JP4797031B2 - 圧力測定装置およびタイヤ圧力監視システム - Google Patents

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Description

本発明は、車両のタイヤ圧力を検出する圧力測定装置、及びこの圧力測定装置を備えるタイヤ圧力監視システムに関する。
自動車等に装着された車輪のタイヤ内部の気体圧力(以下、タイヤ圧力とする)は、乗り心地及び燃費の保持やタイヤ損傷の防止等の観点から、所定の値に保っておく必要がある(例えば、一般的な乗用車であれば、常温において220kPa程度)。そのため、近年、タイヤ圧力を測定して圧力の低下時に警告を通知するシステム(タイヤ圧力監視システム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System ))に注目が集まっている。特に、米国では、TPMSを自動車に搭載することが法により義務付けられている。
TPMSには、各車輪に取り付けたタイヤ圧力測定装置(以下、圧力測定装置とする)から送信されるその装置固有の識別情報と、その装置が取り付けられた車輪の位置情報とを予め対応付け、これを車両に設けた圧力監視装置に登録して各車輪のタイヤ圧力を監視しているものがある。その中でも、特に車両の組立工程や修理工場等で利用されるシステムとして、車輪に貼付されたバーコードから圧力測定装置の識別情報を専用端末で読み取り、その読み取った識別情報を圧力監視装置に有線で送信して登録しているものがある(例えば、特開2004−9589号公報)。
また、この種の技術に利用される圧力測定装置はタイヤ内部に設けられていることが多い。ところが、一般的に、タイヤはスチール製のワイヤー(ビードワイヤー)を有し、ホイールは金属で成形されているため、リム組されたタイヤ内部は電磁波的にシールドされている。そのため、タイヤ内部に圧力測定装置を設けると、そこからの電波がタイヤ及びホイールの影響を受けて減衰してしまう。圧力測定装置から圧力監視装置への電波の受信強度の増大を図った技術としては、車輪に近接した位置に圧力監視装置の受信アンテナを設けたものがある(例えば、特開2003−165313号公報)。
特開2004−9589号公報 特開2003−165313号公報
ところで、特開2004−9589号公報記載の技術は、車両の組立や修理工場における車輪の交換(タイヤ又はホイールのみの交換も含む)を主な対象としているものであるが、自動車の車輪交換の実情としては、自動車の所有者であるエンドユーザー自らが車輪の交換を行う場合もある。例えば、タイヤの偏摩耗を抑制するタイヤローテーションや、いわゆるノーマルタイヤとスタッドレスタイヤの交換等がこれに該当する。この種のタイヤ交換は、タイヤ及びホイールを一体にして車輪ごと交換するため、例えば、タイヤ内部にバーコードが収納されている場合には車輪を分解することなく専用端末で識別情報を読み取ることが難しい。特開2004−9589号公報には圧力測定装置の識別情報を示すバーコードの具体的な取付位置については明確にされていないため、車輪交換には、上記のようにタイヤ及びホイールを一体にして交換する場合があるという実情を考慮する必要がある。
本発明の目的は、車輪交換の実情に即したタイヤ圧力監視システムを提供することにある。
本発明は上記目的を達成するために、車両本体に装着された車輪のタイヤ圧力を監視するタイヤ圧力監視システムであって、タイヤ内部に連通する貫通孔が表面に設けられた前記車輪のホイールと、前記貫通孔に挿入され、圧力検出部で検出された前記車輪のタイヤ圧力を自身の識別情報とともに無線送信する圧力測定装置と、外部から視認可能に前記圧力測定装置に取り付けられ、前記圧力測定装置の識別情報を示す識別子と、この識別子から前記圧力測定装置の識別情報を読み取る読取部及び前記車両本体における前記圧力測定装置の位置情報が入力される入力部を有し、前記読取部で読み取った前記圧力測定装置の前記識別情報を前記入力部に入力された前記位置情報とともに無線送信する位置設定装置と、前記車両本体に設けられ、前記位置設定装置から送信された前記圧力測定装置の識別情報及び前記位置情報を予め記憶しておき、その記憶した前記圧力測定装置の識別情報及び前記位置情報並びに前記圧力測定装置から送信される前記圧力測定装置の識別情報及び前記タイヤ圧力を利用して、前記圧力測定装置の識別情報に基づいて前記タイヤ圧力と前記位置情報とを対応付けて監視する圧力監視装置とを備えるものとする。
本発明によれば、圧力測定装置の識別情報の読み取りが簡単になるので、車輪交換作業の簡便性向上させることができる。


以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図1は本発明の第1の実施の形態であるタイヤ圧力監視システムの概略図であり、図2は本発明の第1の実施の形態であるタイヤ圧力監視システムを車両底面から見た図である。
これらの図に示すタイヤ圧力監視システムは、車輪49に取り付けられたタイヤ圧力測定装置1と、タイヤ位置設定装置6と、車両本体C(図2参照)に設けられたタイヤ圧力監視装置8を備えている。
図2において、車輪49(49a,49b,49c,49d)は、車両本体Cの前後左右に装着されており、車輪49a,49b,49c,49dには、タイヤ圧力測定装置(以下、圧力測定装置)1a,1b,1c,1dが取り付けられている。また、車輪49は、図1に示すように、タイヤ50と、ホイール51によって形成されている。ホイール51の表面には凹部52が設けられており、凹部52の底面には貫通孔53が設けられている。すなわち、貫通孔53は、タイヤ50とホイール51で形成されるタイヤ内部50Aと、ホイール51の表面とを連通している。
圧力測定装置1は、タイヤ内部50Aのタイヤ圧力を検出し、その検出したタイヤ圧力をタイヤ圧力監視装置(以下、圧力監視装置)8に無線送信するもので、ブッシュ5を介して貫通孔53に挿入されている。また、圧力測定装置1は、アンテナ部1Aと、回路部1Bを有している。
アンテナ部1Aは、回路部1Bによって検出されたタイヤ圧力や、回路部1Bに記憶された各圧力測定装置1の識別情報等を圧力監視装置8に向けて送信する部分である。アンテナ部1Aと貫通孔53の間にはブッシュ5が取り付けられており、アンテナ部1Aはリム組されたタイヤ50(タイヤ内部50A)からの空気抜けを防いでいる。なお、ブッシュ5の材質としては、ゴムが好ましい。また、アンテナ部1Aの少なくとも一部は、凹部52内に収納されている。このようにアンテナ部1Aを凹部52内に収納すると、車両走行中に石等の異物がアンテナ部1Aに衝突することが抑制されるので、アンテナ部1Aの損傷を防止することができる。なお、本実施の形態の凹部52は、異物の衝突をより効果的に抑制するために、ホイール51の内周側(すなわち、車輪49のハブ側)に設けられている。また、本実施の形態の凹部52は、貫通孔53にむかってその径が小さくなる「すり鉢状」に形成されている。このように凹部52をすり鉢状に形成すると、アンテナ部1Aから送信される電波が効果的に拡散される。
また、アンテナ部1Aには識別コード2が取り付けられており、アンテナ部1Aの内部にはアンテナ3が設けられている。
識別コード(コード部)2は、各圧力測定装置1を識別するための識別情報(以下、装置ID)がコード化されたものであり、各圧力測定装置1に固有の識別子である。識別コード2に埋め込まれた装置IDは、読取装置(本実施の形態では位置設定装置6)によって読み取ることができる。また、識別コード2は、アンテナ部1Aの一部がホイール51の表面から外部に突出した部分に取り付けられており、外部から操作者が視認可能な位置に取り付けられている。なお、本実施の形態における識別コード2は、図1に示すように、アンテナ部1Aの側面に取り付けられているが、その取付位置は、例えば、アンテナ部1Aの上面等、外部から視認可能な位置であれば良い。また、本実施の形態における識別コード2は、例えば、1次元バーコードや、2次元バーコードなどの識別子を用いて表示されている。
アンテナ3は、少なくともその一部が貫通孔53を介して外部に突出するように、アンテナ部1A内に設けられている。このように、アンテナ3の一部を外部に突出させると、シールド体であるタイヤ50及びホイール51を介することなく電波を送信することができる。アンテナ3からは、圧力測定装置1が検出したタイヤ圧力や装置ID等が圧力監視装置8に向けて無線送信される。
回路部1Bは、圧力検出回路12や計算処理・制御部18(ともに後述)等が設けられた部分であり、タイヤ50の内部に保持されている。本実施の形態における回路部1Bの径はアンテナ部1Aの径より大きく形成されており、圧力測定装置1はタイヤ圧力によって貫通孔53を圧力封止している。
図3は圧力測定装置1の回路ブロック図である。なお、先の図と同じ部分には同じ符号を付して説明は省略する(後の図も同様とする)。
この図において、圧力測定装置1は、センサチップ11と、マイコン15と、記憶回路19と、起動回路24と、送信回路31と、電池10を備えている。
センサチップ11は、タイヤ内部50Aのタイヤ圧力を検出する圧力検出回路(圧力検出部)12と、タイヤ内部50Aの温度を検出する温度検出回路(温度検出部)13を備えている。
マイコン15は、計算処理・制御部18と、アナログ・デジタル変換回路(A/D変換回路)16,17と、記憶回路19を備えている。
計算処理・制御部18は、予め定められたプログラムに従って外部とのデータの入出力と計算を行う部分である。アナログ・デジタル変換回路16、17は、アナログ電圧値をデジタル値に変換する部分である。
計算処理・制御部18は、制御線25と制御線27を介して、圧力検出回路12及び温度検出回路13と接続されている。圧力検出回路12と温度検出回路13は、制御線25,27を介してマイコン15から出力されるON/OFF信号によって電源のON/OFFの制御がされている。また、圧力検出回路12と温度検出回路13は、出力線26と出力線28を介してマイコン15のアナログ・デジタル変換回路(A/D変換回路)16,17と接続されている。マイコン15からのON信号によって圧力検出回路12と温度検出回路13の電源がONのとき、検出された圧力又は温度に対応した電圧が出力線26,28を介してアナログ・デジタル変換回路16,17に出力される。アナログ・デジタル変換回路16,17は、この出力をデジタル値に変換して計算処理・制御部18に入力する。
記憶回路19は、圧力測定装置1に付された識別コード2と同一の識別情報(装置ID)が記憶された部分であり、計算処理・制御部18部と接続されている。また、記憶回路19には、センサチップ11ごとに異なる圧力検出回路12の圧力・アナログ電圧出力のばらつきや、温度検出回路13の温度・アナログ電圧出力のばらつきを補正する補正計数も記憶されている。
起動回路24は、マイコン15を起動するものである。起動回路24は、マイコン15と接続されており、マイコン15に定期的にパルスを出力している。なお、本実施の形態における起動回路24は、マイコン15を起動するパルスを10秒間隔で出力している。
送信回路31は、記憶回路19に記憶されている装置IDや、マイコン15で補正計算された測定値(タイヤ圧力、タイヤ内部50Aの温度)などのデータを圧力監視装置8に無線送信する回路である。送信回路31は、デジタル出力端子32,33を介して、マイコン15の計算処理・制御部18と接続されている。送信回路31は、マイコン15のデジタル出力端子33から変調入力端子に入力されるデータ信号で搬送波を変調(例えば、ASK変調やFSK変調)して通信を行う。送信回路31の搬送波周波数には、UHF帯(例えば315MHz)が用いられている。また、送信回路31には、アンテナ3が接続されている。
電池10は、圧力測定装置1全体に電力(電圧VBAT)を供給するものである。なお、本実施形態では、電池10として、コイン形リチウム電池(公称電圧3V)が用いられている。
図4は、図1に示した圧力測定装置1の断面図である。
回路部1B内に設けられた基板39には、センサチップケース110と、マイコン15と、送信回路31と、電池10と、アンテナ3が取り付けられている。
基板39は、モジュールケース115に挿入されており、モジュールケース115内に充填されたエポキシ封止剤38によって固定されている。このように基板39をエポキシ封止剤38で充填固定すると、車輪49の回転による遠心力が作用しても、各電子部品を基板39上に保持することができる。
センサチップケース110内には、センサチップ11が接着されている。センサチップ11は、ワイヤ117を介して基板39と電気接続されている。また、センサチップケース110には、カバー111が接着されている。カバー111には、タイヤ内部50Aと連通する圧力導入孔111aが設けられており、この圧力導入孔111aを介して、タイヤ圧力がセンサチップ11に導入されている。
アンテナ3は、モジュールケース115内において、回路部1B内に固定された基板39から立ち上がって回路部1Bを通過し、アンテナ部1Aまで延びている。
図5は圧力測定装置1の動作のフローチャートの一例である。
この図に示すように、圧力測定装置1は、最初、スリープ状態になっている(S50)。
マイコン15は、起動回路24からのパルスによって起動されると、圧力検出回路12の電源を入れる。マイコン15によって起動された圧力検出回路12は、タイヤ圧力を計測し、その計測値に応じた電圧をアナログ・デジタル変換回路16に出力する。マイコン15は、圧力検出回路12からの出力をアナログ・デジタル変換回路16でデジタル値に変換し、計算処理・制御部18に入力する。圧力検出回路12からの出力値をデジタル値に変換した後、マイコン15は圧力検出回路12の電源を切る(S51)。
また、マイコン15は、温度検出回路13の電源を入れる。マイコン15によって起動された温度検出回路13は、タイヤ温度を計測し、アナログ・デジタル変換回路16に電圧を出力する。マイコン15は、温度検出回路13からの出力をアナログ・デジタル変換回路17でデジタル値に変換し、計算処理・制御部18に入力する。温度検出回路13からの出力値をデジタル値に変換した後、マイコン15は温度検出回路13の電源を切る(S52)。なお、本実施の形態では、ステップ52に先駆けてステップ51を行ったが、ステップ52の後にステップ51を行っても良い。
次に、マイコン15の計算処理・制御部18は、記憶回路19から補正計数を読み込み、圧力検出回路12と温度検出回路13の出力の補正を行う(S53)。そして、その補正後の値に基づいて、異常な低下がみられる等、タイヤ圧力に異常がないか確認する(S54)。ここで、マイコン15が所定回数起動するごと(本実施の形態では6回毎(即ち、60秒毎))か、タイヤ圧力に異常がみられた場合には、記憶回路19から読み込んだ装置ID、圧力計測値(タイヤ圧力)、及び温度計測値(タイヤ温度)を、送信回路31を介して監視装置8に無線送信する(S55)。ステップ55が完了した場合、あるいは、ステップ54からステップ55に移行しなかった場合には、最初の手順(S50)に戻ってスリープ状態となる。これ以降、ステップ50以降の動作を繰り返す。
ここで図1に戻る。図1において、タイヤ位置設定装置(以下、位置設定装置)6は、各圧力測定装置1の装置IDと位置情報を圧力監視装置8に無線送信して登録するもので、識別コード読取部61と、入力部62(後の図6参照)と、表示画面64(図6参照)と、アンテナ7を備えている。
識別コード読取部(以下、読取部)61は、圧力測定装置1に付された識別子(識別コード2)から装置IDを読み取るものである。本実施の形態の読取部61は、圧力測定装置1に付された識別コード2を光学的に読み取るコードリーダとなっている。例えば、識別コード2がバーコードである場合には、読取部61を識別コード2と対向させることによって、その装置IDを読み取ることができる。
入力部62は、読取部61で装置IDを読み取った圧力測定装置1の位置情報が操作者によって入力される部分であり、複数のスイッチ62a,62b,62c(図6参照)によって構成されている。
アンテナ7は、位置設定装置6が取得したデータ(各圧力測定装置1の装置ID及び位置情報等)や、圧力監視装置8への制御信号(トリガ信号)を電波として圧力監視装置8に無線送信する部分である。
図6は位置設定装置6の外観図である。
この図において、位置設定装置6は、電源スイッチ62aと、上下スイッチ62bと、決定スイッチ62cと、表示画面64を有している。電源スイッチ62aは、位置設定装置6の電源のON/OFFを行うためのものである。上下スイッチ62bは、表示画面64に表示される事項を選択するためのものである。決定スイッチ62cは、上下スイッチ62bで選択したものを決定するためのものである。
表示画面64は、車両ID表示部64aと、装置ID表示部64bと、車輪位置表示部64cから構成されている。車両ID表示部64aは、圧力測定装置1の装置ID及び位置情報を送信する車両の選択肢が識別情報(車両ID)で表示される部分である。車両を決定する際には、上下スイッチ62bで所望の車両IDを選択し、決定スイッチ62cで決定する。装置ID表示部64bは、読取部61で読み取った圧力測定装置1の装置IDが表示される部分である。車輪位置表示部64cは、圧力測定装置1の位置に係る選択肢が表示される部分である。本実施の形態では、操作者が理解しやすいように、圧力測定装置1の位置を車輪49の位置と対応させて表示している。装置IDを読み取った圧力測定装置1の位置を決定する際には、上下スイッチ62bで所望の位置を選択し、決定スイッチ62cで決定する。
図7は位置設定装置6の回路ブロック図である。
この図において、位置設定装置6は、読取部61と、入力部62と、制御マイコン63と、表示画面64と、送信回路65と、受信回路66を備えている。制御マイコン63には、読取部61、入力部62、表示画面64、送信回路65、及び受信回路66が接続されている。
送信回路65は、車両ID表示部64aを利用して決定した車両(圧力監視装置8)に対してデータを無線送信する回路であり、アンテナ7と接続されている。送信回路65から送信されるデータとしては、例えば、各圧力測定装置1の装置IDと位置情報、データ送信先の圧力監視装置8が搭載された車両ID、車両IDの送信を圧力監視装置8に依頼するためのトリガ信号(後に詳述)等がある。
また、本実施の形態の送信回路65に用いられる無線周波数は、圧力測定装置1の送信回路31で用いられている周波数(UHF帯(例えば315MHz))と同じになっている。このように送信回路65の無線周波数を送信回路31と同じにすると、圧力監視装置8において、圧力測定装置1と位置設定装置6の両方から送信される信号を同一の受信回路(即ち、後述の受信回路82)で受信できるので、圧力監視装置8の構成を簡略化することができる。
受信回路66は、圧力監視装置8からのデータ(車両ID、受信確認信号、制御信号等)を無線にて受信し、マイコン63に伝達する回路である。受信回路66の無線周波数にはLF帯(例えば、125kHz)が用いられており、ASK変調が用いられている。また、受信回路66にはアンテナ68が接続されている。なお、受信回路66の周波数と変調方式は、圧力測定装置1の送信回路31で用いられている周波数(UHF帯(例えば315MHz))、変調方式と同じにしても良い。このようにすると、圧力測定装置1から送信されるデータを確認することができる。
ここで再び図1に戻る。圧力監視装置8は、装置IDに基づいて、自車に装着された圧力測定装置1のタイヤ圧力と位置情報とを対応づけて監視するものである。圧力監視装置8には、位置設定装置6から送信された装置IDと位置情報が互いに対応づけて予め記憶されており、各圧力測定装置1から装置IDとタイヤ圧力が適宜のタイミングで送信されている。圧力監視装置8は、記憶されている自車の圧力測定装置1の装置ID及び位置情報と、圧力測定装置1から送信される圧力測定装置1の装置ID及びタイヤ圧力とを利用して、記憶されている装置IDに基づいて自車に装着されている圧力測定装置1からのデータを判別しながら、自車の圧力測定装置1によって検出されたタイヤ圧力と記憶されている位置情報とを対応付けて監視している。また、図1に示す圧力監視装置8は、表示部85と、アンテナ81を備えている。
表示部85は、各車輪49a,49b,49c,49dのタイヤ圧力の状態が表示される部分である。本実施の形態では、各車輪49a,49b,49c,49dのタイヤ圧力に異常がみられたときには、タイヤ圧力に異常がある旨を表示する注意又は警告と、その異常がみられる車輪の位置及びタイヤ圧力が表示されるようになっている。
アンテナ81では、圧力測定装置1から送信されたデータや、位置設定装置6から送信されたデータ及び制御信号等が受信されている。
図8は圧力監視装置8の回路ブロック図である。
この図に示す圧力監視装置8は、計算処理・制御部80と、アンテナ81が接続された受信回路82と、アンテナ83が接続された送信回路84と、表示部85を備えている。
計算処理・制御部80は、データの入出力と計算を行う部分である。より具体的には、圧力測定装置1の装置ID、位置情報、及びタイヤ圧力に基づいて各車輪49のタイヤ圧力を監視したり、搭載された車両の識別情報(車両ID)や位置設定装置6からデータを受信した旨の確認信号(受信確認信号)を送信したりする部分である。
受信回路82は、各圧力測定装置1から送信される装置ID及びタイヤ圧力や、位置設定装置6から送信される装置ID、その装置IDを有する圧力測定装置1の位置情報、車両ID、及びトリガ信号等を受信するための部分である。
送信回路84は、位置設定装置6に送信するための車両IDや、受信確認信号等を送信するための部分である。
ところで、近隣に複数の車両がある場合には、複数の圧力監視装置8が同時に車両IDを送信して位置設定装置6の受信において混信する可能性がある。そのため、圧力監視装置8は、トリガ信号を受信してからランダムな遅延時間、あるいはトリガ信号の受信強度に応じた遅延時間を設けて車両IDを送信するとともに、受信回路82で受信した情報から他の圧力監視装置が車両IDを送信中と判定された場合にはさらに車両IDの送信を遅延させるように構成することが好ましい。このように構成すると、位置設定装置6に車両IDを確実に送信することができる。
なお、圧力監視装置8の動作に必要な電力は、車両本体Cに搭載されているバッテリー(図示せず)から供給されている。
次に、上記のように構成されるタイヤ圧力監視システムにおいて、各圧力測定装置1が装着されている車輪の位置を設定する手順について説明する。
図9は、各圧力測定装置1の位置を設定する手順の一例を示す図である。
各圧力測定装置1の位置を設定するためには、まず、操作者は、位置設定装置6の電源スイッチ62aを押して電源を投入する(S1)。
次に、起動した位置設定装置6を用いて、圧力監視装置8に対して、車両ID(圧力監視装置8自身の識別情報でも良い)を送信する旨依頼するトリガ信号を無線送信する(S2)。これにより、トリガ信号を受信した圧力監視装置8から位置設定装置6に対して車両IDが送信されるので、送信された車両IDを位置設定装置6で受信する(S3)。ここで、近隣に複数の車両がある場合には、各圧力監視装置8から送信された複数の車両IDが位置設定装置6の表示部64aに表示されるので、操作者は、上下スイッチ62b及び決定スイッチ62cを用いて、圧力測定装置1の位置設定を実施する車両IDを選択決定する(S4)。なお、車両IDの選択の際には、位置設定装置6が受信する電波の強度の順番に車両IDを並べて表示部64aに表示してもよい。このようにすると、位置設定装置6に近いと推定される車両IDが表示部64aの上位に表示されるので、操作者に近い車両を容易に選択することができる。
次に、位置設定装置6の読取部61を用いて、圧力測定装置1に付された識別コード2を読み取る。識別コード2を読取部61で読み取ると、読み取られた装置IDが位置設定装置6の表示部64bに表示される(S5)。そして、操作者は、識別コード2を読み込んだ圧力測定装置1がどの車輪49に装着されているかを、上下スイッチ62b及び決定スイッチ62cを用いて選択決定する(S6)。
次に、操作者は、位置設定装置6を用いて、ステップ3で選択した車両ID、ステップ5で取得した装置ID、及びステップ6で設定した圧力測定装置1の位置情報を圧力監視装置8に無線送信する(S7)。データを受信した圧力監視装置8は、まず、位置設定装置6から受信した車両IDと自身の車両IDとを比較し、両者が一致しているか否かを確認する。そして、両者が一致している場合には、位置設定装置6から送信された装置IDと位置情報に基づいて、圧力測定装置1の位置の再設定を行う。なお、位置設定装置6から圧力監視装置8にデータを送信する構成の一例としては、データ送信する旨の確認メッセージを表示部64に表示し、操作者によって決定スイッチ62cが押された時にデータを送信するものがある。
圧力監視装置8は、位置設定装置6が送信した上記各データを受信したら、その旨を知らせるための信号(受信確認信号)を送信回路84を介して位置設定装置6に無線送信する。位置設定装置6は、この受信確認信号を受信したことを確認すると(S8)、全ての圧力測定装置1の位置設定作業が完了したか否かを確認する(S9)。ここで、全ての圧力測定装置1の位置設定が完了していることが確認できたら、スイッチ62aを押して電源を切り、位置設定作業を終了する(S10)。このように全ての圧力測定装置1の位置設定作業が完了すれば、車輪交換後においても、圧力監視装置8は各車輪49のタイヤ圧力を監視することができる。
なお、ステップ8において、圧力監視装置8からの受信確認信号が確認できなかった場合には、位置設定装置6は、表示部64にその旨を表示する等し、ステップ7に戻ってデータの再送信処理を実施するように操作者を促す。また、ステップ9において、全ての位置設定が完了していない場合には、ステップ5に戻って他の圧力測定装置1の位置設定作業を行う旨表示する。
次に、本実施の形態の効果について説明する。
上記のように構成した本実施の形態では、圧力測定装置1の識別コード2が車輪49の外部から視認可能な位置に付されているので、タイヤローテーションや、ノーマルタイヤとスタッドレスタイヤとの交換等を行っても、タイヤを外して車輪を分解することなく装置IDを容易に読み取ることができる。これにより、タイヤ及びホイールを一体にして車輪ごと交換された場合にも、車輪交換後の装置IDの再設定を容易に行うことができる。
また、本実施の形態では、圧力測定装置1のアンテナ3の少なくとも一部が車輪49の外部に出されているので、アンテナ3がタイヤ内部50Aにある場合のように電波がタイヤ50を透過する際に減衰することがない。これにより、アンテナ3をタイヤ内部50Aに設けた場合と比較して、圧力測定装置1が出力する電波強度を小さくすることができるので、圧力測定装置1の消費電力を低減できる。これにより電池容量を低減できるので、電池の小型化・軽量化が実現でき、ひいては、圧力測定装置1の小型化・軽量化を実現することができる。また、これにより車両重量とカウンタウェイトの軽量化が図れるので、燃費を向上させることができる。なお、電池の小型化・軽量化の必要がない場合には、電池の長寿命化を実現することができる。
したがって、上記のように構成した本実施の形態によれば、装置IDの読み取りが簡単になるとともに圧力測定装置1が小型になるので、車輪交換作業の簡便性と燃費を向上させることができる。
また、一般的に、圧力測定装置は、回転体である車輪に取り付けられるために外部から電源供給を受けることが難しく、電池を内蔵していることが多い。これに対して、自動車は長期(例えば10年程度)に渡って使用されるため、その間に電池が放電し切った場合には圧力測定装置を交換する必要が生じることがある。このとき、圧力測定装置以外の部品(例えば、タイヤやホイール)に識別コードが付されていると、圧力測定装置に記憶されている装置IDと識別コードに記録されている装置IDとを一致させる作業が必要となる。これに対して、本実施の形態の圧力測定装置1は、自身に識別コード2が付されているので、圧力測定装置1を交換した後に装置IDを再設定する必要がなく、車輪交換作業を迅速に実施することができる。
さらに、車両の組立工程や修理工場では位置設定装置6の近隣に車両が複数存在するので、位置設定装置6で取得したデータの誤送信・誤登録を避けるために、位置設定装置6と圧力監視装置8を有線接続することが多い。しかし、このように両者を有線接続すると、その接続作業に手間がかかったり、作業時にタイヤ洗浄剤や油等で接続端子が汚れて通信不能になる可能性があった。これに対して、本実施の形態では、データ送信対象の圧力監視装置8から車両IDを予め受け取っておき、その受け取った車両IDを他のデータと共に無線送信する構成とし、圧力監視装置8が受信した車両IDと自身の車両IDが合致した場合にのみ受信データを登録するように構成している。これにより、位置設定装置6で取得したデータを無線送信しても、圧力監視装置8側で誤登録されることがなくなるので、装置IDの再設定作業の効率が向上する。さらに、本実施の形態では、圧力監視装置8から受信確認信号が送信されなかった場合には、再送信作業(図9のS7〜S8)が行われるようになっているので、仮に複数の位置設定装置6から同時に無線送信がかかって混信が起きた場合でも、各圧力測定装置1の位置を確実に再設定することができる。
またさらに、本実施の形態では、圧力測定装置1の位置を再設定する際、圧力監視装置8側に記憶されている各圧力測定装置1の装置ID及び位置情報を位置設定装置6で更新する方法を採用しており、圧力測定装置1の記憶回路19に記憶されている装置IDを更新する方法を採用していない。そのため、圧力測定装置1にデータ更新のためのデータを送信する必要がないので、圧力測定装置1から受信回路を省略することができる。これにより、圧力測定装置に記憶された装置IDを更新する場合と比較して、圧力測定装置1を小型化、軽量化することができるので、車輪の重量軽減によって燃費の向上を図ることができる。
なお、上記に示した構成は、下記に示すように、種々の変更も可能である。
図10は本実施の形態に係る圧力測定装置の変形例を示す図であり、図11はその断面図である。
これらの図に示す圧力測定装置100は、アンテナ3Aと回路部が設けられたアンテナ回路部1Cと、アンテナ回路部1Cにタイヤ圧力を導入する圧力導入部1Dを有している。アンテナ回路部1Cは、ホイール51の凹部52内に収納されており、圧力導入部1Dは、タイヤ50内に設けられている。
図11に示すように、アンテナ回路部1Cは、基板39に取り付けられたアンテナ3Aと、センサチップケース110Aを備えている。アンテナ3Aは、基板39上に印刷(例えば、プリント基板の銅箔パターン)して設けられている。また、基板39の上部(車輪49のハブ側)には、電池10が取り付けられている。
圧力導入部1Dは、圧力導入孔116と、爪部117を備えており、センサチップケース110Aのタイヤ50側に接着されている。圧力導入部1Dの径は、アンテナ回路部1Cの径より小さく設けられており、圧力測定装置100は、ホイール51側から貫通孔53に挿入されて、ホイール51に固定されている。爪部117は、圧力測定装置100が貫通孔53から抜けるのを防ぐための部材である。圧力導入孔116は、センサチップケース110A内のセンサチップ15にタイヤ圧力を導入する貫通孔である。
上記のように、アンテナ回路部1Cを凹部52内に設けると、アンテナを外部に延ばす必要が無くなるので、アンテナ3Aを基板39上に印刷して設けることができる。これにより、アンテナ回路部1Cの厚みを薄くすることができるので、装置を小型化できるとともに、部品点数を低減できる。また、アンテナ回路部1Cが薄型化することにより、圧力測定装置100を凹部52内に収納し易くすることができる。すなわち、図10に示すように、アンテナ回路部1Cのホイール51側の端部を凹部52内に収まるようにすれば、異物衝突による損傷の恐れを更に低減することができる。
さらに、図11に示すように、圧力測定装置100のホイール51側の端部に電池10を配置すれば、電池へのアクセスが容易となるため、電池の交換作業が簡便になる。
なお、上記の説明では、基板39にアンテナ3Aを印刷して設けたが、図1及び図3に示した例のように、基板39から立ち上げる構造としても良い。
また、上記では、ホイール51に圧力測定装置100を固定する手段として爪部117を設けたが、図12に示すように、圧力導入部1Dに溝を設け、タイヤ内部50Aのナット20と締結して圧力測定装置100を固定しても良い。
ところで、上記では、圧力測定装置1の識別情報を示す識別子として、識別コード2を利用した例を説明してきたが、小型かつ軽量で電源や外付けアンテナが不要なICタグを利用しても良い。
図13は本実施の形態に係る圧力測定装置の他の変形例を示す図である。
この図に示す圧力測定装置のアンテナ部1Aには、その圧力測定装置1の装置IDが記憶されたICタグ21が埋め込まれている。ICタグ21も、識別コード2同様に、位置設定装置6の読取部61で外部から装置IDが読み取り可能な位置に埋め込まれている。この場合における位置設定装置6の読み取り部61としては、ICタグ21から装置IDを読み取るICタグリーダを利用するものとする。
このようにICタグ21を利用すれば、石等の異物の衝突によってアンテナ部1Aの表面が傷ついても、装置IDを読み込むことができるので、識別コード2のように装置IDが読み込めなくなる事態が生ずることを回避できる。
なお、識別コード2を利用する場合にコード部分の損傷を避けるには、図14に示すように、識別コード2の上に透明な保護シール23を貼り付けることが好ましい。このように保護シール23を貼り付ければ、識別コード2自体が損傷する可能性を低減できる。
また、上記の例では、位置設定装置6で車両IDを取得する方法として、圧力監視装置8から無線送信されたものを受信する構成について説明したが、下記に示すような方法で車両IDを取得しても良い。
図15は、本実施の形態に係る圧力監視装置の変形例を示す図であり、図16は図15に示した圧力監視装置を利用した際に、圧力測定装置1の位置を設定する手順の一例を示す図である。
図15に示す圧力監視装置8Aには、車両IDを示す識別コード88が付されている。なお、識別コード88は、車両の外部から視認できる場所に取り付けることが好ましく、車両本体Cに取り付けても良い。また、図13に示した例と同様に、識別コード88の代わりにICタグを利用しても勿論良い。
図16に示した手順は、位置設定装置6により車両IDを示す識別コード88を読み取る手順(S41)を最初に有しており、この点で図9に示した手順と異なる。このように車両IDを読み取ると、図9に示した例における「トリガ信号の送信手順(S2)」から「車両IDの選択手順(S4)」までの作業を「車両IDの読み取り手順(S41)」で代替することができるので、作業の簡略化を図ることができる。
また、図9に示した例は、圧力監視装置8が位置設定装置6からデータ受信した旨を確認するために受信確認信号を利用しているが、これに代わって、データ受信した旨を示す確認音を車両から鳴らすようにしても良い。このように確認音に代えれば、圧力監視装置8の送信回路84と位置設定装置6の受信回路66を省略することができるので、車両重量を低減できるとともにシステム構築に要するコストを低減できる。なお、車両本体Cに搭載されたカーナビゲーションシステムの表示装置に対して、上記の確認音と同時に各車輪に装着された圧力測定装置1の装置IDを表示し、圧力監視装置8に装置IDが正確に登録されたことを操作者が確認できるようにしても良い。図17は、各車輪49の装置IDの設定状態がカーナビゲーションシステムの表示装置に表示されている状態を示す図である。この図に示す例では、各車輪の位置を表す語句の下に表示された数字が各車輪の装置IDに対応している。
次に本発明の第2の実施の形態について説明する。
本実施の形態の特徴は、専用端末である位置設定装置6を利用することなく各圧力測定装置1の位置設定が可能である点にある。基本的な構成は第1の実施の形態と同様であるので、異なる点についてのみ説明する。
図18は、本発明の第2の実施の形態であるタイヤ圧力監視システムの概略図である。
この図に示すタイヤ圧力監視システムは、識別情報表示装置70と、位置設定装置67と、表示装置87を備えている。
識別情報表示装置70は、識別コード2から圧力測定装置1の装置IDを読み取る読取部71を有する市販の端末であり、読取部71で読み取った装置IDを操作者に判読可能に表示するものである。操作者は、識別情報表示装置70を利用することで、各車輪に装着された圧力測定装置1の装置IDを取得することができる。
識別情報表示装置70の具体例としては、バーコードの読み取り機能を有するカメラ付き携帯電話がある。携帯電話を利用する場合には、識別コード2を読み取るための専用アプリケーションをダウンロードして、このアプリケーションを起動することで読み取るようにしても良い。また、携帯電話の他にも、バーコードやICタグなどに記録された装置IDを読み取る機能を有する市販の種々の端末が利用可能である。
位置設定装置67は、各圧力測定装置1からタイヤ圧力とともに無線送信される装置IDを受信しており、その受信した装置IDを有する圧力測定装置1の位置設定を行うものである。位置設定装置67は、車両本体Cに搭載されており、圧力監視装置8と有線接続されている。また、位置設定装置67は、入力部69を有しており、表示装置87と接続されている。
入力部69は、操作者が、識別情報表示装置70を介して取得した各圧力測定装置1の装置IDに基づいて、各圧力測定装置1の位置情報を入力するためのものである。入力部69は、車両本体Cに搭載されている。入力部69によって入力された位置情報は、位置設定装置67に登録され、そこで装置IDと関連づけられて圧力監視装置8に送信される。
表示装置87は、各圧力測定装置1の位置設定画面を表示するもので、車両本体Cに搭載されている。表示装置87は、位置設定装置67から、位置設定画面に必要なデータを受け取っている。なお、本実施の形態の表示装置87は、構成を簡略化するため、カーナビゲーションシステムの表示装置としても利用されている。また、入力部69は、カーナビゲーションシステムのタッチパネル式表示装置を利用しても良い。
図19は表示装置87に表示される画面の図である。図19(a)は、位置設定の対象とする圧力測定装置1の選択画面であり、図19(b)は、選択した圧力測定装置1の位置設定画面である。
これらの表示画面は、メッセージ表示部9aと、装置ID選択部9bと、装置位置選択部9cを備えている。
メッセージ表示部9aは、操作者に対して、入力部69の操作方法に関するメッセージが表示される部分である。
装置ID選択部9bは、位置設定装置67が受信した装置IDが表示される部分である。操作者は、入力部69を利用して装置ID選択部9bに表示される装置IDを変更し、位置を設定する圧力測定装置1の装置IDを選択する。装置IDが選択されると図19(b)に示す画面に遷移する。なお、近隣に他の車両がある場合も考慮して、受信した電波の強度から圧力監視装置8と各圧力測定装置1の距離を推定し、各装置IDを圧力監視装置8から近い順番に装置ID選択部9bに表示することが好ましい。これにより圧力測定装置1の選択作業が容易になる。
装置位置選択部9cは、圧力測定装置1が装着された車輪の位置の候補が表示される部分である。操作者は、入力部69を利用して装置位置選択部9cに表示される位置を変更し、圧力測定装置1が装着された車輪位置を選択する。
図20は、本実施の形態において圧力測定装置1の位置を設定する手順の一例を示す図である。
各圧力測定装置1の位置を設定するに際して、操作者は、識別情報表示装置70を利用して装着位置を設定したい圧力測定装置1の装置IDを予め判読する(S21)。そして、入力部69を利用して、圧力測定装置1の位置設定を行うためのプログラムの呼び出しを行う(S22)。このプログラムの起動とともに、位置設定装置67は、圧力測定装置1から定期的に送信されるデータ(装置ID及びタイヤ圧力)を受信する(S23)。なお、操作者による設定プログラムの呼び出し(S22)以前に、バックグラウンド処理としてプログラムを作動させておき、各圧力測定装置1から予め装置IDを受信して記憶しておいても良い。
次に、操作者は、入力部69を利用して、表示画面の装置ID選択部9bから位置設定を行う圧力測定装置1の装置IDを選択する(S24)。そして、選択した圧力測定装置1の位置を装置位置選択部9cから選択して設定する(S25)。他にも位置を設定する圧力測定装置1がある場合には、ステップ21と同様にして装置IDの判読(S27)を行ってステップ24に戻る。そして、すべての装置1について位置設定が完了したら作業を終了する(S26)。以上により、位置設定装置67によって各圧力測定装置1の装置IDと位置が圧力監視装置8に登録される。
上記において説明したように、本実施の形態に係るタイヤ圧力監視システムによれば、第1の実施の形態で利用した位置設定装置6を利用することなく圧力測定装置1の位置設定をすることができる。これにより、専用端末である位置設定装置6を持たないユーザーが車輪を交換した際にも、圧力測定装置1の位置の再設定を行うことができる。
なお、上記では装置IDを取得する方法として、識別情報表示装置70を利用する場合について説明したが、通常個人で車輪交換を行う場合には、周囲の自動車の数は少ない場合が多いと考えられるので、識別コード2の内の数桁(例えば、下2桁)の数字や文字を圧力測定装置1に予め記載しておき、その表記にしたがって位置の設定を行う方法も利用できる。この方法によれば、装置IDを読み取る装置が不要になるので、システムの構築が更に容易になる。
また、上記では、圧力監視装置8と位置設定装置67を別々に構成したが、両者を一体として構成しても良い。さらに、識別情報表示装置70に、ブルートゥース通信機能などの無線通信機能が具備されている場合には、各圧力測定装置1の装置IDと位置情報を無線送信し、図9を用いて説明した第1の実施の形態の方法を利用して各圧力測定装置1の位置設定を行っても良い。
本発明の第1の実施の形態であるタイヤ圧力監視システムの概略図。 本発明の第1の実施の形態であるタイヤ圧力監視システムを車両底面から見た図。 本発明の第1の実施の形態に係る圧力測定装置の回路ブロック図。 図1に示した圧力測定装置の断面図。 本発明の第1の実施の形態に係る圧力測定装置の動作のフローチャートの一例を示す図。 本発明の第1の実施の形態に係る位置設定装置の外観図。 本発明の第1の実施の形態に係る位置設定装置の回路ブロック図。 本発明の第1の実施の形態に係る圧力監視装置の回路ブロック図。 本発明の第1の実施の形態における圧力測定装置の位置を設定する手順の一例を示す図。 本発明の第1の実施の形態に係る圧力測定装置の第1変形例を示す図。 図10に示した圧力測定装置の断面図。 本発明の第1の実施の形態に係る圧力測定装置の第2変形例を示す図。 本発明の第1の実施の形態に係る圧力測定装置の第3変形例を示す図。 本発明の第1の実施の形態に係る圧力測定装置の第4変形例を示す図。 本発明の第1の実施の形態に係る圧力監視装置の変形例を示す図。 図15に示した圧力監視装置を利用した際に、圧力測定装置の位置を設定する手順の一例を示す図。 各車輪の装置IDの設定状態がカーナビゲーションシステムの表示装置に表示されている状態を示す図。 本発明の第2の実施の形態であるタイヤ圧力監視システムの概略図。 本発明の第2の実施の形態に係る表示装置に表示される画面の図。 本発明の第2の実施の形態における圧力測定装置の位置を設定する手順の一例を示す図。
符号の説明
1 圧力測定装置
2 識別コード
3 アンテナ
6 位置設定装置
8 圧力監視装置
12 圧力検出回路
21 ICタグ
49 車輪
50 タイヤ
51 ホイール
52 凹部
53 貫通孔
61 読取部
62 入力部
64 表示部
67 位置設定装置
69 入力部
70 識別情報表示装置

Claims (10)

  1. 車両本体に装着された車輪のタイヤ圧力を監視するタイヤ圧力監視システムであって、
    タイヤ内部に連通する貫通孔が表面に設けられた前記車輪のホイールと、
    前記貫通孔に挿入され、圧力検出部で検出された前記車輪のタイヤ圧力を自身の識別情報とともに無線送信する圧力測定装置と、
    外部から視認可能に前記圧力測定装置に取り付けられ、前記圧力測定装置の識別情報を示す識別子と、
    この識別子から前記圧力測定装置の識別情報を読み取る読取部と、前記車両本体における前記圧力測定装置の位置情報が入力される入力部とを有し、前記読取部で読み取った前記圧力測定装置の前記識別情報を前記入力部に入力された前記位置情報とともに無線送信する位置設定装置と、
    前記車両本体に設けられ、前記位置設定装置から送信された前記圧力測定装置の識別情報及び前記位置情報記憶されており、その記憶された前記圧力測定装置の識別情報及び前記位置情報と、前記圧力測定装置から送信される前記圧力測定装置の識別情報及び前記タイヤ圧力とを利用して、前記圧力測定装置の識別情報に基づいて前記タイヤ圧力と前記位置情報とを対応付けて監視する圧力監視装置とを備えることを特徴とするタイヤ圧力監視システム。
  2. 請求項記載のタイヤ圧力監視システムにおいて、
    前記圧力監視装置は、前記車両本体の識別情報を前記位置設定装置に無線送信し、
    前記位置設定装置は、前記車両本体の識別情報を送信した前記圧力監視装置に対して、前記圧力監視装置から送信された前記車両本体の識別情報と、前記読取部で読み取った前記圧力測定装置の識別情報と、前記入力部に入力された前記位置情報とを送信することを特徴とするタイヤ圧力測定システム。
  3. 請求項記載のタイヤ圧力監視システムにおいて、
    前記圧力測定装置と前記位置設定装置が前記圧力監視装置に送信する無線の周波数は同一であることを特徴とするタイヤ圧力監視システム。
  4. 車両本体に装着された車輪のタイヤ圧力を監視するタイヤ圧力監視システムであって、
    タイヤ内部に連通する貫通孔が表面に設けられた前記車輪のホイールと、
    前記貫通孔に挿入され、圧力検出部で検出された前記車輪のタイヤ圧力を自身の識別情報とともに無線送信する圧力測定装置と、
    外部から視認可能に前記圧力測定装置に取り付けられ、前記圧力測定装置の識別情報を示す識別子と、
    この識別子から前記圧力測定装置の識別情報を読み取る読取部を有し、この読取部で読み取った前記圧力測定装置の識別情報を表示する識別情報表示装置と、
    前記車両本体に設けられ、前記識別情報表示装置に表示された前記圧力測定装置の識別情報に基づいて前記車両本体における前記圧力測定装置の位置情報が操作者によって入力される入力部を有し、前記圧力測定装置の識別情報を前記入力部に入力された前記位置情報とともに有線送信する位置設定装置と、
    前記車両本体に設けられ、前記位置設定装置から送信された前記圧力測定装置の識別情報及び前記位置情報記憶されており、その記憶された前記圧力測定装置の識別情報及び前記位置情報と、前記圧力測定装置から送信される前記圧力測定装置の識別情報及び前記タイヤ圧力とを利用して、前記圧力測定装置の識別情報に基づいて前記タイヤ圧力と前記位置情報とを対応付けて監視する圧力監視装置とを備えることを特徴とするタイヤ圧力監視システム。
  5. 請求項記載のタイヤ圧力監視システムにおいて、
    前記識別情報表示装置は携帯電話であることを特徴とするタイヤ圧力監視システム。
  6. 請求項1又は5記載のタイヤ圧力監視システムにおいて、
    前記貫通孔は、前記ホイールの表面に形成された凹部の底面に設けられていることを特徴とする圧力測定装置。
  7. 請求項記載のタイヤ圧力監視システムにおいて、
    前記圧力測定装置は、前記ホイール側の端部が前記凹部内に収まるように前記ホイールに取り付けられていることを特徴とするタイヤ圧力測定システム。
  8. 請求項記載のタイヤ圧力監視システムにおいて、
    前記凹部は、前記貫通孔に向かって径が小さくなるように、すり鉢状に形成されていることを特徴とするタイヤ圧力監視システム。
  9. 請求項1又は5記載のタイヤ圧力監視システムにおいて、
    前記識別子は、前記圧力測定装置の表面に取り付けられ、前記圧力測定装置の識別情報がコード化されたコード部であり、
    前記読取部は、前記コード部から前記圧力測定装置の識別情報を読み取るコードリーダであることを特徴とするタイヤ圧力監視システム。
  10. 請求項1又は5記載のタイヤ圧力監視システムにおいて、
    前記識別子は、前記圧力測定装置に埋め込まれ、前記圧力測定装置の識別情報が記憶されたICタグであり、
    前記読取部は、前記ICタグから前記圧力測定装置の識別情報を読み取るICタグリーダであることを特徴とするタイヤ圧力監視システム。
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