(57)【要約】【課題】車輪側から車体側に送信されるセンサ検出値の受信精度を向上させる。【解決手段】感圧センサ３６は、車両用タイヤのビード部２４とホイール２２との当接部分に設けられ、ビード部２４から受ける車軸方向の圧力を検出する。判定部は、感圧センサ３６の検出値と所定のしきい値とを比較して、タイヤ空気圧の低下を判定する。警報器は、判定部によりタイヤ空気圧が低下したと判定されたときドライバーに報知する。判定部は、操舵角に基づき車両が直進中か否かを判定し、直進中と判定したときにタイヤ空気圧の低下判定を行う。【選択図】図１
2009292443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用タイヤのビード部とホイールとの当接部分に設けられ、ビード部から受ける車軸方向の圧力を検出する感圧センサと、
前記感圧センサの検出値としきい値とを比較して、タイヤ空気圧の低下を判定する判定手段と、
前記判定手段によりタイヤ空気圧が低下したと判定されたときドライバーに報知する警報手段と、
を備えることを特徴とするタイヤ空気圧警報装置。
【請求項２】
前記判定手段および前記警報手段が車体側に設けられており、
前記感圧センサの検出値を車輪側から車体側に通信する通信手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧警報装置。
【請求項３】
前記判定手段が車輪側に設けられるとともに、前記警報手段が車体側に設けられており、
前記判定手段によりタイヤ空気圧が低下したと判定されたとき、前記警報手段を作動させる信号を車輪側から車体側に通信する通信手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧警報装置。
【請求項４】
車輪の操舵角を検出する操舵角センサをさらに備え、
前記判定手段は、前記操舵角に基づき車両が直進中か否かを判定し、直進中と判定したときに前記タイヤ空気圧の低下判定を行うことを特徴とする請求項２または３に記載のタイヤ空気圧警報装置。
【請求項５】
前記感圧センサが、ホイールにはめ込まれるバランスウェイト上に搭載されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のタイヤ空気圧警報装置。
【請求項６】
車輪側の通信手段が前記バランスウェイト上に搭載されていることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ空気圧警報装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ空気圧が低下したときに警報を発するタイヤ空気圧警報装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両を安全に走行させるためには、タイヤを含む車輪の状態を正常に保つことが必要である。したがって、タイヤの空気圧不足などの異常が車輪に発生したときには、これを速やかに検出して適切な処置を講ずる必要がある。そこで、各車輪のホイールに空気圧センサと送信機とを装着しておき、タイヤ空気圧の異常を検出する空気圧警報装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、タイヤ空気室の圧力を直接検出する空気圧センサをホイールリムに取り付け、このセンサの検出値を車体側に送信する警報装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１４０５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のようにホイールリム上に空気圧センサを取り付けると、タイヤゴム内に配置されている金属製のカーカスのために、空気圧センサから送信された信号を車体側で受信しにくい場合がある。また、ホイールのリムにタイヤを組み付ける際に、タイヤのビード部がリム上の空気圧センサと接触し、センサを損傷してしまうおそれがある。
【０００５】
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、車輪側から車体側に送信されるセンサ検出値の受信精度を向上させるタイヤ空気圧警報技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、タイヤ空気圧警報装置である。この装置は、車両用タイヤのビード部とホイールとの当接部分に設けられ、ビード部から受ける車軸方向の圧力を検出する感圧センサと、前記感圧センサの検出値としきい値とを比較して、タイヤ空気圧の低下を判定する判定手段と、前記判定手段によりタイヤ空気圧が低下したと判定されたときドライバーに報知する警報手段と、を備える。
【０００７】
この態様によると、タイヤ空気圧を直接検出する代わりに、ビード部とホイールに挟まれた位置に配置された感圧センサで検出される圧力に基づき、タイヤ空気圧の低下を判定するようにしたので、センサ検出値を送信するための送信機をタイヤの内部ではなくタイヤ外部に配置することが可能になる。
【０００８】
前記判定手段および前記警報手段が車体側に設けられており、前記感圧センサの検出値を車輪側から車体側に通信する通信手段をさらに備えてもよい。
【０００９】
前記判定手段が車輪側に設けられるとともに、前記警報手段が車体側に設けられており、前記判定手段によりタイヤ空気圧が低下したと判定されたとき、前記警報手段を作動させる信号を車輪側から車体側に通信する通信手段をさらに備えてもよい。
【００１０】
車両の操舵角を検出する操舵角センサをさらに備えてもよい。前記判定手段は、前記操舵角に基づき車両が直進中か否かを判定し、直進中と判定したときに前記タイヤ空気圧の低下判定を行う。車両の旋回中にはタイヤに横力が発生し、タイヤ空気圧による力以外の力が感圧センサに働くため、タイヤ空気圧の変化を正確に測定することができない。したがって、車両の直進中にタイヤ空気圧の判定をすることで、タイヤ空気圧の低下を正確に検知することができる。
【００１１】
前記感圧センサが、ホイールにはめ込まれるバランスウェイト上に搭載されていてもよい。あるいは、車輪側の通信手段が前記バランスウェイト上に搭載されていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のタイヤ空気圧警報装置によれば、検出したタイヤ空気圧の送信部がタイヤの外側に配置されているので車輪側から車体側に送信されるセンサ検出値の受信精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施形態は、車輪側ユニットと車体側ユニットで構成され、車輪側ユニットで検出されたタイヤ空気圧を車体側ユニットに送信し、車体側ユニットで空気圧の判定を行うタイヤ空気圧警報装置である。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ空気圧警報装置１０のうち、車輪側ユニット３０の構成および配置を示す概略図である。図１には、車輪を構成する部品のうち、タイヤ２０とホイール２２が示されている。ホイール２２は、図示しない車体とサスペンションを介して接続されている。タイヤ２０のうち、ホイール２２のリム２３と接するビード部２４は、タイヤ２０をホイール２２に固定する部分であり、タイヤ２０の全周にわたるリング状の構造をしている。タイヤ空気室２６内に空気が注入されると、ビード部２４はホイール２２のリム２３と接してタイヤ２０内を気密にする。このビード部２４には、タイヤ内の空気の圧力やホイール２２の回転などにより大きな力がかかるため、その力に耐え得るようビード部２４の中心には鋼線の束であるビードワイヤーが収められている。ビードワイヤーの廻りには、ビードフィラーと呼ばれる熱に強く硬いゴムが配置されており、これによってビード部２４の剛性を高めている。
【００１５】
車輪側ユニット３０は、感圧センサ３６、送信機３２、および感圧センサと送信機に結合される連結部４０から構成される。図示するように、連結部４０は略Ｕ字形をなしており、リム２３の端部とタイヤのビード部２４との間に挟まれた状態で配置される。ビード部２４からの圧力を受けることで、連結部４０はタイヤに対して固定される。連結部４０は、接触するタイヤ表面の形状変化を少なくするために、Ｕ字形に曲げた平板で構成されることが好ましいが、Ｕ字形に曲げた棒などで構成されてもよい。
【００１６】
感圧センサ３６は、連結部４０の一端と連結される。感圧センサ３６は、タイヤのビード部２４とホイール２２のリム２３との当接部分に配置される。感圧センサ３６は、当該当接部分に対し図中の左右方向、すなわち車軸方向にかかるビード部からの圧力Ｐを測定する。感圧センサ３６は、例えば外部から加わる圧力に反比例して抵抗値が変化する加圧導電性ゴムをスイッチ素子としたセンサであり、このスイッチ素子の両側を一対の電極によって挟持し、その間の抵抗値の変化を測定することで圧力を測定する。感圧センサ３６により測定された圧力データは、図示しない結線を介して送信機３２に送られる。別の例では、感圧センサの代わりに歪みゲージを設けてもよい。
【００１７】
図１では、感圧センサ３６は長方形断面を有するように描かれているが、実際の感圧センサは平板状であり、タイヤ表面とリム内面に特別な加工を施さなくても配置できるように薄く形成されることが好ましい。しかし、感圧センサ３６がタイヤの回転によって位置ずれしないように、リム２３の内面に感圧センサ３６を収容するための凹部を形成しておいてもよい。また、感圧センサの全体をタイヤ表面とリム内面に接触させる代わりに、感圧センサの全体を筐体で覆った上でタイヤ表面に面する筐体部分に窓を形成し、窓に露出するセンサ部分によって圧力を検出するようにしてもよい。
【００１８】
送信機３２は、感圧センサ３６から圧力の検出値Ｐを受け取り、所定の間隔で検出値を車体側に送信する。定期的に検出値を送信する代わりに、車体側ユニット（図示せず）から要求信号を受け取った場合にのみ、検出値を送信するようにしてもよい。なお、送信機３２および感圧センサ３６は、図示しない電池で駆動される。
【００１９】
車輪側ユニット３０は、ホイールにはめ込まれるバランスウェイトとしての役割を兼ねていてもよい。この場合、車輪側ユニット３０をタイヤに取り付けた状態でタイヤのバランスを調整することが好ましい。車輪側ユニット３０の連結部４０に別のバランスウェイトを取り付けられる構造にしておいてもよい。
【００２０】
図１では、車輪側ユニット３０は車体の内側を向く側に取り付けられている。これは、車体に設置される車体側ユニットとの通信を容易にするためである。しかしながら、車輪側ユニット３０を車体の外側を向くように車輪に取り付けてもよい。
【００２１】
図２は、タイヤ空気圧警報装置１０を構成する車輪側ユニット３０と車体側ユニット５０の機能ブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子、電気回路、機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００２２】
上述したように、車輪側ユニット３０の送信機３２は、感圧センサ３６の検出値を定期的に、アンテナ３４を介して送信する。
車体側ユニット５０の受信機５６は、アンテナ５２を介して送信機３２から送信された感圧センサの検出値Ｐを受信し、受信したデータを電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５４に送る。  操舵角センサ６４は、車両のステアリングコラム内部に設置され、運転者による操舵角を検出してＥＣＵ５４に送る。操舵角センサの代わりに、操舵輪の向きを直接検出するセンサを設けてもよい。
【００２３】
ＥＣＵ５４は、判定部５８と記憶部６０を含む。記憶部６０には、感圧センサ３６の検出値と比較するための下限値が予め記憶されている。判定部５８は、受け取った検出値Ｐと下限値とを比較する。検出値Ｐが下限値以下の場合、判定部５８はタイヤ空気圧が低下していると判定する。判定部５８は、警告ランプ、ブザーまたはディスプレイ等の表示装置である警報器６２を作動させて、タイヤ空気圧が低下していることをドライバーに通知する。
【００２４】
上述の下限値は、いくつかの観点から設定可能である。例えば、タイヤ空気圧の低下のために車両の運動性能または燃費が一定の割合だけ低下するときの圧力と定義してもよい。この下限値は、実際の車両を用いてタイヤ空気圧を低下させたときに、感圧センサで検出された圧力に基づき決定される。
【００２５】
なお、図１および図２では、車輪側ユニット３０が設置されている１つの車輪についてのみ説明しているが、車輪側ユニット３０は車両のすべての車輪に設置されることが好ましい。この場合、いずれの車輪のタイヤ空気圧が低下しているかを判定部５８が特定できるように、車輪側ユニット３０から車体側ユニット５０への通信に車輪識別情報を含めることが好ましい。
【００２６】
次に、本実施形態のタイヤ空気圧警報装置におけるタイヤ空気圧の検出の原理について説明する。
図３は、図１に示した車輪側ユニットとその周囲のタイヤ部品の拡大図である。車両が直進していると仮定すると、タイヤのビード部付近にかかる力は、以下の二つに分けられる。１．図中の上側方向にかかる、ビード部により生じる嵌合力と輪重の合力（図３中に矢印Ａで示す）。２．図中の右側（車輪外側）方向にかかる、タイヤ空気室内の空気圧によりタイヤをホイールリムに押し付ける力（図３中に矢印Ｂで示す）。したがって、矢印Ｂで示す力を、ビード部とリムとの間に配置された感圧センサ３６で検出することで、タイヤ空気圧の変化を測定することが可能である。
【００２７】
なお、車両の旋回中には、タイヤに横力が発生しタイヤ空気圧による力以外の力が車輪外側方向に働くため、感圧センサ３６のみではタイヤ空気圧の変化を正確に測定することができない。したがって、本実施形態では、車両の直進中にのみタイヤ空気圧の判定を実施する。
【００２８】
以上のように、感圧センサ３６をタイヤビード部とホイールリムとの間に配置することで、図１に示したように、連結部４０を介して送信機３２をタイヤの外部に配置することが可能になる。これは、従来行われていたタイヤ空気圧センサおよび送信機をタイヤ空気室内に配置する構成よりも有利である。なぜなら、タイヤ内のカーカス（図示せず）は金属を含むために、タイヤ内部からの送信がカーカスにより妨げられて受信精度が低下するのに対して、本実施形態のようにタイヤ外部に送信機を配置することで、このような問題を回避できるからである。
【００２９】
図４は、本実施形態におけるタイヤ空気圧判定のフローチャートである。まず、判定部５８は、所定のタイミングで（例えば、エンジン始動直後または定期的に）操舵角センサ６４の検出値に基づき、車両が直進中であるか否かを判定する（Ｓ１０）。上述したように、車両が旋回しているときには感圧センサ３６で空気圧を正確に測定することができない。したがって、車両が直進していないときは（Ｓ１０のＮ）、このフローを終了する。車両が直進中であるとき（Ｓ１０のＹ）、判定部５８は、受信機５６から感圧センサ３６の検出値を受け取る（Ｓ１２）。受信機５６が定期的に受信している検出値を受け取ってもよいし、または、車輪側ユニット３０と車体側ユニット５０とが双方向通信可能に構成されている場合には、判定部５８が車輪側ユニット３０に対して感圧センサ３６の検出値を送るように要求してもよい。判定部５８は、受け取った検出値を所定の下限値と比較する（Ｓ１４）。検出値が下限値を上回っている場合（Ｓ１４のＮ）、このフローを終了する。検出値が下限値以下である場合（Ｓ１４のＹ）、判定部５８は警報器６２を作動させて、ドライバーに対してタイヤ空気圧の低下を知らせる（Ｓ１６）。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態によれば、タイヤ空気圧を直接検出する代わりに、タイヤビード部とホイールリムとに挟まれる位置に感圧センサを設け、この感圧センサで検出される圧力に基づき、タイヤ空気圧の適否を判定するようにした。これによって、検出値を送信するための送信機をタイヤの内部ではなくタイヤ外部に配置することが可能になる。
【００３１】
このように、送信機をタイヤ外部に配置したことで、車体側のユニットとの通信がタイヤ内部のカーカス等によって妨げられることがなくなり、通信精度が向上する。また、車輪側ユニットに組み込まれている電池を交換する際に、タイヤをリムから外さずに車輪側ユニットを取り外せるので、車輪側ユニットに組み込まれている電池交換等のメンテナンスが容易になる。また、タイヤをホイールに組み付けた後に、車輪側ユニットを取り付ければよいので、従来のようにタイヤ組み付け前にホイールリムに空気圧センサ等を配置する構成より、作業工程を短縮かつ容易にすることができる。
【００３２】
以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３３】
判定部における空気圧判定のためのしきい値は１つに限られず、二つ以上のしきい値を設定しておき、各しきい値を超える毎に警報の度合いを変化させるようにしてもよい。
【００３４】
実施の形態では、車輪側ユニットで検出された感圧センサの検出値に基づき、車体側ユニットでタイヤ空気圧の判定を行うことを述べたが、車輪側ユニットにＥＣＵを搭載して車輪側でタイヤ空気圧の判定をするように構成してもよい。この場合、タイヤ空気圧が低下したと判定されると、車体側の警報機を作動させる信号を車輪側ユニットの送信機から発信してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態によるタイヤ空気圧警報装置の車輪側ユニットの構成図である。
【図２】タイヤ空気圧警報装置の車輪側ユニットおよび車体側ユニットの機能ブロック図である。
【図３】タイヤ空気圧を検出する原理を説明する図である。
【図４】タイヤ空気圧警報のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１０  タイヤ空気圧警報装置、  ２０  タイヤ、  ２２  ホイール、  ２３  リム、  ２４  ビード部、  ２６  タイヤ空気室、  ３０  車輪側ユニット、  ３２  送信機、  ３４  アンテナ、  ３６  感圧センサ、  ５０  車体側ユニット、  ５２  アンテナ、  ５４  ＥＣＵ、  ５６  受信機、  ５８  判定部、  ６０  記憶部、  ６２  警報器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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