特許 6234911 タイヤ状態検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6234911

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】タイヤ状態検出装置

(51)【国際特許分類】

   B60C 23/04 20060101AFI20171113BHJP

   G01L 17/00 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   B60C23/04 N

   B60C23/04 G

   G01L17/00 301P

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-216410(P2014-216410)

(22)【出願日】2014年10月23日

(65)【公開番号】特開2016-83963(P2016-83963A)

(43)【公開日】2016年5月19日

【審査請求日】2016年12月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000204033

【氏名又は名称】太平洋工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】辻田 泰久

【審査官】 高島 壮基

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２５０６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５１７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２６９２０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｃ ２３／０４

Ｇ０１Ｌ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ホイールにタイヤを装着した複数の車輪を備える車両の各車輪に設けられるとともに、前記タイヤの状態を検出するタイヤ状態検出装置であって、
前記タイヤの状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部によって検出された前記タイヤの状態を示す情報を含む送信信号を受信機に送信する送信部と、
前記車輪と一体となって回転して自身に作用する加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサの加速度検出値から前記車両が走行しているか停止しているかを判断するとともに、前記車両が停止していると判断した場合、前記車両が走行していると判断した場合に比べて前記送信部から前記送信信号を低頻度で送信させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記車両が停止していると判断してから前記車両が走行していると判断するまでの間に、加速度センサによって検出される鉛直方向への加速度検出値が乗車判定用閾値を超えたとき、前記送信部から前記送信信号を送信させるタイヤ状態検出装置。

【請求項2】

前記加速度センサは、重力加速度を検出する第１検出軸と、前記車輪の回転に伴う遠心加速度を検出する第２検出軸とを有し、
前記乗車判定用閾値は、前記第１検出軸によって検出される加速度検出値に対応した第１乗車判定用閾値と、前記第２検出軸によって検出される加速度検出値に対応した第２乗車判定用閾値を含み、
前記制御部は、前記第１検出軸によって検出される加速度検出値及び第２検出軸によって検出される加速度検出値の少なくとも一方が乗車判定用閾値を超えた場合、前記送信部から前記送信信号を送信させる請求項１に記載のタイヤ状態検出装置。

【請求項3】

前記加速度センサは、重力加速度を検出する第１検出軸と、前記車輪の回転に伴う遠心加速度を検出する第２検出軸とを有し、
前記制御部は、前記第１検出軸、及び、前記第２検出軸のそれぞれによって検出される加速度検出値を合成した合成加速度値を求めるとともに、前記合成加速度値が乗車判定用閾値を超えた場合、前記送信部から前記送信信号を送信させる請求項１に記載のタイヤ状態検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤの状態を検出するタイヤ状態検出装置に関する。

【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。タイヤ状態監視装置は、車両の車輪それぞれのタイヤ内に装着されたタイヤ状態検出装置と、車両の車体に搭載された受信機とを備えている。タイヤ状態検出装置は、タイヤの状態を検出する状態検出部と、状態検出部によって検出されたタイヤの状態を示す情報を含む送信信号を送信する送信部と、車両が走行しているか否かを検出するための加速度センサと、バッテリとを備えている。送信部は、バッテリの電力消費を抑制するために、車両の走行が検出されていない場合は、車両の走行が検出されている場合に比べて低頻度で送信信号を受信機に送信する。

【0003】

したがって、車両が停止している間は、送信信号が送信される頻度が低い。タイヤの状態は、車両が停止している間にも変化することがあり、次回の走行時にイグニッションスイッチをオンした時点で、タイヤに異変が生じているにも関わらず、この情報が受信機に送信されていない場合がある。この場合、車両の走行が検出されることで送信される送信信号によって、受信機にタイヤに異変が生じている旨の情報が送信される。しかしながら、走行を開始した後にタイヤに異変が生じたことを受信機が受信して、このことがユーザーに報知された場合、ユーザーはタイヤに異変が生じたまま走行を継続するか、車両を停止させてタイヤの状態の確認やスペアタイヤへの交換などを行う必要がある。タイヤに異変が生じたまま走行を継続すれば、タイヤの偏摩耗を招いたり、燃費が低下するおそれがある。タイヤの状態の確認やスペアタイヤへの交換などを行うために車両を停止するには、ユーザーがタイヤの異変を認識した地点の近隣の駐車場を探したり、走行開始地点（例えば、自宅など）に引き返す必要がある。このため、タイヤ状態検出装置においては、車両の走行開始前にタイヤの状態を示す情報を受信機に送信することが望まれている。

【0004】

そこで、タイヤ状態検出装置に乗車検出装置を設けて、乗車検出装置によってユーザーの乗車が検出されたときにタイヤの状態を示す情報を含む送信信号を送信することで、車両の走行開始前にタイヤの状態をユーザーに認識させることが考えられる。乗車検出装置としては、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の乗車検出装置では、タイヤに設けられた空気圧センサによってユーザーの乗車を検出している。ユーザーが乗車すると、タイヤの空気圧が変化する。このとき、タイヤの空気圧が所定の傾斜値以上の傾斜で上昇したときに、ユーザーが乗車したと判断している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−２６９２０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、ユーザーの乗車時に変化するタイヤの空気圧は僅かであり、ユーザーの乗車を検出できず、車両の走行開始前にタイヤの状態を受信機に送信できないおそれがある。
本発明の目的は、ユーザーの乗車を検出して車両の走行開始前にタイヤ状態を示す情報を送信することができるタイヤ状態検出装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するタイヤ状態検出装置は、ホイールにタイヤを装着した複数の車輪を備える車両の各車輪に設けられるとともに、前記タイヤの状態を検出するタイヤ状態検出装置であって、前記タイヤの状態を検出する状態検出部と、前記状態検出部によって検出された前記タイヤの状態を示す情報を含む送信信号を受信機に送信する送信部と、前記車輪と一体となって回転して自身に作用する加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサの加速度検出値から前記車両が走行しているか停止しているかを判断するとともに、前記車両が停止していると判断した場合、前記車両が走行していると判断した場合に比べて前記送信部から前記送信信号を低頻度で送信させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記車両が停止していると判断してから前記車両が走行していると判断するまでの間に、加速度センサによって検出される鉛直方向への加速度検出値が乗車判定用閾値を超えたとき、前記送信部から前記送信信号を送信させる。

【0008】

ユーザーが乗車したり、荷物が車両に積載されたりすると、車両にはユーザーや荷物の重量が加わる。車両に加わった重量によってタイヤは弾性変形して潰れるとともに、弾性力によって復元する。タイヤが潰れるときには、鉛直方向下方に向けた力が加速度センサに作用し、弾性力によって復元するときには鉛直方向上方に向けた力が加速度センサに作用する。このため、制御部は、鉛直方向への加速度検出値が乗車判定用閾値を超えたか否かを判断することで、ユーザーの乗車を検出することができる。制御部は、ユーザーの乗車を検出したときに送信信号を送信部から送信させることで、ユーザーが乗車してから車両の走行開始前にタイヤの状態を示す情報を受信機に送信することができる。

【0009】

上記タイヤ状態検出装置について、前記加速度センサは、重力加速度を検出する第１検出軸と、前記車輪の回転に伴う遠心加速度を検出する第２検出軸とを有し、前記乗車判定用閾値は、前記第１検出軸によって検出される加速度検出値に対応した第１乗車判定用閾値と、前記第２検出軸によって検出される加速度検出値に対応した第２乗車判定用閾値を含み、前記制御部は、前記第１検出軸によって検出される加速度検出値及び第２検出軸によって検出される加速度検出値の少なくとも一方が乗車判定用閾値を超えた場合、前記送信部から前記送信信号を送信させることが好ましい。

【0010】

これによれば、複数の検出軸によって鉛直方向への加速度が検出されるため、鉛直方向への加速度の検出精度が向上する。
上記タイヤ状態検出装置について、前記加速度センサは、重力加速度を検出する第１検出軸と、前記車輪の回転に伴う遠心加速度を検出する第２検出軸とを有し、前記制御部は、前記第１検出軸、及び、前記第２検出軸のそれぞれによって検出される加速度検出値を合成した合成加速度値を求めるとともに、前記合成加速度値が乗車判定用閾値を超えた場合、前記送信部から前記送信信号を送信させることが好ましい。

【0011】

これによれば、合成加速度値は、車輪の回転角度に関わらず同様の値となる。このため、車輪の回転位置の変化による加速度検出値の変化を考慮せずに乗車判定用閾値を設定することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、ユーザーの乗車を検出してタイヤ状態を示す情報を送信することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】（ａ）は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、（ｂ）は車輪に設けられた加速度センサの検出軸の向きを示す概略図。

【図2】タイヤ状態検出装置の構成を示すブロック図。

【図3】（ａ）は車両が走行しているときに送信回路から送信される送信信号の送信頻度を示す概略図、（ｂ）は車両が停止しているときに送信回路から送信される送信信号の送信頻度を示す概略図。

【図4】（ａ）は第１実施形態におけるユーザーの乗車前、乗車時、乗車後のそれぞれのタイヤの状態を示す概略図、（ｂ）は第１実施形態におけるタイヤの状態の変移に伴う第１検出値の変動を示すタイムチャート、（ｃ）は第１実施形態における送信回路の動作を示すタイムチャート、（ｄ）は第１実施形態における受信回路の動作を示すタイムチャート。

【図5】第２実施形態における第１検出軸、及び、第２検出軸によって検出される加速度の分力を模式的に示した図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（第１実施形態）
以下、タイヤ状態検出装置の第１実施形態について説明する。
図１（ａ）に示すように、タイヤ状態監視装置１０は、車両１１に設けられている。本実施形態の車両１１は、４つの車輪１２を有している。タイヤ状態監視装置１０は、車両１１の４つの車輪１２にそれぞれ取り付けられたタイヤ状態検出装置２０と、車両１１の車体に設置された受信機３０とを備えている。各車輪１２は、ホイール１３と、このホイール１３に装着されたタイヤ１４とを有している。

【0015】

各タイヤ状態検出装置２０は、タイヤ１４の内部空間に配置されるように、そのタイヤ１４が装着されたホイール１３に対して取り付けられている。各タイヤ状態検出装置２０は、対応するタイヤ１４の状態（タイヤ１４の空気圧、タイヤ１４内の温度）等を検出して、検出されたタイヤ１４の状態を示すデータを含む信号を無線送信する。

【0016】

図２に示すように、各タイヤ状態検出装置２０は、圧力センサ２１、温度センサ２２、加速度センサ２３、コントローラ２４、送信回路２５、送信アンテナ２６及びバッテリ２７を備えている。タイヤ状態検出装置２０は、バッテリ２７からの電力供給によって動作する。制御部としてのコントローラ２４はタイヤ状態検出装置２０の動作を統括的に制御する。圧力センサ２１は、対応するタイヤ１４内の圧力（タイヤ１４の空気圧）を検出して、その検出によって得られたタイヤ１４の空気圧データをコントローラ２４に出力する。温度センサ２２は、対応するタイヤ１４内の温度を検出して、その検出によって得られたタイヤ１４内の温度データをコントローラ２４に出力する。本実施形態では、状態検出部として圧力センサ２１と温度センサ２２と用いて、タイヤ１４の状態として空気圧と温度とを検出している。

【0017】

加速度センサ２３は自身に作用する加速度を検出する。加速度センサ２３は、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り、加速度に応じた加速度検出値（電圧）を出力する。加速度センサ２３は、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、この加速度センサ２３によって加速度が検出されるようになっている。

【0018】

図１（ｂ）に示すように、本実施形態の加速度センサ２３は、第１検出軸２８と第２検出軸２９とを有している。第１検出軸２８と第２検出軸２９とは、直角に交わっている。加速度センサ２３は、タイヤ状態検出装置２０が車輪１２の最上位置に位置しているときに、第１検出軸２８が鉛直方向及び車軸の軸方向に直交する方向を向き、第２検出軸２９が車輪１２の径方向を向くように車輪１２に取り付けられている。車輪１２の回転に伴い加速度センサ２３には遠心力が作用し、加速度センサ２３が検出する加速度は変化する。第１検出軸２８は、遠心力が作用する方向に対して直交しているため、車輪１２の回転に伴い第１検出軸２８によって検出される加速度は、重力加速度のみとなる。第２検出軸２９は、遠心力が作用する方向である車輪１２の径方向を向いているため、車輪１２の回転に伴い第２検出軸２９によって検出される加速度は、遠心加速度に重力加速度を加えたものとなる。加速度センサ２３の第１検出軸２８及び第２検出軸２９によって検出される加速度は、加速度検出値としてコントローラ２４に出力される。以下の説明において、第１検出軸２８によって検出される加速度検出値を第１検出値、第２検出軸２９によって検出される加速度検出値を第２検出値として説明を行う。

【0019】

図２に示すように、コントローラ２４は、ＣＰＵ、記憶部２４ａ（ＲＡＭやＲＯＭ等）及びタイマ２４ｂを含むマイクロコンピュータ等よりなり、記憶部２４ａには各タイヤ状態検出装置２０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、各タイヤ状態検出装置２０を受信機３０において識別するために使用される情報である。

【0020】

コントローラ２４は、加速度センサ２３から入力された第２検出値から車両１１が走行しているか停止しているかを判断する。車両１１が走行すると、車輪１２に加わる遠心加速度は大きくなるため、これに伴い第２検出値も大きくなる。このため、第２検出値が、走行判定用閾値を超えたときには、車両１１が走行していると判断することができる。この走行判定用閾値は、加速度センサ２３の公差を加味して、車両１１が停止しているときに検出される第２検出値よりも大きな値に設定される。また、第２検出値が、走行判定用閾値を超えない時間が、予め定められた時間（任意に設定可能）を超えた場合には、車両１１が停止していると判断することができる。

【0021】

コントローラ２４は、タイヤ１４の空気圧データ、タイヤ１４内の温度データ、及びＩＤコードを含むデータを、送信回路２５に出力する。送信部としての送信回路２５は、コントローラ２４からのデータを変調して送信信号を生成し、送信信号を送信アンテナ２６から無線送信する。これにより、タイヤ１４の状態を示す情報を含む送信信号が受信機３０に送信される。

【0022】

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、コントローラ２４は、車両１１が停止している場合、車両１１が走行している場合に比べて、低頻度で送信信号を送信回路２５から送信させる。例えば、コントローラ２４は、車両１１が走行している場合、数秒〜数十秒間隔で送信回路２５から送信信号を送信させ、車両１１が停止している場合、数分〜数時間間隔で送信回路２５から送信信号を送信させる。

【0023】

図１（ａ）に示すように、受信機３０は、受信コントローラ３１と、受信回路３２と、受信アンテナ３３とを備えている。受信機３０の受信コントローラ３１には、表示器３４が接続されている。また、受信機３０には、車載バッテリ３５が接続されており、受信機３０は、車載バッテリ３５の電力供給によって動作する。受信コントローラ３１はＣＰＵ及び記憶部（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３０の動作を統括的に制御する。受信回路３２は、各タイヤ状態検出装置２０から受信アンテナ３３を通じて受信された送信信号を復調して、受信コントローラ３１に送る。受信コントローラ３１は、受信回路３２からの送信信号に基づき、送信元のタイヤ状態検出装置２０に対応するタイヤ１４の空気圧及び温度を把握する。

【0024】

受信コントローラ３１は、タイヤ１４の空気圧及び温度に関する情報等を表示器３４に表示させる。表示器３４は、車室内等、車両１１の搭乗者の視認範囲に配置される。受信コントローラ３１は、タイヤ１４の空気圧及び温度からタイヤ１４に異変が生じているか否かを判断する。タイヤ１４の空気圧が、予め定められた範囲内の空気圧よりも高い場合や、低い場合にはその旨を表示器３４に表示する。また、タイヤ１４の温度が予め定められた範囲内の温度よりも高い場合には、その旨を表示器３４に表示する。

【0025】

次に、車両１１が停止しているとき、すなわち、コントローラ２４が、車両１１が停止していると判断してから車両１１が走行していると判断するまでの間に、コントローラ２４が行う制御について説明する。なお、以下の説明では、一例として、第１検出軸２８が鉛直方向上方を向いた状態で車両１１が停止した場合にコントローラ２４が行う制御について説明する。

【0026】

コントローラ２４は、第２検出値によって車両１１が走行しているか停止しているかを判断している。コントローラ２４は、第２検出値が、予め定められた時間、走行判定用閾値を超えなかった場合、車両１１が停止していると判断する。コントローラ２４は、車両１１が停止していると判断した場合、送信信号の送信頻度を低くすることで、バッテリ２７の電力消費を抑える。

【0027】

図４（ａ）に示すように、ユーザーが車両１１を走行させるために車両１１に乗ると、ユーザーの重量が車両１１に加わり、タイヤ１４が潰れるとともに、タイヤ１４の弾性力によって復元する。タイヤ１４が潰れると、タイヤ状態検出装置２０は、鉛直方向下方に移動する。タイヤ１４が弾性力によって復元すると、タイヤ状態検出装置２０は、鉛直方向上方に移動する。

【0028】

図４（ｂ）に示すように、第１検出軸２８によって検出される加速度検出値は、ユーザーが車両１１に乗る前には、一定の値となっている。ユーザーが車両１１に乗り、タイヤ１４が潰れると、マイナスの加速度が検出され、タイヤ１４が復元すると、プラスの加速度が検出される。このため、ユーザーが車両１１に乗る前の第１検出値に所定値を加減した値、すなわち、ユーザーが車両１１に乗る前の第１検出値からの変動値を乗車判定用閾値として設定しておくことで、ユーザーが乗車したか否かを判断することができる。なお、第１検出軸２８が鉛直方向上方を向いているため、タイヤ１４が潰れることで第１検出軸２８がマイナスの加速度を検出し、タイヤ１４が復元することでプラスの加速度を検出しているが、第１検出軸２８が鉛直方向下方を向いている場合には、プラスとマイナスが反転して検出される。具体的にいえば、タイヤ１４が潰れることで第１検出軸２８がプラスの加速度を検出し、タイヤ１４が復元することで第１検出軸２８がマイナスの加速度を検出する。

【0029】

図４（ｃ）に示すように、コントローラ２４は、第１検出値が乗車判定用閾値を超えると（第１検出値が乗車判定用閾値よりも大きく変動すると）、送信回路２５から送信信号を送信させる。詳細にいえば、コントローラは、第１検出値によって検出されるマイナスの加速度が乗車判定用閾値を下回り、第１検出値によって検出されるプラスの加速度が乗車判定用閾値を上回ると送信回路２５から送信信号を送信させる。送信信号は、間隔を空けて複数回送信される。コントローラ２４がユーザーの乗車を検出してから、送信信号を送信するまでの時間は、各タイヤ状態検出装置２０で異なるようにしている。例えば、ランダムディレイを用いることで、コントローラ２４がユーザーの乗車を検出してから送信信号を送信させるまでの間隔を異ならせている。

【0030】

図４（ｄ）に示すように、受信コントローラ３１は、受信回路３２に、ＯＮ動作（受信可能）と、ＯＦＦ動作（受信不能）の間欠動作を行わせている。受信回路３２がＯＦＦ動作している時間は、送信回路２５が送信信号を送信するのに要する時間よりも短く、送信回路２５が送信信号を送信した際には、少なくとも送信信号のデータの一部を受信することができる。そして、送信信号のデータの一部を受信したときには、受信機３０は、間欠動作時に行われるＯＮ動作に比べて長時間のＯＮ動作を行う。これにより、受信回路３２は送信信号を受信することができる。

【0031】

上記の説明においては、第１検出軸２８が鉛直方向上方を向き、第２検出軸２９が鉛直方向と直交する方向を向いているため、ユーザーの乗車に伴い加速度センサ２３に作用する加速度は、第１検出軸２８のみで検出される。一方で、第２検出軸２９が鉛直方向を向き、第１検出軸２８が鉛直方向と直交する方向を向いている場合には、ユーザーの乗車に伴い加速度センサ２３に作用する加速度は、第２検出軸２９のみで検出される。また、第１検出軸２８及び第２検出軸２９が、鉛直方向に対して傾いている場合には、加速度センサ２３に作用する加速度は、第１検出軸２８及び第２検出軸２９に分力して検出される。このため、第１検出値に対応する乗車判定用閾値を第１乗車判定用閾値とし、第２検出値に対応する乗車判定用閾値を第２乗車判定用閾値として設定し、第１検出値及び第２検出値の少なくとも一方が乗車判定用閾値（第１乗車判定用閾値及び第２乗車判定用閾値）を超えたときに、コントローラ２４は、ユーザーが乗車したと判断する。乗車判定用閾値は、ユーザーが乗車したときに加速度センサ２３に加わる加速度などを予めシミュレーションや実験などで算出するとともに、加速度センサ２３の第１検出軸２８及び第２検出軸２９が鉛直方向に対して傾いた状態で車両１１が停止した場合にも乗車を判断できるような値に設定される。具体的にいえば、加速度センサ２３に加速度が作用したときに検出される第１検出値及び第２検出値の絶対値のうち、大きいほうを最大値とすると、ユーザーが乗車したときに最大値が最も小さくなるのは第１検出軸２８及び第２検出軸２９が鉛直方向に対して４５度傾いている状態である。このため、乗車判定用閾値としては、第１検出軸２８及び第２検出軸２９が鉛直方向に対して４５度傾いている状態であってもユーザーの乗車を検出できる値に設定される。

【0032】

次に、本実施形態のタイヤ状態検出装置２０の作用について説明する。
コントローラ２４は、加速度センサ２３によって検出される加速度検出値が、乗車判定用閾値を超えたときに、送信回路２５に送信信号を送信させている。このため、ユーザーが車両１１に乗ったときのタイヤ１４の状態（タイヤ１４の空気圧及びタイヤ１４内温度）を含む送信信号が受信機３０に送信される。

【0033】

ユーザーが車両１１を停止してから、送信信号が長時間に亘って送信されていなかった場合でも、ユーザーの乗車を検出して送信信号を送信することで、車両１１の走行開始前に受信機３０にタイヤ１４の状態を送信することができる。このため、車両１１の停止中にタイヤ１４の状態に異変が生じていた場合、車両１１の走行開始前に表示器３４などでユーザーにその旨を報知することができる。

【0034】

タイヤ１４が変形したときのタイヤ１４の変形量に対して、タイヤ１４の内部の空間は大きく、タイヤ１４の変形に伴うタイヤ１４の圧力変動は僅かとなる。タイヤ１４が変形したときには、タイヤ１４の変形量が加速度センサ２３の移動量となる。このため、タイヤ１４の変形による空気圧の変動に比べて、タイヤ１４の変形による加速度の変動は検出しやすい。

【0035】

したがって、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）タイヤ状態検出装置２０は、加速度センサ２３の加速度検出値によってユーザーの乗車を検出して、ユーザーが乗車したと判断した場合に送信回路２５から送信信号を送信させている。ユーザーの乗車に伴い加速度センサ２３に作用する加速度は、ユーザーの乗車に伴い変化するタイヤ１４の空気圧に比べて検出しやすいため、加速度センサ２３を用いてユーザーの乗車を検出することで、容易にユーザーの乗車を検出することができる。そして、ユーザーの乗車を検出して送信回路２５から送信信号を送信させることで、車両１１が走行を開始する直前のタイヤ１４の状態を示す情報を送信することができる。

【0036】

（２）ユーザーの乗車に伴う僅かな空気圧の変化を検出するためには、検出感度の高い空気圧センサや、分解能の高いＡＤコンバータを用いる必要があるが、加速度センサ２３を用いれば、検出感度の高い空気圧センサや、分解能の高いＡＤコンバータを用いる必要がない。

【0037】

（３）第１検出値及び第２検出値に対応する乗車判定用閾値を個別に設定して、第１検出値及び第２検出値のうち、少なくとも一方が乗車判定用閾値を超えた場合にユーザーが乗車したと判断している。車両１１が停止したときの検出軸の向きによっては、１軸の加速度センサでは、ユーザーの乗車に伴い加速度センサ２３に作用する加速度を検出しにくいおそれがあるが、鉛直方向への加速度を検出することができる複数の検出軸を用いることで、ユーザーの乗車に伴い加速度センサ２３に作用する加速度の検出精度を向上させることができる。

【0038】

（４）イグニッションスイッチがオンされたときに各タイヤ状態検出装置２０に送信信号の送信を要求するタイヤ状態監視装置を用いる場合、車両１１の走行開始前にタイヤ１４の状態を検出することはできるが、各タイヤ状態検出装置２０に送信信号の送信を要求するトリガ送信するために、各車輪１２の近傍にトリガ信号の送信機を設ける必要がある。本実施形態のように、タイヤ状態検出装置２０自身がユーザーの乗車を検出して、車両１１の走行開始前に送信信号を送信するようにすることで、各タイヤ状態検出装置２０の近傍にトリガ信号を送信するために送信機を設ける必要がなく、タイヤ状態監視装置１０の小型化が図られる。

【0039】

（５）コントローラ２４がユーザーの乗車を検出してから、送信回路２５から送信信号を送信させるまでの間隔は、４つのタイヤ状態検出装置２０で異ならせている。各タイヤ状態検出装置２０がユーザーの乗車を検出したときに各タイヤ状態検出装置２０から同時に送信信号が送信されると、受信機３０で混信が生じるおそれがある。このため、各タイヤ状態検出装置２０がユーザーの乗車を検出してから送信信号を送信するまでの間隔を異ならせることで、受信機３０での混信を抑制することができる。

【0040】

（６）四輪の自動車は、二輪車に比べて重量が重いため、ユーザーの重量が占める割合が少ない。このため、四輪の自動車のタイヤ１４では、二輪車に比べてユーザーの乗車に伴う空気圧の変化が少ない。本実施形態のように、加速度センサ２３によって検出される加速度によってユーザーの乗車を検出することで、四輪の自動車であっても好適にユーザーの乗車を検出することができる。

【0041】

（第２実施形態）
次に、タイヤ状態検出装置の第２実施形態について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同様な記載については省略して説明を行う。第１実施形態では、第１検出値、及び、第２検出値のそれぞれに対応する乗車判定用閾値を用いてユーザーの乗車を判定していたのに対して、第２実施形態では、第１検出値と第２検出値を合成した合成加速度値を求めて、合成加速度値が合成加速度用閾値を超えた場合にユーザーが乗車したと判定している。以下、詳細に説明を行う。

【0042】

図５に示すように、第１検出軸２８、及び、第２検出軸２９は鉛直方向への加速度の分力、すなわち、ユーザーの乗車に伴い加速度センサ２３に作用する加速度の分力を検出している。ここで、ユーザーの乗車に伴い加速度センサ２３に作用する鉛直方向への加速度をＧとすると、第１検出軸２８によって検出される加速度である第１検出値Ｇ_ｚは以下の（１）式で与えられ、第２検出軸２９によって検出される加速度である第２検出値Ｇ_ｘは以下の（２）式で与えられる。

【0043】

【数1】

【0044】

【数2】

ただし、θ_１は、鉛直方向に対する第１検出軸２８の傾き、換言すれば、鉛直方向への仮想線と第１検出軸２８のなす角であり、θ_２は、鉛直方向に対する第２検出軸２９の傾き、換言すれば、鉛直方向への仮想線と第２検出軸２９のなす角である。

【0045】

ここで、第１検出軸２８と第２検出軸２９は直交しているため、第１検出値Ｇ_ｚと第２検出値Ｇ_ｘの合力（合成加速度値Ｇ_Ａ）は、以下の（３）式で与えられる。

【0046】

【数3】

車輪１２の回転位置に関わらず、ユーザーの乗車に伴い加速度センサ２３に作用する加速度Ｇと、合成加速度値Ｇ_Ａは一致する。したがって、合成加速度値Ｇ_Ａは車輪１２の回転位置に関わらず同様の値（＝加速度センサ２３に作用する鉛直方向への加速度）を示す。

【0047】

コントローラ２４の記憶部２４ａには、合成加速度値Ｇ_Ａに対応する乗車判定用閾値としての合成加速度用閾値が記憶されている。この合成加速度用閾値は、第１実施形態における乗車判定用閾値よりも大きな値が設定されている。

【0048】

複数の検出軸によって検出される加速度の分力は、車輪の回転位置によって変化するため、複数の検出軸の分力から乗車を判定する場合、検出軸によって検出され得る加速度の最も小さい値を基準にして乗車判定用閾値を設定する必要がある。複数の検出軸によって検出される加速度の分力を合成して、合成加速度値を求める場合、車輪の回転位置に関わらず同様の値が検出される。この値は、複数の検出軸によって検出され得る加速度の分力の最大値と同一である。このため、合成加速度用閾値を、分力によって乗車を判定する場合の乗車判定用閾値よりも大きな値としてもユーザーの乗車を判定することができる。合成加速度用閾値としては、ユーザーが乗車したときに加速度センサ２３に作用する加速度を予めシミュレーションや実験などで算出し、この値よりも小さな値に設定される。

【0049】

コントローラ２４は、車両１１の停止中に加速度センサ２３に加速度が作用すると、第１検出値Ｇ_ｚ、及び、第２検出値Ｇ_ｘを合成して、合成加速度値Ｇ_Ａを求める。そして、この合成加速度値Ｇ_Ａが合成加速度用閾値を超えた場合には、ユーザーが乗車したと判定して、送信回路２５から送信信号を送信させる。

【0050】

第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（７）ユーザーの乗車に伴い求められる合成加速度値Ｇ_Ａは、車輪１２の回転位置に関わらず同様の値、すなわち、車輪１２の回転位置に関わらず、ユーザーの乗車に伴い生じる鉛直方向への加速度となる。このため、車輪１２の回転位置を考慮することなく合成加速度用閾値を設定できるため、車輪１２の回転位置を考慮して閾値を設定する場合に比べて大きい値を設定することができる。したがって、振動などによって加速度センサ２３の合成加速度値Ｇ_Ａが合成加速度用閾値を超えにくく、乗車の誤検出が生じにくいため、ユーザーの乗車を精度良く検出することができる。

【0051】

なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
・各実施形態において、第１検出軸２８の検出感度を第２検出軸２９の検出感度に比べて向上させてもよい。加速度センサ２３は、加速度による検出部の変形を電圧として検出しており、検出部を変形しやすくすることで検出感度を向上させることができる。検出感度を向上させると、僅かな加速度の変化であっても検出しやすくなるため、乗車の検出を行いやすくなる。一方で、検出部を変形しやすくすると、検出部が変形限界まで変形しやすく、検出軸で検出可能な加速度の上限が低下する。遠心加速度を検出する第２検出軸２９に比べて、重力加速度（±１Ｇ変化）のみを検出する第１検出軸２８は、検出可能な加速度の上限が低くても支障が少ないため、第１検出軸２８の検出感度を向上させることで、車両１１の走行検出に支障を来すことなく、ユーザーの乗車検出の精度を向上させることができる。

【0052】

・各実施形態において、タイヤ状態検出装置２０は、タイヤ１４に取り付けられていてもよい。例えば、タイヤ貼り付け式のタイヤ状態検出装置であってもよい。
・各実施形態では、２軸の加速度センサ２３を用いたが、１軸の加速度センサ２３を用いてもよいし、３軸以上の加速度センサ２３を用いてもよい。１軸の加速度センサ２３を用いる場合、第２検出軸２９、すなわち、車輪１２の径方向に延びる検出軸を有する加速度センサ２３を用いることが好ましい。

【0053】

・各実施形態において、タイヤ状態検出装置２０は、二輪の自動車や、六輪の自動車など、四輪の自動車以外に設けられていてもよい。
・各実施形態において、車両１１の走行を検出するための加速度センサ２３に加えて、ユーザーの乗車に伴う鉛直方向への加速度を検出する加速度センサを別に設けてもよい。

【0054】

・第１実施形態において、第１検出値に対応する第１乗車判定用閾値と、第２検出値に対応する第２乗車判定用閾値を設定したが、いずれか一方の乗車判定用閾値のみを設定してもよい。

【0055】

・各実施形態において、コントローラ２４が、車両１１の走行を検出してから、送信信号を送信回路２５から送信させるまでの間隔は、４つのタイヤ状態検出装置２０で同一であってもよい。

【0056】

・各実施形態において、送信回路２５から送信される送信信号を受信する受信機は、ユーザーが所持しているスマートフォンなどの携帯端末であってもよい。
・各実施形態において、タイヤ１４に異変が生じている場合に、ユーザーに対して報知を行う警報器などを車両１１に設けてもよい。

【0057】

・各実施形態では、ユーザーが乗車した場合の加速度を検出したが、車両１１に荷物が積載されるときにも鉛直方向への加速度が加速度センサ２３に作用して、乗車判定用閾値を超える。車両１１に荷物が積載されるときには、ユーザーが乗車する前と推測されるため、荷物の積載を検出して送信信号を送信してもよい。

【符号の説明】

【0058】

１１…車両、１２…車輪、１３…ホイール、１４…タイヤ、２０…タイヤ状態検出装置、２１…圧力センサ、２２…温度センサ、２３…加速度センサ、２４…コントローラ、２５…送信回路、２８…第１検出軸、２９…第２検出軸、３０…受信機。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】