JP2008168674A - タイヤ空気圧取得装置及びタイヤ空気圧取得方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シンプルな構成で各タイヤの空気圧の管理を容易に実施できるタイヤ空気圧取得装置を提供する。
【解決手段】車両１０上における受信器２８を各車輪１４からの距離がそれぞれ異なるような位置に配置する。ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は受信器２８が受信した信号の受信強度に基づき、任意の１輪に配置された送信器２６がどの位置の車輪１４に配置されているか推定する。そして、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は送信器２６の配置された基準車輪から取得される圧力情報と、車輪速に基づく動状態情報と、推定対象車輪の動状態情報とに基づき、当該推定対象車輪のタイヤの圧力情報を取得し、各タイヤの圧力情報を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ空気圧取得装置及びタイヤ空気圧取得方法、特にシンプルな構成で各タイヤの空気圧の管理を容易に実施できるタイヤ空気圧取得装置及びタイヤ空気圧取得方法の改良に関する。

車両に装着されたタイヤの空気圧が推奨空気圧より低圧になった場合、車両の挙動が不安定になったり、制動性能低下、燃費低下、タイヤ寿命低下などを招く虞がある。そのため、タイヤ個々の空気圧を監視する技術が種々提案されている。タイヤ個々の空気圧状態を取得することで、タイヤの信頼性低下の予測やタイヤ交換時期の予測、タイヤローテーションの時期の予測等が可能になり、タイヤの信頼性向上に寄与することができる。

タイヤ個々の空気圧を知る技術として、各タイヤの中に空気圧センサと送信機を配置すると共に、車両側に送信器から送信された情報を受信する受信器を配置したＴＰＭＳ（Tire Pressure Monitoring System）がある。各タイヤに設けられる送信器には予め識別情報であるＩＤが割り当てられている。車体側では空気圧情報と共に送信されてくるＩＤに基づき、受信した空気圧情報が左前輪の情報か、右前輪の情報か、左後輪の情報か、右後輪の情報かを判断して、空気圧値の低下判定の精度を向上している。また、特許文献１に開示されるタイヤ空気圧警報装置は、任意の３つの車輪のうちの少なくとも１つの車輪に空気圧センサの空気圧発信部を設けている。このタイヤ空気圧警報装置においては、空気圧発信部が設けられた車輪の空気圧は確実に検出することができる。また、空気圧発信部が設けられた車輪の車輪速を基準車輪速とし、その他の車輪の車輪速の基準車輪速に対する車輪速比の変化から、その他の車輪のタイヤ空気の低下を検出している。
特開平７−５２６２１号公報

しかし、従来の装置においては、車両側の受信器が受信した空気圧情報がどのタイヤの送信器から送信されてきたものか判断するために、送信器ごとにＩＤが付されていた。このＩＤは車両に対するタイヤの装着位置を示すもので、各タイヤのＩＤとタイヤの装着位置の関係は車両が工場を出荷されるときなどに正しく対応付けられる必要があった。この対応付けが正確に行われないと、空気圧が低下したタイヤを特定することができず、タイヤの空気圧管理が十分に行えない。このようなＩＤの対応付けは、車両出荷時の工数の増大に繋がる。また、車両出荷後にタイヤのローテーションがディーラやユーザ側で行われた場合、ＩＤとタイヤの装着位置が不一致となるので、再度ＩＤ登録のやり直しが必要となる。この再登録作業は大きな作業負担であり、タイヤの空気圧の管理を疎かにする原因の一つになっているという問題があった。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、シンプルな構成で各タイヤの空気圧の管理を容易に実施できるタイヤ空気圧取得装置及びタイヤ空気圧取得方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のタイヤ空気圧取得装置は、車両に装着された複数の車輪のうち任意の少なくとも１輪を基準車輪としてタイヤ内部の圧力情報を取得する空気圧センサと、前記基準車輪に配置され、前記空気圧センサが取得した圧力情報を含む信号を車両側に送信する送信器と、前記送信器からの信号を受信する受信器であって、前記車両に装着された各車輪からの距離がそれぞれ異なるような前記車両上の位置に配置される受信器と、前記受信器が受信した信号の受信強度に基づき前記基準車輪の装着位置を推定する基準車輪位置推定手段と、前記複数の車輪のそれぞれについて車輪速に基づく動状態情報を取得する車輪状態情報取得手段と、前記基準車輪の圧力情報及び推定した装着位置にある車輪に対して取得した動状態情報と、前記基準車輪以外の推定対象車輪で取得した動状態情報とに基づき、前記推定対象車輪の圧力情報を推定する圧力推定手段と、前記圧力情報を含む結果を出力する出力手段と、を含むことを特徴とする。

空気圧センサと送信器は、１セットとして任意の少なくとも１輪に配置される。一方、受信器は、車両に装着された各車輪からの距離がそれぞれ異なるような位置に配置される。たとえば、受信器が左後輪近傍に配置された場合、受信器に最も近い車輪は左後輪になる。次に近い車輪は、右後輪、次に近い車輪は左前輪、そして、最も遠い車輪は右前輪となる。つまり、送信器が左後輪に配置された場合、受信器の受信する信号は相対的に最も強くなる。一方、送信器が右前輪に配置された場合、受信器の受信する信号は相対的に最も弱くなる。同様に送信器が右後輪に配置された場合、相対的に２番目に強い受信強度となり、送信器が左前輪に配置された場合、相対的に３番目に強い受信強度となる。たとえば受信器が左後輪近傍に配置された場合、送信機がそれぞれの車輪に配置されたときに受信器で受信される受信強度の範囲を予め参照データとして保持しておけば、受信器が受信した信号の受信強度に基づき送信器の配置された位置を推定することができる。

ところで、タイヤの空気圧が変化した場合、タイヤの直径が変化する。たとえば、空気圧が低下した場合はその低下量に比例してタイヤの直径は小さくなる。この場合、車両が直進していれば、空気圧の低下したタイヤは空気圧が低下していないタイヤより早く回転する。つまり、タイヤの空気圧の変化に応じて車輪速に関連する動状態情報が変化する。したがって、送信器が配置された基準車輪の圧力情報と基準車輪の位置として推定した装着位置にある車輪の動状態情報と、推定対象車輪の動状態情報が分かれば、推定対象の車輪の圧力情報を推定することができる。この場合、車輪が任意にローテーションされても、その都度、基準車輪の位置情報と圧力情報、動状態情報を取得するので、基準車輪の装着位置が変化しても基準車輪の情報に基づき、他の車輪の情報を推定することができる。

上記態様において、前記出力手段は、前記車両における車輪の装着されている位置情報と圧力情報とを関連付けて出力するようにしてもよい。圧力情報は、たとえば、空気圧が基準値に対して低下している旨を示す情報とすることができる。この態様によれば、タイヤの空気圧が低下している車輪を特定してユーザに通知することができる。

上記態様において、前記出力手段は、前記圧力情報を推定した車輪のタイヤ空気圧値を出力するようにしてもよい。この態様によれば、任意の１輪に配置された空気圧センサの検出値に基づき、空気圧センサが配置されていないタイヤの空気圧値を推定することができる。

上記態様において、前記出力手段は、前記圧力情報に基づくタイヤ空気圧値が所定値以下である場合に、警報を出力するようにしてもよい。この態様によれば、タイヤの空気圧異常を迅速にユーザに提示することができる。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のタイヤ空気圧取得方法は、車両に装着された複数の車輪のうち任意の少なくとも１輪を基準車輪としてタイヤの圧力情報を含む信号を各車輪からの距離がそれぞれ異なるような前記車両上の位置に配置された受信器に送信するステップと、前記受信器が受信した信号の受信強度に基づき前記基準車輪の車両上の装着位置を推定するステップと、前記複数の車輪のそれぞれについて車輪速に基づく動状態情報を取得するステップと、前記基準車輪の圧力情報及び推定した装着位置にある車輪に対して取得した動状態情報と、前記基準車輪以外の推定対象車輪で取得した動状態情報とに基づき、前記推定対象車輪の圧力情報を推定するステップと、前記圧力情報を含む結果を出力するステップと、を含むことを特徴とする。

この態様によれば、複数の車輪のうち任意の１輪である基準車輪に配置された送信器から受信した信号の受信強度に基づき基準車輪の位置を推定することができる。また、基準車輪の取得した圧力情報と動状態情報と、各車輪の動状態情報とに基づき、基準車輪以外の圧力情報の推定を行うことができる。

本発明のタイヤ空気圧取得装置及びタイヤ空気圧取得方法によれば、シンプルな構成で各タイヤの空気圧の管理を容易に実施することができる。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。

本実施形態のタイヤ空気圧取得装置及びタイヤ空気圧取得方法は、車輪識別にＩＤを用いる従来のＴＰＭＳと同等のタイヤ空気圧の管理を行うことができる。車両上における受信器を各車輪からの距離がそれぞれ異なるような位置に配置することにより受信した信号がどの位置の車輪の送信器から送信されたものかを推定する。そして、送信器の配置された車輪から取得される圧力情報と、車輪速に基づく動状態情報と、推定対象となる車輪の動状態情報とに基づき、当該推定対象の車輪のタイヤの圧力情報を取得する。つまり、１輪の車輪から取得した圧力情報に基づき全ての車輪のタイヤの圧力情報を車輪毎に取得する。

図１は、本実施形態のタイヤ空気圧取得装置を具備する車両１０の概念説明図である。

車両１０は、車体１２と、車体１２の右前（ＦＲ）に設けられた右前輪１４ａ、車体１２の左前（ＦＬ）に設けられた左前輪１４ｂ、車体１２の右後（ＲＲ）に設けられた右後輪１４ｃ、車体１２の左後（ＲＬ）に設けられた左後輪１４ｄを備えている。以下必要に応じて、右前輪１４ａ、左前輪１４ｂ、右後輪１４ｃ、左後輪１４ｄを総称して「車輪１４」と呼ぶ場合がある。また、単に、車輪１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄと呼ぶ場合もある。なお、本実施形態において、車輪とは、タイヤ部分とホイール部分とを合わせたものを意味するものとする。

右前輪１４ａと対向する車体１２側の位置には右前車輪速センサ１６ａが配置されている。同様に、左前輪１４ｂと対向する位置には左前車輪速センサ１６ｂ、右後輪１４ｃと対向する位置には右後車輪速センサ１６ｃ、左後輪１４ｄと対向する位置には左後車輪速センサ１６ｄがそれぞれ配置され、走行時の各車輪１４の車輪速を検出している。なお、右前車輪速センサ１６ａ、左前車輪速センサ１６ｂ、右後車輪速センサ１６ｃ、左後車輪速センサ１６ｄを総称して「車輪速センサ１６」と呼ぶ場合がある。また、単に、車輪速センサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄと呼ぶ場合もある。車輪速センサ１６ａ〜１６ｄは周知のセンサが使用可能で、車輪に装着されたセレーションの通過歯数を磁気ピックアップ式やホールＩＣ方式のセンサによって検出して車輪速を検出する。検出された各車輪速は、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）を制御するＡＢＳ−ＥＣＵ１８に提供される。ＡＢＳは急ブレーキ時や滑りやすい路面でブレーキをかけた時に起こる車輪１４のロックを防止するために、車輪１４ａ〜１４ｄの回転状態を監視して、各車輪１４のブレーキ装置の制動力を個別に制御する。なお、ＡＢＳ−ＥＣＵ１８には、ステアリング２０の転舵角を検出するステアリングセンサ２２の他、図示を省略しているが、横Ｇセンサやヨーレートセンサなど車両１０の挙動を検出するセンサが取得した情報が提供される。

本実施形態の車両１０は、装着された４本の車輪１４のうち任意の１輪にタイヤの空気圧（圧力情報）を検出する空気圧センサ２４と、この空気圧センサ２４で検出した圧力情報を車体１２側に送信する送信器２６が配置されている。なお、本実施形態においては、空気圧センサ２４及び送信器２６が配置された車輪１４を基準車輪といい、それ以外の車輪を推定対象車輪という。図１の場合、空気圧センサ２４と送信器２６は左前輪１４ｂに配置されている。空気圧センサ２４と送信器２６はたとえば左前輪１４ｂのタイヤ内部空間の空気の出し入れを行うバルブ部分に一体化されていてもよいし、左前輪１４ｂの任意の位置に個別に配置されていてもよい。空気圧センサ２４は常時タイヤ内の空気圧を検出してもよいし、定期的に検出するようにしてもよい。また、送信器２６は空気圧センサ２４から圧力情報が提供される度に送信してもよいし、所定回数（たとえば１０回分）の検出値を記憶して所定のタイミングで一括して受信器２８に向けて送信するようにしてもよい。また、送信器２６は、圧力情報の他に必要に応じてタイヤの温度情報や衝撃値情報などタイヤの状態を示す状態情報を圧力情報と共に送信してもよい。なお、送信器２６の使用周波数は、従来のＴＰＭＳで使用している３１５ＭＨｚや１２５ＫＨｚなどが使用可能であるが、適宜他の周波数も使用可能である。

車体１２上には送信器２６から送信される圧力情報を含む信号を受信する受信器２８が配置されている。この受信器２８は車両１０に装着された右前輪１４ａ、左前輪１４ｂ、右後輪１４ｃ、左後輪１４ｄからの距離がそれぞれ異なるような車両１０上の位置に配置されている。本実施形態においては、受信器２８が受信した信号の受信強度に基づき、送信器２６が配置されている車輪１４の位置を推定する。図２にその原理を示す。たとえば、各車輪１４ａ〜１４ｄに送信器２６が配置され、同じ出力で信号を送信しているとする。この場合、受信器２８が受信する信号の受信強度は送信器２６が配置された位置によって異なる。図２の例の場合、受信器２８は図１と同様に左後輪１４ｄの近傍に配置されている。したがって、左後輪１４ｄに配置された送信器２６から受信した信号の受信強度が相対的に最も強くなる。次に受信強度が相対的に強いのは、右後輪１４ｃに配置された送信器２６からの信号で、その次が左前輪１４ｂに配置された送信器２６からの信号となる。そして、相対的に最も受信強度が弱くなるのは、受信器２８から最も遠い位置の右前輪１４ａに配置された送信器２６からの信号となる。したがって、予め測定を行うことにより図３に示すような車輪１４ａ〜１４ｄ毎の信号の受信強度の強度範囲表を得ることができる。図３の場合、受信強度Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄとする。そして、受信器２８が実際に受信した受信強度をｘとすると、あるタイミングで受信器２８が受信した信号の受信強度ｘがＡ≦ｘ＜Ｂの範囲に含まれる場合、右前輪１４ａに配置された送信器２６から信号を受信したと判断できる。同様に、受信した信号の受信強度ｘがＢ≦ｘ＜Ｃの範囲に含まれる場合、左前輪１４ｂに配置された送信器２６から信号を受信したと判断でき、受信した信号の受信強度ｘがＣ≦ｘ＜Ｄの範囲に含まれる場合、右後輪１４ｃに配置された送信器２６から信号を受信したと判断できる。また、受信した信号の受信強度ｘがＤ≦ｘの場合、左後輪１４ｄに配置された送信器２６から信号を受信したと判断できる。つまり、送信器２６が車輪１４ａ〜１４ｄのいずれか１輪に配置されている場合、図３の強度範囲表を参照することにより、送信器２６の配置されている車輪の位置を推定することがきる。この推定は、送信器２６からの信号を受信する度に行うことができるので、仮に車輪１４のローテーションが行われて送信器２６が配置された車輪１４の位置が変化した場合でも車体１２のどの位置に装着されたかを推定することができる。たとえば、あるタイミングで受信した信号の受信強度ｘがＣ≦ｘ＜Ｄの範囲に含まれる場合、車輪１４のローテーションが行われて基準車輪が右後輪１４ｃに変更されたことが推定できる。この変更情報は、タイヤや車両の整備情報として利用することもできる。

なお、各車輪１４ａ〜１４ｄと受信器２８との間には、車体１２を構成する様々な部品が存在するので、受信器２８が受信する信号は反射の影響を受けている可能性が高い。また同様に路面や並走する車両やガードレールなど道路構造物による反射の影響を受けている可能性が高い。ただし、車体１２の構成部品による反射の影響は変動しないと見なすことができる。また、路面や他車、道路構造物による反射に関しては、受信器２８の受信が車両１０の走行中に行われ、反射状態が常に変化する。したがって、タイヤ空気圧取得装置を搭載する車両１０と同様の構成の車両を用いて、路面状況や他車との関係、道路構造物との関係などの状況を適宜変化させながら複数回の受信を行う走行試験を行い、その平均値を用いれば、反射の影響を考慮した強度範囲表を作成することができる。そして、実際に送信器２６の位置を推定する場合も、複数回取得した信号の受信強度の平均値と図３の強度範囲表を比較することにより、反射を考慮した送信器２６の位置推定を実施することができる。

図１に戻り、受信器２８は、受信した空気圧センサ２４の圧力情報をＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０に提供する。このＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０には、ＡＢＳ−ＥＣＵ１８から各車輪１４ａ〜１４ｄの車輪速に基づく動状態情報も提供される。本実施形態の場合、動状態情報は、車両１０が走行しているときに車輪の示す情報であり、たとえば車輪速に基づき算出できる動荷重半径（タイヤを車両に装着した状態で、空気圧及び負荷を加えたときのホイール中心から接地面までの距離）とすることができる。たとえば、タイヤ（車輪１４）の空気圧値が低下すれば、その低下の割合に従ってタイヤ（車輪１４）の半径も低下する。したがって、動荷重半径はタイヤの空気圧状態を示す値として利用できる。また、車両１０が加減速することなく、直進走行していて（旋回なし）、タイヤにスリップがない状態であれば、動荷重半径の変化量と車輪速の変化量は対応する。したがって、各車輪１４ａ〜１４ｄの車輪速を各車輪１４ａ〜１４ｄの動状態情報とすることが可能で、タイヤの空気圧状態を示す値として利用できる。

ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は、図３に示す強度範囲表またはこれと同等の情報を保持し、受信器２８から提供される信号の受信強度に基づき、送信器２６及び空気圧センサ２４の配置されている車輪１４の位置を推定する。そして、この車輪１４はタイヤ空気圧取得処理を実行する場合の基準車輪と認識される。また、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は認識した基準車輪の位置と基準車輪の圧力情報（空気圧）、推定した装着位置にある基準車輪の動状態情報（たとえば動荷重半径）、及び基準車輪以外の車輪１４（推定対象車輪）の動状態情報（たとえば動荷重半径）に基づき推定対象車輪ごとの圧力情報を推定する。ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は推定した各圧力情報を各車輪１４と関連付けたり、具体的な空気圧値に換算するなどしてディスプレイ３２やスピーカ（不図示）などを介してユーザ（運転者）に提供する。なお、図１の構成の場合、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は、信号の受信強度に基づき基準車輪の位置を推定する基準車輪位置推定手段、基準車輪との比較により推定対象車輪の圧力情報を推定する圧力推定手段、取得または推定した値の出力形態を決定する出力手段として機能することになる。もちろん、基準車輪位置推定手段、圧力推定手段、出力手段をそれぞれ別々の処理ユニットで構成してもよいし、任意の機能を組み合わせた処理ユニットを構成してもよい。

前述したように、タイヤは封入された空気圧に応じて半径が変化する。そして、空気圧が低下して半径（動荷重半径）が小さくなった車輪を装着した車両１０が加減速やスリップなどを伴うことなく直進走行する場合、空気圧が低下したタイヤは空気圧が低下していないタイヤより早く回転することになる。言い換えれば、車両１０がスリップなどを伴うことなく直進走行しているときに車輪速が他の車輪に比べて大きい車輪が存在する場合、その車輪の半径は他の車輪の半径より小さい、すなわち、空気圧が低くなっていると判断することができる。一方、タイヤの動荷重半径を１ｍｍ変化させるには、タイヤ内の空気圧をどれだけ変化させればよいかは、実験で確認することができる。たとえば、２０５／６５Ｒ／１５のタイヤ（標準直径６４７．５ｍｍ）の動荷重半径を１ｍｍ変化減少させるには、２０ｋＰａだけ空気圧を低下させる必要があるというような結果を得ることができる。

前述したように、基準車輪（図１の場合、左前輪１４ｂ）は、受信強度に基づく推定により車輪の装着位置が既知になっている。また、送信器２６で送信された空気圧センサ２４の検出結果（圧力情報）により基準車輪（左前輪１４ｂ）の現実の空気圧値が既知になっている。さらに、推定した装着位置にある基準車輪の動状態情報（動荷重半径Ｒ0または車輪速Ｖ0）及び推定対象車輪の動状態情報（動荷重半径Ｒまたは車輪速Ｖ）は車輪速センサ１６ａ〜１６ｄの検出結果に基づき測定値が既知になっている。したがって、基準車輪の動荷重半径Ｒ0と圧力情報（実際に空気圧センサ２４が測定した空気圧値Ｐ0）と推定対象車輪の動状態情報を比較することにより、推定対象車輪の圧力情報を推定することができる。図４は、動荷重半径の変化量と空気圧値の変化量の関係を示す図であり、横軸が基準車輪の動荷重半径Ｒ0と推定対象車輪の動荷重半径Ｒの差分（Ｒ0−Ｒ）で、縦軸が基準車輪の空気圧値Ｐ0と推定対象車輪の空気圧値Ｐの差分（Ｐ0−Ｐ）である。上述したように、たとえばＲ0−Ｒの値が１ｍｍの場合、Ｐ0−Ｐの値はたとえば２０ｋＰａと導き出すことができる。図４の関係情報は、前述したように予め実験を行うことにより作成できる。

たとえば、基準車輪及び推定対象車輪のタイヤ仕様が、２０５／６５Ｒ／１５のタイヤ（標準直径６４７．５ｍｍ）で、基準車輪（図１の場合、左前輪１４ｂ）の動荷重半径が６４７．５／２、タイヤ空気圧が２１０ｋＰａであったとする。一方、推定対象車輪（たとえば、右前輪１４ａ）の動荷重半径が６４５．５／２であったとする（Ｒ0−Ｒ＝１ｍｍ）。この場合、図４を参照すると２０ｋＰａ（＝Ｐ0−Ｐ）となる。つまり、推定対象車輪の空気圧は１９０ｋＰａ（２１０−２０）と推定することができる。

前述したように、車両１０が加減速することなく、直進走行（旋回なし）していて、タイヤにスリップがない状態であれば、動荷重半径の変化量と車輪速の変化量は対応するので、縦軸が基準車輪の空気圧値Ｐ0と推定対象車輪の空気圧値Ｐの差分（Ｐ0−Ｐ）、横軸が基準車輪の車輪速Ｖ0と推定対象車輪の車輪速Ｖの差分（Ｖ0−Ｖ）とした関係情報を用いてもよい。ただし、基準車輪に対して推定対象車輪の空気圧値が下がる場合、車輪速は基準車輪より推定対象車輪の方が大きくなる。したがって、横軸を車輪速の差分とする場合、原点を通過する右下がりの比例のグラフになる。この場合、ＡＢＳが搭載されていない場合でも、基準車輪の圧力情報と各車輪１４の車輪速から直接推定対象車輪の圧力情報が推定可能になり、動荷重半径を用いる場合と同様な結果を得ることが可能で、システム構成を簡略化することができる。

このように、本実施形態のタイヤ空気圧取得装置によれば、任意の１輪（基準車輪）に配置された空気圧センサ２４及び送信器２６と、各車輪１４からの距離がそれぞれ異なるような車両１０上の位置に配置される受信器２８により、基準車輪の位置を推定できる。この推定は、受信器２８が受信する信号の受信強度を用いて実施されるので車輪のローテーションが実施された場合でも可能で、基準車輪の位置を常時正確に推定できる。また、装着位置が推定された基準車輪の空気圧値及び基準車輪を含む各車輪１４の動状態情報（動荷重半径や車輪速）に基づき基準車輪以外の車輪１４の装着位置を確定できると共に各車輪１４の圧力情報の推定が可能になる。なお、各車輪１４で推定した圧力情報は、基準車輪の空気圧値に基づき具体的な空気圧値に変換することも可能である。

図５は、上述したタイヤ空気圧取得装置の処理手順を説明するフローチャートである。タイヤ空気圧取得装置の処理フローは、たとえば、車両１０が走行状態にある場合に任意のタイミングで自動的に実行されるようにしてもよい。また、運転者が空気圧チェックスイッチを押下することにより運転者の希望するタイミングで実行されるようにしてもよい。

処理フローが実行されると、ＡＢＳ−ＥＣＵ１８は右前車輪速センサ１６ａ、左前車輪速センサ１６ｂ、右後車輪速センサ１６ｃ、左後車輪速センサ１６ｄを介して、各車輪１４の車輪速を取得する（Ｓ１００）。また、ＡＢＳ−ＥＣＵ１８は、たとえばステアリングセンサ２２からの情報に基づき、車両１０が直進走行を行っているか否かを判定して（Ｓ１０２のＹまたはＮ）、その判定結果をＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０に提供する。なお、直進走行中であるか否かの判定は、ステアリングセンサ２２からの情報の他、たとえば、横Ｇセンサやヨーレートセンサを搭載している場合、その検出値に基づき判定することもできる。また、右前車輪速センサ１６ａと左前車輪速センサ１６ｂの車輪速差が所定値以上存在する場合（タイヤ空気圧の差による車輪速差より遙かに大きな差異）は車両１０が旋回中であると判定できる。したがって、右前車輪速センサ１６ａ、左前車輪速センサ１６ｂの値から旋回状態であることを判定してもよい。

ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０はＡＢＳ−ＥＣＵ１８からの情報により車両１０が直進走行していない、つまり旋回中であると判定した場合（Ｓ１０２のＮ）、車輪速が変化するので車輪の動状態情報が不安定になり推定精度が低下するのでタイヤ空気圧取得装置の処理フローを終了する。そして、次のタイヤ空気圧取得タイミングまで待機する。また、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は現在車両１０が直進走行中であると判定した場合（Ｓ１０２のＹ）、各車輪１４にスリップがあるか否かをＡＢＳ−ＥＣＵ１８から得られる各車輪速の情報から判定する（Ｓ１０４のＹまたはＮ）。たとえば、ある車輪がスリップしている場合、スリップしている車輪のみ他の車輪に比べ著しく大きな車輪速が得られる。このように車輪がスリップしていると判定できる場合（Ｓ１０４のＹ）、車輪速が変化するので車輪の動状態情報が不安定になり推定精度が低下するので、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０はタイヤ空気圧取得装置の処理フローを終了する。そして、次のタイヤ空気圧取得タイミングまで待機する。なお、車輪１４がスリップしている場合、エンジントルクが低下するので、エンジンＥＣＵなどから提供されるエンジンのトルク値によってスリップの有無を判定してもよい。

また、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は全車輪スリップしていないと判定した場合（Ｓ１０４のＮ）、現在、車両１０が加減速を行っているか否かを判定する（Ｓ１０６のＹまたはＮ）。加減速を行っているか否かの判定は、エンジントルクの変化や車速センサの変化などに基づき判定することができる。ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は、車両１０が加減速していると判定した場合（Ｓ１０６のＹ）、車輪速が変化するので車輪の動状態情報が不安定になり推定精度が低下するので、タイヤ空気圧取得装置の処理フローを終了し、次のタイヤ空気圧取得タイミングまで待機する。

ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は、車両１０が加減速中ではない、つまり定速走行中であると判定した場合（Ｓ１０６のＮ）、受信器２８を介して所定時間内に送信器２６から信号を受信したか否か判定する（Ｓ１０８のＹまたはＮ）。ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は、たとえばＳ１００〜Ｓ１０６の条件が揃った後、１０秒以内に受信器２８が送信器２６から信号を受信できない場合（Ｓ１０８のＮ）、タイヤ空気圧取得装置にシステム異常が生じたと判定してシステム異常信号をディスプレイ３２に提供する（Ｓ１１０）。ディスプレイ３２は、システム異常信号を受けてたとえば、タイヤ空気圧取得装置のエラーを告げるＬＥＤを点灯させたり、エラーメッセージを表示する。その後、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０はタイヤ空気圧取得装置の処理フローを終了する。なお、システム異常信号は、タイヤ空気圧取得装置全体の異常を示す信号でもよいし、空気圧センサ２４、送信器２６、受信器２８など個別の異常を示す信号でもよい。

ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は、受信器２８が送信器２６から信号を正常に受信したと判定した場合（Ｓ１０８のＹ）、その情報をメモリに記憶する（Ｓ１１０）。ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は、Ｓ１００〜Ｓ１０６の条件が揃った後、受信器２８が送信器２６から信号を所定回数正常に受信したか否か判定する（Ｓ１１２のＹまたはＮ）。送信器２６はたとえば、１秒間隔で空気圧センサ２４の検出した情報を送信器２６に送信するようにすることができる。ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は、Ｓ１１２においてタイヤ空気圧に関する情報を所定回数、たとえば２０回連続して取得しメモリに記憶するまで、受信及び記憶動作を繰り返す（Ｓ１１２のＮ）。

ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は、タイヤ空気圧に関する情報をたとえば２０回連続して取得した場合（Ｓ１１２のＹ）、空気圧センサ２４及び送信器２６を配置した車輪１４（基準車輪）の位置を推定する（Ｓ１１４）。基準車輪の装着位置推定は、図２、図３で説明したように、受信器２８が取得する信号の受信強度で行う。前述したように、受信器２８の配置位置を車両１０に装着された各車輪１４からの距離がそれぞれ異なるようにしているので、現実に空気圧センサ２４及び送信器２６が任意の１つの車輪１４に配置される場合、受信した信号強度は、図３に示す強度範囲のいずれかに含まれる。本実施形態の場合、たとえば、受信器２８が受信した信号強度ｘが強度範囲Ｂ≦ｘ＜Ｃのに含まれる場合、送信器２６は左前輪１４ｂに配置されていると推定する。前述したように、走行中の車両１０の車輪１４から送信された電波は、車体１２の構成部品や路面、並走する車両、路側の構造物などに反射する可能性がある。そのため、本実施形態では、所定回数（たとえば２０回）受信した信号の受信強度を平均して、その平均値を位置推定するときの受信強度とする。また、予め準備する強度範囲表（データ）も様々な反射の影響を考慮して形成されている。このように、受信強度の平均値を用いることにより反射などの影響を軽減した送信器の位置推定を実施できる。

ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は、基準車輪（本実施形態の場合、左前輪１４ｂ）の位置推定が完了したら、基準車輪で実際に取得された空気圧値を取得する（Ｓ１１６）。ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は基準車輪の空気圧値を取得したら、ＡＢＳ−ＥＣＵ１８がＳ１００で取得した車輪速に基づき算出した各車輪１４の動荷重半径を取得すると共に、図４に示す関係情報を用いて、基準車輪の動荷重半径、空気圧値及び推定対象車輪の動荷重半径に基づき、推定対象車輪の空気圧値を推定する（Ｓ１１８）。なお、本実施形態の場合、左前輪１４ｂが基準車輪になり、その他の車輪、右前輪１４ａ、右後輪１４ｃ、左後輪１４ｄのそれぞれが推定対象車輪になる。

ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は、基準車輪の実測の空気圧値と各推定対象車輪の推定の空気圧値を取得したら、各車輪１４の空気圧値が予め設定したタイヤ空気圧の設定範囲内であるか判定する（Ｓ１２０）。タイヤ空気圧の設定範囲は、車両やタイヤの性能を考慮してたとえば２１０±１０ｋＰａと予め設定することができる。この範囲から外れる空気圧値を示す車輪１４があった場合、タイヤ空気圧に異常があると判定する（Ｓ１２２のＹ）。そして、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は、ディスプレイ３２を用いて異常表示出力を実行する（Ｓ１２４）。異常表示は、「空気圧値が低下しているタイヤがあります。早急に点検及びメンテナンスをしてください。」などとすることができる。また、前述したように、基準車輪の位置や推定対象車輪の位置も既知となっているので、空気圧値が低下した車輪を特定するメッセージを出力することもできる。たとえば「右前輪の空気圧値が低下しています。早急に点検及びメンテナンスをしてください。」などとすることができる。さらに、メッセージの中に具体的に空気圧値を付加してもよい。このようなメッセージは、文字メッセージの表示や警告灯の点灯など視覚的に出力するのみでもよいし、スピーカを介して音声メッセージや警告音など聴覚的メッセージとして出力してもよい。なお、異常表示の場合は、視覚的メッセージと聴覚的メッセージを併せて出力して運転者の注意を強く喚起することが望ましい。

なお、異常表示出力が実行された場合、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は異常履歴をメモリに記憶すると共に、車両１０のイグニッションキーが抜き取られた後も異常状態を保持して、再度イグニッションキーが操作されたときには、車両１０の走行前から異常出力を行うことが望ましい。また、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は、空気圧値が低下したタイヤの空気圧値を表示する場合、Ｓ１２４の異常表示出力後も継続的にタイヤ空気圧値のモニターを行い、空気圧値の推移を運転者に提供するようにしてもよい。

一方、Ｓ１２２で各車輪１４の空気圧値に異常なしと判定された場合（Ｓ１２２のＮ）、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０はディスプレイ３２などを介してタイヤ空気圧値が正常である旨の正常表示出力を行う（Ｓ１２６）。正常表示出力の場合、たとえば、空気圧正常を示すＬＥＤを点灯させるのみとして運転者の運転の妨げにならない表示形態を用いることが望ましい。なお、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３０は、空気圧値が正常である場合の履歴データを保持して、車両やタイヤのメンテナンスデータとして利用してもよい。

このように、本実施形態によれば、空気圧センサ２４及び送信器２６を１輪に設けるのみで、全車輪の空気圧値を取得し、車輪ごとのタイヤ空気圧の低下警報処理を実施できる。また、前述したように基準車輪の推定は、送信器２６から送信される信号を受信器２８で受信することにより実施可能であるので、たとえば、車輪１４のローテーションが行われた場合でも、基準車輪の位置推定が可能である。また、空気圧センサ２４及び送信器２６を配置した車輪が少なくとも１輪含まれていれば、新たな車輪１４を装着しても本実施形態と同様なタイヤ空気圧値の推定が可能であり同様な効果を得ることができる。

本実施形態では、タイヤ空気圧取得装置として最も構成がシンプルで経済効果の大きい例として、空気圧センサ２４及び送信器２６が配置された車輪が１輪の場合を説明したが、空気圧センサ２４及び送信器２６を配置する基準車輪は複数でもよい。この場合、推定対象車輪の圧力情報を推定する場合、いずれか一つの基準車輪を比較の対象として推定対象車輪の空気圧値を推定することができる。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明の実施形態に係るタイヤ空気圧取得装置を具備する車両の概念説明図である。 本発明の本実施形態に係るタイヤ空気圧取得装置における送信器と受信器の配置関係と、その時受信器が受信する信号の受信強度の違いを説明する説明図である。 本発明の本実施形態に係るタイヤ空気圧取得装置の受信器が受信する信号の強度範囲と車輪の位置の関係を説明する説明図である。 本発明の本実施形態に係るタイヤ空気圧取得装置における基準車輪と推定対象車輪の動荷重半径の差分とタイヤ空気圧値の差分の関係を説明する説明図である。 本発明の本実施形態に係るタイヤ空気圧取得装置の処理手順を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０ 車両、 １２ 車体、 １４ 車輪、 １４ａ 右前輪、 １４ｂ 左前輪、 １４ｃ 右後輪、 １４ｄ 左後輪、 １６ 車輪速センサ、 １６ａ 右前車輪速センサ、 １６ｂ 左前車輪速センサ、 １６ｃ 右後車輪速センサ、 １６ｄ 左後車輪速センサ、 １８ ＡＢＳ−ＥＣＵ、 ２０ ステアリング、 ２２ ステアリングセンサ、 ２４ 空気圧センサ、 ２６ 送信器、 ２８ 受信器、 ３０ ＴＰＭＳ−ＥＣＵ、 ３２ ディスプレイ。

Claims (5)

1. 車両に装着された複数の車輪のうち任意の少なくとも１輪を基準車輪としてタイヤ内部の圧力情報を取得する空気圧センサと、
   前記基準車輪に配置され、前記空気圧センサが取得した圧力情報を含む信号を車両側に送信する送信器と、
   前記送信器からの信号を受信する受信器であって、前記車両に装着された各車輪からの距離がそれぞれ異なるような前記車両上の位置に配置される受信器と、
   前記受信器が受信した信号の受信強度に基づき前記基準車輪の装着位置を推定する基準車輪位置推定手段と、
   前記複数の車輪のそれぞれについて車輪速に基づく動状態情報を取得する車輪状態情報取得手段と、
   前記基準車輪の圧力情報及び推定した装着位置にある車輪に対して取得した動状態情報と、前記基準車輪以外の推定対象車輪で取得した動状態情報とに基づき、前記推定対象車輪の圧力情報を推定する圧力推定手段と、
   前記圧力情報を含む結果を出力する出力手段と、
   を含むことを特徴とするタイヤ空気圧取得装置。
2. 前記出力手段は、前記車両における車輪の装着されている位置情報と圧力情報とを関連付けて出力することを特徴とする請求項１記載のタイヤ空気圧取得装置。
3. 前記出力手段は、前記圧力情報を推定した車輪のタイヤ空気圧値を出力することを特徴とする請求項１または請求項２記載のタイヤ空気圧取得装置。
4. 前記出力手段は、前記圧力情報に基づくタイヤ空気圧値が所定値以下である場合に、警報を出力することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ空気圧取得装置。
5. 車両に装着された複数の車輪のうち任意の少なくとも１輪を基準車輪としてタイヤの圧力情報を含む信号を各車輪からの距離がそれぞれ異なるような前記車両上の位置に配置された受信器に送信するステップと、
   前記受信器が受信した信号の受信強度に基づき前記基準車輪の車両上の装着位置を推定するステップと、
   前記複数の車輪のそれぞれについて車輪速に基づく動状態情報を取得するステップと、
   前記基準車輪の圧力情報及び推定した装着位置にある車輪に対して取得した動状態情報と、前記基準車輪以外の推定対象車輪で取得した動状態情報とに基づき、前記推定対象車輪の圧力情報を推定するステップと、
   前記圧力情報を含む結果を出力するステップと、
   を含むことを特徴とするタイヤ空気圧取得方法。

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