JP4375129B2 - 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、複数個の車輪のそれぞれに設けられ、タイヤの空気圧、温度等の各種の情報を繰り返し検出して、この検出される情報を含む検出信号をそれぞれ電波を媒体として送信する複数の空気圧センサと、車体側に取り付けられて複数の空気圧センサから送信されるそれぞれの検出信号に基づいてタイヤ内の状態をそれぞれ求める電子制御装置と、を有す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）。
特開２００３−５２８３７８号公報

ところで、上述のタイヤ空気圧検出装置において、各空気圧センサが電子制御装置に対して検出信号を繰り返し送信するので、各空気圧センサとしては大きな電力を消費する。

本発明は、上記点に鑑み、圧力センサの電力消費の低減化を図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、タイヤをそれぞれ具備する複数個の車輪（１〜４）のそれぞれに設けられ、前記タイヤ毎にタイヤ内情報を繰り返し検出するとともに、この検出されるタイヤ内情報に基づく検出信号を前記タイヤ毎にそれぞれ送信する複数の圧力センサ（８０ａ〜８０ｄ）と、
車体側に設けられ、前記複数の圧力センサに対して前記検出信号を繰り返し送信させるように要求して、前記複数の圧力センサからそれぞれ送られる前記検出信号を受信する車体側制御部（７０）と、を備えるタイヤ空気圧検出装置であって、
前記車体側制御部は、
前記タイヤ内情報としての前記検出信号を送信させるように要求する第１の要求信号を前記複数の圧力センサのそれぞれに対して送信し、この送信後には、先回の前記タイヤ内情報と今回の前記タイヤ内情報との差分を前記検出信号として送信させるように要求する第２の要求信号を前記複数の圧力センサのそれぞれに対して送信することを特徴とする。

したがって、最初、複数の圧力センサは、タイヤ内情報を検出信号としてそれぞれ送信するものの、その後、複数の圧力センサは、当該差分を検出信号として送信することになる。このため、本発明によれば、複数の圧力センサが、繰り返し、タイヤ内情報をそのまま検出信号としてそれぞれ送信する場合に比べて、複数の圧力センサが送信するデータ量を減らすことができるので、圧力センサの電力消費の低減化することができる。

具体的には、請求項２に記載の発明の如く、請求項１に記載のタイヤ空気圧検出装置において、車体側制御部が、車両のイグニッションスイッチ（ＩＧ）がオンされたときに、前記第１の要求信号を前記複数の圧力センサのそれぞれに送信してもよい。

また、請求項３に記載の発明の如く、請求項１に記載のタイヤ空気圧検出装置において、車体側制御部が、車両のイグニッションスイッチ（ＩＧ）がオンされたときに、前記第１の要求信号を前記複数の圧力センサのそれぞれに送信してもよい。

さらに、請求項４に記載の発明の如く、請求項１に記載のタイヤ空気圧検出装置において、前記車体側制御部は、車両の乗員からの要求が有ると判定したときに、前記第１の要求信号を前記複数の圧力センサのそれぞれに送信してもよい。

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。

（第１実施形態）
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。

先ず、図１、図２に示すように、タイヤ空気圧検出装置は、車両６０に取り付けられるもので、圧力センサ８０ａ〜８０ｄ、および電子制御装置７０を有して構成されている。

圧力センサ８０ａ〜８０ｄは、図１に示すように、車両６０における各車輪１〜４にそれぞれ取り付けられている。圧力センサ８０ａ〜８０ｄは、それぞれ同様の構成を有しており、以下、圧力センサ８０ａの具体的な構成について説明する。

すなわち、圧力センサ８０ａは、図２（図中では、圧力センサ８０ａだけが示されて、圧力センサ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、電源用コンデンサ８３、および受信アンテナ８４をそれぞれ有して構成されている。制御部８１は、圧力センサエレメント８００、通信部８０１、温度センサエレメント８０２、および、自己診断部８０３を備えている。

圧力センサエレメント８００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、圧力センサエレメント８００は、タイヤ空気圧をタイヤ内情報として検出するようになっている。なお、センサエレメント８００としては、例えばダイアフラム式の圧力センサが用いられている。

通信部８０１は、電子制御装置７０からの要求信号を受信アンテナ８４を介して受信すると、センサエレメント８００、８０２により検出されるタイヤ空気圧、温度等のタイヤ内検出状態を含む検出信号を生成して送信アンテナ８２から電波を媒体として送信させるものである。

温度センサエレメント８０２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、温度センサエレメント８０２は、タイヤ内の温度をタイヤ内情報として検出するようになっている。

自己診断部８０３は、圧力センサ８０ａ自体について正常であるか否かを判定する。自己診断部８０３による診断結果がタイヤ内情報に相当する。また、電源用コンデンサ８３は、電子制御装置７０から受信アンテナ８４を介して電力信号を受信してこの電力信号に基づいて電荷を蓄積して制御部８１に電力供給する。

なお、圧力センサ８０ａ〜８０ｄには、電子制御装置７０から要求信号および電力信号が重畳されて送信されてくるようになっている。

一方、電子制御装置７０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からの要求信号に電力信号を重畳して送信アンテナ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を介して圧力センサ８０ａ〜８０ｄからの検出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、要求信号（電力信号）を送信する際に用いられる無線周波数と検出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、圧力センサ８０ａ〜８０ｄに対してセンサ１つずつ時分割で要求信号を送信する要求処理、各圧力センサ８０ａ〜８０ｄから送信される検出信号を受信するための受信処理、および、この送受信処理により受信される検出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、温度、圧力センサ８０ａ〜８０ｄの自己診断結果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〜図５を用いて説明する。先ず、電子制御装置７０は、圧力センサ８０ａ〜８０ｄに対して圧力センサ毎に時分割で要求信号を送信して、圧力センサ８０ａ〜８０ｄは、検出信号をそれぞれ時分割で送信する。

以下、電子制御装置７０及び圧力センサ８０ａの間で実行される通信処理について説明する。すなわち、電子制御装置７０は、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を実行する。当該コンピュータプログラムは、一定期間毎に、行われる。

最初に、ステップＳ１００において、圧力センサ８０ａに対してフルフォーマットの検出信号を要求するべきか否かについて判定する。

具体的には、以下の（１）〜（３）の判定で１つ以上ＮＯと判定したときには、ステップＳ１００でＮＯと判定する一方、（１）〜（３）の判定で全てＹＥＳと判定したときには、ステップＳ１００でＹＥＳと判定する。
（１）イグニッションスイッチＩＧがオンされた直後であるとき（すなわち、イグニッションスイッチＩＧがオンされて所定期間内であるとき）、ＹＥＳと判定する一方、イグニッションスイッチＩＧがオンされてから所定期間以上経過しているときにはＮＯと判定する。
（２）また、前回、圧力センサ８０ａで検出された空気圧が閾値未満であるときには、ＹＥＳと判定する一方、圧力センサ８０ａで検出された空気圧が閾値以上であるときにはＮＯと判定する。
（３）さらに、ユーザが圧力センサ８０ａに対するフルフォーマット要求操作を行ったときにはＹＥＳと判定する一方、圧力センサ８０ａに対するフルフォーマット要求操作を行っていないときにはＮＯと判定する。ここで、圧力センサ８０ａに対するフルフォーマット要求操作とは、圧力センサ８０ａに対してフルフォーマットの検出信号を要求する操作のことを意味する。

以上の（１）〜（３）の判定結果に基づいて、ステップＳ１００でＹＥＳと判定したときには、フルフォーマットの検出信号を要求する（ステップＳ１１０）。つまり、フルフォーマットの検出信号を要求する要求信号（以下、フルフォーマット要求信号ともいう）を送信部７３から送信アンテナ７１ａを通して送信させる。

一方、ステップＳ１００でＮＯと判定したときには、圧縮フォーマットの検出信号を要求する（ステップＳ１２０）。つまり、圧縮フォーマットの検出信号を要求する要求信号（以下、圧縮フォーマット要求信号ともいう）を送信部７３から送信アンテナ７１ａを通して送信させる。但し、要求信号には、送信部７３により電力信号が重畳されている。

以上のように、要求信号が電子制御装置７０から送信されると、この要求信号が圧力センサ８０ａの受信アンテナ８４で受信される。これに伴い、この要求信号に重畳される電力信号が、電源用コンデンサ８３に電力を蓄えられる。

一方、要求信号が制御部８１の通信部８０１に到達すると、この通信部８０１は、図３（ｂ）のフローチャートにしたがって、コンピュータプログラムを実行する。

具体的には、当該要求信号がフルフォーマット要求信号であるときには、ステップＳ２００にてＹＥＳと判定してフルフォーマットにて検出信号を送信する（ステップＳ２１０）。

ここで、フルフォーマットの検出信号とは、図４（ａ）に示すように、ＩＤ、タイヤの空気圧力、タイヤ内の空気温度、並びに、自己診断部８０３の診断結果から構成されている。ここで、ＩＤとは、圧力センサ８０ａが装着されるタイヤを識別するコードであり、例えば、ＩＤ、空気圧力、空気温度、並びに、診断結果は、それぞれ、ｎビットのデータである。

一方、当該要求信号が圧縮フォーマット要求信号であるときには、ステップＳ２００にてＮＯと判定して圧縮フォーマットにて検出信号を送信する（ステップＳ２２０）。

ここで、圧縮フォーマットの検出信号は、図４（ｂ）に示すように、簡易ＩＤ、空気圧力の差分データ、空気温度の差分データ、診断結果の差分データから構成されている。

簡易ＩＤは、ｎビットのＩＤのうち下位ｍ（＜ｎ）ビットのデータであり、例えば、ＩＤが「１０１１１００１」の８ビットデータの場合には、簡易ＩＤは、ＩＤの下位４ビットのデータ「１００１」である。

空気圧力の差分データは、圧力センサエレメント８００で前回検出された空気圧力と、今回検出された空気圧力との差分を示す符号付きｍ（＜ｎ）ビットのデータである。

ここで、今回の空気圧力の方が前回の空気圧力に比べて高いときには、符号が「正符号」となり、今回の空気圧力の方が前回の空気圧力に比べて低いときには、符号が「負符号」となる。

例えば、前回の空気圧力が３０ｋパスカルで今回の空気圧力が３３ｋパスカルであるときには、３０ｋパスカルと３３ｋパスカルとの差分「＋３パスカル」を空気圧力の差分データとする一方、前回の空気圧力が３３ｋパスカルで今回の空気圧力が３０ｋパスカルであるときには、３３ｋパスカルと３０ｋパスカルとの差分「−３パスカル」を空気圧力の差分データとする。

空気温度の差分データは、温度センサエレメント８０２で前回検出された空気温度と今回検出された空気温度との差分を示す符号付きｍ（＜ｎ）ビットのデータである。

ここで、今回の空気温度の方が前回の空気温度に比べて高いときには、符号が「正符号」となり、今回の空気温度の方が前回の空気温度に比べて低いときには、符号が「負符号」となる。

例えば、前回の空気温度が３０℃で今回の空気圧力が３３℃であるときには、３０℃と３３℃との差分「＋３℃」を空気温度の差分データとする一方、前回の空気圧力が３３℃で今回の空気圧力が３０℃であるときには、３３℃と３０℃との差分「−３℃」を空気圧力の差分データとする。

診断結果の差分データは、自己診断部８０３により今回診断された診断結果と、前回診断された診断結果との差だけを表すデータである。

以上のように、フルフォーマットの検出信号、或いは、圧縮フォーマットの検出信号が圧力センサ８０ａから送信されると、この送信される検出信号は、電子制御装置７０の受信アンテナ７２で受信される。そして、この検出信号は、受信部７４を介してマイクロコンピュータ７５に送られる。

以上のように、電子制御装置７０および圧力センサ８０ａの間の通信が繰り返し行われ、例えば、電子制御装置７０が最初にステップＳ１００でＹＥＳと判定して、圧力センサ８０ａに対してフルフォーマット要求信号を送信すると、圧力センサ８０ａがフルフォーマット要求信号に対応してフルフォーマットにて検出信号を返信する（図５参照）。

その後、電子制御装置７０は、ステップＳ１００でＮＯと判定する限り、圧縮フォーマット要求信号を繰り返し送信するので、圧力センサ８０ａが圧縮フォーマット要求信号に対応して圧縮フォーマットにて検出信号を繰り返し返信する。

以上のような電子制御装置７０および圧力センサ８０ａの間の通信は、電子制御装置７０および圧力センサ８０ｂの間でも同様に行われる。その後、当該通信は、電子制御装置７０および圧力センサ８０ｃの間でも同様に行われ、さらに、その後、当該通信は、電子制御装置７０および圧力センサ８０ｄの間でも同様に行われる。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。すなわち、圧力センサ８０ａ〜８０ｄは、タイヤをそれぞれ具備する複数個の車輪１〜４のそれぞれに設けられ、タイヤ空気圧、タイヤ空気温度などのタイヤ内情報をタイヤ毎に繰り返し検出するとともに、この検出される情報に基づく検出信号をタイヤ毎にそれぞれ送信する。

電子制御装置７０は、車体側に設けられ、圧力センサ８０ａ〜８０ｄに対して検出信号を繰り返し送信させるように要求して、圧力センサ８０ａ〜８０ｄからそれぞれ送られる検出信号を受信する。

電子制御装置７０は、フルフォーマットにて検出信号を送信させるように要求するフルフォーマット要求信号（第１の要求信号）を圧力センサ８０ａ〜８０ｄのそれぞれに対して送信する。

この送信後、電子制御装置７０は、フルフォーマットの検出信号を要求するべきと判定しない限り、圧縮フォーマット要求信号（第２の要求信号）を圧力センサ８０ａ〜８０ｄのそれぞれに対して送信する。

したがって、最初、圧力センサ８０ａ〜８０ｄは、フルフォーマットにて検出信号としてそれぞれ送信するものの、その後、圧力センサ８０ａ〜８０ｄは、圧縮フォーマットにて検出信号として送信することになる。このため、本実施形態によれば、圧力センサ８０ａ〜８０ｄが、繰り返し、フルフォーマットにて検出信号をそれぞれ送信する場合に比べて、圧力センサ８０ａ〜８０ｄが送信するデータ量を減らすことができるので、圧力センサ８０ａ〜８０ｄの電力消費の低減化することができる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、ステップＳ１００において、上述の（１）〜（３）の如く、イグニッションスイッチＩＧのオン、空気圧、ユーザ要望といった条件に基づいて、圧力センサ８０ａに対してフルフォーマットの検出信号を要求するべきか否かを判定するようにした例について説明したが、これに限らず、次のようにしてもよい。

すなわち、上述の（１）〜（３）に対して、タイヤ内の空気温度が閾値以下か否かといった判定（以下、この判定を判定（４）という）を加えてもよい。この場合、（１）〜（４）の判定で１つ以上ＮＯと判定したときには、ステップＳ１００でＮＯと判定する一方、（１）〜（４）の判定で全てＹＥＳと判定したときには、ステップＳ１００でＹＥＳと判定する。

上述の実施形態では、圧力センサ８０ａ〜８０ｄから送信される検出信号のデータ量を減らすために、最初は、フルフォーマットにて検出信号を送信するものの、その後、圧縮フォーマットにて検出信号を送信するようにした例について説明したが、これに限らず、次のようにしてもよい。

すなわち、圧力センサ８０ａ〜８０ｄがタイヤ空気圧、温度、診断結果などのタイヤ内情報をデータ圧縮するとともに、このデータ圧縮された圧縮信号を検出信号として電子制御装置７０に送信する。この場合、電子制御装置７０が、データ圧縮で用いられる圧縮方式を圧力センサ８０ａ〜８０ｄに対して指定しておくことが必要である。

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、電子制御装置７０が車体側制御部に相当し、タイヤ空気圧、空気温度、診断結果がそれぞれタイヤ内情報に相当する。

本発明に係るタイヤ空気圧検出装置の一実施形態の構成を示す模式図である。 図１中のタイヤ空気圧検出ＥＣＵおよびタイヤ圧センサの構成を示す模式図である。 （ａ）は図１中の電子制御装置の制御処理を示すフローチャートであり、（ｂ）は、図１中の圧力センサの制御処理を示すフローチャートである。 検出信号のフォーマットを示す図である。 上述の実施形態の作動説明図である。

符号の説明

８０ａ〜８０ｄ…タイヤ圧センサ、８００…圧力センサエレメント、８０２…温度センサエレメント、７０…電子制御装置。

Claims (4)

1. タイヤをそれぞれ具備する複数個の車輪（１〜４）のそれぞれに設けられ、前記タイヤ毎にタイヤ内情報を繰り返し検出するとともに、この検出されるタイヤ内情報に基づく検出信号を前記タイヤ毎にそれぞれ送信する複数の圧力センサ（８０ａ〜８０ｄ）と、
   車体側に設けられ、前記複数の圧力センサに対して前記検出信号を繰り返し送信させるように要求して、前記複数の圧力センサからそれぞれ送られる前記検出信号を受信する車体側制御部（７０）と、を備えるタイヤ空気圧検出装置であって、
   前記車体側制御部は、
   前記タイヤ内情報としての前記検出信号を送信させるように要求する第１の要求信号を前記複数の圧力センサのそれぞれに対して送信し、この送信後には、先回の前記タイヤ内情報と今回の前記タイヤ内情報との差分を前記検出信号として送信させるように要求する第２の要求信号を前記複数の圧力センサのそれぞれに対して送信することを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。
2. 前記車体側制御部は、車両のイグニッションスイッチ（ＩＧ）がオンされたときに、前記第１の要求信号を前記複数の圧力センサのそれぞれに送信することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧検出装置。
3. 前記車体側制御部は、前記タイヤ内情報が閾値未満であると判定したときに、前記第１の要求信号を前記複数の圧力センサのそれぞれに送信することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧検出装置。
4. 前記車体側制御部は、車両の乗員からの要求が有ると判定したときに、前記第１の要求信号を前記複数の圧力センサのそれぞれに送信することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧検出装置。

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