JP4189680B2 - タイヤ圧力モニタリングシステム及びパンク自動修理装置 - Google Patents

Description

本発明は、パンク自動修理機能を備えた車両用のタイヤ圧力モニタリングシステム（ＴＰＭＳ）及びパンク自動修理装置に関する。

近年、車両においてタイヤの圧力を監視するシステムとして、タイヤ圧力モニタリングシステム（ＴＰＭＳ）がある。
ＴＰＭＳは、例えば車両のタイヤ毎に当該タイヤの近くにそれぞれ設けられた車体側送信用アンテナを介して無線信号を送信可能な車体側コントローラと、車両の各タイヤに設けられて、各タイヤの圧力を測定してその測定結果を無線信号として送信可能なセンサユニットとを備え、前記車体側コントローラが所定タイミングで特定箇所の車体側送信用アンテナから対応するタイヤのセンサユニットに対してリクエスト信号を送信し、これを受信した前記センサユニットが前記測定結果を含むアンサー信号を前記車体側コントローラに対して送信し、これを受けた前記車体側コントローラが前記測定結果を読み取って、例えば異常な圧力である場合には警報を出力する制御を実行するといったシステムである。

一方、例えば特許文献１や特許文献２には、パンクしたタイヤをシールするパンクシール剤や、タイヤにパンクシール剤を注入しかつ内圧を再充填して走行可能にするシール・ポンプアップ装置が記載されている。また特許文献１には、パンクシール剤を収容するプラスチックチューブと、このプラスチックチューブを開口させてパンクシール剤をタイヤ内に注入する開口器具と、タイヤの圧力降下を検知し前記開口器具にプラスチックチューブを開口させる信号を出力する圧力センサと、よりなる装置を、タイヤ内腔部に備えたタイヤとリムの組立体が開示されている。

特開平１０−２０４２１９号公報 特開平９−１１８７７９号公報

ところで、上述したＴＰＭＳは、タイヤの圧力低下を車両ユーザに知らせるのみであり、タイヤがパンクした場合、ユーザはタイヤ交換等の修理をしなければ車両を走行させることができないという問題があった。
一方、特許文献１に記載されたタイヤとリムの組立体では、自動的にパンクをシール剤で応急的に補修する機能があるものの、車両の運転者がタイヤのパンクに気付かず、タイヤを交換する等の必要な処置をしないまま放置してしまう恐れがある。

また特許文献１に記載の装置では、圧力補充用のガスがシール剤と略同時に放出されると推定される。このため、タイヤの傷が十分にシール剤でシールされる前にガスが放出されて、十分に圧力低下を補正できない恐れがある。
また特許文献１に記載の装置では、所定量（例えば、０．５バール）のタイヤの圧力降下があった時にパンクが発生したとしてシール剤を放出する構成であるため、圧力降下が所定量になるまで、パンクと判定できず、パンクの判定が遅れてしまう恐れがある。

そこで本発明は、パンク自動修理機能を備えた車両用のタイヤ圧力モニタリングシステム（ＴＰＭＳ）を提供することを目的としている。また、タイヤの圧力補充を的確に実現でき、或いは、タイヤのパンクを早期に判定して自動修理できる、パンク自動修理機能を備えたＴＰＭＳ及びパンク自動修理装置を提供することをさらなる目的としている。

本願のタイヤ圧力モニタリングシステムは、車両のタイヤに対して無線信号を送信可能な車体側コントローラと、前記タイヤ毎に設けられて、前記タイヤの圧力を測定してその測定結果を無線信号として送信可能なセンサユニットとを備え、前記車体側コントローラが所定タイミングで前記センサユニットに対してリクエスト信号を送信し、これを受信した前記センサユニットが前記測定結果を含むアンサー信号を前記車体側コントローラに対して送信するタイヤ圧力モニタリングシステムにおいて、
前記タイヤには、タイヤ内に放出することによってタイヤの傷をシールして修理することが可能な樹脂が充填された樹脂タンクと、前記センサユニットからの制御によって前記樹脂タンクをタイヤ内部に対して開閉する樹脂用開閉弁と、が設けられ、
前記車体側コントローラは、
前記アンサー信号に含まれる前記測定結果に基づいて、前記タイヤがパンクしているか否か判定し、パンクしていると判定すると、該当するタイヤの前記センサユニットに対して前記樹脂用開閉弁の開弁を指令する樹脂開栓信号を送信する機能を有し、
前記センサユニットは、
前記樹脂開栓信号を受信すると、対応するタイヤの前記樹脂用開閉弁を開弁させて対応する樹脂タンクから当該タイヤ内に前記樹脂を放出させる機能を有することを特徴とするものである。

ここで、「タイヤ内に放出する」とは、タイヤ内に流出又は噴出することを意味する。
また、「リクエスト信号」とは、必ずしもセンサユニットからの返信を要求するデータを含む必要はなく、この信号に応じてセンサユニットがアンサー信号を返信する起因となる信号であればよい。例えば、省電力モードとなっていていわゆるスタンバイ状態（スリープ状態）となっているセンサユニットを、通常の動作モードに起動させるウェイクアップ信号が、上記リクエスト信号を兼ねている態様でもよい。
また、「車両」には、四輪自動車や二輪車等の一般的な車両に加えて、一般的な車両と均等な乗物（例えば、小型飛行機等）も含まれる。例えば、小型飛行機にも発着用のタイヤがあるので、本発明を適用可能である。

本願のタイヤ圧力モニタリングシステムでは、上記アンサー信号に含まれる圧力の測定結果に基づいてパンクが発生しているか否かが、車体側コントローラで判定され、パンクしていると判定されると、車体側コントローラから該当するタイヤのセンサユニットに対して樹脂開栓信号が送信され、この樹脂開栓信号を受信したセンサユニットは、対応するタイヤの樹脂用開閉弁を開弁させて対応する樹脂タンクから当該タイヤ内に樹脂（シール剤）を放出させる。
このため、タイヤのパンクが自動的に修理されて走行が可能になるとともに、車体側コントローラで警報を出力して、車両ユーザに、例えばパンクが発生したこと、及びそのタイヤの箇所、或いはさらにパンクが自動修理されること（即ち、ある程度の走行は可能であるが、なるべく早くタイヤ交換すべきこと）を知らせることができるという効果が得られる。

そして、本願のタイヤ圧力モニタリングシステムは、前記タイヤに、さらに、圧縮気体が充填された気体タンクと、前記センサユニットからの制御によって前記気体タンクをタイヤ内部に対して開閉する気体用開閉弁と、が設けられ、
前記車体側コントローラは、
前記樹脂の放出が終了したことを判定し、終了したと判定すると、車体側送信用アンテナから該当するタイヤの前記センサユニットに対して前記気体用開閉弁の開弁を指令する気体開栓信号を送信する機能を有し、
前記センサユニットは、
前記気体開栓信号を受信すると、対応するタイヤの前記気体用開閉弁を開弁させて対応する気体タンクから当該タイヤ内に気体を放出させる機能を有する態様である。

このため、パンクによって低下したタイヤの圧力が自動的に補正されて通常時により近い走行が可能になるとともに、車体側コントローラの制御によって、例えば車両ユーザにタイヤの圧力が補正されたことを知らせることができるという効果が得られる。
また、圧縮気体の放出は、樹脂の放出後に行われるため、タイヤの傷が十分に樹脂でシールされた後にガスを放出して、十分に圧力低下を補正することができる。

また、本願のタイヤ圧力モニタリングシステムの好ましい態様は、前記車体側コントローラが、前記圧力センサの測定結果が正常範囲にある場合でも、前記測定結果から算出される圧力の変化速度に基づいて、前記タイヤがパンクしているか否か判定する態様である。なお、「圧力の変化速度」とは、単位時間当たりの変化量、或いは微分値である。
この場合、タイヤの圧力がまだ正常範囲にある段階でも、早期にタイヤのパンクを検知して自動修理することができる。

また、本願のパンク自動修理装置は、車両のタイヤに組み込まれて、当該タイヤのパンクを自動修理するパンク自動修理装置であって、
コントローラと、当該タイヤの圧力を測定する圧力センサと、タイヤ内に放出することによってタイヤの傷をシールして修理することが可能な樹脂が充填された樹脂タンクと、前記コントローラの制御によって前記樹脂タンクをタイヤ内部に対して開閉する樹脂用開閉弁と、を備え、
前記コントローラは、前記圧力センサの測定結果から算出される圧力に基づいて前記タイヤがパンクしているか否か判定し、パンクしていると判定すると、前記樹脂用開閉弁を開弁させて対応する樹脂タンクから当該タイヤ内に前記樹脂を放出させる機能を有し、前記圧力センサの測定結果が正常範囲にある場合でも、前記測定結果から算出される圧力の変化速度に基づいて、前記タイヤがパンクしているか否か判定することを特徴とする。

本願のパンク自動修理装置では、タイヤに組み込まれた圧力センサの測定結果に基づいてパンクが発生しているか否かが、タイヤに組み込まれたコントローラで判定され、パンクしていると判定されると、前記コントローラは、タイヤに組み込まれた樹脂用開閉弁を開弁させてタイヤに組み込まれた樹脂タンクから当該タイヤ内に樹脂（シール剤）を放出させる。
このため、タイヤのパンクが自動的に修理されて走行が可能になる。しかもこの場合には、車両側のコントローラや、車両側との通信手段が不要になり、タイヤ単体でパンク自動修理が実現される効果もある。
またこの場合、圧力センサの測定結果が正常範囲にある場合でも、前記測定結果から算出される圧力の変化速度に基づいて、タイヤがパンクしているか否か判定するから、タイヤの圧力がまだ正常範囲にある段階でも、早期にタイヤのパンクを検知して自動修理できる。

そして本願のパンク自動修理装置は、圧縮気体が充填された気体タンクと、前記コントローラの制御によって前記気体タンクをタイヤ内部に対して開閉する気体用開閉弁と、をさらに備え、
前記コントローラは、前記樹脂の放出が終了したことを判定し、終了したと判定すると、前記気体用開閉弁を開弁させて前記気体タンクから当該タイヤ内に気体を放出させる機能を有する態様である。
このため、パンクによって低下したタイヤの圧力が自動的に補正されて通常時により近い走行が可能になる。また、圧縮気体の放出は、樹脂の放出後に行われるため、タイヤの傷が十分に樹脂でシールされた後にガスを放出して、十分に圧力低下を補正することができる。

本願のタイヤ圧力モニタリングシステムによれば、タイヤのパンクが自動的に修理されて走行が可能になるとともに、車体側コントローラで警報を出力して、車両ユーザに、例えばパンクが発生したこと、及びそのタイヤの箇所、或いはさらにパンクが自動修理されること（即ち、ある程度の走行は可能であるが、なるべく早くタイヤ交換すべきこと）を知らせることができるという効果が得られる。

また、本願のパンク自動修理装置によれば、タイヤのパンクが自動的に修理されて走行が可能になる。しかもこの場合には、車両側のコントローラや、車両側との通信手段が不要になり、タイヤ単体でパンク自動修理が実現される効果もある。
またこの場合、圧力センサの測定結果が正常範囲にある場合でも、前記測定結果から算出される圧力の変化速度に基づいて、タイヤがパンクしているか否か判定するから、タイヤの圧力がまだ正常範囲にある段階でも、早期にタイヤのパンクを検知して自動修理できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（タイヤ圧力モニタリングシステムの形態例）
まず、タイヤ圧力モニタリングシステムの一例を説明する。
図１は、本例のタイヤ圧力モニタリングシステムの構成を説明するブロック図である。図２は、本例の車両１における主要構成要素の配置を説明する図である。図３は、後述する樹脂タンク４１や気体タンク５１の構成や取り付け状態を説明する図であり、（ａ）は各タンクを構成するリング状チューブ６０の構成を示す断面図、（ｂ）はこのリング状チューブ６０の取り付け状態を示す図、（ｃ）はこのリング状チューブ６０の取り付けのための特殊構造を説明する図である。図４〜図６は、本システムの特徴的動作（各コントローラの特徴的制御処理）を説明するフローチャートである。

車両１は、この場合図２に示す四輪自動車であり、本システムは、図１に示すように、車体側送信用アンテナ１１〜１５と、車体側コントローラ（ＥＣＵ）２０と、センサユニット（ＴＰＳ）３０と、樹脂放出装置４０と、気体放出装置５０とを備える。
ここで、車体側送信用アンテナ１１〜１５は、図２に示す各タイヤ２〜６（交換用の予備タイヤ６含む）の近傍位置（例えば、各タイヤのタイヤハウス近傍位置、或いは交換用タイヤ６が収納されるトランク下部等）に設けられ、車体側コントローラ２０の制御によって、各タイヤ２〜６のセンサユニット３０に対してリクエスト信号（ＬＦ波）を送信するためのものである。

車体側コントローラ２０は、車体内の所定の制御ボックス内に設けられたＴＰＭＳのメインコントローラであり、マイクロコンピュータ（以下マイコンという）よりなる制御回路２１や、無線信号の通信回路（ＬＦ波の送信回路とＵＨＦ波の受信回路２２）や、受信アンテナ（ＵＨＦ波の受信アンテナ２３）を有する。なおこの場合、制御回路２１がＬＦ波の送信回路として機能しているが、ＬＦ波の送信回路を制御回路２１と別個に設けてもよい。
この車体側コントローラ２０は、例えば定期的に各タイヤの圧力監視処理（詳細後述する）を順次実行し、例えば圧力が適正範囲内にないタイヤがある場合には、そのタイヤ位置と圧力異常を示す警報（音や光や文字表示による警報）を出力する制御を実行して運転者に知らせるといったＴＰＭＳとしての基本的な制御処理を行う。

また車体側コントローラ２０は、タイヤがパンクしたか否か判定し、パンクしていると判定すると、該当する車体側送信用アンテナから該当するタイヤのセンサユニット３０に対して後述する樹脂用開閉弁（電磁弁４２）の開弁を指令する樹脂開栓信号を送信する機能等を有する（詳細後述する）。
なお、この車体側コントローラ３１の制御回路は、例えば、タイヤ圧力監視が必要な状態（例えば、エンジン稼動時等）になるときにのみ起動することによって、消費電力が必要最小限に抑えられている。

次に、センサユニット３０は、各タイヤ内（例えばバルブの位置）に設けられ、制御回路３１（例えば、マイコンよりなるもの）や、各タイヤの圧力を計測する圧力センサ３２と、このセンサが計測した圧力データを無線信号（ＵＨＦ波）として送信する送信回路３３及び送信用アンテナ３４と、前記リクエスト信号を受信するための受信回路３５及び受信アンテナ３６を備える。
ここで、センサユニット３０の制御回路３１は、定常的には、省電力モードであるスタンバイ状態となっていて、適宜、このスタンバイ状態から通常モード（スタンバイ状態でない起動状態）に切り替わって動作する構成となっている。
また、センサユニット３０の制御回路３１は、前記樹脂開栓信号を受信すると、対応するタイヤの後述する樹脂用開閉弁（電磁弁４２）を開弁させて対応する樹脂タンクから当該タイヤ内に前記樹脂を放出させる機能等を有する（詳細後述する）。

次に、樹脂放出装置４０は、タイヤ内に放出（流出又は噴出）することによってタイヤの傷をシールして修理することが可能な樹脂６５（図３（ａ）に示す）が充填された樹脂タンク４１と、この樹脂タンク４１をタイヤ内部に対して開閉する電磁弁４２（樹脂用開閉弁）と、センサユニット３０の制御回路３１からの指令に従って電磁弁４２を開閉する制御を行う樹脂用コントローラ４３と、を備える。なお、樹脂用コントローラ４３が削除され、センサユニット３０の制御回路３１が電磁弁４２を直接制御する態様でもよい。

次に、気体放出装置５０は、圧縮気体６４（窒素などの不活性気体を圧縮したもの、図３（ａ）に示す）が充填された気体タンク５１と、この気体タンク５１をタイヤ内部に対して開閉する電磁弁５２（気体用開閉弁）と、センサユニット３０の制御回路３１からの指令に従って電磁弁５２を開閉する制御を行う気体用コントローラ５３と、を備える。なお、気体用コントローラ５３が削除され、センサユニット３０の制御回路３１が電磁弁５２を直接制御する態様でもよい。

ここで、樹脂タンク４１と気体タンク５１は、例えば図３（ｂ）に示すように、リング状チューブ６０として構成され、タイヤ２〜６の各ホイール（リム）７の外周におけるウエル部７ａ（内側に凹んだ部分）に巻きつけた状態に取り付けられる。このリング状チューブ６０を、ホイール６１の全周に均等に巻きつけるようにすれば、あとは通常のホイールバランス調整作業（ホイールの側面に錘を固着させるもの）によってホイールバランスを確保可能である。また、このリング状チューブ６０は、例えば図３（ｃ）に示すように、半円形のピース６０ａ，６０ｂに２分割したツーピース構造とし、各ピースの一端を蝶番（図示省略）又は蝶番と同様の機能を持つ部分で連結して開いた状態と閉じた状態に開閉可能とする。そして、開いた状態でホイール７の外周に配置した後に閉じた状態とすることで、ホイール７の外周に取り付けることが可能である。この場合、各ピースの他端を締結するロック構造（図示省略）を設けておけば、このリング状チューブ６０の脱落を防止できる。

また、このリング状チューブ６０の断面構造は、例えば図３（ａ）に示すように構成されている。即ち、車両走行時の発熱に耐え得るように耐熱性の高い合成樹脂の一体成形等によって形成されたチューブ本体６１と、このチューブ本体６１の内側の面に接着又は溶着又は圧着等によって固定されたシート６２とよりなる。
ここで、チューブ本体６１内には、内部を二つの空間に区画する隔壁６３が設けられ、この隔壁６３によって区画された外周側の空間が気体タンク５１として機能し、また隔壁６３によって区画された内周側の空間が樹脂タンク４１として機能する構成となっている。そして、気体タンク５１としての空間内には、既述した圧縮気体６４が封入され、樹脂タンク４１としての空間内には、シール剤としての樹脂６５が充填されている。

なお、樹脂タンク４１に充填される樹脂６５としては、例えば既述した特許文献１や特許文献２に記載されたシール剤を使用することができるが、流動性が高く、空気による速乾性のあるものが好ましい。
また、シート６２は、例えばスポンジ状の素材よりなり、取付面（ホイール７の外周面）に柔軟にフィットする性状を持つ。このようなシート６２があることで、リング状チューブ６０が、ホイール７の外周面に密着した状態に取り付けられ、走行時の振動や騒音の発生等が防止される。

次に、車体側コントローラ２０の制御回路２１が実行する圧力監視処理を説明する。
車体側コントローラ３１の制御回路２１は、起動した後、圧力監視処理を各タイヤについて例えば定期的に実行する。
この圧力監視処理では、まず、所定の検出タイミングであるか否かを判定する。この検出タイミングとは、検出対象のタイヤの圧力を読み取って確認すべきタイミングを意味する。例えば、前左側タイヤ、次いで前右側タイヤ、次いで後左側タイヤ、次いで後右側タイヤ、予備タイヤといったように、圧力を順に確認してゆくときに、検出対象のタイヤの順番が回ってきたタイミングである。
そして、検出タイミングであれば、次のリクエスト信号送信ステップを実行し、検出タイミングでなければ、処理を終了する。
リクエスト信号送信ステップでは、検出対象のタイヤに対する車体側送信用アンテナから規定のリクエスト信号を送信する。

次に、上記リクエスト信号送信ステップを経ると、次の受信ステップにおいて、所定の受信待ち時間の間に、正規のアンサー信号を受信したか否か判定する。詳しくは、予め記憶された車体固有のＩＤコードと一致するコードが所定の箇所に含まれた信号が、受信用アンテナ２３を介して受信されたか否か判定する。そして、このような正規のアンサー信号が所定の受信待ち時間の間に受信されれば、次のデータ読み取りステップに進み、正規のアンサー信号を受信しないで上記受信待ち時間が経過した場合には、例えば、念のため警報を出力する。

次いで、データ読み取りステップでは、受信したアンサー信号に含まれる圧力の測定データを読み取り、この測定データが正常か否か（例えば、圧力が適正範囲にあるか否か）を判定する。そして、正常であれば処理を終了し、正常でなければ、異常報知ステップに進む。なお、ここでの圧力判定は、圧力が高すぎるか否かについても、実行するようにしてもよい。また、圧力が適正範囲にある場合でも、圧力が低下ぎみであること（タイヤの圧力補充が好ましい状態）などを判定するようにしてもよい。
そして異常報知ステップでは、検出対象のタイヤが圧力異常であること（或いは、上述したように圧力が低下ぎみであること、若しくは圧力の値そのものなど）を示す警報（音や光や文字表示による警報）を出力する制御を実行して、処理を終了する。
なお、受信ステップにおいて正規のアンサー信号が受信できなかった場合には、検出対象であるタイヤのセンサユニットと通信ができない異常が発生していることを示す別の警報を出力するようにしてもよい。

次に、センサユニット３０の制御回路３１が実行する圧力データ送信処理を説明する。
即ち、例えばリクエスト信号に相当する規定周波数で規定強度以上の信号（復調前）を受信すると通常モードに移行してこの信号の受信処理を実行し、まずこの信号が正規のリクエスト信号か否か判定する。具体的には、受信した信号（復調後の２値データ列）を分析して、予め記憶された車体固有のＩＤコードと同じデータが、受信した信号の所定箇所（例えばＩＤ部）に含まれるか否か判定し、肯定的であれば正規のリクエスト信号であると判定する。

そして、上記判定処理で正規のリクエスト信号であると判定すれば、前記ＩＤコードと搭載されたタイヤの最新の圧力データを含むアンサー信号を所定回数送信する。また、上記判定処理で正規のリクエスト信号であると判定しなかった場合、及び上記アンサー信号の送信を終了した後には、スタンバイ状態に戻って、再度の信号入力を待つ。

次に図４〜図６のフローチャートにより、本システムの特徴的な動作（各コントローラ２０，３０の制御回路２１，３１の特徴的な制御処理等）を説明する。
まず、車体側コントローラ２０の制御回路２１は、センサユニット３０からの定期的な送信データ（即ち、前記圧力データ送信処理によって送信されるアンサー信号に含まれる圧力データ）を受信する度に、そのセンサユニット３０のタイヤについて、ステップＳ２以降（ステップＳ７〜Ｓ９等を除く）を実行する（ステップＳ１）。

そしてステップＳ２では、この圧力の値が正常範囲にあるか否か（即ち、規定値Ｐ０より高い範囲にあるか否か）を判定し、正常範囲であれはステップＳ３を実行し、規定値Ｐ０より低い異常圧力であればステップＳ４を実行する。なお、規定値Ｐ０は、タイヤ圧力の許容最低値であり、この値より低い場合には、パンク発生と推定できる値である。
なお、上記ステップＳ２で、圧力が正常範囲にないと判定した場合には、圧力異常の警告のみを実行してステップＳ３に進む構成（ステップＳ５以降に必ずしも進まない構成）としてもよい。上記ステップＳ２で、圧力が正常範囲にないと判定された場合でも、実際には自動修理すべきパンクが発生していない可能性があるからである。

次にステップＳ３では、制御回路２１が、受信した圧力データ（圧力センサ３２の測定結果）から算出される圧力の変化速度（単位時間当たりの変化量、或いは微分値）に基づいて、そのタイヤでパンクが発生しているか否か判定する。具体的には、例えば、今回受信した圧力データと、同じタイヤについて前回受信した圧力データの差（単位時間当たりの変化量ΔＰ）を計算し、この変化量ΔＰ（絶対値）が、規定の最低値Ｐ１よりも大きく、規定の最高値Ｐ２よりも小さい検出対象範囲にあるか否か分析し、検出対象範囲にあれば自動修理すべきパンクが発生していると判定し、検出対象範囲になければ自動修理すべきパンクは発生していないと判定する。そして、パンク発生と判定した場合には、ステップＳ４を実行し、パンク発生でないと判定した場合には、ステップＳ１に戻る。
なお、最低値Ｐ１は、パンクが要因でない通常のスローリークを判定対象から除外するためのもので、パンクが発生していなくても通常起こりうるスローリークの最大値に設定しておけばよい。また、最高値Ｐ２は、シール剤で補修可能なパンク以外の異常な圧力変動（例えば、タイヤのバーストによるもの）を判定対象から除外するためのもので、シール剤で補修可能なパンクによって起こりうる最大値に設定しておけばよい。

そしてステップＳ４では、制御回路２１が、対象のタイヤがパンクしていることを示す警報（音や光や文字表示による警報）を出力する制御を実行して、ステップＳ５を実行する。
次いでステップＳ５では、制御回路２１が、該当する車体側送信用アンテナから該当するタイヤのセンサユニット３０に対して電磁弁４２（樹脂用開閉弁）の開弁を指令する樹脂開栓信号を送信する処理を実行した後、ステップＳ６を実行する。
なお、センサユニット３０の制御回路３１は、上記樹脂開栓信号を受信すると、必要に応じて起動して、対応するタイヤの電磁弁４２を開弁させて対応する樹脂タンク４１から当該タイヤ内に樹脂６５を放出させるとともに、上記樹脂開栓信号を受信した旨の応答信号を車体側コントローラ２０に返信する制御処理を実行する。
次にステップＳ６では、制御回路２１が、センサユニット３０から上記応答信号の返信を受信したか否か判定し、受信すればステップＳ１０を実行し、受信しなければステップＳ５に戻って処理を繰り返す。

なお、図５に示したステップＳ７〜Ｓ９は、ステップＳ５の制御回路２１の制御処理（樹脂開栓信号の送信）によって、センサユニット３０側で実行される動作（制御回路３１の制御処理）を説明するステップである。
このうち、ステップＳ７では、前述のセンサユニット３０の制御回路３１の制御によって、対応するタイヤの樹脂用開閉弁が開弁されて対応する樹脂タンク４１から当該タイヤ内に樹脂６５が放出される。なお、こうして放出された樹脂６５は、十分な流動性を有するのでタイヤの回転による遠心力等によってタイヤ内面全体に膜を張るように拡がる。
また、ステップＳ７，Ｓ８では、制御回路３１の制御によって、一定量の樹脂６５を放出した後（例えば、一定時間電磁弁４２を開放した後）、電磁弁４２が閉じられ、電磁弁４２を閉じたことを示す閉栓信号が車体側コントローラ２０に送信される。

次にステップＳ１０では、制御回路２１が、該当のセンサユニット３０から上記閉栓信号を受信したか否か判定し、受信すればステップＳ１１を実行し、受信しなければステップＳ１２を実行する。
ステップＳ１１では、制御回路２１が、閉栓信号受信から規定時間Ｔ０（例えば数分）が経過したか否か判定し、経過していれば図６のステップＳ１５を実行し、経過していなければこのステップＳ１１の判定を繰り返す。
一方ステップＳ１２では、制御回路２１が、規定時間Ｔ１（例えば数分）が経過するまで待機した後、該当のセンサユニット３０に対してステータスを問合せる信号を送信し、ステップＳ１３を実行する。

なお、センサユニット３０の制御回路３１は、上記ステータスを問合せる信号を受信すると、必要に応じて起動して、電磁弁４２を閉じた場合には、もう一度前記閉栓信号を送信する。
そしてステップＳ１３では、制御回路２１が、該当のセンサユニット３０から上記閉栓信号を受信したか否かを再度判定し、受信すればステップＳ１１を実行し、受信しなければステップＳ１４を実行する。
ステップＳ１４では、システムエラーの警告（音や光や文字表示による警報の出力）を実行した後、一例の処理を終了する。
なお、ステップＳ１１とステップＳ１５の間に、圧力測定と変化量ΔＰの算出を再度実行し、変化量ΔＰが正常値になったこと（即ち、パンクの傷が補修されてガス漏れが止まったこと）を確認した上で、ステップＳ１５に進む処理を実行する構成としてもよい。

次にステップＳ１５では、制御回路２１が、該当する車体側送信用アンテナから該当するタイヤのセンサユニット３０に対して電磁弁５２（気体用開閉弁）の開弁を指令する気体開栓信号を送信する処理を実行した後、ステップＳ１６を実行する。
なお、センサユニット３０の制御回路３１は、上記気体開栓信号を受信すると、必要に応じて起動して、対応するタイヤの電磁弁５２を開弁させて対応する気体タンク５１から当該タイヤ内に気体６４を放出させるとともに、上記気体開栓信号を受信した旨の応答信号を車体側コントローラ２０に返信する制御処理を実行する。
次にステップＳ１６では、制御回路２１が、センサユニット３０から上記応答信号の返信を受信したか否か判定し、受信すればステップＳ１８を実行し、受信しなければステップＳ１５に戻って処理を繰り返す。

なお、ステップＳ１７は、ステップＳ１５の制御回路２１の制御処理（気体開栓信号の送信）によって、センサユニット３０側で実行される動作（制御回路３１の制御処理）を説明するステップである。
このステップＳ１７では、前述のセンサユニット３０の制御回路３１の制御によって、対応するタイヤの電磁弁５２が開弁されて対応する気体タンク５１から当該タイヤ内に気体６４が放出される。なお、こうして放出された気体６４は、十分に圧縮されていたものであるため、タイヤの圧力を上昇させる。

次にステップＳ１８では、制御回路２１が、該当するセンサユニット３０からの後述するイベント送信（非同期かつ一方向の通信）の機能によって最新の圧力データを得て、圧力が正常範囲に復帰したか否か判定する。そして、正常範囲に戻っていれば、ステップＳ１９を実行し、上記イベント送信を受信しないか又は最新の圧力データが正常範囲に戻っていなければ、ステータス（気体用の電磁弁５２が開いている開栓状態）を保持してこのステップＳ１８を繰り返す。
なお、センサユニット３０の制御回路３１は、前述のリクエスト信号を受信しなくても、圧力センサ３２の検出値の急激な変化があると、起動して最新の圧力データを含む信号を送信する機能（イベント送信の機能）を有する。
また、ステップＳ１８の判定が、規定時間経過しても、肯定的にならない場合（圧力が正常に復帰しない場合）には、ステップＳ１４と同様の警告を出力するようにしてもよい。

次にステップＳ１９では、制御回路２１が、該当するセンサユニット３０に対して電磁弁５２を閉じることを指令する気体閉栓信号を送信する処理を実行した後、ステップＳ２０を実行する。
なお、センサユニット３０の制御回路３１は、上記気体閉栓信号を受信すると、必要に応じて起動して、電磁弁５２を閉じる制御を実行し、電磁弁５２を閉じたことを示す閉栓信号を車体側コントローラ２０に送信する。

次にステップＳ２０では、制御回路２１が、該当のセンサユニット３０から上記閉栓信号を受信したか否か判定し、受信すれば一連の処理を終了し、受信しなければステップＳ２１を実行する。
ステップＳ２１では、制御回路２１が、該当のセンサユニット３０に対してステータスを問合せる信号を送信し、ステップＳ２２を実行する。

なお、センサユニット３０の制御回路３１は、上記ステータスを問合せる信号を受信すると、必要に応じて起動して、電磁弁５２を閉じた場合には、もう一度前記閉栓信号を送信する。
そしてステップＳ２２では、制御回路２１が、該当のセンサユニット３０から上記閉栓信号を受信したか否かを再度判定し、受信すれば一例の処理を終了し、受信しなければステップＳ２３を実行する。
ステップＳ２３では、システムエラーの警告（音や光や文字表示による警報の出力）を実行した後、一例の処理を終了する。

以上説明した本例のシステムによれば、所定の検出タイミングで各タイヤのセンサユニット３０と車体側コントローラ２０との間で、リクエスト信号とアンサー信号の送受信がなされ、車体側コントローラ２０でアンサー信号が受信できないか、受信したアンサー信号に含まれる圧力測定データが異常であると、警報が出力され、ＴＰＭＳとしての基本的機能が実現される。

しかも、上記アンサー信号に含まれる圧力データに基づいてパンクが発生しているか否かが、車体側コントローラ２０で判定され、パンクしていると判定されると、車体側コントローラ２０から該当するタイヤのセンサユニット３０に対して樹脂開栓信号が送信され、この樹脂開栓信号を受信したセンサユニット３０は、対応するタイヤの樹脂用開閉弁（電磁弁４２）を開弁させて対応する樹脂タンク４１から当該タイヤ内に樹脂（シール剤）を放出させる。
このため、タイヤのパンクが自動的に修理されて走行が可能になる（走行中である場合には走行を継続できる）とともに、上述のステップＳ４のように車体側コントローラ２０で警報を出力して、車両ユーザに、例えばパンクが発生したこと、及びそのタイヤの箇所、或いはさらにパンクが自動修理されること（即ち、ある程度の走行は可能であるが、なるべく早くタイヤ交換すべきこと）を知らせることができるという効果が得られる。

また本例では、圧縮気体が充填された気体タンク５１と、この気体タンク５１をタイヤ内部に対して開閉する気体用開閉弁（電磁弁５２）とが設けられ、車体側コントローラ２０は、前記樹脂の放出が終了したことを判定すると、該当するタイヤのセンサユニット３０に対して気体用開閉弁の開弁を指令する気体開栓信号を送信し、これを受信したセンサユニット３０は、対応するタイヤの気体用開閉弁を開弁させて対応する気体タンク５１から当該タイヤ内に気体を放出させる。

このため、パンクによって低下したタイヤの圧力が自動的に補正されて通常時により近い走行（或いは通常時と同様の走行）が可能になるとともに、例えば、正常にタイヤのパンクが自動修理されたことをユーザに報知する処理ステップをステップＳ２０の後に設けることによって、車体側コントローラ２０の制御によって、例えば車両ユーザにパンクしたタイヤが修理され、さらに圧力が補正されたことを知らせることができるという効果が得られる。
また、圧縮気体の放出は、樹脂の放出後（本例では、樹脂の放出終了後、規定時間Ｔ０が経過した後）に行われるため、タイヤの傷が十分にシール剤でシールされた後にガスを放出して、十分に圧力低下を補正することができる。

また本例では、前述のステップＳ２，Ｓ３で説明したように、車体側コントローラ２０が、圧力センサ３２の測定結果Ｐが正常範囲（Ｐ＞Ｐ０）にある場合でも、前記測定結果から算出される圧力の変化速度（この場合、単位時間当たりの変化量ΔＰ）に基づいて、タイヤがパンクしているか否か判定する。このため、圧力Ｐがまだ正常範囲にある段階でも、早期にタイヤのパンクを検知して自動修理することができる。

なお、本発明（本願のタイヤ圧力モニタリングシステム）は上述した形態例に限られず、各種の変形や応用があり得る。
例えば、車体側送信アンテナとタイヤは、必ずしも１対１で対応している必要はない。例えば、右側の前後輪のタイヤに対して一つの車体側送信アンテナが設置され、左側の前後輪のタイヤに対して一つの車体側送信アンテナが設置されたシステムに対しても、本発明は適用可能である。

（パンク自動修理装置の形態例）
次に、本願の別発明（パンク自動修理装置）の形態例ついて説明する。
本願のパンク自動修理装置は、例えば、図１〜図６によって説明した前述のタイヤ圧力モニタリングシステムの機能（警報機能を除く）を各タイヤにおいて実現したものである。この場合、車体側コントローラ２０や、車体側送信アンテナ１１〜１５は、必ずしも必要でなくなり、センサユニット３０における通信手段（送信回路３３、送信用アンテナ３４、受信回路３５、及び受信アンテナ３６）も必ずしも必要でない。そして、センサユニット３０の制御回路３１によって、図４〜図６に示したパンク判定と自動修理の処理（ステップＳ４やＳ１４などの警報の処理や、ステップＳ５やＳ６などの無線通信の処理を除く）を実行するようにすればよい。この場合、制御回路３１が本発明のコントローラとして機能する。このような装置であると、タイヤ単体でパンク自動修理が実現される。
但し、車体側コントローラ２０や、車体側送信アンテナ１１〜１５や、センサユニット３０における通信手段を設けた構成とし、例えば、パンクが発生したことをセンサユニット３０で判定すると、その旨の信号をセンサユニット３０から車体側コントローラ２０に送信するようにし、これにより車両ユーザにパンク発生等を知らせるようにしてもよい。

タイヤ圧力モニタリングシステムの構成を説明する図である。 同システムの車両における主要構成要素の配置を説明する図である。 （ａ）は樹脂タンクや気体タンクを構成するリング状チューブの断面図、（ｂ）はこのリング状チューブの取り付け状態を示す図、（ｃ）はこのリング状チューブの取り付けのための特殊構造を説明する図である。 各コントローラの制御処理を説明するフローチャートである。 各コントローラの制御処理を説明するフローチャートである。 各コントローラの制御処理を説明するフローチャートである。

符号の説明

１ 車両
１１〜１５ 車体側送信用アンテナ
２０ 車体側コントローラ（ＥＣＵ）
３０ センサユニット（ＴＰＳ）
４１ 樹脂タンク
４２ 電磁弁（樹脂用開閉弁）
５１ 気体タンク
５２ 電磁弁（気体用開閉弁）
６４ 圧縮気体
６５ 樹脂

Claims (3)

1. 車両のタイヤに対して無線信号を送信可能な車体側コントローラと、前記タイヤ毎に設けられて、前記タイヤの圧力を測定してその測定結果を無線信号として送信可能なセンサユニットとを備え、前記車体側コントローラが所定タイミングで前記センサユニットに対してリクエスト信号を送信し、これを受信した前記センサユニットが前記測定結果を含むアンサー信号を前記車体側コントローラに対して送信するタイヤ圧力モニタリングシステムにおいて、
   前記タイヤには、タイヤ内に放出することによってタイヤの傷をシールして修理することが可能な樹脂が充填された樹脂タンクと、前記センサユニットからの制御によって前記樹脂タンクをタイヤ内部に対して開閉する樹脂用開閉弁と、圧縮気体が充填された気体タンクと、前記センサユニットからの制御によって前記気体タンクをタイヤ内部に対して開閉する気体用開閉弁と、が設けられ、
   前記車体側コントローラは、
   前記アンサー信号に含まれる前記測定結果に基づいて、前記タイヤがパンクしているか否か判定し、パンクしていると判定すると、該当するタイヤの前記センサユニットに対して前記樹脂用開閉弁の開弁を指令する樹脂開栓信号を送信する機能を有し、
   前記センサユニットは、
   前記樹脂開栓信号を受信すると、対応するタイヤの前記樹脂用開閉弁を開弁させて対応する樹脂タンクから当該タイヤ内に前記樹脂を放出させる機能を有し、
   前記車体側コントローラは、
   前記樹脂の放出が終了したことを判定し、終了したと判定すると、車体側送信用アンテナから該当するタイヤの前記センサユニットに対して前記気体用開閉弁の開弁を指令する気体開栓信号を送信する機能を有し、
   前記センサユニットは、
   前記気体開栓信号を受信すると、対応するタイヤの前記気体用開閉弁を開弁させて対応する気体タンクから当該タイヤ内に気体を放出させる機能を有することを特徴とするタイヤ圧力モニタリングシステム。
2. 前記車体側コントローラは、
   前記圧力センサの測定結果が正常範囲にある場合でも、前記測定結果から算出される圧力の変化速度に基づいて、前記タイヤがパンクしているか否か判定することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ圧力モニタリングシステム。
3. 車両のタイヤに組み込まれて、当該タイヤのパンクを自動修理するパンク自動修理装置であって、
   コントローラと、当該タイヤの圧力を測定する圧力センサと、タイヤ内に放出することによってタイヤの傷をシールして修理することが可能な樹脂が充填された樹脂タンクと、前記コントローラの制御によって前記樹脂タンクをタイヤ内部に対して開閉する樹脂用開閉弁と、圧縮気体が充填された気体タンクと、前記コントローラの制御によって前記気体タンクをタイヤ内部に対して開閉する気体用開閉弁と、を備え、
   前記コントローラは、
   前記圧力センサの測定結果から算出される圧力に基づいて前記タイヤがパンクしているか否か判定し、パンクしていると判定すると、前記樹脂用開閉弁を開弁させて対応する樹脂タンクから当該タイヤ内に前記樹脂を放出させる機能を有し、前記圧力センサの測定結果が正常範囲にある場合でも、前記測定結果から算出される圧力の変化速度に基づいて、前記タイヤがパンクしているか否か判定し、
   さらに前記コントローラは、
   前記樹脂の放出が終了したことを判定し、終了したと判定すると、前記気体用開閉弁を開弁させて前記気体タンクから当該タイヤ内に気体を放出させる機能を有することを特徴とするパンク自動修理装置。

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