JP2003240660A - タイヤ状態監視装置の送信機及びタイヤ状態監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】例えば空輸時等の気圧変化に伴って現在の動作
モードから他の動作モードに移行することなく、しかも
使用時においては異常時のデータをいち早く送信するこ
とが可能なタイヤ状態監視装置の送信機及びタイヤ状態
監視装置を提供すること。 【解決手段】スリープモードから異常モードへ移行する
第３閾値を２０ｋＰａ／分に設定し、通常モードから異
常モードに移行する第１閾値を５ｋＰａ／分に設定して
いる。このため、送信機３０の動作モードが空輸時の気
圧変化によって、スリープモードから異常モードに移行
することはない。一方、送信機３０をタイヤ内に装着し
た後、タイヤ内の空気圧の変化量を２０ｋＰａ／分以上
となるように空気を充填すれば、送信機３０の動作モー
ドがスリープモードから異常モードへ移行する。その
後、タイヤ内の空気圧の変化量が５ｋＰａ／分未満にな
ると、送信機３０の動作モードが異常モードから通常モ
ードに移行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤ状態監視装
置の送信機及びタイヤ状態監視装置に関し、より詳しく
はタイヤ空気圧等のタイヤ状態を車室内から確認できる
無線方式のタイヤ状態監視装置の送信機及びタイヤ状態
監視装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両に装着された複数のタイヤの
状態を車室内で確認するために、無線方式のタイヤ状態
監視装置が提案されている。その監視装置は、タイヤの
ホイールにそれぞれ装着された複数の送信機と、車両の
車体に設けられた受信機とから構成されている。各送信
機は、電池で駆動され、対応するタイヤの空気圧や温度
等の状態を計測して、その計測された状態を示すデータ
を無線送信する。一方、受信機は、送信機からのデータ
をアンテナで受信して、各タイヤの状態を、例えば車両
の運転席に設けられた表示器に表示する。

【０００３】このような監視装置の送信機は、タイヤ内
の空気圧や温度を定期的に計測している。また、送信機
の動作モードとして、計測したデータの送信を定期的に
行う通常モードと、計測結果が異常であることを判断し
たとき通常モードよりも短い送信時間間隔で送信を行う
異常モードと、定期的な計測を行うが送信を行わないス
リープモードとを備えている。

【０００４】そして、例えば前回計測した空気圧データ
値と今回計測した空気圧データ値との間の変化量が所定
の閾値以上の場合には、通常モードやスリープモードか
ら異常モードへと移行するように構成されている。この
ため、前記閾値を小さな値に設定すれば、空気圧の変化
量が比較的緩慢であっても、異常モードへ移行するた
め、異常時の計測データをいち早く送信することができ
る。

【０００５】一方、送信機の保管や空輸時には、電池の
消耗や不要な電波の送出を抑制するために、予めスリー
プモードに設定している。そして、送信機をタイヤに組
み付けた後、タイヤ内の空気圧の変化量を前記閾値以上
にすることによって、スリープモードから異常モードに
移行させている。その後、タイヤ内の空気圧の変化量を
前記閾値未満にすることによって、異常モードから通常
モードに移行させている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、送信機
の空輸時には気圧が変化するため、空輸中の気圧変化に
よって送信機がスリープモードから異常モードに切り替
わらないように、ある程度高い閾値にすることが必要で
ある。つまり、空輸時の気圧変化を考慮して、スリープ
モードから異常モードへの閾値を比較的大きな閾値に設
定する必要がある。しかし、比較的大きな閾値に設定す
ると、タイヤ内の空気圧の変化量が比較的緩慢な場合に
は、通常モードから異常モードへ移行せず、異常時の計
測データをいち早く送信することはできない。その結
果、空気圧の異常の発見が遅れることになる。

【０００７】本発明は、このような問題点に着目してな
されたものであって、その目的は、例えば空輸時等の気
圧変化に伴って現在の動作モードから他の動作モードに
移行することなく、しかも使用時においては異常時のデ
ータをいち早く送信することが可能なタイヤ状態監視装
置の送信機及びタイヤ状態監視装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明では、車両のタイヤに設け
られ、そのタイヤの状態を計測するための計測手段を有
し、その計測手段によって計測されたタイヤの状態を示
すデータを無線送信するタイヤ状態監視装置の送信機で
あって、前記送信機は、データの送信を第１時間間隔で
行う通常モードと、データの送信を前記第１時間間隔よ
りも短い第２時間間隔で行う異常モードと、データの送
信を行わないスリープモードとを備え、送信機は、前記
計測手段による計測結果のタイヤ状態を示すデータ値ま
たはタイヤ状態を示すデータ値の変化量を所定の閾値と
比較して現在の動作モードから他の動作モードに移行す
るか否かを決定し、通常モードから異常モードへ移行す
るための閾値は、スリープモードから異常モードへ移行
するための閾値と異なる。

【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のタイヤ状態監視装置の送信機において、通常モード
から異常モードへ移行するための閾値は、スリープモー
ドから異常モードへ移行するための閾値よりも小さい。

【００１０】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は請求項２に記載のタイヤ状態監視装置の送信機におい
て、前記タイヤ状態を示すデータ値またはタイヤ状態を
示すデータ値の変化量は、タイヤ内の空気圧又は温度で
ある。

【００１１】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載のタイヤ状態監視装置の送信機において、前記計測手
段は定期的に計測を行い、前記タイヤ状態を示すデータ
値の変化量は、前回計測されたタイヤ内の空気圧データ
値と今回計測されたタイヤ内の空気圧データ値との差で
ある。

【００１２】請求項５に記載の発明では、請求項１〜請
求項４のいずれか１項に記載のタイヤ状態監視装置の送
信機と、その送信機から送信されてきたデータを受信ア
ンテナで受信して、受信データを処理する受信機とを備
えた。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るタイヤ状態
監視装置を自動車等の車両に具体化した一実施形態につ
いて図面を用いて説明する。

【００１４】図１に示すように、タイヤ状態監視装置１
は、車両１０の４つのタイヤ２０に設けられた４つの送
信機３０と、車両１０の車体１１に設けられた１つの受
信機４０とを備えている。

【００１５】各送信機３０は、それぞれ対応するタイヤ
２０の内部、例えばタイヤ２０のホイール２１に固定さ
れている。そして、各送信機３０は、対応するタイヤ２
０の状態、すなわち対応するタイヤ２０内の空気圧及び
温度を計測して、その計測によって得られたタイヤ２０
の空気圧データ及び温度データを含むデータを無線送信
する。

【００１６】受信機４０は、車体１１の所定箇所に設置
され、例えば車両１０のバッテリ（図示略）からの電力
によって動作する。受信機４０は、１つの受信アンテナ
４１を備え、ケーブル４２を介して受信機４０に接続さ
れている。このケーブル４２は、ノイズの影響をあまり
受けない同軸ケーブルが好ましい。受信機４０は、各送
信機３０から送信されたデータを受信アンテナ４１を介
して受信する。

【００１７】表示器５０は、車室内等、車両１０の運転
者の視認範囲に配置される。この表示器５０は、ケーブ
ル４３を介して受信機４０に接続されている。図２に示
すように、各送信機３０は、マイクロコンピュータ等よ
りなる送信コントローラ３１を備える。送信コントロー
ラ３１は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、リードオ
ンリメモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（Ｒ
ＡＭ）を備えている。送信コントローラ３１の内部メモ
リ、例えばＲＯＭには、予め固有のＩＤコードが登録さ
れている。そして、このＩＤコードは、４つのタイヤ２
０に設けられた４つの送信機３０を識別するために利用
されている。

【００１８】圧力センサ３２は、タイヤ２０内の空気圧
を計測して、その計測によって得られた空気圧データを
送信コントローラ３１に出力する。温度センサ３３は、
タイヤ２０内の温度を計測して、その計測によって得ら
れた温度データを送信コントローラ３１に出力する。

【００１９】送信コントローラ３１は、入力された空気
圧データ及び温度データ並びに自身に登録されているＩ
Ｄコードを送信回路３４に出力する。送信回路３４は、
空気圧データ及び温度データ並びにＩＤコードを含む送
信データを、送信アンテナ３５を介して受信機４０に無
線送信する。送信機３０は、電池３６を備えている。送
信機３０は、その電池３６からの電力によって動作す
る。

【００２０】図３に示すように、送信コントローラ３１
は、通常は予め設定された計測時間間隔ｔ１（本実施形
態では１５秒間隔）毎に、圧力センサ３２及び温度セン
サ３３に計測動作を行わせる。図３に示される時間ｔ２
は、圧力センサ３２及び温度センサ３３が計測を開始し
てから、計測によって得られたデータが送信コントロー
ラ３１で処理されるまでの間の時間、つまり計測動作時
間である。

【００２１】また、送信コントローラ３１は、圧力セン
サ３２及び温度センサ３３の計測回数をカウントし、計
測回数が所定回数（本実施形態では４０回）に達する毎
に、送信回路３４に送信動作を行わせる。本実施形態で
は、通常は圧力センサ３２及び温度センサ３３の計測時
間間隔ｔ１が１５秒に定められている。従って、図３に
示すように、送信コントローラ３１は、予め設定された
送信時間間隔ｔ４、具体的には１０分（＝１５秒×４
０）毎に、送信回路３４に送信動作を行わせる。図３に
示される時間ｔ３は、送信回路３４が送信動作を実行し
ている時間、つまり送信動作時間である。従って、送信
機３０は、上述した計測動作時間ｔ２及び送信動作時間
ｔ３以外は、電池３６の電力を殆ど消費しないスリープ
状態になる。

【００２２】計測時間間隔ｔ１及び送信時間間隔ｔ４
は、例えば電池３６の容量、送信機３０の消費電力及び
送信機３０の計測動作時間ｔ２、送信動作時間ｔ３を考
慮して決定される。ちなみに、１０００ｍＡｈの容量を
有する電池３６を使用した場合、計測時間間隔ｔ１を１
５秒、送信時間間隔ｔ４を１０分とすると、電池３６の
寿命が１０年以上になることが確認されている。

【００２３】送信コントローラ３１は、通常は、上述し
た一定の送信時間間隔ｔ４（第１時間間隔）毎に送信回
路３４に送信動作を行わせる（通常モード）。しかし、
送信コントローラ３１は、圧力センサ３２からの空気圧
データ及び温度センサ３３からの温度データに基づき、
予め設定されたモード切替条件が成立したと判断したと
きには、通常モードから異常モードに移行する。ここ
で、モード切替条件とは、タイヤ２０内の空気圧及び温
度の急激な変化やタイヤ２０内の温度の異常な上昇であ
る。異常モードにおいて、送信コントローラ３１は、通
常モードでの送信時間間隔ｔ４よりも短く、且つ計測時
間間隔ｔ１以上の時間間隔（第２時間間隔）で送信回路
３４に送信動作を行わせる。なお、異常モードにおいて
も圧力センサ３２及び温度センサ３３の計測時間間隔ｔ
１は変化しない。

【００２４】本実施形態では、送信機３０が通常モード
で動作している状態で、圧力センサ３２によって計測さ
れた前回の空気圧データ値と今回の空気圧データ値との
差が、予め定められた第１閾値以上になると、送信機３
０の動作モードが異常モードに切り替わる。換言すれ
ば、圧力センサ３２の計測時間間隔ｔ１である１５秒の
間にタイヤ２０内の空気圧が第１閾値以上変化すると、
送信機３０の動作モードが通常モードから異常モードに
切り替わる。

【００２５】一方、送信機３０が異常モードで動作して
いる状態で、圧力センサ３２によって計測された前回の
空気圧データ値と今回の空気圧データ値との差が、予め
定められた第２閾値未満になると、送信機３０の動作モ
ードが通常モードに切り替わる。換言すれば、１５秒の
間におけるタイヤ２０内の空気圧の変化が第２閾値未満
になると、送信機３０の動作モードが異常モードから通
常モードに切り替わる。なお、本実施形態では、第２閾
値は前記第１閾値と同じである。

【００２６】また、送信機３０の動作モードは、前述し
た通常モード及び異常モードに加えて、スリープモード
を備えている。スリープモードにおいて、送信コントロ
ーラ３１は送信回路３４による送信動作を停止させる。
但し、スリープモードにおいても、圧力センサ３２及び
温度センサ３３による定期的な計測動作は行われる。圧
力センサ３２及び温度センサ３３の計測時間間隔は、通
常モード及び異常モードと同じく、１５秒である。送信
機３０を保管したり出荷のために輸送したりする場合に
は、電池３６の消耗や不要な電波の送出を避けるため
に、送信機３０がスリープモードに設定される。

【００２７】本実施形態では、送信機３０がスリープモ
ードの状態で、圧力センサ３２によって計測された前回
の空気圧データ値と今回の空気圧データ値との差が、予
め定められた第３閾値以上になると、送信機３０の動作
モードが異常モードに切り替わる。この第３閾値は、前
記第１閾値及び第２閾値と異なる値である。

【００２８】なお、所定の切替信号（例えば所定パター
ンを有するパルス信号）を、送信アンテナ３５を通じて
送信機３０に入力することにより、送信機３０の動作モ
ードをスリープモードから通常モードへ或いはその逆に
切り替えることも可能である。このような切替信号を発
信するための治具として、切替信号を発信させるために
操作される発信ボタンを有する携帯可能な外部治具が準
備されることが好ましい。

【００２９】図４に示すように、受信機４０は、受信ア
ンテナ４１を介して受信されたデータを処理するための
受信コントローラ４４及び受信回路４５を備えている。
マイクロコンピュータ等よりなる受信コントローラ４４
は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えている。受
信回路４５は、各送信機３０からの送信データを受信ア
ンテナ４１を介して受信する。また、受信回路４５は、
受信データを復調及び復号した後、受信コントローラ４
４に送出する。

【００３０】受信コントローラ４４は、受信データに基
づいて発信元の送信機３０に対応するタイヤ２０の空気
圧及び温度を把握する。また、受信コントローラ４４
は、空気圧及び温度に関するデータを表示器５０に表示
させる。特に、タイヤ２０の空気圧が異常である場合に
は、その旨を表示器５０に警告表示する。なお、受信機
４０は、例えば車両１０のキースイッチ（図示略）のオ
ンに伴って起動する。

【００３１】ところで、一般的に、タイヤ２０は、外気
温、直射日光、走行による発熱等の影響により、タイヤ
２０内の温度が変化し、この温度変化に伴ってタイヤ２
０内の空気圧も変化する。この温度変化に伴う空気圧の
変化量は、２〜３ｋＰａ／分であることが実験で分かっ
ている。このような空気圧の変化量には反応しない程度
であって、且つ、出来るだけ小さい空気圧の変化量に応
じて通常モードから異常モードに移行できるようにする
ため、前記第１閾値及び第２閾値として、例えば５ｋＰ
ａ／分に対応する値を送信機３０のＲＯＭに設定してい
る。従って、タイヤ２０内の空気圧を１５秒間隔で計測
する場合の第１及び第２閾値は、５／４ｋＰａとなる。

【００３２】一方、送信機３０の空輸時に生じる気圧の
変化量は、１０〜１５ｋＰａ／分程度であることが分か
っている。このため、スリープモードから異常モードへ
移行する前記第３閾値を、前述第１及び第２閾値と同じ
値に設定すると、送信機３０の動作モードが空輸時にス
リープモードから異常モードへと移行してしまう。そこ
で、第３閾値として、例えば２０ｋＰａ／分に対応する
値を送信機３０のＲＯＭに設定している。従って、タイ
ヤ２０内の空気圧を１５秒間隔で計測する場合の第３閾
値は、５ｋＰａとなる。

【００３３】このように第３閾値として、５ｋＰａを設
定すると、送信機３０の動作モードが空輸時にスリープ
モードから異常モードに移行することはない。そして、
送信機３０をタイヤ２０内に装着した後、タイヤ２０内
の空気圧の変化量が２０ｋＰａ／分以上となるように空
気を充填すれば、送信機３０のモードがスリープモード
から異常モードへ移行することになる。その後、タイヤ
２０内の空気圧の変化量が５ｋＰａ／分未満になると、
送信機３０の動作モードが異常モードから通常モードに
移行する。

【００３４】以上、詳述したように本実施形態によれ
ば、次のような作用、効果を得ることができる。 （１）スリープモードから異常モードへ移行する第３閾
値を２０ｋＰａ／分に設定し、通常モードから異常モー
ドに移行する第１閾値を５ｋＰａ／分に設定している。
このため、送信機３０の動作モードが空輸時の気圧変化
によって、スリープモードから異常モードに移行するこ
とはない。一方、送信機３０をタイヤ２０内に装着した
後、タイヤ２０内の空気圧の変化量を２０ｋＰａ／分以
上となるように空気を充填すれば、送信機３０の動作モ
ードがスリープモードから異常モードへ移行する。その
後、タイヤ２０内の空気圧の変化量が５ｋＰａ／分未満
になると、送信機３０の動作モードが異常モードから通
常モードに移行する。従って、送信機３０の動作モード
が、例えば空輸時等の気圧変化に伴ってスリープモード
から他の動作モード（通常モードや異常モード）に移行
することはない。しかも使用時においてはタイヤ２０内
の空気圧の変化量が５ｋＰａ／分以上になると、通常モ
ードから異常モードへ移行する。従って、送信機３０は
異常時のデータをいち早く送信することができる。

【００３５】（２）タイヤ２０内の空気圧における変化
量を利用して、送信機３０の動作モードがスリープモー
ドから異常モードへ移行するように制御している。この
ため、タイヤ２０及び送信機３０をホイール２１に取り
付けるとともに、タイヤ２０内に空気を充填するといっ
た通常の作業を行うだけで、送信機３０の動作モードを
スリープモードから他のモードに移行させることができ
る。従って、前述した専用の外部治具等を用いることな
く、しかも極めて簡単な手順で、送信機３０の動作モー
ドをスリープモードから異常モードへ確実に移行させる
ことができる。

【００３６】なお、前記実施形態は、次のように変更し
て具体化することも可能である。 ・タイヤ２０内の空気圧の変化量に代えて或いは加え
て、タイヤ２０内の温度変化に応じて動作モードの切り
替えを行う構成にしても良い。

【００３７】・タイヤ２０内の空気圧の変化量に代えて
或いは加えて、タイヤ２０内の空気圧データ値が所定の
閾値以上であるか否かに応じて動作モードの切り替えを
行う構成にしても良い。

【００３８】・通常モード或いは異常モードの状態で空
気圧がほぼ大気圧に達した場合は、スリープモードに移
行するように構成しても良い。このように構成すれば、
送信機３０が使用されていなと考えられるほぼ大気圧の
状態では、電波の送信が抑制されるため、電池３６の消
耗を防止することができる。

【００３９】・計測時間間隔ｔ１は、１５秒に限定され
るものではなく、例えば送信機３０を装着したタイヤ２
０の種類に応じて適宜変更しても良い。 ・送信時間間隔ｔ４が経過したか否かの判断基準となる
圧力センサ３２及び温度センサ３３による計測回数を４
０回以外の回数に適宜変更しても良い。

【００４０】・タイヤ２０の空気圧又は温度が異常であ
る場合には、その旨を音で報知する報知器を設けても良
い。加えて、予め車両１０に装備されているスピーカを
報知器とする構成にしても良い。

【００４１】・温度センサ３３を省いた構成にしても良
い。このように構成すれば、必要最小限の機能を備えた
送信機３０を低コストで提供することができる。 ・送信機３０から送信される空気圧データとしては、空
気圧の値を具体的に示すデータ、または単に空気圧が許
容範囲内であるか否かを示すデータであっても良い。

【００４２】・車両としては、４輪の車両に限らず、２
輪の自転車やオートバイ、多輪のバスや被牽引車、また
はタイヤ２０を装備する産業車両（例えばフォークリフ
ト）等に、前記実施形態を適用しても良い。なお、被牽
引車に前記実施形態を適用する場合には、受信機４０や
表示器５０を牽引車に設置することは言うまでもない。

【００４３】・送信機３０の動作モードが通常モードか
ら異常モードに切り替わるときの第１閾値を、異常モー
ドから通常モードに切り替わるときの第２閾値と異なら
せても良い。

【００４４】・空気圧の変化量の判定は、前回の空気圧
データ値と今回の空気圧データ値との比較に限定されな
い。例えば、２回以上以前の空気圧データ値と今回の空
気圧データ値との差に基づいて、空気圧の変化量を判定
してもよい。

【００４５】さらに、上記実施形態より把握される技術
的思想について、以下にそれらの効果と共に記載する。 ・請求項５に記載のタイヤ状態監視装置において、受信
機は、タイヤの状態を報知する報知手段に接続されてい
るタイヤ状態監視装置。このように構成すれば、タイヤ
の異常な状態を報知手段に報知することができる。

【００４６】なお、本明細書において、「所定時間間隔
での計測や送信」、「定期的な計測や送信」とは、計測
時間間隔や送信時間間隔が完全に一定であることを意味
するものではない。すなわち、計測時間間隔や送信時間
間隔が若干変動することも、上記文言の意味する範疇に
含まれる。

【００４７】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ため、次のような効果を奏する。請求項１〜請求項５の
いずれか１項に記載の発明によれば、例えば空輸時等の
気圧変化に伴って現在の動作モードから他の動作モード
に移行することなく、しかも使用時においては異常時の
データをいち早く送信することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】タイヤ状態監視装置を示すブロック構成図。

【図２】送信機を示すブロック構成図。

【図３】送信機の動作を説明するためのタイミングチャ
ート。

【図４】受信機を示すブロック構成図。

【符号の説明】

１…タイヤ状態監視装置、１０…車両、２０…タイヤ、
３０…送信機、３２…計測手段としての圧力センサ、３
３…計測手段としての温度センサ、４０…受信機、４１
…受信アンテナ、５０…報知手段としての表示器。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のタイヤに設けられ、そのタイヤの
   状態を計測するための計測手段を有し、その計測手段に
   よって計測されたタイヤの状態を示すデータを無線送信
   するタイヤ状態監視装置の送信機であって、 前記送信機は、データの送信を第１時間間隔で行う通常
   モードと、データの送信を前記第１時間間隔よりも短い
   第２時間間隔で行う異常モードと、データの送信を行わ
   ないスリープモードとを備え、 送信機は、前記計測手段による計測結果のタイヤ状態を
   示すデータ値またはタイヤ状態を示すデータ値の変化量
   を所定の閾値と比較して現在の動作モードから他の動作
   モードに移行するか否かを決定し、 通常モードから異常モードへ移行するための閾値は、ス
   リープモードから異常モードへ移行するための閾値と異
   なるタイヤ状態監視装置の送信機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のタイヤ状態監視装置の
   送信機において、 通常モードから異常モードへ移行するための閾値は、ス
   リープモードから異常モードへ移行するための閾値より
   も小さいタイヤ状態監視装置の送信機。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のタイヤ
   状態監視装置の送信機において、 前記タイヤ状態を示すデータ値またはタイヤ状態を示す
   データ値の変化量は、タイヤ内の空気圧又は温度である
   タイヤ状態監視装置の送信機。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のタイヤ状態監視装置の
   送信機において、 前記計測手段は定期的に計測を行い、前記タイヤ状態を
   示すデータ値の変化量は、前回計測されたタイヤ内の空
   気圧データ値と今回計測されたタイヤ内の空気圧データ
   値との差であるタイヤ状態監視装置の送信機。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記
   載のタイヤ状態監視装置の送信機と、その送信機から送
   信されてきたデータを受信アンテナで受信して、受信デ
   ータを処理する受信機とを備えたタイヤ状態監視装置。