するｎ次同期周波数に基づいて設定してなる車輪異常検知装置である。
【００１３】
＜５＞は、＜２＞〜＜４＞のいずれかにおいて、前記前記適応デジタルフィルタ部は、前記共通のモデル波形を構成するデータを、一つ入力するごとに、この共通のモデル波形に基づく同期成分波形の抽出に係る全車輪のそれぞれについて、同期成分波形のデータを一つだけ出力する処理を行うよう構成されてなる車輪異常検知装置である。
【００１４】
＜６＞は、走行中の車両に装着された複数の車輪に対して、各車輪の振動強度を連続的に計測する振動計測手段と、各車輪の回転速度を、直接的に、もしくは、車輪速と相関する車両特性を測定することによって間接的に、連続的して計測する車輪速計測手段と、前記振動計測手段および車輪速計測手段で計測されたデータから車輪の回転に同期した波形を抽出する抽出手段と、抽出手段で抽出された波形から車輪の状態を判定しこの状態が予め定めた正常範囲から外れた場合に異常を警告する異常警告手段とを具えた車輪異常検知装置において、
前記抽出手段は、
各車輪について、振動計測手段により時間軸に沿って連続的に計測された振動強度データを、車輪速計測手段からのデータに応じて変化する時間間隔δvでサンプリングして、時間順に並んだデータ列よりなる「計測波形」を生成する可変サンプリング処理部と、
各車輪について、前記計測波形の中から、その車輪の回転に同期した成分だけを、時間順に並んだデータ列として抽出し、これを、「同期成分波形」として前記異常警告手段に出力する適応デジタルフィルタ部と、
各車輪の前記抽出のモデルとなる「モデル波形」を、時間順に並んだデータ列として生成するモデル波形生成部とよりなり、
前記可変サンプリング処理部において各車輪に対する前記計測波形を生成するのに用いられる前記時間間隔δvは、前記車輪速計測手段からのデータにもとづいて算出されるこの車輪の１回転分の周期に対応する基本周波数、もしくは、前記車輪速計測手段からのデータにもとづいて予め定められた手順で算出される仮想車輪の１回転分の周期に対応する基本周波数faと、これらの車輪の１回転を等分する際の分割数となる予め定められた値kとの積の逆数として求められ、
前記適応デジタルフィルタ部は、前記モデル波形を入力し、前記計測波形と前記同期成分波形との差分、および、入力したモデル波形の両方に基づいて前記同期成分波形を生成するとともに、前記同期成分波形を生成する際のフィルタリングパラメータを、前記差分を用いて適応制御し、複数の車輪に対するそれぞれの同期成分波形は、これらの車輪に共通な一つのモデル波形に基づいて生成されるよう構成され、
予め定められた固定の周波数を固定基本周波数f0として、この固定基本周波数に自然数nを乗じた周波数を、「n次の固定同期周波数」とし、前記固定基本周波数f0と前記分割数kとの積の逆数を時間間隔δ0としたとき、
前記共通のモデル波形は、このモデル波形の各データを前記時間間隔δ0おきに並べた時間領域波形をフーリエ変換してできる周波数領域波形が、前記抽出に係る次数の固定同期周波数の位置で山となり、隣接する次数の固定同期周波数同士の間では谷となる形状をなし、前記山となる部分の頂部は無限小もしくは有限の幅の周波数範囲で点もしくは平坦面として延在し、頂部の高さは、前記抽出に係るすべての次数の固定同期周波数に対して同じ値となる特性を有するよう構成されてなる車輪異常検知装置である。
【００１５】
ここで、「各車輪の回転速度を、車輪速と相関する車両特性を測定することによって間接的に、連続的して計測する車輪速計測手段」とは、例えば、車輪速と相関する車両特性である車速を測定することによって各車輪の車輪速の範囲を算出する場合の車速センサを言う。
【００１６】
また、「前記車輪速計測手段からのデータにもとづいて予め定められた手順で算出される仮想車輪の１回転分の周期に対応する基本周波数」における「仮想車輪」とは、例えば、計測波形の生成の対象となる車輪とは異なる車輪を「仮想車輪」とする場合や、スリップ率がゼロの状態で路面を転動しながら車速と同じ速度で進行する所定の直径の車輪を「仮想車輪」とする場合の「仮想車輪」をいう。
【００１７】
＜７＞は、＜６＞において、各車輪に対応するサンプリング処理に用いられる前記時間間隔δvは、前記同期成分波形の抽出に係る複数の車輪のすべてに対して共通のものが用いられ、これらの車輪の基本周波数のうち、最小のものをfmin、最大のものをfmax、前記時間間隔δvの算出に用いたものをfaとしたとき、前記モデル波形に対応する周波数領域波形において、n次の固定同期周波数に対応する山の頂部の周波数範囲は、少なくとも、f0・(fmin/fa) のn倍以上でかつf0・(fmax/fa)のn倍以下の範囲を含むよう構成されてなる車輪異常検知装置である。
【００１８】
＜８＞は、＜７＞において、前記共通のモデル波形に基づく同期成分波形の抽出に係る全ての車輪に対する基本周波数のうち、最小のものを、前記、共通の時間間隔δvの算出に用いるとともに、Aを予め定められた百分率として、n次の固定同期周波数に対応する山の頂部の周波数範囲を、ｎ次の固定同期周波数の、0〜+A%の範囲として設定してなる車輪異常検知装置である。
【００１９】
＜９＞は、＜７＞において、n次の固定同期周波数に対応する山の頂部の周波数範囲を、前記共通のモデル波形に基づく同期成分波形の抽出に係る複数の車輪のうち、基本周波数が最小となる車輪と、基本周波数が最大となる車輪との、両方のｎ次の同期周波数に基づいて設定してなる車輪異常検知装置である。
【００２０】
＜１０＞は、＜７＞〜＜９＞のいずれかにおいて、前記適応デジタルフィルタ部は、前記共通のモデル波形を構成するデータを、一つ入力するごとに、この共通のモデル波形に基づく同期成分波形の抽出に係る全車輪のそれぞれについて、同期成分波形のデータを一つだけ出力する処理を行うよう構成されてなる車輪異常検知装置である。
【発明の効果】
【００２１】
＜１＞によれば、振動強度データを所定時間間隔でサンプリングして生成され、時間順に並んだデータ列よりなる「計測波形」と、時間順に並んだデータ列となる「モデル波形」とから、車輪の回転に同期する同期成分波形を抽出するので、フーリエ変換等の時間のかかる処理を行うことなく、所定の時間間隔δfでサンプリングしたものをそのまま、入力順に処理することができ、このことにより、1回の抽出工程を短いものにして、車両が高速走行状態であっても、車輪のすべてについて、異常のチェックを十分な頻度で行うことができる。
【００２２】
＜２＞によれば、適応デジタルフィルタ部を、複数の車輪に対するそれぞれの同期成分波形が、これらに共通の、一つのモデル波形に基づいて生成されるよう構成したので、モデル波形の生成にかかる時間を低減して、同期成分波形の抽出工程を一層短縮化することができる。
【００２３】
＜３＞によれば、モデル波形に対応する周波数領域波形における、ｎ次の同期周波数に対応する山の頂部の周波数範囲を、最高速の車輪の基本周波数だけに基づいて設定するので、詳細を後述するように、装置をより安価で簡易なものにすることができる。
【００２４】
＜４＞によれば、モデル波形に対応する周波数領域波形における、ｎ次の同期周波数に対応する山の頂部の周波数範囲を、最高速の車輪の基本周波数と、最低速の車輪の基本周波数との両方に基づいて設定するので、詳細を後述するように、車輪に同期する周波数成分の抽出を確実に行わせることができる。
【００２５】
＜５＞によれば、適応デジタルフィルタ部は、前記共通のモデル波形を構成するデータを、一つ入力するごとに、この共通のモデル波形に基づく同期成分波形の抽出に係る全車輪のそれぞれについて、同期成分波形のデータを一つだけ出力する処理を行うよう構成されているので、i番目の同期成分波形のデータを生成するのに、モデル波形のメモリもしくはバッファからの呼び出しを、車輪ごとに行うのではなく、全車輪に対して１回だけで済ませることができ、同期成分波形の抽出工程をなお一層短縮化することができる。
【００２６】
＜６＞によれば、時間順に並んだデータ列よりなる「計測波形」と、時間順に並んだデータ列となる「モデル波形」とから、車輪の回転に同期する同期成分波形を抽出するので、＜１＞と同様に、1回の抽出工程を短いものにして、車両が高速走行状態であっても、異常のチェックを頻繁に行うことができる。
【００２７】
＜７＞によれば、可変サンプリング処理部におけるサンプリングを、これらに共通の、一つの時間間隔に基づいて行われるよう構成したので、サンプリン時間間隔の算出にかかる時間を低減して、同期成分波形の抽出工程を一層短縮化することができる。
【００２８】
＜８＞によれば、モデル波形に対応する周波数領域波形における、ｎ次の同期周波数に対応する山の頂部の周波数範囲を、最高速の車輪の基本周波数だけに基づいて設定するので、＜３＞と同様に、装置をより安価で簡易なものにすることができる。
【００２９】
＜９＞によれば、モデル波形に対応する周波数領域波形における、ｎ次の同期周波数に対応する山の頂部の周波数範囲を、最高速の車輪の基本周波数と、最低速の車輪の基本周波数との両方に基づいて設定するので、＜４＞と同様に、車輪に同期する周波数成分の抽出を確実に実施させることができる。
【００３０】
＜１０＞によれば、適応デジタルフィルタ部は、前記共通のモデル波形を構成するデータを、一つ入力するごとに、この共通のモデル波形に基づく同期成分波形の抽出に係る全車輪のそれぞれについて、同期成分波形のデータを一つだけ出力する処理を行うよう構成されているので、＜５＞と同様に、モデル波形のメモリもしくはバッファからの呼び出しを、車輪ごとに行うのではなく、全車輪に対して１回だけで済ませることができ、同期成分波形の抽出工程をなお一層短縮化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の実施形態として、以下に、第一〜第四の実施形態を図に基づいて説明する。これらの説明に用いる主たる記号の意味は下記の通りである。
＜記号の説明＞
r：車輪番号（r=1〜R、Rは車輪数）
i：時間軸に沿うデータ列におけるデータ順番（i=1〜M、Mはサンプリング数）
p：実施形態の番号（p=1〜4）
ar：第r輪の振動強度データ
vr：第r輪の車輪速強度データ
fr(n)：第r輪のn次の同期周波数（fr(1)は基本周波数）
Xpr、Xpr (i)：第ｐ実施形態における第r輪の計測波形、および、そのi番目のデータ
Ypr、Ypr (i)：第ｐ実施形態における第r輪の同期成分波形、および、そのi番目のデータ
Rpr、Rpr (i)：第ｐ実施形態における第r輪のモデル波形、および、そのi番目のデータ
Rp、Rp (i)：第ｐ実施形態における各輪に共通なモデル波形、および、そのi番目のデータ
Epr、Epr (i)：第ｐ実施形態における第r輪の誤差、および、そのi番目のデータ
δf：固定サンプリングにおける時間間隔
δvr：第r輪の車輪速データに基づく可変サンプリングにおける時間間隔
【００３２】
図１（ａ）は、車両における車輪異常検知装置の配置を示す平面模式図であり、図１（ｂ）は、車輪の一部に生じた異常部分を示す車輪の側面模式図であり、また、図２は、車輪異常検知装置の構成を示すブロック線図である。
【００３３】
車輪異常検知装置１０は、走行中の車両に装着された複数の車輪９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ、９０Ｄに対して、各車輪の振動強度を連続的に計測する振動計測手段１と、各車輪の回転速度を連続的に計測する車輪速計測手段２と、前記振動計測手段１および車輪速計測手段２で計測されたデータから車輪の回転に同期した波形を抽出する抽出手段３と、抽出手段３で抽出された波形から車輪の状態を判定しこの状態が予め定めた正常範囲から外れた場合に異常を警告する異常警告手段４とを具えて構成され、車両が例えば４輪車の場合、振動計測手段１は、それぞれの車輪９０Ａ〜９０Ｄの近く、例えば、車輪を支持するナックルに取り付けられた第１輪〜第４輪の振動センサ１ａ〜４ｄで構成され、これらの振動センサ１ａ〜４ａは、それぞれ、連続的に、振動強度データa1〜a4を抽出手段３に出力する。
【００３４】
車輪速計測手段２は、車両が４輪車の場合、それぞれの車輪の回転速度を検出する第１輪〜第４輪の車輪速センサ２ａ〜２ｄで構成され、これらの車輪速センサ２ａ〜２ｄは、それぞれ、車輪速データv1〜v4を抽出手段３に連続的に出力する。振動センサ１ａ〜４ｄの例としては、車両の前後方向の加速度を検出する加速度センサを挙げることができ、また、車輪速センサ２ａ〜２ｄの例としては、それぞれの車軸に取り付けられＡＢＳの制御に用いられるギヤパルサを用いたものを挙げることができる。
【００３５】
抽出手段３は、振動強度データa1〜a4よりなるそれぞれの波形から、各車輪の回転に同期した波形b1〜b4だけを抽出し、これらを異常警告手段４に出力する。抽出手段３および異常警告手段４は車体側に設けられ、異常警告手段４は異常判定を行う異常制御部４ａと、異常の場合に運転者にその旨を警告する異常表示部４ｂとよりなり、抽出手段３および異常制御部４ａは中央制御装置５に配置される。
【００３６】
中央制御装置５のハードウェア構成は、一般の制御装置に用いられるもので構成することができ、例えば、ＣＰＵ、メモリ、ＡＤ変換を含む入出力インターフェース等で構成される。
【００３７】
図１（ｂ）に示すように、走行中の車両において、いずれかの車輪９０Ａに何らかの異常、例えば、タイヤのトレッドとベルト間で層間剥離９１が起こると、車輪の回転に同期する振動波形が発生する。
【００３８】
本発明に係る車輪異常検知装置１０は、路面からの振動等が混在する振動強度データa1から、車輪の回転に同期する振動波形だけを抽出して、この波形が所定の範囲を超えた場合、車両になんらかの異常か発生したとして、これを運転者に警告する機能を有するよう構成されている。
【００３９】
まず、本発明の車両異常検出装置１０の第一実施形態について説明する。図３は、この形態の車両異常検出装置の一部を構成する抽出手段３Ａを、４輪車に設けられたものを例として示すブロック線図であり、抽出手段３Ａは、振動計測手段１によって連続的に計測された各車輪についての振動強度データa1〜a4を、予め定められた固定の時間間隔δfでサンプリングして、時間順に並んだデータ列よりなる計測波形X11〜X14を生成する固定サンプリング処理部１１と、各車輪について、計測波形X11〜X14の中から、その車輪の回転に同期した成分だけを、時間順に並んだデータ列として抽出し、これを、同期成分波形b1〜b4（もしくはY11〜Y14）として前記異常警告手段４に出力する適応デジタルフィルタ部１２と、各車輪の前記抽出のモデルとなるモデル波形R11〜R14を、時間順に並んだデータ列として生成するモデル波形生成部１３とよりなる。
【００４０】
固定サンプリング処理部１１は、車輪９０Ａ〜９０Ｄのそれぞれに対応する処理部（１）〜（４）よりなり、例えば処理部（１）では、図４に横軸に時間をとって例示する振動強度データ波形a1を、車輪速v1とは無関係な、予め定められた時間間隔δfでサンプリングし、図５に、横軸を時間軸に沿うデータ順としたグラフで示すように、サンプリングされたデータを、時間順に並べた計測波形X11を出力する。図５において、X11(i-1)、X11(i)、X11(i+1)は、それぞれ、時間順に連続して並んでデータ列を構成する、i-1、i、i+1番目のデータを示す。
【００４１】
一回の抽出工程に対するサンプリング数Ｍは、予め定められた値を用いるが、適応デジタルフィルタを用いた抽出処理を十分な精度を有するものにするためには、車輪の２〜５回転分を含むとともに、タイヤ一周に対するサンプリング数を表す分割数ｋを、360〜3600とするのが好ましく、したがって、サンプリング数Ｍは、720〜18000とするのが好ましい。そして、このとき、固定サンプリングの時間間隔δfは、設計速度100km/h、車輪周長を2m程度として、20〜200μsとするのが好ましい。
【００４２】
適応デジタルフィルタ部１２は、車輪ごとに設けられたに適応デジタルフィルタ、ＡＤＦ（１）〜（４）よりなる。図６は、例として、ＡＤＦ（１）より出力される同期成分波形Y11の一部分を、横軸に時間軸に沿うデータ順をとって示すグラフであり、図６において、Y11(i-1)、Y11(i)、Y11(i+1)は、それぞれ、データ列のうち時間順に連続して並んだ、i-1、i、i+1 番目のデータを示す。
【００４３】
各ＡＤＦ、例えば第１輪のＡＤＦ（１）は、対応するモデル波形R11を入力し、計測波形X11と同期成分波形Y11との差分をE11として、差分E11と入力したモデル波形R11とに基づいて同期成分波形Y11を生成するとともに、同期成分波形Y11を生成する際のフィルタリングパラメータを、差分E11を用いて適応制御するよう構成される。
【００４４】
ここで、差分E1rをフィルタリングパラメータにフィードバックして最適化を図る方法としては、従来からフィルタリングパラメータ更新アルゴリズムとして知られているＬＭＳ（Least Mean Square）法、ニュートン法あるいは最急下法などの適応アルゴリズムを用いることができる、また、その他好適に利用できる適応アルゴリズムとして、複素ＬＭＳアルゴリズム(Complex Least Mean Square Algorithm)、Normalized ＬＭＳアルゴリズム(Normalized Least Mean Square Algorithm)、射影アルゴリズム(Projection Algorithm)、ＳＨＡＲＦアルゴリズム(Simple Hyperstable Adaptive Recursive Filter Algorithm)、ＲＬＳアルゴリズム(Recursive Least Square Algorithm)、ＦＬＭＳアルゴリズム(Fast Least Mean Square Algorithm)、ＤＣＴを用いた適応フィルタ(Adaptive Filter using Discrete Cosine Transform)、ＳＡＮフィルタ(Single Frequency Adaptive Notch Filter)、ニューラルネットワーク(Neural Network)、遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm)を用いることができる。
【００４５】
また、モデル波形R11〜R14は、計測波形X11〜X14の中から、その車輪の回転に同期した成分だけを抽出する際、抽出対象とする部分を打ち抜くのに用いる打ち抜き型として機能するものであり、以下にこの波形について詳細を説明するが、以下の説明において、車輪一回転分の周期に対応する周波数を基本周波数と呼び、この基本周波数に１を含む自然数nを乗じた周波数を、その車輪に対するｎ次の同期周波数と呼ぶこととする。
【００４６】
モデル波形R11〜R14のそれぞれは、モデル波形生成部１３の、各車輪に対応する生成部（１）〜（４）で生成される。図７は、例として第1輪に対する生成部（１）で生成される同期成分波形R11の一部分を、横軸に時間軸に沿うデータ順をとって示すグラフであり、図７において、R11(i-1)、R11(i)、R11(i+1)は、それぞれ、データ列のうち、時間順に連続して並ぶ、i-1、i、i+1番目のデータを示す。
【００４７】
そして、各車輪に対するモデル波形R11〜R14の各データR11(i)〜R14(i)を、振動強度データa1〜a4のサンプリングに用いた固定の時間間隔δfで並べてできる時間領域波形をフーリエ変換した、周波数領域波形は、図８に、モデル波形R11に対応するものを、周波数を横軸にとって例示するように、同期成分波形Y11の抽出に係る次数の同期周波数の位置で山となり、隣接する次数の同期周波数同士の間では谷となる形状をなし、前記山となる部分の頂部は無限小もしくは有限の幅の周波数範囲に点もしくは平坦面として延在し、頂部の高さは、前記抽出に係るすべての次数の同期周波数に対して同じ値となる特性を有する。
【００４８】
すなわち、図８において、車輪９０Aのモデル波形R11に対応する周波数波形は、車輪９０Aの車輪速センサからのデータに基づいて算出された基本周波数f1(1)の整数倍ｎ（ｎ=1〜20）の周波数f1(1)〜f1(20)（ただし、f1(n)=ｎ・f1(1)）の位置で山となり、これら山の間では谷となる形状を有し、図８に示したものの場合、山となる部分の頂部は無限小の点として配置され、頂部の高さは、f1(1)〜f1(20)の周波数のすべての位置において、同じ値となる形状をなしている。
【００４９】
一方、算出された基本周波数f1(1)から、時間順にならべられたデータ列となるモデル波形R11を生成するには、例えば、式（１）によって時間領域波形R1(t)を算出し、算出された波形を時間間隔δfでサンプリングして時間軸に沿うデータ列とすればよい。ただし、Nは、前記抽出に係る最大次数を表し、A１は、予め定めた定数である。
【数１】
2006224757.tif 000003
【００５０】
上記のように構成された抽出手段３Ａの、車輪の回転に同期する成分の抽出の成否を確認するため、走行中の車輪９０Ａの振動強度データa1から固定の時間間隔δfでサンプリングされた計測波形X11、および、デジタルフィルタ部から出力される同期成分波形Y11のそれぞれを、これらの波形を構成する各データX11(i)、およびY11(i)を、時間間隔δfで並べて時間領域波形を生成し、さらにこれらをフーリエ変換して周波数領域波形を求めた。図９は、計測波形X11に対応する周波数領域波形であり、図１０は、同期成分波形Y11に対応する周波数領域波形を示すグラフである。
【００５１】
図９と、図１０とを対比すると、図１０は、同期周波数f1(1)〜f1(20)において、図９における振動強度と同じ値を有する高さの山よりなり、これらの間には谷部が形成された形の波形をなしており、計測波形X11から車輪の回転に同期する波形、すなわち、この車輪の同期周波数よりなる波形を抽出することができたことを示しており、異常警告装置４では、同期周波数f1(1)〜f1(20)における山の高さを判定する処理、もしくは、これと同等の処理を行うことにより、この高さが予め定めた限界値を超えた場合には、車輪に何かの異常が発生したと判定するよう構成することができる。
【００５２】
なお、図９の計測波形は、サンプリングの際の時間間隔δfを140μsとし、サンプリング数Mを2048としたサンプリング処理に基づくものであり、また、測定時の基本周波数は13.5Hzであった。
【００５３】
図１１は、第一実施形態の抽出手段３Ａが実行する処理を示すフローチャートであり、抽出手段３は、車輪数を４として、まず、車輪番号rを１に設定し（ステップs101）、第１車輪について、車輪速データv1を入力し（ステップs102）、次いで、車輪速データv1に基づいて第１車輪の基本周波数を算出し、モデル波形R11(i) （i=1〜M、ただし、Mは１回の抽出に用いるサンプリング数）を生成する（ステップs103）。この生成にあったっては、先に説明した手順のとおり、式（１）を用いて、時間領域波形を求め、これを時間間隔δfで離散化してデータ列とすればよい。
【００５４】
次いで、モデル波形R11のi番目のデータR11(i)と計測波形X11のi番目のデータX11 (i)とから同期成分波形Y11のi番目のデータY11 (i)を算出するが、これは次のような手順に従う。すなわち、まず、同期成分波形を初期化するとともに（ステップs104）、データ番号を初期化してi=1としたあと（ステップs105）、生成部（１）で生成されたモデル波形のデータR11(1)をＡＤＦ（１）に入力し（ステップs106）、一方、計測波形に関し、まず、振動強度データa1を取り込みながら（ステップs107）、これを時間間隔δfでサンプリングして、計測波形X11の1番目のデータX11 (1)を生成し（ステップs108）、X11 (1)と初期化済みのY11 (0)とから差分E11(1)を求め（ステップs109）これをＡＤＦ（１）に入力する。
【００５５】
ＡＤＦ（１）では、差分E11(1)によってフィルタリングパラメータを最適化処理するとともに、先に入力したR11(1)と、差分E11(1)とから、同期成分波形Y11の1番目のデータY11 (1)を求め（ステップs110）、これを出力して、次の差分E11(2)の算出に用いるとともに、異常警告装置４に出力する（ステップs111）。
【００５６】
以上で、Y11 (1)を求める一巡のステップを終了して、i=i+1として（ステップs112）、Y11 (2)を求めるステップにはいるが、その前にiがサンプリング数Mに達しているかを判定し（ステップs113）、もし達している場合には、第１輪についての同期成分波形Y11の抽出を完了し、r=r+1として（ステップs114）、第２輪について、同様の手順で同期成分波形Y11の抽出を行い、これを最終輪まで（ステップs115）繰り返えして一回の抽出工程を完了する。そして、走行中、この抽出工程を所定周期で繰り返し行うが、この繰り返しを短周期で行えば行うほど、よりリアルタイムな異常の検出を行うことができる。
【００５７】
なお、各車輪についての処理を、説明の都合上、時間的に直列したものとしたが、装置の処理時間が許容する限りにおいて、並列処理とすることができ、この場合、１回の抽出工程に要する時間を短くすることができる。
【００５８】
以上説明したように、同期成分波形Y1rの算出に際して、入力した振動強度データarを、フーリエ変換等、時間のかかる処理を行うことなく、所定の時間間隔δfでサンプリングしたものをそのまま、入力順に処理して同期成分波形Y11を生成することができ、このことによって、前記抽出の精度を犠牲にすることなく、1回の抽出工程に要する時間を短いものとすることができる。
【００５９】
次に、以上に説明した第一の実施形態の車輪異常検知装置を基本形として、抽出工程をさらに短縮化した第二の実施形態について説明する。この実施形態は、第一実施形態の抽出手段３Ａを、抽出手段３Ｂに置換した構成になり、図３にブロック線図で示すように、抽出手段３Ｂは、振動計測手段１によって連続的に計測された各車輪についての振動強度データa1〜a4を、予め定められた固定の時間間隔δfでサンプリングして、時間順に並んだデータ列よりなる計測波形X21〜X24を生成する固定サンプリング処理部２１と、各車輪について、計測波形X21〜X24の中から、その車輪の回転に同期した成分だけを、時間順に並んだデータ列として抽出し、これを、同期成分波形b1〜b4（もしくはY21〜Y24）として前記異常警告手段４に出力する適応デジタルフィルタ部２２と、各車輪の前記抽出のモデルとなるモデル波形R2を、時間順に並んだデータ列として生成するモデル波形生成部２３とよりなる。
【００６０】
図３に示した、第一実施形態の抽出手段３Ａに対するブロック線図と、図１２に示した、本実施形態の抽出手段３Ｂに対するブロック線図とを比較すると明らかなように、これらの相違点は、第一実施形態における適応デジタルフィルタ部１２の各ＡＤＦ（ｒ）は、車輪ごとに異なるモデル波形R1rを入力するのに対して、第二の実施形態においては、これらの車輪に共通の一つのモデル波形R2を入力してこれを各ＡＤＦ（ｒ）における同期成分波形Y2rの生成に用いるところにあり、このことによって、後述する通り、抽出に掛かる処理時間の更なる短縮化を実現しようとするものである。
【００６１】
このためのモデル波形R2が具備すべき要件としては、これが各車輪に対して共通化したものであっても、すべての車輪に対して同期成分波形Y2rを高精度に抽出できるものでなくてはならということであり、以下に、この要件を満足させることのできるモデル波形R2の構成について説明する。
【００６２】
図１３は、モデル波形生成部２３で生成されるモデル波形R2の一部分を、横軸に時間軸に沿うデータ順をとって示すグラフであり、図７において、R2(i-1)、R2(i)、R2(i+1)は、それぞれ、データ列のうち、時間順に連続して並ぶ、i-1、i、i+1番目のデータを示す。
【００６３】
そして、この実施形態において、各車輪に対して共通なモデル波形R2の各データR2(i)を、前記固定の時間間隔δfで並べた時間領域波形をフーリエ変換してできる周波数領域波形は、図１４に示すように、どの車輪に対しても、抽出に係る次数の同期周波数の位置で山となり、隣接する次数の同期周波数同士の間では谷となる形状をなし、前記山となる部分の頂部は無限小もしくは有限の幅の周波数範囲に点もしくは平坦面として延在し、頂部の高さは、前記抽出に係るすべての次数の同期周波数に対して同じ値となる特性を有し、この点においては、第一の実施形態に用いられるそれぞれのモデル波形R1r（r=1〜4）と同様であるが、モデル波形R2がこれらの波形R1rと異なる点は、頂部が点ではなく、有限の幅を有する平坦面として延在する点であり、これは、モデル波形R2を、車輪速の異なるどの車輪に対しても同期周波数成分を抽出することができる打ち抜き型として機能させなければならないからであり、そのため、モデル波形R2のｎ次の頂部を、すべての車輪に対する同期周波数fr(n)を含むよう延在させたものである。
【００６４】
すなわち、全車輪のうち、最高車速の車輪に対する基本周波数（周波数は最小）をfminとし、最低車速の車輪に対する基本周波数（周波数は最大）をfmaxとしたとき、モデル波形R2のｎ次の頂部の延在領域の上限fu(n)および下限fw(n)は、それぞれ、式（２）および（３）の条件を満足することが必要である。
【数２】
2006224757.tif 000004
【００６５】
一方、車輪速データv1〜v4を基に算出された基本周波数f1(1)〜f1(4)から、時間順にならべられたデータ列となるモデル波形R2を生成するには、これらの基本周波数f1(1)〜f1(4)から、上記式（２）および（３）に基づいて、ｎ次の頂部の延在領域をそれぞれ設定し、この設定領域を適当な個数J、例えば２０個の周波数の集まりからなるものと近似して、これらの周波数に対する正弦波を足し合わせて、式（４）に示すように、時間領域波形R2(t)を生成し、この時間領域波形を固定サンプリングタイムδfでサンプリングして離散データを作り、モデル波形とすればよい。なお、式（５）における、fw(1)、およびfu(1)は、１次の頂部の延在領域に対する下限周波数、および上限周波数を表し、A2は予め定められた定数である。
【数３】
2006224757.tif 000005
【００６６】
以上のように、モデル波形R2を周波数領域に変換してできる波形は、有限の幅の頂部を有し、この頂部の延在領域は、同期成分波形の抽出に係る複数の車輪のうち、最高速の車輪の基本周波数fminと、最低速の車輪の基本周波数fmaxとの両方に基づいて決めることができるが、より簡便な手段として、この代わりに、Aを予め定められた数値として、fminの0〜+A%、もしくは、fmaxの-A〜0%とするもこともできる。
【００６７】
このように設定した場合、fmaxもしくはfminのいずれか一つの車輪速だけに基づいてより簡単に頂部の延在周波数領域を決めることができので好ましく、特に、車両の制御装置として、最高速の車輪の車輪側に基づいて車両の制御を行うものが車両に設けられている場合には、最高速の車輪の基本周波数fminだけに基づいて頂部の延在周波数領域を決めることにより、本装置以外の装置で選択された車輪番号、もしくは、本装置以外の装置で収集された、最高速車輪の基本周波数fminやこれに相関するデータを流用することにより、本装置を極めて簡便なものにすることができる。
【００６８】
また、車輪速の変わりに、車輪速に代わってこれを表す特性、例えば、車体ヨーレート等で、他の目的のためにリアルタイムに収集される特性値があれば、これらを転用することができる。
【００６９】
ここで、前記数値Aは、車両のどんな走行条件下でも、どの車輪に対しても、ｎ次の同期周波数が頂部の延在範囲内に位置するように設定すればよく、例えば、5〜15(%)が好ましい範囲である。
【００７０】
上記のように構成された抽出手段３Ｂの、車輪の回転に同期する成分の抽出の成否を確認するため、走行中の第１車輪９０Ａの振動強度データa1から固定の時間間隔δfでサンプリングされた計測波形X21、および、デジタルフィルタ部から出力される同期成分波形Y21のそれぞれを、これらの波形を構成する各データX21(i)、およびY21(i)を、時間間隔δfで並べて時間領域波形を生成し、さらにこれらをフーリエ変換して周波数領域波形を求めた。計測波形X21に対応する周波数領域波形は、先に図９に示した通りであり、同期成分波形Y21に対応する周波数領域波形は、これを図１５に示した。
【００７１】
また、すべての車輪に共通なモデル波形の比較例として、周波数領域波形における各山の頂部が平坦面となるものの代わりに、第２車輪を代表車輪として、周波数領域波形が第２車輪の同期周波数の位置で点状の頂部を有するモデル波形R22を用いて抽出した場合の同期成分波形Y21に対応する周波数領域波形を図１６に示した。
【００７２】
図９、図１５、および図１６を比較すると、図１５は、同期周波数f1(1)〜f1(20)において、図９における振動強度と同じ値を有する高さの山をもち、これらの間には谷部が形成された形の波形をなしており、各車輪について、計測波形X11から、車輪の同期周波数よりなる同期成分波形を抽出することができたことを示しているが、図１６に示した比較例の周波数領域波形の場合、当然ながら、図９における計測波形X21に対応する周波数領域波形における基本周波数の位置と、抽出に用いたモデル波形R22に対応するそれとがずれていることにより、図１５に示したものに対比して、山の高さ、例えばn=1における山の高さが低く、同期成分波形の抽出が不満足なものであることがわかる。
【００７３】
なお、図９の波形は、サンプリングの際の時間間隔δfを140μsとし、サンプリング数Mを2048としたサンプリング処理に基づくものであり、測定時の基本周波数は13.5Hzであった。
【００７４】
図１７は、第二実施形態の抽出手段３Ｂが実行する処理を示すフローチャートであり、抽出手段３Ｂは、車輪数を４として、まず、モデル波形生成部２３に各車輪の車輪速データv1〜v4を入力し（ステップs201）、これに基づいて先に説明した手順に従ってモデル波形R2(i) （i=1〜M、ただし、Mは１回の抽出に用いるサンプリング数）を生成する（ステップs202）。
【００７５】
次に、同期成分波形Y2rのデータを一つずつデータ順に求める手順にはいるが、これに先立って、各車輪に対する同期成分波形を初期化しておく（ステップs203）。次いで、i=1としたあと（ステップs204）、モデル波形生成部２３で生成したモデル波形R2の１番目のデータR2(i)をＡＤＦ（１）に入力する（ステップs205）。
【００７６】
次に、このモデル波形データR2(1)を用いて、１〜４輪のすべての車輪に対する同期成分波形の１番目のデータY2r(1)（r=1〜4）を算出するが、これを第１輪から始めるためr=1として（ステップs206）、固定サンプリング処理部２１の処理部（１）に、振動強度データa1を入力し（ステップs207）、次いで、これを時間間隔δfでサンプリングして計測波形データX21(i)を生成し（ステップs208）、続いて差分E21(1)を求め（ステップs109）これをＡＤＦ（１）に入力する。
【００７７】
ＡＤＦ（１）では、差分E21(1)によってフィルタリングパラメータを最適化処理するとともに、先に入力したR21(1)と、差分E21(1)とから、同期成分波形Y21の1番目のデータY21(1)を求め（ステップs210）、次の差分E21(2)の算出に用いるとともに、異常警告装置４に出力する（ステップs211）。
【００７８】
以上で、Y21 (1)を求める一巡のステップを終了し、次に同様のステップを第２輪以降についても実施するため、r=r+1として（ステップs212）、r=5になるまでこれを繰り返す（ステップs213）。i=1に対する上記の処理を完了すると、i=i+1として（ステップs214）、i=M（ステップs215）になるまで以上を繰り返して一回の抽出工程を完了する。
【００７９】
以上説明したように、同期成分波形Y11の算出に際して、入力した振動強度データarを、フーリエ変換等の時間のかかる処理を行うことなく、所定の時間間隔δfでサンプリングしたものをそのまま、入力順に処理して同期成分波形Y1rを生成して、短時間で1回の抽出工程を終えることができる点においては、第一の実施形態と同様であるが、この第二の実施形態の装置では、以下の点において、第一の実施形態のものよりも、処理の時間を短くすることができる。
【００８０】
これは、ステップs205における、モデル波形R2を全車輪について共通のものとしたことによるものであり、このことによる第一の効果は、第一実施形態においては、各車輪の同期成分波形の抽出にそれぞれ別個のモデル波形データR1rを用いているので、各車輪について各同期成分波形データY1r(i)を計算する都度、モデル波形データR1r(i)をメモリあるいはバッファから呼び出さなければならなかったのに対して、本実施形態においては、4輪のY2r(i)（r=1〜4）のすべてに対して1回だけR2(i)をメモリもしくはバッファから呼び出すだけで済ませることができ点である。すなわち、Mをサンプリング数、Rを車輪数として、第一の実施形態のおいては、全部で、M・R回、モデル波形を呼び出す必要があったのに対し、第二の実施形態のおいては、これをM回で済ませることができる。
【００８１】
モデル波形R2を全車輪について共通のものとしたことによる第二の効果は、ステップs202における、モデル波形R2の生成に関し、これに要する処理回数を減らせる点であり、第一の実施形態においては、各車輪に対して別個のモデル波形R1rを生成しなければならなかったところ、第二の実施形態においては、これを共通のモデル波形R2を一回生成するだけで済ませることができ、このことのよっても、抽出工程を短縮することができる。
【００８２】
その他の処理部分については、処理のステップ数は同じであり、したがって、上記第一および第二の点において処理数を減らした分だけ、全体の処理時間を短縮化することができる。
【００８３】
次に、第三の実施形態について以下に説明する。第三の実施形態は、第一実施形態の抽出手段３Ａを、抽出手段３Ｃに置換した構成になり、図１８にブロック線図で示すように、抽出手段３Ｃは、振動計測手段１によって連続的に計測された各車輪についての振動強度データa1〜a4を、それぞれ、車輪速に応じて変化する時間間隔δvrでサンプリングして、時間順に並んだデータ列よりなる計測波形X31〜X34を生成する可変サンプリング処理部３１と、各車輪について、計測波形X31〜X34の中から、その車輪の回転に同期した成分だけを、時間順に並んだデータ列として抽出し、これを、同期成分波形b1〜b4（もしくはY31〜Y34）として前記異常警告手段４に出力する適応デジタルフィルタ部３２と、各車輪の前記抽出のモデルとなるモデル波形R3を、時間順に並んだデータ列として生成するモデル波形生成部３３とよりなる。
【００８４】
図３に示した、第一実施形態の抽出手段３Ａに対するブロック線図と、図１８に示した、本実施形態の抽出手段３Ｃに対するブロック線図とを比較すると明らかなように、これらの相違点は、第一実施形態においては、振動波形データarを固定の時間間隔δfでサンプリングするとともに、適応デジタルフィルタ部１２の各車輪に対応するＡＤＦは、車輪ごとに異なるモデル波形R1rを入力する構成としたのに対して、第三の実施形態においては、車輪速に応じて時間とともに変化する可変の時間間隔δvrでサンプリングし、その代わり、ＡＤＦには、時間に対して不変の、かつ、各車輪に共通のモデル波形R3を入力する構成とした点にある。
【００８５】
可変サンプリング処理部３１は、車輪９０Ａ〜９０Ｄのそれぞれに対応する処理部（１）〜（４）よりなり、例えば処理部（１）では、図１９に横軸に時間をとって例示する振動強度データ波形a1を、時間とともに変化する車輪速v1に応じて可変の時間間隔δv1でサンプリングし、サンプリングされたデータを、図２０に、横軸を時間軸に沿うデータ順としたグラフで示すように、時間順に並べたデータ列よりなる計測波形X11を出力する。図５において、X11(i-1)、X11(i)、X11(i+1)は、それぞれ、時間順に連続して並んでデータ列を構成する、i-1、i、i+1番目のデータを示す。
【００８６】
r番目の車輪に対する前記時間間隔δvrは、その車輪の１回転分の周期に対応する基本周波数fr(1)と、車輪１回転を等分する際の分割数となる予め定められた値kとの積の逆数とて設定される。すなわち、車輪が1/k回転するごとにサンプリングを行うよう設定され、これは、車輪1周内のデータ数を一定となるよう設定することによって始めてモデル関数R3を時間に不変のものにすることができるからである。
【００８７】
一回の抽出工程に対するサンプリング数Ｍは、予め定められた値を用いるが、適応デジタルフィルタを用いた抽出処理を十分な精度を有するものにするためには、車輪の２〜５回転分を含むとともに、タイヤ一周に対するサンプリング数を表す分割数ｋを、360〜3600とするのが好ましく、したがって、サンプリング数Ｍは、720〜18000とするのが好ましい。
【００８８】
なお、可変時間間隔δvrを算出するため、各車輪に対して、入力した車輪速vrから時間間隔δvrを算出するδv算出部（ｒ）が、可変サンプリング処理部３１の処理部（ｒ）の前に設けられる。
【００８９】
適応デジタルフィルタ部１２は、それぞれの車輪に対応する適応デジタルフィルタであるＡＤＦ（１）〜（４）よりなり、各ＡＤＦ、例えば第１輪のＡＤＦ（１）は、固定のモデル波形R3を入力し、計測波形X31と同期成分波形Y31との差分をE31として、差分E31と入力したモデル波形R31とに基づいて同期成分波形Y31を生成するとともに、同期成分波形Y31を生成する際のフィルタリングパラメータを、差分E31を用いて適応制御するよう構成される点において、第一の実施形態について説明したのと同様であり、詳細の説明を省略する。
【００９０】
そして、予め定められた固定の周波数を固定基本周波数f0として、この固定基本周波数に自然数nを乗じた周波数を、「n次の固定同期周波数」とし、前記固定基本周波数f0と前記分割数kとの積の逆数を時間間隔δ0としたとき、モデル波形生成部３３で生成される固定のモデル波形R3は、このモデル波形R3の各データを前記時間間隔δ0おきに並べた時間領域波形をフーリエ変換してできる周波数領域波形が、前記抽出に係る次数nの固定同期周波数ｆ0(n)=n・f0の位置で山となり、隣接する次数の固定同期周波数同士の間では谷となる形状をなし、前記山となる部分の頂部は無限小もしくは有限の幅の周波数範囲で点もしくは平坦面として延在し、頂部の高さは、前記抽出に係るすべての次数の固定同期周波数に対して同じ値となる特性を有するよう構成される。
【００９１】
すなわち、図２１において、モデル波形R3に対応する周波数波形は、固定基本周波数f0の整数倍ｎ（ｎ=1〜20）の周波数f0(1)〜f0(20)（ただし、f0(n)=ｎ・f0(1)）の位置で山となり、これら山の間では谷となる形状を有し、図８に示したものの場合、山となる部分の頂部は無限小の点として配置され、頂部の高さは、f0(1)〜f0(20)の周波数のすべてにおいて、同じ値となる形状をなしている。
【００９２】
一方、固定基本周波数f0から、時間順にならべられたデータ列となるモデル波形R3を生成するには、例えば、式（６）によって時間領域波形R3(t)を算出し、算出された波形を時間間隔δfでサンプリングして時間軸に沿うデータ列とすればよい。ただし、Nは、前記抽出に係る最大次数を表し、A3は、予め定めた定数である。
【数４】
2006224757.tif 000006
【００９３】
上記のように構成された抽出手段３Ｃの、車輪の回転に同期する成分の抽出の成否を確認するため、走行中の車輪９０Ａの振動強度データa1から可変時間間隔δv1でサンプリングされた計測波形X31、および、デジタルフィルタ部から出力される同期成分波形Y31のそれぞれを、これらの波形を構成する各データX31(i)、およびY31(i)を、固定の時間間隔δ0で並べて時間領域波形を生成し、さらにこれらをフーリエ変換して周波数領域波形を求めた。図２２は、計測波形X31に対応する周波数領域波形であり、図２３は、同期成分波形Y31に対応する周波数領域波形を示すグラフである。
【００９４】
図２２と、図２３とを対比すると、図２３は、同期周波数f0(1)〜f0(20)において、図２２における振動強度と同じ値を有する高さの山よりなり、これらの間には谷部が形成された形の波形をなしており、計測波形X31から車輪の回転に同期する波形、すなわち、車輪の同期周波数よりなる波形を抽出することができたことを示しており、異常警告装置４では、同期周波数f1(1)〜f1(20)における山の高さを判定する処理、もしくは、これと同等の処理を行うことにより、この高さが予め定めた限界値を超えた場合には、車輪に何かの異常が発生したと判定することができる。
【００９５】
なお、上記算出に用いた、振動強度データa1のサンプリングにおける時間間隔δv1は、118μsとし、固定基本周波数f0は16.5Hz、分割数kは512であった。
【００９６】
図２４は、第三実施形態の抽出手段３Ｃが実行する処理を示すフローチャートであり、抽出手段３は、車輪数を４として、まず、車輪番号rを１に設定し（ステップs301）、第１車輪について、車輪速データv1を入力し（ステップs102）、次いで、車輪速データv1に基づいて第１車輪の基本周波数を求めてサンプリングにおける可変時間間隔δv1を算出し（ステップs303）、そのあと、同期成分波形を初期化する（ステップs304）。
【００９７】
次いで、モデル波形R3のi番目のデータR3(i)と計測波形X31のi番目のデータX31 (i)とから同期成分波形Y31のi番目のデータY31 (i)を算出するが、これは次のような手順に従う。すなわち、データ番号を初期化してi=1としたあと（ステップs305）、モデル波形のデータR3(1)をＡＤＦ（１）に入力し（ステップs306）、一方、計測波形に関し、まず、振動強度データa1を取り込みながら（ステップs307）、これを時間間隔δv1でサンプリングして、計測波形X31の1番目のデータX31 (1)を生成し（ステップs308）、差分E31(1)を求め（ステップs309）これをＡＤＦ（１）に入力する。
【００９８】
ＡＤＦ（１）では、差分E31(1)によってフィルタリングパラメータを最適化処理するとともに、先に入力したR3(1)と、差分E31(1)とから、同期成分波形Y31の1番目のデータY31 (1)を求め（ステップs310）、これを出力して、次の差分E31(2)の算出に用いるとともに、異常警告装置４に出力する（ステップs311）。
【００９９】
以上で、Y31 (1)を求める一巡のステップを終了して、i= i +1として（ステップs312）、Y11 (2)を求めるステップにはいるが、その前にiがサンプリング数Mに達しているかを判定し（ステップs313）、もし達している場合には、第１輪についての同期成分波形Y31の抽出を完了し、r=r+1として（ステップs314）、第２輪について、同様の手順で同期成分波形Y32の抽出を行い、これを最終輪まで（ステップs315）繰り返し、一回の抽出工程を完了する。そして、走行中、この抽出工程を所定周期で繰り返し行う。
【０１００】
なお、各車輪についての処理を、説明の都合上、時間的に直列したものとしたが、装置の処理時間が許容する限りにおいて、並列処理とすることができ、この場合、1回の抽出工程を短縮化することができる。
【０１０１】
以上説明したように、第一の実施形態と同様に、同期成分波形Y3rの抽出に際して、入力した振動強度データarを、フーリエ変換等の時間のかかる処理を行うことなく、時間間隔δvrでサンプリングしたものをそのまま、入力順に処理して同期成分波形Y3rを生成することができ、車輪に同期する成分の抽出における精度を犠牲にすることなく、抽出工程を短いものとすることができる。
【０１０２】
次に、以上に説明した第三の実施形態の車輪異常検知装置を基本形として、抽出工程をさらに短縮化した第四の実施形態について説明する。この実施形態は、第三実施形態の抽出手段３Ｃを、抽出手段３Ｄに置換した構成になり、図２５にブロック線図で示すように、抽出手段３Ｄは、振動計測手段１によって連続的に計測された各車輪についての振動強度データa1〜a4のそれぞれを、車輪速に応じて時間とともに変化する可変の時間間隔δvaでサンプリングして、時間順に並んだデータ列よりなる計測波形X41〜X44を生成する可変サンプリング処理部４１と、各車輪について、計測波形X41〜X44の中から、その車輪の回転に同期した成分だけを、時間順に並んだデータ列として抽出し、これを、同期成分波形b1〜b4（もしくはY41〜Y44）として前記異常警告手段４に出力する適応デジタルフィルタ部４２と、各車輪の前記抽出のモデルとなるモデル波形R4を、時間順に並んだデータ列として生成するモデル波形生成部４３とよりなる。
【０１０３】
図１８に示した、第三の実施形態の抽出手段３Ａに対するブロック線図と、図２５に示した、第四の実施形態の抽出手段３Ｄに対するブロック線図とを比較すると明らかなように、第三実施形態における可変サンプリング処理部３１におけるサンプリングの時間間隔δvrが車輪ごとに異なるのに対して、第四の実施形態におけるサンプリングの時間間隔δaは、全車輪に対して共通の値が用いられる点が相違しており、（もちろん、δaは時間とともに変化する）このことによって、第四の実施形態のものは、詳細を後述するように、抽出処理に掛かる時間を一層の短縮化することができる。
【０１０４】
可変サンプリング処理部３１は、車輪９０Ａ〜９０Ｄのそれぞれに対応する処理部（１）〜（４）よりなり、例えば処理部（１）では、図２６に横軸に時間をとって示した、振動強度データ波形a1を、時間とともに変化する車輪速vaに応じて可変の時間間隔δvaでサンプリングし、サンプリングされたデータを、図２７に、横軸を時間軸に沿うデータ順としたグラフで示すように、時間順に並べたデータ列よりなる計測波形X41を出力する。図２７において、X41(i-1)、X41(i)、X41(i+1)は、それぞれ、時間順に連続して並んでデータ列を構成する、i-1、i、i+1番目のデータを示す。
【０１０５】
上記時間間隔δvaの算出の根拠となる車輪速va、あるいはこれに対応する基本周波数faは、他の車輪の車輪速、あるいは、これ以外の、それぞれの車輪の車輪速に応じて変化する一つの時間の関数とすることができ、例えば、これを車の速度から計算してもいいし、全車輪の車輪速の平均値に対する基本周波数としてもよい。そして、このときの時間間隔δvaは、このようにして設定された基本周波数faと、車輪１回転を等分する際の分割数となる予め定められた値kとの積の逆数として求められる。
【０１０６】
ここで、予め定められた固定の周波数を固定基本周波数f0として、この固定基本周波数に自然数nを乗じた周波数を、「n次の固定同期周波数」とし、前記固定基本周波数f0と前記分割数kとの積の逆数を時間間隔δ0とする。
【０１０７】
図２８は、同期成分波形Y4rの抽出に用いるモデル波形R4の各データR4(i)を、予め定められた前記時間間隔δ0おきに並べた時間領域波形をフーリエ変換してできる周波数領域波形を示し、この周波数領域波形は、前記抽出に係る次数nの固定同期周波数ｆ0(n)=n・f0の位置で山となり、隣接する次数の固定同期周波数同士の間では谷となる形状をなし、前記山となる部分の頂部は無限小もしくは有限の幅の周波数範囲で点もしくは平坦面として延在し、頂部の高さは、前記抽出に係るすべての次数の固定同期周波数に対して同じ値となる特性を有するよう構成され、この点においては、第三の実施形態に用いられるモデル波形R3と同様である。
【０１０８】
しかし、モデル波形R4が波形R3と異なる点は、頂部が点ではなく、有限の幅を有する平坦面として延在する点であり、モデル波形R4は、車輪速の異なるどの車輪に対しても同期周波数成分を抽出することができる打ち抜き型として機能させるための要件を満足する必要があったからである。
【０１０９】
すなわち、全車輪のうち、最高車速の車輪に対する基本周波数（周波数は最小）をfminとし、最低車速の車輪に対する基本周波数（周波数は最大）をfmaxとしたとき、このような要件を満足するモデル波形R４のｎ次の頂部の延在領域の上限fu(n)および下限fw(n)は、それぞれ、式（２）および（３）の条件を満足することが必要である。
【数５】
2006224757.tif 000007
【０１１０】
一方、周波数領域波形が、上記のような要件を満足するように、モデル波形R4を生成するには、式（７）および（８）に基づいて、既知のfo、fmin、fmax、faから、ｎ次の頂部の延在領域をそれぞれ設定し、この設定領域を適当な個数J、例えば２０個の周波数の集まりからなるものと近似して、これらの周波数に対する正弦波を足し合わせて、式（９）に示す時間領域波形R4(t)を生成し、この時間領域波形を前記固定の時間間隔δ0でサンプリングして離散データを作り、モデル波形とすればよい。なお、式（５）における、fw(1)、およびfu(1)は、１次の頂部の延在領域に対する下限、および上限を表し、A4は予め定められた定数である。
【数６】
2006224757.tif 000008
【０１１１】
モデル波形R4を周波数領域に変換してできる波形の頂部の延在領域は、第二の実施形態について説明したのと同様に、最高速の車輪の基本周波数fminと、最低速の車輪の基本周波数fmaxとの両方に基づいて決めることができるほか、より簡便な手段として、この代わりに、Aを定数として、fminの0〜+A%、もしくは、fmaxの-A〜0%とするもこともでき、さらに、車体ヨーレート等の車輪速に相関する特性も用いることができる。
【０１１２】
上記のように構成された抽出手段３Ｄの、車輪の回転に同期する成分の抽出の成否を確認するため、走行中の第一車輪９０Ａの振動強度データa1を、第二車輪９０Ｂに対応する基本周波数f2(1)に基づく時間間隔δvaでサンプリングして生成された計測波形X41、および、デジタルフィルタ部４２から出力された同期成分波形Y41について、これらを構成する各データX41(i)、およびY41(i)を、時間間隔δ0で並べて時間領域波形を生成し、さらにこれらの時間領域波形をフーリエ変換して周波数領域波形を算出した。図２９は、計測波形X41に対応する周波数領域波形を示し、図３０は、同期成分波形Y21に対応する周波数領域波形を示す。
【０１１３】
図２９と図３０とを比較すると、図３０は、同期周波数f1(1)〜f1(20)において、図２９における振動強度と同じ値を有する高さの山を有するとともに、これらの間には谷部が形成された形の波形をなしており、第一車輪９０Ａの計測波形X41を生成するのに、第二車輪９０Ｂの車輪速を基にした時間間隔を用いてサンプリングしたにもかかわらず、所期の抽出が行えたことを示している。
【０１１４】
なお、上記算出に用いた、振動強度データa1のサンプリングにおける時間間隔δv2は、
118μsとし、固定基本周波数f0は16.5Hz、分割数kは512であった。
【０１１５】
図１１は、第四実施形態の抽出手段３Ｄが実行する処理の流れを示すフローチャートであり、抽出手段３Ｄは、車輪数を４として、まず、モデル波形生成部４３に各車輪の車輪速データv1〜v4を入力し（ステップs401）、これに基づいて先に説明した手順に従ってモデル波形R4(i) （i=1〜M、ただし、Mは１回の抽出に用いるサンプリング数）を生成する（ステップs402）。
【０１１６】
そして、同期成分波形Y4rのデータを一つずつデータ順に求める手順にはいるが、これに先立って、各車輪に対する同期成分波形を初期化する（ステップs403）とともに、前記車輪速v1〜v4（あるいは、この代用特性）に基づいて可変サンプリングの時間間隔δvaを算出しておく（ステップs404）。次いで、i=1としたあと（ステップs405）、モデル波形生成部４３で生成したモデル波形R4の1番目のデータR4(i)をＡＤＦ（１）に入力する（ステップs406）。
【０１１７】
次に、このモデル波形データR4(1)を用いて、１〜４輪のすべての車輪に対する同期成分波形の1番目のデータY4r(1)（r=1〜4）を算出するが、これを第１輪から始めるためr=1として（ステップs407）、固定サンプリング処理部４１の処理部（１）に、振動強度データa1を入力し（ステップs408）、次いで、これを時間間隔δvaでサンプリングして計測波形データX41(i)を生成し（ステップs409）、差分E41(1)を求め（ステップs410）これをＡＤＦ（１）に入力する。
【０１１８】
ＡＤＦ（１）では、差分E41(1)によってフィルタリングパラメータを最適化処理するとともに、先に入力したR41(1)と、差分E41(1)とから、同期成分波形Y41の1番目のデータY41(1)を求め（ステップs411）、次の差分E41(2)の算出に用いるとともに、異常警告装置４に出力する（ステップs412）。
【０１１９】
以上で、Y41 (1)を求める一巡のステップを終了し、続いて同様のステップを第２輪以降についても実施するため、r=r+1として（ステップs413）、r=5になるまでこれを繰り返す（ステップs414）。i=1に対する上記の処理を完了すると、i=i+1として（ステップs415）、i=M（ステップs416）になるまでこれを繰り返し、一回の抽出工程を完了する。
【０１２０】
以上説明したように、同期成分波形Y4rの算出に際して、入力した振動強度データarを、フーリエ変換等の時間のかかる処理を行うことなく、所定の時間間隔δvaでサンプリングしたものをそのまま、入力順に処理して同期成分波形Y4rを生成して、短時間で抽出工程を終えることができる点においては、第三の実施形態と同様であるが、この第四の実施形態の装置では、以下の点において、第三の実施形態のものよりも、処理の時間を短くすることができる。
【０１２１】
これは、ステップs409における、計測波形データX4r(i)を生成するに際し、各車輪に共通な時間間隔δvaを用いることによるものであり、このことによる効果の第一は、第三実施形態においては、サンプリングの時間間隔δvrが車輪によって異なるので、i番目の同期成分波形データY4r(i)を求めるのに、これを車輪同士で同期させることができず、それぞれの車輪についての処理を独立して行わざるを得ず、そのため、各車輪について各同期成分波形データY41(i)を計算する都度、モデル波形データR1r(i)をメモリあるいはバッファから呼び出さなければならないのに対して、本実施形態においては、1回だけR4(i)をメモリもしくはバッファから呼び出すだけで、全車輪のi番目のデータの処理をすべて済ませることができる点である。すなわち、Mをサンプリング数、Rを車輪数として、第三の実施形態のおいては、全部で、M・R回モデル波形を呼び出す必要があったのに対し、第四の実施形態のおいては、これをM回で済ませることができる。
【０１２２】
時間間隔δvaを全車輪について共通のものとしたことによる第二の効果は、ステップs404における、時間間隔δvaの生成に要する処理回数を減らせる点であり、第三の実施形態においては、各車輪に対して別個の時間間隔δvrを生成しなければならなかったところ、第四の実施形態においては、共通の時間間隔δvaを一個算出するだけで済ませることができ、このことのよっても、抽出工程の短縮に寄与させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明の車輪異常検知装置は、種々の車両における車輪の異常を検出するのに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】車輪異常検知装置の配置を示す平面模式図、および、車輪の一部に生じた異常部分を示す車輪の側面模式図である。
【図２】車輪異常検知装置の構成を示すブロック線図である。
【図３】第一の実施形態の車両異常検出装置の抽出手段を示すブロック線図である。
【図４】第一の実施形態に係る振動強度データ波形a1を示すグラフである。
【図５】第一の実施形態に係る計測波形X11の一部分を示すグラフである。
【図６】第一の実施形態に係る同期成分波形Y11の一部分を示すグラフである。
【図７】第一の実施形態に係るモデル波形R11の一部分を示すグラフである。
【図８】第一の実施形態に係るモデル波形R11に対応する周波数領域波形を示すグラフである。
【図９】第一の実施形態に係る計測波形X11に対応する周波数波形を示すグラフである。
【図１０】第一の実施形態に係る同期成分波形Y11に対応する周波数波形を示すグラフである。
【図１１】第一の実施形態に係る抽出手段の処理を示すフローチャートである。
【図１２】第二の実施形態の車両異常検出装置の抽出手段を示すブロック線図である。
【図１３】第二の実施形態に係るモデル波形R21の一部分を示すグラフである。
【図１４】第二の実施形態に係るモデル波形R21に対応する周波数領域波形を示すグラフである。
【図１５】第二の実施形態に係る計測波形X21に対応する周波数波形を示すグラフである。
【図１６】第二の実施形態に係る同期成分波形Y21に対応する周波数波形を示すグラフである。
【図１７】第二の実施形態に係る抽出手段の処理を示すフローチャートである。
【図１８】第三の実施形態の車両異常検出装置の抽出手段を示すブロック線図である。
【図１９】第三の実施形態に係る振動強度データ波形a1を示すグラフである。
【図２０】第三の実施形態に係る計測波形X31の一部分を示すグラフである。
【図２１】第三の実施形態に係るモデル波形R31に対応する周波数領域波形を示すグラフである。
【図２２】第三の実施形態に係る計測波形X31に対応する周波数波形を示すグラフである。
【図２３】第三の実施形態に係る同期成分波形Y31に対応する周波数波形を示すグラフである。
【図２４】第三の実施形態に係る抽出手段の処理を示すフローチャートである。
【図２５】第四の実施形態の車両異常検出装置の抽出手段を示すブロック線図である。
【図２６】第四の実施形態に係る振動強度データ波形a1を示すグラフである。
【図２７】第四の実施形態に係る計測波形X41の一部分を示すグラフである。
【図２８】第四の実施形態に係るモデル波形R41に対応する周波数領域波形を示すグラフである。
【図２９】第四の実施形態に係る計測波形X41に対応する周波数波形を示すグラフである。
【図３０】第四の実施形態に係る同期成分波形Y41に対応する周波数波形を示すグラフである。
【図３１】第四の実施形態に係る抽出手段の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２５】
１    振動計測手段
１ａ〜１ｄ    振動センサ
２    車輪速計測手段
２ａ〜２ｄ    車輪速センサ
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ    抽出手段
４    異常警告手段
４ａ    異常制御部
４ｂ    異常表示部
５    中央制御装置
１０    車輪異常検知装置
１１    固定サンプリング処理部
１２    適応デジタルフィルタ部
１３    モデル波形生成部
２１    固定サンプリング処理部
２２    適応デジタルフィルタ部
２３    モデル波形生成部
３１    可変サンプリング処理部
３２    適応デジタルフィルタ部
３３    モデル波形生成部
４１    可変サンプリング処理部
４２    適応デジタルフィルタ部
４３    モデル波形生成部
９０ａ〜９０ｄ    車輪
９１    層間剥離
【図１】
2006224757.tif 000009
【図２】
2006224757.tif 000010
【図３】
2006224757.tif 000011
【図４】
2006224757.tif 000012
【図５】
2006224757.tif 000013
【図６】
2006224757.tif 000014
【図７】
2006224757.tif 000015
【図８】
2006224757.tif 000016
【図９】
2006224757.tif 000017
【図１０】
2006224757.tif 000018
【図１１】
2006224757.tif 000019
【図１２】
2006224757.tif 000020
【図１３】
2006224757.tif 000021
【図１４】
2006224757.tif 000022
【図１５】
2006224757.tif 000023
【図１６】
2006224757.tif 000024
【図１７】
2006224757.tif 000025
【図１８】
2006224757.tif 000026
【図１９】
2006224757.tif 000027
【図２０】
2006224757.tif 000028
【図２１】
2006224757.tif 000029
【図２２】
2006224757.tif 000030
【図２３】
2006224757.tif 000031
【図２４】
2006224757.tif 000032
【図２５】
2006224757.tif 000033
【図２６】
2006224757.tif 000034
【図２７】
2006224757.tif 000035
【図２８】
2006224757.tif 000036
【図２９】
2006224757.tif 000037
【図３０】
2006224757.tif 000038
【図３１】
2006224757.tif 000039