JP2024046484A - タイヤ状態監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】装着タイヤの状態がより適切に判定すること【解決手段】タイヤ状態監視システム５０は、装着タイヤ２０に関する情報を取得する第１取得部５１と、タイヤ２０の荷重状態に関する情報を取得する第２取得部５２とを有している。当該システム５０は、第１取得部５１で取得された装着タイヤ２０に関する情報と、第２取得部５２で取得されたタイヤ２０の荷重状態に関する情報とに基づいて、タイヤ２０の状態を判定するための閾値が切り替えられるように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ状態監視システムに関する。

特開２０１１－２４７６４５号公報には、車両の各輪に装着されたタイヤの車輪速度を相対比較することにより当該タイヤの内圧低下を検出する方法が開示されている。同公報の方法には、車両の各タイヤの車輪回転情報を検出する工程と、検出した車輪回転情報から車輪速度を算出する工程と、算出された車輪速度の相対比較により減圧判定値を求める工程と、得られた減圧判定値の大きさが所定の閾値を超えた場合にタイヤの内圧低下を判定する工程とが含まれている。そして、所定の閾値が、前輪と後輪の車輪速度の比較値をＤＥＬ２としたときに、（ａ）予め求めておいた、前記車両の質量違いにおけるＤＥＬ２と車両旋回時の荷重感度との関係と、（ｂ）判定時に旋回走行することで得られる荷重感度とに基づいて設定される閾値設定工程がさらに含まれている。同公報によれば、当該方法によって、荷重による影響を考慮した閾値を設定することで後軸２輪の減圧を判定することができるとされている。

特開２０１２－２０８０７６号公報には、情報信号の受信時に、その信号に含まれるタイヤの温度であって空気圧が最小低空気圧閾値Ｔｈ１となる基準点Ｋ１を設定する。そして、この基準点Ｋ１を通過するとともに情報信号に含まれるタイヤの温度とタイヤの空気圧から導き出されるボイルシャルルの法則に従った傾きを有する閾値直線Ｌ１を認識する。その後に受信した情報信号に含まれるタイヤの温度が、例えば前回の情報信号の受信時の温度より高い場合には、閾値直線Ｌ１上において最小低空気圧閾値Ｔｈ１より大きい補正低空気圧閾値Ｔｈ２に設定される。従って、タイヤに温度変化があった場合でも、より適切なタイミングで警告を行うことができる、とされている。

特開２０１１－２４７６４５号公報 特開２０１２－２０８０７６号公報

ところで、使用中のタイヤが、警報を出す危険レベルではないが、ある程度減圧もしくは摩耗していて調圧や交換が推奨されるレベルである場合に、空気圧や残溝を数値で示されても一般ドライバーは判断できない人が多い。また、本発明者の検討によれば、使用中のタイヤについて、メンテ推奨レベルや危険レベルは本来、装着タイヤや荷重状態によって変わるはずである。つまり、装着タイヤや荷重状態が軽い場合と、重い場合とで、警報を出す危険レベルとに差が生じうる。そこで、ここでは装着タイヤや荷重状態に応じた、より適切な判定が行える仕組みを提案する。

ここで開示されるタイヤ状態監視システムは、タイヤについて、複数に区分された状態を判定するシステムである。タイヤ状態監視システムは、装着タイヤに関する情報を取得する第１取得部と、タイヤの荷重状態に関する情報を取得する第２取得部とを有している。当該システムは、第１取得部で取得された装着タイヤに関する情報と、第２取得部で取得されたタイヤの荷重状態に関する情報とに基づいて、タイヤの状態を判定するための閾値が切り替えられるように構成されている。

ここで開示されるタイヤ状態監視システムによれば、第１取得部で取得された装着タイヤに関する情報と、第２取得部で取得されたタイヤの荷重状態に関する情報とに基づいて、タイヤの状態を判定するための閾値が切り替えられる。このため、装着タイヤや荷重状態に応じて、装着タイヤの状態がより適切に判定できる。

図１は、タイヤ状態監視システム５０の構成図である。 図２は、閾値テーブル８０の構成例を示す図である。

以下、ここで開示される発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、各図面は、一例を示すのみであり、特に言及されない限りにおいて本発明を限定しない。また、同一の作用を奏する部材・部位には、適宜に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

〈タイヤ状態監視システム５０〉
以下、タイヤ状態監視システム５０を説明する。図１は、タイヤ状態監視システム５０の構成図である。タイヤ状態監視システム５０は、車両１０に搭載され、車両１０に取付けられたタイヤ２０の状態を監視し、適宜、状態をユーザに知らせるためのシステムであり得る。タイヤ状態監視システム５０は、例えば、各種センサや、演算回路や送信回路などの電子回路、および、予め定められたプログラムに沿って駆動するコンピュータ５５などによって具現化されうる。

コンピュータは、演算装置（プロセッサ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro-processing unit）とも称される）や記憶装置（メモリーやハードディスクなど）と、ソフトウエア（プログラム）との協働によって、タイヤ状態監視システム５０の各機能を具現化するものでありうる。タイヤ状態監視システム５０の各種処理は、コンピュータによって具現化されるデータを予め定められた形式で記憶するデータベース、データ構造、予め定められたプログラムに従って所定の演算処理を行う処理モジュールなどとして、または、それらの一部として具現化されうる。タイヤ状態監視システム５０の処理は、１つのコンピュータで実行されてもよいし、複数のコンピュータの協働で実行されてもよい。また、タイヤ状態監視システム５０の処理は、車両１０に組み込まれたコンピュータと、インターネットなどのネットワークで車両１０のコンピュータと接続される外部のコンピュータとの協働で実行されてもよい。例えば、タイヤ状態監視システム５０に記憶される情報または一部の情報は、外部のコンピュータが記憶してもよい。また、タイヤ状態監視システム５０が実行する処理または処理の一部を、外部のコンピュータが実行してもよい。

タイヤ状態監視システム５０は、図１に示されているように、タイヤ状態監視システム５０は、第１取得部５１と、第２取得部５２とを有している。タイヤ状態監視システム５０のコンピュータ５５は、車両１０のインジケータ７５と、車速センサ７６とに電気的に接続されている。タイヤ状態監視システム５０のコンピュータ５５は、各種情報を記憶するための記憶部５６と、予め定められたプログラムに沿って機能する演算部５７とが含まれている。

〈第１取得部５１〉
第１取得部５１は、装着タイヤに関する情報を取得する処理部である。装着タイヤに関する情報には、例えば、サイズやロードインデックスや車両指定空気圧や初期溝深さなどの情報が含まれうる。第１取得部５１で取得される情報は、経時的に変化するものではないので、タイヤ状態監視システム５０において予め定められた記憶領域に記憶されているとよい。また、第１取得部５１で取得される情報は、外部コンピュータ１１０からインターネットなどのネットワークＮＷを通じて取得されるものでもよい。

〈第２取得部５２〉
第２取得部５２は、タイヤ２０の荷重状態に関する情報を取得する処理部である。第２取得部５２は、例えば、車両１０やホイールなどに組み込まれたセンサユニット３０からタイヤ２０の荷重状態に関する情報が得られるとよい。かかるセンサユニット３０は、車両１０のタイヤ２０に対してそれぞれ取付けられているとよい。

〈センサユニット３０〉
センサユニット３０は、例えば、図１に示されているように、車両１０に装着されたタイヤ２０のホイール内部やバルブ部分に設けられたセンサユニット３０に組み込まれている。センサユニット３０は、図１の下側に拡大して示されているように、圧力センサ３１と、温度センサ３２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）３５と、送信回路３７と、送信アンテナ３７ａとを備えている。

圧力センサ３１はタイヤ２０の空気圧を検出するとともに、その検出結果をＣＰＵ３５に出力している。ＣＰＵ３５は、圧力センサ３１からの検出結果に基づき、タイヤ２０の空気圧を検知する。例えば、ＣＰＵ３５は、圧力センサ３１の検知信号を、Ａ／Ｄ変換し、予め定められた演算処理で、圧力センサ３１の検知信号からタイヤ２０の空気圧が検出されるように構成されている。

温度センサ３２はタイヤ２０の温度を検出するとともに、その検出結果をＣＰＵ３５に出力する。ＣＰＵ３５は、温度センサ３２からの検出結果に基づき、タイヤ２０の温度を検知する。例えば、ＣＰＵ３５は、温度センサ３２の検知信号を、Ａ／Ｄ変換し、予め定められた演算処理で、圧力センサ３１の検知信号からタイヤ２０の空気圧が検出されるように構成されている。ＣＰＵ３５は、例えば、一定周期毎にタイヤ２０の空気圧及び温度情報を含む情報信号を生成し、その情報信号を送信回路３７に出力する。送信回路３７は、情報信号を変調し、送信アンテナ３７ａを介して無線送信する。

第２取得部５２は、受信アンテナ５２ａを有しており、車両１０の各タイヤの空気圧や温度の情報を取得する。第２取得部５２では、そこから各タイヤ２０の荷重状態に関する情報を取得できる。タイヤ２０の空気圧と、温度と、タイヤ２０の荷重状態との相関関係は、予めマップ化されているとよい。第２取得部５２では、空気圧と温度とから、タイヤ２０の荷重状態が得られるように構成されているとよい。タイヤ２０の荷重状態は、例えば、車輪速センサやその他車載センサの信号を基にコンピュータ５５によって、予め定められたプログラムに従って計算され、判断される。車速センサ７６で検知される信号には、上記の通り車輪速だけでなく他センサ、例えば、トルクやヨーレートの信号などを含んでいてもよい。第２取得部５２は、例えば、空気圧・温度情報を受信して車載ネットワーク（例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network））を通じて、コンピュータ５５に送信する機能を奏する。ここで、車輪速から推定した荷重状態は、タイヤの空気圧の影響を受ける傾向がある。このため、第２取得部５２で得られるタイヤの空気圧や温度の情報を基に、車輪速センサやその他車載センサの信号を基に推定されたタイヤ２０の荷重状態がさらに補正されてもよい。

タイヤ状態監視システム５０は、タイヤ２０について、複数に区分された状態を判定するシステムである。このタイヤ状態監視システム５０は、第１取得部５１で取得された装着タイヤ２０に関する情報と、第２取得部５２で取得されたタイヤ２０の荷重状態に関する情報とに基づいて、タイヤ２０の状態を判定するための閾値が切り替えられるように構成されているとよい。

ここで、タイヤ２０の状態は、複数に区分された状態が設定されているとよい。例えば、タイヤ２０の状態は、３段階に区分された状態が設定されていてもよい。この場合、例えば、速やかなタイヤ交換を促すための警報を出す危険レベル、調圧や点検が推奨されるメンテ推奨レベル、安全レベルの３段階としてもよい。また、タイヤ２０の状態は、３段階以上に区分された状態が設定されていてもよい。この場合、上記３段階に加えて、危険レベルとメンテ推奨レベルとの間に、初期警報レベルが設定されていてもよい。初期警報レベルは、メンテ推奨レベルを過ぎてタイヤの交換を促すためのレベルである。また、メンテ推奨レベルと安全レベルとの間に、準安全レベルが設定されていてもよい。準安全レベルは、走行上の安全性は確保されているが、安全性レベルが低下していると判断されるレベルである。このように、タイヤ状態監視システム５０は、複数に区分された状態が設定されており、それぞれの状態に対して、装着タイヤ２０に関する情報およびタイヤの荷重状態に関する情報に基づいて、タイヤ２０の状態を判定するため閾値が設定されているとよい。

閾値は、タイヤ２０の荷重状態に関する情報と、タイヤ２０の状態を示すレベルとの相関関係が予め試験などでデータ化されているとよい。当該相関関係を基に、タイヤ２０の荷重状態に関する情報に基づいて、タイヤ２０の状態を示すレベルを判定するための閾値テーブル８０が得られるように構成されているとよい。

図２は、閾値テーブル８０の構成例を示す図である。図２に示された閾値テーブル８０では、横軸にタイヤ２０の荷重状態に関する情報が取られ、縦軸にタイヤ２０の状態を示すレベルが順に並べられたマトリックス状のテーブルが用意されている。マトリックス状のテーブルに、タイヤ２０の荷重状態に関する情報に基づいて、タイヤ２０の状態を示すレベルを判定するための閾値が記録されている。このような閾値テーブル８０は、装着タイヤ２０に関する情報に基づいて選択されるように複数用意されているとよい。閾値が記録されたのテーブルの選択は、例えば、装着タイヤ２０に関する情報に基づいて、一つの閾値テーブルが選択されるためのテーブルが用意されているとよい。閾値テーブルを選択するテーブルは、装着タイヤ２０に関する情報、例えば、タイヤサイズを縦軸にとり、ロードインデックスを横軸に取ったテーブルに、選択されるべき閾値テーブルが記録されているとよい。この場合、タイヤ状態監視システム５０のコンピュータ５５は、予め定められたプログラムに従って、装着タイヤ２０に関する情報のうち、タイヤサイズとロードインデックスとに基づいて、タイヤ２０の状態を示すレベルを判定するのにより適切な閾値テーブルを選択することができる。

閾値テーブル８０は、タイヤ状態監視システム５０の記憶部５６に予め記憶されているとよい。タイヤ状態監視システム５０に記録された閾値テーブル８０は、適宜、更新されるように構成されていてもよい。例えば、インターネットなどのネットワークを通じて外部コンピュータ（例えば、サービス提供サーバ）と交信可能である場合には、装着タイヤ２０に関する情報が外部コンピュータに送られ、外部コンピュータから適当な閾値テーブル８０が車両側のコンピュータ５５に送られて記録されるように構成されていてもよい。この場合、車両側のコンピュータ５５に複数の閾値テーブル８０が記録されている必要はない。また、外部コンピュータ（例えば、サービス提供サーバ）は、装着タイヤ２０に関する情報と、閾値テーブルとの情報が、適宜、アップデートされるとよい。この場合、閾値テーブル８０に不具合がある場合でも、適宜に解消されうる。また、装着タイヤについて新製品が出た場合でも、対応する閾値テーブル８０が適宜に提供できるようになる。

このように、この実施形態では、タイヤ状態監視システム５０のコンピュータ５５は、予め定められたプログラムに従って、第１取得部５１で取得された装着タイヤ２０に関する情報に基づいて、閾値テーブル８０が選択される。そして、第２取得部５２で取得されたタイヤの荷重状態に関する情報に基づいて、閾値テーブル８０が参照されてタイヤの状態を判定するための閾値が変更される。このため、装着タイヤ２０に関する情報と、タイヤ２０の荷重状態に関する情報とに基づいて、タイヤ２０の状態を判定することができる。判定に基づいて、タイヤ２０の状態を示すレベルは、インジケータ７５を通じてユーザに知らされるとよい。また、車両が、ユーザのスマートフォンアプリなどと連動している場合には、所定のスマートフォンアプリを通じて、ユーザにタイヤ２０の状態を示すレベルが知らされるように構成されていてもよい。また、車両のメンテナンスが、特定の整備工場などで管理されており、当該整備工場がタイヤ状態監視システム５０に登録されている場合には、タイヤ２０の状態を示すレベルを示す情報が当該整備工場に随時転送されるように構成されていてもよい。

例えば、軽積時の車両指定空気圧が２４０ｋＰａ、満積時の車両指定空気圧が２８０ｋＰａとされている場合に、法規で軽積時には１８０ｋＰａ、満積時には２１０ｋＰａで警報するべきである場合があるとする。ここで開示されたタイヤ状態監視システム５０では、取得されたタイヤ２０の荷重状態に基づいて、積載状態に応じて警報しきい値が切り替えられる。このため、法規に従って、軽積時には１８０ｋＰａ、満積時には２１０ｋＰａで警報することも可能である。

また、インチアップなどでタイヤサイズが変更された場合、ロードインデックスに応じて基準内圧も変更される必要がある。この場合、ここで開示されたタイヤ状態監視システム５０では、装着タイヤ２０に関する情報が取得され、それにより、インチアップなどでタイヤサイズが変更されたことや、そのロードインデックスが得られる。そして、得られた装着タイヤ２０に関する情報に応じて、閾値テーブル８０が選択される。さらに、第２取得部５２で取得されたタイヤ２０の荷重状態に関する情報に基づいて、積載状態に応じて警報しきい値が切り替えられる。このため、インチアップなどでタイヤサイズが変更された場合でも、柔軟に閾値が変更され、適切にタイヤ２０の状態を示すレベルが判定でき、適当なタイミングで警報が出される。

また、法規で、車両指定空気圧に対して－２５％減圧された状態が警報すべき低圧状態である場合、なるべく指定空気圧を維持することが燃費の観点からも推奨される。そのため、車両指定空気圧に対して－１０％減圧された程度でも警報は出さないが調圧が推奨される場合がある。このような場合も、タイヤ状態監視システム５０では、これに対応したメンテ推奨レベルのしきい値が設定された閾値テーブル８０が設定できる。このため、タイヤ状態監視システム５０では、装着タイヤ２０の荷重状態に関する情報に基づいて、タイヤ２０の荷重状態や装着タイヤに応じて適当なタイミングでメンテ推奨レベルの報知がなされうる。

このように閾値テーブル８０に記録されたタイヤ２０の状態を判定するための閾値は、タイヤ２０の空気圧の状態を判定するための閾値であってもよい。また、これに加えて、あるいは、これに変えて、閾値テーブル８０に記録された閾値は、タイヤ２０の残溝の状態を判定するための閾値であってもよい。

例えば、溝深さは１．６ｍｍ以下が規制違反である場合、これに対して５０％程度以上摩耗すると制動距離が急激に伸びる。このため、タイヤ２０の交換が推奨される。そのため、適当なタイミングで交換推奨レベル（初期警報レベル）と交換必須レベル（危険レベル）とが通知される。タイヤがスタッドレスタイヤの場合、５０％以上摩耗するとスタッドレスタイヤとしては使用することは、推奨されない。このタイヤ状態監視システム５０では、第１取得部５１で取得される装着タイヤ２０に関する情報に基づいて、装着タイヤ２０が特定または推定できる。そして、装着タイヤ２０がスタッドレスタイヤである場合には、それに応じた残溝の状態を判定するための閾値が設定されてるとよい。この場合、スタッドレスタイヤである場合には、５０％摩耗でも、スタッドレスタイヤとしては、交換必須レベル（危険レベル）となるように、タイヤ２０の状態を示すレベルを判定するための閾値が設定された、閾値テーブル８０が選択されるように構成されるとよい。つまり、タイヤがサマータイヤであるかスタッドレスタイヤであるかに応じて、警報を出すべき残溝が変わる。このため、第１取得部５１で取得される装着タイヤ２０に関する情報に基づいて、残溝についての閾値が切り替えられるように構成されているとよい。このことによって、タイヤがサマータイヤであるかスタッドレスタイヤであるかに応じて、タイヤの残溝の状態を判定するための閾値が切り替えられ、適当なタイミングで交換推奨レベル（初期警報レベル）と交換必須レベル（危険レベル）とが通知されうる。

ここで提案されるタイヤ状態監視システム５０は、タイヤ２０の状態を示すレベルが判定された結果が予め定められた端末に表示するように構成されているとよい。ここで、予め定められた端末は、車両のインジケータ７５や、ユーザのスマートフォンでありうる。これにより、残溝や空気圧について数値を見ても危険度や対処方法が分からないドライバーに対しても、上記で判定したレベルとともに、状態の説明や対処方法が端末に表示されるように構成されているとよい。このことで、タイヤ２０の状態に対する適切な対処についての知識を持ち合わせていないドライバーでも適切な判断および行動を促すことができる。なお、状態の説明や対処方法の表示内容は、タイヤ２０の状態を示すレベルに応じて、予め決められており、タイヤ状態監視システム５０の記憶部５６に記憶されていてもよい。

このようにタイヤ状態監視システム５０は、第１取得部５１で取得された装着タイヤ２０に関する情報と、第２取得部５２で取得されたタイヤ２０の荷重状態に関する情報とに基づいて、タイヤ２０の状態を判定するための閾値が切り替えられるように構成されているとよい。ここで開示されるタイヤ状態監視システム５０によれば、第１取得部５１で取得された装着タイヤ２０に関する情報と、第２取得部５２で取得されたタイヤ２０の荷重状態に関する情報とに基づいて、タイヤ２０の状態を判定するための閾値が切り替えられる。このため、装着タイヤ２０や荷重状態に応じて、装着タイヤ２０の状態がより適切に判定できる。

以上、ここで開示される発明について、種々説明したが、ここで開示される発明は、特に言及されない限りにおいて、上述した実施形態や変形例に限定されない。また、種々言及した実施形態や変形例の各構成は、互いに阻害しない関係であれば、適宜に組み合わせることができる。

以上のとおり、本発明（１）は、
タイヤについて、複数に区分された状態を判定するタイヤ状態監視システムであって、
装着タイヤに関する情報を取得する第１取得部と、
タイヤの荷重状態に関する情報を取得する第２取得部と
を有し、
前記第１取得部で取得された装着タイヤに関する情報と、前記第２取得部で取得されたタイヤの荷重状態に関する情報とに基づいて、タイヤの状態を判定するための閾値が切り替えられるように構成された、タイヤ状態監視システムである。

本発明（２）は、（１）のタイヤ状態監視システムであって、
前記タイヤの状態を判定するための閾値が、前記タイヤの空気圧の状態を判定するための閾値である。

本発明（３）は、（１）のタイヤ状態監視システムであって、
前記タイヤの状態を判定するための閾値が、前記タイヤの残溝の状態を判定するための閾値である。

本発明（４）は、（１）から（３）までの何れか一項に記載されたタイヤ状態監視システムであって、前記タイヤの状態の判定結果を予め定められた端末に表示するように構成されている。

１０ 車両
２０ タイヤ
３０ センサユニット
３１ 圧力センサ
３２ 温度センサ
３５ ＣＰＵ
３７ 送信回路
３７ａ 送信アンテナ
５０ タイヤ状態監視システム
５２ａ 受信アンテナ
５５ コンピュータ
５６ 記憶部
５７ 演算部
７５ インジケータ
７６ 車速センサ
８０ 閾値テーブル
１１０ 外部コンピュータ
ＮＷ ネットワーク

Claims (4)

1. タイヤについて、複数に区分された状態を判定するタイヤ状態監視システムであって、
   装着タイヤに関する情報を取得する第１取得部と、
   タイヤの荷重状態に関する情報を取得する第２取得部と
   を有し、
   前記第１取得部で取得された装着タイヤに関する情報と、前記第２取得部で取得されたタイヤの荷重状態に関する情報とに基づいて、タイヤの状態を判定するための閾値が切り替えられるように構成された、タイヤ状態監視システム。
2. 前記タイヤの状態を判定するための閾値が、前記タイヤの空気圧の状態を判定するための閾値である、請求項１に記載されたタイヤ状態監視システム。
3. 前記タイヤの状態を判定するための閾値が、前記タイヤの残溝の状態を判定するための閾値である、請求項１に記載されたタイヤ状態監視システム。
4. 前記タイヤの状態の判定結果を予め定められた端末に表示するように構成された、請求項１から３までの何れか一項に記載されたタイヤ状態監視システム。

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