JP2008137555A - 車輪情報送信装置、車輪状態監視システム、および、車輪情報送信装置のモード変更方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪に関連する車輪情報を送信する車輪情報送信装置におけるモードを簡易な構成で精度良く変更する。
【解決手段】ＴＰＭＳバルブ２において、センサ本体１１は、車輪に関連する車輪情報を検出し送信する。車輪側制御部２２は、複数のモードの中から選択されたモードでセンサ本体１１を制御する。スイッチ２４は、空気の流れに反応して切り替わる。車輪側制御部２２は、スイッチ２４が切り替わった場合、複数のモードの中から所定のモードに変更する。これにより、ＴＰＭＳバルブ２のモードを精度よく変更することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車輪に関連する車輪情報を送信可能な装置の技術に関し、例えばタイヤの空気圧等の車輪情報を送信する装置に関する。

従来、車両に用いられる車輪においては、タイヤの空気圧を維持し、また、必要に応じて空気を充填するためのエアバルブが装着されている。特許文献１には、タイヤの空気圧注入口に装着されるバルブキャップであって、そのバルブキャップの先端に設けられたボタンを操作することでタイヤの空気圧を測定する構成が開示されている。

また、最近では、タイヤ空気圧モニタリングシステム（以下、「ＴＰＭＳ」と表記する）に代表されるように、タイヤの内部空気圧などの車輪状態を、各車輪に設けられたセンサ類により検出して、車体に設けられた電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と表記する）などに送信するシステムが普及してきている。このようなシステムとして、特許文献２や特許文献３には、タイヤ内の空気圧力を測定して無線により送信データを送信するセンサ部と、送信データを受信しタイヤ内の空気圧力を監視する受信機と、を備えた構成が開示されている。

上述したＴＰＭＳの中には、車両の製造時や整備時に、新たに装着する車輪が備えているセンサ固有の識別情報を車体側の受信機に登録する場合がある。また、各車輪に設けられたセンサの作動モードを、車輪状態に応じて切替えるＴＰＭＳもある。例えば、通常時には低頻度で車輪状態を検出するが、異常が生じているおそれがあると判断される時には高頻度で車輪状態を検出するセンサを採用したＴＰＭＳにより、安全性の向上が図られている。

ところで、センサ固有の識別情報の登録やセンサの作動モードの切替えをタイヤの外部から操作する方法としては、トリガー電波による遠隔操作が主流であるが、操作の対象となる車両に近接する他の車両の空気圧センサに誤作動を引き起こすおそれがある。

このような問題に対して、特許文献２に記載のタイヤ空気圧監視装置においては、センサＩＤの登録の際に製造ラインに設けられている専用の登録制御装置を用いている。また、特許文献３に記載の車輪状態調整システムにおいては、タイヤの内部空気圧を調整する車輪状態調整手段を用いて所定の空気圧の変動を生じさせ、それをトリガーとしてセンサの送信頻度を左右する閾値を変更している。
実用新案登録第３０６４２８９号公報 特開２００４−１１４８９８号公報 特開２００５−２９７８５１号公報

しかしながら、特許文献２に記載の装置は、センサ以外に専用の登録制御装置を必要とするため、構成が複雑となっている。また、特許文献３に記載のシステムは、空気圧の変動をモード切替えのトリガーとしているため、タイヤの温度変化のみによって所定の空気圧の変動が生じた場合、センサが誤作動するおそれがある。また、無線による遠隔操作ではなく有線による操作も考えられるが、そのためには、センサ基板に操作用の導通線を接続したり、その導通線をエアバルブに通してタイヤ外に引き出したりする等の工程が必要となり、組立て時の作業効率を低下させる要因となる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車輪に関連する車輪情報を送信する車輪情報送信装置におけるモードを簡易な構成で精度良く変更することができる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車輪情報送信装置は、車輪に関連する車輪情報を検出し送信可能なセンサ本体と、複数のモードの中から選択されたモードで前記センサ本体を制御する車輪側制御部と、空気の流れに反応して切り替わるスイッチと、を備える。前記車輪側制御部は、前記スイッチが切り替わった場合、前記複数のモードの中から所定のモードに変更する。

ここで、車輪に関連する車輪情報とは、例えば、タイヤの空気圧や温度等、車両の走行や車輪の耐久性に影響を与えるような情報が含まれる。また、車輪情報送信装置は、検出した車輪情報を定期的にあるいは所定のタイミングで送信可能であるとよい。

この態様によると、無線の代わりに空気の流れに反応して切り替わるスイッチを用いているので、無線による遠隔操作と比較して誤作動が少なく、精度良くモードを変更することができる。また、有線による操作のように、車輪の外部から操作するための導通線を車輪側制御部に接続したり、車輪を構成するタイヤやホイールに車輪情報送信装置を装着する際に、導通線を車輪の外部に引き出したりする必要がなく、簡易な構成でモードを変更することができる。

前記スイッチは、タイヤの内部から外部へ流出する加圧空気の流れ、または、外部からタイヤの内部へ流入する空気の流れに反応して切り替わる。これにより、空気の流れを発生させるための特別な部材や装置を用いなくても、車輪を構成するタイヤの内部から加圧空気を抜く際に流出する空気や、タイヤの内部へ空気を充填する際に流入する空気を用いてスイッチの切替えを行うことができる。

前記センサ本体は、前記車輪情報としてタイヤの空気圧を検出する空気圧センサと、前記タイヤの空気圧の情報を含む信号を送信する車輪側送信部と、を有してもよい。このような空気圧センサを備えた車輪情報送信装置であっても、空気圧センサにより検出した空気圧の変動をモード切替えのトリガーとせず、スイッチが切り替わる空気の流れをトリガーとしているので、温度変化によって空気圧の変動が生じても、誤ってモードが変更されることを抑制することができる。

前記センサ本体および前記車輪側制御部を収納する筐体を更に備えてもよい。前記筐体は、タイヤの内部と外部との間を空気が流れる際に通過する通路を有してもよい。前記スイッチは、前記通路に設けられていてもよい。これにより、空気の流れによるセンサ本体のモードの変更を更に精度良く行うことができる。

前記筐体と一体的に設けられ、タイヤが装着されるホイールに形成された孔部に取り付けられるバルブステムを更に備えてもよい。前記スイッチは、前記通路において、前記バルブステムより前記車輪側制御部に近い箇所に設けられていてもよい。これにより、スイッチが切り替わった際の出力信号を車輪側制御部に伝えるための接続線を短くすることができ、車輪情報送信装置の信頼性を向上することができる。

前記バルブステムは、外部からの操作により開弁し、タイヤの内部と外部とを連通する弁機構を有してもよい。これにより、作業者が弁機構を操作しタイヤの内部と外部とを連通させることで、例えば、外部より高圧であるタイヤの内部から空気が流出することになり、特別な装置を必要とせずに空気の流れを生じさせることができる。

前記スイッチは、回転軸を中心に空気の流れにより回転する可動部を有し、該可動部が動くことで切り替わり、前記回転軸は、その軸方向と、車輪情報送信装置本体が車輪に装着され回転した場合に前記可動部に発生する遠心力の向きとが実質的に平行になるように設けられていてもよい。これにより、車輪情報送信装置が車輪に装着され回転しても、遠心力により可動部が回転しにくいため、誤ってスイッチが切り替わることを抑制することができる。

前記スイッチは、回転軸を中心に空気の流れにより回転する可動部を有し、該可動部が動くことで切り替わり、前記回転軸は、前記可動部の重心を通ってもよい。これにより、車輪情報送信装置が車輪に装着され回転しても、遠心力により可動部が回転しにくいため、誤ってスイッチが切り替わることを抑制することができる。

本発明の別の態様は、車輪状態監視システムである。この車輪状態監視システムは、車輪情報送信装置と、前記車輪情報を受信し処理する車輪情報処理装置とが情報の通信を行うことにより車輪の状態を監視する車輪状態監視システムであって、前記車輪情報処理装置は、前記車輪情報送信装置から送信された前記センサ本体に固有の識別情報および前記車輪情報を含む信号を受信する車体側受信部と、前記識別情報および前記車輪情報に基づいて前記車輪情報送信装置が設けられている車輪の状態を推定する車体側制御部とを備える。前記車輪側制御部は、前記スイッチの切り替わりにより、所定のモードとして前記識別情報を前記車体側制御部に登録する登録モードが選択された場合、前記センサ本体から前記識別情報を含む登録信号が送信されるように該センサ本体を制御し、前記車体側制御部は、前記登録信号を受信した場合、該登録信号に含まれている識別情報を登録する。

この態様によると、無線の代わりに空気の流れに反応して切り替わるスイッチを用いているので、無線による遠隔操作と比較して誤作動が少なくなり、また、精度良く登録モードに変更することができる。また、車輪情報送信装置以外に専用の登録制御装置を必要とせずに、センサ本体に固有の識別情報を車体側制御部へ登録することができる。

本発明の更に別の態様は、車輪情報送信装置のモード変更方法である。この方法は、車輪に関連する車輪情報を検出し送信可能なセンサ本体と、複数のモードの中から選択されたモードで前記センサ本体を制御する車輪側制御部と、空気の流れに反応して切り替わるスイッチと、を備える車輪情報送信装置のモード変更方法であって、車輪情報送信装置が備えられている車輪のバルブを操作してタイヤの内部の加圧空気を排出し、その際の空気の流れで前記スイッチを切替えることで、前記複数のモードの中から所定のモードに変更する。

本発明によれば、車輪に関連する車輪情報を送信する車輪情報送信装置におけるモードを簡易な構成で精度良く変更することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

（車輪情報送信装置）
図１は、本実施の形態に係る車輪情報送信装置が取り付けられたホイールの要部を模式的に示した断面図である。図２は、図１に示す車輪情報送信装置が取り付けられたリム近傍の要部断面図である。本実施の形態に係る車輪情報送信装置は、タイヤ空気圧監視システム（Tire Pressure Monitoring System：以下ＴＰＭＳという）を備えたＴＰＭＳバルブ２である。ＴＰＭＳバルブ２は、図１に示すように、タイヤ４が装着されるホイール６のリム６ａに取り付けられている。より詳しくは、ＴＰＭＳバルブ２は、ホイール６の内側から外側へ向かって貫通するように形成された孔部６ｂに取り付けられている。なお、タイヤ４とホイール６とから車輪３が構成される。

本実施の形態に係るＴＰＭＳバルブ２は、センサ等を備えるケース１０と、ケース１０と一体的に設けられホイール６に形成された孔部６ｂに取り付けられるバルブ部１２とを備えている。ケース１０は、図２に示すように、その内部にセンサ本体１１を収納している。センサ本体１１は、車輪に関連する車輪情報としてタイヤ４の空気圧を検出する空気圧センサ１４と、検出した車輪情報を車両本体に備えられた受信装置に高周波の電波を含む信号として送信する車輪側送信部１６と、複数のモードの中から選択されたモードでセンサ本体１１を制御する車輪側制御部２２とを有する。ここで、車輪側制御部２２は、センサ本体１１の内部に設けてもよいし、センサ本体１１とは別体としてケース１０の内部に配置してもよい。

車輪側制御部２２は、通常の走行時においてタイヤの空気圧を監視する監視モード、および、車輪を新たに車両に装着する際にセンサ本体１１に固有の識別情報の登録を行う登録モード、のいずれかから選択されたモードでセンサ本体１１の制御が可能である。また、監視モードとしては、空気圧センサ１４における空気圧の検出間隔、車輪側送信部１６における信号の送信間隔等の設定が異なる複数のモードのうちいずれかから選択されたものとしてもよい。

ＴＰＭＳバルブ２は、空気の流れに反応して切り替わるスイッチ２４を更に備える。そして、車輪側制御部２２は、スイッチ２４が切り替わった場合、それまで実行していたモードを前述の複数のモードの中から選択された所定のモードに変更し、その所定のモードによりセンサ本体１１を制御する。ここで、ＴＰＭＳバルブ２における複数のモードの中には、車輪側送信部１６からの送信が停止するスリープモードが含まれている。そして、ＴＰＭＳバルブ２は、スイッチ２４の切り替えによりスリープモード（換言すれば車輪側送信部１６のオンオフモード）に移行してもよい。

このように、本実施の形態に係るＴＰＭＳバルブ２は、無線の代わりに空気の流れに反応して切り替わるスイッチ２４を用いているので、無線による遠隔操作と比較して誤作動が少なく、精度良くモードを変更することができる。また、有線による操作のように、車輪の外部から操作するための導通線を車輪側制御部２２に接続したり、ホイール６にＴＰＭＳバルブ２を装着する際に、導通線をタイヤの外部にバルブ部１２を介して引き出したりする必要がなく、ＴＰＭＳバルブ２の製造工程やＴＰＭＳバルブ２をホイール６に装着する工程での作業効率の低下を回避することができる。

バルブ部１２は、タイヤ４とホイール６とにより囲まれる内部領域８の圧力をホイール６の外部より高く維持するとともに、外部から気体を内部領域８に導入することが可能な構造となっている。より詳しくは、ホイール６の孔部６ｂに取り付けられる管状のバルブステム１８の内部に逆止弁が設けられている。この逆止弁は、タイヤ４の内部領域８への空気注入時には弁が開く一方、通常の状態では外気より高圧な内部領域８の圧力により閉じた状態となっており、内部領域８の圧力を維持することができる。

本実施の形態に係るバルブステム１８は、空気の流入経路を長手方向とした円筒部材であり、その外周にはねじ山１８ａが形成されている。そして、内側にねじ溝が形成されているナット２５をバルブステム１８の外周に取り付け回転させることで、バルブステム１８が矢印Ａ方向に移動する力が発生する。そのため、バルブステム１８とともにケース１０にもリム６ａに向かう力が働き、ケース１０の側面がリム６ａに押し付けられる。その結果、バルブステム１８に発生している軸力により、ナット２５とケース１０との間にホイール６が挟持されることで、ＴＰＭＳバルブ２がホイール６に固定される。

また、バルブステム１８の一方の先端には、外部から操作することで逆止弁を開弁しタイヤの内部と外部とを連通させることが可能な突起２０が設けられている。本実施の形態に係るＴＰＭＳバルブ２は、バルブステム１８の内部に設けられている逆止弁と、その逆止弁を開弁するための突起２０とを有する弁機構を備える。これにより、作業者や所定の装置によりタイヤの内部から空気を流出させたりタイヤの内部へ空気を流入させたりすることで、特別な装置を必要とせずに空気の流れを生じさせることができる。そして、スイッチ２４は、タイヤ４の内部から外部へ流出する加圧空気の流れ、または、外部からタイヤ４の内部へ流入する空気の流れに反応して切り替わる。

また、ケース１０は、タイヤ４の内部と外部との間を空気が流れる際に通過する管状の通路２６を有している。本実施の形態に係る通路２６は、ケース１０とバルブステム１８との接続部の近傍から、ケース１０の上面に設けられた開口部２８まで空気が導かれるように設けられている。これにより、バルブステム１８を介して流入する空気、あるいは、バルブステムも介して流出する空気は、通路２６を通過することになる。また、本実施の形態に係るスイッチ２４は、通路２６に設けられている。

そのため、少ない空気の流れでスイッチ２４を切替えることができるので、センサ本体１１のモードの変更を更に精度良く行うことができる。また、空気圧センサ１４により検出した空気圧の変動をモード切替えのトリガーとせず、スイッチ２４が切り替わる空気の流れをトリガーとしているので、温度変化によって空気圧の変動が生じても、誤ってモードが変更されることを抑制することができる。

また、スイッチ２４は、通路２６において、バルブステム１８より車輪側制御部２２に近い箇所に設けられていてもよい。これにより、スイッチが切り替わった際の出力信号を車輪側制御部２２に伝えるための接続線を短くすることができ、ＴＰＭＳバルブ２の信頼性を向上することができる。

（スイッチ）
図３は、本実施の形態に係るスイッチの通路内での配置を模式的に示した図である。図４は、本実施の形態に係るスイッチの上面図である。以下では、スイッチ２４の切替えを、バルブ部１２の突起２０を操作してタイヤ内の空気を流出させる際に発生する空気の流れを利用して行う場合について説明する。

スイッチ２４は、空気の流出方向Ｂに対して交差する方向、より好ましくは空気の流出方向Ｂに対して実質的に垂直な方向が軸方向となる回転軸３０を有する。回転軸３０は、通路２６を形成する壁面に回転可能に支持されている。また、スイッチ２４は、回転軸３０を中心に空気の流れにより回転する可動部として板状の三角片３２を有する。これにより、三角片３２は、通路２６内を空気が流れると、回転軸３０を中心に回転し、三角片３２や回転軸３０に設けられた接触片（不図示）が接点に接触することで、スイッチ２４が切り替わることになる。

本実施の形態に係るスイッチ２４は、回転軸３０が三角片３２の重心Ｇを通るように構成されている。これにより、三角片３２は、傾かずに回転軸３０上で静止するため、ＴＰＭＳバルブ２がホイール６に装着され回転しても、遠心力により三角片３２が回転しにくく、誤ってスイッチ２４が切り替わることを抑制することができる。また、回転軸３０の周囲にはバネ３４が巻かれている。バネ３４の一端は三角片３２に固定され、他端は通路２６の内壁に固定されている。そして、バネ３４は、三角片３２が回転した場合に元の静止状態に戻すための復元力を発生する。

これにより、スイッチ２４を複数回切替え、その切替えた回数に応じて車輪側送信部１６が複数のモードの中から所定のモードを選択するような場合、三角片３２が自然に静止状態になるまで待つ必要がなく、迅速なモードの変更が可能となる。つまり、断続的に複数回の空気の流出を行う場合、バネ３４により三角片３２が初期の静止状態にすぐに戻るため、空気の流出間隔を短くすることができる。

図５は、本実施の形態に係る可動部に発生する回転モーメントを説明するための模式図である。三角片３２は、その重心Ｇを通る回転軸３０を挟んで、面積Ａ１の三角状の領域と、面積Ａ２の台形状の領域とに分けられる。ここで、Ａ１＜Ａ２となるように三角片の形状を設計する。また、三角状の領域の重心Ｇ１に働く力Ｆ１、台形状の領域の重心Ｇ２に働く力をＦ２、重心Ｇ１と重心Ｇとの距離をａ、重心Ｇ２と重心Ｇとの距離をｂとすると、下記の式（１）を満たすように各値を設計するとよい。
Ｆ１×ａ＝Ｆ２×ｂ・・・（式１）

式（１）に示す関係が満たされれば、回転軸３０を挟んだ三角状の領域と台形状の領域それぞれの回転モーメントが釣り合うため、三角片３２は、空気の流出方向Ｂに対して実質的に垂直な状態で静止することができる。これにより、少ない空気の流れであっても、三角片３２が受ける力が大きくなるため、スイッチ２４の切替え感度が高くなる。

また、回転軸３０を挟んだ三角状の領域と台形状の領域の面積が異なるため、通路２６内の一様な空気の流れに対しても台形状の領域が受ける力が大きくなる。その結果、常に一方向の回転モーメントが大きくなるため、空気の流れがあるにもかかわらず三角片３２が回転しないという事態を回避することができる。なお、可動部の形状としては、必ずしも三角形状である必要はなく、前述の効果を加味して適宜設計すればよい。

図６は、本実施の形態に係る他のスイッチの通路内での配置を模式的に示した概略図である。スイッチ１２４は、空気の流出方向Ｂに対して実質的に平行な方向が軸方向となる回転軸１３０を有する。回転軸１３０は、通路２６に両端が固定されている固定軸１３２の外周に回転可能に支持されている。また、スイッチ１２４は、回転軸３０を中心に空気の流れにより回転する可動部として２枚の羽根１３４を有する。これにより、羽根１３４は、通路２６内を空気が流れると、回転軸１３０を中心に回転し、回転軸１３０に設けられた接触片１３６が接点１３８に接触することで、スイッチ１２４が切り替わることになる。

また、回転軸１３０は、その軸方向と、ＴＰＭＳバルブ２がホイール６に装着され回転した場合に羽根１３４に発生する遠心力の向きとが実質的に平行になるように設けられているとよい。これにより、ＴＰＭＳバルブ２がホイール６に装着され回転しても、遠心力により羽根１３４が回転しにくいため、誤ってスイッチ１２４が切り替わることを抑制することができる。また、固定軸１３２の周囲にはバネ１４０が巻かれている。バネ１４０の一端は回転軸１３０に固定され、他端は固定軸１３２に固定されている。そして、バネ１４０は、羽根１３４が空気の流れを受けて回転軸１３０が回転した場合に元の静止状態に戻すための復元力を発生する。

（車輪状態監視システム）
次に、上述のＴＰＭＳバルブ２に固有の識別情報を車体側に設けられた車輪情報処理装置に登録する車輪状態監視システムについて説明する。図７は、本実施の形態に係る車輪情報送信装置および車輪情報処理装置を備えた車両を示す概略構成図である。なお、本実施の形態に係る車輪状態監視システムは、上述の車輪情報送信装置と車輪情報処理装置とを備え、車輪情報送信装置と車輪情報処理装置とが情報の通信を行うことにより車輪の状態を監視する。

図７に示される車両２１０は、車体２１２に設けられた４体の車輪３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬ（なお、以下では適宜、車輪３ＦＲ〜３ＲＬを総称して「車輪３」という。）と、操舵輪である車輪３ＦＲ，３ＦＬを操舵する図示されない操舵装置と、これら車輪３のうち駆動輪を駆動する図示されない走行駆動源等を備える。

上述の各車輪３には、ＴＰＭＳバルブ２ＦＲ，２ＦＬ，２ＲＲ，２ＲＬ（なお、以下では適宜、ＴＰＭＳバルブ２ＦＲ〜２ＲＬを総称して「ＴＰＭＳバルブ２」という。）が装着されている。

図８は、図７の車両に含まれるＴＰＭＳバルブを説明するためのブロック図である。ＴＰＭＳバルブ２のケース１０の内部には、図８に示されるように、空気圧センサ１４、車輪側送信部１６、車輪側制御部２２およびバッテリ３６が収容されている。これにより、ＴＰＭＳバルブ２は、車輪に関連する車輪情報としてのタイヤ空気圧を取得するとともに取得した車輪情報を定期的に送信可能な車輪情報送信装置として機能する。

また、本実施の形態に係る車両２１０は、各車輪３のＴＰＭＳバルブ２に含まれる車輪側送信部１６の記憶部に対して、自己の車輪を他の車輪と識別するための識別情報としてそれぞれ固有のＩＤコードが付与されている。換言すれば、センサ本体１１に固有の識別情報としてそれぞれ固有のＩＤコードが付与されている。

本実施の形態では、例えば、右前方の車輪３ＦＲに装着されるＴＰＭＳバルブ２ＦＲの車輪側送信部１６にＩＤコード＝１が付与され、左前方の車輪３ＦＬに装着されるＴＰＭＳバルブ２ＦＬの車輪側送信部１６にＩＤコード＝２が付与され、右後方の車輪３ＲＲに装着されるＴＰＭＳバルブ２ＲＲの車輪側送信部１６にＩＤコード＝３が付与され、左後方の車輪３ＲＬに装着されるＴＰＭＳバルブ２ＲＬの車輪側送信部１６にＩＤコード＝４が付与されている。

そして、通常の走行時における監視モードにおいて、各車輪側送信部１６は、空気圧センサ１４による検出値とともに、送信元の車輪側送信部１６を示すＩＤコードを含む信号を定期的に送信する。なお、このような車輪側送信部１６の信号の定期送信は、ホイールにタイヤを装着することにより構成された車輪３にＴＰＭＳバルブ２が装着され、アセンブリとして工場から出荷された段階から開始してもよい。

一方、車両２１０の車体２１２には、図７および図８に示されるように、ＴＰＭＳバルブ２の車輪側送信部１６から送信される情報を用いて各種制御を実行する処理手段としての電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）３８が搭載されている。ＥＣＵ３８は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、入出力インターフェース、記憶装置等を備えるものである。そして、ＥＣＵ３８は、図７に示されるように、車体側受信部４０、センサ群４２および警報装置４４が接続されている。

車体側受信部４０は、各車輪３のＴＰＭＳバルブ２に含まれる車輪側送信部１６との間で信号の送受信を行うものであり、車輪側送信部１６から無線送信された信号を受信してＥＣＵ３８に与える。センサ群４２には、例えば、車輪３ごとに設けられて対応する車輪３の速度を検出する図示されない車輪速センサ等が含まれる。警報装置４４は、ＥＣＵ３８の制御のもと、所定条件下で運転者に警報を発するものであり、例えば、車両２１０のインストルメンツパネルに設けられている警告表示装置等が含まれる。

本実施の形態に係る車輪情報処理装置は、主として、車体側受信部４０やＥＣＵ３８等により構成され、ＴＰＭＳバルブ２から送信された車輪に関連する車輪情報を処理する。車両２１０の走行中等には、各ＴＰＭＳバルブ２の空気圧センサ１４により車輪３の空気圧が検出され、各車輪側送信部１６から、空気圧センサ１４の検出値と自己のＩＤコードとを示す信号が車体側受信部４０に定期的に無線送信される。そして、車体側受信部４０により車輪側送信部１６からの信号が受信されると、ＥＣＵ３８は、車体側受信部４０により受信された信号に含まれるＩＤコードがその記憶装置に記憶（登録）されているＩＤコードのうちの１つと一致したときに、受信された信号を用いた所定の処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ３８は、ＩＤコードおよび空気圧センサ１４の検出値に基づいて、そのＩＤコードが記憶されているＴＰＭＳバルブ２が設けられている車輪の状態を推定する。

したがって、車輪情報処理装置を機能させるためには、各ＴＰＭＳバルブ２の車輪側送信部１６のＩＤコードをＥＣＵ３８に登録しておくことが必要となる。このような登録は、簡易な構成により簡便に行われることが好ましい。そこで、本実施の形態に係る車輪状態監視システムは、ＴＰＭＳバルブ２の内部に設けられているスイッチを切替えることで通常の監視モードではなく、ＩＤコードをＥＣＵ３８に登録する登録モードに変更する。また、このスイッチの切替えは、空気の流れを利用して行われる。

（車輪状態監視システムにおける識別情報の登録方法）
ホイール６にタイヤ４を装着することにより構成された車輪３にＴＰＭＳバルブ２が装着され、アセンブリとして工場から出荷された後、各車輪３は新たな車体２１２に取り付けられることになる。この際、車体２１２が備えるＥＣＵ３８は、各ＴＰＭＳバルブ２に固有のＩＤコードを登録する必要がある。

図９は、本実施の形態に係る識別情報の登録方法を説明するためのフローチャートである。はじめに、作業者は、ＴＰＭＳバルブ２からＩＤコードを含む登録信号が出力された場合に、そのＩＤコードを登録可能な状態にＥＣＵ３８の設定を変更する（Ｓ１０）。次に、作業者は、本実施の形態に係るＴＰＭＳバルブ２のバルブ部１２の先端に設けられている突起２０を操作し、逆止弁を開弁することで、タイヤの内部に充填されている高圧の空気をタイヤ４の外部に流出させる（Ｓ１２）。これにより、ＴＰＭＳバルブ２の内部に備えられているスイッチ２４が空気の流れにより切り替わる。

車輪側制御部２２は、このスイッチ２４の切り替わりにより新たに登録モードを選択する（Ｓ１４）。そして、車輪側制御部２２は、センサ本体１１が有する車輪側送信部１６からＩＤコードを含む登録信号が出力されるように登録モードに従って車輪側送信部１６を制御する。ＥＣＵ３８は、受信した登録信号に含まれるＩＤコードを登録する（Ｓ１６）。

その後、作業者は、再度ＴＰＭＳバルブ２のバルブ部１２の先端に設けられている突起２０を操作し、タイヤの内部に充填されている高圧の空気をタイヤ４の外部に流出させる（Ｓ１８）。これにより、ＴＰＭＳバルブ２の内部に備えられているスイッチ２４が空気の流れにより再度切り替わる。車輪側制御部２２は、このスイッチ２４の切り替わりによりそれまでの登録モードから通常の監視モードに変更しこの処理を終了する（Ｓ２０）。

なお、上述の実施の形態では、監視モードと登録モードという２つのモード間での変更であったが、３以上のモード間の切替えであってもよい。例えば、送信間隔が異なる３つのモードが設定されている場合、車輪側制御部２２は、スイッチの切替えが一回行われた場合には、それまでのモード１をモード２に変更し、再度スイッチの切替えが行われた場合には、それまでのモード２をモード３に変更し、更にスイッチの切替えが行われた場合には、それまでのモード３をモード１に変更し、というようにモードの変更を行ってもよい。これにより、より多くのモード間での変更をスイッチの切替え回数に応じて簡易に行うことができる。

以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

また、上述の実施の形態に係る車輪側送信部１６は、受信機能も併せ持つ送受信機であってもよい。また、車体側受信部４０は、送信機能も併せ持つ送受信機であってもよい。

本実施の形態に係る車輪情報送信装置が取り付けられたホイールの要部を模式的に示した断面図である。 図１に示す車輪情報送信装置が取り付けられたリム近傍の要部断面図である。 本実施の形態に係るスイッチの通路内での配置を模式的に示した図である。 本実施の形態に係るスイッチの上面図である。 本実施の形態に係る可動部に発生する回転モーメントを説明するための模式図である。 本実施の形態に係る他のスイッチの通路内での配置を模式的に示した概略図である。 本実施の形態に係る車輪情報送信装置および車輪情報処理装置を備えた車両を示す概略構成図である。 図７の車両に含まれるＴＰＭＳバルブを説明するためのブロック図である。 本実施の形態に係る識別情報の登録方法を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

２ ＴＰＭＳバルブ、 ３ 車輪、 ４ タイヤ、 ６ ホイール、 １０ ケース、 １１ センサ本体、 １２ バルブ部、 １４ 空気圧センサ、 １６ 車輪側送信部、 １８ バルブステム、 ２０ 突起、 ２２ 車輪側制御部、 ２４ スイッチ、 ２６ 通路、 ３０ 回転軸、 ３２ 三角片、 ３８ ＥＣＵ、 ４０ 車体側受信部。

Claims (10)

1. 車輪に関連する車輪情報を検出し送信可能なセンサ本体と、
   複数のモードの中から選択されたモードで前記センサ本体を制御する車輪側制御部と、
   空気の流れに反応して切り替わるスイッチと、を備え、
   前記車輪側制御部は、前記スイッチが切り替わった場合、前記複数のモードの中から所定のモードに変更することを特徴とする車輪情報送信装置。
2. 前記スイッチは、タイヤの内部から外部へ流出する加圧空気の流れに反応して切り替わることを特徴とする請求項１に記載の車輪情報送信装置。
3. 前記センサ本体は、
   前記車輪情報としてタイヤの空気圧を検出する空気圧センサと、
   前記タイヤの空気圧の情報を含む信号を送信する車輪側送信部と、
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載の車輪情報送信装置。
4. 前記センサ本体および前記車輪側制御部を収納する筐体を更に備え、
   前記筐体は、タイヤの内部と外部との間を空気が流れる際に通過する通路を有し、
   前記スイッチは、前記通路に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車輪情報送信装置。
5. 前記筐体と一体的に設けられ、タイヤが装着されるホイールに形成された孔部に取り付けられるバルブステムを更に備え、
   前記スイッチは、前記通路において、前記バルブステムより前記車輪側制御部に近い箇所に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の車輪情報送信装置。
6. 前記バルブステムは、外部からの操作により開弁し、タイヤの内部と外部とを連通する弁機構を有することを特徴とする請求項５に記載の車輪情報送信装置。
7. 前記スイッチは、回転軸を中心に空気の流れにより回転する可動部を有し、該可動部が動くことで切り替わり、
   前記回転軸は、その軸方向と、車輪情報送信装置本体がタイヤに装着され回転した場合に前記可動部に発生する遠心力の向きとが実質的に平行になるように設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の車輪情報送信装置。
8. 前記スイッチは、回転軸を中心に空気の流れにより回転する可動部を有し、該可動部が動くことで切り替わり、
   前記回転軸は、前記可動部の重心を通ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の車輪情報送信装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の車輪情報送信装置と、前記車輪情報を受信し処理する車輪情報処理装置とが情報の通信を行うことにより車輪の状態を監視する車輪状態監視システムであって、
   前記車輪情報処理装置は、
   前記車輪情報送信装置から送信された前記センサ本体に固有の識別情報および前記車輪情報を含む信号を受信する車体側受信部と、
   前記識別情報および前記車輪情報に基づいて前記車輪情報送信装置が設けられている車輪の状態を推定する車体側制御部とを備え、
   前記車輪側制御部は、前記スイッチの切り替わりにより、所定のモードとして前記識別情報を前記車体側制御部に登録する登録モードが選択された場合、前記センサ本体から前記識別情報を含む登録信号が送信されるように該センサ本体を制御し、
   前記車体側制御部は、前記登録信号を受信した場合、該登録信号に含まれている識別情報を登録する、
   ことを特徴とする車輪状態監視システム。
10. 車輪に関連する車輪情報を検出し送信可能なセンサ本体と、複数のモードの中から選択されたモードで前記センサ本体を制御する車輪側制御部と、空気の流れに反応して切り替わるスイッチと、を備える車輪情報送信装置のモード変更方法であって、
    前記車輪情報送信装置が備えられている車輪のバルブを操作してタイヤの内部の加圧空気を排出し、その際の空気の流れで前記スイッチを切替えることで、前記複数のモードの中から所定のモードに変更する車輪情報送信装置のモード変更方法。

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