JP2014088103A - タイヤ状態監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】近距離無線通信方式を採用しながらも部品点数を減らして構造を簡素化することができるタイヤ状態監視装置を提供すること。
【解決手段】タイヤ状態監視装置は、車両に設けられた複数の車輪２のタイヤ６内に設置され、タイヤ６の状態を検出する圧力センサ１１と温度センサ１２、及び圧力センサ１１と温度センサ１２の検出したデータを取得し、送信するＮＦＣタグ１４を有する車輪側ユニット３を有する。タイヤ状態監視装置は、ＮＦＣタグ１４からデータを近距離無線通信で取得するＮＦＣリーダ／ライタ２０を備えた携帯通信端末４を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両に設けられた複数の車輪のタイヤ内に設置され、タイヤの状態を検出する状態検出部を有する車輪側ユニットと、携帯通信端末とを有するタイヤ状態監視装置に関する。

車両に設けられた複数のタイヤの状態を運転者が確認できるようにするための装置として、近距離無線通信方式のタイヤ状態監視装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のタイヤ内外の環境監視システムは、図５に示すように、車両８０のタイヤ８１内にセンサユニット８２を内蔵しており、このセンサユニット８２は、各方向の加速度が検出可能なセンサ手段と、このセンサ手段が接続可能なアナログインターフェース回路を有したバッテリーレス型ＣＰＵ付きＲＦＩＤタグを有する。センサ手段は、自ら発電して加速度に比例した電圧信号を出力できる磁気平衡型３軸加速度センサである。

また、タイヤ内外の環境監視システムのタイヤハウス内には、ＲＦＩＤタグと通信を行い各方向の加速度データ及びＲＦＩＤタグの固有ＩＤデータが取得可能なリーダー８３が配設されている。さらに、車両８０には、各リーダー８３から得られた検出データを演算処理して各タイヤ８１の環境データを求めるための演算処理装置８４と、環境データを運転者に知らせるためのモニタ８５とが配設されている。

そして、タイヤ内外の環境監視システムによれば、磁気平衡型３軸加速度センサ及びバッテリーレス型ＣＰＵ付きＲＦＩＤタグを利用することにより、駆動電源としてバッテリーを使用することなく、無線によりタイヤ内外の環境を高精度に検出して監視することができる。

特開２００６−７２５８８号公報

ところが、特許文献１においては、近距離無線通信方式でタイヤ内外の環境を検出するために、タイヤ８２それぞれに対応してリーダー８３が必要（合計４つ）であり、タイヤ内外の環境監視システムの部品点数が多く、構成が複雑化してしまっている。

本発明の目的は、近距離無線通信方式を採用しながらも部品点数を減らして構造を簡素化することができるタイヤ状態監視装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載のタイヤ状態監視装置は、車両に設けられた複数の車輪のタイヤ内に設置され、前記タイヤの状態を検出する状態検出部、及び前記状態検出部の検出したデータを取得し、送信可能なＮＦＣタグを有する車輪側ユニットと、前記ＮＦＣタグとの近距離無線通信で前記ＮＦＣタグから前記データを取得するＮＦＣリーダ／ライタを備えた携帯通信端末と、を有することを要旨とする。なお、ＮＦＣは、（Near Field Communication）として知られる無線通信の国際規格であり、十数センチの近距離での小電力無線通信技術である。

これによれば、携帯通信端末のＮＦＣリーダ／ライタと、車輪側ユニットのＮＦＣタグとが近距離無線通信を行うと、ＮＦＣリーダ／ライタからＮＦＣタグに対し非接触で給電される。すると、ＮＦＣタグ及び状態検出部が駆動されるとともに、状態検出部によってタイヤの状態が検出され、状態検出部の検出したデータがＮＦＣタグに取得される。そして、ＮＦＣタグからＮＦＣリーダ／ライタに向けてタイヤの状態に関するデータが近距離無線通信され、ＮＦＣリーダ／ライタにタイヤ状態に関するデータが取得される。携帯通信端末では、ＮＦＣリーダ／ライタの取得したデータを表示させたり、携帯通信端末から車室内の表示器にデータを表示させる。よって、ＮＦＣリーダ／ライタを有する携帯通信端末を１つ備えることで、各タイヤの状態を監視することができ、タイヤ状態の監視のためにタイヤそれぞれに対応してリーダーが必要であった場合と比べると、タイヤ状態監視装置の部品点数を減らし、構成を簡素化することができる。

また、前記状態検出部の検出したデータを前記携帯通信端末に直接表示させてもよい。
これによれば、携帯通信端末を車輪にかざすと、ＮＦＣリーダ／ライタとＮＦＣタグとの近距離無線通信によりリアルタイムに携帯通信端末にタイヤの状態を表示させることができる。したがって、タイヤの状態を日常点検で確認することができる。

また、前記車輪側ユニットには電源が搭載されていなくてもよい。
これによれば、ＮＦＣリーダ／ライタからのトリガ信号を、車輪側ユニットのＮＦＣタグが受信すると、非接触給電によりＮＦＣタグが起動し、状態検出部も駆動される。このため、車輪側ユニットにおいては、ＮＦＣリーダ／ライタからのトリガ信号の受信のために待機電力を必要とせず、データの取得から送信に関しても非接触給電によって生じた電力で行われる。このため、車輪側ユニットにおいては、携帯通信端末に対してのデータの取得から送信のための電源を不要とすることができる。

本発明によれば、近距離無線通信方式を採用しながらも部品点数を減らして構造を簡素化することができる。

タイヤ状態監視装置が搭載された車両及び携帯通信端末を示す概略構成図。 車輪側ユニットの回路構成を示すブロック図。 携帯通信端末を模式的に示す図。 携帯通信端末にデータを表示させた状態を示す図。 背景技術を示す図。

以下に、タイヤ状態監視装置を具体化した一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図１に示すように、タイヤ状態監視装置は、車両１の４つの車輪２にそれぞれ取り付けられる４つの車輪側ユニット３と、車両１のユーザが携帯する携帯通信端末４とを備えている。各車輪２は、ホイール部５と、このホイール部５に装着されるタイヤ６とを含む。

図３に示すように、携帯通信端末４は、アンテナ２２を有するＮＦＣリーダ／ライタ２０を内蔵し、このＮＦＣリーダ／ライタ２０は、アンテナ２２を介して通信可能な近距離に存在するＮＦＣタグと無線通信を行う。なお、ＮＦＣリーダ／ライタ２０とＮＦＣタグとの通信周波数は、１３．５６ＭＨｚである。また、携帯通信端末４は、表示部４ａを備え、表示部４ａにはＮＦＣリーダ／ライタ２０によって取得されたデータが表示される。なお、携帯通信端末４は、スマートフォンである。

図１に示すように、車輪側ユニット３は、タイヤ６の内部空間に配置されるように、そのタイヤ６が装着されたホイール部５に対して取り付けられている。各車輪側ユニット３は、対応するタイヤ６の状態（タイヤ内圧力、タイヤ内温度）を検出して、検出されたタイヤ状態を示すデータを無線送信する。

図２に示すように、各車輪側ユニット３は、圧力センサ１１、温度センサ１２、ＮＦＣタグ１４を備える。車輪側ユニット３は、上述の携帯通信端末４のＮＦＣリーダ／ライタ２０からの非接触給電によって発生した電力により動作する。圧力センサ１１は、対応するタイヤ６内の圧力（タイヤ内圧力）を検出して、その検出によって得られたタイヤ内圧力データをＮＦＣタグ１４に出力する。温度センサ１２は、対応するタイヤ６内の温度（タイヤ内温度）を検出して、その検出によって得られたタイヤ内温度データをＮＦＣタグ１４に出力する。よって、本実施形態では、圧力センサ１１及び温度センサ１２が、タイヤ６の状態を検出する状態検出部を構成する。

ＮＦＣタグ１４は、コントローラ１５と、送受信部１６と、送受信アンテナ１７を備える。そして、車輪側ユニット３においては、送受信部１６が送受信アンテナ１７を介して携帯通信端末４のＮＦＣリーダ／ライタ２０にデータを送信したり、通信相手のＮＦＣリーダ／ライタ２０から受け取ったデータを書き込む。

次に、本実施形態の作用を説明する。
図４に示すように、車両１のユーザは、携帯通信端末４を車輪２に近付け、その車輪２のタイヤ６に設置されたＮＦＣタグ１４と通信可能な位置に配置する。すると、携帯通信端末４におけるＮＦＣリーダ／ライタ２０のアンテナ２２からトリガ信号がＮＦＣタグ１４に送信される。すると、ＮＦＣタグ１４では、トリガ信号を送受信アンテナ１７が受信すると、非接触給電によってＮＦＣタグ１４に電力が発生する。その電力によってコントローラ１５が駆動されるとともに、圧力センサ１１及び温度センサ１２によってタイヤ内圧力データ及びタイヤ内温度データが検出される。コントローラ１５は、検出されたタイヤ内圧力データ及びタイヤ内温度データを取得する。

さらに、コントローラ１５は、取得した各データを送受信部１６によって送信させ、送受信アンテナ１７から携帯通信端末４のＮＦＣリーダ／ライタ２０に向けて送信する。すると、携帯通信端末４では、アンテナ２２を介してＮＦＣリーダ／ライタ２０がデータを受信し、受信したタイヤ内圧力データ及びタイヤ内温度データを表示部４ａに表示させる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）車輪側ユニット３に、近距離無線通信を行うＮＦＣタグ１４を搭載した。このため、ＮＦＣリーダ／ライタ２０を搭載した携帯通信端末４を車輪２にかざすと、携帯通信端末４のＮＦＣリーダ／ライタ２０と、車輪側ユニット３のＮＦＣタグ１４との間で近距離無線通信を行わせることができる。そして、車輪側ユニット３においては、圧力センサ１１及び温度センサ１２が検出したタイヤ内圧力データ及びタイヤ内温度データをＮＦＣタグ１４が取得して、ＮＦＣリーダ／ライタ２０に送信することができる。よって、携帯通信端末４が１つあれば、各車輪側ユニット３からタイヤ６状態に関するデータを携帯通信端末４に表示させることができる。したがって、タイヤ６の状態を監視するために、タイヤ６それぞれに対応してリーダーが必要であった場合と比べると、タイヤ状態監視装置の部品点数を減らし、構成を簡素化することができる。

（２）ＮＦＣリーダ／ライタ２０と、ＮＦＣタグ１４との無線通信は、近距離での無線通信方式である。このため、携帯通信端末４を車輪２に直接かざすことで、その車輪２の車輪側ユニット３から送信されたデータしか携帯通信端末４で取得できない。よって、携帯通信端末４のＮＦＣリーダ／ライタ２０が、他の車輪や、異なる車両の車輪側ユニット３と無線通信を行ってしまうことがなく、携帯通信端末４によって、検出したいタイヤ６の状態を直接かつ正確に取得することができる。

（３）車輪側ユニット３においては、圧力センサ１１及び温度センサ１２が検出したタイヤ内圧力データ及びタイヤ内温度データをＮＦＣタグ１４が取得してＮＦＣリーダ／ライタ２０に送信することができる。そして、ＮＦＣリーダ／ライタ２０は携帯通信端末４に内蔵されているため、携帯通信端末４の表示部４ａにタイヤ６の状態を直接表示することができる。したがって、車輪側ユニット３からのデータを、受信機等で受信して表示しなくてもよく、タイヤ状態監視装置の部品点数を減らすことができる。

（４）携帯通信端末４を車輪２にかざすと、ＮＦＣリーダ／ライタ２０とＮＦＣタグ１４との近距離無線通信により、リアルタイムにタイヤ６の状態を携帯通信端末４に表示させることができる。したがって、タイヤ６の状態を日常点検で確認することができ、タイヤ６の圧力や空気をリアルタイムに把握してタイヤ６が異常な状態になる前にタイヤ６の交換をすることが可能になる。

（６）ＮＦＣリーダ／ライタ２０からのトリガ信号を、車輪側ユニット３のＮＦＣタグ１４が受信すると、非接触給電によりＮＦＣタグ１４が起動し、圧力センサ１１及び温度センサ１２による検出が可能になる。さらに、ＮＦＣタグ１４からの携帯通信端末４のＮＦＣリーダ／ライタ２０に向けたデータの送信も可能になる。このため、車輪側ユニット３においては、ＮＦＣリーダ／ライタ２０からのトリガ信号の受信のために待機電力を必要とせず、データの取得から送信に関しても非接触給電によって生じた電力で行われる。このため、車輪側ユニット３においては、データの取得から送信のための電源を不要とすることができ、ひいては、車輪側ユニット３を電池レスとすることができる。また、車輪側ユニット３が電池を搭載し、他のデータの送受信時に電池の電力を使用するとしても、上記の待機電力を不要とし、他のデータの送受信時のみに電力が使用されるため、車輪側ユニット３に搭載の電池電力の減りを遅らせることができる。

（７）車輪側ユニット３においては、ＮＦＣタグ１４のみでトリガ信号の受信と、データの送信と、を行うことができる。したがって、車輪側ユニット３において、トリガ信号の受信アンテナと、データの送信アンテナの両方を備える場合と比べると、車輪側ユニット３を小型化でき、製造コストを抑えることができる。

（８）タイヤ６の状態を検出したい車輪２に携帯通信端末４をかざせば、そのタイヤ６のＮＦＣタグ１４とＮＦＣリーダ／ライタ２０がデータの送受信を直接無線通信する。このため、携帯通信端末４では、その他のタイヤ６との無線通信は行えないため、車輪側ユニット３の位置を識別する必要がなく、車輪側ユニット３に固有のＩＤを登録させる必要がなくなる。

（９）タイヤ状態監視装置としては、各車輪側ユニット３と、携帯通信端末４とを備えている。このため、タイヤ６が交換されても、タイヤ６にＮＦＣタグ１４を備える車輪側ユニット３が設置され、携帯通信端末４にＮＦＣリーダ／ライタ２０が搭載されていれば、交換したタイヤ６であっても、タイヤ６の状態を検出することができる。

（１０）また、タイヤ状態監視装置は、各車輪側ユニット３と、携帯通信端末４とを備えておればよく、車輪側ユニット３からのデータを受信する受信機を車両１に必要としない。よって、ユーザはＮＦＣタグ１４が搭載された携帯通信端末４を持っていれば、タイヤ状態監視装置の購入は、ＮＦＣタグ１４を備える車輪側ユニット３だけで済み、ユーザの負担を減らすことができる。

なお、本実施形態は、以下のように変更してもよい。
○ 車輪側ユニット３に電池を設け、車両１の走行時等には、電池からの電力供給により圧力センサ１１及び温度センサ１２によってタイヤ６の圧力及び温度を検出してもよい。そして、ＮＦＣタグ１４以外の送信部から、検出したデータを携帯通信端末４に向けて送信させるようにしてもよい。

○ 車輪側ユニット３から送信されたデータを受信する受信機ユニットを車両１に備えていてもよい。この場合、車輪側ユニット３のＮＦＣタグ１４から送信されたデータを受信機ユニットで受信した後、受信機ユニットから携帯通信端末４に転送して、携帯通信端末４の表示部４ａにデータを表示させてもよい。

○ 車輪側ユニット３に電池を設けるとともに、車輪側ユニット３から送信されたデータを受信する受信機ユニットを車両１に備えた構成としてもよい。この場合、車輪側ユニット３では、電池からの電力供給により圧力センサ１１及び温度センサ１２によってタイヤ６の圧力及び温度を定期的に計測するとともに、検出したデータを受信機ユニットに向けて定期的に送信する。そして、受信機ユニットでは、データに異常があれば、携帯通信端末４にタイヤ６の状態が異常である旨を表示させる。この場合、携帯通信端末４では、タイヤ６の日常点検だけに使用する。

○ ４輪の車両１用のタイヤ状態監視装置への適用に限定されるものではなく、２輪の車両用のタイヤ状態監視装置に適用してもよい。
○ 状態検出部は、圧力センサ１１及び温度センサ１２以外にも、加速度センサ等であってもよい。

○ 携帯通信端末４は、スマートフォン以外に、携帯電話や、情報携帯端末（ＰＤＡ）、ノートパソコン等のモバイル機器であってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（イ）前記状態検出部は圧力センサである請求項１又は請求項２に記載のタイヤ状態監視装置。
（ロ）前記状態検出部は温度センサである請求項１又は請求項２に記載のタイヤ状態監視装置。

１…車両、２…車輪、３…車輪側ユニット、４…携帯通信端末、６…タイヤ、１１…状態検出部としての圧力センサ、１２…状態検出部としての温度センサ、１４…ＮＦＣタグ、２０…ＮＦＣリーダ／ライタ。

Claims (3)

1. 車両に設けられた複数の車輪のタイヤ内に設置され、前記タイヤの状態を検出する状態検出部、及び前記状態検出部の検出したデータを取得し、送信可能なＮＦＣタグを有する車輪側ユニットと、
   前記ＮＦＣタグとの近距離無線通信で前記ＮＦＣタグから前記データを取得するＮＦＣリーダ／ライタを備えた携帯通信端末と、を有することを特徴とするタイヤ状態監視装置。
2. 前記状態検出部の検出したデータを前記携帯通信端末に直接表示させる請求項１に記載のタイヤ状態監視装置。
3. 前記車輪側ユニットには電源が搭載されていない請求項１又は請求項２に記載のタイヤ状態監視装置。