JP5676347B2 - 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受信機に送信する。受信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、受信機は初期化モードに移行する。受信機は、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もある。

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に基づき空気圧低下に係る警告を行うタイヤ空気圧監視システムの受信機であって、タイヤの温度とタイヤの空気圧との関係において、前記情報信号に含まれるタイヤの空気圧から一定割合だけ減少させた値と、同信号に含まれるタイヤの温度との交点に基準点を設定し、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閾値を設定し、前記タイヤの空気圧が前記閾値以下となったとき空気圧低下に係る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、前記基準点及び前記閾値直線の設定を前記各タイヤに装着される前記センサユニット毎に実施するとともに、走行開始後に車両が一定速度以上となった状態で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及び空気圧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ことをその要旨としている。

同構成によれば、センサユニット毎の情報信号の受信時に、その信号に含まれるタイヤの温度及び空気圧に基づき基準点が設定される。具体的には、情報信号に含まれるタイヤの空気圧から一定割合だけ減少させた値と、同信号に含まれるタイヤの温度との交点に基準点が設定される。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。そして、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、閾値直線上に閾値が設定される。従って、タイヤに温度変化があった場合でも、タイヤの空気圧が一定割合以上減少した場合には警告を行うことができる。
ここで、走行開始後に車両が一定速度以上となった状態で受けた情報信号に基づき閾値直線が設定される。従って、走行開始毎に車両が一定速度以上となったときのタイヤの空気圧及び温度に応じた閾値直線が設定される。よって、外気温の変化に応じた閾値直線、ひいては閾値を設定することができる。

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、特定の下限値との交点より低い温度領域においては、前記下限値と同一値とされることをその要旨としている。

同構成によれば、閾値直線において下限値が設定される。従って、情報信号に含まれるタイヤの温度が低い場合であっても、閾値が過剰に低く設定されることが抑制される。よって、タイヤの空気圧が特定の下限値以下となった場合には、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、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構成図。 基準点及び基準直線を示した空気圧及び温度のグラフ。 複数の基準点及びそれらに基づき決まる基準直線を示した空気圧及び温度のグラフ。 基準点及び閾値直線の設定にかかる車両のＣＰＵの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、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、メーカの推奨圧を一定割合（例えば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後に、最初に受信した情報信号Ｓ１に含まれるタイヤの空気圧Ｐ１を一定割合（例えば２０％）だけ減少させた値と、同じく情報信号Ｓ１に含まれるタイヤの温度Ｔ１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、最小低空気圧閾値Ｔｈ１と交わる交点Ａ１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に含まれるタイヤの温度Ｔ２及び空気圧Ｐ２は、走行開始時における温度Ｔ１及び空気圧Ｐ１より高い。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に含まれるタイヤの温度が温度Ｔ２のとき、閾値直線Ｌ１上の温度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を通過する閾値直線Ｌ１〜Ｌｎとが設定される。また、閾値直線Ｌ１〜Ｌｎは、最小低空気圧閾値Ｔｈ１との交点Ａ１〜Ａｎより低い温度領域においては最小低空気圧閾値Ｔｈ１とされている。

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、補正低空気圧閾値Ｔｈ２の設定が自動で行われるため利便性が高い。さらに、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。

また、閾値直線Ｌ１〜Ｌｎの下限値は最小低空気圧閾値Ｔｈ１に設定されている。従って、情報信号に含まれるタイヤの温度が交点Ａ１〜Ａｎより低い場合であっても、閾値が過剰に低く設定されることが抑制される。よって、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。

以下、基準点Ｋ１〜Ｋｎ及び閾値直線Ｌ１〜Ｌｎの設定に係るＣＰＵ１１の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空気圧及び温度に基づき基準点Ｋ１〜Ｋｎが設定される（Ｓ１０２）。つぎに、その基準点Ｋ１〜Ｋｎと、メモリ１３に記憶される最小低空気圧閾値Ｔｈ１とに基づき閾値直線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。次に情報信号を受信したとき、設定された閾値直線Ｌ１〜Ｌｎに基づき、その信号に含まれるタイヤの温度に応じて補正低空気圧閾値Ｔｈ２が設定される。

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及び空気圧に基づき基準点Ｋ１〜Ｋｎが設定される。具体的には、情報信号に含まれるタイヤの空気圧から一定割合（２０％）だけ減少させた値と、同信号に含まれるタイヤの温度との交点に基準点Ｋ１〜Ｋｎが設定される。そして、この基準点Ｋ１〜Ｋｎ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Ｌ１〜Ｌｎ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に応じて、閾値直線Ｌ１〜Ｌｎ上に補正低空気圧閾値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、タイヤの空気圧が一定割合以上減少した場合には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。

（２）閾値直線Ｌ１〜Ｌｎにおいて最小低空気圧閾値Ｔｈ１が設定される。従って、情報信号に含まれるタイヤの温度が交点Ａ１〜Ａｎより低い場合であっても、閾値が過剰に低く設定されることが抑制される。よって、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には、確実に警告を行うことができる。

（３）走行開始後に受けた情報信号に基づき閾値直線Ｌ１〜Ｌｎ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Ｌ１〜Ｌｎ、ひいてはそれに基づく補正低空気圧閾値Ｔｈ２を設定することができる。

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。
・上記実施形態においては、閾値直線Ｌ１〜Ｌｎは、交点Ａ１〜Ａｎ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交点Ａ１〜Ａｎより高い温度領域と同様に閾値直線Ｌ１〜Ｌｎ（ボイルシャルルの法則）に従って補正低空気圧閾値Ｔｈ２を設定してもよい。

・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。
・上記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。また、一定時間の経過毎に基準点Ｋ１及び閾値直線Ｌ１を設定してもよい。この場合には、車速センサ１６を通じた走行開始の有無を判断する必要がない。

・上記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。

・上記実施形態においては、最小低空気圧閾値Ｔｈ１は、メーカの推奨圧を一定割合減少させた値に設定されていた。しかし、最小低空気圧閾値Ｔｈ１は、タイヤの空気圧が低下したと認識される値であれば、メーカの推奨圧を基準に設定しなくてもよい。

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、前記一定割合は２０％であること。

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。

（ロ）タイヤ空気圧監視システムの受信機において、車両の速度を検出する車速センサを備え、前記車速センサを通じて車両の速度が一定速度以上となったとき走行を開始した旨判断すること。

同構成によれば、車両の速度が一定速度以上となったとき走行を開始した旨判断される。よって、走行開始の判断が容易となる。

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 (2)

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に基づき空気圧低下に係る警告を行うタイヤ空気圧監視システムの受信機であって、
   タイヤの温度とタイヤの空気圧との関係において、前記情報信号に含まれるタイヤの空気圧から一定割合だけ減少させた値と、同信号に含まれるタイヤの温度との交点に基準点を設定し、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閾値を設定し、前記タイヤの空気圧が前記閾値以下となったとき空気圧低下に係る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、
   前記基準点及び前記閾値直線の設定を前記各タイヤに装着される前記センサユニット毎に実施するとともに、
   走行開始後に車両が一定速度以上となった状態で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及び空気圧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
   ことを特徴とす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、
   前記閾値直線は、特定の下限値との交点より低い温度領域においては、前記下限値と同一値とされるタイヤ空気圧監視システムの受信機。

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