(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ空気圧センサを有する車両の水没を検知する車両水没検知装置であって、
前記タイヤ空気圧センサの測定データを監視し、設定された変化率のタイヤ空気圧の変化が一時的に観測されると、車両の水没が発生したと判定する水没判定手段を備えたことを特徴とする車両水没検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のパワーウインドウの機能（特に搭乗者が車内から脱出するためのウインドウ開放動作）を信頼性高く実現する等の目的のために、車両の水没を検知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両のパワーウインドウシステムでは、水没時の搭乗者の脱出容易性確保等のために、自車両の水没を検知して制御回路で特別な水没対応措置を実行する構成が普及しつつある。
例えば特許文献１には、水没時にウインドウが勝手に動作する問題を解消するため、水を検出して水没を検知するセンサ（水没検出用のギャップなど）をパワーウインドウシステムの制御ボックス内に設け、水没検出時には、ウインドウのモータを各方向に駆動する両方向のリレーを同時にオンしてモータコイルの両端子を何れも電源ラインに接続する技術が開示されている。
【０００３】
また特許文献２には、水没時にウインドウが確実に操作可能（少なくとも開方向に作動させることが可能）となるようにするため、リレーコイルの両側にスイッチング素子（トランジスタ）又はスイッチ接点を設け、スイッチ操作時には、操作方向に応じた一方のリレーコイルの両側が同期してオンすることによって、所定のリレーコイルのみを確実に駆動する装置が開示されている。なおこの装置は、水没状態か否かを検知する機能がないため、水没時に例えば規定方向（例えば、ウインドウの開方向）の動作のみを可能として他の動作を禁止すること、或いは水没したことの記録を残すといった水没対応措置ができない。しかし、この特許文献２の装置に対して、特許文献１のようなセンサ（水没検出用のギャップや電極対やオープン端子など）を別途設けることによって、水没を検知して水没対応措置を実行することは可能である。
【０００４】
また特許文献３〜５には、水を検出して水没を検知するセンサ（水没検出用の電極対やフロートスイッチなど）をパワーウインドウシステムの制御ボックスとは別置きで設け、水没検出時には、ウインドウのモータをウインドウ開方向に駆動してウインドウを自動開放する技術が開示されている。
また特許文献６には、車体への水の接触を検出する水感知センサ（第１検出手段）をパワーウインドウシステムの制御ボックスとは別置きで備えるとともに、タイヤと路面との接触状態を検出する第２検出手段を有し、第１検出手段により車体への水の接触が検出され、かつ、第２検出手段によりタイヤと路面の非接触状態が検出されると、水没状態にあると判定し、ウインドウを開動作させる水没検出装置が開示されている。なお、第２検出手段としては、サスペンションストローク、タイヤの空気圧、サスペンションのショックアブソーバの伸縮量に関する値、サスペンションリンクの揺動角度、又はサスペンションのコイル荷重に基づいてタイヤと路面との接触状態を検出するものが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３６７００号公報
【特許文献２】特開平１１−４１９６１号公報
【特許文献３】特開２０００−２０４８４３号公報
【特許文献４】特開平１０−２９２７３１号公報
【特許文献５】特開平１１−２２３０１号公報
【特許文献６】特開２０００−２５５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の水没検知技術のうち、特許文献１のようにパワーウインドウシステムの制御ボックス内に水没検知手段を持つ構成では、車両が着水した後（例えば、川や海に転落した後、或いは洪水に巻き込まれた後）、ある程度車内への浸水が進行し制御ボックスが設置されている部分にまで水面が達する必要があった。このため、水没を必ずしも十分早く検知することができないという問題があった。なお、制御ボックスに浸水しなければパワーウインドウは正常に動作するとの考え方もあるが、他の部分で漏電などを生じ急速にバッテリーが放電し、その結果、制御ボックス内では正常に制御が行なわれたとしても、パワーウインドウのアクチュエータが正常に機能し得ない状態に陥ることがあり得る。したがって、水没という異常事態は可能な限り早急に検出し、対応できる状況とする必要があり、特許文献１などに開示された従来技術はこの点で十分とは言えなかった。
【０００７】
次に、特許文献３〜５に記載のように、水を検知するセンサを制御ボックスとは別個に設ける構成の場合には、センサを車体の下部等に配置することによって、前記制御ボックスの設置位置まで水面が達する前に、水没を検出することができる。しかし、新たに別途センサを設けることは、組立を複雑にするとともに、車両重量を増大させる、新たな設置空間が必要になるなどのデメリットを生じさせるという問題があった。また、降雨時走行中の水の飛散などにより、センサが作動して水没と誤判断してしまう恐れがあるという問題もあった。
【０００８】
また、特許文献６に記載のように、別置きの水感知センサ（第１検出手段）と、タイヤと路面との接触状態を検出する第２検出手段を有し、第１検出手段により車体への水の接触が検出され、かつ、第２検出手段によりタイヤと路面の非接触状態が検出されると、水没状態にあると判定する構成では、次のような問題がある。即ち、タイヤと路面の非接触状態が検出されないと水没と判定されないため、タイヤが完全に浮き上がっていない状態では水没と判定されず、水没を十分早期に検知できないか、水没を信頼性高く検知できない恐れがあるという問題がある。例えば、川のような水深の浅いところに車両が転落した場合や、洪水などで路面からの水面高さが徐々に増加するような場合には、タイヤが路面から浮き上がらない状態で水没と検知すべきケースもあり得るが、この特許文献６の構成では、このようなケースで水没と判定できない問題がある。また、別置きのセンサを設ける構成であるため、上述した特許文献３〜５と同様の問題もある。
そこで本発明は、水没検知用のセンサを設けることなく、車両の水没を検知できる車両水没検知装置、より好ましくは、早期かつ確実に車両の水没を検知できる車両水没検知装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の車両水没検知装置は、タイヤ空気圧センサを有する車両の水没を検知する車両水没検知装置であって、
前記タイヤ空気圧センサの測定データを監視し、設定された変化率のタイヤ空気圧の変化（好ましくは減少方向への変化）が一時的に観測されると、車両の水没が発生したと判定する水没判定手段を備えたものである。
【００１０】
ここで、「水没」とは、タイヤが十分な圧力で路面（水底）に接触しない程度にまで、路面からの水面高さがある場所に、車両が存在する状況を意味し、水深が車高に対して十分浅い状況（タイヤが十分な圧力で路面に接触している状況）は除かれる。水深が浅くタイヤが十分な圧力で路面に接触していれば、車両が走行可能であり乗員の水難事故を生じないからである。
また、「設定された変化率」とは、予め設定された一定範囲の変化率、或いは、各種車両状況のパラメータ（例えば、タイヤ空気圧の絶対値、車両の走行速度など）に応じて適宜更新設定される変化率の範囲である。
また、「一時的に観測」とは、設定された変化率のタイヤ空気圧の変化が、設定回数以上又は設定時間以上観測された後、観測されなくなることを意味する。
【００１１】
また、「タイヤ空気圧」とは、複数あるタイヤのうち一部のタイヤの空気圧であってもよいし、全部のタイヤの空気圧であってもよい。即ち、水没判定手段は、一部のタイヤについて所定の変化率の空気圧変化が一時的に観測されると水没と判定する態様でもよいし、全タイヤについて所定の変化率の空気圧変化が一時的に観測されたときに、水没と判定する態様でもよい。なお、４輪車において、隣接するタイヤ（前輪同士、後輪同士、右側のタイヤ同士、左側のタイヤ同士）で、又は対角位置にあるタイヤで、所定の変化率の空気圧変化が一時的に観測されると水没と判定する態様でもよい。このように複数のタイヤの空気圧に基づいて水没判定する態様であると、一つのタイヤだけが、脱輪や点検のためのジャッキアップ等によって空気圧が低下した場合に、水没と誤判定する可能性が解消できる。また、上述したように隣接するタイヤの空気圧変化に基づく場合には、このような誤判定を防止しつつ、車両の片側（例えば、前側や左側など）のみが水没したような状況でもより早く水没を検知できるという利点が得られる。
【００１２】
なお、「水没判定手段」は、既存の制御処理手段（例えば、ＴＰＭＳなどのコントローラ内の制御回路、或いはパワーウインドウシステムの制御回路）の処理機能として容易かつ安価に実現することができる。
また、「タイヤ空気圧センサを有する車両」としては、例えば、ＴＰＭＳと呼ばれるシステム（タイヤの空気圧を検出するセンサとその検出データを車体側に無線送信する通信手段をタイヤ内に内蔵し、車体側の受信手段で前記検出データを受信してタイヤ空気圧を監視するシステム）を備える車両がある。
【００１３】
本願の車両水没検知装置によれば、水没検知用のセンサを設けることなく、既存のタイヤ空気圧センサを利用して、車両の水没を早期かつ確実に検知できる。
何故なら、水没が起こると、水の浮力によって車両重量が通常よりもタイヤにかからなくなるため、例えば図１（ｂ）に示すように、タイヤ空気圧が一時的に減少する。このため、本装置であれば、上記水没判定手段の判定の基準となる変化率等を、予め実験等により適正値に設定しておけば、水没状態を検知することができる。
【００１４】
また、パンクなどにより空気圧が低下した場合であれば、例えば図１（ｂ）に示すように、連続して空気圧が低下する。しかし、水没により空気圧が低下した場合は、急速に空気圧が低下した後、低下した空気圧が維持されるか、浸水により車両が徐々に沈んでいく過程においては、外部からの水圧により一旦低下した空気圧が逆に徐々に上昇する。したがって、一時的なタイヤ空気圧の変化により水没と判定する本装置であれば、パンクなどによるタイヤ空気圧の変化と区別して、水没を確実に検知できる。また本装置は、必ずしもタイヤと路面との接触状態を問題としていないため、タイヤが路面から離れなくても、タイヤ空気圧が所定変化率で一時的に変化すれば水没と判定する構成であり、水没をより早くかつ信頼性高く検知できる。
【００１５】
なお、前記水没判定手段が、一部のタイヤの空気圧変化のみに基づいて水没を判定する態様の場合には、単なる脱輪により、或いは車両点検時にジャッキアップした場合等に、水没と誤判定する可能性が懸念される。そこで、この問題に対処するため、車両が正常状態に復帰すれば、通常動作が可能となる構成（例えば、水没判定から一定時間経過後に、水没対応を解除して通常モードに戻す構成）とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の車両水没検知装置によれば、水没検知用のセンサを設けることなく、既存の手段を利用して、車両の水没を検知できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１形態例）
まず、第１形態例を説明する。図１（ａ）は、第１形態例の車両水没検知装置（タイヤ空気圧センサを利用したもの）を含む車両Ｋ１（ＴＰＭＳを備えた四輪自動車）を示す図であり、図１（ｂ）は、タイヤ空気圧変化の一例を示す図である。
車両Ｋ１は、図１（ａ）に示すように、ＴＰＭＳを構成する要素として、コントローラ１、車体側アンテナ２、タイヤ側センサユニット３とを備える。
【００３３】
ここで、コントローラ１は、車体内の所定の制御ボックス内に設けられたＴＰＭＳのコントローラであり、マイクロコンピュータや無線信号の通信回路（少なくとも受信回路）を有する。このコントローラ１は、例えば定期的にタイヤ側センサユニット３から送信される無線信号を車体側アンテナ２を介して受信し、無線信号に含まれる空気圧データを読み取って、タイヤ空気圧が例えば許容値以下に低下した場合には、警報（音や光や文字表示による警報）を出力する制御を実行して運転者に知らせるといったＴＰＭＳとしての制御処理を行う。
【００３４】
次に車体側アンテナ２は、各タイヤの近傍位置（例えば、各タイヤのタイヤハウス内）に設けられ、各タイヤのタイヤ側センサユニット３からの無線信号を受信してコントローラ１に入力するためのものである。
次に、タイヤ側センサユニット３は、各タイヤ内に設けられ、各タイヤの空気圧を計測するタイヤ空気圧センサと、このセンサが計測した空気圧データを無線信号として送信する通信回路（少なくとも送信回路）とアンテナを備える。
なお、車体側（アンテナ２）からタイヤ側（センサユニット３）に対しても無線信号が送受信される双方向式のＴＰＭＳであってもよい。例えば、コントローラ１が、定期的に、或いは設定されたタイミング（例えば、エンジン始動時など）で、タイヤ側センサユニット３に対してリクエスト信号を送信し、このリクエスト信号に答えて、タイヤ側センサユニット３が最新の空気圧データを含むアンサー信号を返信する態様もあり得る。
【００３５】
そして、コントローラ１は、上述したＴＰＭＳとしての基本的な制御処理の他に、本例の場合には、図２のフローチャートに示すような処理を実行することにより、車両水没検知装置の水没判定手段として機能する。
即ち、コントローラ１は、例えば周期的に図２の処理を実行する。まずステップＳ１では、各タイヤについて、タイヤ側センサユニット３から受信した最新のタイヤ空気圧データと前回以前に受信したタイヤ空気圧データの差を演算し、この演算結果に基づいてタイヤ空気圧の単位時間当りの変化量（圧力変化率）を求める。
次にステップＳ２では、ステップＳ１で求めた圧力変化率が、予め設定された変化率以上か否か判定し、肯定的であればステップＳ４に、否定的であればステップＳ３に進む。なお、脱輪や点検時のジャッキアップによるタイヤ空気圧低下、或いは段差乗り越え時の一時的なタイヤ空気圧の上昇により、水没と誤判定する可能性をできるだけ低くするためには、このステップＳ２の判定では、全てのタイヤ（又は隣接するタイヤ）の圧力変化率が設定された変化率以上であること、またさらに、タイヤ空気圧の変化が減少方向への変化であることを、判定条件とすることが望ましい。
【００３６】
そしてステップＳ３では、後述するステップＳ６で設定される圧力変化フラグの値が「Ｔｒｕｅ」になっているか否か判定し、肯定的であればステップＳ７に、否定的であれば本ルーチンの１シーケンスの処理を終了してリターンする。
一方、ステップＳ４では、前回（又は前回以前）のシーケンスにおいてステップＳ２の判定が肯定的になった時と比較して、ステップＳ２の判定が肯定的となったタイヤの圧力変化率の差が、設定された誤差範囲内であるか否か（即ち、タイヤ空気圧の変化率が前回以前と同程度であるか否か）を判定し、肯定的であればステップＳ５に進み、否定的であればステップＳ６に進む。なお、段差の乗り越えなどの瞬間的な圧力変動による誤判定をより信頼性高く防止するためには、所定回数前のシーケンスで同じタイヤのステップＳ２の判定が肯定的になっていない時（即ち、所定の圧力変化が同じタイヤで所定回数繰り返し観測されていない時）には、ステップＳ４の判定結果に無関係に、ステップＳ５やＳ６を実行しないで、リターンしてもよい。
そしてステップＳ５では、タイヤのパンクなどの故障が発生したと判断して、運転者にタイヤ故障発生を知らせる警報（音や光や文字表示による警報）を出力するなどの制御を実行する。
【００３７】
一方、ステップＳ６では、圧力変化フラグの値を「Ｔｒｕｅ」に設定する。但し、前回のシーケンスでステップＳ２の判定が肯定的になっていない時には、圧力変化フラグの値を初期値のままとして、「Ｔｒｕｅ」に設定しない。
また、ステップＳ７では、水没が発生したと判定し、水没検出信号を他の制御回路（例えば、パワーウインドウシステムの制御回路）に出力して、他の制御回路が水没対応措置の制御を実行するように指令する、或いは、コントローラ１自身（ＴＰＭＳの制御回路）の制御で水没対応措置を実行する。
【００３８】
なお、パワーウインドウシステムにおける水没対応措置としては、背景技術の欄で説明したように、例えば次のようなものがあり得る。即ち、各ウインドウを自動的に全開位置まで開動作させるもの、或いは、浸水しても少なくともウインドウの開操作が可能となるように制御回路を特殊な状態とするもの、などがあり得る。また、水没を知らせる警報を出力する措置を実行したり、その記録（例えばダイヤグデータ）を残す処理を実行したりしてもよい。
また、図２の処理では、ステップＳ５〜７を経ると、１シーケンスの処理を終了してリターンする。また、圧力変化フラグの値は、例えばステップＳ７の後のタイミングで初期値に戻せばよい。
また、水没が発生したと判定し水没対応措置を実行している状態（水没モード）は、例えば予め設定された一定時間経過後に解除するようにしてもよい。
【００３９】
以上説明した処理によれば、設定された変化率以上のタイヤ空気圧の変化（好ましくは減少方向への変化）が一時的に観測されると、ステップＳ４，Ｓ６で圧力変化フラグが「Ｔｒｕｅ」に設定された後、ステップＳ３からステップＳ７に処理が進むため、車両の水没が発生したと判定される。そして、タイヤ空気圧の変化が連続した場合には、ステップＳ４からステップＳ５に処理が進んでパンク等と判断され、パンク等と水没が識別して判定される。
【００４０】
このため、本形態例の車両水没検知装置によれば、水没検知用のセンサを設けることなく、既存のタイヤ空気圧センサを利用して、車両の水没を早期かつ確実に検知できる。
何故なら、水没が起こると、水の浮力によって車両重量が通常よりもタイヤにかからなくなるため、例えば図１（ｂ）に示すように、タイヤ空気圧が一時的に減少する。このため、本装置であれば、上記ステップＳ２での判定の基準となる変化率等を、予め実験等により適正値に設定しておけば、水没状態を検知することができる。
また、パンクなどにより空気圧が低下した場合であれば、例えば図１（ｂ）に示すように、連続して空気圧が低下する。しかし、水没により空気圧が低下した場合は、急速に空気圧が低下した後、低下した空気圧が維持されるか、浸水により車両が徐々に沈んでいく過程においては、外部からの水圧により一旦低下した空気圧が逆に徐々に上昇する。したがって、一時的なタイヤ空気圧の変化により水没と判定する本装置であれば、パンクなどによるタイヤ空気圧の変化と区別して、水没を確実に検知できる。また本装置は、必ずしもタイヤと路面との接触状態を問題としていないため、タイヤが路面から離れなくても、タイヤ空気圧が所定変化率以上変化すれば水没と判定する構成であり、水没をより早くかつ信頼性高く検知できる。
【００５８】
なお、本発明は上述した形態例に限られず、各種の変形や応用があり得る。
例えば、水没判定手段は、他のコントローラ（例えば、パワーウインドウシステムのコントローラ）の処理機能として構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】車両水没検知装置（第１形態例）を説明する図である。
【図２】水没判定（第１形態例）の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
１、１８  コントローラ（水没判定手段）
Ｋ１  車両
【図１】
0004099823.tif 000002
【図２】
0004099823.tif 000003