JP2007182111A

JP2007182111A - タイヤ内空気圧監視システム

Info

Publication number: JP2007182111A
Application number: JP2006000395A
Authority: JP
Inventors: Chu Matsuki; 宙松木
Original assignee: PARAMOUNT SHOKAI KK
Current assignee: PARAMOUNT SHOKAI KK
Priority date: 2006-01-05
Filing date: 2006-01-05
Publication date: 2007-07-19

Abstract

【課題】既存の自動車に対して容易に後付け可能であり、センサユニットのID登録が自動で完了するタイヤ内空気圧監視システムの提供。
【解決手段】ディスプレイユニット12と、センサユニット14を備えたタイヤ内空気圧監視システム10。ディスプレイユニット12は、送信回路25、受信回路26、ＣＰＵ20、メモリ21、ＬＣＤ23、スイッチ群22を備える。センサユニット14は、受信回路56、送信回路57、ＣＰＵ50、メモリ51、空気圧センサ53を備える。ディスプレイユニット12のＣＰＵ20は、ID送信リクエストをセンサユニット14に送信する処理、受信したIDをＬＣＤ23の特定の数値表示領域に対応させてメモリ21に格納する処理、各センサユニット14から受信した空気圧測定値を対応の数値表示領域に表示させる処理を実行し、センサユニット14のＣＰＵ50は、ディスプレイユニット12にIDを送信する処理、空気圧測定値にIDを関連付けてセンサユニット12に定期的に送信する処理を実行する。
【選択図】図１

Description

この発明は、各タイヤ内に配置したセンサユニットから送信されたタイヤ内空気圧をディスプレイに表示する機能を備えたタイヤ内空気圧監視システムに関する。

近時、タイヤ内空気圧の不良に起因する重大事故が多発しており、これを防ぐためにタイヤ内空気圧を常時監視するシステムがこれまでも数多く提案されている（例えば、特許文献１〜３）。
従来のタイヤ内空気圧監視システムの基本構成は、以下の通りである。
(1) 各タイヤ内に空気圧センサを含むセンサユニットを配置し、定期的に空気圧の測定値を無線で送信させる。
(2) 液晶表示器を備えたディスプレイユニットで上記の測定値を受信し、各タイヤの空気圧を表示させる。
(3) 予め設定した許容値を測定値が下回った時点で、警報音または警告表示を発し、運転者の注意を喚起する。
特開２００４−１６１２４５特開２００４−２２４１６０特開２００５−４１２５７

しかしながら、従来のシステムは車体のタイヤ近接位置に受信アンテナを配置させ、そこからディスプレイユニットまで配線を行う必要があったり、センサユニットを取り付けるための特殊な構造をホイール側に設ける必要があるなど、自動車の製造段階で組み込むことが前提のものが多く、既存の自動車に後付けすることが容易ではなかった。
また、事前に各タイヤに取り付けられたセンサユニットのIDをマニュアル操作でディスプレイユニットに入力し、ディスプレイユニットにおける数値表示位置に対応付ける必要があり、使用開始時またはタイヤローテーション時に面倒な作業が強いられていた。
さらに、従来の監視システムは文字通り「監視」止まりであり、タイヤ内空気圧が低下したことを認識した後、簡易迅速に空気圧を理想的な状態に復帰させることができなかった。この点に関し、特許文献３にはエアサス用のコンプレッサを用いてタイヤ内空気圧を制御する技術が開示されているが、当然ながらエアサス搭載車両以外には適用できない難点がある。

この発明は、従来のタイヤ内空気圧監視システムが抱える上記の問題を解決するために案出されたものであり、既存の自動車に対して容易に後付け装着が可能であり、センサユニットのID登録が自動で完了し、空気圧が低下した場合には汎用のコンプレッサを用いて簡易迅速に空気圧を調整可能なシステムの実現を目的としている。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載したタイヤ内空気圧監視システムは、ディスプレイユニットと、各タイヤ内に装着された複数のセンサユニットを備えたタイヤ内空気圧監視システムであって、上記ディスプレイユニットは、到達距離の比較的短い波長の電波を送信するため電波送信手段と、到達距離の比較的長い波長の電波を受信するための電波受信手段と、制御プログラムに従って必要な処理を実行するＣＰＵと、記憶手段と、少なくとも各タイヤに割り当てられた複数の数値表示領域を有する表示手段と、入力手段と、バッテリとを備えており、上記の各センサユニットは、上記ディスプレイユニットの電波送信手段から送信される到達距離の比較的短い波長の電波を受信するための電波受信手段と、ディスプレイユニットの電波受信手段に向けた到達距離の比較的長い波長の電波を送信するための電波送信手段と、制御プログラムに従って必要な処理を実行するＣＰＵと、固有のIDが格納された記憶手段と、空気圧センサと、バッテリとを備えており、上記ディスプレイユニットのＣＰＵは、上記入力手段を介して上記表示手段における特定の数値表示領域が選択された場合に、上記電波送信手段を介してID送信リクエストをセンサユニットに送信する処理と、上記電波受信手段を通じて最寄りのセンサユニットからIDを受信した場合に、これを選択された数値表示領域に対応させて上記記憶手段に格納する処理と、上記電波受信手段を通じて各センサユニットからそれぞれのIDに空気圧測定値を関連付けたデータを受信した場合に、各空気圧測定値を上記表示手段における対応の数値表示領域に表示させる処理を実行し、上記センサユニットのＣＰＵは、上記電波受信手段を通じてディスプレイユニットからID送信リクエストを受信した場合に、上記記憶手段からIDを読み出し、上記電波送信手段を介してディスプレイユニットに送信する処理と、上記空気圧センサから出力されるタイヤ内空気圧の測定値にIDを関連付けたデータを、上記電波送信手段を介してセンサユニットに定期的に（例えば５分間隔のように比較的長い間隔で）送信する処理を実行することを特徴としている。

上記の「到達距離の比較的短い波長の電波」とは、他のタイヤ内に装着されたセンサユニットと混信することがないほど到達距離の短い電波が該当し、例えば有効到達距離が１ｍ以内となる125KHz波長の電波を用いることができる。
この場合、ディスプレイユニットを特定のタイヤの近傍に運ぶことにより、他のタイヤ内に装着されたセンサユニットと混信することなく、目的のタイヤ内に装着されたセンサユニットに対してのみ、ID送信リクエストを到達させることが可能となり、結果的に目的のセンサユニットのみからIDが送信されることとなるため、選択された数値表示領域に正しいIDを関連付けることができる。

これに対し、上記の「到達距離の比較的長い波長の電波」とは、車内に設置されたディスプレイユニットに対して各タイヤ内のセンサユニットから送信された電波が確実に届くほど到達距離の長い電波が該当し、例えば有効到達距離が50ｍに及ぶ315MHzの電波を用いることができる。
この場合、各センサユニットから送信された電波が同時にディスプレイユニットに到達することとなるが、各データにはセンサユニット固有のIDが付加されているため、ディスプレイユニットのＣＰＵはそれぞれのデータを識別することができる。

請求項２に記載したタイヤ内空気圧監視システムは、請求項１に記載のシステムであって、さらに、上記の各センサユニットがタイヤの回転状態を検出するセンサ（回転センサや加速度センサ）を備えており、各センサユニットのＣＰＵが、上記センサからの出力に基づいて速度を算出する処理を実行すると共に、算出した速度が所定の設定値（例えば時速20Km）に達した時点で、上記空気圧センサから出力されるタイヤ内空気圧の測定値にIDを関連付けたデータを上記電波送信手段を介してセンサユニットに定期的に送信する処理を開始し、上記設定値を下回った時点でこの送信処理を停止することを特徴としている。

請求項３に記載したタイヤ内空気圧監視システムは、上記のディスプレイユニット及びセンサユニットの他に、電源コードユニットを備えた請求項１または２に記載のタイヤ内空気圧監視システムであって、上記ディスプレイユニットは、各タイヤの空気圧設定値を格納しておく記憶手段と、上記電源コードユニットとの接続手段と、電源コードユニットのリレースイッチをＯＮ／ＯＦＦするための駆動回路とを備えており、上記電源コードユニットは、電動エアコンプレッサに接続される電源コネクタと、車載電源に接続される電源コネクタと、上記ディスプレイユニットとの接続手段と、上記ディスプレイユニットからの制御信号に基づいて電動エアコンプレッサに対する電源供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるリレースイッチとを備えており、上記ディスプレイユニットのＣＰＵは、上記表示手段における特定の数値表示領域が選択された状態で、上記の入力手段を介して空気圧設定値が入力された場合に、当該設定値を記憶手段に格納する処理と、上記電波送信手段を介して空気圧調整モードにおける空気圧測定値の送信リクエストをセンサユニットに送信する処理と、上記リレー駆動回路を介して電源コードユニットのリレースイッチをＯＮする処理と、上記電波受信手段を通じてセンサユニットから送信された空気圧測定値を受信した場合に、この空気圧測定値と設定値とを比較し、両者が一致した時点で上記電源コードユニットのリレースイッチをＯＦＦする処理を実行し、上記センサユニットのＣＰＵは、上記受信手段を通じてディスプレイユニットから空気圧調整モードにおける空気圧測定値の送信リクエストを受信した場合に、上記空気圧センサから出力されるタイヤ内空気圧の測定値にIDを関連付けたデータを、上記電波送信手段を介してセンサユニットに定期的に（例えば１秒間隔のように比較的短い間隔で）送信する処理を実行することを特徴としている。

請求項４に記載したタイヤ内空気圧監視システムは、請求項１〜３に記載のシステムであって、さらに、上記ディスプレイユニットがスピーカを備えており、上記の各センサユニットが空気圧設定値を格納するための記憶手段を備えており、上記ディスプレイユニットのＣＰＵが、上記表示手段における特定の数値表示領域が選択された状態で、上記の入力手段を介して空気圧設定値が入力された場合に、当該設定値を上記電波送信部を介してセンサユニットに送信する処理と、上記電波受信手段を通じて何れかのセンサユニットから送信された警告信号を受信した場合に、上記スピーカを介して所定の電子音を再生させる処理を実行し、上記センサユニットのＣＰＵが、上記電波受信手段を通じてディスプレイユニットから空気圧設定値を受信した場合に、これを上記記憶手段に格納する処理と、上記空気圧センサから出力されるタイヤ内空気圧の測定値が、上記設定値に対して所定比率以上低下した場合に、上記電波送信手段を介して警告信号をセンサユニットに送信する処理を実行することを特徴としている。

請求項５に記載したタイヤ内空気圧監視システムは、請求項１〜４に記載のシステムであって、さらに、上記ディスプレイユニットのＣＰＵが、上記の入力手段を介して空気圧設定値の表示要求が入力された場合に、上記電波送信手段を介してセンサユニットに空気圧測定値の送信リクエストを送信する処理と、上記電波受信手段を通じてセンサユニットから送信されたID付きの空気圧測定値を受信した場合に、この空気圧測定値を上記表示手段における当該IDに対応した数値表示領域に表示させる処理を実行し、上記センサユニットのＣＰＵが、上記受信手段を通じてディスプレイユニットから空気圧測定値の送信リクエストを受信した場合に、上記空気圧センサから出力されるタイヤ内空気圧の測定値にIDを関連付けたデータを、上記電波送信手段を介してセンサユニットに送信する処理を実行することを特徴としている。

請求項６に記載したタイヤ内空気圧監視システムは、請求項１〜５に記載のシステムであって、さらに、上記センサユニットが可撓性を備えた合成樹脂製の外装体の内部空間に、上記の電波受信手段、電波送信手段、ＣＰＵ、記憶手段、空気圧センサ、バッテリを収納させたものよりなり、タイヤホイルの外周面に密着状態で載置された上記外装体に固定用ワイヤを挿通させ、このワイヤをタイヤホイルの外周面に締結することによってセンサユニットがタイヤ内に装着されることを特徴としている。

請求項７に記載したタイヤ内空気圧監視システムは、請求項６に記載のシステムであって、さらに、上記外装体の表面に可撓性を備えた押え板が密着状態で被せられており、この押え板の両端が上記固定用ワイヤに締結されていることを特徴としている。

請求項１に記載のタイヤ内空気圧監視システムによれば、各タイヤに装着されたセンサユニットとディスプレイユニットとの間が完全にワイヤレス接続され、余計な配線が一切不要であるため、既存の自動車に対して後付けで容易に導入することが可能となる。
また、表示手段において特定の数値表示領域を選択した状態で対応のタイヤ近くまで運ぶと、ディスプレイユニットのＣＰＵによってID送信リクエストが最寄りのセンサユニットに送信され、このセンサユニットから送信されたIDが選択された数値表示領域に自動的に関連付けられるため、ユーザはIDの登録に際して面倒な数値の入力作業から解放されることとなる。

請求項２に記載のタイヤ内空気圧監視システムによれば、自動車が所定の速度以上になった場合のみ、各センサユニットからディスプレイユニットに対して空気圧測定値のデータが送信され、重大事故の危険性が少ない停車時または低速走行時にはデータの送信が停止されるため、センサユニットのバッテリ消費を節約することが可能となる。

請求項３に記載のタイヤ内空気圧監視システムによれば、シガーソケット等の車載電源と汎用の電動エアコンプレッサとの間に電源コードユニットを介装させることにより、センサユニットから送信されるタイヤ内空気圧の測定値に基づいて電動エアコンプレッサのＯＮ／ＯＦＦを自動制御することが可能となり、タイヤ内空気圧を所定の設定値に容易に調整することが可能となる。

請求項４に記載のタイヤ内空気圧監視システムによれば、タイヤの空気圧が許容レベルを下回った場合にはセンサユニットから即座に警告信号がディスプレイユニットに送信され、ディスプレイユニットがこれを受信すると直ちにスピーカを通じて警告の電子音が再生されるため、走行中であると否とを問わず、ユーザに対して危険性を告知することができる。

請求項５に記載のタイヤ内空気圧監視システムによれば、ユーザは特定のタイヤ近くまでディスプレイユニットを運び、必要な入力操作を行うことにより、当該タイヤの空気圧をリアルタイムに把握することが可能となる。

請求項６及び７に記載のタイヤ内空気圧監視システムによれば、センサユニット全体が可撓性を備えた外装体によって構成されているため、径の異なるタイヤホイルの表面に対し柔軟に装着させることが可能となり、既存の自動車にタイヤ内空気圧監視システムを容易に後付け可能となる。

図１は、この発明に係るタイヤ内空気圧監視システム10の全体構成を示すブロック図であり、このシステム10は、ディスプレイユニット12と、センサユニット14と、電源コードユニット16とを備えている。
図１においては一つのセンサユニット14のみが記述されているが、実際には自動車のタイヤ毎に別個のセンサユニット14が装着されている。

ディスプレイユニット12は、制御手段としてのＣＰＵ20と、記憶手段としてのメモリ21と、入力手段としてのスイッチ群22と、表示手段としてのＬＣＤ（液晶ディスプレイ）23と、スピーカ24と、送信回路25と、受信回路26と、リレー駆動回路27とを備えている。
上記メモリ21は、各種データの格納領域及びＣＰＵ20の作業領域を含んでおり、また制御用のプログラムや電子音用ファイルが予め格納されている。
図示は省略したが、ディスプレイユニット12内にはバッテリが収納されており、ＣＰＵ20やＬＣＤ23等の各部に必要な電源が供給される。

図２に示すように、ディスプレイユニット12の本体部28の前面にはＬＣＤ23が配置されており、４つの数値表示領域と、各種アイコン表示部を備えている。
各数値表示領域は、それぞれ一つの２セグメント（「１」を表示可）、二つの７セグメント（「０」〜「９」を表示可）及び一つのドットセグメントを備えており、左側前輪に対応する第１の数値表示領域29と、右側前輪に対応する第２の数値表示領域30と、左側後輪に対応する第３の数値表示領域31と、右側後輪に対応する第４の数値表示領域32から構成される。
また、アイコンは、電波強度を示すアンテナ型アイコン33、ディスプレイユニット12のバッテリ残量を示す電池型アイコン34、タイヤ内空気圧表示モードを示すタイヤ型アイコン35、タイヤ温度表示モードを示す温度計型アイコン36、通常監視モードを示すアイコン37、空気圧調整モードを示すアイコン38、要注意警告を示すアイコン39、危険警告を示すアイコン40等から構成される。
本体部28の上面には、第１のスイッチ22a、第２のスイッチ22b、第３のスイッチ22c、第４のスイッチ22dが設けられている。
また、本体部28の前面下部には、数値アップ用の上昇スイッチ22e、及び数値ダウン用の下降スイッチ22fが設けられている。
本体部28の左側面からは、アンテナ41が突出している。このアンテナ41には、上記の受信回路26が本体部28の内部において接続されている。
本体部28の下面には、ミニＵＳＢの接続ソケット（コネクタ）42が形成されている。

各センサユニット14は、制御手段としてのＣＰＵ50と、記憶手段としてのメモリ51と、温度センサ52と、空気圧センサ53と、回転センサ54と、電圧センサ55と、受信回路56と、送信回路57とを備えている。
上記メモリ51は、各種データの格納領域及びＣＰＵ50の作業領域を含んでおり、また制御用のプログラム及び当該センサユニット固有のIDが予め格納されている。
図示は省略したが、センサユニット14内にはバッテリが収納されており、ＣＰＵ50等の各部に必要な電源が供給される。

各センサユニット14は、可撓性を備えた合成樹脂材よりなる外装体を備え、その内部空間に上記のＣＰＵ50やセンサ類、バッテリ等が配置されている。
すなわち、図３に示すように、外装体60の左側に第１の収納スペース61が形成されると共に、右側に第２の収納スペース62が形成され、両収納スペース間は狭い配線用スペース63で連通されている。そして、第１の収納スペース61にはＣＰＵ50、メモリ51、受信回路56、送信回路57、各種センサ52〜55が収納され、第２の収納スペース62にはバッテリが収納され、配線用スペース63に挿通された電線64によって両者間が電気的に接続される。
また、外装体60の下方には、固定用ワイヤを挿通するための貫通孔65が形成されている。
さらに、外装体60の上面には、第１の収納スペース61と連通する孔部66が形成されており、この孔部66を介して温度センサ52や空気圧センサ53はタイヤ内の温度や空気圧を感知する仕組みである。

このセンサユニット14は、タイヤホイル67の表面（外周面）に装着・固定される。以下に、その装着・固定方法を説明する。
まず、上記の貫通孔65にステンレスワイヤ68を挿通させた状態で、外装体60をタイヤホイル67の表面に押し付ける。この際、上記のように外装体60は可撓性を備えているため、タイヤホイル67の表面の曲率に合わせて湾曲する。
つぎに、上記のステンレスワイヤ68をタイヤホイル67の表面に巻き付け、左右の終端部をカシメ止めや溶接等の手段を用いて連結させる。
つぎに、外装体60の上部からステンレス製の押え板69を被せる。この押え板69も適度な可撓性を備えており、外装体60の表面の湾曲に合わせて変形する結果、外装体60の上面との間に隙間なく接触することとなる。この押え板69には、外装体60の孔部66と対応する位置に貫通孔70が形成されているため、孔部66が押え板69によって閉塞されることはない。
最後に、押え板69の両端に取り付けられたワイヤ71をステンレスワイヤ68に巻き付けてカシメ止めすることにより、押え板69をステンレスワイヤ68に固定する。

この結果、図４に示すように、タイヤ72の内面とタイヤホイル67の表面との間にセンサユニット14が装着・固定される。
上記のように、センサユニット14の外装体60が可撓性を備えているため、曲率（径）の異なるタイヤホイル67に対して柔軟に装着することが可能となる。
また、湾曲時に大きく変形する外装体60の中心付近に配線用スペース63を設け、ここに柔軟性を備えた電線64を配しているため、その両側に形成された第１の収納スペース61及び第２の収納スペース62を比較的長く形成することが可能となる。このため、センサユニット14の全体形状を薄く長く形成することが可能となり、タイヤ72の内面側への突出量を抑えながら、大容量のバッテリを搭載することが可能となる。

電源コードユニット16は、図１に示したように、車載電源（シガーソケット）80と市販の小型エアコンプレッサ81の電源ソケットとの間に介装されるものであり、ディスプレイユニット12のリレー駆動回路27によってＯＮ／ＯＦＦ制御されるリレースイッチ82を備えている。
図２に示したように、この電源コードユニット16は、車載電源80に接続するためのシガープラグ83と、エアコンプレッサ81に接続するための電源プラグ84 と、ディスプレイユニット12のＵＳＢソケット42に接続するためのミニＵＳＢプラグ85を備えている。
ディスプレイユニット12のリレー駆動回路27と、電源コードユニット16のリレースイッチ82は、このＵＳＢソケット42及びＵＳＢプラグ85を介して接続される。
この電源コードユニット16の電源コード部86は、どのタイヤ近くに配置した場合でも車載電源80にシガープラグ83 が届くように、十分な長さを備えている。

つぎに、このタイヤ内空気圧監視システム10の利用方法について説明する。
このタイヤ内空気圧監視システム10を導入したユーザには、最初に各タイヤ内に装着されたセンサユニット14のIDを、ディスプレイユニット12に登録することが求められる。
以下、図５のフローチャートに従い、この登録作業に係る処理手順を説明する。
まずユーザは、特定のタイヤ（例えば右側前輪）から１ｍ以内の場所に立ち、ディスプレイユニット12の第１のスイッチ22aを押す。
この結果、ＬＣＤ23上の第１の数値表示領域29の数値（例えば「０．０」）が点滅する（Ｓ10）。この第１の数値表示領域29は予め左側前輪に割り当てられているため、ユーザは第２のスイッチ22bを１回押し、点滅箇所の変更を求める。
この結果、点滅箇所が第１の数値表示領域29から第２の数値表示領域30に移動する（Ｓ12）。この第２の数値表示領域は予め右側前輪に割り当てられているため、ユーザは確認のために第１のキーを押す。

この結果、ディスプレイユニット12の送信回路25から、IDリクエスト信号が送信される（Ｓ14）。この送信回路25から放射される電波は125KHzの周波数であり、有効到達距離は１ｍ以内であるため、右側前輪内に装着されたセンサユニット14の受信回路56にのみ到達することとなる。
このリクエスト信号を受信したセンサユニット14のＣＰＵ50は、メモリ51内に格納された当該センサユニット14固有のID（例えば10桁の文字列）を取り出し、送信回路57を介して315MHzの電波に乗せて送信する（Ｓ16）。
受信回路26を介してこのIDを受信したディスプレイユニット12のＣＰＵ20は、ユーザが選択した第２の数値表示領域30とこのIDとを関連付けてメモリ21内に格納する（Ｓ18）。

この時点で第２の数値表示領域30の点滅が停止し、「０．０」の数値が固定されるため、引き続きユーザは上昇スイッチ22eを２回押して第２の桁に「２」を入力した後、第２のスイッチ22bを押して第３の桁に移り、上昇スイッチ22bを２回押して第３の桁に「２」を入力する。
そして、第２の数値表示領域30に「２．２」が表示されていることを確認した後、ユーザは第１のスイッチ22aを押して設定値の登録を求める。
これを受けたＣＰＵ20は、２．２（kg）の値を右側前輪の空気圧設定値としてメモリ21に格納する（Ｓ20）。
なお、タイヤ空気圧の単位系として予めPsiを選択した場合には、第１の桁の「１」が用いられ、数値が３桁表示される。

同時にＣＰＵ20は、上記空気圧設定値を送信回路25から送信させる（Ｓ22）。
この空気圧設定値も125KHzの電波に乗せて送信されるため、右側前輪内に装着されたセンサユニット14の受信回路56のみに到達することとなる。
この空気圧設定値を受信したセンサユニット14のＣＰＵ50は、これをメモリ51内に格納する。

ユーザは、以上の工程を４回行うことにより、各タイヤに装着されたセンサユニット14のIDをディスプレイユニット12に登録すること、及び各タイヤの空気圧設定値をディスプレイユニット12及び対応のセンサユニット14に登録することが完了する。
この際、各センサユニット14に同一の空気圧を設定することは勿論、各タイヤの状態や積載量、走行目的等に応じて異なった数値を設定することもできる。

つぎに、走行中の空気圧監視処理について、図６のフローチャートに従って説明する。
まず、各タイヤ内に装着されたセンサユニット14のＣＰＵ50は、回転センサ54からの出力を常時監視しており（Ｓ30）、自動車が時速20km以上の速度に達したことを感知すると（Ｓ32）、通常監視モードに移行する。
この通常監視モードに入ると、センサユニット14のＣＰＵ50は、空気圧センサ53から出力される空気圧測定値を、５分間隔で送信回路57を介して送信する（Ｓ34）。
この場合、送信回路57からは最大到達距離が50ｍに及ぶ315MHzの電波に乗せて空気圧測定値が送信されるため、車内の所定位置に設置されたディスプレイユニット12に対しても余裕で到達する。

これに対しディスプレイユニット12のＣＰＵ20は、各センサユニット14から送信された空気圧測定値を各数値表示領域に関連付けてメモリ21内に格納すると共に（Ｓ36）、各空気圧測定値をＬＣＤ23上の対応の数値表示領域に表示させる（Ｓ38）。
空気圧測定値には各センサユニット14のIDが付加されているため、４個のセンサユニット14から同時に空気圧測定値が送信されても、ディスプレイユニット12のＣＰＵ20はこれらを正確に識別することができる。

回転センサ54からの出力に基づき、自動車の時速が20kmを下回ったと判断した時点で（Ｓ40）、センサユニット14のＣＰＵ50は通常監視モードから休止モードに移行し、空気圧測定値の定期的な送信を停止する（Ｓ42）。
この結果、センサユニット14のバッテリ消費を節約することができる。
回転センサ54からの出力に基づき、自動車の時速が20km以上になったことをＣＰＵ50検知した場合には、再度、通常監視モードに移行することはいうまでもない。

つぎに、空気圧異常時の警告処理について、図７のフローチャートに従って説明する。
すなわち、センサユニット14のＣＰＵ50は、空気圧センサ53からの出力を常時監視しており（Ｓ50）、空気圧測定値が設定値よりも所定比率以上低下した場合には（Ｓ52）、送信回路57から対応の警告信号を送信させる（Ｓ54）。
これを受けたディスプレイユニット12のＣＰＵ20は、送信された警告信号の種類に対応したアイコンをＬＣＤ23上で点滅させて警告表示を行うと同時に、スピーカ24を介して対応の電子音を再生させ、ユーザの注意を喚起する。
例えば、タイヤ内空気圧の測定値が設定値に比べて15％低下した場合には要注意信号がセンサユニット14から送信され、これを受けたディスプレイユニット12のＬＣＤ23上では要注意アイコン39が点滅すると共に、スピーカ24を介して要注意を示す電子音が再生される。
また、タイヤ内空気圧の測定値が設定値に比べて30％低下した場合には危険信号がセンサユニット14から送信され、これを受けたディスプレイユニット12のＬＣＤ23上では危険アイコン40が点滅すると共に、スピーカ24を介してより過激な電子音が再生される。

この空気圧異常時の警告処理は、時速20km以上での走行中に限らず、時速20km未満での走行中及び停車中も実行される。
このため、例えば夜中にイタズラ等によって何れかのタイヤの空気が抜かれていた場合でも、朝になってユーザが自動車に近づいた時点で、ディスプレイユニット12のＬＣＤ23上において対応の警告用アイコンが点滅すると共に、対応の警告用電子音が再生されるため、パンクに気付かないまま乗車して事故を起こすことを有効に防止できる。

つぎに、空気圧が低下した場合に、汎用の小型エアコンプレッサ81を用いて空気圧を設定値まで調整する処理について、図８のフローチャートに従って説明する。
まずユーザは、エアコンプレッサ81を目的のタイヤ（例えば左側後輪）近傍まで運び、エアチューブのチャックをタイヤのバルブに装着させる。
つぎにユーザは、エアコンプレッサ81の電源コンセントに電源コードユニット16の電源プラグ84 を差し込むと共に、シガープラグ83 を自動車のシガーソケットに差し込む。
つぎに、電源コードユニット16のＵＳＢプラグ85を、ディスプレイユニット12のＵＳＢソケット42に差し込む。
この際、ディスプレイユニット12は左側後輪から１ｍ以内の場所に保持される。

この状態において、ユーザはディスプレイユニット12の第３のスイッチ22cを押す。
この結果、ＬＣＤ23上の第１の数値表示領域29の数値が点滅する（Ｓ60）。この第１の数値表示領域29は、上記の通り左側前輪に割り当てられているため、ユーザは第２のスイッチ22bを２回押し、点滅箇所を左側後輪に割り当てられた第３の数値表示領域31に移し（Ｓ62）、再度第３のスイッチ22cを押して確定させる。
これを受けたディスプレイユニット12のＣＰＵ20は、送信回路25から空気圧調整モードへの移行を求めるリクエスト信号を送信させる（Ｓ64）。
同時に、ＣＰＵ20はメモリ21内に格納された左側後輪の空気圧設定値を読み出す（Ｓ66）。

左側後輪に装着されたセンサユニット14の受信回路56が上記のリクエスト信号を受信すると、当該センサユニット14のＣＰＵ50は空気圧調整モードに移行する。
具体的には、空気圧センサ53からの空気圧測定値を、送信回路57を介して１秒間隔で送信させる（Ｓ68）。
ディスプレイユニット12の受信回路26がこれを受信すると、ディスプレイユニット12のＣＰＵ20はリレー駆動回路27を通じて電源コードユニット16のリレースイッチ82をＯＮさせる（Ｓ70）。
この結果、エアコンプレッサ81に車載電源80からの電力が供給され、タイヤに対するエアの供給が開始される。

同時に、ディスプレイユニット12のＣＰＵ20は、センサユニット14から送信される１秒ごとの空気圧測定値が設定値と一致するか否かを監視し（Ｓ72）、測定値が設定値に達した時点でリレー駆動回路27を介して電源コードユニット16のリレースイッチ82をＯＦＦさせる（Ｓ74）。
この結果、エアコンプレッサ81が自動的に停止し、タイヤに対するエアの供給も停止される。
なお、センサユニット14から送信される空気圧測定値が設定値とイコールになった時点で即座にエアコンプレッサ81を停止させても、１秒間のタイムラグが存在するためタイヤ内の空気圧は設定値よりも若干高めになっているが、チューブをタイヤバルブのチャックから外す際に若干のエア漏れが発生するため、結果的に設定値に近い空気圧が得られる。
もちろん、各センサユニット14からより短い間隔（例えば0.5秒間隔）で測定値が送信されるように構成することで、上記のタイムラグを極力狭めるようにしてもよい。

この後、ディスプレイユニット12のＣＰＵ20は、送信回路25を介して通常監視モードへの復帰を求めるリクエスト信号を送信する（Ｓ76）。
受信回路56を介してこのリクエスト信号を受信したセンサユニット14のＣＰＵ50は、図６及び図７のフローチャートで説明した通常の監視モードに復帰する（Ｓ78）。

ユーザは、以上の工程を４回行うことにより、各タイヤの空気圧を設定値に調整することが可能となる。
この空気圧の調整は、空気圧が低下した場合のみならず、走行目的や車両のコンディションに応じてタイヤ内空気圧を加減したい場合にも当然に実行できる。
この場合、空気圧の調整に先立ち、図６のフローチャートで説明した手順に従って各タイヤの空気圧設定値を変更した後、第３のスイッチ22cを押して空気圧調整モードに移行すればよい。

ユーザは、任意のタイヤから１ｍ以内の地点に立ち、ディスプレイユニット12の第４のスイッチ22dを押すことにより、特定のタイヤの現在の空気圧を何時でも確認することができる。
すなわち、ディスプレイユニット12の第４のスイッチ 22dを押すと、ＣＰＵ20は送信回路25を介して「現在の空気圧測定値の送信」を求めるリクエスト信号を送信する。
これに対し最寄りのセンサユニット14のＣＰＵ50は、空気圧センサ53から出力された最新の空気圧測定値に自己のIDを付加したデータを、送信回路57を介して送信する。
受信回路26を介してこのデータを受信したディスプレイユニット12のＣＰＵ20は、ＬＣＤ23上における対応の数値表示領域に空気圧測定値を表示させる。

またユーザは、任意のタイヤから１ｍ以内の地点に立ち、ディスプレイユニット12の第４のスイッチ22dを長押しすることにより、特定のタイヤ内の温度を何時でも確認することができる。
すなわち、ディスプレイユニット12の第４のスイッチ 22dを長押しすると、ＣＰＵ20は送信回路25を介して「現在の温度測定値の送信」を求めるリクエスト信号を送信する。
これに対し最寄りのセンサユニット14のＣＰＵ50は、温度センサ52から出力された最新の温度測定値に自己のIDを付加したデータを、送信回路57を介して送信する。
受信回路26を介してこのデータを受信したディスプレイユニット12のＣＰＵ20は、ＬＣＤ23上における対応の数値表示領域に温度測定値を表示させる。

各センサユニット14のＣＰＵ50は、電圧センサ55からの出力を常時監視しており、センサユニット14内の電圧値が所定のレベルを下回った時点で、バッテリ残量が僅かであることを知らせる警告コードに自己のIDを付加したデータを、送信回路57を介して送信する。
受信回路26を介してこのデータを受信したディスプレイユニット12のＣＰＵ20は、ＬＣＤ23上における対応の数値表示領域において表示中の数値を点滅させると共に、スピーカ24を介して所定の電子音を再生させることにより、ユーザにバッテリ切れの事前警告を行う。

この発明に係るタイヤ内空気圧監視システムの全体構成を示すブロック図である。ディスプレイユニット及び電源コードユニットを示す平面図である。センサユニットを示す断面図である。センサユニットをタイヤホイルに装着した状態を示す部分断面図である。センサユニットのID及び空気圧設定値を登録する際の処理手順を示すフローチャートである。空気圧監視処理の手順を示すフローチャートである。空気圧異常時の警告処理の手順を示すフローチャートである。空気圧調整時の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

10 タイヤ内空気圧監視システム
12 ディスプレイユニット
14 センサユニット
16 電源コードユニット
20 ディスプレイユニットのＣＰＵ
21 ディスプレイユニットのメモリ
22 スイッチ群
22a 第１のスイッチ
22b 第２のスイッチ
22c 第３のスイッチ
22d 第４のスイッチ
22e 上昇スイッチ
22f 下降スイッチ
23 ＬＣＤ
24 スピーカ
25 送信回路
26 受信回路
27 リレー駆動回路
28 本体部
29 第１の数値表示領域
30 第２の数値表示領域
31 第３の数値表示領域
32 第４の数値表示領域
33〜40 各種アイコン
41 アンテナ
42 ミニＵＳＢの接続ソケット
50 センサユニットのＣＰＵ
51 センサユニットのメモリ
52 温度センサ
53 空気圧センサ
54 回転センサ
55 電圧センサ
56 受信回路
57 送信回路
60 外装体
61 第１の収納スペース
62 第２の収納スペース
63 配線用スペース
64 電線
65 貫通孔
66 孔部
67 タイヤホイル
68 ステンレスワイヤ
69 押え板
70 貫通孔
71 ワイヤ
72 タイヤ
81 エアコンプレッサ
82 リレースイッチ
83 シガープラグ
84 電源プラグ
85 ミニＵＳＢプラグ
86 電源コード部

Claims

ディスプレイユニットと、各タイヤ内に装着された複数のセンサユニットを備えたタイヤ内空気圧監視システムであって、
上記ディスプレイユニットは、到達距離の比較的短い波長の電波を送信するため電波送信手段と、到達距離の比較的長い波長の電波を受信するための電波受信手段と、制御プログラムに従って必要な処理を実行するＣＰＵと、記憶手段と、少なくとも各タイヤに割り当てられた複数の数値表示領域を有する表示手段と、入力手段と、バッテリとを備えており、
上記の各センサユニットは、上記ディスプレイユニットの電波送信手段から送信される到達距離の比較的短い波長の電波を受信するための電波受信手段と、ディスプレイユニットの電波受信手段に向けた到達距離の比較的長い波長の電波を送信するための電波送信手段と、制御プログラムに従って必要な処理を実行するＣＰＵと、固有のIDが格納された記憶手段と、空気圧センサと、バッテリとを備えており、
上記ディスプレイユニットのＣＰＵは、上記入力手段を介して上記表示手段における特定の数値表示領域が選択された場合に、上記電波送信手段を介してID送信リクエストをセンサユニットに送信する処理と、
上記電波受信手段を通じて最寄りのセンサユニットからIDを受信した場合に、これを選択された数値表示領域に対応させて上記記憶手段に格納する処理と、
上記電波受信手段を通じて各センサユニットからそれぞれのIDに空気圧測定値を関連付けたデータを受信した場合に、各空気圧測定値を上記表示手段における対応の数値表示領域に表示させる処理を実行し、
上記センサユニットのＣＰＵは、上記電波受信手段を通じてディスプレイユニットからID送信リクエストを受信した場合に、上記記憶手段からIDを読み出し、上記電波送信手段を介してディスプレイユニットに送信する処理と、
上記空気圧センサから出力されるタイヤ内空気圧の測定値にIDを関連付けたデータを、上記電波送信手段を介してセンサユニットに定期的に送信する処理を実行することを特徴とするタイヤ内空気圧監視システム。
上記の各センサユニットは、タイヤの回転状態を検出するセンサを備えており、
各センサユニットのＣＰＵは、上記センサからの出力に基づいて速度を算出する処理を実行すると共に、
算出した速度が所定の設定値に達した時点で、上記空気圧センサから出力されるタイヤ内空気圧の測定値にIDを関連付けたデータを上記電波送信手段を介してセンサユニットに定期的に送信する処理を開始し、上記設定値を下回った時点でこの送信処理を停止することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ内空気圧監視システム。
上記のディスプレイユニット及びセンサユニットの他に、電源コードユニットを備えた請求項１または２に記載のタイヤ内空気圧監視システムであって、
上記ディスプレイユニットは、各タイヤの空気圧設定値を格納しておく記憶手段と、上記電源コードユニットとの接続手段と、電源コードユニットのリレースイッチをＯＮ／ＯＦＦするための駆動回路とを備えており、
上記電源コードユニットは、電動エアコンプレッサに接続される電源コネクタと、車載電源に接続される電源コネクタと、上記ディスプレイユニットとの接続手段と、上記ディスプレイユニットからの制御信号に基づいて電動エアコンプレッサに対する電源供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるリレースイッチとを備えており、
上記ディスプレイユニットのＣＰＵは、上記表示手段における特定の数値表示領域が選択された状態で、上記の入力手段を介して空気圧設定値が入力された場合に、当該設定値を記憶手段に格納する処理と、
上記電波送信手段を介して空気圧調整モードにおける空気圧測定値の送信リクエストをセンサユニットに送信する処理と、
上記リレー駆動回路を介して電源コードユニットのリレースイッチをＯＮする処理と、
上記電波受信手段を通じてセンサユニットから送信された空気圧測定値を受信した場合に、この空気圧測定値と設定値とを比較し、両者が一致した時点で上記電源コードユニットのリレースイッチをＯＦＦする処理を実行し、
上記センサユニットのＣＰＵは、上記受信手段を通じてディスプレイユニットから空気圧調整モードにおける空気圧測定値の送信リクエストを受信した場合に、上記空気圧センサから出力されるタイヤ内空気圧の測定値にIDを関連付けたデータを、上記電波送信手段を介してセンサユニットに定期的に送信する処理を実行することを特徴とするタイヤ内空気圧監視システム。
上記ディスプレイユニットはスピーカを備えており、
上記の各センサユニットは空気圧設定値を格納するための記憶手段を備えており、
上記ディスプレイユニットのＣＰＵは、上記表示手段における特定の数値表示領域が選択された状態で、上記の入力手段を介して空気圧設定値が入力された場合に、当該設定値を上記電波送信部を介してセンサユニットに送信する処理と、
上記電波受信手段を通じて何れかのセンサユニットから送信された警告信号を受信した場合に、上記スピーカを介して所定の電子音を再生させる処理を実行し、
上記センサユニットのＣＰＵは、上記電波受信手段を通じてディスプレイユニットから空気圧設定値を受信した場合に、これを上記記憶手段に格納する処理と、
上記空気圧センサから出力されるタイヤ内空気圧の測定値が、上記設定値に対して所定比率以上低下した場合に、上記電波送信手段を介して警告信号をセンサユニットに送信する処理を実行することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のタイヤ内空気圧監視システム。
上記ディスプレイユニットのＣＰＵは、上記の入力手段を介して空気圧設定値の表示要求が入力された場合に、上記電波送信手段を介してセンサユニットに空気圧測定値の送信リクエストを送信する処理と、
上記電波受信手段を通じてセンサユニットから送信されたID付きの空気圧測定値を受信した場合に、この空気圧測定値を上記表示手段における当該IDに対応した数値表示領域に表示させる処理を実行し、
上記センサユニットのＣＰＵは、上記受信手段を通じてディスプレイユニットから空気圧測定値の送信リクエストを受信した場合に、上記空気圧センサから出力されるタイヤ内空気圧の測定値にIDを関連付けたデータを、上記電波送信手段を介してセンサユニットに送信する処理を実行することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のタイヤ内空気圧監視システム。
上記センサユニットが、可撓性を備えた合成樹脂製の外装体の内部空間に、上記の電波受信手段、電波送信手段、ＣＰＵ、記憶手段、空気圧センサ、バッテリを収納させたものよりなり、
タイヤホイルの外周面に密着状態で載置された上記外装体に固定用ワイヤを挿通させ、このワイヤをタイヤホイルの外周面に締結することによってセンサユニットがタイヤ内に装着されることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のタイヤ内空気圧監視システム。
上記外装体の表面に可撓性を備えた押え板が密着状態で被せられており、この押え板の両端が上記固定用ワイヤに締結されていることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ内空気圧監視システム。