JP5529791B2 - タイヤ空気圧監視システムの受信機 - Google Patents

Description

この発明は、タイヤ空気圧監視システムの受信機に関する。

従来、タイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）が知られている。ＴＰＭＳが搭載される車両の各タイヤには、タイヤ空気圧を検出するセンサユニットが設けられている。各センサユニットは、タイヤ空気圧の検出結果を含む情報信号を車載機に送信する。車載機は受信した情報信号に基づきタイヤの空気圧が閾値以下となったとき、インジケータを通じてユーザにその旨を警告する。

例えば特許文献１においては、タイヤの空気圧がメーカの推奨空気圧に調整されたときに初期化スイッチが操作される。これにより、車載機は初期化モードに移行する。車載機は、初期化モードにおいて各センサユニットから情報信号を受信すると、同信号に含まれるタイヤ空気圧の一定割合（例えば２０％）だけ減少させた値を閾値として設定する。

特開２００３−２１１９２５号公報

タイヤの空気圧は、タイヤの温度上昇に伴い高くなることが知られている（ボイルシャルルの法則）。ここで、タイヤの温度は、外気温や走行時の道路との摩擦熱により変化する。従って、上記特許文献１に記載の構成においては、初期化スイッチの操作時におけるタイヤ温度に応じた空気圧に基づき閾値が設定される。このため、閾値設定後にタイヤの温度が上昇することによって、そのときの空気圧から一定割合に亘って空気圧が減少しても警告が行われないおそれがある。また、閾値設定後にタイヤの温度が低下することによって、空気圧の一定割合の減少前に警告が行われるおそれがある。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より適切なタイミングで警告を行うことができるタイヤ空気圧監視システムの受信機を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、各タイヤに装着されるセンサユニットからタイヤの空気圧及びタイヤの温度に関する情報を含む情報信号を受信するとともに、その情報信号に含まれるタイヤの空気圧が第１の閾値以下となったとき警告を行うタイヤ空気圧監視システムの受信機において、タイヤの温度とタイヤの空気圧との関係において、そのタイヤの空気圧が前記第１の閾値であって、そのタイヤの温度が前記情報信号に含まれるタイヤの温度である基準点を設定し、その基準点を通過するとともに前記情報信号に含まれるタイヤの温度とタイヤの空気圧から導き出されるボイルシャルルの法則に従った傾きを有する閾値直線を設定し、その後に受信した情報信号に含まれるタイヤの温度に応じて前記閾値直線上の第２の閾値を設定し、前記タイヤの空気圧が前記第２の閾値以下となったとき警告を行うことをその要旨としている。

同構成によれば、情報信号の受信時に、その信号に含まれるタイヤの温度であって空気圧が第１の閾値となる基準点が設定される。この基準点は、情報信号に含まれるタイヤの空気圧を基準としないため、ユーザ等によって調整された現在のタイヤの空気圧に依存しない。そして、この基準点を通過するとともに情報信号に含まれるタイヤの温度とタイヤの空気圧から導き出されるボイルシャルルの法則に従った傾きを有する閾値直線を設定する。その後に受信した情報信号に含まれるタイヤの温度が、例えば前回の情報信号の受信時の温度より高い場合には、閾値が閾値直線上において第１の閾値より大きい第２の閾値に設定される。従って、タイヤに温度変化があった場合でも、適切なタイミングで警告を行うことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤ空気圧監視システムの受信機において、前記閾値直線は、前記基準点より低い温度においては前記第１の閾値に設定されることをその要旨としている。

同構成によれば、閾値直線において第１の閾値が下限値として設定される。このため、タイヤの温度が基準点における温度より低くなった場合であっても、第２の閾値が過度に低く設定されることが抑制される。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のタイヤ空気圧監視システムの受信機において、過去の一定時間において受信した前記情報信号に含まれるタイヤの温度における最低値を認識し、その最低値に基づき前記基準点を設定することをその要旨としている。

同構成によれば、過去の一定時間におけるタイヤの温度の最低値に基づき基準点が設定される。ここで、基準点における温度が低いほど閾値直線、ひいては第２の閾値が高めに設定される。これにより、空気圧の減少時における警告の確実性を向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のタイヤ空気圧監視システムの受信機において、前記各センサユニットから受ける前記情報信号に含まれるタイヤ温度のうち、最低の温度に基づき基準点を設定することをその要旨としている。

例えば太陽光やエンジンの余熱等による外乱によって、特定のタイヤの温度が上昇する場合が考えられる。上記構成によれば、各センサユニットから受ける情報信号に含まれるタイヤ温度のうち、最低の温度に基づき基準点が設定される。これにより、上記外乱の影響のない外気温に近い温度にて基準点を設定すること、ひいてはその基準点に基づき閾値直線を設定することができる。従って、より適切なタイミングで警告を行うことができる。

本発明によれば、タイヤ空気圧監視システムの受信機において、より適切なタイミングで警告を行うことができる。

第１の実施形態におけるタイヤ空気圧監視システムの構成図。 第１の実施形態における基準点及び基準直線を示した空気圧及び温度のグラフ。 第１の実施形態における基準点及び基準直線を示した空気圧及び温度のグラフ。 第１の実施形態における基準点及び閾値直線の設定にかかるＣＰＵの処理手順を示すフローチャート。 第２の実施形態における温度及び時間のグラフ。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかるタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）の受信機を具体化した第１の実施形態について図１〜図３を参照して説明する。

図１に示すように、車両１の各タイヤのバルブ部分にはセンサユニット３０が設けられている。センサユニット３０は、図１の下側に拡大して示すように、圧力センサ３３と、温度センサ３４と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１と、送信回路３２と、送信アンテナ３２ａとを備える。

圧力センサ３３はタイヤの空気圧を検出するとともに、その検出結果をＣＰＵ３１に出力する。ＣＰＵ３１は、圧力センサ３３からの検出結果に基づき、タイヤの空気圧を認識する。

また、温度センサ３４はタイヤの温度を検出するとともに、その検出結果をＣＰＵ３１に出力する。ＣＰＵ３１は、温度センサ３４からの検出結果に基づき、タイヤの温度を認識する。

そして、ＣＰＵ３１は、一定周期毎にタイヤの空気圧及び温度情報を含む情報信号を生成し、その情報信号を送信回路３２に出力する。送信回路３２は、情報信号を変調し、その信号を送信アンテナ３２ａを介して無線送信する。

車両１に搭載される受信機１０は、ＣＰＵ１１と、受信回路１２と、受信アンテナ１２ａと、メモリ１３とを備える。ＣＰＵ１１にはインジケータ１５と、車速センサ１６とが電気的に接続されている。

メモリ１３には最小低空気圧閾値Ｔｈ１が記憶されている。この最小低空気圧閾値Ｔｈ１は、例えばメーカの推奨圧を２０％減少させた値に設定される。
受信回路１２は、受信アンテナ１２ａを介して情報信号を受信する。そして、受信回路１２は、受信した情報信号を復調し、その復調した情報信号をＣＰＵ１１に出力する。ＣＰＵ１１は、復調された情報信号に基づき、タイヤの空気圧及び温度を認識する。

ＣＰＵ１１は、車速センサ１６を通じて車両が一定速度以上となったとき、車両が走行を開始した旨判断する。
図２に示すように、ＣＰＵ１１は、車両が走行を開始した旨判断したときに、最初に受信した情報信号Ｓ１に含まれるタイヤの温度Ｔ１と、最小低空気圧閾値Ｔｈ１とが交わる基準点Ｋ１を設定する。そして、この基準点Ｋ１を通過する閾値直線Ｌ１を設定する。この閾値直線Ｌ１の傾きは、情報信号に含まれるタイヤの温度とタイヤの空気圧から導き出されるボイルシャルルの法則に従って決まる。また、閾値直線Ｌ１は、基準点Ｋ１より低い温度領域において最小低空気圧閾値Ｔｈ１に設定される。

ここで、走行時のタイヤの空気圧は、道路との摩擦熱によるタイヤの温度上昇を通じて高くなる。このため、走行開始後に受ける情報信号Ｓ２に含まれる温度は、走行開始時の温度Ｔ１より高い温度Ｔ２となる。このため、図２の×印で示すように、タイヤの空気圧は、ボイルシャルルの法則に従って、すなわち閾値直線Ｌ１と平行をなして、温度変化に伴って変化する。

ＣＰＵ１１は、情報信号Ｓ２を受けると、閾値直線Ｌ１上における温度Ｔ２のときの空気圧を補正低空気圧閾値Ｔｈ２とする。そして、ＣＰＵ１１は、情報信号Ｓ２に含まれるタイヤの空気圧が補正低空気圧閾値Ｔｈ２以下であるとき、インジケータ１５を通じて低空気圧の警告を行う。

この基準点及び閾値直線の設定は例えば走行開始毎に行われる。よって、図３に示すように、走行開始毎に基準点Ｋ１〜Ｋｎと、その基準点Ｋ１〜Ｋｎを基準とした閾値直線Ｌ１〜Ｌｎとが設定される。

本実施形態においては、この基準点Ｋ１〜Ｋｎ及び閾値直線Ｌ１〜Ｌｎの設定は各タイヤに装着されるセンサユニット３０毎に実施される。よって、ＣＰＵ１１は、各センサユニット３０に対応した閾値直線Ｌ１〜Ｌｎを有する。

以上の構成によれば、走行に伴ってタイヤの温度が上昇した場合であっても、それに応じた補正低空気圧閾値Ｔｈ２が設定される。従って、空気圧低下時において、より適切なタイミングで警告を行うことができる。

また、基準点Ｋ１〜Ｋｎは、情報信号に含まれるタイヤの空気圧を基準としないため、
上記背景技術における構成と異なってユーザによって調整されたタイヤの空気圧に依存しない。よって、基準点Ｋ１〜Ｋｎ及び閾値直線Ｌ１〜Ｌｎ、最終的には補正低空気圧閾値Ｔｈ２をより正確な値とすることができる。

また、たとえタイヤの温度が走行開始時の温度Ｔ１未満となった場合であっても、閾値は最小低空気圧閾値Ｔｈ１で維持される。すなわち、最小低空気圧閾値Ｔｈ１が閾値における下限値とされている。従って、閾値が過剰に低く設定されることが抑制されて、タイヤの空気圧がメーカの推奨圧に対して低くなった場合（例えば推奨圧の２０％減）には、確実に警告を行うことができる。

また、自動で補正低空気圧閾値Ｔｈ２が設定されるため、上記背景技術における初期化スイッチを省略して構成することができる。
なお、最小低空気圧閾値Ｔｈ１は第１の閾値に相当し、補正低空気圧閾値Ｔｈ２は第２の閾値に相当する。

以下、ＣＰＵ１１における基準点Ｋ１〜Ｋｎ及び閾値直線Ｌ１〜Ｌｎの設定に係る処理手順について図４のフローチャートを参照しつつ説明する。当該フローチャートは、走行開始時、すなわち車速が一定速度以上となったときに開始される。

まず、情報信号の受信が待たれる（Ｓ１０１でＮＯ）。そして、情報信号が受信されたとき（Ｓ１０１でＹＥＳ）、その信号に含まれるタイヤの温度に基づき最小低空気圧閾値Ｔｈ１上において基準点Ｋ１〜Ｋｎが設定される（Ｓ１０２）。つぎに、その基準点Ｋ１〜Ｋｎに基づき閾値直線Ｌ１〜Ｌｎが設定される（Ｓ１０３）。これにて、ＣＰＵ１１による処理が終了される。

以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）情報信号の受信時に、その信号に含まれるタイヤの温度であって空気圧が最小低空気圧閾値Ｔｈ１となる基準点Ｋ１〜Ｋｎを設定する。そして、この基準点Ｋ１〜Ｋｎを通過するとともに前記情報信号に含まれるタイヤの温度とタイヤの空気圧から導き出されるボイルシャルルの法則に従った傾きを有する閾値直線Ｌ１〜Ｌｎを認識する。その後に受信した情報信号に含まれるタイヤの温度が、例えば前回の情報信号の受信時の温度より高い場合には、閾値直線Ｌ１〜Ｌｎ上において最小低空気圧閾値Ｔｈ１より大きい補正低空気圧閾値Ｔｈ２が設定される。従って、タイヤに温度変化があった場合でも、より適切なタイミングで警告を行うことができる。

（２）基準点Ｋ１〜Ｋｎを設定する際には、情報信号に含まれるタイヤの空気圧は利用されず、タイヤの温度のみが利用される。従って、基準点Ｋ１〜Ｋｎ及び閾値直線Ｌ１〜Ｌｎ、最終的には補正低空気圧閾値Ｔｈ２は、上記背景技術の構成と異なってユーザによって調整されたタイヤの空気圧に依存することがない。よって、補正低空気圧閾値Ｔｈ２をより正確な値とすることができる。

（３）閾値直線Ｌ１〜Ｌｎにおいて最小低空気圧閾値Ｔｈ１が下限値として設定される。このため、タイヤの温度が基準点Ｋ１〜Ｋｎにおける温度より低くなった場合であっても、補正低空気圧閾値Ｔｈ２が過度に低く設定されることが抑制される。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について図５を参照して説明する。この実施形態は、基準点が設定される際に採用されるタイヤの温度が上記第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、この実施形態の構成は、図１に示す第１の実施形態の構成と同様である。

図５に示すように、タイヤの温度は車両の走行に伴って徐々に上昇する。そして、車両が停止されて車両のイグニッション（ＩＧ）がオフ状態とされると、継続的にタイヤが放熱することでその温度が減少していく。このイグニッションのオフ状態においては情報信号が受信されないため、その間の温度変動を検出することができない。よって、再びイグニッションがオン状態とされると、前回のイグニッションのオン状態時において最後に検出された温度より低い温度が検出される。

ＣＰＵ１１は、現在を基準とした過去の一定時間ｔ０における空気圧をメモリ１３に記憶させる。具体的には、ＣＰＵ１１は、時刻ｔ１においては、同時刻ｔ１から過去の一定時間ｔ０における最低のタイヤ温度Ｔ３を認識する。ＣＰＵ１１は、第１の実施形態と同様に、このタイヤ温度Ｔ３に基づき基準点Ｋ１〜Ｋｎを設定し、その基準点Ｋ１〜Ｋｎに基づき閾値直線Ｌ１〜Ｌｎを設定する。

また、時刻ｔ１から時間が経過して時刻ｔ２になったとき、ＣＰＵ１１は、時刻ｔ２から過去の一定時間ｔ０における最低のタイヤ温度Ｔ４を認識する。このタイヤ温度Ｔ４は、上記タイヤ温度Ｔ３より高くなる。ＣＰＵ１１は、このタイヤ温度Ｔ４に基づき基準点Ｋ１〜Ｋｎを設定し、その基準点Ｋ１〜Ｋｎに基づき閾値直線Ｌ１〜Ｌｎを設定する。以下、第１の実施形態と同様に、閾値直線Ｌ１〜Ｌｎは補正低空気圧閾値Ｔｈ２の設定に利用される。

過去の一定時間ｔ０における最低のタイヤ温度が基準点Ｋ１〜Ｋｎの設定に利用されることで、減圧時における警告の確実性を向上させることができる。なぜなら、最低のタイヤ温度に基づき基準点を設定することで、図３に示される基準点Ｋ１〜Ｋｎを左側（低温側）にずらすことができる。これにより、閾値直線Ｌ１〜Ｌｎが上側（高圧側）に設定されて、空気圧の一定割合（例えば欧州法規で定められている２０％）減少時における警告の確実性を向上させることができる。

以上、説明した実施形態によれば、第１の実施形態の（１）〜（３）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（４）過去の一定時間ｔ０におけるタイヤ温度の最低値に基づき基準点Ｋ１〜Ｋｎが設定される。ここで、基準点Ｋ１〜Ｋｎにおける温度が低いほど閾値直線Ｌ１〜Ｌｎが高めに設定される。これにより、空気圧の一定割合減少時における警告の確実性を向上させることができる。

また、タイヤの温度は、上記走行に加えて、太陽光やエンジン熱等の外乱によって外気温より高くなることに比べて、外気温より低くなることは少ない。従って、タイヤ温度の最低値は、外気温である可能性が高い。このため、タイヤ温度の最低値に基づき基準点Ｋ１〜Ｋｎ及び閾値直線Ｌ１〜Ｌｎを設定することで、より正確な補正低空気圧閾値Ｔｈ２を設定することができる。

（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。この実施形態は、基準点を設定する際に利用されるタイヤ温度が上記第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、この実施形態の構成は、図１に示す第１の実施形態のＴＰＭＳと同様の構成である。

ＣＰＵ１１は、各センサユニット３０から受ける情報信号に含まれるタイヤ温度のうち、最低のタイヤ温度に基づき基準点Ｋ１〜Ｋｎを設定する。そして、上記実施形態と同様に、この基準点Ｋ１〜Ｋｎに基づき閾値直線Ｌ１〜Ｌｎを設定する。すなわち、本実施形態においては、タイヤに装着される各センサユニットにおいて同一の基準点Ｋ１〜Ｋｎ及び閾値直線Ｌ１〜Ｌｎが設定される。

ここで、例えば太陽光やエンジンの余熱等による外乱によって、タイヤの温度が上昇する場合が考えられる。しかしながら、太陽光が全てのタイヤに均一に照射されることは考えづらく、特定のタイヤは車両ボデーによって日陰に位置する。このため、何れかのタイヤは太陽光の影響を受けない。また、エンジンは車両前側に搭載されることからリアタイヤはエンジンの余熱の影響を受けない。このように、何れかのタイヤは外乱の影響を受けておらずその温度は外気温に近い。各タイヤ温度のうち最低のものを採用することで、上記外乱の影響のない基準点Ｋ１〜Ｋｎ、ひいては閾値直線Ｌ１〜Ｌｎを設定することができる。すなわち、外乱の影響により基準点Ｋ１〜Ｋｎが高温側に、そして閾値直線Ｌ１〜Ｌｎが低圧側に設定されることが防止される。従って、適切な補正低空気圧閾値Ｔｈ２を設定することができる。

以上、説明した実施形態によれば、第１の実施形態の（１）〜（３）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（５）各センサユニット３０から受ける情報信号に含まれるタイヤ温度のうち、最低のタイヤ温度に基づき基準点Ｋ１〜Ｋｎ、ひいては閾値直線Ｌ１〜Ｌｎを設定することができる。従って、適切な補正低空気圧閾値Ｔｈ２を設定することができる。

（６）各センサユニット３０について同一の基準点Ｋ１〜Ｋｎ及び閾値直線Ｌ１〜Ｌｎが設定される。よって、各タイヤが同一の空気圧に調整されている場合に、空気圧が一定割合だけ減少したときに一斉に全タイヤの空気圧低下の警告を行うことができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・第２の実施形態及び第３の実施形態を組み合わせてもよい。この場合、過去の一定時間ｔ０において全タイヤの温度うち最も低い温度に基づき基準点Ｋ１〜Ｋｎが設定される。これにより、第２及び第３の実施形態の効果を同時に奏することができる。

・上記各実施形態においては、閾値直線Ｌ１〜Ｌｎは、基準点Ｋ１〜Ｋｎより低い温度領域において最小低空気圧閾値Ｔｈ１に設定される。しかし、この温度領域においても
基準点Ｋ１〜Ｋｎより高い温度領域と同様に閾値直線Ｌ１〜Ｌｎに従って補正低空気圧閾値Ｔｈ２を設定してもよい。

・上記各実施形態においては、車両の走行の有無に関わらず、一定周期毎にセンサユニット３０から情報信号が送信されていた。しかし、センサユニット３０は、車両の走行時にのみ情報信号を受信機１０に送信してもよい。この場合、例えば、センサユニット３０は、タイヤの回転の有無を加速度として検出する加速度センサを備える。ＣＰＵ３１は、加速度センサの検出結果に基づき、タイヤが回転しているときに限り、送信回路３２等を通じて一定周期毎に情報信号を送信する。

・第１の実施形態においては、車両が一定速度以上となったときに、基準点Ｋ１及び閾値直線Ｌ１を設定していた。しかし、エンジン始動後に最初に車両が一定速度以上となったときのみ基準点Ｋ１及び閾値直線Ｌ１を設定してもよい。これにより、基準点Ｋ１及び閾値直線Ｌ１の設定に係る処理の回数を低減することができる。

・第１の実施形態においては、車速センサ１６を通じて車両が一定速度以上となったとき、車両が走行を開始した旨判断されていた。しかし、車両が走行を開始した旨判断可能であれば、上記に限らず、例えば、シフトレバーがドライブポジションに操作されたときや、同ポジションに操作された状態でブレーキペダルの操作がなくなったときに車両が走行を開始した旨判断されてもよい。

次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（イ）請求項１又は２に記載のタイヤ空気圧監視システムの受信機において、走行開始後に前記情報信号を受信したとき、その情報信号に含まれるタイヤの温度に基づき前記基準点を設定し、その基準点に基づき前記閾値直線を設定するタイヤ空気圧監視システムの受信機。

同構成によれば、走行開始後に受けた情報信号に基づき閾値直線が設定される。従って、走行開始毎にそのときのタイヤの温度に応じた閾値直線、ひいてはそれに基づき第２の閾値を設定することができる。

１…車両、１０…受信機、３０…センサユニット、３３…圧力センサ、３４…温度センサ。

Claims (4)

1. 各タイヤに装着されるセンサユニットからタイヤの空気圧及びタイヤの温度に関する情報を含む情報信号を受信するとともに、その情報信号に含まれるタイヤの空気圧が第１の閾値以下となったとき警告を行うタイヤ空気圧監視システムの受信機において、
   タイヤの温度とタイヤの空気圧との関係において、そのタイヤの空気圧が前記第１の閾値であって、そのタイヤの温度が前記情報信号に含まれるタイヤの温度である基準点を設定し、その基準点を通過するとともに前記情報信号に含まれるタイヤの温度とタイヤの空気圧から導き出されるボイルシャルルの法則に従った傾きを有する閾値直線を設定し、その後に受信した情報信号に含まれるタイヤの温度に応じて前記閾値直線上の第２の閾値を設定し、前記タイヤの空気圧が前記第２の閾値以下となったとき警告を行うタイヤ空気圧監視システムの受信機。
2. 請求項１に記載のタイヤ空気圧監視システムの受信機において、
   前記閾値直線は、前記基準点より低い温度においては前記第１の閾値に設定されるタイヤ空気圧監視システムの受信機。
3. 請求項１又は２に記載のタイヤ空気圧監視システムの受信機において、
   過去の一定時間において受信した前記情報信号に含まれるタイヤの温度における最低値を認識し、その最低値に基づき前記基準点を設定するタイヤ空気圧監視システムの受信機。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のタイヤ空気圧監視システムの受信機において、
   前記各センサユニットから受ける前記情報信号に含まれるタイヤ温度のうち、最低の温度に基づき基準点を設定するタイヤ空気圧監視システムの受信機。

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