WO2002032698A1

WO2002032698A1 - Dispositif permettant de prevoir l'eclatement d'un pneu

Info

Publication number: WO2002032698A1
Application number: PCT/JP2001/008963
Authority: WO
Inventors: Katsuhiro Asano; Eiichi Ono; Takaji Umeno; Hideki Ohashi; Kazuhiro Kamiya; Yukio Mori; Toshiharu Naito
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2002-04-25
Also published as: EP1325821A1; US20040015312A1; US6879938B2; JP2002120529A; DE60113282D1; JP3769459B2; EP1325821A4; DE60113282T2; EP1325821B1

Description

明細喾タイヤバース卜予測置技術分野

本発明はタイヤバース卜予測装置に係り、特に、タイヤの接地性を検出して夕ィャのバース卜の発生を予測するタイヤバース卜予測装置に関する。従来の技術

自動車がタイヤの空気圧が低い状態のままで高速走行した場合、タイヤにたわみが生じて（スタンディングウェーブ現象）タイヤの温度が上昇し、タイヤが切断される所謂バース卜が発生する場合がある。

このタイヤのバーストを防ぐため、空気圧センサにより走行中のタイヤの空気

£Eを検出したり、検出したタイヤの車輪速からタイヤの空気圧を推定し、検出又は推定した空気圧が低下した場合に警報する技術が提案されている。

例えば、特開平 7— 1 4 9 1 2 3号公報には、車輪速センサによりタイヤの車輪速を検出し、該検出した車輪速からタイヤの空気圧の低下を判定し、空気圧の低下を複数回判定した場合に警報する装置が記載されている。発明が解決しょうとする課題

しかしながら、タイャの適正空気圧は各々のタイヤで興なる場合があるため、一定の閾値で空気圧の低下を判定すると、タイヤを交換したりタイャが磨耗したりすることにより適正空気圧が変化した場合には誤って警報を発してしまう場合がある。また、路而及びタイヤの状態や^行条件によって報をするタイミングが遅くなつたり早くなつたりする場合がある、という問題があつた。

また、タイヤの空気圧が適正であっても、許容範を越える状態で迮行した LI.

ΐ 合、例えば極端に熱くなつた路而を髙速^行した場合には、タイヤがバース卜する¾合があるため、タイヤ空気铛報だけでは正確にバース卜を予測して ¾報をすることができない埸がある、という ίί '' j题があった。発明の開示

本発明は、上記^ ilを解決すべく成されたものであり、的確にタイヤバース卜の発生を予測して警報することができるタイヤバース卜予測 ¾置を^供することを目的とする。

上記 1§1的を達成するために、請求項 1記載の発明は、車輪の速度を検出する車輪速度検出手段と、検出した車輪速度に基づいて前記車輪と路面との間の接地性を表す物理量を推定する接地性推定手段と、推定した前記車輪と路面との間の接地性を表す物理量の変化率を検出する変化率検出手段と、検出した変化率が所定範囲外の値か否かを判断することによって前記車輪のバースト発生を予測する予測手段と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、車輪速度検出手段は、車両（例えば 4輪自動車）の車輪の車輪速度を検出する。これは、例えば車輪が 1回転する毎に所定数のパルス（ |£ 輪速パルス）を発生する車輪速センサを各車輪毎に設け、この車輪速センサから出力される車輪速パルスの単位時間当たりのカウン卜値又はパルス幅の計測値から車輪速度を検出することができる。

接地性推定手段は、検出した車輪速度に基づいて車輪と路面との間の接地性を表す物理量、例えば本輪（タイヤ）と路面との接地面積や車輪と路面との間の摩擦状態（滑り易さ）を表す物理量を推定する。車輪と路面との間の摩擦状態を表す物理量としては、例えば制動力勾配があり、これを推定することにより間接的に車輪の接地性を把握することができる。制動力勾配は、例えば路面外乱から傘輪速までの伝達特性を 1次遅れモデルに近似し、この 1次遅れモデルの周波数応答から車輪速の時系列データに基づいて带域周波数を推定し、推定した帯域周波数から推定'することができる。また、制動力勾配の他、車輪に駆動力を与えたときの駆動力勾配や車輪のダリップ状態を表す路而勾配はいずれもタイヤと路而との間の滑り易さを表す物理 ϋであり、これらは制動カ么 J配と等価な物；!！ Sであるため、制動力勾配に代えて駆 S)j力勾配や路而 11勾配を )¾いても^い

変化率検 ί.Ι1手段は、推 ¾した 4ί輪と路而との間の接地性を表す物现の变化率を検出する。すなわち、 '申- {、'/:時間当たりの接地性を表す物の変化 iftを検 ίΙ¾する。このように変化率を検出することで、車輪の状態の変化を把握することができる。すなわち、例えば接地性を表す物 ί 虽として制勁力勾配を推定した場合において、輪の温度変化等により ι|.ί輪の接地而が增え、椎^した制 3¾力勾配が急激に大きくなつたり、又は小さくなつたりすることにより接地性を表す物理- が急激に変化した場合、車輪がバース卜する可能性があると判断することができる。

そこで、予測手段は、検出した変化率が所定範囲外の値か否かを判断することにより車輪のバースト発生を予測する。これにより、検出した変化率が所定範囲外の値の場合にはバース卜が発生する可能性があると判断することができる。なお、検出した変化率が所定範囲外にある状態が所定期間以上継続している場合にバース卜が発生する可能性があると判断することもできる。

このように、接地性を表す物理量の変化率により車輪がバース卜する可能性があるか否かを判断するため、特性のなる車輪を装着している場合や、路面や走行条件が極端に変った場合においても、的確にバース卜の危険性を検出することができる。また、空気圧が適正であっても車輪のバーストが発生し得る状況、例えば極端に熱くなつた路面を高速で走行するような状況においても的確にバーストを予測することができる。

また、タイヤによっては、トレッド発熱によりトレッド剥離する等の問題があるが、この場合にも接地性を表す物理量の変化率が所定範囲外になるため、危険を予測して事故を未然に防ぐことが可能になる。

なお、検出した変化率が所定範 ϋ外の値の場合には、例えばアラームを鳴らしたり表示手段へ表示したりすることにより警報手段が警報を発するようにしてもよい。これにより、班両のドライバーに車輪がバース卜する可能性があることを容易に認識させることができ、速の抑制を促すことができる。

また、検出した変化率が所定'範 ILH外の値の場合には、善報に代えて、又は報と共に駆動抑制手段により 1 輪の駆動力を抑制するようにしてもよい。これにより、 ι|ϊ速を抑制することができ、 ι|ι輪のバース卜を未然に防ぐことができる。また、接地性插定'手段は、接地 'I を表す物理 ί を平滑化する平滑化段と、平滑化された接地性を表す物 ^を微分する微分器と、で構成することができる。平滑化手段には例えばローパスフィルタを用いることができる。このように、接地性を表す物を平滑化して微分することにより、余分な髙周波成分が除去され、例えば ι|ϊ輪の温度変化により生じる接地性を表す物现¾の変化だけを検出することができる。図而の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態の車輪共振系の力学モデルを示すブロック図である

図 2は、スリップ速度と路面との関係を示す線図である。

図 3は、路面外乱から車輪速までの周波数応答を示すゲイン線図である。図 4は、本発明の実施の形態のタイヤバース卜予測装置の概略ブロック図である。

図 5は、本発明の実施の形態の帯域周波数を推定するアルゴリズムを示す流れ図である。

図 6は、 1次遅れモデルの路面外乱から車輪速までの周波数応答を示すゲイン線図である。

図 7は、帯域周波数と制動力勾配との関係を示す線図である。

図 8は、判定手段で実行される制御ルーチンのフローチャートである。

図 9は、タイヤバースト予測装置の他の例を示す概略ブロック図である。図 1 0は、車輪速周波数特性量推定手段の概略プロック図である。発明を実施するための最良の形態

[第 1実施形態]

以下、本発明の第 1奘施形態について説明する。まず、タイヤの接地性を表す物埋逛として制動力勾配を推定'する場合の原现について説明する。

図 1に示すように、車輪共振系の力学モデルは、リム 1 0とベルト 1 2との間に各々ばね足数 K l、 Κ 2のタイヤのねじればね耍索 1 4、 1 6を介 ¾させると共に、リム 1 0と車体との間にばね定数 Κ 3のばね要素 1 8とダンバ 2 0とを並列接^したサスペンションを介^させたモデルで表される。このモデルにおいて路面からの外乱（路而外乱）は、ベルト 1 2からばね要素 1 4、 1 6を介して、リム 1 0に伝達されて班輪速 ωに影響を与えると共に、サスペンション要素を介して |ϊ休に伝達される。

ここで、 1次の ΐ|.ί輪減速度運動、 2次のサスペンション Γιίί後共振、 2次のタイャ回転共振を統合した 5次の Φ輪フルモデルを用いて、制動力勾配と路面外乱から車輪速までの伝達特性の追従周波数を表す車輪速周波数特性量との関係を説明する。この制動力勾配は、図 2に示すように、スリップ速度（または、スリップ率）と制動力との関係を表す曲線の接線の勾配（傾き）によって表される。図 3は、制動力勾配が 3 0 0 N s Zm〜 1 0 0 0 0 N s /mの限界制動領域からタイヤ特性に余裕のある低スリップ領域の範囲における、路面外乱から車輪速までの周波数応答を表すゲイン線図、すなわち周波数と路而外乱の振幅に対する車輪速の振幅ゲインとの関係を示したものである。

図 3において、路而とタイヤとの摩擦の限界付近等の制動力勾配が比較的小さな領域においては、車輪速の周波数特性は、低周波数領域のゲインは大きく、高周波数領域のゲインは小さくなっている。このため、制動力勾配が比較的小さな領域においては低周波数領域のゲインと高周波数領域のゲインとの差を表す車輪速周波数特性量は大きくなる。

これに対し、定常走行等の制動力勾配が比較的大きな領域においては、車輪速の周波数特性において低周波数領域のゲインは制動力勾配の比較的小さな領域における低周波数領域のゲインと比較して小さくなつている一方、高周波数領域のゲインは、タイヤの回転共振（4 0 H z付近）の発生等の影響によって制動力勾配が比較的小さな領域における高周波数領域のゲインと比較してそれほど小さくはなっていない。この結果、制動力勾配が比較的大きな領域においては車輪速周波数特性 itは小さくなつている。同様に、低周波数颃域の ϊ|ΐ輪速信号の振動レべルと髙周波数餛域の Ι|ϊ輪逨信号の振動レベルとの差を表す Φ輪速周波数特性 ¾も上記の低周波数倾域のゲインと高周波数領域のゲインとの楚を表す車輪速周波数特性 Sと同に変化する。比）、または低波数 ίϊί城の^輪速信の振 gUjレベルと波数敏域の ϊ|〔輪速仆号の振動レベルとの差 (又は比) を表す輪速周波数特性 ffiは、制動力勾配が大きくなるのに伴って小さくなる値であり、この特性を利用することにより班輪周波数特性 ϋから制動力勾配を插定することができる。

また、図 3において、タイヤ回転共振が発生する 4 Ο Η ζ付近の周波数锆域に着 IIIした場合、制動力勾配が大きくなるに従ってタイヤ回転共振の共振ピーク波形が尖鋭になっている。また、タイヤ回転共振の共振ピーク波形は、制動力勾配が大きくなるに従って全体的な周波数特性（全体的な波形）が高周波側に移行している。

すなわち、この車輪特性を 1次遅れモデルで近似した場合、図 6に示すように、制動力勾配が大きくなるに従って帯域周波数が高くなることが理解できる。したがって、車輪特性を 1次遅れモデルで近似して、ゲインが所定範囲の値から所定範囲外の値に変化するときの周波数である帯域周波数を車輪速周波数特性： Sとして推定すれば、路面外乱から車輪速までの伝達特性の追従周波数を表す車輪速周波数特性量の値から制動力勾配を推定することができる。なお、 2次、 3次等の遅れモデルにおいても 1次遅れモデルと略同様の特性を備えているので、車輪特性を低次の遅れの特性に近似してその車輪速周波数特性量を推定すれば、車輪速周波数特性量の値から制動力勾配を推定することができる。

また、上記で説明したタイヤに制動力を与えたときの制動力勾配の他、タイヤに駆動力を与えたときの駆動力勾配は、いずれもタイヤと路面との間の滑り易さを表す物理量であり、タイヤのダリップ状態を表す路面勾配と等価な物理量である。したがって、車輪速周波数特性量からスリップ率またはスリップ速度と制動力との関係を表す曲線の接線の傾きである制動力勾配、スリップ率またはスリップ速度と駆動力との関係を表す ifll線の接線の傾きである駆動力勾配、及びスリップ率またはスリップ速度と路而との関係を表す llll線の接線の傾きである路而勾配のいずれかを路而の滑りやすさを表す物理 i として椎^することができる以下、帯域周波数を班輪速周波数特性 ISとして推^し、該拖定した ^:域周波数から接地性を表す物として制¾力勾配を推定'し、該推定した制 ¾力勾配にづいてタイヤのバ一ス卜の ¾ .を '| 断する第 1 :施形態について説 ij/jする。図 4に示すように、タイヤバース卜予測装置 3 0は、所定のサンプリング周期で図示しない Φ両の M後左右各々の輪の車輪速度を検出し、 ϊ|ΐ輪速の時系列デ一夕を』 |ΐ輪速信号として出力する輪速検出手段としての Φ輪速センサ 3 2 F K 3 2 F2, 3 2 R K 3 2 R2 と、各タイヤの接地性を表す物 S K、すなわちタイヤと路面との粘着性を表す物理 ¾を間接的に検出するための接地性推定手段としての接地性検出手段 3 4と、検出した各タイヤの接地性を表す物理量の変化率を検出する変化率検出手段としての接地性変化率検出手段 3 6と、検出した各タイヤの接地性を表す物理量の変化率に基づいてタイヤがバース卜する恐れがあるか否かを判定する判定手段 3 8と、判定手段 3 8からの指示によりバース卜する恐れがある旨の警報を発する警報手段 4 0と、判定手段 3 8からの指示によりタイヤの駆動力の抑制を制御する駆動力抑制制御手段 4 2と、を含んで構成されているなお、車輪速センサ 3 2 F 1 は左前輪の車輪速を、車輪速センサ 3 2 F2 は右前輪の車輪速度を、車輪速センサ 3 2 R 1 は左後輪の車輪速度を、車輪速センサ 3 2 R2 は右後輪の車輪速度を各々出力する。また、図 4に示すように、帯域周波数推定手段 4 4、制動力勾配推定手段 4 6、ローパスフィルタ 4 8、微分器 5 0 は左前輪、右前輪、左後輪、右後輪の各タイヤ毎に設けられている。

接地性検出手段 3 4は、一例として、車輪速の時系列データに基づいて、路面外乱から車輪速までの伝達特性を 1次遅れモデルに近似したときの該モデルの周波数応答を表すゲイン線図において、ゲインが一定値から変化する（所定範囲の値から所定範囲外の値に変化する）ときの周波数を帯域周波数として推定する ^: 域周波数推定手段 4 4と、予め記憶された^域周波数と制動力勾配との関係を表すマップに基づいて、椎定された帯域周波数に対する制励力勾配を推定する制動力勾配推定' 段 4 6と、で嵇成されている。

接地性変化率検出手段 3 6は、一例として、推定'した制動力勾配の推定'ばらつきを低減するための口一パスフィル夕 4 8と、制動力勾配の変化率を検出するための微分器 5 0と、で ½成されている。

次に、 ^域周波数推段 4 4による^域周波数の推及び制動力勾配推定 T 段 4 6による制動力勾配の推^について説明する。なお、本実施の形態の帯域周波数推定手段 44では、全ての周波数を含む外乱である白色外乱が路面からタイヤに入力したと仮定し、最小自乘法を用いて 1次遅れモデルの帯域周波数を同定した。

図 5は、帯域周波数を同定するためのアルゴリズム、図 6は、図 1の車輪フルモデルに白色外乱を加えたときに図 5のアルゴリズムによって同定される帯域周波数と対応する 1次遅れモデルのゲイン線図を示したものである。なお、これらの処理は各タイヤ毎に行われる。

まず、図 5に基づいて帯域周波数を同定するためのアルゴリズムについて説明する。ステップ 100において車輪速センサ 32で検出された車輪速度の時系列データに白色外乱を加えたデータを取り込み、ステップ 1 02において 2次のバ夕ヮスフィルタを用いて、例えば 2 H zのハイパスフィル夕と例えば 20Hzの口一パスフィルタからなるフィルタによる前処理を行う。車輪速信号をハイパスフィルタに入力してハイパスフィル夕処理することにより、車輪の加速度の定常成分が除去され、ローパスフィルタ処理することにより車輪速信号の平滑化処理を行うことができる。 . 次のステップ 104において、オンライン最小自乗法を用いて前処理された拿輪速の時系列データから帯域周波数の時系列データを推定する。まず、車輪速度センサ 32によって、サンプル時間 r毎に離散化して検出された車輪速の時系列データをステップ 102のフィルタによる前処理後の車輪速の時系列データを ω [k] (kはサンプル時間てを単位とするサンプル時刻であり、 k = l, 2, · - - )とし、以下のステップ 1及びステップ 2を繰り返すことにより、検出された車輪速度の時系列データから帯域周波数の時系列データを推定する。

【数 1】ステップ 1 ：

φ [k] = τ {ω [k-ll-ω [k-2] } " ' ■ (ェ） y [k] =- ω [k] +2 ω [k - 1] ~ω [ト 2] . . . (2) なお、（1)式の Ψ [k] は、 1サンプル時間での車輪速度の変化量にサンプル時問 τを乗算した値（車輪速の変化に関する物 ¾¾) であり、（2)式の y [k] は、 1サンプル時間の車輪速度の変化量（ω [k— 1]— ω [k— 2]、 ω [k] -ω

[k - 1]) の 1サンプル時間での変化量（ω [k— 1]一 ω [k— 2]— （ω [k]— w [k— l]) ) (車輪速度の変化の変化に関する物理量、つまり、車輪加速度の変化に関する物理量）である。

【数 2】

ステップ 2 ：

8[k -e[k-l] +L [k] (y [k] —φ [k]^T-0[k- 1] ) (3) ただし、

P [k一 1〗 [k]

L [k] (4)

' + Φ [k]^TP [k- 1： 4[k]

という漸化式から推定値 0、すなわち、制動力勾配を推定する。ただし、（4) 、 (5) 式のえは過去のデ一夕を取り除く度合いを示す忘却係数（例えば λ = 0 . 98) であり、 Τは行列の転置を示す。

なお、（3)式の [k]は、車輪速度の変化に関する物理量の履歴及び車輪速度の変化の変化に関する物理量、つまり、車輪加速度の変化に関する物理量の履歴を表す物理量である。

なお、上記ではオンライン最小自乗法を用いて帯域周波数を推定する例について説明したが、補助変数法等他のオンライン同定法を用いて帯域周波数を推定することもできる。

上記のようにして推定された 1次遅れモデルにおける帯域周波数の推定結果の例を図 6に示す。また、図 6のゲイン線図より理解されるように、近似された 1 次遅れモデルのゲインは、制動力勾配が 300 N s Zm以外では、車輪フルモデルのゲイン線図の定常ゲインと***振点（40Hz付近）におけるゲインを通過する特性として同定されており、低次元化により 1 5 Hz付近のサスペンション前後共振と 40Hz付近のタイヤ回転振動の共振特性とが無視されている。また

、制動力勾配が 300 N s Zmと小さいときには、 1次遅れモデルでは***振点を通過していないことから共振は表れず、 1次遅れモデルの振動特性と拿輪フルモデルの特性とが^く一致していることが理解できる。これは、制動力勾配が 3 0 0 N s /m以下の限界付近の制動領域においては、サスペンション前後共； ί辰やタイヤ回転振動による共振の影響が小さく、車輪減速度運動モデルが支配的になつているためである。したがって、このような限界付近では、車輪通動は以下の車輪減速度運動モデルで近似できると考えられる。

【数 3】

k

2 C

v w =— - w + ノただし、 w は車輪速度（m/ s ) 、 wは路面外乱、 kは制動力勾配（N s Z m) 、 R C はタイヤ有効半径（m) 、 Jは車両慣性モーメントであり、リ w の係数は帯域周波数を表している。

ところで、上記（6 ) 式は、限界領域において、帯域周波数 ω θ と制動力勾配との間に、

【数 4】

( 7 )

という関係があることを示している。

また、低スリップ領域においては、最小自乗法の適用により図 7の関係が導き出せる。この図は、車輪フルモデルにおける制動力勾配と白色外乱を加えたときの車輪速デー夕から同定された帯域周波数との関係を示したものである。なお、図 7の帯域周波数は、単位を [ r a d Z s ]で表した。制動力勾配は、帯域周波数が増加するに従って単調増加している。この図 7の帯域周波数と制動力勾配との関係をマップとして制動力勾配推定手段 4 6のメモリに記憶しておき、マップを用いて車輪速信号に基づいて帯域周波数推定手段 4 4で推定された帯域周波数に対応する制動力勾配を演算することにより、帯域周波数の推定（同定）結果から制動力勾配を推定することができる。

このようにして推定された各タイヤの制動力勾配は、口一パスフィル夕 4 8により余分な高周波成分が除去されて平滑化され、微分器 5 0へ出力される。微分器 5 0では、制¾力勾配を微分して制動力勾配の変化率、すなわち単位時間当たりの制 ¾力勾配の変化を判^手段 3 8へ出力する。

このように、椎^した制¾力勾配をローパスフィル夕 4 8で平滑化し、微分器 5 0で微分することで制 ®j力勾配の変化率を検出するため、タイヤの卜レツドの温度変化により生じるタイヤ特性の変化、すなわち制動力勾配の時間変化だけを検出することができる。

次に、判定手段 3 8により実行される制御ルーチンについて説明する。判定手段 3 8は、図 8に示すステップ 2 0 0において、各タイヤの制動力勾配の変化率を入力する。

そして、ステップ 2 0 2において、入力した各タイヤの制動力勾配の変化率が所定閾値以上か否かを各々比較する。すなわち、制動力勾配が所定以上の速さで急激に大きくなつたり小さくなつたりしたか否かを判定する。この所定閾値は、例えばこれ以上変化率が大きくなるとバース卜が発生する恐れがある値に設定される。

そして、各タイヤの制動力勾配の変化率の何れかが所定閾値以上の場合には、ステップ 2 0 4で警報手段 4 0にタイヤがバース卜する恐れがあることを警報させ、ドライバーに対して走行停止を促す。タイヤの制動力勾配の変化率が所定閾値以上になる場合とは、例えばタィャの温度が上昇してタイヤと路面との接地面積が広がり、制動力勾配が急激に大きくなったり小さくなつたりするような場合である。このような場合にはタイヤがバース卜する可能性が高いと判断することができる。

なお、警報は、例えばアラーム音により警報してもよいし、表示パネルに制動力勾配の変化率が所定閾値以上のタイヤの位置を表示することで謦報するようにしてもよいし、両方で善報するようにしてもよい。

また、臀報に代えて、または ¾報と共に駆動力抑制制御^段 4 2により班両の班逨ゃ駆動力を抑制するようにしてもよい。これにより、タイヤがバーストするのを来然に防ぐことができる。

また、所定閾値は、各夕ャで同 --の閾値を設定してもよいし、タイヤの / 耗度によってタイヤのバース卜に対する耐久性はなるため、各タイヤの i 耗度に応じて別々の閾値を設定してもよい。また、タイヤの種類によってもタイヤのバ —ス卜に対する耐久性は ¾なるため、装着しているタイヤに応じて閾値を設定しまた、左右のタイヤの制励力勾配の変化率の差、 ^：体的には、 ill輪速センサ 3 2 F 1 に対応する微分器 5 0の出力と Φ輪速センサ 3 2 F2 に対応する微分器 5 0 の出力との差及び車輪速センサ 3 2 R 1 に対応する微分器 5 0の出力と車輪速センサ 3 2 R2 に対応する微分器 5 0の出力との差を求め、この差が所定閾値以上の場合、すなわち左右のタイヤの制動力勾配の変化率の差が大きく與なる場合に警報するようにしてもよい。また、前後のタイヤについても同様に、前後のタイャの制動力勾配の変化率の差、具体的には、車輪速センサ 3 2 F 1 に対応する微分器 5 0の出力と車輪速センサ 3 2 R1 に対応する微分器 5 0の出力との差及び車輪速センサ 3 2 F2 に対応する微分器 5 0の出力と車輪速センサ 3 2 R2 に対応する微分器 5 0の出力との差を求め、この差が所定閾値以上の場合、すなわち前後のタイヤの制動力勾配の変化率の差が大きく異なる場合に警報するようにしてもよい。

このように、左右のタイャの制動力勾配の変化率の差や前後の夕ィャの制動力勾配の変化率の差を求めてバース卜が発生する可能性があるか否かを判断することにより、車両の姿勢や路面状態等の外乱により生じる制動力勾配の変化の影響を受けることなく、的確に警報することができる。また、各タイヤ毎に制動力勾配の変化率を判定すると共に、左右のタイヤの制動力勾配の変化率の差、前後のタイヤの制動力勾配の変化率の差を判定して総合的にバース卜が発生する可能性があるか否かを判断することにより、さらに口バス卜性を向上させることができる。

なお、例えば左右のタイヤ又は前後のタイヤの制動力勾配の変化率の差を求めるのではなく、左右のタイヤ又は前後のタイヤの制動力勾配の差を求め、この楚の変化率を求めてこの差の変化率が所定閾値以上か否かを判断し、所定閾値以 I：の場合に磐報するようにしてもよい。

¾休的には、 I 9に示すように、例えば左右のタイヤの何れか一方がバース卜する" J能性があることを臀報する¾合、 '1て輪速センサ 3 2 F 1 に対応する制力力勾配推定手段 4 6により推定された左前輪の制動力勾配と車輪速センサ 3 2 F2 に対応する制動力勾配推^手段 4 6により推定された右前輪の制動力勾配との楚を減算回路 4 7により浈算し、この差の変化率を接地性変化率検出段 3 6で検出する。そして、判足手段 3 8において接地性変化率検出手段 3 6から出力された変化率が所定閾値以上の場合には警報手段 4 0により謦報させる。なお、前後のタイヤの何れか一方がバース卜する可能性があることを警報する場合にも上記と同様の構成により行うことができる。

このように、タイヤの制動力勾配の変化率によりタイヤがバース卜する恐れがあるか否かを判断するため、特性の異なるタイヤを装着している場合や、路面や走行条件が極端に変った場合においても、オフセットゃ感度変化の影響を受けることなく的確にバーストの危険性を検出することができる。換言すれば、タイヤの違いや路面、走行条件に応じてオフセットゃ感度変化の補正をする必要がなく、精度よくバース卜の危険性を検出することができる。

また、空気圧が適正であってもタイヤのバーストが発生し得る状況、例えば極端に熱くなつた路面を高速で走行するような状況においても的確に謦報することができる。

さらに、タイヤがパンクしてタイヤ空気圧謦報装置が作動し、修理工場まで自走するような場合に、タイヤがバース卜する危険性が高い場合には 2次警報的に謦報することができる。

なお、制動力勾配の正常時の変化率を記憶しておき、過去の制動力勾配の変化率から閾値を学習するようにしてもよい。この学習は、各タイヤの制動力勾配の変化率の平均値から学習してもよい。この場合は、各タイヤの制動力勾配の変化率に大きな差がないことが望ましい。このようにバース卜が発生する可能性があるか否かを判断するための閾値を学習することで、バース卜が発生する危険性が髙まっていることを的確に期に検出することができ、誤警報及び誤作動を防ぐことができる。

また、本爽施形態では、推定した帯域周波数から制動力勾配を求め、求めた制勁力勾配の変化率から夕ィャのバース卜を判断するようにしたが、 —帯域周波数から i: 接タイヤのバ一ストを判断するようにしてもよい。この場合、図 4に示す構成の場合には、制動力勾配推定手段 4 6を省略し、帯域周波数推定手段 4 4を直接ローパスフィルタ 4 8に接続する。これにより、帯域周波数椎手段 4 4から出力された ¾域波数は口一パスフィル夕 4 8により平滑化されて微分器 5 0へ出力され、微分器 5 0からは带域周波数の変化率が出力される。判足手段 3 8では、微分器 5 0から出力された ^:域周波数の変化率が所定閾値以上か否かを判断し、所定閾値以上の場合には警報手段 4 0に警報させる。

なお、図 9に示す構成の場合には、制動力勾配推定竽段 4 6を省略し、帯域周波数推定手段 4 4を直接減算回路 4 7に接続する。これにより、減算回路 4 7では、左右のタイヤの帯域周波数の差を演算して口一パスフィルタ 4 8へ出力する。判定手段 3 8では、微分器 5 0から出力された帯域周波数の差の変化率が所定閾値以上か否かを判断し、所定閾値以上の場合には謦報手段 4 0に警報させる。

[第 2実施形態]

次に、第 2実施形態について説明する。本実施形態は、帯域周波数に代えて、低周波数領域の振動レベルと高周波数領域の振動レベルとの差を車輪速周波数特性量として用い、路而勾配を推定し、推定した路面 ^勾配からタイヤのバース卜の発生の可能性を判定するようにしたものである。なお、本実施形態において第 1実施形態と同一部分の説明は省略する。

図 1 0に示すように、第 1実施形態の帯域周波数推定手段 4 に相当する班輪速周波数特性量推定手段 4 4は、低周波数領域の車輪速信号を抽出するためのバンドパスフィルタ 6 0 A、及びフィルタ処理後の車輪速信号から振動レベルを演算する第 1の振動レベル演算手段 6 2 Aからなる低周波数特性量演算手段と、周波数領域の車輪速信号を抽出するためのバンドパスフィル夕 6 0 B、及びフィルタ処理後の車輪逨信号から振動レベルを演算する第 2の振動レベル演算手段 6

2 Bからなる周波数特 ifi演算手段と、低周波数特性燈演算手段で演算された低周波数特性量と高周波数特性 M演算手段で演算された萵周波数特性との te^ を Ι|ϊ輪速周波数特性 ffiとして出力する特性量演算手段 6 4とから嵇成されている

。この特性蛩演算手段 6 4 力には、第 1実施形態の制動力勾配推定手-段 4 6に相当する路而/ i勾配推' 丁:段（I せず）が接されている。

数特性 ίί算丁:段におけるバンドバスフィルタ 6 0 Αは、輪速述勁における比較的低周波数の颔域の Φ輪速信号を透過するように透過周波数が設定されており、本实施の形態では、 1 5〜 5 0 Η ζの周波数の Φ輪速信号が透過するように設&されている。また、 i¾周波数特性量演算^段におけるバンドパスフィル夕 6 0 Bは、車輪速運動における比較的高周波数の t(域の屯輪速信号を透過するように透過周波数が設定されており、本爽施の形態では 3 0〜 5 0 H zの周波数の車輪速信号が通過するように設定されている。

振動レベル検出手段 6 2 Aは、バンドパスフィルタ 6 O A透過後の車輪速信号を 2乗してデシベル表現した信号を低周波数特性量として出力し、振動レベル演算手段 6 2 Bは、バンドパスフィルタ 6 0 B透過後の車輪速信号を 2乗してデシベル表現した信号を高周波数特性量として出力する。

特性量演算手段 6 4は、低周波数特性量と高周波数特性量との差を車輪速周波数特性量として出力する。

図 3で説明したように、限界付近等の路面勾配（図 3の制動力勾配と等価な値）が比較的小さな領域においては、窜輪速の周波数特性は、低周波数領域のゲインは大きく、高周波数領域のゲインは小さいので、低周波数領域のゲインと高周波数領域のゲインとの差を表す車輪速周波数特性量は大きくなる。これに対し、定常走行等路面^勾配が比較的大きな領域においては、車輪速の周波数特性は低周波数領域のゲインが路面勾配の比較的小さな領域における低周波数領域のゲインに比較して小さくなつている一方、高周波数領域のゲインは、タイヤの回転共振の発生などの影響によって路面 /勾配の比較的小さな領域における高周波数領域のゲインに比較してそれほど小さくならない。この結果、車輪速周波数特性 Sは小さくなる。従って、低周波数領域の振動レベルと髙周波数領域の振動レベルとの差を表す車輪速周波数特性;！は、路而 ^勾配が大きくなるのに伴って小さくなる値であり、この特性を利用することにより Ι|ϊ輪周波数特性 ¾から路而勾配を推定することができる。

本卖施の形態の路而椎 ¾≡Ρ段は、 IIて輪速周波数特性が路而勾配が大きくなるのに伴って小さくなる性質を利用して、低周波数領域の振動レベルと i¾周波数 i域の振動レベルとのを表す Ι|ϊ輪速^波数特 ½1¾と路面 /勾配との関係をすマップをめ記しており、椎^された小:輪速 I 波数特性 iiとマップとから路而 /2勾配を推定する。

なお、木爽施形態では、特性量演算手段 6 4の出力には、第 1卖施形態の制動力勾配推定手段 4 6に相当する路面 1勾配推'定手段（図示せず）が接続されるとして説明したが、図 4に示す祸成の J¾合には、特性演算手段 6 4の出力を直接ローパスフィルタ 4 8に接続してもよく、図 9に示す構成の場合には特性 S演算手段 6 4の出力を直接減算回路 4 7に接続してもよい。すなわち、低周波数領域の振動レベルと高周波数領域の振動レベルとの差を表す車輪速周波数特性量から直接タイヤのバーストの発生の可能性を判断するようにしてもよい。発明の効果

以上説明したように、本発明によれば、的確にタイヤのバーストの発生を予測することができる、という効果を有する。

Claims

請求の範 ffl

1 . ιί∑輪の速度を検 Mlする輪速度検出手段と、

検出した車輪速度に ¾づいて輪と路而との間の接地性を表す物を推定する接地性推定手段と、

推定した前記車輪と路面との間の接地性を表す物理量の変化率を検出する変化率検出手段と、

検出した変化率が所定範囲外の値か否かを判断することによって前記班輪のバース卜発生を予測する予測手段と、

を備えたタイヤバース卜予測装置。

2 . 車輪のバース卜に関する警報を発する警報手段を更に備え、前記予測手段は、検出した変化率が所定範囲外の値か否かを判断し、検出した変化率が所定範囲外の値の場合に前記警報手段は謦報を発することを特徴とする請求項 1記載の夕ィャバースト予測装置。

3 . 車輪の駆動力を抑制する駆動力抑制手段を更に備え、前記予測手段は、検出した変化率が所定範固外の値か否かを判断し、検出した変化率が所定範四外の値の場合に前記駆動力抑制手段は前記車輪の駆動力を抑制することを特徴とする請求項 1又は請求項 2記載のタイヤバースト予測装置。

4. 前記接地性推定手段は、前記接地性を表す物理量を平滑化する平滑化手段と、平滑化された前記接地性を表す物理量を微分する微分器と、で構成されたことを特徴とする請求項 1乃至請求項 3の何れか 1項に記載のタイヤバース卜予測