WO2022071038A1 - タイヤ状態監視システム、バッテリの放電容量推測プログラムおよび放電容量推測方法 - Google Patents

タイヤ状態監視システム、バッテリの放電容量推測プログラムおよび放電容量推測方法 Download PDF

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WO2022071038A1
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tire condition
battery
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tire
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洋光 市川
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株式会社ブリヂストン
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre

Definitions

  • the present invention relates to a tire condition monitoring system for monitoring the air pressure of a pneumatic tire, a battery discharge capacity estimation program, and a discharge capacity estimation method.
  • TPMS Transire Pressure Monitoring System
  • a battery for example, a button battery
  • the entire device is molded with resin in order to ensure weather resistance and durability, and the structure is such that the battery etc. cannot be replaced. Therefore, it is necessary to predict the life of the battery and perform maintenance such as replacing the sensor unit before the end of the life.
  • Patent Document 1 a technique for predicting the remaining battery life based on the number of times data is transmitted to the outside of the transmission unit included in the sensor unit has been proposed.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and is a tire condition monitoring system capable of more accurately predicting the life of the battery used in the tire condition measuring unit, a battery discharge capacity estimation program, and a battery discharge capacity estimation program. It is an object of the present invention to provide a method for estimating the discharge capacity.
  • the tire condition monitoring system is arranged on the inner surface of a pneumatic tire, and has a tire condition measuring unit that measures tire condition data of the tire, a battery that drives the tire condition measuring unit, and the tire.
  • a tire condition monitoring system including at least a data acquisition unit that acquires the tire condition data from the condition measurement unit, a storage unit that stores the acquired tire condition data, and a discharge capacity estimation unit that estimates the discharge capacity of the battery.
  • the data acquisition unit receives data on the number of operations of the tire condition measurement unit or the number of cycles corresponding to the standby time together with the tire condition data, and the discharge capacity estimation unit receives the tire condition data.
  • the first count step for counting the number of times the tire condition is received is executed, and the second count step for counting the number of operations of the tire condition measuring unit or the third count step for counting the cycle corresponding to the waiting time is executed.
  • the gist is to execute the first estimation step of estimating the discharge capacity discharged by the battery based on the number of operations counted from the first count step to the third count step and the discharge capacity in each operation. ..
  • a more accurate discharge capacity can be estimated by considering the discharge capacity and standby power of the tire condition measuring unit.
  • the battery discharge capacity estimation program includes a step of receiving tire condition data from a tire condition measuring unit that detects tire pressure, and a first count that counts the number of times the tire condition data is received.
  • the tire condition measuring unit is based on the third count step for counting the cycle corresponding to the standby time, the number of operations counted from the first count step to the third count step, and the discharge capacity in each operation. It has a first estimation step of estimating the discharged capacity of the driven battery, and is executed by a computer provided with a tire condition monitoring system using the tire condition measuring unit.
  • a more accurate discharge capacity can be estimated by considering the discharge capacity and standby power of the tire condition measuring unit.
  • the method for estimating the discharge capacity of the battery is a process of receiving tire condition data from a tire condition measuring unit that detects tire pressure, and a first count for counting the number of times the tire condition data is received.
  • the tire condition monitoring system is based on the third count process for counting the cycle corresponding to the standby time, the number of operations counted from the first count process to the third count process, and the discharge capacity in each operation.
  • the gist is to have an estimation process for estimating the discharged capacity of the driven battery.
  • a more accurate discharge capacity can be estimated by considering the discharge capacity and standby power of the tire condition measuring unit.
  • the present invention it is possible to provide a tire condition monitoring system, a battery discharge capacity estimation program, and a discharge capacity estimation method capable of more accurately predicting the life of a battery used in a tire condition measuring unit.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a schematic configuration of a tire condition monitoring system capable of executing the discharge capacity estimation process according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing a functional configuration of a tire condition monitoring system capable of executing the discharge capacity estimation process according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of the discharge capacity estimation process (No. 1) according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of the discharge capacity estimation processing (No. 2) according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the discharge capacity estimation processing (No. 3) according to the third embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of the discharge capacity estimation processing (No. 4) according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of the discharge capacity estimation processing (No. 5) according to the fifth embodiment.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the battery temperature and the voltage.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure of the discharge capacity estimation processing (No. 6) according to the sixth embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a modified example of the tire condition monitoring system capable of executing the discharge capacity estimation process according to the embodiment.
  • the tire condition monitoring system S1 is provided on the side of a pneumatic tire (hereinafter, simply referred to as a tire) 10 and is acquired by a sensor unit SU as a tire condition measuring unit for measuring the condition of the tire 10 and a sensor unit SU. It is composed of a processing device (vehicle-mounted device (ECU), etc.) 300 that processes various information.
  • a processing device vehicle-mounted device (ECU), etc.
  • FIG. 1 shows the cross-sectional shape of the tire 10 assembled to the rim wheel 90 along the tire width direction.
  • the tread portion 20 is a portion that comes into contact with the road surface when the tire 10 mounted on a vehicle (not shown) rolls on the road surface.
  • the tread portion 20 is formed with a tread pattern according to the type of vehicle and the required performance.
  • a sensor unit SU for detecting the temperature information and the internal pressure information of the tire 10 is provided on the inner surface 10a of the tire 10 to which the tire condition monitoring system S1 can be applied.
  • the sensor unit SU is provided on the inner surface 10a facing the tread portion 20. More specifically, the sensor unit SU is attached to the surface of an inner liner (not shown) that prevents the leakage of gas such as air filled in the internal space of the pneumatic tire 10 assembled to the rim wheel 90.
  • the sensor unit SU is not limited to the inner surface 10a facing the tread portion 20, but may be provided on the inner surface of the tire 10 on the sidewall 30 side.
  • the sensor unit SU is provided on each tire 10 mounted on the vehicle. This is because it is desirable to monitor the leak condition of each tire 10 in order to ensure the safety of the vehicle.
  • the sensor unit SU does not necessarily have to be attached to the inner surface of the tire 10, and for example, a part or all of the sensor unit SU may be embedded inside the tire 10.
  • the sensor unit SU as a tire condition measuring unit for measuring the condition of the tire 10 detects the internal pressure sensor SN1 for detecting the internal pressure (air pressure) of the tire 10 and the temperature of the tire 10. It includes a temperature sensor SN2 and an acceleration sensor SN3 that detects the acceleration of rotation of the tire 10. It also includes a voltage detection unit 104 that detects the voltage of the battery 150, which will be described later.
  • the sensor unit SU is composed of a microcomputer or the like, and includes a control unit 101 that controls the operation of the internal pressure sensor SN1, the temperature sensor SN2, the acceleration sensor SN3, the voltage detection unit 104, the transmission unit 103 described later, and the like.
  • a storage unit 102 composed of a flash memory or the like that temporarily stores the detection data of the internal pressure sensor SN1, the temperature sensor SN2, the acceleration sensor SN3, the voltage detection unit 104, and the like.
  • a transmission unit 103 for transmitting detection data and the like to the processing device 300 via the wireless line N1 is provided.
  • a battery 150 composed of a button-type lithium battery or the like that supplies power to each part such as the control unit 101 is integrally provided.
  • the entire sensor unit SU is molded with a resin layer 200 such as plastic. As a result, the weather resistance and durability of the sensor unit SU are ensured.
  • a pressure introduction hole is formed in the resin layer 200 in order to detect the pressure by the internal pressure sensor SN1.
  • the transmission unit 103 may be provided with an RF antenna.
  • the tire state data such as the internal pressure data, the temperature data, and the acceleration data of the tire 10 are acquired by the internal pressure sensor SN1, the temperature sensor SN2, and the acceleration sensor SN3 at a predetermined cycle.
  • the voltage detection unit 104 acquires data related to the voltage of the battery 150 at a predetermined cycle under the control of the control unit 101.
  • the transmission unit 103 transmits the acquired tire state data and the like to the processing device 300 via the wireless line N1.
  • the processing device 300 includes a data acquisition unit 301 that acquires tire condition data and the like transmitted from the sensor unit SU side.
  • a storage unit 302 composed of a flash memory or the like for storing acquired tire state data, program data for discharge capacity estimation processing, and the like.
  • the discharge capacity estimation unit 303 is provided, which is composed of a microcomputer or the like that estimates the discharge capacity of the battery 150 discharged based on the detection data of the voltage detection unit 104 or the like.
  • the communication unit 304 is provided to transmit tire state data, data related to the discharge capacity estimated by the discharge capacity estimation unit 303, and the like to an external device 500 such as a management server via the wireless line N2.
  • discharge capacity estimation process The discharge capacity estimation process (No. 1 to No. 6) according to the first to sixth embodiments that can be executed by the processing device 300 of the tire condition monitoring system S1 described above will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 3 to 8. ..
  • This discharge capacity estimation process (No. 1) estimates the discharge capacity (battery consumption) of the battery 150 based on the number of first to third counts described later, and corresponds to a so-called feed-forward method process. ..
  • step S10 the tire state data transmitted from the sensor unit SU side is acquired by the data acquisition unit 301, and the process proceeds to step S11.
  • step S11 the first count step of counting the number of times the tire condition data is received is executed.
  • the non-volatile memory in the CPU of the control unit 101 included in the sensor unit SU counts up the number of transmissions from the sensor unit SU side, adds the count number to the communication packet, and receives the tire state data based on the information. You can count the number of times you have done it.
  • step S12 data on the number of operations of the sensor unit SU as a tire condition measuring unit for measuring the condition of the tire 10 or the number of cycles corresponding to the standby time of the sensor unit SU is received together with the tire condition data.
  • the non-volatile memory in the CPU of the control unit 101 included in the sensor unit SU counts up the number of waits, adds the count to the communication packet, and based on the information, a cycle corresponding to the wait time of the sensor unit SU. You can get a number of data.
  • step S13 the second count step for counting the number of operations of the sensor unit SU or the third count step for counting the cycle corresponding to the standby time is executed, and the process proceeds to step S14.
  • the count number of the timer of the CPU (arithmetic unit) included in the transmission unit 103 of the sensor unit SU can be counted as the number of cycles corresponding to the standby time. This allows the wait time to be accurately counted without additional equipment.
  • step S14 the discharge capacity discharged by the battery 150 driving the sensor unit SU of the tire condition monitoring system S1 is calculated based on the number of operations counted in the first count step to the third count step and the discharge capacity in each operation.
  • the first guessing step of guessing is executed to end the process.
  • the area corresponding to the current ⁇ time is measured at the time of designing or manufacturing the sensor unit SU with the area corresponding to the current ⁇ time as the value in one cycle unit both in the standby state and the operating time of the sensor unit SU, and the operation of the sensor unit SU is performed. It is a process of counting the number of times and the number of times of waiting, respectively, and estimating the battery 150 consumption (for example, in mAh units) based on the integrated value with the unit discharge capacity of one cycle.
  • the main discharge capacity of the battery 150 that drives the tire condition monitoring system S1 can be accurately calculated without being affected by the fluctuation of the measurement cycle.
  • a more accurate discharge capacity can be estimated by considering the discharge capacity and standby power of the sensor unit SU.
  • the acceleration of the tire 10 detected by the acceleration sensor SN3 of the sensor unit SU is equal to or less than a predetermined value, the operation of each part of the sensor unit SU can be stopped in order to save power.
  • the discharge capacity estimation process (No. 2) is a process belonging to the so-called feedback method of estimating the consumption of the battery 150 based on the voltage data and the temperature data of the battery 150.
  • step S15 the voltage data and temperature data of the battery 150 are received together with the tire state data, and the process proceeds to step S16.
  • step S16 the second estimation step of estimating the discharge capacity discharged by the battery 150 is executed based on the voltage data and the temperature data, and the process proceeds to step S17.
  • step S17 the estimation results of the first estimation step and the second estimation step are compared, and the process ends with the larger value as the estimated value of the discharge capacity.
  • This discharge capacity estimation process (No. 3) predicts the future consumption of the battery 150 based on the number ratio of the first count step to the third count step.
  • step S18 the ratio of the number of operations of the sensor unit SU counted in the first count step to the third count step is calculated, and the process proceeds to step S19.
  • step S19 a prediction step for predicting a change in the discharge capacity of the battery 150 to be discharged in the future is executed based on the ratio and the discharge capacity of each operation of the sensor unit SU, and the process is completed.
  • This discharge capacity estimation process determines when the life of the battery 150 expires based on the predicted value and the operating limit voltage of the transmitter.
  • step S20 a determination step for determining when the life of the battery 150 expires is executed based on the operating limit voltage of the transmission unit 103 driven by the battery 150 and the prediction result of the prediction step, and the process ends.
  • step S121 the voltage data and temperature data of the battery 150 are received together with the tire state data, and the process proceeds to step S122.
  • step S122 in the second estimation step, a plurality of correspondence tables and graphs relating to the discharged discharge time for the voltage data for each of a plurality of temperatures are calculated in advance, and the process proceeds to step S123.
  • FIG. 8 shows an example of a graph created for the battery 150 based on the calculation result in step S122, with the voltage on the vertical axis and the discharge time on the horizontal axis to show the relationship between the battery temperature and the voltage. ..
  • the battery is activated when the temperature rises.
  • step S123 the correspondence table or graph corresponding to the received temperature data is selected, and the process proceeds to step S124.
  • step S124 the received voltage data is compared with the voltage data of the selected correspondence table or graph data, the discharge capacity discharged by the battery 150 is estimated, and the process is terminated.
  • step S23 the predicted minimum temperature data is acquired from a predetermined meteorological data providing site or the like, and the process proceeds to step S24.
  • step S24 the operation output voltage of the transmission unit 103 at the predicted minimum temperature at the time of the predicted discharge capacity change is predicted, and the process proceeds to step S25.
  • step S25 it is determined whether or not the predicted transmission unit operation output voltage is lower than the transmission unit operation limit voltage. If “No”, the process ends, and if "Yes", the process proceeds to step S26. ..
  • step S26 it is determined that the life of the battery 150 has expired, and the process is terminated.
  • the voltage data of the battery 150 received by the processing device 300 can be measured at the timing of transmitting the data from the transmission unit 103.
  • the above-mentioned predicted minimum temperature may be predicted from statistical data of temperature change. This makes it possible to estimate the discharge capacity based on highly accurate minimum temperature data.
  • the predicted minimum temperature may be predicted from the statistical data in the corresponding area acquired from the current area of the vehicle based on the GPS data. This makes it possible to estimate the discharge capacity based on more accurate minimum temperature data.
  • the relational expression regarding the discharge time for the voltage for each temperature in the second estimation step is set by acquiring in advance the one measured by the resistance value corresponding to the current at the time of voltage measurement of the transmission unit 103. May be good.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of the tire condition monitoring system S1a according to the modified example.
  • the processing device 300 (ECU or the like) mounted on each vehicle communicates wirelessly with the sensor unit SU mounted on the pneumatic tire 10 via the wireless line N1. At the same time, it is configured to communicate with an external wireless base station 400 via the wireless line N2.
  • the wireless base station 400 is connected to the management server 500 provided on the cloud system.
  • the processing device 300 of each vehicle transmits the temperature data acquired from the sensor unit SU, the internal pressure data, and the data of the estimation result of the discharge capacity of the battery 150 to the radio base station 400.
  • the management server 500 can grasp the state of the tire 10 of each vehicle and the consumption status of the battery 150 of each sensor unit SU, and take measures such as notifying the driver of each vehicle at an appropriate timing. be able to.
  • the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is arbitrary having the same function. Can be replaced with the one with the configuration of.

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Abstract

タイヤ状態測定部（センサユニットＳＵ）からタイヤ状態データを受信するステップと、受信した回数をカウントする第１カウントステップと、タイヤ状態測定部の動作回数、または待機時間に相当するサイクル数のデータを、タイヤ状態データと共に受信するステップと、タイヤ状態測定部の動作回数をカウントする第２カウントステップまたは、待機時間に相当するサイクルをカウントする第３カウントステップと、第１から第３カウントステップでカウントした動作回数と、それぞれの動作における放電容量に基づいて、タイヤ状態監視システムを駆動するバッテリが放電した放電容量を推測する第１推測ステップと、を有する。

Description

タイヤ状態監視システム、バッテリの放電容量推測プログラムおよび放電容量推測方法
　本発明は、空気入りタイヤの空気圧等を監視するタイヤ状態監視システム、バッテリの放電容量推測プログラムおよび放電容量推測方法に関する。
　車両に搭載された複数の空気入りタイヤについて、車両運行中の空気圧、温度等のパラメータを測定するタイヤ状態監視システム（タイヤモニタリングシステム（Tire Pressure Monitoring System：ＴＰＭＳ）））に関する技術が種々提案されている。
　このようなＴＰＭＳで測定されたパラメータに基づいて低タイヤ圧や空気漏れなどを検出し、運転手にタイヤ交換等のメンテナンスの必要性などを報知することができる。
　ところで、ＴＰＭＳの一部としてタイヤに搭載されるセンサユニット（タイヤ状態測定部）は、センサユニット自体と一体的に設けられるバッテリ（例えば、ボタン電池等）を駆動電源とするものが多い。
　上述のようなセンサユニットは、耐候性や耐久性を確保するためにデバイス全体を樹脂でモールディングしており、構造上バッテリ等の交換はできない構造となっている。そのため、バッテリの寿命を予測して、寿命が尽きる前にセンサユニットを交換する等のメンテナンスを行う必要がある。
　そこで、センサユニットが備える送信部の外部へのデータ送信の回数に基づいて、バッテリの残寿命を予測する技術が提案されている（特許文献１）。
特開２００７－２２３４６３号公報
　ところが、電池・基板の製造ばらつきや、ＴＰＭＳの利用者や利用環境によって、バッテリの放電容量は変動するため、従来技術ではバッテリの寿命予測を正確に行うことができないという問題があった。
　そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、タイヤ状態測定部で利用されるバッテリの寿命予測をより正確に行うことが可能なタイヤ状態監視システム、バッテリの放電容量推測プログラムおよび放電容量推測方法を提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係るタイヤ状態監視システムは、空気入りタイヤの内面に配置され、前記タイヤのタイヤ状態データを測定するタイヤ状態測定部と、前記タイヤ状態測定部を駆動するバッテリと、前記タイヤ状態測定部から前記タイヤ状態データを取得するデータ取得部と、取得した前記タイヤ状態データを格納する格納部と、前記バッテリの放電容量を推測する放電容量推測部と、を少なくとも備えるタイヤ状態監視システムであって、前記データ取得部は、前記タイヤ状態測定部の動作回数、または待機時間に相当するサイクル数のデータを、前記タイヤ状態データと共に受信し、前記放電容量推測部は、前記タイヤ状態データを受信した回数をカウントする第１カウントステップを実行し、前記タイヤ状態測定部の動作回数をカウントする第２カウントステップまたは、前記待機時間に相当するサイクルをカウントする第３カウントステップを実行し、前記第１カウントステップから前記第３カウントステップでカウントした動作回数と、それぞれの動作における放電容量に基づいて、前記バッテリが放電した放電容量を推測する第１推測ステップを実行することを要旨とする。
　これにより、タイヤ状態測定部を駆動するバッテリについて、測定周期の変動の影響を受けずに主となる放電容量を正確に算出することができる。
　また、タイヤ状態測定部の放電容量と待機電力を考慮することでより正確な放電容量を推測することができる。
　さらに、タイヤ状態測定部の利用状況に基づいてバッテリ残量を高精度に推測することが可能となる。
　本発明の他の態様に係るバッテリの放電容量推測プログラムは、タイヤの空気圧を検出するタイヤ状態測定部からタイヤ状態データを受信するステップと、前記タイヤ状態データを受信した回数をカウントする第１カウントステップと、前記タイヤ状態測定部の動作回数、または待機時間に相当するサイクル数のデータを、前記タイヤ状態データと共に受信するステップと、前記タイヤ状態測定部の動作回数をカウントする第２カウントステップまたは、待機時間に相当するサイクルをカウントする第３カウントステップと、前記第１カウントステップから前記第３カウントステップでカウントした動作回数と、それぞれの動作における放電容量に基づいて、前記タイヤ状態測定部を駆動するバッテリが放電した放電容量を推測する第１推測ステップと、を有し、前記タイヤ状態測定部を用いたタイヤ状態監視システムが備えるコンピュータで実行されることを要旨とする。
　これにより、タイヤ状態測定部を駆動するバッテリについて、測定周期の変動の影響を受けずに主となる放電容量を正確に算出することができる。
　また、タイヤ状態測定部の放電容量と待機電力を考慮することでより正確な放電容量を推測することができる。
　さらに、タイヤ状態測定部の利用状況に基づいてバッテリ残量を高精度に推測することが可能となる。
　本発明の他の態様に係るバッテリの放電容量推測方法は、タイヤの空気圧を検出するタイヤ状態測定部からタイヤ状態データを受信する過程と、前記タイヤ状態データを受信した回数をカウントする第１カウント過程と、前記タイヤ状態測定部の動作回数、または待機時間に相当するサイクル数のデータを、前記タイヤ状態データと共に受信する過程と、前記タイヤ状態測定部の動作回数をカウントする第２カウント過程または、待機時間に相当するサイクルをカウントする第３カウント過程と、前記第１カウント過程から前記第３カウント過程でカウントした動作回数と、それぞれの動作における放電容量に基づいて、前記タイヤ状態監視システムを駆動するバッテリが放電した放電容量を推測する推測過程と、を有することを要旨とする。
　これにより、タイヤ状態測定部を駆動するバッテリについて、測定周期の変動の影響を受けずに主となる放電容量を正確に算出することができる。
　また、タイヤ状態測定部の放電容量と待機電力を考慮することでより正確な放電容量を推測することができる。
　さらに、タイヤ状態測定部の利用状況に基づいてバッテリ残量を高精度に推測することが可能となる。
　本発明によれば、タイヤ状態測定部で利用されるバッテリの寿命予測をより正確に行うことが可能なタイヤ状態監視システム、バッテリの放電容量推測プログラムおよび放電容量推測方法を提供することができる。
図１は、実施例に係る放電容量推測処理を実行可能なタイヤ状態監視システムの概略構成を示す概略構成図である。 図２は、実施例に係る放電容量推測処理を実行可能なタイヤ状態監視システムの機能構成を示す機能ブロック図である。 図３は、第１実施例に係る放電容量推測処理（その１）の処理手順を示すフローチャートである。 図４は、第２実施例に係る放電容量推測処理（その２）の処理手順を示すフローチャートである。 図５は、第３実施例に係る放電容量推測処理（その３）の処理手順を示すフローチャートである。 図６は、第４実施例に係る放電容量推測処理（その４）の処理手順を示すフローチャートである。 図７は、第５実施例に係る放電容量推測処理（その５）の処理手順を示すフローチャートである。 図８は、バッテリ温度と電圧の関係を示すグラフである。 図９は、第６実施例に係る放電容量推測処理（その６）の処理手順を示すフローチャートである。 図１０は、実施例に係る放電容量推測処理を実行可能なタイヤ状態監視システムの変形例を示す概略構成図である。
　［タイヤ状態監視システムについて］
　図１および図２を参照して、本発明の実施の形態（第１実施例から第６実施例等）に係る放電容量推測処理（放電容量推測プログラム）を実行可能なタイヤ状態監視システムＳ１について説明する。
　なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
　したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
　（タイヤ状態監視システムの概略構成）
　図１の概略構成図を参照して、タイヤ状態監視システムＳ１の概略構成について説明する。
　タイヤ状態監視システムＳ１は、空気入りタイヤ（以下、単にタイヤと呼称する）１０側に設けられ、タイヤ１０の状態を測定するタイヤ状態測定部としてのセンサユニットＳＵと、センサユニットＳＵで取得された各種情報を処理する処理装置（車載器（ＥＣＵ）等）３００とから構成される。
　図１では、リムホイール９０に組み付けられたタイヤ１０のタイヤ幅方向に沿った断面形状が示されている。
　また、トレッド部２０は、図示しない車両に装着されたタイヤ１０が路面を転動する際に路面と接する部分である。トレッド部２０には、車両の種別及び要求される性能に応じたトレッドパターンが形成される。
　そして、タイヤ状態監視システムＳ１を適用可能なタイヤ１０の内面１０ａには、タイヤ１０の温度情報および内圧情報を検出するセンサユニットＳＵが設けられている。
　図１に示す構成例では、センサユニットＳＵは、トレッド部２０と対向する内面１０ａに設けられている。より具体的には、センサユニットＳＵは、リムホイール９０に組み付けられた空気入りタイヤ１０の内部空間に充填された空気などの気体の漏れを防止するインナーライナー（図示省略）の表面に取り付けられる。
　なお、センサユニットＳＵは、トレッド部２０と対向する内面１０ａに限らず、タイヤ１０のサイドウォール３０側の内面に設けるようにしてもよい。
　センサユニットＳＵは、車両に装着される各タイヤ１０に設けられることが好ましい。車両の安全性確保には各タイヤ１０のリーク状況を監視することが望ましいためである。
　また、センサユニットＳＵは、必ずしもタイヤ１０の内側面に貼付されていなくてもよく、例えば、センサユニットＳＵの一部または全部がタイヤ１０の内部に埋設される構成としてもよい。
　（タイヤ状態監視システムの機能構成）
　図２の機能ブロック図に示すように、タイヤ１０の状態を測定するタイヤ状態測定部としてのセンサユニットＳＵは、タイヤ１０の内圧（空気圧）を検出する内圧センサＳＮ１、タイヤ１０の温度を検出する温度センサＳＮ２およびタイヤ１０の回転の加速度を検出する加速度センサＳＮ３を備える。また、後述するバッテリ１５０の電圧を検出する電圧検出部１０４を備える。
　また、センサユニットＳＵは、マイクロコンピュータ等で構成され、内圧センサＳＮ１、温度センサＳＮ２、加速度センサＳＮ３、電圧検出部１０４および後述の送信部１０３等の動作を制御する制御部１０１を備える。
　また、内圧センサＳＮ１、温度センサＳＮ２、加速度センサＳＮ３、電圧検出部１０４の検出データ等を一時的に格納するフラッシュメモリ等で構成される記憶部１０２を備える。
　また、検出データ等を無線回線Ｎ１を介して処理装置３００に送信する送信部１０３を備える。
　さらに、制御部１０１等の各部に電源を供給するボタン型のリチウム電池等で構成されるバッテリ１５０が一体的に設けられている。
　そして、センサユニットＳＵの全体は、プラスチック等の樹脂層２００でモールディングされている。これにより、センサユニットＳＵの耐候性や耐久性が確保される。
　なお、図示は省略するが、内圧センサＳＮ１による圧力検出を行うために、樹脂層２００には圧力導入孔が形成される。また、送信部１０３は、ＲＦアンテナを備えるようにしてもよい。
　そして、制御部１０１の制御によって、内圧センサＳＮ１、温度センサＳＮ２、加速度センサＳＮ３で、タイヤ１０の内圧データ、温度データ、加速度データ等のタイヤ状態データが所定周期で取得される。
　また、電圧検出部１０４は、制御部１０１の制御によって、バッテリ１５０の電圧に関するデータを所定周期で取得する。
　また、送信部１０３は、取得されたタイヤ状態データ等を無線回線Ｎ１を介して処理装置３００に送信する。
　一方、処理装置３００は、センサユニットＳＵ側から送信されるタイヤ状態データ等を取得するデータ取得部３０１を備える。
　また、取得したタイヤ状態データおよび放電容量推測処理のプログラムデータ等を格納するフラッシュメモリ等で構成される格納部３０２を備える。
　また、電圧検出部１０４の検出データ等に基づいて、バッテリ１５０が放電した放電容量を推測するマイクロコンピュータ等で構成される放電容量推測部３０３を備える。
　また、無線回線Ｎ２を介して、タイヤ状態データ、放電容量推測部３０３で推測された放電容量に関するデータ等を管理サーバ等の外部装置５００に送信する通信部３０４を備える。
　［放電容量推測処理について］
　図３から図８のフローチャートを参照して、上述のタイヤ状態監視システムＳ１の処理装置３００で実行可能な第１～第６実施例に係る放電容量推測処理（その１～その６）について説明する。
　（第１実施例）
　図３のフローチャートを参照して、第１実施例に係る放電容量推測処理（その１）の処理手順について説明する。
　この放電容量推測処理（その１）は、後述する第１～第３カウントの回数に基づいてバッテリ１５０の放電容量（バッテリの消耗）を推測するものであり、所謂フィードフォワード方式の処理に相当する。
　この処理が開始されると、まずステップＳ１０において、センサユニットＳＵ側から送信されるタイヤ状態データをデータ取得部３０１で取得してステップＳ１１に移行する。
　ステップＳ１１では、タイヤ状態データを受信した回数をカウントする第１カウントステップを実行する。
　なお、センサユニットＳＵが備える制御部１０１のＣＰＵ内の不揮発性メモリでセンサユニットＳＵ側から発信回数をカウントアップし、そのカウント数を通信パケットに付加し、その情報に基づいてタイヤ状態データを受信した回数をカウントするようにできる。
　次いで、ステップＳ１２では、タイヤ１０の状態を測定するタイヤ状態測定部としてのセンサユニットＳＵの動作回数、またはセンサユニットＳＵの待機時間に相当するサイクル数のデータを、タイヤ状態データと共に受信する。
　なお、センサユニットＳＵが備える制御部１０１のＣＰＵ内の不揮発性メモリで待機回数をカウントアップし、そのカウント数を通信パケットに付加し、その情報に基づいてセンサユニットＳＵの待機時間に相当するサイクル数のデータを取得するようにできる。
　次いで、ステップＳ１３では、センサユニットＳＵの動作回数をカウントする第２カウントステップまたは、待機時間に相当するサイクルをカウントする第３カウントステップを実行してステップＳ１４に移行する。
　なお、第３カウントステップは、センサユニットＳＵの送信部１０３が備えるＣＰＵ（演算装置）のタイマのカウント数を待機時間に相当するサイクル数としてカウントするようにできる。これにより、追加の装置なしに正確に待機時間をカウントすることができる。
　ステップＳ１４では、第１カウントステップから第３カウントステップでカウントした動作回数と、それぞれの動作における放電容量に基づいて、タイヤ状態監視システムＳ１のセンサユニットＳＵを駆動するバッテリ１５０が放電した放電容量を推測する第１推測ステップを実行して処理を終了する。
　上述の処理は、センサユニットＳＵの待機時、動作時ともに、電流×時間に相当する面積を１サイクル単位の値としてセンサユニットＳＵの設計時、或いは製造時に計測しておき、センサユニットＳＵの動作回数および待機回数をそれぞれカウントし、１サイクルの単位放電容量との積算値に基づいて、バッテリ１５０消費（例えば、ｍＡｈ単位）を推測する処理である。
　この処理によれば、タイヤ状態監視システムＳ１を駆動するバッテリ１５０について、測定周期の変動の影響を受けずに主となる放電容量を正確に算出することができる。
　また、センサユニットＳＵの放電容量と待機電力を考慮することでより正確な放電容量を推測することができる。
　さらに、センサユニットＳＵの利用状況に基づいてバッテリ残量を高精度に推測することが可能となる。
　なお、センサユニットＳＵの加速度センサＳＮ３で検出されるタイヤ１０の加速度が所定値以下の場合には、省電力化のために、センサユニットＳＵの各部の動作を停止するようにできる。
　（第２実施例）
　図４のフローチャートを参照して、第２実施例に係る放電容量推測処理（その２）の処理手順について説明する。
　この放電容量推測処理（その２）は、後述する第１推測ステップと第２推測ステップとの推測結果を比較し、大きい方の値を推測値とするものである。
　また、放電容量推測処理（その２）は、バッテリ１５０の電圧データと温度データに基づいて、バッテリ１５０の消耗を推測する所謂フィードバック方式に属する処理である。
　この処理が開始されると、まずサブルーチンＳＢ１において、前述の図３のフローチャートにおけるステップＳ１０～ステップＳ４の処理を実行してステップＳ１５に移行する。
　ステップＳ１５では、タイヤ状態データと共に、バッテリ１５０の電圧データと温度データを受信してステップＳ１６に移行する。
　ステップＳ１６では、電圧データと温度データに基づいて、バッテリ１５０が放電した放電容量を推測する第２推測ステップを実行してステップＳ１７に移行する。
　ステップＳ１７では、第１推測ステップと第２推測ステップとの推測結果を比較し、大きい方の値を放電容量の推測値として処理を終了する。
　これにより、バッテリ１５０について、特に使用末期での電池残量を高精度に推測することができる。
　（第３実施例）
　図５のフローチャートを参照して、第３実施例に係る放電容量推測処理（その３）の処理手順について説明する。
　この放電容量推測処理（その３）は、第１カウントステップから第３カウントステップの回数比率に基づいてバッテリ１５０の将来の消耗予測を行うものである。
　この処理が開始されると、まずサブルーチンＳＢ１において、前述の図３のフローチャートにおけるステップＳ１０～ステップＳ４の処理を実行してステップＳ１８に移行する。
　ステップＳ１８では、第１カウントステップから第３カウントステップでカウントしたセンサユニットＳＵの動作回数の比率を算出してステップＳ１９に移行する。
　ステップＳ１９では、前記比率と、センサユニットＳＵの各動作の放電容量とに基づいて、バッテリ１５０が今後放電する放電容量の変化を予測する予測ステップを実行して処理を終了する。
　これにより、センサユニットＳＵの利用状況に基づいてバッテリ１５０の残量の将来変化を高精度に予測することができる。
　（第４実施例）
　図６のフローチャートを参照して、第４実施例に係る放電容量推測処理（その４）の処理手順について説明する。
　この放電容量推測処理（その４）は、予測値と送信部の動作限界電圧に基づいてバッテリ１５０の寿命が尽きる時期を判定するものである。
　この処理が開始されると、まずサブルーチンＳＢ２において、前述のサブルーチンＳＢ１および図５のフローチャートのステップＳ１８、Ｓ１９を実行してステップＳ２０に移行する。
　ステップＳ２０では、バッテリ１５０で駆動する送信部１０３の動作限界電圧と、予測ステップの予測結果とに基づいて、バッテリ１５０の寿命が尽きる時期を判定する判定ステップを実行して処理を終了する。
　これにより、センサユニットＳＵの交換時期の高精度な予測を行うことが可能となる。
　（第５実施例）
　図７のフローチャートおよび図８のグラフを参照して、第５実施例に係る放電容量推測処理（その５）の処理手順について説明する。
　この処理が開始されると、ステップＳ１２１で、タイヤ状態データと共に、バッテリ１５０の電圧データと温度データを受信してステップＳ１２２に移行する。
　ステップＳ１２２では、第２推測ステップにおいて、複数の温度別の電圧データに対する放電した放電時間に関する複数の対応表やグラフを予め算出してステップＳ１２３に移行する。
　ここで、バッテリ１５０について、ステップＳ１２２における算出結果をもとに、電圧を縦軸に、放電時間を横軸にとり、バッテリ温度と電圧の関係を示すよう作成されたグラフの例を図８として示す。
　図８では、バッテリ１５０について、温度ｔ１～ｔ４における放電特性がプロットされている。
　なお、一般的に、温度が上がるとバッテリ（電池）は、活性化することが分かっている。
　そして、ステップＳ１２３では、受信した温度データに対応する対応表やグラフを選択してステップＳ１２４に移行する。
　ステップＳ１２４では、受信した電圧データと選択した対応表やグラフデータの電圧データとを比較して、バッテリ１５０が放電した放電容量を推測して処理を終了する。
　これにより、バッテリ１５０について、特に使用末期での電池残量を高精度に推測することができる。
　（第６実施例）
　図９のフローチャートを参照して、第６実施例に係る放電容量推測処理（その６）の処理手順について説明する。
　この処理が開始されると、フローチャートＳＢ２において、前述のサブルーチンＳＢ１および図５のフローチャートのステップＳ１８，１９を実行してステップＳ２３に移行する。
　ステップＳ２３では、予測最低気温データを所定の気象データ提供サイト等から取得してステップＳ２４に移行する。
　ステップＳ２４では、予測放電容量変化時点での予測最低気温における送信部１０３の動作出力電圧を予測してステップＳ２５に移行する。
　ステップＳ２５では、予測送信部動作出力電圧が、送信部動作限界電圧を下回るか否かが判定され、「Ｎｏ」の場合には処理を終了し、「Ｙｅｓ」の場合にはステップＳ２６に移行する。
　ステップＳ２６では、バッテリ１５０の寿命が尽きる時期であると判定して処理を終了する。
　これにより、温度変化を伴う季節に応じた放電容量の推測を行うことができ、バッテリ１５０の残量不足によりセンサユニットＳＵが未動作となる事態を回避することができる。
　（その他の実施例）
　処理装置３００で受信するバッテリ１５０の電圧データは、送信部１０３からデータを送信するタイミングで測定するようにできる。
　これにより、送信部１０３の動作に応じて出力電圧が異なる場合であっても判定時の出力電圧の計算を容易にすることができる。
　また、上述の予測最低気温は、気温変化の統計データから予測するようにしてもよい。これにより、高精度の最低気温データに基づいた放電容量の推測を行うことができる。
　また、予測最低気温は、ＧＰＳデータに基づく車両の現在地域から取得した該当地域における統計データから予測するようにしてもよい。これにより、より高精度の最低気温データに基づいた放電容量の推測を行うことが可能となる。
　また、第２推測ステップでの温度別の電圧に対する放電した放電時間に関する関係式は、送信部１０３の電圧測定時の電流に対応する抵抗値で測定したものを予め取得して設定するようにしてもよい。
　（変形例）
　図１０を参照して、変形例に係るタイヤ状態監視システムＳ１ａについて説明する。
　図１０は、変形例に係るタイヤ状態監視システムＳ１ａの概略構成図である。
　図１０に示すように、タイヤ状態監視システムＳ１ａでは、各車両に搭載される処理装置３００（ＥＣＵ等）は、空気入りタイヤ１０に装着されたセンサユニットＳＵと無線回線Ｎ１を介して無線通信を行うと共に、無線回線Ｎ２を介して外部の無線基地局４００と通信を行うように構成されている。
　また、無線基地局４００は、クラウドシステム上に設けられた管理サーバ５００に接続されている。
　そして、各車両の処理装置３００は、センサユニットＳＵから取得した温度データ、内圧データおよびバッテリ１５０の放電容量の推測結果のデータを無線基地局４００に対して送信する。
　これにより、管理サーバ５００で、各車両のタイヤ１０の状態および各センサユニットＳＵのバッテリ１５０の消耗状況を把握することができ、適切なタイミングで各車両の運転者に報知するなどの措置をとることができる。
　なお、処理装置３００で実行される上述の放電容量推測処理の一部または全部をクラウドシステムまたは管理サーバ５００で行うようにしてもよい。
　以上、本実施形態に係るバッテリの放電容量推測プログラムおよび放電容量推測方法を図示に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
Ｓ１、Ｓ１ａ　タイヤ状態監視システム
ＳＵ　センサユニット（タイヤ状態測定部）
ＳＮ１　内圧センサ
ＳＮ２　温度センサ
ＳＮ３　加速度センサ
１０　　空気入りタイヤ
１０１　制御部
１０２　記憶部
１０３　送信部
１０４　電圧検出部
１５０　バッテリ
２００　樹脂層
３００　処理装置
３０１　データ取得部
３０２　格納部
３０３　放電容量推測部
３０４　通信部
５００　外部装置（管理サーバ等）

Claims (10)

  1. 　空気入りタイヤの内面に配置され、前記タイヤのタイヤ状態データを測定するタイヤ状態測定部と、
    　前記タイヤ状態測定部を駆動するバッテリと、
    　前記タイヤ状態測定部から前記タイヤ状態データを取得するデータ取得部と、
    　取得した前記タイヤ状態データを格納する格納部と、
    　前記バッテリの放電容量を推測する放電容量推測部と、
    　を少なくとも備えるタイヤ状態監視システムであって、
    　前記データ取得部は、
    　前記タイヤ状態測定部の動作回数、または待機時間に相当するサイクル数のデータを、前記タイヤ状態データと共に受信し、
    　前記放電容量推測部は、
    　前記タイヤ状態データを受信した回数をカウントする第１カウントステップを実行し、
    　前記タイヤ状態測定部の動作回数をカウントする第２カウントステップまたは、前記待機時間に相当するサイクルをカウントする第３カウントステップを実行し、
    　前記第１カウントステップから前記第３カウントステップでカウントした動作回数と、それぞれの動作における放電容量に基づいて、前記バッテリが放電した放電容量を推測する第１推測ステップを実行するタイヤ状態監視システム。
  2. 　タイヤの状態を測定するタイヤ状態測定部からタイヤ状態データを受信するステップと、
    　前記タイヤ状態データを受信した回数をカウントする第１カウントステップと、
    　前記タイヤ状態測定部の動作回数、または待機時間に相当するサイクル数のデータを、前記タイヤ状態データと共に受信するステップと、
    　前記タイヤ状態測定部の動作回数をカウントする第２カウントステップまたは、前記待機時間に相当するサイクルをカウントする第３カウントステップと、
    　前記第１カウントステップから前記第３カウントステップでカウントした動作回数と、それぞれの動作における放電容量に基づいて、前記タイヤ状態測定部を駆動するバッテリが放電した放電容量を推測する第１推測ステップと、
    　を有し、
    　前記タイヤ状態測定部を用いたタイヤ状態監視システムが備えるコンピュータで実行されるバッテリの放電容量推測プログラム。
  3. 　前記タイヤ状態データと共に、前記バッテリの電圧データと温度データを受信するステップと、
    　前記電圧データと前記温度データに基づいて、前記バッテリが放電した放電容量を推測する第２推測ステップと、
    　前記第１推測ステップと前記第２推測ステップとの推測結果を比較し、大きい方の値を放電容量の推測値とするステップをさらに有する請求項２に記載のバッテリの放電容量推測プログラム。
  4. 　前記第１カウントステップから前記第３カウントステップでカウントした前記タイヤ状態測定部の動作回数の比率と、前記タイヤ状態測定部の各動作の放電容量とに基づいて、前記バッテリが今後放電する放電容量の変化を予測する予測ステップをさらに有する請求項２または請求項３に記載のバッテリの放電容量推測プログラム。
  5. 　前記タイヤ状態測定部が備え、前記バッテリで駆動する送信部の動作限界電圧と、前記予測ステップの予測結果とに基づいて、前記バッテリの寿命が尽きる時期を判定する判定ステップをさらに有する請求項４に記載のバッテリの放電容量推測プログラム。
  6. 　前記第２推測ステップは、受信した温度別の電圧データに対する放電した放電時間に関する関係式による算出データと、受信した前記電圧データとを比較し、前記バッテリが放電した放電容量を推測する請求項３に記載のバッテリの放電容量推測プログラム。
  7. 　予測最低気温データを取得するステップをさらに備え、
    　前記判定ステップは、
    　予測放電容量変化時点での予測最低気温における前記送信部の動作出力電圧を予測し、
    　予測送信部動作出力電圧と送信部動作限界電圧とを比較し、
    　前記予測送信部動作出力電圧が、前記送信部動作限界電圧を下回る場合に、前記バッテリの寿命が尽きる時期であると判定する請求項５に記載のバッテリの放電容量推測プログラム。
  8. 　前記第３カウントステップは、
    　前記送信部が備える演算装置のタイマのカウント数を待機時間に相当するサイクル数としてカウントする請求項５に記載のバッテリの放電容量推測プログラム。
  9. 　受信する前記バッテリの電圧データは、前記送信部からデータを送信するタイミングで測定する請求項５に記載のバッテリの放電容量推測プログラム。
  10. 　タイヤの空気圧を検出するタイヤ状態測定部からタイヤ状態データを受信する過程と、
    　前記タイヤ状態データを受信した回数をカウントする第１カウント過程と、
    　前記タイヤ状態測定部の動作回数、または待機時間に相当するサイクル数のデータを、前記タイヤ状態データと共に受信する過程と、
    　前記タイヤ状態測定部の動作回数をカウントする第２カウント過程または、待機時間に相当するサイクルをカウントする第３カウント過程と、
    　前記第１カウント過程から前記第３カウント過程でカウントした動作回数と、それぞれの動作における放電容量に基づいて、前記タイヤ状態測定部を駆動するバッテリが放電した放電容量を推測する推測過程と、
    　を有するバッテリの放電容量推測方法。
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