JP2015096339A - タイヤ空気圧モニター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 前後輪のタイヤ空気圧の推奨空気圧が異なる前後異圧車両において、タイヤローテーション後に適正な空気圧調整が行われている場合には、タイヤロケーション中のウォーニングランプの点灯を防止できるタイヤ空気圧モニター装置を提供する。【解決手段】 タイヤ空気圧と空気温度に基づいてタイヤ空気量を演算する空気量演算手段(S4)と、前輪の空気圧が前輪の警告閾値400[kPa]よりも高く、かつ、後輪のタイヤ空気圧が後輪の警告閾値240[kPa]よりも高いときは正常と判定し、それ以外の場合はウォーニングランプを点灯する第１異常判定手段(S2)と、車両停止時にウォーニングランプが消灯状態であって、かつ、車両停止時よりもタイヤ空気量が増加した車輪が１輪でも有る場合は、第１異常判定手段の判定結果にかかわらずウォーニングランプを消灯する第２異常判定手段(S3,S4)と、を備えた。【選択図】 図３

Description

本発明は、タイヤ空気圧モニター装置に関する。

特許文献１には、タイヤ空気圧が推奨空気圧から所定割合低下している場合、ウォーニングランプを点灯させてドライバに推奨空気圧での走行を促す技術が開示されている。

特開２００８−１２６９５９号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、前後輪の推奨空気圧が異なる車両において、ドライバがタイヤローテーション後に各タイヤ空気圧を調整した場合、各センサユニットと車輪位置との対応関係を更新するタイヤロケーションが完了するまでの間、ウォーニングランプが点灯するため、ドライバに違和感を与えるという問題があった。
本発明の目的は、前後輪のタイヤ空気圧の推奨空気圧が異なる前後異圧車両において、タイヤローテーション後に適正な空気圧調整が行われている場合には、タイヤロケーション中のウォーニングランプの点灯を防止できるタイヤ空気圧モニター装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明では、車両停止時にウォーニングランプが消灯状態であって、かつ、車両停止時よりも空気量が増加した車輪が１輪でも有る場合は、ウォーニングランプを消灯状態とする。

車両停止時にウォーニングランプが消灯状態であって、タイヤ空気量が１輪でも増加している場合には、タイヤローテーション後に空気圧調整が行われた可能性が高いため、その場合はウォーニングランプを消灯状態とすることで、タイヤロケーション中のウォーニングランプの点灯を防止できる。

実施例１のタイヤ空気圧モニター装置の構成図である。 実施例１のTPMSセンサ2の構成図である。 実施例１のTPMSCU4で実施されるウォーニングランプ誤点灯防止制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のウォーニングランプ6の誤点灯防止作用を示す説明図である。

以下、本発明を実施するため形態を、図面に基づく実施例を用いて説明する。
〔実施例１〕
［システム構成］
図１は、実施例１のタイヤ空気圧モニター装置の構成図である。図において、各符号の末尾のFLは左前輪、FRは右前輪、RLは左後輪、RRは右後輪に対応することを示す。以下の説明では、個別に説明する必要がない場合にはFL,FR,RL,RRの記載を省略する。
実施例１のタイヤ空気圧モニター装置は、TPMS(Tire Pressure Monitoring System)センサ2と、受信機3と、TPMSコントロールユニット(TPMSCU)4と、ディスプレイ5と、ウォーニングランプ6と、車輪速センサ7と、を備える。TPMSセンサ2は各車輪1に装着され、受信機3、TPMSCU4、ディスプレイ5、ウォーニングランプ6および車輪速センサは車体側に設けられている。

TPMSセンサ2は、タイヤの空気バルブ（不図示）位置に取り付けられている。図２は、実施例１のTPMSセンサ2の構成図である。TPMSセンサ2は、圧力センサ（空気圧検出手段）2aと、温度センサ（温度検出手段）2bと、加速度スイッチ（Gスイッチ）2cと、センサコントロールユニット(センサCU)2dと、送信機2eと、ボタン電池2fとを備える。
圧力センサ2aは、タイヤの空気圧[kPa]を検出する。
温度センサ2bは、タイヤ内の空気の温度[℃]を検出する。
Gスイッチ2cは、タイヤに作用する遠心方向加速度[g]が所定値未満のときOFF、所定値以上のときONとなるスイッチである。
センサCU2dは、ボタン電池2fからの電力により動作し、圧力センサ2aにより検出されたタイヤの空気圧情報と、温度センサ2bにより検出されたタイヤ内の温度情報と、センサID（識別情報）を含むTPMSデータを無線信号により送信機2eから送信する。
センサCU2dは、Gスイッチ2cのON/OFFをトリガとし、停車を含む極低車速領域（GスイッチOFF）ではTPMSデータの送信を停止し、それよりも高い車速領域（GスイッチON）ではTPMSデータを所定間隔（例えば、１分間隔）で送信する。
受信機3は、各TPMSセンサ2から出力された無線信号を受信してデコードし、TPMSCU4へ出力する。

TPMSCU4は、各TPMSデータを読み込み、TPMSデータのセンサIDから、あらかじめ内部メモリに記憶した各センサIDと各車輪位置との対応関係を参照して当該TPMSデータがどの車輪位置に対応するものであるのかを判定し、当該TPMSデータに含まれるタイヤの空気圧を対応する車輪位置の空気圧としてディスプレイ5に表示する。また、TPMSCU4は、タイヤの空気圧が推奨空気圧に対して所定の割合（例えば20%）以上低下したとき、ウォーニングランプ6を点灯させて空気圧低下を警告し、ドライバに適正空気圧での走行を促す。実施例では、前輪のプラカート圧を500[kPa]、後輪の推奨空気圧を300[kPa]に設定している。
車輪速センサ7は、各車輪に対応してそれぞれ設けられ、対応する車輪の車輪速を検出し、車輪速に応じた車輪速パルスを出力する。TPMSCU4は、各車輪速パルスから車両の走行速度（車速）を演算する。

［オートロケーション］
上記のように、TPMSCU4は、内部メモリに記憶した各センサIDと各車輪位置との対応関係に基づいて、受信したTPMSデータがどの車輪のデータであるのかを判定しているため、車両停止中にタイヤローテーションが行われた場合、記憶した各センサIDと各車輪位置との対応関係が実際の対応関係と合致せず、TPMSデータがどの車輪のデータであるのかがわからなくなる。ここで、「タイヤローテーション」とは、タイヤのトレッド摩耗を均一にし、寿命（トレッドライフ）を延ばすため、タイヤの装着位置を変えることをいう。例えば、乗用車では、一般的に、左右のタイヤ位置をクロスして前後輪を入れ替える。
そこで、実施例１では、タイヤローテーション後の各センサIDと各車輪位置との対応関係をメモリ9への記憶更新により登録するために、タイヤローテーションが行われた可能性がある場合、TPMSCU4側では各TPMSセンサ2がどの車輪のものであるのかを判定するオートロケーションを実施する。

［オートロケーションモード］
TPMSCU4は、イグニッションスイッチのOFFからONまでの経過時間が所定時間（例えば、15分）以上である場合、タイヤローテーションが行われた可能性があると判断する。
TPMSCU4は、イグニッションスイッチのOFFからONまでの経過時間が所定時間未満である場合、各TPMSセンサ2から送信されたTPMSデータの空気圧情報に基づいて各車輪1のタイヤの空気圧を監視する「モニターモード」を実施する。一方、イグニッションスイッチのOFFからONまでの経過時間が所定時間以上である場合、各TPMSセンサ2の車輪位置を判定する「オートロケーションモード」を実施する。オートロケーションモードは、すべてのTPMSセンサ2の車輪位置を判定するまで実施し、すべてのTPMSセンサ2の車輪位置を判定した場合、モニターモードへ移行する。各TPMSセンサ2の車輪位置の判定方法は、例えば、各TPMSセンサ2からの無線信号の強度（電波強度、電界強度）を用いて判定する方法等、既知の方法を用いることができる。

なお、オートロケーションモード中であっても、TPMSデータに含まれる空気圧情報からタイヤの空気圧の監視は可能であるため、オートロケーションモード中は現在記憶している各センサIDと各車輪位置との対応関係に基づいてディスプレイ5による空気圧の表示およびウォーニングランプ6による空気圧低下の警告を行う。
このとき、実施例１のTPMSCU4は、タイヤローテーション後に適正な空気圧調整が行われている状態であるにもかかわらず、ウォーニングランプ6が誤点灯されるのを防止するために、モニターモードからオートロケーションモードに移行したとき、以下に示すようなウォーニングランプ誤点灯防止制御を実施する。なお、ウォーニングランプ誤点灯防止制御を実現するために、TPMSCU4は、車両停止の都度、ウォーニングランプ6の点灯状態と直近に受信した各輪のタイヤ空気圧およびタイヤ内の空気温度を内部メモリに記憶する。

［ウォーニングランプ誤点灯防止制御］
図３は、実施例１のTPMSCU4で実施されるウォーニングランプ誤点灯防止制御処理の流れを示すフローチャートであって、以下、各ステップについて説明する。
ステップS1では、各TPMSデータを入力し、各車輪のタイヤ空気圧およびタイヤ内の空気温度をそれぞれ読み込む。
ステップS2では、前輪のタイヤ空気圧が前輪の警告閾値（前輪側閾値であって、前輪の推奨空気圧×80%）400[kPA]以下、または、後輪のタイヤ空気圧が後輪の警告閾値（後輪側閾値であって、後輪の推奨空気圧×80%）240[kPA]であるか否かを判定し、YESの場合はステップS3へ進み、NOの場合はステップS7へ進む。ステップS2は第１異常判定手段に相当する。
ステップS3では、車両停止時にウォーニングランプ6が消灯状態であったか否かを判定し、YESの場合はステップS4へ進み、NOの場合はステップS8へ進む。

ステップS4では、車両停止時の空気量Q₀と現在の空気量Qを演算し、車両停止時から空気量が増加した車輪が有るか否かを判定し、YESの場合はステップS5へ進み、NOの場合はステップS8へ進む。空気量は、タイヤ空気圧をタイヤ内の空気温度で除算することで求めることができる。ステップS4は空気量演算手段に相当する。また、ステップS3とステップS4は第２異常判定手段に相当する。
ステップS5では、各車輪のタイヤ空気圧のうち後輪の警告閾値（推奨空気圧×80%）240[kPa]以下の車輪が1輪以上有るか否かを判定し、YESの場合はステップS8へ進み、NOの場合はステップS6へ進む。ステップS5は第３異常判定手段に相当する。
ステップS6では、各車輪のタイヤ空気圧のうち前輪の警告閾値400[kPa]以下の車輪が3輪以上有るか否かを判定し、YESの場合はステップS8へ進み、NOの場合はステップS7へ進む。ステップS6は第４異常判定手段に相当する。
ステップS7では、ウォーニングランプ6を消灯する。
ステップS8では、ウォーニングランプ6を点灯する。

次に、作用を説明する。
［ウォーニングランプの誤点灯防止作用］
図４(a）に示すように、実施例１の車両は、前後輪の推奨空気圧が500[kPa]、後輪の推奨空気圧が300[kPa]に設定された前後異圧車両であり、前輪の警告閾値（推奨空気圧×80%）は400[kPa]、後輪の警告閾値は240[kPa]となる。ここで、タイヤローテーション前の左前輪1FL、右前輪1FR、左後輪1RLおよび右後輪1RRのTPMSセンサ2のセンサIDをA,B,C,Dとする。
タイヤローテーション前のタイヤ空気圧が推奨空気圧である場合、ドライバが左右のタイヤ位置をクロスして前後輪を入れ替えるタイヤローテーションを行ったとき、左右前輪のタイヤ空気圧は推奨空気圧に対して200[kPa]不足し、左右後輪のタイヤ空気圧は推奨空気圧よりも200[kPa]過剰となるため、ドライバは各タイヤ空気圧を推奨空気圧となるように調整する（図４(b)）。

この後、ドライバがイグニッションスイッチをONして車両を発進させると、イグニッションスイッチのOFFからONまでの経過時間が所定時間以上である場合、TPMSCU4は、オートロケーションモードに移行するが、オートロケーションモード中であっても各タイヤ空気圧の監視は継続されるため、現在記憶している各センサIDと各車輪位置との対応関係（A=左前輪、B=右前輪、C=左後輪、D=後輪）から、センサID=A,Bのタイヤ空気圧が前輪の警告閾値400[kPa]以下であると判定する。
このとき、従来技術では、オートロケーションによって各センサIDと車輪位置との対応関係が更新されるまでの間、ウォーニングランプが点灯される。ドライバは各タイヤ空気圧が推奨空気圧となるように調整しているため、ウォーニングランプの点灯はドライバに違和感を与える。

これに対し、実施例１では、ステップS3で車両停止時にウォーニングランプが消灯状態であると判定され、ステップS4で車両停止時よりも空気量Qが増加した車輪が１輪でも有ると判定された場合は、ステップS2の判定結果にかかわらずウォーニングランプ6を消灯状態とする。
つまり、車両停止時にウォーニングランプ6が消灯状態であって、タイヤ空気量Qが１輪でも増加している場合には、タイヤローテーション後に空気圧調整が行われた可能性が高いため、その場合はウォーニングランプ6を消灯状態とすることで、タイヤロケーション中のウォーニングランプ6の点灯を防止できる。
よって、図４(b)の場合には、センサID=C,Dに対応する左右前輪のタイヤ空気圧が300[kPa]から500[kPa]へと増加することで、車両停止時よりも空気量Qが増加しているため、ウォーニングランプ6は点灯されず、ドライバに違和感を与えるのを防止できる。

なお、車両停止時にウォーニングランプ6が点灯している場合には、ウォーニングランプ6は点灯されるが、この場合、ドライバは空気圧低下を認識しているため、ドライバに違和感を与えることはない。また、仮に車両停止時にウォーニングランプ6が点灯している場合であっても、１輪でもタイヤ空気量Qが増加しているときにはウォーニングランプ6を点灯させない構成とした場合、車両停止前からウォーニングランプ6が点灯している場合であって車両停止後にドライバが当該警告に対して適正な空気圧調整を実施しなかったときにもタイヤロケーション中にはウォーニングランプ6が点灯しなくなるため、ドライバに推奨空気圧での走行を促すことができなくなる。つまり、車両停止時のウォーニングランプ6の点灯状態を考慮することで、車両停止前に発生した空気圧低下に対して車両停止時に適正な処置が実施されていない場合については、タイヤロケーション中にウォーニングランプ6が消灯するのを防止でき、ドライバに推奨空気圧での走行を継続的に促すことができる。

実施例１では、ステップS5で各車輪のタイヤ空気圧のうち後輪の警告閾値240[kPa]以下の車輪が1輪以上有ると判定された場合は、ステップS4の判定結果にかかわらずウォーニングランプ6を点灯する。車両停止時にタイヤローテーションが行われた後、各タイヤ空気圧が適正に調整されている場合、左右前輪のタイヤ空気圧は500[kPa]、左右後輪のタイヤ空気圧は300[kPa]であって、後輪の警告閾値240[kPa]以下の車輪は存在しない。よって、後輪の警告閾値240[kPa]以下の車輪が1輪でも有る場合には、適正な空気圧調整が行われていない車輪が存在するため、その場合はウォーニングランプ6を点灯することで、ドライバに推奨空気圧での走行を促すことができる。

実施例１では、ステップS6で各車輪のタイヤ空気圧のうち前輪の警告閾値400[kPa]以下の車輪が3輪以上有ると判定された場合は、ステップS4の判定結果にかかわらずウォーニングランプ6を点灯する。車両停止時にタイヤローテーションが行われた後、各タイヤ空気圧が適正に調整されている場合、左右前輪のタイヤ空気圧は500[kPa]、左右後輪のタイヤ空気圧は300[kPa]であるため、前輪の警告閾値400[kPa]以下である車輪は2輪となる。よって、前輪の警告閾値400[kPa]以下の車輪が3輪有る場合には、適正な空気圧調整が行われていない車輪が存在するため、その場合はウォーニングランプ6を点灯することで、ドライバに推奨空気圧での走行を促すことができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のタイヤ空気圧モニター装置にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(1) タイヤの空気圧を検出する圧力センサ2aと、タイヤ内の空気温度を検出する温度センサ2bと、タイヤ空気圧と空気温度に基づいてタイヤ空気量を演算する空気量演算手段(S4)と、前輪の空気圧が前輪の警告閾値400[kPa]よりも高く、かつ、後輪のタイヤ空気圧が後輪の警告閾値240[kPa]よりも高いときは正常と判定し、それ以外の場合はウォーニングランプ6を点灯する第１異常判定手段(S2)と、車両停止時にウォーニングランプ6が消灯状態であって、かつ、車両停止時よりもタイヤ空気量が増加した車輪が１輪でも有る場合は、第１異常判定手段の判定結果にかかわらずウォーニングランプ6を消灯する第２異常判定手段(S3,S4)と、を備えた。
車両停止時にウォーニングランプ6が消灯状態であって、タイヤ空気量が１輪でも増加している場合には、タイヤローテーション後に空気圧調整が行われた可能性が高いため、その場合はウォーニングランプ6を消灯状態とすることで、タイヤロケーション中のウォーニングランプ6の点灯を防止でき、ドライバに違和感を与えるのを防止できる。
また、車両停止前に発生した空気圧低下に対してドライバが適正な処置を実施しなかった場合には、タイヤロケーション中にウォーニングランプ6が消灯するのを防止でき、ドライバに推奨空気圧での走行を継続的に促すことができる。

(2) 検出された１輪以上のタイヤ空気圧が後輪の警告閾値240[kPa]以下である場合は、第２異常判定手段の判定結果にかかわらずウォーニングランプ6を点灯する第３異常判定手段(S5)を設けた。
車両停止時にタイヤローテーションが行われた後、各タイヤ空気圧が適正に調整されている場合、左右前輪のタイヤ空気圧は500[kPa]、左右後輪のタイヤ空気圧は300[kPa]であって、後輪の警告閾値240[kPa]以下の車輪は存在しない。よって、後輪の警告閾値240[kPa]以下の車輪が1輪でも有る場合には、適正な空気圧調整が行われていない車輪が存在するため、その場合はウォーニングランプ6を点灯することで、ドライバに推奨空気圧での走行を促すことができる。

(3) 検出された３輪以上のタイヤ空気圧が前輪の警告閾値400[kPa]以下である場合は、第２異常判定手段の判定結果にかかわらずウォーニングランプ6を点灯する第４異常判定手段(S6)を設けた。
車両停止時にタイヤローテーションが行われた後、各タイヤ空気圧を適正に調整されている場合、左右前輪のタイヤ空気圧は500[kPa]、左右後輪のタイヤ空気圧は300[kPa]であるため、前輪の警告閾値400[kPa]以下である車輪は2輪となる。よって、前輪の警告閾値400[kPa]以下の車輪が3輪有る場合には、適正な空気圧調整が行われていない車輪が存在するため、その場合はウォーニングランプ6を点灯することで、ドライバに推奨空気圧での走行を促すことができる。

〔他の実施例〕
以上、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づく実施例により説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施例では、前輪の警告閾値を後輪の警告閾値よりも大きな車両について説明したが、本発明は、後輪の警告閾値が前輪の警告閾値よりも大きな車両にも適用でき、実施例と同様の作用効果を得ることができる。

実施例では、推奨空気圧および警告閾値（推奨空気圧×80%）を一定としたが、タイヤ内の空気温度に応じて可変としても良い。走行中の推奨空気圧Pwarmは、ボイル＝シャルルの法則を用いて下記の式のように表すことができる。
Pwarm = Twarm × Pcold / Tcold
なお、Twarmは走行時のタイヤ内の温度、Pcoldはプラカード圧、Tcoldはドライバがタイヤの空気圧をプラカード圧に調圧したとき（冷間時）のタイヤ内の空気温度である。
上記のように推奨空気圧を設定することで、警告閾値をタイヤ内の空気温度に応じて可変とすることができる。
そして、本発明の第２異常判定手段は、空気量の増加に基づいてタイヤローテーション後の空気圧調整の有無を判定するため、警告閾値がタイヤ内の空気温度に応じて変化する場合であっても、空気圧調整の有無を判定可能である。

1 各車輪
2 TPMSセンサ
2a 圧力センサ（空気圧検出手段）
2b 温度センサ（温度検出手段）
2c Gスイッチ
2d センサCU
2e 送信機
2f ボタン電池
3 受信機
4 TPMSCU
5 ディスプレイ
6 ウォーニングランプ
7 車輪速センサ
9 メモリ
S2 第１異常判定手段
S3 第２異常判定手段
S4 第２異常判定手段、空気量演算手段
S5 第３異常判定手段
S6 第４異常判定手段

Claims (3)

1. タイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧検出手段と、
   前記タイヤ内の空気温度を検出する温度検出手段と、
   前記タイヤ空気圧と前記空気温度に基づいてタイヤ内の空気量を演算する空気量演算手段と、
   前輪の空気圧が前輪側閾値よりも高く、かつ、後輪のタイヤ空気圧が前輪側閾値と異なる後輪側閾値よりも高いときは正常と判定し、それ以外の場合はウォーニングランプを点灯する第１異常判定手段と、
   車両停止時に前記ウォーニングランプが消灯状態であって、かつ、車両停止時よりも空気量が増加した車輪が１輪でも有る場合は、前記第１異常判定手段の判定結果にかかわらず前記ウォーニングランプを消灯する第２異常判定手段と、
   を備えたことを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
2. 請求項１に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
   検出された１輪以上のタイヤ空気圧が前記前輪側閾値と前記後輪側閾値のうち低いほうの値以下である場合は、前記第２異常判定手段の判定結果にかかわらずウォーニングランプを点灯する第３異常判定手段を設けたことを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
3. 請求項１または２に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
   検出された３輪以上のタイヤ空気圧が前記前輪側閾値と前記後輪側閾値のうち高いほうの値以下である場合は、前記第２異常判定手段の判定結果にかかわらず前記ウォーニングランプを点灯する第４異常判定手段を設けたことを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。

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