JP7091907B2 - タイヤの回転速度補正装置、方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両に装着された１つのタイヤ又は複数のタイヤの回転速度を補正する補正装置、方法及びプログラムに関する。

車両を快適に走行させるためには、タイヤの空気圧が調整されていることが重要である。空気圧が適正値を下回ると、乗り心地や燃費が悪くなるという問題が生じ得るからである。従来より、タイヤの減圧を自動的に検出するシステム（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ；ＴＰＭＳ）が研究されている。タイヤが減圧しているという情報は、例えば、運転者への警報に用いることができる。

タイヤの減圧を検出する方式には、タイヤに圧力センサを取り付ける等して、タイヤの空気圧を直接的に計測する方式の他、他の指標値を用いてタイヤの減圧を間接的に評価する方式がある。このような方式では動荷重半径（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｌｏａｄｅｄ Ｒａｄｉｕｓ；ＤＬＲ）方式等が知られている。ＤＬＲ方式は、減圧タイヤは走行時につぶれることで動荷重半径が小さくなり、より高速に回転するようになるという現象を利用するものであり、タイヤの回転速度からタイヤの減圧を推定する（特許文献１等）。

特許文献１は、ＤＬＲ方式の検出装置を開示しており、ＤＬＲ方式において減圧を評価するための減圧指標値として、ＤＥＬ１～ＤＥＬ３と呼ばれる３つの指標値について言及している。特許文献１では、ＤＥＬ１～ＤＥＬ３は、以下のように定義されている。ただし、Ｖ１～Ｖ４は、それぞれ左前輪、右前輪、左後輪、右後輪タイヤの車輪速である。
DEL1=[(V1+V4)/2-(V2+V3)/2]/[(V1+V2+V3+V4)/4]×100(%)
DEL2=[(V1+V2)/2-(V3+V4)/2]/[(V1+V2+V3+V4)/4]×100(%)
DEL3=[(V1+V3)/2-(V2+V4)/2]/[(V1+V2+V3+V4)/4]×100(%)

タイヤが減圧すると、回転速度が増加するため、ＤＥＬ１～ＤＥＬ３のような減圧指標値も変化する。従って、検出目標となる減圧量だけ減圧したときの減圧指標値を閾値として設定しておくことで、減圧の検出が可能になる。

特許第４８０９１９９号

ところで、上記に挙げた減圧指標値を決定するタイヤの回転速度は、タイヤの減圧のみならず、タイヤのスリップの影響を受ける。スリップは、ホイールトルクが大きいほど増加する。つまり、タイヤの回転速度は、減圧の影響を受けるだけでなく、ホイールトルクに応じて変化するスリップの影響によってもばらつく。よって、ホイールトルクといった走行条件によっては、タイヤの回転速度から算出される減圧指標値に基づく、減圧の検出精度が低下することがある。そのため、タイヤの回転速度からスリップの影響をキャンセルすることが望まれる。なお、タイヤの回転速度からスリップの影響をキャンセルすることは、減圧指標値に基づいてタイヤの減圧を検出する場面だけではなく、ブレーキの制御を行う場面等、タイヤの回転速度に基づく各種制御が行われる場面においても望まれ得る。

本発明は、ホイールトルクに応じて変化するタイヤのスリップの影響をキャンセルして、タイヤの回転速度を補正する補正装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１観点に係る補正装置は、車両に装着された第１タイヤの回転速度を補正する補正装置であって、回転速度取得部と、比較値算出部と、横方向加速度取得部と、トルク取得部と、線形関係特定部と、回転速度補正部とを備える。前記回転速度取得部は、前記第１タイヤ及び前記車両に装着された第２タイヤの回転速度を取得する。前記比較値算出部は、前記第１タイヤの回転速度と前記第２タイヤの回転速度とを比較する比較値を算出する。前記横方向加速度取得部は、前記車両に加わる横方向加速度を取得する。前記トルク取得部は、ホイールトルクを取得する。前記線形関係特定部は、前記比較値、前記横方向加速度及び前記ホイールトルクに基づいて、前記ホイールトルクと前記比較値との関係を表す線形モデルであって、前記ホイールトルクに対する前記比較値の傾きが前記横方向加速度に依存する、線形モデルを特定する線形パラメータを算出する。前記回転速度補正部は、前記第２タイヤの回転速度及び前記線形パラメータに基づいて、前記ホイールトルクが前記比較値に与えるスリップの影響がキャンセルされた前記第１タイヤの回転速度を算出する。前記第１タイヤ及び前記第２タイヤの一方は前輪タイヤであり、他方は後輪タイヤであり、前記第１タイヤは、前記第２タイヤよりも大きな駆動力が加えられるタイヤである。

本発明の第２観点に係る補正装置は、第１観点に係る補正装置であって、前記比較値算出部は、前記比較値として、前記車両に装着された２つの前輪タイヤ及び２つの後輪タイヤのうち、一方の前輪タイヤの回転速度と一方の後輪タイヤの回転速度とを比較する第１比較値を算出するとともに、他方の前輪タイヤの回転速度と他方の後輪タイヤの回転速度とを比較する第２比較値を算出する。

本発明の第３観点に係る補正装置は、第１観点又は第２観点に係る補正装置であって、減圧指標値算出部をさらに備える。前記減圧指標値算出部は、前記第２タイヤの回転速度及び前記回転速度補正部により算出された前記第１タイヤの回転速度に基づいて、前記車両に装着された４輪のタイヤのうち、任意の２輪の回転速度と、残りの２輪の回転速度とを比較する比較値である減圧指標値を算出し、前記減圧指標値と所定の閾値とを比較することにより、少なくとも１つの前記タイヤの減圧を検出する。

本発明の第４観点に係る補正装置は、第３観点に係る補正装置であって、前記タイヤの減圧状態が検出された場合に、減圧警報を出力する警報出力部をさらに備える。

本発明の第５観点に係る補正装置は、第１観点から第４観点のいずれかに係る補正装置であって、前記比較値は、前記第１タイヤの回転速度と前記第２タイヤの回転速度との比である。

本発明の第６観点に係る補正装置は、第１観点から第５観点のいずれかに係る補正装置であって、前記第１タイヤは、駆動輪タイヤであり、前記第２タイヤは、従動輪タイヤである。

本発明の第７観点に係る補正方法は、車両に装着された第１タイヤの回転速度を補正する補正方法であって、以下のことを含む。
（１）前記第１タイヤ及び前記車両に装着された第２タイヤの回転速度を取得すること。
（２）前記第１タイヤの回転速度と前記第２タイヤの回転速度とを比較する比較値を算出すること。
（３）前記車両に加わる横方向加速度を取得すること。
（４）ホイールトルクを取得すること。
（５）前記比較値、前記横方向加速度及び前記ホイールトルクに基づいて、前記ホイールトルクと前記比較値との関係を表す線形モデルであって、前記ホイールトルクに対する前記比較値の傾きが前記横方向加速度に依存する、線形モデルを特定する線形パラメータを算出すること。
（６）前記第２タイヤの回転速度及び前記線形パラメータに基づいて、前記ホイールトルクが前記比較値に与えるスリップの影響がキャンセルされた前記第１タイヤの回転速度を算出すること。
なお、前記第１タイヤ及び前記第２タイヤの一方は前輪タイヤであり、他方は後輪タイヤであり、前記第１タイヤは、前記第２タイヤよりも大きな駆動力が加えられるタイヤである。

本発明の第８観点に係る補正プログラムは、車両に装着された第１タイヤの回転速度を補正する補正プログラムであって、以下のことをコンピュータに実行させる。
（１）前記第１タイヤ及び前記車両に装着された第２タイヤの回転速度を取得すること。
（２）前記第１タイヤの回転速度と前記第２タイヤの回転速度とを比較する比較値を算出すること。
（３）前記車両に加わる横方向加速度を取得すること。
（４）ホイールトルクを取得すること。
（５）前記比較値、前記横方向加速度及び前記ホイールトルクに基づいて、前記ホイールトルクと前記比較値との関係を表す線形モデルであって、前記ホイールトルクに対する前記比較値の傾きが前記横方向加速度に依存する、線形モデルを特定する線形パラメータを算出すること。
（６）前記第２タイヤの回転速度及び前記線形パラメータに基づいて、前記ホイールトルクが前記比較値に与えるスリップの影響がキャンセルされた前記第１タイヤの回転速度を算出すること。
なお、前記第１タイヤ及び前記第２タイヤの一方は前輪タイヤであり、他方は後輪タイヤであり、前記第１タイヤは、前記第２タイヤよりも大きな駆動力が加えられるタイヤである。

ホイールトルクが大きいほどタイヤのスリップは増加するが、スリップのし易さは、通常、前輪タイヤと後輪タイヤとで異なる。より具体的には、前輪駆動車又は後輪駆動車の場合、駆動輪タイヤにはホイールトルクによりスリップが発生する。その結果、ホイールトルクの増加に伴って、前輪タイヤの回転速度と後輪タイヤの回転速度とのバランスが徐々に変化するため、両者の比較値とホイールトルクとの間には線形関係が成立し得る。四輪駆動車の場合には、より大きな駆動力が与えられるタイヤにホイールトルクによりスリップが発生し、前後輪のトルク配分が一定である場合、上記と同様に線形関係が成立し得る。さらに、スリップのし易さは、車両に加わる横方向加速度が異なる直進時と旋回時とでは変化する。言い換えると、ホイールトルクが比較値に与えるスリップの影響は、横方向加速度が大きいほど大きくなる。このことは、比較値とホイールトルクとの関係を表す線形モデルにおいて、ホイールトルクに対する比較値の傾きを、横方向加速度に依存するものと表現することでモデル化される。本発明によれば、このような線形モデルが特定され、これに基づいてタイヤの回転速度が補正される。よって、タイヤの回転速度から、ホイールトルクに応じて変化するタイヤのスリップの影響をキャンセルすることができる。

本発明の一実施形態に係る補正装置が車両に搭載された様子を示す模式図。 補正装置の電気的構成を示すブロック図。 回転速度補正処理の流れを示すフローチャート。 直進時のホイールトルクと比較値をプロットしたグラフ。 直進時のホイールトルクと比較値をプロットしたグラフ。 横方向加速度による荷重移動を説明する図。 横方向加速度による荷重移動を説明する図。 旋回時のホイールトルクと比較値をプロットしたグラフ。 旋回時のホイールトルクと比較値をプロットしたグラフ。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る補正装置、方法及びプログラムについて説明する。

＜１．補正装置の構成＞
図１は、本実施形態に係る補正装置２が車両１に搭載された様子を示す模式図である。車両１は、四輪車両であり、左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲを備えている。車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲには、それぞれ、タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRが装着されている。本実施形態に係る車両１は、フロントエンジン・フロントドライブ車（ＦＦ車）であり、前輪タイヤであるタイヤＴ_FL，Ｔ_FRが駆動輪タイヤであり、後輪タイヤであるタイヤＴ_RL，Ｔ_RRが従動輪タイヤである。よって、タイヤＴ_FL，Ｔ_FRには、タイヤＴ_RL，Ｔ_RRよりも大きな駆動力が加えられる。補正装置２は、ホイールトルクに応じて変化する駆動輪タイヤＴ_FL，Ｔ_FRのスリップの影響をキャンセルして、測定された駆動輪タイヤＴ_FL，Ｔ_FRの回転速度を補正する機能を備えている。また、補正装置２は、こうして補正された駆動輪タイヤＴ_FL，Ｔ_FRの回転速度と、測定された従動輪タイヤＴ_RL，Ｔ_RRの回転速度とに基づいて、タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRの減圧を検出する機能を備えている。補正装置２は、動荷重半径（ＤＬＲ）方式に基づく減圧指標値を算出し、これに基づいてタイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRの減圧が検出されると、車両１に搭載されている表示器３を介してその旨の警報を行う。駆動輪タイヤＴ_FL，Ｔ_FRの回転速度を補正する処理（以下、回転速度補正処理ということがある）を含む、タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRの減圧を検出する処理（以下、減圧検出処理ということがある）の流れの詳細については、後述する。

本実施形態では、タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRの減圧状態は、車輪速（回転速度）に基づいて検出される。タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RR（より正確には、タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRが装着されている車輪）には、各々、車輪速センサ６が取り付けられており、車輪速センサ６は、自身の取り付けられた車輪の車輪速情報（すなわち、タイヤの回転速度情報）を検出する。車輪速センサ６は、補正装置２に通信線５を介して接続されており、各車輪速センサ６で検出された車輪速情報は、リアルタイムに補正装置２に送信される。

車輪速センサ６としては、走行中の車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの車輪速を検出できるものであれば、どのようなものでも用いることができる。例えば、電磁ピックアップの出力信号から車輪速を測定するタイプのセンサを用いることもできるし、ダイナモのように回転を利用して発電を行い、このときの電圧から車輪速を測定するタイプのセンサを用いることもできる。車輪速センサ６の取り付け位置も、特に限定されず、車輪速の検出が可能である限り、センサの種類に応じて、適宜、選択することができる。

車両１の一方の駆動輪ＦＬである左前輪には、ホイールトルクセンサ（以下、ＷＴセンサ）７が取り付けられている。ＷＴセンサ７は、車両１のホイールトルクＷＴを検出する。ＷＴセンサ７は、補正装置２に通信線５を介して接続されており、ＷＴセンサ７で検出されたホイールトルクＷＴの情報は、リアルタイムに補正装置２に送信される。

ＷＴセンサ７としては、車両１の駆動輪のホイールトルクを検出できる限り、その構造も取り付け位置も特に限定されない。ホイールトルクセンサとしては、様々な種類のものが市販されており、その構成については周知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、ＷＴセンサ７によらず、ホイールトルクを検出することも可能であり、例えば、エンジンの制御装置から得られるエンジントルクからホイールトルクを推定することもできる。

車両１には、車両１に加わる横方向加速度を検出する横方向加速度センサ４が取り付けられている。横方向加速度センサ４の取り付け位置は特に限定されず、適宜選択することができる。横方向加速度センサ４は、補正装置２に通信線５を介して接続されている。横方向加速度センサ４で検出された横方向加速度の情報は、車輪速情報及びホイールトルクＷＴの情報と同様、リアルタイムに補正装置２に送信される。

図２は、補正装置２の電気的構成を示すブロック図である。図２に示されるように、補正装置２は、ハードウェアとしては車両１に搭載されている制御ユニットであり、Ｉ／Ｏインターフェース１１、ＣＰＵ１２、ＲＯＭ１３、ＲＡＭ１４、及び不揮発性で書き換え可能な記憶装置１５を備えている。Ｉ／Ｏインターフェース１１は、横方向加速度センサ４、車輪速センサ６、ＷＴセンサ７及び表示器３等の外部装置との通信を行うための通信装置である。ＲＯＭ１３には、車両１の各部の動作を制御するためのプログラム８が格納されている。プログラム８は、ＣＤ－ＲＯＭ等の記憶媒体や書き込み装置からＲＯＭ１３へと書き込まれる。ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１３からプログラム８を読み出して実行することにより、仮想的に回転速度取得部２１、トルク取得部２２、横方向加速度取得部２３、比較値算出部２４、線形関係特定部２５、回転速度補正部２６、ＤＥＬ算出部２７及び警報出力部２８として動作する。各部２１～２８の動作の詳細は、後述する。記憶装置１５は、ハードディスクやフラッシュメモリ等で構成される。なお、プログラム８の格納場所は、ＲＯＭ１３ではなく、記憶装置１５であってもよい。ＲＡＭ１４及び記憶装置１５は、ＣＰＵ１２の演算に適宜使用される。

表示器３は、減圧が起きている旨をユーザに伝えることができる限り、例えば、液晶表示素子、液晶モニター、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等、任意の態様で実現することができる。例えば、表示器３は、四輪タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRにそれぞれ対応する４つのランプを、タイヤの実際の配列に併せて配置したものとすることができる。表示器３の取り付け位置も、適宜選択することができるが、例えば、インストルメントパネル上等、ドライバーに分かりやすい位置に設けることが好ましい。制御ユニット（補正装置２）がカーナビゲーションシステムに接続される場合には、カーナビゲーション用のモニターを表示器３として使用することも可能である。表示器３としてモニターが使用される場合、警報はモニター上に表示されるアイコンや文字情報とすることができる。

＜２．減圧検出処理＞
以下、図３を参照しつつ、駆動輪タイヤＴ_FL，Ｔ_FRの回転速度を補正する回転速度補正処理を含む、タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRの減圧を検出するための減圧検出処理について説明する。図３に示す処理は、車両１の電気系統に電源が投入されている間、所定のタイミングで（例えば、１０分に１回等）繰り返し実行される。本実施形態に係る減圧検出処理では、四輪のタイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRのうちのどのタイヤが減圧しているかが特定される。より具体的には、以下の１４個のパターンで、減圧タイヤを検出することができる。
（１）Ｔ_FLのみ減圧
（２）Ｔ_FRのみ減圧
（３）Ｔ_RLのみ減圧
（４）Ｔ_RRのみ減圧
（５）Ｔ_FL，Ｔ_FRのみ減圧
（６）Ｔ_FL，Ｔ_RLのみ減圧
（７）Ｔ_FL，Ｔ_RRのみ減圧
（８）Ｔ_FR，Ｔ_RLのみ減圧
（９）Ｔ_FR，Ｔ_RRのみ減圧
（１０）Ｔ_RL，Ｔ_RRのみ減圧
（１１）Ｔ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RLのみ減圧
（１２）Ｔ_FL，Ｔ_RL，Ｔ_RRのみ減圧
（１３）Ｔ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RRのみ減圧
（１４）Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRのみ減圧

ステップＳ１では、回転速度取得部２１がＶ１～Ｖ４を取得する。ここで、Ｖ１～Ｖ４は、それぞれタイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRの回転速度、すなわち、車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの車輪速である。回転速度取得部２１は、所定のサンプリング周期ΔＴにおける車輪速センサ６からの出力信号を受信し、これを車輪速Ｖ１～Ｖ４に換算する。

続くステップＳ２では、トルク取得部２２が、車両１のホイールトルクＷＴを取得する。トルク取得部２２は、ＷＴセンサ７からの出力信号を受信し、これをホイールトルクＷＴに換算する。なお、このとき受信されるＷＴセンサ７の出力信号は、直近のステップＳ１で受信された車輪速センサ６の出力信号と同時刻又は概ね同時刻のデータである。

続くステップＳ３では、横方向加速度取得部２３が、車両１に加わる横方向加速度αを取得する。横方向加速度取得部２３は、横方向加速度センサ４からの出力信号を受信し、これを横方向加速度αに換算する。なお、このとき受信される横方向加速度センサ４の出力信号は、直近のステップＳ１で受信された車輪速センサ６の出力信号と同時刻又は概ね同時刻のデータである。

続くステップＳ４では、比較値算出部２４が、タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRの回転速度Ｖ１～Ｖ４から、前輪タイヤの回転速度と後輪タイヤの回転速度との比較値Ｈ１，Ｈ２を算出する。比較値Ｈ１，Ｈ２とは、前輪の車輪速が大きいほど小さくなり且つ後輪の車輪速が大きいほど大きくなる値、あるいは、前輪の車輪速が大きいほど大きくなり且つ後輪の車輪速が大きいほど小さくなる値である。

比較値Ｈ１，Ｈ２は上記特徴を有する限り、様々な方法で定義することができるが、本実施形態では、Ｈ１及びＨ２は、以下の式に従って算出される。すなわち、本実施形態では、比較値Ｈ１は、一方の駆動輪タイヤである左前輪タイヤＴ_FLの回転速度Ｖ１と、該駆動輪タイヤＴ_FLと同じく車両１の左側に装着された従動輪タイヤである左後輪タイヤＴ_RLの回転速度Ｖ３とを比較する比較値であり、前者に対する後者の比の形式で表される。比較値Ｈ２は、他方の駆動輪タイヤである右前輪タイヤＴ_FRの回転速度Ｖ２と、該駆動輪タイヤＴ_FRと同じく車両１の右側に装着された従動輪タイヤである右後輪タイヤＴ_RRの回転速度Ｖ４とを比較する比較値であり、前者に対する後者の比の形式で表される。
Ｈ１＝Ｖ３／Ｖ１
Ｈ２＝Ｖ４／Ｖ２

他の実施形態では、以下のように定義することもできる。
Ｈ１＝Ｖ３²／Ｖ１²
Ｈ２＝Ｖ４²／Ｖ２²

あるいは、Ｈ１及びＨ２は、次のように定義することもできる。
Ｈ１＝Ｖ４／Ｖ１
Ｈ２＝Ｖ３／Ｖ２

以上のように定義される比較値Ｈ１は、２つの前輪タイヤＴ_FL，Ｔ_FR及び２つの後輪タイヤＴ_RL，Ｔ_RRのうち、一方の前輪タイヤの回転速度と一方の後輪タイヤの回転速度とを比較する比較値である。また、以上のように定義される比較値Ｈ２は、２つの前輪タイヤＴ_FL，Ｔ_FR及び２つの後輪タイヤＴ_RL，Ｔ_RRのうち、他方の前輪タイヤの回転速度と他方の後輪タイヤの回転速度とを比較する比較値である。

ステップＳ１～Ｓ４で取得された、同時刻又は概ね同時刻における車輪速Ｖ１～Ｖ４、ホイールトルクＷＴ、横方向加速度α及び比較値Ｈ１，Ｈ２のデータセットは、ＲＡＭ１４又は記憶装置１５に蓄積される。ステップＳ１～Ｓ４は繰り返し実行され、蓄積されたデータセット数が予め設定した数Ｎ以上になると、処理はステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、線形関係特定部２５が、ＲＡＭ１４又は記憶装置１５に蓄積されたホイールトルクＷＴ、横方向加速度α及び比較値Ｈ１，Ｈ２のデータセットに基づいて、ホイールトルクＷＴと比較値Ｈ１，Ｈ２との関係を表す線形モデルをそれぞれ特定する。さらに、その後のステップＳ６では、ステップＳ５で特定された線形モデルに基づいて、タイヤのスリップの影響がキャンセルされた駆動輪タイヤの回転速度Ｖ１′，Ｖ２′を得ることができる。こうして得られた回転速度Ｖ１′，Ｖ２′は、本実施形態では、ＤＬＲ方式のタイヤの減圧検出に使用される。回転速度Ｖ１′，Ｖ２′を用いることにより、タイヤのスリップの影響をキャンセルした減圧指標値ＤＥＬ１～ＤＥＬ３が得られるので、タイヤの減圧検出の精度をより向上させることができる。

以下、車両１のタイヤの回転速度からスリップの影響をキャンセルするためのステップＳ５，Ｓ６の原理について、図４～図６を用いて説明する。

まず、ホイールトルクＷＴが一定値以下の場合には、タイヤにはスリップが生じない又はほとんど生じないと考えられる。しかし、ホイールトルクＷＴが大きくなるにつれ、駆動輪タイヤのスリップが増加する。一方で、従動輪タイヤには、あまりスリップは生じない。よって、ホイールトルクＷＴが増加すると、車輪速センサ６によって検出される駆動輪タイヤの回転速度が増加し、これと従動輪タイヤの回転速度との差が大きくなる。従って、ホイールトルクＷＴと、駆動輪タイヤの回転速度と従動輪タイヤとの回転速度の比較値Ｈ１，Ｈ２との間には、線形関係が成立する。図４Ａ及び図４Ｂは、このことを裏付ける車両１の実験データである。図４Ａ及び図４Ｂは、タイヤが標準内圧である条件下で計測されたホイールトルクＷＴとＨ１，Ｈ２とをそれぞれプロットしたグラフである。ここで、Ｈ１＝Ｖ３／Ｖ１、Ｈ２＝Ｖ４／Ｖ２である。図４Ａ及び図４Ｂに示すとおり、取得されたホイールトルクＷＴと比較値Ｈ１との関係、及び、ホイールトルクＷＴと比較値Ｈ２との関係は、それぞれ以下の直線Ｍ１，Ｍ２の回帰式で表すことができる。
Ｍ１：Ｈ１＝ａ１×ＷＴ＋ｂ１
Ｍ２：Ｈ２＝ａ２×ＷＴ＋ｂ２

しかしながら、車両１が旋回している場合、タイヤに生じるスリップのし易さが変化する。より具体的には、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、車両１が旋回すると、車両１に横方向加速度αが加わる。その結果、車両１の左右で荷重移動が起こり、旋回の内側のタイヤに加わる荷重が減少し、外側のタイヤに加わる荷重が増加する。その結果、内側の駆動輪タイヤではスリップが増加し、外側の駆動輪タイヤではスリップが減少する。例えば、図５Ａに示すように、車両１が左方向へ旋回（左旋回）すると、荷重が車両１の左側から右側へと移動し、旋回内側の左輪タイヤに加わる荷重が減少する一方で、旋回外側の右輪タイヤに加わる荷重が増加する。その結果、タイヤＴ_FLのスリップは増加し、タイヤＴ_FRのスリップは減少する。反対に、図５Ｂに示すように、車両１が右方向へ旋回すると、荷重が車両１の右側から左側に移動し、旋回内側の右輪タイヤに加わる荷重が減少する一方で、旋回外側の左輪タイヤに加わる荷重は増加する。その結果、タイヤＴ_FRのスリップは増加し、タイヤＴ_FLのスリップは減少する。このため、ホイールトルクＷＴとＨ１，Ｈ２との線形関係が、車両１の直進時と旋回時とで変化すると考えられる。

図６は、このことを裏付ける実験データである。図４Ａ及び図４Ｂのグラフは、車両１の直進時に計測されたデータに基づく。一方、図６Ａ及び図６Ｂは、車両１が左旋回していること以外は、図４と同様の条件下で計測されたホイールトルクＷＴとＨ１，Ｈ２と関係をそれぞれプロットしたグラフである。図６Ａ及び図６Ｂのグラフを図４Ａ及び図４Ｂのグラフとそれぞれ比較すると、回帰直線Ｍ１はより右下がりに傾斜し、回帰直線Ｍ２はより水平に近くなるように変化していることが分かる。すなわち、左旋回ではタイヤＴ_FLのスリップが増加し、これに伴いＶ１がより大きくなり、Ｈ１がより小さくなるので、Ｍ１の傾きａ１が小さくなる（－５×１０^-6から－１×１０^-5へと変化）。一方、タイヤＴ_FRのスリップは減少し、これに伴いＶ２がより小さくなり、Ｈ２がより大きくなるので、Ｍ２の傾きａ２が大きくなる（－５×１０^-6から－２×１０^-6へと変化）。このため、車両１に加わる横方向加速度αの影響を考慮せずにデータを回帰させると、回帰の誤差が大きくなる。その結果、回転速度Ｖ１，Ｖ２を精度よく補正できないことがある。

そこで、本発明者は、ホイールトルクＷＴと比較値Ｈ１，Ｈ２との関係を表す線形モデルを、ホイールトルクＷＴに対する比較値Ｈ１，Ｈ２の傾きが横方向加速度αに依存するものとしてモデル化した。すなわち、ホイールトルクＷＴとＨ１の回帰式Ｌ１及びホイールトルクＷＴとＨ２の回帰式Ｌ２をそれぞれ以下の式によって新たに定義した。回帰式Ｌ１，Ｌ２のホイールトルクＷＴの傾きは、横方向加速度αによって変化する要素を含んでいる。すなわち、回帰式Ｌ１，Ｌ２は、ホイールトルクＷＴと、実質的に横方向加速度αによらない比較値Ｈ１，Ｈ２との線形関係を表すと言える。なお、横方向加速度αを考慮するため、厳密には比較値Ｈ１，Ｈ２とホイールトルクＷＴとの間に線形性はないと言い得る。よって、ここでいう線形モデルとは、近似的な線形モデルである。
Ｌ１：Ｈ１＝（Ａ１×α＋Ｂ１）×ＷＴ＋Ｃ１
Ｌ２：Ｈ２＝（Ａ２×α＋Ｂ２）×ＷＴ＋Ｃ２

ホイールトルクＷＴが０（Ｎ・ｍ）である場合の比較値Ｈ１、すなわち回帰式Ｌ１の切片Ｃ１は、ホイールトルクＷＴの影響を受けない比較値Ｈ１である。同様に、ホイールトルクＷＴが０（Ｎ・ｍ）である場合の比較値Ｈ２、すなわち回帰式Ｌ２の切片Ｃ２は、ホイールトルクＷＴの影響を受けない比較値Ｈ２である。また、ホイールトルクＷＴが比較値Ｈ１，Ｈ２に与えるスリップの影響は、横方向加速度αが大きいほど大きくなるが、Ｃ１及びＣ２は、横方向加速度αの影響も受けない。従って、スリップの影響がキャンセルされたタイヤＴ_FLの車輪速Ｖ１′及びスリップの影響がキャンセルされたタイヤＴ_FRの車輪速Ｖ２′は、タイヤＴ_RLの車輪速Ｖ３、タイヤＴ_RRの車輪速Ｖ４を用いて、以下の式で表される。
Ｖ１′＝Ｖ３／Ｃ１
Ｖ２′＝Ｖ４／Ｃ２

また、ホイールトルクＷＴが０（Ｎ・ｍ）である場合に限らず、タイヤのスリップが生じない又は殆ど生じない程度に小さいホイールトルク値を基準ホイールトルクＷＴ_Rとして定め、基準ホイールトルクＷＴ_Rにおける比較値Ｈ１、Ｈ２から車輪速Ｖ１′、Ｖ２′を求めることもできる。この場合、車輪速Ｖ１′及びＶ２′は、以下の式で表される。
Ｖ１′＝Ｖ３／｛（Ａ１×α＋Ｂ１）×ＷＴ_R＋Ｃ１｝
Ｖ２′＝Ｖ４／｛（Ａ２×α＋Ｂ２）×ＷＴ_R＋Ｃ２｝

以上の原理に基づき、ステップＳ５では、線形関係特定部２５が、回帰式Ｌ１及びＬ２を決定する線形パラメータＡ１，Ｂ１，Ｃ１，Ａ２，Ｂ２，Ｃ２を算出する。なお、回帰式を特定するには（ＷＴ，Ｈ１，α）又は（ＷＴ，Ｈ２，α）のデータセットが各々、少なくとも３つずつ必要となる。本実施形態では、ステップＳ１～Ｓ４は、データセット数が所定の量Ｎ蓄積されるまで繰り返し実行される。そして、ひとたびデータセット数がＮを超えた後は、新しいデータセットが１点得られるたびに、最新の所定量のデータセットを用いて線形関係が特定される。線形パラメータの特定方法は特に限定されず、例えば最小二乗法を用いることができ、演算の効率化のために、逐次最小二乗法やカルマンフィルタを用いることもできる。これにより、実質的に横方向加速度αによらない比較値Ｈ１，Ｈ２と、ホイールトルクＷＴとの線形関係がそれぞれ特定される。

ステップＳ６では、ステップＳ５で特定された回帰式Ｌ１及びＬ２に基づいて、回転速度補正部２６が、タイヤＴ_FL，Ｔ_FRの補正後の回転速度Ｖ１′，Ｖ２′を算出する。回転速度Ｖ１′，Ｖ２′は、上述のように、従動輪タイヤの回転速度Ｖ３，Ｖ４と、ホイールトルクＷＴが０（Ｎ・ｍ）である場合又は基準ホイールトルクＷＴ_Rである場合の比較値Ｈ１，Ｈ２とから算出することができる。

続くステップＳ７では、ＤＥＬ算出部２７が、タイヤの減圧状態を判定するための減圧指標値ＤＥＬ１～ＤＥＬ３を算出する。ＤＥＬ１，ＤＥＬ２，ＤＥＬ３は、それぞれ、以下に示す特徴を有する指標値である。
ＤＥＬ１：車輪速Ｖ１，Ｖ４が大きい程大きくなり且つ車輪速Ｖ２，Ｖ３が大きい程小さくなる、或いは、車輪速Ｖ２，Ｖ３が大きい程大きくなり且つ車輪速Ｖ１，Ｖ４が大きい程小さくなる指標値
ＤＥＬ２：車輪速Ｖ１，Ｖ２が大きい程大きくなり且つ車輪速Ｖ３，Ｖ４が大きい程小さくなる、或いは、車輪速Ｖ３，Ｖ４が大きい程大きくなり且つ車輪速Ｖ１，Ｖ２が大きい程小さくなる指標値
ＤＥＬ３：車輪速Ｖ１，Ｖ３が大きい程大きくなり且つ車輪速Ｖ２，Ｖ４が大きい程小さくなる、或いは、車輪速Ｖ２，Ｖ４が大きい程大きくなり且つ車輪速Ｖ１，Ｖ３が大きい程小さくなる指標値

なお、タイヤＴ_FL，Ｔ_FR，Ｔ_RL，Ｔ_RRの減圧が進むと、それぞれの動荷重半径が小さくなるため、それぞれの車輪速Ｖ１～Ｖ４が増加し、減圧指標値ＤＥＬ１～ＤＥＬ３の値が変化する。本実施形態に係る減圧検出処理では、後述するステップＳ８において、減圧指標値ＤＥＬ１～ＤＥＬ３の基準値からの変化を検出することで、タイヤの減圧状態が検出される。

ＤＥＬ１～ＤＥＬ３は、上記特徴を有する限り、様々な方法で定義することができるが、本実施形態では、ＤＥＬ１～ＤＥＬ３は、以下の式に従って算出される。
DEL1=[(V1+V4)/(V2+V3)-1]*100(%)
DEL2=[(V1+V2)/(V3+V4)-1]*100(%)
DEL3=[(V1+V3)/(V2+V4)-1]*100(%)

他の実施形態では、例えば、背景技術の欄で述べたとおり、以下のように定義することもできる。
DEL1=[[(V1+V4)/2-(V2+V3)/2]/(V1+V2+V3+V4)]*100(%)
DEL2=[[(V1+V2)/2-(V3+V4)/2]/(V1+V2+V3+V4)]*100(%)
DEL3=[[(V1+V3)/2-(V2+V4)/2]/(V1+V2+V3+V4)]*100(%)

あるいは、ＤＥＬ１，ＤＥＬ２，ＤＥＬ３は、以下のように定義することもできる。
DEL1=(V1²+V4²)-(V2²+V3²)
DEL2=(V1²+V2²)-(V3²+V4²)
DEL3=(V1²+V3²)-(V2²+V4²)

以上のとおり、ＤＥＬ１は、４輪のうち、一方の対角線上に存在する二輪の車輪速が大きい程大きくなり、且つ、他方の対角線上に存在する二輪の車輪速が大きい程小さくなる指標値である。また、ＤＥＬ３は、４輪のうち、左側又は右側の二輪の車輪速が大きい程大きくなり、且つ、残りの二輪の車輪速が大きい程小さくなる指標値である。一方、ＤＥＬ２は、４輪のうち、前輪又は後輪の二輪の車輪速が大きい程大きくなり、且つ、残りの二輪の車輪速が大きい程小さくなる指標値である。

ステップＳ７におけるＤＥＬ１～ＤＥＬ３の算出が終了すると、ＤＥＬ算出部２７は、減圧状態の判定を行う（ステップＳ８）。具体的には、ＤＥＬ算出部２７は、まず、ステップＳ７で算出されたＤＥＬ１～ＤＥＬ３を用いて、上述した１４個の減圧タイヤのパターンのうち、一輪減圧（１）～（４）、二輪減圧（５）～（１０）及び三輪減圧（１１）～（１４）の検出を行う。より具体的には、ＤＥＬ１～ＤＥＬ３のそれぞれが閾値以上増加したか、閾値以上減少したか、或いは変化量が閾値以下であるかを判定し、これらの結果の組み合わせに応じて、いずれのパターンでタイヤが減圧しているかを判定する。ＤＥＬ１～ＤＥＬ３の変化のパターンと、減圧タイヤのパターンとの関係は、例えば、表１の通りである。なお、ここで用いられる上限閾値及び下限閾値は、車両１を用いた実験、或いはシミュレーションにより、ＤＥＬ１～ＤＥＬ３のそれぞれに対し定められ、ＲＯＭ１３又は記憶装置１５内にあらかじめ格納されているものとする。

ＤＥＬ算出部２７は、（１）～（１４）のいずれかのパターンでの減圧が検出されたか否かを判定し、いずれのパターンでの減圧も検出されなかった場合には、ステップＳ１に戻る。一方、いずれかのパターンで減圧が検出された場合には、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、警報出力部２８が、表示器３を介して減圧警報を出力する。このとき、表示器３は、どのタイヤが減圧しているかを区別して警報することもできるし、いずれかのタイヤが減圧していることのみを示すように警報することもできる。また、減圧警報は、音声出力の態様で実行することもできる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。

＜３－１＞
車両１の横方向加速度αのデータの取得方法は、上記実施形態で説明されたものに限定されない。例えば、車両１にヨーレートセンサが搭載されている場合、横方向加速度αは、ヨーレートセンサの出力値から取得することもできる。

＜３－２＞
上記実施形態では、ステップＳ６で求めた車輪速Ｖ１′及びＶ２′は、タイヤの減圧検出処理に利用された。しかしながら、ステップＳ１～Ｓ６の処理はタイヤの減圧検出処理に限らず、例えば車両のブレーキの制御等、タイヤの回転速度に基づく各種制御においても採用され得る。

＜３－３＞
上記実施形態では、ステップＳ４でＨ１及びＨ２を算出したが、車両の特性や必要に応じてＨ１のみ、或いはＨ２のみを算出することとしてもよい。この場合はタイヤＴ_FL又はＴ_FRのいずれかの車輪速が補正される。

＜３－４＞
本発明に係るタイヤの回転速度を補正する機能は、後輪駆動車にも適用することができる。その場合には、上記実施形態と同様の処理により、駆動輪タイヤである後輪タイヤの回転速度Ｖ３，Ｖ４を補正することができる。また、同機能は、四輪駆動車にも適用することが可能であり、前輪タイヤ及び後輪タイヤのうち、より大きな駆動力が加えられるタイヤの回転速度を補正することができる。さらに、同機能は、四輪車両に限られず、三輪車両または六輪車両などにも適用することができる。

＜３－５＞
比較値Ｈ１，Ｈ２は、以下のように定義することもできる。
Ｈ１＝Ｖ１／Ｖ３
Ｈ２＝Ｖ２／Ｖ４
この場合、下式に従って、補正後の回転速度Ｖ１′，Ｖ２′を算出することができる。
Ｖ１′＝｛（Ａ１×α＋Ｂ１）×ＷＴ_R＋Ｃ１｝×Ｖ３
Ｖ２′＝｛（Ａ２×α＋Ｂ２）×ＷＴ_R＋Ｃ２｝×Ｖ４

或いは、比較値Ｈ１，Ｈ２は、以下のように定義することもできる。
Ｈ１＝Ｖ１／Ｖ４
Ｈ２＝Ｖ２／Ｖ３
この場合、下式に従って、補正後の回転速度Ｖ１′，Ｖ２′を算出することができる。
Ｖ１′＝｛（Ａ１×α＋Ｂ１）×ＷＴ_R＋Ｃ１｝×Ｖ４
Ｖ２′＝｛（Ａ２×α＋Ｂ２）×ＷＴ_R＋Ｃ２｝×Ｖ３

或いは、比較値Ｈ１，Ｈ２は、上記実施形態でも言及したが、以下のように定義することもできる。
Ｈ１＝Ｖ４／Ｖ１
Ｈ２＝Ｖ３／Ｖ２
この場合、下式に従って、補正後の回転速度Ｖ１′，Ｖ２′を算出することができる。
Ｖ１′＝Ｖ４／｛（Ａ１×α＋Ｂ１）×ＷＴ_R＋Ｃ１｝
Ｖ２′＝Ｖ３／｛（Ａ２×α＋Ｂ２）×ＷＴ_R＋Ｃ２｝

＜３－６＞
ホイールトルクＷＴと比較値Ｈ１，Ｈ２との関係を表す線形モデルは、上記実施形態に示したものに限られない。例えば、以下の回帰式によってもモデル化することができる。
Ｌ１′：Ｈ１＝（Ａ１×α＋Ｂ１）×ＷＴ＋Ｃ１＋Ｄ１×α
Ｌ２′：Ｈ２＝（Ａ２×α＋Ｂ２）×ＷＴ＋Ｃ２＋Ｄ２×α

１ 車両
２ 補正装置
３ 表示器
４ 横方向加速度センサ
６ 車輪速センサ
７ ＷＴセンサ
２１ 回転速度取得部
２２ トルク取得部
２３ 横方向加速度取得部
２４ 比較値算出部
２５ 線形関係特定部
２６ 回転速度補正部
２７ ＤＥＬ算出部（減圧指標値算出部）
２８ 警報出力部
ＦＬ 左前輪
ＦＲ 右前輪
ＲＬ 左後輪
ＲＲ 右後輪
Ｔ_FL 左前輪タイヤ
Ｔ_FR 右前輪タイヤ
Ｔ_RL 左後輪タイヤ
Ｔ_RR 右後輪タイヤ
Ｖ１～Ｖ４ 車輪速
α 横方向加速度
ＤＥＬ１～３ 減圧指標値

Claims (8)

1. 車両に装着された第１タイヤの回転速度を補正する補正装置であって、
   前記第１タイヤ及び前記車両に装着された第２タイヤの回転速度を取得する回転速度取得部と、
   前記第１タイヤの回転速度と前記第２タイヤの回転速度とを比較する比較値を算出する比較値算出部と、
   前記車両に加わる横方向加速度を取得する横方向加速度取得部と、
   ホイールトルクを取得するトルク取得部と、
   前記比較値、前記横方向加速度及び前記ホイールトルクに基づいて、前記ホイールトルクと前記比較値との関係を表す近似的な線形モデルであって、前記ホイールトルクに対する前記比較値の傾きが前記横方向加速度に依存する、近似的な線形モデルを特定する線形パラメータを算出する線形関係特定部と、
   前記第２タイヤの回転速度及び前記線形パラメータに基づいて、前記ホイールトルクが前記比較値に与えるスリップの影響がキャンセルされた前記第１タイヤの回転速度を算出する回転速度補正部と、
   を備え、
   前記第１タイヤ及び前記第２タイヤの一方は前輪タイヤであり、他方は後輪タイヤであり、前記第１タイヤは、前記第２タイヤよりも大きな駆動力が加えられるタイヤであり、
   前記近似的な線形モデルは、以下の式（１）または式（２）で表される、
   補正装置。
   Ｈ＝（Ａ×α＋Ｂ）×ＷＴ＋Ｃ （１）
   Ｈ＝（Ａ×α＋Ｂ）×ＷＴ＋Ｃ＋Ｄ×α （２）
   ここで、Ｈは比較値、ＷＴはホイールトルク、αは横方向加速度、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは線形パラメータ
2. 前記比較値算出部は、前記比較値として、前記車両に装着された２つの前輪タイヤ及び２つの後輪タイヤのうち、一方の前輪タイヤの回転速度と一方の後輪タイヤの回転速度とを比較する第１比較値を算出するとともに、他方の前輪タイヤの回転速度と他方の後輪タイヤの回転速度とを比較する第２比較値を算出する、
   請求項１に記載の補正装置。
3. 前記第２タイヤの回転速度及び前記回転速度補正部により算出された前記第１タイヤの回転速度に基づいて、前記車両に装着された４輪のタイヤのうち、任意の２輪の回転速度と、残りの２輪の回転速度とを比較する比較値である減圧指標値を算出し、前記減圧指標値と所定の閾値とを比較することにより、少なくとも１つの前記タイヤの減圧を検出する、減圧指標値算出部
   をさらに備える、請求項１又は２に記載の補正装置。
4. 前記タイヤの減圧状態が検出された場合に、減圧警報を出力する警報出力部
   をさらに備える、
   請求項３に記載の補正装置。
5. 前記比較値は、前記第１タイヤの回転速度と前記第２タイヤの回転速度との比である、
   請求項１～４のいずれかに記載の補正装置。
6. 前記第１タイヤは、駆動輪タイヤであり、前記第２タイヤは、従動輪タイヤである、
   請求項１～５のいずれかに記載の補正装置。
7. 車両に装着された第１タイヤの回転速度を補正する補正方法であって、
   前記第１タイヤ及び前記車両に装着された第２タイヤの回転速度を取得することと、
   前記第１タイヤの回転速度と前記第２タイヤの回転速度とを比較する比較値を算出することと、
   前記車両に加わる横方向加速度を取得することと、
   ホイールトルクを取得することと、
   前記比較値、前記横方向加速度及び前記ホイールトルクに基づいて、前記ホイールトルクと前記比較値との関係を表す近似的な線形モデルであって、前記ホイールトルクに対する前記比較値の傾きが前記横方向加速度に依存する、近似的な線形モデルを特定する線形パラメータを算出することと、
   前記第２タイヤの回転速度及び前記線形パラメータに基づいて、前記ホイールトルクが前記比較値に与えるスリップの影響がキャンセルされた前記第１タイヤの回転速度を算出することと、
   を含み、
   前記第１タイヤ及び前記第２タイヤの一方は前輪タイヤであり、他方は後輪タイヤであり、前記第１タイヤは、前記第２タイヤよりも大きな駆動力が加えられるタイヤであり、
   前記近似的な線形モデルは、以下の式（１）または式（２）で表される、
   補正方法。
   Ｈ＝（Ａ×α＋Ｂ）×ＷＴ＋Ｃ （１）
   Ｈ＝（Ａ×α＋Ｂ）×ＷＴ＋Ｃ＋Ｄ×α （２）
   ここで、Ｈは比較値、ＷＴはホイールトルク、αは横方向加速度、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは線形パラメータ
8. 車両に装着された第１タイヤの回転速度を補正する補正プログラムであって、
   前記第１タイヤ及び前記車両に装着された第２タイヤの回転速度を取得することと、
   前記第１タイヤの回転速度と前記第２タイヤの回転速度とを比較する比較値を算出することと、
   前記車両に加わる横方向加速度を取得することと、
   ホイールトルクを取得することと、
   前記比較値、前記横方向加速度及び前記ホイールトルクに基づいて、前記ホイールトルクと前記比較値との関係を表す近似的な線形モデルであって、前記ホイールトルクに対する前記比較値の傾きが前記横方向加速度に依存する、近似的な線形モデルを特定する線形パラメータを算出することと、
   前記第２タイヤの回転速度及び前記線形パラメータに基づいて、前記ホイールトルクが前記比較値に与えるスリップの影響がキャンセルされた前記第１タイヤの回転速度を算出することと、
   をコンピュータに実行させ、
   前記第１タイヤ及び前記第２タイヤの一方は前輪タイヤであり、他方は後輪タイヤであり、前記第１タイヤは、前記第２タイヤよりも大きな駆動力が加えられるタイヤであり、
   前記近似的な線形モデルは、以下の式（１）または式（２）で表される、
   補正プログラム。
   Ｈ＝（Ａ×α＋Ｂ）×ＷＴ＋Ｃ （１）
   Ｈ＝（Ａ×α＋Ｂ）×ＷＴ＋Ｃ＋Ｄ×α （２）
   ここで、Ｈは比較値、ＷＴはホイールトルク、αは横方向加速度、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは線形パラメータ
   
   

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