JP2008168814A - 車輪状態取得装置、車輪状態送信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車体側に一台の受信機を備えるだけで各車輪位置から送信されるデータを識別する。
【解決手段】ＩＣタグ３２は、各車輪近傍の車体側にそれぞれ配置され、車輪の装着位置に関する情報を記録する。タグリーダ３４は、ＩＣタグ３２から装着位置情報を取得する。空気圧センサ３８は、タイヤ空気室内の圧力を検出する。車輪側装置４０は、装着位置情報と空気圧とを合わせて車輪データとして車体側に送信する。車体側の受信機は、各車輪から送られてくる車輪データを受信し、車輪データに含まれる装着位置情報を参照して各車輪の状態量を取得する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気圧などの車輪の状態量を取得する車輪状態取得技術に関する。

車両を安全に走行させるためには、タイヤを含む車輪の状態を正常に保つことが必要である。したがって、タイヤの空気圧不足などの異常が車輪に発生したときには、これを速やかに検出して適切な処置を講ずる必要がある。

従来、車輪に設けられたタイヤ空気圧センサと、センサ検出信号を無線送信する無線送信手段とを有し、各輪のタイヤ空気圧をセンサにより直接検出して車体側に無線送信することで異常を検出する直接式タイヤ空気圧検出装置が知られている。空気圧情報はすべての車輪について測定されるため、空気圧情報がいずれの車輪のものかを識別する必要がある。

そのような技術として、例えば特許文献１には、車輪の空気圧調整バルブのキャップに車輪の位置情報を与えておく車輪状態送信装置が開示されている。この位置情報をセンサで読み取ることで、空気圧情報と車輪位置とを関係付けることができる。また、特許文献２には、制御手段が一箇所の車輪位置を選択し、その車輪位置近くに設置された発信機から、選択した車輪位置のタイヤの空気圧データ送信装置にのみ制御信号を送って識別コードを含んだデータを送信させるタイヤ空気圧監視システムが開示されている。これにより、識別コードと車輪位置を対応させることができるとしている。
特開２００４−３０６７０１号公報 特開２００４−２６８６１２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、タイヤのローテーションを実行した場合には新たな車輪位置に合わせてバルブキャップを付け替えなければならず、作業が繁雑になる。また特許文献２に記載の技術では、各車輪の近傍にそれぞれ発信機を設置する必要があり、コスト高となる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、車体側に一台の受信機を備えるだけで各車輪位置から送信されるデータを識別することが可能な車輪状態取得装置を提供することにある。

本発明のある態様は、車輪状態取得装置である。この装置は、各車輪近傍の車体側にそれぞれ配置され車輪の装着位置に関する情報が記録された位置情報記録手段と、各車輪に配置され前記位置情報記録手段から装着位置情報を取得する位置情報取得手段と、各車輪に配置され車輪の状態に関する状態量を取得する状態量取得手段と、各車輪に配置され前記装着位置情報と前記状態量とを合わせて車輪データとして車体側に送信する車輪データ送信手段と、車体側に配置され各車輪から送られてくる前記車輪データを受信し、該車輪データに含まれる装着位置情報を参照して各車輪の状態量を取得する車輪データ受信手段と、を備える。

ここで、情報の「記録」とは、メモリ等の電子デバイスに電子データとして記録すること、およびバーコードや二次元コード、または文字などの印刷物として記録することを含む。情報の「取得」とは、電子データを送受信すること、およびコードや文字をスキャナやカメラ等で読み取ることを含む。また、「状態量」とは車輪の物理状態に関する量であり、例えばタイヤの空気圧、温度、車輪の回転数、加速度、荷重、タイヤ表面の歪み、圧力、摩擦力、水分量などがある。

この態様によると、車輪とともに回転しない車体側に車輪の装着位置情報、すなわち右前輪、右後輪、左前輪、左後輪といった情報を記録した位置情報記録手段を設けておき、車輪に備えられた位置情報取得手段で装着位置情報を取得して、各車輪の状態量とともに車体側に送信するようにした。位置情報記録手段は車輪を取り外しても位置が変わらないので、タイヤローテーションや修理、交換などで車輪の位置が入れ替えられても、各車輪で取得された状態量を正しい装着位置とともに車体側に送信することができる。装着位置とともに状態量が車体側に送信されるため、車体側に一台の受信機を備えるだけで各車輪位置から送信されるデータを識別することが可能となる。

前記位置情報記録手段はキャリパに設けられていてもよい。キャリパは車輪との距離が近く、またそれ自体回転しないため、位置情報取得手段が位置情報記録手段から装着位置情報を読み取りやすくなる。位置情報取得手段を車輪のホイール内面に設け、位置情報記録手段をキャリパ外面に設けると、位置情報取得手段と位置情報記録手段との距離がさらに短くなるので、より好ましい。

前記位置情報取得手段と前記状態量取得手段がホイール円周上で逆位相に設けられていてもよい。ホイール上で１８０度ずらして両構成要素を配置することで、ホイールのアンバランスを改善しやすくなる。

前記位置情報取得手段、前記状態量取得手段、および前記車輪データ送信手段が車輪のホイール上に設けられ、ホイールのバランスが取れるように配置されていてもよい。各構成要素の重量を考慮してホイール上に配置することで、ホイールのアンバランスを解消できる。

本発明の別の態様は、車輪状態送信装置である。この装置は、各車輪近傍に配置され車輪の装着位置に関する情報が記録された位置情報記録手段から、装着位置情報を取得する位置情報取得手段と、車輪の状態に関する状態量を取得する状態量取得手段と、前記装着位置情報と前記状態量とを合わせて車輪データとして車体側に送信することで、いずれの車輪に関する状態量であるかを車体側に伝える車輪データ送信手段と、を備える。

この態様によると、位置情報記録手段は車輪を取り外しても位置が変わらないので、タイヤローテーションや修理、交換などで車輪の位置が入れ替えられても、各車輪で取得された状態量を正しい装着位置とともに車体側に送信することができる。

本発明によれば、各車輪から装着位置とともに状態量が車体側に送信されるため、車体側に一台の受信機を備えるだけで各車輪位置から送信されるデータを識別することが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係る車輪状態取得装置１０を備えた車輪１８の模式断面図を示す。図１には、車両の車輪１８を構成する部品のうち、タイヤ２０とホイール２２とアクスル２４が示されている。ホイール２２は、連結部材４２によって懸架装置を構成するサスペンション２８に接続され、サスペンション２８は図示しない車体と接続されている。アクスル２４は、車輪１８とともに回転するディスクロータ２６を備える。ディスクロータ２６を挟むように、キャリパ３０が設けられている。キャリパ３０は、図示しないブレーキパッドでディスクロータ２６を両側から挟み込むことによって、車輪に制動力を発生させる。キャリパ３０は図示しない車体に固定されており、車輪１８とともに回転することはない。

キャリパ３０の外面でホイール２２の内側と対向する部分には、ＩＣタグ３２が貼付されている。このＩＣタグ３２には、車輪１８の装着位置に関する情報が予め記録されている。装着位置とは、例えば四輪の車両であれば、右前輪（ＦＲ）、右後輪（ＲＲ）、左前輪（ＦＬ）、左後輪（ＲＬ）の位置のことである。四輪以外の車両であれば、各車両の車輪数に応じて適当な名称となる。ＩＣタグ３２はキャリパ３０に貼付されているので、車輪を取り外してもＩＣタグ３２に記録された装着位置が変更されることはない。

ホイール２２の内側には、車輪１８が回転するときにＩＣタグ３２の上方を通過するようにタグリーダ３４が設置されている。タグリーダ３４は常時信号を発信しており、ＩＣタグ３２に接近するとＩＣタグ３２に内蔵されているアンテナに電力が供給される。この電力を使用してＩＣタグ３２から装着位置情報が発信され、タグリーダ３４はそれを受信する。キャリパは車輪との距離が近く、それ自体回転せず、また車輪との距離も一定のため、タグリーダ３４はＩＣタグ３２の情報を安定的に読み取ることができる。

空気圧センサ３８は、タイヤバルブ３６と一体的に形成されており、タイヤ空気室内の圧力を検出する。車輪側装置４０は、空気圧センサ３８から空気圧情報を、またタグリーダ３４から装着位置情報を受け取る。タグリーダ３４、空気圧センサ３８と車輪側装置４０は、有線で接続されていても無線で接続されていてもよい。タグリーダ３４、空気圧センサ３８および車輪側装置４０は電池（図示せず）を電源として駆動される。

タグリーダ３４と空気圧センサ３８および車輪側装置４０とは、ホイール上で１８０度ずらした位置に配置することが好ましい。こうすることで、ホイールのアンバランスを軽減することができる。タグリーダ３４、空気圧センサ３８、および車輪側装置４０を、それぞれの重量を考慮してホイール上に分散して配置するようにすると、ホイールバランスの観点からより好ましい。

図２は、車輪状態取得装置のうち車輪側の構成を示す。上述したように、ＩＣタグ３２からタグリーダ３４によって読み取られた装着位置情報は、車輪側装置４０に送られる。また、空気圧センサ３８で取得された空気圧も車輪側装置４０に送られる。車輪側装置４０のデータ合成部５０は、装着位置情報と空気圧情報とを組み合わせて一つの車輪データ信号にする。送信部５２は、アンテナ５４を介して車体側の受信機に対して車輪データを送信する。

図３は、車輪側装置４０の各車輪に備えた様子を示す。車輪側装置４０は、ＦＲ、ＲＲ、ＦＬ、ＲＬの各車輪に設置されている。車体１２の中心部に受信機６２が設置される。受信機６２は一つのアンテナ６４を介して、各車輪の車輪側装置４０から送信される車輪データを受信する。

受信機６２は電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）６０に接続されている。ＥＣＵ６０は、受信した車輪データの装着位置情報を参照することで、車輪データに含まれる空気圧がいずれの車輪のものであるかを判別することができる。ＥＣＵ６０は、判別した各車輪の空気圧に基づいて、所定の空気圧範囲から外れた場合にドライバに対して警告を発するなどの制御を実行する。

このように、車輪側装置４０が装着位置情報と空気圧情報とを組み合わせて車体側の受信機６２に送信することで、車体に一つのアンテナしか設けられていなくても、車輪毎の空気圧を判別することができる。

図４は、車輪状態情報を取得する過程のフローチャートである。タグリーダ３４は、ＩＣタグ３２の上方を通過するときに、ＩＣタグ３２から装着位置情報を読み取る（Ｓ１０）。空気圧センサ３８は、タイヤの空気圧を取得する（Ｓ１２）。車輪側装置４０は、装着位置情報と空気圧とを組み合わせて車輪データとして車体側に送信する（Ｓ１４）。車体側の受信機６２は車輪データを受信する（Ｓ１６）。ＥＣＵ６０は、車輪データ内の装着位置情報を参照することで、各車輪のタイヤ空気圧を判別する（Ｓ１８）。

以上説明したように、本実施形態によれば、車輪とともに回転しない車体側に車輪の装着位置情報を記録したＩＣタグを設けておき、車輪に備えられたタグリーダで装着位置情報を取得して、各車輪の空気圧とともに車体側に送信するようにした。ＩＣタグは車輪を取り外しても位置が変わらないので、タイヤローテーションや修理、交換などで車輪の位置が入れ替えられても各車輪で取得された空気圧を正しい装着位置とともに車体側に送信することができる。つまり、車輪の位置が入れ替えられても、ＩＣタグを付け替えたりＩＣタグに装着位置情報を記録させ直したりする手間が不要となり、車輪交換時の作業工数を減らすことができる。

以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態はあくまで例示であり、実施の形態どうしの任意の組合せ、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスの任意の組合せなどの変形例もまた、本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。

実施の形態では、車輪の装着位置情報を記録したＩＣタグを使用したが、装着位置情報の記録手段はこれに限られない。例えば、車輪の装着位置情報をバーコードや二次元コードで表したものを車体側の車輪近傍に刻印したり、印刷したり、または貼付しておいてもよい。そして、車輪のホイールに設置したスキャナやカメラ等で読み取るようにしてもよい。または、装着位置情報を文字や記号として車体側の車輪近傍に刻印したり、印刷したり、または貼付しておき、ホイールに設置したカメラで文字や記号を読み取るようにしてもよい。

また、ＩＣタグや上記コードなどの配置場所は、各車輪近傍の車体側であればキャリパの外面に限られない。例えば、図５に示すように、ＩＣタグ３２をサスペンションのホイールに近い部位に配置してもよい。この場合、タグリーダ３４も車輪の回転時にＩＣタグ３２の近傍を通過するようにホイール２２の適切な位置に移動する必要がある。

実施の形態では空気圧センサで取得したタイヤ空気圧を車体側に送信したが、送信する情報はこれに限られない。例えば、タイヤの空気圧、温度、車輪の回転数、加速度、荷重、タイヤ表面の歪み、圧力、摩擦力、水分量などの種々の状態量を適切なセンサで検出し、それを車体側に送信してもよい。また、車輪に設けるセンサは一つに限られず、ＥＣＵ６０で監視すべき状態量の数に応じて複数のセンサを設けてもよい。

本発明の一実施形態に係る車輪状態取得装置を備えた車輪の模式断面図である。 車輪状態取得装置のうち車輪側の構成を示す図である。 車輪状態取得装置を車両の各車輪に備えた様子を示す図である。 車輪状態情報を取得する過程のフローチャートである。 別の構成を有する車輪状態取得装置を備えた車輪の模式断面図である。

符号の説明

１０ 車輪状態取得装置、 １２ 車体、 ２０ タイヤ、 ２２ ホイール、 ２８ サスペンション、 ３０ キャリパ、 ３２ ＩＣタグ、 ３４ タグリーダ、 ３８ 空気圧センサ、 ４０ 車輪側装置、 ５０ データ合成部、 ５２ 送信部、 ６０ ＥＣＵ、 ６２ 受信機、 ７０ 車輪状態取得装置。

Claims (5)

1. 各車輪近傍の車体側にそれぞれ配置され車輪の装着位置に関する情報が記録された位置情報記録手段と、
   各車輪に配置され前記位置情報記録手段から装着位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   各車輪に配置され車輪の状態に関する状態量を取得する状態量取得手段と、
   各車輪に配置され前記装着位置情報と前記状態量とを合わせて車輪データとして車体側に送信する車輪データ送信手段と、
   車体側に配置され各車輪から送られてくる前記車輪データを受信し、該車輪データに含まれる装着位置情報を参照して各車輪の状態量を取得する車輪データ受信手段と、
   を備えることを特徴とする車輪状態取得装置。
2. 前記位置情報記録手段がキャリパに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車輪状態取得装置。
3. 前記位置情報取得手段と前記状態量取得手段がホイール円周上で逆位相に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の車輪状態取得装置。
4. 前記位置情報取得手段、前記状態量取得手段、および前記車輪データ送信手段が車輪のホイール上に設けられ、ホイールのバランスが取れるように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車輪状態取得装置。
5. 各車輪近傍に配置され車輪の装着位置に関する情報が記録された位置情報記録手段から、装着位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   車輪の状態に関する状態量を取得する状態量取得手段と、
   前記装着位置情報と前記状態量とを合わせて車輪データとして車体側に送信することで、いずれの車輪に関する状態量であるかを車体側に伝える車輪データ送信手段と、
   を備えることを特徴とする車輪状態送信装置。

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