JP2005335525A - タイヤ監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】各タイヤの状態のバランスが崩れているときに、その旨を乗員に報知すること。
【解決手段】各タイヤの空気圧測定値Ｐｎを算出するとともに、その空気圧測定値Ｐｎの平均値Ｐａｖｅを算出する。そして、平均値Ｐａｖｅと、空気圧測定値Ｐｎとを比較し、警報圧力差ａ以上の圧力差があった場合に、空気圧がアンバランスである旨を報知する。これにより、車両の乗員は、各タイヤで磨耗状態の偏りや操縦性の低下を引き起こす、タイヤ空気圧のアンバランス状態を早期に認識し、各タイヤの空気圧の調整等の対策を施すことができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両の各タイヤの空気圧測定値及び／又は温度測定値に基づいて、各タイヤの状態を監視するタイヤ監視システムに関するものである。

従来から、車両の各タイヤの空気圧等を検出してタイヤの状態を監視するシステムが知られている。そのタイヤ監視システムは、例えば、タイヤの空気圧を測定するセンサ部及びその空気圧測定値を送信する送信機からなるセンサユニットと、そのセンサユニットから送信された信号を受信して、空気圧検出値に基づいてタイヤの状態を監視し、異常があれば警告を行なう監視ユニットとから構成される。

監視ユニットにおける処理をより具体的に説明すると、各タイヤの空気圧測定値と基準値とが比較され、空気圧測定値が基準値以下に低下していると判定された場合、空気圧低下異常を警報するためにウォーニングランプを点灯させる。

各タイヤの空気圧が低下した場合、燃費の悪化やタイヤ寿命の短縮、さらには車両の操縦性が低下する等の影響が生じるため、従来システムのようにタイヤ空気圧の低下を警報することは有益である。

しかしながら、タイヤ空気圧が基準値以下に低下していない場合であっても、各タイヤの空気圧に大きな圧力差があると、各タイヤが均一に磨耗せず、タイヤ寿命に差が生じてしまったり、あるいはその圧力差が左右のタイヤ間において生じている場合、操縦性が低下したりする懸念がある。

従来システムでは、単に各タイヤの空気圧が正常とみなせる空気圧範囲に属するか否かとの観点で、各タイヤの空気圧の状態を監視していたため、上述した各タイヤの空気圧のアンバランスに起因する弊害を未然に避けることができない可能性がある。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、各タイヤの状態のバランスが崩れている場合には、その旨を乗員に報知することが可能なタイヤ監視システムを提供することを目的とするものである。

上述した目的を達成するために、請求項１に記載のタイヤ監視システムは、
車両の各タイヤに設けられて、当該各タイヤの空気圧を測定するとともに、その空気圧測定値を含む送信信号を送信する複数のセンサユニットと、
車体に設けられて、センサユニットからの送信信号を受信し、その送信信号に含まれる空気圧測定値に基づいて、各タイヤの状態を監視する監視ユニットとを備え、
監視ユニットは、各タイヤの空気圧測定値を相互に比較し、所定値以上の圧力差があった場合に、空気圧がアンバランスである旨を報知することを特徴とする。

このように、請求項１に記載のタイヤ監視システムでは、各タイヤの空気圧測定値を相互に比較するようにしたので、各タイヤの空気圧がアンバランスであることを検出することができる。そして、そのようなアンバランスな状態を検出した場合に、その旨を報知することにより、車両の乗員は、各タイヤの空気圧の調整等の対策を施すことができる。

各タイヤの空気圧測定値の相互比較のため、請求項２に記載したように、監視ユニットは、各タイヤの空気圧測定値の平均値を算出する算出手段と、算出手段によって算出された平均空気圧測定値と、タイヤ毎の空気圧測定値との差が所定値以上であるか否かを判定する判定手段とを備えるように構成しても良い。このように平均空気圧測定値を算出して各タイヤの空気圧測定値と比較する場合、車両の各タイヤの空気圧測定値を個別に比較する場合に比べて、その比較処理を簡便に行なうことができる。

なお、平均空気圧測定値を算出する場合には、請求項３に記載したように、平均空気圧測定値と対比されるタイヤの空気圧測定値を除く他のタイヤの空気圧測定値から算出するようにしても良い。これにより、平均空気圧測定値と対比されるタイヤの空気圧測定値が相対的に低下、あるいは上昇している場合に、その平均空気圧測定値との差異をより明確にすることができる。

請求項４に記載のタイヤ監視システムは、
車両の各タイヤに設けられて、当該各タイヤ内の温度を測定するとともに、その温度測定値を含む送信信号を間欠的に送信する複数のセンサユニットと、
車体に設けられて、センサユニットからの送信信号を受信し、その送信信号に含まれる温度測定値に基づいて、タイヤの状態を監視する監視ユニットとを備え、
監視ユニットが、各タイヤの温度測定値を相互に比較し、所定値以上の温度差があった場合に、その旨を報知することを特徴とする。

例えば、１つのタイヤが残りのタイヤに比較して磨耗の程度が大きかったり、空気圧が低下していたりして、そのタイヤと路面との摩擦係数が相対的に大きい場合、そのタイヤの内部温度が他のタイヤの内部温度よりも高い温度まで上昇することになる。このように、各タイヤの状態がアンバランスであることは、タイヤ内温度を相互比較することによっても検知することが可能である。

請求項５及び請求項６に関しては、測定値が空気圧と温度との違いはあるが、その作用は、上述した請求項２及び請求項３とほぼ同様であるため、説明を省略する。

請求項７に記載したように、複数のセンサユニットは、タイヤ内温度に加え、当該タイヤの空気圧をそれぞれ測定して、それらの温度測定値及び空気圧測定値を含む送信信号を送信し、監視ユニットは、温度測定値及び空気圧測定値に基づいて、タイヤの状態を監視するものであって、当該監視ユニットは、まず、各タイヤの空気圧測定値を相互に比較し、その圧力差が所定値以下で、各タイヤの空気圧がバランスした状態とみなせる場合に、各タイヤの温度測定値の相互比較を行ない、所定値以上の温度差があった場合に、各タイヤで磨耗状態が異なる旨を報知するようにしても良い。

上述したように、各タイヤの空気圧が異なると、各タイヤ内温度が異なるので、その温度差から各タイヤの空気圧に差が生じていることを推測することも可能である。ただし、温度差に基づくよりも、空気圧を直接測定して相互比較する方が、各タイヤの空気圧がアンバランスであることをより正確に求めることができる。このため、センサユニットが、空気圧と温度とを測定可能な場合には、まず、各タイヤの空気圧測定値を相互に比較して、空気圧がアンバランスでないか否かを判定する。

そして、各タイヤの圧力差が所定値以下である場合に、各タイヤの温度測定値の相互比較を行なう。このとき、各タイヤの温度測定値に所定値以上の温度差があると、その原因は、空気圧の差異ではなく、各タイヤの磨耗状態が異なっており、その結果、各タイヤと路面との摩擦力が相違しているとみなすことができる。従って、この場合、車両の乗員に対して、各タイヤで磨耗状態が異なる旨を報知できる。

以下、本発明の実施形態によるタイヤ監視システムについて、図に基づいて説明する。なお、本実施形態においては、タイヤ監視システムを４輪乗用車に適用した例について説明するが、本発明によるタイヤ監視システムは、トラックやバス等にも適用することができる。

図１は、本実施形態によるタイヤ監視システムの概略の構成を示す構成図である。また、図２は、タイヤ監視システムの機能ブロック図を示す。図１及び図２に示すように、タイヤ監視システム１においては、タイヤの空気圧及びタイヤ内の温度を測定するセンサ部１１，２１と測定した空気圧、タイヤ内温度及び固有のＩＤコードを含む送信信号を電波にて送信する送信機１２，２２とを有するセンサユニット１０，２０，３０，４０が、前後左右輪の各タイヤ１５，２５，３５，４５に設けられている。このセンサユニット１０，２０，３０，４０は、例えば、タイヤバルブと一体的に構成され、タイヤのディスクホイールに取り付けられる。

車両の車体側には、センサユニット１０，２０，３０，４０からの送信信号を受信し、その送信信号に含まれる空気圧測定値及び温度測定値に基づいて、各タイヤ１５，２５，３５，４５の状態を監視する監視ユニット５が設けられる。この監視ユニット５は、受信アンテナ１３，２３，３３，４３、受信機５２，５３、空気圧モニターＥＣＵ５０、表示器７０から構成される。

受信アンテナ１３，２３，３３，４３は、車両の各ホイールハウスに設けられ、送信機１２，２２からの送信信号を受信する。受信アンテナ１３，２３，３３，４３によって受信された受信信号は、それぞれの受信機５２，５３に送られ、受信信号の増幅、復調等の処理が行なわれる。その後、各受信信号は、空気圧モニターＥＣＵ５０に送られ、受信信号に含まれる空気圧測定値及び温度測定値に基づいて各タイヤ１５，２５，３５，４５の空気圧や温度の状態が判定される。なお、図１においては、簡略化のため、受信機５２，５３の表示が省略されている。また、図２においては、左右後輪の各タイヤ３５，４５に設けられたセンサユニット、受信アンテナ及び受信機の表示が省略されている。

ただし、受信アンテナ１３，２３，３３，４３及び受信機５２，５３は、各センサユニット１０，２０，３０，４０に対して個別に設けずに、共通の受信アンテナ及び受信機を設け、その共通の受信アンテナ及び受信機によって各センサユニット１０，２０，３０，４０からの送信信号を受信するようにしても良い。

空気圧モニターＥＣＵ５０における、各タイヤ１５，２５，３５，４５の空気圧や温度の状態の判定結果は、車室内のインストルメンタルパネルに設けられた表示器７０に表示される。この表示器７０は、例えばＬＥＤ等からなるウォーニングランプを有し、空気圧モニターＥＣＵ５０によってタイヤ空気圧が所定圧以下に低下している等、タイヤの状態が異常と判定された場合に、そのウォーニングランプが点灯され、車両の乗員にタイヤの状態が異常である旨を報知する。

次に、上記の構成を備えるタイヤ監視システム１において実行される演算処理の流れについて、図３のフローチャートに基づいて説明する。なお、図３は、監視ユニット５の主要部をなす空気圧モニターＥＣＵ５０にて実行される処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、車両のイグニッションスイッチがオンされて、監視ユニット５に電源が供給されたときに実行される。

図３において、まず、ステップＳ１００では、定期的に繰り返し送信信号を送信する各センサユニット１０，２０，３０，４０からの送信信号の受信処理を実施する。この受信処理においては、いずれかのセンサユニット１０，２０，３０，４０からの送信信号が受信された場合、受信した送信信号に含まれるＩＤコードと空気圧モニターＥＣＵ５０に登録されているＩＤコードとを照合して、両者が一致する等所定の関係を満足しているか否か判定する。この判定により、送信信号が自車両に取り付けられたタイヤ１５，２５，３５，４５のセンサユニット１０，２０，３０，４０から送信されたものであることが確認された場合、引き続き、その送信信号に含まれる空気圧等の測定値に基づく判定処理を実行するようにする。このように、各センサユニット１０，２０，３０，４０にＩＤコードを付与することにより、他車両からの信号等に基づいて誤った空気圧等の判定を行なうことが防止でき、タイヤの状態の監視の信頼性を向上できる。

ステップＳ１１０では、いずれかのセンサユニット１０，２０，３０，４０から受信した送信信号から空気圧測定値及び温度測定値を抽出することによって、空気圧測定値Ｐｎ（ｎ＝１〜４）及び温度測定値Ｔｎ（ｎ＝１〜４）の算出を行なう。続くステップＳ１２０では、算出した空気測定値Ｐｎと警報閾値とを比較して、空気測定値Ｐｎが警報閾値よりも低下しているか否かを判定する。この判定処理において、空気圧測定値Ｐｎが警報閾値よりも低下していると判定された場合、ステップＳ１３０に進んで、低空気圧警報処理を行なう。すなわち、表示器７０において、何れかのタイヤ１５，２５，３５，４５の空気圧が低下している旨を示す態様でウォーニングランプを点灯する。このとき、ＩＤコードが各タイヤの位置に関連付けて空気圧モニターＥＣＵ５０に登録されている場合、表示器７０において、そのタイヤの位置を示しながら低空気圧警報を行なうことも可能である。

ステップＳ１２０において、空気圧測定値Ｐｎが警報閾値以上と判定された場合には、さらにステップＳ１４０において、算出した温度測定値Ｔｎと警報閾値とを比較して、温度測定値Ｔｎが警報閾値を超えていないか判定する。この判定処理において、温度測定値Ｔｎが警報閾値を超えていると判定された場合、ステップＳ１５０に進んで、表示器７０により何れかのタイヤの温度が異常であることを報知するために異常温度警報を行なう。この異常温度警報についても、いずれのタイヤであるかを識別できる態様で報知しても良い。

次に、ステップＳ１６０では、全てのタイヤ１５，２５，３５，４５のセンサユニット１０，２０，３０，４０から送信信号を受信して、空気圧測定値及び温度測定値が算出済みであるか否かを判定する。図３に示すフローチャートの処理が開始された直後は、まだ、全てのセンサユニット１０，２０，３０，４０からの送信信号を受信していない場合があり、そのときは、ステップＳ１００の処理に戻る。

一方、ステップＳ１６０において、全てのセンサユニットから送信信号を受信し、全てのタイヤの空気圧測定値及び温度測定値を算出済みであると判定された場合には、ステップＳ１７０に進む。ステップＳ１７０では、算出済みの各タイヤの空気圧測定値Ｐｎ（ｎ＝１〜４）に基づいて、その平均値Ｐａｖｅを算出する。そして、ステップＳ１８０では、ステップＳ１１０にて算出した空気圧測定値Ｐｎと平均値Ｐａｖｅとの比較を行なう。このようにして、各タイヤの空気圧を相互に比較し、各タイヤの空気圧間の差異を検出するのである。

ここで、各タイヤの空気圧を相互に比較するには、各タイヤの空気圧測定値Ｐｎを個別に比較することによっても実現可能である。但し、この場合、ステップＳ１１０にて算出した空気圧測定値Ｐｎに対して、計３回の比較処理を行なう必要が生じる。それに対し、上述のように、まず各タイヤの空気圧測定値Ｐｎの平均値Ｐａｖｅを算出した上で、その平均値Ｐａｖｅと比較処理を行なうことで、その処理回数を低減できる。

また、各タイヤの空気圧測定値Ｐｎの平均値Ｐａｖｅを算出する際、その平均値Ｐａｖｅに対して比較対象となる空気圧測定値Ｐｎを除く残りの空気圧測定値Ｐｎのみから平均値Ｐａｖｅを算出するようにしても良い。このようにすると、比較対象となるタイヤの空気圧測定値Ｐｎが他のタイヤの空気圧測定値Ｐｎに対して相対的に低下、あるいは上昇している場合、平均値Ｐａｖｅに対する影響が除去されるので、平均値Ｐａｖｅと比較対象となる空気圧測定値Ｐｎとの差異をより明確にすることができる。

なお、ステップＳ１８０では、ステップＳ１１０にて算出された最新の空気圧測定値Ｐｎのみを比較対象とするのではなく、算出済みの各タイヤの空気圧測定値Ｐｎを比較対象として、順次、比較処理を行なうようにしても良い。何れかのタイヤ１５，２５，３５，４５に関して、最新の空気圧測定値Ｐｎが算出されると、それによって平均値Ｐａｖｅが変化する可能性があるためである。

ステップＳ１９０では、ステップＳ１８０の比較処理に基づいて、空気圧測定値Ｐｎと平均値Ｐａｖｅとの圧力差の絶対値が警報圧力差ａよりも大きいか否かを判定する。この判定処理において「Ｙｅｓ」と判定された場合には、ステップＳ２００に進んで、表示器７０において、各タイヤの空気圧がアンバランスである旨の警報を行なう。これにより、車両の乗員は、各タイヤの空気圧の調整等の対策を早期に施すことができる。

ステップＳ１９０において「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ２１０に進んで、算出済みの各タイヤの温度測定値Ｔｎ（ｎ＝１〜４）に基づいて、その平均値Ｔａｖｅを算出する。そして、ステップＳ２２０では、ステップＳ１１０にて算出した温度測定値Ｔｎと平均値Ｔａｖｅとの比較を行なう。このようにして、各タイヤのタイヤ内温度を相互に比較し、各タイヤ内温度間の差異を検出するのである。

なお、このタイヤ内温度の相互比較に関しても、空気圧の相互比較と同様に、各空気圧測定値を個別に比較しても良いし、また、平均値Ｔａｖｅは、比較対象となる温度測定値Ｔｎを除いて算出しても良い。

ステップＳ２３０では、ステップＳ２２０の比較処理に基づいて、温度測定値Ｔｎと平均値Ｔａｖｅとの温度差の絶対値が警報温度差ｂよりも大きいか否かを判定する。この判定処理において「Ｙｅｓ」と判定された場合には、ステップＳ２００に進んで、表示器７０において、各タイヤ１５，２５，３５，４５の磨耗状態に偏りがある旨の偏磨耗警報を行なう。これにより、車両の乗員は、タイヤ位置のローテーションを行なう等の対策を早期に実施することができる。

ここで、上述したタイヤ内温度の相互比較結果に基づいて、各タイヤ１５，２５，３５，４５の磨耗状態に偏りがあることを検知できる理由について説明する。

車両の走行時、タイヤと路面との間に摩擦力が生じるため、各タイヤのタイヤ内温度は、車両の走行開始後、徐々に上昇する。そして、タイヤ内温度は、その摩擦力に応じた温度まで上昇すると、その温度付近で安定する。

ここで、各タイヤの空気圧がアンバランスであったり、各タイヤ間で磨耗状態に偏りがあったりすると、タイヤの接地面積が異なるため、各タイヤ内温度に温度差が生じることになる。

但し、本実施形態においては、各タイヤ間での空気圧の差は、各タイヤ１５，２５，３５，４５の空気圧測定値Ｐｎを相互比較することによって検出される。そして、各タイヤ内温度である温度測定値Ｔｎは、各タイヤの空気圧測定値Ｐｎに警報すべき圧力差がないと判定されたときに、相互に比較されるようになっている。

上述したように、各タイヤの空気圧が異なると、各タイヤ内温度が異なるので、その温度差から各タイヤの空気圧がアンバランスな状態となっていることを推測することも可能である。ただし、温度差に基づくよりも、空気圧を直接測定して相互比較する方が、各タイヤの空気圧がアンバランスであることをより正確に求めることができる。このため、本実施形態では、まず、各タイヤ１５，２５，３５，４５の空気圧測定値Ｐｎを相互に比較して、空気圧がアンバランスでないか否かを判定する。

その後、各タイヤ１５，２５，３５，４５の空気圧がアンバランスではないと判定された場合に、各タイヤ内温度を相互に比較する。すなわち、各タイヤ内温度の相互比較を行なうときには、既に、各タイヤの空気圧はバランスしていることが明らかとなっているのである。このため、各タイヤの温度測定値Ｔｎに温度差が生じている場合、その原因は、各タイヤの磨耗状態が偏っているためとみなすことができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することができる。

例えば、上述した実施形態では、各タイヤの空気圧の相互比較及び各タイヤ内温度の相互比較を両方とも実行するものであったが、各タイヤの空気圧の相互比較と各タイヤ内温度の相互比較は、それぞれ単独で実施されても良い。それぞれ、タイヤの状態が異常であることを独立して検出可能だからである。

また、前後輪で規定タイヤ圧力の異なる車両においては、前輪のみ或いは後輪のみにて図３の処理を実施することも可能である。

さらに、タイヤ内に空気以外の例えば窒素等を充填する場合もあるが、その場合でも、そのタイヤ内の気圧を測定する際に、本発明によるタイヤ監視システムを適用することができる。

本実施形態によるタイヤ監視システムの概略の構成を示す構成図である。 タイヤ監視システムの機能ブロック図である。 空気圧モニターＥＣＵ５０が実行する制御内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１ タイヤ監視システム
５ 監視ユニット
１０，２０，３０，４０ センサユニット
１１，２１， センサ部
１２，２２， 送信機
１３，２３，３３，４３ 受信アンテナ
１５，２５，３５，４５ タイヤ
５０ 空気圧モニターＥＣＵ
５２，５３ 受信機
７０ 表示器

Claims (7)

1. 車両の各タイヤに設けられて、当該各タイヤの空気圧を測定するとともに、その空気圧測定値を含む送信信号を送信する複数のセンサユニットと、
   車体に設けられて、前記センサユニットからの送信信号を受信し、その送信信号に含まれる空気圧測定値に基づいて、前記タイヤの状態を監視する監視ユニットとを備えたタイヤ監視システムにおいて、
   前記監視ユニットは、前記各タイヤの空気圧測定値を相互に比較し、所定値以上の圧力差があった場合に、空気圧がアンバランスである旨を報知することを特徴とするタイヤ監視システム。
2. 前記監視ユニットは、
   各タイヤの空気圧測定値の平均値を算出する算出手段と、
   前記算出手段によって算出された平均空気圧測定値と、タイヤ毎の空気圧測定値との差が所定値以上であるか否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ監視システム。
3. 前記算出手段が算出する平均空気圧測定値は、その平均空気圧測定値と対比されるタイヤの空気圧測定値を除く他のタイヤの空気圧測定値から算出されることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ監視システム。
4. 車両の各タイヤに設けられて、当該各タイヤ内の温度を測定するとともに、その温度測定値を含む送信信号を間欠的に送信する複数のセンサユニットと、
   車体に設けられて、前記センサユニットからの送信信号を受信し、その送信信号に含まれる温度測定値に基づいて、前記タイヤの状態を監視する監視ユニットとを備えたタイヤ監視システムにおいて、
   前記監視ユニットは、前記各タイヤの温度測定値を相互に比較し、所定値以上の温度差があった場合に、その旨を報知することを特徴とするタイヤ監視システム。
5. 前記監視ユニットは、
   各タイヤの温度測定値の平均値を算出する算出手段と、
   前記算出手段によって算出された平均温度測定値と、タイヤ毎の温度測定値との差が所定値以上であるか否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする請求項４に記載のタイヤ監視システム。
6. 前記算出手段が算出する平均温度測定値は、その平均温度測定値と対比されるタイヤの温度測定値を除く他のタイヤの温度測定値から算出されることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ監視システム。
7. 前記複数のセンサユニットは、前記タイヤ内温度に加え、当該タイヤの空気圧をそれぞれ測定して、それらの温度測定値及び空気圧測定値を含む送信信号を送信し、
   前記監視ユニットは、前記温度測定値及び空気圧測定値に基づいて、タイヤの状態を監視するものであって、当該監視ユニットは、まず、前記各タイヤの空気圧測定値を相互に比較し、その圧力差が所定値以下で、各タイヤの空気圧がバランスした状態とみなせる場合に、前記各タイヤの温度測定値の相互比較を行ない、所定値以上の温度差があった場合に、各タイヤで磨耗状態が異なる旨を報知することを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載のタイヤ監視システム。

Images