JP2006044566A - タイヤ空気圧監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】 高速走行時においても、送信機から送信されたデータを受信機が確実に受信することができるタイヤ空気圧監視システムを提供する。
【解決手段】 タイヤ温度検出手段１１ａ〜１４ａと、タイヤ空気圧検出手段１１ｂ〜１４ｂと、車輪側制御手段１１ｃ〜１４とを備える送信機１１〜１４と、車体側受信手段２１〜２４と、車体側制御手段３０とを備える受信機２１〜２４、３０とを備え、車輪側制御手段１１ｃ〜１４ｃは、タイヤ温度検出手段１１ａ〜１４ａにより検出されたタイヤ内の温度が所定温度未満の場合に、送信フレームの長さを第１のデータ長にして、送信フレームの送信回数を第１の所定回数とし、タイヤ温度検出手段１１ａ〜１４ａにより検出されたタイヤ内の温度が所定温度以上の場合に、送信フレームの長さを第１のデータ長よりも短い第２のデータ長にして、送信フレームの送信回数を第１の所定回数よりも多い第２の所定回数とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、タイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧監視システムに関する。

従来より、各タイヤのホイールに設けられた空気圧センサおよび送信機と、車体側のホイールハウス等に設けられた受信機とを備えるタイヤ空気圧監視システムが知られている。

このようなタイヤ空気圧監視システムは、タイヤ情報をタイヤ空気圧センサで定期的にセンシングし、圧力変動や時間等といった所定条件の成立により、センシング情報を車輪側から車体側に送信するように構成されている。そして、送信機が受信機に送信するデータ長、通信速度、送信回数および送信出力は一定となっている。

しかしながら、上述のようなタイヤ空気圧監視システムでは、電波法や消費電力の問題から通信可能範囲が限られているため、車輪全周に渡る通信は困難である。この結果、車輪が回転して送信機が受信機の通信可能範囲に入ったときにのみ通信が成立する。このため、特定車速以上となった場合、送信機が通信可能範囲に位置している時間が短くなり、１回の送信では送信すべきデータのすべてを送信しきれなくなってしまうという問題がある。

本発明は上記点に鑑み、高速走行時においても、送信機から送信されたデータを、受信機が確実に受信することができるタイヤ空気圧監視システム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に記載の発明では、タイヤを備える各車輪（１〜４）のそれぞれに配置され、タイヤ内の温度を検出するタイヤ温度検出手段（１１ａ〜１４ａ）と、タイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧検出手段（１１ｂ〜１４ｂ）と、タイヤ空気圧検出手段（１１ｂ〜１４ｂ）の検出信号を信号処理し、検出信号を送信フレームに格納して送信する車輪側制御手段（１１ｃ〜１４ｃ）とを備える送信機（１１〜１４）と、車体側に配置され、検出信号を受信可能な車体側受信手段（２１〜２４）と、検出信号に基づいて各車輪（１〜４）のそれぞれに備えられたタイヤの空気圧を求める車体側制御手段（３０）とを備える受信機（２１〜２４、３０）とを備え、車輪側制御手段（１１ｃ〜１４ｃ）は、タイヤ温度検出手段（１１ａ〜１４ａ）により検出されたタイヤ内の温度が所定温度未満の場合に、送信フレームの長さを第１のデータ長にして、送信フレームの送信回数を第１の所定回数とし、タイヤ温度検出手段（１１ａ〜１４ａ）により検出されたタイヤ内の温度が所定温度以上の場合に、送信フレームの長さを第１のデータ長よりも短い第２のデータ長にして、送信フレームの送信回数を第１の所定回数よりも多い第２の所定回数とすることを特徴としている。

タイヤ温度と車速は相関関係があり、車速が速くなる程タイヤ温度が上昇するため、タイヤ温度から車速を推定することができる。したがって、タイヤ内の温度が所定温度以上になった場合には、車速が所定速度以上となったと推定できるので、送信フレームのデータ長を短くして送信回数を多くする。これにより、高速走行時にも確実に車輪側送信手段（１１〜１４）が送信した電波を車体側受信手段（２１〜２４）で受信できるようにすることができる。

また、請求項２に記載の発明では、車輪側制御手段（１１ｃ〜１４ｃ）は、タイヤ温度検出手段（１１ａ〜１４ａ）により検出されたタイヤ内の温度が所定温度未満の場合に、送信フレームを第１の通信速度で送信し、タイヤ温度検出手段（１１ａ〜１４ａ）により検出されたタイヤ内の温度が所定温度以上の場合に、送信フレームを第１の通信速度よりも速い第２の通信速度で送信することを特徴としている。

このように、タイヤ内の温度が所定温度より高い、つまり、車速が所定速度より速い場合は、車輪側送信手段（１１〜１４）の通信速度を速くすることで、車輪側送信手段（１１〜１４）が通信可能範囲に位置している間により多くのデータを車体側受信手段（２１〜２４）に送信することができる。このため、確実に車輪側送信手段（１１〜１４）が送信した電波を車体側受信手段（２１〜２４）で受信できるようにすることができる。

また、タイヤ内の温度が所定温度より低い、つまり、車速が所定速度より遅い場合は、車輪側送信手段（１１〜１４）の通信速度を遅くすることで消費電力を低減できる。

また、請求項３に記載の発明では、車輪側制御手段（１１ｃ〜１４ｃ）は、タイヤ温度検出手段（１１ａ〜１４ａ）により検出されたタイヤ内の温度が所定温度未満の場合に、前記送信フレームを第１の送信出力で送信し、タイヤ温度検出手段（１１ａ〜１４ａ）により検出されたタイヤ内の温度が所定温度以上の場合に、送信フレームを前記第１の送信出力よりも強い第２の送信出力で送信することを特徴としている。

このように、タイヤ内の温度が所定温度より高い、つまり、車速が所定速度より速い場合は、車輪側送信手段（１１〜１４）の送信出力を強くすることで、車体側受信手段（２１〜２４）の受信率を高くすることができる。

また、タイヤ内の温度が所定温度より低い、つまり、車速が所定速度より遅い場合は、車輪側送信手段（１１〜１４）の送信出力を弱くすることで消費電力を低減できる。

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を示すものである。

以下、本発明の一実施形態について図１〜図５に基づいて説明する。

図１は、本実施形態を示す車両の概略斜視図で、図２は本実施形態のタイヤ空気圧監視システムの概略構成を示すブロック図である。図１および図２に示すように、本実施形態のタイヤ空気圧監視システムは、送信機１１〜１４と、車体側受信機２１〜２４と、車体側制御装置３０と、表示装置４０とを備えている。なお、車体側受信機２１〜２４と車体側制御装置３０が本発明の受信機に相当している。

送信機１１〜１４は各車輪１〜４に取り付けられるもので、車輪１〜４に取り付けられたタイヤの空気圧を検出すると共に、その検出結果を示す検出信号のデータを送信フレーム内に格納して送信するものである。

図３は、本実施形態の送信機１１〜１４の概略構成を示すブロック図である。図３に示すように、送信機１１〜１４は、温度センサ部１１ａ〜１４ａ、空気圧センサ部１１ｂ〜１４ｂ、車輪側制御部１１ｃ〜１４ｃ、送信アンテナ１１ｄ〜１４ｄ、内蔵電池１１ｅ〜１４ｅを備えている。なお、温度センサ部１１ａ〜１４ａが本発明のタイヤ温度検出手段に相当し、空気圧センサ部１１ｂ〜１４ｂがタイヤ空気圧検出手段に相当している。

温度センサ部１１ａ〜１４ａはタイヤ内部の温度を検出するもので、温度センサ部１１ａ〜１４ａの検出信号は車輪側制御部１１ｃ〜１４ｃに出力される。空気圧センサ部１１ｂ〜１４ｂは、タイヤの空気圧を検出するもので、空気圧センサ部１１ｂ〜１４ｂの検出信号は、車輪側制御部１１ｃ〜１４ｃに出力される。

車輪側制御部１１ｃ〜１４ｃは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えた周知のマイクロコンピュータを用いることができ、ＲＯＭ内に記憶されたプログラムに従って所定の処理を実行するようになっている。

車輪側制御部１１ｃ〜１４ｃは、空気圧センサ部１１ｂ〜１４ｂからの検出信号を受け取り、その信号を必要に応じて信号処理したのち、これを検出結果を示すデータとして、送信フレーム内に格納する。その後、車輪側制御部１１ｃ〜１４ｃは、送信アンテナ１１ｄ〜１４ｄを通じて送信フレームを車体側受信機２１〜２４に向けて送信するようになっている。

また、車輪側制御部１１ｃ〜１４ｃは、温度センサ部１１ａ〜１４ａから入力されたタイヤ内の温度により、送信フレームの車体側受信機２１〜２４への送信方法を変化させるように構成されている。具体的には、車輪側制御部１１ｃ〜１４ｃは、送信フレームの長さを変えることができ、後述のように送信フレームを複数にパケット分割し、分割した各送信フレームを複数回に分けて送ることができるように構成されている。また、車輪側制御部１１ｃ〜１４ｃは、送信フレームの送信速度および送信出力が変えられるように構成されている。

送信アンテナ１１ｄ〜１４ｄは、タイヤ空気圧の検出信号のデータが格納された送信フレームを、車体側受信機２１〜２４に送信するように構成されている。内蔵電池１１ｅ〜１４ｅは、送信機１１〜１４の各構成要素に電源供給するものである。

図２に戻り、車体側受信機２１〜２４は、送信機１１〜１４から送信される送信フレームを受信する受信アンテナを備えており、各車輪１〜４にそれぞれ隣接した車体側部位に取り付けられる。より具体的には、車体側受信機２１〜２４は、車体側の各ホイールハウス５０内に１つずつ取り付けられている。各車体側受信機２１〜２４は、それぞれ信号線６０で車体側制御装置３０と接続されている。そして、車体側受信機２１〜２４は、各送信機１１〜１４から送信される送信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応じた電圧信号を車体側制御装置３０に送信する。なお、各車体側受信機２１〜２４のそれぞれから車体側制御装置３０への信号の送信は、図２のような有線式に限らず、無線式とすることもできる。

車体側制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えた周知のマイクロコンピュータを用いることができ、ＲＯＭ内に記憶されたプログラムに従って所定の処理を実行するようになっている。

車体側制御装置３０は、送信機１１〜１４から送信されるタイヤ空気圧情報を、車体側受信機２１〜２４を介して受け取る。また、車体側側制御装置３０は、例えば、車載バッテリ（図示せず）により給電され、各車体側受信機２１〜２４は車体側制御装置３０から給電される。

表示装置４０は、車体側制御装置３０からの信号に基づいてユーザにタイヤ空気圧を報知するものであり、例えば、ナビゲーション装置の画面を用いて構成できる。

以下、図４を参照しながら、車輪側制御部１１ｃ〜１４ｃにおける送信フレームの送信方法について説明する。

図４は、送信フレームを１つにした場合と複数に分割した場合の構成例を示した模式図である。図４（ａ）に示されるように、送信フレームを１つにした場合、その送信フレームを構成するデータのビット数が例えば１００ビットという大きなものとなる。このため、送信フレームの送信に必要とされる時間が例えば１０〔ｍｓｅｃ〕と長くなる。

これに対し、図４（ｂ）に示されるように、例えば送信フレームをＮ個にパケット分割した場合、各送信フレームを構成するデータのビット数は例えばｍビットとなる。この場合、複数に分割された各送信フレームのそれぞれに、パリティビットとパケットナンバーを示すビットが付されることになる。したがって、各送信フレームの合計ビット数は送信フレームを１つにした場合よりも大きくなるが、各送信フレームのビット数はそれよりも小さくなる。このため、各送信フレームの送信に必要とされる時間が例えば０．１×ｍ〔ｍｓｅｃ〕と短くなる。

このように、送信フレームを複数に分割し、複数回の送信タイミングに分けて送信させることも可能になっている。

次に、図５を参照しながら、本実施形態のタイヤ空気圧監視システムの車輪側制御部１１ｃ〜１４ｃによるタイヤ情報の送信制御について説明する。図５は、本実施形態におけるタイヤ空気圧監視システムの車輪側制御部１１ｃ〜１４ｃのＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムに従って行う処理内容を示すフローチャートである。

まず、車輪側制御部１１ｃ〜１４ｃは、温度センサ部１１ａ〜１４ａおよび空気圧センサ部１１ｂ〜１４ｂからの検出信号を受け取る（Ｓ１００）。そして、空気圧センサ部１１ｂ〜１４ｂから受け取った検出信号を送信フレーム内に格納する（Ｓ１１０）。

次に、タイヤ内の温度が所定温度以上であるか否かを判定する（Ｓ１２０）。車速とタイヤ温度とは相関関係があり、車速が速くなる程タイヤ温度が高温になる。このため、タイヤ内の温度が所定温度未満であった場合は（Ｓ１２０：ＮＯ）、車速が所定速度未満の低速であると推定できるので、送信フレームを第１の送信方法で車体側受信機２１〜２４に送信する（Ｓ１３０）。第１の送信方法では、送信フレームの長さを第１のデータ長とし、送信フレームの送信回数を第１の所定回数とする。具体的には、送信フレームを分割せずに１回で送信する。

一方、タイヤ内の温度が所定温度以上であった場合は（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、車速が所定速度以上の高速であると推定でき、送信フレームを第２の送信方法で車体側受信機２１〜２４に送信する（Ｓ１４０）。第２の送信方法では、送信フレームの長さを第１のデータ長よりも短い第２のデータ長とし、送信フレームの送信回数を第１の所定回数よりも多い第２の送信回数とする。具体的には、送信フレームを複数にパケット分割し、分割した各送信フレームを複数回に分けて車体側受信機２１〜２４に送信する。

以上説明したように、本実施形態では、タイヤ内の温度が高い場合、送信フレームを複数に分割し、複数回に分けて車体側受信機２１〜２４に送信するようにしている。

タイヤ内の温度が所定温度以上のとき、つまり、車速が所定速度以上のときは、送信機１１〜１４が通信可能範囲に位置している時間が短いため、１つの送信フレームが長すぎると送信しきれなくなってしまうが、本実施形態のように、送信フレームを複数に分割してデータ長を短くし、複数回に分けて送信するようにすれば、各送信フレームの送信時間を短くすることができる。したがって、確実に送信機１１〜１４が送信した電波を車体側受信機２１〜２４で受信できるようにすることができる。

また、タイヤ内の温度が所定温度未満のとき、つまり、車速が所定速度未満のときは、送信機１１〜１４が通信可能範囲に位置している時間が長いため、車速が速いときよりも車体側受信機２１〜２４は送信機１１〜１４が送信した電波を受信しやすい。したがって、送信フレームを長くし、送信回数を少なくすることで、消費電力を低減できる。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、タイヤ温度に基づいて送信フレームの長さと送信回数を変更したが、これに加えて、タイヤ温度が所定温度未満（車速が所定速度未満）の場合には、送信フレームの通信速度を第１の通信速度とし、タイヤ温度が所定値以上（車速が所定速度以上）の場合には、送信フレームの通信速度を第１の通信速度よりも速い第２の通信速度としてもよい。

これにより、高速走行時には、車体側受信機２１〜２４における送信機１１〜１４から送信されるデータの受信率をより向上させることができ、低速走行時には、消費電力をより低減できる。

さらに、タイヤ温度が所定温度未満（車速が所定速度未満）の場合には、送信フレームの送信出力を第１の送信出力とし、タイヤ温度が所定値以上（車速が所定速度以上）の場合には、送信フレームの送信出力を第１の送信出力よりも強い第２の送信出力としてもよい。

これにより、高速走行時には、車体側受信機２１〜２４における送信機１１〜１４から送信されるデータの受信率をさらに向上させることができ、低速走行時には、消費電力をさらに低減できる。

また、上記実施形態では、タイヤ内部の温度が所定温度以上か否かにより、２段階の送信方法で送信フレームを車体側受信機２１〜２４に送信したが、複数の所定温度を設けて、複数段階の送信方法で送信フレームを送信するように構成してもよい。具体的には、送信フレームの分割数を複数に設定してもよい。また、通信速度および送信出力を複数段階にしてもよい。

本発明の実施形態のタイヤ空気圧監視システムを示す概略斜視図である。 本発明の実施形態におけるタイヤ空気圧監視システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態における送信機の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態におけるタイヤ空気圧監視システムの送信フレームを１つにした場合と複数に分割した場合の送信フレームの構成例を示した模式図である。 本発明の実施形態におけるタイヤ空気圧監視システムの車輪側制御部のＣＰＵが行う処理内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１〜４…車輪、１１〜１４…送信機、１１ａ〜１４ａ…温度センサ（タイヤ温度検出手段）、１１ｂ〜１４ｂ…空気圧センサ（タイヤ空気圧検出手段）、１１ｃ〜１４ｃ…車輪側制御部、２１〜２４…車体側受信機、３０…車体側制御部。

Claims (3)

1. タイヤを備える各車輪（１〜４）のそれぞれに配置され、前記タイヤ内の温度を検出するタイヤ温度検出手段（１１ａ〜１４ａ）と、前記タイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧検出手段（１１ｂ〜１４ｂ）と、前記タイヤ空気圧検出手段（１１ｂ〜１４ｂ）の検出信号を信号処理し、前記検出信号を送信フレームに格納して送信する車輪側制御手段（１１ｃ〜１４ｃ）とを備える送信機（１１〜１４）と、
   車体側に配置され、前記検出信号を受信可能な車体側受信手段（２１〜２４）と、前記検出信号に基づいて前記各車輪（１〜４）のそれぞれに備えられた前記タイヤの空気圧を求める車体側制御手段（３０）とを備える受信機（２１〜２４、３０）とを備え、
   前記車輪側制御手段（１１ｃ〜１４ｃ）は、前記タイヤ温度検出手段（１１ａ〜１４ａ）により検出された前記タイヤ内の温度が所定温度未満の場合に、前記送信フレームの長さを第１のデータ長にして、前記送信フレームの送信回数を第１の所定回数とし、前記タイヤ温度検出手段（１１ａ〜１４ａ）により検出された前記タイヤ内の温度が前記所定温度以上の場合に、前記送信フレームの長さを前記第１のデータ長よりも短い第２のデータ長にして、前記送信フレームの送信回数を前記第１の所定回数よりも多い第２の所定回数とすることを特徴とするタイヤ空気圧監視システム。
2. 前記車輪側制御手段（１１ｃ〜１４ｃ）は、前記タイヤ温度検出手段（１１ａ〜１４ａ）により検出された前記タイヤ内の温度が前記所定温度未満の場合に、前記送信フレームを第１の通信速度で送信し、前記タイヤ温度検出手段（１１ａ〜１４ａ）により検出された前記タイヤ内の温度が前記所定温度以上の場合に、前記送信フレームを前記第１の通信速度よりも速い第２の通信速度で送信することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧監視システム。
3. 前記車輪側制御手段（１１ｃ〜１４ｃ）は、前記タイヤ温度検出手段（１１ａ〜１４ａ）により検出された前記タイヤ内の温度が前記所定温度未満の場合に、前記送信フレームを第１の送信出力で送信し、前記タイヤ温度検出手段（１１ａ〜１４ａ）により検出された前記タイヤ内の温度が前記所定温度以上の場合に、前記送信フレームを前記第１の送信出力よりも強い第２の送信出力で送信することを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ空気圧監視システム。

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