JP2009292443A - Tire air pressure alarm device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タイヤ空気圧が低下したときに警報を発するタイヤ空気圧警報装置に関する。 The present invention relates to a tire air pressure alarm device that issues an alarm when tire air pressure decreases.
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。そこで、各車輪のホイールに空気圧センサと送信機とを装着しておき、タイヤ空気圧の異常を検出する空気圧警報装置が知られている。 In order to drive the vehicle safely, it is necessary to keep the state of the wheels including the tires normal. Therefore, when an abnormality such as insufficient tire air pressure occurs in the wheel, it is necessary to promptly detect this and take appropriate measures. In view of this, a pneumatic alarm device is known in which an air pressure sensor and a transmitter are attached to the wheels of each wheel to detect an abnormality in tire air pressure.
例えば、特許文献1には、タイヤ空気室の圧力を直接検出する空気圧センサをホイールリムに取り付け、このセンサの検出値を車体側に送信する警報装置が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1のようにホイールリム上に空気圧センサを取り付けると、タイヤゴム内に配置されている金属製のカーカスのために、空気圧センサから送信された信号を車体側で受信しにくい場合がある。また、ホイールのリムにタイヤを組み付ける際に、タイヤのビード部がリム上の空気圧センサと接触し、センサを損傷してしまうおそれがある。 However, when the air pressure sensor is mounted on the wheel rim as in Patent Document 1, it may be difficult to receive the signal transmitted from the air pressure sensor on the vehicle body side due to the metal carcass disposed in the tire rubber. is there. Further, when the tire is assembled to the rim of the wheel, the bead portion of the tire may come into contact with the air pressure sensor on the rim, and the sensor may be damaged.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車輪側から車体側に送信されるセンサ検出値の受信精度を向上させるタイヤ空気圧警報技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a tire air pressure warning technology that improves the reception accuracy of sensor detection values transmitted from the wheel side to the vehicle body side.
本発明のある態様は、タイヤ空気圧警報装置である。この装置は、車両用タイヤのビード部とホイールとの当接部分に設けられ、ビード部から受ける車軸方向の圧力を検出する感圧センサと、前記感圧センサの検出値としきい値とを比較して、タイヤ空気圧の低下を判定する判定手段と、前記判定手段によりタイヤ空気圧が低下したと判定されたときドライバーに報知する警報手段と、を備える。 One embodiment of the present invention is a tire pressure alarm device. This device is provided at a contact portion between a bead portion and a wheel of a vehicle tire, and compares a detected value of the pressure sensor and a threshold value with a pressure sensor that detects an axial pressure received from the bead portion. And determining means for determining a decrease in tire air pressure, and alarm means for notifying the driver when the determining means determines that the tire air pressure has decreased.
この態様によると、タイヤ空気圧を直接検出する代わりに、ビード部とホイールに挟まれた位置に配置された感圧センサで検出される圧力に基づき、タイヤ空気圧の低下を判定するようにしたので、センサ検出値を送信するための送信機をタイヤの内部ではなくタイヤ外部に配置することが可能になる。 According to this aspect, instead of directly detecting the tire air pressure, a decrease in the tire air pressure is determined based on the pressure detected by the pressure sensor disposed at the position sandwiched between the bead portion and the wheel. A transmitter for transmitting the sensor detection value can be arranged outside the tire instead of inside the tire.
前記判定手段および前記警報手段が車体側に設けられており、前記感圧センサの検出値を車輪側から車体側に通信する通信手段をさらに備えてもよい。 The determination means and the warning means may be provided on the vehicle body side, and further provided with communication means for communicating the detected value of the pressure sensitive sensor from the wheel side to the vehicle body side.
前記判定手段が車輪側に設けられるとともに、前記警報手段が車体側に設けられており、前記判定手段によりタイヤ空気圧が低下したと判定されたとき、前記警報手段を作動させる信号を車輪側から車体側に通信する通信手段をさらに備えてもよい。 The determination means is provided on the wheel side, and the alarm means is provided on the vehicle body side. When the determination means determines that the tire air pressure has decreased, a signal for operating the alarm means is transmitted from the wheel side to the vehicle body. You may further provide a communication means to communicate with the side.
車両の操舵角を検出する操舵角センサをさらに備えてもよい。前記判定手段は、前記操舵角に基づき車両が直進中か否かを判定し、直進中と判定したときに前記タイヤ空気圧の低下判定を行う。車両の旋回中にはタイヤに横力が発生し、タイヤ空気圧による力以外の力が感圧センサに働くため、タイヤ空気圧の変化を正確に測定することができない。したがって、車両の直進中にタイヤ空気圧の判定をすることで、タイヤ空気圧の低下を正確に検知することができる。 A steering angle sensor that detects the steering angle of the vehicle may further be provided. The determination means determines whether or not the vehicle is traveling straight on the basis of the steering angle, and determines that the tire air pressure is decreased when it is determined that the vehicle is traveling straight. During the turning of the vehicle, a lateral force is generated in the tire, and a force other than the force due to the tire air pressure acts on the pressure sensor, so that a change in the tire air pressure cannot be measured accurately. Accordingly, by determining the tire air pressure while the vehicle is traveling straight, it is possible to accurately detect a decrease in tire air pressure.
前記感圧センサが、ホイールにはめ込まれるバランスウェイト上に搭載されていてもよい。あるいは、車輪側の通信手段が前記バランスウェイト上に搭載されていてもよい。 The pressure-sensitive sensor may be mounted on a balance weight fitted into the wheel. Alternatively, the wheel-side communication means may be mounted on the balance weight.
本発明のタイヤ空気圧警報装置によれば、検出したタイヤ空気圧の送信部がタイヤの外側に配置されているので車輪側から車体側に送信されるセンサ検出値の受信精度を高めることができる。 According to the tire pressure alarm device of the present invention, since the transmission portion of the detected tire pressure is arranged outside the tire, it is possible to improve the reception accuracy of the sensor detection value transmitted from the wheel side to the vehicle body side.
本発明の一実施形態は、車輪側ユニットと車体側ユニットで構成され、車輪側ユニットで検出されたタイヤ空気圧を車体側ユニットに送信し、車体側ユニットで空気圧の判定を行うタイヤ空気圧警報装置である。 One embodiment of the present invention is a tire air pressure alarm device that includes a wheel side unit and a vehicle body side unit, transmits tire air pressure detected by the wheel side unit to the vehicle body side unit, and determines the air pressure by the vehicle body side unit. is there.
図1は、本発明の一実施形態に係るタイヤ空気圧警報装置10のうち、車輪側ユニット30の構成および配置を示す概略図である。図1には、車輪を構成する部品のうち、タイヤ20とホイール22が示されている。ホイール22は、図示しない車体とサスペンションを介して接続されている。タイヤ20のうち、ホイール22のリム23と接するビード部24は、タイヤ20をホイール22に固定する部分であり、タイヤ20の全周にわたるリング状の構造をしている。タイヤ空気室26内に空気が注入されると、ビード部24はホイール22のリム23と接してタイヤ20内を気密にする。このビード部24には、タイヤ内の空気の圧力やホイール22の回転などにより大きな力がかかるため、その力に耐え得るようビード部24の中心には鋼線の束であるビードワイヤーが収められている。ビードワイヤーの廻りには、ビードフィラーと呼ばれる熱に強く硬いゴムが配置されており、これによってビード部24の剛性を高めている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration and arrangement of a
車輪側ユニット30は、感圧センサ36、送信機32、および感圧センサと送信機に結合される連結部40から構成される。図示するように、連結部40は略U字形をなしており、リム23の端部とタイヤのビード部24との間に挟まれた状態で配置される。ビード部24からの圧力を受けることで、連結部40はタイヤに対して固定される。連結部40は、接触するタイヤ表面の形状変化を少なくするために、U字形に曲げた平板で構成されることが好ましいが、U字形に曲げた棒などで構成されてもよい。
The
感圧センサ36は、連結部40の一端と連結される。感圧センサ36は、タイヤのビード部24とホイール22のリム23との当接部分に配置される。感圧センサ36は、当該当接部分に対し図中の左右方向、すなわち車軸方向にかかるビード部からの圧力Pを測定する。感圧センサ36は、例えば外部から加わる圧力に反比例して抵抗値が変化する加圧導電性ゴムをスイッチ素子としたセンサであり、このスイッチ素子の両側を一対の電極によって挟持し、その間の抵抗値の変化を測定することで圧力を測定する。感圧センサ36により測定された圧力データは、図示しない結線を介して送信機32に送られる。別の例では、感圧センサの代わりに歪みゲージを設けてもよい。
The
図1では、感圧センサ36は長方形断面を有するように描かれているが、実際の感圧センサは平板状であり、タイヤ表面とリム内面に特別な加工を施さなくても配置できるように薄く形成されることが好ましい。しかし、感圧センサ36がタイヤの回転によって位置ずれしないように、リム23の内面に感圧センサ36を収容するための凹部を形成しておいてもよい。また、感圧センサの全体をタイヤ表面とリム内面に接触させる代わりに、感圧センサの全体を筐体で覆った上でタイヤ表面に面する筐体部分に窓を形成し、窓に露出するセンサ部分によって圧力を検出するようにしてもよい。
In FIG. 1, the pressure-
送信機32は、感圧センサ36から圧力の検出値Pを受け取り、所定の間隔で検出値を車体側に送信する。定期的に検出値を送信する代わりに、車体側ユニット(図示せず)から要求信号を受け取った場合にのみ、検出値を送信するようにしてもよい。なお、送信機32および感圧センサ36は、図示しない電池で駆動される。
The
車輪側ユニット30は、ホイールにはめ込まれるバランスウェイトとしての役割を兼ねていてもよい。この場合、車輪側ユニット30をタイヤに取り付けた状態でタイヤのバランスを調整することが好ましい。車輪側ユニット30の連結部40に別のバランスウェイトを取り付けられる構造にしておいてもよい。
The
図1では、車輪側ユニット30は車体の内側を向く側に取り付けられている。これは、車体に設置される車体側ユニットとの通信を容易にするためである。しかしながら、車輪側ユニット30を車体の外側を向くように車輪に取り付けてもよい。
In FIG. 1, the
図2は、タイヤ空気圧警報装置10を構成する車輪側ユニット30と車体側ユニット50の機能ブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのCPUやメモリをはじめとする素子、電気回路、機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
FIG. 2 is a functional block diagram of the
上述したように、車輪側ユニット30の送信機32は、感圧センサ36の検出値を定期的に、アンテナ34を介して送信する。
車体側ユニット50の受信機56は、アンテナ52を介して送信機32から送信された感圧センサの検出値Pを受信し、受信したデータを電子制御ユニット(以下「ECU」という)54に送る。 操舵角センサ64は、車両のステアリングコラム内部に設置され、運転者による操舵角を検出してECU54に送る。操舵角センサの代わりに、操舵輪の向きを直接検出するセンサを設けてもよい。
As described above, the
The
ECU54は、判定部58と記憶部60を含む。記憶部60には、感圧センサ36の検出値と比較するための下限値が予め記憶されている。判定部58は、受け取った検出値Pと下限値とを比較する。検出値Pが下限値以下の場合、判定部58はタイヤ空気圧が低下していると判定する。判定部58は、警告ランプ、ブザーまたはディスプレイ等の表示装置である警報器62を作動させて、タイヤ空気圧が低下していることをドライバーに通知する。
The
上述の下限値は、いくつかの観点から設定可能である。例えば、タイヤ空気圧の低下のために車両の運動性能または燃費が一定の割合だけ低下するときの圧力と定義してもよい。この下限値は、実際の車両を用いてタイヤ空気圧を低下させたときに、感圧センサで検出された圧力に基づき決定される。 The above lower limit value can be set from several viewpoints. For example, it may be defined as the pressure when the vehicle performance or fuel consumption decreases by a certain rate due to a decrease in tire air pressure. This lower limit is determined based on the pressure detected by the pressure sensor when the tire pressure is reduced using an actual vehicle.
なお、図1および図2では、車輪側ユニット30が設置されている1つの車輪についてのみ説明しているが、車輪側ユニット30は車両のすべての車輪に設置されることが好ましい。この場合、いずれの車輪のタイヤ空気圧が低下しているかを判定部58が特定できるように、車輪側ユニット30から車体側ユニット50への通信に車輪識別情報を含めることが好ましい。
1 and 2, only one wheel on which the
次に、本実施形態のタイヤ空気圧警報装置におけるタイヤ空気圧の検出の原理について説明する。
図3は、図1に示した車輪側ユニットとその周囲のタイヤ部品の拡大図である。車両が直進していると仮定すると、タイヤのビード部付近にかかる力は、以下の二つに分けられる。1.図中の上側方向にかかる、ビード部により生じる嵌合力と輪重の合力(図3中に矢印Aで示す)。2.図中の右側(車輪外側)方向にかかる、タイヤ空気室内の空気圧によりタイヤをホイールリムに押し付ける力(図3中に矢印Bで示す)。したがって、矢印Bで示す力を、ビード部とリムとの間に配置された感圧センサ36で検出することで、タイヤ空気圧の変化を測定することが可能である。
Next, the principle of tire pressure detection in the tire pressure alarm device of this embodiment will be described.
FIG. 3 is an enlarged view of the wheel side unit shown in FIG. 1 and tire components around it. Assuming that the vehicle is traveling straight, the force applied near the bead portion of the tire can be divided into the following two. 1. The resultant force of the fitting force and wheel load generated by the bead portion in the upward direction in the figure (indicated by arrow A in FIG. 3). 2. A force (indicated by an arrow B in FIG. 3) that presses the tire against the wheel rim by the air pressure in the tire air chamber applied in the right side (outer side of the wheel) direction in the drawing. Therefore, by detecting the force indicated by the arrow B with the pressure-
なお、車両の旋回中には、タイヤに横力が発生しタイヤ空気圧による力以外の力が車輪外側方向に働くため、感圧センサ36のみではタイヤ空気圧の変化を正確に測定することができない。したがって、本実施形態では、車両の直進中にのみタイヤ空気圧の判定を実施する。
Note that during the turning of the vehicle, a lateral force is generated in the tire and a force other than the force due to the tire air pressure acts in the wheel outer direction. Therefore, the change in the tire air pressure cannot be accurately measured only by the
以上のように、感圧センサ36をタイヤビード部とホイールリムとの間に配置することで、図1に示したように、連結部40を介して送信機32をタイヤの外部に配置することが可能になる。これは、従来行われていたタイヤ空気圧センサおよび送信機をタイヤ空気室内に配置する構成よりも有利である。なぜなら、タイヤ内のカーカス(図示せず)は金属を含むために、タイヤ内部からの送信がカーカスにより妨げられて受信精度が低下するのに対して、本実施形態のようにタイヤ外部に送信機を配置することで、このような問題を回避できるからである。
As described above, by disposing the pressure-
図4は、本実施形態におけるタイヤ空気圧判定のフローチャートである。まず、判定部58は、所定のタイミングで(例えば、エンジン始動直後または定期的に)操舵角センサ64の検出値に基づき、車両が直進中であるか否かを判定する(S10)。上述したように、車両が旋回しているときには感圧センサ36で空気圧を正確に測定することができない。したがって、車両が直進していないときは(S10のN)、このフローを終了する。車両が直進中であるとき(S10のY)、判定部58は、受信機56から感圧センサ36の検出値を受け取る(S12)。受信機56が定期的に受信している検出値を受け取ってもよいし、または、車輪側ユニット30と車体側ユニット50とが双方向通信可能に構成されている場合には、判定部58が車輪側ユニット30に対して感圧センサ36の検出値を送るように要求してもよい。判定部58は、受け取った検出値を所定の下限値と比較する(S14)。検出値が下限値を上回っている場合(S14のN)、このフローを終了する。検出値が下限値以下である場合(S14のY)、判定部58は警報器62を作動させて、ドライバーに対してタイヤ空気圧の低下を知らせる(S16)。
FIG. 4 is a flowchart of tire pressure determination in the present embodiment. First, the
以上説明したように、本実施形態によれば、タイヤ空気圧を直接検出する代わりに、タイヤビード部とホイールリムとに挟まれる位置に感圧センサを設け、この感圧センサで検出される圧力に基づき、タイヤ空気圧の適否を判定するようにした。これによって、検出値を送信するための送信機をタイヤの内部ではなくタイヤ外部に配置することが可能になる。 As described above, according to the present embodiment, instead of directly detecting the tire air pressure, a pressure sensor is provided at a position sandwiched between the tire bead portion and the wheel rim, and the pressure detected by the pressure sensor is adjusted. Based on this, the suitability of the tire pressure was determined. This makes it possible to arrange a transmitter for transmitting the detected value outside the tire instead of inside the tire.
このように、送信機をタイヤ外部に配置したことで、車体側のユニットとの通信がタイヤ内部のカーカス等によって妨げられることがなくなり、通信精度が向上する。また、車輪側ユニットに組み込まれている電池を交換する際に、タイヤをリムから外さずに車輪側ユニットを取り外せるので、車輪側ユニットに組み込まれている電池交換等のメンテナンスが容易になる。また、タイヤをホイールに組み付けた後に、車輪側ユニットを取り付ければよいので、従来のようにタイヤ組み付け前にホイールリムに空気圧センサ等を配置する構成より、作業工程を短縮かつ容易にすることができる。 Thus, by arranging the transmitter outside the tire, communication with the unit on the vehicle body side is not hindered by the carcass or the like inside the tire, and communication accuracy is improved. Further, when replacing the battery incorporated in the wheel side unit, the wheel side unit can be removed without removing the tire from the rim, so that maintenance such as replacement of the battery incorporated in the wheel side unit is facilitated. In addition, since the wheel-side unit may be attached after the tire is assembled to the wheel, the work process can be shortened and facilitated by a configuration in which an air pressure sensor or the like is arranged on the wheel rim before the tire is assembled as in the conventional case. .
以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も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。 The present invention has been described based on some embodiments. It should be understood by those skilled in the art that these embodiments are exemplifications, and that various modifications can be made to combinations of the respective components and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. is there.
判定部における空気圧判定のためのしきい値は1つに限られず、二つ以上のしきい値を設定しておき、各しきい値を超える毎に警報の度合いを変化させるようにしてもよい。 The threshold value for air pressure determination in the determination unit is not limited to one, but two or more threshold values may be set, and the degree of alarm may be changed every time each threshold value is exceeded. .
実施の形態では、車輪側ユニットで検出された感圧センサの検出値に基づき、車体側ユニットでタイヤ空気圧の判定を行うことを述べたが、車輪側ユニットにECUを搭載して車輪側でタイヤ空気圧の判定をするように構成してもよい。この場合、タイヤ空気圧が低下したと判定されると、車体側の警報機を作動させる信号を車輪側ユニットの送信機から発信してもよい。 In the embodiment, it has been described that the tire pressure is determined by the vehicle body side unit based on the detection value of the pressure sensor detected by the wheel side unit. The air pressure may be determined. In this case, if it is determined that the tire air pressure has decreased, a signal for operating the alarm on the vehicle body side may be transmitted from the transmitter of the wheel side unit.
10 タイヤ空気圧警報装置、 20 タイヤ、 22 ホイール、 23 リム、 24 ビード部、 26 タイヤ空気室、 30 車輪側ユニット、 32 送信機、 34 アンテナ、 36 感圧センサ、 50 車体側ユニット、 52 アンテナ、 54 ECU、 56 受信機、 58 判定部、 60 記憶部、 62 警報器。 10 tire pressure alarm device, 20 tire, 22 wheel, 23 rim, 24 bead part, 26 tire air chamber, 30 wheel side unit, 32 transmitter, 34 antenna, 36 pressure sensor, 50 vehicle body side unit, 52 antenna, 54 ECU, 56 receiver, 58 determination unit, 60 storage unit, 62 alarm device.
Claims (6)
前記感圧センサの検出値としきい値とを比較して、タイヤ空気圧の低下を判定する判定手段と、
前記判定手段によりタイヤ空気圧が低下したと判定されたときドライバーに報知する警報手段と、
を備えることを特徴とするタイヤ空気圧警報装置。 A pressure-sensitive sensor that is provided at a contact portion between a bead portion of a vehicle tire and a wheel and detects an axial pressure received from the bead portion;
A determination means for comparing the detected value of the pressure sensor and a threshold value to determine a decrease in tire air pressure;
Alarm means for informing the driver when it is determined by the determining means that the tire air pressure has decreased;
A tire pressure alarm device comprising:
前記感圧センサの検出値を車輪側から車体側に通信する通信手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ空気圧警報装置。 The determination means and the warning means are provided on the vehicle body side,
The tire pressure alarm device according to claim 1, further comprising communication means for communicating a detection value of the pressure sensitive sensor from a wheel side to a vehicle body side.
前記判定手段によりタイヤ空気圧が低下したと判定されたとき、前記警報手段を作動させる信号を車輪側から車体側に通信する通信手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ空気圧警報装置。 The determination means is provided on the wheel side, and the warning means is provided on the vehicle body side,
2. The tire pressure alarm according to claim 1, further comprising a communication unit configured to communicate a signal for operating the alarm unit from a wheel side to a vehicle body side when the determination unit determines that the tire air pressure has decreased. apparatus.
前記判定手段は、前記操舵角に基づき車両が直進中か否かを判定し、直進中と判定したときに前記タイヤ空気圧の低下判定を行うことを特徴とする請求項2または3に記載のタイヤ空気圧警報装置。 A steering angle sensor for detecting the steering angle of the wheel;
4. The tire according to claim 2, wherein the determination unit determines whether or not the vehicle is traveling straight on the basis of the steering angle, and performs a determination to decrease the tire air pressure when it is determined that the vehicle is traveling straight. Pneumatic alarm device.
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