JP2012236529A - タイヤ空気圧監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】システムの組み付け工数が少ないタイヤ空気圧監視システムを提供する。
【解決手段】各タイヤに設けられてその空気圧情報および自身に固有の識別情報を含む無線信号を定期的に送信するセンサユニット１４と、各センサユニット１４から送信される無線信号の受信率が異なるように車両に配置される受信機３１と、各センサユニット１４から送信される無線信号の受信率から、受信機３１において受信される無線信号がどのタイヤ位置に設けられたセンサユニット１４からのものかを判定する判定部３７と、無線信号に含まれる空気圧情報から空気圧が正常であるか否かを判断し、正常でないと判断される場合には、判定部３７において特定されたセンサユニット１４が設けられたタイヤの空気圧が正常でない旨報知する表示装置１７と、を備えるタイヤ空気圧監視システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ空気圧監視システムに関する。

従来、例えば特許文献１に記載されるように、車両のタイヤ空気圧を監視するタイヤ空気圧監視システムが知られている。当該システムは、車両の各タイヤに設けられる無線通信機能付のセンサユニットを備えてなる。このセンサユニットはタイヤの空気圧を検出し、各タイヤからの距離が異なる位置に設けられたイニシエータから送信されるトリガ信号を受信したことを契機として、無線信号を送信する。この無線信号には、検出される空気圧情報および自身に固有の識別情報、並びにトリガ信号の受信強度情報が含まれる。この無線信号は車両の本体に設けられる監視装置に受信される。当該装置には、各センサユニットの識別情報と、各タイヤの取り付け位置（左前、左後、右前、右後）に対応付けられた受信強度情報とが予め登録されている。そして当該装置は、受信される無線信号に含まれる識別情報及び受信強度情報に基づき当該無線信号に含まれる空気圧情報が各タイヤのいずれのものであるのかを判定するとともに、当該空気圧情報に基づき各タイヤの空気圧の異常の有無を監視する。当該装置は、各タイヤのいずれかの空気圧が異常である旨判定されるときには、その旨車室内の表示装置を通じて警告する。運転者は、当該警告を通じて各タイヤのいずれに異常が発生したかを認識可能となる。

特開２００７−１１４１０８号公報

特許文献１のシステムでは、センサユニットから無線信号を送信させるためのイニシエータが必要である。このため、このイニシエータの搭載スペースを車両に設ける必要があるとともに、これを車両に組み付けるための組み付け工数が増大するおそれがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、システムの組み付け工数が少ないタイヤ空気圧監視システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、各タイヤに設けられてその空気圧情報および自身に固有の識別情報を含む無線信号を定期的に送信するセンサユニットと、前記各センサユニットから送信される無線信号の受信率が異なるように車両に配置される受信機と、前記各センサユニットから送信される前記無線信号の前記受信率から、前記受信機において受信される前記無線信号がどのタイヤ位置に設けられた前記センサユニットからのものかを判定する判定部と、前記無線信号に含まれる空気圧情報から空気圧が正常であるか否かを判断し、正常でないと判断される場合には、前記判定部において特定された前記センサユニットが設けられたタイヤの空気圧が正常でない旨報知する制御手段と、を備えることを要旨とする。

同構成によれば、受信機において、タイヤ毎にセンサユニットが定期的に送信する無線信号の受信率が異なる。このため、例えば、センサユニット毎の受信率同士の比較を通じて、その無線信号がどのタイヤ位置に設けられたセンサユニットからのものなのかを判定することができる。このため、このタイヤ空気圧監視システムには、従来、タイヤ位置を特定するために必要であったイニシエータ等を設ける必要がない。従って、このイニシエータを搭載するために必要であった搭載スペースや、これを組み付けるための組み付け工数を抑制することができる。また、タイヤをローテーションした場合についても、センサユニットのタイヤ位置を容易に特定することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、前記車両は、前記センサユニットから送信される前記無線信号の前記受信率とタイヤ位置とが対応付けられた基準データを記憶する記憶手段を備え、前記判定部は、前記記憶手段に記憶された基準データと、実際に受信される前記受信率の実データとを比較して実データがどのタイヤ位置に設けられた前記センサユニットからのものであるかを特定することを要旨とする。

受信機は、車両の走行中等、様々な要因で無線信号を受信できない場合がある。例えば、実データ同士を比較させてその受信率の順番からタイヤ位置を決定するような場合、信号が受信できないことが連続したときには、タイヤを間違うおそれがある。その点、同構成によれば、判定部は、基準データと実データとを比較することによって、無線信号の送信元であるセンサユニットのタイヤ位置を特定する。このように構成することによって、実データ同士を比較してタイヤ位置を特定する場合に比べて、精度が向上する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、前記受信機は、前記無線信号を受信するために指向性の異なる複数のアンテナを備えることを要旨とする。

無線信号の受信率はアンテナの受信レベルと相関関係にある。この受信レベルは、アンテナの指向性に依存する。すなわち、アンテナの指向性が異なると、同じセンサユニットからの無線信号に対して受信率が異なる。同構成によれば、指向性の異なる複数のアンテナを備えるため、アンテナ毎に各センサユニットから受信できる無線信号の受信率が異なる。従って、判定部が判定に用いる受信率のデータが増えるので、センサユニットのタイヤ位置の特定精度が向上する。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、前記車両は、複数の前記受信機を備えることを要旨とする。
同構成によれば、受信機毎にアンテナを介して受信される無線信号の受信率が異なる。従って、判定部が判定に用いる受信率データが増えるので、センサユニットのタイヤ位置の特定精度が向上する。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、前記判定部は、１つのアンテナを通じて受信される前記受信率から前記センサユニットのタイヤ位置を特定することが困難である場合には、他のアンテナを通じて受信される前記受信率から前記センサユニットのタイヤ位置を特定することを要旨とする。

同構成によれば、判定部は、１つのアンテナを通じて受信される無線信号の受信率からセンサユニットのタイヤ位置を特定することが困難な場合であっても、これを特定することができる。

本発明では、システムの組み付け工数が少ないタイヤ空気圧監視システムを提供することができる。

本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。 アンテナの搭載位置を示す車両の平面図。 車両側の監視装置に記憶されるテーブルデータの構成を示す一覧図。 車両側の監視装置に記憶されるテーブルデータの構成を示す一覧図。 車両側の監視装置に記憶されるテーブルデータの構成を示す一覧図。 実際の受信データとタイヤ位置とを関連付けた一覧図。 実際の受信データとタイヤ位置とを関連付けた一覧図。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。本例では、エアバルブと一体的に設けられるセンサユニットをタイヤに内蔵し、当該センサユニットにより直接的に検出されるタイヤの空気圧情報を車体側に無線送信する、いわゆる直接式（バルブタイプ）のシステムが採用されている。

＜表示制御システムの構成＞
＜システムの概要＞
まず、タイヤ空気圧監視システムの概要を説明する。図１に示すように、当該システム１１は、車両１２の４つのタイヤ１３にそれぞれ設けられる４つのセンサユニット１４と、車両１２の車体１５に設けられる監視装置１６とを備えてなる。各センサユニット１４は、タイヤの空気圧を検出するとともに、その検出した空気圧情報および自身に固有の識別情報（ＩＤコード）を含む無線信号を定められた周期（例えば１５秒）で送信する。各センサユニット１４からの無線信号は監視装置１６により受信される。監視装置１６は、受信した無線信号に含まれる識別情報に基づき当該無線信号に含まれる空気圧情報が自身の４つのタイヤ１３のいずれかのものであるかどうかを判定する。そして監視装置１６は、各空気圧情報に基づき４つのタイヤ１３の空気圧を監視する。いずれかのタイヤの空気圧に異常が検出された場合には、車室内における運転者から視認可能となる範囲、例えばインストルメントパネル等に設けられる表示装置１７を通じて、いずれかのタイヤ１３に異常が発生した旨警告する。

＜センサユニット＞
センサユニット１４は、タイヤ１３の図示しないエアバルブの内端部に一体的に設けられる。図１の上部に拡大して示すように、センサユニット１４は、空気圧センサ２２、送信機２３、および制御回路２４を備えてなる。

空気圧センサ２２は、タイヤ１３の内部の空気圧を計測し、その計測結果を制御回路２４に入力する。制御回路２４は、センサユニット１４の各部を統括的に制御する。制御回路２４の記憶装置２５には、各種の制御プログラムおよび自身に固有の識別情報（ＩＤコード）が記憶されている。制御回路２４は、自身に固有の識別情報、および空気圧センサ２２を通じて取得される空気圧情報を含む電気信号を所定の制御周期で生成する。送信機２３は、制御回路２４において生成される電気信号を変調して、その変調した電気信号を無線送信する。

＜監視装置＞
つぎに、監視装置１６について詳細に説明する。図１に示すように、監視装置１６は、受信機３１、および制御装置３２を備えてなる。受信機３１には、指向性を有する第１のアンテナ３１ａと第２のアンテナ３１ｂとが設けられている。受信機３１は、両アンテナ３１ａ，３１ｂを通じて各センサユニット１４からの無線信号を受信する。この両アンテナ３１ａ，３１ｂは、受信率が異なるように設けられる。受信率は、下式（１）に示される各センサユニット１４から送信される無線信号の送信回数に対する受信回数で求められる。本例では、図２に示されるように、両アンテナ３１ａ，３１ｂは、各タイヤからの距離が異なる位置である左後輪の近傍に設けられる。また、両アンテナ３１ａ，３１ｂは、指向性が互いに異なるように設けられる。なお、ここでいう受信とは、制御装置３２において無線信号に含まれる識別情報及び空気圧情報を認識することを指す。

制御装置３２は、当該システムを統括制御する。制御装置３２は、受信機３１を通じて受信される無線信号に基づき各タイヤ１３の状態を監視する。すなわち、制御装置３２に設けられる記憶装置３３には、図３に示されるテーブルデータ３４が記憶されている。当該テーブルデータ３４は、センサユニット１４の個数分の識別情報ＩＤ１〜ＩＤ４と、各タイヤ１３の空気圧の初期値（基準値）Ｐ０との関係を示す情報である。当該初期値は取り付けられるタイヤ１３の適正とされる空気圧を示す値である。本例では各タイヤ１３の適正な空気圧はすべて同じである。これら識別情報および空気圧の初期値の登録は、車両の出荷時、あるいはタイヤ１３の交換時などのように、タイヤ空気圧が適正（正常）であることが分かっている状態において行われる。

また、記憶装置３３には、図４及び図５に示されるテーブルデータ３５，３６が記憶されている。テーブルデータ３５は、第１のアンテナ３１ａで受信される無線信号について、各タイヤのタイヤ位置と、各タイヤから送信される無線信号の基準データとしての基準受信率との関係を示す情報である。同様にテーブルデータ３６は、第２のアンテナ３１ｂで受信される無線信号について、各タイヤのタイヤ位置と、各タイヤから送信される無線信号の基準受信率との関係を示す情報である。これら両テーブルデータ３５，３６に記憶されている基準受信率は、上式（１）の右辺に１００を乗じた百分率とされ、車両の出荷時等においてあらかじめ登録されている。なお、記憶装置３３には、実際の受信率（実受信率）を算出するために上式（１）が記憶されている。

図１に示されるように、制御装置３２には、判定部３７が設けられている。判定部３７は、実データとしての実受信率と基準受信率との比較を通じて、当該無線信号がどの位置のタイヤからのものであるかを判定する。ここでは、判定部３７は、ある無線信号の実受信率が、特定の基準受信率を含む所定の範囲内（例えば、基準受信率の上下５％以内）であれば、その特定の基準受信率に一致する旨判定する。

また、制御装置３２は、無線信号に含まれる識別情報と自身の記憶装置３３に記憶された識別情報との比較を通じて、当該無線信号に含まれる空気圧情報が自車両のタイヤ１３のものであるかどうかを判定する。そして、制御装置３２は、当該空気圧情報に基づき各タイヤ１３の空気圧の異常の有無を判定する。制御装置３２は、いずれかのタイヤ１３の空気圧に異常が検出された場合には、その旨警告するべく表示制御信号を生成する。表示装置１７は、制御装置３２において生成される表示制御信号に従い、同じく図１に示されるように、いずれかのタイヤに異常が発生した旨の警告表示を行う。

本例のシステム、正確には制御装置３２は、その動作態様として、通常モードおよび登録モードを有する。通常モードは、車両の各タイヤ１３に設けられるセンサユニット１４から送信される空気圧情報および固有の識別情報を含む無線信号に基づき各タイヤ１３の空気圧を監視する動作態様である。登録モードは、各センサユニット１４に固有の識別情報および空気圧の初期値を登録する動作態様である。本例では、車両に設けられるモード切り替えスイッチ３８の操作を通じて制御装置３２の動作態様が２つのモード間において切り替えられる。

＜センサユニットの登録処理＞
さて、このように構成されたタイヤ空気圧監視システム１１において、各センサユニット１４は、自身が搭載される空気圧を検出するとともに、その検出した空気圧情報、及び自身に固有の識別情報（ＩＤコード）を含む無線信号を定められた周期（ここでは、１５秒）で送信する。無線信号は、アンテナ３１ａ，３１ｂを通じて受信機３１により受信される。

まず、モード切り替えスイッチ３８の操作を通じて登録モードとされた制御装置３２は、無線信号に含まれる識別情報と、テーブルデータ３４とを比較して受信した無線信号が自身の車両に対応するものかを認識する。次に、制御装置３２は、所定時間（例えば、１０分間）において受信した無線信号の実受信率を算出する。この実受信率の算出は、アンテナ３１ａで受信した無線信号とアンテナ３１ｂで受信した無線信号との両方で行われる。そして、制御装置３２は、判定部３７において、算出した実受信率と、テーブルデータ３５，３６に記憶された基準受信率とを比較して、受信した無線信号がどのタイヤ位置のものなのかを特定する。

例えば、制御装置３２が、アンテナ３１ａを通じて図６に示される受信率で、アンテナ３１ｂを通じて図７に示される受信率で、それぞれ無線信号を受信した場合について説明する。

制御装置３２の判定部３７は、アンテナ３１ａを通じて受信したものについて、図４に示されるテーブルデータ３５と比較する。例えば、バルブＩＤ「＊＊０１」の実受信率は８５％とされている。判定部３７は、この実受信率とテーブルデータ３５に記憶された基準受信率とを比較する。この場合、８５％の実受信率は、左前輪にあたる基準受信率８０％の上下５％以内に属するため、判定部３７は、バルブＩＤ「＊＊０１」は左前輪のものと判定する。判定部３７は、他のバルブＩＤ「＊＊０２」、「＊＊０３」、「＊＊０４」についても、バルブＩＤ「＊＊０１」と同様にして、どのタイヤ位置にものなのかを判定する。制御装置３２は、判定部３７が判定したバルブＩＤとタイヤ位置との関係を記憶装置３３に記憶させて、一連の登録モードを終了し通常モードに移行する。

なお、アンテナ３１ａを通じての実受信率と基準受信率との比較でバルブＩＤとタイヤ位置との関係を登録できない場合、判定部３７は、アンテナ３１ｂを通じて受信される無線信号の実受信率を通じて、アンテナ３１ａの場合と同様にしてどのタイヤ位置にものなのかを判定する。このアンテナ３１ｂを通じて受信したものについては、図５に示されるテーブルデータ３６と比較する。そして、判定部３７は、受信した無線信号がどのタイヤ位置のものなのかを特定した後、その結果を記憶装置３３に記憶させて登録モードを終了し通常モードに移行する。

通常モードに移行した制御装置３２は、無線信号に含まれる空気圧情報と、テーブルデータ３４とを比較する。そして、空気圧が不足していると判断される場合には、図１に示されるように、制御装置３２は、表示装置１７を通じてその旨報知する。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）各タイヤ１３には、周期的に識別情報を含む無線信号を送信するセンサユニット１４を設けた。また、アンテナ３１ａ，３１ｂを各タイヤ１３からの距離が異なる左後輪の近傍に設けた。これにより、各タイヤ１３に設けられて周期的に無線信号を送信するセンサユニット１４からアンテナ３１ａ，３１ｂを通じて受信される無線信号の受信率が異なる。さらに、制御装置３２の記憶装置３３には、受信率に応じたタイヤ位置が関連付けられたテーブルデータ３５，３６を記憶させた。また、この制御装置３２には、テーブルデータ３５，３６と実際の受信率とを比較して、タイヤ位置を特定する判定部３７を設けた。これにより、従来必要であったイニシエータ等が必要なくなる。従って、これを搭載するスペースや、これを組み付けるための組み付け工数を抑制することができる。また、タイヤをローテーションした場合についても、センサユニットのタイヤ位置を容易に特定することができる。

（２）受信できる無線信号の指向性が異なるアンテナ３１ａ，３１ｂを設けた。これにより、一つのセンサユニット１４から送信される無線信号の受信率がアンテナ３１ａ，３１ｂにおいて異なる。これにより、判定部が判定に用いる受信率のデータが増えるので、センサユニットのタイヤ位置の特定精度が向上する。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、判定部３７は、実受信率と、基準受信率とを比較してセンサユニット１４のタイヤ位置を特定したが、実受信率同士を比較してもよい。一般的に、アンテナは、距離が近い送信機から送信された無線信号については受信率がよく、距離が遠い送信機から送信された無線信号については受信率が悪い。この法則を利用することによって、判定部３７は、センサユニット１４のタイヤ位置を特定することができる。このようにすれば、予め記憶装置３３にテーブルデータ３５，３６を記憶させておく必要がない。

・上記実施形態において、アンテナ３１ａ，３１ｂは、どちらか一つであってもよい。このようにしても、判定部３７は、センサユニット１４のタイヤ位置を特定することができる。

・上記実施形態において、受信機３１を複数設けてもよい。このようにすれば、判定部が判定に用いる受信率のデータが増えるので、センサユニットのタイヤ位置の特定精度が向上する。

・上記実施形態において、テーブルデータ３５，３６は、車両の車速毎に設けられてもよい。このようにすれば、車速によって受信率が異なる場合であっても、判定部３７は、センサユニット１４のタイヤ位置を特定することができる。

・上記実施形態において、判定部３７は、無線信号の送信回数に対する受信回数で求められる受信率の比較を通じてセンサユニット１４のタイヤ位置を判定していたが、この判定を一定時間における受信回数で求められる受信率を通じて判定を行ってもよい。

・上記実施形態では、判定部３７は、アンテナ３１ａ，３１ｂの双方で受信される無線信号の受信率を通じてセンサユニット１４のタイヤ位置の判定を行ったが、通常時は、どちらか一つのアンテナの受信率を通じてセンサユニット１４のタイヤ位置の判定を行ってもよい。そして、一つのアンテナの受信率だけでは、判定できない場合に、他方のアンテナの受信率を通じてセンサユニット１４のタイヤ位置の判定を行う。このようにすれば、１つのアンテナを通じて受信される無線信号の受信率からセンサユニットのタイヤ位置を特定することが困難な場合であっても、これを特定することができる。

・上記実施形態では、判定部３７は制御装置３２に設けられたが、これと別個に設けられてもよい。このようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
・上記実施形態において、モード切り替えスイッチ３８は必ずしも設ける必要はない。同スイッチ３８を設けない場合、例えば、制御装置３２は、イグニッションがオン操作されたことを契機として登録モードに移行し、登録の完了をもって通常モードに移行するようにする。このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

１１…タイヤ空気圧監視システム、１２…車両、１３…タイヤ、１４…センサユニット、１５…車体、１６…監視装置、１７…表示装置、２２…空気圧センサ、２３…送信機、２４…制御回路、２５…記憶装置、３１…受信機、３１ａ…第１のアンテナ、３１ｂ…第２のアンテナ、３２…制御装置（制御手段）、３３…記憶装置（記憶手段）、３４，３５，３６…テーブルデータ、３７…判定部。

Claims (5)

1. 各タイヤに設けられてその空気圧情報および自身に固有の識別情報を含む無線信号を定期的に送信するセンサユニットと、
   前記各センサユニットから送信される無線信号の受信率が異なるように車両に配置される受信機と、
   前記各センサユニットから送信される前記無線信号の前記受信率から、前記受信機において受信される前記無線信号がどのタイヤ位置に設けられた前記センサユニットからのものかを判定する判定部と、
   前記無線信号に含まれる空気圧情報から空気圧が正常であるか否かを判断し、正常でないと判断される場合には、前記判定部において特定された前記センサユニットが設けられたタイヤの空気圧が正常でない旨報知する制御手段と、を備えるタイヤ空気圧監視システム。
2. 請求項１に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、
   前記車両は、前記センサユニットから送信される前記無線信号の前記受信率とタイヤ位置とが対応付けられた基準データを記憶する記憶手段を備え、
   前記判定部は、前記記憶手段に記憶された基準データと、実際に受信される前記受信率の実データとを比較して実データがどのタイヤ位置に設けられた前記センサユニットからのものであるかを特定するタイヤ空気圧監視システム。
3. 請求項１又は２に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、
   前記受信機は、前記無線信号を受信するために指向性の異なる複数のアンテナを備えるタイヤ空気圧監視システム。
4. 請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、
   前記車両は、複数の前記受信機を備えるタイヤ空気圧監視システム。
5. 請求項４に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、
   前記判定部は、１つのアンテナを通じて受信される前記受信率から前記センサユニットのタイヤ位置を特定することが困難である場合には、他のアンテナを通じて受信される前記受信率から前記センサユニットのタイヤ位置を特定するタイヤ空気圧監視システム。

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