JP7167835B2

JP7167835B2 - タイヤ空気圧監視システム

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Publication number: JP7167835B2
Application number: JP2019083339A
Authority: JP
Inventors: 正博杉浦
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-04-24
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2022-11-09
Anticipated expiration: 2039-04-24
Also published as: JP2020179752A

Description

本発明は、タイヤ空気圧監視システム（以下、ＴＰＭＳという）に関するものである。

従来より、ＴＰＭＳの１つとして、ダイレクト式のものがある。このタイプのＴＰＭＳは、タイヤが取り付けられた車輪側に、圧力センサ等のセンシング部を備えた電池駆動のセンサユニットを直接取り付けると共に、車体側に、車載機を取り付けた構成とされる。センサユニットでは、圧力センサ等の検出結果を示すデータが送信され、車載機では、センサユニットから送信されてきたデータが受信される。そして、車載機より、タイヤ空気圧等のデータがメータなどの表示器に伝えられ、表示器で各車輪のタイヤ空気圧等が表示されることで、ユーザに報知されるようになっている。

このようなＴＰＭＳでは、センサユニットが車輪に備えられることから、電池寿命が問題となる。このため、特許文献１では、センサユニットに車輪の回転を検出するための加速度センサを搭載し、車輪の回転による加速度の値が規定値を上回るか否か、つまり走行中であるか駐車中であるかを判定し、駐車中にはセンサユニットからのデータ送信を停止している。これにより、センサユニットの電池の消耗を低減している。

特開平１１－２０４２７号公報

しかしながら、実際の車両における使われ方を考えると、車輪の加速度が規定値以下であっても必ずしも駐車中とは限らず、渋滞中のように車両が非常に低速度で走行している場合や、信号待ちなどで一時的に停止している状態もある。すなわち、車輪の加速度が規定値以下であっても、タイヤ空気圧等に関するデータを車載機側に伝えるべき状態があり、一律にセンサユニットからのデータ送信を停止してしまうと、ユーザに対して的確にタイヤ空気圧等に関するデータを提供できなくなる。

一方、１日の内でユーザが車両を運転している時間は短く、一般的には運転していない駐車時間の方が長いことから、駐車時間中にデータ送信を継続することは無駄な消費電力を増大させることになる。

本発明は上記点に鑑みて、消費電力の低減を図りつつ、必要な際に的確にデータ送信が行われるようにするＴＰＭＳを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載のＴＰＭＳでは、センサユニット（２ａ～２ｄ）は、複数個の車輪（５ａ～５ｄ）それぞれのタイヤ空気圧を示す検出信号を出力する圧力センサ（２１ａ）と、タイヤ内の温度を示す検出信号を出力する温度センサ（２１ｂ）と、車輪に生じる加速度を検出する加速度センサ（２１ｃ）とを有するセンシング部（２１）と、タイヤ空気圧およびタイヤ内の温度を示す検出信号を信号処理してタイヤ空気圧に関するデータとして格納し、かつ、単方向コマンドと双方向コマンドの一方が示されたフレームを作成して所定の定期送信周期毎の送信を行わせる第１制御部（２２）と、フレームの送信および車載機から送信されるレスポンス信号の受信を行う第１送受信部（２３）と、を有している。また、車載機（３）は、フレームの受信を行うと共にレスポンス信号の送信を行う第２送受信部（３２）と、受信したフレームに格納されたタイヤ空気圧に関するデータを取得すると共に、フレームが双方向コマンドを示している場合には第２送受信部からレスポンス信号を送信させる第２制御部（３３）と、を有している。そして、第１制御部は、加速度センサでの検出結果に基づいて車両が停車中であることを検出すると、双方向コマンドを示したフレームを作成して第１送受信部から送信させ、該双方向コマンドを示したフレームが送信されてもレスポンス信号を受信しないと定期送信周期毎のフレームの送信を停止し、第２制御部は、双方向コマンドが示されたフレームを受信すると、レスポンス信号を第２送受信部から送信させる。

このように、センサユニットで停車中であることが検出されると、フレーム内に双方向コマンドを示して送信することで、車載機からレスポンス送信を行わせるようにしている。これにより、レスポンス送信の有無に基づいて、駐車中になったこと、換言すれば車両の電源スイッチがオフになったと判定でき、センサユニットからのフレーム送信を停止させることが可能となる。

したがって、駐車中にセンサユニットからフレーム送信を行わなくなる分、消費電力の低減を図ることが可能となる。そして、単に、車輪の加速度が規定値以下になったときに駐車中と判定するのではなく、車載機からレスポンス送信が行われていないことが確認された場合に駐車中と判定してセンサユニットからフレーム送信が行われないようにしている。このため、渋滞中のように車両が非常に低速度で走行している場合や、信号待ちなどで一時的に停止している状態においても的確にデータ送信が行われるようにすることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態にかかるＴＰＭＳの全体構成を示した図である。センサユニットのブロック構成を示した図である。受信機のブロック構成を示した図である。センサユニットの制御部が実行するタイヤ側処理のフローチャートである。車載機の制御部が実行する車両側処理のフローチャートである。車輪を１回転させたときの車載機での受信電力レベルの変化と車載機での受信が可能な受信感度レベルとの関係を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１～図５を参照して説明する。なお、図１の紙面上方向が車両１の前方、紙面下方向が車両１の後方、紙面左右方向が車両の左右方向に一致している。

図１に示すＴＰＭＳは、車両１に備えられるもので、センサユニット２ａ～２ｄ、車載機３および表示器４を備えて構成されている。
図１に示すように、センサユニット２ａ～２ｄは、車両１における各車輪５ａ～５ｄに取り付けられるもので、車輪５ａ～５ｄに取り付けられたタイヤの空気圧や温度を検出すると共に、その検出結果を示す検出信号のデータをフレーム内に格納して送信する。また、車載機３は、車両１における車体６側に取り付けられるもので、センサユニット２ａ～２ｄから送信されるフレームを受信すると共に、その中に格納された検出信号に基づいてタイヤ空気圧を検出する。また、本実施形態にかかるセンサユニット２ａ～２ｄと車載機３は、センサユニット２ａ～２ｄから受信機３への通信だけでなく、その逆も可能な双方向通信を行えるものとされている。このため、センサユニット２ａ～２ｄから車載機３に対してレスポンス信号の送信の要求も可能となっている。双方向通信の形態については様々なものを適用することができる。以下、図２および図３を参照して、センサユニット２ａ～２ｄおよび車載機３の詳細構成について説明する。

図２に示すように、センサユニット２ａ～２ｄは、センシング部２１、制御部２２、送受信部２３、電池２４およびアンテナ２５を備えた構成となっており、電池２４からの電力供給に基づいて各部が駆動されるようになっている。

センシング部２１は、例えば圧力センサ２１ａや温度センサ２１ｂおよび加速度センサ２１ｃを備えた構成とされている。圧力センサ２１ａは、タイヤ空気圧に応じた検出信号を出力する。温度センサ２１ｂは、タイヤ内温度に応じた検出信号を出力する。加速度センサ２１ｃは、タイヤ回転に伴って発生する加速度、例えば各車輪５ａ～５ｄの径方向の加速度に応じた検出信号を出力する。そして、センシング部２１は、これら圧力センサ２１ａや温度センサ２１ｂおよび加速度センサ２１ｃの出力する検出信号を制御部２２に伝えている。

なお、これらのうちタイヤ空気圧に応じた検出信号やタイヤ内温度に応じた検出信号はタイヤ空気圧検出に用いられ、加速度に応じた検出信号は車両１が走行中であることの検出に用いられる。

制御部２２は、第１制御部に相当し、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えたマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどにメモリの記憶されたプログラムに従って、所定の処理を実行する。制御部２２内のメモリには、各センサユニット２ａ～２ｄを特定するためのセンサユニット固有の識別情報と自車両を特定するための車両固有の識別情報とを含むＩＤ情報が格納されている。

制御部２２は、センシング部２１から出力された検出信号を受け取り、それを信号処理すると共に必要に応じて加工する。そして、制御部２２は、タイヤ空気圧検出に用いるタイヤ空気圧やタイヤ内温度の検出結果を示すデータについて、各センサユニット２ａ～２ｄのＩＤ情報と共にフレーム内に格納し、所定のタイミングでそのフレームを送受信部２３に送る。また、制御部２２自身でタイヤ空気圧低下の判定を行うようにすることもできる。その場合、制御部２２にて、タイヤ空気圧低下が生じているか否かを示すデータもフレーム内に格納して送受信部２３に送られるようにする。例えば、制御部２２は、所定の基準温度に換算したときのタイヤ空気圧を所定の警報閾値Ｔｈと比較し、タイヤ空気圧が警報閾値Ｔｈ以下に低下したことを検知した場合にタイヤ空気圧低下が生じたことを示すデータをフレームに格納する。

なお、以下の説明では、タイヤ空気圧やタイヤ内温度の検出結果を示すデータ、および、タイヤ空気圧低下の発生の有無を示すデータのことをタイヤ空気圧に関するデータという。ただし、タイヤ空気圧に関するデータにこれらすべてのデータが必ず含まれている必要はなく、タイヤ空気圧やタイヤ内温度の検出結果を示すデータと、タイヤ空気圧低下の発生の有無を示すデータの一方だけであっても良い。

また、制御部２２は、加速度の検出結果については、車両が走行中であるか否かの判定に用いている。例えば、加速度センサ２１ｃが各車輪５ａ～５ｄの径方向の加速度に応じた検出信号を出力するものである場合、制御部２２は、検出信号から重力加速度成分を取り除き、遠心加速度成分を抽出する。この遠心加速度成分の変化は、タイヤの回転状態を示している。このため、制御部２２は、遠心加速度成分が発生していることに基づいて車両１が走行中であることを検出している。本実施形態の場合、制御部２２は、遠心加速度が一定値以上であれば車両１が走行中、一定値未満であれば車両１が停止中と判定するようになっている。例えば２０ｋｍ／ｈ程度の低速走行中に発生する遠心加速度を一定値としている。この程度の低速走行中であれば、仮に停車中と判定されることでタイヤ空気圧の検出頻度が低下したとしても、危険性が少ないため、低速走行中も停車中と見做している。

さらに、制御部２２は、遠心加速度が一定値以上で車両１が走行中と判定したときにはセンサユニット２ａ～２ｄからのフレーム送信だけを定期的に行う単方向通信を行う。この場合には、制御部２２は、フレーム内に単方向コマンドを格納してフレーム送信を行っている。また、制御部２２は、遠心加速度が一定値未満で車両１が停止中と判定したときには、センサユニット２ａ～２ｄからのフレーム送信に加えて車載機３からの応答を求める双方向通信を行う。この場合には、制御部２２は、フレーム内に双方向コマンドを格納してフレーム送信を行っている。車両１の電源スイッチがオンされている状態であれば、双方向コマンドが格納されたフレームを受信した車載機３からレスポンス信号を送信するレスポンス送信が行われるようになっており、電源スイッチがオフされると車載機３からレスポンス送信が行われない。このため、双方向通信時には、制御部２２は、車載機３からのレスポンス送信があるか否かに基づいて車両１の電源スイッチがオンオフのいずれであるかを判別し、オフであれば遠心加速度が再び一定値以上になるまでフレーム送信を停止するという処理を行う。これにより、駐車中にもかかわらずセンサユニット２ａ～２ｄより定期的にフレーム送信が行われることを抑制でき、消費電力の低減が図れるようにしている。

送受信部２３は、アンテナ２５を通じて、制御部２２から送られてきたフレームをＲＦ電波として車載機３に向けて送信する出力部としての機能を果たす。また、送受信部２３は、車載機３からのレスポンス信号を復調して制御部２２に送る入力部としての機能も果たす。送受信部２３は、ここでは１つの構成として記載されているが、送信部と受信部それぞれが別々に構成されたものであっても良い。ここでは、送受信部２３は、例えば、３００ＭＨｚもしくは４００ＭＨｚのＵＨＦ帯域の無線電波を用いて送受信を行っているが、どの周波数帯の電波を用いるかについては任意に選択できる。制御部２２から送受信部２３へ信号を送る処理は上記プログラムに従って行われる。

電池２４は、センシング部２１や制御部２２などに対して電力供給を行っており、この電池２４からの電力供給を受けて、センシング部２１でのタイヤ空気圧に関するデータの収集や制御部２２での各種演算などが実行される。また、ここでは電源部を電池２４で構成しているが、電池２４の他にも、発電装置および蓄電池等によって電源部を構成することもできる。電源部が発電装置を有した構成とされる場合、電池とされる場合と比較すると電池寿命の問題は少なくなるが、大きな電力の発電は難しいため、消費電力の低減を図るという課題は電池とされる場合と同様である。

このように構成されるセンサユニット２ａ～２ｄは、例えば、各車輪５ａ～５ｄのホイールにおけるエア注入バルブに取り付けられ、センシング部２１がタイヤの内側に露出するように配置される。これにより、センサユニット２ａ～２ｄは、該当車輪のタイヤ空気圧を検出し、各センサユニット２ａ～２ｄに備えられたアンテナ２５を通じて、所定のタイミングでフレームを送信するようになっている。

一方、図３に示すように、車載機３は、アンテナ３１、送受信部３２および制御部３３を備えた構成となっている。

アンテナ３１は、車体６に備えられ、各センサユニット２ａ～２ｄから送られてくるフレームを受信したり、受信したフレームに双方向コマンドが付されていた際に、各センサユニット２ａ～２ｄに対してレスポンス送信を行ったりするためのものである。ここでは、アンテナ３１は、各センサユニット２ａ～２ｄとの送受信を総括的に行う１本の共通アンテナで構成されているが、センサユニット２ａ～２ｄごとに備えられたものであっても良いし、送信用と受信用とで別々のもので構成されていても良い。

送受信部３２は、各センサユニット２ａ～２ｄから送信されたフレームがアンテナ３１で受信されると、それを復調して制御部３３に送る入力部としての機能を果たす。また、送受信部３２は、制御部３３からの指示に従って、各センサユニット２ａ～２ｄに対してレスポンス送信を行う出力部としての機能も果たす。送受信部３２は、ここでは送信および受信の両方を行える構成とされているが、送信部と受信部がそれぞれ別々の構成とされたものであっても良い。

制御部３３は、第２制御部に相当し、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えたマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムに従って各種処理を実行する。具体的には、制御部３３は、図示しないバッテリからの電力供給に基づいて作動し、送受信部３２でのフレーム受信やレスポンス送信の制御を行ったり、タイヤ空気圧検出に関わる各種処理を行ったりする。

例えば、制御部３３は、タイヤ空気圧検出に関わる各種処理として、レスポンス送信処理や警報判定処理などを行っている。

レスポンス送信処理では、車両１の電源スイッチがオンされている際に、各センサユニット２ａ～２ｄが送信してくるフレームの受信を行い、フレーム内に双方向コマンドが含まれているとレスポンス送信を行う。

警報判定処理では、送受信部３２から受け取ったフレームに格納されたタイヤ空気圧に関するデータに基づいて各種信号処理および演算等を行って、タイヤ空気圧に応じた電気信号を表示器４に出力するとともに、求めたタイヤ空気圧を所定の警報閾値Ｔｈと比較し、タイヤ空気圧が所定の警報閾値Ｔｈ以下に低下したことを検知した場合には、その旨の信号を表示器４に出力する。また、センサユニット２ａ～２ｄでタイヤ空気圧検出を行っている場合には、受信したフレーム中に含まれるタイヤ空気圧低下が発生したことを示すデータに基づいて、表示器４にタイヤ空気圧低下が発生したことを伝えることもできる。

さらに、制御部３３は、４つの車輪５ａ～５ｄそれぞれのタイヤ空気圧を求めたら、そのタイヤ空気圧を各車輪５ａ～５ｄと対応させて表示器４に出力することもできる。制御部３３のメモリには、各車輪５ａ～５ｄに配置されているセンサユニット２ａ～２ｄのＩＤ情報が各車輪５ａ～５ｄの位置と関連づけられて記憶されている。このため、制御部３３は、フレームに格納されたＩＤ情報と照合することで、受信したフレームが車輪５ａ～５ｄのどれに取り付けられたセンサユニット２ａ～２ｄであるかを認識し、タイヤ空気圧が低下した車輪を特定できる。これに基づき、タイヤ空気圧低下が発生した場合に、低下した車輪を特定して表示器４に出力する。また、タイヤ空気圧低下が発生していない場合でも、求めたタイヤ空気圧を各車輪５ａ～５ｄと対応させて、表示器４に出力するようにしても良い。

このようにして、４つの車輪５ａ～５ｄのいずれかのタイヤ空気圧が低下したこと、もしくは、４つの車輪５ａ～５ｄそれぞれのタイヤ空気圧が表示器４に伝えられる。

表示器４は、図１に示されるように、ドライバが視認可能な場所に配置され、例えば車両１におけるインストルメントパネル内に設置される警報ランプやディスプレイによって構成される。この表示器４は、例えば車載機３における制御部３３からタイヤ空気圧が低下した旨を示す信号が送られてくると、その旨の表示を行うことでドライバにタイヤ空気圧の低下を報知する。または、車載機３から４つの車輪５ａ～５ｄそれぞれのタイヤ空気圧が伝えられると、各車輪５ａ～５ｄと対応させて各タイヤ空気圧を表示する。

なお、本実施形態では、表示器４をドライバへの警告を行う警告部として用いているが、表示器４のように視覚的に警告を行うものの他、スピーカなどの聴覚的に警告を行うものを警告部として用いても良い。

以上のようにして、本実施形態にかかるＴＰＭＳが構成されている。続いて、本実施形態のＴＰＭＳの作動について、図４および図５を参照して説明する。

まず、図４に示す制御部２２が実行するタイヤ側処理フローを参照して、各センサユニット２ａ～２ｄの動作について説明する。なお、この図に示す処理は、制御部２２にて所定の制御周期毎に実行される。

ステップＳ１００では、加速度が一定値以上であるか否かを判定する。ここでいう加速度は、加速度センサ２１ｃの検出信号から得た遠心加速度が一定値以上のことを意味しており、ここでは例えば２０ｋｍ／ｈ程度の低速走行中に発生する遠心加速度を一定値と想定している。以下の説明においても、一定値と比較している加速度は遠心加速度のことを意味している。ここで肯定判定されれば車両１が走行中、否定判定されれば停車中となる。

ステップＳ１００で肯定判定された場合には、ステップＳ１０５に進み、車両１が走行中に設定される定期送信周期毎にフレーム送信が行われるように、例えば６０秒毎という走行中インターバルでタイマー設定を行う。そして、ステップＳ１１０に進み、圧力センサ２１ａや温度センサ２１ｂの検出結果に応じたタイヤ空気圧に関するデータを格納したフレームが送信される。また、このときには、遠心加速度が一定値以上で車両１が走行中と判定された場合のフレーム送信となるため、フレーム内に単方向コマンドを格納している。

その後、ステップＳ１１５に進み、加速度が一定値以上であるか否かが判定される。この処理は、ステップＳ１２０において走行中インターバルで設定されたタイマーがタイムアップする迄の期間中に繰り返し行われ、車両１が走行を継続していることが確認される。そして、ステップＳ１２０でタイムアップしたら再びステップＳ１０５に戻る。これにより、車両１の走行中には、走行中インターバルとして設定される所定周期毎に、単方向コマンドが格納されたフレーム送信が行われることになる。

一方、ステップＳ１００で否定判定された場合およびステップＳ１１５で否定判定された場合には、ステップＳ１２５に進み、停車中の時間計測を行うための停車時間カウンタをスタートする。そして、ステップ１３０に進み、延長フラグを０にリセットする。ここでいう延長フラグとは、後述するステップＳ１７５でセットされるフラグであり、停車時間の判定を延長する際にセットされる。

続いて、ステップＳ１３５に進み、停車中に設定される定期送信周期毎にフレーム送信が行われるように、例えば１２０秒毎という走行中インターバルより長い停車中インターバルでタイマー設定を行う。そして、ステップＳ１４０に進み、圧力センサ２１ａや温度センサ２１ｂの検出結果に応じたタイヤ空気圧に関するデータを格納したフレームが送信される。また、今度は、停車中の場合のフレーム送信となるため、フレーム内に双方向コマンドを格納する。

ここで、後述するように、各センサユニット２ａ～２ｄから双方向コマンドが格納されたフレーム送信が行われ、それが車載機３で受信されると、車載機３からレスポンス送信が行われる。このため、ステップＳ１４５では、レスポンス信号を受信するレスポンス受信が行われたか否かを判定し、車載機３からレスポンス送信が行われていれば肯定判定、レスポンス送信が行われていなければ否定判定されることになる。

レスポンス受信があった場合には、ステップＳ１５０に進み、加速度が一定値以上であるか否かを判定し、一定値未満であればステップＳ１５５に進む。そして、停車中インターバルとして設定されたタイマーがタイムアップする迄の期間中に、ステップＳ１５０の処理が繰り返し行われ、タイムアップしたら再びステップＳ１３５の処理に戻る。これにより、停車中においても、停車中インターバルで設定される定期送信周期毎にフレーム送信が行われることになる。なお、ステップＳ１３５の処理に戻る際に、例えば１秒程度以内の範囲でランダムに変化する待機時間を持たせるとさらによい。こうすることで、万一各センサユニット２ａ～２ｄからの送信タイミングが同期してしまっていても、混信の発生を低減することが可能となる。

一方、ステップＳ１４５で否定判定された場合には、ステップＳ１６０に進み、停車時間カウンタが示す停車時間が規定時間以上に達したか否かを判定する。ここでいう規定時間とは、信号待ちなどで発生する一般的な停車時間に対して十分に長いと想定している時間であり、例えば１０分間などとしている。ここで肯定判定された場合、駐車してスイッチがオフされたと想定し、そのまま停車中インターバルで設定される定期送信周期毎のフレーム送信を停止しても良いが、本実施形態では、ステップＳ１６５～Ｓ１７５の処理を行うようにしている。なお、ステップＳ１６０で否定判定された場合、つまり停車時間が規定時間以上になっていない場合には、レスポンス受信の有無にかかわらず、センサユニット２ａ～２ｄからのフレーム送信が停止されないようにしている。これにより、一時的な停止中において偶発的な通信エラーなどが発生してもフレーム送信が継続されるため、確実に車載機３にフレームが届けられるようにしている。

ステップＳ１６５では、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）値が規定値以上の電波を受信しているか否かを判定する。ＲＳＳＩ値は、受信した信号の強度を表す値である。ここでのＲＳＳＩ値は、車載機３や車両１の周辺から届く信号の強度のことを意味しており、送受信部２３が受信した信号の強度とされる。ＲＳＳＩ値が規定値以上であった場合、車載機３からレスポンス送信が行われていたとしても、それを各センサユニット２ａ～２ｄで偶発的な通信エラーで受信できなかった可能性や、車両１が妨害電波の環境下にある可能性が想定される。

このため、このような条件下においては、レスポンス受信が行われなかったとしても直ぐに駐車したと判定してしまうのではなく、次回の定期送信周期までフレーム送信を延長するという処理を行う。ただし、既にフレーム送信が一度延長されているのであれば、既定値以上の電波を受信していながらも連続してレスポンス受信されなかった、すなわち偶発的な通信エラーではなく、妨害電波の環境下にある可能性が高くなるため、このような条件下ではフレーム送信の延長を繰り返すべきではない。したがって、ステップＳ１６５が肯定判定された場合にはステップＳ１７０に進んで延長フラグが０であるか否かを判定する。そして、延長フラグが０であればステップＳ１７５に進んで延長フラグを１にセットする。これにより、ステップＳ１５０、Ｓ１５５に進み、加速度が一定値以上でない状態が停車中インターバル続いたときに、再びステップＳ１３５、Ｓ１４０の処理に基づいて、双方向コマンドを格納したフレーム送信が１回のみ延長されることになる。

そして、ステップＳ１６５、Ｓ１７０で否定判定された場合にはステップＳ１８０に進み、加速度が一定値以上になって車両１が再び走行中と判定されるまで、ステップＳ１８０の処理を繰り返す。これにより、駐車中にはフレーム送信が停止される。

次に、図５に示す制御部３３が実行する車両側処理フローを参照して、車載機の動作について説明する。なお、この図に示す処理は、電源スイッチがオンとなった契機で実行される。

まず、ステップＳ２００では、受信処理を開始する。これにより、各センサユニット２ａ～２ｄから送信されてきたフレームが受信される。続いて、ステップＳ２１０では、電源スイッチがオンされているか否かを判定する。ここで肯定判定されると、ステップＳ２２０に進み、コマンドを受信したか否か、つまりセンサユニット２ａ～２ｄから送信されたフレームに含まれる単方向コマンドや双方向コマンドを受信したか否かを判定する。

ここでコマンドを受信していればステップＳ２３０に進み、受信したコマンドが双方向コマンドであるか否かを判定する。そして、停車時に停車中インターバルで設定される定期送信周期毎にセンサユニット２ａ～２ｄから送信されたフレームを受信した場合には、双方向コマンドが含まれていることから、ステップＳ２３０で肯定判定される。その場合、ステップＳ２４０に進んで受信処理を停止し、ステップＳ２５０に進んでレスポンス送信を行ってから、ステップＳ２６０で再び受信処理を開始する。このように、電源スイッチがオンされている状態において、双方向コマンドを含むフレームを受信した場合には、まだ受信機３での受信を継続していることを示すべくレスポンス送信が行われ、これが各センサユニット２ａ～２ｄで受信されることになる。

この後、ステップＳ２７０に進み、ＴＰＭＳの規定処理として、前述した警報判定や表示機４への表示が行われる。

一方、車両１が走行中に設定される定期送信周期毎にセンサユニット２ａ～２ｄから送信されたフレームを受信した場合には、単方向コマンドが含まれていることから、ステップＳ２３０で否定判定される。この場合は、ステップＳ２４０～Ｓ２６０の処理を行うことなくステップＳ２７０に進み、上記と同様ＴＰＭＳの規定処理が行われる。

以上説明したように、本実施形態では、車輪５ａ～５ｄ側に備えられたセンサユニット２ａ～２ｄと車体６側に備えられた車載機３との双方向通信を可能としている。そして、センサユニット２ａ～２ｄで停車中であることを検出すると、フレーム内に双方向コマンドを含めて送信することで、車載機３からレスポンス送信を行わせるようにしている。これにより、レスポンス送信の有無に基づいて、駐車中になったこと、換言すれば電源スイッチがオフになったと判定でき、センサユニット２ａ～２ｄからのフレーム送信を停止させることが可能となる。

したがって、駐車中にセンサユニット２ａ～２ｄからフレーム送信を行わなくなる分、消費電力の低減を図ることが可能となる。そして、単に、車輪５ａ～５ｄの加速度が規定値以下になったときに駐車中と判定するのではなく、車載機３からレスポンス送信が行われていないことが確認された場合に駐車中と判定してセンサユニット２ａ～２ｄからフレーム送信が行われないようにしている。このため、渋滞中のように車両が非常に低速度で走行している場合や、信号待ちなどで一時的に停止している状態においても的確にデータ送信が行われるようにすることができる。

なお、駐車中にはフレーム送信は停止するものの、センシング部２１でのタイヤ空気圧や温度および車輪５ａ～５ｄの加速度の測定については定期的に行うようにしている。この場合でも、フレーム送信に掛る大きな消費電力を低減できる。また、駐車中にフレーム送信を行わない期間中には、車輪５ａ～５ｄの加速度の測定を行っていれば良く、タイヤ空気圧や温度については測定しなくても良いため、そのようにすればより消費電力の低減を図ることが可能となる。

さらに、センサユニット２ａ～２ｄから走行中には単方向コマンドを送信し、停車中などには双方向コマンドを送信しているが、いずれの場合にも双方向コマンドを送るようにすることもできる。ただし、以下の理由により、走行中には単方向コマンドのみを送信するようにしている。

例えば、タイヤサイズを１６５／７０Ｒ１４、つまりタイヤ幅が１６５ｍｍ、扁平率が７０％、ホイール径が１４インチの車両１において、走行速度を１００ｋｍ／ｈとして車輪５ａを１回転させたときの車載機３での受信電力レベルは、図６のように変化する。図６中の角度は、センサユニット２ａの存在角度を示してあり、センサユニット２ａが最も上方位置に位置しているときを０度とし、そこから反時計回りに存在角度が徐々に増加していくものとして図示してある。図中の破線は、車載機３での受信が可能なレベルとなる受信感度レベルを示している。

この図に示すように、センサユニット２ａが回転した場合に、その存在角度に応じて車載機３での受信電力レベルが変化している。そして、受信電力レベルが破線で示した受信感度レベルよりも低くなる、すなわち通信が成立しない存在角度が複数存在している。このため、受信電力レベルが受信感度レベルよりも連続して高くなっている角度範囲で通信を行う必要があり、走行速度が高まるほど通信可能な時間が短くなる。例えば図中に示した角度範囲θ＝１７°の場合には、１００ｋｍ／ｈで走行している際に要する時間は３．１ｍｓとなる。

センサユニット２ａ～２ｄは、双方向コマンドを送信した場合には双方向通信を行うことを想定して車載機３からのレスポンス送信を受信できる状態となるが、走行速度が高まるといずれ通信できなくなる。したがって、走行中には通信時間をできるだけ短くしたいことから、双方向コマンドを送信して双方向通信を行うのではなく、単方向コマンドを送信して単方向通信が行われるようにしている。これにより、より的確に通信を完了することが可能となる。

（他の実施形態）
本開示は、上記した実施形態に準拠して記述されたが、当該実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

例えば、センサユニット２ａ～２ｄとして、エア注入バルブに取り付けられるものを例に挙げて説明したが、他の場所に備えられるものであっても良い。一例を示すと、バルブキャップの代わりに装着する形態や、タイヤ内側のトレッド上に装着する形態であってもよい。

また、上記第１実施形態では、車両１の走行中に単方向コマンドをフレームに含め、停車中に双方向コマンドをフレームに含めるようにした。しかしながら、これらのコマンドは、必ずしもデータとして表されるコマンドである必要は無く、データが含まれていないことで実質的に各コマンドが示される形態であっても良い。例えば、単方向コマンドと双方向コマンドのいずれか一方のみをデータで示し、フレーム中にそのコマンドが含まれていない場合に他方のコマンドを示していると車載機３で判定されるようにしても良い。具体的には、双方向コマンドのみをフレームに格納し、フレームに双方向コマンドが含まれていなければ車載機３で単方向コマンドを示していると判定されるようにしても良い。

また、上記実施形態では、センサユニット２ａ～２ｄを車輪５ａ～５ｄのすべてに備えている例を示したが、少なくとも１つに備えられたＴＰＭＳに本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、ＴＰＭＳのうち車体６側に備えられた部分を車載機３として総括的に記載しているが、車載機３は必ずしも１つの構成でなくても良い。例えば、送受信機能を果たすアンテナ３１や送受信部３２とタイヤ空気圧検出機能を果たす制御部３３とが別々の場所に備えられていても良い。

なお、本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

２センサユニット
３車載機
４表示器
２１センシング部
２２制御部
２３送受信部
２４電池
３２送受信部
３３制御部

Claims

車両（１）に備えられ、タイヤを備えた複数個の車輪（５ａ～５ｄ）の少なくとも１つに備えられたセンサユニット（２ａ～２ｄ）と、車体（６）に備えられた車載機（３）と、を有するタイヤ空気圧監視システムであって、
前記センサユニットは、前記複数個の車輪それぞれのタイヤ空気圧を示す検出信号を出力する圧力センサ（２１ａ）と、前記タイヤ内の温度を示す検出信号を出力する温度センサ（２１ｂ）と、前記車輪に生じる加速度を検出する加速度センサ（２１ｃ）とを有するセンシング部（２１）と、前記タイヤ空気圧および前記タイヤ内の温度を示す検出信号を信号処理して前記タイヤ空気圧に関するデータとして格納し、かつ、単方向コマンドと双方向コマンドの一方が示されたフレームを作成して所定の定期送信周期毎の送信を行わせる第１制御部（２２）と、前記フレームの送信および前記車載機から送信されるレスポンス信号の受信を行う第１送受信部（２３）と、を有し、
前記車載機は、前記フレームの受信を行うと共に前記レスポンス信号の送信を行う第２送受信部（３２）と、受信した前記フレームに格納された前記タイヤ空気圧に関するデータに基づいてタイヤ空気圧を検出すると共に、前記フレームが前記双方向コマンドを示している場合には前記第２送受信部から前記レスポンス信号を送信させる第２制御部（３３）と、を有し、
前記第１制御部は、前記加速度センサでの検出結果に基づいて前記車両が停車中であることを検出すると、前記双方向コマンドを示した前記フレームを作成して前記第１送受信部から送信させ、該双方向コマンドを示した前記フレームを送信しても前記レスポンス信号を受信しないと前記定期送信周期毎の前記フレームの送信を停止し、
前記第２制御部は、前記双方向コマンドが示された前記フレームを受信すると、前記レスポンス信号を前記第２送受信部から送信させる、タイヤ空気圧監視システム。
前記第１制御部は、前記加速度センサが検出する加速度が一定値以上であれば前記フレームに前記単方向コマンドを格納して前記第１送受信部から送信させ、前記加速度が一定値未満であれば前記フレームに前記双方向コマンドを格納して前記第１送受信部から送信さる、請求項１に記載のタイヤ空気圧監視システム。
前記第１制御部は、前記加速度センサが検出する加速度が一定値未満になると停車時間を計測し、該停車時間が規定時間を超えた後の前記定期送信周期毎の前記フレームの送信に対する前記レスポンス信号を受信しないと、前記定期送信周期毎の前記フレームの送信を停止する、請求項１または２に記載のタイヤ空気圧監視システム。
前記第１制御部は、前記第１送受信部を通じて入力される信号の強度となるＲＳＳＩ値が規定値以上であるか否かを判定しており、前記停車時間が前記規定時間を超えた後の前記定期送信周期毎の前記フレームの送信に対する前記レスポンス信号を受信しておらず、かつ、前記ＲＳＳＩ値が前記規定値以上である場合に、前記双方向コマンドを示した前記フレームの送信を１回延長し、該延長した前記フレームの送信に対しても前記レスポンス信号を受信しなければ、前記定期送信周期毎の前記フレームの送信を停止する、請求項３に記載のタイヤ空気圧監視システム。