JP4337627B2 - タイヤ空気圧検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のタイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧検出装置に関する。

従来、車輪側に設けられ、タイヤ毎にタイヤ空気圧を検出して、そのタイヤ空気圧をアナログ／デジタル変換してそのデジタル信号を電波を媒体として送信する各タイヤ空気圧センサと、車体側に設けられ、各タイヤ空気圧センサからデジタル信号を受信してこのデジタル信号に基づいてタイヤ空気圧を求める車体側制御部とを備えるタイヤ空気圧検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特表２００３−５２８３７８号公報

ところで、上述の特許文献１のタイヤ空気圧検出装置には、車種毎のタイヤ空気圧の検出レンジについて記載されていないが、タイヤ空気圧の検出レンジは、対象となる車両の車重が重いほど検出レンジが広くなる。

例えば、大型トラック向けタイヤ空気圧センサの検出レンジは、中小型トラック向けタイヤ空気圧センサの検出レンジに比べて広くなっており、そして中小型トラック向けタイヤ空気圧センサの検出レンジは、乗用車向けタイヤ空気圧センサの検出レンジに比べて広くなっている。

そこで、本発明者等は、タイヤ空気圧センサの検出レンジに着目してその検出精度について鋭意検討したところ、次のようなことが分かった。

例えば、大型トラック向けタイヤ空気圧センサ、中小型トラック向けタイヤ空気圧センサ、乗用車向けタイヤ空気圧センサとして、それぞれ、同一の分解能になるように各タイヤ空気圧センサを別々に構成すれば、それぞれ同一の検出精度が得られるものの、タイヤ空気圧センサを対象となる車両毎に別々に開発することが必要となり、開発コストが大幅に増加する。

一方、大型トラック向けタイヤ空気圧センサ、中小型トラック向けタイヤ空気圧センサ、乗用車向けタイヤ空気圧センサとして、それぞれ同一ビット数でアナログ／デジタル変換するように構成すると、アナログ／デジタル変換する際の分解能としては、それぞれ、異なるものになる。

例えば、大型トラック向けタイヤ空気圧センサの分解能は、中小型トラック向けタイヤ空気圧センサの分解能に比べて多くなり、中小型トラック向けタイヤ空気圧センサの分解能は、乗用車向けタイヤ空気圧センサの分解能に比べて大きくなる。

このように、大型トラック、中小型トラック、乗用車等の適用車種毎にタイヤ空気圧センサの分解能が異なるように構成すると、タイヤ空気圧センサの検出精度は、タイヤ空気圧センサの分解能に比例するため、乗用車向けタイヤ空気圧センサ、中小型トラック向けタイヤ空気圧センサ、並びに大型トラック向けタイヤ空気圧センサの順に検出精度が悪くなる。このため、大型トラック向けタイヤ空気圧センサにおいては、タイヤ圧を良好に検出することができないといった問題が生じる。

本発明は、アナログ／デジタル変換する際の分解能に着目して、適用車種に対してセンサの共通化を図りつつ、車両用タイヤ空気圧センサの検出精度を向上するようにしたタイヤ空気圧検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両のタイヤ空気圧を検出するセンサエレメント（８６）と、前記センサエレメントで検出されたタイヤ空気圧を一定ビット数でアナログ／デジタル変換してデジタル信号を求める変換手段（Ｓ１１１、Ｓ１２１、Ｓ１２２）と、を備え、前記デジタル信号を電波を媒体として送信する車両用タイヤ空気圧センサと、
前記車両用タイヤ空気圧センサから送信されたデジタル信号を受信し、この受信されたデジタル信号に基づいて警告を行う電子制御装置と、を備えるタイヤ空気圧検出装置であって、
前記変換手段は、第１分解能、および前記第１分解能よりも大きな第２分解能のうちいずれか一方を用いて、前記タイヤ空気圧をアナログ／デジタル変換するものであり、
前記センサエレメントで検出されたタイヤ空気圧が閾値未満であるとき、前記変換手段は、前記第１分解能を用いて、前記アナログ／デジタル変換し、
また、前記センサエレメントで検出されたタイヤ空気圧が閾値以上であるとき、前記変換手段は、前記第２分解能を用いて、前記アナログ／デジタル変換することを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。

請求項１に記載の発明によれば、アナログ／デジタル変換の際に、タイヤ空気圧が閾値未満であるときには第１分解能を用いるので、タイヤ空気圧の値に関わらず、同一の第２分解能を用いる場合に比べて、小さな分解能を用いることになる。

ここで、アナログ／デジタル変換に際してはその分解能が小さいほど検出精度が良くなるので、請求項１に記載の発明においてタイヤ空気圧が閾値未満であるときには、タイヤ空気圧の値に関わらず、同一の第２分解能を用いる場合に比べて、検出精度を向上することができる。

また、請求項１に記載の発明の車両用タイヤ空気圧センサは、タイヤ空気圧が閾値未満である車種と、タイヤ空気圧が閾値以上である車種との双方の車種に適用することができる。

以上により、適用車種に対する車両用タイヤ空気圧センサの共通化を図りつつ、車両用タイヤ空気圧センサの検出精度を向上することができる。

請求項２に記載の発明では、車両のタイヤ空気圧を検出するセンサエレメント（８６）と、前記センサエレメントで検出されたタイヤ空気圧を一定ビット数でアナログ／デジタル変換してデジタル信号を求める変換手段（Ｓ１１１、Ｓ１２１、Ｓ１２２）と、を備え、前記デジタル信号を電波を媒体として送信する車両用タイヤ空気圧センサと、
前記車両用タイヤ空気圧センサから送信されたデジタル信号を受信し、この受信されたデジタル信号に基づいて警告を行う電子制御装置と、を備えるタイヤ空気圧検出装置を備えるタイヤ空気圧検出装置であって、
前記変換手段は、第１分解能、この第１分解能よりも大きな第２分解能、およびこの第２分解能よりも大きな第３分解能のうちいずれか一つを用いて、前記タイヤ空気圧をアナログ／デジタル変換するものであり、
前記センサエレメントで検出されたタイヤ空気圧が第１閾値未満であるとき、前記変換手段は、前記第１分解能を用いて、前記アナログ／デジタル変換し、
また、前記センサエレメントで検出されたタイヤ空気圧が第１閾値以上で、かつ第２閾値未満であるとき、前記変換手段は、前記第２分解能を用いて、前記アナログ／デジタル変換し、
さらに、前記センサエレメントで検出されたタイヤ空気圧が第２閾値以上であるとき、前記変換手段は、前記第３分解能を用いて、前記アナログ／デジタル変換することを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。

請求項２に記載の発明によれば、アナログ／デジタル変換の際に、タイヤ空気圧が第１閾値未満であるときには変換手段は第１分解能を用いているので、タイヤ空気圧の値に関わらず、同一の第２分解能（或いは、同一の第３分解能）を用いる場合に比べて、小さな分解能を用いることになる。

ここで、アナログ／デジタル変換に際してはその分解能が小さいほど検出精度が良くなるので、請求項２に記載の発明においてタイヤ空気圧が第１閾値未満であるときには、タイヤ空気圧の値に関わらず、同一の第２分解能（或いは、同一の第３分解能）を用いる場合に比べて、検出精度を向上することができる。

また、タイヤ空気圧が第２閾値以上でかつ第３閾値未満であるときには変換手段は第２分解能を用いているので、タイヤ空気圧の値に関わらず、同一の第３分解能を用いる場合に比べて、小さな分解能を用いることになる。

ここで、アナログ／デジタル変換に際してはその分解能が小さいほど検出精度が良くなるので、請求項２に記載の発明においてタイヤ空気圧が第２閾値以上でかつ第３閾値未満であるときには、タイヤ空気圧の値に関わらず、同一の第３分解能を用いる場合に比べて、検出精度を向上することができる。

また、請求項２に記載の発明の車両用タイヤ空気圧センサは、「タイヤ空気圧が第１閾値未満である車種」と、「タイヤ空気圧が第２閾値未満である車種」と、「タイヤ空気圧が第３閾値未満である車種」とのそれぞれに適用することができる。

以上により、適用車種に対する車両用タイヤ空気圧センサの共通化を図りつつ、車両用タイヤ空気圧センサの検出精度を向上することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

図１〜図３に本発明のタイヤ空気圧検出装置の一実施形態を示す。図１は、本実施形態におけるタイヤ空気圧検出装置を車両６０に取り付けたときの様子を示した模式図である。図１の紙面左方向が車両６０の前方、紙面右方向が車両６０の後方に一致する。図２は、タイヤ空気圧検出装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、車両６０として大型トラックが適用されている。

先ず、図１、図２に示すように、タイヤ空気圧検出装置は、大型トラック６０に取り付けられるもので、タイヤ空気圧センサ８０ａ〜８０ｄ、およびタイヤ空気圧検出ＥＣＵ７０を有して構成されている。

タイヤ空気圧センサ８０ａ〜８０ｄは、図１に示すように、大型トラック６０における各車輪１〜４にそれぞれ取り付けられており、タイヤ空気圧センサ８０ａ〜８０ｄは、例えば、０キロパスカル〜１３５０キロパスカルの間の検出範囲でタイヤ空気圧を可能になっている。

ここで、タイヤ空気圧センサ８０ａ〜８０ｄは、それぞれ同様の構成を有しており、以下、タイヤ空気圧センサ８０ａの具体的な構成について説明する。すなわち、タイヤ空気圧センサ８０ａは、図２（図中では、タイヤ空気圧センサ８０ａだけを示し、タイヤ空気圧センサ８０ｂ〜８０ｄが省略されている）に示すように、制御部８１、送信アンテナ８２、電池８３、受信アンテナ８４、メモリ８５、および、センサエレメント８６をそれぞれ有して構成されている。

制御部８１は、後述するように、タイヤ空気圧検出ＥＣＵ７０からリクエスト信号を受信する毎に、センサエレメント８６で検出されるタイヤ空気圧をアナログ／デジタル変換してそのデジタル信号をタイヤ空気圧検出ＥＣＵ７０に向けて送信する処理を実行する。

送信アンテナ８２は、制御部８１から出力されるデジタル信号を電波を媒体として送信するものであり、受信アンテナ８４は、タイヤ空気圧検出ＥＣＵ７０から送信されるリクエスト信号を受信して制御部８１に出力する。

電池８３は、制御部８１に電力を供給するものであり、メモリ８５は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ等から構成され、制御部８１で実行されるコンピュータプログラム以外に、各種データを記憶する。センサエレメント８６は、タイヤホイールにおけるエア注入バルブにてタイヤの内側に露出するように配置されており、センサエレメント８６は、タイヤ空気圧を検出するようになっている。

なお、センサエレメント８６としては、例えばダイアフラム式のタイヤ空気圧センサが用いられている。

一方、タイヤ空気圧検出ＥＣＵ７０は、車体側に設けられるものであって、送信アンテナ７１ａ〜７１ｄ、受信アンテナ７２、送信部７３、受信部７４、マイクロコンピュータ７５、およびメモリ７６を有して構成されている。

送信部７３は、マイクロコンピュータ７５からのリクエスト信号を送信アンテナ７１ａ〜７１ｄから送信させる。送信アンテナ７１ａ〜７１ｄは、各車輪１〜４にそれぞれの近傍に配置されている。受信部７４は、受信アンテナ７２を介してタイヤ空気圧センサ８０ａ〜８０ｄからのデジタル信号を受信してマイクロコンピュータ７５に出力する。

なお、リクエスト信号を送信する際に用いられる無線周波数とデジタル信号を送信する際に用いられる無線周波数とは異なっている。

マイクロコンピュータ７５は、イグニッションスイッチＩＧを介して車載バッテリＢａから電源供給されて、タイヤ空気圧センサ８０ａ〜８０ｄに対してセンサ１つずつ時分割でリクエスト信号を送信し、かつ、タイヤ空気圧センサ毎にそのデジタル信号を受信するための送受信処理、および、この送受信処理により受信されるデジタル信号に基づいて警告を行うための警告処理等を実行する。

また、マイクロコンピュータ７５には、表示パネル９０および操作部９１が接続されており、表示パネル９０は、タイヤの空気圧等の内容を表示する。操作部９１は、タイヤの空気圧の表示を指示するために操作されるスイッチである。

さらに、メモリ７６は、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどから構成されて、コンピュータプログラム以外に、マイクロコンピュータ７５の処理に伴うデータ等を記憶する。

次に、本実施形態の作動について図３を用いて説明する。先ず、タイヤ空気圧センサ８０ａ〜８０ｄは、それぞれ、タイヤ空気圧検出ＥＣＵ７０からリクエスト信号を受信する毎に空気圧検出処理を実行する。そして、タイヤ空気圧センサ８０ａ〜８０ｄで実行される空気圧検出処理はそれぞれ同様であるため、以下、タイヤ空気圧センサ８０ａがそれぞれ空気圧検出処理を実行する具体例について説明する。

先ず、タイヤ空気圧センサ８０ａが、リクエスト信号を受信すると、図３に示すフローチャートにしたがって、コンピュータプログラムの実行を開始する。

先ず、センサエレメント８６によりタイヤの空気圧力を検出し、その検出されたタイヤの空気圧が４５０キロパスカル未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

なお、ステップＳ１１０の判定処理で用いられる閾値（第１閾値）としての「４５０キロパスカル」は、乗用車向けタイヤ空気圧センサの検出範囲の最大値である。

ここで、タイヤの空気圧が４５０キロパスカル未満であるときＹＥＳと判定すると、タイヤの空気圧を８ビットにて第１Ａ／Ｄ分解能（例．2.5kpa/bit）でアナログ／デジタル変換する（ステップＳ１１１）。

また、ステップＳ１１０において、タイヤの空気圧が４５０キロパスカル以上である場合には、ＮＯと判定する。これに伴い、タイヤの空気圧が９００キロパスカル未満であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。

なお、ステップＳ１２０の判定処理で用いられる閾値（第２閾値）としての「９００キロパスカル」は、中小型トラック向けタイヤ空気圧センサの検出範囲の最大値である。

そして、タイヤの空気圧が９００キロパスカル未満であるときにはステップ１２０でＹＥＳと判定する。これに伴い、タイヤの空気圧を８ビットにて第２Ａ／Ｄ分解能（例．5kpa/bit）でアナログ／デジタル変換する（ステップＳ１１１）。

ここで、第２Ａ／Ｄ分解能（例．5kpa/bit）は、第１Ａ／Ｄ分解能（例．2.5kpa/bit）に比べて大きくなっている。

また、ステップＳ１２０において、タイヤの空気圧が９００キロパスカル以上であるときにはＮＯと判定して、ステップＳ１２２に移行して、タイヤの空気圧を８ビットにて第３Ａ／Ｄ分解能（例．7.5kpa/bit）でアナログ／デジタル変換する。

ここで、第３Ａ／Ｄ分解能（例．7.5kpa/bit）は、第２Ａ／Ｄ分解能（例．5kpa/bit）、第１Ａ／Ｄ分解能（例．2.5kpa/bit）に比べて大きくなっている（第３Ａ／Ｄ分解能＞第２Ａ／Ｄ分解能＞第１Ａ／Ｄ分解能）。

以上のように、タイヤの空気圧をアナログ／デジタル変換すると、そのデジタル信号は、送信アンテナ８２からタイヤ空気圧検出ＥＣＵ７０に向けて送信される。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。すなわち、本実施形態のタイヤ空気圧センサ８０ａ（８０ｂ〜８０ｄ）は、車両のタイヤ空気圧を検出するセンサエレメント８６と、センサエレメント８６で検出されたタイヤ空気圧を一定ビット数でアナログ／デジタル変換する制御部８１を備えており、制御部８１は、第１Ａ／Ｄ分解能、第２Ａ／Ｄ分解能、第３Ａ／Ｄ分解能のうちいずれか一つを用いて、タイヤ空気圧をアナログ／デジタル変換するものである。

具体的には、制御部８１は、センサエレメント８６で検出されたタイヤ空気圧が４５０キロパスカル（第１閾値）未満であるとき、第１Ａ／Ｄ分解能を用いて、アナログ／デジタル変換する。また、制御部８１は、タイヤ空気圧が４５０キロパスカル（第１閾値）以上で、かつ９００キロパスカル（第２閾値）未満であるとき、第２Ａ／Ｄ分解能を用いて、アナログ／デジタル変換する。さらに、制御部８１は、タイヤ空気圧が９００キロパスカル（第２閾値）以上であるとき、第３Ａ／Ｄ分解能を用いて、アナログ／デジタル変換する。

したがって、制御部８１は、アナログ／デジタル変換の際に、タイヤ空気圧が４５０キロパスカル未満であるときには第１Ａ／Ｄ分解能を用いているので、タイヤ空気圧の値に関わらず、同一の第２Ａ／Ｄ分解能（或いは、同一の第３分Ａ／Ｄ解能）を用いる場合に比べて、小さな分解能を用いることになる。

ここで、アナログ／デジタル変換に際してはその分解能が小さいほど検出精度が良くなるので、タイヤ空気圧が４５０キロパスカル未満であるときには、タイヤ空気圧の値に関わらず、同一の第２Ａ／Ｄ分解能（或いは、同一の第３Ａ／Ｄ分解能）を用いる場合に比べて、検出精度を向上することができる。

また、タイヤ空気圧が４５０キロパスカル以上でかつ９００キロパスカル未満であるときには、第２Ａ／Ｄ分解能を用いているので、タイヤ空気圧の値に関わらず、同一の第３Ａ／Ｄ分解能を用いる場合に比べて、小さな分解能を用いることになる。

ここで、アナログ／デジタル変換に際してはその分解能が小さいほど検出精度が良くなるので、タイヤ空気圧が４５０キロパスカル以上でかつ９００キロパスカル未満であるときには、タイヤ空気圧の値に関わらず、同一の第３Ａ／Ｄ分解能を用いる場合に比べて、検出精度を向上することができる。

また、本実施形態のタイヤ空気圧センサ８０ａ〜８０ｄは、「検出レンジが例えば０キロパスカル〜１３５０キロパスカルである大型トラック」以外に、「検出レンジが０キロパスカル〜９００キロパスカルである中小型トラック」、「検出レンジが０キロパスカル〜４５０キロパスカルである乗用車」にも適用することができる。

以上により、適用車種に対する車両用タイヤ空気圧センサの共通化を図りつつ、車両用タイヤ空気圧センサの検出精度を向上することができる。また、適用車種に対する車両用タイヤ空気圧センサの共通化を図ることができるので、適用車種毎に別々のセンサを開発する必要がなくなるので、開発コストを低減することができる。
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、タイヤ空気圧センサ８０ａ〜８０ｄが大型トラックに適用された例について説明したが、これに限らず、乗用車、中小型トラックに適用してもよい。

上述の実施形態では、タイヤの空気圧を８ビットにてアナログ／デジタル変換するようにする例について説明したが、これに限らず、８ビット以外のＮビットにてタイヤの空気圧をアナログ／デジタル変換するようにしてもよい。

上述の実施形態では、第１閾値、第２閾値として「４５０キロパスカル」、「９００キロパスカル」を用いる例について説明したが、第１閾値、第２閾値として他の値を用いて良い。

以下、上記実施形態と特許請求項の範囲の構成との対応関係について説明すると、変換手段は、ステップＳ１１１、ステップＳ１２１およびステップＳ１２２から構成され、第１Ａ／Ｄ分解能が第１分解能に相当し、第２Ａ／Ｄ分解能が第２分解能に相当し、第３Ａ／Ｄ分解能が第３分解能に相当する。

本発明に係るタイヤ空気圧検出装置の一実施形態に概略構成を示すブロック図である。 図１のタイヤ空気圧センサおよびタイヤ空気圧検出ＥＣＵの構成を示すブロック図である。 図２のタイヤ空気圧センサにより実行される制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

８０ａ〜８０ｄ…タイヤ空気圧センサ、８１…制御部、
８６…センサエレメント

Claims (2)

1. 車両のタイヤ空気圧を検出するセンサエレメント（８６）と、前記センサエレメントで検出されたタイヤ空気圧を一定ビット数でアナログ／デジタル変換してデジタル信号を求める変換手段（Ｓ１１１、Ｓ１２１、Ｓ１２２）と、を備え、前記デジタル信号を電波を媒体として送信する車両用タイヤ空気圧センサと、
   前記車両用タイヤ空気圧センサから送信されたデジタル信号を受信し、この受信されたデジタル信号に基づいて警告を行う電子制御装置と、を備えるタイヤ空気圧検出装置であって、
   前記変換手段は、第１分解能、および前記第１分解能よりも大きな第２分解能のうちいずれか一方を用いて、前記タイヤ空気圧をアナログ／デジタル変換するものであり、
   前記センサエレメントで検出されたタイヤ空気圧が閾値未満であるとき、前記変換手段は、前記第１分解能を用いて、前記アナログ／デジタル変換し、
   また、前記センサエレメントで検出されたタイヤ空気圧が閾値以上であるとき、前記変換手段は、前記第２分解能を用いて、前記アナログ／デジタル変換することを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。
2. 車両のタイヤ空気圧を検出するセンサエレメント（８６）と、前記センサエレメントで検出されたタイヤ空気圧を一定ビット数でアナログ／デジタル変換してデジタル信号を求める変換手段（Ｓ１１１、Ｓ１２１、Ｓ１２２）と、を備え、前記デジタル信号を電波を媒体として送信する車両用タイヤ空気圧センサと、
   前記車両用タイヤ空気圧センサから送信されたデジタル信号を受信し、この受信されたデジタル信号に基づいて警告を行う電子制御装置と、を備えるタイヤ空気圧検出装置であって、
   前記変換手段は、第１分解能、この第１分解能よりも大きな第２分解能、およびこの第２分解能よりも大きな第３分解能のうちいずれか一つを用いて、前記タイヤ空気圧をアナログ／デジタル変換するものであり、
   前記センサエレメントで検出されたタイヤ空気圧が第１閾値未満であるとき、前記変換手段は、前記第１分解能を用いて、前記アナログ／デジタル変換し、
   また、前記センサエレメントで検出されたタイヤ空気圧が第１閾値以上で、かつ第２閾値未満であるとき、前記変換手段は、前記第２分解能を用いて、前記アナログ／デジタル変換し、
   さらに、前記センサエレメントで検出されたタイヤ空気圧が第２閾値以上であるとき、前記変換手段は、前記第３分解能を用いて、前記アナログ／デジタル変換することを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。

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