(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられた複数の車輪のタイヤの状態を監視するために、各車輪に設けられるタイヤセンサユニット、及び前記車両の車体に設置される受信機ユニットを備え、前記タイヤセンサユニットが、電池と、車輪と共に回転して加速度を検出する加速度センサと、前記タイヤの状態を検出する状態検出器と、制御部と、を有し、加速度センサによって得られた加速度に基づいてタイヤセンサユニットの車輪での角度を検出する位置検出と、該位置検出によりタイヤセンサユニットが予め設定された角度に位置したことが検出されると状態検出値を受信機ユニットに向けて送信する送信動作とを行うタイヤ状態監視装置において、
前記タイヤセンサユニットは、電池電圧を監視する監視部を備え、前記制御部は、前記位置検出の後の送信動作時に、前記監視部により監視された前記電池電圧が予め設定された閾値を下回ると位置検出を停止させ、送信動作のみを行わせることを特徴とするタイヤ状態監視装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記位置検出を停止させた後、前記電池電圧が予め設定された値を上回ると、前記位置検出を再開させる請求項１に記載のタイヤ状態監視装置。
【請求項３】
車両に設けられた複数の車輪のタイヤの状態を監視するために、各車輪に設けられるタイヤセンサユニット、及び前記車両の車体に設置される受信機ユニットを備え、前記タイヤセンサユニットが、電池と、車輪と共に回転して加速度を検出する加速度センサと、前記タイヤの状態を検出する状態検出器と、制御部と、を有し、加速度センサによって得られた加速度に基づいてタイヤセンサユニットの車輪での角度を検出する位置検出と、該位置検出により前記タイヤセンサユニットが予め設定された角度に位置したことが検出されると状態検出値を受信機ユニットに送信する送信動作とを行うタイヤ状態監視装置において、
前記タイヤセンサユニットは、電池の周囲温度を計測する温度検出器を備え、前記制御部は、前記電池の周囲温度が予め設定された温度より低くなると位置検出を停止させ、送信動作のみを行わせることを特徴とするタイヤ状態監視装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記位置検出を停止させた後、前記電池の周囲温度が予め設定された温度を上回ると、前記位置検出を再開させる請求項３に記載のタイヤ状態監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設けられた複数の車輪のタイヤの状態を監視するために、各車輪に設けられるタイヤセンサユニット、及び車両の車体に設置される受信機ユニットを備えるタイヤ状態監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に設けられた複数のタイヤの状態を運転者が車室内で確認できるようにするための装置として、無線方式のタイヤ状態監視装置が提案されている。一般に、タイヤ状態監視装置は、車両の車輪それぞれに装着される複数のタイヤセンサユニットと、車両の車体に搭載される受信機ユニットとを備えている。各タイヤセンサユニットは、電池を電源として備え、電池からの電力供給により圧力センサ等が動作し、タイヤ内の圧力等を検出する。さらに、各タイヤセンサユニットは、電池からの電力供給により、検出されたタイヤ状態を示すデータ信号を受信器ユニットに向けて無線送信する。一方、受信機ユニットは、各タイヤセンサユニットから送信されたデータ信号を受信して、タイヤの圧力等に関する情報を車室内に設けられた表示器に必要に応じて表示させる。
【０００３】
また、タイヤ状態監視装置では、受信されたデータ信号が複数のタイヤセンサユニットのうちのどのタイヤに設けられたタイヤセンサユニットから送信されたものであるのかを、言い換えれば、受信されたデータ信号に関連する車輪の位置を、受信機ユニットにおいて特定するようになっている。
【０００４】
この種のタイヤ状態監視装置としては、例えば、特許文献１が挙げられる。特許文献１において、車輪の各ホイールには第１のセンサ（タイヤセンサユニット）が設けられている。また、車輪に対応して第２のセンサ（ＡＢＳ）が設けられている。また、特許文献１において、車両が備える測定システムは、第１のセンサからの信号を検出する受信器と、第２のセンサの信号の検出のための入力側モジュールを備えるとともにマイクロコントローラ及びメモリを備える。
【０００５】
そして、特許文献１においては、第１のセンサは、予め設定された角度でホイールの位置を示す信号及びタイヤに関する情報を示す信号を送信するが、この送信動作は電池からの電力供給によって行われる。また、第１のセンサが信号を送信する位置は、第１のセンサが備え、かつ電池からの電力供給により動作する加速度センサによって検出される（位置検出）。受信器は第１のセンサが送信した信号を受信する。また、入力側モジュールは第２のセンサの信号を受信する。そして、マイクロコントローラは、第１のセンサの信号の位相位置を確定し、位相位置が所定の監視機関において所定の許容範囲内に留まっている場合に、第１のセンサが設けられた車輪の位置を特定するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１１−５２７９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１のように、電池からの電力供給で動作するタイヤセンサユニットにおいて、その電池の電力消費が進んで電池電圧が低下してくると、タイヤに関する情報を示す信号をタイヤセンサユニットから送信できなくなってしまい、タイヤ状態を受信機ユニットで把握できなくなってしまう。
【０００８】
本発明の目的は、位置検出の機能を有するタイヤセンサユニットにおいて、電池電圧の低下時に位置検出を継続させる場合と比べて、より長い時間に渡り状態検出値の送信動作を維持することができるタイヤ状態監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するためのタイヤ状態監視装置は、車両に設けられた複数の車輪のタイヤの状態を監視するために、各車輪に設けられるタイヤセンサユニット、及び前記車両の車体に設置される受信機ユニットを備え、前記タイヤセンサユニットが、電池と、車輪と共に回転して加速度を検出する加速度センサと、前記タイヤの状態を検出する状態検出器と、制御部と、を有し、加速度センサによって得られた加速度に基づいてタイヤセンサユニットの車輪での角度を検出する位置検出と、該位置検出によりタイヤセンサユニットが予め設定された角度に位置したことが検出されると状態検出値を受信機ユニットに向けて送信する送信動作とを行うタイヤ状態監視装置において、前記タイヤセンサユニットは、電池電圧を監視する監視部を備え、前記制御部は、前記位置検出の後の送信動作時に、前記監視部により監視された前記電池電圧が予め設定された閾値を下回ると位置検出を停止させ、送信動作のみを行わせることを要旨とする。
【００１０】
これによれば、監視部により監視された電池電圧が予め設定された閾値を下回ると、位置検出を停止させる。このため、該位置検出を行うことで生じる電池電圧の低下が無くなる。これにより、送信動作時は、電池電圧が最低動作電圧を下回らずに、状態検出器で検出した状態検出値を受信機ユニットに向けて送信可能となり、状態検出値の送信動作は維持できる。加えて、位置検出を行うための電力消費も無いため、位置検出の機能を有するタイヤセンサユニットにおいて電池の電力消費を抑えることができる。
【００１１】
また、タイヤ状態監視装置について、前記制御部は、前記位置検出を停止させた後、前記電池電圧が予め設定された値を上回ると、前記位置検出を再開させてもよい。
請求項３に記載のタイヤ状態監視装置は、車両に設けられた複数の車輪のタイヤの状態を監視するために、各車輪に設けられるタイヤセンサユニット、及び前記車両の車体に設置される受信機ユニットを備え、前記タイヤセンサユニットが、電池と、車輪と共に回転して加速度を検出する加速度センサと、前記タイヤの状態を検出する状態検出器と、制御部と、を有し、加速度センサによって得られた加速度に基づいてタイヤセンサユニットの車輪での角度を検出する位置検出と、該位置検出により前記タイヤセンサユニットが予め設定された角度に位置したことが検出されると状態検出値を受信機ユニットに送信する送信動作とを行うタイヤ状態監視装置において、前記タイヤセンサユニットは、電池の周囲温度を計測する温度検出器を備え、前記制御部は、前記電池の周囲温度が予め設定された温度より低くなると位置検出を停止させ、送信動作のみを行わせることを要旨とする。
【００１２】
これによれば、電池の周囲温度が低くなると、電池の最低動作電圧を確保しにくくなりやすい。この場合、位置検出を行わないため、該位置検出を行うことで生じる電池電圧の低下が無くなる。これにより、電池電圧が最低動作電圧を下回らずに、状態検出器で検出した状態検出値を受信機ユニットに向けて送信可能となり、該状態検出値の送信動作は維持できる。加えて、位置検出を行うための電力消費も無いため、位置検出の機能を有するタイヤセンサユニットにおいて電池の電力消費を抑えることができる。
【００１３】
また、タイヤ状態監視装置について、前記制御部は、前記位置検出を停止させた後、前記電池の周囲温度が予め設定された温度を上回ると、前記位置検出を再開させてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、位置検出の機能を有するタイヤセンサユニットにおいて、電池電圧の低下時に位置検出を継続させる場合と比べて、より長い時間に渡り状態検出値の送信動作を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】タイヤ状態監視装置が搭載された車両を示す概略構成図。
【図２】タイヤセンサユニットの回路構成を示すブロック図。
【図３】電池の電圧と時間との関係を示すグラフ。
【図４】電池容量と時間との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、タイヤ状態監視装置を具体化した一実施形態について、図１〜図４を用いて説明する。
図１に示すように、タイヤ状態監視装置は、車両１の４つの車輪２にそれぞれ取り付けられる４つのタイヤセンサユニット３と、車両１の車体に設置される受信機ユニット４とを備えている。各車輪２は、ホイール部５と、このホイール部５に装着されるタイヤ６とを含む。
【００１７】
各タイヤセンサユニット３は、タイヤ６の内部空間に配置されるように、そのタイヤ６が装着されたホイール部５に対して取り付けられている。各タイヤセンサユニット３は、対応するタイヤ６の状態（タイヤ内圧力、タイヤ内温度）を検出して、検出されたタイヤ状態を示すデータを含む信号を無線送信する。また、各タイヤセンサユニット３は、車両１の外面側に位置するようにホイール部５に取付けられている。
【００１８】
図２に示すように、各タイヤセンサユニット３は、状態検出器としての圧力センサ１１、状態検出器及び温度検出器としての温度センサ１２、加速度センサ１３、監視部としての電圧センサ１７、制御部としてのセンサユニットコントローラ１４、及び、送信部としてのＲＦ送信回路１６を備えている。そして、圧力センサ１１、温度センサ１２、加速度センサ１３、センサユニットコントローラ１４、電圧センサ１７、及びＲＦ送信回路１６は、それぞれ電池１５からの電力供給によって動作する。圧力センサ１１は、対応するタイヤ６内の圧力（タイヤ内圧力）を検出して、その検出によって得られた状態検出値としてのタイヤ内圧力データをセンサユニットコントローラ１４に出力する。温度センサ１２は、対応するタイヤ６内の温度（タイヤ内温度）を検出して、その検出によって得られた状態検出値としてのタイヤ内温度データをセンサユニットコントローラ１４に出力する。
【００１９】
加速度センサ１３は、１軸の加速度センサであり、例えば、ピエゾ抵抗型や静電容量型の加速度センサとして周知のものである。加速度センサ１３は、検出によって得られた加速度としての加速度データをセンサユニットコントローラ１４に出力する。加速度センサ１３は、一つの検出軸に沿った方向の加速度成分を検出可能な加速度センサが用いられる。電圧センサ１７は、電池１５の電圧を一定時間間隔おきに検出し、検出によって得られた検出値（電圧データ）をセンサユニットコントローラ１４に出力する。
【００２０】
センサユニットコントローラ１４は、ＣＰＵ及び記憶部１４ａ（ＲＡＭやＲＯＭ等）を含むマイクロコンピュータ等よりなり、記憶部１４ａには各タイヤセンサユニット３に固有の識別情報であるＩＤコードが登録されている。このＩＤコードは、各タイヤセンサユニット３を受信機ユニット４において識別するために使用される情報であり、センサユニットコントローラ１４から送信される信号に含められる。センサユニットコントローラ１４は、タイヤ内圧力データ、タイヤ内温度データ、加速度データ及びＩＤコードを含む信号を、ＲＦ送信回路１６に出力する。ＲＦ送信回路１６は、センサユニットコントローラ１４からの信号を変調した変調信号を生成し、その変調信号を送信アンテナ１８から無線送信する。
【００２１】
図１に示すように、受信機ユニット４は、車体の所定箇所に設置され、例えば車両１のバッテリ（図示せず）からの電力によって動作する。受信機ユニット４は、車体の任意の箇所に配置された受信アンテナ３２を備えており、各タイヤセンサユニット３から受信アンテナ３２を通じて信号を受信して、その受信した信号を処理する。
【００２２】
受信機ユニット４は、受信機ユニットコントローラ３３を備えるとともに、受信部としてのＲＦ受信回路３５を備え、さらに、表示器３８を備えている。受信機ユニットコントローラ３３はＣＰＵ及び記憶部３３ａ（ＲＯＭやＲＡＭ等）を含むマイクロコンピュータ等よりなり、受信機ユニット４の動作を統括的に制御する。ＲＦ受信回路３５は、各タイヤセンサユニット３から受信アンテナ３２を通じて受信された信号（変調信号）を復調して、受信機ユニットコントローラ３３に送る。受信機ユニットコントローラ３３は、ＲＦ受信回路３５からの信号に基づき、発信元のタイヤセンサユニット３に対応するタイヤ６のタイヤ内圧力及びタイヤ内温度を把握する。
【００２３】
さらには、受信機ユニットコントローラ３３は、ＲＦ受信回路３５からの信号に含まれるＩＤコードに基づき、発信元のタイヤセンサユニット３が、車両１のいずれの車輪２に設けられたものであるのかを判定する。そして、受信機ユニットコントローラ３３は、判定された車輪２に関するタイヤ内圧力及びタイヤ内温度等を表示器３８に表示させる。表示器３８は、車室内等、車両１の搭乗者の視認範囲に配置される。
【００２４】
次に、タイヤセンサユニット３における電池１５の電力消費を抑える構成について説明する。
まず、タイヤセンサユニット３による送信動作について説明する。
【００２５】
４つのタイヤセンサユニット３において、加速度センサ１３は、一定時間間隔おきに加速度を検出し、検出した加速度データをセンサユニットコントローラ１４に出力している。センサユニットコントローラ１４は、加速度センサ１３の検出した加速度に基づいて、タイヤセンサユニット３の車輪２での角度を検出する（位置検出）。タイヤセンサユニット３の角度を検出するのは、タイヤセンサユニット３が予め設定された角度に位置したとき、ＲＦ送信回路１６から信号を送信させるためである。なお、４つのタイヤセンサユニット３においては、それぞれＲＦ送信回路１６から信号を送信させる角度は予め設定されており、その角度は４つのタイヤセンサユニット３で異なっている。
【００２６】
そして、検出された加速度に基づき、タイヤセンサユニット３が予め設定された角度に位置したとセンサユニットコントローラ１４が判定すると、該センサユニットコントローラ１４は、ＲＦ送信回路１６によってタイヤ内圧力データ、タイヤ内温度データ、加速度データ、及びＩＤコードを含む信号を受信機ユニット４に向けて送信させる。この送信動作は、受信機ユニット４での受信率を高めるために、１度の送信動作で送信されるデータに関して複数回行われる。
【００２７】
図３に示すように、加速度センサ１３を用いた位置検出が行われるたびに電池１５では電池電圧の低下が生じている。また、ＲＦ送信回路１６による送信動作のたびにも電池１５では電池電圧の低下が生じている。なお、加速度センサ１３による加速度の検出に比べて、ＲＦ送信回路１６による送信動作時の方が電池電圧の低下が大きい。そして、電池電圧が低下してくると、電池１５の起電力が低下するとともに、電池１５の電圧も低下してくる。
【００２８】
センサユニットコントローラ１４の記憶部１４ａには、ＲＦ送信回路１６からの送信動作の際に必要とされる電圧閾値１が予め記憶されている。この電圧閾値１は、ＲＦ送信回路１６による送信動作が不安定になる電圧に余裕を持たせて設定されている。
【００２９】
また、センサユニットコントローラ１４の記憶部１４ａには、電圧閾値２が記憶され、この電圧閾値２は、電池１５の最低動作電圧及び電圧閾値１よりも高く設定されている。さらに、センサユニットコントローラ１４の記憶部１４ａには、電池１５の最低動作電圧が確保しにくくなる温度閾値が予め記憶されている。この温度閾値は、該温度閾値を電池１５の周囲温度が上回ると、電池１５の起電力が上昇し、最低動作電圧を確保できると推定される温度である。また、センサユニットコントローラ１４の記憶部１４ａには、電池１５の電圧が電圧閾値１を下回ったときに、センサユニットコントローラ１４によって実行されるプログラムが記憶されている。
【００３０】
次に、電池１５の電圧が電圧閾値１を下回ったときにセンサユニットコントローラ１４によって実行される制御について作用とともに説明する。
各タイヤセンサユニット３において、電圧センサ１７によって電池１５の電圧が検出されている状態において、加速度センサ１３によって加速度が複数回に亘って検出され、タイヤセンサユニット３の位置検出が行われる。このときは、電池電圧は電圧閾値１を下回っていない。そして、加速度センサ１３の検出した加速度に基づき、タイヤセンサユニット３が予め設定された角度に位置したと判定されると、センサユニットコントローラ１４は、ＲＦ送信回路１６によって信号を受信機ユニット４に向けて複数回送信させる。すなわち、信号の送信動作が行われる。
【００３１】
この送信動作の際に検出された電池電圧が電圧閾値１を下回ると、センサユニットコントローラ１４は、今回の一連（３回）の送信動作後に行われる次回の送信動作については、位置検出を停止させる。よって、次回の送信動作では、位置検出に伴う電池電圧の低下が生じない。その結果、次回の送信動作の際には、前回の送信動作後に復帰した電圧から電池電圧の低下が生じることとなり、位置検出分の電圧低下が無いため、送信動作の際に電圧閾値１を下回らない。
【００３２】
電池電圧が電圧閾値１を下回り、加速度センサ１３による位置検出が停止された後、電圧センサ１７によって検出された電池１５の電圧が電圧閾値２を上回ると、センサユニットコントローラ１４は、次回の送信動作の際には、位置検出を再開させる。
【００３３】
図４に示すように、位置検出を停止させずに送信動作を行い続けた場合の電池容量の変化を実線に示す。一方、位置検出を停止させる制御を行った場合の電池容量の変化を一点鎖線に示す。一点鎖線に示すように、位置検出を停止させると、その停止後は位置検出に伴う電力消費が無くなり、送信動作に伴う電力消費だけとなる。このため、位置検出を停止させた場合は、電池１５の電力消費のスピードが位置検出を行い続けた場合よりも遅くなり、電池容量の限界に到達するまでの時間を長引かせることが可能になる。
【００３４】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）加速度センサ１３の検出した加速度に基づいてタイヤセンサユニット３の車輪２での角度を検出（位置検出）し、設定された角度で送信動作を行うタイヤセンサユニット３において、送信動作の際に電池１５の電池電圧が予め設定された電圧閾値１を下回ると位置検出を停止させるようにした。よって、位置検出に伴う電池電圧の低下が無くなることから、電池電圧の低下時に位置検出を継続させる場合と比べて、より長い時間に渡りタイヤ内圧力データ、及びタイヤ内温度データの送信動作を維持することができる。
【００３５】
（２）送信動作では、受信機ユニット４での受信率を確保するため、複数回に亘って信号を送信している。電池電圧が電圧閾値１を下回った場合、位置検出を停止させるだけで送信回数を減らさないため、受信機ユニット４での各データの受信率は低下しない。
【００３６】
なお、本実施形態は、以下のように変更してもよい。
○  電池電圧を監視する監視部として、電圧センサ１７を用いたが、監視部として、電圧センサ１７の代わりに電流センサを設けて、電池１５の電流を検出して電池電圧を監視するようにしてもよい。この場合の閾値は、電流に応じたものとなる。
【００３７】
○  実施形態において、電圧センサ１７を設けず、温度センサ１２の検出結果に基づき、電池１５の周囲温度が予め設定された温度閾値を下回ったら、位置検出を停止させてもよい。なお、位置検出を停止させる温度閾値は、最低動作温度より高くてもよい。
【００３８】
周囲温度が下がると電池電圧が低下し、電池１５の最低動作電圧を確保しにくくなりやすい。この場合に位置検出を停止させることで、位置検出に伴う電池電圧の低下が無くなることから、電池電圧の低下時に位置検出を継続させる場合と比べて、より長い時間に渡りタイヤ内圧力データ、及びタイヤ内温度データの送信動作を維持することができる。
【００３９】
そして、温度センサ１２によって検出された電池１５の周囲温度が予め設定された温度を上回ったら、加速度センサ１３による位置検出を再開させてもよい。
○  位置検出を停止させた状態で、電圧センサ１７によって検出された電池電圧が予め設定された電圧閾値２を上回り、かつ温度センサ１２で検出された周囲温度が予め設定された温度を上回ったら位置検出を再開させてもよい。
【００４０】
○  実施形態において、電池電圧が予め設定された電圧閾値１を下回ったら、次回の送信動作以降、位置検出は再開させなくてもよい。この場合は、位置検出を再開させる場合と比べて、電池容量の限界に到達するまでの時間をさらに長引かせることができる。
【００４１】
○  実施形態において、電圧センサ１７を設けず、電池電圧が最低動作電圧より低くなって、ＲＦ送信回路１６によって送信ができなくなり、タイヤセンサユニット３においてリセットが掛かったら、センサユニットコントローラ１４は、次の位置検出を停止させてもよい。
【００４２】
○  送信動作において、ＲＦ送信回路１６による信号の送信回数は１回でもよい。
○  実施形態では、送信動作は、加速度センサ１３で検出された加速度に基づき、予め設定された角度になると状態検出値を送信する方式としたが、加速度センサ１３で検出された加速度の情報とともに状態検出値を送信し、受信機ユニット４で位置検出を行うようにしてもよい。
【００４３】
○  実施形態では、状態検出値をタイヤ内圧力データ及びタイヤ内温度データとしたが、これに限らず、状態検出値をタイヤ内圧力のみとしてもよい。又は、状態検出値をタイヤ内圧力データ及び他のデータとしてもよい。
【００４４】
○  実施形態では、加速度センサ１３は、１軸の加速度センサであったが、２軸又は３軸の加速度センサであってもよい。
○  送信部は、ＲＦ送信回路１６ではなくＬＦ送信回路であってもよい。
【００４５】
○  タイヤ状態監視装置は、４つの車輪２を備えた車両１でなく、２つ又は３つの車輪２を備えた車両に適用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
【００４６】
（イ）前記信号の送信は複数回に亘って行われるタイヤ状態監視装置。
【符号の説明】
【００４７】
１…車両、２…車輪、３…タイヤセンサユニット、４…受信機ユニット、６…タイヤ、１１…状態検出器としての圧力センサ、１２…状態検出器及び温度検出器としての温度センサ、１３…加速度センサ、１４…制御部としてのセンサユニットコントローラ、１５…電池、１７…監視部としての電圧センサ。
【図１】
0006027043.tif 000002
【図２】
0006027043.tif 000003
【図３】
0006027043.tif 000004
【図４】
0006027043.tif 000005