JP3300532B2 - タイヤ空気圧検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のタイヤ空気圧を
直接にまたは間接に検出するタイヤ空気圧検出装置に関
するものであり、特に、タイヤ空気圧検出装置自体の異
常を判定する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両走行中にタイヤ空気圧を検出可能な
タイヤ空気圧検出装置が既に知られている。このタイヤ
空気圧検出装置にはタイヤ空気圧を直接に検出する直接
検出方式と間接に検出する間接検出方式とが存在する。

【０００３】直接検出方式は一般に、タイヤ側に取り付
けられた圧力センサおよび発信器によりタイヤ空気圧を
直接に検出してそれに応じた信号を発するとともに、車
体側に取り付けられた受信器により発信器からの信号を
受信してタイヤ空気圧に変換する方式である。また、い
わゆる磁気結合方式も直接検出方式の一例である。

【０００４】これに対し、間接検出方式は一般に、検出
部によってタイヤ空気圧に関連する物理量を検出し、推
定部によってその検出部による検出値に基づいてタイヤ
空気圧を推定する方式である。この間接検出方式の一例
が特開平５−１３３８３１号公報に記載されている。こ
れは、前記検出部が車輪の運動状態量を検出し、前記推
定部が、検出部により検出された車輪運動状態量の複数
の周波数成分のうち設定周波数範囲内において強度が実
質的に最大となるものの周波数が低いほどタイヤ空気圧
が低いと検出する方式である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の検出方式を用いる場合であっても、タイヤ空気圧検出
装置は従来、タイヤ空気圧検出装置自体の異常の有無を
判定可能には構成されていない。そのため、タイヤ空気
圧検出装置自体に異常がある状況下では、誤った検出値
が正しい検出値として用いられてしまい、種々の不都合
が生じるという問題がある。

【０００６】このような事情を背景とし、本発明は、車
両走行中はタイヤ空気圧が増加しないのが普通であるか
ら車両走行中における検出値の増加はタイヤ空気圧検出
装置自体の異常に起因する可能性が強いという関係を利
用することにより、上記の問題を解決することを課題と
してなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に請求項１の発明は、タイヤへの空気圧の供給が行われ
ない状態で走行する車両のタイヤ空気圧を直接または間
接に検出するタイヤ空気圧検出装置に、車両走行中にタ
イヤ空気圧の検出値の増加傾向がタイヤの温度上昇に伴
う増加傾向を越えた場合に、タイヤ空気圧検出装置自体
に何らかの異常が生じたと判定する装置異常判定部を設
けたことを特徴とする。

【０００８】なお、ここにおける「増加傾向」は例え
ば、タイヤ空気圧の今回検出値の、前回検出値からの増
加量として表したり、前回より前のある回の検出値から
の増加量として取得したり、今回から一定時間前におけ
る検出値からの増加量として表すことができる。

【０００９】この「増加傾向」はまた、今回検出値を含
む過去の設定複数個の検出値が時間と共に変化する様子
を表すグラフを直線で近似した場合のその直線（例え
ば、回帰直線）の増加勾配として表したり、今回検出値
の、前回検出値からの増加量を前回検出時から今回検出
値までに要した時間で割り算した値として表すこともで
きる。

【００１０】この「増加傾向」はさらに、一定時間内に
おいて上記増加量が基準値を超えた回数である増加頻度
として表すこともできる。

【００１１】また、本発明における「増加傾向が生じた
場合」は例えば、上記増加量，増加勾配，増加頻度等が
予め設定された基準値を超えた場合とすることができ、
ここに「基準値」は例えば、固定値としたり、車両の走
行速度等を含む走行状況等に基づいて変化する可変値と
することができる。さらに、請求項２の発明は、タイヤ
への空気圧の供給が行われない状態で走行する車両走行
中にタイヤ空気圧の検出値の増加量が基準値を越えた場
合に、タイヤ空気圧検出装置に何らかの異常が生じたと
判定する装置異常判定部を設けたことを特徴とし、請求
項３の発明は、上記車両走行中にタイヤ空気圧の検出値
の時間に対する増加勾配が基準値を越えた場合に、タイ
ヤ空気圧検出装置に何らかの異常が生じたと判定する装
置異常判定部を設けたことを特徴とする。また、請求項
４の発明は、装置異常判定部が、基準値を、車両の走行
速度に応じて決定する手段を含むものとすることを特徴
とし、請求項５の発明は、タイヤ空気圧検出装置を、
(x) タイヤを含む車輪の回転速度を検出する回転速度検
出装置と、(y)その回転速度検出装置によって検出され
た回転速度に基づいて車輪の回転振動の状態を取得し、
その取得した回転振動状態に基づいてタイヤ空気圧を推
定する推定部とを含むものとすることを特徴とする。さ
らに、請求項６の発明は、(i)タイヤを含む車輪の運動
状態量を検出する検出部と、(ii)(a)その検出部によっ
て検出された運動状態量と、タイヤの空気圧に関連する
車輪情報の基礎値である車輪情報基礎値とから、車輪に
対する外乱を検出する外乱オブザーバと、(b)その外乱
オブザーバによって検出された外乱に基づき、車輪情報
の実際値である車両情報実際値の車輪情報基礎値からの
変化量を検出する車輪情報変化量検出部とを含み、その
車輪情報変化量検出部によって検出された変化量に基づ
いてタイヤの空気圧を推定する推定部とを含むものとす
ることを特徴とし、請求項７の発明は、(iii)タイヤを
含む車輪の運動状態量を検出する検出部と、(iv)その検
出部によって検出された車輪運動状態量の複数の周波数
成分のうち予め定められた設定周波数範囲内において強
度が実質的に最大となるものの周波数が低い場合は高い
場合よりタイヤの空気圧が低いと推定する推定部とを含
むものとすることを特徴とする。

【００１２】

【作用】タイヤ空気圧の増加という現象は、車両停止中
にのみ人間がタイヤに空気圧を供給することによって発
生し、車両走行中にはほとんど発生しないのが普通であ
る。車両走行によってタイヤの温度が上昇し、これによ
って空気圧が増加することがあるが、正規値に対して１
割程度の増加にすぎないのである。したがって、車両走
行中における検出値の増加はタイヤ空気圧の実際値が増
加したことを意味するのではなく、タイヤ空気圧検出装
置自体に異常が発生したことを意味する可能性が強い。
そのような知見に基づき、請求項１の発明に係るタイヤ
空気圧検出装置においては、装置異常判定部が、車両走
行中において検出値の増加傾向がタイヤの温度上昇に伴
う増加傾向を越えた場合には、タイヤ空気圧検出装置自
体に何らかの異常が生じたと判定する。また、請求項２
の発明に係るタイヤ空気圧検出装置においては、装置異
常判定部が、車両走行中において検出値の増加量が基準
値を越えた場合に異常が生じたとされ、請求項３の発明
に係るタイヤ空気圧検出装置においては、車両走行中に
おいて検出値の増加勾配が基準値を越えた場合に異常が
生じたとされる。さらに、請求項４の発明に係るタイヤ
空気圧検出装置においては、基準値が、車両の走行速度
に応じて決定され、請求項５の発明に係るタイヤ空気圧
検出装置においては、タイヤ空気圧が、タイヤを含む車
輪の回転速度を検出する回転速度検出装置によって検出
された回転速度に基づいて車輪の回転振動の状態が取得
され、その取得された回転振動状態に基づいて推定され
る。また、請求項６の発明に係るタイヤ空気圧検出装置
においては、車輪に対する外乱が、タイヤ空気圧に関連
する車輪情報の基礎値と車輪運動状態量とに基づいて外
乱オブザーバによって取得され、その取得された外乱と
車輪情報の実際値と車輪情報基礎値との差との関係を利
用してタイヤ空気圧が推定される。請求項７の発明に係
るタイヤ空気圧検出装置においては、車輪運動状態量の
周波数成分のうちの設定周波数範囲内において強度が実
質的に最大となるものの周波数とタイヤ空気圧との関係
を利用して推定される。 ここで、「車輪運動状態量」に
は、例えば、車輪の回転速度、回転角速度、上下速度、
上下加速度、前後速度、前後加速度等を選ぶことができ
る。また、「タイヤ空気圧に関連する車輪情報」には、
例えば、タイヤのばね定数、ダンパ係数等を選ぶことが
できる。

【００１３】

【発明の効果】そのため、本発明によれば、タイヤ空気
圧検出装置自体の異常判定が可能となるから、タイヤ空
気圧の検出値の信頼性も判定可能となり、誤った検出値
を正しい検出値として用いることが回避可能となる効果
が得られる。

【００１４】

【発明の望ましい実施態様】以下、本発明の望ましい実
施態様のいくつかを列挙する。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】(1) 請求項１ないし７の各発明であって、
前記装置異常判定部が、タイヤ空気圧の今回検出値の、
初期値（例えば、初回検出値，正規値等）からの増加量
である絶対増加量が第一の判定基準値以上となり、か
つ、今回検出値の、前回検出値からの増加量である相対
増加量（すなわち、増加勾配）が第二の判定基準値以上
となった場合に、タイヤ空気圧検出装置自体に何らかの
異常が生じたと判定するものであるタイヤ空気圧検出装
置。

【００１９】すなわち、この態様によれば、検出値の相
対増加量の比較結果のみならず絶対増加量の比較結果に
も基づいて装置異常判定が行われるから、相対増加量の
比較結果にのみ基づいて装置異常判定を行う場合より、
その判定の精度を容易に向上させ得る。

【００２０】(2) 請求項１ないし７，(1)の各発明であ
って、さらに、タイヤ空気圧の検出値の、初期値（例え
ば、初回検出値，正規値等）からの低下量が判定基準値
以上である場合に、タイヤ空気圧が異常に低いと判定す
る空気圧異常判定部を含むタイヤ空気圧検出装置。

【００２１】(3) 請求項１ないし７，(1)，(2)の各発明
であって、さらに、タイヤ空気圧の検出値の減少勾配を
取得し、取得した減少勾配が基準値以上である場合に、
タイヤ空気圧が異常に低いと判定する空気圧異常判定部
を含むタイヤ空気圧検出装置。

【００２２】なお、タイヤ空気圧の検出値の変化勾配を
取得し、取得した変化勾配に基づいて空気圧異常判定を
行う技術は、請求項１ないし７，(1)の各発明と同時で
なく、独立して実施可能である。

【００２３】また、(3)の発明において、空気圧異常判
定部は、減少勾配を、タイヤ空気圧の今回検出値の前回
検出値からの減少量を前回検出時から今回検出時までに
要した時間で割り算した値として取得したり、今回検出
値を含む過去の設定複数個の検出値が時間と共に変化す
る様子を表すグラフを直線で近似した場合のその直線
（例えば、回帰直線等）の勾配として取得することが可
能である。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を図示のいくつかの実施例に基
づいて具体的に説明する。図２において１０はロータ、
１２は電磁ピックアップである。ロータ１０は図３に示
す車輪１４と共に回転するものであり、外周に多数の歯
１６を備えている。電磁ピックアップ１２はそれらの歯
１６の通過に応じて周期的に変化する電圧を発生する。
この電圧は波形整形器１８によって矩形波に整形され、
コンピュータ２０のＩ／Ｏポート２２に供給される。車
輪１４は４個あり、それらに設けられている各電磁ピッ
クアップ１２が全て波形整形器１８を経てコンピュータ
２０に接続されるが、図２には代表的に１組のみが図示
されている。

【００２５】車輪１４は図３に示すように、ホイール２
４の外周にタイヤ２６が取り付けられたタイヤ付ホイー
ルであるが、図４に示すように、相対回転可能なリム側
部２８とベルト側部３０とがねじりばね３２によって連
結されたものと考えることができる。上記ロータ１０は
ホイール２４と一体的に回転するように取り付けられる
ため、電磁ピックアップ１２は厳密にはリム側部２８の
角速度を検出することになる。

【００２６】コンピュータ２０は図２に示すように処理
装置としてのＣＰＵ４０，第一記憶装置としてのＲＯＭ
４２および第二記憶装置としてのＲＡＭ４４を備えてお
り、ＲＯＭ４２に図示しない制御プログラムが格納され
ることによって、図１に示すリム側部回転速度演算部４
５を構成している。このコンピュータ２０は別のコンピ
ュータ４７と接続されている。このコンピュータ４７は
図２に示すように、処理装置としてのＣＰＵ４８，第一
記憶装置としてのＲＯＭ４９，第二記憶装置としてのＲ
ＡＭ５０および入出力装置としてのＩ／Ｏポート５１を
備えており、ＲＯＭ４９に図７のフローチャートで表さ
れるタイヤ空気圧異常警告ルーチンを始めとする種々の
制御プログラムが格納されることによって、図１に示す
外乱オブザーバ５２，パラメータ同定部５３（相関演算
部５６，正規化部５８および空気圧変化量演算部６
０），装置異常判定部６２および空気圧異常判定部６４
を構成している。

【００２７】コンピュータ４７のＩ／Ｏポート５１には
図２に示すように、各異常判定部６２，６４の判定結果
を運転者に知らせる表示装置６６が接続されている。表
示装置６６は本実施例においては液晶ディスプレイであ
るが、点灯あるいは点滅するランプ等別の表示装置を用
いることも可能であり、音声で運転者に知らせる音声報
知装置などを含めて種々の形態の報知装置を採用するこ
とが可能である。コンピュータ４７のＩ／Ｏポート５１
にはさらに、ホイール２４（リム側部２８）に加えられ
る駆動・制動トルクを、ホイール２４の軸に取り付けら
れた歪みゲージ等により検出する駆動・制動トルク検出
装置６８が接続されている。

【００２８】外乱オブザーバ５２は、車輪１４の図４に
示すモデルに基づいて構成されている。以下、この外乱
オブザーバ５２の構成について説明する。車輪１４を、
相対回転可能な慣性モーメントＪ_R のリム側部２８と慣
性モーメントＪ_B のベルト側部３０とがばね定数Ｋのね
じりばね３２により接続されたものとしてモデル化すれ
ば、(1) 〜(3) の状態方程式が成立し、これによって線
形システムが構成される。 Ｊ_R ω_R ′＝−Ｋθ_RB＋Ｔ₁ ・・・(1) Ｊ_B ω_B ′＝ Ｋθ_RB−Ｔ_d ・・・(2) θ_RB′＝ω_R −ω_B ・・・(3) ただし、 ω_R ：リム側部２８の角速度 ω_R ′：リム側部２８の角加速度 ω_B ：ベルト側部３０の角速度 ω_B ′：ベルト側部３０の角加速度 θ_RB ：リム側部２８とベルト側部３０とのねじり角 Ｔ₁ ：駆動・制動トルク検出装置６８により検出され
る駆動・制動トルク Ｔ_d ：路面からの外乱トルク

【００２９】なお、実際にはリム側部２８とベルト側部
３０との間にはダンパが存在するが、その影響は比較的
小さいため、本実施例においてはその存在が無視されて
いる。

【００３０】上記状態方程式をベクトルおよび行列を用
いて表せば(4) 式となる。

【００３１】

【数１】

【００３２】ここで、タイヤ２６の空気圧が変化し、ね
じりばね３２のばね定数がＫからＫ＋ΔＫに変化したと
きの車輪１４の運動は(5) 式で表される。

【００３３】

【数２】

【００３４】すなわち、ばね定数ＫがΔＫだけ変化する
ことは正常なタイヤ２６に(5) 式の右辺の最終項で表さ
れる外乱が加えられるのと等価である。この外乱にはば
ね定数Ｋの変化量ΔＫの情報が含まれており、かつ、ば
ね定数Ｋはタイヤ２６の空気圧に応じて変化するので、
この外乱を検出することによってタイヤの空気圧の変化
量を検出することができる。この外乱の検出に外乱オブ
ザーバの手法を用いるのであり、いま路面からのトルク
Ｔ_d をも外乱として扱うことにすれば、推定すべき外乱
ｗは(6) 式で表される。

【００３５】

【数３】

【００３６】しかし、理論上、外乱［ｗ］の中の一つの
要素しか推定することができないため、第２要素である
ｗ₂ を推定することとする。外乱ｗ₂ を(7) 式で定義す
れば、車輪１４の状態方程式は(8) 式のようになるた
め、この(8) 式に基づいて外乱オブザーバを構成する。 ｗ₂ ＝（−１／Ｊ_B ）Ｔ_d ＋（ΔＫ／Ｊ_B ）θ_RB・・・(7)

【００３７】

【数４】

【００３８】外乱オブザーバは外乱をシステムの状態変
数の一つとして検出するものである。そこで、(7) 式の
外乱ｗ₂ をシステムの状態に含めるために、推定すべき
外乱のダイナミクスを(9) 式で近似する。 ｗ₂ ′＝０・・・(9) これは図５に示すように連続して変化する外乱を階段状
に近似（零次近似）することを意味し、外乱オブザーバ
５２の外乱推定速度を推定すべき外乱の変化に比べて十
分速くすれば、この近似は十分に許容される。(9) 式よ
り、外乱ｗ₂ をシステムの状態に含めると(10)式の拡張
系が構成される。

【００３９】

【数５】

【００４０】(10)式において［ω_B θ_RB ｗ₂ ］^T を
検出することができない状態となる。したがって、この
システムに基づいて外乱オブザーバ５２を構成すれば、
外乱ｗ₂ と元々測定できない状態変数ω_B ，θ_RBとを推
定することができる。記述を簡単にするために、(10)式
のベクトルおよび行列を分解して次のように表すことと
する。

【００４１】

【数６】

【００４２】このとき、状態［ｚ］＝［ω_B θ_RB ｗ
₂ ］^T を推定する最小次元オブザーバの構成は(11)式で
表される。 ［ｚ_p ′］＝［Ａ₂₁］［ｘ_a ］＋［Ａ₂₂］［ｚ_p ］＋［Ｂ₂ ］［ｕ］＋［Ｇ］｛ ［ｘ_a ′］−（［Ａ₁₁］［ｘ_a ］＋［Ａ₁₂］［ｚ_p ］＋［Ｂ₁ ］［ｕ］）｝＝（ ［Ａ₂₁］−［Ｇ］［Ａ₁₁］）［ｘ_a ］＋（［Ａ₂₂］−［Ｇ］［Ａ₁₂］）［ｚ_p ］ ＋［Ｇ］［ｘ_a ′］＋（［Ｂ₂ ］−［Ｇ］［Ｂ₁ ］）［ｕ］・・・(11) ただし、 ［ｚ_p ］ ：［ｚ］の推定値 ［ｚ_p ′］：推定値［ｚ_p ］の変化率 ［Ｇ］ ：外乱オブザーバ５２の推定速度を決めるゲ
イン この方程式をブロック線図で表わすと図６のようにな
る。なお、図において［Ｉ］は単位行列、ｓはラプラス
演算子である。また、真値［ｚ］と推定値［ｚ_p ］との
誤差［ｅ］を［ｅ］＝［ｚ］−［ｚ_p］とおき、誤差
［ｅ］の変化率を［ｅ′］とすると、(12)式の関係を得
る。 ［ｅ′］＝（［Ａ₂₂］−［Ｇ］［Ａ₁₂］）［ｅ］・・・(12) これは外乱オブザーバ５２の推定特性を表しており、行
列（［Ａ₂₂］−［Ｇ］［Ａ₁₂］）の固有値がすなわち外
乱オブザーバ５２の極となる。したがって、この固有値
がｓ平面の左半面において原点から離れるほど外乱オブ
ザーバ５２の推定速度が速くなる。オブザーバゲイン
［Ｇ］は希望の推定速度になるように決定すればよい。

【００４３】以上のように構成された外乱オブザーバ５
２においては、リム側部回転速度演算部４５において演
算された車輪１４の回転速度ｖからタイヤ半径Ｒを考慮
して演算された角速度ω_R を入力として、ねじりばね３
２のばね定数ＫがΔＫ変化した場合の(7) 式で表される
外乱ｗ₂ が推定され、外乱推定値ｗ_2pが取得されるが、
その外乱と共に、検出が不可能であるベルト側部３０の
角速度ω_B ，リム側部−ベルト側部間のねじり角θ_RBも
推定され、それぞれ推定値ω_Bp，θ_RBp が取得される。

【００４４】なお、車輪１４の回転速度ｖは周速度で演
算されるが、そのためにはタイヤ２６の実質的な半径Ｒ
（タイヤが荷重で変形した状態における路面から車輪１
４の中心までの距離）が必要であり、これはタイヤ２６
の空気圧によって変わる。よって、当初は空気圧が正規
である場合の正規の半径Ｒが使用されるが、後に説明す
る処理によってタイヤ２６の空気圧変化が判明した場合
は、予めＲＯＭ４２に格納されているタイヤ径テーブル
からその空気圧変化に対応したタイヤ半径Ｒが読み出さ
れて使用される。

【００４５】上記外乱ｗ_2pとねじり角θ_RBp を用いて相
関演算部５６において相関演算が行われ、正規化部５８
で正規化が行われて、ねじりばね３２のばね定数Ｋの変
化が求められる。

【００４６】ねじりばね３２のばね定数Ｋの変化の取得
を図８のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ２１の
初期設定において、整数ｉが１にリセットされ、前記
(7) 式で表される外乱ｗ₂ の推定値ｗ_2pとねじり角推定
値θ_RBp との相互相関Ｃ（ｗ_2p，θ_RBp）とねじり角推
定値θ_RBp の自己相関Ｃ（θ_RBp ，θ_RBp ）とが０にリ
セットされる。ＲＡＭ５０の相互相関メモリおよび自己
相関メモリの内容が０にされるのである。

【００４７】続いて、Ｓ２２で現時点の外乱推定値ｗ
_2p(i) およびねじり角推定値θ_RBp(i)が読み込まれ、Ｓ
２３で外乱推定値ｗ_2p(i) とねじり角推定値θ_RBp(i)と
の積が演算され、相互相関Ｃ（ｗ_2p，θ_RBp ）に加算さ
れる。ただし、最初にＳ２３が実行される際には相互相
関Ｃ（ｗ_2p，θ_RBp ）が０であるため、相互相関メモリ
に外乱推定値ｗ_2p(i) とねじり角推定値θ_RBp(i)との積
が格納されるのみである。同様にＳ２４でねじり角推定
値θ_RBp(i)の二乗が演算され、自己相関メモリの自己相
関Ｃ（θ_RBp ，θ_RBp ）に加算される。

【００４８】Ｓ２５において整数ｉが予め定められた基
準値Ｍ以上になったか否かが判定されるが、当初は判定
がＮＯであるため、Ｓ２６で整数ｉが１増加させられ、
再びＳ２２〜Ｓ２４が実行される。この実行がＭ回繰り
返されたときＳ２５の判定がＹＥＳとなり、相互相関Ｃ
（ｗ_2p，θ_RBp ）の１回の演算と自己相関Ｃ（θ_RBp ，
θ_RBp ）の１回の演算とがともに終了する。

【００４９】相関演算部５６において以上のようにして
相互相関Ｃ（ｗ_2p，θ_RBp ）と自己相関Ｃ（θ_RBp ，θ
_RBp ）とが求められた後、正規化部５８において(13)式
によりＬ_K 値が求められ、ＲＡＭ５０のＬ_K 値メモリに
格納される。 Ｌ_k ＝Ｃ（ｗ_2p，θ_RBp ）／Ｃ（θ_RBp ，θ_RBp ）・・・(13) このＬ_K 値は前記(7) 式に基づき、(14)式で表される。 Ｌ_k ＝（−１／Ｊ_B ）Ｃ₀ ＋ΔＫ／Ｊ_B ・・・(14) ただし、Ｃ₀ はＣ（Ｔ_dp，θ_RBp ）／Ｃ（θ_RBp ，θ
_RBp ）で表される値であり、ばね定数Ｋの変化とは無関
係であるので、タイヤ空気圧が正常の状態で予め求めて
おくことによって補償することができる。また、Ｃ（Ｔ
_dp，θ_RBp ）は外乱トルクＴ_d の推定値とねじり角θ_RB
の推定値との相互相関を表している。

【００５０】空気圧変化量演算部６０においては、Ｌ_K
値メモリに格納されているＬ_K ＝Ｃ（ｗ_2p，θ_RBp ）／
Ｃ（θ_RBp ，θ_RBp ）に基づき、タイヤ２６の空気圧Ｐ
の実際値の、正規値からの変化量ΔＰが決定される。Ｌ
_K 値と変化量ΔＰとの関係がタイヤ空気圧テーブルとし
て予めＲＯＭ４９に格納されており、それに従ってＬ _K
値に対応する空気圧変化量ΔＰが決定されるのである。

【００５１】装置異常判定部６２においては、検出され
た今回の変化量ΔＰの、前回の変化量ΔＰからの変化量
が変化速度ΔΔＰとして演算される。本実施例において
は、変化量ΔＰがほぼ一定の時間が経過する毎に演算さ
れるから、変化量ΔＰの今回値の前回値からの変化量は
変化速度を意味するものとして取り扱うことが可能なの
である。さらに、この装置異常判定部６２においては、
今回の変化量ΔＰが正の基準値ΔＰ₁ と比較され、今回
の変化速度ΔΔＰが正の基準値ΔΔＰ₀ と比較され、今
回の変化量ΔＰが基準値ΔＰ₁ より大きく、かつ、今回
の変化速度ΔＰが基準値ΔΔＰ₀ より大きい場合にタイ
ヤ空気圧検出装置が異常であると判定され、その旨が表
示装置６６により運転者に知らされる。すなわち、本実
施例においては、変化量ΔＰが基準値ΔＰ₁ より大き
く、かつ、変化速度ΔΔＰが基準値ΔΔＰ₀ より大きく
なることが本発明において「タイヤ空気圧の検出値に増
加勾配が生じる」ことなのである。

【００５２】ここに「基準値ΔΔＰ₀ 」は固定値として
もよいが、例えば、図９に実線のグラフで表される如
く、車体速度Ｖの増加につれて増加する可変値とするこ
とができる。車体速度Ｖが増加するほど変化量ΔＰの検
出値の変動傾向が強くなるから、同図に破線のグラフで
表される如く、車体速度Ｖの大小にかかわらず変化しな
い固定値とした場合には、車体速度Ｖが大きい領域にお
いて装置が実際には正常であるにもかからわず異常であ
るとの誤った判定が行われてしまったり、車体速度Ｖが
小さい領域において装置が実際に異常に陥った事実を早
期に判定することが困難となることがある。これに対
し、基準値ΔΔＰ₀ を車体速度Ｖの増加につれて増加す
る可変値とすれば、車体速度Ｖの大小にかかわらず誤っ
た判定を回避しつつ異常の早期判定が容易となる。

【００５３】なお、空気圧Ｐが増加する現象は、タイヤ
空気圧検出装置自体が異常に陥らない状況においても、
外気温度の上昇，タイヤの摩擦熱等によっても発生し得
る。しかし、装置自体の異常による増加速度は外気温度
の上昇等による増加速度に比べて大きいのが一般的であ
るから、上記基準値ΔΔＰ₀ を適当な値に設定すること
により、装置自体の異常による増加速度の上昇と外気温
度の上昇等による増加速度の上昇とを比較的簡単に分離
可能であり、装置異常判定を簡単かつ正確に行い得る。

【００５４】空気圧異常判定部６４においては、今回の
変化量ΔＰが負の基準値ΔＰ₀ と比較され、変化量ΔＰ
が基準値ΔＰ₀ より小さい場合には空気圧が異常に低い
と判定され、その旨が表示装置６６により運転者に知ら
される。すなわち、今回の変化量ΔＰは正規値からの外
れ量を意味するから、今回の変化量ΔＰが基準値ΔＰ ₀
より小さくなることは結局、空気圧Ｐの今回検出値（絶
対値）が正規値より基準値ΔＰ₀ の絶対値以上低下する
ことを意味するのである。

【００５５】以上、図１に示す外乱オブザーバ５２，相
関演算部５６，正規化部５８，空気圧変化量演算部６
０，装置異常判定部６２および空気圧異常判定部６４の
各々の機能を個別的に説明したが、以下、それら構成要
素全体の作動を図７のフローチャートに基づいて説明す
る。

【００５６】まず、Ｓ１０１において、整数ｎが０にリ
セットされる。次に、Ｓ１０２において、外乱オブザー
バ５２における各種変数が初期化される。続いて、Ｓ１
０３において、コンピュータ２０から回転速度ｖが読み
込まれ、その後、Ｓ１０４において、読み込まれた回転
速度ｖに基づき、外乱オブザーバを用いることによって
外乱ｗ₂ およびねじり角θ_RBがそれぞれ推定される。す
なわち、コンピュータ４７のうちＳ１０４を実行する部
分によって外乱オブザーバ５２が構成されているのであ
る。さらに、Ｓ１０５において、前記相関演算および正
規化によってＬ _K 値が演算され、そのＬ_K 値に基づいて
空気圧Ｐの変化量ΔＰが演算される。すなわち、コンピ
ュータ４７のうちＳ１０５を実行する部分によって相関
演算部５６，正規化部５８および空気圧変化量演算部６
０が構成されているのである。

【００５７】その後、Ｓ１０６において、今回の変化量
ΔＰが正の基準値ΔＰ₁ より大きいか否かが判定され
る。今回は基準値ΔＰ₁ より大きくはないと仮定すれば
判定がＮＯとなり、Ｓ１０７において、整数ｎが０にリ
セットされ、Ｓ１０８において、今回の変化量ΔＰが負
の基準値ΔＰ₀ より小さいか否かが判定される。今回は
基準値ΔＰ₀ より小さくはないと仮定すれば判定がＮＯ
となり、Ｓ１０９がスキップされてＳ１０３に戻るが、
今回は基準値ΔＰ₀ より小さいと仮定すれば判定がＹＥ
Ｓとなり、Ｓ１０９において、タイヤ空気圧が異常であ
ることが表示装置６６によって運転者に知らされる。そ
の後、Ｓ１０３に戻る。すなわち、コンピュータ４７の
うちＳ１０８およびＳ１０９を実行する部分によって空
気圧異常判定部６４が構成されているのである。

【００５８】これに対し、今回の変化量ΔＰが正の基準
値ΔＰ₁ より大きい場合には、Ｓ１０６の判定がＹＥＳ
となり、Ｓ１１０において、今回の変化量ΔＰと前回の
変化量ΔＰとから今回の変化速度ΔΔＰが演算され、そ
れが基準値ΔΔＰ₀ より大きいか否かが判定される。今
回は基準値ΔΔＰ₀ より大きくはないと仮定すれば、今
回は装置異常が発生していないと判定され、Ｓ１１０の
判定がＮＯとなり、Ｓ１０７以下のステップに移行す
る。一方、今回は基準値ΔΔＰ₀ より大きいと仮定すれ
ばＳ１１０の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１１１以下のステ
ップに移行する。Ｓ１１１において、整数ｎが１増加さ
せられ、Ｓ１１２において、整数ｎの現在値が基準値Ｎ
より大きいか否かが判定される。今回は基準値Ｎより大
きくはないと仮定すれば、判定がＮＯとなり、Ｓ１０２
に戻り、外乱オブザーバ５２に対して初期設定が行われ
た後、その外乱オブザーバ５２等による次回の空気圧検
出が実行される。

【００５９】Ｓ１０２〜Ｓ１０６，Ｓ１１０およびＳ１
１１の実行が連続して繰り返されることによって整数ｎ
の現在値が基準値Ｎを超えるに至れば、Ｓ１１２の判定
がＹＥＳとなり、Ｓ１１３において、タイヤ空気圧検出
装置自体に異常があると判定され、その旨が表示装置６
６により運転者に表示される。以後、本ルーチンの実行
は中止される。すなわち、コンピュータ４７のうちＳ１
０１，Ｓ１０６，Ｓ１０７およびＳ１１０〜Ｓ１１３を
実行する部分によって装置異常判定部６２が構成されて
いるのである。

【００６０】なお、本実施例においては、タイヤ空気圧
検出装置に異常があると判定されたならば、以後、空気
圧異常判定はもちろん空気圧変化量ΔＰの検出さえも中
止されるようになっているが、空気圧変化量ΔＰの検出
を続行するようにしてもよい。

【００６１】次に、別の実施例に基づいて本発明を具体
的に説明する。本実施例であるタイヤ空気圧検出装置
は、先の実施例とは異なり、外乱オブザーバを利用して
空気圧を検出するものではなく、回転速度ｖの複数の周
波数成分のうち設定周波数範囲内において強度が実質的
に最大であるものの周波数が空気圧Ｐが低いほど小さい
という事実を利用することによって空気圧を検出するも
のである。そのため、本実施例においては、図１０に示
すように、コンピュータ４７において、先の実施例にお
ける外乱オブザーバ５２，相関演算部５４，正規化部５
６および空気圧変化量演算部５８に代えて、周波数分析
部８２，共振点検出部８４および空気圧変化量演算部８
６が構成されている。ただし、本実施例は先の実施例と
共通する部分もあり、共通する部分については同一の符
号を使用することによって説明を省略する。

【００６２】周波数分析部８２は、コンピュータ２０か
ら取り込んだ回転速度ｖの周波数特性をＦＦＴ（高速フ
ーリエ変換）方式で取得するものである。共振点検出部
８４は、周波数分析部８２から供給された周波数特性の
分析結果に基づき、回転速度ｖの複数の周波数成分のう
ち設定周波数範囲内において強度が実質的に最大である
ものの周波数を共振周波数（共振点）として検出するも
のである。空気圧変化量演算部８６は、空気圧Ｐの実際
値の、正規値からの変化量ΔＰを演算するものであり、
共振周波数の実際値の、空気圧Ｐが正規である場合の共
振周波数からの減少量Δｆを演算し、その減少量Δｆが
大きいほど空気圧Ｐの低下量ΔＰが大きくなる関係を利
用して、空気圧Ｐの変化量ΔＰを演算するものである。

【００６３】それら周波数分析部８２，共振点検出部８
４および空気圧変化量演算部８６は、先の実施例と機能
が共通する装置異常判定部６２および空気圧異常判定部
６４と共に、コンピュータ４７のＲＯＭ４９に図１１に
フローチャートで表されているタイヤ空気圧異常警告ル
ーチンを始めとする種々の制御プログラムが格納される
ことによって構成されている。以下、このタイヤ空気圧
異常警告ルーチンの内容を説明するが、先の実施例と共
通する部分については簡単に説明する。

【００６４】まず、Ｓ２０１において、整数ｎが０にリ
セットされる。次に、Ｓ２０２において、ＲＡＭ５０
の、周波数分析のために過去の回転速度ｖを蓄積する周
波数分析用メモリの内容をクリアする初期設定が行われ
る。続いて、Ｓ２０３において、コンピュータ２０から
回転速度ｖが読み込まれ、上記周波数分析用メモリに蓄
積される。その後、Ｓ２０４において、その周波数分析
用メモリに蓄積されている回転速度ｖに基づき、回転速
度ｖの周波数特性が演算される。すなわち、コンピュー
タ４７のうちＳ２０４を実行する部分によって周波数分
析部８２が構成されているのである。さらに、Ｓ２０５
において、演算された周波数特性に基づいて前記共振周
波数が検出される。すなわち、コンピュータ４７のうち
Ｓ２０５を実行する部分によって共振点検出部８４が構
成されているのである。その後、Ｓ２０６において、検
出された共振周波数に基づいて空気圧Ｐの変化量ΔＰが
演算される。すなわち、コンピュータ４７のうちＳ２０
６を実行する部分によって空気圧変化量演算部８６が構
成されているのである。

【００６５】その後、Ｓ２０７において、今回の変化量
ΔＰと前回の変化量ΔＰとから今回の変化速度ΔΔＰが
演算され、それが基準値ΔΔＰ₀ より大きいか否か、す
なわち、装置異常が発生しているか否かが判定される。
今回は基準値ΔΔＰ₀ より大きくはないと仮定すれば、
今回は装置異常が発生していないと判定され、Ｓ２０７
の判定がＮＯとなる。その後、Ｓ２０８において、整数
ｎが０にリセットされ、Ｓ２０９において、今回の変化
量ΔＰが基準値ΔＰ₀ より小さいか否か、すなわち、空
気圧が異常に低いか否かが判定される。今回は基準値Δ
Ｐ₀ より小さくはないと仮定すれば、今回は空気圧が異
常ではないと判定され、Ｓ２０９の判定がＮＯとなり、
直ちにＳ２０３に戻り、次回の異常判定に移行する。こ
れに対し、今回は基準値ΔＰ₀ より小さいと仮定すれ
ば、Ｓ２０９の判定がＹＥＳとなり、Ｓ２１０におい
て、今回はタイヤ２６の空気圧が異常に低いと判定さ
れ、その旨が表示装置６６により運転者に表示される。
すなわち、コンピュータ４７のうちＳ２０９およびＳ２
１０を実行する部分によって空気圧異常判定部６４が構
成されているのである。

【００６６】以上、演算された今回の変化速度ΔΔＰが
基準値ΔΔＰ₀ より大きくはない場合について説明した
が、大きい場合には、Ｓ２０７の判定がＹＥＳとなり、
Ｓ２１１において、整数ｎが１増加させられ、Ｓ２１２
において、整数ｎの現在値が基準値Ｎより大きいか否か
が判定される。今回は基準値Ｎより大きくはないと仮定
すれば、判定がＮＯとなり、Ｓ２０２に戻り、周波数分
析に関する初期設定が行われた後、次回の空気圧検出が
実行される。

【００６７】Ｓ２０２〜Ｓ２０７，Ｓ２１１およびＳ２
１２の実行が連続して繰り返されることによって整数ｎ
の現在値が基準値Ｎを超えるに至れば、Ｓ２１２の判定
がＹＥＳとなり、Ｓ２１３において、タイヤ空気圧検出
装置自体に異常があると判定され、その旨が表示装置６
６により運転者に表示される。以後、本ルーチンの実行
は中止される。

【００６８】すなわち、本実施例においては、コンピュ
ータ４７のうちＳ２０１，Ｓ２０７，Ｓ２０８およびＳ
２１１〜Ｓ２１３を実行する部分によって装置異常判定
部６２が構成されており、また、変化速度ΔΔＰが基準
値ΔΔＰ₀ より大きくなることが本発明において「タイ
ヤ空気圧の検出値に増加勾配が生じる」ことなのであ
る。

【００６９】以上、本発明を二実施例に基づいて具体的
に説明したが、本発明はその他の態様で実施することが
できる。

【００７０】例えば、前記二実施例においてはいずれ
も、空気圧異常判定部６４が今回の変化量ΔＰ（正規値
からの変化量であり、実質的には空気圧Ｐの絶対値を意
味する）が基準値ΔＰ₀ より小さくなったときに空気圧
Ｐが異常に低いと判定するようになっているが、例え
ば、装置異常判定部６２に準じ、今回の変化量ΔＰと前
回の変化量ΔＰとから今回の変化速度ΔΔＰ（変化勾
配）を演算し、それが負の基準値ΔΔＰ₀₀より小さくな
ったときに空気圧Ｐが異常に低いと判定することができ
る。この変更を図７のタイヤ空気圧異常警告ルーチンに
加えた場合の一実施例におけるタイヤ空気圧異常警告ル
ーチンを図１２にフローチャートで表す。

【００７１】また、前記二実施例においてはいずれも、
車輪１４の回転速度ｖを用い、車両停止中にはタイヤ空
気圧Ｐの検出を行うことができない方式が採用されてい
るが、例えば、タイヤ側に圧力センサを装着してそれの
信号を車体側に伝送することにより、車両が停止状態に
あるか走行状態にあるかを問わずタイヤ空気圧Ｐを検出
可能な方式を採用して本発明を実施可能である。

【００７２】その他、いちいち例示することはしない
が、種々の改良，変形を加えた態様で本発明を実施する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるタイヤ空気圧検出装置
の機能ブロック図である。

【図２】上記タイヤ空気圧検出装置の構成ブロック図で
ある。

【図３】上記タイヤ空気圧検出装置により外乱を検出さ
れる車輪の一部を示す断面図である。

【図４】上記車輪の力学モデルを示す図である。

【図５】上記タイヤ空気圧検出装置における外乱のダイ
ナミクスの近似を説明するためのグラフである。

【図６】上記タイヤ空気圧検出装置における外乱オブザ
ーバの構成を示すブロック線図である。

【図７】上記タイヤ空気圧検出装置の一構成要素である
コンピュータ４７のＲＯＭに格納されている制御プログ
ラムを示すフローチャートである。

【図８】図７におけるＳ１０５の詳細を説明するための
フローチャートである。

【図９】図７のフローチャートにおける基準値ΔΔＰ₀
の特性を説明するためのグラフである。

【図１０】本発明の別の実施例であるタイヤ空気圧検出
装置の機能ブロック図である。

【図１１】上記タイヤ空気圧検出装置の一構成要素であ
るコンピュータ４７のＲＯＭに格納されている制御プロ
グラムを示すフローチャートである。

【図１２】本発明のさらに別の実施例であるタイヤ空気
圧検出装置の一構成要素であるコンピュータ４７のＲＯ
Ｍに格納されている制御プログラムを示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１０ ロータ １２ 電磁ピックアップ １４ 車輪（タイヤ付ホイール） ２０，４７ コンピュータ ２４ ホイール ２６ タイヤ ２８ リム側部 ３０ ベルト側部 ３２ ねじりばね ６２ 装置異常判定部 ６４ 空気圧異常判定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河井 弘之 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 小島 弘義 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 梅野 孝治 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 浅野 勝宏 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 冨板 健治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 井上 祐一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−129809（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−218416（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−40718（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−133831（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 23/00 - 23/08

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タイヤへの空気圧の供給が行われない状態
   で走行する車両のタイヤの空気圧を検出するタイヤ空気
   圧検出装置において、 車両走行中に前記タイヤ空気圧の検出値の増加傾向がタ
   イヤの温度上昇に伴う増加傾向を越えた場合に、前記タ
   イヤ空気圧検出装置に何らかの異常が生じたと判定する
   装置異常判定部を設けたことを特徴とするタイヤ空気圧
   検出装置。
2. 【請求項２】タイヤへの空気圧の供給が行われない状態
   で走行する車両のタイヤ空気圧を検出するタイヤ空気圧
   検出装置において、 車両走行中に前記タイヤ空気圧の検出値の増加量が基準
   値を越えた場合に、前記タイヤ空気圧検出装置に何らか
   の異常が生じたと判定する装置異常判定部を設けたこと
   を特徴とするタイヤ空気圧検出装置。
3. 【請求項３】タイヤへの空気圧の供給が行われない状態
   で走行する車両のタイヤ空気圧を検出するタイヤ空気圧
   検出装置において、 車両走行中に前記タイヤ空気圧の検出値の時間に対する
   増加勾配が基準値を越えた場合に、前記タイヤ空気圧検
   出装置に何らかの異常が生じたと判定する装置異常判定
   部を設けたことを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。
4. 【請求項４】前記装置異常判定部が、前記基準値を、前
   記車両の走行速度に応じて決定する手段を含む請求項２
   または３に記載のタイヤ空気圧検出装置。
5. 【請求項５】前記タイヤを含む車輪の回転速度を検出す
   る回転速度検出装置と、 その回転速度検出装置によって検出された回転速度に基
   づいて前記車輪の回転振動の状態を取得し、その取得し
   た回転振動状態に基づいて前記タイヤ空気圧を推定する
   推定部と を含む請求項１ないし４のいずれかに記載のタイヤ空気
   圧検出装置。
6. 【請求項６】前記タイヤを含む車輪の運動状態量を検出
   する検出部と、 (a)その検出部によって検出された運動状態量と、タイ
   ヤの空気圧に関連する車輪情報の基礎値である車輪情報
   基礎値とから、前記車輪に対する外乱を検出する外乱オ
   ブザーバと、(b)その外乱オブザーバによって検出され
   た外乱に基づき、車輪情報の実際値である車両情報実際
   値の前記車輪情報基礎値からの変化量を 検出する車輪情
   報変化量検出部とを含み、その車輪情報変化量検出部に
   よって検出された変化量に基づいて前記タイヤの空気圧
   を推定する推定部と を含む請求項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。
7. 【請求項７】前記タイヤを含む車輪の運動状態量を検出
   する検出部と、 その検出部によって検出された車輪運動
   状態量の複数の周波数成分のうち予め定められた設定周
   波数範囲内において強度が実質的に最大となるものの周
   波数が低い場合は高い場合よりタイヤの空気圧が低いと
   推定する推定部と を含む請求項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。