(57)【要約】【課題】タイヤの回転に伴う遠心力による計測誤差を抑制することが可能なタイヤ状態監視装置の送信機、タイヤ状態監視装置の受信機を提供すること。【解決手段】受信コントローラ４４の内部メモリ、例えばＲＯＭには、空気圧データを補正するための補正テーブルが記憶されている。また、受信コントローラ４４は、車両の速度を示す信号（車速信号）を、車両に設けられた所定の装置、例えばスピードメータ（図示略）から受け取っている。受信コントローラ４４は、車速信号に基づいて補正テーブルから補正値を得る。そして、得られた補正値と受信した空気圧データとを加減算している。このため、受信コントローラ４４は、補正された空気圧データ、つまり的確な空気圧データを得ることができる。従って、タイヤの回転に伴う遠心力による計測誤差を抑制することができる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のタイヤに設けられ、そのタイヤの状態を計測するための計測手段を有し、その計測手段によって計測されたタイヤの状態を示すデータを無線送信するタイヤ状態監視装置の送信機であって、
タイヤの回転に伴う遠心力の大きさを検出する遠心力検出手段と、
その遠心力検出手段で検出した遠心力の大きさに基づいて計測手段で計測されたタイヤの状態を示すデータを補正する送信補正手段とを備えたタイヤ状態監視装置の送信機。
【請求項２】
車両のタイヤに設けられ、そのタイヤの状態を計測するための計測手段を有し、その計測手段によって計測されたタイヤの状態を示すデータを無線送信するタイヤ状態監視装置の送信機であって、
計測手段における計測面の法線方向と、タイヤの回転に伴って発生する遠心力の方向とが直交するように計測手段を配設したタイヤ状態監視装置の送信機。
【請求項３】
車両に設けられたタイヤの状態を示すデータを無線送信する送信機からのデータを車両に設けた受信アンテナで受信して、受信したデータを処理するタイヤ状態監視装置の受信機であって、
車両の速度を示す信号を受け取るとともに、その車両の速度を示す信号に基づいて受信したタイヤの状態を示すデータを補正する受信補正手段を備えたタイヤ状態監視装置の受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ空気圧等のタイヤ状態を車室内から確認できる無線方式のタイヤ状態監視装置の送信機、タイヤ状態監視装置の受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に装着された複数のタイヤの状態を車室内で確認するために、無線方式のタイヤ状態監視装置が提案されている。そのタイヤ状態監視装置は、各タイヤのホイールに設けられた送信機と、車両の車体に設けられた受信機とを備えている。各送信機は、対応するタイヤの空気圧や温度等の状態を計測して、その計測された状態を示すデータを無線送信する。一方、受信機は、送信機から無線送信されたデータを受信アンテナで受信して、各タイヤの状態を示すデータを、例えば車両の運転席に設けられた表示器に表示する。
【０００３】
送信機は、圧力センサや送信アンテナ等の電子部品から構成され、それらの電子部品は基板に実装されている。電子部品が実装された基板は、ケーシング内に収容されている。ケーシングは、タイヤ内に空気を充填するためのバルブステムを備えている。バルブステムはホイールの取付孔に取り付けられる。このとき、ケーシングは、ホイールのドロップセンタに当接された状態で取り付けられる。従って、タイヤ内の空気圧を計測する圧力センサにおけるダイヤフラムの法線方向は、タイヤの回転に伴って発生する遠心力の方向と同一方向となる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１７４３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、圧力センサにおけるダイヤフラムの法線方向が、タイヤの回転に伴って発生する遠心力の方向と同一方向の場合には、圧力センサで計測される空気圧に誤差が発生する場合がある。すなわち、車両の速度が所定速度未満の場合には、タイヤの回転に伴う遠心力の影響はないが、車両の速度が所定速度以上に達すると、タイヤの回転に伴って発生する遠心力も大きくなる。
【０００５】
そして、図５（ａ），（ｂ）に示すように、所定以上の遠心力が圧力センサ３２のダイヤフラム３２ａに加わると、圧力センサ３２のダイヤフラム３２ａが内側又は外側に撓む。具体的には、図５（ａ）に示すように、基板８０の下面に実装された圧力センサ３２に対して、ダイヤフラム３２ａの外側から内側に向かって遠心力が加わると、ダイヤフラム３２ａが内側に撓む。その結果、図５（ｃ）に示すように、実際の空気圧よりも高く計測される。一方、図５（ｂ）に示すように、基板８０の上面に実装された圧力センサ３２に対して、ダイヤフラム３２ａの内側から外側に向かって遠心力が加わると、ダイヤフラム３２ａが外側に撓む。その結果、図５（ｃ）に示すように、実際の空気圧よりも低く計測される。従って、車両の速度が所定速度以上の場合には、タイヤの回転に伴う遠心力が圧力センサ３２のダイヤフラム３２ａに加わり、計測した空気圧データに僅かながら誤差が発生していた。
【０００６】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、タイヤの回転に伴う遠心力による計測誤差を抑制することが可能なタイヤ状態監視装置の送信機、タイヤ状態監視装置の受信機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明では、車両のタイヤに設けられ、そのタイヤの状態を計測するための計測手段を有し、その計測手段によって計測されたタイヤの状態を示すデータを無線送信するタイヤ状態監視装置の送信機であって、タイヤの回転に伴う遠心力の大きさを検出する遠心力検出手段と、その遠心力検出手段で検出した遠心力の大きさに基づいて計測手段で計測されたタイヤの状態を示すデータを補正する送信補正手段とを備えた。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、車両のタイヤに設けられ、そのタイヤの状態を計測するための計測手段を有し、その計測手段によって計測されたタイヤの状態を示すデータを無線送信するタイヤ状態監視装置の送信機であって、計測手段における計測面の法線方向と、タイヤの回転に伴って発生する遠心力の方向とが直交するように計測手段を配設した。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、車両に設けられたタイヤの状態を示すデータを無線送信する送信機からのデータを車両に設けた受信アンテナで受信して、受信したデータを処理するタイヤ状態監視装置の受信機であって、車両の速度を示す信号を受け取るとともに、その車両の速度を示す信号に基づいて受信したタイヤの状態を示すデータを補正する受信補正手段を備えた。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、タイヤの回転に伴う遠心力による計測誤差を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明に係るタイヤ状態監視装置を自動車等の車両に具体化した一実施形態について図面を用いて説明する。
図１に示すように、タイヤ状態監視装置１は、車両１０の４つのタイヤ２０に設けられた４つの送信機３０と、車両１０の車体１１に設けられた１つの受信機４０とを備えている。
【００１２】
各送信機３０は、それぞれ対応するタイヤ２０の内部、例えばタイヤ２０のホイール２１に固定されている。そして、各送信機３０は、対応するタイヤ２０の状態、すなわち対応するタイヤ２０内の空気圧を計測して、その計測によって得られた空気圧データを含むデータを無線送信する。
【００１３】
受信機４０は、車体１１の所定箇所に設置され、例えば車両１０のバッテリ（図示略）からの電力によって動作する。受信機４０は、１つの受信アンテナ４１を備え、ケーブル４２を介して受信機４０に接続されている。受信機４０は、各送信機３０から送信されたデータを受信アンテナ４１を介して受信する。
【００１４】
表示器５０は、車室内等、車両１０の運転者の視認範囲に配置される。この表示器５０は、ケーブル４３を介して受信機４０に接続されている。
図２に示すように、各送信機３０は、マイクロコンピュータ等よりなる送信コントローラ３１を備えている。送信コントローラ３１は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を備えている。送信コントローラ３１の内部メモリ、例えばＲＯＭには、予め固有のＩＤコードが登録されている。そして、このＩＤコードは、４つのタイヤ２０に設けられた４つの送信機３０を識別するために利用される。
【００１５】
圧力センサ３２は、タイヤ２０内の空気圧を計測して、その計測によって得られた空気圧データを送信コントローラ３１に出力する。温度センサ３３は、タイヤ２０内の温度を計測して、その計測によって得られた温度データを送信コントローラ３１に出力する。
【００１６】
送信コントローラ３１は、入力された空気圧データ及び温度データ並びに自身に登録されているＩＤコードを送信回路３５に出力する。
送信回路３５は、送信コントローラ３１から出力されてきたデータを符号化及び変調した後、そのデータを送信アンテナ３６を介して受信機４０に無線送信する。
【００１７】
送信機３０は、電池３７を備えている。送信機３０は、その電池３７からの電力によって動作する。
送信コントローラ３１は、予め定められた時間間隔（例えば１５秒間隔）毎に、圧力センサ３２及び温度センサ３３に計測動作を行わせる。また、送信コントローラ３１は、圧力センサ３２の計測回数が所定値（例えば４０回）に達する毎に、送信回路３５に定期的な送信動作を行わせる。さらに、送信コントローラ３１は、対応するタイヤ２０内の空気圧の異常或いはタイヤ２０内の温度の異常を認識した場合には、定期的な送信とは関係なく、送信回路３５に送信動作を行わせる。
【００１８】
なお、各送信機３０が他の送信機３０と異なるタイミングで定期送信を実行するように、各送信機３０の送信タイミングが調整されている。従って、各送信機３０のうちの２つ以上が同時に送信を行うことはない。
【００１９】
図３に示すように、受信機４０は、受信アンテナ４１を介して受信されたデータを処理するための受信コントローラ４４及び受信回路４５を備えている。マイクロコンピュータ等よりなる受信コントローラ４４は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えている。受信コントローラ４４の内部メモリ、例えばＲＯＭには、予め車両１０におけるタイヤ２０の位置を特定するための位置情報が登録されている。そして、この位置情報は、車両１０におけるタイヤ２０の位置を特定するために利用される。加えて、受信コントローラ４４の内部メモリ、例えばＲＯＭには、空気圧データを補正するための補正テーブルが記憶されている。ここで、補正テーブルは、車両１０の速度と、その速度に対応する補正値とから構成されている。
【００２０】
また、受信コントローラ４４は、車両１０の速度を示す信号（車速信号）を、車両１０に設けられた所定の装置、例えばスピードメータ（図示略）から受け取っている。
受信回路４５は、各送信機３０からのデータを受信アンテナ４１を介して受信する。また、受信回路４５は、受信したデータを復調及び復号した後、受信コントローラ４４に送出する。
【００２１】
受信コントローラ４４は、受信したデータに含まれている空気圧データを補正する。具体的には、車速信号に基づいて補正テーブルから補正値を得る。そして、得られた補正値と受信した空気圧データとを加減算する。すなわち、図５（ａ）に示すように、基板８０の下面に実装された圧力センサ３２に対して、ダイヤフラム３２ａの外側から内側に向かって遠心力が加わる場合には、実際の空気圧よりも高く計測されるため、受信した空気圧データから得られた補正値を減算する。一方、図５（ｂ）に示すように、基板８０の上面に実装された圧力センサ３２に対して、ダイヤフラム３２ａの内側から外側に向かって遠心力が加わる場合には、実際の空気圧よりも低く計測されるため、受信した空気圧データに得られた補正値を加算する。このため、受信コントローラ４４は、補正された空気圧データ、つまり的確な空気圧データを得る。その結果、受信コントローラ４４は、発信元の送信機３０に対応するタイヤ２０の空気圧及び温度を把握する。
【００２２】
また、受信コントローラ４４は、空気圧及び温度に関するデータを表示器５０に表示させる。特に、タイヤ２０の空気圧が異常である場合には、その旨を表示器５０に警告表示する。また、このとき受信したデータに基づき、発信元の送信機３０が設けられたタイヤ２０を特定して、その旨も表示器５０に表示する。なお、受信機４０は、例えば車両１０のキースイッチ（図示略）のオンに伴って起動する。
【００２３】
ところで、圧力センサ３２でタイヤ２０の空気圧を計測する構成であるため、圧力センサ３２のダイヤフラム３２ａ以外にも、空気圧の計測に誤差を発生させている要因が考えられる。すなわち、車両１０の速度が所定速度以上の場合には、タイヤ２０の回転に伴う遠心力によってタイヤ２０が外側に伸びる。その結果、タイヤ２０内の空気圧が低下する。一方、車両１０が走行すれば、タイヤ２０と路面との間に摩擦が発生する。この摩擦は、タイヤ２０内の温度を上昇させる。その結果、タイヤ２０内の空気圧が上昇する。
【００２４】
しかし、１５インチのホイール２１にタイヤ２０を装着した車両１０の実験によれば、タイヤ２０の伸びによる空気圧の低下と、タイヤ２０の温度上昇による空気圧の上昇とは、ほぼ同じであることが確認されている。従って、圧力センサ３２におけるダイヤフラム３２ａの法線方向と、タイヤ２０の回転に伴う遠心力の方向とが同一方向である構成では、タイヤ２０の回転に伴う遠心力が、空気圧の計測に誤差を発生させている主原因であると言うことができる。
【００２５】
以上、本実施形態によれば、次のような作用、効果を得ることができる。
（１）受信コントローラ４４の内部メモリ、例えばＲＯＭには、空気圧データを補正するための補正テーブルが記憶されている。また、受信コントローラ４４は、車両１０の速度を示す信号（車速信号）を、車両１０に設けられた所定の装置、例えばスピードメータ（図示略）から受け取っている。受信コントローラ４４は、車速信号に基づいて補正テーブルから補正値を得る。そして、得られた補正値と受信した空気圧データとを加減算している。このため、受信コントローラ４４は、補正された空気圧データ、つまり的確な空気圧データを得ることができる。従って、車両１０の速度が所定速度以上の場合であって、タイヤ２０の回転に伴う遠心力が圧力センサ３２のダイヤフラム３２ａに加わる場合であっても、的確な空気圧データを得ることができる。よって、タイヤ２０の回転に伴う遠心力による計測誤差を抑制することができる。
【００２６】
（２）各送信機３０が他の送信機３０と異なるタイミングで定期送信を実行するように、各送信機３０の送信タイミングが調整されている。このため、各送信機３０のうちの２つ以上が同時に送信を行うことはない。その結果、受信コントローラ４４は、受信した空気圧データを順次補正することができる。従って、受信コントローラ４４で空気圧データを補正する構成にしても、受信コントローラ４４に負荷がかかることはない。
【００２７】
なお、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・図２において２点鎖線で示すように、加速度センサ３４を送信機３０に設けるとともに、送信コントローラ３１の内部メモリ、例えばＲＯＭには、空気圧データを補正するための補正テーブルを記憶させる構成にしても良い。具体的には、加速度センサ３４は、タイヤ２０の回転に伴う遠心力のデータ（遠心力データ）を送信コントローラ３１に出力する。送信コントローラ３１は、加速度センサ３４からの遠心力データに基づいて、空気圧データを無線送信する前に補正する。このように構成すれば、送信機３０で空気圧データが補正されるため、補正後の空気圧データが受信機４０に無線送信される。従って、受信機４０は、受信したデータを素早く表示器５０に表示することができる。
【００２８】
・前述した加速度センサ３４を送信機３０に設けるとともに、送信コントローラ３１の内部メモリ、例えばＲＯＭには、空気圧データを補正するための補正テーブルを記憶させる構成に、前記実施形態を適用しても良い。このように構成すれば、より一層的確な空気圧データを得ることができる。
【００２９】
・図４に示すように、圧力センサ３２におけるダイヤフラム３２ａの法線方向が、タイヤ２０の回転に伴う遠心力の方向と直交するように圧力センサ３２を配設する構成にしても良い。具体的には、タイヤ２０内に空気を充填するためのバルブステム６０には、送信機３０を収容するケーシング７０が配設されている。圧力センサ３２を含む電子部品を基板８０に実装する。そして、ケーシング７０内において、圧力センサ３２におけるダイヤフラム３２ａの法線方向が、タイヤ２０の回転に伴う遠心力の方向と直交するように基板８０を配置する。このとき、圧力センサ３２を含む電子部品を実装した基板８０の裏面に電池３７を配置すれば、送信機３０を構成する電子部品の省スペース化が図られるため、ケーシング７０の小型化に寄与することができる。このように構成すれば、タイヤ２０の回転に伴う遠心力によって、ダイヤフラム３２ａが内側又は外側に撓むことが抑制される。その結果、圧力センサ３２で計測される空気圧データに誤差が含まれるのが抑制される。従って、タイヤ２０の回転に伴う遠心力による計測誤差を抑制することができる。なお、車両１０の急発進時や急停止時には、圧力センサ３２のダイヤフラム３２ａが外側又は内側に撓む可能性もある。このため、車両１０の急発進時や急停止時に空気圧が計測されると、圧力センサ３２のダイヤフラム３２ａは、車両１０の急発進や急停止による遠心力の影響を受けることになる。そこで、万一、車両１０の急発進時や急停止時に空気圧を計測した場合には、その計測した空気圧データを無効にする方法等が考えられる。
【００３０】
・前述した圧力センサ３２におけるダイヤフラム３２ａの法線方向が、タイヤ２０の回転に伴う遠心力の方向と直交するように圧力センサ３２を配設する構成に、前記実施形態を適用しても良い。このように構成すれば、より一層的確な空気圧データを得ることができる。
【００３１】
・図５（ｃ）に示すグラフから空気圧データを補正するための補正式を導き出して、その補正式を送信コントローラ３１又は受信コントローラ４４の内部メモリ、例えばＲＯＭに記憶させる。そして、その補正式に基づいて、空気圧データを送信機３０又は受信機４０で補正する構成にしても良い。
【００３２】
・ホイール２１のサイズに応じて、ホイール２１の中心から送信機３０が取り付けられる位置までの距離が変更されるため、圧力センサ３２のダイヤフラム３２ａに加わる遠心力の大きさも異なる。従って、車両１０の装着しているホイール２１のサイズに応じて、補正テーブルの値や補正式の係数を変更することが好ましい。なお、数インチ程度の変更（例えば１５インチのホイール２１から１７インチのホイール２１に変更した場合）であれば、許容範囲内であることが実験により確認されている。
【００３３】
・車両としては、４輪の車両に限らず、多輪のバスや被牽引車、またはタイヤ２０を装備する産業車両（例えばフォークリフト）等に、前記実施形態を適用しても良い。なお、被牽引車に前記実施形態を適用する場合には、受信機４０や表示器５０を牽引車に設置することは言うまでもない。
【００３４】
さらに、上記実施形態より把握される技術的思想について、以下にそれらの効果と共に記載する。
〔１〕請求項１または請求項２に記載のタイヤ状態監視装置の送信機と、その送信機から無線送信されてきたデータを受信して処理する受信機とを備えたタイヤ状態監視装置。このように構成すれば、タイヤの回転に伴う遠心力による計測誤差を抑制することができる。
【００３５】
〔２〕車両のタイヤに設けられ、そのタイヤの状態を計測するための計測手段を有し、その計測手段によって計測されたタイヤの状態を示すデータを無線送信するタイヤ状態監視装置の送信機と、請求項３に記載のタイヤ状態監視装置の受信機とを備えたタイヤ状態監視装置。このように構成すれば、タイヤの回転に伴う遠心力による計測誤差を抑制することができる。
【００３６】
〔３〕請求項２に記載のタイヤ状態監視装置の送信機と、請求項３に記載のタイヤ状態監視装置の受信機とを備えたタイヤ状態監視装置。このように構成すれば、タイヤの回転に伴う遠心力による計測誤差を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】タイヤ状態監視装置を示すブロック構成図。
【図２】送信機を示すブロック構成図。
【図３】受信機を示すブロック構成図。
【図４】送信機をホイールに取り付けた状態を示す断面図。
【図５】（ａ）基板の下面に実装された圧力センサのダイヤフラムと遠心力との関係を示す模式図。（ｂ）基板の上面に実装された圧力センサのダイヤフラムと遠心力との関係を示す模式図。（ｃ）車両の速度と圧力センサが計測した空気圧との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３８】
１…タイヤ状態監視装置、１０…車両、２０…タイヤ、３０…送信機、３１…送信補正手段としての送信コントローラ、３２…計測手段としての圧力センサ、３２ａ…計測面としてのダイヤフラム、３３…計測手段としての温度センサ、３４…遠心力検出手段としての加速度センサ、４０…受信機、４１…受信アンテナ 、４４…受信補正手段としての受信コントローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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