JP2015136943A

JP2015136943A - タイヤ状態監視装置

Info

Publication number: JP2015136943A
Application number: JP2014007680A
Authority: JP
Inventors: 泰久辻田; Yasuhisa Tsujita
Original assignee: Pacific Industrial Co Ltd; Taiheiyo Kogyo KK
Current assignee: Pacific Industrial Co Ltd; Taiheiyo Kogyo KK
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2015-07-30
Anticipated expiration: 2034-01-20
Also published as: JP6131198B2

Abstract

【課題】装置の大型化することなくタイヤにおける状態を監視することができるタイヤ状態検出装置を提供する。
【解決手段】タイヤ状態監視装置３０は、複数の車輪１〜４のそれぞれには、ホイール部５とタイヤ６のトレッド部との距離を電波の発信及び受信によって検出する機能と、その検出された検出結果に基づく検出結果情報を電波の発信によって送信する機能とを兼ね備えており、ホイール部５とタイヤ６のトレッド部との距離に基づいてタイヤ６における状態を監視する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤの状態を監視するタイヤ状態監視装置に関する。

ホイール部にタイヤを装着した複数の車輪が車両に設けられ、そのタイヤにおける状態を監視できる装置として、無線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）。このタイヤ状態監視装置は、車両の各車輪のタイヤ内に設けられるタイヤセンサユニット（車輪側ユニット）と、車両の車体に設けられる受信機（受信機ユニット）とを備えている。車輪毎のタイヤセンサユニットには、圧力センサと送信機とを含むように構成されており、送信機は、圧力センサにより検出されたタイヤ内の圧力（空気圧）に関する信号を無線送信する。

受信機は、各送信機から送信された信号を受信し、タイヤ空気圧に関する情報を、車室内に設けられた表示器に必要に応じて表示させる。そのため、乗員は、表示器を見ることで、タイヤ空気圧に関する情報、例えばタイヤ空気圧の不足等を把握することができる。

特開２００９−２０５２２５号公報

しかしながら、このようなタイヤ状態監視装置においては、各車輪にタイヤにおける状態を検出するためのセンサ類と、検出結果を送信するための送信機との両方を備えなければならず、装置の大型化を招いている。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、装置の大型化することなくタイヤにおける状態を監視することができるタイヤ状態検出装置を提供することにある。

上記問題点を解決するタイヤ状態監視装置は、ホイール部にタイヤを装着した複数の車輪を備える車両に設けられ、タイヤにおける状態を監視するタイヤ状態監視装置であって、前記複数の車輪のそれぞれには、前記ホイール部と前記タイヤのトレッド部との距離を電波の発信及び受信によって検出する機能と、当該検出された検出結果に基づく検出結果情報を電波の発信によって送信する機能とを兼ね備えた電波制御部が設けられ、前記ホイール部と前記タイヤのトレッド部との距離に基づいて前記タイヤにおける状態を監視することを要旨とする。

これによれば、ホイール部とタイヤのトレッド部との距離によってタイヤにおける状態が監視できる。また、例えば、タイヤの状態を検出するための検出部と、その情報を送信する送信部とをそれぞれ設ける必要がない。したがって、装置の大型化することなくタイヤにおける状態を監視することができる。

上記タイヤ状態監視装置について、前記制御部は、前記ホイール部と前記タイヤのトレッド部との距離に基づいて前記タイヤの空気圧を監視する構成としてもよい。
これによれば、ホイール部とタイヤのトレッド部との距離によってタイヤにおける空気圧が監視できる。また、例えば、タイヤの空気圧を検出するための検出部と送信部とをそれぞれ別体で設ける必要がない。したがって、装置の大型化することなくタイヤにおける空気圧を監視することができる。

上記タイヤ状態監視装置について、前記電波制御部は、前記ホイール部側に設けられた構成としてもよい。
これによれば、電波制御部がホイール部側に設けられたため、タイヤに空気を注入するためのバルブ等に電波制御部を一体的に構成することができる。

上記タイヤ状態監視装置について、前記電波制御部は、前記タイヤのトレッド部側に設けられた構成としてもよい。
これによれば、電波制御部がタイヤのトレッド部側に設けられたため、一般的に金属を含むように形成されたホイール部で反射された電波を受信することとなり、反射された電波の受信精度を高めることができる。

また、ホイール部自体を交換してもタイヤ固有の電波制御部を設けることができ、タイヤ固有の情報が記憶可能であり、利便性を向上させることができる。
また、ホイール部の交換作業やタイヤに空気を注入するときに、電波制御部を損傷する確率を低減させることができる。

本発明によれば、装置の大型化することなくタイヤにおける状態を監視することができる。

実施形態のタイヤ状態監視装置が搭載された車両を示す概略構成図。タイヤ、ホイール部及びタイヤセンサユニットを示す断面図。タイヤセンサユニットの回路構成を示す図。タイヤ、ホイール部及びタイヤセンサユニットを示す断面図。

以下、図１〜図３を用いて車輪位置判定装置を具体化した一実施形態について説明する。
図１に示すように、車両１０は、タイヤ状態監視装置３０を搭載している。車両１０の４つの車輪１〜４は、ホイール部５と同ホイール部５に装着されるタイヤ６とから構成されている。

次に、タイヤ状態監視装置３０について説明する。
タイヤ状態監視装置３０は、車両１０の４つの車輪１〜４にそれぞれ取り付けられるタイヤセンサユニット１３と、車両１０の車体に設置される受信機ユニット３１とを備えている。

図２に示すように、ホイール部５には、タイヤバルブ８と一体的にタイヤセンサユニット１３が配設されている。このタイヤセンサユニット１３は、ホイール部５のホイールリム５ａとタイヤ６のトレッド部７との距離Ｄを検出し、各種の検出結果に関する情報を含む送信信号（検出結果情報）を無線送信する。詳しくは、タイヤセンサユニット１３は、タイヤ６の径方向に沿ったホイール部５のホイールリム５ａとタイヤ６のトレッド部７との直線的な距離を検出する。なお、本実施形態において、発明の理解を容易とするために、タイヤセンサユニット１３やトレッド部７の厚み等による距離Ｄの誤差についての説明を省略する。

図３に示すように、各タイヤセンサユニット１３は、センサユニットコントローラ１４、ＲＦセンサ１５、及び電池２０を備える。タイヤセンサユニット１３は、電池２０からの電力供給によって動作する。なお、本実施形態において、タイヤセンサユニット１３には圧力センサや温度センサが備えられておらず、タイヤ６内の空気を取り入れる必要がない密閉型のセンサである。

ＲＦセンサ１５は、同じ周波数帯（本実施形態では２．４ＧＨｚ）の電波を用いて各種の機能を兼用するセンサである。ＲＦセンサ１５は、空間に放射する電波と対象物で反射した電波との位相差から対象物との距離を検出する距離検出機能１５ａと、受信機ユニット３１に対する送信信号（送信データ）を出力するデータ通信機能１５ｂとを兼ね備えているセンサである。

センサユニットコントローラ１４は、ＣＰＵ１４ａ及び記憶部１４ｂ（ＲＡＭやＲＯＭ等）を含むマイクロコンピュータ等よりなる。センサユニットコントローラ１４の記憶部１４ｂには、タイヤセンサユニット１３の動作を統括的に制御する統括プログラムが記憶されている。

センサユニットコントローラ１４は、車輪１〜４（タイヤ６）が一回転する間（一定期間の間）に、複数回に亘って、ＲＦセンサ１５に検知信号を出力させ、ＲＦセンサ１５にホイール部５のホイールリム５ａとタイヤ６のトレッド部７との距離Ｄを検出させる。よって、センサユニットコントローラ１４には、一定期間の間に複数の距離データが入力され、それら複数の距離データは記憶部１４ｂに記憶される。

ＲＦセンサ１５は、センサユニットコントローラ１４からの信号の入力により、電波を放射するとともにタイヤ６のトレッド部７に埋設されたスチールワイヤによって反射された電波を検知する。ＲＦセンサ１５は、それら電波の位相差から、ホイール部５のホイールリム５ａとタイヤ６のトレッド部７との距離Ｄを検出して、その検出によって得られた距離データをセンサユニットコントローラ１４に出力する。よって、本実施形態では、ＲＦセンサ１５が、電波制御部を構成する。なお、本実施形態では、トレッド部７において、タイヤセンサユニット１３によって距離Ｄが検出される箇所を測定部７ａと示す。

センサユニットコントローラ１４の記憶部１４ｂには、ＲＦセンサ１５によって検出された距離データと比較するための閾値が予め記憶されている。閾値は、タイヤ６固有の情報であり、ホイール部５とタイヤ６とによって封入されたタイヤ６内の圧力（タイヤ６の空気圧）が過度に低くなったときに検出される距離データよりも余裕を持って設定されている。センサユニットコントローラ１４は、ＲＦセンサ１５によって検出された距離データが閾値を超えた場合には、警告を示す送信信号を生成し、ＲＦセンサ１５に送信させる。一方、センサユニットコントローラ１４は、ＲＦセンサ１５によって検出された距離データが閾値を超えていない場合には、警告を示す送信信号を生成させない。よって、本実施形態では、センサユニットコントローラ１４が、タイヤ６の空気圧を判定する制御部を構成する。

図１に示すように、受信機としての受信機ユニット３１は、受信機ユニットコントローラ３３を備えるとともに、受信回路としてのＲＦ受信回路３５を備えている。受信機ユニット３１の受信機ユニットコントローラ３３には、表示器３８が接続されている。受信機ユニットコントローラ３３はＣＰＵ及び記憶部（ＲＯＭやＲＡＭ等）を含むマイクロコンピュータ等よりなり、記憶部には受信機ユニット３１の動作を統括的に制御するプログラムが記憶されている。ＲＦ受信回路３５は、各タイヤセンサユニット１３からＲＦ受信アンテナ３２を通じて受信されたＲＦ信号（送信信号）を復調して、受信機ユニットコントローラ３３に送る。

受信機ユニットコントローラ３３は、ＲＦ受信回路３５からのＲＦ信号に基づき、送信元のタイヤセンサユニット１３に対応するタイヤ６の状態（空気圧）が閾値を超えたことを特定する。受信機ユニットコントローラ３３は、タイヤ６の空気圧に関する情報等を表示器３８に表示させる。表示器３８は、車室内等、車両１０の搭乗者の視認範囲に配置され、受信機ユニットコントローラ３３により特定されたタイヤ６の空気圧の異常を表示（報知）する。

次に、本実施形態の車輪位置判定装置の作用について説明する。
本実施形態では、タイヤセンサユニット１３によって、ホイール部５のホイールリム５ａとタイヤ６のトレッド部７との距離Ｄが検出される。そして、距離Ｄが閾値以下である場合には、タイヤ６の空気圧が低下していると判定され、警告を示す送信信号が受信機ユニット３１に出力される。受信機ユニット３１においては、警告を示す送信信号の入力に基づく状態が表示器３８に表示される。一方、距離Ｄが閾値以下ではない場合には、タイヤ６の空気圧が低下していないと判定され、タイヤセンサユニット１３によって警告を示す送信信号が生成されない。

したがって、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）複数の車輪１〜４のそれぞれにはＲＦセンサ１５が設けられ、ホイール部５とタイヤ６のトレッド部７との距離Ｄを電波の発信及び受信によって検出する機能１５ａと、その検出された検出結果に基づく検出結果情報を電波の発信によって送信する機能１５ｂとを兼ね備えている。このため、ホイール部５とタイヤ６のトレッド部７との距離Ｄによってタイヤ６の空気圧を監視できるとともに、例えば、タイヤ６の空気圧を検出するための検出部と検出結果情報を送信する送信部との両方をそれぞれ設ける必要がない。したがって、装置の大型化することなくタイヤ６の空気圧を監視することができる。

（２）また、検出された距離Ｄに基づいてタイヤ６の空気圧の低下が判定可能となる。このため、タイヤ６の空気圧を検出するための空気を取り込む空気穴をタイヤセンサユニット１３に形成しなくてもよく、結露やタイヤのパンク修理剤等による異物の混入を抑制することができる。

（３）タイヤセンサユニット１３がホイール部５側に配設されている。このため、タイヤセンサユニット１３をタイヤバルブ８に一体的に構成することができる。
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。

・図４に示すように、例えば、タイヤセンサユニット１３がタイヤ６のトレッド部７の内周面７ｂに取り付けられてもよい。これによって、タイヤセンサユニット１３に内蔵されたＲＦセンサ１５は、タイヤ６のトレッド部７側に配設され、電波の反射率が高い金属板で形成されたホイール部５のホイールリム５ａで電波を反射させることとなり、反射された電波の検知精度を高めることができる。また、タイヤ６固有の識別情報が記憶されることによって、例えばホイール部５とタイヤ６との組み合わせを変更するときにタイヤ６固有の識別情報を入力する手間を省くことができるなど、利便性を向上させることができる。

・距離データを示す送信信号がタイヤセンサユニット１３から受信機ユニット３１に出力され、受信機ユニット３１は、距離データが閾値を超えたか否かを判定してもよい。また、タイヤセンサユニット１３によって距離データからタイヤ６内の空気圧を示す圧力データが演算され、圧力データを示す送信信号がタイヤセンサユニット１３から受信機ユニット３１に出力され、受信機ユニット３１は、圧力データが閾値を超えたか否かを判定してもよい。つまり、ＲＦセンサ１５によって検出された検出結果に関する検出結果情報が、ＲＦセンサ１５によって出力されればよい。また、タイヤ６における状態を監視する制御部が、タイヤセンサユニット１３に含まれても、受信機ユニット３１に含まれてもよく、これらの組み合わせであってもよい。この場合、タイヤの種類を特定可能とする特定情報やその特定情報に対応する閾値等が受信機ユニット３１の記憶部に記憶されていてもよく、センサユニットコントローラ１４に記憶されており、タイヤセンサユニット１３から受信機ユニット３１に出力されてもよい。

・以前の距離と現在の距離との変化量が所定量を超えたか否かによって、タイヤ６の空気圧を監視してもよい。
・車輪１〜４のそれぞれにＲＦセンサ１５を含むタイヤセンサユニット１３が配設され、車輪１〜４と車体とを含む車両１０にタイヤ状態監視装置が配設されていればよい。つまり、タイヤ状態監視装置としては、受信機ユニット３１を含まずに、車輪１〜４のそれぞれに配設されるタイヤセンサユニット１３で構成されてもよい。

・ＲＦセンサ１５の通信対象は、車両１０の車体に搭載された受信機ユニット３１でなくてもよく、例えば、携帯端末や車道等の設備であってもよい。
・タイヤ状態監視装置３０は、４輪の車両１０におけるタイヤ６への適用に限定されるものではなく、２輪や３輪、４輪以上など４輪以外の車両におけるタイヤに適用してもよい。

・タイヤセンサユニット１３の送信機は、ＲＦ信号を生成するＲＦセンサ１５ではなく、ＬＦ信号を生成する送信回路であってもよい。
・タイヤセンサユニット１３に、受信機ユニット３１との通信以外に、操作装置との間で通信可能な回路（例えばＬＦトリガ回路など）を備えてもよい。例えば、このような通信によって、タイヤの種類を示す情報、タイヤの状態を監視する周期を示す情報、タイヤの状態の監視を開始させるための情報など、各種の情報が入力されてもよい。また、ＲＦ信号であっても、低周波の信号であってもよい。

・受信機ユニット３１の受信回路は、ＲＦ受信回路３５ではなく低周波の受信回路であってもよい。
・ホイール部５とタイヤ６のトレッド部７との距離Ｄに基づいてタイヤ６の回転位置や回転速度を監視してもよい。この場合、測定部７ａが地面に接地されたときに距離Ｄが短くなることを検出すると、その検出した周期によってタイヤ６の回転位置や回転速度を検出することができる。

次に、上記実施形態及び別例から把握することのできる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記ホイール部と前記タイヤのトレッド部との距離に基づいて前記タイヤにおける状態を判定する判定部が前記電波制御部側に設けられ、前記電波制御部は、前記判定部による判定結果を送信することを特徴とする。

（ロ）前記電波制御部は、前記ホイール部と前記タイヤのトレッド部との距離に基づいて前記タイヤにおける状態を判定する判定部が設けられた受信機に、前記ホイール部と前記タイヤのトレッド部との距離に関する情報を出力することを特徴とする。

１〜４…車輪、５…ホイール部、６…タイヤ、７…トレッド部、１０…車両、１３…タイヤセンサユニット、１４…センサユニットコントローラ、１５…ＲＦセンサ、２０…電池、３０…タイヤ状態監視装置、３３…受信機ユニットコントローラ、３５…ＲＦ受信回路。

Claims

ホイール部にタイヤを装着した複数の車輪を備える車両に設けられ、タイヤにおける状態を監視するタイヤ状態監視装置であって、
前記複数の車輪のそれぞれには、前記ホイール部と前記タイヤのトレッド部との距離を電波の発信及び受信によって検出する機能と、当該検出された検出結果に基づく検出結果情報を電波の発信によって送信する機能とを兼ね備えた電波制御部が設けられ、
前記ホイール部と前記タイヤのトレッド部との距離に基づいて前記タイヤにおける状態を監視する制御部を備えたタイヤ状態監視装置。
前記制御部は、前記ホイール部と前記タイヤのトレッド部との距離に基づいて前記タイヤの空気圧を監視する請求項１に記載のタイヤ状態監視装置。
前記電波制御部は、前記ホイール部側に設けられた請求項１又は請求項２に記載のタイヤ状態監視装置。
前記電波制御部は、前記タイヤのトレッド部側に設けられた請求項１又は請求項２に記載のタイヤ状態監視装置。