JP2017194412A - 車両用タイヤ空気圧検出装置 - Google Patents

車両用タイヤ空気圧検出装置 Download PDF

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Abstract

【課題】タイヤの空気圧が低下してから短時間のうちに又は事前にその旨を乗員に報知でき、しかも消費電力を小さくできる車両用タイヤ空気圧検出装置を提供する。【解決手段】少なくとも一つの車輪である対象車輪のタイヤに設けられ、対象タイヤの空気圧を繰り返し検出する空気圧検出手段と、空気圧検出手段の検出結果である前記空気圧を繰り返し無線送信する、対象車輪に設けられた送信手段と、送信手段が送信した空気圧を受信する、車体に設けられる受信手段と、同一の前記対象タイヤの空気圧に関する情報を受信手段が送信手段から複数回受信した場合に、受信手段が受信した最新の複数の前記空気圧に基づいて、現在時刻における前記空気圧の推定値である推定空気圧を演算する、車体に設けられる推定手段と、推定空気圧が所定の閾値以下となったときに警報を発する、車体に設けられる警報発生手段と、を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、車輪のタイヤの空気圧が低くなっていることを車両の乗員に知らせることが可能な車両用タイヤ空気圧検出装置に関する。
車両の各車輪のタイヤから空気が漏れると、タイヤの空気圧が所定の基準値より低くなり、車両のドライバビリティが低下する。
そのため、従来から、いずれか一つの車輪のタイヤの空気圧が基準値より低くなっていることを車両の乗員に知らせることが可能なタイヤ空気圧検出装置が車両に設けられることがある。
この種のタイヤ空気圧検出装置は、各車輪のタイヤの空気圧を所定時間おきに繰り返し検出する空気圧検出手段を備えている。
さらに各車輪には、検出された空気圧を所定時間おきに無線送信する送信手段が設けられている。
さらにタイヤ空気圧検出装置は、車体に設けられた受信手段を備えている。この受信手段は、各車輪の送信手段から送信された空気圧に関する情報を受信する。
さらにタイヤ空気圧検出装置は、車体に設けられた警報発生手段を備えている。この警報発生手段は、受信手段が受信した空気圧が所定の基準値(閾値)以下となった場合に警報を発する。
そのため警報が発せられると、車両の乗員はいずれかの車輪のタイヤの空気圧が基準値より低くなっていることを認識できる。
特開2003−246211号公報
車両が走行するとき各車輪が回転し、さらに送信手段が車輪と一緒に回転する。即ち、車両が走行するとき、各送信手段と受信手段との相対位置は時々刻々と変化する。
各送信手段と受信手段との相対位置は、各送信手段と受信手段との間の通信性能に影響を及ぼす。換言すると、ある一つの送信手段と受信手段とが所定の相対位置関係になったとき、この送信手段と受信手段とは良好な通信性能を発揮する。その一方で、この送信手段と受信手段とが別の相対位置関係になったとき、この送信手段と受信手段との間の通信性能が低下することがある。
また、各車輪と受信手段との間には、車両を構成する様々な構成部品が位置する。
そのため車輪の回転位置に拘わらず、これらの構成部品が送信手段と受信手段との間の無線通信にとって障害物になり、送信手段と受信手段との間の通信性能を低下させることがある。
さらに車両には様々な電子機器が搭載されている。
そのため、これらの電子機器から発生した電磁ノイズの影響により、各送信手段と受信手段との間の通信性能が低下するおそれもある。
このように、各車輪に設けられた送信手段と受信手段は、常に両者の間で所期の通信性能を発揮できるとは限らない。
即ち、ある一つの車輪に設けられた送信手段があるタイミングでタイヤの空気圧に関する情報を無線送信するときに、この情報を受信手段が受信できないおそれがある。
そのため、例えば、ある一つの車輪に設けられた送信手段が無線送信した空気圧に関する情報を、受信手段が複数回に渡って連続して受信できなくなるおそれがある。
このような事態が発生すると、実際は車輪のタイヤの空気圧が基準値より低くなっているにも拘わらず、乗員がそのことに長時間に渡って気づくことができなくなってしまう。
なお、空気圧検出手段による検出動作の時間間隔並びに送信手段による無線送信動作の時間間隔をより短くすれば、理論上、受信手段の一定時間内における受信可能回数が多くなる。換言すると、受信手段が所期の通信性能を発揮できない場合においても、受信手段が一定時間内に前記情報を受信できる可能性が高くなる。従って、これらの時間間隔を短くすれば、この問題をある程度改善できる。
しかし、空気圧検出手段及び送信手段は電源の電力を利用して動作する電子機器である。さらにこの電源としては、各車輪に設けられた小型のバッテリを利用するのが一般的である。
そのため、この場合はバッテリの寿命が短くなるので、バッテリを頻繁に交換しなければならなくなってしまう。
本発明は前述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、車輪に設けられ且つ少なくともタイヤの空気圧に関する情報を無線送信する送信手段と、車体に設けられる受信手段と、が所期の通信性能を発揮できない場合においても、タイヤの空気圧が低下してから短時間のうちに又は事前にその旨を乗員に報知でき、しかも空気圧検出手段及び送信手段を電子機器により構成した場合に消費電力を小さくできる車両用タイヤ空気圧検出装置を提供することにある。
本発明の車両用タイヤ空気圧検出装置は、
車両の少なくとも一つの車輪(15FR、15FR、15RL、15RR)である対象車輪のタイヤ(17)である対象タイヤに設けられ、前記対象タイヤの空気圧(P)を繰り返し検出する(ステップ701)空気圧検出手段(22)と、
前記空気圧検出手段の検出結果である前記空気圧を繰り返し無線送信する(ステップ702)、前記対象車輪に設けられた送信手段(24)と、
前記送信手段が送信した前記空気圧を受信する、車体(11)に設けられる受信手段(32)と、
同一の前記対象タイヤの前記空気圧に関する情報を前記受信手段が前記送信手段から複数回受信した場合に、前記受信手段が受信した最新の複数の前記空気圧に基づいて、現在時刻(t)における前記空気圧の推定値である推定空気圧(R)を演算する、前記車体に設けられる(ステップ808)推定手段(31)と、
前記推定空気圧が所定の閾値(Th)以下となったときに(ステップ809)警報を発する(ステップ810)、前記車体に設けられる警報発生手段(33)と、
を備える。
本発明の推定手段は、受信手段が受信した最新の複数の空気圧に基づいて、現在時刻における空気圧の推定値である推定空気圧を演算する。そして警報発生手段は、推定空気圧が所定の閾値以下となったときに警報を発する。即ち、警報発生手段は、送信手段と受信手段との間の無線通信が完全に遮断された場合であっても、推定空気圧が所定の閾値以下になると警報を発する。
そのため本発明の車両用タイヤ空気圧検出装置は、送信手段と受信手段とが所期の通信性能を発揮できない場合においても、タイヤの空気圧が閾値以下になったことを、閾値以下になってから短時間のうちに又は事前に乗員に報知できる。
さらに、送信手段と受信手段とが所期の通信性能を発揮できない場合においても、空気圧検出手段及び送信手段の動作間隔の長短に拘わらず、タイヤの空気圧が低下していることを乗員に報知できる。そのため、空気圧検出手段及び送信手段の動作間隔を短くする必要がない。
そのため、空気圧検出手段及び送信手段を電子機器により構成した場合に、これらの電子機器による消費電力を小さくすることが可能である。
本発明の車両用タイヤ空気圧検出装置は、別の一態様によると、
車両の少なくとも一つの車輪(15FR、15FR、15RL、15RR)である対象車輪のタイヤ(17)である対象タイヤに設けられ、前記対象タイヤの空気圧(P)を繰り返し検出する(ステップ401)空気圧検出手段(22)と、
前記対象タイヤに設けられ、前記対象タイヤの内部の空気の温度(T)を、自身が設けられた前記対象タイヤと同一の前記対象タイヤに設けられた前記空気圧検出手段による前記空気圧の検出と同じタイミングで繰り返し検出する(ステップ401)温度検出手段(23)と、
同一の前記対象タイヤに設けられた前記空気圧検出手段及び前記温度検出手段が同じタイミングで検出したそれぞれの検出結果を繰り返し無線送信する(ステップ402)、前記対象車輪に設けられた送信手段(24)と、
前記送信手段が送信した前記検出結果を受信する(ステップ501)、車体(11)に設けられる受信手段(32)と、
前記受信手段が受信した前記空気圧を当該空気圧と同じタイミングで前記受信手段が受信した前記温度により除した値である温度補正圧力値を演算する(ステップ506)、前記車体に設けられる演算手段(31)と、
同一の前記対象タイヤの前記空気圧及び前記温度に関する情報を前記受信手段が前記送信手段から複数回受信した場合に(ステップ507)、最新の複数の前記温度補正圧力値に基づいて、現在時刻(t)における前記温度補正圧力値の推定値である推定温度補正圧力値(R)を演算する(ステップ509)、前記車体に設けられる推定手段(31)と、
前記推定温度補正圧力値が所定の第1閾値(Th’)以下となったとき、又は、前記受信手段によって受信され且つ前記現在時刻を基準としたときに最新となる前記温度(Tt)を、前記推定温度補正圧力値に乗じた値(Pt)が所定の第2閾値以下(Th)となったときに(ステップ511)警報を発する(ステップ512)、前記車体に設けられる警報発生手段(33)と、
を備える。
この態様では、タイヤの空気圧の代わりに、タイヤの空気圧を温度により除した値である温度補正圧力値を用いて、現在時刻における推定温度補正圧力値が演算される。
ところで周知のように、(タイヤにパンクが発生しない限り)タイヤの内部空間の体積はほぼ一定であり、且つ、タイヤの体積がほぼ一定の場合のタイヤの空気圧の大きさはタイヤの温度の影響を受ける。即ち、タイヤの温度が高くなると空気圧は大きくなり、温度が低くなると空気圧は小さくなる。
従って、演算手段が複数の温度補正圧力値を演算した場合、これら複数の温度補正圧力値は、互いに同じ温度において測定された(即ち、温度の影響が排除された)複数の空気圧にそれぞれ対応する値となる。
そのため、この態様によれば、例えばタイヤが水たまりに入ることによりタイヤの温度が大きく変化した場合においても、タイヤの空気圧が低下しているか否かを精度よく判定できる。
本発明の一態様において、前記推定手段が、
前記受信手段が最新の2つの前記空気圧を受信したそれぞれの時刻又は最新の2つの前記温度補正圧力値が演算されたそれぞれの時刻を古い順にそれぞれt1、t2とし且つ前記現在時刻をtとするとき、以下の式(1)に基づいて前記現在時刻tにおける前記推定空気圧又は前記推定温度補正圧力値であるRを演算する(ステップ509、808)ように構成されてもよい。
R=(R2−R1)/(t2−t1)×(t−t2)+R2・・・(1)
但し、
R1:時刻t1において受信手段が受信した空気圧又は時刻t1における温度補正圧力値
R2:時刻t2において受信手段が受信した空気圧又は時刻t2における温度補正圧力値
である。
推定手段は、現在時刻からみて最新の3つ以上の空気圧又は温度補正圧力値に基づいて推定空気圧又は推定温度補正圧力値を演算することも可能である。
しかし、演算に用いる空気圧又は温度補正圧力値の数が多くなればなるほど、推定空気圧又は推定温度補正圧力値の演算開始時刻が遅くなってしまう。
一方、本態様のように、推定手段が最新の2つの空気圧又は温度補正圧力値に基づいて推定空気圧又は推定温度補正圧力値を演算する場合は、これらの演算開始時刻が早くなる。
従って、車両用タイヤ空気圧検出装置は、タイヤの空気圧が低下していることを、より早い時刻において乗員に報知できる。
前記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び/又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
本発明の第1の実施形態に係る車両用タイヤ空気圧検出装置を備える車両を示す図である。 車両用タイヤ空気圧検出装置の主な構成部品同士の関係を示すブロック図である。 推定温度補正圧力値及び推定空気圧の演算原理を説明するためのグラフである。 測定ユニットが実行する処理を示すフローチャートである。 警告判定ユニットが実行する処理を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態の図2に対応するブロック図である。 図4に対応するフローチャートである。 図5に対応するフローチャートである。
以下、本発明の第1の実施形態に係る車両用タイヤ空気圧検出装置について図1乃至図5を参照しながら説明する。
図1に示すように本実施形態に係るタイヤ空気圧検出装置が適用される車両10は、車体11と、車体11に対してそれぞれ回転可能である4つの車輪と、を備えている。
4つの車輪はそれぞれ、左側の前輪15FLと、右側の前輪15FRと、左側の後輪15RLと、右側の後輪15RRである。周知のように前輪15FL、15FR及び後輪15RL、15RRはそれぞれ、車体11側の構成部品であるキャリア(図示略)に回転可能に支持されたホイール16と、ホイール16の外周部に固定されたタイヤ17と、を具備している。各タイヤ17は弾性材料製の中空且つ環状の部材であり、その内部空間には空気が充填されている。
本実施形態の車両用タイヤ空気圧検出装置は、4つの測定ユニット20及び一つの警告判定ユニット30を備えている。
図1に示すように、測定ユニット20は、前輪15FL、15FR及び後輪15RL、15RRのそれぞれに設けられている。
図2に示すように測定ユニット20は、タイヤ側ECU21、空気圧センサ22、温度センサ23、送信手段24、及びバッテリ25を備えている。空気圧センサ22、温度センサ23、送信手段24、及びバッテリ25はタイヤ側ECU21に接続されている。
タイヤ側ECU21、空気圧センサ22、温度センサ23、及び送信手段24はいずれも電子機器であり且ついずれもバッテリ25から供給される電力により動作する。バッテリ25は、その容量がゼロになるまで常に電力をタイヤ側ECU21、空気圧センサ22、温度センサ23、及び送信手段24に供給する。さらに空気圧センサ22、温度センサ23、及び送信手段24の動作は、タイヤ側ECU21によって制御される。なお、ECUは、エレクトリックコントロールユニットの略称であり、CPU、ROM、RAM及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。CPUは、メモリ(ROM)に格納されたインストラクションを実行することにより後述する各種機能を実現する。
空気圧センサ22は、タイヤ17の内部空間の空気圧Pを測定する。
温度センサ23は、タイヤ17の内部空間の空気の温度Tを測定する。
同じ車輪に設けられた空気圧センサ22及び温度センサ23は、同じタイミング且つ所定時間おき(例えば、1分当り1回)に空気圧Pと温度Tをそれぞれ繰り返し測定する。さらに空気圧センサ22及び温度センサ23は、自身の測定結果をタイヤ側ECU21に所定時間おき(例えば、1分当り1回)に同じタイミングで繰り返し送信する。
送信手段24は、同一の車輪に設けられた空気圧センサ22及び温度センサ23が同じタイミングで検出したそれぞれの検出結果を、ペアとして所定時間おき(例えば、1分当り1回)に繰り返し、自身を識別させることが可能なID(識別信号)と共に無線送信する。
図1及び図2に示すように車体11には一つの警告判定ユニット30が設けられている。
警告判定ユニット30は、ボディ側ECU31、受信手段32、及び表示手段33を備えている。ボディ側ECU31、受信手段32、及び表示手段33はいずれも電子機器であり且ついずれも車体11に設けられた車載バッテリ(図示略)から供給される電力により動作する。さらに受信手段32及び表示手段33の動作はボディ側ECU31によって制御される。このボディ側ECU31も、CPU、ROM、RAM及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。
受信手段32は、電力が供給されている間は常に無線を受信可能な状態を維持し、前輪15FL、15FR及び後輪15RL、15RRのそれぞれに設けられた各測定ユニット20の送信手段24が送信した無線を繰り返し受信する。換言すると、受信手段32は、各測定ユニット20の送信手段24が発信した各タイヤ17の空気圧P及び温度Tに関する情報を送信手段24のIDと共に繰り返し受信する。
さらに受信手段32は、送信手段24から無線を受信すると、受信した空気圧P、温度T及びIDに関する情報を一つのセットとしてボディ側ECU31へ送信する。
ボディ側ECU31は、受信手段32から各タイヤ17の空気圧P、温度T及びIDに関する情報を取得する度に、その受信時刻、空気圧P、温度T及びIDをRAMに記録する。
さらにボディ側ECU31は、受信手段32から各タイヤ17の空気圧Pに関する情報を取得する度に、取得した空気圧Pが自身のメモリに記憶されている所定の閾値Th(基準値)以下であるか否かを繰り返し判定する。
表示手段33は、車体11のインスツルメントパネル(図示略)に設けられた液晶ディスプレイである。
表示手段33には、前輪15FL、15FR及び後輪15RL、15RRのそれぞれに対応する4つの表示領域が設けられている。
前輪15FL、15FR及び後輪15RL、15RRのいずれかの測定ユニット20から無線送信された情報に基づいて「タイヤ17の空気圧Pが閾値Th以下である」と判定した場合、ボディ側ECU31は当該測定ユニット20が設けられた車輪に対応する表示手段33上の表示領域を送信手段24のIDにより特定し、その表示領域に警告表示を所定時間に渡って行う。この警告表示は、例えばその表示領域を赤色で点滅させることにより実行される。その結果、車両10の乗員は、タイヤ17から空気が漏れていることに起因して空気圧Pが低くなっていることを認識できる。
ところで、前述のように、警告判定ユニット30の受信手段32は前輪15FL、15FR及び後輪15RL、15RRのそれぞれに設けられた各測定ユニット20の送信手段24から送信された無線を毎回確実に受信できるとは限らない。特に車両10が走行しているときは、受信手段32が各送信手段24から送信される無線情報を全て受信できる可能性は低い。
そのため、タイヤ17の内部空間の空気圧Pが閾値Th以下になっている間に受信手段32が送信手段24から送信される無線情報を受信できなくなり、表示手段33が本来表示すべき警告表示を表示できなくなるおそれがある。換言すると、表示手段33が車両10の乗員に対して、前輪15FL、15FR及び後輪15RL、15RRのいずれかのタイヤ17から空気が漏れていることに起因して空気圧Pが閾値Th以下になっていることを報知できなくなるおそれがある。
そのためボディ側ECU31は、タイヤ17の実際の空気圧Pと閾値Thとを比較するだけでなく以下の処理を実行する。
即ち、ボディ側ECU31は、受信手段32から各タイヤ17の空気圧P及び温度Tに関する情報を取得する度に、取得した空気圧Pを当該空気圧Pと同時に取得した温度Tにより除した(即ち、受信手段32によって受信された空気圧Pを当該空気圧Pと同時に受信された温度Tにより除した)空気圧Pの補正値である温度補正圧力値を繰り返し演算する。さらにボディ側ECU31は、演算した温度補正圧力値の演算要素である空気圧P及び温度Tが受信手段32によって受信された時刻をIDと関連付けてRAMに記録する。
ところで、周知のようにタイヤ17にパンクが発生しない限り、タイヤ17の内部空間の体積はほぼ一定である。さらにタイヤ17の内部空間の体積をVとすると、P×V/Tの値は一定値となる。換言すると、タイヤ17の内部空間の温度Tが高くなると空気圧Pは大きくなり、温度Tが低くなると空気圧Pは小さくなる。即ち、体積Vが実質的に一定の場合、空気圧Pの大きさは温度Tの大きさにより変動する。
従って、ボディ側ECU31が、複数の時刻においてそれぞれ検出された空気圧Pと温度Tとに基づいて複数の温度補正圧力値(=P/T)を演算した場合、これら複数の温度補正圧力値は、互いに同じ温度において測定された(即ち、温度の影響が除外された)複数の空気圧にそれぞれ対応する値となる。換言すると、温度補正圧力値(=P/T)は、タイヤ17内の空気を構成する成分(例えば、窒素及び酸素)のモル数に応じた値である。
さらにボディ側ECU31は、イグニッションキーの操作により前記車載バッテリの電力がボディ側ECU31、空気圧センサ22、及び表示手段33に供給された後に、受信手段32が送信手段24からの無線情報を何回受信したかをカウントする受信回数カウンタを機能的に備えている。
そしてボディ側ECU31は、受信手段32の受信回数が2回以上になると、現在時刻からみて最新の2つの温度補正圧力値(=P/T)を用いて推定温度補正圧力値Rを演算する。
この推定温度補正圧力値Rは以下の式(1)を用いて演算される。

R=(R2−R1)/(t2−t1)×(t−t2)+R2・・・(1)
但し、
t1:現在時刻からみて最新の2つの温度補正圧力値の演算要素である空気圧(及び温度)が受信手段によって受信された2つの時刻のうちの古い時刻、
t2:現在時刻からみて最新の2つの温度補正圧力値の演算要素である空気圧(及び温度)が受信手段によって受信された2つの時刻のうちの新しい時刻、
t:現在時刻、
R1:時刻t1における温度補正圧力値、
R2:時刻t2における温度補正圧力値、
である。
図3は推定温度補正圧力値の演算原理を説明するためのグラフである。
このグラフから明らかなように、式(1)により算出される推定温度補正圧力値Rは、時刻t2より後の現在時刻tにおける温度補正圧力値の推定値である。換言すると、推定温度補正圧力値Rは、現在時刻tにおいて予想される現在時刻tにおける温度補正圧力値の推定値である。即ち、推定温度補正圧力値Rは、温度補正圧力値の単位時間あたりの変化量が一定であると仮定して線形予測した値である。
ここで、仮に現在時刻tが図3の時刻taであるとすると推定温度補正圧力値Rは推定温度補正圧力値Raとなり、現在時刻tが図3の時刻tbであるとすると推定温度補正圧力値Rは推定温度補正圧力値Rbとなる。
さらにボディ側ECU31は、演算した推定温度補正圧力値R、以下のTt、及び式(2)に基づいて推定空気圧Ptを演算する。

Pt=推定温度補正圧力値R×Tt・・・(2)
但し、
Tt:受信手段32によって受信され且つ現在時刻tを基準としたときに最新となるタイヤ17の内部の温度
である。

この推定空気圧Ptは、温度Ttを利用して再補正された、現在時刻tにおけるタイヤ17の空気圧Pの推定値である。
例えば、現在時刻tが時刻ta又はtbの場合に、時刻t2を経過してからこれらの時刻ta、tbまでの間に受信手段32が一回も送信手段24からの無線情報を受信していない場合は、Ttは時刻t2において受信手段32が受信した温度Tとなる。
そして式(2)を利用することにより、ボディ側ECU31は、時刻taにおいて推定空気圧Ptが閾値Thより大きくなることを、時刻taが経過した直後において相応の確度で推測できる。さらに、ボディ側ECU31は時刻tbにおいて推定空気圧Ptが閾値Th以下となることを、時刻tbが経過した直後において相応の確度で推測できる。
従って、時刻t2から時刻tbより後の所定時刻までの間(例えば、5分程度)に渡って受信手段32が送信手段24から送信される無線情報を受信できなくなったとしても、ボディ側ECU31はいずれかのタイヤ17の空気圧Pが時刻tbにおいて閾値Th以下になることを時刻tbの直後において推定可能である。
なお、ボディ側ECU31がこのように推定したときに、実際の空気圧Pが時刻tbより後の時刻において閾値Th以下となる場合もある。この場合は、ボディ側ECU31は空気圧Pが閾値以下となることを事前に推定することになる。
そして、例えば現在時刻t(時刻tb)においてタイヤ17の推定空気圧Ptが閾値Th以下になると判定すると、ボディ側ECU31は当該タイヤ17が設けられた車輪に対応する表示手段33上の表示領域に警告表示を所定時間に渡って行う。
なお、ボディ側ECU31による式(1)(2)の演算回数は、受信手段32の受信回数によって決まる。
即ち、受信手段32が同一の送信手段24からの無線情報をn回(但し、nは2以上の整数)受信した場合、ボディ側ECU31は式(1)(2)の演算をn−1回実行する。
なお、ボディ側ECU31は理論上、現在時刻tからみて最新の3つ以上の温度補正圧力値を利用し且つ前記(1)とは別の式に基づいて、推定温度補正圧力値Rを演算することも可能である。
しかし、演算に用いる温度補正圧力値の数が多くなればなるほど、ボディ側ECU31による推定温度補正圧力値Rの演算開始時刻が遅くなってしまう。
一方、本実施形態のように、ボディ側ECU31が現在時刻からみて最新の2つの温度補正圧力値に基づいて推定温度補正圧力値Rを演算する場合は、ボディ側ECU31による推定温度補正圧力値Rの演算開始時刻が早くなる。
従って、本実施形態の車両用タイヤ空気圧検出装置は、送信手段24と受信手段32とが所期の通信性能を発揮できない場合においても、タイヤ17の空気圧Pが低下していることを、タイヤ17の空気圧Pが低くなってから短時間のうち又は事前に乗員に報知できる。
さらに車両用タイヤ空気圧検出装置は、空気圧センサ22、温度センサ23、及び送信手段24の動作間隔の長短に拘わらず、空気圧Pが低下していることを報知できる。そのため、空気圧センサ22、温度センサ23、及び送信手段24の動作間隔を短くする必要がない。従って、空気圧センサ22、温度センサ23、及び送信手段24の消費電力を小さくすることが可能である。そのためバッテリ25を頻繁に交換する必要がない。
但し、実際に測定されたタイヤ17の空気圧Pが閾値Th以下になっている場合は、ボディ側ECU31はこのタイヤ17に関する推定温度補正圧力値Rを演算する必要がない。
そのためボディ側ECU31は、タイヤ17の空気圧P及び閾値Thに基づいて表示手段33が警告表示を行っている間は、このタイヤ17に関して式(1)(2)の演算を実行しない。
続いて図4及び図5のフローチャートを用いながら、測定ユニット20及び警告判定ユニット30が行う処理について説明する。
バッテリ25の電力がタイヤ側ECU21に供給されると、前輪15FL、15FR及び後輪15RL、15RRのそれぞれに設けられた各測定ユニット20のタイヤ側ECU21は図4のフローチャートに示すルーチンを一定時間ts(例えば、1分)が経過する毎に繰り返し実行する。
まず各タイヤ側ECU21はステップ401において、自身が設けられたタイヤ17の空気圧センサ22及び温度センサ23を同時に動作させる。即ち、この空気圧センサ22及び温度センサ23に対して、タイヤ17の内部空間の空気圧Pと温度Tをそれぞれ同時に検出させる。
空気圧Pと温度Tとをそれぞれ検出した空気圧センサ22及び温度センサ23は、タイヤ側ECU21の制御によって、検出した空気圧Pと温度Tをそれぞれ送信手段24へ送信する。
続いてタイヤ側ECU21はステップ402において、送信手段24が空気圧センサ22及び温度センサ23から同時に取得した空気圧Pと温度Tに関する情報及び送信手段24のIDを、一つのセットとして受信手段32へ同時に無線送信する。
ステップ402の処理を終えたタイヤ側ECU21は、ステップ403へ進み本ルーチンを一旦終了する。
図示を省略したイグニッションキーの操作により、車両10の車載バッテリの電力がボディ側ECU31、受信手段32、及び表示手段33に供給されると、ボディ側ECU31は図5のフローチャートに示すルーチンを一定時間tsが経過する毎に繰り返し実行する。
図5のフローチャートは、車輪の一つである前輪15FLの測定ユニット20の送信手段24から送信された前輪15FLのタイヤ17の空気圧P及び温度Tに関する情報に基づく処理を表している。さらにボディ側ECU31は、前輪15FR、後輪15RL、及び後輪15RRの各測定ユニット20の送信手段24から送信された各タイヤ17の空気圧P及び温度Tに関する情報に基づく図5と同様の処理を、前輪15FLに関する処理と同時並行的に行なう。
まずボディ側ECU31はステップ501において、前輪15FLの測定ユニット20の送信手段24から無線送信された前輪15FLのタイヤ17の内部空間の空気圧Pと温度Tに関する情報及び送信手段24のIDを受信手段32が受信したか否かを判定する。
受信手段32が空気圧Pと温度Tに関する情報及びIDを受信している場合、受信手段32はこれらの情報及びIDをボディ側ECU31へ一つのセットとして送信する。
ステップ501でYesと判定した場合は、ボディ側ECU31はステップ502へ進んで、自身のRAMの各車輪(ID)に対応した記憶領域に、受信手段32の受信時刻並びに受信した空気圧P及び温度Tに関する情報を記録する。一方、ステップ501でNoと判定した場合は、ボディ側ECU31は後述するステップ507へ進む。
続いてボディ側ECU31はステップ503へ進み、受信回数カウンタに「1」を加算する。なお、受信回数カウンタは、今回のイグニッションキーの操作により車載バッテリの電力がボディ側ECU31に供給された時点(以下、始動時点という。)にて「0」に設定される。
続いてボディ側ECU31はステップ504へ進み、ステップ501において受信手段32が受信した空気圧Pが閾値Th以下か否かを判定する。
ステップ504でYesと判定した場合、ボディ側ECU31はステップ505へ進んで、表示手段33の(受信手段32が受信した)IDに対応した領域に警告表示を所定時間に渡って行わせる。
ステップ504でNoと判定した場合又はステップ505の処理を終えた場合、ボディ側ECU31はステップ506へ進む。そしてボディ側ECU31は、受信手段32から受信した空気圧P及び温度Tに関する情報に基づいて温度補正圧力値(=P/T)を演算する。さらにボディ側ECU31は、演算した温度補正圧力値(=P/T)を、その演算要素である空気圧P及び温度Tが受信手段32によって受信された時刻と関連付けてRAMの各車輪(ID)に対応した記憶領域に記録する。
ステップ506の処理を終えたボディ側ECU31はステップ507へ進み、受信回数カウンタが「2」以上か否かを判定する。即ち、始動時点後において、既に受信手段32が送信手段24から、前輪15FLのタイヤ17の空気圧Pと温度Tに関する情報を2回以上受信しているか否かを判定する。
ステップ507でNoと判定した場合、ボディ側ECU31はステップ513へ進み本ルーチンを一旦終了する。
一方、ステップ507でYesと判定した場合、ボディ側ECU31はステップ508へ進む。そしてボディ側ECU31は、受信手段32が受信した空気圧Pが閾値Th以下であるとステップ504で判定したことに起因して表示手段33が現在時刻において警告表示を実行しているか否かを判定する。
ステップ508でYesと判定した場合は、ボディ側ECU31はタイヤ17に関する推定温度補正圧力値Rを演算する必要がない。
そのため、この場合ボディ側ECU31はステップ513へ進み本ルーチンを一旦終了する。
一方、ステップ508でNoと判定した場合は、ボディ側ECU31はステップ509へ進み式(1)に基づいて現在時刻tにおける推定温度補正圧力値Rを演算する。より詳細には、ボディ側ECU31は、現在時刻tからみて最新の2つの温度補正圧力値の演算要素である空気圧(及び温度)が受信手段32によって受信された2つの時刻t1、t2、及び時刻t1、t2におけるそれぞれの温度補正圧力値R1、R2、を式(1)に適用して推定温度補正圧力値Rを演算する。
ステップ509の処理を終えたボディ側ECU31はステップ510へ進み、受信手段33によって受信され且つ現在時刻tを基準としたときに最新となるタイヤ17の温度Tt(即ち、時刻t1及び時刻t2のうちの新しい時刻t2において検出された温度)、推定温度補正圧力値R、及び式(2)を用いて現在時刻tにおける推定空気圧Ptを演算する。例えば、前回のルーチン処理のステップ501で受信手段32が送信手段24から受信した温度Tが最新の温度情報である場合は、ボディ側ECU31はこの温度Ttを利用して推定空気圧Ptを演算する。
ステップ510の処理を終えたボディ側ECU31はステップ511へ進み、推定空気圧Ptが閾値Th以下か否かを判定する。
ステップ511でYesと判定した場合、ボディ側ECU31はステップ512へ進み、表示手段33のIDに対応した領域に警告表示を所定時間に渡って行わせる。
そしてボディ側ECU31はステップ513へ進み本ルーチンを一旦終了する。
一方、ステップ511でNoと判定した場合、ボディ側ECU31はステップ513へ進み本ルーチンを一旦終了する。
続いて、本発明の第2の実施形態について図6乃至図8を参照しながら説明する。
なお、第1の実施形態と同じ部材には同じ符号を付すに止めて、その詳細な説明は省略する。
図6に示すように、本実施形態の車両10の測定ユニット20’は、タイヤ側ECU21、空気圧センサ22、送信手段24、及びバッテリ25を備えている。換言すると、測定ユニット20’は温度センサ23を備えていない。
本実施形態のボディ側ECU31は、受信手段32の受信回数が2回以上になったときに、以下に示した上記と同じ式(1)に基づく演算を行なう。この式(1)に以下のt1、t2、R1、R2を適用すれば、ボディ側ECU31は現在時刻tにおける推定空気圧Rを算出可能である。

R=(R2−R1)/(t2−t1)×(t−t2)+R2・・・(1)
但し、
t1:現在時刻からみて最新の2つの空気圧Pを受信手段がそれぞれ受信した2つの時刻のうちの古い時刻、
t2:現在時刻からみて最新の2つの空気圧Pを受信手段がそれぞれ受信した2つの時刻のうちの新しい時刻、
t:現在時刻、
R1:時刻t1において受信手段が受信したタイヤの空気圧P、
R2:時刻t2において受信手段が受信したタイヤの空気圧P、
である。
この場合ボディ側ECU31は、式(1)に基づいて演算した推定空気圧Rと閾値Thとを比較する。そして推定空気圧Rが閾値Th以下となったときに表示手段33に警告表示を行わせる。
即ち、ボディ側ECU31は、タイヤ17の温度Tを利用せずに、現在時刻tにおいてタイヤの空気圧Pが閾値Th以下であるか否かを判定可能である。
但し、例えば時刻t1と時刻t2との間隔が長い場合や、時刻t1と時刻t2との間にタイヤ17が水たまりに入った場合は、時刻t1におけるタイヤ17の温度Tと時刻t2における温度Tとの間に大きな差が生じる可能性がある。換言すると、時刻t1において空気圧センサ22によって測定された空気圧Pと、時刻t2において空気圧センサ22によって測定された空気圧Pとは、互いに異なるタイヤ温度条件下で測定された検出値となる。
そのため、この推定空気圧Rは推定空気圧Ptよりも信頼度の低い演算値となる。換言すると、推定空気圧Rが閾値Th以下となった場合に、現在時刻tにおいてタイヤ17の実際の空気圧Pが閾値Th以下となる可能性は、推定空気圧Ptが閾値Th以下となった場合に、現在時刻tにおいて実際の空気圧Pが閾値Th以下となる可能性より低い。
但し、時刻t1におけるタイヤ17の温度Tと時刻t2における温度Tとの温度差が殆どない場合は、推定空気圧Rと閾値Thとを用いた判定結果の信頼度は相応の高さとなる。
続いて図7及び図8のフローチャートを用いながら、測定ユニット20’及び警告判定ユニット30が行う処理について説明する。タイヤ側ECU21は、図7のフローチャートに示すルーチンを一定時間ts(例えば、1分)が経過する毎に繰り返し実行する。
バッテリ25の電力がタイヤ側ECU21に供給されると、各タイヤ側ECU21はステップ701において、自身が設けられたタイヤ17の空気圧センサ22を動作させる。さらに空気圧Pを検出した空気圧センサ22は、タイヤ側ECU21の制御によって、検出した空気圧Pを送信手段24へ送信する。
続いてタイヤ側ECU21はステップ702において、送信手段24が空気圧センサ22から取得した空気圧Pに関する情報及び送信手段24のIDをペアとして受信手段32へ無線送信する。
ステップ702の処理を終えたタイヤ側ECU21は、ステップ703へ進み本ルーチンを一旦終了する。
さらに車載バッテリの電力がボディ側ECU31、受信手段32、及び表示手段33に供給されると、ボディ側ECU31は図8のフローチャートに示すルーチンを一定時間tsが経過する毎に繰り返し実行する。
ステップ801、802、803、804、805、806、及び807は、第1の実施形態のステップ501、502、503、504、505、507、及び508にそれぞれ対応する処理である。
但し、ステップ801では、受信手段32は空気圧P及びIDのみを受信する。また、ステップ802では、ボディ側ECU31は空気圧PのみをRAMの各車輪(ID)に対応した記憶領域に記録する。
ステップ807でNoと判定した場合、ボディ側ECU31はステップ808へ進み式(1)に基づいて現在時刻tにおける推定空気圧Rを演算する。より詳細には、ボディ側ECU31は、最新の2つの空気圧Pを受信手段がそれぞれ受信した2つの時刻t1、t2、及び時刻t1、t2におけるそれぞれの空気圧R1、R2、を式(1)に適用して現在時刻における推定空気圧Rを演算する。
ステップ808の処理を終えたボディ側ECU31はステップ809へ進み、推定空気圧Rが閾値Th以下か否かを判定する。
ステップ809でYesと判定した場合、ボディ側ECU31はステップ810へ進み、表示手段33のIDに対応した領域に警告表示を所定時間に渡って行わせる。
そしてボディ側ECU31はステップ811へ進み本ルーチンを一旦終了する。
一方、ステップ809でNoと判定した場合、ボディ側ECU31はステップ811へ進み本ルーチンを一旦終了する。
本発明は前記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
例えば、ボディ側ECU31は、受信手段32の受信回数が3回以上になったときに、現在時刻tからみて最新の3つ以上の温度補正圧力値(=P/T)又は空気圧Pを用いて推定温度補正圧力値R又は推定空気圧Rを演算してもよい。
この場合、ボディ側ECU31は前記式(1)とは異なる式を用いて推定温度補正圧力値R又は推定空気圧Rを演算する。例えば、ボディ側ECU31は、最小二乗法を用いて、最新の3つ以上の温度補正圧力値又は空気圧Pから近似式(関数)を求める。そしてボディ側ECU31は、求めた近似式を利用して現在時刻t(ta、tb)における推定温度補正圧力値R又は推定空気圧Rを演算する。
さらに第1の実施形態のボディ側ECU31が、式(1)を用いて演算した現在時刻tにおける推定温度補正圧力値RをTtで再補正せず、この推定温度補正圧力値Rを閾値Th’と比較してもよい。この場合ボディ側ECU31は、推定温度補正圧力値Rが閾値Th’以下の場合に表示手段33に警告表示を行わせる。
この変形例による判定精度は第1の実施形態よりも低くなる可能性が高い。但し、現在時刻tにおける温度Tと前記温度Ttとの間に差が殆どない場合は、本変形例の判定結果の信頼度は第1の実施形態と同程度となる。
第1の実施形態の時刻t1、t2として以下の時刻を利用してもよい。
t1:現在時刻からみて最新の2つの温度補正圧力値がそれぞれ演算された2つの時刻のうちの古い時刻、
t2:現在時刻からみて最新の2つの温度補正圧力値がそれぞれ演算された2つの時刻のうちの新しい時刻。
前輪15FL、15FR及び後輪15RL、15RRの全てではなく一部の車輪のみに測定ユニット20を設けてもよい。
推定空気圧Pt、推定空気圧R、又は推定温度補正圧力値Rが閾値Th(閾値Th’)以下となったとボディ側ECU31が判定したときに警報を発生するスピーカ(警報発生手段)を車両10に設けてもよい。
本発明が適用される車両は四輪車である必要はない。
例えば、二輪車の前輪と後輪の少なくとも一方に測定ユニット20を設けて、当該二輪車のボディに警告判定ユニット30を設けてもよい。
また、四輪車が搭載するスペアタイヤに測定ユニット20を設け、四つの車輪15FL、15FR、15RL、15RRの空気圧(及び温度)に加えて、このスペアタイヤのタイヤ空気圧(及び温度)を測定ユニット20により更に監視してもよい。
10・・・車両、11・・・車体、15FL、15FR・・・前輪、15RL、15RR・・・後輪、16・・・ホイール、17・・・タイヤ、20・・・測定ユニット、21・・・タイヤ側ECU、22・・・空気圧センサ、23・・・温度センサ、24・・・送信手段、25・・・バッテリ、30・・・警告判定ユニット、31・・・ボディ側ECU、32・・・受信手段、33・・・表示手段。

Claims (3)

  1. 車両の少なくとも一つの車輪である対象車輪のタイヤである対象タイヤに設けられ、前記対象タイヤの空気圧を繰り返し検出する空気圧検出手段と、
    前記空気圧検出手段の検出結果である前記空気圧を繰り返し無線送信する、前記対象車輪に設けられた送信手段と、
    前記送信手段が送信した前記空気圧を受信する、車体に設けられる受信手段と、
    同一の前記対象タイヤの前記空気圧に関する情報を前記受信手段が前記送信手段から複数回受信した場合に、前記受信手段が受信した最新の複数の前記空気圧に基づいて、現在時刻における前記空気圧の推定値である推定空気圧を演算する、前記車体に設けられる推定手段と、
    前記推定空気圧が所定の閾値以下となったときに警報を発する、前記車体に設けられる警報発生手段と、
    を備えた、
    車両用タイヤ空気圧検出装置。
  2. 車両の少なくとも一つの車輪である対象車輪のタイヤである対象タイヤに設けられ、前記対象タイヤの空気圧を繰り返し検出する空気圧検出手段と、
    前記対象タイヤに設けられ、前記対象タイヤの内部の空気の温度を、自身が設けられた前記対象タイヤと同一の前記対象タイヤに設けられた前記空気圧検出手段による前記空気圧の検出と同じタイミングで繰り返し検出する温度検出手段と、
    同一の前記対象タイヤに設けられた前記空気圧検出手段及び前記温度検出手段が同じタイミングで検出したそれぞれの検出結果を繰り返し無線送信する、前記対象車輪に設けられた送信手段と、
    前記送信手段が送信した前記検出結果を受信する、車体に設けられる受信手段と、
    前記受信手段が受信した前記空気圧を当該空気圧と同じタイミングで前記受信手段が受信した前記温度により除した値である温度補正圧力値を演算する、前記車体に設けられる演算手段と、
    同一の前記対象タイヤの前記空気圧及び前記温度に関する情報を前記受信手段が前記送信手段から複数回受信した場合に、最新の複数の前記温度補正圧力値に基づいて、現在時刻における前記温度補正圧力値の推定値である推定温度補正圧力値を演算する、前記車体に設けられる推定手段と、
    前記推定温度補正圧力値が所定の第1閾値以下となったとき、又は、前記受信手段によって受信され且つ前記現在時刻を基準としたときに最新となる前記温度を、前記推定温度補正圧力値に乗じた値が所定の第2閾値以下となったときに警報を発する、前記車体に設けられる警報発生手段と、
    を備えた、
    車両用タイヤ空気圧検出装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の車両用タイヤ空気圧検出装置において、
    前記推定手段が、
    前記受信手段が最新の2つの前記空気圧を受信したそれぞれの時刻又は最新の2つの前記温度補正圧力値が演算されたそれぞれの時刻を古い順にそれぞれt1、t2とし且つ前記現在時刻をtとするとき、以下の式(1)に基づいて前記現在時刻tにおける前記推定空気圧又は前記推定温度補正圧力値であるRを演算するように構成された、
    車両用タイヤ空気圧検出装置。
    R=(R2−R1)/(t2−t1)×(t−t2)+R2・・・(1)
    但し、
    R1:時刻t1における空気圧又は温度補正圧力値
    R2:時刻t2における空気圧又は温度補正圧力値
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