(57)【要約】【課題】タイヤの状態を精度良く推定する技術を提供する。【解決手段】車両１のタイヤ状態推定装置１０は、タイヤ２０の加速度を検出する加速度センサ３２と、タイヤ２０の車輪速を検出する車輪速センサ５０と、これらのセンサの検出結果に基づいてタイヤ２０の異常を推定するＥＣＵ８０と、推定結果をドライバに知らせる警報部８２と、タイヤ２０に異常があると推定されたときに車速を減じるなどの制御を行う速度制御部８４とを備える。ＥＣＵ８０は、車速、タイヤ２０の温度、タイヤ２０の劣化状態、走行中の路面の状態などに応じて、推定内容を変更する。【選択図】図１
2005238928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの状態を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記タイヤの異常を推定する推定手段と、を備え、
前記推定手段は、車両の状態に応じて、推定内容を変更することを特徴とするタイヤ状態推定装置。
【請求項２】
前記推定手段は、車速に応じて前記推定内容を変更することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ状態推定装置。
【請求項３】
前記推定手段は、複数輪が同時に異常と推定されるか否かに応じて前記推定内容を変更することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ状態推定装置。
【請求項４】
前記推定手段は、走行中の路面の状態に応じて前記推定内容を変更することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ状態推定装置。
【請求項５】
前記推定手段は、前記タイヤの温度に応じて前記推定内容を変更することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ状態推定装置。
【請求項６】
前記推定手段は、前記タイヤの劣化状態に応じて前記推定内容を変更することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ状態推定装置。
【請求項７】
前記推定手段は、前記推定内容を変更する場合、推定を停止することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のタイヤ状態推定装置。
【請求項８】
前記推定手段は、前記推定内容を変更する場合、推定に用いるしきい値を変更することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のタイヤ状態推定装置。
【請求項９】
前記タイヤの異常は、機械的故障であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のタイヤ状態推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの状態を推定する技術に関し、特に、タイヤに設けられたセンサによる検知結果に基づいてタイヤの状態を推定するタイヤ状態推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤに機械的な故障が発生すると、タイヤが変形を起こし、タイヤの均一性（ユニフォミティ）に変化が生じることが知られている。この現象を利用して、車両走行時に、タイヤのユニフォミティの変化を監視することにより、タイヤの異常を予測する技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された車輪状態検知装置は、タイヤのユニフォミティを示す量として、理想的な均一状態で値が０となるデータをタイヤユニフォミティ成分として定義し、車輪速度検出機構により得られた回転信号からタイヤユニフォミティ成分を抽出することによりタイヤの状態を判定する。また、特許文献２に記載されたタイヤ異常検出装置は、タイヤの車輪速信号の各パルスのパルス周期からユニフォミティ成分を演算し、ユニフォミティ成分の変化に基づいてタイヤ異常を予測する。
【特許文献１】特開平８−１３２８３１号公報
【特許文献２】特開２００３−２３７３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した特許文献は、いずれもタイヤの回転状態に基づいてタイヤの異常を判定する技術を開示するが、タイヤの回転状態は路面入力の影響を受けやすく、悪路走行中に路面入力の影響でタイヤの回転状態が変化し、タイヤに異常が発生していなくてもユニフォミティ成分が変化する場合がある。したがって、路面入力などの影響による誤判定を防止し、更に高い精度でタイヤの状態を推定する技術が求められる。
【０００４】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイヤの状態を精度良く推定する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のある態様は、タイヤ状態推定装置に関する。このタイヤ状態推定装置は、タイヤの状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記タイヤの異常を推定する推定手段と、を備え、前記推定手段は、車両の状態に応じて、推定内容を変更することを特徴とする。これにより、車両の状態に応じて適切な推定内容によるタイヤ状態の推定を行うことができるので、誤った推定を防止し、タイヤの状態を精度良く推定することができる。
【０００６】
検出手段は、タイヤの径方向の加速度を検出する加速度センサであってもよい。加速度センサは、タイヤのトレッドゴム内に設けられてもよい。加速度センサの出力は、タイヤに設けられた送信機により送信され、車体側に設けられた受信機により受信されて、推定手段に伝送されてもよい。送信機は、所定のタイミングでセンサｖの出力を送信してもよいし、車体側の質問機からの質問信号に応答してセンサの出力を送信してもよい。検出手段は、タイヤの回転速度を検出する車輪速センサであってもよい。車両の状態とは、車両の走行状態であってもよいし、走行中の路面の状態であってもよいし、タイヤの状態であってもよい。
【０００７】
前記推定手段は、車速に応じて前記推定内容を変更してもよい。車両が低速走行中の場合は、タイヤに異常が発生する可能性が低く、安全上問題が小さいので、推定を中止するか、推定のためのしきい値を緩和してもよい。これにより、誤った推定を防止することができる。
【０００８】
前記推定手段は、複数輪が同時に異常と推定されるか否かに応じて前記推定内容を変更してもよい。複数輪が同時に異常を発生する可能性は低いので、複数輪が同時に異常と推定された場合は、路面入力などの影響により異常と推定された可能性が高い。したがって、複数輪が同時に異常と推定された場合は、異常ではないと判断してもよい。これにより、誤った推定を防止することができる。
【０００９】
前記推定手段は、走行中の路面の状態に応じて前記推定内容を変更してもよい。例えば、加速度センサにより検出された加速度信号のばね下共振周波数成分の解析や、上下方向の加速度などの解析により、悪路を走行中であると判定された場合は、路面入力の影響により誤った推定がなされる可能性があるので、推定を中止するか、推定のためのしきい値を緩和してもよい。これにより、誤った推定を防止することができる。
【００１０】
前記推定手段は、前記タイヤの温度に応じて前記推定内容を変更してもよい。タイヤの温度が低温の場合は、タイヤに異常が発生する可能性が低いので、推定を中止するか、推定のためのしきい値を変更してもよい。また、タイヤに異常が発生しやすい温度領域、車速域の場合は、推定のためのしきい値を広く設定してもよい。これにより、誤った推定を防止することができる。
【００１１】
前記推定手段は、前記タイヤの劣化状態に応じて前記推定内容を変更してもよい。推定手段は、タイヤの各種状態量などを用いてタイヤの劣化状態を推定し、劣化の進行度に応じて推定内容を変更してもよい。これにより、タイヤの状態を精度良く推定することができる。
【００１２】
前記推定手段は、前記推定内容を変更する場合、推定を停止してもよい。前記推定手段は、前記推定内容を変更する場合、推定に用いるしきい値を変更してもよい。タイヤの異常とは、タイヤの機械的故障であってもよく、例えば、ルース、コード切れ、トレッド等の剥離などであってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、タイヤの状態を精度良く推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係るタイヤ状態推定装置１０を備えた車両１の全体構成を示す。車両１は、車体１２と、右前輪であるタイヤ２０ａ、左前輪であるタイヤ２０ｂ、右後輪であるタイヤ２０ｃ及び左後輪であるタイヤ２０ｄの４輪のタイヤ（以下、これらを総称するときには「タイヤ２０」という）と、タイヤ２０の状態を推定するタイヤ状態推定装置１０とを備える。タイヤ状態推定装置１０は、タイヤ２０に設けられ、タイヤ２０の径方向の加速度Ｇを検出する加速度センサと、タイヤ２０の回転速度を検出する車輪速センサと、加速度センサから出力されるタイヤ２０の加速度又は車輪速センサから出力されるタイヤ２０の回転速度に基づいて、タイヤ２０の異常を推定する推定手段の一例である電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と表記する）８０と、ＥＣＵ８０によりタイヤ２０に異常があると判定されたときに、その旨をドライバに伝達するための警報部８２と、ＥＣＵ８０によりタイヤ２０に異常があると判定されたときに、車速を減少させるなどの制御を行う速度制御部８４とを備える。
【００１５】
タイヤ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄのそれぞれには、加速度センサ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄ（以下、これらを総称するときには「加速度センサ３２」という）と、車体１２側に設けられた質問機からの質問信号に応答して、加速度センサ３２により検出されたタイヤ２０の径方向の加速度Ｇに関する情報を車体１２側に送信するトランスポンダ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄ（以下、これらを総称するときには「トランスポンダ３４」という）と、送受信用のアンテナ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ及び３６ｄ（以下、これらを総称するときには「アンテナ３６」という）とをそれぞれ含む加速度センサユニット３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄ（以下、これらを総称するときには「加速度センサユニット３０」という）が設けられる。
【００１６】
車体１２には、それぞれのタイヤ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄに設けられたトランスポンダ３４に質問信号を送信して加速度に関する情報を受け取る質問機４０ａ、４０ｂ、４０ｃ及び４０ｄ（以下、これらを総称するときには「質問機４０」という）と、送受信用のアンテナ４２ａ、４２ｂ、４２ｃ及び４２ｄ（以下、これらを総称するときには「アンテナ４２」という）と、タイヤ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄの回転速度を検出する車輪速センサ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄ（以下、これらを総称するときには「車輪速センサ５０」という）と、ＥＣＵ８０と、警報部８２と、速度制御部８４とが設けられる。
【００１７】
車輪速センサ５０としては、既知の技術を利用可能であり、例えば、車輪と共に回転するロータを備えるものであってもよい。ロータは、周囲に磁性体材料により構成された多数、例えば４８個の歯を等間隔に有する歯車として構成され、ロータの外周に近接して電磁ピックアップが固定的に設けられる。電磁ピックアップは、ロータの歯の通過に伴う磁界の変化を検知し、歯の一つが通過するごとに一つのパルス信号を出力する。
【００１８】
アンテナ４２により受信されたタイヤ２０の加速度Ｇと、車輪速センサ５０により検出された車輪速パルス信号は、ＥＣＵ８０に伝達される。質問機４０は、車輪速センサ５０から出力される車輪速パルス信号に合わせて質問信号を送信してもよいし、所定のサンプリングレートで質問信号を送信してもよく、ＥＣＵ８０がタイヤ２０の異常を推定するのに十分なサンプリングレートにてセンサ値を取得できればよい。図１に示した例では、質問機４０をタイヤ２０ごとに４つ設けているが、質問機４０は、１つであってもよいし、複数設けられてもよい。図１に示した例では、双方向通信により加速度を取得する例を示しているが、トランスポンダ３４に代えて送信機を、質問機４０に代えて受信機を設け、一方向の通信により加速度を取得してもよい。
【００１９】
ＥＣＵ８０は、タイヤ２０の径方向の加速度Ｇを取得し、タイヤ２０の異常の有無を推定する。ＥＣＵ８０は、上述した特許文献１又は２と同様に、車輪速センサ５０から供給される車輪速パルス信号に基づいてタイヤ２０のユニフォミティ成分を演算し、ユニフォミティ成分のレベル又はその変化量からタイヤ２０の異常を推定してもよいが、本実施の形態では、加速度Ｇを利用した別の推定技術を提案する。タイヤ２０において、コードの切断、トレッド等の剥離、ルースなどの機械的故障が発生したとき、その徴候はＲＦＶ（Radial Force Variation）の変動として現れる。ＲＦＶの変動は、同じモードの振動を引き起こすため、加速度センサ３２により検知される加速度信号の変動として検出されると考えられる。したがって、ＥＣＵ８０は、加速度センサ３２から加速度信号を取得し、ＲＦＶの発生が予測される周波数成分を抽出してタイヤ２０の異常を推定する。車輪速という間接的な情報ではなく、加速度により直接的にＲＦＶの変動を解析するので、より高い精度で推定を行うことができる。さらに、ＥＣＵ８０は、誤判定の発生を低減するために、車速や路面の状態など、車両の状態に基づいて判定内容を変更する。
【００２０】
警報部８２は、ＥＣＵ８０がタイヤ２０に異常があると推定したときに、その旨をドライバに警報する。速度制御部８４は、ＥＣＵ８０がタイヤ２０に異常があると推定したときに、車速を減少させ、必要であれば車両を停止させるよう制御する。これにより、安全性が確保される。
【００２１】
図２は、加速度センサ３２の設置例を示す。図２に示した例では、タイヤ２０のトレッドゴム２２内に、加速度センサユニット３０が埋め込まれている。タイヤ２０の接地している部分は、タイヤ２０にかかる荷重により撓むため、接地時の動荷重半径ｒ１は、非接地時の動荷重半径ｒ２よりも短い。したがって、径方向の加速度Ｇ＝ｒω２は、タイヤ２０が一定速度で回転している場合でも、タイヤ２０が１回転する間に増減するが、ＥＣＵ８０は、この加速度の変化を予め考慮してタイヤ２０の異常を推定すればよい。例えば、タイヤ２０の交換時など、タイヤ２０が正常であるときに検出された加速度Ｇの変化を記憶しておき、異常推定時には、予め記憶していた正常時の加速度Ｇの変化量を減算して加速度信号を補正してから推定に用いてもよい。
【００２２】
図３は、加速度センサ３２の他の設置例を示す。図３に示した例では、加速度センサユニット３０は、タイヤ２０のタイヤバルブ２４の内部に設けられる。この場合も、タイヤ２０の正常時に加速度の変化を予め記憶しておき、異常推定時に補正を行ってもよい。タイヤバルブ２４内に、直接式ＴＰＭＳ用の圧力センサなどが設けられている場合、加速度に関する情報を車体側に送信するために、圧力センサの検出結果を車体側に送信するための構成を利用してもよい。加速度センサ３２は、タイヤ２０の更に別の位置に設けられてもよいし、複数の位置に設けられてもよい。
【００２３】
図４は、ＥＣＵ８０により実現される推定手段の機能ブロックを示す。推定手段は、加速度取得部９０、速度算出部９１、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）９２、レベル算出部９３、及び推定部９９を含む。これらの構成は、ハードウェア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウェア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現される。これらの機能が、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００２４】
加速度取得部９０は、加速度センサ３２が検出した加速度信号を質問機４０から取得する。加速度取得部９０は、車輪速に依存することなく１回転につき同じサンプリング数で加速度信号を取得するために、車輪速パルス信号に同期して質問機４０から質問信号を送信させてもよい。速度算出部９１は、車輪速センサ５０から供給される車輪速パルス信号に基づいて車速を算出する。ＢＰＦ９２は、取得した加速度信号から、ばね下共振周波数成分などの車速に依存しない周波数成分を抽出する。ばね下共振周波数は、一般には２０Ｈｚ前後である。レベル算出部９３は、取得した加速度信号から、高速フーリエ変換などの手法により、１回転で１周期となる１次成分、１回転で２周期となる２次成分、・・・、１回転でＮ周期となるＮ次成分のレベルを算出する。レベル算出部９３は、上述したように、正常時の加速度信号の変化量を予め記憶しておき、Ｎ次成分のレベルを算出する前に、正常時の加速度信号の変化分を減算してもよい。
【００２５】
推定部９９は、レベル算出部９３により算出された加速度信号のＮ次成分のレベルから、タイヤ２０の異常の有無を推定する。推定部９９は、Ｎ次成分のそれぞれについて、しきい値を予め記憶しておき、算出されたＮ次成分のレベルとしきい値とを比較して、しきい値を超えていれば異常であると推定してもよい。推定部９９は、いずれの次数の成分のレベルを利用して推定を行ってもよい。また、推定部９９は、複数の次数の成分を推定に利用するとき、それらのうちの１つがしきい値を超えたときに異常であると推定してもよいし、それらのうちの複数がしきい値を超えたときに異常であると推定してもよい。推定部９９は、推定に用いる次数について重み付けして推定を行ってもよい。例えば、１次成分を重視して推定を行ってもよい。推定部９９は、Ｎ次成分のレベルの変化量からタイヤ２０の異常を推定してもよい。
【００２６】
推定部９９は、速度算出部９１により算出された車速が、所定のしきい値よりも低速である場合、タイヤ２０の異常が発生しにくく、安全上問題が少ないので、推定を中止してもよいし、異常推定のしきい値を緩和してもよい。推定部９９は、ＢＰＦ９２により抽出されたばね下共振周波数成分のレベルが所定のしきい値を超えた場合、悪路を走行中であり、路面入力の影響が大きいと判断して、推定を中止してもよいし、異常推定のしきい値を緩和してもよい。推定部９９は、推定の結果、複数輪が同時に異常であると推定された場合、路面入力などの影響による誤判定であると判断し、その推定結果を破棄し、正常であると判断してもよい。これにより、誤った推定を防止し、推定の精度を向上させることができる。
【００２７】
図５は、本実施の形態に係るタイヤ２０の異常の推定方法の手順を示すフローチャートである。まず、推定部９９は、速度算出部９１が算出した車速に基づいて、タイヤ２０の異常を推定するか否かを決定する（Ｓ１０）。推定部９９は、車速が安全上問題の小さい低速域である場合（Ｓ１０のＮ）、タイヤ２０の異常の推定を行わない。これにより、路面からの入力に起因する振動の影響によりタイヤ２０に異常が発生したと誤判定してしまう事態を低減することができる。車速が所定の監視速度以上であった場合は（Ｓ１０のＹ）、加速度取得部９０により加速度センサ３２が検出した加速度信号が取得され（Ｓ１２）、ＢＰＦ９２により加速度信号からばね下共振周波数成分が抽出される（Ｓ１４）。ＢＰＦ９２は、例えば２０Ｈｚ前後の周波数成分を抽出する。推定部９９は、各輪のばね下共振周波数成分と所定のしきい値とを比較する（Ｓ１６）。ばね下共振周波数成分など、タイヤ２０の回転に依存しない周波数成分が所定のしきい値を超えている場合（Ｓ１６のＹ）、タイヤ２０の異常に起因するものではなく、路面からの入力に起因するものであると考えられるので、推定部９９は異常の推定を行わない。推定部９９は、全輪において、ばね下共振周波数成分がしきい値を超えた場合に、異常の推定を中止してもよいし、１、２、又は３輪のタイヤ２０において、しきい値を超えた場合に、異常の推定を中止してもよい。
【００２８】
ばね下共振周波数成分のレベルが所定のしきい値よりも小さかった場合（Ｓ１６のＮ）、レベル算出部９３は、取得した加速度信号から、ＲＦＶの発生が予測される１次、２次、３次、・・・の周波数成分のレベルを算出し（Ｓ１８）、推定部９９は、各輪のＮ次成分のレベルと所定のしきい値とを比較する（Ｓ２０）。各輪のＮ次成分のレベルがしきい値よりも小さかった場合（Ｓ２０のＮ）、推定部９９はタイヤ２０に異常が無いと推定して、処理を終了する。ある輪のＮ次成分のレベルがしきい値を超えているとき（Ｓ２０のＹ）、全輪において同時にＮ次成分のレベルが所定のしきい値を超えている場合は（Ｓ２２のＹ）、全輪が同時に故障する可能性は低く、路面入力などによる影響である可能性が高いので、推定部９９は、タイヤ２０に異常が無いと推定して、処理を終了する。推定部９９は、全輪において、加速度信号のＮ次成分のレベルがしきい値を超えた場合に、異常ではないと推定してもよいし、２又は３輪のタイヤ２０において、しきい値を超えた場合に、異常ではないと推定してもよい。Ｎ次成分のレベルがしきい値を超えているタイヤ２０があり、かつ異常ではないと推定されなかった場合は（Ｓ２２のＮ）、推定部９９は、Ｎ次成分のレベルがしきい値を超えたタイヤ２０について、異常が発生したと推定し（Ｓ２４）、警報部８２に、ドライバに対して警報を発するよう命じ、速度制御部８４に、速度を減少させるよう命じる（Ｓ２６）。
【００２９】
以上の構成及び動作により、ドライバが容易には気づかないような初期段階のタイヤ２０の異常を精度よく推定することができるので、車両の安全な走行に支障をきたすような故障に発展する前に、適切な措置を講じることができる。また、タイヤ２０の状態を推定する際に、車速や路面状態などに応じて推定内容を適切に変更し、推定の精度を向上させることができる。
【００３０】
（第２の実施の形態）
図６は、第２の実施の形態に係るタイヤ状態推定装置１０を備える車両１の全体構成を示す。本実施の形態のタイヤ状態推定装置１０は、図１に示した第１の実施の形態のタイヤ状態推定装置１０の構成と比して、それぞれのタイヤ２０に、加速度センサに代えて温度センサが設けられている。図６では、特許文献１又は２に記載された技術を利用して、車輪速センサ５０により検出された車輪速パルス信号から、タイヤユニフォミティ成分を演算して、タイヤ２０の異常を推定する例を示しているので、加速度センサを省略しているが、第１の実施の形態で説明したように、加速度信号を利用してタイヤ２０の異常の推定を行う場合は、それぞれのタイヤ２０に加速度センサ３２を設けてもよい。その他の構成及び動作は、第１の実施の形態と同様であり、同様の構成には同じ符号を付している。以下、主に、第１の実施の形態と異なる点について説明する。
【００３１】
タイヤ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄのそれぞれには、温度センサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ及び３７ｄ（以下、これらを総称するときには「温度センサ３７」という）を含む温度センサユニット３８ａ、３８ｂ、３８ｃ及び３８ｄ（以下、これらを総称するときには「温度センサユニット３８」という）が設けられる。温度センサユニット３８のそれぞれには、トランスポンダ３４及びアンテナ３６が設けられており、温度センサ３７が検知したタイヤ２０の温度を車体側へ送信する。温度センサユニット３８の設置位置は、図２又は図３に示した第１の実施の形態における加速度センサユニット３０の設置位置と同様であってもよいし、その他任意の位置に設けられてもよい。温度センサユニット３８から送信されたタイヤ２０の温度に関する情報は、アンテナ４２及び質問機４０を介してＥＣＵ８０へ伝達される。
【００３２】
本実施の形態では、ＥＣＵ８０により実現される推定手段は、タイヤ２０の温度に応じて推定内容を変更する。タイヤ２０に異常が発生するのは、高速走行時に、タイヤ２０の温度が高温となったときに多い。そのため、本実施の形態では、タイヤ２０が高温になったときにタイヤ２０の異常の推定を開始し、タイヤ２０が低温であるときは推定を行わない。これにより、誤った推定を防止し、推定の精度を向上させることができる。
【００３３】
図７は、本実施の形態に係る推定手段の機能ブロックを示す。推定手段は、速度算出部９１、レベル算出部９３、温度算出部９４、初期値算出部９５、及び推定部９９を含む。これらの構成も、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できる。
【００３４】
温度算出部９４は、温度センサ３７が検出した検出結果を取得して、タイヤ２０の温度を算出する。レベル算出部９３は、タイヤ２０の異常を推定するための指標を算出する。レベル算出部９３は、特許文献１又は２に記載されたタイヤユニフォミティ成分のレベルを算出してもよいし、加速度センサが搭載されている場合は、第１の実施の形態と同様に、加速度信号のＮ次成分のレベルを算出してもよい。初期値算出部９５は、推定部９９がタイヤ２０の異常を行うときに、レベル算出部９３により算出された指標の変化量を算出するための基準となる初期値を設定する。推定部９９は、車速が所定のしきい値以上であり、温度が所定のしきい値以上であるときに、タイヤ２０の異常の有無を推定する。推定部９９は、レベル算出部９３により算出されたレベルと、初期値算出部９５により設定されていた初期値とを比較して、所定のしきい値以上の変動があったときに、タイヤ２０に異常が発生したと推定する。推定部９９は、第１の実施の形態と同様に、レベル算出部９３により算出されたレベルが、所定のしきい値を超えたときに、タイヤ２０に異常が発生したと推定してもよい。第１の実施の形態と同様に、ばね下共振周波数成分を抽出するためのＢＰＦを設け、ばね下共振周波数成分に基づいて推定の内容を変更してもよい。
【００３５】
図８は、推定部９９が推定を行う条件を示す図である。図８の例では、車速がＶ０（例えば、１００ｋｍ／ｈ）以上であり、かつ、タイヤ２０の温度がＴ０（例えば、摂氏１００度）以上であるときに、タイヤ２０の異常の推定を実施する。その他の速度域、温度域では推定を行わない。
【００３６】
図９は、本実施の形態に係るタイヤ状態の推定方法の手順を示すフローチャートである。まず、推定部９９は、速度算出部９１が算出した車速に基づいて、タイヤ２０の異常を推定するか否かを決定する（Ｓ３０）。推定部９９は、車速が例えば２００ｋｍ／ｈ以下の安全上問題が小さい低速域である場合（Ｓ３０のＮ）、タイヤ２０の異常の推定を行わない。これにより、路面からの入力に起因する振動の影響などによりタイヤ２０に異常が発生したと誤判定してしまう事態を低減することができる。車速が所定の監視速度以上であった場合は（Ｓ３０のＹ）、推定部９９は、初期値算出部９５により初期値が設定されているか否かを確認する（Ｓ３２）。初期値が設定されていない場合は（Ｓ３２のＮ）、レベル算出部９３が車輪速センサ５０から取得した車輪速パルス信号に基づいてユニフォミティ成分のレベルＧｎを算出し（Ｓ４４）、初期値算出部９５は、算出されたＧｎを初期値Ｇｎ０に設定する（Ｓ４６）。初期値算出部９５は、車速域又は温度域毎に初期値を設定してもよい。
【００３７】
初期値が既に設定されていた場合（Ｓ３２のＹ）、推定部９９は、温度算出部９４が算出したタイヤ２０の温度に基づいて、タイヤ２０の異常を推定するか否かを決定する（Ｓ３４）。推定部９９は、タイヤ２０の温度が例えば摂氏１００度以下の安全上問題が小さい低温域である場合（Ｓ３４のＮ）、タイヤ２０の異常の推定を行わない。これにより、誤判定を防止し、推定の精度を向上させることができる。タイヤ２０の温度が監視温度異常であった場合は（Ｓ３４のＹ）、レベル算出部９３が振動レベルＧｎを算出し（Ｓ３６）、推定部９９は、算出された振動レベルＧｎと設定されていた初期値Ｇｎ０を比較する（Ｓ３８）。ＧｎとＧｎ０の差が所定のしきい値よりも大きかった場合は（Ｓ３８のＹ）、推定部９９は、タイヤ２０に異常が発生したと推定し（Ｓ４０）、警報部８２に、ドライバに対して警報を発するよう命じ、速度制御部８４に、速度を減少させるよう命じる（Ｓ４２）。ＧｎとＧｎ０の差が所定のしきい値よりも小さかった場合は（Ｓ３８のＮ）、推定部９９は、タイヤ２０に異常がないと推定し、処理を終了する。
【００３８】
以上の構成及び動作により、タイヤ２０の状態を推定する際に、車速やタイヤ２０の温度などに応じて推定内容を適切に変更し、推定の精度を向上させることができる。
【００３９】
（第３の実施の形態）
本実施の形態では、タイヤ２０の劣化状態に応じて、ＥＣＵ８０により実現される推定手段における推定内容を変更する。タイヤユニフォミティ成分のレベルの変動が大きくなると、タイヤ２０の劣化が進行していると考えられ、タイヤ２０に異常が発生する可能性が高まる。したがって、タイヤ２０の劣化が進行していると判断したときには、タイヤ２０の異常の推定を行う条件を広げ、タイヤ２０の異常の発生を的確に検出できるようにする。本実施の形態のタイヤ状態推定装置１０の構成は、図６に示した第２の実施の形態のタイヤ状態推定装置１０の構成と同様である。以下、主に、第２の実施の形態と異なる点について説明する。
【００４０】
図１０は、本実施の形態に係る推定手段の機能ブロックを示す。推定手段は、速度算出部９１、レベル算出部９３、温度算出部９４、初期値算出部９５、レベル比較部９６、推定領域更新部９７、及び推定部９９を含む。これらの構成も、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できる。初期値算出部９５は、所定の速度域毎にユニフォミティレベルの初期値を設定する。レベル比較部９６は、レベル算出部９３により算出されたユニフォミティレベルと、初期値算出部９５により設定されていた速度域毎の初期値とを比較し、速度域毎にユニフォミティ成分のレベルの変化量を算出する。推定領域更新部９７は、レベル比較部９６により算出されたレベルの変化量に基づいて、推定部９９が推定を行う温度域及び速度域を更新する。
【００４１】
図１１は、速度域毎のユニフォミティレベルの変化の例を示す。図中、黒丸は速度域毎の初期値を示し、白丸は初期値設定後に観測されたユニフォミティレベルを示す。図１１に示した例では、例えば、Ｖ１以上Ｖ２未満の速度域では、ユニフォミティレベルが１変化しており、Ｖ２以上Ｖ３未満の速度域では、ユニフォミティレベルが２変化している。そして、この時点でのユニフォミティレベルの変化量の合計は６である。本実施の形態では、この変化量の合計が大きいほど、タイヤ２０の劣化が進行していると判定する。推定領域更新部９７は、この変化量の合計値に基づいてタイヤ２０の劣化状態を判定し、推定部９９が推定に用いるしきい値を変更する。
【００４２】
図１２は、レベル変化量と推定領域との対応を格納したテーブルの例を示す。図１２の例では、例えば、速度域毎のユニフォミティレベルの変化量の合計値が０〜２であったときは、推定領域更新部９７は、推定部９９がタイヤ２０の状態を推定する速度域を「２００ｋｍ／ｈ以上」とし、温度域を「１００℃以上」とする。図１１に示した例では、ユニフォミティレベルの変化量の合計値が「６」であったので、推定領域更新部９７は、推定を行う速度域を「１６０ｋｍ／ｈ以上」に、温度域を「８０℃以上」に、それぞれ更新する。
【００４３】
図１３は、推定領域更新部９７により推定領域が更新された様子を示す。当初、推定部９９が推定を行う領域は、速度が２００ｋｍ／ｈ以上、温度が１００℃以上であったが、推定領域更新部９７により、速度域は１６０ｋｍ／ｈまで、温度域は８０℃まで、それぞれ推定領域が広げられている。タイヤ２０の劣化が進行するにしたがって、推定領域を広げることにより、タイヤ２０の異常の発生を見逃すことなく、的確に検出することができる。このように、本実施の形態によれば、タイヤ２０の劣化の度合いを的確に判定し、劣化の度合いに応じて推定部９９が推定を行う条件を設定することができるので、推定の感度を向上させることができる。
【００４４】
図１４は、本実施の形態に係るタイヤ状態の推定方法の手順を示すフローチャートである。図１４は、タイヤ２０の劣化の度合いに応じて推定部９９による推定内容を変更する手順を示しており、この後に、図９に示したタイヤ状態推定方法が実行される。まず、推定部９９は、速度算出部９１から車速を取得し、現在の車速域を判定する（Ｓ５０）。現在の車速がいずれの車速域にも該当しない場合は（Ｓ５０のＮ）、処理を終了する。推定部９９は、車速域を判定すると（Ｓ５０のＹ）、初期値算出部９５によりその車速域における初期値が設定されているか否かを確認する（Ｓ５２）。初期値が設定されていない場合は（Ｓ５２のＮ）、レベル算出部９３が、車輪速センサ５０から取得した車輪速パルス信号に基づいてユニフォミティ成分のレベルを算出し（Ｓ６０）、初期値算出部９５は、算出されたレベルをその車速域の初期値に設定する（Ｓ６２）。
【００４５】
現在の車速域における初期値が設定されていた場合は（Ｓ５２のＹ）、レベル算出部９３が振動レベルを算出し（Ｓ５４）、レベル比較部９６は、算出された振動レベルと、現在の車速域における初期値とを比較し、レベル変化量を算出する（Ｓ５６）。推定領域更新部９７は、レベル変化量に基づいてタイヤ２０の劣化の度合いを推定し、劣化の度合いに応じて推定部９９による推定条件を更新する（Ｓ５８）。推定条件が更新されたときは、初期値をクリアしてもよい。
【００４６】
以上の構成及び動作により、タイヤ２０の状態を推定する際に、タイヤ２０の劣化状態に応じて推定内容を適切に変更し、推定の精度を向上させることができる。
【００４７】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第１の実施の形態に係るタイヤ状態推定装置を備えた車両の全体構成を示す図である。
【図２】加速度センサの設置例を示す図である。
【図３】加速度センサの他の設置例を示す図である。
【図４】ＥＣＵにより実現される推定手段の機能ブロックを示す図である。
【図５】第１の実施の形態に係るタイヤの異常の推定方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態に係るタイヤ状態推定装置を備える車両の全体構成を示す図である。
【図７】第２の実施の形態に係る推定手段の機能ブロックを示す図である。
【図８】推定部が推定を行う条件を示す図である。
【図９】第２の実施の形態に係るタイヤ状態の推定方法の手順を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施の形態に係る推定手段の機能ブロックを示す図である。
【図１１】速度域毎のユニフォミティレベルの変化の例を示す図である。
【図１２】レベル変化量と推定領域との対応を格納したテーブルの例を示す図である。
【図１３】推定領域更新部により推定領域が更新された様子を示す図である。
【図１４】第３の実施の形態に係るタイヤ状態の推定方法の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１  車両、１０  タイヤ状態推定装置、１２  車体、２０  タイヤ、２２  トレッドゴム、２４  タイヤバルブ、３０  加速度センサユニット、３２  加速度センサ、３４  トランスポンダ、３６  アンテナ、３７  温度センサ、３８  温度センサユニット、４０  質問機、４２  アンテナ、５０  車輪速センサ、８２  警報部、８４  速度制御部、９０  加速度取得部、９１  速度算出部、９３  レベル算出部、９４  温度算出部、９５  初期値算出部、９６  レベル比較部、９７  推定領域更新部、９９  推定部。
【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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