JP6234912B2 - タイヤ状態検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、センサユニットを車輪に備えたタイヤ状態検出装置に関する。

車両においては、タイヤの空気圧が不足した状態で走行が行われると、燃費や制動力の低下を招くおそれがある。このため、車両には、タイヤ空気圧監視システムが設けられ、このタイヤ空気圧監視システムによってタイヤの空気圧を監視している（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のタイヤ空気圧監視システムでは、タイヤの空気圧を監視して、タイヤの空気圧が過剰に低下した場合には、運転者にそのことを認識させる。

特開２００６−２９８２９２号公報

ところで、タイヤの空気圧が不足している場合だけではなく、タイヤが季節に適したタイヤではない場合にも車両の燃費や、制動力は低下する。このため、季節に適したタイヤが車両に装着されているか否かを判定することが望まれている。

本発明の目的は、季節に適したタイヤが車両に装着されているか否かを判定することができるタイヤ状態検出装置を提供することにある。

上記課題を解決するタイヤ状態検出装置は、ホイールに装着されたタイヤが冬タイヤか夏タイヤかを示すタイヤ識別情報を記憶部に記憶したセンサユニットを車両の各車輪に備え、前記タイヤが季節に適しているか否かを判定するとともに、前記タイヤが季節に適していないと判定された場合、報知部に報知を行わせるタイヤ状態検出装置であって、タイヤ内の温度、又は、気温を検出する温度センサと、前記温度センサによって検出される気温が、路面が凍結する環境下での気温である冬用閾値以下のときに前記タイヤ識別情報が夏タイヤの場合、及び、前記温度センサによって検出される気温が、路面が凍結しない環境下での温度である夏用閾値以上のときに前記タイヤ識別情報が冬タイヤの場合の少なくともいずれか一方の場合に、前記タイヤが季節に適していないと判定する判定部とを備えている。

これによれば、気温が冬用閾値以下の場合にも関わらず夏タイヤが車両に装着されていたり、気温が夏用閾値以上の場合にも関わらず冬タイヤが車両に装着されていると、車両に装着されているタイヤが季節に適していないと判定される。タイヤが季節に適していない場合には、報知部によって運転者への報知が行われ、季節に適したタイヤへの交換を促すことができる。このため、季節に適していないタイヤでの走行を抑止して、燃費の低下の低下などを抑制することができる。

上記タイヤ状態検出装置について、前記判定部は、前記センサユニットに設けられた前記温度センサである車輪側温度センサによって検出される前記タイヤ内の温度と前記記憶部に記憶されたタイヤ識別情報から前記タイヤが季節に適しているか否かの判定を行うことが好ましい。

これによれば、車輪に設けられたセンサユニットでタイヤが季節に適しているか否かの判定を行うことができる。
上記タイヤ状態検出装置について、前記センサユニットは、車体に搭載された受信機に前記タイヤ識別情報を示すデータを含んだ送信信号を送信する送信部を備え、前記判定部は、車体に設けられた前記温度センサである車体側温度センサによって検出される気温と前記送信信号に含まれる前記タイヤ識別情報から前記タイヤが季節に適しているか否かの判定を行うことが好ましい。

これによれば、車体側温度センサで検出される気温は、車両の走行状況に応じて変化しにくいため、タイヤが季節に適しているか否かの判定を適切に行うことができる。

本発明によれば、季節に適したタイヤが車両に装着されているか否かを判定することができる。

タイヤ状態監視装置が搭載された車両を示す概略構成図。 タイヤ状態検出装置の構成を示すブロック図。 送信信号に含まれるデータを示す図。 変形例の送信信号に含まれるデータを示す図。 変形例の送信信号に含まれるデータを示す図。

以下、タイヤ状態検出装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、タイヤ状態監視装置１０は、車両１１の４つの車輪１２にそれぞれ取り付けられたセンサユニット２０と、車両１１の車体に設置された受信機４０とを備えている。各車輪１２は、ホイール１３と、このホイール１３に装着されるタイヤ１４とを有している。

センサユニット２０は、タイヤ１４の内部空間に配置されるように取り付けられている。各センサユニット２０は、対応するタイヤ１４の状態（タイヤ１４の空気圧）等を検出して、検出されたタイヤ１４の状態を示すデータを含む信号を無線送信する。

図２に示すように、各センサユニット２０は、圧力センサ２１、車輪側温度センサ２２（図中温度センサ）、加速度センサ２３、コントローラ２４、送信回路２５、送信アンテナ２６及びバッテリ２７を備えている。センサユニット２０は、バッテリ２７の電力供給によって動作する。コントローラ２４はセンサユニット２０の動作を統括的に制御する。圧力センサ２１は、対応するタイヤ１４内の圧力（タイヤ１４の空気圧）を検出して、その検出によって得られたタイヤ１４の空気圧データをコントローラ２４に出力する。車輪側温度センサ２２は、対応するタイヤ１４内の温度（タイヤ内の気温）を検出して、その検出によって得られたタイヤ１４内の温度データをコントローラ２４に出力する。加速度センサ２３は、車輪１２と一体となって回転して自身に作用する加速度を検出して、検出した加速度をコントローラ２４に出力する。

コントローラ２４は、ＣＰＵ２４ａ、記憶部２４ｂ（ＲＡＭやＲＯＭ等）、及び、タイマを含むマイクロコンピュータ等よりなり、記憶部２４ｂには各センサユニット２０に固有の識別情報であるＩＤコードが登録されている。このＩＤコードは、各センサユニット２０を受信機４０において識別するために使用される情報である。また、記憶部２４ｂには、タイヤ１４が冬タイヤか夏タイヤかを示すタイヤ識別情報が記憶されている。冬タイヤは、スタッドレスタイヤであり、夏タイヤはノーマルタイヤである。したがって、冬タイヤとは、季節が冬の場合にのみ用いられるタイヤを示すわけではなく、路面が凍結する環境下において使用されるタイヤを便宜的に示したものである。同様に、夏タイヤとは、季節が夏の場合にのみ用いられるタイヤを示すわけではなく、路面が凍結しない環境下において使用されるタイヤを便宜的に示したものである。したがって、本実施形態でいう、「冬」とは、路面が凍結する環境を指し、「夏」とは路面が凍結しない環境を指すといえる。

更に、記憶部２４ｂには、季節が冬か夏かを、言い換えれば、路面が凍結する環境下か否かを温度センサとしての車輪側温度センサ２２で検出される温度によって判定するための冬用閾値と夏用閾値が記憶されている。冬用閾値は、路面が凍結するおそれがある温度（例えば、０度）に設定される。夏用閾値は、路面が凍結しないとみなせる温度（例えば、３０度）に設定されている。本実施形態において、コントローラ２４は、車輪側温度センサ２２によって検出されるタイヤ１４内の温度が冬用閾値以下であれば、季節は「冬」、すなわち、路面が凍結する環境であると判定する。一方、コントローラ２４は、車輪側温度センサ２２によって検出されるタイヤ１４内の温度が夏用閾値以上であれば、季節は「夏」、すなわち、路面が凍結しない環境であると判定する。

コントローラ２４は、加速度センサ２３から入力された加速度から、車両１１が走行しているか、停止しているかを判定し、車両１１の停止後、予め定められた停止時間が経過した後にタイヤ１４が季節に適しているか否かの判定を行っている。詳細にいえば、車両１１の走行に伴い、加速度センサ２３に作用する遠心加速度が大きくなるため、加速度センサ２３の公差などを考慮して、車両１１が停止しているときに加速度センサ２３によって検出される加速度よりも高い値を走行判定用閾値として設定し、加速度が走行判定用閾値を超えたときに車両１１が走行していると判定している。そして、加速度センサ２３によって検出される加速度が走行判定用閾値を超えない時間が予め定められた停止時間を超えると、コントローラ２４はタイヤ１４が季節に適しているか否かの判定を行う。

車両１１が走行しているときには、タイヤ１４と路面との摩擦熱などによってタイヤ１４内の温度が上昇し、外気温に比べてタイヤ１４内の温度のほうが高くなる。このため、車両１１が停止して摩擦熱によって上昇したタイヤ１４内の温度が外気と熱交換された後にタイヤ１４が季節に適しているか否かの判定を行う。したがって、予め定められた停止時間としては、車両１１の走行に伴い上昇したタイヤ１４内の温度が、タイヤ１４を介した外気との熱交換によってタイヤ１４が季節に適しているか否かの判定を行ううえで差し支えない程度の温度まで低下するのに要する時間が設定される。

コントローラ２４は、車輪側温度センサ２２によって検出される温度が冬用閾値以下のときに、記憶部２４ｂに記憶されたタイヤ識別情報が夏タイヤを示している場合には、路面が凍結する環境下において、ノーマルタイヤが車両１１に装着されているとみなして、現在車両１１に装着されているタイヤ１４が季節に適していないと判定する。

コントローラ２４は、車輪側温度センサ２２によって検出される温度が夏用閾値以上のときに、記憶部２４ｂに記憶されたタイヤ識別情報が冬タイヤを示している場合には、路面が凍結しない環境下において、スタッドレスタイヤが車両１１に装着されているとみなして、現在車両１１に装着されているタイヤ１４が季節に適していないと判定する。

コントローラ２４は、車輪側温度センサ２２によって検出される温度が冬用閾値より大きく、夏用閾値より小さい場合、タイヤ１４が季節に適しているか否かの判定を行わない。本実施形態では、コントローラ２４が判定部となり、タイヤ１４が季節に適しているか否かを車輪側温度センサ２２によって検出したタイヤ１４内の温度から判定している。このため、センサユニット２０がタイヤ状態検出装置となる。

コントローラ２４は、タイヤ１４が季節に適しているか否かの判定を行った結果、車両１１に装着されているタイヤ１４が季節に適していない場合、ＩＤコード、タイヤ１４の空気圧データ、及び、タイヤ交換フラグを送信回路２５に出力する。送信部としての送信回路２５は、コントローラ２４からのデータを変調して送信信号を生成し、送信信号を送信アンテナ２６から無線送信する。

図３に示すように、送信信号には、ＩＤコードのデータ、タイヤ１４の空気圧データ、タイヤ交換フラグ、車両１１の状態を示すステータス、ＣＲＣなどの誤り訂正のための符号が含まれている。

また、コントローラ２４は、車両１１の走行中、及び、停止中にも定期的に送信回路２５から送信信号を送信させている。この定期的に送信される送信信号、及び、コントローラ２４が車両１１に装着されているタイヤ１４が季節に適していると判断した場合に送信される送信信号には、タイヤ交換フラグが含まれない。

図１に示すように、受信機４０は、受信コントローラ４１と、受信回路４２と、受信アンテナ４３とを備えている。受信機４０の受信コントローラ４１には、表示器４４、警報器４５、及び、温度センサとしての車体側温度センサ４６（図中温度センサ）が接続されている。受信コントローラ４１はＣＰＵ４１ａ及び受信側記憶部４１ｂ（ＲＯＭやＲＡＭ等）を含むマイクロコンピュータ等よりなり、受信側記憶部４１ｂには受信機４０の動作を統括的に制御するプログラムが記憶されている。受信回路４２は、各センサユニット２０から受信アンテナ４３を通じて受信された送信信号を復調して、受信コントローラ４１に送る。

受信コントローラ４１は、受信回路４２からの送信信号に基づき、送信元のセンサユニット２０に対応するタイヤ１４の状態（タイヤ１４の空気圧）を把握する。受信コントローラ４１は、タイヤ１４の空気圧に関する情報等を表示器４４に表示させる。また、受信コントローラ４１は、受信した送信信号にタイヤ交換フラグが含まれている場合には、表示器４４にタイヤ１４の交換を促す表示を行う。

受信コントローラ４１はさらに、タイヤ１４の空気圧の異常や、タイヤ１４が季節に適していないことを警報器（報知器）４５にて運転者に報知させる。警報器４５としては、例えば、異常を光の点灯や点滅によって報知する装置や、異常を音によって報知する装置が適用される。したがって、タイヤ１４が季節に適していないことを運転者に報知する表示器４４及び警報器４５が、報知部となる。

次に、本実施形態のタイヤ状態検出装置の作用について説明する。
コントローラ２４は、路面が凍結する環境下にノーマルタイヤが車両１１に装着されている場合や、路面が凍結しない環境下にスタッドレスタイヤが車両１１に装着されている場合、タイヤ１４が季節に適していないと判定している。コントローラ２４が判定した判定結果は、タイヤ交換フラグとして受信機４０に送信され、これにより表示器４４及び警報器４５にて季節に適したタイヤ１４への交換を促す報知が行われる。運転者は、タイヤ１４が季節に適していないことを報知によって認識すると、季節に適したタイヤ１４への交換を行う。

したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）センサユニット２０は、タイヤ１４が季節に適しているか否かを判定し、季節に適していないタイヤ１４が車両１１に装着されている場合には、表示器４４及び警報器４５にその旨の報知を行わせる。このため、運転者が季節に適したタイヤ１４への交換を行うことで、季節に適していないタイヤ１４が装着されていることによる燃費の低下や、制動力の低下を抑制することができる。また、路面が凍結しない環境下においてスタッドレスタイヤが使用されることによるスタッドレスタイヤの摩耗を抑制することができる。スタッドレスタイヤは、ノーマルタイヤよりも高額であるため、スタッドレスタイヤを使用しなくてもよい環境では、ノーマルタイヤを使用することで、運転者の経済負担を軽減させることができる。

（２）タイヤ１４が季節に適しているか否かの判定が、センサユニット２０のみで行えるようにしている。このため、受信機４０でタイヤ１４が季節に適しているか否かの判定を行う必要がない。

（３）車両１１が停止してから予め定められた停止時間が経過したあとにタイヤ１４が季節に適しているか否かの判定を行っている。このため、車両１１の走行に伴いタイヤ１４内の温度が上昇していた状況で判定を行わず、タイヤ１４を介した外気との熱交換によってタイヤ１４内の温度が低下した状況で判定を行う。よって、タイヤ１４が季節に適しているか否かの判定を精度良く行うことができる。

（４）車両１１外の外部機器との通信を行うことなく、車両１１に設けられたタイヤ状態監視装置１０のみでタイヤ１４が季節に適しているか否かの判定を行うことができる。したがって、外部機器と通信を行うための通信機器などを車両１１に設けることなく、タイヤ１４が季節に適しているか否かの判定を行うことができる。

なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
・実施形態では、車輪１２に設けられたセンサユニット２０のコントローラ２４によってタイヤ１４が季節に適しているか否かの判定を行っているが、車体に設けた受信機４０の受信コントローラ４１によってタイヤ１４が季節に適しているか否かの判定を行ってもよい。図４に示すように、コントローラ２４は、タイヤ交換フラグに換えて、タイヤ１４が夏タイヤか冬タイヤかを示すタイヤ識別情報を含んだ送信信号を送信回路２５から送信させてもよい。この場合、受信コントローラ４１は、送信信号に含まれるタイヤ識別情報から、車両１１に装着されているタイヤ１４が冬タイヤか、夏タイヤかを認識する。そして、受信コントローラ４１は、車体側温度センサ４６によって検出される気温が冬用閾値以下のときに、車両１１に夏タイヤが装着されている場合には、路面が凍結する環境下において、ノーマルタイヤが車両１１に装着されているとみなして、現在車両１１に装着されているタイヤ１４が季節に適していないと判定する。また、受信コントローラ４１は、車体側温度センサ４６によって検出される気温が夏用閾値以上のときに、車両１１に冬タイヤが装着されている場合には、路面が凍結しない環境下において、スタッドレスタイヤが車両１１に装着されているとみなして、現在車両１１に装着されているタイヤ１４が季節に適していないと判定する。冬用閾値及び夏用閾値は、実施形態と同一の値に設定されており、受信コントローラ４１の受信側記憶部４１ｂに記憶されている。この場合、センサユニット２０及び受信機４０がタイヤ状態検出装置となる。

一般に、車両１１は空調などに用いるための車体側温度センサ４６を複数備えている。車体側温度センサ４６によって検出される気温は、車両１１の走行状況に応じて変化しにくい。特に、外気温を検出する車体側温度センサ４６によって検出される気温によってタイヤ１４が季節に適しているか否かを判定することで、タイヤ１４が季節に適しているか否かを適切に判定することができる。

・図５に示すように、コントローラ２４は、タイヤ識別情報に加えて、車輪側温度センサ２２によって検出したタイヤ１４内の温度を示すデータを送信信号に含ませて送信回路２５から送信させてもよい。受信コントローラ４１は、送信信号に含まれるタイヤ１４内の温度とタイヤ識別情報から、タイヤ１４が季節に適しているか否かの判定を行う。

・温度センサによって検出される気温が冬用閾値以下のときに、タイヤ１４がノーマルタイヤの場合にのみ運転者に対して報知を行ってもよい。また、温度センサによって検出される気温が夏用閾値以上のときに、タイヤ１４がスタッドレスタイヤの場合にのみ運転者に対して報知を行ってもよい。すなわち、記憶部には、冬用閾値及び夏用閾値のいずれか一方のみが記憶されていてもよい。

・車両１１の走行中などにタイヤ１４が季節に適しているか否かの判定を行ってもよい。この場合、タイヤ１４内の温度がタイヤ１４の走行に伴い上昇するため、これを考慮して冬用閾値及び夏用閾値を定める。

・車両１１の走行開始前、すなわち、タイヤ１４内の温度が走行に伴い上昇する前にタイヤ１４が季節に適しているか否かの判定を行ってもよい。例えば、加速度センサ２３によって検出される加速度が走行判定用閾値を超えて間もないときや、イグニッションスイッチのオンを検出してタイヤ１４が季節に適しているか否かの判定を行ってもよい。

・タイヤ１４に貼り付けられるセンサユニット２０の場合、記憶部２４ｂに記憶されたタイヤ識別情報は書き換えられなくてもよい。ホイール１３に取り付けるセンサユニット２０の場合、ホイール１３に装着されるタイヤ１４に応じて記憶部２４ｂに記憶されるタイヤ識別情報をトリガ装置などで書き換えられるようにしてもよい。

・報知部は、表示器４４及び警報器４５のうちの一方でもよく、タイヤ１４が季節に適していない場合、いずれかが報知を行えばよい。

１１…車両、１２…車輪、１３…ホイール、１４…タイヤ、２０…センサユニット、２２…車輪側温度センサ、２４…コントローラ、２４ｂ…記憶部、２５…送信回路、４０…受信機、４１…受信コントローラ、４４…表示器、４５…警報器。

Claims (3)

1. ホイールに装着されたタイヤが冬タイヤか夏タイヤかを示すタイヤ識別情報を記憶部に記憶したセンサユニットを車両の各車輪に備え、前記タイヤが季節に適しているか否かを判定するとともに、前記タイヤが季節に適していないと判定された場合、報知部に報知を行わせるタイヤ状態検出装置であって、
   タイヤ内の温度、又は、気温を検出する温度センサと、
   前記温度センサによって検出される気温が、路面が凍結する環境下での気温である冬用閾値以下のときに前記タイヤ識別情報が夏タイヤの場合、及び、前記温度センサによって検出される気温が、路面が凍結しない環境下での温度である夏用閾値以上のときに前記タイヤ識別情報が冬タイヤの場合の少なくともいずれか一方の場合に、前記タイヤが季節に適していないと判定する判定部とを備えたタイヤ状態検出装置。
2. 前記判定部は、前記センサユニットに設けられた前記温度センサである車輪側温度センサによって検出される前記タイヤ内の温度と前記記憶部に記憶されたタイヤ識別情報から前記タイヤが季節に適しているか否かの判定を行う請求項１に記載のタイヤ状態検出装置。
3. 前記センサユニットは、車体に搭載された受信機に前記タイヤ識別情報を示すデータを含んだ送信信号を送信する送信部を備え、
   前記判定部は、車体に設けられた前記温度センサである車体側温度センサによって検出される気温と前記送信信号に含まれる前記タイヤ識別情報から前記タイヤが季節に適しているか否かの判定を行う請求項１に記載のタイヤ状態検出装置。