JP5481020B2 - タイヤ空気圧監視方法 - Google Patents

Description

本発明は一般的にはタイヤの監視・警告方法に関し、より詳細にはタイヤキャビティ空気圧に対応したタイヤ空気圧監視方法に関する。

タイヤの空気圧を正しく維持するとハンドリング性能が改善され、燃費効率が向上し、また車のタイヤの耐用年数が伸びることは十分証明されている。さらにタイヤの空気圧を正しく維持することは車の安全運転にとって重要な考慮事項である。このことは反駁を許さないほど重要であるにもかかわらず、一般のドライバの多くはタイヤ空気圧の監視や保守を十分頻繁に行なっているとは言えないであろう。またたとえ保守を十分に行なったタイヤであっても、破損が継続した後に車を運転していると空気圧が低下し、ドライバにとって潜在的に危険な状況となることがある。さらに「エキステンデッド・モビリテイ・タイヤ」（ＥＭＴ）が登場して、ますます市場に広がるようになると、車のドライバにとって空気圧の低下や空気漏れを検出して、適切な処置を取ることが困難となることがある。その結果、製造者の推奨限度より低い空気圧でタイヤを長期間使用することにもなる。
複数のタイヤ空気圧監視システムが開発されてはいるが、その使用は限られたものである。一般的にこうしたシステムは、内部の空気圧と温度をリアルタイムに監視するセンサーをタイヤに搭載している。その情報は無線周波数（ＲＦ）を用いて無線でドライバに送信され、車の運転室に表示されるようになっている。この遠隔検出モジュールは、たとえば空気圧センサーおよび／または温度センサーのようなタイヤ状態モニター、信号処理装置、およびＲＦ送信器によって構成されている。こうしたシステムはバッテリー給電式となっているか、さもなければ検出モジュールが「受動的」になっている。すなわち電子制御ユニット（「ＥＣＵ」）に接続された遠隔送信器との電磁結合を通じて検出モジュールに給電している。このＥＣＵはタイヤ空気圧監視専用となっているか、あるいは車の他の機能と共有されている。たとえばＥＣＵはダッシュボード・コントローラやその他のオンボード・コンピュータとなる場合がある。こうしたタイヤ監視システムの事例については、本出願の譲受人が所有する米国特許第６，８６８，３５８号および第６，５９１，６７１号に詳述されている。なおこれらの特許についてはその全てをここに取り込んでいる。
タイヤ監視システムの目的は、１本またはそれ以上のタイヤに空気圧異常が発生した場合、ドライバにそのことを警告することにある。一般的にはタイヤの空気圧と温度が報告されるパラメータとなっている。その情報を役立てるためには、情報を迅速に伝達すると共に、情報には信頼性がなくてはならない。さらに、タイヤの空気圧情報を表示するだけでは、ユーザーが状況を改善する上で役立たない。したがって、タイヤ空気圧の異常を表示するのみならず、ユーザーがこうした異常を十分に解消するのを支援するようなタイヤ監視システムが必要となる。

本発明は、不適切なタイヤ空気圧について警告するのみならず、ユーザーにとって適切なタイヤ空気圧が得やすくなる、単純にしてかつ統合化したタイヤ空気圧監視システムを提供する。
本発明は、その原理および記述された実施態様によって、車の各タイヤの空気圧を監視する方法を提供する。車は、その制御装置に各タイヤの空気圧を示す信号を供給するタイヤ空気圧監視装置を有している。車の制御装置はユーザーＩ／Ｏを有している。そしてこの方法では、最初にいずれかのタイヤの空気圧エラーを検出し、次いで当該タイヤの空気圧エラーを示す１番目の感覚認知信号をユーザーに提供する。次いで、予想されるタイヤの空気入れ作業を示すユーザー入力が検出される。その後、当該タイヤの空気圧が所定のタイヤ空気圧にほぼ等しくなると、それに対応して２番目の感覚認知信号がユーザーに提供される。このようにして、この方法では、タイヤ空気圧エラーを表示した後、タイヤの空気入れの適切な時期をユーザーが決めるのを支援する。
本発明の１つの様相では、１番目の感覚認知信号は視覚表示であり、ユーザー入力は視覚表示にある入力ボタンである。また２番目の感覚認知信号は視覚表示または聴覚信号である。
別の実施態様によると、この方法では１番目のタイヤの空気圧の変化を検出し、そのタイヤが当該タイヤとほぼ同一であるか否かを決める。そして１番目のタイヤが当該タイヤとは異なっていると、それに対応して３番目の感覚認知信号がユーザーに提供される。本発明の１つの様相では、３番目の感覚認知信号は視覚表示または聴覚信号である。
本発明のこれらのおよびその他の目的と利点は、以下の図面と共に次の詳細説明を読むとより明らかになるであろう。

図１を参照すると、タイヤ状態監視・制御システム２０が搭載されているのは、ファントム表示した車２２、たとえばそれぞれ４個のホイール（図示されていない）に取り付けた４本の空気タイヤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃおよび２４ｄを有する乗用車である。車２２には、たとえばＲＳ−４８５のような両方向性多重化シリアルデータバス２６およびＬＡＮ、またはツイストペアの絶縁線で構成することがある同等のデータバスが装備されている。シリアルデータバス２６はＥＣＵ２８の内部にあるシリアルデータバス・インタフェース３０に接続されている。このＥＣＵは、たとえば車搭載型コンピュータ、インダッシュ・コントローラまたは同等のコンピュータやコントローラとなる場合がある。なおこのＥＣＵは、たとえばインダッシュ・タッチスクリーン、ＬＣＤスクリーンまたは同等の表示部のような表示ユニット３２を有しており、そのユニットは図示したようにＥＣＵ２８に直接接続されているか、それともシリアルデータバス２６を経由してＥＣＵ２８に間接的に接続されている。車にデータバスが装備されていない場合、車にデータバスを追加することがあるが、それも本発明の範囲内である。たとえば車に既存のデータバスが無い場合、この用途に適した既知のシリアル通信基準に従って専用のデータバスを装備することがある。
４本のタイヤ２４ａ−２４ｄには、それぞれ既知の電子モジュール（「タグ」）３４ａ−３４ｄと、各タイヤの空気圧および／または空気温度のような１つまたは２つ以上の状態を監視することができる、それぞれ既知のタイヤ状態センサー３３ａ−３３ｄが装備されている。各タグは、車の各タイヤ内部について監視した１つまたは２つ以上の状態を示す無線周波数（ＲＦ）信号か、またはその関数として変調した無線周波数（ＲＦ）信号を送信するように働く。１つの実施例では、タグ３４ａ−３４ｄは無線周波数特定タグに用いるようなトランスポンダであるが、代替として１つまたは２つ以上の状態センサーと無線周波数送信器のみで構成することもある。
システム２０はまた、各タイヤ２４ａ−２４ｄに関連した４個の既知のモニターまたは呼出しユニット３６ａ−３６ｄを有しており、かつそれらのユニットは、たとえば既知の方法で車２２のそれぞれのホイールウェルに取り付けるなど、各タイヤに近接して配置することが好ましい。モニター３６ａ−３６ｄは電源（図示されていない）に接続されており、またＥＣＵ２８と個別通信を行なうためシリアルデータバス２６にも接続されている。モニター３６ａ−３６ｄは、各タグ３４ａ−３４ｄに信号を送信し、またそこから信号を受信するためのそれぞれのアンテナ３８ａ−３８ｄと、それぞれの送信器／受信器（図示されていない）とを有している。モニター３６ａ−３６ｄは、たとえば米国カリフォルニア州サンタクララのナショナル・セミコンダクタ社が市販しているＤＳ３６２７７型ドミナントモード・マルチポイント・トランシーバーのような、データトランシーバーを用いて実現することができる。
各タグに向けたモニターの送信信号には受動タグを活性化するキャリア信号が含まれることがあり、また低パワーのスリープモードにある能動タグに対する「起動」信号が含まれることもある。各アンテナ３８ａ−３８ｄを含むモニター３６ａ−３６ｄの全ての構成要素を単一のパッケージに封入することができるが、これも本発明の範囲内である。また代替として、アンテナをこうしたパッケージの外部に配置することもできる。
タグ３４ａ−３４ｄのＲＦ信号によって搬送されたタイヤの監視状態データは、たとえば復調するなど、解読してＥＣＵ２８に供給し、タッチスクリーン表示３２を経由してユーザーに提供することができる。既知の方法によれば、タッチスクリーン３２を経由して視覚の警告や警報をユーザーに提供することができる。また別の既知の実施形態によれば、ＥＣＵ２８によって聴覚の警告や警報をユーザーに提供し、聴覚信号発生装置４０を作動させることができる。この聴覚信号は合成音声メッセージおよび／またはビープ音、チャイム、ブザーあるいはさまざまな長さや周波数を有するその他の音またはその他の聴覚信号の形態を取ることがある。たとえば聴覚や視覚による警告や警報のような感覚認知信号の正確な形態は、車の製造者によって決められることが多い。さらに車の制御には、「スマート」サスペンションシステムに関連入力を供給するなどタイヤの動的状態に関する情報を利用することがある。
図２は、インダッシュ・タッチスクリーン３２を用いて実現することができるタイヤ情報表示に関する多数の代替構成案の１つを示したものである。４本の垂直バー４４、４６、４８および５０からなるアレー表示を用いて、図１に示す車２２の４本の各タイヤ２４ａ−２４ｄを表すことができる。そしてアイコン５２、５４および５６を採用して、タイヤ空気圧に関する良好、要注意および不可の各範囲を指示することができる。タイヤ空気圧を表しているアイコン５２−５６の表示は、垂直バー４４−５０で示してある。アイコンと関連した表示の選択は車の製造者によって変わることがある。外気温度もまた５８に示すように表示することがある。
図１のタイヤ空気圧監視システム２０を利用する方法を、ＥＣＵ２８または同等のコンピュータを用いて実行するタイヤ空気圧サイクルプログラムすなわちサブルーチン３０２として図３に示す。ＥＣＵ２８は最初３０４において、タイヤ状態モニター３３ａ−３３ｄのいずれかが、いずれかのタイヤの空気圧エラーを検出したか否かを既知の方法で確定する。次いでタイヤ空気圧エラーは３０６において、図２に示すものに類似した表示構成のタッチスクリーン３２を用いて表示される。表示４４−５０のいずれかが、表示４６および４８に示すように空気圧要注意および空気圧不可を表示すると、ＥＣＵ２８はフィルリクエスト・プッシュボタン６０をタッチスクリーン３２に表示する。この実施例では、タイヤ２４ａ−２４ｄのいずれかの空気圧を変更する前にユーザーがフィルリクエスト・プッシュボタン６０を作動する。フィルリクエスト・プッシュボタン６０が作動すると、３０８においてＥＣＵ２８がそのことを検出する。フィルリクエスト・プッシュボタン６０が可視状態となるのは、車２２が停止しており、かつ駐車位置にあることをＥＣＵ２８が検出した場合か、さらに、車２２が駐車位置にある間に燃料供給作業が検出された場合のみである。後者の場合にフィルリクエスト・プッシュボタン６０が可視状態となるのは、燃料供給ドアが開いていることをＥＣＵ２８が検出した場合のみである。
ＥＣＵ２８はその後３１０において各タイヤ２４ａ−２４ｄの空気圧を監視し、これらタイヤのいずれかの空気圧が変化したか否かを検出する。タイヤ空気圧の変化が検出されると、ＥＣＵ２８は３１２において、空気圧が変化しているタイヤが空気圧の調整を必要としているタイヤの１つ、たとえば表示４６および４８のそれぞれが示すタイヤ２４ｂまたは２４ｃであるかどうかを決定する。またたとえば表示４４および５０に示すように、空気圧が良好なタイヤ２４ａまたは２４ｄのようなその他のタイヤのいずれかの空気圧が変化している場合、ＥＣＵ２８は３１４において誤タイヤ警報信号を発生する。こうした信号は、聴覚信号発生装置４０による聴覚警報や、たとえば表示４４、５０の色を変えるか、または表示４４、５０を点滅させて生成する表示３２上の視覚警報の双方、またはいずれかとなることがある。
もしＥＣＵ２８が３１２において、変化しているタイヤ空気圧が、たとえばタイヤ２４ｂまたは２４ｃのように空気圧エラーのあるタイヤに対応していると決定した場合、ＥＣＵ２８は３１６において、タイヤ空気圧の変化が良好なレベルに到達するまで監視を継続する。そして良好なレベルに到達すると、ＥＣＵ２８は３１８において、良好アイコン５２が表示３２に示す正しい空気圧信号を出力する。さらに良好なタイヤ空気圧のレベルに到達すると、表示４６、４８は、べた一色のまたは点滅する緑色に切り替わることがある。さらに聴覚信号発生装置４０によって良好なタイヤ空気圧を示す聴覚信号が生成されることがある。するとＥＣＵ２８は３２０において、全てのタイヤの空気圧が良好であるか否かを確定する。そしてタイヤ空気圧エラーがまだ存続している場合、ステップ３０４−３２０に関連して説明した方法を反復する。ＥＣＵ２８が２４ａ−２４ｄの全タイヤの空気圧が良好な状態にあることを確定すると、ＥＣＵ２８は３２２において、適切な視覚表示および／または聴覚信号を発生する。
本発明についてさまざまな実施形態の記述をもとに説明し、またこれら実施形態についてもかなり詳細に記述してきたが、添付した特許請求の範囲をこうした詳細内容に制限したり、またいかなる方法においても限定したりすることは出願者の意図するところではない。当業者には、直ちにさらなる利点や修正が明らかとなるであろう。したがって最も広範囲にわたる様相のもとにある本発明は、図示し、また説明した特定の詳細内容に限定されるものではない。そのため、ここに記述した詳細内容から外れることがあっても、それは以下の特許請求の精神および範囲を逸脱するものではない。

本発明の原理に従ったタイヤ状態監視システムの１つの実施の形態に関する概略ブロック図である。 図１のタイヤ状態監視システムに基づいて、ユーザーへタイヤ状態データを提供する表示の一例の概略説明図である。 図１のタイヤ状態監視システムを用いた方法を説明する概略フローチャートである。

符号の説明

２０ タイヤ状態監視・制御システム
２２ 車
２４ａ−２４ｄ 空気タイヤ
２６ 両方向性多重化シリアルデータバス
２８ ＥＣＵ
３０ シリアルデータバス・インタフェース
３２ インダッシュ・タッチスクリーン、ＬＣＤスクリーンまたは同等の表示部のような表示ユニット
３３ａ−３３ｄ タイヤ状態センサー
３４ａ−３４ｄ 電子モジュール（タグ）
３６ａ−３６ｄ モニターまたは呼出しユニット
４０ 聴覚信号発生装置
４４、４６、４８、５０ 垂直バーからなるアレー表示
５２ アイコン（空気圧良好）
５４ アイコン（空気圧要注意）
５６ アイコン（空気圧不可）
５８ 外気温度表示
６０ フィルリクエスト・プッシュボタン

Claims (12)

1. それぞれのタイヤの空気圧を示す信号を車の制御装置に出力するタイヤ空気圧監視装置を有し、前記車の制御装置はユーザーＩ／Ｏを有している、車の各タイヤの空気圧を監視する方法であって、
   いずれか１つのタイヤのタイヤ空気圧エラーを検出することと、
   前記のいずれか１つのタイヤの前記タイヤ空気圧エラーを示し、視覚表示を含む第１の感覚認知信号をユーザーに提供することと、
   次いで、予想されるタイヤ空気入れ作業を示すユーザー入力を検出することと、
   次いで、前記タイヤ空気入れ作業が行われた第１のタイヤの空気圧の変化を検出することと、
   前記第１のタイヤが、前記タイヤ空気圧エラーが検出された前記のいずれか１つのタイヤであるかどうかを判定することと、
   前記第１のタイヤが、前記タイヤ空気圧エラーが検出された前記のいずれか１つのタイヤとは異なっていることに応答して第２の感覚認知信号を前記ユーザーに提供することと、
   次いで、前記タイヤ空気圧エラーが検出された前記のいずれか１つのタイヤの空気圧が所定のタイヤ空気圧にほぼ等しくなったことに応答して第３の感覚認知信号を前記ユーザーに提供することと、
   を有する、車の各タイヤの空気圧を監視する方法。
2. 前記ユーザー入力が視覚表示上にある入力ボタンを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第２の感覚認知信号が視覚表示と聴覚信号の少なくとも一方を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記第３の感覚認知信号が視覚表示と聴覚信号の少なくとも一方を含む、請求項１に記載の方法。
5. それぞれのタイヤの空気圧を示す信号を車の制御装置に供給するタイヤ空気圧監視装置を有し、前記車の制御装置はユーザーＩ／Ｏを有している、車の各タイヤの空気圧を監視する方法であって、
   前記車の制御装置によって前記ユーザーＩ／Ｏを作動させ、空気圧エラーを有する少なくとも１つのタイヤを特定し、視覚表示を含むタイヤ空気圧エラー信号を出力することと、
   次いで、前記車の制御装置によって前記ユーザーＩ／Ｏを監視し、予想されるタイヤ空気入れ作業を示すユーザー入力を検出することと、
   前記車の制御装置によって、前記タイヤ空気入れ作業が行われた第１のタイヤのタイヤ空気圧の変化を求めることと、
   前記車の制御装置によって前記第１のタイヤが前記空気圧エラーを有する前記タイヤとして特定された前記の少なくとも１つのタイヤであるかどうかを判定することと、
   前記車の制御装置によって前記ユーザーＩ／Ｏを作動させ、前記第１のタイヤが前記空気圧エラーを有する前記タイヤとして特定された前記の少なくとも１つのタイヤとは異なっていることに応答して誤タイヤ信号を出力すること、
   次いで、前記車の制御装置によって前記ユーザーＩ／Ｏを作動させ、前記空気圧エラーを有する前記タイヤとして特定された前記の少なくとも１つのタイヤの空気圧が所定のタイヤ空気圧にほぼ等しくなったことに応答してタイヤ充満信号を供給すること、
   を有する、車の各タイヤの空気圧を監視する方法。
6. 前記ユーザー入力が視覚表示上にある入力ボタンを含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記タイヤ充満信号が視覚表示と聴覚信号の少なくとも一方を含む、請求項５に記載の方法。
8. 前記誤タイヤ信号が視覚表示と聴覚信号の少なくとも一方を含む、請求項５に記載の方法。
9. 車のタイヤの空気圧を監視する方法であって、
   少なくとも１つのタイヤのタイヤ空気圧エラーの存在を求めることと、
   求められた前記タイヤ空気圧エラーに応答して前記の少なくとも１つのタイヤを特定し、視覚表示によって示されるタイヤ空気圧エラー信号を発生することと、
   次いで、タイヤ空気入れ作業を示すユーザー入力を検出することと、
   前記タイヤ空気入れ作業が行われた第１のタイヤのタイヤ空気圧の変化を求めることと、
   前記第１のタイヤが、前記タイヤ空気圧エラーの存在が求められた前記の少なくとも１つのタイヤであるかどうかを判定することと、
   前記第１のタイヤが、前記タイヤ空気圧エラーの存在が認められた前記の少なくとも１つのタイヤとは異なっていることに応答して誤タイヤ信号を発生すること、
   次いで、前記タイヤ空気圧エラーの存在が求められた前記の少なくとも１つのタイヤの空気圧がタイヤ充満空気圧にほぼ等しくなったことに応答してタイヤ充満信号を発生すること、
   を有する、車の各タイヤの空気圧を監視する方法。
10. 前記ユーザー入力が視覚表示上にある入力ボタンを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記タイヤ充満信号が視覚表示または聴覚信号の少なくとも一方を含む、請求項９に記載の方法。
12. 前記誤タイヤ信号が視覚表示と聴覚信号の一方である、請求項９に記載の方法。

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