WO2018198853A1

WO2018198853A1 - 検出装置及びタイヤ空気圧監視システム

Info

Publication number: WO2018198853A1
Application number: PCT/JP2018/015684
Authority: WO
Inventors: 山口　慎二
Original assignee: 株式会社オートネットワーク技術研究所; 住友電装株式会社; 住友電気工業株式会社
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2018-04-16
Publication date: 2018-11-01
Also published as: JP2018187981A

Abstract

要求信号を受信した場合、車両に設けられたタイヤの空気圧を検出し、検出して得た空気圧の情報を含む空気圧信号を送信する検出装置であって、要求信号を受信可能な第１状態と、第１状態に比べて消費電力が低く、要求信号を受信しない第２状態とを周期的に切り替えて動作し、第１状態で前記要求信号を受信する受信部と、第１状態への切り替え頻度を変更する制御部とを備える。

Description

検出装置及びタイヤ空気圧監視システム

　本発明は検出装置及びタイヤ空気圧監視システムに関する。
　本出願は、２０１７年４月２８日出願の日本出願第２０１７－９０４２５号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

　車両に設けられたタイヤの空気圧を検出し、検出した空気圧に異常があった場合、使用者に警告等を発するタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）がある。タイヤ空気圧監視システムは、タイヤの空気圧を検出し、検出して得た空気圧の情報を含む空気圧信号をＵＨＦ帯の電波を用いて無線送信する検出装置と、当該検出装置から無線送信された空気圧信号を受信し、受信した空気圧信号に基づいてタイヤの空気圧を監視する監視装置とを備える。

　監視装置は、車体に設けられており、各検出装置のセンサ識別子を、車両にタイヤが設けられる４つのタイヤ位置に関連付けてメモリに記憶している。また、監視装置には、各タイヤの近傍にそれぞれ配された４本のＬＦ送信アンテナが接続されている。監視装置は、各タイヤ位置に対応するＬＦ送信アンテナから、対応するセンサ識別子を含む要求信号をＬＦ（Low Frequency）帯の電波を用いて、各タイヤ位置へ送信する。各ＬＦ送信アンテナの通信範囲は、基本的に対応するタイヤ位置の範囲に限定されているため、監視装置は、各タイヤに設けられた検出装置へ各別に要求信号を送信することができる。

　検出装置は、右前、左前、右後及び左後の各タイヤにそれぞれ設けられており、受信した要求信号に含まれるセンサ識別子が、自装置のセンサ識別子と一致する場合、検出して得られた空気圧を含む空気圧信号を無線送信する。監視装置は、各検出装置から送信された空気圧信号を受信し、各タイヤの空気圧を監視する。

　特許文献１には、イグニッションスイッチがオン状態になった場合、早期にタイヤ空気圧の低下を運転者に通知することができるタイヤ空気圧監視システムが開示されている。具体的には、車両側の受信機はイグニッションスイッチがオフの期間中、所定の定期送信周期で受信可能な状態となり、タイヤ側の送信機もタイヤ空気圧に係る情報を格納したフレームを定期的に送信する。また、タイヤ側の送信機は、タイヤ空気圧が低下した場合、受信機の受信可能期間よりも長い時間、通常よりも短い周期で、タイヤ空気圧に係る情報を格納したフレームを送信する。

特開２０１５－４４５６７号公報

　本態様に係る検出装置は、要求信号を受信した場合、車両に設けられたタイヤの空気圧を検出し、検出して得た空気圧の情報を含む空気圧信号を送信する検出装置であって、前記要求信号を受信可能な第１状態と、第１状態に比べて消費電力が低く、前記要求信号を受信しない第２状態とを周期的に切り替えて動作し、第１状態で前記要求信号を受信する受信部と、第１状態への切り替え頻度を変更する制御部とを備える。

　なお、本願は、このような特徴的な処理部を備える検出装置として実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとするタイヤ空気圧監視方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、検出装置の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、検出装置を含むその他のシステムとして実現したりすることができる。

本発明の実施形態に係るタイヤ空気圧監視システムの一構成例を示す概念図である。本発明の実施形態１に係る監視装置の一構成例を示すブロック図である。識別子テーブルの一例を示す概念図である。実施形態１に係る検出装置の一構成例を示すブロック図である。実施形態１に係る監視装置の処理手順を示すフローチャートである。実施形態１に係る監視装置の処理手順を示すフローチャートである。実施形態１に係る検出装置の処理手順を示すフローチャートである。受信モードの切り替え方法を示すタイミングチャートである。実施形態２に係る監視装置の処理手順を示すフローチャートである。

［本開示が解決しようとする課題］
　従来のタイヤ空気圧監視システムにおいては、駐車時における車両側の暗電流の増加を抑制しつつ、タイヤ空気圧の低下を早期に運転者に通知することができるが、タイヤ側の送信機の消費電力を抑制することができないという問題がある。

　本開示の目的は、タイヤに設けられる検出装置の消費電力を抑制することができ、所要のタイミングでタイヤ空気圧を早期に検出することができる検出装置及びタイヤ空気圧監視システムを提供することにある。

［本開示の効果］
　本開示によれば、タイヤに設けられる検出装置の消費電力を抑制することができ、所要のタイミングでタイヤ空気圧を早期に検出することができる検出装置及びタイヤ空気圧監視システムを提供することが可能となる。

［本願発明の実施形態の説明］
　最初に本発明の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

（１）本態様に係る検出装置は、要求信号を受信した場合、車両に設けられたタイヤの空気圧を検出し、検出して得た空気圧の情報を含む空気圧信号を送信する検出装置であって、前記要求信号を受信可能な第１状態と、第１状態に比べて消費電力が低く、前記要求信号を受信しない第２状態とを周期的に切り替えて動作し、第１状態で前記要求信号を受信する受信部と、第１状態への切り替え頻度を変更する制御部とを備える。

　本態様によれば、検出装置の受信部は第１状態及び第２状態を周期的に切り替えて動作する。第１状態は消費電力が高く、要求信号を受信することができる状態であり、第２状態は消費電力が低く、要求信号を受信することができない状態である。第１状態となる頻度が増加した場合、要求信号を受信できる可能性が高くなる一方、消費電力は増大する。第１状態となる頻度が低下した場合、要求信号を受信できる可能性が低くなる一方、消費電力は減少する。制御部は、第１状態への切り替え頻度を変更することによって、要求信号の受信成功確率と、消費電力を調整することができる。例えば、制御部は、検出装置の消費電力を抑制しつつ、所要のタイミングにおいては要求信号に対して早期に空気圧信号を送信することができる。

（２）前記制御部は、第１状態への切り替えを高頻度で行う高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を受信した場合、第１状態への切り替え頻度を増加させる構成が好ましい。

　本態様によれば、検出装置は、高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を受信した場合、第１状態への切り替え頻度を増加させる。従って、外部から検出装置へ切替信号を送信することにより、検出装置の受信モードを変更し、要求信号の受信成功確率を向上させることができる。つまり、外部から検出装置へ送信する要求信号に対して、検出装置がより早期に空気圧信号を送信できる状態に制御することができる。

（３）前記制御部は、第１状態への切り替え頻度を増加させた後、第１状態への切り替えを低頻度で行う低頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を受信した場合、第１状態への切り替え頻度を減少させる構成が好ましい。

　本態様によれば、検出装置は、第１状態への切り替え頻度を増加させた後、低頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を受信した場合、第１状態への切り替え頻度を減少させる。従って、外部から検出装置へ切替信号を送信することにより、検出装置の受信モードを変更し、検出装置の消費電力を抑制することができる。

（４）前記制御部は、第１状態への切り替え頻度を増加させたときからの経過時間が閾値を超えた場合、第１状態への切り替え頻度を減少させる構成が好ましい。

　本態様によれば、高頻度受信モードに切り替えたときからの経過時間が閾値を超えた場合、低頻度受信モードに切り替える。従って、高頻度受信モードが長時間継続し、消費電力が増大することを防ぐことができ、検出装置の消費電力を効果的に抑制することができる。

（５）本態様に係るタイヤ空気圧監視システムは、前記車両の複数のタイヤにそれぞれ設けられた態様（１）～態様（４）の検出装置と、前記検出装置との間で無線通信を行い、各タイヤの空気圧を監視する監視装置とを備える。

　本態様によれば、タイヤ空気圧監視システムにおいて、態様（１）同様、制御部は、第１状態への切り替え頻度を変更することによって、要求信号の受信成功確率と、消費電力を調整することができる。

（６）前記監視装置は、前記車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられた場合、第１状態への切り替えを高頻度で行う高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を送信する構成が好ましい。

　本態様によれば、車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられた場合、検出装置は高頻度受信モードに切り替えられる。従って、イグニッションスイッチがオン状態になった場合、早期にタイヤ空気圧の監視を開始することができる。

（７）前記監視装置は、前記車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられ、前記高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を送信した後、所定時間が経過した場合、第１状態への切り替えを低頻度で行う低頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を送信する構成が好ましい。

　本態様によれば、イグニッションスイッチがオン状態になって高頻度受信モードに切り替えられてから所定時間が経過した場合、低頻度受信モードに切り替えられる。従って、高頻度受信モードが長時間継続し、消費電力が増大することを防ぐことができ、検出装置の消費電力を抑制することができる。

（８）前記監視装置は、前記所定時間が経過し、前記検出装置にて検出されたタイヤの空気圧が閾値未満である場合、前記高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を送信する構成が好ましい。

　本態様によれば、イグニッションスイッチがオン状態になって高頻度受信モードに切り替えられた場合であって、タイヤ空気圧が低圧である場合、高頻度受信モードを維持する。

（９）前記監視装置は、前記所定時間が経過し、前記空気圧信号を受信していない場合、前記高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を送信する構成が好ましい。

　本態様によれば、イグニッションスイッチがオン状態になって高頻度受信モードに切り替えられた場合であって、検出装置から応答が無い場合、高頻度受信モードを維持する。

（１０）前記監視装置は、前記車両の速度が所定速度以上である場合、第１状態への切り替えを高頻度で行う高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を送信する構成が好ましい。

　本態様によれば、車速が所定速度以上になった場合、検出装置は高頻度受信モードに切り替えられ、監視装置及び検出装置は車両走行状態において無線通信を行う。
　監視装置及び検出装置の位置関係はタイヤの回転位置によって変化する。監視装置が検出装置と正常に通信を行うことができない位置関係で車両が停止していると、監視装置は各タイヤの空気圧を確定的に検出することができないことがある。また、隣接する他車両の検出装置から送信される信号との混信により、自車両の空気圧を検出することができないこともある。
　この場合、監視装置は、車両が所定速度以上になった状態で早期にタイヤの空気圧を検出できることが望ましい。本態様においては、車両の速度が所定速度以上になった場合、検出装置は高頻度受信モードに切り替えられるため、早期にタイヤ空気圧の監視を開始することができる。

（１１）前記監視装置は、前記車両の速度が所定速度以上であり、タイヤローテーション又はタイヤ交換が行われている場合、第１状態への切り替えを高頻度で行う高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を送信する構成が好ましい。

　本態様によれば、車速が所定速度以上になった場合であって、タイヤローテーション又はタイヤ交換が行われた場合、検出装置は高頻度受信モードに切り替えられ、監視装置及び検出装置は車両走行状態において無線通信を行う。
　タイヤローテーション又はタイヤ交換が行われた場合、監視装置は各タイヤの空気圧を確定的に検出することができないことがある。特に、上記のような無線通信の異常が発生すると、各タイヤの空気圧を確定的に検出することはより困難になる。本態様においては、タイヤローテーション又はタイヤ交換が行われた場合、監視装置及び検出装置は車両走行状態において無線通信を行うことで、早期にタイヤ位置に関する情報を収集することができ、タイヤ空気圧の監視を開始することができる。

［本発明の実施形態の詳細］
　本発明の実施形態に係る検出装置及びタイヤ空気圧監視システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　図１は、本発明の実施形態に係るタイヤ空気圧監視システムの一構成例を示す概念図である。本実施形態に係るタイヤ空気圧監視システムは、車体の適宜箇所に設けられた監視装置１と、車両Ｃに設けられた複数のタイヤ３のホイールそれぞれに設けられた複数の検出装置２と、報知装置４とを備える。検出装置２は、自装置が設けられたタイヤ３の空気圧を検出する。本実施形態のタイヤ空気圧監視システムでは、監視装置１が各検出装置２と無線通信を行うことにより、各タイヤ３の空気圧に係る情報を取得し、報知装置４を用いて各タイヤ３の空気圧を報知する。

　監視装置１には、各タイヤ３に対応する複数のＬＦ送信アンテナ１４ａが接続されている。例えば、４本のＬＦ送信アンテナ１４ａは車両Ｃの右前、右後、左後及び左前のタイヤ位置に設けられている。タイヤ位置は、タイヤハウス及びその周辺の位置であり、各ＬＦ送信アンテナ１４ａからそれぞれ送信される信号を、各タイヤ３に設けられた検出装置２が各別に受信できる位置である。

　監視装置１は、タイヤ３の空気圧に係る情報を要求する要求信号を、各ＬＦ送信アンテナ１４ａからＬＦ（Low Frequency）帯の電波により各検出装置２それぞれへ各別に送信する。

　要求信号には、送信先であるタイヤ位置のタイヤ３に設けられた検出装置２のセンサ識別子が含まれている。監視装置１は、後述するように、タイヤ３が設けられる各タイヤ位置と、当該タイヤ位置のタイヤ３に設けられた検出装置２のセンサ識別子との関係を記憶している。検出装置２は、自身のセンサ識別子と同一のセンサ識別子を含む要求信号を受信した場合、タイヤ３の空気圧及び温度を検出し、検出して得た空気圧及び温度並びに自身のセンサ識別子を含む空気圧信号をＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波により監視装置１へ送信する。監視装置１は、ＲＦ受信アンテナ１３ａを備え、各検出装置２から送信された空気圧信号をＲＦ受信アンテナ１３ａにて受信し、当該空気圧信号から各タイヤ３の空気圧の情報を取得する。

　なおＬＦ帯及びＵＨＦ帯は無線通信を行う際に用いる電波帯域の一例であり、必ずしもこれに限定されない。

　更に、監視装置１には通信線を介して報知装置４が接続されており、監視装置１は取得した空気圧の情報を報知装置４へ送信する。報知装置４は監視装置１から送信された情報を受信し、各タイヤ３の空気圧を報知する。また、監視装置１は、タイヤ３の空気圧が所定の閾値未満である場合、報知装置４にて警告を発する。

　図２は、本発明の実施形態１に係る監視装置１の一構成例を示すブロック図である。監視装置１は、自装置の各構成部の動作を制御する監視制御部１１を備える。監視制御部１１には、記憶部１２、空気圧信号受信部１３、要求信号送信部１４及び入出力部１５が接続されている。

　監視制御部１１は、例えば一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インタフェース等を有するマイコンである。監視制御部１１のＣＰＵは入出力インタフェースを介して記憶部１２、空気圧信号受信部１３、要求信号送信部１４及び入出力部１５に接続している。監視制御部１１は記憶部１２に記憶されている制御プログラムを実行することにより、各構成部の動作を制御し、タイヤ空気圧監視処理を実行する。

　記憶部１２は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。記憶部１２は、監視制御部１１が監視装置１の各構成部の動作を制御することにより、タイヤ空気圧監視処理を実行するための制御プログラムを記憶している。また、記憶部１２は、識別子テーブルを記憶している。

　図３は、識別子テーブルの一例を示す概念図である。識別子テーブルは、複数のタイヤ位置と、当該タイヤ位置近傍に配されたＬＦ送信アンテナ１４ａを識別するためのアンテナ識別子と、当該タイヤ位置のタイヤ３に設けられた検出装置２のセンサ識別子とを対応付けて記憶している。なお、アンテナ識別子の「１」、「２」、「３」及び「４」は、それぞれ、右前、右後、左前、左後のタイヤ位置に設けられたＬＦ送信アンテナ１４ａを示している。

　空気圧信号受信部１３には、ＲＦ受信アンテナ１３ａが接続されている。空気圧信号受信部１３は、検出装置２からＲＦ帯の電波を用いて送信された信号を、ＲＦ受信アンテナ１３ａにて受信する。空気圧信号受信部１３は、受信した信号を復調し、復調された信号を監視制御部１１へ出力する回路である。搬送波としては３００ＭＨｚ～３ＧＨｚのＵＨＦ帯を使用するが、この周波数帯に限定するものでは無い。

　要求信号送信部１４は、監視制御部１１から出力された信号をＬＦ帯の信号に変調し、変調された信号を複数のＬＦ送信アンテナ１４ａからそれぞれ各別に検出装置２へ送信する回路である。具体的には、要求信号送信部１４は、監視制御部１１の制御に従って、各ＬＦ送信アンテナ１４ａから、空気圧の情報を要求するための要求信号を異なるタイミングで順次送信する。また、要求信号送信部１４は、監視制御部１１の制御に従って、各ＬＦ送信アンテナ１４ａから、検出装置２の受信モードを切り替えるための切替信号を異なるタイミングで順次送信する。検出装置２の受信モードの詳細は後述する。搬送波としては３０ｋＨｚ～３００ｋＨｚのＬＦ帯を使用するが、この周波数帯に限定するものでは無い。

　入出力部１５は、信号を入出力するインタフェースであり、報知装置４、イグニッションスイッチ５及び車速センサ６に接続されている。なお、入出力部１５は、ＣＡＮ（Controller Area Network）又はＬＩＮ（Local Interconnect Network）等の通信プロトコルに従って通信を行う通信回路であっても良い。
　入出力部１５は、監視制御部１１の制御に従って、タイヤ３の空気圧に係る情報を報知装置４へ送信する。また。監視制御部１１は、入出力部１５を介してイグニッションスイッチ５及び車速センサ６から出力される信号を取得する。

　報知装置４は、例えば、入出力部１５から出力されたタイヤ３の空気圧に係る情報を画像によって報知するメータディスプレイ、マルチインフォメーションディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ等の表示部である。例えば、報知装置４は、車両Ｃに設けられた各タイヤ３の空気圧情報を、車両Ｃを模した画像及び数値で表示する。また、報知装置４は、画像又は音声によって報知する表示部又はスピーカを備えたオーディオ機器等であっても良い。表示部は液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等である。

　入出力部１５には、イグニッションスイッチ５の操作状態に応じたイグニッションスイッチ信号が入力しており、監視制御部１１は、入力部に入力したイグニッションスイッチ信号に基づいて、イグニッションスイッチ５の操作状態を認識することができる。

　車速センサ６は、例えば車両Ｃに備えられた車軸の回転数に比例した信号を発信する磁気ピックアップ、ホール素子等を備えた非接触センサ、及び当該非接触センサからのパルス数を計測する計数回路を備え、パルス数を計測することによって車両Ｃの速度を検出する。非接触センサは車速センサ６の一例であり、かかる構造に限定されるものでは無い。例えば、ＧＰＳにて検出した車両Ｃの位置の情報を取得し、車両Ｃの位置の変化に基づいて、車両Ｃの速度を検出するように車速センサ６を構成しても良い。

　図４は、実施形態１に係る検出装置２の一構成例を示すブロック図である。検出装置２は、当該検出装置２の各構成部の動作を制御するセンサ制御部２１を備える。センサ制御部２１には、センサ用記憶部２２、空気圧信号送信部２３、要求信号受信部２４、空気圧検出部２５、温度検出部２６、省電力制御回路２７及び計時部２８が接続されている。

　センサ制御部２１は、例えば一又は複数のＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を有するマイコンである。センサ制御部２１のＣＰＵは入出力インタフェースを介してセンサ用記憶部２２、空気圧信号送信部２３、要求信号受信部２４、空気圧検出部２５、温度検出部２６、省電力制御回路２７及び計時部２８に接続している。センサ制御部２１はセンサ用記憶部２２に記憶されている制御プログラムを読み出し、各部を制御する。検出装置２は、図示しない電池を備え、当該電池からの電力により動作する。

　センサ用記憶部２２は不揮発性メモリである。センサ用記憶部２２には、センサ制御部２１のＣＰＵがタイヤ３の空気圧の検出及び送信に係る処理を行うための制御プログラムが記憶されている。また、自身と、他の検出装置２とを識別するための固有のセンサ識別子を記憶している。

　空気圧信号送信部２３には、ＲＦ送信アンテナ２３ａが接続されている。空気圧信号送信部２３は、センサ制御部２１が生成した空気圧信号をＵＨＦ帯の信号に変調し、変調した空気圧信号を、ＲＦ送信アンテナ２３ａを用いて送信する。

　要求信号受信部２４には、ＬＦ受信アンテナ２４ａが接続されている。要求信号受信部２４は、監視装置１からＬＦ帯の電波を用いて送信された信号を、ＬＦ受信アンテナ２４ａにて受信し、受信した信号をセンサ制御部２１へ出力する。要求信号受信部２４は、例えば、空気圧の情報を要求する要求信号、受信モードの切り替えを指示する切替信号を受信する。

　空気圧検出部２５は、例えばダイヤフラムを備え、圧力の大きさによって変化するダイヤフラムの変形量に基づき、タイヤ３の空気圧を検出する。空気圧検出部２５は検出したタイヤ３の空気圧を示す信号をセンサ制御部２１へ出力する。

　温度検出部２６は、例えば温度によって電気抵抗が変化する素子を備え、温度変化によって変化する素子間の電圧に基づき、タイヤ３の温度を検出する。温度検出部２６は検出したタイヤ３の温度を示す信号をセンサ制御部２１へ出力する。

　省電力制御回路２７は、検出装置２を構成する各部への給電を制御することによって検出装置２を間欠的に起動させ、省電力を図るための回路である。省電力制御回路２７は、空気圧信号送信部２３及び要求信号受信部２４等へ供給する電力を周期的に増減させることによって、空気圧信号送信部２３及び要求信号受信部２４等へ所要の電力が供給され、監視装置１から送信される要求信号を受信することが可能な第１状態と、空気圧信号送信部２３及び要求信号受信部２４等への給電を停止し、又は供給する電力を低下させ、監視装置１から送信される要求信号を受信することが不能な第２状態とを周期的に切り替える。第１状態が継続する時間は一定であり、当該一定期間が経過すると第１状態から第２状態へ戻る。
　また、省電力制御回路２７は、センサ制御部２１の命令に応じて、第１状態への切り替え頻度を変更する。第１状態への切り替え頻度を増減させることによって、検出装置２における消費電力を増減させることができる。また、監視装置１から送信される要求信号の受信成功確率を増減させることができる。
　本実施形態１の検出装置２は、例えば、第１状態への切り替えを高頻度で行う高頻度受信モードと、第１状態への切り替えを低頻度で行う低頻度受信モードとを有し、省電力制御回路２７はセンサ制御部２１の命令に従って高頻度受信モード及び低頻度受信モードを切り替える。

　計時部２８は、高頻度受信モードの継続時間を計時するクロック、発振器等である。高頻度受信モードが長時間継続すると、検出装置２の消費電力が増大することになる。このため、センサ制御部２１は、高頻度受信モードが長時間継続した場合、低頻度受信モードへ切り替える。

　このように構成された検出装置２のセンサ制御部２１は、制御プログラムを実行することにより、要求信号の内容に応じた空気圧信号を生成し、空気圧信号送信部２３にて監視装置１へ送信する。また、監視装置１から送信される切替信号に応じて、第１状態への切り替え頻度を増減させ、検出装置２の消費電力及び信号の受信成功確率を増減させる。

＜監視装置１の処理手順＞
　図５及び図６は、実施形態１に係る監視装置１の処理手順を示すフローチャート、図７は、実施形態１に係る検出装置２の処理手順を示すフローチャート、図８は、受信モードの切り替え方法を示すタイミングチャートである。
　図８の上段に示す矢印付き横線は時間軸を示している。「車両状態（車両）」は、車両Ｃが駐車、停車、走行のいずれの状態にあるか否かを示している。「車速」は車両Ｃの速度を上下位置で示している。「ＩＧスイッチ状態」は、イグニッションスイッチ５がオン状態にあるか、オフ状態にあるかを示している。「切替信号（監視装置）」は、監視装置１から送信される切替信号の送信タイミングを示している。ハッチングが付された矩形ブロックは、高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を示し、白抜きの矩形ブロックは、低頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を示す。「受信信号（検出装置）」は、検出装置２の受信モードを示している。例えば、低頻度受信モードは１秒間に１回の頻度で、要求信号の受信が可能な第１状態である。高頻度受信モードは０．５秒間に１回の頻度で、要求信号の受信が可能な第２状態である。

　図８に示すように本実施形態１に係るタイヤ空気圧監視システムにおいては、イグニッションスイッチ５がオフ状態からオン状態になったとき、車速が所定速度以上になったときに、検出装置２は低頻度受信モードから一時的に高頻度受信モードに切り替えられる。このように制御することによって、イグニッションスイッチ５がオン状態になったとき、早期にタイヤ空気圧の検出及び報知を行うことができる。また、車両走行開始後、早期にセンサ識別子及びタイヤ位置の対応関係の確認を行い、タイヤ空気圧の確定的な検出及び報知を行うことができる。
　以下、監視装置１及び検出装置２の具体的な処理手順を説明する。

　監視装置１の監視制御部１１は、イグニッションスイッチ５の操作状態を監視しており、イグニッションスイッチ５がオフ状態からオン状態になったか否かを判定する（ステップＳ１１）。イグニッションスイッチ５がオフ状態であると判定した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、監視制御部１１は処理をステップＳ１１へ戻し待機する。イグニッションスイッチ５がオフ状態からオン状態になったと判定した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、監視制御部１１は、高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を要求信号送信部１４に送信させる（ステップＳ１２）。当該切替信号を受信した検出装置２は、後述するように第１状態への切り替え頻度を増加させる（図７のステップＳ５１及びステップＳ５２、図８参照）。

　そして、監視制御部１１は、各検出装置２と無線通信を行うことにより、各タイヤ３に設けられた検出装置２のセンサ識別子を検出し（ステップＳ１３）、各タイヤ３の空気圧を検出及び監視する（ステップＳ１４）。

　センサ識別子の検出及びタイヤ空気圧の監視処理について説明する。
　監視制御部１１は、４つのタイヤ位置「右前」、「右後」、「左前」及び「左後」の内、センサ識別子との対応関係の確認を終えていない一のタイヤ位置を選択する。以下、ここで選択されたタイヤ位置を、一のタイヤ位置と呼ぶ。監視制御部１１は、選択された一のタイヤ位置に対応するアンテナ識別子及びセンサ識別子を識別子テーブルから読み出し、当該一のタイヤ位置に対応するセンサ識別子を含む要求信号を、読み出したアンテナ識別子に対応するＬＦ送信アンテナ１４ａから送信させる。

　次いで、監視制御部１１は、要求信号送信後、当該要求信号に対する単数の空気圧信号を、空気圧信号受信部１３が所定のタイムアウト時間内に受信したか否かを判定する。要求信号に対する単数の空気圧信号を受信したと判定した場合、上記選択された一のタイヤ位置と、センサ識別子との対応関係に異常が無い旨を記憶する。つまり、タイヤローテーション、タイヤ交換等によって、一のタイヤ位置と、センサ識別子との対応関係が変更されたといった異常が無い旨を記憶する。

　要求信号に対する単数の空気圧信号が無いと判定した場合、監視制御部１１は、上記選択された一のタイヤ位置と、センサ識別子との対応関係に異常が有る旨を記憶する。つまり、タイヤローテーション、タイヤ交換等によって、一のタイヤ位置と、センサ識別子との対応関係が変更され、対応関係が変更されたといった問題がある旨を記憶する。
　なお、監視制御部１１は、空気圧信号の応答が無い場合、当該検出装置２に対して、任意の検出装置２が応答する所定識別子を含む要求信号を送信するように構成しても良い。検出装置２は、所定識別子を含む要求信号を受信した場合、自身のセンサ識別子との異同に拘わらず、自身のセンサ識別子を含む空気圧信号を監視装置１へ送信する。監視制御部１１は、空気圧信号受信部１３にて空気圧信号を受信し、当該空気圧信号に含まれるセンサ識別子に基づいて、タイヤ交換の有無を判別することができる。

　以下、同様にして監視制御部１１は、全タイヤ位置について、センサ識別子との対応関係の確認処理を行う。
　全てのタイヤ位置及びセンサ識別子の対応関係に問題が無いと判定された場合、監視制御部１１は、識別子テーブルに格納されているセンサ識別子を用いて、検出装置２と無線通信を行い、各タイヤ３の空気圧を監視する。具体的には、監視装置１は、各タイヤ位置へ、対応するセンサ識別子を有する要求信号を、対応するアンテナ識別子によって識別されるＬＦ送信アンテナ１４ａから送信し、要求信号に応じて検出装置２から返信される空気圧信号を受信し、各タイヤ３の空気圧を監視すれば良い。
　なお、監視装置１は、タイヤ位置及びセンサ識別子の対応関係に問題がある場合であっても、通信が可能な検出装置２との間で無線通信を行い、可能な範囲で検出された空気圧を報知するように構成しても良い。

　次いで、監視制御部１１は、高頻度受信モードへの切り替えを指示してから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１５）。所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、監視制御部１１は処理をステップＳ１４へ戻す。

　所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、監視制御部１１は、ステップＳ１４の監視結果に基づいて、いずれかのタイヤ３の空気圧が低圧であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。低圧であるか否かの判定は、検出されたタイヤ３の空気圧と、所定の下限閾値とを比較して行えば良い。ステップＳ１６においてタイヤ３の空気圧が低圧であると判定した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１９へ進める。この場合、監視装置１は、高頻度受信モードにてタイヤ空気圧の監視を続ける。

　全てのタイヤ３が低圧で無いと判定した場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、監視制御部１１は、ステップＳ１３又はステップＳ１４の処理で検出装置２からの応答があったか否かを判定する（ステップＳ１７）。検出装置２から応答が無いと判定した場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、監視制御部１１は処理をステップＳ１９へ進める。この場合、監視装置１は、高頻度受信モードにてタイヤ空気圧の監視を続ける。応答が有ると判定した場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、監視制御部１１は、低頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を要求信号送信部１４に送信させる（ステップＳ１８）。当該切替信号を受信した検出装置２は、後述するように第１状態への切り替え頻度を減少させる（図７のステップＳ５４及びステップＳ５６、図８参照）。以後、監視制御部１１は、低頻度受信モードにて各検出装置２と無線通信を行い、各タイヤ３の空気圧を監視する。

　ステップＳ１８の処理を終えた監視制御部１１は、車速センサ６からの信号に基づいて、車速が所定速度超であるか否かを判定する（ステップＳ１９）。車速が所定速度以下であると判定した場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、監視制御部１１は処理をステップＳ１４へ戻す。車速が所定速度超であると判定した場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、監視制御部１１は、高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を要求信号送信部１４に送信させる（ステップＳ２０）。当該切替信号を受信した検出装置２は、後述するように第１状態への切り替え頻度を増加させる（図７のステップＳ５１及びステップＳ５２、図８参照）。

　次いで、監視制御部１１は、高頻度受信モードにおいて、各検出装置２と無線通信を行うことにより、各タイヤ３に設けられた検出装置２のセンサ識別子の学習処理を実行する（ステップＳ２１）。

　種々の要因により、車両Ｃが停止している状態においてはタイヤ位置及びセンサ識別子の対応関係は不確実なものとなる可能性がある。例えば、車両周辺の電波ノイズが小さく、各ＬＦ送信アンテナ１４ａから送信される要求信号を検出装置２が受信し易い環境にあると、一のＬＦ送信アンテナ１４ａから送信された要求信号が複数の検出装置２に到達することがある。この場合、タイヤローテーションが行われていないにも拘わらず、タイヤローテーションが行われたものと誤検知されることがある。逆に、実際にはタイヤローテーションが行われているにも拘わらず、タイヤローテーションが検知されず、センサ識別子の更新が行われないおそれがある。また、他車両の検出装置２が要求信号に応答し、タイヤ交換が行われたものとして誤検知される可能性もある。
　そこで、車両Ｃが走行してタイヤ３が回転している状態において各タイヤ３に設けられた検出装置２のセンサ識別子を検出し、センサ識別子の再確認及び更新を行う。

　ステップＳ２１の処理によるタイヤ位置及びセンサ識別子の対応関係の学習方法は特に限定されるものでは無いが、車両Ｃが走行を開始し、車両周囲の環境が変化した状態で、各ＬＦ送信アンテナ１４ａからセンサ識別子を要求する要求信号を複数回送信し、各要求信号に対する空気圧信号に含まれるセンサ識別子を集計する。例えば、右前のタイヤ位置にあるＬＦ送信アンテナ１４ａから要求信号を複数回送信し、複数の空気圧信号を受信する。そして、最も確からしいセンサ識別子を、右前のタイヤ位置に対応するセンサ識別子として、識別子テーブルに格納する。具体的には最も出現頻度が高いセンサ識別子を、右前のタイヤ位置に対応するセンサ識別子として、識別子テーブルに格納すると良い。他のタイヤ位置についても同様の処理を実行し、全てのタイヤ位置と、センサ識別子との対応関係を学習し、識別子テーブルを更新する。

　次いで、監視制御部１１は、センサ識別子の学習を完了したか否かを判定する（ステップＳ２２）。センサ識別子の学習を完了していないと判定した場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、監視制御部１１は処理をステップＳ２１へ戻す。

　センサ識別子の学習を完了したと判定した場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、監視制御部１１は、低頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を要求信号送信部１４に送信させる（ステップＳ２３）。当該切替信号を受信した検出装置２は、後述するように第１状態への切り替え頻度を減少させる（図７のステップＳ５４及びステップＳ５６、図８参照）。

　次いで、監視制御部１１は、低頻度受信モードにおいて各検出装置２と無線通信を行い、各タイヤ３の空気圧を監視する（ステップＳ２４）。そして、監視制御部１１は、イグニッションスイッチ５がオン状態からオフ状態になったか否かを判定する（ステップＳ２５）。イグニッションスイッチ５がオン状態であると判定した場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、監視制御部１１は処理をステップＳ２４へ戻し、タイヤ空気圧の監視を継続する。イグニッションスイッチ５がオン状態からオフ状態になったと判定した場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、監視制御部１１は、処理を終える。

＜検出装置２の処理手順＞
　センサ制御部２１は、監視装置１から送信される信号を要求信号受信部２４にて監視しており、高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ５１）。当該切替信号を受信したと判定した場合（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、受信モードを高頻度受信モードに切り替え（ステップＳ５２）、計時を開始する（ステップＳ５３）。具体的には、センサ制御部２１は、省電力制御回路２７へ命令信号を出力し、第１状態への切り替え頻度を増加させる。

　ステップＳ５１で高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を受信していないと判定した場合（ステップＳ５１：ＮＯ）、又はステップＳ５３の処理を終えた場合、監視制御部１１は、低頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ５４）。

　ステップＳ５４で低頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を受信していないと判定した場合（ステップＳ５４：ＮＯ）、センサ制御部２１は、高頻度受信モードへ切り替えてからの経過時間が閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ５５）。当該経過時間が閾値を超えたと判定した場合（ステップＳ５５：ＹＥＳ）、又は低頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を受信したと判定した場合（ステップＳ５４：ＹＥＳ）、受信モードを低頻度受信モードに切り替える（ステップＳ５６）。具体的には、センサ制御部２１は、省電力制御回路２７へ命令信号を出力し、第１状態への切り替え頻度を減少させる。

　次いで、センサ制御部２１は、自装置のセンサ識別子と同じセンサ識別子又は上記所定識別子を含む要求信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ５７）。当該要求信号を受信していないと判定した場合（ステップＳ５７：ＮＯ）、センサ制御部２１は処理をステップＳ５１へ戻す。当該要求信号を受信したと判定した場合（ステップＳ５７：ＹＥＳ）、センサ制御部２１は、タイヤ３の空気圧及び温度を検出し、検出して得た空気圧及び温度、並びにセンサ識別子等の情報を含む空気圧信号を送信し（ステップＳ５８）、処理をステップＳ５１へ戻す。

　このように構成されたタイヤ空気圧監視システムによれば、タイヤ３に設けられる検出装置２の消費電力を抑制すると共に、所要のタイミングでタイヤ空気圧を早期に検出することができる。

　具体的には、図８に示すように、イグニッションスイッチ５がオフ状態にある場合、検出装置２は低頻度受信モードで動作しており、検出装置２の消費電力を効果的に抑制することができる。
　そして、イグニッションスイッチ５がオフ状態からオン状態へ切り替えられた場合、検出装置２の受信モードは高頻度受信モードに切り替えられるため、早期に検出装置２のセンサ識別子を確認し、タイヤ空気圧を検出及び報知することができる。

　また、イグニッションスイッチ５がオン状態になって高頻度受信モードに切り替えられてから所定時間が経過した場合、原則として検出装置２の受信モードは低頻度受信モードに切り替えられる。従って、初期の空気圧監視を終えた後は、検出装置２の消費電力を抑制して動作させることができる。
　ただし、一部のタイヤ３の空気圧が低圧である場合、一部の検出装置２から応答が無い場合、所定時間が経過しても低頻度受信モードへ切り替える切替信号を送信せず、検出装置２の動作モードを高頻度受信モードに維持する。従って、タイヤ３が低圧である場合、又は検出装置２から応答が無い場合、監視装置１及び検出装置２間の無線通信が成功する確率を向上させ、より高い精度でタイヤ３の空気圧を監視することができる。

　更に、車両Ｃの速度が所定速度以上になった場合、検出装置２の受信モードを高頻度受信モードに切り替えることによって、タイヤ位置及びセンサ識別子の対応関係をより早期に確認し、各タイヤ３の空気圧を確定的に報知することができる。
　また、タイヤローテーション又はタイヤ交換があった場合に、タイヤ位置及びセンサ識別子の対応関係をより早期に確認し、識別子テーブルを更新することができる。

（実施形態２）
　実施形態２に係るタイヤ空気圧監視システムは、受信モードの切り替えに係る処理手順のみが実施形態１と異なるため、以下では主にかかる相違点について説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態１と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

　図９は、実施形態２に係る監視装置１の処理手順を示すフローチャートである。実施形態２に係る監視装置１は、実施形態１で説明したステップＳ１１～１９の処理を実行する。

　次いで、監視制御部１１は、ステップＳ１３におけるセンサ識別子の検出結果及び識別子テーブルに基づいて、タイヤ交換、タイヤローテーション等が行われているか否かを判定する（ステップＳ２２０）。タイヤ交換等が行われていると判定した場合（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、監視制御部１１は、車両走行開始後、早期にセンサ識別子を学習させるべく、高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を要求信号送信部１４に送信させる（ステップＳ２２１）。以下、実施形態１のステップＳ２１～２５と同様の処理をステップＳ２２２～２２６にて実行し、センサ識別子の学習及びタイヤ空気圧の監視を行う。

　ステップＳ２２０でタイヤ交換等が行われていないと判定した場合（ステップＳ２２０：ＮＯ）、監視制御部１１は、処理をステップＳ２２５へ進め、低頻度受信モードのままタイヤ空気圧の監視を行う。

　実施形態２においては、センサ識別子の確認を要する可能性が高い場合にのみ、車両走行時に検出装置２を高頻度受信モードに切り替える。従って、より効果的に検出装置２の消費電力を抑制することができる。

　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１　監視装置
　２　検出装置
　３　タイヤ
　４　報知装置
　５　イグニッションスイッチ
　６　車速センサ
　１１　監視制御部
　１２　記憶部
　１３　空気圧信号受信部
　１３ａ　ＲＦ受信アンテナ
　１４　要求信号送信部
　１４ａ　ＬＦ送信アンテナ
　１５　入出力部
　２１　センサ制御部
　２２　センサ用記憶部
　２３　空気圧信号送信部
　２３ａ　ＲＦ送信アンテナ
　２４　要求信号受信部
　２４ａ　ＬＦ受信アンテナ
　２５　空気圧検出部
　２６　温度検出部
　２７　省電力制御回路
　２８　計時部
　Ｃ　車両

Claims

　要求信号を受信した場合、車両に設けられたタイヤの空気圧を検出し、検出して得た空気圧の情報を含む空気圧信号を送信する検出装置であって、
　前記要求信号を受信可能な第１状態と、第１状態に比べて消費電力が低く、前記要求信号を受信しない第２状態とを周期的に切り替えて動作し、第１状態で前記要求信号を受信する受信部と、
　第１状態への切り替え頻度を変更する制御部と
　を備える検出装置。
　前記制御部は、
　第１状態への切り替えを高頻度で行う高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を受信した場合、第１状態への切り替え頻度を増加させる
　請求項１に記載の検出装置。
　前記制御部は、
　第１状態への切り替え頻度を増加させた後、第１状態への切り替えを低頻度で行う低頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を受信した場合、第１状態への切り替え頻度を減少させる
　請求項２に記載の検出装置。
　前記制御部は、
　第１状態への切り替え頻度を増加させたときからの経過時間が閾値を超えた場合、第１状態への切り替え頻度を減少させる
　請求項２又は請求項３に記載の検出装置。
　前記車両の複数のタイヤにそれぞれ設けられた請求項１～請求項４に記載の検出装置と、
　前記検出装置との間で無線通信を行い、各タイヤの空気圧を監視する監視装置と
　を備えるタイヤ空気圧監視システム。
　前記監視装置は、
　前記車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられた場合、第１状態への切り替えを高頻度で行う高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を送信する
　請求項５に記載のタイヤ空気圧監視システム。
　前記監視装置は、
　前記車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられ、前記高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を送信した後、所定時間が経過した場合、第１状態への切り替えを低頻度で行う低頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を送信する
　請求項６に記載のタイヤ空気圧監視システム。
　前記監視装置は、
　前記所定時間が経過し、前記検出装置にて検出されたタイヤの空気圧が閾値未満である場合、前記高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を送信する
　請求項７に記載のタイヤ空気圧監視システム。
　前記監視装置は、
　前記所定時間が経過し、前記空気圧信号を受信していない場合、前記高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を送信する
　請求項７又は請求項８に記載のタイヤ空気圧監視システム。
　前記監視装置は、
　前記車両の速度が所定速度以上である場合、第１状態への切り替えを高頻度で行う高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を送信する
　請求項５～請求項９までのいずれか一項に記載のタイヤ空気圧監視システム。
　前記監視装置は、
　前記車両の速度が所定速度以上であり、タイヤローテーション又はタイヤ交換が行われている場合、第１状態への切り替えを高頻度で行う高頻度受信モードへの切り替えを指示する切替信号を送信する
　請求項１０に記載のタイヤ空気圧監視システム。