JP2003341319A - タイヤ膨張監視システム - Google Patents

タイヤ膨張監視システム

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    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/06—Signalling devices actuated by deformation of the tyre, e.g. tyre mounted deformation sensors or indirect determination of tyre deformation based on wheel speed, wheel-centre to ground distance or inclination of wheel axle
    • B60C23/066—Signalling devices actuated by deformation of the tyre, e.g. tyre mounted deformation sensors or indirect determination of tyre deformation based on wheel speed, wheel-centre to ground distance or inclination of wheel axle by monitoring wheel-centre to ground distance

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】タイヤの膨張状態を監視するシステムを得る。 【解決手段】タイヤの膨張状態を監視するシステムであ
って、ホイールリムに装着されこのホイールリムから走
行表面に近接するタイヤの内部表面に至る測定された距
離を表わす距離信号を送信するようにしたセンサと、こ
のセンサと通信され前記距離信号を受けるようにされた
コントロールユニットであって、タイヤの膨張状態を決
定しこの膨張状態を表わす膨張状態信号を送信するもの
と、車両の乗員室に配置されコントロールユニットと通
信して膨張状態信号を受けるインジケータであって、タ
イヤの膨張状態を表わすものを有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般に、タイヤ
膨張監視システムに係り、特には、タイヤのゆがみを測
定することによって、タイヤの膨張を決定するタイヤ膨
張監視システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】このタイヤ膨張監視システムは、車両運
転者が不適切に膨張したタイヤに気づくのを支援する理
由から車両用の魅力的な性能である。不適切に膨張した
タイヤを有する車両を運転することは、ガソリン走行距
離を減少し、タイヤ摩耗を増大してタイヤの寿命を縮め
る結果となる。これらの欠点は、タイヤの膨張が正常範
囲から外れていることを車両運転者に警報することによ
って除かれる。したがって、他の産業ばかりでなく自動
車産業におけるタイヤ膨張監視システムの需要がある。
【０００３】タイヤ圧監視器が現時点で存在するが、そ
の圧力読取りが、誤って導かれる。タイヤ圧読取りは、
単にタイヤ圧が現在の車両運転条件にとって充分である
かどうかを運転者に警報するように働くだけではない。
タイヤ膨張が適切であるかどうかを決定するときは、数
個の要素が考慮されなければならない。
【０００４】考慮されるべきパラメータは、車両の負荷
である。タイヤ圧が減少すると、タイヤの負荷容量は減
少する。同様に、負荷容量は、タイヤ圧が増加するにし
たがって減少する。現在のところ利用可能なタイヤ圧監
視装置は、車両の負荷を勘定に入れていない。したがっ
て車両の負荷を考慮することを無視することによって、
今日の技術ではタイヤ膨張状態を正確に評価することが
できない。タイヤ構造の完全な状態に影響する他のパラ
メータは、タイヤ内の空気温度およびタイヤの回転速度
である。これらのパラメータを考慮することを無視する
ことは、タイヤ圧の読取りを誤って導き、早期のタイヤ
摩耗をもたらす。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した事項に照らし
て、タイヤ膨張の評価に多くの車両パラメータを考慮す
ることができるタイヤ膨張監視システムが、求められ
る。さらには、車両運転者がタイヤの寿命を決定するの
を支援することができる新規な、かつ改善されたタイヤ
膨張監視システムが望まれる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】ホイール組立のホイール
リムに装着され、このホイールリムから、走行表面に近
接したタイヤの内部表面までの測定された距離を表示す
る距離信号を送信するようにした距離センサと、このセ
ンサと通信され、距離信号を受けるようにされ、タイヤ
の膨張状態を決定して、この膨張状態を表わす膨張状態
信号を送信するコントロールユニットと、車両の乗員室
内に配置され、膨張状態信号を受けるためにコントロー
ルユニットと通信し、タイヤの膨張状態を表わすインジ
ケータとを有するタイヤ膨張監視システムである。
【０００７】
【発明の実施の形態】この発明の好ましい実施例および
この発明を用いる好ましい方法についての以下の説明
は、この発明の範囲をこの好ましい実施例や方法に限定
されることは意図していないし、むしろ、タイヤの膨張
監視システムの分野における当業者はこの発明を製造
し、さらには使用することができる。
【０００８】タイヤ膨張監視システム１０の好ましい実
施例が、この発明にしたがって図１に示されている。シ
ステム１０は、自動車すなわち車両３０に組込まれてい
る。システム１０は、距離すなわち近接センサ２２、コ
ントロールユニット１２、インジケータ１４、およびホ
イール組立２８を有する。システム１０の機能は、車両
のパラメータを測定し、そのパラメータに基づくタイヤ
膨張状態を決定し、そしてそのタイヤ膨張状態を表示す
ることである。この発明の好ましい実施例においては、
車両パラメータは、距離すなわち近接測定値である。さ
らに特には、コントロールユニット１２は、距離センサ
２２からの距離測定値を表わす距離すなわち近接信号を
受ける。コントローラ１２は、そのときに距離測定値に
基づくタイヤ膨張状態を決定し、その膨張状態を表わす
タイヤ膨張状態信号をインジケータ１４に送信する。イ
ンジケータ１４は、そのときにタイヤ膨張状態を表示す
ることができる。
【０００９】距離センサ２２の目的は、ホイールリム
（図３の（ａ）に示す）と走行表面３６（図３の（ｂ）
に示す）の反対側のタイヤ２６の内部表面との間の距離
を測定することである。距離センサ２２は、好ましくは
近接センサである。さらに特には、距離センサ２２は、
好ましくはタイヤ２６の内部表面に対して光波を送信
し、そのときにタイヤの内部表面から反射した光波を受
ける光センサである。代わりの実施例においては、距離
センサ２２は、タイヤ２６の内部表面に超音波を送信す
る超音波センサであり、そのときにタイヤの内部空間か
ら反射された超音波を受ける。上述の両実施例におおい
て、ホイールリム３４とタイヤ２６の内部表面との間の
距離は、反射されてそのときにセンサが受けた送信信号
がかかった時間の関数である。代わりに、ホイールリム
３４とタイヤ２６の内部表面との間の距離を測定するこ
とができる他のあらゆる適当な装置を使用することもで
きる。
【００１０】好ましくは、距離センサ２２は、ラジオ周
波数（ＲＦ）送信を介するような無線装置によってコン
トロールユニット１２と通信される。この発明の一実施
例において、距離センサ２２は、コントローラ１２と通
信するために送信機または受信機に接続される。このセ
ンサおよび送信機または受信機装置は、距離センサの代
りに圧力センサを有する通常のタイヤ監視システムと同
様である。代りに、これらの装置間の無線信号を送信し
たり受信したりできるあらゆる適当な接続を用いること
ができる。この発明のさらなる実施例においては、距離
センサ２２は、距離信号を前処理（pre‐processing）
するためのロジックを備えたコントローラを有する。こ
の実施例は、距離センサ２２とコントロールユニット１
２との間のＲＦ送信の帯域幅要求事項を減少する。コン
トローラは、好ましくは通常のプロセッサである。しか
しながら、距離信号を前処理することができるいかなる
適切な装置も使用できる。
【００１１】コントロールユニット１２は、距離センサ
２２によって送信された信号内に含まれる情報またはデ
ータを使用する膨張状態を決定する。一般に、コントロ
ールユニット１２は、タイヤ２６の膨張状態を決定する
ための、およびインジケータ１４におけるその状態の表
示を制御するための、コントロールロジックを有する。
このコントロールロジックは、実行可能なコードおよび
またはロジック装置のような、ソフトウエアまたはハー
ドウエア内で実行することができる。さらに、コントロ
ールユニット１２は、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびまたは不揮
発性メモリのような多様なメモリ装置を有し、またはそ
れらと通信される。
【００１２】膨張状態は、タイヤ２６の膨張の一般的な
水準の表現である。好ましい実施例において、膨張状態
には３つのカテゴリ、正常、低い、高いがある。代わり
に、いかなる適切なカテゴリ分けをも用いることができ
る。コントロールユニット１２は、距離センサ２２から
送信された信号を受けるようにされる。距離センサ２２
から信号を受けると、コントロールユニット１２は、測
定された距離と関連する膨張状態を決定する。
【００１３】コントロールユニット１２は、好ましくは
コントロールユニット１２のメモリ（図示せず）に蓄積
されたルックアップテーブルを用いることによって、膨
張状態を決定する。ルックアップテーブルは、膨張状態
を、ホイールリムからタイヤの内部表面までの距離と相
互に関連する。代わりに、距離の関数として膨張状態を
決定する他のあらゆる適切な方法を用いることができ
る。例えば、コントロールユニット１２は、変数として
距離を用いて膨張のレベルを計算することができ、続い
てその計算された膨張レベルを用いて膨張状態を決定す
ることができる。
【００１４】コントロールユニット１２は、好ましくは
インジケータ１４に接続され、インジケータ１４に膨張
状態信号を通信することができる。好ましくは電線が、
コントロールユニット１２とインジケータ１４とを接続
する。しかしながら、これらの装置間の信号を送信する
ことができる、ＲＦ通信のような、あらゆる適切な接続
を用いることができる。さらに、コントロールユニット
１２は、車両の関連のない操作のために使用されるコン
トロールユニットと一体にすることができる。例えば、
一実施例において、コントロールユニット１２は、車両
のアンチブレーキシステムを制御するために同時に用い
られる制御ユニットと一体化することができる。
【００１５】インジケータ１４の目的は、タイヤ２６の
膨張状態を車両３０の乗員に知らせることである。イン
ジケータ１４は、好ましくは車両３０の乗員室（図示せ
ず）内に配置された視覚装置である。さらに特には、図
４に示されるように、インジケータ１４は、好ましく
は、車両３０の後方視認ミラー組立３２内に配置された
視覚装置である。代わりに、インジケータ１４は、オー
ディオおよび視覚装置の両方に使用するオーディオ装
置、または、タイヤ２６の膨張状態を乗員に知らせるこ
とができるその他のあらゆる適切な装置であってもよ
い。
【００１６】図２に示されるようなホイール組立２８
は、ホイール２４とタイヤ２６とを有する。さらに、図
３の（ａ）に示されるように、ホイール２４はホイール
ベース３３とホイールリム３４とを有する。距離センサ
２２は、好ましくはホイールリム３４の中央位置に配置
される。図３の（ｂ）に示されるように、走行表面３６
はタイヤ２６の周囲に沿って配置される。図５に示され
るように、距離センサ２２は、ホイールリム３４と走行
表面３６とは反対側のタイヤ２６の内部表面との間の距
離「Ｘ」を計測する。車両３０が運転（停止または移
動）中に、距離センサ２２が、周期的に距離を計測し、
これらの測定値を表わす信号をコントロールユニット１
２に送信する。この膨張状態は、ホイールリム３４と走
行表面３６とは反対側のタイヤ２６の内部表面３５との
間の距離の計測値を使用することに由来することができ
る。
【００１７】ホイール組立２８が、路面上を回転する時
間に関する距離「Ｘ」の測定値のグラフ５０は、図６に
示されるようにほぼ正弦波曲線になる。３つの曲線が示
され、タイヤの３つの別個の状態を表わしている。曲線
５２は、正常に膨張したタイヤを表わし、曲線５４は、
過剰に膨張したタイヤを表わし、曲線５６は不充分な膨
張タイヤを表わしている。図示されるように、曲線５６
のＢ点では、距離センサ２２は地面に最も近い。過剰な
膨張のタイヤは、正常に膨張したタイヤの曲線を上方に
移した曲線５４を描くが、不充分な膨張のタイヤは、正
常に膨張したタイヤの曲線５２を下方に移した曲線５６
を描く。使用中に、この発明のシステムは、過剰膨張お
よび不充分な膨張の閾値を表わす理論的曲線距離「Ｘ」
の測定値を比較して、タイヤ２６が過剰膨張か、不充分
な膨張か、正常な膨張かを決定する。
【００１８】距離「Ｘ」を正弦波曲線と比較する代わり
に、距離「Ｘ」の測定信号は、前処理されて、図７に示
されるように好ましいズレ（ｏｆｆｓｅｔ）をもってフ
ィルタ処理された水平な線を表わすことができる。この
前処理された距離「Ｘ」信号は、過剰膨張の閾値および
不充分膨張の閾値を表わす水平な線と比較して、タイヤ
２６の膨張レベル状態を決定することができる。
【００１９】前述した実施例が、道路、タイヤ温度、車
輌の速度等のような、タイヤのゆがみに関する外的影響
を考慮したが、この発明の他の実施例は、距離測定値に
関連して追加的な車両のパラメータを利用して、タイヤ
２６の膨張状態を決定する。追加的なパラメータを測定
することによって、さらに精密な膨張状態判断が達成さ
れる。一実施例において、温度センサ１６、速度センサ
１８、および負荷センサ２０は、距離センサ２２に付加
して用いられる。この実施例においては、その膨張状態
は、距離、温度、速度、および負荷の関数である。代わ
りに、その膨張状態は、距離と前述した車両のパラメー
タのいずれかとの関数として決定することができる。
【００２０】温度センサ１６は、タイヤ２６内の空気温
度を測定するために機能し、速度センサ１８は、地面に
相対する車両３０の速度を測定するために機能し、負荷
センサ２０は、車両３０の負荷を測定するために機能す
る。温度センサ１６、速度センサ１８、および負荷セン
サ２０は、好ましくは通常のセンサである。しかしなが
ら、上述したパラメータを測定することができるあらゆ
る適切な装置を用いることができる。温度センサ１６、
速度センサ１８、および負荷センサ２０は、好ましく
は、それぞれコントロールユニット１２に接続されて、
温度信号、速度信号、および負荷信号を通信することが
できる。これらの信号を受けたときは、コントロールユ
ニット１２は、前述したと同様の方法で膨張状態を決定
する。好ましくは、センサ１６、１８、２０は、電線に
よってコントロールユニット１２に接続される。代わり
に、ＲＦ通信のようなあらゆる適切な接続を用いること
ができる。
【００２１】図８は、タイヤの劣化を決定するのに用い
ることができる方法を示す。ブロック５０で、タイヤの
ゆがみが測定される。この測定は、上述に関連して距離
センサで実行される。代わりに、要求された距離を測定
するためのあらゆる他の装置を用いることができる。
【００２２】ブロック５２で、タイヤの総回転数が決定
される。これは、タイヤの回転数をカウントし、蓄積す
ることができるカウンタを用いることによって直接実行
することができる。代わりに、この決定は、回転速度を
直接測定することができるセンサを用いることによっ
て、または車両の速度測定値をタイヤの回転速度に変換
することによって実行することができる。総回転数は、
時間と車両の速度との、または時間とタイヤの回転速度
との関数として算出することができる。この計算は、上
述したようなコントロールユニット、またはその他のあ
らゆる適切な装置によって実行することができる。タイ
ヤの総回転数を決定することができるあらゆる適切な方
法を用いることができることを認識すべきである。
【００２３】ブロック５４で、タイヤ２６のゆがみのレ
ベルが決定される。コントロールユニットは、好ましく
は、ゆがみのレベルが回転総数および正常の範囲外であ
ると決定されるひずみの度合と相互に関係があるルック
アップテーブルにアクセスすることによってゆがみのレ
ベルを決定することができる。代わりに、ゆがみのレベ
ルを決定するいかなる適切な方法をも用いることができ
る。
【００２４】ブロック５６では、ゆがみのレベルが、タ
イヤ構造の完全性を危うくするかどうかを決定する。タ
イヤ構造の完全性が危うくされることが決定されるなら
ば、そのときはドライバーに警告する（ブロック５
８）。ドライバーには、好ましくは車両の乗員室内にイ
メージ表示またはオーディオ音によって警告する。代わ
りに、ドライバーに警告するあらゆる方法を用いること
ができる。
【００２５】さらに他の実施例においては、タイヤの劣
化のレベルを決定する上記方法は、追加的な車両のパラ
メータを用いて、より正確な結果を得ることができる。
このゆがみのレベルは、タイヤ２６の総回転数、ゆがみ
の度合、タイヤ２６の温度、および車両３０の負荷、ま
たは前述したパラメータのあらゆる組合せの関数として
決定することができる。温度および負荷は、前述したよ
うに、それぞれ温度センサ１６および負荷センサ２０を
用いて測定することができる。代わりに、温度および負
荷を測定するためのあらゆる適切な装置を用いることが
できる。ゆがみのレベルは、好ましくは、コントロール
ユニット１２によって決定され、このコントロールユニ
ットは、好ましくは、ルックアップテーブルを用いて総
回転数、曲りの度合、タイヤ２６内の温度、および車両
の負荷の関数として劣化のレベルを決定する。
【００２６】ステアバイワイヤシステムの当業者は前述
の詳細な説明から、さらには各図およびクレームから認
識できるので、以下のクレームに規定されたこの発明の
範囲から逸脱することなしに、この発明の好ましい実施
例に対して、改良や変更をすることができる。
【００２７】
【発明の効果】この発明によれば、車両のパラメータを
考慮したタイヤの状態の判断を支援することができるタ
イヤ膨張監視システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にしたがって示されたタイヤ膨張監視
システムの概略平面図。
【図２】タイヤ膨張を監視するためのセンサを装着した
ホイールの側面図。
【図３】（ａ）は、この発明にしたがうタイヤ膨張を監
視するためのセンサを装着したホイールの側面斜視図、
（ｂ）は、タイヤの走行表面を示すタイヤの側面斜視
図。
【図４】インジケータ表示を有する後方視認ミラーの正
面図。
【図５】センサおよびホイールリムと走行表面に近接し
たタイヤの内部壁との間の測定された距離「Ｘ」を有す
るホイールの側面図。
【図６】時間に関する距離「Ｘ」の測定値のグラフ。
【図７】前処理した距離信号のグラフ。
【図８】タイヤの劣化を決定する方法のフローチャー
ト。
【符号の説明】
１０……タイヤ膨張監視システム １２……コントロールユニット、コントローラ １４……インジケータ １６……温度センサ １８……速度センサ ２０……負荷センサ ２２……距離センサ、近接センサ ２４……ホイール ２６……タイヤ ３０……車両 ３２……後方視認ミラー組立 ３３……ホイールベース ３４……ホイールリム ３５……内部表面 ３６……走行表面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ビン・フー・トラン アメリカ合衆国、ミシガン州 48335、フ ァーミントン・ヒルズ、スーザン・ドライ ブ 24089

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両のホイール組立におけるタイヤの膨
    張状態を監視するシステムであって、そのホイール組立
    は、ホイール、ホイールベース、ホイールリム、および
    タイヤを有するものであって、 前記ホイールリムに装着され、このホイールリムから、
    走行表面に近接したタイヤの内部表面までの測定された
    距離を表示する距離信号を送信するようにした距離セン
    サと、 前記センサと通信され、前記距離信号を受けるようにさ
    れたコントロールユニットであって、このコントロール
    ユニットは、前記タイヤの膨張状態を決定し、この膨張
    状態を表わす膨張状態信号を送信するものと、 前記車両の乗員室内に配置され、前記膨張状態信号を受
    けるために前記コントロールユニットと通信し、タイヤ
    の膨張状態を表わすインジケータとを有するシステム。
  2. 【請求項２】 前記センサは、前記距離信号を前処理す
    るためのコントローラを有する請求項１記載のシステ
    ム。
  3. 【請求項３】 前記膨張状態は、正常膨張、不充分膨
    張、および過剰膨張のうちの１つである請求項１記載の
    システム。
  4. 【請求項４】 さらに、車両パラメータを測定するため
    の車両パラメータセンサであって、その車両パラメータ
    センサは、前記コントロールユニットと通信するものを
    有する請求項１記載のシステム。
  5. 【請求項５】 前記コントロールユニット装置は、前記
    測定した距離と車両パラメータとの関数として、前記膨
    張状態を得る請求項４記載のシステム。
  6. 【請求項６】 前記車両パラメータは、タイヤ内の空気
    温度、車両の速度、および車両負荷のうちの１またはそ
    れ以上のものである請求項５記載のシステム。
  7. 【請求項７】 前記センサは、近接センサである請求項
    １記載のシステム。
  8. 【請求項８】 前記近接センサは、光学的センサである
    請求項７記載のシステム。
  9. 【請求項９】 前記近接センサは、超音波センサである
    請求項７記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 前記距離信号は、超音波信号である請
    求項１記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 前記インジケータは、視覚信号を送信
    するための視覚装置である請求項１記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 前記視覚インジケータは、前記車両の
    後方視認ミラーに配置されている請求項１１記載のシス
    テム。
  13. 【請求項１３】 前記コントロールユニットは、車両の
    アンチロックブレーキシステムを制御するために同時に
    用いられるコントロールユニットと一体的である請求項
    １記載のシステム。
  14. 【請求項１４】 車両のホイール、ホイールベース、ホ
    イールリム、およびタイヤを有するホイール組立内にお
    けるタイヤの膨張状態を監視するための方法であって、 この方法は、ホイールリムから、走行表面に近接したタ
    イヤの内部表面までの距離を表わす距離信号を送信する
    こと、 前記タイヤの膨張状態を決定すること、 前記膨張状態を表わす膨張状態信号を通信すること、 前記車両の乗員室内にタイヤの膨張状態を表わすことを
    有する方法。
  15. 【請求項１５】 前記膨張状態は、正常膨張、不充分膨
    張、および過剰膨張のうちの１つである請求項１４記載
    の方法。
  16. 【請求項１６】 さらに、測定された車両パラメータを
    表わす車両パラメータ信号を送信し、前記膨張状態は、
    前記距離と車両パラメータとの関数として決定されるこ
    とを有する請求項１４記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記車両パラメータは、空気温度、車
    両の速度、車両の負荷のうちの１つまたはそれ以上であ
    る請求項１６記載のシステム。
  18. 【請求項１８】 車両のタイヤの劣化のレベルを決定す
    る方法であって、その方法は、タイヤのゆがみを測定す
    ること、タイヤの総回転数を決定すること、タイヤの劣
    化のレベルを決定すること、前記劣化のレベルがタイヤ
    構造の完全性を危うくするかどうかを決定すること、お
    よび、車両の乗員室内に劣化レベルを表示することを有
    する方法。
  19. 【請求項１９】 前記劣化のレベルは、ゆがみと総回転
    数との関数として決定される請求項１８記載の方法。
  20. 【請求項２０】 さらに、車両の負荷とタイヤ内の温度
    とを測定することを有し、前記タイヤの劣化のレベルは
    測定されたゆがみ、総回転数、負荷、および温度の関数
    として決定される請求項１８記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記劣化のレベルは、オーディオ信
    号、視覚信号、およびオーディオおよび視覚信号の両方
    の組合せとして決定される請求項１９記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記劣化レベルは、前記タイヤの構造
    が危うくされるかどうかのみを表わす請求項１８記載の
    方法。
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