JP2005349905A - 車両のタイヤ状態監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】 走行タイヤ内に組み込まれてそのタイヤ状態を無線にて送信する検出装置と、検出装置からの送信信号に基づきタイヤ状態を監視する監視装置とからなる監視システムにおいて、監視装置側で、異常が発生した走行タイヤを正確に特定できるようにする。
【解決手段】 走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲが装着されるホイールハウス内に、各走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲ内の検出装置１０ＦＬ〜１０ＲＲからの送信信号を受信する受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲを設け、各受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲにて受信された各走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲのタイヤ状態を表すデータを監視装置４０に出力することで、監視装置４０が各タイヤ毎にタイヤ状態を監視できるようにする。また各受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲのアンテナに指向特性を持たせることにより受信エリアＡｒＦＬ〜ＡｒＲＲを制限し、スペアタイヤ４ＳＰ等、受信機に対応しない他のタイヤからの信号が受信されるのを防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両に搭載された複数のタイヤの状態（空気圧等）をそれぞれ検出して無線で送信する複数の検出装置と、各検出装置から送信信号を受信することにより各タイヤのタイヤ状態を監視する監視装置とからなる車両のタイヤ状態監視システムに関する。

従来より、空気注入タイプのタイヤを備えた車両において、走行時の安全性を高めるために、車両に搭載されたタイヤ毎に、空気圧や温度等のタイヤ状態を検出してその検出結果を無線にて送信する検出装置を組み込み、その検出装置からの送信信号を車載器である監視装置側で受信することにより、各タイヤの状態を自動で監視できるようにしたタイヤ状態監視システムが知られている。

また、この種のタイヤ状態監視システムの一つとして、車両に走行用の車輪として装着された走行タイヤの状態と、車両に予備のタイヤとして搭載されたスペアタイヤの状態とを、それぞれ、区別して監視できるようにするために、車両に搭載された各走行タイヤからの送信信号を受信するための第１アンテナに加えて、スペアタイヤからの送信信号を受信するための第２アンテナをスペアタイヤの格納部に設けたものも知られている（例えば、特許文献１、特許文献２等参照）。
特開２００３−２６７００８号公報 特会２００３−３１２２２０号公報

ところで、上記従来のタイヤ状態監視システムにおいては、走行タイヤからの送信信号については、一つのアンテナ（上述の第１アンテナ）にて受信するようにされていたため、走行タイヤの一つに異常が生じた場合に、監視装置側で、その異常タイヤが複数の走行タイヤの何れであるかを識別できるようにするには、各走行タイヤ毎に、車両における装着位置を表す情報を付与して、検出装置がタイヤ状態の検出結果を送信する際には、その位置情報も同時に送信するように構成する必要があった。

しかし、このようにするには、スペアタイヤを含む各タイヤ毎に位置情報を入力するための入力装置（ディップスイッチ等）設けて、各タイヤ内の検出装置側でその入力装置から位置情報を読み取るようにする必要があり、タイヤの構成が複雑になるという問題があった。

また、各タイヤはローテーション等によって車両への装着位置が変化するので、監視装置側で異常タイヤを正確に特定できるようにするには、装着位置が変更される度に、各タイヤに付与した位置情報を更新しなければならず、管理が面倒であるという問題もある。

一方、こうした問題を防止するには、車両の各走行タイヤ毎に、そのタイヤ内の検出装置から送信された信号を受信するためのアンテナを設け、監視装置側では、各アンテナからの受信信号に基づき、各走行タイヤの状態を監視するように構成することが考えられる。

つまり、このようにすれば、監視装置側では、何れかの走行タイヤに異常が生じた際には、その異常状態を表す検出結果を受信したアンテナの位置から、異常タイヤの装着位置を特定することができるようになるため、監視装置側で異常タイヤの装着位置を特定できるようにするために、各タイヤ毎に、車両での装着位置を表す情報を付与するための入力装置を設ける必要がなく、監視装置側で異常タイヤの装着位置を特定できるタイヤ状態監視システムを容易に構築できるようになる。

しかし、このように各走行タイヤ毎にアンテナを設けることにより、監視装置側で異常タイヤの装着位置を特定できるようにした場合、各アンテナにて、対応する走行タイヤ以外のタイヤからの送信信号が受信されてしまうと、異常タイヤやその装着位置を誤検出してしまい、車両乗員にタイヤ状態を正確に報知することができなくなる、という問題が生じる。

つまり、各走行タイヤ毎に設けられたアンテナの一つで、自車両に搭載された他のタイヤ（走行タイヤ若しくはスペアタイヤ）からの送信信号が受信されるような場合には、そのアンテナからの受信信号に基づきタイヤの異常を判定しても、その異常タイヤは、そのアンテナを介して監視すべき走行タイヤとは異なるタイヤ（走行タイヤ若しくはスペアタイヤ）であることがあり、結果的には、異常タイヤの装着位置を誤検出してしまうことがある。

また、各走行タイヤ毎に設けられたアンテナの一つで、自車両に隣接した他の車両のタイヤからの送信信号が受信されるような場合には、そのアンテナからの受信信号に基づきタイヤの異常を判定しても、その異常タイヤは、他の車両のタイヤであることがあり、結果的には、自車両における異常タイヤの存在自体を誤検出してしまうことがある。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、空気圧等のタイヤ状態を検出して検出結果を送信する検出装置をタイヤ内に組み込み、監視装置側では、各検出装置からの送信信号に基づき各タイヤの状態を監視するタイヤ状態監視システムにおいて、各タイヤ毎に、内部の検出装置からの送信信号を受信するアンテナを設けることで、監視装置側でタイヤの異常を検出した際に、その異常タイヤを簡単にしかも正確に特定できるようにすることを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載のタイヤ状態監視システムにおいては、車両において走行タイヤが装着される複数のホイールハウス内にそれぞれ設けられた複数のアンテナを備え、しかも、各アンテナは、ホイールハウス内の走行タイヤに組み込まれた検出装置からの送信信号のみを選択的に受信するように指向特性が調整されている。そして、監視装置は、これら各アンテナからの受信信号に基づき、車両に搭載された各走行タイヤのタイヤ状態を監視し、その監視結果を乗員に報知する。

従って、本発明のタイヤ状態監視システムによれば、監視装置において、ホイールハウス毎に設けられた複数のアンテナを介して、各ホイールハウス内に装着された走行タイヤのタイヤ状態を個々に監視できるようになり、各アンテナにて、スペアタイヤ等、受信すべき走行タイヤ以外のタイヤからの送信信号が受信されて、監視装置側で、異常タイヤやその装着位置を誤検出してしまうのを防止できる。

ここで、本発明では、車両のホイールハウス内に設けられるアンテナの指向特性を、そのホイールハウス内の走行タイヤに組み込まれた検出装置からの送信信号のみを選択的に受信し得るように調整することで、異常タイヤを簡単且つ正確に検出できるようにしているのであるが、このようにアンテナの指向特性を調整するに当たっては、例えば、アンテナの放射方向がホイールハウス内の走行タイヤ方向に制限されるように、ホイールハウスにおけるアンテナの取り付け場所を選択するようにしてもよく、或いは、アンテナ自体に、指向特性を有するアンテナを用い、そのアンテナからの電波の放射方向がホイールハウス内の走行タイヤを向くように、アンテナをホイールハウス内に固定するようにしてもよい。

つまり、ホイールハウスは、一般に、電波を遮蔽し得る金属板にてタイヤ周囲を囲むように形成されていることから、ホイールハウス内でのアンテナの取り付け位置を調整することによって、そのアンテナに対して、ホイールハウス内の走行タイヤからの送信信号のみを選択的に受信させることができる。また、アンテナに指向特性を有するアンテナを用い、その放射方向がホイールハウス内の走行タイヤを向くように、アンテナをホイールハウス内に固定しても、そのアンテナに対して、ホイールハウス内の走行タイヤからの送信信号のみを選択的に受信させることができる。

しかし、車両においては、車体が電波を反射することから、上記のようにホイールハウス内にアンテナを設置しただけでは、スペアタイヤ等の他のタイヤからの送信信号（電波）や他車両のタイヤからの送信信号が、自車両や他車両の車体で反射されて、ホイールハウス内のアンテナに入射してしまうことも考えられる。

このため、本発明において、ホイールハウス内に設置するアンテナとしては、請求項２に記載のように、アンテナ素子と、アンテナ素子の周囲に配設されてアンテナ素子からの電波の放射方向を規制する規制部材とを備え、その規制部材により指向特性を調整するよう構成することが望ましい。

つまり、このようにすれば、規制部材を介してアンテナの指向特性をより鋭くすることができるようになり、アンテナにて、他のタイヤからの送信信号（電波）が受信されるのをより確実に防止することができる。

なお、規制部材としては、電波を遮断し得る金属等の導電材料からなる板状若しくは網状部材をアンテナ素子周囲に配置することにより、アンテナ素子では、ホイールハウス内の走行タイヤからの送信信号のみが受信されるようにすればよく、具体的には、アンテナ素子に対する導波管として機能するように構成しても、或いは、アンテナ素子に対する反射板として機能するように構成してもよい。

一方、各アンテナからの受信信号は、同軸ケーブル等を介して監視装置までそのまま伝送し、監視装置側で、各アンテナからの受信信号を処理して、対応する走行タイヤ内の検出装置による検出結果を表すデータを復元するようにしてもよいが、このように各アンテナからの受信信号を監視装置まで伝送するようにするには、伝送経路での受信信号の伝送ロスを考慮して、各アンテナからの受信信号の信号レベルが大きくなるように、アンテナの利得を大きくする必要がある。

しかし、アンテナの利得を大きくすると、単にアンテナの大型化を招くだけでなく、アンテナによる受信可能エリアが広くなるため、アンテナにて他のタイヤからの送信信号が受信され易くなり、異常タイヤやその装着位置の誤検出を招き易くなる、という問題が生じる。

そこで、こうした問題を防止するには、請求項３に記載のように、各アンテナ毎にそれぞれ受信機を設け、各受信機において、対応するアンテナからの受信信号を処理してタイヤ状態の検出結果を表すデータを復元し、その復元したデータを監視装置に出力するようにするとよい。

つまり、このようにすれば、アンテナの利得を大きくすることなく、監視装置に、各アンテナにて得られる走行タイヤのタイヤ状態を通知でき、しかも、監視装置側では、受信機からの送信データに基づき、車両における走行タイヤの装着位置を把握しつつ各走行タイヤのタイヤ状態を監視できるようになる。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
まず、図１は、本発明が適用された実施形態のタイヤ状態監視システム（以下単に監視システムともいう）全体の構成を表す説明図であり、図２は、このタイヤ状態監視システムが搭載された車両を左前方から見た斜視図である。

図１に示す如く、本発明が適用される車両２には、その前後左右に走行用の車輪（詳しくは、左前輪：ＦＬ、右前輪：ＦＲ、左後輪：ＲＬ、右後輪：ＲＲ）として装着された走行タイヤ４ＦＬ，４ＦＲ，４ＬＲ，４ＲＲと、車両２の後端に予備の車輪として装着されたスペアタイヤ４ＳＰとが備えられている。

そして、これら各タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲ、４ＳＰには、各タイヤ毎に設定された互いに異なる時間間隔で起動し、タイヤ状態（本実施形態では空気圧と温度）を検出して、その検出結果を無線にて送信する、検出装置１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲ，１０ＳＰが組み込まれている。

これに対し、本実施形態の監視システムは、走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲのタイヤ状態を監視するものであり、図１、図２に示す如く、各走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲのホイールハウス（図２に示す左前後輪のホイールハウス６ＦＬ、６ＲＬ参照）内に設けられた受信機３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲと、これら各受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲからの入力データに基づき、各走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲのタイヤ状態を監視し、タイヤ状態（つまり空気圧若しくは温度）が異常な走行タイヤがあれば、報知装置５０を介してその旨を乗員に報知する監視装置４０と、を備える。

次に、図３は、走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲ及びスペアタイヤ４ＳＰ内にそれぞれ組み込まれた検出装置１０（詳しくは１０ＦＬ〜１０ＳＰ）と、各走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲが配置されるホイールハウス６内に設けられた受信機３０（詳しくは３０ＦＬ〜３０ＲＲ）の構成を表すブロック図である。

図３に示す如く、検出装置１０は、タイヤ４内の空気圧を検出する圧力センサ１２と、走行タイヤ４内の温度を検出する温度センサ１４と、これら各センサ１２、１４から空気圧及び温度の検出信号を数値化して取り込み、その取り込んだ検出データ（具体的には、空気圧データ及び温度データ）をタイヤ情報として出力する処理回路１６と、処理回路１６から出力されたタイヤ情報に従い、極超短波（ＵＨＦ）帯の搬送波（例えば、周波数３１５ＭＨｚの搬送波）を変調することにより送信信号を生成し、その生成した送信信号を送信アンテナ１９から無線送信する送信回路１８と、から構成されている。

そして、処理回路１６は、予め設定された送信間隔（タイヤ毎に異なる間隔）で起動し、送信回路１８からタイヤ情報を周期的に送信させる。
一方、受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲは、受信用のアンテナ３１と、アンテナ３１からの受信信号を処理して検出装置１０からの送信データを復元する受信回路３２と、信号線を介して監視装置４０との間でデータを送受信するための入出力部３６と、制御回路３４とから構成されている。

そして、制御回路３４は、受信回路３２が復元したタイヤ状態を表すデータを取り込み、その後、監視装置４０から入出力部３６にデータの要求信号が入力されると、受信回路３２から取り込んだデータを、入出力部３６を介して監視装置４０に出力する。

また、監視装置４０は、マイクロコンピュータを中心に構成されており、各受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲに対して順次要求信号を送信して、各受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲから各走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲのタイヤ状態を表すデータを取得することにより、各走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲのタイヤ状態（空気圧及び温度）を監視し、タイヤ状態に異常があれば、その異常データを送信してきた受信機３０の装着位置から異常が生じた走行タイヤ４を特定し、報知装置５０を介して、その特定した走行タイヤ４に異常がある旨を乗員に報知する。

なお、報知装置５０は、運転席前方に設置された各種情報表示用の表示パネルや警報音発生用のブザー等からなり、監視装置４０は、これらを駆動制御することにより、走行タイヤの空気圧異常等を乗員に報知する。

このように構成された本実施形態の監視システムにおいては、各受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲにて、スペアタイヤ１０ＳＰからの送信信号等、各受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲに対応した走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲ以外のタイヤからの送信信号が受信されて、データが復元されると、監視装置４０側で、走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲ毎の異常判定を正確に実行することができなくなってしまう。

そこで、本実施形態では、各受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲに設けられるアンテナ３１の指向特性を調整することにより、図１に示すように、各受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲの受信エリアＡｒＦＬ〜ＡｒＲＲが、各受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲに対応する走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲからの送信エリアＡｔＦＬ〜ＡｔＲＲとだけ重複し、スペアタイヤＳＰ内からの送信エリアＡｔＳＰ等、各受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲに対応しない他のタイヤからの送信エリアとは重複しないようにしている。

具体的には、本実施形態では、各受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲに設けるアンテナ３１を、図４に示すように、アンテナ素子３１ａと、金属板により一端が開口した箱形に形成され、内部にアンテナ素子３１ａを収納可能な規制部材３１ｂとで構成し、この規制部材３１ｂの内部にアンテナ素子３１ａを配置することにより、アンテナ３１からの電波の放射方向が規制部材３１ｂの開口方向となるようにアンテナ３１の指向特性を設定し、しかも、その電波の放射方向がホイールハウス６の中心方向（つまり走行タイヤ４の回転中心方向）となるように、アンテナ３１をホイールハウス６内に固定するようにしている。

この結果、本実施形態の監視システムによれば、受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲから監視装置４０には、各受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲに対応した走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲのタイヤ状態を表すデータのみが出力され、監視装置４０側では、各走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲのタイヤ状態を個々に監視することができるようになり、各受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲから監視装置４０に、スペアタイヤ４ＳＰ等、各受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲに対応しない他のタイヤからの送信信号に基づくデータが出力されて、監視装置４０側で、タイヤの異常やその装着位置を誤検出してしまうのを防止できる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術範囲内にて種々の態様を採ることができる。
例えば、上記実施形態においては、受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲにて、対応する走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲの検出装置１０ＦＬ〜１０ＲＲからの送信信号のみを選択的に受信できるようにするために、受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲに設けられるアンテナ３１に、電波の放射方向を規制するための規制部材３１ｂを設けるものとして説明したが、図５に示す逆Ｌ型アンテナのように、アンテナ素子単体で指向特性を有するアンテナ素子を、受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲのアンテナ３１として用いるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲのホイールハウス６内には、受信機３０ＦＬ〜３０ＲＲを設けるものとして説明したが、例えば、走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲのホイールハウス６内には、アンテナ３１のみを設け、このアンテナ３１からの受信信号を監視装置４０まで伝送するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、監視装置４０は、走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲのタイヤ状態を監視するものとして説明したが、例えば、スペアタイヤ４ＳＰの近傍に、スペアタイヤ４ＳＰ内の検出装置１０ＳＰからの送信信号を受信する受信機３０（若しくはアンテナ３１）を設け、その受信機３０（若しくはアンテナ３１）からの出力を監視装置４０に入力することにより、監視装置４０側で、走行タイヤ４ＦＬ〜４ＲＲのタイヤ状態に加えて、スペアタイヤ４ＳＰのタイヤ状態を監視するようにしてもよい。

実施形態のタイヤ状態監視システム全体の構成を表す概略構成図である。 実施形態の車両の外観を表す斜視図である。 実施形態の検出装置及び受信機の構成を表すブロック図である。 受信機と共にホイールハウス内に設けられるアンテナの構成を表す説明図である。 受信機と共にホイールハウス内に設けられるアンテナの他の構成例を表す説明図である。

符号の説明

２…車両、４，４ＦＬ，４ＦＲ，４ＲＬ，４ＲＲ…走行タイヤ、４ＳＰ…スペアタイヤ、６，６ＦＬ，６ＲＬ…ホイールハウス、１０，１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲ，１０ＳＰ…検出装置、１２…圧力センサ、１４…温度センサ、１６…処理回路、１８…送信回路、１９…送信アンテナ、３０，３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲ…受信機、３１…アンテナ、３１ａ…アンテナ素子、３１ｂ…規制部材、３２…受信回路、３４…制御回路、３６…入出力部、４０…監視装置、５０…報知装置。

Claims (3)

1. 車両に走行用の車輪として装着された走行タイヤ内にそれぞれ組み込まれ、少なくとも各走行タイヤの空気圧を含むタイヤ状態を検出して、該検出結果を無線にて送信する複数の検出装置と、
   車両に搭載され、前記各検出装置から送信された検出結果を受信することにより前記各走行タイヤのタイヤ状態を監視し、該監視結果を乗員に報知する監視装置と、
   を備えた車両のタイヤ状態監視システムであって、
   前記各走行タイヤが装着される複数のホイールハウス内にそれぞれ設けられ、該ホイールハウス内の走行タイヤに組み込まれた検出装置からの送信信号のみを選択的に受信するように指向特性が調整された複数のアンテナを備え、
   前記監視装置は、該各アンテナからの受信信号に基づき前記各走行タイヤのタイヤ状態を監視することを特徴とする車両のタイヤ状態監視システム。
2. 前記各アンテナは、アンテナ素子と、該アンテナ素子の周囲に配設されて該アンテナ素子からの電波の放射方向を規制する規制部材とを備え、該規制部材により指向特性が調整されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ状態監視システム。
3. 前記各アンテナ毎にそれぞれ設けられ、該アンテナからの受信信号を処理してタイヤ状態の検出結果を表すデータを復元し、該データを前記監視装置に出力する複数の受信機、
   を備え、前記監視装置は、該各受信機からの出力データに基づき前記各走行タイヤのタイヤ状態を監視することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタイヤ状態監視システム。