JP3289401B2 - タイヤ空気圧検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のタイヤの空気圧
の状態を検知するタイヤ空気圧検知装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、タイヤの空気圧を検知する装置と
しては、タイヤの内部にタイヤ空気圧に応動する圧力応
動部材等を設け、直接的にタイヤの空気圧を検知するも
のが提案されている。しかし、直接的にタイヤの空気圧
を検知する装置では、タイヤの内部に圧力応動部材等を
設ける必要があることから構造が複雑となり、また価格
も高価となってしまうという問題があった。

【０００３】このため、タイヤの空気圧が低下したとき
にタイヤ半径が変化する（短くなる）ことを利用して、
各車輪の車輪速度を検出する車輪速度センサの検出信号
に基づいて、車両のタイヤの空気圧を間接的に検知する
ことが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、検出対
象であるタイヤ半径は、磨耗等による個体差があった
り、旋回，制動，発進等の走行状態の影響を受けやす
い。さらに、近年普及が著しいラジアルタイヤは、タイ
ヤ空気圧の変化によるタイヤ半径の変形量が小さい（例
えば、タイヤの空気圧が１ｋｇ／ｃｍ² 低下したとき、
タイヤ半径の変形量は約１ｍｍである。）。このような
理由から、タイヤ半径の変形量からタイヤ空気圧の変化
を間接的に検知する方式は、検知精度が充分に確保でき
ないという問題がある。

【０００５】そこで、本願発明者らは上記問題を鑑み
て、車輪速度信号からタイヤ単体の共振周波数を抽出し
たり、タイヤのバネ定数を推定したりすることで、タイ
ヤの空気圧を検知する装置を発明し、これを出願した
（特願平５−１１９６０７号）。しかしながら、上記装
置は、一定の走行特性を前提にしたものであり、様々に
変化する車両の走行特性を考えた場合、検知精度を充分
に確保したとはいいがたく、さらなる検知精度の向上が
望まれる。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、さらなる検知精度の向上を達成することができる
タイヤ空気圧検知装置を提供することを目的とするもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、車両の走行時に、タイヤの
振動周波数成分を含む信号を出力する出力手段と、前記
タイヤの振動周波数成分を含む信号からタイヤ単体の共
振周波数を抽出する抽出手段と、前記タイヤ単体の共振
周波数に基づいて、前記タイヤの空気圧の状態を検知す
る検知手段と、を備えると共に、 前記検知手段は、前記
共振周波数の変化率を求めこの変化率が所定値以下とな
り、且つ連続して所定回の演算において前記共振周波数
が基準周波数より所定値以上低下したと判断されたかの
双方に基づいてタイヤ空気圧の低下状態を判断すること
を特徴とするタイヤ空気圧検知装置をその要旨とする。

【０００８】また請求項２記載の発明は、車両の走行時
に、タイヤの振動周波数成分を含む信号を出力する出力
手段と、前記タイヤの振動周波数成分を含む信号からタ
イヤ単体の共振周波数を抽出する抽出手段と、前記タイ
ヤ単体の共振周波数に基づいて、前記タイヤの空気圧の
状態を検知する検知手段と、前記車両が高速走行をして
いるかを判断する高速走行判断手段と、を備え、前記高
速走行をしていると判断され、且つ前記共振周波数が大
きくなったと判断された場合には、前記タイヤが発熱し
ている状態であると判断し、前記共振周波数による空気
圧の検知時に用いる判定値を補正することを特徴とする
タイヤ空気圧検知装置をその要旨とする。また、請求項
３に記載の発明は、車両の走行時に、タイヤの振動周波
数成分を含む信号を出力する出力手段と、前記タイヤの
振動周波数成分を含む信号からタイヤ単体の共振周波数
を抽出する抽出手段と、前記タイヤ単体の共振周波数に
基づいて、前記タイヤの空気圧の状態を検知する検知手
段と、車輪速度および／または車体速度を検出する速度
検知手段と、前記速度検知手段によって検出される速度
が所定以上の場合には、タイヤ空気圧の許容範囲を上昇
させる補正手段と、を備えることを特徴とするタイヤ空
気圧検知装置をその要旨とする。

【０００９】

【作用】上記構成により、請求項１記載のタイヤ空気圧
検知装置は、２つの異なる方法により２段階判定を行
う。これにより正確な空気圧検知が実現できる。

【００１０】また請求項２記載のタイヤ空気圧検知装置
は、タイヤの発熱状態をタイヤから直接温度検知するこ
となく間接的に推定でき、且つタイヤ発熱状態をタイヤ
空気圧検知に利用することで正確な空気圧検知をするこ
とができる。 また、請求項３記載のタイヤ空気圧検知装
置は、タイヤのバーストやスタンディングウェーブ現象
が起こると危険となる可能性がある高速域でのタイヤ空
気圧の検知を低速域に比べて敏感に行うことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。図１は、第１実施例の全体の構成を示す構
成図である。図１に示すように、車両の各タイヤ１ａ〜
１ｄに対応して車輪速度センサが設けられている。各車
輪速度センサは、歯車２ａ〜２ｄ及びピックアップコイ
ル３ａ〜３ｄによって構成されている。歯車２ａ〜２ｄ
は、各タイヤ１ａ〜１ｄの回転軸（図示せず）に同軸的
に取り付けられており、円盤状の磁性体より成る。ピッ
クアップコイル３ａ〜３ｄは、これらの歯車２ａ〜２ｄ
の近傍に所定の間隔を置いて取り付けられ、歯車２ａ〜
２ｄ、すなわちタイヤ１ａ〜１ｄの回転速度に応じた周
期を有する交流信号を出力する。ピックアップコイル３
ａ〜３ｄから出力される交流信号は、波形整形回路，Ｒ
ＯＭ，ＲＡＭ等よりなる公知の電子制御装置（ＥＣＵ）
４に入力され、波形整形を含む所定の信号処理が行われ
る。この信号処理の結果は表示部５に入力され、表示部
５は運転者に対して各タイヤ１ａ〜１ｄの空気圧の状態
を報知する。この表示部５は、各タイヤ１ａ〜１ｄの空
気圧の状態を独立に表示しても良いし、一つの警告ラン
プを設けて、いずれか一つのタイヤの空気圧が基準空気
圧よりも低下したときに点灯させて、それを警告するよ
うにしても良い。

【００１２】ここで、まず本実施例におけるタイヤ空気
圧の検知原理について説明する。車両が、例えば舗装さ
れたアスファルト路面を走行した場合、その路面表面の
微小な凹凸により加振力を受け、その力によってタイヤ
は振動する。このときの振動特性を説明する。図２
（ａ）に示すように、タイヤ単体に実使用状態に相当す
る荷重を作用させ、回転ドラム上に設置した突起をタイ
ヤが通過したときに、タイヤ回転軸に作用する６つの力
（図２（ｂ）、図２（ｃ）中、ｘ，ｙ，ｚ方向の力
（Ｆ）およびｘ，ｙ，ｚ軸まわりのモーメント（Ｍ）で
あり、以下「６分力」という）をスペクトル解析すると
図３，４に示すようになる。ただし、この場合の慣性モ
ーメントは実車両状態に設定してある。

【００１３】図３，４に示すように、タイヤが路面から
の入力を受けると、タイヤの車軸には、車軸（ｙ軸）回
りのねじりモーメント（Ｍy ）と車軸の前後方向力（Ｆ
x ）が作用し、両者とも約４０Ｈｚ付近で共振点をも
つ。ここで、タイヤ外周はスチールベルトのため剛性が
高く、接地状態で荷重が作用している点を考え合わせる
と、図５に示すねじりモーメント（Ｍy ）の共振点は、
タイヤサイドウォール部の車軸（ｙ軸）まわりのねじり
共振現象と考えることができる。この結果、路面とタイ
ヤの接地部を中心に、タイヤ進行方向（ｘ軸方向）に前
後力が発生、この力の反力として、図４に示すように車
軸に前後方向力（Ｆx ）が現れることになる。

【００１４】一方、タイヤ空気圧が変化すると、タイヤ
のサイドウォール部のばね定数も変化するため、前記図
３，４の共振点も変化する。例えば、図５に示すよう
に、タイヤの空気圧が変化した場合には、タイヤのサイ
ドウォール部のばね定数が変化するので、前記ねじり共
振点も低下する。従って、タイヤの振動周波数を抽出す
れば、この共振周波数に基づいてタイヤの空気圧の状態
を検知することができる。

【００１５】そのため、本実施例では、車輪速度センサ
の検出信号から、タイヤのねじり（回転方向）共振周波
数を抽出する（以下「ねじり共振周波数」と言う）。こ
れは、図６に示すように、発明者らの詳細な検討の結
果、車輪速度センサの検出信号を周波数解析すると、図
３および図４のねじり共振周波数が検知可能であること
が判明した。更に、図６に示すように、図５と同様にタ
イヤ空気圧が低下すると、このねじり共振周波数も低下
することが明らかとなった。

【００１６】これにより、本実施例によれば、近年搭載
車両の増加しているアンチスキッド制御装置（ＡＢＳ）
を備える車両等は、既に各タイヤに車輪速度センサが装
備されているため、何ら新たなセンサ類を追加しなくと
もタイヤ空気圧の検知が可能となる。また、車両の実用
範囲では、上記共振周波数の変化量はほとんどタイヤ空
気圧の変化に起因するタイヤばね定数の変化に基づくも
のであるため、例えばタイヤの摩粍等の他の要因の影響
を受けることなく安定した空気圧検知が可能となる。

【００１７】図７に、ＥＣＵ４が実行する処理内容を表
したフローチャートを示す。なお、ＥＣＵ４は各車輪１
ａ〜１ｄに対して同様の処理を行うため、図７のフロー
チャートは１車輪に対しての処理の流れのみを示してい
る。また、これ以後の説明において、各符号の添字は省
略する。さらに、図７に示すフローチャートでは、特に
タイヤの空気圧が基準値以下に低下したことを検知し、
運転者に対して警告を行う例について示している。

【００１８】図７において、ステップ１００では、ピッ
クアップコイル３から出力された交流信号（図８）を波
形整形してパルス信号とした後に、そのパルス間隔をそ
の間の時間で除算することにより車輪速度ｖを演算す
る。この車輪速度ｖは、図９に示すように、通常、ねじ
り共振周波数を含む多くの高周波成分を含んでいる。ス
テップ１１０では、演算された車輪速度ｖの変動幅Δｖ
が基準値ｖ₀ を超えたか否かを判定する。このとき、車
輪速度ｖの変動幅Δｖが基準値ｖ₀ を超えていると判定
されると、ステップ１２０に進む。ステップ１２０で
は、車輪速度ｖの変動幅Δｖが基準値ｖ₀ を超えている
時間ΔＴが、所定時間ｔ₀ を超えたか否かを判定する。
上記ステップ１１０，１２０での処理は、車両が走行し
ている路面が、本実施例の検知手法によってタイヤ空気
圧の検知が可能な路面か否かを判定するために行うもの
である。つまり、本実施例では、タイヤの空気圧の検知
を、タイヤの振動周波数成分に含まれる共振周波数の変
化に基づいて行う。このため、車輪速度ｖがある程度変
動し、かつそれが継続されなければ、上記共振周波数を
算出するための充分なデータを得ることができない。な
お、ステップ１２０における判定では、車輪速度ｖの変
動幅Δｖが基準値ｖ₀ を超えた時点で所定時間Δｔが設
定され、この所定時間Δｔ内に再び車輪速度ｖの変動幅
Δｖが基準値ｖ₀を超えると、時間ΔＴの計測が継続さ
れる。

【００１９】ステップ１１０及びステップ１２０におい
て、ともに肯定判断されるとステップ１３０に進み、ど
ちらか一方において否定判断されると、ステップ１００
に戻る。ステップ１３０では、演算された車輪速度に対
して周波数解析（例えばＦＦＴ）演算を行うとともに、
その演算回数Ｎをカウントする。このＦＦＴ演算を行っ
た結果の一例を図１０に示す。

【００２０】図１０に示すように、実際に車両が一般道
を走行して得られる車輪速度に対してＦＦＴ演算を実施
すると、非常にランダムな周波数特性となることが通常
である。これは、路面に存在する微小な凹凸の形状（大
きさや高さ）が全く不規則なためであり、従って車輪速
度データ毎にその周波数特性は変動することとなる。従
って、本実施例では、この周波数特性の変動をできるだ
け低減するために、複数回のＦＦＴ演算結果の平均値を
求める。このため、ステップ１４０では、ステップ１３
０におけるＦＦＴ演算回数Ｎが所定回数ｎ₀ に達したか
否かを判定する。そして、演算回数Ｎが所定回数ｎ₀ に
達っしていないときには、さらにステップ１００からス
テップ１３０の処理を繰り返し実行する。一方、演算回
数Ｎが所定回数ｎ₀ に達っしているときには、ステップ
１５０に進んで平均化処理を行う。この平均化処理は、
図１１に示すように、各ＦＦＴ演算結果の平均値を求め
るものであり、各周波数成分のゲインの平均値が算出さ
れる。このような平均化処理によって、路面によるＦＦ
Ｔ演算結果の変動を低減することが可能となる。

【００２１】しかし、上述の平均化処理だけでは、ノイ
ズ等によって、ねじり共振周波数のゲインが、その近辺
の周波数のゲインに比較して必ずしも最大ピーク値にな
るとは限らないという問題がある。そこで、本実施例で
は、上述の平均化処理に引き続き、ステップ１６０にお
いて以下の移動平均処理を実施する。この移動平均処理
は、ｎ番目の周波数のゲインＹ_n を以下の演算式によっ
て求めることにより実施される。

【００２２】

【数１】Ｙ_n ＝（ｙ_n+1 ＋Ｙ_n-1 ）／２ つまり、移動平均処理では、ｎ番目の周波数のゲインＹ
_n が、前回の演算結果におけるｎ＋１番目のゲインｙ
_n+1 と既に演算されたｎ−１番目の周波数のゲインＹ
_n-1 との平均値とされる。これにより、ＦＦＴ演算結果
は、滑らかに変化する波形を示すことになる。この移動
平均処理により求められた演算結果を図１２に示す。

【００２３】なお、ここでの波形処理は、上記移動平均
処理に限らず、平均化処理後のＦＦＴ演算結果に対して
ローパスフィルタ処理を施しても良いし、或いは、ステ
ップ１３０のＦＦＴ演算を実施する前に、車輪速度ｖの
微分演算を行い、その微分演算結果に対してＦＦＴ演算
を実施してもよい。次に、ステップ１７０では、上記移
動平均処理によりスムージングされたＦＦＴ演算結果に
基づいて、ねじり共振周波数ｆ_K を算出する。そしてス
テップ１８０では、予め正常なタイヤ空気圧に対応して
設定されている初期周波数ｆ₀ からの低下偏差（ｆ₀ −
ｆ_K ）を求め、この低下偏差（ｆ₀ −ｆ_K ）と所定偏差
Δｆとを比較する。この所定偏差Δｆは、正常なタイヤ
空気圧に対応する初期周波数ｆ₀ を基準として、タイヤ
空気圧の許容下限値（例えば１．４ｋｇ／ｍ² ）に対応
して設定されている。

【００２４】次にステップ１８２Ａでは、前記ねじり共
振周波数ｆ_K の時間当たりの変化率ｄｆ_K を判定値( △
ｆ_K ／△ｔ) と比較することにより、タイヤ空気圧の低
下の程度( 度合い) を判定する。ここで△ｆ_K は、今回
のねじり共振周波数の演算結果と前回の演算結果との差
であり、△ｔはその間の時間である。この変化率が前記
判定値以下の場合、即ち急激なタイヤ空気圧の低下でな
い場合は、ステップ１８４Ａへ進みカウンタを設定す
る。続くステップ１８６Ａでは、算出されるねじり共振
周波数ｆ_K の変化率が前記判定値以下となり、且つ連続
してｍ₀ 回以上低下偏差が所定偏差Δｆ以下となるか否
かの判定を行う。ステップ１８６Ａで肯定されると、ス
テップ１９０へ進んで検知対象のタイヤの空気圧が低下
した旨の警告が表示部５に表示される。

【００２５】また、前記ステップ１８０で否定される
と、ステップ１８２Ａ以下の連続処理回数をカウントす
るため、ステップ１８８Ａにてカウンタ値を「０」に初
期化する。さらに、前記ステップ１８２Ａでねじり共振
周波数ｆ_K の変化率が前記判定値以上の場合は、タイヤ
空気圧の洩れが急激に発生してタイヤ空気圧が低下した
ものと判断し、ステップ１９０へジャンプして直ちに前
記内容の警告表示を行う。

【００２６】尚、上記実施例は一旦ステップ１９０で警
告表示を行うと、車両停止まではその警告表示を継続す
る。そして、車両再スタート後又はイグニッションスイ
ッチがオンされ再スタートした後、最初に演算されるね
じり共振周波数ｆ_K の値が前記空気圧低下判定値より大
であれば、タイヤ空気圧低下判定状態を解除し警告表示
を中止する。最初に演算されるねじり共振周波数ｆ_K の
値が空気圧低下判定値以下であれば、次の車両停止まで
その警告表示を継続するものとし、上記ステップを繰り
返すものとする。

【００２７】上記実施例は、ねじり共振周波数ｆ_K の時
間当たりの変化率を求め、この変化率が判定値以下とな
り、且つ連続してｍ₀ 回以上低下偏差（ｆ₀ −ｆ_K ）が
所１７差Δｆ以上となるか否かの判定を行う２段階の判
定結果により、タイヤの空気圧が低下した旨の警告を行
うものであるので、誤判定を回避でき信頼性を向上でき
る。

【００２８】次に第２実施例について説明する。第２実
施例では、最適なタイヤの空気圧は車速によって異なる
とともに、タイヤの空気圧自体も長時間の高速走行に起
因するタイヤ加熱によって変化するため、走行速度に応
じた比較基準の補正によって、上記問題に対処し、より
正確なタイヤ空気圧を検知することを特徴とする。

【００２９】具体的には、図７においてステップ１７０
以降に図１２に示す処理を実行する。ステップ１８１Ｂ
〜１８７Ｂでは、長時間の高速走行時に発生するタイヤ
の発熱を考慮してタイヤ空気圧の許容上下限値（例えば
上限値２．５ｋｇ／ｃｍ² 、下限値１．４ｋｇ／ｃ
ｍ² ）に対応して設定されているねじり共振周波数上限
値ｆH およびねじり共振周波数下限値ｆL を補正する処
理を行う。すなわち、タイヤが発熱するとタイヤの内で
空気が膨張し、タイヤ内の空気量が同じ量であるにかか
わらずタイヤ内での空気圧が上昇することから、実際の
タイヤ内空気量に見合った空気圧の検知ができない。こ
のため、ステップ１８１Ｂ〜１８７Ｂでは、ねじり共振
周波数上限値ｆH およびねじり共振周波数下限値ｆL を
補正して、タイヤの発熱に依存されることなく正確にタ
イヤの空気圧を検知できるようにする。

【００３０】そこで、まず、ステップ１８１Ｂにて車輪
速度ｖが所定速度ｖT を上回りかつ高上偏差Δｆ（＝ｆ
k −ｆs ）が所定偏差Δｆ₀ を上回っているか否かを判
定する。この所定偏差Δｆ₀ は、初期ねじり共振周波数
ｆs を基準として、あらかじめ、タイヤの発熱特性を考
慮し、設定されている。ここでＹＥＳと判定されると、
車両は高速走行をしており、かつ共振周波数が大きくな
っていることから、タイヤが発熱しているとみなすこと
ができる。そこでステップ１８２Ｂに進み、ねじり共振
周波数上限値ｆH およびねじり共振周波数下限値ｆL の
補正中を示すフラグＦを１とする。次に、ステップ１８
３Ｂに進み、高上偏差Δｆを発熱補正前ねじり共振周波
数上限値ｆH ’およびねじり共振周波数下限値ｆL ’に
加算することによって、タイヤ発熱による温度補正を行
い、改めてねじり共振周波数上限値ｆH およびねじり共
振周波数下限値ｆL として算出する。

【００３１】また、ステップ１８１ＢでＮＯと判定され
たときには、ステップ１８４Ｂに進み車輪速度ｖが所定
速度ｖT を下回りかつ高上偏差Δｆが所定偏差Δｆ₀ 下
回っているか否かを判定する。ここでＹＥＳと判定され
ると、車両は低速走行をしており、かつ共振周波数が小
さくなっていることから、タイヤは発熱していないとみ
なすことができる。そこでステップ１８６Ｂに進み、ね
じり共振周波数上限値ｆH およびねじり共振周波数下限
値ｆL の補正中を示すフラグＦを０とする。そして、ス
テップ１８７Ｂに進み、発熱補正前ねじり共振周波数上
限値ｆH ’およびねじり共振周波数下限値ｆL ’を、そ
のままねじり共振周波数上限値ｆH およびねじり共振周
波数下限値ｆL とする。

【００３２】一方、ステップ１８４ＢでＮＯと判定され
たときは、車輪速度ｖが所定速度ｖT を下回りかつ高上
偏差Δｆが所定偏差Δｆ₀ 上回っているか、あるいは車
輪速度ｖが所定速度ｖT を上回りかつ高上偏差Δｆが所
定偏差Δｆ₀ を下回っているかのどちらかである。この
ような場合は、一概にタイヤが発熱しているか否かを判
定することはできないので本実施例では、それ以前の状
態を継続することにする。なぜなら例えば、車輪速度ｖ
が所定速度ｖT を上回りかつ高上偏差Δｆが所定偏差Δ
ｆ₀ を下回った場合には、それ以前が補正中であれば、
路面等の要因によって高上偏差Δｆは一時的に低下した
ものとみなすことができるし、補正中でなければ、車両
の一時的な加速によって車輪速度ｖが上昇したとみなす
ことができるからである。そこで、ステップ１８４Ｂで
ＮＯと判定されたときには、ステップ１８５Ｂに進み、
補正中を示すフラグＦが１であるか否かを判定する。フ
ラグＦが１であれば、補正中であるとみなすことができ
るので、ステップ１８３Ｂに進み補正を継続する。フラ
グＦが０であれば、補正中でないとみなすことができる
ので、ステップ１８７Ｂに進み補正を行わない。

【００３３】以上説明したステップ１８１Ｂ〜１８７Ｂ
の処理をタイムチャートに示すと、図１３のようにな
る。図１３から明らかなように、車輪速度ｖが所定速度
ｖT を上回りかつ高上偏差Δｆが所定偏差Δｆ₀ 上回る
と補正を開始し、車輪速度ｖが所定速度ｖT を下回りか
つ高上偏差Δｆが所定偏差Δｆ₀ 下回ると補正を解除す
る。そして、一旦補正を開始すると、車輪速度ｖあるい
は高上偏差Δｆだけの低下では、補正を解除しない。

【００３４】さて、ステップ１８３Ｂおよびステップ１
８７Ｂにて、ねじり共振周波数上限値ｆH およびねじり
共振周波数下限値ｆL が求められるとステップ１８８Ｂ
に進む。ステップ１８８Ｂでは、ねじり共振周波数ｆk
をねじり共振周波数上限値ｆH およびねじり共振周波数
下限値ｆL と比較する。ねじり共振周波数ｆk がねじり
共振周波数上限値ｆH よりも大きいと判定されると、タ
イヤ空気圧が許容上限値を上回ったとみなし、ねじり共
振周波数ｆk がねじり共振周波数上限値ｆL よりも小さ
いと判定されると、タイヤの空気圧が許容下限値を下回
ったとみなして、いずれの場合もステップ１９０に進
み、表示部５によって運転者に対して警告表示を行う。

【００３５】また、高上偏差Δｆは上記算出値（ｆk −
ｆs ）でなく、初期に設定した値を用いてもよい。さら
に、上記実施例では、ねじり共振周波数上限値ｆH およ
びばね下共振周波数下限値ｆL の補正を各輪独立して行
っているが、少なくとも一輪において高上偏差Δｆが所
定偏差Δｆ₀ を上回ったならば、全車輪のねじり共振周
波数上限値ｆH およびねじり共振周波数下限値ｆL の補
正を実施するようにしてもよい。このとき、例えば、高
上偏差Δｆが所定偏差Δｆ₀ を上回った車輪について
は、ステップ１８３Ｂと同様にねじり共振周波数上限値
ｆH およびねじり共振周波数下限値ｆL に高上偏差Δｆ
を加算し、高上偏差Δｆが所定偏差Δｆ₀ を上回ってい
ない車輪については、上回った車輪の高上偏差Δｆの平
均値Δｆ_AVE により、補正を行うものとする。

【００３６】また、初期共振周波数ｆs は予め定められ
た車速に到達する間に算定される共振周波数の平均値を
用いても良く、また予め定められた車速に到達するまで
に算定される共振周波数の最後の値を用いても良い。次
に、第３実施例について説明する。上述の第２実施例で
は、タイヤの発熱に対処すべくねじり共振周波数上限値
ｆH およびねじり共振周波数下限値ｆL を補正するもの
であったが、第３実施例では、第２実施例に加えて車速
上昇によって発生されるバーストやスタンディングウェ
ーブ現象を防止すべくねじり共振周波数上限値ｆH およ
びねじり共振周波数下限値ｆL を補正することを特徴と
する。

【００３７】通常タイヤは、そのグレードに応じて使用
可能な車速範囲が決まっていると同時に、その車速に対
し維持すべき最低空気圧と最高空気圧が基準値（許容下
限値Ｐ₀ 、許容上限値Ｐ_z ）として設定されている。し
かしながら、車輪速度が上昇したときにタイヤの空気圧
が低いと、バーストやスタンディングウェーブ現象の発
生が予想されるため、許容下限値Ｐ₀ および許容上限値
Ｐ_z を上昇させることによってタイヤ空気圧の許容範囲
を全体的に上昇させることが望ましい。第３実施例で
は、これに対応して実施するもので、車速領域に応じて
初期のねじり共振周波数上限値ｆH'' およびねじり共振
周波数下限値ｆL'’に対し、共振周波数の補正値を加算
するものである。

【００３８】従って、この第３実施例では、図１２のフ
ローチャートのステップ１７０とステップ１８１Ｂの間
に図１４に示す処理を実行する。図１４において、ステ
ップ１７１Ｃでは、車輪速度ｖが第１速度ｖQ （ｖT ＜
ｖQ ）を上回っているか否かを判定する。車輪速度ｖが
第１速度ｖQ を上回っていなければ、それほど高速走行
をしていなく、初期のねじり共振周波数上限値ｆH ''お
よびねじり共振周波数下限値ｆL'' を補正する必要がな
いとみなし、ステップ１７２Ｃに進み、初期のねじり共
振周波数上限値ｆH'' およびねじり共振周波数下限値ｆ
L'' を発熱補正前ねじり共振周波数上限値ｆH ’および
ねじり共振周波数下限値ｆL ’とする。車輪速度ｖが第
１速度ｖQ を上回っているときは、ステップ１７３Ｃに
進み、車輪速度ｖが第２速度ｖH （ｖQ ＜ｖH ）を上回
っているか否かを判定する。ここで、車輪速度ｖが第２
速度ｖH を上回っていなければ、ステップ１７４Ｃに進
み、初期のねじり共振周波数上限値ｆH'' に補正値Δ
Ｑ’を、ねじり共振周波数下限値ｆL'' に補正値ΔＱを
それぞれ加算することにより発熱補正前ねじり共振周波
数上限値ｆH ’およびねじり共振周波数下限値ｆL ’を
求める。

【００３９】車輪速度ｖが第２速度ｖH を上回っていれ
ば、ステップ１７５Ｃに進み、車輪速度ｖが第３速度ｖ
V （ｖH ＜ｖV ）を上回っているか否かを判定し、上回
っていなければ、ステップ１７６Ｃにて初期のねじり共
振周波数上限値ｆH'' に補正値ΔＨ’を、ねじり共振周
波数下限値ｆL'' に補正値ΔＨをそれぞれ加算すること
により発熱補正前ねじり共振周波数上限値ｆH ’および
ねじり共振周波数下限値ｆL ’を求め、上回っていれ
ば、ステップ１７７Ｃにて初期のねじり共振周波数上限
値ｆH'' に補正値ΔＶ’を、ねしり共振周波数下限値ｆ
L'' に補正値ΔＶをそれぞれ加算することにより発熱補
正前ねじり共振周波数上限値ｆH ’およびばね下共振周
波数下限値ｆL ’を求める。

【００４０】以上説明したステップ１７１Ｃ〜１７７Ｃ
の処理をタイムチャートに示すと、図１５のようにな
る。図１５から明らかなように、車輪速度ｖが所定速度
ｖQ よりも小さいときには、初期のねじり共振周波数上
限値ｆH'' およびねじり共振周波数下限値ｆL'' がその
まま発熱補正前ねじり共振周波数上限値ｆH ’およびね
じり共振周波数下限値ｆL ’となるが、車輪速度ｖが上
昇するにつれて初期のねじり共振周波数上限値ｆH'' お
よびねじり共振周波数下限値ｆL'' を補正することによ
って発熱補正前ねじり共振周波数上限値ｆH ’および，
ねじり共振波数下限値ｆL ’を段階的に大きくして行
く。これにより許容下限値Ｐ₀ 、許容上限値Ｐ_z も大き
くなって行くことになり、タイヤ空気圧の許容範囲を全
体的に上昇させバーストやスタンディングウェーブ現象
を防止することができる。

【００４１】次に第４実施例について説明する。上述の
実施例は、同一種のタイヤを前提とするものであり、ね
じり共振周波数が同一でもタイヤの種類が異なると、タ
イヤ空気圧が異なり空気圧の低下を判定する判定値（ね
じり共振周波数）も異なってくる。本実施例では、装着
するタイヤの種別に応じて、タイヤ空気圧の異常を判定
する基準値を設定する点を特徴とする。

【００４２】本実施例では、装着するタイヤの種別を選
定する２個の選択スイッチ６ａ，６ｂ（図示せず）がＥ
ＣＵ４に接続されている。この選択スイッチ６ａ，６ｂ
からの信号はＥＣＵ４に入力する。選択スイッチ６ａ
は、前輪に装着されるタイヤ１ａ，１ｂの種別選定用で
あり、選択スイッチ６ｂは、後輪に装着されるタイヤ１
ｃ，１ｄの種別選定用である。この選択スイッチ６ａ，
６ｂは、運転者が操作可能位置に配設するとともに、容
易に操作できない隠しタイプとすることが望ましい。そ
して、選択スイッチ６ａ，６ｂによるタイヤ種別の選定
状況は運転者が容易に確認できるようにインストルパネ
ル内に表示できるようにする。

【００４３】本願発明者らの検討の結果、タイヤ空気圧
−ねじり共振周波数特性は通常ラジアルタイヤの場合
と、スタッドレスタイヤ（冬用タイヤ）の場合とでは、
図１６に示すように明確に相違することが判明した。図
１６中符号Ａで示す通常ラジアルタイヤ（以下単にラジ
アルタイヤという）のねじり共振周波数のバラツキ範囲
は、符号Ｂで示すスタッドレスタイヤのねじり共振周波
数のバラツキ範囲よりも共振周波数の高い領域に現れ
る。このバラツキは、タイヤメーカの相違（銘柄）によ
るものの他に、タイヤを装着するホイールの重量に基づ
いて生じる。バラツキの上限特性を示すＡ_max 、Ｂ_max
は、最も軽いホイールに装着した場合であり、バラツキ
の下限特性を示すＡ_min 、Ｂ_minは、最も重いホイール
に装着した場合である。これは、ねじり共振周波数ｆが
ｆ∝√（ｋ／ｍ）となるためである（但しｍはばね下重
量、ｋはタイヤばね定数である）。

【００４４】ここで、タイヤ空気圧が低下した場合、警
告すべき空気圧（ｋｇ／ｃｍ² ）の範囲の下限をＰ_L 、
上限をＰ_H とすれば、ラジアルタイヤの空気圧の低下を
判定する基準共振周波数（ねじり共振周波数）ｆ_L はｆ
_RAとなり、同様にスタッドレスタイヤの基準共振周波数
ｆ_L はｆ_STとなる。この場合のＰ_L の値として、例えば
ＪＩＳ規格で規定される最低空気圧（１．４ｋｇ／ｃｍ
² ）を用いてもよい。また、Ｐ_H の値としては、ＪＩＳ
規格で規定されている最高空気圧（２．５ｋｇ／ｃ
ｍ² ）を用いてもよい。

【００４５】以下、図１７に示すフローチャートを用い
て説明する。図１７に示すように、イグニッションスイ
ッチオンによりＥＣＵ４による信号処理がスタートする
と、ステップ１０ＤでフラグＦが「１」にセットされて
いるか否かを判定する。フラグＦは、イグニッションス
イッチのオフにより「０」にリセットされるものとす
る。従って、信号処理開始直後のステップ１０Ｄの判定
は、否定判定となりステップ２０Ｄへ進む。

【００４６】ステップ２０Ｄでは、前記選定スイッチ６
ａ，６ｂの両方がオン状態か否かを判定する。両方がオ
ン状態であれば、ステップ５０Ｄで４輪ともスタッドレ
スタイヤが装着されているとして、ステップ５５Ｄで基
準共振周波数ｆ_L を４輪ともｆ_STに設定する。ステップ
２０ＤでＮＯであれば、ステップ３０Ｄへ進み選定スイ
ッチ６ａ，６ｂの両方がオフ状態か否かを判定する。両
方がオフ状態であれば、ステップ６０Ｄで４輪ともラジ
アルタイヤが装着されているとして、ステップ６５Ｄで
基準共振周波数ｆ_L を４輪ともｆ_RAに設定する。ステッ
プ３０ＤでＮＯであれば、ステップ４０Ｄへ進みその判
定により選定スイッチ６ａがオフ状態であれば、前記各
判定結果により選定スイッチ６ｂがオン状態であるか
ら、ステップ７０Ｄで前２輪にラジアルタイヤが装着さ
れ、後２輪にスタッドレスタイヤが装着されているとし
て、ステップ７５Ｄで前２輪に対する基準共振周波数ｆ
_L をｆ_RAとし、後２輪に対する基準共振周波数ｆ_L をｆ
_STにそれぞれ設定する。

【００４７】ステップ４０ＤでＮＯであれば、ステップ
８０Ｄで前２輪にスタッドレスタイヤが装着され、後２
輪にラジアルタイヤが装着されているとして、ステップ
８５Ｄで共振周波数ｆ_L をｆ_STとし、後２輪に対する基
準共振周波数ｆ_L をｆ_RAにそれぞれ設定する。図１７の
処理の後に、図７に示すステップ１００以降の処理を実
行する。そして、ステップ１７０の後に、図１８に示す
ステップ１８０Ｄに進む。ステップ１８０Ｄでは、演算
された上記ねじり共振周波数ｆ_K が前２輪に装着したス
タッドレスタイヤに対する基準共振周波数ｆ_ST以下の場
合、若しくは後２輪に装着したラジアルタイヤに対する
基準共振周波数ｆ_RA以下の場合は、それぞれタイヤ空気
圧の許容下限値を下回ったとして、ステップ１９０へ進
み表示部５により運転者に対して警告表示を行う。

【００４８】上記実施例は、２個の選定スイッチ６ａ，
６ｂのオン・オフの組合わせにより、前２輪及び後２輪
に装着したタイヤの種別がスタッドレスタイヤである
か、ラジアルタイヤであるかを選定することができる。
そして、その選定に基づいて基準共振周波数ｆ_L をスタ
ッドレスタイヤに対してはｆ_STに設定し、ラジアルタイ
ヤに対してはｆ_RAに設定するものであるので、タイヤ交
換の際タイヤの種別を変更しても、タイヤ空気圧の状態
を正確に検知できる。

【００４９】尚、上記実施例は、基準共振周波数として
ｆ_ST、ｆ_RAを用いたが、正常な空気圧に対するねじり共
振周波数ｆ_ST0 、ｆ_RA0 と演算されたねじり共振周波数
ｆ_{KS T} 、ｆ_KRA の差（ｆ_ST0 −ｆ_KST ）、（ｆ_RA0 −ｆ
_KRA ）を基準共振周波数として用いてもよい。次に第５
実施例について説明する。

【００５０】本実施例は、運転者がタイヤ交換時に設定
スイッチ１６ｅ（図示せず）をオンすることにより、交
換時の正常なタイヤ空気圧に対応して演算される共振周
波数ｆ_K を基準共振周波数ｆ_K0とし、交換されたタイヤ
の種別に拘わらず高精度にタイヤ空気圧を検知すること
を特徴とする。第５実施例を図１９のフローチャートと
図２０を参照して説明する。図２０は共振周波数とタイ
ヤ空気圧の関係から、タイヤ空気圧の低下を判定際の説
明図である。

【００５１】図１９において、ステップ１７２Ｅでフラ
グＦ_E が「１」にセットされているか否かを判定する。
フラグＦ_E は、イグニッションスイッチのオフにより
「０」にリセットされるものとする。従って、処理開始
後のステップ１７２Ｅの判定は、否定判定となりステッ
プ１７４Ｅへ進む。ステップ１７４Ｅでは、設定スイッ
チ１６ｅがオン状態か否かを判定する。オン状態でなけ
れば、ステップ１８２Ｅで、処理開始時最初に演算され
た共振周波数を基準共振周波数ｆ_K0として、逐次演算さ
れるねじり共振周波数ｆ_K との低下偏差（ｆ_K0−ｆ_K ）
を求め、前記ｆ_K0とタイヤ空気圧低下警告圧力に対応す
る共振周波数ｆ_L との判定偏差△ｆ＝( ｆ_K0−ｆ_L ) と
を比較する（図２０）。（ｆ _K0−ｆ_K ）≦△ｆであれ
ば、前記ステップ１００に戻る。一方、（ｆ_K0−ｆ_K ）
＞△ｆならばステップ１９０へ進んで、タイヤ空気圧の
許容値を下回ったとして、表示部５により運転者に対し
て警告表示を行う。

【００５２】前記ステップ１７４Ｅで設定スイッチ１６
ｅがオン状態と判定された場合は、ステップ１７６Ｅで
設定スイッチ１６ｅオン後に最初に演算されるねじり共
振周波数ｆ_K を、基準共振周波数ｆ_K0として４輪それぞ
れ独立に設定する。そして、ステップ１７８Ｅでフラグ
Ｆを「１」にセットして前記ステップ１００へ戻る。従
って、設定スイッチ１６ｅのオン後の処理では、新たに
設定された基準共振周波数ｆ_K0と逐次演算されるねじり
共振周波数ｆ_K との偏差と、該基準共振周波数ｆ_K0と前
記共振周波数ｆ_L との偏差△ｆとの比較によりタイヤ空
気圧の検知処理が行われる。

【００５３】上記実施例は、運転者がタイヤ交換時に設
定スイッチ１６ｅをオンすることにより、交換時の正常
なタイヤ空気圧に対応して演算されるねじり共振周波数
ｆ_Kを基準共振周波数ｆ_K0とすることができるため、交
換されたタイヤの種別に拘わらず高精度にタイヤ空気圧
を検知することができる。尚、前記基準共振周波数ｆ_K0
は、上記のように４輪それぞれ独立に設定してもよい
が、（１）４輪毎に演算されるねじり共振周波数ｆ_K の
平均値、（２）最大値と最小値を除いた２輪のねじり共
振周波数ｆ_K の平均値、（３）ねじり共振周波数ｆ_K の
最大値又は最小値をそれぞれ４輪の基準共振周波数ｆ_K0
としてもよい。

【００５４】次に第６実施例について説明する。第６実
施例は、第５実施例の設定スイッチ１６ｅを省略した点
を特徴とする。すなわち、ステップ１７２ＥでフラグＦ
＝１か否かを判定し、否定判定であればステップ１７６
Ｅへ進む。また、ステップ１７２Ｅで肯定判定であれ
ば、ステップ１８２Ｅへ進む。

【００５５】上記実施例は、設定スイッチ１６を省略す
ることにより、車両発進直後のタイヤ空気圧を正常とみ
なして、タイヤ空気圧の検知処理開始後最初に演算され
るねじり共振周波数ｆ_K を基準共振周波数ｆ_K0として４
輪に対しそれぞれ独立に設定するもので、走行中に発生
するタイヤ空気圧の低下をタイヤの種別に拘わらず検知
することができる。尚、前記基準共振周波数ｆ_K0は、上
記第５実施例の場合と同様に（１）〜（３）の態様で設
定できる。

【００５６】次に第７実施例について説明する。本実施
例では、タイヤ交換を判定する方法として、タイヤの負
荷半径とバネ下共振周波数を利用する点を特徴とする。
すなわち、図２１に示す如く、タイヤ負荷半径ｒs とそ
の時の，ねじり共振波数ｆｓはタイヤの種類によりほぼ
一対一対応となっており（図中のｘ，ｙ，ｚは既述のタ
イヤ種類に対応している）、両者の値よりタイヤの種類
を判定することができる。そこで、タイヤ交換判定マッ
プとして、図２１に示す値を電子制御装置１内に記憶し
ておく。さらに、図２２に示す如く、かかるタイヤ種に
応じた判定基準値ｆLa，ｆLb，ｆLc，ｆHa, ｆHb,ｆHc
を予め電子制御装置１内に記憶しておく。

【００５７】図２３，２４にフローチャートを示す。イ
グニション投入により処理が開始され、ステップ１００
で車輪速センサからの信号に基づき車輪速ｖを演算し、
タイヤ負荷半径が遠心力の影響を受けない車両スタート
直後にステップ１００ＦでフラグＦ_F を確認して、
「１」でなければステップ１０１Ｆ以下へ進む。なお、
上記車輪速ｖは、車輪速センサの出力信号を波形成形し
て得たパルスの数を、その間の時間で除算することによ
り算出される。

【００５８】ステップ１０１Ｆでは、ドップラ式車速計
あるいはトランスミション回転軸の回転速度等より車速
Ｖを検知し、ステップ１０２Ｆで上記車速Ｖと車輪速ｖ
よりタイヤ負荷半径ｒs を算出する。ステップ１０３
Ｆ，１０４Ｆでは車輪速ｖに対して高速フーリエ変換
（ＦＦＴ）演算による周波数解析を行い、この周波数解
析の演算回数Ｋが所定回数Ｋ0 になるまで繰り返す。ス
テップ１０５Ｆでは周波数解析の演算値を平均化し、こ
の結果に基づいてねじり共振周波数ｆs が演算される
（ステップ１０６Ｆ）。

【００５９】ステップ１０７Ｆでは、ステップ１０２
Ｆ，１０６Ｆで得たタイヤ負荷半径ｒs とねじり共振周
波数ｆs より、前記図２２のマップに基づいてタイヤ種
類の判定を行う。続くステップ１０８Ｆでは、前記図２
１のマップに基づき、判定されたタイヤ種に対応するね
じり共振周波数の判定基準値ｆLa，ｆLb，ｆLc，ｆHa，
ｆHb，ｆHcを選択して、警報用基準値ｆL ，ｆH として
記憶する。

【００６０】続いてフラグＦを「１」とする（ステップ
１０９Ｆ）。これにより、タイヤ交換を判定する上記ス
テップ１０１Ｆ〜１０９Ｆは車両スタート直後のみ実行
される。なお実際には、上記ステップ１０８Ｆ、車輪の
４輪全てについて、あるいは駆動輪２輪についてステッ
プ１０７Ｆでタイヤ交換と判定された場合にのみ実行さ
れる。

【００６１】図２４において、ステップ１１０〜１７０
は図７と同様である。ステップ１８０Ｆでは、演算され
た上記ねじり共振周波数ｆK が警報用基準値ｆH 以上と
なり、あるいは警報用基準値ｆL 以下となったか確認
し、なった場合にはステップ１９０にて警報表示する。
次に第８実施例について説明する。

【００６２】本実施例では、図２３のステップ１０７Ｆ
におけるタイヤ種類の判定を、図２１に示した直線的マ
ップに代えて、図２５に示す如き領域的マップを使用し
て行っても良く、上記図５のステップ１０２Ｆ，１０６
Ｆで算出されるタイヤ負荷半径ｒs とねじり共振周波数
ｆｓの値が、図２５のＸ領域、Ｙ領域、Ｚ領域のいずれ
に属するかにより、それぞれ通常のラジアルタイヤ、ス
タッドレスタイヤ、偏平タイヤを判定する。この場合
も、最終的に警報用基準値を変更するのは、実施例１と
同様、車輪の４輪全てについて、あるいは駆動輪２輪に
ついてタイヤ交換が判定された場合のみとする。かかる
構成によっても、上記第７実施例と同様の効果がある。

【００６３】さらにタイヤ種類の判定を、表１のマトリ
クスで行うこともできる。すなわち、工場出荷時の通常
ラジアルタイヤのタイヤ負荷半径ｒ0 、ねじり共振周波
数ｆ0 を基準として、走行開始時に測定されたタイヤ負
荷半径ｒs 、ねじり共振周波数ｆs の増減により９種類
のマトリクスで判定する。

【００６４】

【表１】

【００６５】例えば、通常のラジアルタイヤが装着され
ている場合、タイヤ空気圧低下によるねじり共振周波数
の減少と同時にタイヤ負荷半径も減少し、タイヤ空気圧
供給時にはねじり共振周波数の増加とともにタイヤ負荷
半径も増大する。この特性をマトリクス上に示すと表１
のａの部分となる。

【００６６】スタッドレスタイヤでは、使用されるゴム
材が柔らかいため、ねじり共振周波数は全体に低くな
り、表１のｂで示す部分となる。また、偏平タイヤの場
合は、一般的にその偏平率の影響でタイヤバネ定数が高
いため、ねじり共振周波数は全体に高くなって表１のｃ
で示す部分となる。この場合、表１の斜線部分は、通常
のラジアルタイヤかそれ以外のタイヤかの判別が困難な
部分であるが、他の車輪での判別結果と併せ考えること
で推定することができる。すなわち、空気圧低下ないし
上昇が２輪または４輪同時に起きることは稀であるか
ら、かかる場合にはタイヤ交換があったものと判定す
る。この場合、４輪または駆動２輪について同時にねじ
り共振周波数およびタイヤ負荷半径が減少した場合には
スタッドレスタイヤへの交換と、反対に増加した場合に
は偏平タイヤへの交換と判定される。本実施例によって
も、上記各実施例と同様の効果を得ることができる。

【００６７】なお、上記基準値ｒ0 ，ｆ0 としては、通
常のラジアルタイヤの最適空気圧時の値、あるいは車両
停止直前の値を使用することもできる。次に第９実施例
について説明する。本実施例では、タイヤやホイールの
交換に起因するタイヤ空気圧の誤判定を以下の方法によ
って防止する。

【００６８】一般的に左右の車輪でタイヤ・ホイールの
組合せを変更することは考えられない。そこで、車両の
駆動輪及び従動輪毎に、左右の車輪のねじり共振周波数
を求めて比較し、両者に差が生じたときは共振周波数の
低い側のタイヤの空気圧が低下したことが検知できる。
具体的には、図７におけるステップ１８０以降の処理を
図２６に示すようにする。

【００６９】ステップ２０１Ｊで前輪又は後輪の左側車
輪について演算されたねじり共振周波数ｆ_L と右側車輪
について演算されたねじり共振周波数ｆ_R とを比較し、
ステップ２０２Ｊ及びステップ２０３Ｊで共振周波数の
高い方をｆ_MAX とし、低い方をｆ_MIN とする。続くステ
ップ２０４Ｊでは、ねじり共振周波数（Ｈｚ）とタイヤ
空気圧（ｋｇ／ｃｍ² ）との関係から、ねじり共振周波
数ｆ_MIN に対するタイヤ空気圧の最小値Ｐ_MIN を求め
る。これは、タイヤ・ホイールの材質を変えること等に
よりばね下荷重が変化すると、ねじり共振周波数とタイ
ヤ空気圧の関係が図２７の斜線領域で示すようにばらつ
き、ねじり共振周波数が等しくても異なるタイヤ空気圧
が求まるためである。

【００７０】そして、ステップ２０５Ｊに進み前記タイ
ヤ空気圧の最小値Ｐ_MIN と、タイヤ空気圧の低下異常を
判定するために予め設定したスレッショルドレベルＰ_TH
と比較し、Ｐ_MIN ＜Ｐ_THであればステップ２０９Ｊへジ
ャンプして、タイヤ空気圧が異常低下した旨の警告表示
を表示部５に表示する。この処理は、左右の両輪のタイ
ヤ空気圧が同時に低下した場合のガード処理となる。

【００７１】尚、前記おいて、共振周波数ｆ_MIN の代わ
りに、ねじり共振周波数ｆ_MAX を用いてタイヤ空気圧の
低下を判定してもよい。この選択は左右車輪のタイヤ空
気圧の落ち込み具合（実際の車両での左右両輪相互のタ
イヤ空気圧の減り具合の関係等）を参考にして決定す
る。また、前記図２７に示すねじり共振周波数とタイヤ
空気圧との関係は、マップとして予めＥＣＵ４内に記憶
する。

【００７２】前記ステップ２０５Ｊの判定でＰ_MIN ≧Ｐ
_THであれば、ステップ２０６Ｊへ進む。ステップ２０６
Ｊでは、左右の車輪の前記ねじり共振周波数ｆ_MAX とｆ
_MINの差△ｆを求める。前記したように、タイヤ・ホイ
ールの材質を変えること等によりばね下荷重が変化する
と、ねじり共振周波数とタイヤ空気圧間の特性が変化す
る。従って、図２８に示すように、特性曲線（Ａ）によ
る場合の正常なタイヤ空気圧Ｐ_N に対するねじり共振周
波数ｆ_ANと、低圧異常のタイヤ空気圧に対するねじり共
振周波数ｆ_AWの差△ｆ_A は、特性曲線（Ｂ）による場合
の正常なタイヤ空気圧Ｐ_N に対するねじり共振周波数ｆ
_BNと、低圧異常のタイヤ空気圧に対するねじり共振周波
数ｆ_BWの差△ｆ_B よりも大きくなる。このため、左右の
車輪の前記ねじり共振周波数ｆ_MAX とｆ_MIN の差△ｆ
と、タイヤ空気圧の低下異常を判定するため一義的に求
めたねじり共振周波数差のスレッショルドレベルｆ_THと
の単純な比較では、タイヤ空気圧の低下異常を誤判定す
る虞れがある。

【００７３】左右の車輪におけるばね下係数要因の変化
は、左右の車輪のタイヤ空気圧の差によってのみ生じる
と考えれば、種種のタイヤ・ホイールの組合せに対して
正常タイヤ空気圧（例えば２．０ｋｇ／ｃｍ² ）と低下
警告タイヤ空気圧（例えば１．４ｋｇ／ｃｍ² ）のねじ
り共振周波数差との関係の特性図（図２９）を求め、正
常タイヤ空気圧とみなす高い側のねじり共振周波数ｆ
_MAX で検索することにより、タイヤ空気圧以外のばね下
係数要因によるねじり共振周波数への影響を吸収するこ
とができる。尚、前記図２９に示す特性図は、マップと
してＥＣＵ４内に記憶する。

【００７４】従って、ステップ２０７Ｊでは、正常なタ
イヤ空気圧とみなす高い側のねじり共振周波数ｆ_MAX に
対する前記ねじり共振周波数差のスレッショルドレベル
ｆ_THを、ＥＣＵ４内に記憶したマップにより求める。そ
して、ステップ２０８Ｊへ進み、ねじり共振周波数差△
ｆと前記マップから求めた新たなスレッショルドレベル
ｆ_THとを比較する。△ｆ≧ｆ_THであれば、ステップ２０
９Ｊでタイヤ空気圧が異常低下した旨の警告表示を表示
部５に表示する。また、△ｆ＜ｆ_THであればそのままリ
ターンする。

【００７５】尚、車両の走行状態によっては、同じタイ
ヤ空気圧でも危険な場合と危険でない場合がある。この
ため、図３０に示すマップでは車両の走行状態を表す車
速、又は旋回状態に対応して、前記ねじり共振周波数差
のスレッショルドレベルｆ_THを求める特性曲線を複数用
意する。上記実施例は、左右両輪のねじり共振周波数の
変化量（△ｆ）とタイヤ空気圧変化量との関係が、ばね
下係数要因により影響を受けるため、正常タイヤである
と思われる高い方のねじり共振周波数ｆ_MAX でねじり共
振周波数差のスレッショルドレベルｆ_THを補正すること
により、タイヤ空気圧の低下異常の誤判定を回避するこ
とができ信頼性を向上できる。

【００７６】また、左右両輪のタイヤ空気圧が同時に低
下する自然漏洩等の対策として、左右の車輪のねじり共
振周波数のｆ_MAX 又はｆ_MIN を判定しきい値として設定
することにより、絶対的なガードを設定することができ
る。この場合、タイヤ・ホイール等の種別によるねじり
共振周波数とタイヤ空気圧間の特性のばらつきに対して
は、設定するガード値及びねじり共振周波数のｆ_MAX 又
はｆ_MIN のいずれを選択するかにより前記判定しきい値
を調整する。

【００７７】次に第１０実施例について説明する。実際
に車両が一般道を走行したときに得られる車輪速度ｖの
時間波形の大きさ（振幅）は、図３１に示すように路面
の凹凸の程度により一様の大きさとは限らない。図３１
（ａ）の（Ａ）部分は、非常に荒れた路面を走行した場
合の車輪速度ｖの時間波形を示す。また、（Ｂ）部分は
低速度で走行した場合か、若しくはブレーキが作動した
制動時の車輪速度ｖの時間波形を示す。

【００７８】非常に荒れた路面を走行すると、タイヤの
みならずサスペンション等に衝撃的な力が作用し、サス
ペンション等の支持部に用いられるブッシュ類や防振ゴ
ムの非線形特性が影響し、タイヤ空気圧が同一であって
も、ねじり共振周波数が低めに検知される。また、制動
時等のように車両速度が低下すると、ねじり共振周波数
の演算に用いる信号レベル（ゲイン）が低下し共振点を
明確に検出できない。

【００７９】本実施例は上記問題点を解決するためにな
されたものであり、タイヤ空気圧検知に用いる信号レベ
ルが変化しても、精度よくタイヤ空気圧検知する点を特
徴とする。具体的には、図３２のフローチャートに示す
ように、ステップ１２２ＧにてＦＦＴ演算した後に、ス
テップ１２４Ｇでデータ選別処理を行う。データ選別処
理は、具体的にはＦＦＴ演算結果の車輪速度ｖの波形に
対して選別下限判定値ｖ_L及び選別上限判定値ｖ_H を設
定して、予め定めた周波数範囲（ｆ₁ 〜ｆ₂ ）内のピー
ク値ｖ_P と比較する。そして、ｖ_P ≦ｖ_L となる場合
（図３１（ｂ））又はｖ_P ≧ｖ_H となる場合（図３１
（ｃ））は、図３１（ａ）の（Ａ）部分及び（Ｂ）部分
に対して行ったＦＦＴ演算結果を、ねじり共振周波数ｆ
_K の演算には使用しないようにするものである。

【００８０】前記ステップ１２４Ｇで前記選別下限及び
上限判定値ｖ_L ，ｖ_H によりデータ選別処理を行なう
が、選別後のデータ（図３１の( Ｃ) 部分）に於いて
も、図３３に示すように各ＦＦＴ演算結果のゲインの大
きさが不揃いとなる。この結果、後の平均化処理の回数
が増加し、ねじり共振周波数ｆ_K の算出に時間がかか
る。このため、ステップ１２６Ｇでは、車輪速度信号の
ゲイン（大きさ）の調整を行う。このゲイン調整処理
は、予め定めた周波数範囲（ｆ₁ 〜ｆ₂ ）内の各ピーク
値ｖ_P の値が、各ＦＦＴ演算結果の波形に於いて、予め
設定した値ｖ_PK（同一値）に等しくなるように、ある係
数ｋ₁,ｋ₂ ・・・ ｋ_i をそれぞれＦＦＴ演算結果に乗ず
る。その後、図７のステップ１４０以下の処理を実行す
る。

【００８１】次に第１１実施例について説明する。本実
施例では、ＦＦＴ演算する前のデータ、すなわち車輪速
度ｖの時間波形に対して、データ選別処理及びゲイン調
整処理を行うことによって、第１０実施例と同様の作用
効果を得るものである。具体的には、図３４のフローチ
ャートに示すように、ステップ１００にて車輪速度ｖを
演算すると、ステップ１０２Ｈのデータ選別処理に進
み、図３５に示すように選別下限判定値｜ｖ_L ′｜及び
選別上限判定値を設定し、 車輪速度ｖの時間波形の大き
さが、（−ｖ_H ′〜−ｖ_L ′）の範囲及び（ｖ_L ′〜ｖ
_H ′）の範囲に入る波形データのみを用いる。

【００８２】ステップ１０４Ｈのゲイン調整処理は、デ
ータ選別処理後の車輪速度ｖの時間波形に対し、図３６
に示すように設定した一定時間△ｔ′内での各ピーク値
ｖ_P′の値が、予め設定した値（同一値）に等しくなる
ように、ある係数ｋ_i ′をそれぞれ一定時間△ｔ′内の
車輪速度ｖの値に乗ずる。そして、図７のステップ１２
０以下の処理を行って、タイヤ空気圧の低下を検出す
る。

【００８３】次に第１２実施例について説明する。本実
施例は、タイヤ空気圧を誤検知してしまいそうな状態を
検出して、この状態のときにはタイヤ空気圧の検知自体
を禁止してしまう点を特徴とする。図３７はＥＣＵが実
行する処理内容を表したフローチャートを示す。なお、
ＥＣＵは各車輪１ａ〜１ｄに対してステップ０１０Ｋ〜
０８０Ｋまでの処理を平行して行い、ステップ０９０Ｋ
のみ前輪１ａ，１ｂまたは後輪１ｃ，１ｄ毎に処理され
る。

【００８４】図３７において、ステップ０００ＫでＲＡ
Ｍの初期化及び初期値をセットする。ステップ０１０Ｋ
では車輪速度ｖを演算する。この演算された車輪速度ｖ
は後述する周波数解析（ＦＦＴ）演算のデータとなるた
めＲＡＭに格納しておく。また車輪速度ｖを演算する毎
にカウンタＮ１がカウントアップする。そして、ステッ
プ０３０Ｋにて一回の演算毎にカウントされたカウンタ
Ｎ１がＦＦＴ演算に必要なデータ数ｎ０に達したか否か
を判定する。データ数がｎ０に達していない場合はステ
ップ０１０Ｋに戻り引き続き車輪速度を演算する。デー
タ数がｎ０に達したと判定された場合には、ステップ０
４０Ｋに進み、カウンタＮ１を初期化するとともにＦＦ
Ｔ演算回数をカウントするカウンタＮ２をカウントアッ
プする。

【００８５】ステップ０５０Ｋでは、演算された車輪速
度に対して、第１実施例と同様にしてＦＦＴ演算を行な
う。ステップ０６０Ｋでは、ステップ０５０Ｋにおける
ＦＦＴ演算回数であるカウンタＮ２が所定回数ｎ１に達
したか否かを判定する。そして、カウンタＮ２が所定回
数ｎ１に達していないときには、さらにステップ０１０
Ｋ〜０６０Ｋを返し実行する。

【００８６】一方、カウンタＮ２が所定回数ｎ１に達し
ているときには、ステップ０７０Ｋにて演算回数Ｎ２を
初期化した後に、ステップ０８０Ｋに進み、第１実施例
と同様にして平均化処理を行う。次に、ステップ０９０
Ｋでは、上記平均処理により平均化されたＦＦＴ演算結
果に基づいて、ねじり共振周波数ｆ（左輪のねじり共振
周波数ｆL ，ねじり共振周波数ｆR ）を演算する。

【００８７】ステップ１００Ｋでは、演算されたねじり
共振周波数ｆL 及びｆR に基づいてタイヤ空気圧の低下
を検知し運転者に警告表示を行なう。図３８に具体的な
処理のフローチャートを示す。まずステップ１１０Ｋ〜
１３０Ｋにて現在のタイヤ空気圧の検定を行っても良い
かの判定を行なう。

【００８８】ステップ１１０Ｋでは、現在走行中の路面
状態を検出する。これは特定の悪路などを走行した場合
に各車輪速度に路面の凹凸に比例した信号成分が含まれ
てしまい、抽出したねじり共振周波数の精度が落ちてし
まうからである。この路面に起因する振動はバネ下荷重
による振動成分が単発的な入力であるのと比較して、そ
の振動が連続的に発生するため、車輪速度の時間変化の
監視を行なうことにより検出可能である。

【００８９】具体的には図３９のステップ１１１Ｋで上
記車輪の振動を判定する。比較的振幅の大きい車輪振動
を検出するためには図４０に示すように、所定の時間間
隔Ｔにおける車輪速度の振動のピーク（山）から次のピ
ーク（谷）までの振動の振幅，周期およびその個数を監
視してやれば良い。このピーク間の振幅および周期が予
め定められた所定値より共に上回っており、かつその個
数が複数（２コ以上）である場合には路面の凹凸に起因
する振動であることが検出できる。このようにしてステ
ップ１１１Ｋで車輪振動中であることが判定された場合
にはステップ１１４Ｋで空気圧の判定を禁止状態とする
（車輪振動状態でない場合はステップ１１３Ｋで判定許
可状態とする）。尚、この路面状態の振動は転動輪・駆
動輪に関係なく現れるが、駆動輪には後述する車両系の
振動も含まれる場合があるため、転動輪のみを用いて上
記判定を行うのが一般的である。

【００９０】ステップ１１０Ｋで悪路状態による空気圧
判定禁止領域であると判断された場合にはステップ０１
０Ｋに戻る。次にステップ１２０Ｋでは現在の走行状態
の判定を行う。空気圧の判定を禁止する走行状態として
は、制動中、加速中、タイヤチェーン装着中、
低速走行中であり、図４１に示すような処理により判定
される。まず、車両の加減速状態を判定するためにステ
ップ１２１Ｋで現在の車体速度ＶSOを転動輪の車輪速度
（ＶWPR,ＶWRL)情報に基づいて数２のように演算する。

【００９１】

【数２】 ＶSO（ｎ）＝Ｍｅｄ｛Ｍａｘ（ＶWPR,ＶWRL)，ＶSO（ｎ−１）＋αUP・Δｔ， ＶSO（ｎ−１）−αDW・Δｔ｝ ただし、Ｍｅｄ，Ｍａｘはそれぞれ括弧内の中間値，最
大値を選択する関数 αUP，αDWはそれぞれ車体の加減速度のガード Δｔは車体速度の演算間隔 を表す。

【００９２】これは、駆動輪に対し転動輪がスリップを
発生し難く、車体速度により近い情報であり、低μ路な
どでの転動輪のロックを考慮して左右輪のＭａｘ側速度
を、また、転動輪両輪同時にスリップが発生した場合の
ガードとして所定のαUP，αDWの項で示される車輪速度
変化限界値とのＭｅｄを採ることで推定精度を向上させ
ている（公知ＡＢＳまたはＴＲＣ装置にて実用済み）。

【００９３】次にステップ１２２Ｋで実際に車両が加速
または制動を行っているか否かを判定するために前記車
体速度の所定時間毎の変化量ΔＶSOを数３の様に演算す
る。

【００９４】

【数３】ΔＶSO（ｎ）＝ＶSO（ｎ）−ＶSO（ｎ−１） この車体速度変化量ΔＶSOの絶対値についてステップ１
２３Ｋにおいて所定の基準値ＫＤＶとの比較を行う。こ
れにより車体が所定値以上の加速または減速を行ってい
ることが検出可能である（加速側・減速側個別に判定基
準値を設定しても良い）。ここでΔＶSOがＫＤＶを上回
っている場合は加速または減速（制動）により車体系の
ねじれ振動成分が車輪速度情報に含まれているとしてス
テップ１２８Ｋに進み、空気圧の判定を禁止する状態と
する。詳細な説明は省くが、ブレーキやアクセルを運転
者が操作しているのを検知するセンサを取り付けること
により、車輪情報を用いなくても、加減速を検知可能で
ある。ステップ１２３Ｋで加減速が閾値内であった場合
にはステップ１２４Ｋに進みタイヤチェーン装着の有無
を判定する。ステップ１２３Ｋのタイヤチェーン装着判
定に関する詳細を図４２に示す。タイヤチェーン装着時
は、一般的に駆動輪に装着されるため、路面による振動
のみの転動輪と比べ、駆動輪の振動は相対的に大きくな
る。そのため、転・駆動輪間の車輪速度を相対比較する
ことにより検出可能である。

【００９５】具体的には図４２のステップ３１０Ｋ，３
２０Ｋで、悪路状態を判定するステップ１１１Ｋと同様
の処理を転動輪および駆動輪について行ってやれば良
い。このようにしてステップ３１０Ｋ，３２０Ｋで駆動
輪のみ振動中であることが判定された場合にはステップ
３５０Ｋでタイヤチェーン装着状態をＯＮ（装着中）に
する（車輪振動状態でない場合はタイヤチェーン装着状
態をＯＦＦにする）。

【００９６】タイヤチェーン装着中である場合にはステ
ップ１２８Ｋに進み、空気圧の判定を禁止する状態が設
定される。ステップ１２５Ｋでタイヤチェーンの装着も
されていないと判定された場合に、ステップ１２６Ｋに
進み最後に車両の走行状態を判定する。これは車輪速度
を検出するためのセンサからのパルス入力が存在しない
限り正確な車輪速度を検出できないため、その振動成分
について周波数解析する意味がないためである。

【００９７】ここでは車輪毎にその回の演算周期での車
輪速度センサからの入力パルス個数をチェックする。こ
の入力パルスが前回演算時と今回演算時共に１個以上あ
る場合に初めてそのパルス個数とパルス入力時間間隔を
用いて今回の車輪速度を演算可能となる。従って前回お
よび今回共に入力パルス個数が０でない場合のみステッ
プ１２７Ｋに進み空気圧判定許可状態とする。それ以外
の状態ではステップ１２８Ｋに進み空気圧の判定を禁止
状態とする。

【００９８】このようにして現在の走行状態が空気圧の
判定を禁止する状態であると判断された場合にはステッ
プ０１０Ｋまで戻る。ステップ１２０Ｋからの処理で走
行状態による空気圧判定禁止状態が成立しない場合には
ステップ１３０に進み、最後に応急タイヤの判定を行
う。特殊な車両を除いて応急タイヤには一般的に標準タ
イヤとはタイヤ径の異なる異径タイヤが設定されてい
る。このため、異径タイヤを装着している輪の車輪速度
は他の輪の速度に対しタイヤ径に比例して高速になる。
従ってこの状態を検出することで応急タイヤ装着時の誤
判定は防止できる。

【００９９】具体的には図４３に示すようにステップ１
３１Ｋで車輪速度４輪の平均速度ＶWAVEを以下の数４で
計算し、ステップ１３２Ｋでは４輪の内最大となる車輪
速度ＶWMAXを検出する。次にステップ１３３Ｋで数５で
示すように、ＶWAVEとＶWMAXを比較しこの差がＶWAVEの
ＫＴＥＭＰ〔％〕以上であればＶWMAXに該当する車輪を
テンパタイヤであると判定する。このようにしてテンパ
タイヤが装着されていると判定された場合には１１０
Ｋ，１２０Ｋ同様ステップ０１０Ｋに戻る。

【０１００】

【数４】ＶWAVE＝（ＶPR＋ＶPL＋ＶDR＋ＶDL）／４ ただし、ＶPR，ＶPL：右，左各転動輪速度 ＶDR，ＶDL：右，左各駆動輪速度

【０１０１】

【数５】ＶWMAX−ＶWAVE：ＫＴＥＮＰ×ＶWAVE／１００ ステップ１１０Ｋ〜１３０Ｋでタイヤ空気圧判定禁止状
態に含まれていない場合にはステップ９０Ｋで演算した
ねじり共振周波数ｆを用いてステップ１４０Ｋにて現在
の空気圧を演算する。そして、演算した空気圧を判定し
て、異常時には表示部５によって運転者に対する警告表
示を行う。

【０１０２】次に第１３実施例について説明する。本実
施例では、検出原理の異なる空気圧の判定手段を併用す
ることで、検出精度を向上することを目的とする。まず
概略について、まず図４４のメイン処理を表すフローチ
ャートに基づいて説明する。なおＥＣＵ４は各タイヤ１
a 〜１d についてステップ０１０Ｌ、０５０Ｌ、０８０
Ｌ、１５０Ｌ〜１７０Ｌまでの処理は４輪個別に行わ
れ、他のステップは４輪について一回だけ処理される。
まずステップ０００ＬでＲＡＭの初期化及び初期値をセ
ットする。ステップ０１０Ｌではタイヤ回転速度Ｖを演
算する。ステップ０２０Ｌでは演算された各タイヤの回
転速度Ｖa 〜Ｖd の値から平均速度ＶAVE を計算する。
ステップ０３０Ｌではタイヤの回転速度演算の回数をカ
ウントするカウンタがカウントアップされる。尚、Ｎ１
はタイヤ回転速度演算開始判定用、Ｎ２はねじり共振周
波数演算用のカウンタである。ステップ０４０Ｌではカ
ウンタＮ１の値がタイヤ回転速度を演算するための積算
回数ｎ１に到達したか否かを判定し、到達した場合には
ステップ０５０Ｌの後述するタイヤ回転速度による空気
圧の検出処理２００Ｌが行われる。また積算回数がｎ１
に達していない場合にはステップ０５５Ｌに進み各タイ
ヤ毎の積算速度及び平均速度の積算値を順次計算する。

【０１０３】ステップ０６０Ｌはステップ０５０Ｌで空
気圧検出処理が終了した場合に次回の計算用にカウンタ
Ｎ１及び各タイヤの積算速度及び平均速度の積算値をそ
れぞれゼロクリアする。次のステップ０７０Ｌではねじ
り共振周波数の積算タイミングを判定するために、ステ
ップ０４０Ｌと同様にカウンタＮ2 を所定回数ｎ2 と比
較する。このｎ2 は後述する周波数解析演算（以下単に
ＦＦＴ演算という）を行うためのデータ個数を意味す
る。ステップ０７０ＬでＦＦＴ演算を開始可能と判断さ
れた場合はステップ０８０Ｌに進みＦＦＴ演算を実行し
て後述するねじり共振周波数による空気圧の検出処理３
００Ｌを行う。ステップ０９０Ｌは次回の検出用にカウ
ンタＮ2 をゼロクリアする処理である。次のステップ１
００Ｌはタイヤの回転速度やねじり共振周波数などの情
報から車両の走行状態を推定する後述する処理４００Ｌ
である。ステップ１００Ｌでは車両の走行状態につい
て、タイヤ回転速度またはねじり共振周波数のどちらの
検出手段の検出精度の信頼性が高いかを判定するため
Ａ、Ｂ、Ｃの３段階の走行状態に分類される。

【０１０４】走行状態Ａはタイヤ回転速度の判定結果の
信頼性がより高い場合で出力する空気圧を計算するため
の各空気圧判定結果Ｐ1 、Ｐ2 の重み付け係数Ｋ1 、Ｋ
2 に対しＫ1 側にウエイトを置いたＫA1、ＫA2が設定さ
れステップ１５０Ｌに進む。また走行状態がＢであると
判断された場合にはねじり共振周波数の判定精度の方が
信頼性が高いため、ステップ１４０ＬでＫ２にウエイト
を持たせた係数ＫB1、ＫB2が設定されステップ１５０Ｌ
に進む。また、走行状態がＣである場合はタイヤ回転速
度またはねじり共振周波数いずれの検出手段の判定値も
信頼性が低い状態としてステップ１７０Ｌへ進むことに
より空気圧の表示を更新しない。尚、ここでステップ１
７０Ｌには進まず空気圧判定が困難であることをユーザ
に警告するため、所定の表示状態をステップ１６０Ｌで
表示させることも可能である。ステップ１５０Ｌはステ
ップ１２０Ｌまたは１４０Ｌで設定された係数Ｋ1 、Ｋ
2を用いて出力する空気圧Ｐを計算する。尚、２つの検
出手段の判定値を重み付けでなく切り換えて出力したい
場合には、設定係数ＫA1＝１．０、ＫA2＝０．０といっ
た設定値を代入してやることで容易に実現可能である。
ステップ１６０Ｌの処理は計算された空気圧Ｐを基に表
示回路の更新を行う処理である。次のステップ１７０Ｌ
は２つの検出手段の判定値からタイヤの摩耗やサスペン
ション等の経年変化及びユーザによるタイヤやホイール
交換のいずれかといった空気圧以外の変動要因が発生し
た場合を検出して正常時のタイヤ回転速度及びねじり共
振周波数を変更するように学習する後述する処理５００
Ｌであり、このような変動が発生した場合にも空気圧の
検出を正確に行うことを可能としている。

【０１０５】以上が全体的な流れを示した説明であり、
以下に各処理に関する詳細な説明を行う。図４５はタイ
ヤ回転速度に基づいて空気圧の計算を行う処理２００Ｌ
であり、各タイヤについてステップ２２０Ｌ及びステッ
プ２３０Ｌにより空気圧Ｐ1iが計算される。まずステッ
プ２１０Ｌでは各タイヤ番号を示す変数ｉに前輪右タイ
ヤ（以下ＦＲタイヤという）であるａが設定される。次
にステップ２２０Ｌではそのタイヤの積算値と前後輪左
右タイヤの平均速度積算値の差ＤＶｉが計算される。荷
重移動や旋回半径の影響及びタイヤ摩耗といったタイヤ
回転速度に影響を及ぼす他の要因が存在しない場合には
このＤViは空気圧による変動分であるため、ステップ２
３０Ｌで示すように補正係数ＫG1を乗ずることで空気圧
変化量△P1を計算できる。この△Ｐ１と正常圧Ｐ0iとの
差を求めれば現在の空気圧Ｐ1iが算出可能となる。ステ
ップ２４０Ｌでは変数i をインクリメントして次のタイ
ヤについて同様の判定をする。ステップ２５０は変数i
が最後のタイヤである後輪左タイヤ（以下ＲＬタイヤと
いう）を示すd であるかどうかを判定し、d以上になっ
た場合に前後輪左右タイヤの計算が終了したとして空気
圧検出処理からメイン処理０００Ｌに復帰する。ここで
は前後輪左右タイヤの平均回転速度と各タイヤ回転速度
を比較して空気圧の判定を行っているが、例えば対角タ
イヤや前後及び左右タイヤ間の回転速度を平均、差分処
理などを併用することにより空気圧の検出を行ってもよ
い。

【０１０６】図４６はねじり共振周波数に基づいて空気
圧を検出する処理３００Ｌであり、各タイヤについてス
テップ３２０Ｌ〜３７０Ｌの処理により空気圧Ｐ2iが計
算される。まずステップ３１０Ｌでは各タイヤ番号を示
す変数i にＦＲタイヤであるａが設定される。次にステ
ップ３２０Ｌでは時間軸データであるn1個のタイヤ回転
速度から周波数分布を求めるためにＦＦＴ演算（周波数
解析演算）を行う。次にステップ３３０Ｌで周波数デー
タの獲得個数をカウントするカウンタＮ21をカウントア
ップする。これはタイヤ回転速度センサの精度や路面な
どの影響により発生する特定のノイズを加算平均処理に
より除去するためのものであり、ステップ３４０Ｌで所
定の回数ｎ21に到達したか否かを判定し、未到達の場合
はステップ３４５Ｌにて周波数情報について周波数毎の
加算処理を行い、空気圧の判定は行わずに次のタイヤに
進む（その場合、今回のねじり共振周波数による空気圧
判定値としては前回までの最新の判定値が保持されてい
る）。

【０１０７】ステップ３４０Ｌでねじり共振周波数を検
出可能な積算回数ｎ21に到達したと判断されると、ステ
ップ３５０Ｌに進み周波数領域のデータ積算値を各周波
数について平均化する処理が行われる。次にステップ３
６０Ｌでは加算平均された周波数分布からねじり共振周
波数を算出する処理が行われる。具体的には例えば、予
め適合等により設定された周波数範囲における各周波数
のゲイン比較を行い、その最大値を取る周波数をねじり
共振周波数ｆK とする。次にステップ３７０Ｌで求めら
れたねじり共振周波数ｆK から所定の変換により空気圧
Ｐ2iを算出する。具体的には図５７に示すように、その
車両（タイヤを含む）の特性に基づいたねじり共振周波
数−空気圧の変換マップをＣＰＵのＲＯＭなどに設定す
ることで簡単に実現できる。ステップ３８０Ｌでは変数
ｉをインクリメントして次のタイヤについて同様の判定
をする。ステップ３９０Ｌは変数ｉが最後のタイヤであ
るＲＬタイヤを示すｄであるかどうかを判定し、ｄ以上
になった場合に前後輪左右タイヤの計算が終了したとし
て空気圧検出処理３００Ｌからメイン処理０００Ｌに復
帰する。

【０１０８】図４７には走行状態の検出方法の一例であ
る処理４００Ｌを示す。これは路面入力を検出してその
荒れ具合により各検出手段の判定値に重み付けを行うた
めのものである。まずステップ４１０Ｌにてタイヤ回転
速度情報から路面の荒れ具合を判断するための振動成分
を抽出するために所定の帯域（ここではタイヤ回転速度
成分の絶対値としての直流成分）をカットすることがで
きる以下の演算式のように、予め設定された係数を持つ
高域通過デジタルフィルタによってタイヤ回転速度の高
域通過フィルタ（Ｈ，Ｐ，Ｆ）処理を行う。ただし、Ｋ
a1〜Ｋb2はフィルタカットオフ周波数で決定される定数
である。

【０１０９】

【数６】 ＶAC(n) ＝Ｋa1・ Ｖi(n)＋Ｋa2・ Ｖi(n-1)＋Ｋa3・ Ｖi(n-2)＋Ｋb1・ ＶAC (n-1)＋Ｋb2・ ＶAC(n-2) 尚、このＶi は各タイヤについて個別に求めても良い
し、駆動系固有の振動を除去する目的で転動タイヤのみ
の平均値またはどちらか一タイヤの情報を代表値として
用いても良い。次にステップ４２０Ｌでは求められた振
動成分ＶACの所定時間内の平均振動幅ＤＶACを計算し、
ステップ４３０Ｌでまず、所定のスレッシュレべルＴＨ
R1との比較を行う。このスレッシュレベルＴＨR1はタイ
ヤ回転速度による空気圧の検出精度がねじり共振周波数
のそれよりも優れている上限の振動レベルを設定したも
ので、ＤＶACがそれより小さい場合にはステップ４５０
Ｌに進み重み付け係数をタイヤ回転速度側を有利にする
ための状態である走行状態Ａをセットしてメイン処理０
００Ｌに戻る。

【０１１０】ステップ４３０Ｌで振動レベルがＴＨR1以
上であると判断された場合にはステップ４４０Ｌに進み
ＴＨR1よりも大きな値の設定されたスレッシュレべルＴ
ＨR2との比較が行われる。このスレッシュレベルＴＨR2
はねじり共振周波数で検出可能な最大の振動レベルを設
定したもので、ある振動レベルを超過した極悪路などで
はねじり共振周波数が路面による振動ノイズレベルと混
合され分離不可能となってしまうためねじり共振周波数
の検出が困難となってしまうためである（ねじり共振周
波数の路面入力レベルに対する特性は図５９に示す）。
また原理上明らかなようにタイヤ回転速度による空気圧
の検出手段ではこれらの悪路ではランダム振動の影響で
各タイヤ同士の回転速度比較が不可能となり、やはり検
出精度は確保できない（タイヤ回転速度の路面入力レベ
ルに対する特性は図６０に示す）。従って、このような
極悪路レベルの路面を通過している場合はステップ４７
０Ｌにて走行状態Ｃを設定することで空気圧の更新また
は表示を中止する。尚、このねじり共振周波数を見られ
なくなるような荒れた路面は一般路走行においてはその
頻度及び継続時間ともに十分に小さいためシステム性能
の低下にはつながらないと思われる。ステップ４４０Ｌ
でＤＶACがＴＨR2よりも小さいと判断された場合はねじ
り共振周波数から求めた空気圧の精度が十分確保された
状態とみなして走行状態Ｂをステップ４６０Ｌで設定す
る。

【０１１１】図４８は経年変化などによるタイヤ回転速
度またはねじり共振周波数の変化による空気圧の誤検出
を防止するために、２種類の検出値から正常圧に対する
変更をするように学習を行う処理５００Ｌである。ステ
ップ５１０Ｌは各検出値の相互比較をできるだけ外乱性
ノイズの少ない所定の条件下で行うために、学習を行う
かどうかの判定処理である。ここでは例えば各タイヤの
回転速度に基づいて直進状態や加減速度合いを判断し、
加減速の度合いが小さい直進走行状態にあるか否かを判
定し、前記直進走行時のような一定条件下での走行状態
時を学習許可状態と定義する。ステップ５１０Ｌで学習
許可状態でないと判定された場合にはメイン処理０００
Ｌに戻る。逆に学習許可状態である場合、まずステップ
５２０Ｌでタイヤ回転速度による空気圧判定値Ｐ１が正
常圧であるかどうかを判断する。ここで空気圧が正常圧
である場合はステップ５３０Ｌへ進みねじり共振周波数
による空気圧判定結果Ｐ２について同様に正常圧か否か
の判断を行う。両方の検出圧が共に正常値である場合は
経年変化等が発生していない正常圧の状態と判断してメ
イン処理０００Ｌに戻る。

【０１１２】ステップ５３０Ｌでねじり共振周波数の判
定値が正常値と異なっている場合、前記走行状態におい
て考えられる原因としてはタイヤ及びホイールのいずれ
かの変更による偏平率の変更、軽量化、またはサスペン
ションブッシュなどの経年変化もしくはラジアルタイヤ
からスタッドレスタイヤへの変更であることが判別でき
る。従ってステップ５５０Ｌではねじり共振周波数から
空気圧を算出するための変換マップ２を変更する。具体
的な変更の方法としては現在のねじり共振周波数を正常
圧として、図５８に示すように前後のねじり共振周波数
についても線形変更することにより空気圧検出値を変更
する。またステップ５２０Ｌでタイヤ回転速度による空
気圧の検出値が正常圧でない場合は、ステップ５４０Ｌ
でねじり共振周波数による検出圧が正常値であるか否か
の判定を行う。ここで空気圧Ｐ２が正常値を示す場合
は、タイヤの摩耗やタイヤ径の変化を伴ったタイヤの変
更などが発生したことを検出できる。この場合はステッ
プ５６０Ｌに進みタイヤ径を変更する。具体的には前後
輪左右タイヤの平均速度ＶAVE 及び前回までに補正され
た各輪のタイヤ径Ｒi(n-1)及び各タイヤ回転速度Ｖi と
から次に示す演算式によって補正された各輪タイヤ径Ｒ
i(n)を算出する。

【０１１３】

【数７】Ｒi(n)＝Ｒi(n-1)・(Ｖi／ＶAVE) この新たに変更されたＲi に基づき以降のタイヤ回転速
度計算が行われるため純粋な空気圧の変化を検出し続け
ることが可能となる。またステップ５４０Ｌで空気圧Ｐ
２も正常圧でないと判断された場合は、空気圧の低下と
経年変化などを分離不可能なため変更を行わずメイン処
理０００Ｌに戻る。尚、ここで参照される空気圧検出値
Ｐ１及びＰ２は各タイヤについて個別に行われても良い
し、判定精度の向上や経年変化、タイヤ等の変更の実状
を考慮して前輪タイヤまたは後輪タイヤについて平均処
理やＡＮＤ処理を行ってやることで経年変化などの状況
をより詳細に解析可能となる。以上の処理により従来の
システムに対しあらゆる面で精度の向上した空気圧検知
が可能になると共に、従来のシステムで最大の問題点と
考えられるイニシャル状態の学習をユーザの手を煩わせ
ることなく実現可能なメンテナンスフリーのシステムと
することができる。

【０１１４】次に本発明の第１４実施例について説明す
る。図４９に走行状態として旋回状態を検出して空気圧
の検出手段を切り換える場合の方法６００Ｌを示す。ス
テップ６１０Ｌでは、まず旋回状態で発生する左右タイ
ヤ間の速度差が演算される。一般的に旋回状態では前後
輪タイヤ共に速度差が発生するため、ＤＶＦ、ＤＶＲと
いう前輪タイヤ、後輪タイヤそれぞれのパラメータを演
算することにより正確な検出を行うことが可能である。
尚、ここで利用する各タイヤの回転速度は前後輪左右タ
イヤとも正常圧であれば以下の処理で正確に旋回状態を
判定できるが、いずれかのタイヤに空気圧の異常が発生
している場合には、そのタイヤの回転速度に影響を与え
てしまうために正確に旋回状態を判定することが不可能
になってしまう。その場合の対応策として前回の判定ま
でに既に空気圧の異常が検出されている場合には、対応
するタイヤの回転速度に対してタイヤ径の変化分を考慮
した変更を施したタイヤ回転速度を用いることで解決で
きる（変更方法については、図４８で説明したタイヤ径
の変更方式と同様の方法で対応可能）。

【０１１５】次のステップ６２０Ｌでは前輪タイヤの回
転速度差ＤＶＦが所定以上の旋回状態で現れる回転速度
差以下であるかを判断する。このスレッシュレベルＴＨ
ＶＦＡは横Ｇや荷重移動の影響でタイヤ回転速度やねじ
り共振周波数が非線形に変化する旋回領域での回転速度
差を表したものであり、実験データなどから得られる定
数である（ねじり共振周波数と旋回半径の特性について
は図６２に示す。タイヤ回転速度の左右輪差と旋回半径
の特性については図６１に示す）。またタイヤの回転速
度により定数を切り換えても良い。それは以下に示す各
スレッシュレベルについても同様である。ここでＤＶＦ
がＴＨＶＦＡを上回っている場合は、両方式の検出結果
とも信頼できないものとしてステップ６８０Ｌにて走行
状態Ｃを設定する。ＤＶＦがＴＨＶＦＡ以下の場合には
ステップ６３０Ｌに進み後輪タイヤについて同様の判定
を行う。前後輪タイヤとも上記スレッシュレベル以下の
場合はステップ６４０Ｌに進み再度前輪タイヤの回転速
度差のレベル判定を行う。ここで設定されたＴＨＶＦは
旋回によるタイヤ回転速度の差が発生しないほぼ直進状
態での回転速度差レベルを表している。

【０１１６】ステップ６５０Ｌで後輪タイヤに関する同
様の判定を行って、前後輪タイヤ共に直進状態を検出し
ている場合には、タイヤ回転速度による空気圧の判定結
果が利用できるためステップ６６０Ｌで走行状態Ａを選
択する。それ以外の旋回状態はねじり共振周波数の検出
結果を利用するために、ステップ６７０Ｌで走行状態Ｂ
を設定する。このようにして比較的直進に近い安定した
走行状態にある場合にはタイヤ回転速度の検出結果を、
共振現象に変化の現れない程度の旋回状態ではねじり共
振周波数の検出結果をそれぞれ利用し、それ以上の急激
な旋回状態（実走行に占める割合は十分小さく検出性能
の低下にはつながらない）では前回の検出結果を保持す
る処理が実現できる。尚、本実施例における他の処理は
実施例１３と同様とする。また、今回の旋回状態の判定
にはタイヤ回転速度情報を用いたが、これとは別に直接
旋回状態を検出可能なセンサ（たとえば、ハンドル角セ
ンサやヨーレートセンサなど）を用いることにより更に
旋回状態の検出精度を向上させることも可能である。

【０１１７】次に本発明の第１５実施例について説明す
る。図５０に走行状態としてエンジンに連結していない
転動輪の加減速度状態を検出してタイヤ空気圧の検出手
段を切り換える方法７００Ｌを示す。まず、現在の車体
速度を求めるためにステップ７１０ＬでＶＴ0 を演算す
る。一般的に加速状態では前記転動輪の回転速度には何
等のスリップも発生していないため、転動輪の回転速度
情報の利用が可能である。また減速状態では低μ路など
での各タイヤ落ち込み状態のばらつきが想定されるが所
定の減速度ガードを併用することで十分実用的な推定精
度を達成できる（ＡＢＳ，ＴＲＣで実証済み）。また、
旋回状態での内外輪タイヤの回転速度差を補正するため
には左右の転動輪回転速度を加算平均する方法が有効で
ある。このようにして演算された推定車体速度ＶＴ0に
ついて、その時間変化を観測することにより車体の加減
速度（ＤＶＴ）を算出する。ステップ７２０Ｌではこの
算出されたＤＶＴを次のスレッシュレベルよりも大きい
所定の定数ＴＨＶＴ１と比較する。旋回状態と同様に所
定のレベル以上の加減速を行った場合、接地荷重の変化
による共振現象の変動が発生するため共振周波数の検出
結果の信頼性も低下する。

【０１１８】ＴＨＶＴ１，Ｔ２ともに実験データから得
られる定数である。ステップ７２０Ｌで加減速度がＴＨ
ＶＴ１より大きいと判定された場合にはステップ７６０
Ｌで走行状態をＣとして前回の検出結果を保持する。そ
れ以外はステップ７３０Ｌに進み次のスレッシュレベル
ＴＨＶＴ２との比較を行う。このスレッシュレベルＴＨ
ＶＴ２はほぼ一定走行に近い値を設定した定数であり、
このような状態では各タイヤのスリップレベルが十分に
小さいためタイヤ回転速度による空気圧検出精度は安定
する。従って、ＴＨＶＴ２より小さい加減速度である場
合はステップ７４０に進み走行状態をＡに設定する。そ
れ以上の加減速度を行っている場合には共振現象の検出
結果を利用するためステップ７５０Ｌで走行状態Ｂを設
定する。尚、これらのスレッシュレベルＴＨＶＴ１，Ｔ
２は路面−タイヤ間の摩擦係数に影響を受けるため、別
途路面μ状態を検出する手段を設けて、その検出結果に
よるスレッシュレベルＴＨＶＴ１，Ｔ２を補正すること
も可能である（二輪駆動車における加速度のタイヤ回転
速度の前後輪タイヤ差に与える影響を図６３に示す）。
また、タイヤ速度情報による推定演算の代わりに対地速
度計などの直接検知する手段を利用しても良い。

【０１１９】次に本発明の第１６実施例について説明す
る。図５１に走行状態として車両の姿勢変化（ロール、
ピッチ、ヨー）による荷重移動の検出結果を検出してタ
イヤ空気圧の検出方法を切り換える方法８００Ｌについ
て示す。ステップ８１０Ｌでは各走行状態でのロール、
ピッチ、ヨーを直接検知するセンサを用いてそれぞれの
状態量を検出する。ステップ８２０Ｌでは、まずロール
量を所定の定数ＫＭＲＡと比較する。このスレッシュレ
ベルは荷重移動によりタイヤ回転速度、ねじり共振周波
数ともに変動を発生するレベルが設定されており、これ
以上の場合はステップ８９５Ｌに進み走行状態Ｃを設定
して前回の検出結果を保持する。ロール量がＫＭＲＡよ
りも小さいレベルである場合、ステップ８３０Ｌでそれ
よりも小さいスレッシュレベルＫＭＲとの比較を行う。
もし、ロール量がこのスレッシュレベルＫＭＲ以上の場
合は荷重移動によりタイヤ回転速度に変動が発生してし
まうためタイヤ回転速度による検出結果の信頼性が低下
する。従ってステップ８８０Ｌに進み走行状態をＢと設
定することでねじり共振周波数の検出結果にウエイトを
置いた検出結果を算出する。ステップ８５０Ｌ〜８７０
Ｌの処理はピッチ、ヨーについてのロールの場合と同様
の判定を行う処理である。全ての検出結果が所定値以下
の状態になった場合、タイヤ回転速度の荷重移動による
変化が無視できるレベルであるため、ステップ８９０Ｌ
で走行状態Ａを設定する。尚、この各モーメントの検出
はタイヤ回転速度やＧセンサの出力を組み合わせること
により代用可能である。タイヤ回転速度及びねじり共振
周波数の接地荷重特性は図６４、及び図６５に示す。

【０１２０】次に本発明の第１７実施例について説明す
る。図５２に走行状態として車両の走行速度を検出して
空気圧の検出方法を切り換える方法９００Ｌについて説
明する。実際の路面では高速道路など比較的高い速度で
の走行を想定された路面では路面状態が良好であるた
め、共振現象を引き起こす路面凹凸の頻度が低下する。
従って、まずステップ９１０Ｌ〜９３０Ｌで実施例１３
及び１５で利用した路面入力、車体速度を算出する。ス
テップ９４０Ｌではこの演算された走行速度ＶＴ0 に基
づいて現在の走行状態に合った路面入力を検索する。こ
の検索方法としては予めプログラム内に設定した車体速
度とスレッシュレベルの関係を示すマップを利用するこ
とで簡単に実現できる。各速度でのスレッシュレベルは
実験データなどから得られる。このようにして検索され
たスレッシュレベルＴＨＲについてステップ９５０Ｌで
現在の路面入力ＤＶＡＣとの比較を行う。

【０１２１】ここでＤＶＡＣの値がＴＨＲよりも小さい
場合には、実施例１３の場合と同様タイヤ回転速度への
影響が無視できるレベルにありステップ９６０Ｌで走行
状態Ａを設定する。その反対にＤＶＡＣがＴＨＲ以上で
ある路面では共振現象が正確に把握できるためステップ
９７０Ｌで走行状態Ｂを設定する。このようにして各走
行状態に最適な空気圧の検出方法が選択される。また、
ここでは詳細な解説は行わないが、一般的に車両の走行
速度が上昇するとタイヤに発生する遠心力のタイヤ回転
速度への影響が無視できないレベルになるため、走行速
度のみを所定のスレッシュレベルと比較し、該スレッシ
ュレベル以上である場合には走行状態をＢとしてねじり
共振周波数の検出結果を優先させることも可能である。
図６６に走行速度による遠心力のタイヤ回転速度への影
響を示す。

【０１２２】次に本発明の第１８実施例について説明す
る。図５３に各種の走行状態を検出しこれらの総合評価
を行って空気圧の検出方法を切り換えるための方法１０
００Ｌを示す。実際の車両では前述の各走行状態はそれ
ぞれ単独で発生する場合は少なく、各種の状態が複合し
た走行状態が一般的である。複数の走行状態がいずれも
どちらか一方の空気圧検出手段のみを有利にさせる状態
では何等問題ないが、例えば良好な路面での旋回走行な
どどちらの空気圧検出方法にも一長一短があり一概には
選択できない。本実施例はこれら現実の走行状態での正
確な空気圧の検出方法を説明する。ここでは各走行状態
について、その度合いからいずれの検出手段が有利であ
るかを判定するための評価量を導入する。評価量として
は走行状態Ａを基準として、各走行状態の度合いから順
次評価量を走行状態Ｂ、Ｃ側へ補正していく、具体的に
は、例えば評価値の初期設定値を０として，ステップ１
０１０Ｌで示すように実施例１３〜１７で示すような方
法で各走行状態を検出する。次のステップ１０２０Ｌ〜
１０５０Ｌではそれぞれの検出結果に基づいてねじり共
振周波数が有利な場合の所定量を加算する。

【０１２３】また各状態の検出結果の内１つでも共振現
象に影響を与えるような状態が現れる場合には別途設定
したスレッシュレベルＴＨＬＢを評価値に加算すること
により以降の処理で自動的に設定する。このようにして
全ての状態に関して評価の終わった評価値に関してステ
ップ１０６０ＬでスレッシュレベルＴＨＬＡとの比較を
行う。このスレッシュレベルはタイヤ回転速度による検
出結果に何等影響の発生しない走行状態である場合の評
価量が設定される。そして評価量がこれら２つのスレッ
シュレベルの間にある場合にのみ走行状態Ｂを選択す
る。また、これとは別にそれぞれの走行状態について各
空気圧検出手段への影響の高い状態から優先順位を設定
し、その順に判定を行って走行状態Ａ〜Ｃを切り換える
処理とすることも可能である。またこれら走行状態の３
状態への分離を行わずに前記の評価量に基づいて各空気
圧検出結果への重み付け係数であるＫ１、Ｋ２を連続的
に切り換える方法でも良いし、これらの方法の組み合わ
せでも良い。

【０１２４】次に本発明の第１９実施例について説明す
る。図５４に経年変化等で発生する正常圧の検出値（タ
イヤ回転速度、共振周波数）の変化を学習するためのも
う１つの実施例１１００Ｌを示す。この実施例ではユー
ザなどで操作されるマニュアルのスイッチなどを設置す
ることにより、このスイッチが押されている場合にタイ
ヤの空気圧が正常であることをシステムに伝達する装置
の追加を前提とする。ステップ１１１０Ｌでは、この変
更要求がシステム側に伝達されているかどうかの判定を
行う。ここで変更要求がない場合は一切の変更を行わず
に実施例同様のメイン処理０００Ｌに戻る。変更要求が
発生していることが検出された場合には、ステップ１１
２０Ｌで変更可能な走行状態にあるか否かの判定が行わ
れる。

【０１２５】ここでの変更可能な走行状態とはタイヤ変
更やねじり共振周波数に影響を及ぼす要素の存在しない
走行状態であり、このような走行状態は前述の各実施例
で説明した走行状態検出手段を用いて判断される。ステ
ップ１１２０Ｌで変更可能な走行状態にあることが判別
された場合、ステップ１１３０Ｌに進んで現在のタイヤ
回転速度、ねじり共振周波数検出値を用いて実施例１の
様に正常圧に対する検出値の変更を行う。また、一般的
にタイヤ径を安定して検出可能な走行状態とねじり共振
周波数のそれとは異なる場合が多いため、学習許可状態
を個々に設けて独立して変更を行う方法でも良い。

【０１２６】次に本発明の第２０実施例について説明す
る。図５５にタイヤ回転速度及びねじり共振周波数を用
いた空気圧の判定手段の判定結果が一致した場合にのみ
空気圧の表示または更新を行う方法１２００Ｌについて
示す。ステップ１２１０Ｌ〜１２９０Ｌまでの処理は実
施例１におけるステップ０１０Ｌ〜０９０Ｌまでの処理
と同一であり、その部分の内容の説明を省略する。ステ
ップ１２９３Ｌでは各判定手段による検出圧Ｐ１、Ｐ２
を相互比較する。この比較の結果、それぞれの判定結果
が等しい（所定のレンジ内にある場合も含めることも可
能）場合にのみステップ１２９５Ｌに進み空気圧の表示
を行う。

【０１２７】次に本発明の第２１実施例について説明す
る。図５６にタイヤ回転速度及びねじり共振周波数を用
いた空気圧の判定結果について、それぞれの安定性を評
価して安定した判定結果を持つ判定手段を採用する方法
１３００Ｌについて示す。ステップ１３１０Ｌ〜１３９
０Ｌまでの処理は実施例１におけるステップ０１０Ｌ〜
０９０Ｌまでの処理と同一であり、その部分の内容の説
明を省略する。ステップ１３９１Ｌでは、それぞれの検
出結果についてその安定性を評価する。具体的な安定性
の評価方法としては、例えば各検出タイミングでの検出
圧について検出圧毎にカウンタを設けその分布状態を所
定時間観測する。所定時間が経過した後、それぞれの空
気圧分布状態を評価する評価量を算出する。例えば検出
された空気圧のレンジなどを評価量Ａ１、Ａ２とする。
ステップ１３９２Ｌではその評価量を相互比較する。こ
の場合は空気圧検出値のばらつきであるため、評価量の
小さい方が安定であると判断される。このようにしてス
テップ１３９３Ｌ、１３９４Ｌで安定した検出方法での
空気圧が表示用空気圧Ｐにセットされる。この場合の設
定すべき空気圧としては前記分布状態から判定された平
均空気圧を用いるのがよい。

【０１２８】上述した第１３乃至第２１実施例により、
ユーザによるタイヤ変更や経年変化を含めたあらゆる走
行状態に対応することができると共に、高い検出精度を
維持することができる。次に第２２実施例について説明
する。本実施例では、タイヤ空気圧を検知する際に、各
車輪のタイヤ状態を高精度に検知すべく、車体の絶対速
度に着目し、簡易に構成にて車体の絶対速度を精度良く
推定し、この推定した車体速度を用いて、タイヤ空気圧
を高精度に検知することを特徴とする。

【０１２９】まず、本実施例の特徴である相互相関から
位相遅れを算出し、これに基づいて絶対速度を算出する
原理について説明する。図６７に示すように、車両があ
る車速ＶＡＢで路面を走行すると、フロント車輪速度信
号Ｆ（ｔ）及びリヤ車輪速度信号Ｒ（ｔ）には、路面入
力（凹凸）によるタイヤの振動周波数成分が含まれるこ
ととなる。

【０１３０】例えば、高速道路の高架橋にみられる目地
突起や、マンホールの段差，突起あるいは、アスファル
ト舗装の改修部の継目や横断歩道のペンキ段差などで
は、特に顕著に発生する。一般的に、車両が直進走行状
態にある場合には、後輪は前輪とほぼ同一の路面形状を
走行すると考えられるため、路面形状やタイヤの摩耗に
よらず、前後輪の位相遅れをτとすると、Ｒ（ｔ）＝Ｆ
（ｔ−τ）の関係が成立する。（図６７（Ｂ）） よって、既知の値である車両のホイールベースＬを用い
て、絶対車両ＶABは以下の数式８のようになる。

【０１３１】

【数８】ＶAB＝Ｌ／τ 従って、前後輪の車輪速度信号Ｆ（ｔ），Ｒ（ｔ）から
位相遅れτを求めれば絶対車速ＶABを推定することがで
きる。そして、その位相遅れτの算出においては、例え
ば前後輪の車輪速信号Ｆ（ｔ），Ｒ（ｔ）をフーリエ変
換した後、以下の数式９に示すＲ（ｔ）とＦ（ｔ−τ）
の相互相関Ｒ_FRから求めるとよい。

【０１３２】

【数９】 Ｒ_FR（ｔ，ｔ−τ）＝Ｅ［Ｒ（ｔ）・Ｆ（ｔ−τ）］ （但し、Ｅ［ ］：総計平均） これにより、本実施例によれば、近年搭載車両の増加し
ているアンチスキッド制御装置（ＡＢＳ）を備える車両
等は、既に各タイヤに車輪速度センサが装備されている
ため、何ら新たなセンサ類を追加しなくとも、車体絶対
車速の検知が可能となる。

【０１３３】また、車両の実用範囲では、タイヤの摩耗
や種類及び路面状況には、ほとんど影響を受けない。更
に、車両ホイールベースＬは、mm単位で管理，計測でき
るため、本車体速推定装置では、極めて高精度な絶対車
対速が演算可能となる。図６８に、ＥＣＵ４が実行する
処理内容を表したフローチャートを示す。

【０１３４】図６８において、ステップ９０Ｍにおいて
初期設定した後、ステップ１００Ｍ〜ステップ１２０Ｍ
にて図７の第１実施例と同様の処理を実行する。すなわ
ち本実施例では、車体絶対車速の算定を、タイヤの移動
周波数成分に含まれる信号に基づき行なうため、車輪速
度がある程度変動する必要があるからである。ステップ
１１０Ｍ及びステップ１２０Ｍにおいて、ともに肯定判
断されるとステップ１３０Ｍに進み、どちらか一方にお
いて否定判断されると、ステップ１００Ｍに戻る。ステ
ップ１３０Ｍでは、演算された車輪速度に対して周波数
解析（例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ））演算を行
う。

【０１３５】次に、ステップ１４０Ｍ，１５０Ｍでは逆
フーリエ変換により、相互相関関数Ｒ_FR（τ）を求め、
ステップ１５０Ｍで位相遅れτを演算する。次に、ステ
ップ１７０Ｍでは、数式 により車体絶対車速Ｖ_ABを求
めステップ１８０Ｍで出力する。なお、ステップ１３０
Ｍの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）で使用する信号の周波
数範囲は、図６９に示すようにステップ１２０Ｍの次
に、適当な狭帯域フィルタ（Ｂ，Ｐ，Ｆ）を介して、ね
じり共振周波数成分が多く含むを用いても良い。

【０１３６】前後輪の位相差τにより、絶対車体速Ｖ_AB
を求めるには、図６８で示したように、高速フーリエ変
換（例えばＦＦＴ）を用いなければならないが、この演
算には、多くのメモリー（ＲＡＭ）が必要となり、演算
回数も多いため、ＥＣＵの演算負荷が問題となる場合が
ある。このような場合には、簡便な手段が必要となるの
で、以下その説明を行う。

【０１３７】図７０に、高速道路の高架橋やコンクリー
ト目地、あるいはマンホール路、さらには、アスファル
ト道路の改修部によく見られるような路面の目地，突
起，段差などを車両か通過した際、ばね下に発生する振
動の代表的パターンを示す。これは、ＡＢＳの車輪速信
号にも現われるために、図１に示すシステム構成で検知
可能である。

【０１３８】車両が直進に近い状態で走行する場合を想
定すると、前後輪の位相差τは、時間波形の中で、特徴
的な波形を比較することで検知可能となる。ＥＣＵ４の
処理の流れを図７１で説明する。前，後輪とも同じ処理
を行うので、前輪の処理のみ説明する。なお、図７１に
おいてステップ１５１Ｍ〜１５８Ｍが前輪に関するもの
であり、ステップ１５８Ｍ，１６１Ｍ〜１６７Ｍが後輪
に関するものである。ステップ１００Ｍで演算された車
輪速Ｖは、ステップ１５１ＭにてＥＣＵ４のＲＡＭに、
サンプリング時間分取り込まれる。ステップ１５２Ｍで
は、予め設定された車輪速変動幅ΔＶｔに対して大小比
較を行い、肯定されるとステップ１５３Ｍへ進む。これ
は、目地突起などを通過すると、比較的大きな入力が得
られるので、入力の大きさでまずデータを選別するため
である。

【０１３９】次に、ステップ１５３Ｍにて、ピークサー
チを行いＶ_Fmaxを求める。ステップ１５４Ｍでは、ステ
ップ１５３Ｍで求められたＶ_Fmaxを中心に、予め設定さ
れた時間幅Ｔｓに対し、それ以外の時間領域での車輪速
変動平均値Ｖ_aVE を求める。ステップ１５５Ｍでは、求
められたＶ_FmaxとＶ_aVE の比率Ｋｐを求め、ステップ１
５６Ｍにて予め設定された値Ｃとの大小比較を行う。こ
のとき肯定判断がなされると、ステップ１５７ＭにてＶ
_Fmax発生時の時間Ｔ_F を記憶する。

【０１４０】以上の処理は、車輪速データの中から、位
相差を時間領域で算定容易とするために、単発入力を選
別するためのものでる。ここで、前後輪から、Ｔ_F,Ｔ_R
が算定されるので、この差から位相差τを求めることが
できる。位相差τを求めた後は図６８のステップ１７０
Ｍ以降の処理を行う。なお、上述の前後輪の車輪速度の
振動成分から位相差τを求める処理は、車両の前後輪が
直進状態であることが前提となる。このため、左右輪の
車輪速度差が所定値以下であるとの条件、あるいは別途
ステアリングセンサを設けて操舵角が所定値以下との条
件等、直進状態を示す条件が成立したときに上述の処理
を行うようにする。

【０１４１】また、前述の実施例では車両の前後輪の車
輪速度の振動成分から車体の絶対速度等を求めたが車輪
角変位，角速度及び角加速度より求めることも可能であ
る。次に本発明の第２３実施例について説明する。第２
３実施例では、上述で算定された車体絶対車速Ｖ_ABを用
いることで、車両走行時のタイヤの回転半径である動負
荷半径を算定し、この動負荷半径よりタイヤの空気圧を
検知しようとするものである。このため、第２３実施例
では、図７２に示すようにタイヤ空気圧とタイヤ動負荷
半径との対応関係を示す特性をマップとして記憶し、車
体絶対車速Ｖ _ABから算定される動負荷半径からタイヤ空
気圧を直接推定する。

【０１４２】車両走行時のタイヤ動負荷半径は、タイヤ
空気圧だけでなく、タイヤに加わる荷重やタイヤの摩耗
及び車速の影響を受ける。そこで、図７２のタイヤ動負
荷半径と空気圧のマップに於いては、動負荷半径が荷
重，摩耗によって変動することを考慮し、バラツキの幅
を考慮する。また、図７３は車速による影響を考慮し、
車速からタイヤ動負荷半径の修正係数Ｋｒを求めるマッ
プである。

【０１４３】この第２３実施例では、ＥＣＵ４における
処理内容のみが、第２２実施例と異なり、その構成は同
じなので、構成の説明は省略し、処理内容だけを記載す
る。第２３実施例の処理内容を図７４のフローチャート
で説明する。ステップ２００Ｎ〜ステップ２２０Ｎまで
は、第２２実施例のフローチャート（図６８）のステッ
プ１００Ｍ〜ステップ１３０Ｍの演算処理と同一内容な
ので説明を省略する。

【０１４４】ステップ２２０ＮのＦＦＴ処理後、ＦＦＴ
演算回数をステップ２２５Ｎでカウントし、演算回数Ｎ
が所定値Ｎｏに達したか否かをステップ２３０Ｎで判断
する。ステップ２３０Ｎで肯定判断されるとステップ２
３５Ｎで所定回数のＦＦＴ演算結果の平均処理が行わ
れ、ステップ２４０Ｎ，２４５Ｎで逆フーリエ変換によ
り前後輪間の相互相関Ｒ_FR（τ）が求められる。ステッ
プ２５０Ｎでは、この相互相関Ｒ_FR（τ）から前後輪間
の位相差τが求められる。なお、ステップ２２５Ｎ〜ス
テップ２３０Ｎの処理は、ノイズの影響を除くためのも
のであり、路面状況及び車速によっては省略も可能であ
る。

【０１４５】次に、ステップ２５５Ｎでは、車両ホイー
ルベースＬを位相差τで除算することで、車体絶対車速
Ｖ_ABが求められる。ステップ２６０Ｎでは、車輪の回転
速度に比例し、所定の時間（ｄｔ）内にカウントされる
パルス数（ｎ）及び前記算定された車体絶対車速Ｖ_ABよ
りタイヤ動負荷半径ｒ_ABが算定される。更に、ステップ
２６５Ｎでは車速Ｖ_ABに対するタイヤ動負荷半径の修正
係数Ｋ_V がマップより求められ、修正タイヤ動負荷半径
ｒ_RFが求められる。

【０１４６】ステップ２７０Ｎでは、修正タイヤ動負荷
半径とタイヤ空気圧の関係（図７２）より、タイヤ空気
圧Ｐｒが推定される。そして、ステップ２７５Ｎにおい
て、算出されたタイヤ空気圧Ｐと予め設定されるタイヤ
空気圧の許容下限値Ｐ₀ とを比較し、算出されたタイヤ
空気圧Ｐが許容下限値Ｐ₀ 以下であるとき、ステップ２
８０Ｎに進む。

【０１４７】ステップ２８０Ｎでは、表示部５により、
タイヤの空気圧が低下している旨の警告表示を行う。次
に本発明の第２４実施例を説明する。ねじり共振周波数
が各車輪の車輪速信号から検知可能であることを示した
が、このねじり共振周波数は、タイヤ空気圧が低下する
と共振点が低下する。このた第２４実施例では、上述の
ねじり共振点の変化からタイヤの空気圧の状態を検知す
るとともに、前述の第２３実施例で説明したタイヤの動
負荷半径からもタイヤの空気圧の状態を検知する。そし
てそれぞれ検知されたタイヤ空気圧Ｐｆ，Ｐｒの偏差が
所定値ΔＰ以下となり、かつＰｆ，Ｐｒがタイヤ空気圧
の許容下限値Ｐ₀ を下まわった場合に、警告を出すよう
に構成したものである。

【０１４８】図７５，図７６のフローチャートにおい
て、ステップ３００Ｐ〜３７０Ｐは、第２３実施例のス
テップ２００Ｎ〜２７０Ｎと同一内容のため説明を省略
する。ステップ３７５Ｐでは、ステップ３３５Ｐで実施
される平均処理では、平均化が充分でない場合を考慮
し、共振点をさらに見易くするために、移動平均処理を
行う。ステップ３８０Ｐでは，ねじり共振点ｆ_K を検知
する。ステップ３８５では、図７７に示すように共振点
とタイヤ空気圧との関係から、現状のタイヤ空気圧Ｐｆ
を推定する。

【０１４９】ステップ３７０Ｐ及び３８５Ｐで推定され
たタイヤ空気圧Ｐｒ，Ｐｆに基づき、ステッフ３９０Ｐ
では双方の偏差を求め、この偏差が所定値ΔＰ以下にな
ったときのみステップ３９５Ｐへ進む。ステップ３９５
Ｐでは両者の値がともにタイヤ空気圧の許容下限値Ｐ₀
以下となった場合のみ、ステップ３９６Ｐにて警告表示
を行う。このような構成によれば、タイヤ空気圧の検知
がより正確となり、誤判定を防止することが可能とな
る。

【０１５０】次に本発明の第２５実施例について、図７
８，図７９を用いて説明する。この第２５実施例の電子
制御装置の処理は図７８，図７９のフローチャートに示
されるが、図７８におけるステップ４００Ｑ〜４３０Ｑ
は第２４実施例と同一のため説明を省略する。ステップ
４３５Ｑでは、車両の走行車速Ｖ_X が所定の下限車速Ｖ
_L から上限車速Ｖ_H の範囲内に存在するか否かの判定を
行い、肯定判断されるとステップ４４０Ｑへ進む。ここ
で下限車速Ｖ_L 及び上限車速Ｖ_H は、それぞれ１０km/
h, １５０km/h位の値に設定されることが望ましい。ス
テップ４４０Ｑでは、ステップ４００Ｑで演算される車
輪速度Ｖの変動幅Δｖを所定の値ｖ_L と比較し、肯定判
断されるとステップ４８５Ｑへ進む。なお、ステッフ４
４０Ｑにおける判定基準値ｖ_L は、ステップ４０５Ｑの
判定基準値ｖ_O よりも高く設定されることは言うまでも
ない。

【０１５１】ここで、ねじり共振周波数ｆ_K からタイヤ
空気圧を推定，演算する場合は、検知原理がタイヤ単体
の振動における特定の周波数領域の振動成分の大きさに
基づいており、極低速状態ではその振動自体が発生しに
くいため、求められるタイヤ空気圧の精度も低下しやす
いという問題点がある。また、車両が高速にて走行して
いる状態（例えば１５０km/h以上）でもタイヤ単体の振
動が発生しにくくなり、タイヤ空気圧が検知しにくいと
いう問題点がある。また、車両が氷上を走行している場
合などは、その走行路面が滑らかで振動の発生が小さ
く、やはり検出精度が低下するという問題がある。

【０１５２】このため、ステップ４３５Ｑ，４４０Ｑに
より車速が一定車速の範囲外（Ｖ_L≦Ｖ_X ≦Ｖ_H ）で、
かつ路面入力が少ない良路などでの空気圧検知は、前記
絶対車体速度Ｖ_ABから算定されるタイヤ動負荷半径ｒ_AB
を用いて空気圧検知を行うようにしている。ステップ４
８５Ｑ〜４９５Ｑの処理は、ねじり共振周波数よりタイ
ヤの空気圧を検知するためのもので、前記第２４実施例
と同一であるため説明は省略する。

【０１５３】一方、ステップ４３５Ｑ又は４４０Ｑで否
定判断されると、ステップ４４５Ｑへ進むが、ステップ
４４５Ｑ〜４８０Ｑの処理は、タイヤの動負荷半径より
タイヤの空気圧を検知するためのもので、第２４実施例
と同一のため省略する。なお、ステップ４７０Ｑでは、
前後輪の位相差τより求められた絶対車体速の左右差が
所定の値ΔＶ_AB以下（直進状態）であることを確認後、
ステップ４７５Ｑへ進む。

【０１５４】ステップ４９６Ｑでは、ステップ４８０Ｑ
又はステップ４９５Ｑにおいて推定演算された圧力Ｐｆ
又はＰｒと予め設定されるタイヤ空気圧の許容下限値Ｐ
_O とを比較し、算出されたタイヤ空気圧Ｐｆ又はＰｒが
許容下限値Ｐ_O 以下であるとき、ステップ４９７Ｑへ進
み警告表示を行う。次に、本発明の第２６実施例につい
て説明する。本実施例は前述の第２４、第２５実施例に
加えて、第４実施例のようなタイヤ交換したときにおけ
る対策を考慮している。

【０１５５】図８０のフローチャートにおいて、ステッ
プ５０１Ｒ〜ステップ５３５Ｒの処理は、既述の実施例
の処理と同一であるため、説明は省略する。なお、ステ
ップ５１５Ｒの処理は既にタイヤ種類の判定がなされて
いるか否かを判定するもので、フラグＦ＝１であるとき
には既に判定がなされていると判断されステップ５５０
Ｒに進む。

【０１５６】ステップ５４０Ｒ〜５４２Ｒでは、ステッ
プ５３５Ｒで得られたＦＦＴの平均処理結果に対して、
逆フーリエ変換を行い、前後輪の相互相関関数Ｒ
_FR（τ）から、位相差τを求め、ステップ５４３Ｒでは
位相差τ及びホイールベースＬから絶対車体速Ｖ_ABを求
める。次に、ステップ５４４Ｒでは、Ｖ_ABと所定時間ｄ
Ｔ内のパルス数ｎからタイヤ動負荷半径ｒ_ABを算定す
る。

【０１５７】一方、ステップ５４０Ｒ〜５４４Ｒの処理
と並列的にステップ５４５Ｒにてフーリエ変換（ＦＦ
Ｔ）の結果に対して更に平均処理を行い、ステップ５４
６Ｒにてねじり共振周波数ｆ_S の抽出を行う。ステップ
５４７Ｒでは、ステップ５４４Ｒで得たタイヤ負荷半径
とステップ５４６Ｒで求めたねじり共振周波数ｆ_S よ
り、前記図２１のマップに基づいてタイヤ種類の判定を
行う。続くステップ５４８Ｒでは、前記２２のマップに
基づき、判定されたタイヤ種類に対応するねじり共振周
波数の判定基準値ｆLa，ｆLb，ｆLcを選択して、警報要
基準値ｆＬとして記憶する。

【０１５８】続いてステップ５４９ＲにてフラグＦを
「１」とする。これにより、タイヤ交換を判定する上記
ステップ５２０Ｒ〜５４９Ｒは車両スタート直後のみ実
行される。なお実際には、上記ステップ５４８Ｒは、車
輪の４輪全てについて、あるいは駆動輪２輪についてス
テップ５４７Ｒでタイヤ交換と判定された場合にのみ実
行される。

【０１５９】一度、タイヤ交換と判定されると、ステッ
プ５０１Ｒへ戻り、ステップ５０５Ｒ，５１０Ｒ，５１
５Ｒにてそれぞれ肯定判断されたとき、ステップ５５０
Ｒに進む。ステップ５５０Ｒでは上記時間ΔＴ内で得ら
れた車輪速ｖに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算
による周波数解析を行うとともに、その演算回数ｎをカ
ウントし、ステップ５５５Ｒにてこの周波数解析の演算
回数ｎが所定回数ｎ₀になるまで、ステップ５０１Ｒ以
下が繰り返される。

【０１６０】ステップ５６０Ｒでは周波数解析の演算値
を平均化し、さらにステップ５６５Ｒではこれまでの所
定数の演算平均値を移動平均処理し、ステップ５７０Ｒ
にてこの結果に基づいてねじり共振周波数ｆ_K を演算す
る。しかして、ステップ５７５Ｒでは、演算された上記
共振周波数ｆ_K が警報用基準値ｆＬ以下となったか確認
し、基準値ｆＬ以下となった場合にはステップ５８０Ｒ
にてタイヤ空気圧過小として警報する。

【０１６１】なお、ステップ５４７Ｒにおけるタイヤ種
類の判定を、図２１に示した直線的マップに代えて、図
２５に示す如き領域的マップを使用して行っても良い
し、表１のマトリクスで行うことも可能である。次に本
発明の第２７実施例について説明する。第２７実施例
は、タイヤの動負荷半径とねじり共振周波数成分とによ
ってタイヤの摩耗状態を検知するものである。

【０１６２】前述したように、各車輪の車輪速度を検出
する車輪速度センサの検出信号から、ねじり共振周波数
成分を抽出し、このねじり共振周波数成分からタイヤ空
気圧が算定でき、また、この共振周波数は摩耗の影響を
受けない。このため、車両の直進状態でかつ正常状態に
おけるタイヤ動負荷半径とねじり共振周波数の関係を求
め、これを基準とし、この基準値からのタイヤ動負荷半
径のずれ量からタイヤの摩耗量及び異常摩耗を検知でき
る。

【０１６３】ここで、第２２の実施例に基づき算定され
る絶対車体速度Ｖ_ABより算定されるタイヤ動負荷半径ｒ
_AB（ｍ）とタイヤ空気圧（kg／cm²)の関係を図８２に示
す。また、第２３実施例に基づき算定されるねじり共振
周波数ｆ_K （ＨＺ）とタイヤ空気圧（kg／cm²)の関係を
図８３に示す。上記図８２と図８３から、前記タイヤ動
負荷半径ｒ_ABとねじり共振周波数ｆ_K の関係が図８４に
示される。この図８４に示す関係は、タイヤの摩耗が生
じない状態において、タイヤ空気圧の変動のみでタイヤ
動負荷半径が変化する場合の特性を示し、車両がある単
位時間（一定時間）直線走行を行った場合を想定したも
のである。４個の車輪が摩耗状態でない場合、若しくは
４個の車輪が同程度の摩耗状態の場合は、各車輪のタイ
ヤの共振周波数（タイヤ空気圧）とタイヤ動負荷半径の
関係は、図８４の点Ｐ₁ 〜Ｐ₄ に示すように一定の相関
関係を有し、ある特定の線上にプロットされる。

【０１６４】尚、点Ｐ₁ は最もタイヤ空気圧が低い場合
を示し、点Ｐ₄ は最もタイヤ空気圧が高い場合を示す。
図８５は、タイヤ空気圧がＰｉでタイヤ共振周波数がｆ
ｉと算定されるタイヤを例にとったものであるが、摩耗
がない場合のｆｉ−Ｐｉ特性を示している。Ｐｉ_L は、
空気圧が低下した場合であり、Ｐｉ_H は空気を供給しす
ぎた場合を示す。これに対し、空気圧はＰｉであるが摩
耗したタイヤの場合はタイヤ動負荷半径がＲ_RFi 点とな
る。つまり、図中Δｒを算定することで、タイヤの摩耗
量が検知可能となる。

【０１６５】これを実際に行う為には、図８５に示すタ
イヤ空気圧とタイヤ共振周波数の関係をマップとして記
憶し、前後輪の車輪速信号から算定される位相差τを求
め、絶対車体速度Ｖ_ABから求められるタイヤ動負荷半径
ｒ_ABを算出し、更にばね下共振周波数を求め、前記マッ
プとの関係から、摩耗量Δｒを算出することが必要であ
る。これにより、所定の摩耗量ｒ₀ との比較を行い、表
示器５によりタイヤの異常摩耗を運転者へ知らせること
も可能となる。上記の理論的考案に基づいて、タイヤの
摩耗量が基準値以上に達したことを検知し、運転者に対
して警告を行うＥＣＵ４の信号処理を、図８６，図８７
のフローチャートを参照して説明する。

【０１６６】ステップ６００Ｓ〜６３７Ｓ及びステップ
６４０Ｓ〜６５０Ｓは、前記実施例と同一な為、説明を
省略する。ステップ６３６Ｓでは、ステップ６３５Ｓで
求められた走行状態におけるタイヤ動負荷半径ｒ_ABに対
し車速の影響を考慮し、修正係数Ｋ_V から修正タイヤ動
負荷半径ｒ_RFが算定される。またステップ６５０Ｓで求
められたねじり共振周波数ｆ_K によりステップ６５５Ｓ
では予めＥＣＵ４内に記憶されているマップより、摩耗
がない状態でのタイヤ動負荷半径Ｒ_RFが求められる。ス
テップ６６０Ｓでは、ステップ６３６Ｓ，６５５Ｓで求
められたそれぞれの動負荷半径Ｒ_RF及びｒ_RFよりタイヤ
摩耗量Δｒを算定し、ステップ６６５Ｓでは所定の摩耗
量ｍＨに対する大小比較を行い、肯定判断されるとステ
ッフ６７０Ｓで表示器５により運転者へ警告する。

【０１６７】次に本発明の第２８実施例につき以下説明
する。第２８実施例は、タイヤ動負荷半径によりタイヤ
空気圧を推定する際にタイヤ動負荷半径とねじり共振周
波数とにより、タイヤ摩耗量を推定し、この推定された
タイヤ摩耗量によってタイヤ動負荷半径を修正，算出
し、タイヤ空気圧を正確に検知するものである。本実施
例におけるＥＣＵ４の処理は図８８，図８９に示される
が、ステップ７００Ｔ〜７１４Ｔは、すでに第２３実施
例の図７４（ステップ２００Ｎ〜２６５Ｎ）で説明した
ので詳しい説明は省略する。ステップ７００Ｔ〜７０６
Ｔでは、車輪速Ｖを演算後、路面状態，路面長を判定
後、フーリエ変換（ＦＦＴ）を行い、所定のＦＦＴ演算
回数に到達したら平均処理を実施する。次に、ステップ
７１０Ｔ〜７１３Ｔでは、逆フーリエ変換を行い、相互
相関関数Ｒ_FR（τ）より、前後輪の位相差τを求め、車
体絶体車速Ｖ_ABから、タイヤ度を負荷半径ｒ_ABを求め
る。次に、ステップ７１４Ｔでは、修正係数Ｋ_V により
タイヤ動負荷半径の車速による影響を考慮し、修正タイ
ヤ動負荷半径Ｒ_RFを求める。一方、ステップ７２０Ｔ〜
７２２Ｔでは、ステップ７０６Ｔの平均処理結果に対
し、更に移動平均処理を行い、ピークサーチによりねじ
り共振周波数ｆ_K を算出する。ステップ７２２Ｔでは、
第２７実施例の図８６で示したように、，ねじり共振波
数ｆ_K とタイヤ動負荷半径との関係から摩耗がない場合
のタイヤ動負荷半径Ｒ_RFが算出される。

【０１６８】ステップ７３０ＴではフラグＦを確認して
「１」でなければステップ７３５Ｔへ進み、前記算出さ
れたＲ_RFとｒ_RFからタイヤ摩耗量Δｒが算定される。走
行中に１度摩耗量が算定されると、ステップ７３６Ｔで
フラグＦが「１」にされる。これは、タイヤの摩耗量は
スタート後１度算定されれば、走行中に増加することは
ほとんど考えられないため、車両スタート後の摩耗量の
算定は、１度行えば良いと考えられるためである。ま
た、スタート後又はＩＧＯＮ後、必ずΔｒ（摩耗量）を
算定する必要もなく、数回に１度の割合でこの処理を行
うようにしても良い。

【０１６９】ステップ７４０Ｔでは、ステップ７１４Ｔ
で算定されたタイヤ動負荷半径に対し、摩耗量Δｒが補
正（この場合は加算される）され、新たなタイヤ動負荷
半径ｒ_FFに置き換えられる。ステップ７４５Ｔでは、第
２３実施例で示した図７２と同様に、タイヤ空気圧と修
正タイヤ動負荷半径の関係から、そのときのタイヤ空気
圧Ｐｒが推定される。ステップ７５０Ｔでは、この検知
されたタイヤ空気圧Ｐｒと予め設定されたタイヤ空気圧
の許容限界値Ｐ₀ との大小比較を行い、肯定判断される
とステップ７５５Ｔへ進み、表示器５により警告表示を
行う。

【０１７０】上述の実施例ではそれぞれタイヤの空気
圧，タイヤの種類，タイヤの摩耗状態等を検知するもの
について説明してきた。これらの実施例で検知したタイ
ヤに関する情報を他の車両の走行状態を制御する装置に
与えると、非常に有用である。例えば、制動時の車輪の
ロック状態を防止するアンチロックブレーキ（ＡＢＳ）
においては車輪の種類に応じて、ブレーキ圧力を減圧す
る基準値を補正することができる。これにより、適切な
タイミングで制御を開始できるため制動効率が向上す
る。

【０１７１】上記ＡＢＳ以外にも、ＴＲＣ（トラクショ
ンコントロールシステム），４ＷＳ（４輪操舵システ
ム）等への応用が可能である。なお、上述した実施例で
は、基本的に図１２に示すねじり共振周波数ｆk に基づ
いてタイヤ空気圧を検知していたが、車輪速度信号の周
波数解析によって検知可能なタイヤ単体の共振周波数は
他にも存在し、例えば、図９０の周波数ｆ1 などがあ
る。これは、タイヤ単体の一次（偏心）の共振周波数
（約７０〜９０ＨＺ）であり、タイヤ空気圧により、共
振周波数が変化することは、前述した回転方向の共振周
波数と全く同様である。従って、この一次の共振周波数
ｆ1 とタイヤ空気圧との関係からも、車輪速度信号から
タイヤ空気圧を検知することが可能となる。

【０１７２】更に、図示しないが、１００Ｈｚ以上にも
タイヤ単体の整数倍の共振周波数が存在しており、図７
の車輪速度演算および周波数解析演算（例えば、ＦＦＴ
演算）を更に高精度とすることで、タイヤ空気圧の推定
が可能となる。さらには、タイヤ空気圧の推定を高精度
にする上述の実施例を適応することができることは言う
までもない。

【０１７３】次に第２９実施例について説明する。車両
が、例えば舗装されたアスファルト路面を走行した場
合、その路面表面の微小な凹凸により加振力を受け、そ
の力によってタイヤは振動する。この時の振動は、前述
したように回転ドラムの突起乗り越し試験結果により、
タイヤの車軸回転方向のねじり共振現象であることは既
に説明した。本実施例の検知原理は、このねじり共振点
におけるタイヤのばね定数を推定演算し、タイヤ空気圧
を検知するようにする点を特徴とする。

【０１７４】以下、タイヤばね定数の推定演算方法につ
いて、概略を説明する。タイヤモデルを図９１に示す。
図９２において、タイヤ・ねじり振動の運動方程式は、
以下の式で表される。

【０１７５】

【数１０】

【０１７６】

【数１１】 ここで、ω1 は図１の３ａ〜３ｄのピックアップコイル
で検出し演算される車輪速度（角速度）であり、θ1 は
その角度である。Ｊ1 はばね下回転重量部（ホイールや
アクスルシャフト等）の慣性モーメントである。ｋはタ
イヤのねじりばね定数であり、θ2 はタイヤ外周スチー
ルベルト部やトレッド部のねじれ角である。

【０１７７】図２乃至図４ですでに説明したように、ね
じり振動モードは、車軸まわりのねじりモーメント（Ｍ
y ）と車軸前後力（Ｆx ）の両方が関係するモードであ
ることから、タイヤ外周（スチールベルトやトレッド
部）のねじれ変位はほとんど発生しないものと考えられ
る。なぜならば、タイヤ外周のねじれ変位の発生がある
ならば、ねじれモーメント（Ｍy ）の反力である車軸前
後力（Ｆx ）は発生しないばずであるとの理由による。

【０１７８】これらの理由により、数１０におけるθ2
はθ2 ≒０と近似可能となるため、次式にてタイヤのね
じりばね定数ｋを算出することができる。

【０１７９】

【数１２】 ここで、ω1 はピックアップコイルにて検出可能であ
り、Ｊ1 は車両諸元で決定される値であるので、ねじり
ばね定数ｋは数 により演算されることになる。

【０１８０】次に、ω1 の検出方法について、図９２の
フローチャートに基づき説明する。ステップ２２０Ｕ〜
２２０Ｕまでは、第１実施例と同様であるため説明を省
略する。ステップ２３０Ｕでは、ねじり共振周波数成分
が抽出可能な周波数帯に予め設定された狭帯域フィルタ
（Ｂ．Ｐ．Ｆ．）処理をステップ２００Ｕにて演算され
た車輪速度信号に施す。ステップ２４０Ｕ，２５０Ｕで
は、前述のＢ．Ｐ．Ｆ．で抽出された車輪速度（角速度
ω1 ）の微分値および積分値を求め、ステップ２６０Ｕ
では、これら求めた値を数１２に代入することにより、
ねじりばね定数ｋを算出する。そして、ステップ２７０
Ｕでは、このねじりばね定数ｋが時間軸領域で変動する
場合は、予め定められた時間内の平均値Ｋを求める。

【０１８１】その後、ステップ２８０Ｕにて、算出され
たねじりばね定数の平均値Ｋと基準ばね定数Ｋ0 （適性
なタイヤ空気圧に相当したばね定数）との偏差が予め設
定された値ΔＫより大となった場合に、ステップ２９０
Ｕに進み空気圧低下警報を行う。以上説明したように、
ねじりばね定数ｋを推定することによっても、タイヤの
空気圧を検知することができる。さらには、タイヤ空気
圧の推定を高精度にする上述の実施例を適応することが
できることは言うまでもない。

【０１８２】なお、本実施例では、ステップ２７０Ｕの
ように必ずしも平均値Ｋを求める必要はなく、これに代
えて所定の時間内におけるねじりばね定数ｋの代表値
（例えば、積分した面積でもよい）を用いてもよい。ま
た、ねじりばね定数を求める他の方法としては、すでに
本願出願人が先に特願平４−２９４６２２号にて出願し
ているような、タイヤ空気圧の推定方法であるばね下の
上下方向共振周波数、前後方向共振周波数や、または第
１実施例のタイヤ単体の共振周波数から間接的に求めて
もよい。これは、共振周波数ｆは一般的には、次式

【０１８３】

【数１３】ｆ∝√（ｋ／ｍ） で表され、ｍは車両諸元が決まれば決定される定数であ
るため、前記関係から求めることが可能となる。さら
に、図９３に示すように、ねじりばね定数の平均値Ｋと
タイヤ空気圧の関係との関係をマップとして記憶し、ね
じりばね定数の平均値Ｋを算出した後に、マップを用い
て直接タイヤ空気圧を推定するようにしてもよい。同様
にして、図９４に示すように、タイヤ単体の共振周波数
とタイヤ空気圧の関係をマップとして記憶し、タイヤ単
体の共振周波数を求めた後に、マップを用いて直接タイ
ヤ空気圧を推定するようにしてもよい。なお、図９３あ
るいは図９４のマップを用いる方法のときには、表示部
５の表示形態を代えて、マップを用いて推定したタイヤ
空気圧を各輪毎に直接表示するようにしてもよい。

【０１８４】

【０１８５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示す構成図であ
る。

【図２】第１実施例のタイヤ空気圧の検知原理を示す説
明図である。

【図３】ねじりモーメントパワースペクトルと周波数の
関係を示す特性図である。

【図４】前後力パワースペクトルと周波数の関係を示す
特性図である。

【図５】タイヤの空気圧の変化によるパワースペクトル
の共振周波数の変化の様子を示す特性図である。

【図６】タイヤの空気圧の変化による車輪速パワースペ
クトルの共振周波数の変化の様子を示す特性図である。

【図７】第１実施例の電子制御装置の処理内容を示すフ
ローチャートである。

【図８】車輪速度センサの出力電圧波形を示す波形図で
ある。

【図９】車輪速度センサの検出信号に基づいて演算され
た車輪速度ｖの変動状態を示す波形図である。

【図１０】図９に示す波形の車輪速度ｖに対して周波数
解析演算を行った結果を示す特性図である。

【図１１】第１実施例における平均処理を説明するため
の説明図である。

【図１２】第２実施例の電子制御装置の処理内容を示す
フローチャートである。

【図１３】第２実施例における車輪速度とねじり共振周
波数の関係を示すタイムチャートである。

【図１４】第３実施例の電子制御装置の処理内容を示す
フローチャートである。

【図１５】車輪速度とタイヤ空気圧およびねじり共振周
波数の関係を示す特性図である。

【図１６】ラジアルタイヤ及びスタッドレスタイヤのタ
イヤ空気圧とねじり共振周波数特性を示した特性図であ
る。

【図１７】第４実施例の電子制御装置の処理内容を示す
フローチャートである。

【図１８】第４実施例の電子制御装置の処理内容を示す
フローチャートである。

【図１９】第５実施例の電子制御装置の処理内容を示す
フローチャートである。

【図２０】ねじり共振周波数とタイヤ空気圧の関係か
ら、タイヤ空気圧の低下を判定する際の説明図である。

【図２１】タイヤ負荷半径とねじり共振周波数の関係を
示すグラフである。

【図２２】タイヤ空気圧とねじり共振周波数の関係を示
すグラフである。

【図２３】第７実施例の電子制御装置の処理内容を示す
フローチャートである。

【図２４】第７実施例の電子制御装置の処理内容を示す
フローチャートである。

【図２５】第８実施例におけるタイヤ負荷半径とねじり
共振周波数の関係を示すグラフである。

【図２６】第９実施例の電子制御装置の処理内容を示す
フローチャートである。

【図２７】ばね下荷重による同一共振周波数に対するタ
イヤ空気圧のばらつきを示す特性図である。

【図２８】ねじり共振周波数の差とタイヤ空気圧との関
係を示す特性図である。

【図２９】ねじり共振周波数ｆ_MAX とねじり共振周波数
の差を関係を示す特性図である。

【図３０】ねじり共振周波数ｆ_MAX とねじり共振周波数
の差を関係を示す他の特性図である。

【図３１】第１０実施例のデータ選別処理を示す説明図
である。

【図３２】第１０実施例の電子制御装置の処理内容を示
すフローチャートである。

【図３３】第１０実施例のゲイン調整処理を示す説明図
である。

【図３４】第１１実施例の電子制御装置の処理内容を示
すフローチャートである。

【図３５】第１１実施例のデータ選別処理を示す説明図
である。

【図３６】第１１実施例のゲイン調整処理を示す説明図
である。

【図３７】第１２実施例の電子制御装置の処理内容を示
すフローチャートである。

【図３８】図３７におけるステップ１００Ｋの詳細を示
すフローチャートである。

【図３９】図３７におけるステップ１１０Ｋの詳細を示
すフローチャートである。

【図４０】振幅の大きい車輪振動を検出するための説明
図である。

【図４１】図３８におけるステップ１２０Ｋの詳細を示
すフローチャートである。

【図４２】図４１におけるステップ１２４Ｋの詳細を示
すフローチャートである。

【図４３】図３８におけるステップ１３０Ｋの詳細を示
すフローチャートである。

【図４４】第１３施例のメイン処理を示すフローチャー
トである。

【図４５】タイヤ回転速度に基づいて空気圧の計算を行
う処理を示すフローチャートである。

【図４６】ねじり共振周波数に基づいて空気圧を判定す
る処理を示すフローチャートである。

【図４７】路面入力を検出してその荒れ具合により各空
気圧判定手段の判定値に重み付けを行う処理を示すフロ
ーチャートである。

【図４８】２種類の検出値から正常圧に対する変更の学
習を行う処理を示すフローチャートである。

【図４９】旋回状態を検出して空気圧の判定手段を切り
換える処理を示すフローチャートである。

【図５０】車体の加減速度を検出して空気圧の判定手段
を切り換える処理を示すフローチャートである。

【図５１】車両の姿勢変化による荷重移動を検出して空
気圧の判定手段を切り換える処理を示すフローチャート
である。

【図５２】車両の走行速度を検出して空気圧の判定手段
を切り換える処理を示すフローチャートである。

【図５３】各種の走行状態の総合評価によって空気圧の
判定手段を切り換える処理を示すフローチャートであ
る。

【図５４】経年変化等で発生する正常圧の検出値の変更
を学習するための別の実施例の処理を示すフローチャー
トである。

【図５５】二つの空気圧判定手段の検出結果が一致した
場合にのみ空気圧の表示または更新を行う処理を示すフ
ローチャートである。

【図５６】各空気圧の判定結果について、それぞれの安
定性を評価して安定した判定結果を持つ判定手段を採用
する処理を示すフローチャートである。

【図５７】車両の特性に基づいたねじり共振周波数−空
気圧の変換マップである。

【図５８】上記図５７におけるねじり共振周波数−空気
圧の変換マップをねじり共振周波数について線形補正し
た変換マップである。

【図５９】ねじり共振周波数と路面入力レべルの関係を
示す特性図である。

【図６０】タイヤ回転速度と路面入力レべルの関係を示
す特性図である。

【図６１】タイヤ回転速度の左右タイヤ差と旋回半径の
関係を示す特性図である。

【図６２】共振周波数と旋回半径の関係を示す特性図で
ある。

【図６３】二輪駆動車における加速度とタイヤ回転速度
の前後タイヤ差の関係を示す特性図である。

【図６４】接地荷重とタイヤ回転速度の関係を示す特性
図である。

【図６５】接地荷重とねじり共振周波数の関係を示す特
性図である。

【図６６】走行速度による遠心力のタイヤ回転速度への
影響を示す特性図である。

【図６７】前後輪の車輪速度の振動成分の相互相関から
位相遅れを算出、絶対車速を算出する原理を説明するた
めの説明図である。

【図６８】第２２実施例の電子制御装置の処理内容を示
すフローチャートである。

【図６９】第２２実施例の変形例を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図７０】第２２実施例の他の変形例の原理を説明する
ための説明図である。

【図７１】第２２実施例の他の変形例の電子制御装置の
処理内容を示すフローチャートである。

【図７２】修正タイヤ動負荷半径とタイヤ空気圧との関
係を示す特性図である。

【図７３】タイヤ動負荷半径の修正係数と車速との関係
を示す特性図である。

【図７４】第２３実施例の電子制御装置の処理内容を示
すフローチャートである。

【図７５】第２４実施例の電子制御装置の処理内容の一
部を示すフローチャートである。

【図７６】第２４実施例の電子制御装置の処理内容の残
りの一部を示すフローチャートである。

【図７７】ねじり共振周波数とタイヤ空気圧との関係を
示す特性図である。

【図７８】第２５実施例の電子制御装置の処理内容の一
部を示すフローチャートである。

【図７９】第２５実施例の電子制御装置の処理内容の残
りの一部を示すフローチャートである。

【図８０】第２６実施例の電子制御装置の処理内容の一
部を示すフローチャートである。

【図８１】第２６実施例の電子制御装置の処理内容の残
りの一部を示すフローチャートである。

【図８２】タイヤ動負荷半径とタイヤ空気圧との関係を
示す特性図である。

【図８３】ねじり共振周波数とタイヤ空気圧との関係を
示す特性図である。

【図８４】ねじり共振周波数とタイヤ動負荷半径との関
係を示す特性図である。

【図８５】タイヤの摩耗状態の検知原理を説明するため
の説明図である。

【図８６】第２７実施例の電子制御装置の処理内容の一
部を示すフローチャートである。

【図８７】第２７実施例の電子制御装置の処理内容の残
りの一部を示すフローチャートである。

【図８８】第２８実施例の電子制御装置の処理内容の一
部を示すフローチャートである。

【図８９】第２８施例の電子制御装置の処理内容の残り
の一部を示すフローチャートであ

【図９０】第１実施例における移動平均処理を行った後
の周波数解析結果を示す特性図である。

【図９１】第２９実施例を説明するためのタイヤモデル
図である。

【図９２】第２９実施例の電子制御装置の処理内容を示
す特性図である。

【図９３】タイヤ空気圧とねじりばね定数との関係を示
す特性図である。

【図９４】タイヤ空気圧とタイヤ単体の共振周波数との
関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１ タイヤ ２ 歯車 ３ ピックアップコイル ４ 電子制御装置（ＥＣＵ） ５ 表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 健司 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 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 (72)発明者 藤本 周策 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５−133831（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−5211（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−143711（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−85118（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−241864（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−148404（ＪＰ，Ｕ) 特表 平３−501715（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 23/00 - 23/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の走行時に、タイヤの振動周波数成
   分を含む信号を出力する出力手段と、 前記タイヤの振動周波数成分を含む信号からタイヤ単体
   の共振周波数を抽出する抽出手段と、前記タイヤ単体の
   共振周波数に基づいて、前記タイヤの空気圧の状態を検
   知する検知手段と、を備えると共に、 前記検知手段は、 前記共振周波数の変化率を求めこの変化率が所定値以下
   となり、且つ連続して所定回の演算において前記共振周
   波数が基準周波数より所定値以上低下したと判断された
   かの双方に基づいてタイヤ空気圧の低下状態を判断する
   ことを特徴とする タイヤ空気圧検知装置。
2. 【請求項２】 車両の走行時に、タイヤの振動周波数成
   分を含む信号を出力する出力手段と、 前記タイヤの振動周波数成分を含む信号からタイヤ単体
   の共振周波数を抽出する抽出手段と、前記タイヤ単体の
   共振周波数に基づいて、前記タイヤの空気圧の状態を検
   知する検知手段と、 前記車両が高速走行をしているかを判断する高速走行判
   断手段と、 を備え、前記高速走行をしていると判断され、且つ前記
   共振周波数が大きくなったと判断された場合には、前記
   タイヤが発熱している状態であると判断し、前記共振周
   波数による空気圧の検知時に用いる判定値を補正するこ
   とを特徴とするタイヤ空気圧検知装置。
3. 【請求項３】 車両の走行時に、タイヤの振動周波数成
   分を含む信号を出力する出力手段と、 前記タイヤの振動周波数成分を含む信号からタイヤ単体
   の共振周波数を抽出する抽出手段と、前記タイヤ単体の
   共振周波数に基づいて、前記タイヤの空気圧の状態を検
   知する検知手段と、 車輪速度および／または車体速度を検出する速度検知手
   段と、 前記速度検知手段によって検出される速度が所定以上の
   場合には、タイヤ空気 圧の許容範囲を上昇させる補正手
   段と、 を備えることを特徴とするタイヤ空気圧検知装置。