JP2015189460A - 空気圧検出装置及びタイヤ状態監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１種類で警報閾値の異なる複数の車種に対応すること。【解決手段】タイヤセンサユニットは、車両用ホイールにタイして取り付けられている。タイヤセンサユニットは、タイヤ空気圧を検出する圧力センサと、タイヤ空気圧の情報を含む送信信号を送信可能なＲＦ送信回路と、ＲＦ送信回路に送信信号を送信させるセンサユニットコントローラとを有している。センサユニットコントローラは、一定頻度で送信信号をさせる定常通信と、定常通信よりも高い頻度で送信信号を送信させる高頻度送信をＲＦ送信回路に行わせる。センサユニットコントローラの記憶部には、複数の送信側閾値が記憶されており、タイヤ空気圧が送信側閾値に達すると、センサユニットコントローラは定常通信を高頻度通信に切り替える。【選択図】図４

Description

本発明は、タイヤ空気圧を検出する空気圧検出装置及びタイヤ状態監視装置に関する。

車両に設けられたタイヤの空気圧が過度に低下すると、燃費の低下などを招くおそれがある。このため、車両においては、タイヤの内部に空気圧検出装置を設けて、タイヤの空気圧を監視している。

例えば、特許文献１に記載のタイヤ空気圧検出装置は、各車輪に取り付けられた送信機を備え、各送信機はタイヤ空気圧を取得するセンシング部を有している。また、タイヤ空気圧検出装置は、車体側に設けられた受信機を備える。センシング部によって取得されたタイヤ空気圧の情報は、定期送信周期毎に送信機から受信機に送信されている。そして、タイヤ空気圧が低下して、異常が生じた場合には、送信機は異常情報を受信機に送信する。受信機は、異常情報を受信すると、タイヤ空気圧の低下を警報表示器を介してドライバーに知らせる。

特開２０１３−６５８８号公報

ところで、タイヤ空気圧に異常が生じた場合に、タイヤ空気圧に異常が生じたことをいち早くドライバーに知らせることが望まれている。これを可能にするためには、送信機が閾値を持ち、その閾値にタイヤ空気圧が達したら定期送信周期による送信よりも高い頻度で送信機がタイヤ情報を送信するようにする。しかしながら、タイヤ空気圧に異常が生じたか否かを判断する閾値は、タイヤ空気圧検出装置が設けられる車両の車種毎に異なる。このため、複数の車種に対応するには、車種の数だけタイヤ空気圧検出装置が必要である。

本発明の目的は、１種類で警報閾値の異なる複数の車種に対応することができる空気圧検出装置及びタイヤ状態監視装置を提供することにある。

上記課題を解決する空気圧検出装置は、車両用ホイールにタイヤを装着した車輪を複数備える車両の各車輪に設けられるとともに、前記タイヤ内のタイヤ空気圧を検出する空気圧検出装置であって、前記タイヤ空気圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサによって検出された前記タイヤ空気圧の情報を含む送信信号を、前記車両に対応した前記タイヤ空気圧の警報閾値が記憶された受信機ユニットに送信可能な送信部と、前記送信部に第１の頻度で前記送信信号を送信させる定常送信と、前記第１の頻度よりも高頻度な第２の頻度で前記送信信号を送信させる高頻度送信とを行わせる制御部と、を備え、前記制御部は、前記タイヤ空気圧に応じて、前記定常送信を前記高頻度送信に切り替えることができ、前記定常送信を前記高頻度送信に切り替える契機を複数有することを要旨とする。

これによれば、送信部が高頻度送信を行う契機が複数設定される。このため、１種類の空気圧検出装置によって複数の契機（タイヤ空気圧の検出値）で高頻度送信を行うことができ、１種類の空気圧検出装置で警報閾値の異なる複数の車種に対応して高頻度送信を行うことができる。

上記空気圧検出装置について、前記契機は、車種毎に対応して定められた送信側閾値であることが好ましい。
これによれば、車種毎に対応した送信側閾値を予め定めておくことで、空気圧が送信側閾値に達したときに高頻度送信が行われる。受信機ユニットに記憶された警報閾値と同様に車種毎に対応した車両側閾値を定めることで、適切に高頻度送信を行うことができる。

上記課題を解決するタイヤ状態監視装置は、請求項１又は請求項２に記載の空気圧検出装置と、車両に対応したタイヤ空気圧の警報閾値が記憶されるとともに、前記空気圧検出装置によって検出されたタイヤ空気圧が前記警報閾値に達したときに運転者に報知を行う受信機ユニットと、を備えることを要旨とする。

これによれば、タイヤ空気圧が警報閾値に達したときに、運転者に報知を行うことができる。

本発明によれば、１種類で警報閾値の異なる複数の車種に対応することができる。

タイヤ状態監視装置が搭載された車両を示す概略構成図。 タイヤセンサユニットの電気的構成を示すブロック図。 車種、標準圧力値及び警報圧力値の関係を示す表。 タイヤセンサユニットの作用を示すタイムチャート。

以下、空気圧検出装置及びタイヤ状態監視装置を具体化した一実施形態について説明する。
図１に示すように、タイヤ状態監視装置１０は、車両１の４つの車輪２にそれぞれ取り付けられる４つのタイヤセンサユニット３と、車両１の車体に設置される受信機ユニット４０とを備えている。各車輪２は、車両用ホイール５と、この車両用ホイール５に装着されるタイヤ６とを含む。

空気圧検出装置としてのタイヤセンサユニット３は、タイヤ６の内部空間に配置されるように、そのタイヤ６が装着された車両用ホイール５に対して取り付けられている。各タイヤセンサユニット３は、対応するタイヤ６の状態（タイヤ空気圧、タイヤ内温度及び加速度）を検出して、検出されたタイヤ情報を一定時間毎に受信機ユニット４０に無線送信する。

図２に示すように、各タイヤセンサユニット３は、圧力センサ１１、温度センサ１２、加速度センサ１３、センサユニットコントローラ１４、ＲＦ送信回路１６及びバッテリ１７を備える。制御部としてのタイヤセンサユニット３は、バッテリ１７からの供給電力によって動作し、センサユニットコントローラ１４はタイヤセンサユニット３の動作を統括的に制御する。圧力センサ１１は、対応するタイヤ６内の圧力（タイヤ空気圧）を検出する。温度センサ１２は、対応するタイヤ６内の温度（タイヤ内温度）を検出する。加速度センサ１３は自身に作用する加速度を検出する。

センサユニットコントローラ１４は、ＣＰＵ、記憶部１４ａ（ＲＡＭやＲＯＭ等）及びタイマ１４ｂを含むマイクロコンピュータ等よりなり、記憶部１４ａには各タイヤセンサユニット３に固有の識別情報であるＩＤコードが登録されている。このＩＤコードは、各タイヤセンサユニット３を受信機ユニット４０において識別するために使用される情報である。センサユニットコントローラ１４は、タイヤ空気圧データ、タイヤ内温度データ、加速度データ及びＩＤコードを含むデータを、ＲＦ送信回路１６に出力する。送信部としてのＲＦ送信回路１６は、センサユニットコントローラ１４からのデータを変調して送信信号を生成し、送信信号を送信アンテナ１９から無線送信する。

センサユニットコントローラ１４は、圧力センサ１１によって検出されたタイヤ空気圧、温度センサ１２によって検出されたタイヤ内温度及び加速度センサ１３によって検出された加速度を予め定められた検出頻度（本実施形態では６秒毎）で取得する。また、センサユニットコントローラ１４は、予め定められた送信頻度で各センサによって検出されるタイヤ状態を送信信号として送信させる。本実施形態では、センサユニットコントローラ１４は、７２秒毎（第１の頻度）に送信を行う定常送信と、６秒毎（第２の頻度）に送信を行う高頻度送信をＲＦ送信回路１６に行わせることができる。本実施形態では、高頻度送信は３０秒間行われ、３０秒経過するとセンサユニットコントローラ１４は、高頻度送信を定常送信に切り替える。

図１に示すように、受信機ユニット４０は、受信機ユニットコントローラ３３を備えるとともに、ＲＦ受信回路３５を備えている。受信機ユニット４０の受信機ユニットコントローラ３３には、表示器３８及び警報器３７が接続されている。受信機ユニットコントローラ３３はＣＰＵ及び記憶部４１（ＲＯＭやＲＡＭ等）を含むマイクロコンピュータ等よりなり、記憶部４１には受信機ユニット４０の動作を統括的に制御するプログラムが記憶されている。ＲＦ受信回路３５は、各タイヤセンサユニット３からＲＦ受信アンテナ３２を通じて受信されたＲＦ信号を復調して、受信機ユニットコントローラ３３に送る。

受信機ユニットコントローラ３３はさらに、タイヤ空気圧やタイヤ内温度の異常を警報器（報知器）３７にて運転者に報知させる。警報器３７としては、例えば、異常を光の点灯や点滅によって報知する装置や、異常を音によって報知する装置が適用される。

受信機ユニットコントローラ３３は、ＲＦ受信回路３５からのＲＦ信号に基づき、送信元のタイヤセンサユニット３に対応するタイヤ６の状態（タイヤ空気圧及びタイヤ内温度）を把握する。受信機ユニットコントローラ３３は、タイヤ空気圧に関する情報等を表示器３８に表示させる。

図３に示すように、タイヤ空気圧には、車種毎に対応した標準（推奨）圧力値が定められており、タイヤ空気圧は標準圧力値に維持されていることが望ましい。また、タイヤ空気圧には、過度に空気圧の低い状態である警報圧力値が定められており、警報圧力値よりもタイヤ空気圧が低い状態は望ましくない。タイヤ空気圧が警報圧力値よりも低い場合、タイヤ空気圧に異常が生じていると判断することができる。本実施形態では、警報圧力値として、標準圧力値の７５％の値が設定されている。標準圧力値及び警報圧力値は、タイヤ状態監視装置１０が搭載される車両の車種毎に異なり、原則として、重量の重い車種ほど標準圧力値及び警報圧力値が高く設定されている。

センサユニットコントローラ１４の記憶部１４ａには、図３に示す全ての車種（ＳＵＶ、セダン、小型車及び軽自動車）の警報圧力値が記憶されている。そして、センサユニットコントローラ１４は、これらの警報圧力値を送信側閾値として定常送信を高頻度送信に切り替える。すなわち、センサユニットコントローラ１４の記憶部１４ａには、複数の送信側閾値が記憶されている。

また、受信機ユニット４０の記憶部４１には、受信機ユニット４０が搭載される車両の車種に対応した警報圧力値が記憶されている。例えば、ＳＵＶ（Sport Utility Vehicle）に搭載される受信機ユニット４０であれば、警報圧力値として、２２５ｋＰａが記憶され、セダンに搭載される受信機ユニット４０であれば、警報圧力値として１６５ｋＰａが記憶されている。また、小型車や軽自動車に搭載される受信機ユニット４０であれば、警報圧力値として１５０ｋＰａが記憶されている。受信機ユニット４０の記憶部４１に記憶される警報圧力値は、タイヤ空気圧に異常が生じたか否かを判断する警報閾値、すなわち、警報器３７を作動させるか否かを判断する閾値となる。センサユニットコントローラ１４の記憶部１４ａに記憶された送信側閾値と、受信機ユニットコントローラ３３の記憶部４１に記憶された警報閾値は、同一の値（警報圧力値）となっている。

次に、本実施形態のタイヤ状態監視装置１０の作用をセンサユニットコントローラ１４が行う処理とともに説明する。以下、一例として、タイヤセンサユニット３によって検出されるタイヤ空気圧が、３００ｋＰａ以上の空気圧から１５０ｋＰａ未満のタイヤ空気圧まで変動したときの作用について説明する。

図４に示すように、センサユニットコントローラ１４は、車両１が走行を開始すると６秒毎にタイヤ情報を取得する。そして、タイヤ空気圧が送信側閾値に達するまでは、センサユニットコントローラ１４は、定常送信を行い、７２秒毎にＲＦ送信回路１６からタイヤ情報を送信させている。なお、車両１が走行しているか否かは、加速度センサ１３によって検出される加速度によって判断することができる。

時刻ｔ１で、タイヤ空気圧が２２５ｋＰａ（送信側閾値）を下回ったことをセンサユニットコントローラ１４が検出すると、２２５ｋＰａを下回ったことを契機にセンサユニットコントローラ１４は、ＲＦ送信回路１６に高頻度送信を行わせる。高頻度送信が行われる間は、ＲＦ送信回路１６から６秒ごとに送信信号が送信される。このとき、タイヤセンサユニット３が搭載されている車種がＳＵＶの場合、受信機ユニットコントローラ３３の記憶部４１には、警報圧力値（警報閾値）として２２５ｋＰａが記憶されている。このため、送信信号を受信した受信機ユニットコントローラ３３は、タイヤ空気圧が、警報閾値に達したことを判断することができ、警報器３７を作動させて運転者にタイヤ空気圧が２２５ｋＰａを下回ったこと（警報閾値に達したこと）を報知する。

高頻度送信は、３０秒間行われ、高頻度送信の開始から３０秒経過した時刻ｔ２で、センサユニットコントローラ１４は、ＲＦ送信回路１６に定常送信を行わせる。
次に、時刻ｔ３でタイヤ空気圧が１６５ｋＰａ（送信側閾値）を下回ったことをセンサユニットコントローラ１４が検出すると、１６５ｋＰａを下回ったことを契機にセンサユニットコントローラ１４は、ＲＦ送信回路１６に高頻度送信を行わせる。このとき、タイヤセンサユニット３が搭載されている車種がセダンの場合、受信機ユニットコントローラ３３の記憶部４１には、警報圧力値（警報閾値）として１６５ｋＰａが記憶されている。このため、送信信号を受信した受信機ユニットコントローラ３３は、タイヤ空気圧が、警報閾値に達したことを判断することができ、警報器３７を作動させて運転者にタイヤ空気圧が１６５ｋＰａを下回ったこと（警報閾値に達したこと）を報知する。

次に、時刻ｔ４でタイヤ空気圧が１５０ｋＰａを下回ったことをセンサユニットコントローラ１４が検出すると、１５０ｋＰａを下回ったことを契機にセンサユニットコントローラ１４は、ＲＦ送信回路１６に高頻度送信を継続させる。すなわち、センサユニットコントローラ１４は、ＲＦ送信回路１６が高頻度送信を行っている期間内にタイヤ空気圧が再度、送信側閾値に達したときには、高頻度送信を継続させる。タイヤセンサユニット３が搭載されている車種が小型車及び軽自動車の場合、受信機ユニットコントローラ３３の記憶部４１には、警報圧力値（警報閾値）として１５０ｋＰａが記憶されている。このため、送信信号を受信した受信機ユニットコントローラ３３は、タイヤ空気圧が、警報閾値に達したことを判断することができ、警報器３７を作動させて運転者にタイヤ空気圧が１５０ｋＰａを下回ったこと（警報閾値に達したこと）を報知する。

したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）センサユニットコントローラ１４には、複数の異なる送信側閾値が設定されており、タイヤ空気圧が各送信側閾値に達すると、それを契機にＲＦ送信回路１６に高頻度送信をさせている。車両１に搭載される受信機ユニットコントローラ３３の記憶部４１には、受信機ユニット４０が搭載される車両１の車種に対応した警報圧力値が設定されており、受信したタイヤ空気圧情報が、警報圧力値よりも低い場合には警報器３７によって運転者にそのことを報知する。１種類のタイヤセンサユニット３によって複数の車種に対応して高頻度送信を行うことができる。

（２）一つのタイヤセンサユニット３で、複数の車種に対応して高頻度送信を行うことができるため、車種毎に対応して送信側閾値が設定されたタイヤセンサユニット３を用いる必要がない。このため、車種の数だけタイヤセンサユニット３が増加することがなく、管理が簡易となる。

（３）車種に対応した警報圧力値を送信側閾値として設定しているため、センサユニットコントローラ１４は、タイヤ空気圧が警報空気圧を下回ったときに、即座に高頻度送信をさせることができる。このため、タイヤ空気圧が警報空気圧を下回ると、すぐに運転者に報知することができる。

（４）一つのタイヤセンサユニット３で複数の車両に対応するために、タイヤセンサユニット３が搭載される車種のうち、最も警報圧力値の高い車種の警報圧力値を送信側閾値として、この送信側閾値を下回った場合に、高頻度送信を常時行うこともできる。この場合、送信信号の送信によって消費するバッテリ１７の消費電力が大きいが、本実施形態のように、複数の送信側閾値を設定することで、高頻度送信を常時行うことなく、一つのタイヤセンサユニット３で複数の車種に対応でき、バッテリ１７の電力消費を小さくすることができる。

なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
・実施形態では、車種に対応して複数の警報圧力値を警報閾値として設定したが、これに限られない。例えば、一定の空気圧毎（例えば、５ｋＰａ）毎に複数の警報閾値を設定して、一定の空気圧毎に高頻度送信を行うようにしてもよい。

・センサユニットコントローラ１４の記憶部４１に複数の送信側閾値を記憶し、送信側閾値に達する毎に高頻度送信を行うようにしたが、これに限られない。例えば、送信側閾値を一つのみ設定し、タイヤ空気圧がこの送信側閾値に達した以降は、タイヤ空気圧が一定量（例えば、５ｋＰａ）変化することを契機に高頻度送信を行うようにしてもよい。

・車種としてクーペ、ミニバン、大型車など他の車種にも対応できるように警報圧力値をセンサユニットコントローラ１４の記憶部１４ａ、受信機ユニットコントローラ３３の記憶部４１に記憶してもよい。すなわち、記憶部１４ａに記憶される送信側閾値及び記憶部４１に記憶される警報閾値は、任意の車種に対応した値を設定することができる。

・実施形態では、受信機ユニットコントローラ３３が、送信された送信信号からタイヤ空気圧を把握し、タイヤ空気圧の値から警報器３７を作動するか否かを判断したがこれに限られない。例えば、送信信号に含まれるデータを複数の送信側閾値によって異なるデータとしてもよい。受信機ユニットコントローラ３３の記憶部４１には、送信信号に含まれるデータが、どの値であればタイヤ空気圧が警報圧力値かが記憶されており、記憶部４１に記憶された値と、送信信号に含まれるデータが一致したときに警報器３７を作動させる。

・定常送信の送信頻度及び高頻度送信の送信頻度は、変更してもよい。
・高頻度送信を行う時間は変更してもよい。
・タイヤ情報を取得する頻度は変更してもよい。

・実施形態では、標準圧力値よりも低いタイヤ空気圧を警報圧力値（警報閾値）としたが、標準圧力値よりも高いタイヤ空気圧を警報圧力値（警報閾値）とし、タイヤ空気圧が、警報閾値に達したとき（タイヤ空気圧が警報圧力値を上回ったとき）に高頻度送信を行ってもよい。

・受信機ユニット４０の受信部は、ＲＦ受信回路３５ではなく低周波の受信回路であってもよい。
・タイヤセンサユニット３の送信部は、ＲＦ送信回路１６ではなく低周波での送信回路であってもよい。

・車種に対応した標準圧力値の値は任意に変更してもよい。
・車種に対応した警報圧力値の値は、任意に変更してもよい。すなわち、センサユニットコントローラ１４の記憶部４１に複数の送信側閾値及び受信機ユニットコントローラ３３の記憶部４１に記憶される警報閾値を任意に変更してもよい。

・タイヤセンサユニット３には、温度センサ１２や、加速度センサ１３が設けられていなくてもよく、タイヤセンサユニット３は、少なくともタイヤ空気圧を検出することができる圧力センサ１１を有していればよい。

・警報器３７を設けることなく、表示器３８にタイヤ空気圧の異常を表示して、運転者に報知を行ってもよい。

１…車両、３…タイヤセンサユニット、５…車両用ホイール、６…タイヤ、１０…タイヤ状態監視装置、１１…圧力センサ、１４…センサユニットコントローラ、３７…警報器、４０…受信機ユニット。

Claims (3)

1. 車両用ホイールにタイヤを装着した車輪を複数備える車両の各車輪に設けられるとともに、前記タイヤ内のタイヤ空気圧を検出する空気圧検出装置であって、
   前記タイヤ空気圧を検出する圧力センサと、
   前記圧力センサによって検出された前記タイヤ空気圧の情報を含む送信信号を、前記車両に対応した前記タイヤ空気圧の警報閾値が記憶された受信機ユニットに送信可能な送信部と、
   前記送信部に第１の頻度で前記送信信号を送信させる定常送信と、前記第１の頻度よりも高頻度な第２の頻度で前記送信信号を送信させる高頻度送信とを行わせる制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記タイヤ空気圧に応じて、前記定常送信を前記高頻度送信に切り替えることができ、前記定常送信を前記高頻度送信に切り替える契機を複数有することを特徴とする空気圧検出装置。
2. 前記契機は、車種毎に対応して定められた送信側閾値であることを特徴とする請求項１に記載の空気圧検出装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の空気圧検出装置と、
   車両に対応したタイヤ空気圧の警報閾値が記憶されるとともに、前記空気圧検出装置によって検出されたタイヤ空気圧が前記警報閾値に達したときに運転者に報知を行う受信機ユニットと、を備えることを特徴とするタイヤ状態監視装置。