(57)【要約】【課題】ダイレクト式ではなく、かつ、車輪速度センサの検出信号を用いることなく、タイヤ空気圧が正確に検出できるタイヤ空気圧検出装置を提供する。【解決手段】車両のバネ下部の上下方向振動を加速度センサ１によって検出し、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がタイヤ空気圧に応じて変化することを利用してタイヤ空気圧を検出する。具体的には、ＲＭＳ比、つまり第１周波数帯域における振幅のＲＭＳの値ＳＨと第２周波数帯域の振幅のＲＭＳの値ＳＬの比がタイヤ空気圧に応じて変化するため、このＲＭＳ比に基づいてタイヤ空気圧を検出する。【選択図】図１
2007155526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のバネ下部に設置され、該バネ下部の上下方向振動に応じた検出信号を出力する加速度センサ（１）と、
前記加速度センサ（１）の検出信号から、タイヤが正規圧のときにおける前記バネ下部の上下方向振動の共振周波数を含む第１周波数帯域の信号を抽出する第１周波数帯域抽出手段（２ａ）と、
前記加速度センサ（１）の検出信号から、前記タイヤが正規圧よりも減圧したときにおける前記バネ下部の上下方向振動の共振周波数を含み、前記第１周波数帯域と同じ幅で規定される第２周波数帯域の信号を抽出する第２周波数帯域抽出手段（２ｂ）と、
前記第１周波数帯域抽出手段（２ａ）に抽出された前記第１周波数帯域における前記バネ下部の振動レベル（ＳＨ）を求めると共に、前記第２周波数帯域抽出手段（２ｂ）に抽出された前記第２周波数帯域における前記バネ下部の振動レベル（ＳＬ）を求め、これらの振動レベル比（ＳＨ／ＳＬ）を求める振動特性演算手段（２ｃ）と、
前記振動特性演算手段（２ｃ）が求めた前記振動レベル比（ＳＨ／ＳＬ）に基づいてタイヤ状態を推定するタイヤ状態推定手段（２ｄ）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】
前記第１周波数帯域と前記第２周波数帯域は連続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】
前記第１周波数帯域は、前記タイヤが正規圧のときにおける前記バネ下部の上下方向振動の共振周波数を中心として設定され、
前記第２周波数帯域は、前記タイヤが正規圧よりも減圧したときにおける前記バネ下部の上下方向振動の共振周波数を中心として設定されている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】
前記第１周波数帯域と前記第２周波数帯域の幅は、前記タイヤが正規圧のときにおける前記バネ下部の上下方向振動の共振周波数から前記タイヤが正規圧よりも減圧したときにおける前記バネ下部の上下方向振動の共振周波数を引いた差となっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のタイヤ空気圧検出装置。
【請求項５】
前記第１周波数帯域と前記第２周波数帯域は、幅が６〜１４Ｈｚとされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のタイヤ空気圧検出装置。
【請求項６】
前記第１周波数帯域と前記第２周波数帯域は、幅が１０Ｈｚとされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のタイヤ空気圧検出装置。
【請求項７】
前記振動特性演算手段（２ｃ）は、前記第１周波数帯域および前記第２周波数帯域における前記振動レベル（ＳＨ、ＳＬ）として、前記加速度センサ（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、前記振動レベル比として該ルート・ミーン・スクエア比を求めることを特徴とする請求項１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。
【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、タイヤ空気圧検出装置として、ダイレクト式と呼ばれるタイヤ内に直接圧力センサを設置してタイヤ空気圧に関する情報を電波で送信することで車体側の受信機に伝えるもの、動荷重方式と呼ばれる車輪速度センサの検出信号に基づいてタイヤの回転変動を利用するもの、もしくは、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（例えば、特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開２００５−３２１９５８号公報
【特許文献２】特開平９−２０３１号公報
【特許文献３】特開平９−１０４２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ダイレクト式の場合には、ホイールアンバランスやタイヤ交換時などの故障の問題や、送信機が隔離された場所に設置されるために電源供給が困難であるなど電池寿命の問題が発生する。
【０００４】
動荷重方式や共振周波数方式の場合には、車輪速度センサの検出信号を利用するため、タイヤ空気圧検出精度が車輪速度センサの検出精度等に依存するという問題がある。例えば、動荷重方式であれば、加減速時や旋回時には車輪速度センサの検出信号がタイヤの歪みによる影響を受けることになり、正確な車輪速度を求めることが困難になる。また、共振周波数方式であれば、共振周波数として４０Ｈｚ近傍を使用する場合、車輪速度センサの検出信号にバネ下振動の共振によるものだけでなく、ノイズによるものも含まれることになる。
【０００５】
このため、動荷重方式や共振周波数方式では、タイヤ空気圧検出を正確に行うには、上記のような条件を避けるなどの制約が発生する。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、ダイレクト式ではなく、かつ、車輪速度センサの検出信号を用いることなく、タイヤ空気圧が正確に検出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】
本発明者らは、研究開発の結果、車両のバネ下部に備えられた車輪上下方向の振動（変位）を検出する加速度センサの検出信号を用いることにより、上記目的を達成することができることを見出した。
【０００８】
具体的には、タイヤ空気圧に応じて車輪上下方向の加速度が変化し、タイヤ空気圧が低下すると車輪上下方向の加速度が低下する。このため、加速度センサの検出信号は、タイヤ空気圧を示す信号として用いることができ、この検出信号を用いてタイヤ空気圧を検出し、タイヤ空気圧低下時の警報等を行うことが可能となる。
【０００９】
以下、この加速度センサの検出信号を用いたタイヤ空気圧の検出原理について説明する。
【００１０】
図３は、車両のバネ下部に設置した加速度センサの検出信号の周波数分析結果を示した図である。また、図４は、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場合について、加速度センサの検出信号の周波数分析結果を周波数帯域毎に分けて抽出した図である。図４（ａ）、（ｂ）が正規圧のときの結果、図４（ｃ）、（ｄ）が減圧したときの結果を示している。
【００１１】
加速度センサの検出信号を周波数分析すると、図３に示されるように周波数帯域ごとに振幅（振動レベル）が異なっていることが分かる。そして、タイヤ空気圧が変化した場合の振幅を見てみると、正規圧のときには９０〜１００Ｈｚの場合に振幅が大きく、７０〜８０Ｈｚの場合に振幅が若干小さくなっているが、減圧したときには９０〜１００Ｈｚの場合に振幅が小さく、７０〜８０Ｈｚの場合に振幅が大きくなっていることが判る。振幅の大きさはタイヤの種類や硬さ等によって変化するものの、このような傾向はどのタイヤに関しても一様に一致していた。例えば、ある種類のタイヤでは、タイヤ空気圧が正規圧のときの振幅のピークが９０Ｈｚ程度で、減圧したときの振幅のピークが８０Ｈｚ程度であり、他のタイヤではピークとなる周波数が異なったものであった。
【００１２】
このようなバネ下部の上下方向の加速度における周波数特性について、模式的に表すと、図５（ａ）〜（ｃ）のように示すことができる。図５（ａ）は、タイヤ空気圧が正規圧のときと減圧したとき双方の周波数特性を重ねて描いた模式図、図５（ｂ）は、正規圧のときの周波数特性を示した模式図、図５（ｃ）は、減圧したときの周波数特性を示した模式図である。
【００１３】
図５に示されるように、タイヤ空気圧が正規圧のときと減圧したときとで振幅がピークとなる周波数がずれており、正規圧のときには比較的高い周波数のとき、減圧したときにはそれよりも低い周波数のときに振幅がピークとなる。
【００１４】
したがって、例えば、正規圧のときに振幅がピークとなるときの周波数を中心と見立てた所定幅ａの周波数帯域（第１周波数帯域）における振幅のルート・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）の値ＳＨと、減圧したときに振幅がピークとなるときの周波数を中心と見立てた所定幅ａの周波数帯域（第２周波数帯域）における振幅のＲＭＳの値ＳＬとを比較すると、正規圧のときには値ＳＨの方が値ＳＬよりも大きく、減圧したときには値ＳＨよりも値ＳＬの方が大きくなる。
【００１５】
図６は、正規圧である２３０ｋＰａと、正規圧に対してタイヤ空気圧が減少した場合と増加した場合それぞれにおける上下方向加速度の周波数特性を示したものである。この図からも、上述したように、タイヤ空気圧が正規圧のときと減圧したときとで振幅がピークとなる周波数がずれており、タイヤ空気圧が高い程振幅のピークが高く、低いほど振幅のピークが低くなっていることが判る。また、例えば、正規圧に対してタイヤ空気圧が２５％減少したときを警告対象圧とすると、警告対象圧での振幅のピークを中心とした第２周波数帯域における振幅のＲＭＳの値ＳＬと正規圧での振幅のピークを中心とした第１周波数帯域における振幅のＲＭＳの値ＳＨとが上記のような関係になっていることが確認できる。
【００１６】
したがって、値ＳＨと値ＳＬとに基づき、これらの比（ＲＭＳ比）によりタイヤ空気圧を推定することが可能となる。すなわち、タイヤ空気圧が正規圧のときには、ＲＭＳ比（＝ＳＨ／ＳＬ）が１を超えるが、タイヤ空気圧が減圧して警告対象圧に至ったときには、ＲＭＳ比が１未満となる。このため、ＲＭＳ比によってタイヤ空気圧を推定できる。
【００１７】
具体的に、このＲＭＳ比の変化について調べたところ、図７に示されるように、正規圧となる２３０ｋＰａに対して、タイヤ空気圧がそれ以上であった場合にはＲＭＳ比が１を超えていたが、タイヤ空気圧の減少に伴って徐々にＲＭＳ比が低下していき、タイヤ空気圧が約２００ＫＰａとなったときにＲＭＳ比が１となった。そして、タイヤ空気圧がさらに低下すると、それに伴ってＲＭＳ比が１未満となった。
【００１８】
また、この比は関数で近似することができ、例えば、タイヤ空気圧をｘ、ＲＭＳの値をｙと置くと、ｙ＝１．３４６４ｘ−１．８３６１という一次式で表すことができる。このため、この近似式を用いてＲＭＳ比の変化に応じたタイヤ空気圧の変化を推測することができ、ＲＭＳ比を求めることでその時のタイヤ空気圧を求めることが可能となる。
【００１９】
なお、図７は、路面状態を変えて複数回にわたってＲＭＳ比を求めた結果を示したものであるが、多少バラツキがあるものの、ほぼ同様の傾向となった。Ｒ2は、近似式と実際のタイヤ空気圧とを比較したときの正確性を示すものであり、近似式により求めたタイヤ空気圧が実際のタイヤ空気圧と一致していることを示す１に近い値となった。
【００２０】
図８は、このような傾向が路面の種類などに関わらず現れるかについて調べた結果を示した図である。この図は、タイヤ空気圧を正規圧と警報対象圧に設定した状態で道路Ａ〜道路Ｆという異なる路面状態の道路を走行したときの振幅のＲＭＳ比を調べた結果を示している。この図からわかるように、ＲＭＳ比にバラツキはあるものの、あまり大きなバラツキではなく、タイヤ空気圧が正規圧のときにはほぼＲＭＳ比が１を超えており、減圧したときにはＲＭＳ比が１未満となった。
【００２１】
また、このような傾向は、車速や走り方などにもかかわらず現れることを確認している。図９は、一般道と高速道において、第１周波数帯域および第２周波数帯域を規定する所定幅ａを変えてＲＭＳ比のバラツキを調べた結果を示したものである。なお、ＲＭＳ比のばらつきは、６回分のＲＭＳ比のデータから求めた標準偏差をＲＭＳ比の平均値で割った値（変動係数＝標準偏差／平均値）に相当する変動係数として表してある。
【００２２】
この図に示されるように、一般道と高速道共に、変動係数が小さく、ＲＭＳ比のバラツキが小さいことが判る。特に、高速道のように、一定速度でステアリング操作等が少ない走行が行われるような場合には、ＲＭＳ比のバラツキが小さくなった。このことから、車速や走り方などにもあまり影響を受けず、ＲＭＳ比がタイヤ空気圧の推定に用いられることが判る。
【００２３】
さらに、タイヤ空気圧が正規圧のときと減圧したときとでＲＭＳ比のバラツキがどの程度発生するかについて、および、正規圧のときと減圧したときのＲＭＳ比から求められる感度についても調べた。その結果を図１０に示す。
【００２４】
図１０は、左前輪に関して、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場合について、第１周波数帯域および第２周波数帯域を規定する所定幅ａを変えてＲＭＳ比のバラツキと感度を調べた結果を示したものである。なお、感度は、６回分の正規圧のときのＲＭＳ比の平均値を６回分の減圧したときのＲＭＳ比の平均値で割った値（感度＝正規圧のときのＲＭＳ比の平均値／減圧したときのＲＭＳ比の平均値）として表してある。
【００２５】
この図に示されるように、タイヤ空気圧が正規圧のときには、ＲＭＳ比のバラツキが小さく、ほとんどの場合で変動係数が０．１未満となっていることが判る。一方、タイヤ空気圧が減圧したときには正規圧のときと比べるとＲＭＳ比にバラツキが生じるが、それでもあまり大きなバラツキはない。特に、所定幅ａが１４Ｈｚでピークとなる周波数が８７．５Ｈｚのときや、所定幅ａが８Ｈｚまたは６Ｈｚでピークとなる周波数が９２．５Ｈｚのときには、変動係数が非常に小さくなっていることが判る。
【００２６】
また、感度を見てみても、すべての場合でほぼ同様の値が得られており、所定幅ａが１０Ｈｚ又は８Ｈｚでピークとなる周波数が９０Ｈｚのときや、所定幅ａが６Ｈｚでピークとなる周波数が９２．５Ｈｚのときには、特に感度が大きくなっていることが判る。
【００２７】
これらの結果から、所定幅ａをどのような値としてもある程度の精度でのタイヤ空気圧検出が期待でき、特に、１０Ｈｚ前後に設定すれば、高い精度でのタイヤ空気圧検出が可能になると言える。
【００２８】
そこで、本発明では、車両のバネ下部に設置され、該バネ下部の上下方向振動に応じた検出信号を出力する加速度センサ（１）と、加速度センサ（１）の検出信号から、タイヤが正規圧のときにおけるバネ下部の上下方向振動の共振周波数を含む第１周波数帯域の信号を抽出する第１周波数帯域抽出手段（２ａ）と、加速度センサ（１）の検出信号から、タイヤが正規圧よりも減圧したときにおけるバネ下部の上下方向振動の共振周波数を含み、第１周波数帯域と同じ幅で規定される第２周波数帯域の信号を抽出する第２周波数帯域抽出手段（２ｂ）と、第１周波数帯域抽出手段（２ａ）に抽出された第１周波数帯域におけるバネ下部の振動レベル（ＳＨ）を求めると共に、第２周波数帯域抽出手段（２ｂ）に抽出された第２周波数帯域におけるバネ下部の振動レベル（ＳＬ）を求め、これらの振動レベル比（ＳＨ／ＳＬ）を求める振動特性演算手段（２ｃ）と、振動特性演算手段（２ｃ）が求めた振動レベル比（ＳＨ／ＳＬ）に基づいてタイヤ状態を推定するタイヤ状態推定手段（２ｄ）と、を備えていることを特徴としている。
【００２９】
このように、車両のバネ下部の上下方向振動の共振周波数がタイヤ空気圧に応じて変化する。このため、車両のバネ下部の上下方向振動を加速度センサ（１）によって検出し、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振動レベルを第１周波数帯域と第２周波数帯域それぞれについて求め、求めた振動レベルの比に基づいて、タイヤ空気圧を検出することができる。これにより、ダイレクト式ではなく、かつ、車輪速度センサの検出信号を用いることなく、タイヤ空気圧が正確に検出できるタイヤ空気圧検出装置とすることが可能となる。
【００３０】
なお、タイヤ空気圧の検出に関しては、タイヤ空気圧そのものでなくても、タイヤ空気圧が警告対象圧まで減圧したか否かを判定するだけであっても構わない。
【００３１】
この場合において、第１周波数帯域と第２周波数帯域は連続しているようにすると好ましい。
【００３２】
また、第１周波数帯域をタイヤが正規圧のときにおけるバネ下部の上下方向振動の共振周波数を中心として設定し、第２周波数帯域をタイヤが正規圧よりも減圧したときにおけるバネ下部の上下方向振動の共振周波数を中心として設定すると好ましい。
【００３３】
共振周波数は実走行において、走り方などで数Ｈｚの変動が生じるために変動分を吸収できる幅を持たせるために、結果として連続させるくらいが好ましい。また、精度を上げるためには、正規圧と減圧時のＲＭＳ比の変化を大きくする。つまり、正規圧時のＳＨが最大となるのは正規圧時の共振周波数を中心とした場合と、一方減圧時のＳＬが最大となるのは減圧時の共振点を中心とした場合がＲＭＳ比の変化が大きくなる。
【００３４】
具体的には、第１周波数帯域と第２周波数帯域の幅を、タイヤが正規圧のときにおけるバネ下部の上下方向振動の共振周波数からタイヤが正規圧よりも減圧したときにおけるバネ下部の上下方向振動の共振周波数を引いた差とすることができる。なおかつ、第１周波数帯域をタイヤが正規圧のときにおけるバネ下部の上下方向振動の共振周波数を中心として設定し、第２周波数帯域をタイヤが正規圧よりも減圧したときにおけるバネ下部の上下方向振動の共振周波数を中心として設定すれば、第１周波数帯域と第２周波数帯域は連続したものとなる。
【００３５】
例えば、  第１周波数帯域と第２周波数帯域は、幅が６〜１４Ｈｚ、好ましくは１０Ｈｚとすることができる。
【００３６】
また、振動特性演算手段（２ｃ）が求める第１周波数帯域および第２周波数帯域における振動レベル（ＳＨ、ＳＬ）として、加速度センサ（１）の検出信号を周波数分析した振幅のルート・ミーン・スクエアを採用することができる。この場合、振動レベル比として該ルート・ミーン・スクエア比を求め、この振動レベル比に基づいてタイヤ状態推定部（２ｄ）にて、タイヤ空気圧を検出することができる。
【００３７】
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】
【００３８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。
【００３９】
（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。
【００４０】
加速度センサ１は、車両の上下方向の加速度検出を行うためのもので、車両の上下方向の加速度に応じた検出信号を出力する。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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
具体的には、演算装置２には、第１、第２バンドパスフィルタ２ａ、２ｂと振動特性演算部２ｃおよびタイヤ状態推定部２ｄが備えられている。
【００４４】
第１、第２バンドパスフィルタ２ａ、２ｂ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。
【００４５】
第１バンドパスフィルタ２ａは、タイヤ空気圧が正規圧のときに加速度センサ１の検出信号の周波数特性に示される振幅のピークとなる周波数、つまり加速度センサ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（以下、正規圧時の共振周波数という）を含み、所定幅ａで規定される第１周波数帯域の信号を抽出する。第１周波数帯域は、正規圧時の共振周波数が中心に位置するように設定されるのが好ましいが、ずれていても構わない。本実施形態では、第１周波数帯域として、９０Ｈｚを中心とした１０Ｈｚの幅（８５〜９５Ｈｚ）を適用している。
【００４６】
第２バンドパスフィルタ２ｂは、タイヤ空気圧が警告対象圧に減圧したときにおける加速度センサ１の検出信号の周波数特性に示される振幅のピークとなる周波数、つまり加速度センサ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（以下、減圧時の共振周波数という）を含み、所定幅ａで規定される第２周波数帯域の信号を抽出する。第２周波数帯域は、減圧時の共振周波数が中心に位置するように設定されるのが好ましいが、ずれていても構わない。本実施形態では、第２周波数帯域として、８０Ｈｚを中心とした１０Ｈｚの幅（７５〜８５Ｈｚ）を適用している。
【００４７】
なお、第１バンドパスフィルタ２ａと第２バンドパスフィルタ２ｂが通過させる周波数帯域は、上記のように連続したものでなくても良いが、連続したものとするのが好ましい。このため、正規圧時の共振周波数と減圧時の共振周波数との差が第１周波数帯域と第２周波数帯域を規定する所定幅ａとなるようにし、正規圧時の共振周波数と減圧時の共振周波数との中心で第１周波数帯域と第２周波数帯域が繋がるようにすると好適である。
【００４８】
振動特性演算部２ｃは、第１バンドパスフィルタ２ａを通過した第１周波数帯域の信号を受け取り、その帯域の振幅（振動レベル）のＲＭＳの値ＳＨを求めると共に、第２バンドパスフィルタ２ｂを通過した第２周波数帯域の信号を受け取り、その帯域の振幅のＲＭＳの値ＳＬを求め、さらにＲＭＳ比（ＳＨ／ＳＬ）を求めるものである。
【００４９】
タイヤ状態推定部２ｄは、振動特性推定部２ｃで求められたＲＭＳ比に基づいてタイヤ空気圧検出を行ったり、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。例えば、タイヤ状態推定部２ｄは、演算装置２に備えられるＲＯＭに記憶されたＲＭＳ比とタイヤ空気圧との関係、例えば上述した図７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２ｃで求められたＲＭＳ比からタイヤ空気圧を検出する。そして、タイヤ状態推定部２ｄは、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ようになっている。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
まず、車両の走行に伴って車両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の第１バンドパスフィルタ２ａにて第１周波数帯域（８５〜９５Ｈｚ）の信号が抽出されると共に、第２バンドパスフィルタ２ｂにて第２周波数帯域（７５〜８５Ｈｚ）の信号が抽出される。
【００５４】
次に、第１、第２バンドパスフィルタ２ａ、２ｂで抽出された各信号が振動特性演算部２ｃに入力され、振動特性演算部２ｃにより、第１周波数帯域における振幅のＲＭＳの値ＳＨと第２周波数帯域の振幅のＲＭＳの値ＳＬを求め、これらからＲＭＳ比（ＳＨ／ＳＬ）を求める。
【００５５】
そして、タイヤ状態推定部２ｄにおいて、上述した図７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２ｃで求めたＲＭＳ比に対応するタイヤ空気圧を求める。これにより、タイヤ空気圧のデータそのもの又はタイヤ空気圧が警告対象圧以下に低下したことを示すデータが報知器３に伝えられ、報知器３において、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がドライバに対して報知される。
【００５６】
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によって検出し、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がタイヤ空気圧に応じて変化することを利用してタイヤ空気圧を検出する。
【００５７】
具体的には、振動レベルに相当するＲＭＳを求め、振動レベル比となるＲＭＳ比を求める。このＲＭＳ比、つまり第１周波数帯域における振幅のＲＭＳの値ＳＨと第２周波数帯域の振幅のＲＭＳの値ＳＬの比がタイヤ空気圧に応じて変化するため、このＲＭＳ比に基づいてタイヤ空気圧を検出するようにしている。
【００５８】
これにより、ダイレクト式ではなく、かつ、車輪速度センサの検出信号を用いることなく、タイヤ空気圧が正確に検出できるタイヤ空気圧検出装置とすることが可能となる。
【００５９】
また、振動レベルの比は、タイヤ空気圧の変動に応じて大きく変化するため、ＲＭＳ比を用いてタイヤ空気圧を検出することで、検知感度が向上し、タイヤ空気圧検出装置の精度向上を図る事も可能となる。また、比を用いた場合、第１周波数帯域における振幅のＲＭＳの値ＳＨと第２周波数帯域の振幅のＲＭＳの値ＳＬそれぞれに温度によるゲインの変化や製品のバラツキに起因する誤差分が含まれていたとしても、それをキャンセルすることが可能となる。
【００６０】
また、共振周波数は走行状態によって数Ｈｚ変動するが、第１、第２バンドパスフィルタ２ａ、２ｂで第１周波数帯域と第２周波数帯域というある程度幅を持たせた帯域を通過させるようにしているため、バラツキを吸収でき、外乱に対してもロバスト性を高めることが可能となる。さらに、第１、第２バンドパスフィルタ２ａ、２ｂを通過させることで、特性のドリフトやドライバもしくは車両の特性をキャンセルすることができるため、よりタイヤ空気圧検出装置の精度を高めることが可能となる。
【００６１】
（他の実施形態）
上記実施形態では、第１バンドパスフィルタ２ａと第２バンドパスフィルタ２ｂが通過させる周波数帯域を連続したものとしたが、上述したように離しても構わない。この場合、第１周波数帯域と第２周波数帯域を規定する所定幅ａを図１０に示した変動係数や感度の優れた値にとなるように設定するのが好ましい。例えば、図１０の結果から得た１０Ｈｚ前後に所定幅ａを設定すると良い。
【００６２】
また、上記実施形態では、正規圧時の共振周波数を含む第１周波数帯域の振幅のＲＭＳの値ＳＨと減圧時の共振周波数を含む第１周波数帯域の振幅のＲＭＳの値ＳＬのＲＭＳ比（ＳＨ／ＳＬ）を用いている。しかしながら、第１周波数帯域と第２周波数帯域での振幅の大きさの比、つまり車両のバネ下部の上下方向振動の振動レベル比を求める一つのパラメータとしてＲＭＳを用いたものであり、他のパラメータを用いることも可能である。例えば、第１周波数帯域と第２周波数帯域での振幅の分散値（求められた個々の振幅から振幅の平均値を差し引いたものを自乗し、それをデータ数で割った値）や、振幅の平均値そのものなどを用いても構わない。
【００６３】
また、上記実施形態では、ＲＭＳ比が正規圧時の共振周波数を含む第１周波数帯域の振幅のＲＭＳの値ＳＨを減圧時の共振周波数を含む第１周波数帯域の振幅のＲＭＳの値ＳＬで割った値となるようにしてるが、その逆であっても構わない。ただし、この場合には、ＲＭＳ比とタイヤ空気圧との関係が上記と逆の関係となる。すなわち、タイヤ空気圧が警告対象圧のときにはＲＭＳ比が１を超え、正規圧のときにはＲＭＳ比が１未満となる。
【００６４】
さらに、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】
【００６５】
【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】車両のバネ下部に設置した加速度センサの検出信号の周波数分析結果を示した図である。
【図４】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場合について、加速度センサの検出信号の周波数分析結果を周波数帯域毎に分けて抽出した図である。
【図５】（ａ）は、タイヤ空気圧が正規圧のときと減圧したとき双方の周波数特性を重ねて描いた模式図、（ｂ）は、正規圧のときの周波数特性を示した模式図、（ｃ）は、減圧したときの周波数特性を示した模式図である。
【図６】正規圧である２３０ｋＰａと、正規圧に対してタイヤ空気圧が減少した場合と増加した場合それぞれにおける上下方向加速度の周波数特性を示した図である。
【図７】タイヤ空気圧の低下に伴うＲＭＳ比の変化について調べた結果を示す図である。
【図８】路面の種類などとＲＭＳ比の変化との関係を調べた結果を示す図である。
【図９】一般道と高速道において、第１周波数帯域および第２周波数帯域を規定する所定幅ａを変えてＲＭＳ比のバラツキを調べた結果を示した図である。
【図１０】タイヤ空気圧が正規圧のときと減圧したときとでＲＭＳ比のバラツキがどの程度発生するかについて、および、正規圧のときと減圧したときのＲＭＳ比から求められる感度についても調べた結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…加速度センサ、２…演算装置、２ａ、２ｂ…第１、第２バンドパスフィルタ、
２ｃ…振動特性演算部、２ｄ…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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【図９】
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【図１０】
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