JP5650574B2 - 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

上記特許文献１に記載の構成においては、ユーザによる初期化スイッチの操作により閾値が設定される。ここで、タイヤの空気圧は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）。従って、季節の変化に伴う外気温の変化に応じてタイヤの空気圧は変動する。例えば、外気温が高い時期に初期化スイッチの操作を通じて閾値が設定されたとする。その後、外気温が低くなると、たとえタイヤ空気圧の漏れが全くなくても、上記法則に従ってタイヤの空気圧が低下する。この場合にはタイヤの空気圧が一定割合減少する前に空気圧が閾値以下となって空気圧低下の警告が行われるおそれがある。

また、逆に外気温が上昇した場合には、タイヤの空気圧が一定割合を超えて減少しても空気圧低下の警告が行われないおそれがある。上記のような問題は、ユーザが一定周期毎に初期化スイッチを操作することで解決するものの、ユーザに定期的にそのような操作を強いるのは好ましくない。

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、自動で初期化が行われ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、車両の走行に応じてタイヤの空気圧が最大値となったとき、前記第１の閾値を初期値から更新するとともに、タイヤの空気圧が一定時間内に一定値以上変動したとき、タイヤの空気圧調整が実行されたとして、前記第１の閾値を前記初期値とし、前記第１の閾値に加えて、前記初期値と同一値の第２の閾値が固定値として設定され、空気圧が急減圧した場合に、その空気圧が前記第１の閾値以下となったとき警告を行い、前記急減圧したとき以外においてタイヤ空気圧が前記第２の閾値以下となったときにも警告を行い、前記第１の閾値は、タイヤがパンクした旨を警告するための閾値であり、前記第２の閾値は、タイヤのパンクではなく、タイヤから自然に空気が漏れた旨を警告するための閾値であることをその要旨としている。

同構成によれば、第１の閾値は車両の走行に伴って初期値から自動で更新されていく。そして、タイヤの空気圧の調整が実行されると、第１の閾値は初期化されることで初期値となる。これにより、空気圧の調整が行われる毎に初期化が行われることになって、車両の走行に伴って変化する圧力に応じた第１の閾値を自動で設定することができる。
しかも、２つの閾値が必要に応じて使い分けられる。例えばタイヤがパンクした場合において、タイヤの空気圧が急減圧することで第１の閾値以下となったとき警告が行われる。従って、タイヤのパンクに係る警告を迅速に行うことができる。
また、第２の閾値は固定値である。従って、従来のように空気圧を適正値に調整した後に初期化スイッチの操作を通じて第２の閾値を設定する必要がない。よって、利便性が向上する。また、第２の閾値は、ユーザによって調整された空気圧に依存することがないため、ユーザが適切でない空気圧に調整することで第２の閾値が低く又は高く設定されることが防止される。これにより、タイヤの空気圧が自然に漏れた場合に、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、前記情報信号に含まれるタイヤの空気圧が、最後に前記第１の閾値が前記初期値とされたときから現在までの期間における最大値であるときに、その最大値に対して一定割合だけ減少させた値に前記第１の閾値を更新することをその要旨としている。

同構成によれば、タイヤの空気圧が最大値となったときに、その空気圧に対して一定割合だけ減少させた値に第１の閾値が更新される。これにより、車両の走行により空気圧が上昇した場合であっても、タイヤの空気圧が一定割合だけ減少（急減圧）したときに確実に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、自動で初期化を行うことができる。

タイヤ空気圧監視システムの構成図。 空気圧の変動を示すグラフ。 図２の範囲Ａの拡大図。 車両のＣＰＵにおける（ａ）は急減圧検出閾値の更新に係る処理手順、（ｂ）は急減圧検出閾値の初期化に係る処理手順を示すフローチャート。

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一実施形態について図１〜図４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、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。そして、ＣＰＵ３１は、一定周期毎にタイヤの空気圧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を介して無線信号として送信する。

ＣＰＵ３１は、圧力センサ３３からの検出結果に基づき、一定時間に一定圧力以上の減少があったとき、上記情報信号に急減圧ビットを付加して、この情報信号を送信回路３２及び送信アンテナ３２ａを介して無線送信する。この一定時間及び一定圧力は、タイヤのパンク時における空気圧減少の態様に基づき決定される。

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が電気的に接続されている。

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、タイヤの空気圧を認識する。

メモリ１３には、タイヤの空気圧低下の警告に係る閾値と、初期化後のタイヤ空気圧の最大値とが記憶されている。本例では、図２に示すように、閾値として急減圧検出閾値Ｔｈ１と、低空気圧検出閾値Ｔｈ２とが設定されている。低空気圧検出閾値Ｔｈ２は、固定値としてメーカの推奨空気圧を基準に設定されている。例えば、低空気圧検出閾値Ｔｈ２は、メーカの推奨空気圧を一定割合（２０％）だけ減少させた値に設定される。この低空気圧検出閾値Ｔｈ２は、パンクではなく、タイヤから自然に空気が漏れたときの低空気圧警報に利用される。ＣＰＵ１１は、タイヤの空気圧がメモリ１３に記憶される低空気圧検出閾値Ｔｈ２以下となったとき、インジケータ１５を通じて空気圧が低下した旨をユーザに警告する。

また、急減圧検出閾値Ｔｈ１は、その初期値が低空気圧検出閾値Ｔｈ２と同一値で設定される。そして、タイヤ空気圧の上昇に伴って急減圧検出閾値Ｔｈ１は更新される。
詳しくは、ボイルシャルルの法則により、タイヤの空気圧はタイヤの温度に応じて上昇する。このため、車両の走行時にタイヤの空気圧は、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。従って、車両が走行を開始すると徐徐にタイヤの空気圧が上昇し、停車した後にはこの上昇分の空気圧が減少していく。

ＣＰＵ１１は、情報信号を受けると、同信号に含まれるタイヤ空気圧がメモリ１３に記憶されるタイヤ空気圧の最大値を超えるか否かを判断する。上記のような状況から、車両の走行中にタイヤの空気圧が最大値を越えると考えられる。ＣＰＵ１１は、情報信号に含まれるタイヤ空気圧が最大値を超える旨判断したとき、その空気圧に対して一定割合（例えば２０％）だけ減少させた値に急減圧検出閾値Ｔｈ１を更新する。このとき、ＣＰＵ１１は、メモリ１３に記憶される最大値を今回受信した情報信号に含まれるタイヤの空気圧に更新する。

従って、図２の三角印で示すように、車両の走行に応じてタイヤの空気圧が最大値となったとき急減圧検出閾値Ｔｈ１が更新される。この急減圧検出閾値Ｔｈ１は、タイヤがパンクしたときの警報に利用される。

ＣＰＵ１１は、情報信号に急減圧ビットが含まれている旨認識するとともに、同信号に含まれるタイヤの空気圧が急減圧検出閾値Ｔｈ１以下であるとき、インジケータ１５を通じてタイヤがパンクした旨を警告する。一方、ＣＰＵ１１は、情報信号に含まれるタイヤの空気圧が急減圧検出閾値Ｔｈ１以下であっても、同信号に急減圧ビットが含まれていなければ低空気圧検出閾値Ｔｈ２以下とならない限り警告を行わない。なお、本例では、急減圧検出閾値Ｔｈ１はタイヤ毎に設定される。

ここで、上記「発明が解決しようとする課題」において説明したように、例えば外気温の変化により閾値が適切な値とならなくなるおそれがある。そこで、急減圧検出閾値Ｔｈ１は空気圧調整が実行される毎に自動で初期化される。

詳しくは、図３に示すように、ＣＰＵ１１は、一定時間Ｔ１内における空気圧の変化ΔＰが一定圧力Ｐ１以上となったとき、空気圧調整が実行されたとして急減圧検出閾値Ｔｈ１を低空気圧検出閾値Ｔｈ２と同一値である初期値とする。そして、メモリ１３に記憶される空気圧の最大値はリセットされる。これにて、初期化の処理が終了する。

ここで、空気圧調整は１〜２ヶ月毎に行われると予想されるため、少なくとも季節（正確にはその外気温）に応じた急減圧検出閾値Ｔｈ１を設定することができる。これにより、急減圧の警告に係る精度を向上させることができる。また、空気圧調整時に自動で急減圧検出閾値Ｔｈ１が初期化されるため、初期化スイッチの操作が不要となって、利便性が向上する。

さらに、低空気圧検出閾値Ｔｈ２はユーザによって調整された空気圧に依存しない固定値とされる。従って、低空気圧検出閾値Ｔｈ２が適正範囲外に設定されることが防止されて、タイヤの空気圧が一定水準以下となったとき確実に警告を行うことができる。

なお、第１の閾値は急減圧検出閾値Ｔｈ１に相当し、第２の閾値は低空気圧検出閾値Ｔｈ２に相当する。
以下、急減圧検出閾値Ｔｈ１の更新時におけるＣＰＵ１１の処理手順について図４（ａ）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、所定の制御周期で繰り返し実行される。

まず、情報信号が受信されて（Ｓ１０１）、同信号に含まれるタイヤの空気圧が認識される（Ｓ１０２）。そして、その空気圧がメモリ１３に記憶されるタイヤ空気圧の最大値を超えるか否かが判断される（Ｓ１０３）。最大値を超えない旨判断されたとき（Ｓ１０３でＮＯ）、処理が終了される。すなわち、タイヤの空気圧が最大値を超えない限り、急減圧検出閾値Ｔｈ１が更新されることはない。

一方、タイヤの空気圧が最大値を超える旨判断されたとき（Ｓ１０３でＹＥＳ）、その空気圧に基づき急減圧検出閾値Ｔｈ１が更新される（Ｓ１０４）。また、メモリ１３に記憶される最大値が今回受信した情報信号の空気圧の値に更新される（Ｓ１０５）。以上で処理が終了される。

次に、ＣＰＵ１１における急減圧検出閾値Ｔｈ１の初期化処理の手順について図４（ｂ）を参照しつつ説明する。当該フローチャートは、所定の制御周期で繰り返し実行される。

まず、空気圧調整が実行されたか否かが判断される（Ｓ２０１）。空気圧調整が実行されない旨判断されたとき（Ｓ２０１でＮＯ）、処理が終了される。すなわち、所定の制御周期毎に空気圧調整の有無が監視される。空気圧調整が実行された旨判断されたとき（Ｓ２０１でＹＥＳ）、メモリ１３に記憶される急減圧検出閾値Ｔｈ１が初期値とされ、タイヤ空気圧の最大値がリセットされる（Ｓ２０２）。以上で処理が終了される。

以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）急減圧検出閾値Ｔｈ１は空気圧の上昇に伴って初期値から自動で更新されていく。そして、タイヤの空気圧の調整が実行されると、急減圧検出閾値Ｔｈ１は低空気圧検出閾値Ｔｈ２と同一の初期値とされることで初期化される。これにより、タイヤの空気圧の調整毎に初期化が行われることになって、外気温に伴って変化する圧力に応じた急減圧検出閾値Ｔｈ１を自動で設定することができる。

（２）２つの閾値が必要に応じて使い分けられる。例えばタイヤがパンクした場合においてタイヤの空気圧が急減圧することで急減圧検出閾値Ｔｈ１以下となったとき警告が行われる。従って、タイヤのパンクに係る警告を迅速に行うことができる。

また、低空気圧検出閾値Ｔｈ２は固定値である。従って、従来のように空気圧を適正値に調整した後に初期化スイッチの操作を通じて低空気圧検出閾値Ｔｈ２を設定する必要がない。よって、利便性が向上する。さらに、初期化スイッチを省略できるため、ＴＰＭＳをより簡易に構成することができる。

また、低空気圧検出閾値Ｔｈ２は、ユーザによって調整された空気圧に依存することがないため、低空気圧検出閾値Ｔｈ２が適正範囲外に設定されることが防止される。これにより、タイヤの空気圧が自然に漏れた場合に、適切なタイミングで警告を行うことができる。

（３）タイヤの空気圧がメモリ１３に記憶される最大値を超えたときに、その空気圧に対して一定割合だけ減少させた値に急減圧検出閾値Ｔｈ１が更新される。これにより、タイヤの温度上昇により空気圧が上昇した場合であっても、タイヤの空気圧が一定割合だけ減少したときに確実に警告を行うことができる。

特に、欧州法規においては、車両を２０分間走行させることでタイヤの空気圧を上昇させた後にその空気圧を２０％減少させたときに警告が行われることが要求されている。上記構成によれば、この欧州法規に適したシステムを構築することができる。

（４）上記のように空気圧調整後の空気圧に関わらず、急減圧検出閾値Ｔｈ１は初期値とされる。よって、空気圧調整の完了を待たずに初期化処理を実行することができる。
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。

・上記実施形態における低空気圧検出閾値Ｔｈ２を省略してもよい。この場合であっても、急減圧検出閾値Ｔｈ１を通じて急減圧したときには警告が行われる。
・上記実施形態においては、情報信号に含まれるタイヤ空気圧がメモリ１３に記憶される最大値を超えたとき急減圧検出閾値Ｔｈ１が更新されていた。しかし、急減圧検出閾値Ｔｈ１の更新タイミングはこれに限らず、例えば過去一定期間の平均空気圧が最大となったときに更新されてもよい。

・上記実施形態においては、一定時間Ｔ１内における空気圧の変化ΔＰが一定圧力Ｐ１以上となったとき、空気圧調整が実行されたと判断されていた。しかし、一定時間Ｔ１内における空気圧の変化ΔＰが一定圧力Ｐ１以上となった後に空気圧の変化ΔＰがゼロに近似したとき、空気圧調整が完了したとして、急減圧検出閾値Ｔｈ１を初期値としてもよい。これにより、空気圧調整が実行されたか否かの判断がより正確となる。

・上記実施形態においては、情報信号に急減圧ビットが付加されている旨認識された場合、その信号に含まれるタイヤの空気圧が急減圧検出閾値Ｔｈ１以下であるとき、急減圧が生じているとして警告が行われる。しかし、車両１のＣＰＵ１１は、急減圧ビットに頼ることなく、情報信号に含まれるタイヤの空気圧に基づき急減圧が生じたか否かを判断してもよい。この場合、ＣＰＵ１１は、連続的に受信した情報信号に含まれるタイヤ空気圧に基づき一定時間に一定圧力以上の減少があったとき急減圧が生じた旨判断する。これにより、センサユニット３０が急減圧ビットを付加した情報信号を送信しない構成であっても、上記実施形態を適用することができる。

・上記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。さらに、センサユニット３０は、車両から送信される要求信号に応じて情報信号を送信してもよい。

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）タイヤ空気圧監視システムの受信機において、前記初期値はメーカ推奨圧を基準に設定されること。

同構成によれば、初期値がメーカ推奨圧を基準に設定されることで、第１の閾値の初期値を適切な値とすることができる。
（ロ）タイヤ空気圧監視システムの受信機において、前記第２の閾値はメーカ推奨圧を基準に設定されること。

１…車両、１０…受信機、３０…センサユニット、３３…圧力センサ。

Claims (2)

1. 各タイヤに装着されるセンサユニットから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、
   車両の走行に応じてタイヤの空気圧が最大値となったとき、前記第１の閾値を初期値から更新するとともに、タイヤの空気圧が一定時間内に一定値以上変動したとき、タイヤの空気圧調整が実行されたとして、前記第１の閾値を前記初期値とし、
   前記第１の閾値に加えて、前記初期値と同一値の第２の閾値が固定値として設定され、
   空気圧が急減圧した場合に、その空気圧が前記第１の閾値以下となったとき警告を行い、
   前記急減圧したとき以外においてタイヤ空気圧が前記第２の閾値以下となったときにも警告を行い、
   前記第１の閾値は、タイヤがパンクした旨を警告するための閾値であり、
   前記第２の閾値は、タイヤのパンクではなく、タイヤから自然に空気が漏れた旨を警告するための閾値である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、
   前記情報信号に含まれるタイヤの空気圧が、最後に前記第１の閾値が前記初期値とされたときから現在までの期間における最大値であるときに、その最大値に対して一定割合だけ減少させた値に前記第１の閾値を更新するタイヤ空気圧監視システムの受信機。

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