(57)【要約】  【課題】  センサの設置コストを増大させることなく、タイヤ空気圧の異常を検知することができるタイヤ空気圧異常検知システム及び方法を提供する。  【解決手段】  タイヤを有する車両のタイヤの接地面の形状を検出する接地面形状検出手段と、検出したタイヤの接地面の形状に基づいて、タイヤの空気圧が異常であるか否かを判断する判断手段と、該判断手段でタイヤの空気圧が異常であると判断した場合、警告信号を外部へ送信する警告信号送信手段とを備える。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを有する車両のタイヤの接地面の形状を検出する接地面形状検出手段と、
検出したタイヤの接地面の形状に基づいて、タイヤの空気圧が異常であるか否かを判断する判断手段と、
該判断手段でタイヤの空気圧が異常であると判断した場合、警告信号を外部へ送信する警告信号送信手段と
を備えることを特徴とするタイヤ空気圧異常検知システム。
【請求項２】
タイヤの接地面の画像パターンを、空気圧に対応付けて記憶してある記憶手段を備え、
前記判断手段は、検出したタイヤの接地面の形状を、前記記憶手段に記憶してある画像パターンと照合してタイヤの空気圧を求め、求めたタイヤの空気圧が所定の閾値より小さいか否かに応じて異常であるか否かを判断すべくなしてあることを特徴とする請求項１記載のタイヤ空気圧異常検知システム。
【請求項３】
求めた前記タイヤの空気圧を、車両の総重量に応じて補正する補正手段を備えることを特徴とする請求項２記載のタイヤ空気圧異常検知システム。
【請求項４】
前記接地面形状検出手段は、車両の下方から上方を望む画像撮影手段を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のタイヤ空気圧異常検知システム。
【請求項５】
前記接地面形状検出手段は、車両の総重量による圧力を検知する圧力検知手段を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のタイヤ空気圧異常検知システム。
【請求項６】
タイヤを有する車両のタイヤの接地面の形状を検出し、
検出したタイヤの接地面の形状に基づいて、タイヤの空気圧が異常であるか否かを判断し、
タイヤの空気圧が異常であると判断した場合、警告信号を外部へ送信することを特徴とするタイヤ空気圧異常検知方法。
【請求項７】
タイヤの接地面の画像パターンを、空気圧に対応付けて記憶しておき、
検出したタイヤの接地面の形状を、記憶してある画像パターンと照合してタイヤの空気圧を求め、求めたタイヤの空気圧が所定の閾値より小さいか否かに応じて異常であるか否かを判断することを特徴とする請求項６記載のタイヤ空気圧異常検知方法。
【請求項８】
求めた前記タイヤの空気圧を、車両の総重量に応じて補正することを特徴とする請求項７記載のタイヤ空気圧異常検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のタイヤの路面への接地状態を検出し、該接地状態に基づいてタイヤの空気圧が正常であるか否かを判別するタイヤ空気圧異常検知システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のタイヤの空気圧は、載荷状態、走行距離等に応じて徐々に減少する。空気圧が所定の圧力以下まで減少した場合、特に高速走行時においてはタイヤがバーストする可能性が高まり危険である。したがって、タイヤの空気圧の確認及び調整は、走行開始前の始業点検における重要な確認項目の一つである。
【０００３】
しかし、業務用車両でない場合、始業点検を走行開始前に毎回行うことは稀であり、タイヤの空気圧を常時適正範囲内に維持することは困難である。また、業務用車両であってもトレーラー、大型バスのように多軸、ダブルタイヤ等、始業点検におけるタイヤそれぞれについての空気圧確認作業が面倒である車種も多く、簡便にかつ確実にタイヤの空気圧を検知することが可能な技術の開発が強く望まれている。
【０００４】
斯かる要望に応えるべく、例えば特許文献１では、ＡＢＳに用いられる車輪速センサで取得するタイヤ回転数を４輪それぞれについて取得し、タイヤ回転数の相違に基づいてタイヤ回転半径の減少を検出し、タイヤ空気圧の低下量を求める車両の減圧タイヤの検出方法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、ホイールリム部の内側に、固着されたタイヤ空気圧を検出する検圧素子を設け、検圧素子で検出したタイヤ空気圧を、送信機を用いて車室内の受信機に送信する空気圧警報装置が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、赤外線センサにより各タイヤの表面温度を検出し、表面温度を相互に比較することで、タイヤ空気圧の異常低下による異常発熱を検知するタイヤパンク検知装置が開示されている。
【特許文献１】特公平５−５５３２２号公報
【特許文献２】特開平１１−３２１２５４号公報
【特許文献３】特公平１−４０９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、例えば特許文献１に開示されている技術では、ＡＢＳに用いられる車輪速センサを流用することはできるが、大型トレーラーのように車軸が多い場合、大型バスのように１つの車軸に複数のタイヤが装着されている場合等は、タイヤ回転数を比較するだけで単純にタイヤ空気圧の低下量を特定することが困難になる。
【０００８】
さらに、特許文献２に開示されている技術では、各タイヤにタイヤ空気圧を検出する検圧素子、及び検出した圧力値を送信する送信機を備える必要があり、設置コストが増大するという問題点があった。
【０００９】
また、特許文献３に開示されている技術では、赤外線センサを各タイヤに装着する必要があり、設置コストが増大するという問題点があった。特に、大型トレーラーのように車軸が多い場合、又は大型バスのように１つの車軸に複数のタイヤが装着されている場合等は、これら設置コストは無視できる範囲にない。
【００１０】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、センサの設置コストを増大させることなく、タイヤ空気圧の異常を検知することができるタイヤ空気圧異常検知システム及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために第１発明に係るタイヤ空気圧異常検知システムは、タイヤを有する車両のタイヤの接地面の形状を検出する接地面形状検出手段と、検出したタイヤの接地面の形状に基づいて、タイヤの空気圧が異常であるか否かを判断する判断手段と、該判断手段でタイヤの空気圧が異常であると判断した場合、警告信号を外部へ送信する警告信号送信手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第２発明に係るタイヤ空気圧異常検知システムは、第１発明において、タイヤの接地面の画像パターンを、空気圧に対応付けて記憶してある記憶手段を備え、前記判断手段は、検出したタイヤの接地面の形状を、前記記憶手段に記憶してある画像パターンと照合してタイヤの空気圧を求め、求めたタイヤの空気圧が所定の閾値より小さいか否かに応じて異常であるか否かを判断すべくなしてあることを特徴とする。
【００１３】
また、第３発明に係るタイヤ空気圧異常検知システムは、第２発明において、求めた前記タイヤの空気圧を、車両の総重量に応じて補正する補正手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、第４発明に係るタイヤ空気圧異常検知システムは、第１乃至第３発明のいずれかにおいて、前記接地面形状検出手段は、車両の下方から上方を望む画像撮影手段を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、第５発明に係るタイヤ空気圧異常検知システムは、第１乃至第４発明のいずれかにおいて、前記接地面形状検出手段は、車両の総重量による圧力を検知する圧力検知手段を含むことを特徴とする。
【００１６】
次に、上記目的を達成するために第６発明に係るタイヤ空気圧異常検知方法は、タイヤを有する車両のタイヤの接地面の形状を検出し、検出したタイヤの接地面の形状に基づいて、タイヤの空気圧が異常であるか否かを判断し、タイヤの空気圧が異常であると判断した場合、警告信号を外部へ送信することを特徴とする。
【００１７】
また、第７発明に係るタイヤ空気圧異常検知方法は、第６発明において、タイヤの接地面の画像パターンを、空気圧に対応付けて記憶しておき、検出したタイヤの接地面の形状を、記憶してある画像パターンと照合してタイヤの空気圧を求め、求めたタイヤの空気圧が所定の閾値より小さいか否かに応じて異常であるか否かを判断することを特徴とする。
【００１８】
また、第８発明に係るタイヤ空気圧異常検知方法は、第７発明において、求めた前記タイヤの空気圧を、車両の総重量に応じて補正することを特徴とする。
【００１９】
第１及び第６の発明では、車両に装着した各タイヤの接地面の形状を検出し、検出したタイヤの接地面の形状、例えば接地面積比、接地面形状を楕円近似した場合の長軸長と短軸長との比等に基づいて、タイヤの空気圧が異常であるか否かを判断し、タイヤの空気圧が異常であると判断した場合、警告信号を外部へ送信することで異常である旨を通知する。これにより、接地面にセンサを配し、該センサによりセンサ上を通過する車両のタイヤ接地面の形状の変化に基づいてタイヤの空気圧の異常を検出できるので、センサを各タイヤ毎に装着する必要がなく、トレーラーのように車軸が多い場合、又は大型バスのように１つの車軸に複数のタイヤが装着されている場合等であっても、センサの設置コストが増大しない。
【００２０】
第２及び第７の発明では、センサにより検出したタイヤの接地面の形状を、タイヤの空気圧と対応付けて記憶してある画像パターンと照合してタイヤの空気圧を求め、求めたタイヤの空気圧が所定の閾値より小さい場合、タイヤの空気圧が異常であると判断する。これにより、センサを各タイヤ毎に装着することなく、タイヤの空気圧の変化によるタイヤ接地面の形状変化に基づいて、タイヤの空気圧を検出することができ、高い精度でタイヤの空気圧の異常を検知することが可能となる。
【００２１】
第３及び第８の発明では、求めたタイヤの空気圧を、車両の総重量に応じて補正する。これにより、車両の車体重量だけでなく、乗員数、載荷状況等に応じて、より正確なタイヤの空気圧の変化を検出することができ、タイヤに発生した異常を確実に検知することが可能となる。
【００２２】
第４の発明では、タイヤの接地面の形状は、車両の下方から上方を望む画像撮影用の撮影手段により画像として撮影される。これにより、撮影手段の撮影範囲上を車両が通過するだけでタイヤの空気圧を検出することができ、高い精度でタイヤの空気圧の異常を検知することが可能となる。
【００２３】
第５の発明では、タイヤの接地面の形状は、車両の総重量による圧力を検知する圧力検知手段により圧力分布として検出する。これにより、圧力検知可能な範囲内を車両が通過するだけでタイヤの空気圧を検出することができ、高い精度でタイヤの空気圧の異常を検知することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
第１の発明及び第６の発明によれば、接地面にセンサを配し、該センサによりセンサ上を通過する車両のタイヤ接地面の形状の変化に基づいてタイヤの空気圧の異常を検出できるので、センサを各タイヤ毎に装着する必要がなく、トレーラーのように車軸が多い場合、又は大型バスのように１つの車軸に複数のタイヤが装着されている場合等であっても、センサの設置コストが増大しない。
【００２５】
第２の発明及び第７の発明によれば、センサを各タイヤ毎に装着することなく、タイヤの空気圧の変化によるタイヤ接地面の形状変化に基づいて、タイヤの空気圧を検出することができ、高い精度でタイヤの空気圧の異常を検知することが可能となる。
【００２６】
第３の発明及び第８の発明によれば、車両の車体重量だけでなく、乗員数、載荷状況等に応じて、より正確なタイヤの空気圧の変化を検出することができ、タイヤに発生した異常を確実に検知することが可能となる。
【００２７】
第４の発明によれば、撮影手段の撮影範囲上を車両が通過するだけでタイヤの空気圧を検出することができ、高い精度でタイヤの空気圧の異常を検知することが可能となる。
【００２８】
第５の発明によれば、圧力検知可能な範囲内を車両が通過するだけでタイヤの空気圧を検出することができ、高い精度でタイヤの空気圧の異常を検知することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧異常検知システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、直線道路の路面１を、一定速度で直進する車両２のタイヤ２１、２１、・・・の接地面の形状を検出する接地面形状検出装置３を路面１に埋め込んである接地面形状検出装置３は、通信線５を介してデータを送受信することが可能であるようにコンピュータ４と接続されている。
【００３０】
接地面形状検出装置３は、車両２が接地面形状検出装置３上を通過する時点での、タイヤ２１の路面１への接地面の形状を検出する。検出したタイヤ２１の路面１への接地面の形状に関する情報は、通信線５を介してコンピュータ４へと送信される。
【００３１】
図２は、接地面形状検出装置３の設置状態を示す構成側断面図である。路面１に撮影用ビデオカメラ３１を埋設する凹部を設け、該凹部に撮影用ビデオカメラ３１を据付し、上部を透明なガラス板３２で路面１を通過する物体を撮影可能とする。車両の進行方向（図中白抜き矢印方向）に沿って、ガラス板３２の前後には、車両の通過を検知する圧力センサ３３、３４が設置されている。圧力センサ３３、３４も、通信線５を介して、コンピュータ４へデータ送信することが可能に接続されている。
【００３２】
図３は、接地面形状検出装置３の設置状態を示す平面図である。路面１に設けた撮影用ビデオカメラ３１による撮影範囲であるガラス板３２は、一方の幅が通過する車両の車幅よりも長い長方形状である。これにより、１つの車軸に装着しているタイヤにつき、略同時に空気圧を検出することが可能となる。
【００３３】
コンピュータ４は、少なくとも、ＣＰＵ（中央演算装置）４１、ＲＡＭ４２、記憶手段４３、接地面形状検出装置３又はインターネットのような外部の通信手段と接続する通信インタフェース４４、マウス、キーボード等の入力手段４５、ＬＣＤ、モニタ、スピーカ等の出力手段４６、及び上述したハードウェアを接続する内部バス４７で構成する。
【００３４】
ＣＰＵ４１は、内部バス４７を介してコンピュータ４の上述したようなハードウェア各部と接続されており、上述したハードウェア各部を制御するとともに、記憶手段４３に記憶されている処理プログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。
【００３５】
記憶手段４３は、内蔵される固定型記憶装置（ハードディスク）であるが、ＲＯＭ、又はＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体であっても良い。記憶手段４３には、タイヤの接地面の画像パターンを、二値データ又は多値データとして、空気圧に対応付けて記憶してある。なお、タイヤの接地面の画像パターンとして記憶するデータは、これらに限定されるものではなく、例えばタイヤの接地面を略楕円形状であると近似し、楕円形状の長軸短軸比を記憶しておくものであってもよい。
【００３６】
ＲＡＭ４２は、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ等で構成され、ソフトウェアの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。通信インタフェース４４は、内部バス４７に接続されており、ＬＡＮ、ＷＡＮ等の通信線５に接続されることにより、処理に必要とされるデータを送受信する。
【００３７】
入力手段４５は、内部バス４７に接続されており、例えばマウス、タブレット等のポインティングデバイスが接続されている。出力手段４６は、内部バス４７に接続されており、液晶表示装置、ＣＲＴディスプレイ等の表示デバイスに接続されている。
【００３８】
以下、上述した構成のタイヤ空気圧異常検知システムの動作について説明する。図４は、本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧異常検知システムでのコンピュータ４におけるＣＰＵ４１の処理手順のフローチャートである。
【００３９】
車両のタイヤが、圧力センサ３３に到達した場合、検出した圧力値をコンピュータ４へ送信する。ＣＰＵ４１は、圧力センサ３３からの圧力値を示す信号を受信し（ステップＳ４０１）、受信した圧力値が所定の閾値より大きいか否かを判断する（ステップＳ４０２）。ＣＰＵ４１が、受信した圧力値が所定の閾値より大きいと判断した場合（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、接地面形状検出装置３の撮影用ビデオカメラ３１に対して、撮影開始を指示する撮影開始信号を送信する（ステップＳ４０３）。
【００４０】
撮影用ビデオカメラ３１は、車両のタイヤがガラス板３２上を通過する間、タイヤ接地面の形状を撮影し、撮影した画像をＡ／Ｄ変換等することにより、画像データとして通信線５を介してコンピュータ４へ送信する。ＣＰＵ４１は、撮影用ビデオカメラ３１から送信されてきた画像データを受信し（ステップＳ４０４）、ＲＡＭ４２又は記憶手段４３に記憶する。
【００４１】
ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４２又は記憶手段４３に記憶した画像データを読出し、事前に記憶手段４３に記憶してあるタイヤの接地面の画像パターンと、フレーム毎に画像データとの近似度を算出し（ステップＳ４０５）、記憶手段４３に記憶してある画像パターンとの近似度が最も高い画像パターンを特定する（ステップＳ４０６）。
【００４２】
図５は、記憶手段４３に記憶してある画像パターンの例示図である。車両重量、１軸当たりのタイヤ数、ホイールのリム幅、タイヤ幅、及びタイヤ間距離に応じて、図５に示すように二値画像パターンを記憶してある。進行方向を特定することで、左右どちらのタイヤを上下どちらの画像パターンと照合するのか特定することができる。
【００４３】
フレーム毎の画像データと、記憶手段４３に記憶してある画像パターンとの近似度の算出方法は、様々な方法を用いることができる。例えば、画像パターンが二値データである場合、一致している画素数比で近似度を算出することができる。また、画像パターンが多値データである場合、加えて階調分布も近似度の算出に参酌することが可能である。その他、画像パターンとして、タイヤの接地面を略楕円形状であると近似し、楕円形状の長軸短軸比で記憶している場合、長軸短軸比の大小に応じて近似度を算出することが可能となる。
【００４４】
ＣＰＵ４１が、算出した近似度が最も高い画像パターンを特定できた場合、斯かる画像パターンに対応するタイヤ空気圧を算出する（ステップＳ４０７）。タイヤ空気圧は、画像パターンに記憶されているタイヤ空気圧をそのまま用いても良いし、車体重量だけでなく、乗員数、載荷重量等により変化する車両の総重量、車両速度等に応じて、適正値となるよう補正演算を行い、得られた補正値を用いてもよい。
【００４５】
ＣＰＵ４１は、算出した空気圧が所定の閾値より大きいか否かを判断し（ステップＳ４０８）、ＣＰＵ４１が、算出した空気圧が所定の閾値より小さい場合（ステップＳ４０８：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、該空気圧は異常であると判断し、特定したタイヤの空気圧及び異常である旨を示す警告信号を外部へ送信する（ステップＳ４０９）。
【００４６】
またＣＰＵ４１は、算出した空気圧が所定の閾値より大きいと判断した場合（ステップＳ４０８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、同様にして空気圧を算出した、同一の車軸上に存在する他のタイヤの空気圧との差を算出し（ステップＳ４１０）、所定の閾値より大きいか否かを判断する（ステップＳ４１１）。
【００４７】
ＣＰＵ４１が、算出した差が所定の閾値より小さいと判断した場合（ステップＳ４１１：ＮＯ）、算出した空気圧は正常であると判断し、ＣＰＵ４１は、算出したタイヤの空気圧を示す信号を外部へ送信する（ステップＳ４１２）。
【００４８】
ＣＰＵ４１が、算出した差が所定の閾値より大きいと判断した場合（ステップＳ４１１：ＹＥＳ）、小さい方の空気圧が異常であると判断し、ＣＰＵ４１は、算出したタイヤの空気圧及び異常である旨を示す警告信号を外部へ送信する（ステップＳ４０９）。
【００４９】
ＣＰＵ４１が外部へ送信する警告信号としては、例えば外部の表示装置に表示する警告メッセージ表示信号、外部の警告灯を点灯させる警告灯店頭指示信号、外部のスピーカに警告音を発生させる警告音発生信号を用いる。もちろん、これらに限定されるものではなく、タイヤの空気圧に異常が生じていることを第三者が確認できる信号であれば何でもよい。
【００５０】
車両のタイヤが、車両の進行方向に向かってガラス板を通過した側に配置した圧力センサ３４に到達した場合、圧力センサ３４は、検出した圧力値をコンピュータ４へ送信する。
【００５１】
ＣＰＵ４１は、圧力センサ３４からの圧力値を示す信号を受信し（ステップＳ４１３）、受信した圧力値が所定の閾値より大きいか否かを判断する（ステップＳ４１４）。ＣＰＵ４１が、受信した圧力値が所定の閾値より大きいと判断した場合（ステップＳ４１４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は接地面形状検出装置３の撮影用カメラ３１に対して、撮影の終了を指示する撮影終了信号を送信する（ステップＳ４１５）。
【００５２】
以上のように、本実施の形態によれば、タイヤの空気圧を検出するセンサを、各タイヤ毎に設ける必要がないことから、センサの設置コストを増大させることなく、タイヤ空気圧の異常を検知することが可能となる。
【００５３】
なお、上述した実施の形態では、車両が一定速度で直進する場合を想定してタイヤの空気圧を推定する方法を説明しているが、記憶手段４３に記憶する画像パターンを工夫することにより、加速時、減速時、回転時等においても、同様にタイヤ空気圧の異常を検知することができることは言うまでもない。
【００５４】
また、接地面形状検出装置３として、撮影用ビデオカメラ３１を用いているが、ＣＣＤカメラのような静止画像を撮影する撮影装置であってもよい。さらに、圧力検出素子を用いて、圧力分布を検出するものであっても同様の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧異常検知システムの構成を示すブロック図である。
【図２】接地面形状検出装置の設置状態を示す構成側断面図である。
【図３】接地面形状検出装置の設置状態を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るタイヤ空気圧異常検知システムでのコンピュータにおけるＣＰＵの処理手順のフローチャートである。
【図５】記憶手段に記憶してある画像パターンの例示図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  路面
２  車両
３  接地面形状検出装置
４  コンピュータ
５  通信線
２１  タイヤ
４１  ＣＰＵ
４２  ＲＡＭ
４３  記憶手段
４４  通信インタフェース
４５  入力手段
４６  出力手段
４７  内部バス
【図１】
2005255057.tif 000003
【図２】
2005255057.tif 000004
【図３】
2005255057.tif 000005
【図４】
2005255057.tif 000006
【図５】
2005255057.tif 000007