JP3960247B2

JP3960247B2 - 車輪状態送信装置

Info

Publication number: JP3960247B2
Application number: JP2003100582A
Authority: JP
Inventors: 宏昌林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2023-04-03
Also published as: JP2004306701A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪内の空気圧力などの車輪の状態を検出して送信する車輪状態送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両の各車輪内に組み込まれたセンサにより車輪内の空気圧力をそれぞれ測定して、車体側に設けられた受信機に無線で送信し、受信機において、送信データに含まれるセンサの識別信号（すなわち、センサ固有に付与されたセンサＩＤ）から、送信データを送信しているセンサを識別して、車輪内の空気圧力を監視するタイヤ空気圧監視装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２１２３１１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したタイヤ空気圧監視装置では、作業者が、受信機のモードを登録モードに設定し、登録モード中に、ある特定の車輪の空気圧力を手動で減圧させて、センサから送信される送信信号に含まれる空気圧力情報を変化させ、受信機側で空気圧力情報の変化している送信信号のセンサＩＤを車輪の位置と関係付けて登録するようにしている。
【０００５】
このため、例えば、タイヤのローテーション時のように、センサＩＤと車輪の位置との関係に変更があると、上記したようなセンサＩＤと車輪の位置との関係を受信機に再登録する必要があり、対応に手間がかかるといった問題が生じる。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みたもので、車輪状態送信装置が設けられた車輪の位置が変更されても、容易に対応できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１、２に記載の発明では、車輪の状態を検出する検出手段によって検出された車輪の状態を示す情報を含んで送信データを生成し、その送信データを送信する送信手段を備えた車輪状態送信装置において、前記車輪内の空気圧を調整するためのバルブに着脱可能に装着されるバルブキャップに前記車輪の位置を示す位置情報が与えられており、前記バルブキャップが前記バルブに装着された状態において、前記バルブキャップに与えられた位置情報を検出して検出信号を出力するセンサ部を有し、前記送信手段は、前記検出信号に基づき車輪の位置を示す情報を含んで前記送信データを生成することを特徴としている。
【０００８】
この発明によれば、車輪の位置を示す位置情報が与えられたバルブキャップをバルブに装着するだけで、車輪の位置を示す情報を含んで送信データを送信することができるので、車輪状態送信装置が設けられた車輪の位置が変更された場合の対応を容易に行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に、タイヤ空気圧監視装置における送信装置が車輪に取り付けられた状態を示す。
【００１０】
図に示すように、送信装置１は、センサ部２と送信部３とを備えている。センサ部２は、詳細は後述するが、車輪の空気圧の調整に用いる（すなわち車輪内に空気を注入したり車輪内の空気を抜く）ためのバルブを有しており、このバルブによって車輪４のリム５に固定されている。また、そのバルブには、図に示すようにバルブキャップ１５が着脱可能に装着される。バルブキャップ１５には、詳細は後述するが、車輪の位置を示す位置情報が与えられており、センサ部２は、バルブキャップ１５が装着された状態でバルブキャップ１５に与えられた位置情報を検出して検出信号を出力する。送信部３は、センサ部２から出力された検出信号と車輪内の空気圧を検出する検出手段としての圧力センサ（図示せず）からの信号により、車輪の位置を示す情報と空気圧力の情報とを含んで送信データを生成し、その送信データを車体側に設けられた受信機に送信する送信手段を構成している。
【００１１】
なお、車輪状態送信装置１は、図２に示すように、４本の車輪を有する車両の各車輪に取り付けられている。
【００１２】
車輪状態送信装置１の構成を図３に示す。センサ部２は、上記したバルブ１３を有して構成されており、このバルブ１３にバルブキャップ１５が着脱可能に装着される。送信部２は、マイコン１１を有しており、このマイコン１１は、センサ部２から出力されるバルブキャップ１５の位置情報と、図示しない圧力センサによって検出された車輪内の空気圧力の情報により送信データを生成し、図示しないＲＦ部を介して無線で車体側の受信機に送信する制御を行う。
【００１３】
図４にバルブ１３の断面構成を示す。図に示すように、バルブ１３には、第１の導通部１３ａ、第２の導通部１３ｂ、第３の導通部１３ｃ、第４の導通部１３ｄ、絶縁部材１３ｇおよび金属部材１３ｆが設けられている。これらの導通部１３ａ〜１３ｄ、絶縁部材１３ｇおよび金属部材１３ｆは、それぞれリング状に形成されており、図に示すように、ねじ山１３ｆが形成された金属部材１３ｅの上部に、絶縁部材１３ｇを交互に挟んで第４の導通部１３ｄ、第３の金属板１３ｃ、第２の金属板１３ｂ、第１の金属板１３ａ、金属部材１３ｆが設けられ、各接合部は接着剤によって固定されている。
【００１４】
第１の導通部１３ａの内周側には、プラスケーブル１４ａの一端が接続され、このプラスケーブル１４ａの他端はマイコン１１の端子Ａに接続されている。また、第３の導通部１３ｃの内周側には、プラスケーブル１４ｂの一端が接続され、このプラスケーブル１４ｂの他端はマイコン１１の端子Ｂに接続されている。また、第２、第４の導通部１３ｂ、１３ｄの内周側には、それぞれマイナスケーブル１４ｃの一端が接続され、このマイナスケーブル１４ｃの一端は接地されると共に、マイコン１１の端子Ｅに接続されている。なお、第１の導通部１３ａと第２の導通部１３ｂ間、第２の導通部１３ｂと第３の導通部１３ｄ間、第３の導通部１３ｃと第４の導通部１３ｄ間には、絶縁部材１３ｇによって、それぞれ絶縁されている。
【００１５】
バルブ１３に装着されるバルブキャップ１５の構成を、図５（ａ）、（ｂ）に示す。図５（ａ）は、バルブキャップ１５を上側から見た図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００１６】
図に示すように、バルブキャップ１５は、金属製のキャップ本体１５ｃおよび絶縁部材１５ｄを有している。キャップ本体１５ｃには、センサ部１０のバルブ１３に嵌合するためのねじ孔１５ｅが形成され、このねじ孔１５ｅの上部には、バルブキャップ１５の内周の全周にわたって絶縁部材１５ｄが設けられている。この絶縁部材１５ｄのバルブ１３との接合部には、図５（ｂ）に示すように、導通面を形成する金属板１５ａ、１５ｂが上下に設けられている。金属板１５ａ、１５ｂおよびキャップ本体１５ｃ間は、絶縁部材１５ｄによってそれぞれ絶縁されている。
【００１７】
なお、この実施形態では、バルブキャップ１５に上下の金属板１５ａ、１５ｂがどのように設けられているかで、車輪の位置を示す位置情報がバルブキャップ別に与えられており、図６に示すように、前輪の右側（前右）に対しては上の金属板１５ａと下の金属板１５ｂが設けられたバルブキャップが用いられ、前輪の左側（前左）に対しては上の金属板１５ａが設けられ、下の金属板１５ｂが設けられていないバルブキャップが用いられ、後輪の右側（後右）に対しては下の金属板１５ｂが設けられ、上の金属板１５ａが設けられていないバルブキャップが用いられ、後輪の左側（後左）に対しては上の金属板１５ａと下の金属板１５ｂが設けられていないバルブキャップが用いられる。
【００１８】
また、バルブキャップ１５には、車輪の位置を識別するための文字が外部表面に刻印されている。図７は、後輪の左側（後左）のバルブ１３に装着されるバルブキャップ１５の文字を示したもので、後輪の左側（後左）を示す「ＢＬ」の文字が刻印されている。同様に、前輪の右側には「ＦＲ」、前輪の左側には「ＦＬ」、後輪の右側（後右）には「ＢＲ」といった文字が刻印されている。
【００１９】
そして、上記したバルブ１３に、上の金属板１５ａが設けられたバルブキャップ１５が装着された場合には、第１の導通部１３ａと第２の導通部１３ｂ間は、バルブキャップ１５の上の金属板１５ａによって電気的に接続され、同様に、バルブ１３に下の金属板１５ｂが設けられたバルブキャップ１５が装着された場合には、第３の導通部１３ｃと第４の導通部１３ｄ間は、バルブキャップ１５の上の金属板１５ａによって電気的に接続される。
【００２０】
したがって、上の金属板１５ａが設けられたバルブキャップ１５がバルブ１３に装着された場合には、マイコン１１の端子Ａは、バルブキャップ１５の上の金属板１５ａを介して接地され、マイコン１１の端子Ａの電圧レベルはローレベルとなり、反対に、上の金属板１５ａが設けられていないバルブキャップ１５がバルブ１３に装着された場合には、マイコン１１の端子Ａの電圧レベルはプルアップ抵抗１２ａによりハイレベルとなる。
【００２１】
同様に、下の金属板１５ｂが設けられたバルブキャップ１５がバルブ１３に装着された場合には、マイコン１１の端子Ｂは、バルブキャップ１５の下の金属板１５ａを介して接地され、マイコン１１の端子Ｂの電圧レベルはローレベルとなり、反対に、下の金属板１５ｂが設けられていないバルブキャップ１５がバルブ１３に装着された場合には、マイコン１１の端子Ｂの電圧レベルはプルアップ抵抗１２ｂによりハイレベルとなる。
【００２２】
このように、センサ部１３は、バルブキャップ１５の金属板１５ａ、１５ｂの有無を検出して検出信号をマイコン１１の端子Ａ、Ｂに出力するように構成されている。そして、マイコン１１は、圧力センサによって検出された車輪内の空気圧力の測定値と共に、端子Ａ、Ｂの電圧レベルによって検出された位置情報を含む送信データを生成し、この送信データをＲＦ部を介して所定の変調方式（ＡＳＫ、ＦＳＫ等）で変調して図示しない受信機に無線で送信する。
【００２３】
受信機は、ＣＰＵ、受信回路およびメモリを有している。この受信機のメモリには、車輪状態送信装置１からの送信信号に含まれる位置情報と車輪の位置との関係が予め記憶されている。ＣＰＵは、受信回路を介して車輪状態送信装置１からの送信データを受信し、この信号に含まれる位置情報に基づき、メモリに記憶された位置情報と車輪の位置との関係を参照して、受信した信号が車両のいずれの車輪内に組み込まれた車輪状態送信装置１から送信された送信データであるかを特定し、送信データに含まれる車輪内の空気圧力が基準値以下の場合には、図示しない表示器に車輪の位置毎に警報信号を送信して表示させる。
【００２４】
次に、車輪状態送信装置１の作動について説明する。
【００２５】
前輪の右側（前右）に設けられた車輪状態送信装置１のバルブ１３には、「ＦＲ」の文字が刻印され上下の金属板１５ａ、１５ｂの両方を有するバルブキャップ１５が装着され、前輪の左側（前左）に設けられた車輪状態送信装置１のバルブ１３には、「ＦＬ」の文字が刻印され上の金属板１５ａのみを有するバルブキャップ１５が装着され、後輪の右側（後右）に設けられた車輪状態送信装置１のバルブ１３には、「ＢＲ」の文字が刻印され下の金属板１５ｂのみを有するバルブキャップ１５が装着され、後輪の左側（後左）に設けられた車輪状態送信装置１のバルブ１３には、「ＢＬ」の文字が刻印され上下の金属板１５ａ、１５ｂが共に設けられないバルブキャップ１５が装着されている。
【００２６】
前輪の右側（前右）に設けられた車輪状態送信装置１のマイコン１１の端子Ａ、Ｂは、上下の金属板１５ａ、１５ｂによりそれぞれ接地され、マイコン１１の端子Ａ、Ｂの電圧レベルはそれぞれローレベルとなる。そして、前輪の右側（前右）に設けられた車輪状態送信装置１のマイコン１１は、車輪内の空気圧力の測定値と共に、端子Ａ、Ｂのローレベルの信号を検出して車輪の位置を示す位置情報として送信データを生成し、ＲＦ部を介して受信機に送信する。
【００２７】
受信機には、予め車輪状態送信装置１からの送信信号に含まれる位置情報と車輪の位置との関係が記憶されており、この関係に基づき、受信した信号に含まれる位置情報から、受信した信号が前輪の右側（前右）に設けられた車輪状態送信装置１から送信されたものであることを特定する。そして、受信した信号に含まれる車輪内の空気圧力が基準値以下の場合には、図示しない表示器に前輪の右側の異常を示す信号を送信して表示させる。
【００２８】
同様に、前輪の左側（前左）、後輪の右側（後右）、後輪の左側（後左）にそれぞれ設けられた車輪状態送信装置１のマイコン１１は、端子Ａ、端子Ｂの各電圧レベルを検出して、位置情報として送信データを生成し、ＲＦ部を介して受信機に送信する。そして、受信機は、受信した信号に含まれる位置情報から、受信した信号がどの車輪位置に設けられた車輪状態送信装置１から送信されたものであることを特定し、受信した信号に含まれる車輪内の空気圧力が基準値以下の場合には、図示しない表示器に警報信号を送信して表示させる。そして、運転者は、表示器の表示によって、車輪の位置毎に車輪の状態を認識する。
【００２９】
次に、タイヤのローテーションを行う場合について説明する。例えば、前輪の右側の車輪と後輪の左側の車輪を交換し、前輪の左側の車輪と後輪の右側の車輪を交換する場合、車輪状態送信装置１のセンサ部２は車輪４のリム５に固定されているので、車輪状態送信装置１の位置が変わってしまう。そこで、作業者は、各車輪のバルブキャップ１５を取り外し、バルブキャップ１５に刻印された文字を確認し、この文字の示す車輪の位置にバルブキャップ１５を装着し直す。
【００３０】
つまり、前輪の右側（前右）に設けられた車輪状態送信装置１のバルブ１３には、「ＦＲ」の文字が刻印されたバルブキャップ１５を装着し、前輪の左側（前左）に設けられた車輪状態送信装置１のバルブ１３には、「ＦＬ」の文字が刻印されたバルブキャップ１５を装着し、後輪の右側（後右）に設けられた車輪状態送信装置１のバルブ１３には、「ＢＲ」の文字が刻印されたバルブキャップ１５を装着し、後輪の左側（後左）に設けられた車輪状態送信装置１のバルブ１３には、「ＢＬ」の文字が刻印されたバルブキャップ１５を装着する。
【００３１】
そして、バルブキャップ１５の付け替えにより、各車輪の位置に応じた位置情報を含む送信信号が車輪状態送信装置１から送信される。
【００３２】
つまり、前輪の右側（前右）に設けられた車輪状態送信装置１からは、前輪の右側（前右）を示す位置情報を含む送信信号が送信され、前輪の左側（前左）に設けられた車輪状態送信装置１からは、前輪の左側（前左）を示す位置情報を含む送信信号が送信され、後輪の右側（後右）に設けられた車輪状態送信装置１からは、後輪の右側（後右）を示す位置情報を含む送信信号が送信され、後輪の左側（後左）に設けられた車輪状態送信装置１からは、後輪の左側（後左）を示す位置情報を含む送信信号が送信される。
【００３３】
受信機は、受信した信号に含まれる位置情報から、受信した信号が車輪のどの位置に設けられた車輪状態送信装置１から送信されたものであるかを特定し、受信した信号に含まれる車輪内の空気圧力が基準値以下の場合には、図示しない表示器に前輪の右側の異常を示す信号を送信して表示させる。
【００３４】
そして、運転者は、表示器の表示によって、車輪の位置毎に車輪の状態を認識することができる。
【００３５】
上記したように、車輪の外部からバルブキャップ１５が着脱可能となるバルブ１３に、第１〜第４の導通部１３ａ〜１３ｄが設けられているので、タイヤローテーションなどにより車輪状態送信装置１が設けられた車輪の位置が変更されても、バルブキャップ１５を付け替えるだけで、簡単に対応できる。
【００３６】
なお、上記実施形態において、４本の車輪の位置を識別するために、バルブキャップ１５に、上下の２つの金属板１５ａ、１５ｂが設けられるように構成され、上下の２つの金属板１５ａ、１５ｂの組合せにより、４本の各車輪の位置を識別する例について示したが、例えば、８本の車輪を有する車両においては、上、中、下の３つの金属板が設けられるような構成とし、受信機のメモリには、各車両の形態に応じて車輪の位置とバルブキャップ１５の位置情報との関係を予め登録しておけばよい。このように、４本以上の車輪を有する車両にも適用することができ、例えば、トラックやバスなどに多く見られるような２重に装着されたいわゆるダブルタイヤにも適用しても、受信機は、受信した信号が、どの車輪位置に設けられた車輪状態送信装置１から送信されたものであるかを確実に特定することができる。
【００３７】
また、上記した実施形態では、センサ部２にて検出した車輪の位置情報を、そのまま車輪の位置を示す情報として送信データに含めるものを示したが、マイコン１１の端子Ａ、端子Ｂの各電圧レベルに基づき図６に示す関係から車輪の位置を示す情報に加工してそれを送信データに含めるようにしてもよい。
【００３８】
また、上記実施形態において、バルブ１３とバルブキャップ１５は、ねじ固定される例について示したが、ねじ固定に限ることなく、例えば、バルブキャップ１５にバネ部材を設け、このバネ部材のバネ機能によりバルブキャップ１５がバルブ１３に固定されるようにしてもよい。
【００３９】
また、上記実施形態において、バルブ１３に設けられた第１〜第４の導通部１３ａ〜１３ｄとマイコン１１間を接続するプラスケーブルおよびマイナスケーブルは、リング状の内周側に設けられた例について示したが、バルブ１３の外周側に設けられてもよい。この場合、例えば、図８に示すように、バルブ１３のねじ山１３ｆが形成された金属部材１３ｆにおいて、縦方向に溝部１３ｈを設け、この溝１３ｈにプラスケーブルおよびマイナスケーブルを収納すればよい。
【００４０】
また、上記した実施形態では、バルブキャップ１５に、バルブキャップ１５が設けられる車輪の位置を識別するための文字が刻印された例について示したが、文字の刻印に限ることなく、例えば、記号やマークが印刷されたされたシールを貼りつけたものであってもよい。
【００４２】
また、タイヤとしては、例えば、ラジアルタイヤ、バイアスタイヤ、ランフラットタイヤなどに適用できる。
【００４３】
また、上記した実施形態では、本発明を車両に適用するものを示したが、航空機などの移動体に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車輪状態送信装置が車輪に取り付けられた状態を示す図である。
【図２】車両の各車輪に取り付けられた車輪状態送信装置を示す図である。
【図３】車輪状態送信装置の構成を示す図である。
【図４】バルブの拡大断面図である。
【図５】バルブキャップの構成を示す図である。
【図６】車輪の位置とバルブキャップの上下の金属板１５ａ、１５ｂの有無との関係を示す図である。
【図７】バルブキャップの車輪の位置を識別するための文字を示す図でる。
【図８】バルブ１３のねじ山１３ｆに溝部１３が設けられた例を示す図である。
【符号の説明】
１…車輪状態送信装置、２…センサ部、３…送信部、１１…マイコン、
１２ａ〜１２ｃ…抵抗、１３…バルブ１３、
１３ａ〜１３ｄ…第１〜４の導通部、１３ｅ…金属部材、１３ｇ…絶縁部材、
１５…バルブキャップ、１５ａ…上の金属板、１５ｂ…下の金属板、
４…車輪、５…リム。

Claims

車輪の状態を検出する検出手段によって検出された車輪の状態を示す情報を含んで送信データを生成し、その送信データを送信する送信手段を備えた車輪状態送信装置において、
前記車輪内の空気圧を調整するためのバルブに着脱可能に装着されるバルブキャップに前記車輪の位置を示す位置情報が与えられており、
前記バルブキャップが前記バルブに装着された状態において、前記バルブキャップに与えられた位置情報を検出して検出信号を出力するセンサ部を有し、
前記送信手段は、前記検出信号に基づき車輪の位置を示す情報を含んで前記送信データを生成することを特徴とする車輪状態送信装置。
前記バルブキャップには、前記バルブに装着されたときに前記バルブと接合する部分に導通面が形成されているか否かで前記位置情報が与えられており、前記センサ部は、前記導通面の有無を検出して前記検出信号を出力するものであることを特徴とする請求項１に記載の車輪状態送信装置。