(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のバネ下部の上下方向振動に応じた検出信号を出力するセンサ（１）と、
前記検出信号から前記車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）を含む周波数帯域を抽出する抽出手段（２ａ）と、
前記抽出手段（２ａ）によって抽出された前記周波数帯域での前記検出信号の周波数特性を求め、該周波数特性における振幅のピークの位置の周波数を前記共振周波数（Ｆ０）として、該共振周波数（Ｆ０）と前記ピークよりも低周波数側における前記振幅の最小値の位置の周波数との周波数差（ΔＦ）を求める振動特性演算手段（２ｂ）と、
タイヤの種類別にタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）と該正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）に対応する前記車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）と前記周波数差（ΔＦ）との関係を示す関係式もしくはマップを記憶しており、前記振動特性演算手段（２ｂ）により求められた前記共振周波数（Ｆ０）および前記周波数差（ΔＦ）と記憶してある前記関係式もしくはマップから、対応する前記正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めると共に、求めた前記正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）に対応する前記車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）と前記周波数差（ΔＦ）との関係を示す関係式もしくはマップと前記振動特性演算手段（２ｂ）により求められた前記共振周波数（Ｆ０）とに基づいて、タイヤ状態を推定するタイヤ状態推定手段（２ｃ）と、を備えていることを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。
【請求項２】
前記抽出手段（２ａ）は、前記周波数帯域を６０〜１２０Ｈｚとしていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧検出装置。
【請求項３】
前記タイヤ状態推定手段（２ｃ）は、前記車両のイグニッションスイッチがＯＮされると、前記振動特性演算手段（２ｂ）により求められた前記共振周波数（Ｆ０）および前記周波数差（ΔＦ）と記憶してある前記関係式もしくはマップから、対応する前記正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めて、前記イグニッションがＯＦＦされるまで記憶しておくことを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ空気圧検出装置。
【請求項４】
車両のバネ下部の上下方向振動に応じた検出信号を出力するセンサ（１）と、
前記検出信号から前記車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）を含む周波数帯域を抽出する抽出手段（２ａ）と、
前記抽出手段（２ａ）によって抽出された前記周波数帯域での前記検出信号の周波数特性を求め、該周波数特性における振幅のピークの位置の周波数を共振周波数（Ｆ０）として求めると共に、該周波数特性を複数の周波数で分割し、分割された周波数それぞれでの振動レベル（Ｇｉ）を求める振動特性演算手段（２ｂ）と、
タイヤの種類別に、タイヤ空気圧が正規圧のときの周波数（Ｆｂａｓｅ）と前記振動レベル（Ｇｉ）との関係を示す回帰式を記憶しており、前記振動特性演算手段（２ｂ）により求められた前記振動レベル（Ｇｉ）を記憶してある前記回帰式に代入することで、前記正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めると共に、この正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）と前記振動特性演算手段（２ｂ）で求めた前記車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）に基づいて、タイヤ状態を推定するタイヤ状態推定手段（２ｃ）と、を備えていることを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。
【請求項５】
前記タイヤ状態推定手段（２ｃ）は、前記車両のイグニッションスイッチがＯＮされると、前記振動特性演算手段（２ｂ）により求められた前記振動レベル（Ｇｉ）を記憶してある前記回帰式に代入することで、前記正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めて、前記イグニッションがＯＦＦされるまで記憶しておくことを特徴とする請求項４に記載のタイヤ空気圧検出装置。
【請求項６】
前記振動特性演算手段（２ｂ）は、前記振動レベル（Ｇｉ）として、前記センサ（１）の検出信号を周波数分析した振幅のルート・ミーン・スクエアを求めることを特徴とする請求項４または５に記載のタイヤ空気圧検出装置。
【請求項７】
前記回帰式は、前記振動レベル（Ｇｉ）を説明変数とし、前記正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を目的変数として、前記タイヤの種類別に、少なくとも２段階にタイヤ空気圧を変えて求めた前記振動レベル（Ｇｉ）を用いて、重回帰分析を行うことで求められたものであることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１つに記載のタイヤ空気圧検出装置。
【請求項８】
前記センサ（１）は、加速度センサであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のタイヤ空気圧検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に備えられる各タイヤの空気圧の検出を行うタイヤ空気圧検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、タイヤ空気圧検出装置として、共振周波数方式と呼ばれる車輪速度センサの検出信号に含まれる車両のバネ下振動の共振周波数を抽出してそれを用いるものがある。この共振周波数方式のタイヤ空気圧検出装置では、タイヤ空気圧に伴って車両のバネ下振動の共振周波数が変化することを利用してタイヤ空気圧検出を行っている。具体的には、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅと減圧したときの共振周波数との関係を予め求めておいて、その関係式もしくは関係を示すマップを記憶しておき、タイヤ空気圧検出の際に共振周波数Ｆ０を求めたのち、記憶しておいた関係式もしくは関係を示すマップから共振周波数Ｆ０に対応するタイヤ空気圧を求めている。
【特許文献１】特開平５−２２１２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような共振周波数方式のタイヤ空気圧検出装置では、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅと減圧したときの共振周波数との関係を予め求めておくことが必要になる。
【０００４】
しかしながら、車両バネ下振動の共振周波数はタイヤの硬さや種類等によって異なるため、例えばタイヤ交換のときにタイヤの種類が変わったときには、前提となる共振周波数Ｆｂａｓｅが異なったものとなる可能性がある。このような場合には正確にタイヤ空気圧を検出することができなくなる。
【０００５】
これに対し、タイヤ空気圧検出装置にリセットスイッチ（初期化スイッチ）を設けておき、タイヤ交換時などのときにタイヤ空気圧を正規圧にした状態でリセットスイッチを押下することで、その状態で求められた共振周波数をＦｂａｓｅとして用いるという手法が考えられる。ところが、リセットスイッチが必要になる分、装置が複雑になるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、リセットスイッチを必要としなくても、タイヤ空気圧が正規圧のときの車両バネ下振動の共振周波数Ｆｂａｓｅを得ることができるタイヤ空気圧検出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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴によれば、振動特性演算手段（２ｂ）にて、抽出手段（２ａ）によって抽出された周波数帯域での検出信号の周波数特性を求め、該周波数特性の中からタイヤ空気圧に起因して発生する振幅のピークの位置の周波数を共振周波数（Ｆ０）として、該共振周波数とピークよりも低周波数側における振幅の最小値の位置の周波数との周波数差（ΔＦ）を求める。そして、タイヤ状態推定手段（２ｃ）にて、タイヤの種類別にタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）と該正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）に対応する車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）と周波数差（ΔＦ）との関係を示す関係式もしくはマップを記憶しておき、振動特性演算手段（２ｂ）により求められた共振周波数（Ｆ０）および周波数差（ΔＦ）と記憶してある関係式もしくはマップから、対応する正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めると共に、求めた正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）に対応する車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）と周波数差（ΔＦ）との関係を示す関係式もしくはマップと振動特性演算手段（２ｂ）により求められた共振周波数（Ｆ０）とに基づいて、タイヤ状態を推定する。
【０００８】
このように、タイヤの種類別に車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）と周波数差（ΔＦ）との関係を示す関係式もしくはマップを利用して、振動特性演算手段（２ｂ）により求められた共振周波数（Ｆ０）および周波数差（ΔＦ）に基づき、対応するタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めることができる。これにより、タイヤ交換などが行われたとしても、タイヤ空気圧を求めるために必要な正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めることができる。このため、リセットスイッチなどを必要としなくても、タイヤ空気圧が正規圧のときの車両バネ下振動の共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を得ることができ、正確にタイヤ空気圧を検出することが可能となる。
【０００９】
例えば、抽出手段（２ａ）にて抽出する周波数帯域としては、６０〜１２０Ｈｚが好ましい。
【００１０】
また、タイヤ状態推定手段（２ｃ）にて、車両のイグニッションスイッチがＯＮされたときに、振動特性演算手段（２ｂ）により求められた共振周波数（Ｆ０）および周波数差（ΔＦ）と記憶してある関係式もしくはマップから、対応する正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めて、イグニッションがＯＦＦされるまで記憶しておくようにすることができる。
【００１１】
このように、タイヤ交換などが行われた可能性があるごとに、タイヤ空気圧を求めるために必要な正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めるのが好ましい。
【００１２】
本発明の第２の特徴によれば、振動特性演算手段（２ｂ）にて、抽出手段（２ａ）によって抽出された周波数帯域での検出信号の周波数特性を求め、該周波数特性の中からタイヤ空気圧に起因して発生する振幅のピークの位置の周波数である共振周波数（Ｆ０）を求めると共に、該周波数特性を複数の周波数で分割し、分割された周波数それぞれでの振動レベル（Ｇｉ）を求める。そして、タイヤ状態推定手段（２ｃ）により、タイヤの種類別に、タイヤ空気圧が正規圧のときの周波数（Ｆｂａｓｅ）と振動レベル（Ｇｉ）との関係を示す回帰式を記憶しておき、振動特性演算手段（２ｂ）により求められた振動レベル（Ｇｉ）を記憶してある回帰式に代入することで、正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めると共に、この正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）と振動特性演算手段（２ｂ）で求めた車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数（Ｆ０）に基づいて、タイヤ状態を推定する。
【００１３】
このように、回帰式を用いて、振動特性演算手段（２ｂ）により求められた振動レベル（Ｇｉ）を回帰式に代入することによっても、上記した本発明の第１の特徴と同様の効果を得ることができる。
【００１４】
この場合にも、タイヤ状態推定手段（２ｃ）にて、車両のイグニッションスイッチがＯＮされたときに、振動特性演算手段（２ｂ）により求められた振動レベル（Ｇｉ）を記憶してある回帰式に代入することで、正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を求めて、イグニッションがＯＦＦされるまで記憶しておくようにするのが好ましい。
【００１５】
なお、振動レベル（Ｇｉ）としては、センサ（１）の検出信号を周波数分析した振幅のルート・ミーン・スクエアを用いることができる。
【００１６】
また、回帰式については、振動レベル（Ｇｉ）を説明変数とし、正規圧のときの共振周波数（Ｆｂａｓｅ）を目的変数として、タイヤの種類別に、少なくとも２段階にタイヤ空気圧を変えて求めた振動レベル（Ｇｉ）を用いて、重回帰分析を行うことで求めることができる。
【００１７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態が適用されたタイヤ空気圧検出装置のブロック構成を示した図である。この図に示されるように、タイヤ空気圧検出装置は、加速度センサ１と演算装置２および報知器３とを有した構成となっている。
【００２０】
加速度センサ１は、車両バネ下の上下方向の加速度検出を行うためのもので、車両バネ下の上下方向の振動（変位）を加速度として検出するもので、加速度に応じた検出信号を出力する。車両バネ下の上下方向の振動は、タイヤ空気圧に応じて変動する。このため、加速度センサの検出信号をタイヤ空気圧の検出のために用いることができ、検出したタイヤ空気圧に基づいてタイヤ空気圧低下時の警報等を行うことが可能となる。図２は、加速度センサ１の車両への搭載例を示した模式図である。
【００２１】
図２に示されるように、加速度センサ１は、車両バネ下部に取り付けられる。つまり、サスペンション４を介して各車輪５が車体に取り付けられた構造とされるが、車輪５側に取り付けられる。ただし、各車輪５やドライブシャフト６に加速度センサ１を直接取り付けると、これらが回転してしまうため、車両バネ下部でも回転しない部分、例えば、図２に示すように各車輪５が取り付けられるハブ７の最上部などに加速度センサ１が搭載されている。
【００２２】
演算装置２は、加速度センサ１の検出信号を受け取り、受け取った検出信号に基づいてタイヤ空気圧を推定するものである。この演算装置２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムにしたがってタイヤ空気圧検出を行うものである。例えば、演算装置２は、車体側に備えられ、図示しない配線を通じて加速度センサ１の検出信号を受け取るようになっている。
【００２３】
具体的には、演算装置２には、バンドパスフィルタ２ａと振動特性演算部２ｂおよびタイヤ状態推定部２ｃが備えられている。
【００２４】
バンドパスフィルタ２ａは、加速度センサ１の検出信号からそれぞれ決められた周波数帯域の信号を抽出するものである。
【００２５】
バンドパスフィルタ２ａは、加速度センサ１の検出信号の周波数特性に基づいて予め決められた周波数帯域の信号、例えば６０〜１１０（好ましくは１２０）Ｈｚの周波数帯域の信号を抽出するものである。
【００２６】
車両バネ下の上下方向振動によって変動する加速度センサ１の検出信号の周波数特性は、例えば図３のような波形となり、複数個の振幅を有した形状となる。このうち、６０〜１１０Ｈｚに存在する振幅がタイヤ空気圧に起因して発生するものであり、この振幅のピーク（最大値）の位置の周波数が車両バネ下の上下方向振動の共振周波数となる。この振幅のピークの位置の共振周波数とピークの左側（低周波数側）における振幅の最小値の位置の周波数が共に含まれるように、バンドパスフィルタ２ａが抽出する周波数帯域が決められている。
【００２７】
振動特性演算部２ｂは、バンドパスフィルタ２ａを通過した周波数帯域の信号を受け取り、その帯域における周波数特性を求めると共に、求めた周波数特性の振幅のピークの位置の周波数、つまり車両バネ下の上下方向振動の共振周波数Ｆ０を求める。ここでいうＦ０は、車両バネ下の上下方向振動の共振周波数であるが、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数か減圧したときの共振周波数かが特定されるものではなく、そのときの加速度センサ１の検出信号の周波数特性から求められた共振周波数を示すものである。
【００２８】
また、振動特性演算部２ｂは、バンドパスフィルタ２ａを通過した周波数帯域の信号のピークよりも低周波数側における振幅の最小値の位置の周波数を求める。そして、共振周波数Ｆ０と振幅の最小値の位置の周波数との差に相当する周波数差ΔＦ（Ｈｚ）を求めるようになっている。
【００２９】
タイヤ状態推定部２ｃは、複数種類のタイヤについて、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅと減圧したときの共振周波数との関係を予め関係式もしくはマップとして記憶している。例えば、演算装置２に備えられたＲＯＭに予め関係式もしくはマップを記憶してある。そして、タイヤ状態推定部２ｃは、記憶しておいた関係式もしくはマップと、振動特性推定部２ｃで求められた共振周波数Ｆ０と周波数差ΔＦに基づいて、現在装着されているタイヤに関して、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを求めたり、そのときのタイヤ空気圧検出を行ったり、もしくは、タイヤ空気圧が低下していて警告する必要があるか否かの判定を行ったりする。
【００３０】
報知器３は、タイヤ空気圧そのもの又はタイヤ空気圧に異常が発生したことをドライバに対して報知するためのものである。例えば、タイヤ空気圧の数値表示やタイヤ空気圧に異常が発生したことを示す警告記号表示等、ドライバに視覚を通じて報知する表示器や警告ランプ、タイヤ空気圧やその異常を音声もしくはブザー音によりドライバに聴覚を通じて報知する警告スピーカ、警報ブザー等が該当する。
【００３１】
このようにして、本実施形態のタイヤ空気圧検出装置が構成されている。次に、本実施形態のタイヤ空気圧検出装置に備えられるタイヤ状態推定部２ｃに記憶させた関係式もしくはマップ、および、共振周波数Ｆｂａｓｅの求め方について説明する。
【００３２】
共振周波数Ｆ０は、タイヤ空気圧に応じて決まった変化を示し、タイヤ空気圧が正規圧のときに対して警告対象圧まで減圧したときは、ほぼ決まった割合で減少する。例えば、タイヤ空気圧が２３０ｋＰａのときが正規圧、１７０ｋＰａのときが警告対象圧であったとした場合、タイヤ空気圧が正規圧から警告対象圧まで減少すると、共振周波数Ｆ０が１０％前後低下する。この関係は、様々なタイヤを調べた結果分かったことである。
【００３３】
しかしながら、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅと減圧したときの共振周波数は、タイヤの種類などに応じて異なっており、これらの関係が判っていないとタイヤ空気圧検出時に共振周波数Ｆ０を求めても、その共振周波数Ｆ０を用いてタイヤ空気圧を検出することができない。
【００３４】
このため、本発明者らは、タイヤの種類に応じて加速度センサ１の周波数特性に相違点が出ることに着目し、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅと減圧したときの共振周波数の関係を種別することを考えた。
【００３５】
図４は、タイヤ空気圧は同じにした状態で、タイヤの種類を変化させたときの周波数特性の変化を示した図である。この図に示されるように、タイヤの種類を変化させると、共振周波数Ｆ０が変化する。これは、タイヤの種類に応じて硬さが異なっており、タイヤの硬さによってタイヤの減衰係数が変化するためと考えられる。
【００３６】
図５は、硬いタイヤと軟らかいタイヤでの周波数特性の変化を模式的に示した図である。この図に示されるように、軟らかいタイヤの方が硬いタイヤと比べて、周波数特性の共振点が明確になる傾向がある。このため、この傾向を調べることで、硬いタイヤか軟らかいタイヤかというタイヤの種類などが判る。
【００３７】
そして、タイヤ空気圧の減圧に伴って共振周波数Ｆ０が変化するものの、この傾向は変わらないため、タイヤ空気圧に関わらず、この傾向を調べることで、硬いタイヤか軟らかいタイヤかというタイヤの種類などが判る。
【００３８】
具体的には、この傾向は、周波数特性の振幅の勾配から調べることができ、共振周波数Ｆ０と振幅の最小値の位置の周波数との差に相当する周波数差ΔＦの関係から調べることができる。すなわち、周波数差ΔＦは、振幅の最小値の位置の周波数から共振周波数Ｆ０に至るまでの長さを示しているため、これが大きい程、振幅が緩やかであると考えられる。勿論、共振周波数Ｆ０における振幅の大きさそのものも振幅の勾配に関係するが、周波数差ΔＦがほぼ勾配そのものを示すものとなる。
【００３９】
図６は、３種類のタイヤ（タイヤＡ〜Ｃ）に関して、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅおよび減圧したときの共振周波数と、周波数差ΔＦの関係を調べたものである。この図に示されるように、共振周波数Ｆ０の変化だけでなく、周波数差ΔＦをパラメータとして用いることで、タイヤＡ〜Ｃの種類別にタイヤ空気圧が正規圧のときと減圧したときそれぞれの共振周波数Ｆ０と周波数差ΔＦとの関係を区別することが可能となる。
【００４０】
したがって、タイヤの種類別に近似線を引き、それぞれの近似線を関数式（例えば一次関数）を求めることで、タイヤＡ〜Ｃそれぞれの場合の共振周波数Ｆ０と周波数差ΔＦとの関係が求まる。関係式を求めるにあたっては、装着が想定される様々な種類のタイヤを用いたほうが精度が良い関係式を作成できる。予めこの関数式を演算装置２におけるＲＯＭなどに記憶させておき、タイヤ空気圧検出時に共振周波数Ｆ０と周波数差ΔＦを得たときに、それがどの関数式に対応するものであるかを求めること、例えば関数式に代入したときに等号が成り立つか否かを調べることで、その関数式と対応するタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを求めることが可能となる。
【００４１】
また、関数式ではなく、図６に示すようなマップそのものを演算装置２におけるＲＯＭなどに記憶させておき、タイヤ空気圧検出時に得た共振周波数Ｆ０と周波数差ΔＦがマップ内のどの場所に位置するかに基づき、得た共振周波数Ｆ０と周波数差ΔＦに対応するタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを求めることも可能である。
【００４２】
以上説明した本実施形態のタイヤ空気圧検出装置の作動について説明する。
【００４３】
本実施形態のタイヤ空気圧検出装置は、図示しないイグニッションスイッチがＯＮされると同時に作動を開始する。
【００４４】
まず、車両の走行に伴って車両バネ下の上下方向の加速度に応じた検出信号が加速度センサ１から出力される。この検出信号が配線を通じて演算装置２に入力され、演算装置２のバンドパスフィルタ２ａにて所望の周波数帯域（６０〜１１０Ｈｚ）の信号が抽出される。
【００４５】
次に、バンドパスフィルタ２ａで抽出された各信号が振動特性演算部２ｂに入力され、振動特性演算部２ｂにより、抽出された周波数帯域における周波数特性の振幅のピークとなるときの周波数に相当する共振周波数Ｆ０と振幅が最小値となるときの周波数を求め、さらにこれらの周波数差ΔＦを求める。
【００４６】
また、タイヤ状態推定部２ｃにおいて、上述した図６の関係を示した関数式もしくはマップを利用して、振動特性演算部２ｂで求めた共振周波数Ｆ０および周波数差ΔＦに対応するタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅが求められる。このとき求めた共振周波数Ｆｂａｓｅを、例えば、イグニッションスイッチがＯＦＦされるまでの期間中、この共振周波数Ｆｂａｓｅを演算装置２のＲＡＭなどに記憶しておく。
【００４７】
これにより、タイヤ空気圧検出を行うために必要なタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを得ることができ、この共振周波数Ｆｂａｓｅに対応する関数式もしくはマップが判る。
【００４８】
そして、演算装置２の演算周期毎に加速度センサ１の検出信号から共振周波数Ｆ０（および周波数差ΔＦ）が求められ、記憶しておいた共振周波数Ｆｂａｓｅに対応する関数式もしくはマップを利用して、タイヤ空気圧検出のために得た共振周波数Ｆ０を関数式に代入すること、もしくはその共振周波数Ｆ０に対応するタイヤ空気圧をマップから読み出すことで、そのときのタイヤ空気圧を検出する。このようにして、タイヤ空気圧を検出することが可能となる。
【００４９】
このようにしてタイヤ空気圧が検出されると、タイヤ状態推定部２ｃにて、検出されたタイヤ空気圧そのものを示す信号を出力したり、検出されたタイヤ空気圧が警告対象圧以下であった場合に警告することを示す信号を出力することで、報知器３を介してドライバへの報知を行う。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態のタイヤ空気圧検出装置では、車両のバネ下部の上下方向振動を加速度センサ１によって検出すると共に、加速度センサ１の検出信号に含まれる車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数を含む周波数帯域の信号を抽出している。また、抽出した周波数帯域での周波数特性の振幅のピークとなる周波数（共振周波数Ｆ０）と振幅が最小値となるときの周波数を求めると共に、さらにこれらの周波数差ΔＦを求めている。そして、これら共振周波数Ｆ０と周波数差ΔＦからタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅに対応する関数式もしくはマップを求めて、それを予め記憶しておくようにしている。
【００５１】
このため、例えばイグニッションがＯＮになったときなど、タイヤ交換が行われた可能性があるときに共振周波数Ｆ０と周波数差ΔＦを求め、予め記憶しておいた関数式もしくはマップから、共振周波数Ｆｂａｓｅを求めることが可能となる。
【００５２】
したがって、タイヤ交換などが行われたとしても、タイヤ空気圧を求めるために必要な正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを求めることができる。このため、リセットスイッチなどを必要としなくても、タイヤ空気圧が正規圧のときの車両バネ下振動の共振周波数Ｆｂａｓｅを得ることができ、正確にタイヤ空気圧を検出することが可能となる。
【００５３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、タイヤ空気圧検出時に得た共振周波数Ｆ０からタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを求めるときに用いる関数式の作成の仕方が第１実施形態と異なっており、その他の部分、例えばタイヤ空気圧の全体構造などに関しては第１実施形態と同様であるので、異なっている部分についてのみ説明する。
【００５４】
本実施形態では、加速度センサ１の検出信号をバンドパスフィルタ２ａに通過させ、抽出された周波数帯域での周波数特性を任意の数に分割し、分割された周波数それぞれでの振動レベルＧｉおよびそのタイヤの正規圧のときの周波数Ｆｂａｓｅの関係を重回帰分析によって求める。このため、演算装置２における振動特性演算部２ｂやタイヤ状態推定部２ｃに記憶されているプログラムなどに関しては、第１実施形態と異なるものとなっている。
【００５５】
具体的には、図７の模式図に示すように、バンドパスフィルタ２ａの通過する周波数帯域となる６０〜１２０Ｈｚを１０段階に分解し、複数種類のタイヤに関して、タイヤ空気圧を２段階以上に変えて、分割された周波数それぞれでの振動レベルを求めておく。例えば、タイヤ空気圧が正規圧のときと減圧したときの２段階において、分割された周波数それぞれでの振動レベルＧｉを振幅のルート・ミーン・スクエア（振幅を自乗したものの平方根のことを意味する。以下、ＲＭＳという）として求める。
【００５６】
このとき、複数種類のタイヤとしては、タイヤ空気圧検出装置が搭載される車両の指定サイズのタイヤを選択して行い、好ましくは、スポーティ仕様のタイヤや乗り心地重視の仕様のタイヤ等、仕様の異なるタイヤを幅広く選択する。
【００５７】
そして、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを目的変数、振動レベルＧｉを説明変数として重回帰分析を行い、共振周波数Ｆｂａｓｅと振動レベルＧｉの回帰式を作成する。
【００５８】
図８は、説明変数に対する分散比と、分散比が２以上となる説明変数の偏回帰係数を示したものである。なお、図７中、振動レベルＧｉxx-yyは、重回帰分析を行うときの説明変数となる周波数がＸＸ〜ＹＹＨｚのときの振動レベルＧｉのことであり、例えば６０〜６５Ｈｚでの振動レベルＧｉの場合にはＧｉ60-65と示される。また、分散比とは、説明変数の分散値を目的変数の変動幅の誤差（ε）の分散で割った値であり、重回帰分析で説明変数を選択する場合に用いられるものであり、一般的に用いられている分散比≧２の説明変数を選択した。
【００５９】
この図から、共振周波数Ｆｂａｓｅは、説明変数を偏回帰係数乗したものを掛け合わせた値の対数値として求められ、次式のように示される。なお、この関係式の精度について調べるために、各種タイヤでの測定結果に基づいて重回帰分析を行ったところ、相関係数０．９７と高い相関であることを確認している。
【００６０】
【数１】
0004702023.tif 000002
【００６１】
このような回帰式を様々な種類のタイヤを用いて作成し、予めこの関数式を演算装置２におけるＲＯＭなどに記憶させておき、タイヤ空気圧検出時に周波数特性を複数に分割したときに、回帰式に用いられる周波数の振動レベルＧｉを求め、この振動レベルＧｉを回帰式に代入することでタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを求めることが可能となる。
【００６２】
なお、本実施形態の場合、共振周波数Ｆｂａｓｅの求め方が第１実施形態と異なっているが、共振周波数Ｆｂａｓｅを求めた後に、タイヤ空気圧検出時に共振周波数Ｆ０を求め、その共振周波数Ｆ０からそのときのタイヤ空気圧を検出する手法自体は第１実施形態もしくは従来と同様である。このため、タイヤ状態推定部２ｃには、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅに対応するタイヤ空気圧の変化の仕方を示す関数式もしくはマップを記憶してある。
【００６３】
次に、本実施形態のタイヤ空気圧検出装置の作動について説明する。
【００６４】
本実施形態のタイヤ空気圧検出装置も、図示しないイグニッションスイッチがＯＮされると同時に作動を開始する。加速度センサ１の検出信号がバンドパスフィルタ２ａを通過することで、所望の周波数帯域の信号のみが抽出されると、振動特性演算部２ｂによって抽出された周波数帯域を複数に分割し、分割した周波数それぞれにおける周波数特性の振幅のＲＭＳを求める。これを振動レベルＧｉとして、上記回帰式に代入することで、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを求める。
【００６５】
このとき求めた共振周波数Ｆｂａｓｅを、例えば、イグニッションスイッチがＯＦＦされるまでの期間中、この共振周波数Ｆｂａｓｅを演算装置２のＲＡＭなどに記憶しておく。
【００６６】
これにより、タイヤ空気圧検出を行うために必要なタイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを得ることができ、この共振周波数Ｆｂａｓｅに対応する関数式もしくはマップが判る。
【００６７】
そして、演算装置２の演算周期毎に加速度センサ１の検出信号から共振周波数Ｆ０が求められ、記憶しておいた共振周波数Ｆｂａｓｅに対応する関数式もしくはマップを利用して、タイヤ空気圧検出のために得た共振周波数Ｆ０を関数式に代入すること、もしくはその共振周波数Ｆ０に対応するタイヤ空気圧をマップから読み出すことで、そのときのタイヤ空気圧を検出する。このようにして、タイヤ空気圧を検出することが可能となる。
【００６８】
以上説明したように、重回帰分析を用いることによっても、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅを求めることが可能であり、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【００６９】
（他の実施形態）
上記第１、第２実施形態では、車両のバネ下部の上下方向振動を検出するために加速度センサ１の検出信号を用いたが、車両のバネ下部の上下方向振動成分を含む信号であれば、その他のセンサ（例えば車輪速度センサ）の検出信号を用いても構わない。
【００７０】
上記第２実施形態では、回帰式の一例を示しているが、これはある車両に装着されるタイヤについて調べたものであり、異なる車両に装着されるタイヤであれば、異なった回帰式となる。このような回帰式は、上述した重回帰分析によって求められる。
【００７１】
また、上記実施形態では、タイヤ空気圧に関するデータを報知器３にてドライバに報知する形態について説明したが、報知器３に代えて、タイヤ空気圧に関するデータを用いて車両制御を実行するような装置にタイヤ空気圧に関するデータが入力されるような形態としても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１実施形態が適用されたタイヤ空気圧検出装置のブロック図である。
【図２】加速度センサ１の車両への搭載例を示した模式図である。
【図３】車両の上下方向振動によって変動する加速度センサ１の検出信号の周波数特性を示した波形図である。
【図４】タイヤ空気圧は同じにした状態で、タイヤの種類を変化させたときの周波数特性の変化を示した図である。
【図５】硬いタイヤと軟らかいタイヤでの周波数特性の変化を模式的に示した図である。
【図６】３種類のタイヤ（タイヤＡ〜Ｃ）に関して、タイヤ空気圧が正規圧のときの共振周波数Ｆｂａｓｅおよび減圧したときの共振周波数と、周波数差ΔＦの関係を調べた図である。
【図７】本発明の第２実施形態に示すバンドパスフィルタ２ａの通過する周波数帯域となる６０〜１１０Ｈｚを１０段階に分解する様子を示した模式図である。
【図８】説明変数に対する分散比と、分散比が２以上となる場所の偏回帰係数を示した図表である。
【符号の説明】
【００７３】
１…加速度センサ、２…演算装置、２ａ…バンドパスフィルタ、
２ｂ…振動特性演算部、２ｃ…タイヤ状態推定部、３…報知器。
【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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【図７】
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【図８】
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