JP2019014401A - 制御装置およびタイヤ監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの状況の判断を的確に行うことができる制御装置およびタイヤ監視システムを提供すること。【解決手段】制御装置は、空気圧センサにより検出された車軸のタイヤの空気圧と当該車軸の軸重とが入力される入力部と、検出された前記タイヤの空気圧に対応する当該タイヤの許容荷重と車軸の軸重とを比較し、当該比較した結果を出力する比較部と、を備える。さらに、検出された空気圧の履歴情報に基づいて、空気圧の単位時間あたりの変化量を示す変化率を算出する変化率算出部と、変化率に基づいて、空気圧が予め定められた下限値に達するまでの時間を推定する推定部と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、制御装置およびタイヤ監視システムに関する。

従来から、自動車のタイヤの空気圧を監視し、空気圧の低下を警告するタイヤ空気圧監視システム（Tire Pressure Monitoring System：ＴＰＭＳ）が知られている。

タイヤの空気圧に対応するそのタイヤの許容荷重（負荷能力）が予め定められている。タイヤの許容荷重は、車両の安全走行のために、そのタイヤに加わる荷重以上である必要がある。

特開２００５−８８７２６号公報

ところで、サスペンションのバネにより支えられるばね上部材の重量（ばね上重量と称される）は、例えばばね定数とばね上重量との関係式により得られる。ばね上重量は、例えば積載量によって変動する。

タイヤには、ばね上重量及びばね下重量（バネより下側に配置される部品の重量）が加わる。タイヤの許容荷重はタイヤサイズだけでなく，その空気圧により変動し、そのタイヤに加わる荷重より小さい場合に、運転者に走行不可な状態が報知される。その報知後に、ばね上重量（例えば積載量）が減ることにより、走行可能な状態になった場合であっても、走行不可であると誤った判断がされる。これは、タイヤの空気圧とばね上重量とが別々に管理されているためである。

本開示の目的は、タイヤの状況の判断を的確に行うことができる制御装置およびタイヤ監視システムを提供することである。

本開示の制御装置は、
空気圧センサにより検出された車軸のタイヤの空気圧と当該車軸の軸重とが入力される入力部と、
前記検出された前記タイヤの空気圧に対応する当該タイヤの許容荷重と前記車軸の軸重とを比較し、当該比較した結果を出力する比較部と、
を備える。

本開示の制御装置は、
温度センサにより検出されたタイヤの温度が入力される入力部と、
前記検出された温度が予め定められた許容温度を超えた場合に、警告を指示する信号を出力する第２警告出力部と、
を備える。

本開示のタイヤ監視システムは、
車軸のタイヤの空気圧を検出する空気圧センサと、
前記検出された前記タイヤの空気圧に対応する当該タイヤの許容荷重と前記車軸の軸重とを比較し、当該比較した結果を出力する比較部と、
を備える。

本開示によれば、タイヤの状況の判断を的確に行うことができる。

本開示の一実施の形態に係るタイヤ監視システムの構成の一例を示したブロック図 タイヤの空気圧と経過時間との関係を示したグラフ タイヤの寿命を示す指標と経過時間との関係を示したグラフ タイヤ空気圧監視処理を示したフローチャート

以下、本発明の一実施の形態に係るタイヤ監視システム１について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係るタイヤ監視システム１の構成の一例を示した図である。

タイヤ監視システム１は、図１に示すように、空気圧センサ１２、温度センサ１４、車速取得部１６、軸重取得部１８、演算部２０、記憶部３０および報知部４０を備えている。演算部２０は、比較部２１、変化率算出部２２、推定部２３、指標積算部２４および警告出力部２５の各構成要素を有している。

本実施の形態における車両は、例えば四輪車である。四輪車における右前輪、左前輪、右後輪、左後輪の各車輪は、サスペンションにより車体から懸架されている。なお、以下の説明において、タイヤの空気圧、車軸の軸重は、各車輪におけるタイヤの空気圧、車軸の軸重をいうものとする。

車両にはエンジンの運転制御を補助装置を用いて行う際にそれらの総合的に制御するエンジンコントロールユニット１０(ＥＣＵ)（本発明の「制御装置」に対応）が設けられている。この実施の形態では、演算部２０の各構成要素の機能は、ＥＣＵ１０が制御プログラムを実行することより実現される。

空気圧センサ１２および温度センサ１４は、タイヤまたはホイールの内部に取り付けられている。

空気圧センサ１２は、所定時間毎にタイヤの空気圧を検出する。ＥＣＵ１０には、検出された空気圧が入力される。記憶部３０は空気圧を履歴情報として記憶する。なお、タイヤの空気圧に対応するそのタイヤの許容荷重が予め定められている。記憶部３０は空気圧に対応する許容荷重を記憶する。

温度センサ１４は、所定時間毎にタイヤの温度を検出する。ＥＣＵ１０には、検出された温度が入力される。記憶部３０は温度を履歴情報として記憶する。

ＥＣＵ１０には車速センサから車速情報が入力される。車速取得部１６は車速情報を取得する。なお、車速取得部１６は、他の車両制御装置（図示略）により使用される車速情報を取得してもよい。

ＥＣＵ１０には車軸の軸重が入力される。軸重取得部１８は、車軸の軸重を取得する。軸重は、例えばサスペンションのバネにより支えられるばね上部材の重量（ばね上重量）と、バネより下側に設けられる部品の重量（ばね下重量と称され、一定である）とを合算した重量である。軸重は、ばね上重量（例えば積載量）に応じて変動する。ばね上重量は、例えばばね定数とばね上重量との関係式により求められる。

比較部２１は、タイヤの許容荷重と軸重とを比較する。比較部２１は、許容荷重と軸重との比較結果を出力する。報知部４０は表示装置および警報ブザーを有する。ＥＣＵ１０は報知部４０に比較結果を表示させる。具体的に、ＥＣＵ１０は、許容荷重が軸重より小さい場合に、報知部４０に警告を表示させる。なお、この場合に、ＥＣＵ１０は報知部４０に警告音を発生させてもよい。

変化率算出部２２は、タイヤの空気圧の単位時間あたりの変化量を示す変化率を算出する。

図２に、座標上にプロットされた空気圧の履歴情報を示す。変化率算出部２２は、公知の方法（例えば、最小二乗法）により空気圧の履歴情報から１次関数の近似直線を求める。変化率算出部２２は、空気圧の変化率として近似直線の傾きを算出する。

記憶部３０は、予め定められた下限値を記憶する。ここで、下限値は、タイヤの変形や発熱などによりタイヤの信頼性を低下させ、場合により不具合を発生させる可能性が高いことを意味する数値である。

推定部２３は、タイヤの空気圧が下限値に達するまでの時間を推定する。具体的に、推定部２３は、近似直線と下限値との交点を求め、求めた交点と現時点との時間差を算出する。ＥＣＵ１０は、報知部４０に時間差を表示させる。

タイヤの余寿命は、タイヤへの負荷に応じて変動する。
タイヤの寿命ＬＴ（負荷）は以下の式（１）で表される。
ＬＴ＝Ｗ×Ｓ （１）
ここで、Ｗは軸重、Ｓは車速を示す。

指標積算部２４は、所定の時間間隔で軸重Ｗおよび車速Ｓを読み取る。指標積算部２４は、軸重Ｗおよび車速Ｓに基づいて式（１）によりタイヤの寿命ＬＴを示す指標を算出する。

指標積算部２４は、指標を経過時間で積分する。図３に、座標上に表された指標、および、指標の積算値Ｉをハッチングされた領域の面積で表す。

警告出力部２５は、指標の積算値が予め定められた閾値を超えた場合に警告を指示する信号を出力する。ここで、予め定められた閾値は、タイヤへの負荷を増加させる運転であることを意味する数値である。なお、このような運転を継続した場合にバーストなどの不具合が発生する可能性が高くなる。ＥＣＵ１０は、報知部４０に警告（例えばバーストの危険性）を表示させる。

次に、タイヤ空気圧監視処理について図４を参照して説明する。図４は、タイヤ空気圧監視処理を示したフローチャートである。本処理は、例えば車両の出荷時に開始される。

先ず、ステップＳ１００において、比較部２１は、空気圧センサ１２により検出されたタイヤの空気圧を取得する。

ステップＳ１１０において、比較部２１は、軸重取得部１８から軸重を読み取る。

ステップＳ１２０において、比較部２１は、記憶部３０からタイヤの空気圧に対応するタイヤの許容荷重を読み取る。

ステップＳ１３０において、比較部２１は、軸重と許容荷重とを比較し、比較結果を出力する。

ＥＣＵ１０は、許容荷重が軸重より小さい場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、警告を報知部４０に表示させる（ステップＳ１４０）。その後、処理を終了する。

ＥＣＵ１０は、許容荷重が軸重以上の場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、処理を終了する。

＜本実施の形態の効果＞
以上のように、本実施の形態に係るタイヤ監視システム１は、車軸のタイヤの空気圧を検出する空気圧センサ１２と、空気圧に対応するタイヤの許容荷重と車軸の軸重とを比較し、比較した結果を出力する比較部２１とを備えている。これにより、ユーザーは、比較結果に基づいて走行可否の判断を的確に行うことができる。

また、本実施の形態に係るタイヤ監視システム１によれば、空気圧の履歴情報に基づいて空気圧における経過時間に対する変化量を示す変化率を算出する変化率算出部２２と、変化率に基づいて空気圧が予め定められた下限値に達するまでの時間を推定する推定部２３とを備えている。これにより、現時点から何時間後にタイヤの信頼性が低下すること、また、場合により不具合が発生する可能性が高いことの予測情報に基づいて、ユーザーが車両の安全走行のための判断を的確に行うことができる。

また、本実施の形態に係るタイヤ監視システム１によれば、軸重および車速に基づいてタイヤの寿命を示す指標を算出し、算出した指標を積算する指標積算部２４と、指標の積算値が予め定められた閾値を超えた場合に警告を指示する信号を出力する警告出力部２５とを備えている。警告により、ユーザーが車両の安全走行のために、例えばタイヤへの負荷を増加させない運転に切り替える判断を的確に行うことができる。

なお、上記実施の形態において、警告出力部２５は指標の積算値が予め定められた閾値を超えた場合に警告を指示する信号を出力する。これに限らず、タイヤの温度を検出する温度センサ１４を備えていて、警告出力部２５はタイヤの温度が予め定められた許容温度を超えた場合に警告を指示する信号を出力してもよい。これにより、許容温度を超えてタイヤが温度上昇していることの情報に基づいて、ユーザーが車両の安全走行のための判断を的確に行うことができる。

また、警告出力部２５は、指標の積算値が予め定められた閾値を超えた場合、かつ、タイヤの温度が予め定められた許容温度を超えた場合に警告を指示する信号を出力してもよい。これにより、バーストなどの不具合が発生する可能性が高いことを意味する情報の精度を高くすることができる。

また、上記実施の形態では、警告出力部２５は指標の積算値が予め定められた閾値を超えた場合に警告を指示する信号を出力する。これに限らず、警告出力部２５は指標の時間変化が予め定められた許容値を超えた場合に警告を指示する信号を出力してもよい。これにより、ユーザーが車両の安全走行のための判断を迅速に行うことができる。

また、タイヤ側に送信機が設けられ、ＥＣＵ１０側に受信機が設けられ、タイヤ側の空気圧センサ１２により検出された検出信号を送信機からＥＣＵ１０側の受信機に無線通信方式で送信するように構成してもよい。

本開示のタイヤ監視システムは、タイヤの状況に関連する各種情報を介して、車両が安全走行できるように支援することが要求される運転支援装置として有用である。

１ タイヤ監視システム
１０ ＥＣＵ
１２ 空気圧センサ
１４ 温度センサ
１６ 車速取得部
１８ 軸重取得部
２０ 演算部
２１ 比較部
２２ 変化率算出部
２３ 推定部
２４ 指標積算部
２５ 警告出力部
３０ 記憶部
４０ 報知部

Claims (6)

1. 空気圧センサにより検出された車軸のタイヤの空気圧と当該車軸の軸重とが入力される入力部と、
   前記検出された前記タイヤの空気圧に対応する当該タイヤの許容荷重と前記車軸の軸重とを比較し、当該比較した結果を出力する比較部と、
   を備える、制御装置。
2. 前記検出された前記空気圧の履歴情報に基づいて、前記空気圧の単位時間あたりの変化量を示す変化率を算出する変化率算出部と、
   前記変化率に基づいて、前記空気圧が予め定められた下限値に達するまでの時間を推定する推定部と、
   を備える、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記入力部に車速が入力され、
   前記軸重および前記車速に基づいてタイヤの寿命を示す指標を算出し、当該算出した前記指標を積算する指標積算部と、
   前記指標を積算した積算値が予め定められた閾値を超えた場合に、警告を指示する信号を出力する第１警告出力部と、
   を備える、請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記入力部に、温度センサにより検出されたタイヤの温度が入力され、
   前記第１警告出力部は、前記積算値が予め定められた閾値を超え、かつ、前記検出された温度が予め定められた許容温度を超えた場合に、警告を指示する信号を出力する、請求項３に記載の制御装置。
5. 温度センサにより検出されたタイヤの温度が入力される入力部と、
   前記検出された温度が予め定められた許容温度を超えた場合に、警告を指示する信号を出力する第２警告出力部と、
   を備える、制御装置。
6. 車軸のタイヤの空気圧を検出する空気圧センサと、
   前記検出された前記タイヤの空気圧に対応する当該タイヤの許容荷重と前記車軸の軸重とを比較し、当該比較した結果を出力する比較部と、
   を備える、タイヤ監視システム。

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