(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の回転速度を検出する回転センサと、この回転センサの出力する回転信号を処理する信号処理ユニットとを備え、
前記信号処理ユニットは、前記回転センサの検出した回転信号から回転に同期した回転速度変動パターンを抽出する回転変動パターン抽出手段と、
前記車輪の１回転分の回転に同期した基準となる回転速度変動パターンである基準パターンを記憶する基準パターン記憶メモリと、
この記憶された前記基準パターンにより、前記回転センサから出力されて前記回転変動パターン抽出手段に入力される回転信号を補正する誤差補正処理手段とを有し、
前記基準パターン記憶メモリに記憶される基準パターンは、前記車輪のタイヤとして全周に渡り回転位置による特徴のないタイヤである基準タイヤを用いて前記回転センサで取得した回転に同期した回転速度変動パターンであることを特徴とする、
車輪速回転変動パターン抽出装置。
【請求項２】
車輪の回転速度を検出する回転センサと、この回転センサの出力する回転信号を処理する信号処理ユニットとを備え、前記信号処理ユニットは、前記回転センサの検出した回転信号から回転に同期した回転速度変動パターンを抽出する回転変動パターン抽出手段と、前記車輪の１回転分の回転に同期した基準となる回転速度変動パターンである基準パターンを記憶する基準パターン記憶メモリと、この記憶された前記基準パターンにより、前記回転センサから出力されて前記回転変動パターン抽出手段に入力される回転信号を補正する誤差補正処理手段とを有する車輪速回転変動パターン抽出装置において、前記基準パターンを求めて前記基準パターン記憶メモリに記憶させる方法であって、
全周に渡り回転位置による特徴のないタイヤである基準タイヤを用いて前記回転センサが出力する回転信号から回転に同期した回転速度変動パターンを求め、この求めた回転速度変動パターンを前記基準パターンとして前記基準パターン記憶メモリに記憶させることを特徴とする車輪速回転変動パターン抽出装置の基準パターン設定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の車輪速回転変動パターン抽出装置の基準パターン設定方法において、前記基準タイヤが全周に渡ってバフ処理されたタイヤである車輪速回転変動パターン抽出装置の基準パターン設定方法。
【請求項４】
請求項２に記載の車輪速回転変動パターン抽出装置の基準パターン設定方法において、前記基準タイヤがタイヤトレッド面に凹凸を有しないタイヤである車輪速回転変動パターン抽出装置の基準パターン設定方法。
【請求項５】
請求項２に記載の車輪速回転変動パターン抽出装置の基準パターン設定方法において、前記基準タイヤが、外周面の凹部として、全周に渡り回転位置による特徴のない凹部のみを有するタイヤである車輪速回転変動パターン抽出装置の基準パターン設定方法。
【請求項６】
請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載の車輪速回転変動パターン抽出装置の基準パターン設定方法において、
前記基準タイヤを用いて、前記車輪が任意の速度条件で回転している状態において、１回転中の各回転パルスの周期Ｔ(1) 〜Ｔ(N) を、それぞれ数回転〜数十回転にわたって測定し記録する過程と、
この記録した複数回転分のパルス周期データから、それぞれの回転パルスの平均周期を算出し、得られたデータを平均値で規格化して１回転分の平均周期変動パターンを求め、この平均周期変動パターンから前記車輪の１回転分の回転に同期した基準となる回転速度変動パターンである基準パターンを求める過程と、
この求めた基準パターンを前記基準パターン記憶メモリに記憶させる過程とを含む、
車輪速回転変動パターン抽出装置の基準パターン設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、路面の状態やタイヤの状態を推定するために、車輪の回転に同期した回転速度変動を検出する車輪速回転変動パターン抽出装置、およびその基準パターン設定方法に関し、特にその回転センサに含まれる誤差を精度良く補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パルスエンコーダの出力信号における、デューティ比や位相のずれを、予め記憶しておいた補正量を用いて補正する機能を備えた速度検出装置が提案されている（例えば、特許文献２）。
また、タイヤの回転センサ信号からスリップ率等を推定する方法が提示されており、数回転にわたるタイヤの回転信号から回転同期成分を平均化して検出する方法も提示されている（例えば、特許文献４）。
【０００３】
この他に、図１３〜図１５に示すように、エンコーダ２ａの基準信号を逓倍したパルスを出力する回転検出装置で、逓倍出力に含まれる誤差を、逓倍パルスの識別情報を用いて補正する補正手段を備えたものが提示されている（例えば、特許文献３）。図１５はその補正前後のパルス周期の変動を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−１２８８５５号公報
【特許文献２】特開２００２−３１１０４０号公報
【特許文献３】特開２００８−２４９５７４号公報
【特許文献４】特開２００６−１２６１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車輪速センサで走行中に取得したときのセンサ信号には、センサ固有の信号成分と駆動系（デフやＣＶＪ（等速ジョイント））に起因する信号成分、タイヤや路面に起因する信号成分が含まれる。タイヤや路面に起因する信号成分のうち、タイヤのトレッドパターンに起因する信号（回転速度変動）成分を解析することで、タイヤの状態を推定することができる
【０００６】
このため、より精度良くタイヤの状態を推定するためには、Ｓ／Ｎ 比の高いタイヤのトレッドパターンに起因する回転速度変動成分を抽出することが重要であり、センサや駆動系に起因する信号成分を除去することが望まれる。
【０００７】
この発明の目的は、回転センサや駆動系に起因する成分を同時に補正することができ、Ｓ／Ｎ比の高いタイヤのトレッドパターンに起因する回転速度変動パターンを抽出することができる車輪速回転変動パターン抽出装置、およびその基準パターン設定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の車輪速回転変動パターン抽出装置は、車輪１の回転速度を検出する回転センサ２と、この回転センサ２の出力する回転信号を処理する信号処理ユニット３とを備え、  前記信号処理ユニット３は、前記回転センサ２の検出した回転信号から回転に同期した回転速度変動パターンを抽出する回転変動パターン抽出手段７と、
前記車輪１の１回転分の回転に同期した基準となる回転速度変動パターンである基準パターンを記憶する基準パターン記憶メモリ９と、
この記憶された前記基準パターンにより、前記回転センサ２から出力されて前記回転変動パターン抽出手段７に入力される回転信号を補正する誤差補正処理手段６とを有し、
前記基準パターン記憶メモリ９に記憶される基準パターンは、前記車輪１のタイヤとして全周に渡り回転位置による特徴のないタイヤ１ａである基準タイヤを用いて前記回転センサ２で取得した回転に同期した回転速度変動パターンであることを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、全周に渡り回転位置による特徴のないタイヤである基準タイヤで走行中の信号から生成した基準パターンを基準パターン記憶メモリ９に記憶しておき、これを誤差補正用パターンとして用いて、前記回転センサ２から出力されて前記回転変動パターン抽出手段７に入力される回転信号を前記誤差補正処理手段６で補正する。そのため、回転センサ２や駆動系に起因する成分を同時に補正することができ、Ｓ／Ｎ比の高いタイヤのトレッドパターンに起因する回転速度変動パターンを抽出することができる。このように抽出したＳ／Ｎ比の高い回転速度変動成分を解析することで、より精度良くタイヤの状態を推定できる。
通常のタイヤで走行すると、中低速度ではセンサ信号にトレッドパターンの影響が重畳するが、前記基準タイヤを用いることで、中低速度で走行してもタイヤのトレッドパターンの影響のない信号を取得できる。そのため、校正が簡単になる。
前記補正は、例えば、通常のタイヤを装着した状態で走行したときの車輪速センサである前記回転センサ２の信号から、基準パターンを減じる補正である。この補正により、装着しているタイヤのトレッドパターンに起因するセンサ信号（回転速度変動）成分を精度よく抽出することができる。
【００１０】
この発明の車輪速回転変動パターン抽出装置の基準パターン設定方法は、車輪の回転速度を検出する回転センサ２と、この回転センサ２の出力する回転信号を処理する信号処理ユニット３とを備え、前記信号処理ユニット３は、前記回転センサ２の検出した回転信号から回転に同期した回転速度変動パターンを抽出する回転変動パターン抽出手段７と、前記車輪の１回転分の回転に同期した基準となる回転速度変動パターンである基準パターンを記憶する基準パターン記憶メモリ９と、この記憶された前記基準パターンにより、前記回転センサ２から出力されて前記回転変動パターン抽出手段７に入力される回転信号を補正する誤差補正処理手段６とを有する車輪速回転変動パターン抽出装置において、前記基準パターンを求めて前記基準パターン記憶メモリ９に記憶させる方法であって、
全周に渡り回転位置による特徴のないタイヤである基準タイヤを用いて前記回転センサが出力する回転信号から回転に同期した回転速度変動パターンを求め、この求めた回転速度変動パターンを前記基準パターンとして前記基準パターン記憶メモリに記憶させることを特徴とする。
【００１１】
この方法によると、基準タイヤを装着した状態で走行することで、トレッドパターンに起因する信号成分以外のタイヤや路面に起因する信号成分、センサ固有の信号成分や駆動系に起因する信号成分を含んだセンサ信号を同時に取得できる。これを利用して、誤差補正用の基準パターンを作成する。通常のタイヤで走行すると、中低速度ではセンサ信号にトレッドパターンの影響が重畳するが、前記基準タイヤを用いることで、中低速度で走行してもタイヤのトレッドパターンの影響のない信号を取得できる。そのため、校正が簡単になる。
通常のタイヤを装着した状態で走行したときの車輪速センサの信号から、基準パターンを減じることで、装着しているタイヤのトレッドパターンに起因するセンサ信号（回転速度変動）成分を精度よく抽出することができる。
このように抽出したＳ／Ｎ比の高い回転速度変動成分を解析することで、より精度良くタイヤの状態を推定できる。
【００１２】
この発明方法において、前記基準タイヤは、全周に渡ってバフ処理されたタイヤであっても良く、タイヤトレッド面に凹凸を有しないタイヤ、または外周面の凹部として、全周に渡り回転位置による特徴のない凹部のみを有するタイヤであっても良い。
これらバフ処理されたタイヤ、タイヤトレッド面に凹凸を有しないタイヤ、および全周に渡り回転位置による特徴のない凹部のみを有するタイヤであれば、いずれも、全周に渡り回転位置による特徴がなく、トレッドパターンに起因する信号成分以外のタイヤや路面に起因する信号成分、センサ固有の信号成分や駆動系に起因する信号成分を含んだセンサ信号を同時に取得できる。
【００１３】
この発明方法において、前記基準タイヤを用い、前記車輪が任意の速度条件で回転している状態において、１回転中の各回転パルスの周期Ｔ(1) 〜Ｔ(N) を、それぞれ数回転〜数十回転にわたって測定し記録する過程と、
この記録した複数回転分のパルス周期データから、それぞれの回転パルスの平均周期を算出し、得られたデータを平均値で規格化して１回転分の平均周期変動パターンを求め、この平均周期変動パターンから前記車輪の１回転分の回転に同期した基準となる回転速度変動パターンである基準パターンを求める過程と、
この求めた基準パターンを前記基準パターン記憶メモリ９に記憶させる過程とを含むようにしてもよい。
これにより、ランダムな外乱の影響が抑制され、回転同期の適切な基準パターンが得られる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の車輪速回転変動パターン抽出装置は、車輪の回転速度を検出する回転センサと、この回転センサの出力する回転信号を処理する信号処理ユニットとを備え、前記信号処理ユニットは、前記回転センサの検出した回転信号から回転に同期した回転速度変動パターンを抽出する回転速度変動パターン抽出手段と、前記車輪の１回転分の回転に同期した基準となる回転速度変動パターンである基準パターンを記憶する基準パターン記憶メモリと、この記憶された前記基準パターンにより、前記回転センサから出力されて前記回転変動パターン抽出手段に入力される回転信号を補正する誤差補正処理手段とを有し、前記基準パターン記憶メモリに記憶される基準パターンは、前記車輪のタイヤとして全周に渡り回転位置による特徴のないタイヤである基準タイヤを用いて前記回転センサで取得した回転に同期した回転速度変動パターンであるため、回転センサや駆動系に起因する成分を同時に補正することができ、Ｓ／Ｎ比の高いタイヤのトレッドパターンに起因する回転速度変動パターンを抽出することができる。
【００１５】
この発明の車輪速回転変動パターン抽出装置の基準パターン設定方法によると、全周に渡り回転位置による特徴のないタイヤである基準タイヤを用いて前記回転センサが出力する回転信号から回転に同期した回転速度変動パターンを求め、この求めた回転速度変動パターンを前記基準パターンとして前記基準パターン記憶メモリに記憶させるため、トレッドパターンに起因する信号成分以外のタイヤや路面に起因する信号成分、センサ固有の信号成分や駆動系に起因する信号成分を含んだセンサ信号を同時に取得でき、これを利用して、誤差補正用の基準パターンを作成するため、通常のタイヤを装着した状態で走行したときの車輪速センサの信号から、装着しているタイヤのトレッドパターンに起因するセンサ信号（回転速度変動）成分を精度良く抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の一実施形態に係る車輪速回転変動パターン抽出装置の概念構成を示すブロック図である。
【図２】同車輪速回転変動パターン抽出装置にタイヤ状態推定ユニットを加えた発展例の概念構成を示すブロック図である。
【図３】回転センサで検出した回転信号に含まれる信号成分のイメージ図である。
【図４】誤差補正無しの状態の回転速度変動パターンの一例を示すグラフである。
【図５】基準タイヤで走行したときの回転速度変動パターンの一例を示すグラフである。
【図６】基準タイヤで誤差補正したときの回転速度変動パターンの一例を示すグラフである。
【図７】同車輪速回転変動パターン抽出装置を適用する回転センサを装備した車輪用軸受の一例の破断正面図である。
【図８】同車輪用軸受をインボード側から見た一例の側面図である。
【図９】同回転センサを装備した車輪用軸受の他の例を示す破断正面図である。
【図１０】同車輪用軸受をインボード側から見た一例の側面図である。
【図１１】同回転センサを装備した車輪用軸受のさらに他の例を示す破断正面図である。
【図１２】同車輪用軸受をインボード側から見た一例の側面図である。
【図１３】同車輪速回転変動パターン抽出装置を適用する回転センサの一例を示す部分断面図および斜視図である。
【図１４】同車輪速回転変動パターン抽出装置を適用する回転センサの他の例を示す部分断面図および斜視図である。
【図１５】従来の補正例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明の一実施形態を図１ないし図６と共に説明する。図１はこの発明の一実施形態に係る車輪速回転変動パターン抽出装置を示し、図２はこれにタイヤ状態推定ユニットを加えた発展例を示す。
【００１８】
図２において、回転速度変動パターン抽出の対象となるタイヤ１ａを有する車輪１の回転速度を検出する回転センサ２を、車輪用軸受もしくはドライブシャフト等に設置する。この回転センサ２から出力される回転信号を処理するための信号処理ユニット３を設ける。回転センサ２は、例えば図１３または図１４に示すように、磁気エンコーダ２ａと磁気センサ２ｂとで構成され、磁気エンコーダ２ａは、被検出部であるＮ，Ｓの磁極２ａａを交互に有する。磁気エンコーダ２ａの代わりに検出歯車（図示せず）を用いたものであっても良い。磁気センサ２ｂからは、磁気エンコーダ２ａの回転によってサイン波またはコサイン波状の電圧信号を、回転センサ２により検出した回転速度信号である回転信号として出力する。回転センサ２については、後に具体例を説明する。
【００１９】
信号処理ユニット３は、回転センサ２の出力する回転信号から、回転に同期した回転速度変動パターンを抽出する手段である。この抽出された回転速度変動パターンを用いてタイヤ１ａの空気圧の低下、タイヤ１ａの摩耗、タイヤ１ａのトレッドの異常、タイヤ１ａの種類判別のうちの、一つ以上の情報を得るタイヤ状態推定ユニット４を設ける。回転に同期した回転速度変動パターンには、タイヤ１ａの空気圧の低下、タイヤの摩耗、トレッドの異常、およびタイヤ種の種類によって生じる情報が含まれており、タイヤ状態推定ユニット４は、これらのうちのいずれかの情報を抽出してその抽出情報から上記の空気圧低下等の推定を行う。
【００２０】
信号処理ユニット３とタイヤ状態推定ユニット４とで、電子処理装置５が構成される。この電子処理装置５は、独立したＥＣＵ（電子制御ユニット）としても良く、また車両全体の制御を行うＥＣＵの一部として設けても良い。回転センサ２は、換言すれば車輪速センサである。図７〜図１２に回転センサ付きの車輪用軸受を例示するが、これについては後に説明する。
【００２１】
図１において、信号処理ユニット３は、誤差補正処理手段６、回転変動パターン抽出手段７、基準パターン記憶メモリ９、および回転速度判別手段８を備えている。
回転変動パターン抽出手段７は、回転センサ２の検出した回転信号から回転に同期した回転速度変動パターンを抽出する。この場合に、回転変動パターン抽出手段７は、走行中に回転センサ２の検出した複数回転にわたる回転信号から回転に同期した回転速度変動パターンを抽出する。回転変動パターン抽出手段７は、回転信号に含まれる、路面の凹凸などによる回転非同期の外乱の影響を排除するために、十分な回転回数にわたる期間の回転信号を収集し、回転同期での平均化または積算処理を行い、回転同期の速度変動パターンを抽出する。
【００２２】
基準パターン記憶メモリ９は、車輪の１回転分の回転に同期した基準となる回転速度変動パターンである基準パターンを記憶する。誤差補正処理手段６は、基準パターン記憶メモリに記憶された前記基準パターンにより、前記回転センサ２から出力されて前記回転変動パターン抽出手段７に入力される回転信号を補正する。
【００２３】
回転速度判別手段８は、回転センサ２より出力された回転信号を用いて、走行中の車輪回転速度を測定し、車輪（タイヤ）の回転速度が設定した速度領域（例えば０〜４０ｋｍ／ｈ）にあるかを判別し、設定した速度領域内の回転信号を抽出する。設定した速度領域にあるか否かの判別は、設定された速度しきい値以下の回転速度領域であるか否かの判別としても良い。前記速度しきい値は、例えば、車輪回転速度が４０ｋｍ／ｈとする。回転速度判別手段８で判別した回転速度領域の情報は、例えば、誤差補正処理手段６による処理、回転変動パターン抽出手段７によって利用され、また信号処理ユニットから出力して下段の情報処理手段（図示せず）に用いられる。前記誤差補正処理手段６による処理の利用としては、回転速度判別手段８で抽出した回転信号に含まれるセンサ固有（エンコーダの着磁誤差など）の成分や、駆動系に起因する成分などを補正（除去）する。
なお、回転速度判別手段８による処理は、車輪の回転速度が設定した速度領域にあるか否かの判別を行って前記速度領域内であるか否かの判別結果の情報を出力するだけとし、
設定した速度領域内の回転信号を抽出する処理は、前記誤差補正処理手段６が回転速度判別手段８から出力された速度領域内であるとの情報を用いて行うようにしても良い。
【００２４】
前記基準パターン記憶メモリ９に記憶される基準パターンは、車輪１のタイヤ１ａとして全周に渡り回転位置による特徴のないタイヤである基準タイヤを用いて回転センサ２で取得した回転に同期した回転速度変動パターンとする。
【００２５】
前記基準タイヤは、全周に渡ってバフ処理されたタイヤであっても良く、タイヤトレッド面に凹凸を有しないタイヤ、または外周面の凹部として、全周に渡り回転位置による特徴のない凹部のみを有するタイヤ（例えばタイヤ全周に渡って連続する縦溝のみを有するタイヤ）であっても良い。
これらバフ処理されたタイヤ、タイヤトレッド面に凹凸を有しないタイヤ、および全周に渡り回転位置による特徴のない凹部のみを有するタイヤであれば、いずれも、全周に渡り回転位置による特徴がなく、トレッドパターンに起因する信号成分以外のタイヤや路面に起因する信号成分、センサ固有の信号成分や駆動系に起因する信号成分を含んだセンサ信号を同時に取得できる。
【００２６】
前記基準パターンを求めて記憶させる方法は、例えば次方法とする。この方法は、基準タイヤを用い、車輪１が任意の速度条件で回転している状態において、１回転中の各回転パルスの周期Ｔ(1) 〜Ｔ(N) を、それぞれ数回転〜数十回転にわたって測定し記録する過程と、この記録した複数回転分のパルス周期データから、それぞれの回転パルスの平均周期を算出し、得られたデータを平均値で規格化して１回転分の平均周期変動パターンを求め、この平均周期変動パターンから前記回転同期の速度変動パターンである基準パターンを求める過程と、この求めた基準パターンを前記基準パターン記憶メモリ９に記憶させる過程とを含む。
【００２７】
上記のような基準タイヤを装着した状態で走行することで、図３に回転信号の成分を図示したうち、トレッドパターンに起因する信号成分以外のタイヤや路面に起因する信号成分、センサ固有の信号成分や駆動系に起因する信号成分を含んだセンサ信号を同時に取得できる。これを利用して、誤差補正用の基準パターンを作成する。
【００２８】
通常のタイヤ１ａを装着した状態で走行したときの車輪速センサである回転センサ２の回転信号から、基準パターンを減じる補正を行うことで、装着しているタイヤ１ａのトレッドパターンに起因するセンサ信号（回転信号）の回転速度変動の成分を精度良く抽出することができる。このように抽出したＳ／Ｎ比の高い回転速度変動成分を解析することで、より精度良くタイヤの状態を推定できる。
【００２９】
なお、基準パターンは、この車輪速回転変動パターン抽出装置とは別に設けたコンピュータ等で作成し、基準パターン記憶メモリ９に記憶しても、またこの車輪速回転変動パターン抽出装置の信号処理ユニット３内に基準パターン生成手段（図示せず）を設けておいて、その基準パターン生成手段で作成しても良い。
【００３０】
また、回転変動パターン抽出手段７は、回転速度判別手段８により設定した速度領域内で走行していると判別されたときの回転信号だけを用いて回転速度変動パターンを抽出するようにしても良い。
例えば、回転速度判別手段８により、車輪の回転速度が設定した速度領域にあるかを判別し、設定した速度領域内の回転信号を抽出し、回転変動パターン抽出手段７は、その抽出された回転信号を用いて回転速度変動パターンを抽出する。
【００３１】
上記構成の動作を説明する。図１に示した信号処理ユニット３では、回転センサ２の回転信号を用いて走行中のタイヤ１ａの回転速度を測定し、予め記憶してある基準パターンを用いて、誤差補正処理手段６により補正処理をし、その補正処理された回転信号を用いてタイヤ１ａの回転に同期した回転速度変動パターンを、回転変動パターン抽出手段７により抽出する。この抽出した回転速度変動パターンを、信号処理ユニット３から出力する。
【００３２】
車輪速センサである回転センサ２に用いられる磁気エンコーダ２ａ（図１３，図１４参照）などの検出ターゲットには、製造上のばらつきなどによるセンサ固有のピッチ誤差が含まれている。このため、Ｓ／Ｎ比の高い回転速度情報を抽出するには、予め磁気エンコーダ２ａに含まれる誤差を基準パターンとして記憶しておき、回転センサ２の回転信号に重畳する微小な誤差成分を補正する必要がある。
しかし、走行中の回転信号には駆動系に起因する速度変動成分も重畳するため、高い精度でタイヤ１ａのトレッドに依存する成分を抽出するには、これらの誤差成分を含んだ基準パターンを作成する必要がある。
【００３３】
横溝のないタイヤ（タイヤトレッド面に凹凸を有しないタイヤ、外周面の凹部として全周に渡り回転位置による特徴のない凹部のみを有するタイヤ、全周に渡ってバフ処理されたタイヤ等）１ａを装着して走行したときのセンサ信号（回転信号）には、タイヤ１ａのトレッドパターン起因の成分が含まれないため、回転センサ２（エンコーダ２ａ）に起因する成分と駆動系に起因する成分が選択的に抽出される。このときの抽出パターンを基準パターンとして基準パターン記憶メモリ９に記憶しておく。
【００３４】
この基準パターンで補正処理すると、タイヤ１ａのトレッドパターン以外の成分が除外され、Ｓ／Ｎ比の高い回転速度変動パターンを抽出することができ、装着しているタイヤ１ａの状態を精度良く推定することができる
【００３５】
なお、回転変動パターン抽出手段７による回転速度変動パターンの抽出処理においては、ノイズ成分やセンサ誤差成分を抑制するために、ＬＰＦ（ローパースフィルタやＨＰＦ（ハイパスフィルタ）等のフィルタ（図示せず）で処理し、前記回転信号である回転速度データからタイヤのトレッドパターンに起因する成分を抽出する。また、路面の凹凸などによる回転非同期の外乱の影響を排除するために、十分な回転回数にわたる期間の回転信号を収集し、平均化または積算処理して特定の回転速度変動パターンを抽出する。抽出処理に平均化処理や積算処理を適用することで、効果的にタイヤ１ａの回転に同期しないランダムな回転変動の影響が排除される。
【００３６】
実際の回転速度変動パターンを例示する。図４は、タイヤ１ａとして冬用タイヤを装着して、アスファルト路面を走行したときの駆動輪の回転速度変動パターン（Pref）を示す。これは、誤差補正していないため、回転センサ２、駆動系、タイヤ１ａや路面に起因するすべての信号成分が含まれている。
【００３７】
図５に基準タイヤを装着して、アスファルト路面を走行したときの駆動輪の回転速度変動パターン（Pstd）を示す。これには、回転センサ２と駆動系、（トレッドパターン依存しない）タイヤや路面に起因する信号成分だけが含まれている。
【００３８】
図６に冬用タイヤの回転速度変動パターン（Pref）を基準タイヤの回転速度変動パターン（Pstd）で誤差補正したときの回転速度変動パターン（Pcorr ）を示す。センサや駆動系に起因する信号成分が除去され、タイヤ１ａのトレッドパターンおよび路面に起因する信号成分だけが抽出されている。
【００３９】
このように、基準タイヤで走行中の信号から生成した基準（誤差補正用）パターンを用いるため、回転センサ２や駆動系に起因する成分を同時に補正することができ、Ｓ／Ｎ比の高いタイヤのトレッドパターンに起因する回転速度変動パターンを抽出することができる。
通常のタイヤで走行すると、中低速度ではセンサ信号にトレッドパターンの影響が重畳するが、基準タイヤを用いることで、中低速度で走行してもタイヤのトレッドパターンの影響のない信号を取得できるので、校正が簡単になる。
【００４０】
図１３は、回転センサ２の具体例を示す。この回転センサ２は、ラジアルタイプの磁気式であり、ターゲットとなる環状の磁気エンコーダ２ａと、この磁気エンコーダ２ａの外周面に対面してこの磁気エンコーダ２ａの磁気を検出する磁気センサ２ｂとを有する。磁気エンコーダ２ａは、Ｎ，Ｓの磁極２ａａを交互に有し、磁気センサ２ｂからは正弦波状の回転信号を出力する。この正弦波状の回転信号は信号処理手段２ｃで矩形に整形され、矩形波のパルス信号として出力される。信号処理手段２ｃは、逓倍回路２ｃａを有していても良く、その場合、逓倍された高分解能の回転信号を出力する。
【００４１】
磁気エンコーダ２ａは、前記磁極２ａａに軸方向に並んで、円周上の１か所にＺ相（零相）検出用の磁極２ａｂを有するものであっても良く、その場合、磁気センサ２ｂは、前記Ｎ，Ｓ交互の磁極２ａａの検出用のセンサ部２ｂａに加えて、Ｚ相検出用の磁極２ａｂを検出するセンサ部２ｂｂが設けられる。このセンサ部２ｂｂは、１回転で１回のＺ相（零相）信号を出力する。
【００４２】
図１４は、回転センサ２の他の例を示す。この回転センサ２は、アキシアルタイプの磁気式であり、環状の磁気エンコーダ２ａと磁気センサ２ｂとがアキシアル方向に対面する。磁気エンコーダ２ａは、断面Ｌ字状のセンサ取付リング２ｄのフランジ部に取付けられている。その他の構成は、図１３に示したラジアルタイプの回転センサ２と同様である。なお、図１４の例では図示を省略したが、このラジアルタイプの回転センサ２においても、前記と同様に零相用の磁極およびセンサ部、並びに逓倍回路を設けても良い。
【００４３】
なお、図１３，図１４は、いずれも磁気エンコーダ２ａを有する回転センサ２を示したが、回転センサ２は、ターゲットがギヤ型の磁性体からなるパルサリング（図示せず）、いわゆる検出歯車であっても良い。その場合、磁気センサはパルサリングの歯部を検出して回転信号を出力する。
これら磁気エンコーダ２ａやギヤ型のパルサリングを用いた磁気式の回転センサ２によると、温度変化や汚れなどの劣悪な環境に強い。磁気式の場合、光学式に比べて磁極を細かく設けることが困難であるが、逓倍回路２ｃａを有すると、回転速度変動パターンを検出するために必要な分解能の回転信号が得られる。
【００４４】
図７〜図１２は、前記回転センサ２が設けられる車輪用軸受の各例を示す。図７，図８に示す車輪用軸受３０は、第３世代型の内輪回転タイプで、かつ駆動輪支持用であり、複列の中央に回転センサ２を設けた例を示す。この車輪用軸受３０は、内周に複列の転走面３３を形成した外方部材３１と、これら各転走面３３に対向する転走面３４を形成した内方部材３２と、これら外方部材３１および内方部材３２の転走面３３，３４間に介在した複列の転動体３５とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する。この車輪用軸受３０は、複列外向きアンギュラ玉軸受型とされていて、転動体３５はボールからなり、各列毎に保持器３６で保持されている。内方部材３２は、ハブ輪３２ａと、このハブ輪３２ａのインボード側端の外周に嵌合した内輪３２ｂとでなり、各輪３２ａ、３２ｂの外周に前記転走面３４が設けられている。外方部材３１と内方部材３２の間の軸受空間の両端は、シール３７，３８によりそれぞれ密封されている。
【００４５】
この車輪用軸受３０において、内方部材３２の両転走面３４，３４間の外周に、回転センサ２のエンコーダ２ａが設けられ、このエンコーダ２ａに対面する磁気センサ２ｂが、外方部材３１に設けられた半径方向のセンサ取付孔４０内に設置されている。回転センサ２は、例えば図１３と共に前述したラジアルタイプのものである。
【００４６】
図９，図１０に示す車輪用軸受３０は、第３世代型の内輪回転タイプで、かつ駆動輪支持用であり、インボード側端に回転センサ２を設けた例を示す。この例では、回転センサ２には、図１４と共に前述したアキシアルタイプのものが用いられている。具体的にはインボード側端のシール３８における、内方部材３２の外周面に圧入固定されるスリンガが、図１４の例のセンサ支持リング２ｄを兼ねている。磁気センサ２ｂは、リング状の金属ケース３９内に樹脂モールドされ、金属ケース３９を介して外方部材３１に固定される。その他の構成は、図７，図８に示した例と同様である。
【００４７】
図１１，図１２に示す車輪用軸受３０は、第３世代型の内輪回転タイプで、かつ従動輪支持用であり、インボード側端に回転センサ２を設けた例を示す。この例では、外方部材３１のインボード側端部の端面開口がカバー２９で覆われており、このカバー２９に回転センサ２の磁気センサ２ｂが取付けられている。その他の構成および作用効果は図７，図８に示した例と同様である。
【符号の説明】
【００４８】
１…車輪
１ａ…タイヤ
２…回転センサ
２ａ…磁気エンコーダ
２ｂ…磁気センサ
２c…逓倍手段
３…信号処理ユニット
５…電子処理装置
６…誤差補正処理手段
７…回転変動パターン抽出手段
９…基準パターン記憶メモリ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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