JP2024018420A - Abnormality detection device for vehicle - Google Patents

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Abstract

To provide an abnormality detection device for a vehicle which can detect, while suppressing increase of number of components, abnormality of a tire and vehicle members around the tire of a vehicle and output abnormality information.SOLUTION: An abnormality detection device for a vehicle comprises: tire condition detection means 31 which detects internal pressure and temperature of a vehicle tire; tire abnormality determination means 43a which determines abnormality of the tire based on the detected internal pressure and temperature of the tire; tire abnormality information output means 45a which generates tire abnormality information when abnormality of the tire is determined; ambient temperature detection means 42; determination threshold setting means 43c which sets a determination threshold value according to the detected ambient temperature; tire peripheral part high temperature determination means 43b which determines excessive temperature rise state of a bearing part around a wheel or a brake mechanism part when the detected internal temperature of tire is the determination threshold value or more; and abnormality information output means 45b which generates the excessive temperature rise information when the excessive temperature rise of the bearing part or the brake mechanism part is determined.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両のタイヤの異常やタイヤ周辺の制動装置や軸受装置の異常を検出する、車両の異常検出装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vehicle abnormality detection device that detects abnormalities in vehicle tires and abnormalities in braking devices and bearing devices around the tires.

車両走行時においてタイヤの空気圧や温度に異常が生ずると、バースト等のリスクが高まり事故につながる虞がある。このため、従来より、タイヤの空気圧や温度を自動的に監視してタイヤに異常が生じると警報を発する装置(tire pressure monitoring system,略して、TPMS)が開発されている。例えば特許文献1には、タイヤホイールにタイヤ空気圧及び温度を検知する手段を設け、この検出手段から得られたタイヤ情報を表示部に表示する装置が開示されている。 If an abnormality occurs in the air pressure or temperature of a tire while a vehicle is running, the risk of tire bursting or the like increases, which may lead to an accident. For this reason, devices (tire pressure monitoring systems, abbreviated as TPMS) have been developed that automatically monitor the air pressure and temperature of tires and issue an alarm when an abnormality occurs in the tires. For example, Patent Document 1 discloses a device in which a tire wheel is provided with means for detecting tire air pressure and temperature, and tire information obtained from the detecting means is displayed on a display section.

また、ブレーキ機構が異常に加熱すると、フェード現象やベーパーロック現象が発生し制動力が低下して事故につながる虞がある。このため、ブレーキの温度を自動的に監視してブレーキ機構の温度に異常が生じると警報を発する装置も開発されている。例えば特許文献2には、ブレーキ機構の温度を検出するブレーキ温度センサを備え、このブレーキ温度センサから得られるブレーキ機構の温度の変化等からブレーキ機構の異常を予測して警報を発する装置が開示されている。 Furthermore, if the brake mechanism becomes abnormally heated, a fade phenomenon or a vapor lock phenomenon may occur, reducing the braking force and potentially leading to an accident. For this reason, devices have been developed that automatically monitor the temperature of the brake and issue an alarm if an abnormality occurs in the temperature of the brake mechanism. For example, Patent Document 2 discloses a device that is equipped with a brake temperature sensor that detects the temperature of the brake mechanism, and that predicts an abnormality in the brake mechanism based on changes in the temperature of the brake mechanism obtained from the brake temperature sensor and issues an alarm. ing.

特開2003-121281号公報Japanese Patent Application Publication No. 2003-121281 特開平10-44976号公報Japanese Patent Application Publication No. 10-44976

車両の安全運航のためには、上記のタイヤの空気圧や温度を監視する装置(TPMS)やブレーキ機構等のタイヤ周りの車両部材の温度を監視する装置が有効であるが、それぞれの装置を装備する場合、コストアップは避けられない。また、タイヤの空気圧及び温度を検出するセンサはタイヤホイールに装着されるのに対して、例えばブレーキ温度センサはブレーキ機構のキャリパ等に取り付けられるため、センサ本体のみならずハーネス、ECU等の部品点数が多くなる。このため、物理的な故障頻度やメンテナンス費用が増加すること等も懸念される。 For safe vehicle operation, the above-mentioned tire pressure and temperature monitoring device (TPMS) and device that monitors the temperature of vehicle components around the tires, such as the brake mechanism, are effective, but it is necessary to install each device. In this case, cost increases are unavoidable. In addition, sensors that detect tire air pressure and temperature are attached to tire wheels, whereas brake temperature sensors, for example, are attached to the caliper of the brake mechanism, so there are not only sensor bodies but also harnesses, ECUs, and other parts. will increase. Therefore, there are concerns that the frequency of physical failures and maintenance costs will increase.

本件は、このような課題に着目して創案されたもので、部品点数の増加を抑制しながら、車両のタイヤ及びタイヤ周りの車両部材の異常を検出して異常情報を出力することができる、車両の異常検出装置を提供することを目的の一つとする。 The present invention was developed with a focus on these issues, and it is possible to detect abnormalities in vehicle tires and vehicle components around the tires and output abnormality information while suppressing an increase in the number of parts. One of the purposes is to provide a vehicle abnormality detection device.

本件は上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現できる。
本適用例に係る車両の異常検出装置は、車両に装備され、タイヤが装着されたホイールの外周リム部に配置され、前記タイヤ内の圧力及び温度を検出するタイヤ状態検出手段と、前記タイヤ状態検出手段により検出された前記タイヤ内の圧力及び温度から前記タイヤの異常を判定するタイヤ異常判定手段と、前記タイヤ異常判定手段により前記タイヤの異常が判定されたらタイヤ異常情報(例えば、警報、警告灯等)を発するタイヤ異常情報出力手段と、前記車両の外気温を検出する外気温検出手段と、前記外気温検出手段により検出された前記外気温に応じて判定閾値を設定する判定閾値設定手段と、前記タイヤ状態検出手段で検出された前記タイヤ内の温度が前記判定閾値以上となったとき、前記ホイールを軸支する軸受部又は前記ホイール内側に配設されたブレーキ機構部が過昇温状態にあると判定するタイヤ周辺部高温判定手段と、前記タイヤ周辺部高温判定手段により前記軸受部又は前記ブレーキ機構部の過昇温が判定されたら過昇温情報(例えば、警報、警告灯等)を発する異常情報出力手段と、を備えることを特徴としている。
The present invention has been made to solve at least part of the above problems, and can be realized in the following aspects or application examples.
The vehicle abnormality detection device according to this application example is equipped on a vehicle, and is arranged on the outer rim of a wheel on which a tire is mounted, and includes a tire condition detection means for detecting the pressure and temperature inside the tire, and a tire condition detection means for detecting the pressure and temperature inside the tire. Tire abnormality determining means determines whether the tire is abnormal based on the pressure and temperature inside the tire detected by the detecting means, and if the tire abnormality determining means determines that the tire is abnormal, the tire abnormality information (for example, an alarm, a warning, etc.) is provided. tire abnormality information output means for emitting a light (such as a light, etc.); outside temperature detection means for detecting the outside temperature of the vehicle; and determination threshold setting means for setting a determination threshold according to the outside temperature detected by the outside temperature detection means. When the temperature inside the tire detected by the tire condition detection means exceeds the determination threshold, the bearing section that pivotally supports the wheel or the brake mechanism section disposed inside the wheel is overheated. If the tire peripheral high temperature determining means determines that the bearing or the brake mechanism is overheated, the tire peripheral high temperature determination means determines that the tire peripheral high temperature determination means is in the state of ).

本適用例によれば、タイヤ状態検出手段により検出されたタイヤ内の圧力及び温度からタイヤの異常を判定し、異常が判定されたら、タイヤ異常情報を発する。また、タイヤ状態検出手段で検出されたタイヤ内の温度が判定閾値以上となったとき、ホイールを軸支する軸受部又はホイール内側に配設されたブレーキ機構部が過昇温状態にあると判定し、過昇温が判定されたら、異常情報を発する。このように、タイヤ状態検出手段による検出情報を利用して、タイヤ周りの車両部材である軸受部又はブレーキ機構部の過昇温の異常を検出して異常情報を発するので、部品点数の増加を抑制しながら、車両のタイヤ及びタイヤ周りの車両部材の異常を検出して異常情報を出力することができる。
さらに、軸受部又はブレーキ機構部の異常を判断する判定閾値は外気温で補正されるため異常判定の精度を高めることができる。
According to this application example, tire abnormality is determined from the pressure and temperature inside the tire detected by the tire condition detection means, and when abnormality is determined, tire abnormality information is issued. Additionally, when the temperature inside the tire detected by the tire condition detection means exceeds the determination threshold, it is determined that the bearing that supports the wheel or the brake mechanism located inside the wheel is in an excessive temperature state. However, if excessive temperature rise is determined, abnormality information will be issued. In this way, the information detected by the tire condition detection means is used to detect abnormalities such as excessive temperature rise in the bearings or brake mechanism parts, which are vehicle components surrounding the tires, and issue abnormality information, thereby reducing the number of parts. It is possible to detect abnormalities in vehicle tires and vehicle components around the tires and output abnormality information while suppressing the abnormalities.
Further, since the determination threshold value for determining an abnormality in the bearing section or the brake mechanism section is corrected based on the outside temperature, the accuracy of abnormality determination can be improved.

本件によれば、部品点数の増加を抑制しながら、車両のタイヤ及びタイヤ周りの車両部材である軸受部又はブレーキ機構部の過昇温の異常を検出して異常情報を出力することができる。 According to the present invention, it is possible to detect an abnormality of excessive temperature rise in a tire of a vehicle and a vehicle component around the tire, such as a bearing or a brake mechanism, and output abnormality information, while suppressing an increase in the number of parts.

実施形態に係る車両の異常検出装置を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a vehicle abnormality detection device according to an embodiment. 実施形態に係る車両のタイヤの要部を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing essential parts of a tire for a vehicle according to an embodiment. 実施形態に係る車両のブレーキ機構部のブレーキ使用による温度上昇とタイヤ状態検出手段により検出されたタイヤ内の温度上昇との関係を説明するグラフである。2 is a graph illustrating a relationship between a temperature rise due to use of the brake in the brake mechanism of the vehicle according to the embodiment and a temperature rise within the tire detected by the tire condition detection means. 実施形態に係るブレーキ機構部の過昇温判定に用いる判定閾値の設定を説明するグラフである。It is a graph explaining the setting of the determination threshold value used for excessive temperature rise determination of the brake mechanism part based on embodiment.

図面を参照して、本件の実施形態について説明する。以下の実施形態はあくまでも例示に過ぎず、この実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。下記の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、必要に応じて取捨選択でき、あるいは適宜組み合わせられる。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiment is merely an example, and there is no intention to exclude the application of various modifications and techniques not explicitly described in this embodiment. Each configuration of the embodiments described below can be modified in various ways without departing from the spirit thereof. Moreover, they can be selected or combined as necessary.

[1.構成]
[1.1.車輪及び車輪周辺の構成]
図2は、車両(例えば、トラック)1の車輪11の一例としての後輪について、その要部を示す断面図である。図2に示すように、車輪11は、図示しないサスペンション機構を介して車体10に軸支される。この車輪11は、ホイール12とホイール12の外周リム部12aに取り付けられたタイヤ13とを備える。ホイール12の内周リム部12cは、ホイールハブ14のフランジ部14aに締結部材(ハブボルト15a及びホイールナット15b)により締結される。ホイール12の外周リム部12aと内周リム部12cとの間には、軽量化孔(図示略)を有するディスク部12bが備えられる。
[1. composition]
[1.1. Configuration of wheels and surrounding areas]
FIG. 2 is a sectional view showing a main part of a rear wheel as an example of the wheel 11 of the vehicle (for example, a truck) 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, the wheels 11 are pivotally supported by the vehicle body 10 via a suspension mechanism (not shown). This wheel 11 includes a wheel 12 and a tire 13 attached to an outer rim portion 12a of the wheel 12. The inner rim portion 12c of the wheel 12 is fastened to the flange portion 14a of the wheel hub 14 by fastening members (hub bolts 15a and wheel nuts 15b). A disk portion 12b having a lightweight hole (not shown) is provided between the outer rim portion 12a and the inner rim portion 12c of the wheel 12.

ホイールハブ14は、アクスルパイプ16の先端側の外周面上に左右一対のローラベアリング17a,17bからなる軸受部17を介して回転可能に支持されている。アクスルパイプ16はアクスルハウジングの先端部に結合される。また、アクスルパイプ16内を貫通するようにアクスルシャフト18が挿通されており、アクスルシャフト18の先端側のフランジ18aが連結ボルト18bによってホイールハブ14に連結されている。これにより、アクスルシャフト18の回転と共にホイールハブ14が回転する。また、車輪11のホイール12内の空間において、ホイールハブ14側とアクスルパイプ16側との間には、ブレーキ機構部19が配備されている。本実施形態では、ブレーキ機構部19にドラムブレーキが採用されている。ただし、ブレーキ機構部19はドラムブレーキに限定されるものではなく、摩擦熱が生じる機械式ブレーキであればよく、例えばディスクブレーキであってもよい。 The wheel hub 14 is rotatably supported on the outer peripheral surface of the distal end side of the axle pipe 16 via a bearing portion 17 consisting of a pair of left and right roller bearings 17a and 17b. The axle pipe 16 is coupled to the tip of the axle housing. Further, an axle shaft 18 is inserted through the axle pipe 16, and a flange 18a on the tip side of the axle shaft 18 is connected to the wheel hub 14 by a connecting bolt 18b. As a result, the wheel hub 14 rotates together with the rotation of the axle shaft 18. Further, in the space within the wheel 12 of the wheel 11, a brake mechanism section 19 is provided between the wheel hub 14 side and the axle pipe 16 side. In this embodiment, a drum brake is employed as the brake mechanism section 19. However, the brake mechanism section 19 is not limited to a drum brake, and may be any mechanical brake that generates frictional heat, such as a disc brake.

[1.2.タイヤ空気圧監視装置]
車両1には、タイヤ空気圧監視装置(tire pressure monitoring system,略して、TPMS)20Aを含んだ車両の異常検出装置20が装備されている。図1は本実施形態に係る車両の異常検出装置20を示すブロック図である。図1に示すように、異常検出装置20は、車輪11側(タイヤ13側)に装備されたタイヤセンサユニット30と、車体10側に装備された異常検出ユニット40とを備えている。
[1.2. Tire pressure monitoring device]
The vehicle 1 is equipped with a vehicle abnormality detection device 20 including a tire pressure monitoring system (TPMS) 20A. FIG. 1 is a block diagram showing a vehicle abnormality detection device 20 according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the abnormality detection device 20 includes a tire sensor unit 30 installed on the wheel 11 side (tire 13 side) and an abnormality detection unit 40 installed on the vehicle body 10 side.

タイヤセンサユニット(タイヤセンサ)30は、図2に示すように、ホイール12の外周リム部12aに配置され、タイヤ13の空気室13a内の圧力及び温度を検出する。ここでは、ホイール12の外周リム部12aにおいて、軸方向中心寄りの径が小さくなった部分の外面の空気室13a内に、圧力検出部32及び温度検出部33からなるセンサ部(タイヤ状態検出手段)31が配置されている。圧力検出部32には、例えば圧力検出素子が用いられ、温度検出部33には、例えば温度検出素子が用いられる。 As shown in FIG. 2, the tire sensor unit (tire sensor) 30 is disposed on the outer rim portion 12a of the wheel 12, and detects the pressure and temperature within the air chamber 13a of the tire 13. Here, in the outer circumferential rim part 12a of the wheel 12, a sensor part (tire condition detection means ) 31 are arranged. The pressure detection section 32 uses, for example, a pressure detection element, and the temperature detection section 33 uses, for example, a temperature detection element.

このタイヤセンサユニット30は、図1に示すように、センサ部31(圧力検出部32及び温度検出部33)、圧力検出部32及び温度検出部33から出力された検出信号を処理する信号処理部34と、プログラム等の各種情報を記憶する記憶部35と、信号処理部34で処理された情報を電磁波によって送信する送信処理部36と、電源である電池37とを備える。 As shown in FIG. 1, this tire sensor unit 30 includes a signal processing section that processes detection signals output from a sensor section 31 (a pressure detection section 32 and a temperature detection section 33), a pressure detection section 32, and a temperature detection section 33. 34, a storage section 35 that stores various information such as programs, a transmission processing section 36 that transmits information processed by the signal processing section 34 using electromagnetic waves, and a battery 37 that is a power source.

信号処理部34は、CPUにより構成され、記憶部35に記憶されたプログラムにより動作する。信号処理部34は、所定の周期で、圧力検出部32及び温度検出部33から出力されたアナログ検出信号を図示しないA/D変換回路によってデジタル信号に変換し、デジタル値として取り込んだ検出情報を識別情報と紐付けして送信処理部36に出力する。 The signal processing section 34 is configured by a CPU and operates according to a program stored in the storage section 35. The signal processing section 34 converts the analog detection signals outputted from the pressure detection section 32 and the temperature detection section 33 into digital signals at a predetermined period using an A/D conversion circuit (not shown), and converts the detected information taken in as digital values into digital signals. It is linked with the identification information and output to the transmission processing unit 36.

送信処理部36は、図示しない送信回路と送信用アンテナとを備えており、送信処理部36では、信号処理部34から送られた情報(識別情報と紐付けされた検出情報)を、送信回路を介して送信用アンテナから所定周波数の電磁波によって送信する。
なお、電池37は、非接触充電可能であり、電池37に充電された電力は、信号処理部34や記憶部35や送信処理部36の動作に用いられる。
The transmission processing unit 36 includes a transmission circuit and a transmission antenna (not shown), and the transmission processing unit 36 transmits information sent from the signal processing unit 34 (detection information linked to identification information) to the transmission circuit. It transmits electromagnetic waves of a predetermined frequency from a transmitting antenna via a transmitting antenna.
Note that the battery 37 can be charged without contact, and the power charged in the battery 37 is used for the operation of the signal processing section 34, the storage section 35, and the transmission processing section 36.

異常検出ユニット40は、図1に示すように、タイヤセンサユニット30から送信された信号を受信する受信処理部41と、車体10に装備された外気温検出部(外気温検出手段、外気温センサともいう)42と、受信処理部41及び外気温検出部42から出力された検出信号を処理する信号処理部43と、プログラム等の各種情報を記憶する記憶部44と、信号処理部43で処理された情報を出力する情報出力部(情報出力手段)45と、を備える。 As shown in FIG. 1, the abnormality detection unit 40 includes a reception processing section 41 that receives a signal transmitted from the tire sensor unit 30, and an outside temperature detection section (outside temperature detection means, outside temperature sensor) installed in the vehicle body 10. ) 42 , a signal processing section 43 that processes the detection signals output from the reception processing section 41 and the outside temperature detection section 42 , a storage section 44 that stores various information such as programs, and a signal processing section 43 and an information output unit (information output means) 45 that outputs the information.

受信処理部41は、図示しない受信用アンテナと受信回路とを備え、受信用アンテナによりタイヤセンサユニット30から送信された電磁波を受信して、受信した情報(識別情報と紐付けされた検出情報)をデジタル信号として出力する。
外気温検出部42は、車両の周囲の外気温を検出して検出情報をデジタル信号として出力する。
The reception processing unit 41 includes a reception antenna and a reception circuit (not shown), and receives the electromagnetic waves transmitted from the tire sensor unit 30 using the reception antenna, and receives the received information (detection information linked to identification information). output as a digital signal.
The outside temperature detection section 42 detects the outside temperature around the vehicle and outputs the detected information as a digital signal.

信号処理部43は、CPUにより構成され、記憶部44に記憶されたプログラムにより動作する。信号処理部43は、機能的要素として、タイヤの空気圧異常を判定するタイヤ異常判定部(タイヤ異常判定手段)43aと、ホイール12内側に配設されたブレーキ機構部19が過昇温状態にあるか否かを判定するタイヤ周辺部高温判定部(タイヤ周辺部高温判定手段、単に、高温判定部ともいう)43bと、外気温検出部42により検出された外気温に応じて判定閾値を設定する判定閾値設定部(判定閾値設定手段)43cと、を備える。 The signal processing section 43 is configured by a CPU and operates according to a program stored in the storage section 44. The signal processing unit 43 includes, as functional elements, a tire abnormality determining unit (tire abnormality determining unit) 43a that determines whether the air pressure of the tire is abnormal, and a brake mechanism unit 19 disposed inside the wheel 12 that is in an excessive temperature state. A determination threshold is set according to the outside temperature detected by the tire peripheral high temperature determination section (tire peripheral high temperature determination means, also simply referred to as high temperature determination section) 43b and the outside temperature detection section 42. A determination threshold setting section (determination threshold setting means) 43c is provided.

タイヤ異常判定部43aは、タイヤセンサユニット30から送信されたタイヤ13の空気室13a内の圧力Pt及び温度Ttを、記憶部44に記憶された閾値と比較してタイヤ13の異常を判定する。ここでは、記憶部44に、圧力(タイヤ空気圧)Ptの閾値として上限閾値Pts1及び下限閾値Pts2が記憶され、温度(タイヤ内温度)Ttの閾値として上限閾値Tts1がそれぞれ記憶されている。なお、圧力Ptの下限閾値Pts2以上且つ上限閾値Pts1以下の範囲は、タイヤ13の適正空気圧として設定される。また、温度Ttの上限閾値Tts1は、タイヤ13の高温劣化を招く虞がある温度値に基づいて設定され、例えば100℃程度の値が設定される。 The tire abnormality determining section 43a compares the pressure Pt and temperature Tt in the air chamber 13a of the tire 13 transmitted from the tire sensor unit 30 with threshold values stored in the storage section 44 to determine whether the tire 13 is abnormal. Here, the storage unit 44 stores an upper threshold Pts1 and a lower threshold Pts2 as thresholds for pressure (tire air pressure) Pt, and stores upper threshold Tts1 as a threshold for temperature (tire internal temperature) Tt. Note that the range of the pressure Pt from the lower limit threshold Pts2 to the upper limit threshold Pts1 is set as the appropriate air pressure for the tire 13. Further, the upper limit threshold Tts1 of the temperature Tt is set based on a temperature value that may cause high-temperature deterioration of the tire 13, and is set to a value of about 100° C., for example.

タイヤ異常判定部43aは、圧力Ptが上限閾値Pts1よりも大きければ、空気圧が過剰であると判定し、圧力Ptが下限閾値Pts2よりも小さければ、空気圧が不足していると判定する。温度Ttが上限閾値Tts1よりも大きければ、タイヤ内温度が過剰であると判定する。これらの判定結果は、情報出力部45に送られる。 The tire abnormality determination unit 43a determines that the air pressure is excessive if the pressure Pt is larger than the upper limit threshold Pts1, and determines that the air pressure is insufficient if the pressure Pt is smaller than the lower limit threshold Pts2. If the temperature Tt is larger than the upper limit threshold Tts1, it is determined that the tire internal temperature is excessive. These determination results are sent to the information output section 45.

タイヤ周辺部高温判定部43bは、タイヤ13の空気室13a内の温度Ttを判定閾値設定部43cで設定された過昇温判定閾値Ttssと比較して、空気室13a内の温度Ttが過昇温判定閾値Ttss以上となったとき、ホイール12を軸支する軸受部17又はホイール12内側に配設されたブレーキ機構部19が過昇温状態にあると判定する。
判定閾値設定部43cでは、外気温検出部42により検出された車両の周囲の外気温に基づいて、過昇温判定閾値Ttssを設定する。
The tire peripheral high temperature determination unit 43b compares the temperature Tt in the air chamber 13a of the tire 13 with an excessive temperature rise determination threshold Ttss set by the determination threshold value setting unit 43c, and determines whether the temperature Tt in the air chamber 13a has increased excessively. When the temperature reaches or exceeds the temperature determination threshold Ttss, it is determined that the bearing portion 17 that pivotally supports the wheel 12 or the brake mechanism portion 19 disposed inside the wheel 12 is in an excessively heated state.
The determination threshold value setting unit 43c sets an excessive temperature rise determination threshold value Ttss based on the outside temperature around the vehicle detected by the outside temperature detection unit 42.

タイヤ周辺部高温判定部43bは、タイヤ13の空気室13a内の温度Ttを用いてホイール12を軸支する軸受部17又はホイール12内側に配設されたブレーキ機構部19が過昇温状態であるか否かを判定するが、ここで、図3,図4を参照して、タイヤ内温度Ttと、軸受部17又はブレーキ機構部19の温度との関係について、タイヤ周辺部高温判定及び過昇温判定閾値Ttssの設定について説明する。 The tire peripheral high temperature determination section 43b uses the temperature Tt in the air chamber 13a of the tire 13 to determine whether the bearing section 17 that pivotally supports the wheel 12 or the brake mechanism section 19 disposed inside the wheel 12 is in an excessively heated state. Here, with reference to FIGS. 3 and 4, the relationship between the tire internal temperature Tt and the temperature of the bearing section 17 or the brake mechanism section 19 is determined based on tire peripheral high temperature determination and excessive temperature determination. Setting of the temperature increase determination threshold Ttss will be explained.

図3は、試験結果を示し、横軸はブレーキ操作回数、縦軸はタイヤ内温度Tt及びブレーキ機構19のライニングの温度である。ブレーキ操作回数は、ブレーキペダルを所定の周期で所定時間踏み込んだ際の踏み込み回数である。冬季を想定した外気温5℃におけるタイヤ内温度Ttを○印で示し、夏季の猛暑日を想定した外気温35℃におけるタイヤ内温度Ttを□印で示す。また、ブレーキ操作回数に応じたライニングの温度を△印で示す。 FIG. 3 shows the test results, where the horizontal axis is the number of brake operations, and the vertical axis is the tire internal temperature Tt and the temperature of the lining of the brake mechanism 19. The number of brake operations is the number of times the brake pedal is depressed at a predetermined period for a predetermined period of time. The tire internal temperature Tt at an outside temperature of 5° C., assuming a winter season, is shown by a circle, and the tire internal temperature Tt, at an outside temperature of 35° C., assuming a hot summer day, is shown by a □ mark. Also, the temperature of the lining depending on the number of brake operations is indicated by a △ mark.

図3に示すように、ブレーキ操作回数が増加するのに応じて、ブレーキライニングの温度が上昇していく。また、ブレーキ操作回数が増加するのに応じて、タイヤ内温度Ttも上昇していく。ただし、ブレーキライニングの温度に比べて比較的低温のタイヤ内温度Ttは周囲の温度(つまり、外気温)の影響を受け、冬季を想定した外気温5℃におけるタイヤ内温度Tt(○印)に対して、夏季の猛暑日を想定した外気温35℃におけるタイヤ内温度Tt(□印)は高温側にシフトする。 As shown in FIG. 3, the temperature of the brake lining increases as the number of brake operations increases. Furthermore, as the number of brake operations increases, the tire internal temperature Tt also increases. However, the tire internal temperature Tt, which is relatively low compared to the brake lining temperature, is affected by the surrounding temperature (that is, the outside temperature), and the tire internal temperature Tt (marked with a circle) at an outside temperature of 5°C, assuming winter. On the other hand, the tire internal temperature Tt (marked by □) at an outside temperature of 35° C., which is assumed to be a very hot day in summer, shifts to the high temperature side.

ここで、外気温5℃におけるタイヤ内温度Tt(○印)の温度上昇データに基づく上昇特性線をL1とし、外気温35℃におけるタイヤ内温度Tt(□印)の温度上昇データに基づく上昇特性線をL2とし、ブレーキライニングの温度上昇データに基づく上昇特性線をL3とすると、L1,L2,L3は互いに相関する。 Here, L1 is the increase characteristic line based on the temperature rise data of the tire internal temperature Tt (marked by □) at an outside temperature of 5°C, and the rise characteristic line is based on the temperature rise data of the tire internal temperature Tt (marked by □) at an outside temperature of 35°C. Assuming that the line is L2 and the rise characteristic line based on the brake lining temperature rise data is L3, L1, L2, and L3 are correlated with each other.

ブレーキライニングの温度が高まり、例えば300℃以上になると、フェード現象が発生し始める。本実施形態では、この領域中でも、ブレーキライニングの温度が例えば350℃以上になると、警告を発するようにブレーキライニングの過昇温を判定している。 When the temperature of the brake lining increases, for example over 300° C., a fade phenomenon begins to occur. In this embodiment, even within this range, when the temperature of the brake lining reaches, for example, 350° C. or higher, an excessive temperature rise of the brake lining is determined so as to issue a warning.

このブレーキライニングの温度350℃に対応するのは、外気温5℃におけるタイヤ内温度Tt(○印)の上昇特性線L1では、約80℃である。したがって、外気温5℃におけるタイヤ内温度Ttが例えば80℃以上であれば、ブレーキライニングが過昇温状態であると推定することができる。つまり、ブレーキライニング過昇温の判定閾値Ttssは80(℃)となる。 The brake lining temperature of 350°C corresponds to approximately 80°C in the increase characteristic line L1 of the tire internal temperature Tt (marked with ◯) at an outside temperature of 5°C. Therefore, if the tire internal temperature Tt at an outside temperature of 5° C. is, for example, 80° C. or higher, it can be estimated that the brake lining is in an excessively heated state. In other words, the brake lining excessive temperature rise determination threshold Ttss is 80 (° C.).

また、外気温35℃におけるタイヤ内温度Tt(□印)の上昇特性線L2に着目すると、ブレーキライニングの温度350℃に対応するのは、外気温35℃におけるタイヤ内温度Ttの上昇特性線L2では、約100℃である。したがって、外気温35℃におけるタイヤ内温度Ttが例えば100℃以上であれば、ブレーキライニングが過昇温状態であると推定することができる。つまり、ブレーキライニング過昇温の判定閾値Ttssは100(℃)となる。 Furthermore, if we focus on the increase characteristic line L2 of the tire internal temperature Tt (marked with a □) at an outside temperature of 35°C, the increase characteristic line L2 of the tire internal temperature Tt at an outside temperature of 35°C corresponds to the brake lining temperature of 350°C. In this case, the temperature is about 100°C. Therefore, if the tire internal temperature Tt at an outside temperature of 35° C. is, for example, 100° C. or higher, it can be estimated that the brake lining is in an excessively heated state. In other words, the brake lining excessive temperature rise determination threshold Ttss is 100 (° C.).

外気温5℃におけるタイヤ内温度Tt(○印)に対して外気温35℃におけるタイヤ内温度Tt(□印)は高温側にシフトする。ここで、図4に示すように、判定閾値Ttssは外気温に応じて線形にシフトすると考えると、30度上昇した場合に判定閾値Ttssは20(℃)だけ増加することから、判定閾値Ttssは、外気温5℃を基準に、外気温の5℃からの温度上昇量Δt(℃)に応じた閾値補正温度Tc(=(20/30)・Δt(℃))を加算し、以下の式(A)のように設定することができる。

Figure 2024018420000002

判定閾値設定部43cでは、このように、外気温検出部42により検出された車両の周囲の外気温に基づいて、過昇温判定閾値Ttssを設定する。 The tire internal temperature Tt (□ mark) at an outside temperature of 35°C shifts to the high temperature side compared to the tire internal temperature Tt (□ mark) at an outside temperature of 5°C. Here, as shown in FIG. 4, considering that the judgment threshold Ttss shifts linearly according to the outside temperature, if the outside temperature rises by 30 degrees, the judgment threshold Ttss increases by 20 (℃), so the judgment threshold Ttss is , based on the outside temperature of 5°C, add the threshold correction temperature Tc (=(20/30)・Δt(°C)) according to the temperature increase Δt (°C) from the outside temperature of 5°C, and calculate the following formula. It can be set as shown in (A).
Figure 2024018420000002

The determination threshold value setting unit 43c thus sets the excessive temperature rise determination threshold value Ttss based on the outside temperature around the vehicle detected by the outside temperature detection unit 42.

なお、タイヤ内温度Ttの上昇要因は、ブレーキ操作によるブレーキライニングの昇温のほかに、路面との摩擦によるタイヤ13自体の発熱や、軸受部17の発熱も考えられる。したがって、タイヤ内温度Ttが判定閾値Ttss超えた場合に、ブレーキライニングが過昇温状態であると断定はできないが、ブレーキライニングが過昇温状態の虞がある、或いは、ブレーキ機構部19及び軸受部17の何れかが過昇温状態の虞がある、と警告を発することはできる。 In addition to the increase in the temperature of the brake lining due to brake operation, factors for increasing the tire internal temperature Tt are also thought to be heat generation in the tire 13 itself due to friction with the road surface and heat generation in the bearing portion 17. Therefore, when the tire internal temperature Tt exceeds the determination threshold Ttss, it cannot be determined that the brake lining is overheated, but there is a possibility that the brake lining is overheated, or the brake mechanism 19 and bearing It is possible to issue a warning that there is a possibility that one of the parts 17 may be in an overheated state.

情報出力部45は、図1に示すように、タイヤ異常判定部43aによりタイヤ13の各種異常が判定されたらタイヤ異常情報として、警報や警告灯表示或いは警告メッセージ等を発するタイヤ異常情報出力部(タイヤ異常情報出力手段)45aと、タイヤ周辺部高温判定部43bにより軸受部17又はブレーキ機構部19の過昇温が判定されたら過昇温情報として、警報や警告灯表示或いは警告メッセージ等を発する異常情報出力部(異常情報出力手段)45bと、を備える。 As shown in FIG. 1, the information output unit 45 includes a tire abnormality information output unit ( When excessive temperature rise of the bearing portion 17 or brake mechanism portion 19 is determined by the tire abnormality information output means) 45a and the tire peripheral high temperature determination portion 43b, an alarm, a warning light display, a warning message, etc. are issued as excessive temperature rise information. An abnormality information output unit (abnormality information output means) 45b.

タイヤ異常判定部43aによる判定とタイヤ周辺部高温判定部43bによる判定は、互いに独立して行われるので、タイヤ内温度Ttによっては、タイヤ異常情報出力部45aによる警報等と異常情報出力部45bによる警報等とが同時に発せられる場合もある。 Since the determination by the tire abnormality determination section 43a and the determination by the tire peripheral high temperature determination section 43b are performed independently of each other, depending on the tire internal temperature Tt, an alarm etc. by the tire abnormality information output section 45a and a warning etc. by the abnormality information output section 45b are performed. Warnings, etc. may also be issued at the same time.

なお、タイヤセンサユニット30及び異常検出ユニット40のうち、外気温検出部42,タイヤ周辺部高温判定部43b及び判定閾値設定部43cを除く要素は、タイヤ空気圧監視装置(TPMS)20Aの構成要素であり、本実施形態に係る車両の異常検出装置は、タイヤ空気圧監視装置(TPMS)20Aに、外気温検出部42,タイヤ周辺部高温判定部43b及び判定閾値設定部43cを追加したものである。
また、図2には、後輪を例に説明したが、本実施形態に係る車両の異常検出装置は、車両の装備される各車輪に備えられる。
Note that the elements of the tire sensor unit 30 and the abnormality detection unit 40, excluding the outside temperature detection section 42, the tire peripheral high temperature determination section 43b, and the determination threshold setting section 43c, are components of the tire pressure monitoring system (TPMS) 20A. The vehicle abnormality detection device according to the present embodiment is a tire pressure monitoring device (TPMS) 20A in which an outside temperature detection section 42, a tire peripheral high temperature determination section 43b, and a determination threshold setting section 43c are added.
Furthermore, although the rear wheels have been described as an example in FIG. 2, the vehicle abnormality detection device according to the present embodiment is provided for each wheel equipped on the vehicle.

[2.作用及び効果]
本実施形態に係る車両の異常検出装置によれば、タイヤセンサユニット30による検出情報を利用して、タイヤ13周りの車両部材である軸受部17又はブレーキ機構部19の過昇温の異常を検出して異常情報を発する。したがって、ドライバに、エンジンブレーキなどの他の制動操作を併用するなどの対応を促すことができ、ブレーキフェードを未然に防ぐことが可能になる。
[2. Action and effect]
According to the vehicle abnormality detection device according to the present embodiment, an abnormality due to excessive temperature rise in the bearing portion 17 or the brake mechanism portion 19, which is a vehicle member around the tire 13, is detected using the detection information by the tire sensor unit 30. and issues abnormal information. Therefore, it is possible to prompt the driver to take measures such as using other braking operations such as engine braking in combination, making it possible to prevent brake fade.

このように、部品点数の増加を抑制しながら、車両のタイヤ13及びタイヤ13周りの軸受部17又はブレーキ機構部19の異常を検出して異常情報を出力することができるので、装置コストを抑えることができ、物理的な故障頻度やメンテナンス費用の増加も抑制することができる。
さらに、軸受部17又はブレーキ機構部19の異常を判断する判定閾値は外気温で補正されるため異常判定の精度を高めることができる。
In this way, it is possible to detect an abnormality in the tire 13 of the vehicle, the bearing section 17 around the tire 13, or the brake mechanism section 19 and output abnormality information while suppressing an increase in the number of parts, thereby reducing the equipment cost. This also reduces the frequency of physical failures and increases in maintenance costs.
Further, since the determination threshold value for determining an abnormality in the bearing portion 17 or the brake mechanism portion 19 is corrected based on the outside temperature, the accuracy of abnormality determination can be improved.

[3.その他]
上記実施形態の構成は一例であって、本件発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
例えば、図3,図4及び上記の式(A)に示す数値等の値は一例であり、センサやホイール等の特性によって異なる値となることが考えられる。ただし、予め試験等を行ってセンサやホイール等の特性に応じた各数値等を求めることにより、上記の式(A)の各数値を適切に設定することができる。
また、上記実施形態では、ブレーキの操作状態は考慮していないが、ブレーキスイッチ情報からブレーキの操作頻度を演算し、ブレーキの操作頻度が一定以上で且つタイヤ内の温度が判定閾値以上となったときには、ブレーキ機構部が過昇温状態であると判定するようにしてもよい。
[3. others]
The configuration of the embodiment described above is an example, and can be modified and implemented as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
For example, the values shown in FIGS. 3 and 4 and the above equation (A) are just examples, and the values may vary depending on the characteristics of the sensor, wheel, etc. However, each numerical value in the above formula (A) can be appropriately set by conducting a test or the like in advance and determining each numerical value depending on the characteristics of the sensor, wheel, etc.
Further, in the above embodiment, the operating state of the brake is not considered, but the frequency of operating the brake is calculated from the brake switch information, and it is determined that the frequency of operating the brake is above a certain level and the temperature inside the tire is above the determination threshold. In some cases, it may be determined that the brake mechanism is in an excessively heated state.

1 車両
10 車体
11 車輪
12 ホイール
12a ホイール12の外周リム部
12b ホイール12のディスク部
12c ホイール12の内周リム部
13 タイヤ
14 ホイールハブ
14a ホイールハブ14のフランジ部
15a ハブボルト(締結部材)
15b ホイールナット(締結部材)
16 アクスルパイプ
17 軸受部
17a,17b ローラベアリング
18 アクスルシャフト
18a アクスルシャフト18のフランジ
18b 連結ボルト
19 ブレーキ機構部
20A タイヤ空気圧監視装置(TPMS)
20 車両の異常検出装置
30 タイヤセンサユニット(タイヤセンサ)
40 異常検出ユニット
31 センサ部(タイヤ状態検出手段)
32 圧力検出部
33 温度検出部
34 信号処理部
35 記憶部
36 送信処理部
37 電池
40 異常検出ユニット
41 受信処理部
42 外気温検出部(外気温検出手段、外気温センサ)
43 信号処理部
43a タイヤ異常判定部(タイヤ異常判定手段)
43b タイヤ周辺部高温判定部(タイヤ周辺部高温判定手段)
43c 判定閾値設定部(判定閾値設定手段)
44 記憶部
45 情報出力部(情報出力手段)
45a タイヤ異常情報出力部(タイヤ異常情報出力手段)
45b 異常情報出力部(異常情報出力手段)
1 Vehicle 10 Body 11 Wheel 12 Wheel 12a Outer rim portion of wheel 12 12b Disc portion of wheel 12 12c Inner rim portion of wheel 12 13 Tire 14 Wheel hub 14a Flange portion of wheel hub 14 15a Hub bolt (fastening member)
15b Wheel nut (fastening member)
16 Axle pipe 17 Bearing section 17a, 17b Roller bearing 18 Axle shaft 18a Flange of axle shaft 18 18b Connection bolt 19 Brake mechanism section 20A Tire pressure monitoring device (TPMS)
20 Vehicle abnormality detection device 30 Tire sensor unit (tire sensor)
40 Abnormality detection unit 31 Sensor section (tire condition detection means)
32 Pressure detection unit 33 Temperature detection unit 34 Signal processing unit 35 Storage unit 36 Transmission processing unit 37 Battery 40 Abnormality detection unit 41 Reception processing unit 42 Outside temperature detection unit (outside temperature detection means, outside temperature sensor)
43 Signal processing section 43a Tire abnormality determination section (tire abnormality determination means)
43b Tire peripheral high temperature determination unit (tire peripheral high temperature determination means)
43c Judgment threshold setting unit (judgment threshold setting means)
44 Storage unit 45 Information output unit (information output means)
45a Tire abnormality information output unit (tire abnormality information output means)
45b Abnormality information output unit (abnormality information output means)

Claims (1)

車両に装備され、タイヤが装着されたホイールの外周リム部に配置され、前記タイヤ内の圧力及び温度を検出するタイヤ状態検出手段と、
前記タイヤ状態検出手段により検出された前記タイヤ内の圧力及び温度から前記タイヤの異常を判定するタイヤ異常判定手段と、
前記タイヤ異常判定手段により前記タイヤの異常が判定されたらタイヤ異常情報を発するタイヤ異常情報出力手段と、
前記車両の外気温を検出する外気温検出手段と、
前記外気温検出手段により検出された前記外気温に応じて判定閾値を設定する判定閾値設定手段と、
前記タイヤ状態検出手段で検出された前記タイヤ内の温度が前記判定閾値以上となったとき、前記ホイールを軸支する軸受部又は前記ホイール内側に配設されたブレーキ機構部が過昇温状態にあると判定するタイヤ周辺部高温判定手段と、
前記タイヤ周辺部高温判定手段により前記軸受部又は前記ブレーキ機構部の過昇温が判定されたら過昇温情報を発する異常情報出力手段と、を備える
ことを特徴とする、車両の異常検出装置。
Tire condition detection means installed on a vehicle and arranged on the outer rim of a wheel to which a tire is attached, and detects pressure and temperature inside the tire;
Tire abnormality determining means for determining abnormality in the tire from the pressure and temperature within the tire detected by the tire condition detecting means;
Tire abnormality information output means that outputs tire abnormality information when the tire abnormality determining means determines that the tire is abnormal;
outside temperature detection means for detecting the outside temperature of the vehicle;
determination threshold setting means for setting a determination threshold according to the outside temperature detected by the outside temperature detection means;
When the temperature inside the tire detected by the tire condition detection means exceeds the determination threshold, a bearing section that pivotally supports the wheel or a brake mechanism section disposed inside the wheel is in an excessive temperature state. a tire peripheral area high temperature determination means for determining that there is a high temperature;
An abnormality detection device for a vehicle, comprising: abnormality information output means for generating excessive temperature rise information when excessive temperature rise of the bearing portion or the brake mechanism portion is determined by the tire peripheral high temperature determination means.
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