JP7287365B2 - 空気圧管理装置、空気圧管理方法、および空気圧管理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの空気圧を管理する空気圧管理装置、空気圧管理方法、および空気圧管理プログラムに関する。

車両に装着された複数のタイヤには、適正な空気圧が充填されることにより、車両の走行安定性が確保されている。この種のタイヤの空気圧は、一般に時間経過に伴う自然漏洩により低下する。空気圧低下量の絶対値は、タイヤの空気圧に依存するため、例えば、トラック、バス用のタイヤの場合には、１ヶ月に空気圧が３０～５０（ｋＰａ）程度低下することもある。また、タイヤの空気圧は、上記した自然漏洩の他、パンクや、バルブ不良、ホイール破損などのトラブルにより、急激に低下することが想定される。このため、従来、タイヤの空気圧の低下傾向を示すタイヤ空気圧低下度を算出し、このタイヤ空気圧低下度に基づいて、空気圧が設定空気圧まで低下するのにかかる低下時間を推定するとともに、推定された低下時間を運転者に報知する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６－３２７５５４号公報

ところで、上記したタイヤの空気圧の低下傾向を示すタイヤ空気圧低下度は、タイヤの仕様、使用環境（使用温度）および充填された空気圧などの影響により大きく変化する。このため、タイヤ空気圧低下度と閾値とを比較して異常であるか否かを判定する場合には、一定の閾値で精度よく判定することが困難となる問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タイヤの空気圧の異常の有無を精度良く判定できる空気圧管理装置、空気圧管理方法、および空気圧管理プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気圧管理装置は、取得したタイヤの温度および空気圧に基づき、タイヤの温度換算空気圧を算出する温度換算空気圧算出部と、所定の期間における温度換算空気圧の変化量からタイヤの空気圧の低下傾向を示す空気圧低下速度を算出する空気圧低下速度算出部と、タイヤに関する所定の物理量に対応づけられた空気圧低下速度閾値を規定した閾値テーブルを用いて、取得した物理量に対応する空気圧低下速度閾値を設定する空気圧低下速度閾値設定部と、算出された空気圧低下速度と設定された空気圧低下速度閾値とに基づき、タイヤの空気圧が異常であるか否かを判定する第１判定部と、を備える。

上記した空気圧管理装置において、物理量は、タイヤの熱履歴量、温度、または空気圧のうちのいずれか１つであることが好ましい。

また、上記した空気圧管理装置において、空気圧低下速度算出部は、タイヤが装着される車両の車輪位置に基づきペアリングされた一組のタイヤの空気圧低下速度をそれぞれ算出し、各空気圧低下速度の偏差に基づき、一組のタイヤのうち、一方のタイヤの空気圧が異常であるか否かを判定する第２判定部を備えることが好ましい。

また、上記した空気圧管理装置において、タイヤの物理量と空気圧低下速度とを取得し、取得した物理量と空気圧低下速度とに基づいて閾値テーブルを更新するテーブル更新部を備えることが好ましい。

また、上記した空気圧管理装置において、テーブル更新部は、外部機器に蓄積されたタイヤと同一仕様のタイヤの物理量と空気圧低下速度とを取得することが好ましい。

また、上記した空気圧管理装置において、第１判定部がタイヤの空気圧が異常であると判定した場合、算出された空気圧低下速度でタイヤが継続使用された際に、タイヤの空気圧が限界空気圧に低下するまでの時間を報知する報知部を備えることが好ましい。

また、本発明に係る空気圧管理方法は、取得したタイヤの温度および空気圧に基づき、タイヤの温度換算空気圧を算出するステップと、所定の期間における温度換算空気圧の変化量から空気圧低下速度を算出するステップと、タイヤに関する所定の物理量に対応づけられた空気圧低下速度閾値を規定した閾値テーブルを用いて、取得した物理量に対応する空気圧低下速度閾値を設定するステップと、算出された空気圧低下速度と設定された空気圧低下速度閾値とに基づき、タイヤの空気圧が異常であるか否かを判定するステップと、を備える。

また、本発明に係る空気圧管理プログラムは、取得したタイヤの温度および空気圧に基づき、タイヤの温度換算空気圧を算出するステップと、所定の期間における温度換算空気圧の変化量から空気圧低下速度を算出するステップと、タイヤに関する所定の物理量に対応づけられた空気圧低下速度閾値を規定した閾値テーブルを用いて、取得した物理量に対応する空気圧低下速度閾値を設定するステップと、算出された空気圧低下速度と設定された空気圧低下速度閾値とに基づき、タイヤの空気圧が異常であるか否かを判定するステップと、を空気圧管理装置に実行させる。

本発明によれば、現状の物理量に対応して設定された空気圧低下速度閾値と空気圧低下速度とに基づいて、タイヤの空気圧低下が異常であるか否かが判定されるため、タイヤの空気圧低下の異常の有無を精度よく判定することができる。

図１は、本実施形態に係る空気圧管理装置を搭載した車両を示す模式図である。 図２は、空気圧管理装置およびサーバ装置の機能構成を示すブロック図である。 図３は、空気圧管理装置の動作手順を示すフローチャートである。 図４は、所定期間に検出される温度と検出頻度との関係を示す図である。 図５は、温度促進係数と温度との関係を示す図である。 図６は、熱履歴量と空気圧低下度閾値との関係を示す閾値テーブルの模式図である。 図７は、空気圧が限界空気圧に達するまでの空気圧低下推定時間を示す図である。 図８は、熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報に基づき、閾値テーブルを生成する動作を説明する図である。 図９は、空気圧と空気圧低下度閾値との関係を示す閾値テーブルの模式図である。

以下に、本発明に係る空気圧管理装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。また、本実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易に想到できるもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係る空気圧管理装置を搭載した車両を示す模式図である。図２は、空気圧管理装置およびサーバ装置の機能構成を示すブロック図である。本実施形態に係る空気圧管理装置１０は、車両１に配置されて該車両１の複数のタイヤ２の空気圧を管理する。具体的には、空気圧管理装置１０は、空気圧の管理として各タイヤ２の空気圧低下速度を監視し、この空気圧低下速度が閾値を超えた（上回った）場合、該タイヤ２の空気圧が異常であると報知する。

図１に示すように、車両１が備える複数のタイヤ２にはそれぞれセンサ３が設けられ、これらセンサ３は、空気圧管理装置１０と通信可能に接続されている。また、車両１には、外気温を測定する外気温センサ４が設けられている。この外気温センサ４は、直射日光やエンジン廃熱などの外乱の影響を受けにくい場所に設けられ、空気圧管理装置１０と通信可能に接続されている。また、空気圧管理装置１０が配置される車両１は、比較的大型のタイヤ２が装着されて長距離を運行するトラックやバスが好ましいが、これに限るものではない。

センサ３は、ＴＰＭＳ(Tire Pressure Monitoring System)センサであり、タイヤ２の空気圧を測定する空気圧センサ３ａと、タイヤ２内の空気の温度を測定する温度センサ３ｂとを備えて構成される。また、センサ３は、タイヤ２に作用する遠心方向加速度を測定する加速度センサを更に備えた構成としてもよい。センサ３は、例えば各タイヤ２の空気バルブに取り付けられている。センサ３には、それぞれセンサＩＤ（識別情報）が設定されており、センサ３のセンサＩＤと、該センサ３を備えるタイヤ２のタイヤＩＤ（識別情報）と、該タイヤ２が装着された車輪位置（例えば、トラックやバスでは、左前輪、右前輪、左内側後輪、左外側後輪、右内側後輪または右外側後輪など）との対応関係が空気圧管理装置１０に登録されている。各センサ３の測定データは、例えば、ＲＦ(radio frequency)通信のような近距離無線通信を用いて、所定時間毎に空気圧管理装置１０へ送信することができる。なお、本実施形態では、タイヤ２に充填される気体として、空気を例示しているが、この空気には窒素の比率を通常よりも高く（例えば９８％以上に）調整したものを含む。

空気圧管理装置１０は、車両１の車体に搭載される車載装置である。空気圧管理装置１０は、図２に示すように、センサ受信部１１、記憶部１２、通信部１３、表示部（報知部）１４、経路案内部１５、制御部１６、温度換算空気圧算出部１７、空気圧低下速度算出部１８、熱履歴量算出部（物理量取得部）１９、空気圧低下速度閾値設定部２０、テーブル更新部２１、第１判定部２２、および第２判定部２３を有する。また、空気圧管理装置１０は、インターネット回線などの通信ネットワーク４０を介して所定のサーバ装置（外部機器）３０と通信可能に接続されている。本実施形態では、空気圧管理装置１０は、車両１に搭載された車載装置として説明するが、これに限るものではなく、例えば、スマートフォンのような携帯端末として構成し、この携帯端末を必要に応じて車両１に接続してもよい。

センサ受信部１１は、複数のタイヤ２の各センサ３（空気圧センサ３ａ、温度センサ３ｂ）、および外気温センサ４からそれぞれ送信されたデータを受信（取得）する。本実施形態では、空気圧管理装置１０は、センサ受信部１１を一体に備える構成とするが、該センサ受信部１１を別体として車両に搭載してもよい。

記憶部１２は、揮発性または不揮発性のメモリやＨＤＤなどの記憶手段を備えて構成される。記憶部１２には、制御部１６が実施する各種のプログラムや、各種のデータが記憶される。本実施形態では、記憶部１２は、センサ受信部１１が所定時間毎に受信した各タイヤ２の空気圧と温度の情報、および外気温の情報を記憶する。この場合、各タイヤ２の空気圧と温度の情報は、センサＩＤから対応するタイヤＩＤと車輪位置とを判定し、これらを対応づけた履歴情報として記憶することが好ましい。また、車両１において、タイヤ２をローテーションした際には、空気圧管理装置１０に登録されたタイヤＩＤ（センサＩＤ）と車輪位置との対応関係を修正するものとする。

通信部１３は、通信ネットワーク４０を介して、外部機器としてのサーバ装置３０と無線通信可能に構成される。本実施形態では、通信部１３は、自車両のタイヤ２が受けた熱履歴量（物理量）と該タイヤ２の空気圧低下速度を定期的にサーバ装置３０に送信する。これらタイヤ２の熱履歴量および空気圧低下速度は、タイヤ２の空気圧と温度からそれぞれ算出することができる。サーバ装置３０には、タイヤの仕様（型番やサイズなど）ごとにデータベースが形成されており、市場に存在する各車両から送信されるタイヤの熱履歴量と空気圧低下速度とが対応づけられて各データベースに記憶される。この場合、通信部１３は、制御部１６の制御によって、サーバ装置３０のデータベースから、自車両のタイヤ２と同一の仕様のタイヤの熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報を取得してもよい。

表示部１４は、車体のダッシュボードなどに配置され、各種情報を表示してユーザ（運転者）に提供する表示画面を有する表示装置である。本実施形態では、例えば、設定された目的地までの経路を含む地図情報や、車両１に装着された各タイヤ２の現在の空気圧、温度、および外気温度に関する情報を表示する。また、表示部１４は、空気圧および温度に基づいて算出される温度換算空気圧や空気圧低下速度に関する情報を表示することができる。さらに、表示部１４は、空気圧低下速度に基づいて、タイヤ２の空気圧が異常であるか否かの判定結果や、該空気圧が異常であると判定された場合、該タイヤ２を装着した状態で車両１が走行可能な期間（距離）に関する情報を表示することができる。このため、本実施形態では、表示部１４は、タイヤ２の空気圧が異常であることを報知する報知部として機能する。

経路案内部１５は、いわゆるナビゲーション機能を有し、車両１の現在地から目的地までの経路を検索して経路案内を実施する。例えば、タイヤ２の空気圧が異常と判定された場合には、経路案内部１５は、車両１の現在位置から最寄りのメンテナンスサービス店までの経路を検索して経路案内を実施する。

制御部１６はＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）などを有して構成され、記憶部１２に記憶されたプログラムに基づいて空気圧管理装置１０全体の動作を制御する。例えば、タイヤ２の空気圧が異常と判定された場合には、算出された空気圧低下速度でタイヤ２が継続使用された際に、該タイヤ２の空気圧が限界空気圧に低下するまでの時間（空気圧低下推定時間）を推定し、この空気圧低下推定時間を表示部１４に表示する。

温度換算空気圧算出部１７は、制御部１６の制御下、取得した各タイヤ２の温度および空気圧に基づいて、この空気圧を所定の温度における空気圧に換算した温度換算空気圧を算出する。一般に、タイヤ２の空気圧は、空気温度に応じて変化する傾向にあるため、車両運転中と停止中では空気圧が異なることもあり、空気圧の変動状態を正確に管理することが難しい。このため、温度換算空気圧算出部１７は、例えばボイル＝シャルルの法則などに基づき、タイヤ２の空気圧を規定温度（例えば２５℃）における空気圧に換算する。これによれば、タイヤ２の温度変化に伴う空気圧の変動が抑制されて空気圧変化を正確に管理することができる。

空気圧低下速度算出部１８は、制御部１６の制御下、所定期間における上記した温度換算空気圧の変化量から空気圧低下速度を算出する。空気圧低下速度とは、単位時間（例えば１分）あたりの空気圧低下量（ｋＰａ）により空気圧の低下傾向を示す値である。一般に、タイヤの空気圧は、時間経過とともに自然漏洩によって低下する。この空気圧低下量の絶対値は、タイヤの空気圧に依存するため、例えばトラック、バス用のタイヤの場合には、１ケ月に空気圧が３０～５０（ｋＰａ程度）低下することもある。これに対して、タイヤのパンクや、バルブ不良、ホイール破損などのトラブルの場合には、空気圧低下速度が自然漏洩の場合と比較して極めて大きくなる。このため、この空気圧低下速度に着目することにより、タイヤのトラブルを早期に発見することができる。なお、空気圧低下速度算出部１８は、所定期間（例えば５分間）の温度換算空気圧の変化量から空気圧低下速度を繰り返し算出することが好ましい。これによれば、タイヤの空気圧が異常であるか否かを正確、かつ早期に判定することができる。

熱履歴量算出部１９は、制御部１６の制御下、取得した各タイヤ２の温度の情報に基づいて、所定期間に該タイヤ２が受けた熱履歴量を定期的もしくはリアルタイムに算出する。熱履歴量は、ＴＳＮ（Temperature Severity Number）とも呼ばれ、所定期間にタイヤ２が受けた熱量を示す指標であり、熱履歴量が大きいほど、タイヤ２の酸化劣化が進行している傾向にあることを示す。これは、タイヤ２の温度が増加するとタイヤ２を構成するゴム部材の空気透過係数も増加することに起因する。また、タイヤ２の温度は、特に車両１走行時におけるタイヤ自身の発熱、および車両１が走行する際の外気温により大きく変動する。所定期間は少なくとも１日以上に設定されることが好ましい。

空気圧低下速度閾値設定部２０は、制御部１６の制御下、空気圧低下速度閾値を設定する。空気圧低下速度閾値は、上記した空気圧低下速度と対比されて、タイヤ２の空気圧が異常であるか否かを判定するための閾値である。このため、空気圧低下速度閾値は、空気圧低下速度と同様に、単位時間（例えば１分）あたりの空気圧低下量（ｋＰａ）によって規定される。この種の判定において、空気圧低下速度閾値を固定値とすることも可能であるが、空気圧低下速度はタイヤ２の仕様、空気圧または温度などによって大きく変動するため、固定された閾値とするとタイヤ２の空気圧の異常の有無の判定を正確に実施することが困難となる。

このため、空気圧低下速度閾値は、タイヤ２に関する所定の物理量である熱履歴量と対応づけられて設定され、該熱履歴量に応じて変動する。本実施形態では、空気圧低下速度閾値設定部２０は、熱履歴量と対応づけられた空気圧低下速度閾値をそれぞれ規定した閾値テーブル２０ａを備えており、この閾値テーブル２０ａを参照することにより、算出された熱履歴量に対応する空気圧低下速度閾値が設定される。この構成によれは、熱履歴量に応じて、設定される空気圧低下速度閾値を変化させることができるため、タイヤ２の空気圧の異常の有無に関して正確な判定を行うことができる。

また、空気圧低下速度閾値と熱履歴量との対応関係は、例えば、同一仕様のタイヤ２を実際に用いた実機試験やシミュレーション等により設定することができる。なお、本実施形態では、空気圧低下速度閾値設定部２０は、熱履歴量と対応づけられた空気圧低下速度閾値をそれぞれ規定した閾値テーブル２０ａを備えた構成としたが、この閾値テーブル２０ａを記憶部１２に備える構成としてもよい。

テーブル更新部２１は、制御部１６の制御下、取得した熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報に基づき、定期的または所定のタイミングで空気圧低下速度閾値設定部２０の閾値テーブル２０ａを更新する。本実施形態では、テーブル更新部２１は、サーバ装置３０のデータベースから、自車両のタイヤ２と同一仕様（型番やサイズ）のタイヤの熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報を取得する。テーブル更新部２１は、取得した複数の情報から熱履歴量と空気圧低下速度との関係を示す近似式を求め、この近似式に所定マージンを付加することにより、熱履歴量と空気圧低下速度閾値との関係を示す閾値テーブルを生成し、新たな閾値テーブル２０ａに更新する。この所定マージンは、例えば一定値に設定され、実験や経験則により決定される。

この構成によれば、データベースから取得した熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報に基づき閾値テーブル２０ａを更新するため、タイヤ２の空気圧が異常であるか否かの判定精度を高めることができ、早期に空気圧異常を運転者に報知することが可能となる。なお、本実施形態では、テーブル更新部２１は、サーバ装置３０のデータベースから、熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報を取得した構成を説明したが、これに限るものではなく、継続的使用によって自車両に蓄積されたタイヤ２の熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報を取得し、これら熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報に基づき、閾値テーブル２０ａを更新してもよい。

第１判定部２２は、制御部１６の制御下、タイヤ２の空気圧が異常であるか否かを判定する。具体的には、第１判定部２２は、空気圧低下速度算出部１８が算出した空気圧低下速度と、空気圧低下速度閾値設定部２０が設定した空気圧低下速度閾値とを比較することにより、タイヤ２の空気圧が異常であるか否かを判定する。第１判定部２２は、空気圧低下速度が空気圧低下速度閾値よりも大きい場合には、タイヤ２の空気圧が異常であると判定し、空気圧低下速度が空気圧低下速度閾値以下の場合には、タイヤ２の空気圧が正常であると判定する。

第２判定部２３は、制御部１６の制御下、予めペアリングされた一組のタイヤ２について空気圧の異常の有無を判定する。まず、空気圧低下速度算出部１８は、車両１の車輪位置に基づき、予めペアリングされた一組のタイヤ２の空気圧低下速度を算出する。通常、タイヤ２の温度は、車両１の内側の車輪位置の方が、外側の車輪位置よりも高くなる傾向にあり、空気圧が低下しやすい。このため、ペアリングは、タイヤ２の温度がほぼ同等となる対向位置（例えば、左前輪と右前輪、左内側後輪と右内側後輪、左外側後輪と右外側後輪）に設定されている。第２判定部２３は、算出された各空気圧低下速度の偏差に基づき、上記した一組のタイヤの空気圧が異常であるか否かを判定する。本実施形態では、タイヤ２の温度がほぼ同等となる位置のタイヤをペアリングしているため、通常、算出された空気圧低下速度もほぼ同等となり、偏差は０に近いと考えられる。しかしながら、一方のタイヤ２に不具合が生じ、空気圧低下速度が増加した場合には、各空気圧低下速度の偏差が所定の閾値よりも大きくなるため、該タイヤ２の空気圧の異常を判定できる。このように、本構成では、ペアリングされた一組のタイヤ２の空気圧低下速度の偏差に基づいて、一組のタイヤ２のうち、一方のタイヤ２の空気圧の異常の有無を判定するため、例えば、不具合発生の初期段階においても精度良くタイヤ２の空気圧の異常の有無を判定できる。従って、第２判定部２３による判定を第１判定部２２による判定に組み合わせることにより、タイヤ２の空気圧の異常に有無を正確、かつ早期に判定することができる。

一方、サーバ装置３０は、空気圧管理装置１０と通信可能に接続され、空気圧管理装置１０から送信された情報を保持するとともに、空気圧管理装置１０の要求に応じて、必要な情報を送信する。サーバ装置３０は、図２に示すように、通信部３１、記憶部３２、および制御部３３を備えて構成される。

通信部３１は、通信ネットワーク４０を介して空気圧管理装置１０と無線通信可能に構成される。通信部３１は、各空気圧管理装置１０から送信された自車両のタイヤの熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報を受信する。また、通信部３１は、空気圧管理装置１０の要求に応じて、要求されたタイヤと同一の仕様のタイヤの熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報を空気圧管理装置１０に送信する。

記憶部３２は、各空気圧管理装置１０から送信された各車両のタイヤの熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報を記憶する。具体的には、記憶部３２は、タイヤの仕様ごとに、熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報を記憶するデータベースを構成する。このデータベースは、取得したタイヤの熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報に基づいて定期的もしくはリアルタイムに更新される。

制御部３３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有して構成され、空気圧管理装置１０から受信した情報、または、記憶部３２に記憶されたプログラムに基づいてサーバ装置３０全体の動作を制御する。

次に、本実施形態に係る空気圧管理装置１０の動作について説明する。図３は、空気圧管理装置の動作手順を示すフローチャートである。図４は、所定期間に検出される温度と検出頻度との関係を示す図である。図５は、温度促進係数と温度との関係を示す図である。図６は、熱履歴量と空気圧低下度閾値との関係を示す閾値テーブルの模式図である。図７は、空気圧が限界空気圧に達するまでの空気圧低下推定時間を示す図である。

図３に示すステップＳＴ１からステップＳＴ１０の動作手順は定期的に繰り返し実行される。図３に示すように、はじめに、センサ受信部１１は、車両１の各タイヤ２に設けられたセンサ３が所定時間（例えば１０分）毎に測定したタイヤ２の温度および空気圧の情報を取得（受信）する（ステップＳＴ１）。これら取得した情報は、センサＩＤで判別したタイヤ２毎に時刻情報と紐づけた履歴情報として記憶部１２に記憶される。

次に、熱履歴量算出部１９は、所定期間のタイヤ２の熱履歴量を算出する（ステップＳＴ２）。ここで、熱履歴量算出部１９は、６本すべてのタイヤ２の熱履歴量をそれぞれ算出するが、説明の便宜上、１本のタイヤ２について説明する。熱履歴量算出部１９は、記憶部１２から取得した所定期間（例えば、直近１か月間）のタイヤ２の温度情報を、０℃から１２０℃の間で１℃毎の温度区間に分類して、図４に示すように、各温度区間における測定値の検出度数を取得する。この検出度数は、上記所定期間に測定された温度情報を各温度区間に区分けした際の累積時間を示している。一般に、車両の外側後輪ではタイヤ２の温度が低く、内側後輪ではタイヤ２の温度が高い傾向にある。このため、タイヤ２が装着された車輪位置に応じてそれぞれ検出度数（累積時間）を取得することが好ましい。

所定期間の熱履歴量は、温度をパラメータとして予め与えられているタイヤ部材の状態変化に関する温度促進係数（促進係数）と、所定期間において測定された複数の温度情報を所定の温度区間に区分けした際の検出度数（累積時間）と、を用いて、次の数式（１）により算出される。

所定期間の熱履歴量＝Σ（Ｋ（ｔｉ）×Ｔ（ｔｉ）） …（１）

この数式（１）において、所定期間の熱履歴量は、上記した全温度区間にかかる区間熱量の総和である。また、ｔｉは温度、Ｋ（ｔｉ）は温度ｔｉにおける温度促進係数である。また、Ｔ（ｔｉ）は温度ｔｉにおける累積時間である。ここで、温度促進係数Ｋ（ｔｉ）は、温度ｔｉをパラメータとしたタイヤ部材の状態変化に関する寄与係数であり、例えば、周知のアレニウスの反応速度式に基づいて、ｅｘｐ（α・ｔｉ）に比例するものと考えられる。図５では、温度ｔｉが１０℃上昇するとタイヤの劣化が２倍進むとの仮定に基づき、α＝０．０６９に設定されている。また、温度ｔｉは、各温度区間における最高温度であるが、これに限らず、例えば、各温度区間における平均温度であってもよい。累積時間とは、その温度を含む温度区間における累積時間である。

次に、空気圧低下速度閾値設定部２０は、算出した熱履歴量に基づいて、空気圧低下速度閾値を設定する（ステップＳＴ３）。本実施形態では、空気圧低下速度閾値設定部２０は、熱履歴量と対応づけられた空気圧低下速度閾値をそれぞれ規定した閾値テーブル２０ａを備えている。このため、空気圧低下速度閾値設定部２０は、図６に示すように、閾値テーブル２０ａを参照して、算出された熱履歴量Ｒに対応する空気圧低下速度閾値Ｑが設定される。この構成によれは、現状の熱履歴量に応じて、設定される空気圧低下速度閾値を変化させることができるため、タイヤ２の空気圧の異常の有無に関して正確な判定を行うことができる。

次に、温度換算空気圧算出部１７は、取得した各タイヤ２の温度および空気圧に基づいて温度換算空気圧を算出する（ステップＳＴ４）。具体的には、温度換算空気圧算出部１７は、所定時間ごとに、取得したタイヤ２の空気圧を規定温度（例えば２５℃）における空気圧に換算する。これによれば、タイヤ２の温度変化に伴う空気圧の変動が抑制されて空気圧変化を正確に管理することができる。

次に、空気圧低下速度算出部１８は、算出した温度換算空気圧の変化量から空気圧低下速度を算出する（ステップＳＴ５）。具体的には、所定時間の経過前後の温度換算空気圧の変化量（ｋＰａ）を該所定時間で除することにより、単位時間（例えば１分）あたりの空気圧低下量（ｋＰａ）として算出することができる。本実施形態では、空気圧低下速度に着目し、空気圧低下速度に基づいて空気圧の異常の有無を判定しているため、タイヤ２のトラブルを正確、かつ早期に発見することができる。

次に、第１判定部２２は、空気圧低下速度算出部１８が算出した空気圧低下速度が空気圧低下速度閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳＴ６）。この判定において、空気圧低下速度が空気圧低下速度閾値以下の場合（ステップＳＴ６；Ｎｏ）には、第１判定部２２は、タイヤ２の空気圧が正常である旨を表示部１４に表示（ステップＳＴ７）する。このステップＳＴ７の後、空気圧管理装置１０は、処理を一旦終了するが、定期的に上記したステップＳＴ１から処理を繰り返し実行する。また、上記した判定において、空気圧低下速度が空気圧低下速度閾値よりも大きい場合（ステップＳＴ６；Ｙｅｓ）には、第１判定部２２は、タイヤ２の空気圧が異常である旨を表示部１４に表示（ステップＳＴ８）する。この構成によれば、現状の熱履歴量に対応して設定された空気圧低下速度閾値と空気圧低下速度とに基づいて、タイヤ２の空気圧が異常であるか否かが判定されるため、タイヤ２の空気圧の異常の有無を精度よく判定することができる。

次に、制御部１６は、タイヤ２の空気圧が異常であると判定されると、算出された空気圧低下速度でタイヤ２が継続使用された際に、タイヤ２の空気圧が限界空気圧に達するまでの期間を表示部１４に表示する（ステップＳＴ９）。具体的には、制御部１６は、タイヤ２の空気圧が異常であると判定された場合、図７に示すように、上記した空気圧低下速度でタイヤ２が継続使用された際に、異常判定がなされた時刻ｔａからタイヤ２の空気圧が限界空気圧に低下する時刻ｔｂまでの時間（空気圧低下推定時間）を推定する。そして、制御部１６は、この推定された空気圧低下推定時間を表示部１４に表示する。ここで、限界空気圧とは、車両１の走行が不可能となる空気圧であり、例えば、ＪＡＴＭＡに規定される「最高空気圧」７０％以下の値に設定されている。この限界空気圧は、上記した温度換算空気圧基準でもよいし、絶対空気圧基準でもよい。また、限界空気圧に低下するまでの時間を推定する場合に、年間の気温から推定されるタイヤ使用時の温度変化を考慮してもよい。

この構成によれば、限界空気圧に低下するまでの時間が表示されるため、運転者（ユーザ）は、その時間内に安全な場所に退避する、またはメンテナンスサービス店まで移動することが可能となる。なお、本実施形態では、制御部１６は、限界空気圧に低下するまでの時間（空気圧低下推定時間）を推定する構成としたが、この時間で車両１が移動可能な距離を推定してもよい。

次に、制御部１６は、経路案内部１５に、車両１の現在位置から最寄りのメンテナンスサービス店までの経路を検索させ、検索されたメンテナンスサービス店を表示部１４に表示する（ステップＳＴ１０）。この場合、上記メンテナンスサービス店までの経路案内を実施させてもよい。また、制御部１６は、上記した限界空気圧に低下するまでの時間内に移動できる最寄りのメンテナンスサービス店が見つからなかった場合には、このメンテナンスサービス店の連絡先（電話番号）を表示してもよい。これによれば、車両１を安全な場所に退避した状態で、出張サービスの依頼をすることができる。また、ステップＳＴ１０の後、空気圧管理装置１０は、処理を一旦終了するが、定期的に上記したステップＳＴ１から処理を繰り返し実行する。定期的に上記したステップＳＴ１から処理を繰り返し実行する。

なお、上記した実施形態では、第１判定部２２が、空気圧低下速度算出部１８が算出した空気圧低下速度が空気圧低下速度閾値よりも大きいか否かを判定する構成を説明したが、第１判定部２２の判定に続き、第２判定部２３が予めペアリングされた一組のタイヤ２について空気圧の異常の有無を判定してもよい。この構成によれば、ペアリングされた一組のタイヤ２の空気圧低下速度の偏差に基づいて、一組のタイヤ２の空気圧の異常の有無を判定するため、例えば、不具合発生の初期段階においても精度良くタイヤ２の空気圧の異常の有無を判定でき、第２判定部２３による判定を第１判定部２２による判定に組み合わせることにより、タイヤ２の空気圧の異常に有無を正確、かつ早期に判定することができる。

次に、空気圧低下速度閾値設定部２０の閾値テーブル２０ａを更新する動作について説明する。図８は、熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報に基づき、閾値テーブルを生成する動作を説明する図である。閾値テーブル２０ａの更新は、定期的に行うことが好ましく、例えば、車両１のエンジンを動作させたタイミングで実行される。本実施形態では、テーブル更新部２１は、サーバ装置３０のデータベースから、自車両のタイヤ２と同一仕様（型番やサイズ）のタイヤの熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報２５ａを取得する。テーブル更新部２１は、図８に示すように、取得した複数の情報２５ａから熱履歴量と空気圧低下速度との関係を示す近似式２５を作成する。この近似式は、図８の例では一次式である。また、この近似式は、例えば最小二乗法などを利用して作成してもよい。そして、テーブル更新部２１は、この近似式２５に所定マージンαを付加することにより、熱履歴量と空気圧低下速度閾値との関係を示す閾値テーブル２０ａを生成して更新する。この所定マージンαは、近似式２５に対して、空気圧低下速度の軸方向に付加される一定値である。

この構成によれば、データベースから取得した熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報に基づき閾値テーブル２０ａを更新するため、タイヤ２の空気圧が異常であるか否かの判定精度を高めることができ、空気圧異常を表示部１４に表示することで運転者に早期に報知することが可能となる。この図８では、サーバ装置３０のデータベースから、熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報２５ａを取得して近似式２５を作成したが、継続使用によって自車両に蓄積されたタイヤ２の熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報を取得し、これら熱履歴量と空気圧低下速度とに関する情報に基づき、閾値テーブル２０ａを更新してもよい。

本実施形態では、タイヤに関する所定の物理量として熱履歴量を例示して説明したが、これに限るものではなく、タイヤの空気圧や温度をタイヤに関する所定の物理量として用いることもできる。図９は、空気圧と空気圧低下度閾値との関係を示す閾値テーブルの模式図である。この構成では、図９に示すように、タイヤ２に封入された気体の種類（空気、窒素）ごとに、それぞれ閾値テーブルが設けられている。このため、封入された気体によって、使用する閾値テーブルを変更することができ、タイヤ２の空気圧の異常に有無を正確に判定することができる。図９では、通常組成の空気の空気圧と空気圧低下度閾値との関係を示す閾値テーブル２０ｂ１と、窒素の空気圧と空気圧低下度閾値との関係を示す閾値テーブル２０ｂ２とを示しているが、これらに限るものではなく、他の気体を含んでも構わない。

これらの閾値テーブル２０ｂ１、２０ｂ２は、それぞれ空気圧と対応づけられた空気圧低下速度閾値を規定したものである。この場合の空気圧は、瞬間値を用いてもよいが、所定期間（例えば１日以上）に亘って測定された空気圧の平均値を用いることが好ましい。

この構成では、閾値テーブル２０ｂ１、２０ｂ２を参照することにより、所定期間における平均空気圧に応じて、設定される空気圧低下速度閾値を変化させることができるため、タイヤ２の空気圧の異常の有無に関して正確な判定を行うことができる。

また、図示は省略したが、物理量としてのタイヤの温度と空気圧低下度閾値との関係を示す閾値テーブルを備えた構成としてもよい。この場合の温度についても、瞬間値を用いてもよいが、所定期間（例えば１日以上）に亘って測定されたタイヤの温度の平均値を用いることが好ましい。この構成では、閾値テーブル（不図示）を参照することにより、測定された温度に応じて、設定される空気圧低下速度閾値を変化させることができるため、タイヤ２の空気圧の異常の有無に関して正確な判定を行うことができる。

以上、説明したように、本実施形態に係る空気圧管理装置１０は、取得したタイヤ２の温度および空気圧に基づき、タイヤ２の温度換算空気圧を算出する温度換算空気圧算出部１７と、所定の期間における温度換算空気圧の変化量からタイヤ２の空気圧の低下傾向を示す空気圧低下速度を算出する空気圧低下速度算出部１８と、タイヤ２に関する熱履歴量に対応づけられた空気圧低下速度閾値を規定した閾値テーブル２０ａを用いて、取得した熱履歴量に対応する空気圧低下速度閾値を設定する空気圧低下速度閾値設定部２０と、算出された空気圧低下速度と設定された空気圧低下速度閾値とに基づき、タイヤ２の空気圧が異常であるか否かを判定する第１判定部２２と、を備えるため、第１判定部２２が現状の熱履歴量に対応して設定された空気圧低下速度閾値と空気圧低下速度とに基づいて、タイヤ２の空気圧が異常であるか否かが判定することにより、タイヤ２の空気圧の異常の有無を精度よく判定することができる。

また、本実施形態によれば、物理量としてタイヤ２の熱履歴量、温度、または空気圧のうちのいずれか１つを用いるため、タイヤ２の空気圧の異常の有無を正確に判定することができる。

また、本実施形態によれば、空気圧低下速度算出部１８は、タイヤ２が装着される車両の車輪位置に基づきペアリングされた一組のタイヤ２の空気圧低下速度をそれぞれ算出し、各空気圧低下速度の偏差に基づき、一組のタイヤ２のうち、一方のタイヤ２の空気圧が異常であるか否かを判定する第２判定部２３を備えるため、例えば、不具合発生の初期段階においても精度良くタイヤ２の空気圧の異常の有無を判定できる。従って、第２判定部２３による判定を第１判定部２２による判定に組み合わせることにより、タイヤ２の空気圧の異常に有無を正確、かつ早期に判定することができる。

また、本実施形態によれば、タイヤ２の熱履歴量と空気圧低下速度とを取得し、取得した熱履歴量と空気圧低下速度とに基づいて閾値テーブル２０ａを更新するテーブル更新部２１を備えるため、閾値テーブル２０ａを随時、最新のものに更新できることにより、タイヤ２の空気圧の異常の有無を精度よく判定することができる。

また、本実施形態によれば、テーブル更新部２１は、サーバ装置３０のデータベースに蓄積されたタイヤ２と同一仕様のタイヤ２の熱履歴量と空気圧低下速度とを取得するため、多量のデータを利用することができ、タイヤ２の空気圧の異常の有無を精度よく判定することができる。

また、本実施形態によれば、第１判定部２２がタイヤ２の空気圧が異常であると判定した場合、算出された空気圧低下速度でタイヤ２が継続使用された際に、タイヤの空気圧が限界空気圧に低下するまでの時間を表示する表示部１４を備えるため、運転者（ユーザ）は、その時間内に安全な場所に退避する、またはメンテナンスサービス店まで移動することが可能となる。

本実施形態に係る空気圧管理方法は、取得したタイヤ２の温度および空気圧に基づき、タイヤの温度換算空気圧を算出するステップＳＴ４と、所定の期間における温度換算空気圧の変化量から空気圧低下速度を算出するステップＳＴ５と、タイヤ２に関する熱履歴量に対応づけられた空気圧低下速度閾値を規定した閾値テーブル２０ａを用いて、取得した熱履歴量に対応する空気圧低下速度閾値を設定するステップＳＴ３と、算出された空気圧低下速度と設定された空気圧低下速度閾値とに基づき、タイヤ２の空気圧が異常であるか否かを判定するステップＳＴ６と、を備える。このため、タイヤ２の空気圧の異常の有無を精度よく判定することができる。

本実施形態に係る空気圧管理プログラムは、取得したタイヤ２の温度および空気圧に基づき、タイヤの温度換算空気圧を算出するステップＳＴ４と、所定の期間における温度換算空気圧の変化量から空気圧低下速度を算出するステップＳＴ５と、タイヤ２に関する熱履歴量に対応づけられた空気圧低下速度閾値を規定した閾値テーブル２０ａを用いて、取得した熱履歴量に対応する空気圧低下速度閾値を設定するステップＳＴ３と、算出された空気圧低下速度と設定された空気圧低下速度閾値とに基づき、タイヤ２の空気圧が異常であるか否かを判定するステップＳＴ６と、を空気圧管理装置１０に実行させる。このため、タイヤ２の空気圧の異常の有無を精度よく判定することができる。

以上、本発明の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い。

１ 車両
２ タイヤ
３ センサ
３ａ 空気圧センサ
３ｂ 温度センサ
４ 外気温センサ
１０ 空気圧管理装置
１２ 記憶部
１４ 表示部（報知部）
１６ 制御部
１７ 温度換算空気圧算出部
１８ 空気圧低下速度算出部
１９ 熱履歴量算出部（物理量取得部）
２０ 空気圧低下速度閾値設定部
２０ａ、２０ｂ１、２０ｂ２ 閾値テーブル
２１ テーブル更新部
２２ 第１判定部
２３ 第２判定部
３０ サーバ装置（外部機器）
３２ 記憶部

Claims (7)

1. 取得したタイヤの温度および空気圧に基づき、前記タイヤの温度換算空気圧を算出する温度換算空気圧算出部と、
   所定の期間における前記温度換算空気圧の変化量から前記タイヤの空気圧の低下傾向を示す空気圧低下速度を算出する空気圧低下速度算出部と、
   取得した前記タイヤの温度に基づき、所定の期間に該タイヤが受けた熱量を示す指標である熱履歴量を算出する熱履歴量算出部と、
   前記タイヤの熱履歴量に対応づけられた空気圧低下速度閾値を規定した閾値テーブルを用いて、算出された前記熱履歴量に対応する前記空気圧低下速度閾値を設定する空気圧低下速度閾値設定部と、
   算出された前記空気圧低下速度と設定された前記空気圧低下速度閾値とに基づき、前記タイヤの空気圧が異常であるか否かを判定する第１判定部と、
   を備えることを特徴とする空気圧管理装置。
2. 前記空気圧低下速度算出部は、前記タイヤが装着される車両の車輪位置に基づきペアリングされた一組の前記タイヤの前記空気圧低下速度をそれぞれ算出し、
   各空気圧低下速度の偏差に基づき、一組の前記タイヤのうち、一方の前記タイヤの空気圧が異常であるか否かを判定する第２判定部を備える請求項１に記載の空気圧管理装置。
3. 前記タイヤの前記熱履歴量と前記空気圧低下速度とを取得し、取得した前記熱履歴量と前記空気圧低下速度とに基づいて前記閾値テーブルを更新するテーブル更新部を備える請求項１または２に記載の空気圧管理装置。
4. 前記テーブル更新部は、外部機器に蓄積された前記タイヤと同一仕様のタイヤの前記熱履歴量と前記空気圧低下速度とを取得する請求項３に記載の空気圧管理装置。
5. 前記第１判定部が前記タイヤの空気圧が異常であると判定した場合、
   算出された前記空気圧低下速度で前記タイヤが継続使用された際に、前記タイヤの空気圧が限界空気圧に低下するまでの時間を報知する報知部を備える請求項１から４のいずれか一項に記載の空気圧管理装置。
6. 取得したタイヤの温度および空気圧に基づき、前記タイヤの温度換算空気圧を算出するステップと、
   所定の期間における前記温度換算空気圧の変化量から空気圧低下速度を算出するステップと、
   取得した前記タイヤの温度に基づき、所定の期間に該タイヤが受けた熱量を示す指標である熱履歴量を算出するステップと、
   前記タイヤの熱履歴量に対応づけられた空気圧低下速度閾値を規定した閾値テーブルを用いて、算出された前記熱履歴量に対応する前記空気圧低下速度閾値を設定するステップと、
   算出された前記空気圧低下速度と設定された前記空気圧低下速度閾値とに基づき、前記タイヤの空気圧が異常であるか否かを判定するステップと、
   を備える空気圧管理方法。
7. 取得したタイヤの温度および空気圧に基づき、前記タイヤの温度換算空気圧を算出するステップと、
   所定の期間における前記温度換算空気圧の変化量から空気圧低下速度を算出するステップと、
   取得した前記タイヤの温度に基づき、所定の期間に該タイヤが受けた熱量を示す指標である熱履歴量を算出するステップと、
   前記タイヤの熱履歴量に対応づけられた空気圧低下速度閾値を規定した閾値テーブルを用いて、算出された前記熱履歴量に対応する前記空気圧低下速度閾値を設定するステップと、
   算出された前記空気圧低下速度と設定された前記空気圧低下速度閾値とに基づき、前記タイヤの空気圧が異常であるか否かを判定するステップと、
   を空気圧管理装置に実行させる空気圧管理プログラム。

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