JP2006131014A - 通信システムおよび車体側無線受信装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 車両の走行後等の高温下でも、タイヤに適切な量の空気注入を行うことができる技術を提供する。
【解決手段】 車体に搭載された制御装置は、タイヤ内空気圧およびタイヤ内温度のデータを無線送信する車輪側無線送信装置から送信されたデータに基づいて、タイヤ内温度に比例して上昇する基準空気圧にタイヤ内空気圧が達することを判定し、その判定に基づいて、ユーザに警報を発するための処理を行う。
【選択図】 図5

Description

本発明は、タイヤ内の空気圧および温度のデータの無線通信を行う通信システム、およびその通信システムで用いられる車体側無線受信装置に関するものである。
従来、タイヤに空気を注入する場合には、空気注入ポンプに表示される圧力ゲージと、あらかじめ知っている適正タイヤ内空気圧とを比較することで、タイヤに必要十分な空気が注入されたかを確認していた。
しかし、車両の走行直後等、タイヤの温度が常温よりも上昇している場合、タイヤ内の空気圧は常温時に比べて上昇している。したがって、常温下を前提とした規定の適正タイヤ内空気圧と、この高温時のタイヤ内空気圧との比較に基づいて空気注入を行っても、結果として適正な量の空気注入を達成することは困難である。
本発明は上記点に鑑み、車両の走行後等の高温下でも、タイヤに適切な量の空気注入を行うことができる技術を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための請求項1に記載の発明は、車両の車体に配置された車体側無線受信装置と、前記車両のホイールまたはそのホイールに取り付けられたタイヤに配置された車輪側無線送信装置と、を備えた通信システムであって、前記車輪側無線送信装置は、当該タイヤ内の温度を検出する温度センサと、当該タイヤ内の空気圧を検出する空気圧センサと、前記温度センサが検出した当該タイヤ内の温度、および、前記空気圧センサが検出した当該タイヤ内の空気圧のデータを無線送信する無線送信回路と、を有し、
前記車体側無線受信装置は、前記車輪側無線送信装置の前記無線送信回路が送信した前記データを受信する無線受信回路と、前記無線受信回路が受信したデータに係るタイヤ内温度の上昇と共に上昇する基準空気圧と、前記無線受信回路が受信したデータに係るタイヤ内空気圧と、の比較に基づいて、ユーザに通知を行うための処理を行う通知処理手段と、を有することを特徴とする通信システムである。
このようになっているので、この通信システムよって、空気圧センサの検出したタイヤ内空気圧と、温度センサの検出したタイヤ内温度の上昇と共に上昇する基準空気圧と、の比較に基づくユーザへの通知が行われるので、ユーザは、高温下においても、タイヤ内温度の変化に応じた適切な空気注入量の調整をすることが可能となる。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の通信システムにおいて、前記車体側無線受信装置は、前記無線受信回路が受信したタイヤ内温度およびタイヤ内空気圧のデータに基づいて、前記タイヤ内温度の上昇と共に上昇する基準空気圧に前記タイヤ内空気圧が達することを判定する判定手段を有し、前記通知処理手段は、前記判定手段の判定に基づいて、ユーザに警報を発するための処理を行うことを特徴とする。
このようになっているので、この通信システムにおいて、空気圧センサの検出したタイヤ内空気圧が、温度センサの検出したタイヤ内温度の上昇と共に上昇する基準空気圧に達することで、ユーザに警報が発されるので、ユーザは空気圧の注入の終了時期に関連するタイミングを把握することができる。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の通信システムにおいて、前記基準空気圧は、所定の温度における適正空気圧から、ボイル・シャルルの法則に則って算出される、前記タイヤ内温度における適正空気圧であることを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の通信システムにおいて、前記判定手段は、前記空気圧センサの検出した空気圧が、それ以前に前記空気圧センサの検出した空気圧からの上昇度が既定値より高くなっている場合に、その作動を実行することを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の通信システムにおいて、前記判定手段は、前記空気圧センサの検出した空気圧が、それ以前に前記空気圧センサの検出した空気圧からの上昇度が既定値より低くなっている場合に、その作動を停止することを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の通信システムにおいて、前記判定手段は、その作動が始まってから所定時間経過したことに基づいて、その作動を停止することを特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、車両のホイールまたはそのホイールに取り付けられたタイヤに配置され、当該タイヤ内の温度および空気圧を検出する車輪側無線送信装置から送信された、その検出されたタイヤ内温度およびタイヤ内空気圧のデータを受信する無線受信回路と、前記無線受信回路が受信したデータに係るタイヤ内温度の上昇と共に上昇する基準空気圧と、前記無線受信回路が受信したデータに係るタイヤ内空気圧と、の比較に基づいて、ユーザに通知を行うための処理を行う通知処理手段と、を有することを特徴とする車体側無線受信装置である。
このようになっているので、車輪側無線送信装置の検出したタイヤ内空気圧と、同じく車輪側無線送信装置の検出したタイヤ内温度の上昇と共に上昇する基準空気圧と、の比較に基づくユーザへの通知が行われるので、ユーザは、高温下においても、タイヤ内温度の変化に応じた適切な空気注入量の調整をすることが可能となる。
(第1実施形態)
以下、本発明の第1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は本実施形態の通信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、本実施形態の通信システムは、車輪側送信装置11〜14、車体側受信モジュール21〜24、制御装置30、および表示装置60、を備えている。
車輪側送信装置11〜14は、タイヤとホイールから成る各車輪1〜4のホイール部分にそれぞれ設けられている。図3は、本実施形態の車輪側送信装置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、車輪側送信装置11〜14は、送信回路11a〜14a、送信アンテナ11b〜14b、内蔵電池11d〜14d、車輪側制御部11e〜14e、空気圧センサ11g〜14g、温度センサ11h〜14hを備えている。
送信回路11a〜14aは、車輪側制御部11e〜14eから受けたデータ(すなわちタイヤ内温度データ、タイヤ内空気圧データ等)を、それぞれ送信アンテナ11b〜14bを用いて無線送信するものである。
内蔵電池11d〜14dは、車輪側送信装置11〜14の各構成要素に電源供給するものである。
空気圧センサ11g〜14gは、タイヤ内の空気圧を検出し、その検出した空気圧に基づく信号を車輪側制御部11e〜14eに出力する装置である。
温度センサ11h〜14hは、タイヤ内の温度を検出し、その検出した温度に基づく信号を車輪側制御部11e〜14eに出力する装置である。
車輪側制御部11e〜14eは、周知のマイクロコンピュータとして構成することができる。車輪側メモリ11f〜14fは、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ等から構成され、車輪側制御部11e〜14eで実行されるプログラムおよび各種データを記憶する。
この車輪側制御部11e〜14eは、このプログラムを実行することで、それぞれ空気圧センサ11g〜14gから受けたタイヤ内空気圧、およびそれぞれ温度センサ11h〜14hから受けたタイヤ内温度を、定期的に(例えば1分毎に)送信回路11a〜14aに出力する。これによって、送信回路11a〜14aから、それぞれ対応する車体側受信モジュール21〜24に対して、対応するタイヤのタイヤ内空気圧、タイヤ内温度が送信される。
車体側受信モジュール21〜24は、それぞれ各車輪1〜4に隣接した車体側部位(具体的にはホイールハウス70内)に取り付けられ、それぞれ対応する車輪1〜4に取り付けられた車輪側送信装置11〜14から送信される電波を無線受信する受信アンテナと、その受信アンテナが受信した信号に所定の周波数変換、復調、A/D変換等の処理を施し、その処理結果の信号を、信号線80を介して制御装置30に送信する無線受信回路と、を備えている。なお、各車体側受信モジュール21〜24のそれぞれの無線受信回路から制御装置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。
制御装置30は、CPU、RAM、ROM、I/O等を備えた周知のマイクロコンピュータであり、ROM内に記憶されたプログラムに従って所定の作動を実現するようになっている。また制御装置30は、その作動において、車体側受信モジュール21〜24からデータを受け取り、ユーザインターフェース60および図示しないホーンやハザードに制御信号を出力し、また、ユーザインターフェース60からユーザの操作に基づく信号を受ける。
ユーザインターフェース60は、車両の走行距離等を表示するものであり、例えば液晶パネルが用いられる。またユーザインターフェース60は、ボタン等のユーザが操作可能な操作装置を有し、その操作装置に対するユーザの操作に基づく信号を制御装置30に出力する。
以上のような構成の通信システムにおける、制御装置30の作動を以下説明する。制御装置30は、図4に示す空気注入モード開始検出プログラム100を繰り返し実行し、その実行において、まずステップ110で、モード切替用スイッチの操作があるか否かを判定する。ここでいうモード切替用スイッチの操作とは、ユーザインターフェース60の操作装置に対する、車輪1〜4のうちのいずれか1つを指定し、その指定した車輪についてのモード切替を行う旨の所定の操作をいう。
そして、モード切替用スイッチの操作があると判定すると、続いてステップ120で、その操作の対象となる車輪についての空気注入モードのトグルを行う。ここで、空気注入モードのトグルとは、制御装置30のRAM中の4つの空気注入モードフラグのうち、当該車輪に対応するフラグのオン、オフを入れ替えることをいう。なお、ステップ110において検出した操作が、4つの車輪のすべてについてのモード切替の旨の操作であった場合は、すべての空気注入モードフラグをトグルする。
ステップ110でモード切替用スイッチの操作がないと判定した場合、およびステップ120の後、空気注入モード開始検出プログラム100の1回分の実行は終了する。
また、制御装置30は、この空気注入モードフラグがオンのときに限り、そのオンである車輪について個々に、図5に示す通知処理プログラム200を繰り返し実行し、その実行において、まずステップ210で、タイヤ内空気圧およびタイヤ内温度のデータを、車体側受信モジュール21〜24のうち、当該車輪に対応する車体側受信モジュールを介して新たに受信したか否かを判定する。ここでいう「新たに」とは、「前回の同じ車輪についての通知処理プログラム200の実行におけるステップ210の処理の後に」という意味である。新たに受信した場合は、続いてステップ220を実行し、新たに受信していない場合は、通知処理プログラム200の1回分の実行を終了する。
ステップ220では、制御装置30のROMに記憶されている、常温(例えば25℃)におけるタイヤ内空気圧の最適値と、ステップ210で受信したと判定した対象のタイヤ内温度のデータと、に基づいて、現温度すなわち当該タイヤ内温度における最適空気圧を算出する。この算出は、ボイル・シャルルの法則に則ったものである。すなわち、常温におけるタイヤ内空気圧の最適値をP0とし、その常温の絶対温度をT0とし、現温度の絶対温度をT1とした場合、現温度における最適空気圧値が、式P0×T1/T2によって算出される。したがって、この最適空気圧は、現在のタイヤ内の絶対温度に比例して大きくなる。
続いてステップ230では、ステップ220で算出した現温度における最適空気圧を基準空気圧とし、この基準空気圧に対し、ステップ210で受信したと判定した対象の空気圧が低いか否かを判定し、低い場合、すなわち現空気圧が最適空気圧に満たない場合、当該車輪についての通知処理プログラム200の1回分の実行が終了する。
また、ステップ230の判定で、現空気圧が当該基準空気圧以上である場合、すなわち現空気圧が最適空気圧を満たしている場合、続いてステップ240で、ユーザに対してその旨を通知するための処理を行う。その通知のための処理としては、具体的には、車両のホーンを吹鳴させるための制御信号を出力する方法、車両のハザードを点滅させるための制御信号を出力する方法、および、ユーザインターフェース60に当該車輪のタイヤ内空気圧が最適空気圧を満たしている旨のマークの表示を行わせるための制御信号を出力する方法がある。これらの方法のうち、少なくとも1つを含む任意の組み合わせの処理を行うことで、ステップ240の処理が実現される。ステップ240の後、当該車輪についての通知処理プログラム200の1回分の実行が終了する。
以上のように、制御装置30は、ユーザのモード切替用スイッチの操作によって空気注入モードとなっているとき、車体側受信モジュール21〜24が受信したタイヤ内温度およびタイヤ内空気圧のデータに基づいて、タイヤ内温度に比例して上昇する基準空気圧にタイヤ内空気圧が達する、または基準空気圧にタイヤ内空気圧を超えることを判定し、その判定に基づいて、ユーザに警報を発するための処理を行う。
このようになっているので、この通信システムよって、空気圧センサの検出したタイヤ内空気圧が、温度センサの検出したタイヤ内温度の上昇と共に上昇する基準空気圧に達することで、ユーザに警報が発されるので、ユーザは空気圧の注入を終了するタイミングを把握することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する、本実施形態が第1実施形態と異なるのは、制御装置30が更に、当該車輪についての空気注入モードフラグがオンである場合に限り、その当該車輪についての図6に示す空気注入モード終了検出プログラム400を繰り返し実行することである。
この空気注入モード終了検出プログラム400の実行において、制御装置30は、まずステップ410で、経過時間が所定のしきい値時間(例えば10分)より大きいか否かを判定し、大きいなら続いてステップ420を実行し、大きくないなら空気注入モード終了検出プログラム400の1回分の実行を終了する。ここで、経過時間とは、最後に当該車輪についての空気注入モードフラグがオンとなってからの経過時間をいう。
ステップ420では、当該車輪について通常作動モードに移行する。通常作動モードに移行するとは、制御装置30のRAM中の当該車輪についての空気注入モードフラグをオフにすることをいう。ステップ420の後、当該車輪についての空気注入モード終了検出プログラム400の1回分の実行が終了する。
このようにすることで、ある車輪についての空気注入モードフラグがオンになってから所定のしきい値時間が経過すると、ユーザがモード切替用スイッチを操作しなくとも、自動的に当該車輪についての空気注入モードが終了する。すなわち、自動的に通知処理プログラム200の実行が停止する。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態が第2実施形態と異なるのは、制御装置30が更に、各車輪毎に、すなわち4つ並行に、図7に示す空気注入モード開始検出プログラム500および図8に示す空気注入モード終了検出プログラム600を繰り返し実行することである。
空気注入モード開始検出プログラム500の実行において、制御装置30は、まずステップ510で、当該車輪についてのタイヤ内空気圧の新計測値から前回計測値を減算した値が所定のしきい値圧力差より大きいか否かを判定し、大きい場合続いてステップ520を実行し、大きくない場合は当該車輪についての空気注入モード開始検出プログラム500の1回分の実行を終了する。ここで、新計測値とは、車体側受信モジュール21〜24のうち、当該車輪に対応する車体側受信モジュールが最後に受信した空気圧値をいう。また、前回計測値とは、当該車体側受信モジュールが最後から1回前に受信した空気圧値をいう。
ステップ520では、当該車輪について空気注入モードに移行する。空気注入モードに移行するとは、制御装置30のRAM中の当該車輪についての空気注入モードフラグをオンにすることをいう。ステップ520の後、当該車輪についての空気注入モード開始検出プログラム500の1回分の実行が終了する。なお、ステップ520の処理は、複数回の連続した空気注入モード開始検出プログラム500のすべてにおいて、ステップ510の判定が肯定となった場合に初めて実行されるようになっていてもよい。
空気注入モード終了検出プログラム600の実行において、制御装置30は、まずステップ610で、当該車輪についてのタイヤ内空気圧の新計測値から前回計測値を減算した値が所定のしきい値圧力差より小さいか否かを判定し、小さい場合続いてステップ620を実行し、小さくない場合は当該車輪についての空気注入モード終了検出プログラム600の1回分の実行を終了する。
ステップ620では、当該車輪について通常モードに移行する。通常作動モードに移行するとは、制御装置30のRAM中の当該車輪についての空気注入モードフラグをオフにすることをいう。ステップ620の後、当該車輪についての空気注入モード終了検出プログラム600の1回分の実行が終了する。なお、ステップ620の処理は、複数回の連続した空気注入モード終了検出プログラム600のすべてにおいて、ステップ610の判定が肯定となった場合に初めて実行されるようになっていてもよい。
以上のように、制御装置30は、空気圧センサ11g〜14gの検出した空気圧が、1回または連続して複数回、直前に同じ空気圧センサ11g〜14gの検出した空気圧からの上昇度が既定値より高くなっている場合に、通知処理プログラム200の実行を行い、また、空気圧センサ11g〜14gが、それ以前に同じ空気圧センサ11g〜14gの検出した空気圧からの上昇度が既定値より低くなっている場合に、通知処理プログラム200の実行を停止するので、通知処理プログラム200の実行開始および実行停止が、各車輪1〜4のタイヤ内空気圧の変動量に基づいて自動的に行われる。
なお、上記の実施形態において、車体側受信モジュール21〜24及び制御装置30が、車体側無線受信装置に相当する。また、制御装置30が、通知処理プログラム200のステップ230を実行することで、判定手段として機能し、ステップ240を実行することで、通知処理手段として機能する。
なお、上記の実施形態においては、車輪側通信機11〜14はホイールに配置されているが、例えば車輪側通信機11〜14が、無線で電力の供給を受けて作動する無線ICタグ程度の大きさのものであれば、タイヤ内に埋め込まれていてもよい。
また、上記の実施形態においては、制御装置30は、通知処理プログラム200のステップ240で、タイヤ注入の終了時期をユーザに通知するようになっているが、必ずしもこのようになっておらずともよく、例えば、現在のタイヤ内空気圧が現在のタイヤ内温度における最適空気圧の何パーセントであるかをユーザインターフェース60に表示させるようになっていてもよい。すなわち、制御装置30は、基準空気圧と、現在のタイヤ内空気圧との比較に基づいて、ユーザに通知を行うための処理を行うようになっていれば足りる。
また、第3実施形態においては、制御装置30が空気注入モード開始検出プログラム500、空気注入モード終了検出プログラム600を実行しているが、これらのプログラムを各車輪側制御部11e〜14eがそれぞれ実行するようになっていてもよい。このようになっている場合、タイヤ内空気圧の新計測値とは、車輪側制御部11e〜14eに接続しているそれぞれの空気圧センサ11g〜14gから受けた最後の空気圧の信号であり、前回計測値とは、その1回前に同じ空気圧センサ11g〜14gから受けた空気圧の信号である。
またこの場合、空気注入モードへの移行とは、送信回路11a〜14aを用いて送信するタイヤ内空気圧およびタイヤ内温度のデータを送信する間隔を、通常時よりも短くし、さらに、空気注入モードに移行した旨の信号を、送信回路11a〜14aを用いて送信することである。また、通常作動モードへの移行とは、送信回路11a〜14aを用いて送信するタイヤ内空気圧およびタイヤ内温度のデータを送信する間隔を、空気注入モード時よりも長くし、さらに、通常作動モードに移行した旨の信号を、送信回路11a〜14aを用いて送信することである。
またこの場合、制御装置30は、空気注入モードに移行した旨の信号を車体側受信モジュール21〜24のいずれかから受けると、その受けた車体側受信モジュールに対応する空気注入モードフラグをオンにし、通常モードに移行した旨の信号を車体側受信モジュール21〜24のいずれかから受けると、その受けた車体側受信モジュールに対応する空気注入モードフラグをオフにする。
また、上記実施形態においては、算出する基準空気圧は、最適空気圧であるが、必ずしも最適である必要はなく、適切な空気圧値であればよい。
また、制御装置30による空気注入モード開始検出プログラム100の実行においては、ユーザインターフェース60からの操作に限らず、例えば制御装置30に接続されているナビゲーション装置への操作に基づいて、空気注入モードのトグルを行うようになっていてもよい。
本発明の第1実施形態を示す車両の概略斜視図である。 第1実施形態の通信システムの概略構成を示すブロック図である。 車輪側送信装置11〜14の構成を示すブロック図である。 空気注入モード開始検出プログラム100のフローチャートである。 通知処理プログラム200のフローチャートである。 第2実施形態における空気注入モード終了検出プログラム400のフローチャートである。 第3実施形態における空気注入モード開始検出プログラム500のフローチャートである。 第3実施形態における空気注入モード終了検出プログラム600のフローチャートである。
符号の説明
1〜4…車輪、11〜14…車輪側送信装置、11a〜14a…送信回路、
11b〜14b…送信アンテナ、11d〜14d…電池、
11e〜14e…車輪側制御部、11f〜14f…車輪側メモリ、
11g〜14g…空気圧センサ、11h〜14h…温度センサ、
21〜24…車体側受信モジュール、30…制御装置、
60…ユーザインターフェース、70…ホイールハウス、80…信号線、
100、500…空気注入モード開始検出プログラム、200…通知処理プログラム、
400、600…空気注入モード終了検出プログラム。

Claims (7)

  1. 車両の車体に配置された車体側無線受信装置と、前記車両のホイールまたはそのホイールに取り付けられたタイヤに配置された車輪側無線送信装置と、を備えた通信システムであって、
    前記車輪側無線送信装置は、当該タイヤ内の温度を検出する温度センサと、
    当該タイヤ内の空気圧を検出する空気圧センサと、
    前記温度センサが検出した当該タイヤ内の温度、および、前記空気圧センサが検出した当該タイヤ内の空気圧のデータを無線送信する無線送信回路と、を有し、
    前記車体側無線受信装置は、前記車輪側無線送信装置の前記無線送信回路が送信した前記データを受信する無線受信回路と、
    前記無線受信回路が受信したデータに係るタイヤ内温度の上昇と共に上昇する基準空気圧と、前記無線受信回路が受信したデータに係るタイヤ内空気圧と、の比較に基づいて、ユーザに通知を行うための処理を行う通知処理手段と、を有することを特徴とする通信システム。
  2. 前記車体側無線受信装置は、前記無線受信回路が受信したタイヤ内温度およびタイヤ内空気圧のデータに基づいて、前記タイヤ内温度の上昇と共に上昇する基準空気圧に前記タイヤ内空気圧が達することを判定する判定手段を有し、
    前記通知処理手段は、前記判定手段の判定に基づいて、ユーザに警報を発するための処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
  3. 前記基準空気圧は、所定の温度における適正空気圧から、ボイル・シャルルの法則に則って算出される、前記タイヤ内温度における適正空気圧であることを特徴とする請求項1または2に記載の通信システム。
  4. 前記判定手段は、前記空気圧センサの検出した空気圧が、それ以前に前記空気圧センサの検出した空気圧からの上昇度が既定値より高くなっている場合に、その作動を実行することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の通信システム。
  5. 前記判定手段は、前記空気圧センサの検出した空気圧が、それ以前に前記空気圧センサの検出した空気圧からの上昇度が既定値より低くなっている場合に、その作動を停止することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の通信システム。
  6. 前記判定手段は、その作動が始まってから所定時間経過したことに基づいて、その作動を停止することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の通信システム。
  7. 車両のホイールまたはそのホイールに取り付けられたタイヤに配置され、当該タイヤ内の温度および空気圧を検出する車輪側無線送信装置から送信された、その検出されたタイヤ内温度およびタイヤ内空気圧のデータを受信する無線受信回路と、
    前記無線受信回路が受信したデータに係るタイヤ内温度の上昇と共に上昇する基準空気圧と、前記無線受信回路が受信したデータに係るタイヤ内空気圧と、の比較に基づいて、ユーザに通知を行うための処理を行う通知処理手段と、を有することを特徴とする車体側無線受信装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008535733A (ja) * 2005-04-13 2008-09-04 ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン タイヤの圧力をモニタする方法及び装置

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