JP2012218583A - タイヤ空気圧監視システム - Google Patents

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Abstract

【課題】容易にタイヤ空気圧を適正値に調整することができるタイヤ空気圧監視システムを提供する。
【解決手段】車両の各タイヤに設けられてその温度情報、および空気圧情報、並びに自身に固有の識別情報を含む無線信号を定期的に送信するセンサユニット14と、同センサユニット14から送信される無線信号を受信する受信機31と、同受信機31において受信される無線信号に含まれる温度情報を使用して、そのタイヤの温度に適した空気圧である実基準値を算出するとともに、その実基準値を使用してタイヤ空気圧の低下の有無の所定基準となる閾値を算出する制御装置32とを備え、制御装置32は、実基準値を車両に設けられるメーター内ディスプレイ35を通じて表示させ、さらに、空気圧情報が閾値を下回るか否かを判断するとともに、下回る場合にはその旨を表示装置17を通じて報知する制タイヤ空気圧監視システム。
【選択図】図1

Description

本発明は、タイヤ空気圧監視システムに関する。
従来、例えば特許文献1に記載されるように、車両のタイヤ空気圧を監視するタイヤ空気圧監視システムが知られている。当該システムは、車両の各タイヤに設けられる無線通信機能付のセンサユニットを備えてなる。このセンサユニットはタイヤの温度および空気圧を検出し無線信号を送信する。この無線信号には、検出される温度情報および空気圧情報並びに自身に固有の識別情報が含まれる。この無線信号は車両の本体に設けられる監視装置に受信される。当該装置には、各センサユニットに対して無線信号の送信を要求する送信要求信号を送信するイニシエータが接続されている。これにより、当該装置は、センサユニットのタイヤの取り付け位置(左前、左後、右前、右後)を指定した上で無線信号を受信することが可能とされている。そして当該装置は、受信される無線信号に含まれる温度情報および空気圧情報に基づき各タイヤの空気圧の異常の有無を監視する。当該装置は、各タイヤのいずれかの空気圧が異常である旨判定されるときには、その旨車室内の表示装置を通じて警告する。運転者は、当該警告を通じて各タイヤのいずれに異常が発生したかを認識可能となる。また、当該監視装置には、ユーザに携帯される携帯機と無線通信可能とされた通信部が接続されている。当該装置は、通信部を通じて、タイヤ位置と対応させた温度情報および空気圧情報を含む無線信号を携帯機に送信する。携帯機には、受信した無線信号の情報を表示可能とされたインジケータが設けられている。携帯機は、無線信号を受信すると、同信号に含まれる温度情報および空気圧情報をタイヤ位置と対応付けた態様で表示する。この表示を視認することにより、車両のユーザは、このインジケータに表示された温度情報および空気圧情報を基に適正な空気圧を検討することができる。
特開2010−191540号公報
特許文献1のシステムでは、適正な空気圧をユーザ自身で検討しなければならない。また、通常、車両には、安全に走行するために必要とされるタイヤの空気圧調整値(目標調整値)が示されているが、この目標調整値は、タイヤが十分冷えた状態であること、すなわちタイヤ温度と大気温度とが等しいことを前提に定められている。しかしながら、この前提条件を理解していないユーザも多いと想定される。また、タイヤ空気圧を調整するときは、タイヤが十分冷えた状態で行えるとは限らない。一般に、タイヤ空気圧を調整することのできる機器を保有するユーザは少ないと想定される。このようなユーザは、ガソリンスタンド等に設置してある機器を使用してタイヤ空気圧を調整することが多い。その際、ユーザは、車両を運転してガソリンスタンドに移動することが想定されるが、この場合、車両の走行に伴ってタイヤ温度が上昇する。このような状況では、仮に目標調整値の前提条件を理解しているユーザであっても、タイヤ温度に適した空気圧を検討することは困難である。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、容易にタイヤ空気圧を適正値に調整することができるタイヤ空気圧監視システムを提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、車両の各タイヤに設けられてその温度情報、および空気圧情報、並びに自身に固有の識別情報を含む無線信号を定期的に送信するセンサユニットと、車両に設けられて、前記センサユニットから送信される前記無線信号を受信する受信機と、同じく車両に設けられて、前記受信機において受信される前記無線信号に含まれる前記温度情報を使用して、そのタイヤの温度に適した空気圧である実基準値を算出するとともに、その実基準値を使用してタイヤ空気圧の低下の有無の所定基準となる閾値を算出する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記実基準値を車両に設けられる表示手段を通じて表示させ、さらに、前記空気圧情報が前記閾値を下回るか否かを判断するとともに、下回る場合にはその旨を報知手段を通じて報知することを要旨とする。
通常、車両に表示されている空気圧は、タイヤが十分に冷えた状態で必要とされる空気圧である。多くのユーザは、自身で車両のタイヤ空気圧を調整する調整機器を保有していないことが想定される。このようなユーザは、調整機器が設置されているガソリンスタンド等で空気圧を調整することになる。この場合、ユーザは、車両を走行させてガソリンスタンド等に移動することになる。しかし、この移動に伴い、タイヤは暖まってしまう。暖まった状態のタイヤの空気圧を車両に表示されている空気圧で調整した場合には、タイヤが冷えてしまったときに、調整した空気圧が車両に表示されている空気圧を下回ることになる。下回った場合は、燃費が下がる等の影響がある。その点、同構成によれば、表示手段に表示される実基準値に合わせて空気圧を調整すれば、実際のタイヤ温度に適した空気圧調整を行うことができる。このため、タイヤが冷えたときでも、車両に表示されている空気圧を下回ることが抑制される。つまり、容易にタイヤ空気圧を適正値に調整することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、前記車両は、外気温度を測定する外気温度センサを備え、前記制御手段は、前記温度情報に代えて前記外気温度センサを通じて測定される外気温度を基準として前記実基準値を算出することを要旨とする。
同構成によれば、タイヤが十分冷えた状態の温度である外気温度を測定することができる。測定された外気温度を基準とすることができるので、この温度を基に算出される実基準値は、タイヤの温度を基準として算出される実基準値よりも正確な値となる。すなわち、この外気温度を基に算出された実基準値でタイヤの空気圧を調整すれば、より適正な空気圧値のタイヤで車両を走行させることができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、前記表示手段は、車両のメーター内ディスプレイであることを要旨とする。
同構成によれば、車両のドライバに視認しやすいメーター内ディスプレイに実基準値を表示することができる。これにより、ドライバは、実基準値を確認しやすく、また、車両に別途表示装置を設ける必要がない。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のうちいずれか一項に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、前記車両は、燃料が補給される状態を検出する補給検出部を備え、前記制御手段は、前記補給検出部を介して燃料が補給される状態と判断される場合には、前記表示手段に実基準値を表示させることを要旨とする。
多くの場合、燃料を補給する場所、例えばガソリンスタンド等には、空気圧を調整することができる調整機器が設置されている。同構成によれば、ガソリンスタンド等で車両が燃料を補給しているときに、実基準値が表示装置に表示される。このため、ユーザは、特別な操作をすることなく実基準値を視認することができる。そして、実基準値に合わせてタイヤの空気圧を調整することができる。
本発明では、容易にタイヤ空気圧を適正値に調整することができるタイヤ空気圧監視システムを提供することができる。
本実施形態におけるタイヤ空気圧監視システムの概略構成を示すブロック図。 車両側の監視装置に記憶されるテーブルデータの構成を示す一覧図。 タイヤ空気圧とタイヤ温度との関係を示す関係図。
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図1〜図3に基づいて説明する。本例では、エアバルブと一体的に設けられるセンサユニットをタイヤに内蔵し、当該センサユニットにより直接的に検出されるタイヤの空気圧情報を車体側に無線送信する、いわゆる直接式(バルブタイプ)のシステムが採用されている。
<システムの概要>
まず、タイヤ空気圧監視システムの概要を説明する。図1に示すように、当該システム11は、車両12の4つのタイヤ13にそれぞれ設けられる4つのセンサユニット14と、車両12の車体15に設けられる監視装置16とを備えてなる。各センサユニット14は、タイヤの温度および空気圧を検出するとともに、その検出した温度情報および空気圧情報並びに自身に固有の識別情報(IDコード)を含む無線信号を定められた周期(例えば15秒)で送信する。各センサユニット14からの無線信号は監視装置16により受信される。監視装置16は、受信した無線信号に含まれる識別情報に基づき当該無線信号に含まれる空気圧情報が自身の4つのタイヤ13のいずれかのものであるかどうかを判定する。そして監視装置16は、各空気圧情報に基づき4つのタイヤ13の空気圧を監視する。いずれかのタイヤの空気圧に異常が検出された場合には、車室内における運転者から視認可能となる範囲、例えばインストルメントパネル等に設けられる表示装置17を通じて、いずれかのタイヤ13に異常が発生した旨警告する。また、監視装置16は、無線信号に含まれる温度情報に基づき、その温度に対応した最適な空気圧を算出する。そして、例えば車両の走行距離等を表示する表示手段としてのメーター内ディスプレイ35に算出した空気圧を表示する。
<センサユニット>
センサユニット14は、タイヤ13の図示しないエアバルブの内端部に一体的に設けられる。図1の上部に拡大して示すように、センサユニット14は、温度センサ21、空気圧センサ22、送信機23、および制御回路24を備えてなる。
温度センサ21は、タイヤ13の内部の空気温度(タイヤ温度)を検出し、その検出結果を制御回路24に入力する。空気圧センサ22は、タイヤ13の内部の空気圧を計測し、その計測結果を制御回路24に入力する。制御回路24は、センサユニット14の各部を統括的に制御する。制御回路24の記憶装置25には、各種の制御プログラムおよび自身に固有の識別情報(IDコード)が記憶されている。制御回路24は、自身に固有の識別情報、および温度センサ21を通じて取得される温度情報、並びに空気圧センサ22を通じて取得される空気圧情報を含む電気信号を生成し、これを所定の制御周期で送信機23を通じて無線信号として送信する。送信機23は、制御回路24において生成される電気信号を変調して、その変調した電気信号を無線送信する。
<監視装置>
つぎに、監視装置16について詳細に説明する。図1に示すように、監視装置16は、受信機31、制御手段としての制御装置32、外気温度センサ36、及び走行距離センサ37を備えてなる。受信機31は、各センサユニット14からの無線信号を受信する。外気温度センサ36は、外気温度を測定する。走行距離センサ37は、車両の走行距離を計測する。制御装置32は、当該システムを統括制御する。制御装置32は、外気温度センサ36を通じて測定される外気温度と、受信機31を通じて受信される無線信号に含まれる温度情報と空気圧情報とに基づき各タイヤ13の状態を監視する。すなわち、制御装置32の記憶装置33には、図2に示されるテーブルデータ34が記憶されている。当該テーブルデータ34は、センサユニット14の個数分の識別情報ID1〜ID4と、各タイヤ13の空気圧の初期値(基準値)P0との関係を示す情報である。当該初期値は取り付けられるタイヤ13が十分に冷えた状態において適正とされる空気圧(冷間空気圧)を示す値である。本例では各タイヤ13の適正な空気圧はすべて同じである。これら識別情報および空気圧の初期値の登録は、車両の出荷時、あるいはタイヤ13の交換時などのように、タイヤ空気圧が適正(正常)であることが分かっている状態において行われる。なお、タイヤが十分に冷えた状態とは、タイヤ温度と大気温度とが等しい状態のことである。また、記憶装置33には、ボイル・シャルルの法則から導かれる理想気体の状態方程式が記憶されている。当該状態方程式は、次式(A)で表される。ただし、Pは圧力(空気圧)、Vは体積、nは物質量、Rは気体定数、Tは温度(絶対温度)である。この関係式及びタイヤ空気圧の目標調整値(初期値)から、制御装置32は、タイヤ温度に最適な空気圧である実基準値を算出する。詳述すると、実基準値は、大気温度よりも高いタイヤ温度におけるタイヤ空気圧の目標調整値である。
PV=nRT・・・(A)
ここで、図3に示されるように外気温度がT1,T2(T1<T2)の場合において、タイヤ温度がT3(T2<T3)であるときの実基準値について説明する。外気温度がT1,T2のいずれの場合でも各タイヤに必要とされる空気圧は、基準値P0である。式(A)をPについて解くと、次式(B)のようになる。
P=n・R/V・T・・・(B)
ここで、気体定数R、および体積Vは、それぞれ一定であることから、R/Vを定数Aに置き換えると、式(B)は、次式(C)のように表すことができる。
P=nAT・・・(C)
すなわち、タイヤの空気圧Pは、気体の物質量nと温度Tに比例するということである。この式(C)から、外気温度がT1,T2の場合において、タイヤ温度がT3とされるときの実基準値P1,P2は、P1>P2という関係になる。このように、タイヤが十分に冷えた状態の温度である外気温度が変化すると、同じタイヤ温度であっても実基準値は異なる。
制御装置32は、受信機31を通じて受信された無線信号に含まれる識別情報と自身の記憶装置33に記憶された識別情報との比較を通じて、当該無線信号に含まれる空気圧情報が自車両のタイヤ13のものであるかどうかを判定する。また、制御装置32は、当該空気圧情報に基づき各タイヤ13の空気圧の異常の有無を判定する。すなわち、制御装置32は、先の実基準値を算出したとき、この実基準値に基づきタイヤ空気圧が正常か異常かの判定基準となる空気圧判定閾値を演算し、これを当該記憶装置33に格納する。本例では、空気圧判定閾値は、実基準値の80%の値とされる。そして制御装置32は、受信される無線信号に含まれる空気圧情報と記憶装置33に記憶された空気圧判定閾値との比較を通じて、タイヤ空気圧が正常か否かを判定する。制御装置32は、いずれかのタイヤ13の空気圧に異常が検出された場合には、その旨警告するべく表示制御信号を生成する。表示装置17は、制御装置32において生成される表示制御信号に従い、いずれかのタイヤに異常が発生した旨の警告表示を行う。
また、制御装置32は、走行距離センサ37を通じて計測された車両の走行距離、および受信した実際の空気圧値、ならびに算出した実基準値をメーター内ディスプレイ35に表示する。このメーター内ディスプレイ35に表示される実際の空気圧値は、4つのタイヤ13の空気圧値のうち、最も低い値を示すものとされる。これは、空気圧が減少している場合に、このことをユーザに認識させやすいためである。また、同じくメーター内ディスプレイ35に表示される実基準値は、4つのタイヤ13の実基準値のうち、最も高い値を示すものとされる。ユーザが、この最も高い実基準値に合わせて空気圧を調整すれば、4つのタイヤ全てにおいて実基準値を上回る空気圧で調整することができるためである。
メーター内ディスプレイ35の表示内容は、その近傍、本例では、メーター内ディスプレイ35の右側に突設されているトリップスイッチ38を操作することによって、切り替えられる。本例では、走行距離、実際の空気圧値、実基準値の順で切り替わる。
さらに、制御装置32は、メーターの一部である燃料計39の示す値を基に燃料が補給されたか否かを判断する判定部40を備えてなる。判定部40は、例えば、車両の走行用の駆動源がエンジン(内燃機関)である場合には、その燃料であるガソリンが増加したことをもって燃料が補給されたことを判断する。制御装置32は、判定部40が燃料を補給した旨判定した場合には、メーター内ディスプレイ35の表示を先の実基準値の表示に切り替える。
<メーター内インジケータの表示処理>
さて、このように構成されたタイヤ空気圧監視システム11において、各センサユニット14は、自身が搭載されるタイヤの温度及び空気圧を検出するとともに、その検出した温度情報、空気圧情報、及び自身に固有の識別情報(IDコード)を含む無線信号を定められた周期(ここでは、15秒)で送信する。無線信号は、受信機31により受信される。
制御装置32は、受信機31により受信された無線信号に含まれる識別情報と、テーブルデータ34とを比較して受信した無線信号が自車両のタイヤ13に対応するものかどうかを判定する。次に、制御装置32は、各タイヤ13の温度情報から、タイヤ毎に実基準値及び空気圧判定閾値を算出する。そして、タイヤ毎に実際のタイヤ空気圧と空気圧判定閾値とを比較する。制御装置32は、いずれかのタイヤ空気圧が空気圧判定閾値を下回る場合には、図1に示されるように、表示装置17を通じてその旨報知する。
また、制御装置32は、4つのタイヤ空気圧のうちから、メーター内ディスプレイ35に表示させるタイヤ空気圧を選択する。ここで選択されるタイヤ空気圧は、4つのタイヤ空気圧のうち最も低い値を示すものである。同様に制御装置32は、4つの実基準値のうちから、メーター内ディスプレイ35に表示させる実基準値を選択する。ここで選択されるタイヤ空気圧は、4つの実基準値のうち最も高い値を示すものである。
制御装置32は、これら選択されたタイヤ空気圧、実基準値、及び走行距離センサ37を通じて取得した車両の走行距離を、トリップスイッチ38の操作に応じてメーター内ディスプレイ35に表示させる。このため、ユーザは、トリップスイッチ38の操作を通じてメーター内ディスプレイ35の表示を切り替えることにより、現在最も低い値を示すタイヤ空気圧及び最も高い値を示す実基準値を確認することができる。実基準値を視認したユーザが、実基準値に合わせて各タイヤ13の空気圧を調整することにより、タイヤが冷えた場合にも、適正な空気圧を維持することができる。これは、実基準値が、タイヤが冷えた場合の温度である外気温度の目標空気圧を基準にして定められているからである。
また、制御装置32は、判定部40において燃料が補給された旨判定した場合には、メーター内ディスプレイ35の表示を先の実基準値の表示に切り替える。この構成により、ユーザは、ガソリンスタンドで燃料を補給したときに、実基準値を視認しやすくなる。通常、ガソリンスタンドには、タイヤの空気圧を調整できる調整機器が設置されているので、ユーザは、当該調整機器を使用して各タイヤ13の空気圧を適正値に調整することができる。
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
(1)タイヤ温度に対応した実基準値をメーター内ディスプレイ35に表示させるようにした。ユーザは、このメーター内ディスプレイ35の視認を通じて、タイヤ温度が下がった場合でも、空気圧が適正値に維持される実基準値を知ることができるので、空気圧調整が容易となる。
(2)監視装置16に外気温度センサ36を設けた。これにより、タイヤが十分冷えた状態の温度である外気温度を測定することができる。従って、この温度を基に算出される実基準値は正確な値となる。
(3)実基準値を、メーター内ディスプレイ35に表示させるようにした。これにより、ドライバは、実基準値を確認しやすく、また、車両12に別途表示装置を設ける必要がない。
(4)燃料(ガソリン)の補給を判定する判定部40を設けた。そして、制御装置32は、判定部40を通じてガソリンが補給されている旨判断される場合には、メーター内ディスプレイ35の表示を先の実基準値の表示に切り替えるようにした。この構成により、ユーザは、ガソリンスタンドで燃料を補給したときに、実基準値を視認しやすくなる。通常、ガソリンスタンドには、タイヤの空気圧を調整できる調整機器が設置されているので、ユーザは、各タイヤ13の空気圧を適正値に調整することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、実基準値は、メーター内ディスプレイ35に表示されるとしたが、他の表示方法であってもよい。例えば、ナビゲーションのディスプレイ、あるいは外気温度等を表示するインジケータ等であればよい。このようにしても、ユーザは、実基準値を認識することができる。そして、実基準値にタイヤ空気圧を調整することができる。
・上記実施形態において、外気温度センサは設けなくてもよい。この場合は、センサユニット14の温度センサ21で測定される温度情報を基にタイヤが十分冷えた状態の温度(基準温度)を算出する。例えば、車両12に装着されているタイヤ温度のうち最低のタイヤ温度、あるいは過去一定期間における最低のタイヤ温度等を基準温度としてもよい。このようにした場合であっても、ユーザはメーター内ディスプレイ35を通じて実基準値を認識することができる。そして、その実基準値にタイヤ空気圧を調整することができる。
・上記実施形態において、燃料の補給を検出する補給検出部として燃料計39の示す値を基にこれを判定する判定部40を設けたが、他の方法で燃料の補給を検出してもよい。例えば、給油口のリッドの開閉を検出する検出部を設ける。そして、この検出部を通じてリッドが開いていると判断される場合に、メーター内ディスプレイ35の表示を実基準値に切り替える。このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
・上記実施形態では、車両12がガソリンを燃料とする内燃機関車両について説明したが、これが電力を燃料とする電気自動車である場合には、判定部40は、電池電圧の値等で燃料の補給を判断してもよい。このように構成しても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
・上記実施形態では、4本のタイヤのうち実基準値が最も高いものをメーター内ディスプレイ35に表示させるとしたが、タイヤ毎に表示させるようにしてもよい。また、実際の空気圧については、4本のタイヤのうち最低のものを表示させるとしたが、タイヤ毎に表示させるようにしてもよい。
・上記実施形態では、空気圧判定閾値は、実基準値の80%としたが、この値に限るものではない。例えば、冷間空気圧の80%等であってもよい。このようにした場合でも上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
・上記実施形態では、メーター内ディスプレイ35に実基準値が表示されている場合に同メーター内ディスプレイ35の表示を切り替えるには、トリップスイッチ38を操作する必要があったが、所定の条件が成立すれば自動的に他の表示(走行距離表示)に切り替えてもよい。例えば、実基準値の表示が所定時間経過した場合、実基準値を表示させてから車両が所定距離走行した場合等にメーター内ディスプレイ35の表示を実基準値から他の表示に切り替えてもよい。
11…タイヤ空気圧監視システム、12…車両、13…タイヤ、14…センサユニット、15…車体、16…監視装置、17…表示装置(報知手段)、21…温度センサ、22…空気圧センサ、23…送信機、24…制御回路、25…記憶装置、31…受信機、32…制御装置(制御手段)、33…記憶装置、34…テーブルデータ、35…メーター内ディスプレイ(表示装置)、36…外気温度センサ、37…走行距離センサ、38…トリップスイッチ、39…燃料計、40…判定部。

Claims (4)

  1. 車両の各タイヤに設けられてその温度情報、および空気圧情報、並びに自身に固有の識別情報を含む無線信号を定期的に送信するセンサユニットと、
    車両に設けられて、前記センサユニットから送信される前記無線信号を受信する受信機と、
    同じく車両に設けられて、前記受信機において受信される前記無線信号に含まれる前記温度情報を使用して、そのタイヤの温度に適した空気圧である実基準値を算出するとともに、その実基準値を使用してタイヤ空気圧の低下の有無の所定基準となる閾値を算出する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記実基準値を車両に設けられる表示手段を通じて表示させ、さらに、前記空気圧情報が前記閾値を下回るか否かを判断するとともに、下回る場合にはその旨を報知手段を通じて報知するタイヤ空気圧監視システム。
  2. 請求項1に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、
    前記車両は、外気温度を測定する外気温度センサを備え、
    前記制御手段は、前記温度情報に代えて前記外気温度センサを通じて測定される外気温度を基準として前記実基準値を算出するタイヤ空気圧監視システム。
  3. 請求項1又は2に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、
    前記表示手段は、車両のメーター内ディスプレイであるタイヤ空気圧監視システム。
  4. 請求項1〜3のうちいずれか一項に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、
    前記車両は、燃料が補給される状態を検出する補給検出部を備え、
    前記制御手段は、前記補給検出部を介して燃料が補給される状態と判断される場合には、前記表示手段に実基準値を表示させるタイヤ空気圧監視システム。
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