JP4894292B2 - タイヤ状態検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの圧力や温度などのタイヤ状態を検出するタイヤ状態検出装置に関し、さらに詳しくは、タイヤ側に装着されるユニットを駆動する電池の寿命を予測できるようにしたタイヤ状態検出装置に関する。

近年、車両の安全性を向上するため、車両に装着した空気入りタイヤの圧力や温度などのタイヤ状態を検出し、それを運転中のドライバーに報知するようにしたタイヤ状態検出装置が提案されている。このタイヤ状態検出装置は、圧力センサや温度センサ、送信手段等を備えたタイヤ側ユニットをタイヤの空洞部内に配置し、それを電池により駆動するようにしている。

このようにタイヤの空洞部内に配置されるタイヤ側ユニットの電源として電池を使用する場合、電池が寿命に達して電池交換をする際に、タイヤをリムから取り外す必要がある。その取り外し作業を行うには取り外す設備が必要であり、電池交換を容易に行うことができない。そこで、電池の寿命を予測し、タイヤ交換時期に電池を同時に交換できるようにすることが望ましい。

従来提案のタイヤ状態検出装置としては、タイヤ側ユニットを駆動する電池が寿命に達しているか否かを判定できるようにしたもの（例えば、特許公報１参照）はあるが、電池寿命を予測できるようにしたものはなく、その提案が望まれていた。
特開２００２−３３１８１４号公報

本発明の目的は、電池寿命を予測し、それによりタイヤの交換時期に合わせて電池交換を可能にしたタイヤ状態検出装置を提供することにある。

上記目的を達成する第１発明のタイヤ状態検出装置は、タイヤ側に装着されるタイヤ状態を検出するタイヤ側ユニットから所定の間隔で送信される検出信号を、車体側に搭載される車載ユニットで受信し、前記タイヤ側ユニットを電池で駆動するようにしたタイヤ状態検出装置において、前記タイヤ側ユニットは、前記タイヤの温度を検出する温度センサを有するとともに、前記車載ユニットは、送信時の前記タイヤの温度と関連付けた前記検出信号の送信履歴データと、予め決められた基準温度における前記電池の使用開始時から寿命までの検出信号送信可能回数Ｎａとを記憶する記憶部と、前記検出信号送信可能回数Ｎａと、前記送信履歴データから得た前記基準温度での前記電池の使用開始から現在までの前記検出信号の送信回数Ｎｂと、前記送信回数Ｎｂに達するまでに要した期間Ｔｉとから、前記電池の寿命までの期間Ａを、Ａ＝（Ｎａ−Ｎｂ）×Ｔｉ／Ｎｂからなる式を用いて予測する予測部と、該予測部で予測した前記電池の寿命までの期間Ａを報知する報知部と、を具備することを特徴とする。
また、上記目的を達成する第２発明のタイヤ状態検出装置は、タイヤ側に装着されるタイヤ状態を検出するタイヤ側ユニットから所定の間隔で送信される検出信号を、車体側に搭載される車載ユニットで受信し、前記タイヤ側ユニットを電池で駆動するようにしたタイヤ状態検出装置において、前記タイヤ側ユニットは、前記タイヤの温度を検出する温度センサを有するとともに、前記車載ユニットは、車両稼働時の前記タイヤの温度と関連付けた車両の稼働履歴データと、予め決められた基準温度における前記電池の使用開始時から寿命までの検出信号送信可能回数Ｎａとを記憶する記憶部と、前記検出信号送信可能回数Ｎａと、前記稼働履歴データから得た前記基準温度での前記電池の使用開始から現在までの前記検出信号の送信回数Ｎｂと、前記送信回数Ｎｂに達するまでに要した期間Ｔｉとから、前記電池の寿命までの期間Ａを、Ａ＝（Ｎａ−Ｎｂ）×Ｔｉ／Ｎｂからなる式を用いて予測する予測部と、該予測部で予測した前記電池の寿命までの期間Ａを報知する報知部と、を具備することを特徴とする。

上述した本発明によれば、タイヤ側ユニットを駆動する電池の寿命を予測することができるので、タイヤの交換時期に残りの電池寿命が次のタイヤ交換時期まであるか否かが容易にわかり、タイヤ交換時期に合わせてタイヤ側ユニットを駆動する電池の交換が可能になる。

以下、第１及び第２発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、第１発明のタイヤ状態検出装置の一実施形態を示し、このタイヤ状態検出装置は、タイヤ側に装着されるタイヤ側ユニット１と、車体側に搭載される車載ユニット３を備えている。

タイヤ側ユニット１は、タイヤの空洞部内の内面あるいはタイヤを装着するリムに取り付けられるものであり、タイヤの空洞部内の空気圧を検出する圧力センサ５とタイヤの空洞部内の温度を検出する温度センサ７がコントローラ（ＣＰＵ等）９を介して送信回路１１に接続されている。

圧力センサ５は、タイヤ空洞部内の空気圧を検出して得られた圧力データをコントローラ９に出力する。温度センサ７は、タイヤ空洞部内の温度を検出して得られた温度データをコントローラ９に出力する。コントローラ９は、予め登録されたタイヤ側ユニット１のＩＤコード（通常、１台の車両には１つの車載ユニット３と複数のタイヤ側ユニット１を使用するので、タイヤ側ユニット１をＩＤコードにより識別する）と、圧力センサ５から入力された圧力データと、温度センサ７から入力された温度データとを含むデータを送信回路１１に出力する一方、予め設定した所定の時間間隔（例えば、６秒）毎にセンサ５，７をオンにして検出動作を行わせる。

コントローラ９は、圧力センサ５及び／または温度センサ７による検出回数が所定の回数（例えば、３０回）に達する毎に、その圧力データと温度データとＩＤコードを含むデータを検出信号として定期的に送信回路１１に出力する。センサ５，７により検出した値が予め設定した正常値の範囲から外れている場合には、定期的に送る間隔より短い間隔で送信回路１１にデータを出力するようにしてある。

送信回路１１は、コントローラ９から入力されたデータを符号化及び変調した後、送信アンテナ１３を介して車載ユニット３に無線送信するようになっている。電源には電池（化学電池）１５が使用され、タイヤ側ユニット１を電池１５により駆動している。

車載ユニット３は、運転席周辺に取り付けられる車載ユニット本体１７とタイヤハウスに設置される受信アンテナ１９とを有し、この間を接続ケーブル２１により接続している。車載ユニット本体１７の電源には、車両のバッテリー（不図示）が使用されるようになっている。

車載ユニット本体１７は、受信アンテナ１９で受信した検出信号のデータを復調及び復号するＲＦ回路２３にコントローラ（ＣＰＵ等）２５が接続されている。コントローラ２５は、ＲＦ回路２３から入力されたデータに基づき、検出したタイヤの空気圧の値が予め設定された閾値より低いと、また検出したタイヤの温度の値が予め設定された閾値より高いと、警報器２７を作動させてドライバーに音などにより警報を発するようになっている。また、コントローラ２５は、検出されたタイヤの空気圧と温度の値を表示器２９に表示させる。

コントローラ２５は、更にタイヤ側ユニット１が車載ユニット３に送信する検出信号の送信回数から電池１５の寿命をタイヤの温度に関連付けて予測する演算を行い、電池寿命を予測する予測部として機能する。即ち、ＲＦ回路２３からコントローラ２５に入力された検出信号のデータの回数を、それぞれ温度域毎に区分してメモリ（記憶部）３１に記憶させ、記憶された送信履歴データを送信時のタイヤの温度と関連付けて記憶することで、メモリ３１に温度に関連した検出信号の送信履歴データマップを形成する。

このメモリ３１には、不図示の入力手段から入力された、予め決められた基準温度における電池１５の使用開始時から寿命までの検出信号送信可能回数Ｎａが記憶されている。この検出信号送信可能回数Ｎａは予め測定して得た値である。コントローラ２５は、検出信号送信可能回数Ｎａを用いて、下記式により現在から電池寿命までの時間（期間）Ａを算出する。
Ａ＝（Ｎａ−Ｎｂ）×Ｔｉ／Ｎｂ

但し、Ｎｂは基準温度での電池使用開始時から現在までの検出信号送信回数、Ｔｉは検出信号送信回数Ｎｂに達するまでに要した時間（期間）である。この基準温度での検出信号送信回数Ｎｂは、下記式により求めることができる。
Ｎｂ＝ｋ₁ ×Ｎ_T1＋ｋ₂ ×Ｎ_T2＋ｋ₃ ×Ｎ_T3＋・・・＋ｋ_n ×Ｎ_Tn

但し、Ｎ_Tnは各温度域における検出信号送信回数であり、この送信回数Ｎ_Tnはメモリ３１に記憶させた検出信号の送信履歴データから得る。ｋ_n は基準温度に変換するための温度補正係数である。得られた検出信号送信回数Ｎｂの値が整数でない場合は、切り上げた整数値として上記時間Ａを求める式で使用する。
Ｎｂ＝ｋ₁ ×Ｎ_T1＋ｋ₂ ×Ｎ_T2＋ｋ₃ ×Ｎ_T3＋・・・＋ｋ_n ×Ｎ_Tn

例えば、−２０℃〜６０℃の範囲でリチウム電池が使用された場合、ｎは１〜５で下記の式となる。
Ｎｂ＝ｋ₁ ×Ｎ_T1＋ｋ₂ ×Ｎ_T2＋ｋ₃ ×Ｎ_T3＋ｋ₄ ×Ｎ_T4＋ｋ₅ ×Ｎ_T5

ここで、ｋ₁ は−２０℃以上−１０℃未満の温度範囲における検出信号送信回数を基準温度範囲（０℃以上２０℃未満）における検出信号送信回数に補正する温度補正係数であり、その値は０．５である。ｋ₂ は−１０℃以上０℃未満の温度範囲における検出信号送信回数を基準温度範囲における検出信号送信回数に補正する温度補正係数であり、その値は０．８３である。ｋ₃ はここでは０℃以上２０℃未満の基準温度範囲における温度補正係数であるので、その値は１である。ｋ₄ は２０℃以上４５℃未満の温度範囲における検出信号送信回数を基準温度範囲における検出信号送信回数に補正する温度補正係数であり、その値は０．９９である。ｋ₅ は４５℃以上６０℃未満の温度範囲における検出信号送信回数を基準温度範囲における検出信号送信回数に補正する温度補正係数であり、その値は０．９８である。なお、ここでこのような温度補正係数を使用するのは、同じ１回の送信に電池１５を使用してもその使用温度により電池１５の消耗量が異なるからであり、それを補正するためである。

電池寿命までの時間Ａを算出する一例を示すと、例えば、検出信号送信可能回数Ｎａを１２００００回、検出信号送信回数Ｎｂを３００００回、時間Ｔｉを４３２０時間（１８０日：半年）とすると、時間Ａは１２９６０時間（５４０日：１年半）となる。

コントローラ２５で算出された時間Ａは、予測した電池寿命を報知する報知部としても機能する表示器２９に表示される。

上述した本発明によれば、タイヤ側ユニット１から送信される検出信号の送信回数から、電池１５の寿命を予測する予測部として機能するように車載ユニット３のコントローラ２５を構成し、そこで予測した電池寿命を表示器２９に表示してドライバーに報知するようにしたので、電池１５の寿命を予測してタイヤの交換時期に残りの電池寿命が次の交換時期まであるか否か容易にわかるので、タイヤ交換時期に合わせて電池１５の交換が可能になる。そのため、電池交換のためにわざわざタイヤをリムから取り外す煩雑な作業の発生を回避し、かつ次のタイヤ交換時期まで寿命がある電池はそのまま続けて使用できるので、電池を有効に利用することができる。

また、送信履歴データを送信時のタイヤの温度と関連付け、温度補正を行うことにより、タイヤ側ユニット１の電池１５の寿命をより精度よく予測することが可能になる。

上記の第１発明の実施形態では、タイヤ側ユニット１が車載ユニット３に送信する検出信号の送信回数を、メモリ３１に記憶させた送信履歴データから得るようにしたが、それに代えて、第２発明の実施形態では、メモリ３１に新たにタイヤ側ユニット１に装着された電池１５の使用開始時からタイヤ状態検出装置作動時の車両の稼動データを記憶させ、その記憶した車両の稼動履歴データから検出信号の送信回数を得るようにしている。

この稼動データとしては、車両の稼動時間を好ましく用いることができる。タイヤ側ユニット１から送信される検出信号の間隔が常に一定である場合、（稼動時間／検出信号の間隔）から検出信号の送信回数を得ることができる。車両の走行距離に応じて、タイヤ側ユニット１から検出信号のデータが送信されるタイプの装置であれば、稼動データとして車両の走行距離を用いてもよい。稼動履歴データも車両稼動時のタイヤの温度と関連付けてメモリ３１に記憶させ、コントローラ２５が上記式により電池寿命までの時間Ａを算出できるようにする。

第１発明のタイヤ状態検出装置の一実施形態を示すブロック図である。

符号の説明

１ タイヤ側ユニット
３ 車載ユニット
７ 温度センサ
１５ 電池
２５ コントローラ（予測部）
２９ 表示器（報知部）
３１ メモリ（記憶部）

Claims (3)

1. タイヤ側に装着されるタイヤ状態を検出するタイヤ側ユニットから所定の間隔で送信される検出信号を、車体側に搭載される車載ユニットで受信し、前記タイヤ側ユニットを電池で駆動するようにしたタイヤ状態検出装置において、
   前記タイヤ側ユニットは、前記タイヤの温度を検出する温度センサを有するとともに、
   前記車載ユニットは、
   送信時の前記タイヤの温度と関連付けた前記検出信号の送信履歴データと、予め決められた基準温度における前記電池の使用開始時から寿命までの検出信号送信可能回数Ｎａとを記憶する記憶部と、
   前記検出信号送信可能回数Ｎａと、前記送信履歴データから得た前記基準温度での前記電池の使用開始から現在までの前記検出信号の送信回数Ｎｂと、前記送信回数Ｎｂに達するまでに要した期間Ｔｉとから、前記電池の寿命までの期間Ａを、Ａ＝（Ｎａ−Ｎｂ）×Ｔｉ／Ｎｂからなる式を用いて予測する予測部と、
   該予測部で予測した前記電池の寿命までの期間Ａを報知する報知部と、を具備するタイヤ状態検出装置。
2. タイヤ側に装着されるタイヤ状態を検出するタイヤ側ユニットから所定の間隔で送信される検出信号を、車体側に搭載される車載ユニットで受信し、前記タイヤ側ユニットを電池で駆動するようにしたタイヤ状態検出装置において、
   前記タイヤ側ユニットは、前記タイヤの温度を検出する温度センサを有するとともに、
   前記車載ユニットは、
   車両稼働時の前記タイヤの温度と関連付けた車両の稼働履歴データと、予め決められた基準温度における前記電池の使用開始時から寿命までの検出信号送信可能回数Ｎａとを記憶する記憶部と、
   前記検出信号送信可能回数Ｎａと、前記稼働履歴データから得た前記基準温度での前記電池の使用開始から現在までの前記検出信号の送信回数Ｎｂと、前記送信回数Ｎｂに達するまでに要した期間Ｔｉとから、前記電池の寿命までの期間Ａを、Ａ＝（Ｎａ−Ｎｂ）×Ｔｉ／Ｎｂからなる式を用いて予測する予測部と、
   該予測部で予測した前記電池の寿命までの期間Ａを報知する報知部と、を具備するタイヤ状態検出装置。
3. 前記稼動履歴データが前記車両の稼動時間である請求項２に記載のタイヤ状態検出装置。

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