JP2017194412A - 車両用タイヤ空気圧検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (3)
- 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。 - 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。 - 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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