JP2022110918A

JP2022110918A - 空気圧報知システム

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Publication number: JP2022110918A
Application number: JP2021006647A
Authority: JP
Inventors: 正弘米谷; Masahiro Yonetani
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2021-01-19
Publication date: 2022-07-29
Anticipated expiration: 2041-01-19

Abstract

【課題】空気圧報知システムにおいて、タイヤの空気圧の適否を適切に判定し、タイヤの空気圧の状態を適切に報知する。【解決手段】本空気圧報知システムにおいては、判定しきい値が設定された場合と、空気圧が取得された場合との温度変化を考慮して、取得された空気圧が判定しきい値以下であるか否かが判定される。そのため、タイヤの空気圧の適否を適切に判定することが可能となり、タイヤの空気圧の状態を適切に報知することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の車輪のタイヤの空気圧を取得して報知する空気圧報知システムに関するものである。

特許文献１に記載された空気圧報知システムにおいては、タイヤの空気圧とタイヤの温度とに基づいて判定しきい値が取得され、測定された空気圧が判定しきい値より低くなった場合には、タイヤがパンクしたと判定されて、報知される。

特開２０１９－００６２６６号公報

本発明の課題は、空気圧報知システムにおいて、タイヤの空気圧の適否を適切に判定し、タイヤの空気圧の状態を適切に報知することである。

本空気圧報知システムにおいては、判定しきい値が設定された場合と、空気圧が取得された場合との温度変化を考慮して、取得された空気圧が判定しきい値以下であるか否かが判定される。
そのため、タイヤの空気圧の適否を適切に判定することが可能となり、タイヤの空気圧の状態を適切に報知することができる。

本発明の一実施例に係る空気圧報知システムの全体の概略図である。上記空気圧報知システムの一部を概念的に示すブロック図である。上記空気圧報知システムが搭載された車両の外気温度の変化(a)、車両の車輪のタイヤの空気圧の変化(b)を示す図である。上記空気圧報知システムのタイヤ情報処理装置の記憶部に記憶された報知制御プログラムを概念的に表すフローチャートである。上記記憶部に記憶された別の報知制御プログラムを概念的に表すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態である空気圧報知システムについて図面に基づいて説明する。空気圧報知システムは、車両の複数の車輪の各々のタイヤの空気圧を個別に取得し、それぞれ、判定しきい値より低いか否かを判定するとともに、その判定結果を報知する。

図１に示すように空気圧報知システムは、車両の複数の車輪１０の各々にそれぞれ設けられた車輪側装置１２と、車体１４または車両の外部に設けられた管理装置１６とを含み、これら複数の車輪側装置１２の各々と管理装置１６との間の無線の通信により、管理装置１６において、複数の車輪１０の各々のタイヤの空気圧が取得される。

図２に示すように、車輪側装置１２は、それぞれ、空気圧センサ２０、コンピュータを主体とするタイヤ情報作成装置２２、送信アンテナ２４等を含む。空気圧センサ２０は、車輪のタイヤに設けられ、タイヤの内部の空気圧を検出するものである。空気圧センサ２０は、予め定められた設定時間毎又は管理装置１６からの要求に応じてタイヤの空気圧を検出し、タイヤ情報作成装置２２に供給する。タイヤ情報作成装置２２は、供給されたタイヤの空気圧を表す情報である空気圧情報を含むタイヤ情報を作成する。作成されたタイヤ情報は送信アンテナ２４を介して管理装置１６に送信される。

管理装置１６は、本実施例においては、車体１４に設けられたものであり、受信アンテナ３０、コンピュータを主体とするタイヤ情報処理装置３２、報知装置３４、複数のセンサやスイッチ等を含む。受信アンテナ３０は、複数の車輪側装置１２の各々から送信されたタイヤ情報を受信する。タイヤ情報処理装置３２は、受信アンテナ３０において受信されたタイヤ情報に含まれるＩＤ情報に基づいて、タイヤ情報が送信された車輪の位置等を取得する。また、タイヤ情報処理装置３２は、タイヤ情報の各々に含まれる空気圧情報が表すタイヤの空気圧が判定しきい値以下であるか否かを判定し、それに応じて報知装置３４を制御したり、判定しきい値Ｐthを設定したりする。タイヤ情報処理装置３２の入出力部には、報知装置３４、温度センサ３６、走行速度センサ３８、初期化スイッチ４０、しきい値選択スイッチ４２、メインスイッチ４４等が接続される。

報知装置３４は、例えば、警報ランプ３４ａとディスプレイ３４ｂとを含むものとすることができる。温度センサ３６は、本実施例においては、車両の外気温度を検出するものであり、車体１４に設けられる。走行速度センサ３８は、当該空気圧報知システムが搭載された車両の走行速度を検出するものであり、例えば、複数の車輪１０の各々の車輪速度に基づいて車両の走行速度を検出するものとすることができる。メインスイッチ４４は、例えば、イグニッションスイッチとすることができ、メインスイッチ４４がＯＮの状態で、車両の走行が許可される。

初期化スイッチ４０は、オペレータによって操作可能なものであり、初期化スイッチ４０がＯＮ操作されることにより、後述するように、判定しきい値が初期化（再設定）され、外気温度である第１温度が取得されて記憶される。初期化スイッチ４０は、タイヤの空気圧の補充（調整）が行われた場合、又は、ディスプレイ３４ｂに「要初期化」が表示された場合にＯＮ操作される。また、タイヤの空気圧の補充においては、空気圧が車両において予め設定されている空気圧である標準空気圧（設定空気圧と称することもできる）Ｐ０に近づくように調整される。

しきい値選択スイッチ４２は、初期化スイッチ４０のＯＮ操作に伴って操作されるスイッチである。しきい値選択スイッチ４２の操作により、判定しきい値が設定空気圧Ｐ０に基づいて設定される場合と、現時点の空気圧Ｐｉに基づいて設定される場合とのいずれかに選択される。しきい値選択スイッチ４２の操作によって、設定空気圧Ｐ０に基づいて設定される場合と現時点の空気圧Ｐｉに基づいて設定される場合とに切り換えられるようにすることができる。

通常、空気圧センサによって測定されたタイヤの空気圧Ｐが判定しきい値より低くなった場合には、そのことが報知される。しかし、密閉した空間内において、タイヤの空気圧Ｐと、タイヤの容積Ｖと、温度Ｔとの間にはボイルシャルルの法則が成立する。そのため、温度が低くなるとタイヤの空気圧が低くなり、タイヤの空気圧が真に判定しきい値より低くなったか否か、すなわち、空気の量が減少したか否か（タイヤの内部の空気が外部に漏れたか否か）を判定することが困難となる。

それに対して、特許文献１に記載の空気圧報知システムにおいては、判定しきい値を決定する場合に、タイヤの内部の温度が考慮される。判定しきい値がタイヤの内部の温度を考慮して決定されるため、その温度において、漏れにより、タイヤの空気圧が判定しきい値より低下したか否かを良好に判定することができる。しかし、判定しきい値を決定する場合と、空気圧センサによってタイヤの空気圧が測定される場合とで、温度が同じであるとは限らない。そのため、これら判定しきい値を決定する場合とタイヤの空気圧が測定される場合とで、温度が変化した場合には、漏れにより、空気圧が判定しきい値より低くなったか否かを判定することが困難となる。

そこで、本実施例においては、判定しきい値が設定される場合に外気温度である第１温度が取得されて、記憶される。そして、タイヤの空気圧が測定され、判定しきい値以下であるか否かが判定されるが、タイヤの空気圧が判定しきい値以下である場合には、その場合の外気温度（空気圧が測定された場合の外気温度）である第２温度が取得され、第１温度から第２温度を引いた値が設定温度より小さいか否かが判定される。そして、タイヤの空気圧が判定しきい値以下であり、かつ、第１温度から第２温度を引いた値が設定値より小さい場合には、漏れにより、タイヤの空気圧が判定しきい値より低下したと判定され、「空気圧補充」が報知される。

それに対して、タイヤの空気圧が判定しきい値以下であり、かつ、第１温度から第２温度を引いた値が設定値以上である場合には、タイヤの空気圧の低下は、主として、外気温度の低下に起因すると考えられるが、空気が漏れている可能性もある。また、現時点の外気温度が、前回、判定しきい値Ｐthが設定された場合の第１温度から設定値以上低下しているため、第１温度、判定しきい値を再設定することが望ましい。以上のことから、「空気圧補充」、「外気温度の低下に伴う空気圧低下であること」、「要初期化（判定しきい値および第１温度の再設定）」が報知される。なお、「空気圧補充」は、法規により、測定された空気圧が判定しきい値以下である場合には、空気圧補充を報知させるよう決まっている場合がある。

これら「空気圧補充」、又は、「空気圧補充・外気温度低下に伴う空気圧低下・要初期化」の報知に伴って空気圧補充が行われ、初期化スイッチ４０のＯＮ操作が行われる。初期化スイッチ４０のＯＮ操作に伴って初期化指令が出され、判定しきい値の設定と、第１温度の取得および記憶とが行われる。

タイヤ情報処理装置３２の記憶部には、図４のフローチャートで表される空気圧報知プログラムが記憶され、実行部において、予め定められた設定時間毎に実行される。車両が工場から出荷される場合には、その時点の外気温度が温度センサ３６によって測定されて、第１温度として記憶される。また、判定しきい値Ｐthは、設定空気圧Ｐ０にしきい値係数Ｋ（０＜Ｋ＜１）を掛けた値に設定されて、記憶される。

図４のフローチャートのステップ１（以下、Ｓ１と略称する。他のステップについても同様とする）において、予め定められた処理条件が成立したか否かが判定される。Ｓ１については後述する。Ｓ２において、初期化スイッチ４０のＯＮ操作が行われたか否かが判定され、判定がＮＯである場合には、Ｓ３において、空気圧が取得される。車輪側装置１２において、空気圧センサ２０によって測定された空気圧を表す空気圧情報を含むタイヤ情報が作成されて、送信される。タイヤ情報が受信アンテナ３０において受信され、タイヤ情報処理装置３２において、タイヤ情報に基づいて空気圧Ｐｉが取得される（以下、空気圧Ｐｉが測定されると称する場合がある）。Ｓ４において、空気圧Ｐｉが判定しきい値Ｐth以下であるか否かが判定される。Ｓ４の判定がＮＯである場合には、報知装置３４が作動させられることはない。

Ｓ５において、空気圧が復帰したか否か、例えば、空気圧Ｐｉが判定しきい値Ｐthより高いか否かが判定される。この場合には、判定がＹＥＳとなるため、Ｓ６において、警報ランプ３４ａがＯＦＦとされる。Ｓ６が実行された場合に警報ランプ３４ａがＯＦＦである場合には、ＯＦＦの状態が保持される。

Ｓ７において、メインスイッチ４２がＯＦＦであるか否かが判定される。判定がＹＥＳである場合には、空気圧報知プログラムは終了させられるが、判定がＮＯである場合には、Ｓ１に戻される。

Ｓ１、Ｓ２の判定がＮＯであり、Ｓ３において、空気圧Ｐｉが取得され、Ｓ４において判定しきい値Ｐth以下であるか否かが判定される。Ｓ４の判定がＹＥＳである場合には、Ｓ８において、温度センサ３６により外気温度である第２温度が取得されて、記憶される（Ｔ２）。Ｓ９において、警報ランプ３４ａがＯＮとされる。Ｓ１０において、第１温度から第２温度を引いた値（Ｔ１－Ｔ２）が設定値ΔＴｔｈ以上であるか否かが判定される。判定がＮＯである場合には、Ｓ１１において、ディスプレイ３４ｂに、「空気圧補充」が表示され、Ｓ１１の判定がＹＥＳである場合には、Ｓ１２において、ディスプレイ３４ｂに、「空気圧補充・外気温度低下に伴う空気圧低下・要初期化」が表示される。

その後、Ｓ５が実行されるが、この場合には、判定がＮＯとなるため、警報ランプ３４ａはＯＮのままであり、ディスプレイ３４ｂの表示もそのままである。

その後、Ｓ１１、Ｓ１２の報知に応じて空気圧補充が行われ、初期化スイッチ４０のＯＮ操作が行われると、Ｓ２の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１３において、判定しきい値Ｐthが設定される。しきい値選択スイッチ４２の操作状態に基づいて、判定しきい値Ｐthが設定空気圧Ｐ０、または、その場合に測定された空気圧Ｐｉにしきい値係数Ｋを掛けた値として設定される（Ｐth＝Ｋ＊Ｐ０ or Ｐth＝Ｋ＊Ｐｉ）。設定空気圧Ｐ０または空気圧補充後に取得された空気圧Ｐｉから（１－Ｋ）＊Ｐ０または（１－Ｋ）＊Ｐｉ以上低下した場合に、空気圧の補充が必要な程度、タイヤの空気圧が低下したと判定されるのである。Ｓ１４において、温度センサ３６により外気温度である第１温度が取得されて、記憶される（Ｔ１）。その後、Ｓ３において空気圧Ｐｉが測定され、Ｓ４において、測定された空気圧Ｐｉが、Ｓ１３において設定された判定しきい値Ｐth以下であるか否かが判定されるが、この場合には、Ｓ４の判定はＮＯとなる。また、Ｓ５の判定がＹＥＳとなることにより、Ｓ６において、警報ランプ３４ａがＯＦＦにされ、ディスプレイ３４ｂの表示が消去される。

例えば、図３に示すように、初期化スイッチ４０がＯＮ操作された場合に、判定しきい値Ｐthが設定されて、第１温度Ｔ１が取得される。その後、空気圧Ｐｉが判定しきい値Ｐth以下になった場合に、第２温度Ｔ２が取得され、第１温度から第２温度を引いた値（Ｔ１－Ｔ２）が設定値ΔＴth以下であるか否かが判定される。第１温度から第２温度を引いた値が設定値ΔＴth以下である場合には、空気圧が低下したと判定されるが、設定値ΔＴthより大きい場合には、空気圧は主として温度低下に起因して低下したと判定される。このように、本実施例においては、タイヤの空気圧が判定しきい値以下であるか否かを適切に判定することができる。
設定値ΔＴthは、ボイルシャルルの法則に基づき、（１－Ｋ）＊Ｐ０または（１－Ｋ）＊Ｐｉ以上の圧力低下が、主として温度低下に起因すると考えられる温度差に設定することができる。設定値ΔＴthは、例えば、１５℃程度とすることができるが、限定されない。また、設定値ΔＴthは可変値とすることもできる。例えば、地域、季節によって、一日の温度差が大きい場合があり、温度低下に起因して、頻繁に、空気圧Ｐｉが判定しきい値Ｐth以下となる場合があり、煩わしく感じられる場合がある。このような場合には、設定値ΔＴthを大きくしておくことが考えられる。

例えば、夏に車両が工場出荷された場合には、第１温度Ｔ１が３５℃に記憶され、判定しきい値が、設定空気圧Ｐ０にしきい値係数Ｋを掛けた値に設定される。その後、秋になり、外気温度が２０℃未満に下がり（外気温度が設定値ΔＴth（例えば、約１５℃とすることができる）以上低くなる）、温度低下に起因して空気圧が判定しきい値以下になると、Ｓ４の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１２において、「空気圧補充・外気温度低下に伴う空気圧低下・要初期化」が表示される。この表示に伴って、空気圧補充が行われ、初期化スイッチ４０のＯＮ操作が行われる。それにより、判定しきい値が再設定され、第１温度が取得されて記憶される。

その後、冬になり、外気温度が４℃未満に低下すると、同様に、ディスプレイ３４ｂに「空気圧補充・外気温度低下に伴う空気圧低下・要初期化」が表示される。空気圧補充が行われ、初期化スイッチ４０のＯＮ操作が行われることにより、判定しきい値が再設定され、第１温度が取得されて、記憶される。

なお、冬から春、春から夏になった場合には、温度が高くなるため、外気温度の低下に起因する空気圧低下は生じ難い。しかし、空気圧が判定しきい値以下になったことを精度よく検出することが困難となる場合があるため、初期化が行われることが望ましい。例えば、第２温度が第１温度より１５℃以上高くなった場合には、「要初期化」が表示されるようにすることもできる。

Ｓ１の処理条件は、例えば、単位時間当たりの空気圧低下量が設定量以上である場合、タイヤ情報が受信されない場合、タイヤ交換が行われ、タイヤＩＤの登録が必要になった場合、タイヤのローテーションが行われ、タイヤの位置の確定（ＩＤと位置との対応）が必要になった場合等とすることができる。これらのうちの１つ以上が成立した場合には、Ｓ１の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１５において、それに応じた処理が行われる。

例えば、単位時間当たりの空気圧低下量が設定量以上である場合にはＳ１の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１５において、急減圧判定処理が行われる。例えば、ディスプレイ３４に「安全な場所でタイヤを点検」が報知されるようにすることができる。
また、タイヤ情報が受信されない場合にはＳ１の判定がＹＥＳとなる。システム異常であるため、Ｓ１５において、異常判定処理が行われる。例えば、「故障発生」が報知されるようにすることができる。

その他、タイヤ交換が行われ、タイヤＩＤの登録が必要になった場合にはタイヤ位置判定処理が行われ、タイヤのローテーションが行われ、タイヤの位置の確定（ＩＤと位置との対応）が必要になった場合にはＩＤ自動登録処理が行われるのである。例えば、ＩＤ登録中、タイヤ位置判定中等が報知されるようにすることができる。

なお、判定しきい値は、空気圧調整後、予め決められた設定時間ｔｘの間走行した後の空気圧に基づいて設定することもできる。その場合の一例を図６のフローチャートで表す。
Ｓ２の判定がＹＥＳである場合には、Ｓ２１において、設定時間ｔｘの間走行し、Ｓ２２において、空気圧ＰＨが取得される。そして、Ｓ２３において、空気圧ＰＨにしきい値係数Ｋを掛けた値が判定しきい値であるＨＯＴ圧判定しきい値ＰＨthとして設定され、Ｓ２４において、第１温度が取得されて、記憶（Ｔ１）される。その後、Ｓ２５において、取得された空気圧ＰｉがＨＯＴ判定しきい値ＰＨth以下であるか否かが判定されるのである。

このように、本実施例においては、初期化スイッチ４０がＯＮ操作された後に、設定時間ｔｘの間走行した後の空気圧ＰＨに基づいて判定しきい値ＰＨthが取得される。法規によって判定しきい値の設定方法が決まっている場合があるからである。

以上のように、車輪側装置１２、受信アンテナ３０等により空気圧取得装置が構成され、タイヤ情報処理装置３２のＳ１３，Ｓ２３を記憶する部分、実行する部分等により判定しきい値設定部が構成され、Ｓ１１，１２を記憶する部分、実行する部分等により報知制御部が構成される。

その他、本発明は、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。

１２：車輪側装置１６：管理装置２０:空気圧センサ２２：タイヤ情報作成装置２４：送信アンテナ３０：受信アンテナ３２：タイヤ情報処理装置３４：報知装置３５：温度センサ４０：初期化スイッチ

特許請求可能な発明

（１）車両の車輪のタイヤの空気圧を取得する空気圧取得装置と、
前記空気圧と比較する判定しきい値を設定する判定しきい値設定部と、
前記空気圧の状態を報知する報知装置と、
前記空気圧取得装置によって取得された前記空気圧が前記判定しきい値設定部によって設定された前記判定しきい値以下である場合に、前記報知装置にそのことを報知させる報知制御部と
を含む空気圧報知システムであって、
当該空気圧報知システムが、外気温度を測定する温度センサを含み、
前記報知制御部が、前記空気圧取得装置によって取得された前記空気圧が前記判定しきい値設定部によって設定された前記判定しきい値以下である場合において、前記判定しきい値設定部によって前記判定しきい値が設定された場合に前記温度センサによって測定された外気温度である第１温度から、前記空気圧取得装置によって前記空気圧が取得された場合に前記温度センサによって測定された前記外気温度である第２温度を引いた値が設定値より小さい場合と、前記第１温度から前記第２温度を引いた値が前記設定値以上である場合とで、前記報知装置に異なる態様で報知させるものである空気圧報知システム。

空気圧取得装置は、車輪のタイヤの空気圧を直接測定する空気圧センサを含むものとしたり、車輪の運動状態等に基づいて空気圧を推定するものとしたりすること等ができる。
判定しきい値設定部は、例えば、判定しきい値を、適切な空気圧として予め定められた標準空気圧（設定空気圧）に基づいて設定するものである。判定しきい値は、設定空気圧にしきい値係数Ｋを掛けた値に設定される。しきい値係数Ｋは０より大きく、１より小さい値とすることができる。
報知装置は、警報ランプ、ディスプレイ、スピーカ等のうちの１つ以上を含むものとすることができる。

（２）前記報知制御部が、前記空気圧取得装置によって取得された前記空気圧が前記判定しきい値以下である場合において、前記第１温度から前記第２温度を引いた値が前記設定値より小さい場合には、前記報知装置に、前記空気圧の補充を報知させる第１報知制御部を含む(1)項に記載の空気圧報知システム。

（３）前記報知制御部が、前記空気圧取得装置によって取得された前記空気圧が前記判定しきい値以下である場合において、前記第１温度から前記第２温度を引いた値が設定値以上である場合には、前記報知装置に、前記空気圧の補充と、前記判定しきい値および第１温度の設定と、前記空気圧の低下は温度低下に伴うものであることとのうちの１つ以上を報知させる第２報知制御部を含む(1)項または(2)項に記載の空気圧報知システム。

判定しきい値および第１温度の設定を、初期化と称することができる。

（４）前記報知制御部が、前記判定しきい値を設定する場合に前記温度センサによって検出された前記外気温度である第１温度を記憶する第１温度記憶部を含む(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載の空気圧報知システム。

（５）当該空気圧報知システムが、初期化スイッチを含み、
前記判定しきい値設定部が、前記初期化スイッチのＯＮ操作に伴って前記判定しきい値を設定するものであり、
前記初期化スイッチが、前記空気圧の補充が行われた場合と、前記報知装置に、要初期化が報知された場合との少なくとも一方の場合にＯＮ操作されるものである(1)項ないし(4)項のいずれか１つに記載の空気圧報知システム。

（６）車両の車輪のタイヤの空気圧を取得する空気圧取得装置と、
前記空気圧と比較する判定しきい値を設定する判定しきい値設定部と、
前記空気圧取得装置によって取得された前記空気圧が前記判定しきい値設定部によって設定された前記判定しきい値以下であるか否かを判定する空気圧判定部と
を含む空気圧処理システムであって、
当該空気圧処理システムが、温度を測定する温度センサを含み、
前記空気圧判定部が、前記空気圧取得装置によって取得された前記空気圧が前記判定しきい値設定部によって設定された前記判定しきい値以下である場合において、前記判定しきい値設定部によって前記判定しきい値が設定された場合に前記温度センサによって測定された温度である第１温度から、前記空気圧取得装置によって前記空気圧が取得された場合に前記温度センサによって測定された前記温度である第２温度を引いた値が設定値より小さい場合には、漏れにより前記空気圧が判定しきい値以下に低下したと判定し、前記第１温度から前記第２温度を引いた値が前記設定値以上である場合には、前記温度の低下に起因して前記空気圧が前記判定しきい値以下に低下した可能性があると判定するものである空気圧処理システム。

報知装置に空気圧の状態を報知させることは不可欠ではない。

Claims

車両の車輪のタイヤの空気圧を取得する空気圧取得装置と、
前記空気圧と比較する判定しきい値を設定する判定しきい値設定部と、
前記空気圧の状態を報知する報知装置と、
前記空気圧取得装置によって取得された前記空気圧が前記判定しきい値設定部によって設定された前記判定しきい値以下である場合に、前記報知装置にそのことを報知させる報知制御部と
を含む空気圧報知システムであって、
当該空気圧報知システムが、外気温度を測定する温度センサを含み、
前記報知制御部が、前記空気圧取得装置によって取得された前記空気圧が前記判定しきい値設定部によって設定された前記判定しきい値以下である場合において、前記判定しきい値設定部によって前記判定しきい値が設定された場合に前記温度センサによって測定された温度である第１温度から、前記空気圧取得装置によって前記空気圧が取得された場合に前記温度センサによって測定された前記温度である第２温度を引いた値が設定値より小さい場合と、前記第１温度から前記第２温度を引いた値が前記設定値以上である場合とで、前記報知装置に異なる態様で報知させるものである空気圧報知システム。