(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の各車輪の回転速度情報を検出する回転速度情報検出部と、
前記回転速度情報検出部により得られる回転速度情報から、当該回転速度情報の捻り共振周波数を時系列推定する共振周波数推定部と、
推定された捻り共振周波数に基づいて前記各車輪に装着されたタイヤの空気圧の低下を判定する判定部と
を備えており、
前記共振周波数推定部は、左右輪に同相に現れるノイズの影響をなくすために左右輪の回転速度情報の差分をとる差分取得部、及び、当該差分取得部により差分を取得する際に、左右輪に同相に現れる各ノイズの振幅の違いに基づき求められる差分係数を左輪又は右輪の回転速度情報に乗じる補正部を備え、
前記ノイズはエンジンノイズであり、前記差分係数は、左右輪に現れるエンジンノイズの振幅をそれぞれＢＬ、ＢＲとし、ωをエンジンノイズの角周波数とし、ｔを時刻とし、左輪に現れるエンジンノイズをＢＬｓｉｎωｔとし、右輪に現れるエンジンノイズをＢＲｓｉｎωｔとしたときに、ＢＬ／ＢＲである、タイヤ空気圧低下検出装置。
【請求項２】
車両の各車輪の回転速度情報を検出する回転速度情報検出部と、
前記回転速度情報検出部により得られる回転速度情報から、車輪の回転加速度情報を演算する回転加速度情報演算部と、
前記回転加速度情報演算部により演算された回転加速度情報から、当該回転加速度情報の捻り共振周波数を時系列推定する共振周波数推定部と、
推定された捻り共振周波数に基づいて前記タイヤの空気圧の低下を判定する判定部と
を備えており、
前記共振周波数推定部は、左右輪に同相に現れるノイズの影響をなくすために左右輪の回転加速度情報の差分をとる差分取得部、及び、当該差分取得部により差分を取得する際に、左右輪に同相に現れる各ノイズの振幅の違いに基づき求められる差分係数を左輪又は右輪の回転加速度情報に乗じる補正部を備え、
前記ノイズはエンジンノイズであり、前記差分係数は、左右輪に現れるエンジンノイズの振幅をそれぞれＢＬ、ＢＲとし、ωをエンジンノイズの角周波数とし、ｔを時刻とし、左輪に現れるエンジンノイズをＢＬｓｉｎωｔとし、右輪に現れるエンジンノイズをＢＲｓｉｎωｔとしたときに、ＢＬ／ＢＲである、タイヤ空気圧低下検出装置。 
【請求項３】
車両の各車輪の回転速度情報を検出する回転速度情報検出工程と、
前記回転速度情報検出工程において得られる回転速度情報から、当該回転速度情報の捻り共振周波数を時系列推定する共振周波数推定工程と、
推定された捻り共振周波数に基づいて前記各車輪に装着されたタイヤの空気圧の低下を判定する判定工程と
を含んでおり、
前記共振周波数推定工程は、左右輪に同相に現れるノイズの影響をなくすために左右輪の回転速度情報の差分をとる差分取得工程、及び、当該差分取得工程において差分を取得する際に、左右輪に同相に現れる各ノイズの振幅の違いに基づき求められる差分係数を左輪又は右輪の回転速度情報に乗じる補正工程を含み、 
前記ノイズはエンジンノイズであり、前記差分係数は、左右輪に現れるエンジンノイズの振幅をそれぞれＢＬ、ＢＲとし、ωをエンジンノイズの角周波数とし、ｔを時刻とし、左輪に現れるエンジンノイズをＢＬｓｉｎωｔとし、右輪に現れるエンジンノイズをＢＲｓｉｎωｔとしたときに、ＢＬ／ＢＲである、タイヤ空気圧低下検出方法。
【請求項４】
車両の各車輪の回転速度情報を検出する回転速度情報検出工程と、
前記回転速度情報検出工程において得られる回転速度情報から、車輪の回転加速度情報を演算する回転加速度情報演算工程と、
前記回転加速度情報演算工程において得られる回転加速度情報から、当該回転加速度情報の捻り共振周波数を時系列推定する共振周波数推定工程と、
推定された捻り共振周波数に基づいて前記各車輪に装着されたタイヤの空気圧の低下を判定する判定工程と
を含んでおり、
前記共振周波数推定工程は、左右輪に同相に現れるノイズの影響をなくすために左右輪の回転加速度情報の差分をとる差分取得工程、及び、当該差分取得工程において差分を取得する際に、左右輪に同相に現れる各ノイズの振幅の違いに基づき求められる差分係数を左輪又は右輪の回転加速度情報に乗じる補正工程を含み、
前記ノイズはエンジンノイズであり、前記差分係数は、左右輪に現れるエンジンノイズの振幅をそれぞれＢＬ、ＢＲとし、ωをエンジンノイズの角周波数とし、ｔを時刻とし、左輪に現れるエンジンノイズをＢＬｓｉｎωｔとし、右輪に現れるエンジンノイズをＢＲｓｉｎωｔとしたときに、ＢＬ／ＢＲである、タイヤ空気圧低下検出方法。 
【請求項５】
走行中の車両のタイヤの共振周波数に基づいて当該タイヤの空気圧低下を検出するためにコンピュータを、車両の各車輪の回転速度情報を検出する回転速度情報検出部により得られる回転速度情報から、当該回転速度情報の捻り共振周波数を時系列推定する共振周波数推定部、及び、推定された捻り共振周波数に基づいて前記各車輪に装着されたタイヤの空気圧の低下を判定する判定部として機能させ、
前記共振周波数推定部は、左右輪に同相に現れるノイズの影響をなくすために左右輪の回転速度情報の差分をとる差分取得部、及び、当該差分取得部により差分を取得する際に、左右輪に同相に現れる各ノイズの振幅の違いに基づき求められる差分係数を左輪又は右輪の回転速度情報に乗じる補正部を備え、
前記ノイズはエンジンノイズであり、前記差分係数は、左右輪に現れるエンジンノイズの振幅をそれぞれＢＬ、ＢＲとし、ωをエンジンノイズの角周波数とし、ｔを時刻とし、左輪に現れるエンジンノイズをＢＬｓｉｎωｔとし、右輪に現れるエンジンノイズをＢＲｓｉｎωｔとしたときに、ＢＬ／ＢＲである、タイヤ空気圧低下検出プログラム。
【請求項６】
走行中の車両のタイヤの共振周波数に基づいて当該タイヤの空気圧低下を検出するためにコンピュータを、車両の各車輪の回転速度情報を検出する回転速度情報検出部により得られる回転速度情報から、車輪の回転加速度情報を演算する回転加速度情報演算部、前記回転加速度情報演算部により演算された回転加速度情報から、当該回転加速度情報の捻り共振周波数を時系列推定する共振周波数推定部、及び、推定された捻り共振周波数に基づいて前記タイヤの空気圧の低下を判定する判定部として機能させ、
前記共振周波数推定部は、左右輪に同相に現れるノイズの影響をなくすために左右輪の回転加速度情報の差分をとる差分取得部、及び、当該差分取得部により差分を取得する際に、左右輪に同相に現れる各ノイズの振幅の違いに基づき求められる差分係数を左輪又は右輪の回転加速度情報に乗じる補正部を備え、
前記ノイズはエンジンノイズであり、前記差分係数は、左右輪に現れるエンジンノイズの振幅をそれぞれＢＬ、ＢＲとし、ωをエンジンノイズの角周波数とし、ｔを時刻とし、左輪に現れるエンジンノイズをＢＬｓｉｎωｔとし、右輪に現れるエンジンノイズをＢＲｓｉｎωｔとしたときに、ＢＬ／ＢＲである、タイヤ空気圧低下検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイヤ空気圧低下検出装置、方法及びプログラムに関する。さらに詳しくは、走行中の車両のタイヤの捻り共振周波数に基づいて当該タイヤの空気圧低下を検出するタイヤ空気圧低下検出装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車が安全に走行できるための要素の１つとして、タイヤの空気圧をあげることができる。空気圧が適正値よりも低下すると、操縦安定性や燃費が悪くなり、タイヤバーストの原因となる場合がある。このため、タイヤ空気圧の低下を検出し、運転者に警報を出して適切な処置を促すタイヤ空気圧警報装置（Ｔｉｒｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＴＰＭＳ）は、環境の保護や運転者の安全性の確保という見地から重要な技術である。
【０００３】
従来の警報装置は、直接検知型と間接検知型の２つに分類できる。直接検知型は、タイヤホイール内部に圧力センサを組み込むことでタイヤの空気圧を直接計測するものである。空気圧の低下を高精度に検出することができる一方で、専用のホイールが必要となることや実環境での耐故障性能に問題があることなど、技術的、コスト的な課題を残している。
【０００４】
一方、間接検知型はタイヤの回転情報から空気圧を推定する方法であり、動荷重半径（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｌｏａｄｅｄ  Ｒａｄｉｕｓ；ＤＬＲ）方式と、共振周波数（Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ＲＦＭ）方式に細分類することができる。このうち、ＲＦＭ方式は、ＤＬＲ方式における問題点（車輪回転速度の相対比較を基本原理とすることから、４輪同時減圧が検出できないなどの問題点）を解決できるものとして種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１〜２参照）。
【０００５】
特許文献１〜２記載の発明などにおけるＲＦＭ方式は、タイヤの捻り共振周波数が減圧により低下するという特性を利用し、タイヤの回転速度情報又は回転加速度情報からタイヤの捻り共振周波数を時系列推定することにより当該タイヤの空気圧低下を検出するものである。
【０００６】
ところが、車両の駆動輪においては、車速やギヤポジションなどによってタイヤの捻り共振周波数付近に周期ノイズが発生する場合がある。この場合、ＡＲモデルなどで時系列推定された共振周波数は、かかる周期ノイズに引っ張られてしまい、本来のタイヤの捻り共振周波数とは異なる値となる。その結果、前記ＴＰＭＳにおいて誤報や未警報となってしまう惧れがある。
【０００７】
そこで、このような周期ノイズの影響をなくすために、左右輪に生じる外乱の差分をとることが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。非特許文献１記載のタイヤ空気圧推定法では、車速やギヤポジションにより発生するエンジンノイズが左輪と右輪とで同位相で現れることに鑑み、左右輪の外乱の差分をとっている。
【０００８】
すなわち、左右輪の外乱をそれぞれｗＬ、ｗＲとし、捻れ角をθとし、タイヤの捻りばね定数をＫとし、減衰定数をＤとし、ホイールが受けるトルク（左右同位相）をＴＳとし、路面によるノイズをＴｄとすると、左右輪それぞれの車輪速外乱は以下の式（１）〜（２）で表すことができる。
【０００９】
【数１】
0006475954.tif 000002
【００１０】
ここで、逐次的にタイヤ捻りばね定数ＫＬ、ＫＲと、減衰係数ＤＬ、ＤＲとを求める。ＴｄＬ−ＴｄＲはホワイトノイズであるので、共振周波数の推定に与える影響は小さい。タイヤ捻りばね定数ＫＬ、ＫＲと、減衰係数ＤＬ、ＤＲと、タイヤ捻り共振周波数とは明確な関係があるため、当該タイヤ捻りばね定数ＫＬ、ＫＲと、減衰係数ＤＬ、ＤＲとを求めることで、タイヤの共振周波数を推定することができ、この推定された共振周波数と、予め求めておいた正常圧におけるタイヤの共振周波数とを比較することでタイヤが減圧しているか否かを推定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−０２３５４６号公報
【特許文献２】特開２０１０−０２３６７３号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】梅野孝治、「車輪速センサを用いたタイヤ空気圧推定法の開発」、豊田中央研究所Ｒ＆Ｄレビュー、１９９７年１２月、Ｖｏｌ．３２、Ｎｏ．４、ｐ．４５−５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、ドライブシャフトの長さが左右で異なることから、左右輪の車輪速に同位相に現れるノイズであっても、それらの振幅が互いに異なる場合がある。この場合、前記のように左右輪の差分をとったとしても同相ノイズをキャンセルすることができず、その結果、タイヤ空気圧を正しく推定することができない。
【００１４】
同相ノイズ、すなわちホイールが受けるトルクが左右輪で異なる場合、左右それぞれの車輪速外乱は以下の式（３）〜（４）で表され、左右の車輪速の差分は式（５）で表される。
【００１５】
【数２】
0006475954.tif 000003
【００１６】
ここで、式（５）におけるＴｓＬ−ＴｓＲは、推定に与える影響が大きいので、これが無視できない大きさであると、正しく共振周波数を推定することができなくなる。  
【００１７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、左右の車輪に同位相に現れるノイズの影響を排除してタイヤ空気圧の推定精度を向上させることができるタイヤ空気圧低下検出装置、方法及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
（１）本発明の第１の観点に係るタイヤ空気圧低下検出装置（以下、単に「検出装置」ともいう）は、車両の各車輪の回転速度情報を検出する回転速度情報検出部と、
前記回転速度情報検出部により得られる回転速度情報から、当該回転速度情報の捻り共振周波数を時系列推定する共振周波数推定部と、
推定された捻り共振周波数に基づいて前記各車輪に装着されたタイヤの空気圧の低下を判定する判定部と
を備えており、
前記共振周波数推定部は、左右輪に同相に現れるノイズの影響をなくすために左右輪の回転速度情報の差分をとる差分取得部、及び、当該差分取得部により差分を取得する際に、左右輪に同相に現れる各ノイズの振幅に基づく差分係数を左輪又は右輪の回転速度情報に乗じる補正部を備える。
【００１９】
（２）本発明の第２の観点に係る検出装置は、車両の各車輪の回転速度情報を検出する回転速度情報検出部と、
前記回転速度情報検出部により得られる回転速度情報から、車輪の回転加速度情報を演算する回転加速度情報演算部と、
前記回転加速度情報演算部により演算された回転加速度情報から、当該回転加速度情報の捻り共振周波数を時系列推定する共振周波数推定部と、
推定された捻り共振周波数に基づいて前記タイヤの空気圧の低下を判定する判定部と
を備えており、
前記共振周波数推定部は、左右輪に同相に現れるノイズの影響をなくすために左右輪の回転加速度情報の差分をとる差分取得部、及び、当該差分取得部により差分を取得する際に、左右輪に同相に現れる各ノイズの振幅に基づく差分係数を左輪又は右輪の回転加速度情報に乗じる補正部を備える。
【００２０】
本発明の検出装置では、車両の左右輪に同相に現れるノイズをキャンセルするに際し、左右輪のノイズの振幅に基づく差分係数を左輪又は右輪の回転速度情報又は回転加速度情報に乗じる。これにより、車両の左右輪に同相に現れるノイズを、より確実にキャンセルすることができ、前記回転速度情報又は回転加速度情報から時系列推定される当該回転速度情報又は回転加速度情報の捻り共振周波数を高精度に推定することができ、その結果、タイヤ空気圧の推定精度を向上させることができる。
【００２１】
（３）本発明の第３の観点に係るタイヤ空気圧低下検出方法（以下、単に「検出方法」ともいう）は、車両の各車輪の回転速度情報を検出する回転速度情報検出工程と、
前記回転速度情報検出工程において得られる回転速度情報から、当該回転速度情報の捻り共振周波数を時系列推定する共振周波数推定工程と、
推定された捻り共振周波数に基づいて前記各車輪に装着されたタイヤの空気圧の低下を判定する判定工程と
を含んでおり、
前記共振周波数推定工程は、左右輪に同相に現れるノイズの影響をなくすために左右輪の回転速度情報の差分をとる差分取得工程、及び、当該差分取得工程において差分を取得する際に、左右輪に同相に現れる各ノイズの振幅に基づく差分係数を左輪又は右輪の回転速度情報に乗じる補正工程を含む。
【００２２】
（４）本発明の第４の観点に係る検出方法は、車両の各車輪の回転速度情報を検出する回転速度情報検出工程と、
前記回転速度情報検出工程において得られる回転速度情報から、車輪の回転加速度情報を演算する回転加速度情報演算工程と、
前記回転加速度情報演算工程において得られる回転加速度情報から、当該回転加速度情報の捻り共振周波数を時系列推定する共振周波数推定工程と、
推定された捻り共振周波数に基づいて前記各車輪に装着されたタイヤの空気圧の低下を判定する判定工程と
を含んでおり、
前記共振周波数推定工程は、左右輪に同相に現れるノイズの影響をなくすために左右輪の回転加速度情報の差分をとる差分取得工程、及び、当該差分取得工程において差分を取得する際に、左右輪に同相に現れる各ノイズの振幅に基づく差分係数を左輪又は右輪の回転加速度情報に乗じる補正工程を含む。
【００２３】
本発明の検出方法では、車両の左右輪に同相に現れるノイズをキャンセルするに際し、左右輪のノイズの振幅に基づく差分係数を左輪又は右輪の回転速度情報又は回転加速度情報に乗じる。これにより、車両の左右輪に同相に現れるノイズを、より確実にキャンセルすることができ、前記回転速度情報又は回転加速度情報から時系列推定される当該回転速度情報又は回転加速度情報の捻り共振周波数を高精度に推定することができ、その結果、タイヤ空気圧の推定精度を向上させることができる。
【００２４】
（５）本発明の第５の観点に係るタイヤ空気圧低下検出プログラム（以下、単に「プログラム」ともいう）は、走行中の車両のタイヤの共振周波数に基づいて当該タイヤの空気圧低下を検出するためにコンピュータを、車両の各車輪の回転速度情報を検出する回転速度情報検出部により得られる回転速度情報から、当該回転速度情報の捻り共振周波数を時系列推定する共振周波数推定部、及び、推定された捻り共振周波数に基づいて前記各車輪に装着されたタイヤの空気圧の低下を判定する判定部として機能させ、
前記共振周波数推定部は、左右輪に同相に現れるノイズの影響をなくすために左右輪の回転速度情報の差分をとる差分取得部、及び、当該差分取得部により差分を取得する際に、左右輪に同相に現れる各ノイズの振幅に基づく差分係数を左輪又は右輪の回転速度情報に乗じる補正部を備える。
【００２５】
（６）本発明の第６の観点に係るプログラムは、走行中の車両のタイヤの共振周波数に基づいて当該タイヤの空気圧低下を検出するためにコンピュータを、車両の各車輪の回転速度情報を検出する回転速度情報検出部により得られる回転速度情報から、車輪の回転加速度情報を演算する回転加速度情報演算部、前記回転加速度情報演算部により演算された回転加速度情報から、当該回転加速度情報の捻り共振周波数を時系列推定する共振周波数推定部、及び、推定された捻り共振周波数に基づいて前記タイヤの空気圧の低下を判定する判定部として機能させ、
前記共振周波数推定部は、左右輪に同相に現れるノイズの影響をなくすために左右輪の回転加速度情報の差分をとる差分取得部、及び、当該差分取得部により差分を取得する際に、左右輪に同相に現れる各ノイズの振幅に基づく差分係数を左輪又は右輪の回転加速度情報に乗じる補正部を備える。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のタイヤ空気圧低下検出装置、方法及びプログラムによれば、左右の車輪に同位相に現れるノイズの影響を排除してタイヤ空気圧の推定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の検出装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示される検出装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】ＦＬ輪及びＦＲ輪の車輪速スペクトル、並びに、ＦＲ輪スペクトルの車輪速ゲインを１．２倍したＦＦＴスペクトルを表す図である。
【図４】ＦＲ輪の車輪速を定数倍せずに左右前輪の車輪速を差分した後の信号についてのＦＦＴスペクトル、及び、ＦＲ輪の車輪速を１．２倍した後に左右前輪の車輪速を差分した後の信号についてのＦＦＴスペクトルを表す図である。
【図５】ＦＲ輪の車輪速を１．２倍せずに左右輪の車輪速を差分して求めたタイヤ共振周波数推定値を示す図である。
【図６】ＦＲ輪の車輪速を１．２倍した後に左右輪の車輪速を差分して求めたタイヤ共振周波数推定値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の検出装置、方法及びプログラムの実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態に係る検出装置を示すブロック図であり、  図２は、図１に示される検出装置の電気的構成を示すブロック図である。
図１に示されるように、本発明の一実施形態に係る検出装置は、４輪車両の左前輪（ＦＬ）、右前輪（ＦＲ）、左後輪（ＲＬ）及び右後輪（ＲＲ）の回転速度情報を検出するため、各輪に関連して設けられた通常の車輪速度検出部（回転速度情報検出部）１を備えている。
【００３０】
前記車輪速度検出部１としては、電磁ピックアップなどを用いて回転パルスを発生させ、パルスの数から回転角速度及び車輪速度を測定するための車輪速センサや、ダイナモのように回転を利用して発電を行い、この電圧から回転角速度及び車輪速度を測定するためのものを含む角速度センサなどを用いることができる。前記車輪速度検出部１の出力は、ＡＢＳなどのコンピュータである制御ユニット２に与えられる。この制御ユニット２には、例えばタイヤが減圧していることを表示するための液晶表示素子、プラズマ表示素子又はＣＲＴなどで構成された表示器３、ドライバーによって操作することができる初期化ボタン４、及びタイヤ減圧であることをドライバーに知らせる警報器５が接続されている。
【００３１】
制御ユニット２は、図２に示されるように、外部装置との信号の受け渡しに必要なＩ／Ｏインターフェース２ａと、演算処理の中枢として機能するＣＰＵ２ｂと、このＣＰＵ２ｂの制御動作プログラムが格納されたＲＯＭ２ｃと、前記ＣＰＵ２ｂが制御動作を行う際にデータなどが一時的に書き込まれたり、その書き込まれたデータが読み出されたりするＲＡＭ２ｄとから構成されている。
【００３２】
前記車輪速度検出部１では、タイヤの回転数に対応したパルス信号（以下、「車輪速パルス」ともいう）が出力される。そして、この車輪速パルスを所定の周期ΔＴ（ｓｅｃ）、例えばΔＴ＝０．００５秒で再サンプリングすることにより、車輪速信号の時系列データを得ることができる。着目するタイヤのねじり方向の共振周波数は数十Ｈｚ付近に現れるため、ナイキスト周波数内にそれが含まれるようにサンプリング周期を設定する必要がある。
【００３３】
本実施形態に係る検出装置は、車輪速度検出部（回転速度情報検出部）１と、この車輪速度検出部１により得られる回転速度情報から、当該回転速度情報の捻り共振周波数を時系列推定する共振周波数推定部と、推定された捻り共振周波数に基づいて前記各車輪に装着されたタイヤの空気圧の低下を判定する判定部とで主に構成されている。前記共振周波数推定部は、左右輪に同相に現れるノイズの影響をなくすために左右輪の回転速度情報の差分をとる差分取得部、及び、当該差分取得部により差分を取得する際に、左右輪に同相に現れる各ノイズの振幅に基づく差分係数を左輪又は右輪の回転速度情報に乗じる補正部を備えている。そして、本実施形態に係るプログラムは、前記制御ユニット２にインストールされており、当該制御ユニット２を、差分取得部及び補正部を備えた共振周波数推定部、並びに判定部として機能させる。
【００３４】
捻り共振周波数は、例えば回転速度情報又は回転加速度情報を２次の自己回帰（Ａｕｔｏｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ；ＡＲ）モデルに基づいて時系列解析を行ったり、例えば特開２０１１−１０２０７７号公報に開示されているように、回転加速度情報を時系列信号として、以下の式（６）〜（７）のｎ次（ｎは３以上の整数）の線形モデルとして各パラメータを時系列推定したりすることで、推定することができる。式（６）〜（７）において、ｙ（ｔ）は車輪回転加速度の時系列信号、ｎはモデル次数（３以上の整数）、ａｉは各パラメータ、ｙ´（ｔ）は回転成分、ｗ（ｔ）は外乱（振動成分）である。
【００３５】
【数３】
0006475954.tif 000004
【００３６】
そして、得られる捻り共振周波数が、例えば初期化時に算出され前記ＲＡＭ２ｄに記憶されている基準の捻り共振周波数よりも所定の閾値（例えば、２Ｈｚ）を超えて小さくなったときに、タイヤが減圧していると判定し、前記警報器５により警報が発せられる。
【００３７】
本実施形態は、捻り共振周波数の変化に着目してタイヤ空気圧の低下を判定するに際し、車両の駆動輪において車速やギヤポジションなどによってタイヤの捻り共振周波数付近に周期ノイズが発生し、これが原因で誤報や未警報の惧れがあることに鑑み左右輪の車輪速の差分をとることで当該周期ノイズをキャンセルするときに、左右輪のノイズの振幅が異なる場合でも前記周期ノイズの影響を排除するものである。
【００３８】
すなわち、車両の駆動輪において車速やギヤポジションなどによって発生するノイズは同じ位相であるため、通常は、左右輪の差分をとることで当該ノイズをキャンセルすることができる。しかし、ドライブシャフトの長さが左右で異なることなどにより左右輪の車輪速に現れる同相ノイズの振幅が互いに異なる状況下では、単純に差分をとるだけでは当該ノイズをキャンセルすることができない。例えば、図３に示される例では、ＦＬ輪とＦＲ輪とでは４２Ｈｚ付近の車輪速スペクトルのピーク高さ（ノイズの振幅に比例する）が異なっている。このピーク周波数は、エンジンの爆発振動と一致する周波数であることからエンジンノイズであると考えられる。かかるエンジンノイズは左右輪で同じ位相のノイズである。なお、図３において、５０Ｈｚ付近にあるピークがタイヤの捻り共振周波数であり、当該タイヤの空気圧と相関のある共振周波数である。
【００３９】
ここで、図４に示されるように、単に左右輪で差分をとるだけでは、前述したようにＦＬ輪とＦＲ輪とでは４２Ｈｚ付近の車輪速スペクトルのピーク高さが異なることから、「ＦＲ輪を定数倍せずに左右前輪車輪速を差分」と表記されている太い実線で示されるように４２Ｈｚ付近にノイズが残り、図５に示されるように、タイヤ捻り共振周波数の推定値を正しく求めることができない。なお、図３〜６に示される結果は、フロントエンジン・フロントドライブのＦＦ車での走行試験に基づくものである。図３〜４は、マニュアル車においてギアシフトの位置を「５速」とし、７０ｋｐｈで走行したときに得られたデータに基づいており、図５〜６は、４５ｋｐｈについては「４速」、４５ｋｐｈ以外の速度については「５速」で走行したときに得られたデータに基づいている。
【００４０】
これに対し、本実施形態では、左右輪に同相に現れる各ノイズの差分係数を予め求めておき、左輪又は右輪に前記差分係数を乗じることで、左右輪の同相ノイズの振幅の違いの影響を排除している。
差分係数とは、例えば左右輪に現れるエンジンノイズの振幅をそれぞれＢＬ、ＢＲとし、ωをエンジンノイズの角周波数とし、ｔを時刻とし、左輪に現れるエンジンノイズをＢＬｓｉｎωｔとし、右輪に現れるエンジンノイズをＢＲｓｉｎωｔとしたときに、ＢＬ／ＢＲで表される係数である。
【００４１】
差分係数は、例えば車両の生産段階における実験走行においてＦＦＴで周波数スペクトルを左右輪それぞれについて出力し（図３参照）、出力図のスペクトルのピーク値から比を計算して求めることができる。求めた比は車両に搭載される制御ユニットに所定値として記憶される。一方、制御ユニットの計算資源に余裕があれば、タイヤを交換したり、タイヤ空気圧を調整したりした後の初期化段階において、その都度差分係数を求めるようにしてもよい。この場合、標準タイヤ以外のタイヤが装着されたとしても、当該タイヤに応じた差分係数を求めることができる。さらに、走行中に差分係数が変化する可能性があることを想定し、一定時間ごとに差分係数を求めることもできる。
【００４２】
図３に示される例では、ＦＬ輪の車輪速ゲインはＦＲ輪の車輪速ゲインのほぼ１．２倍である。したがって、この場合、差分係数は１．２であり、ＦＲ輪の車輪速ゲインを１．２倍した後に左右輪の差分をとることで、図４において細線で示されるように、振幅が異なる左右同相ノイズをキャンセルすることができる（「ＦＲ輪を１．２倍した後に左右前輪車輪速を差分」参照）。そして、求めたタイヤの捻り共振周波数は、図６に示されるように、速度による変化を無視できるレベルであった。
図５〜６より、本実施形態によれば、振幅が互いに異なる左右輪における同相ノイズの影響を低減させ、タイヤの捻り共振周波数の推定精度を向上させ得ることがわかる。
【００４３】
次に、本実施形態に係る検出装置の動作又は本実施形態に係る検出方法について説明する。
（１）まず、車輪速度検出部により、車輪の回転信号を検出する。
（２）ついで、制御ユニット２により、前記車輪の回転信号を所定の周期にしたがって再サンプリングすることで車輪速信号を得る。その周期は、着目するタイヤの捻り方向の共振周波数を考慮して決める必要がある。具体的には、サンプリング周期は、着目している捻り方向の共振周波数が数十Ｈｚ付近に現れることから、１００Ｈｚ以上のサンプリング周期とすることが望ましい。
【００４４】
（３）ついで、左右車輪速に含まれる外乱をｗＬ（ｔ）、ｗＲ（ｔ）とし、ａ１、ａ２、・・・、ａｎ、およびｂ１、ｂ２、・・・、ｂｎを係数とすると、
ｗＬ（ｔ）＝ａ１（ｔ−１）＋ａ２（ｔ−２）＋・・・＋ａｎ（ｔ−ｎ）
ｗＲ（ｔ）＝ｂ１（ｔ−１）＋ｂ２（ｔ−２）＋・・・＋ｂｎ（ｔ−ｎ）
である。
ａ１、ａ２、・・・、ａｎ、およびｂ１、ｂ２、・・・、ｂｎは、タイヤ捻りバネ定数Ｋ、減衰定数Ｄ、ホイールが受けるトルク（左右同位相）Ｔｓ、路面によるノイズＴｄからなる定数である。
【００４５】
（４）ここで、エンジンノイズの影響をなくすためにｗＬ（ｔ）−ｗＲ（ｔ）として差分をとるが、例えば図３に示される例のようにＦＬ＝１．２×ＦＲである場合、左右輪の差分係数は「１．２」であるので、
ｗＬ（ｔ）−１．２ｗＲ（ｔ）＝ａ１（ｔ−１）＋ａ２（ｔ−２）＋・・・ａｎ（ｔ−ｎ）−１．２｛ｂ１（ｔ−１）＋ｂ２（ｔ−２）＋・・・＋ｂｎ（ｔ−ｎ）｝として、ａ１、ａ２、・・・、ａｎおよびｂ１、ｂ２、・・・・、ｂｎを時系列推定し、得られる各係数に基づいて、ＦＬ輪およびＦＲ輪それぞれの共振周波数を推定する。
（５）そして、推定された共振周波数と、基準の共振周波数とを比較し、その差が所定の値よりも大きい場合にタイヤが減圧していると判断し、警報を発する。
【００４６】
［実施例］
つぎに本発明の検出方法の実施例を説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
[実施例１]
ＦＦ（フロントエンジン、フロントドライブ）車をテストコース（周回路）で走行させ、フロント２輪の車輪速を計測した。逐次時系列推定法にて、３．７５ｍｓのサンプリングタイムで３３Ｈｚから６７Ｈｚの間にある共振ピークを２次近似で推定した。
左右輪の差分をとるに際し、ＦＲ輪の車輪速ゲインに予め求めておいた差分係数（１．２）を乗じた後に左右輪の差分をとった。
【００４７】
[比較例１]
差分係数を用いることなく左右輪の差分をとった以外は実施例１と同様にして共振ピークを推定した。
実施例１の方が比較例１よりも、速度条件を変えた場合の推定共振周波数の変動が小さかった。
【００４８】
〔その他の変形例〕
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、時系列推定により回転速度情報である車輪速の捻り共振周波数を求めているが、車輪速に代えて、回転加速度情報である車輪加速度の捻り共振周波数を時系列推定により求めることもできる。この場合、回転速度情報検出部により得られる回転速度情報から、回転加速度情報演算部として機能する制御ユニットにより回転加速度情報が演算される。そして、演算された回転加速度情報から、共振周波数推定部として機能する制御ユニットにより前記回転加速度情報の捻り共振周波数が時系列推定される。回転加速度情報の方が回転速度情報よりも変化が少ないので、演算精度を向上させる点からは、回転加速度情報を時系列データとすることが望ましい。
【符号の説明】
【００４９】
１      車輪速度検出部
２      制御ユニット
２ａ    インターフェース
２ｂ    ＣＰＵ
２ｃ    ＲＯＭ
２ｄ    ＲＡＭ
３      表示器
４      初期化ボタン
５      警報器
【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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【図６】
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