JP2005161944A

JP2005161944A - タイヤ状態検出装置

Info

Publication number: JP2005161944A
Application number: JP2003402141A
Authority: JP
Inventors: Mitsusachi Sakano; 光幸阪野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2003-12-01
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】タイヤ側に設けられた通信装置と、車体側に設けられた通信装置との間で、良好な通信環境を確保する。
【解決手段】車両１のタイヤ状態検出装置１０は、タイヤ２０に設けられ、タイヤ２０の空気圧を検知する空気圧センサ３０と、検知された空気圧を車体１２側に送信する送信機４０及び送信アンテナ５０と、車体１２に設けられた受信アンテナ６２と、受信した信号から空気圧を取得して直接式タイヤ空気圧監視システムを制御するＥＣＵ８０と、空気圧の異常を出力するブザー７０及び表示装置７２とを備える。受信アンテナ６２は、タイヤ２０に近接して配置された車体１２の外装部品であるマッドガード６０に一体的に形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤの状態を検出する技術に関し、特に、タイヤに設けられた送信手段から、車体側に設けられた受信手段に、タイヤの状態に関する情報を送信するタイヤ状態検出装置に関する。

車両を安全に走行させるには、タイヤの状態を正しく把握することが重要である。タイヤの状態を監視するためのシステムの例として、タイヤの空気圧を検知し、空気圧が低下すると警報を発する、タイヤ空気圧監視システム（Tire Pressure Monitoring System：ＴＰＭＳ）が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された空気圧警報システムは、タイヤ空気圧を検出する検圧素子により検知された情報が送信機により送信され、その情報を車体側の受信アンテナ及び受信機により受信して、表示器や警報機により空気圧の低下を警報するものである。
特開平１１−２５４９２５号公報特開平１１−３２１２５５号公報特開２００２−２２５５２０号公報

特許文献１に記載された空気圧警報システムでは、車体側の受信アンテナが、車体の両サイドにあるドアミラーの中に設けられるが、通常、タイヤとドアミラーとの間には比較的距離があるので、通信の効率や信頼性などの面で改善の余地がある。良好な通信環境を確保可能であり、かつ取り付けが容易な受信手段の搭載技術が求められる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイヤ側に設けられた通信装置と、車体側に設けられた通信装置との間で、良好な通信環境を確保する技術を提供することにある。

本発明のある態様は、タイヤ状態検出装置に関する。このタイヤ状態検出装置は、タイヤに設けられ、タイヤの状態を検出する検出手段と、検出されたタイヤ状態に関する情報を車体側に送信する送信手段と、車体側に設けられ、送信された情報を受信する受信手段と、を有するタイヤ状態検出装置において、前記受信手段の少なくとも一部をタイヤに近接して配置された外装部品に一体的に形成したことを特徴とする。

このような構成によれば、タイヤに設けられた送信手段と、車輪に近接して配置された外装部品に設けられた受信手段との間の距離が近いので、良好な通信環境が確保される。また、受信手段を外装部品に一体的に構成することにより、受信手段を車体に取り付けるのが容易となる。また、受信手段を搭載することにより外観に与える影響を最小限に抑えることができる。

前記受信手段の一部は、受信アンテナであってもよい。受信アンテナを、タイヤに近接して配置された外装部品に設けることにより、受信の効率及び信頼性を向上させることができる。前記受信手段の一部は、受信アンテナ及び受信アンテナに接続されたチューナであってもよい。チューナを受信アンテナと近接して設けることにより、受信した信号を効率良く検波することができ、データの品質を向上させることができる。また、車体に設けられた電子制御装置などに受信信号を伝送するために、高周波信号を伝送するための構成を設ける必要がないので、構成を簡略化することができる。

前記外装部品は、車体に対して独立して組み付け可能な部品であってもよい。これにより、受信アンテナなどの構成の組み付け作業が容易となり、作業効率を向上させることができる。また、車両の完成後であっても受信のための構成を組み付けることが可能となる。外装部品の好適な例として、マッドガード、スポイラー、バンパー、フェンダーなどがある。これらの外装部品は、良好な無線通信環境を確保するために、主として、樹脂などの電波を通しやすい材質により構成されることが望ましい。

本発明によれば、タイヤ側に設けられた通信装置と、車体側に設けられた通信装置との間で、良好な通信環境を確保する技術を提供することができる。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係るタイヤ状態検出装置１０を備えた車両１の全体構成を示す。車両１は、車体１２と、右前輪であるタイヤ２０ａ、左前輪であるタイヤ２０ｂ、右後輪であるタイヤ２０ｃ及び左後輪であるタイヤ２０ｄの４輪のタイヤ（以下、これらを総称するときには「タイヤ２０」という）と、タイヤ２０の状態を検出するタイヤ状態検出装置１０とを備える。タイヤ状態検出装置１０は、タイヤ２０に設けられ、タイヤ２０の状態を検出する検出手段と、検出されたタイヤ状態に関する情報を車体１２側に送信する送信手段と、車体１２側に設けられ、送信された情報を受信する受信手段と、を有する。このような構成により、車体１２側に設けられた電子制御装置（ＥＣＵ）などの制御手段が、タイヤ２０の状態に関する情報を適切に取得し、車両１の制御に利用することができる。本実施の形態では、空気圧センサにより検出されたタイヤ２０の空気圧を受信し、直接式タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）に利用する例について説明する。

本実施の形態では、タイヤ２０から送られる情報を受信するための受信アンテナを、タイヤ２０に近接して配置された外装部品の一例であるマッドガードに一体的に形成する。このような構成によれば、タイヤ２０に設けられた送信手段と、マッドガードに設けられた受信アンテナの距離が近く、また、間に障害物がないので、良好な通信環境を実現することができ、通信の信頼性及び効率を向上させることができる。また、車体１２に通常設けられる外装部品に受信アンテナを一体的に形成するので、受信アンテナの設置スペースを新たに設ける必要がなくなり、車体形状に合わせて受信アンテナの設置位置を検討する必要がないため、設計に費やす時間及びコストを節減することができる。また、車体１２に取り付ける作業が容易であり、作業時間を短縮することができる。さらに、車両１の完成後に取り付けることも可能であるため、ＴＰＭＳなどのシステムを後から導入することが可能となり、商品価値を向上させることができる。さらに、受信手段を設けることによる外観への影響を最小限に抑えることができるので、美観の面でも好ましい。

タイヤ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄには、それぞれ、タイヤ２０の状態を検出する検出手段の一例である空気圧センサ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄ（以下、これらを総称するときには「空気圧センサ３０」という）と、検出されたタイヤ状態に関する情報を車体１２側に送信する送信手段の一例である送信機４０ａ、４０ｂ、４０ｃ及び４０ｄ（以下、これらを総称するときには「送信機４０」という）と、送信アンテナ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄ（以下、これらを総称するときには「送信アンテナ５０」という）とが設けられる。空気圧センサ３０により検知されたタイヤ２０の空気圧に関する情報は、送信機４０により、送信アンテナ５０から車体１２側に送信される。

それぞれのタイヤ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄの近傍には、それぞれ、車体１２に対して独立して組み付け可能な外装部品の一例であるマッドガード６０ａ、６０ｂ、６０ｃ及び６０ｄ（以下、これらを総称するときには「マッドガード６０」という）が設けられる。マッドガード６０ａ、６０ｂ、６０ｃ及び６０ｄには、それぞれ、受信アンテナ６２ａ、６２ｂ、６２ｃ及び６２ｄ（以下、これらを総称するときには「受信アンテナ６２」という）と、インピーダンス整合器６４ａ、６４ｂ、６４ｃ及び６４ｄ（以下、これらを総称するときには「インピーダンス整合器６４」という）とが設けられる。受信アンテナ６２により受信された、タイヤ２０の空気圧に関する情報を含む受信信号は、インピーダンス整合器６４によりインピーダンス整合され、高周波ケーブル６６を介して、車両１の構成を制御する電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と表記する）８０に伝送される。

ＥＣＵ８０は、タイヤ２０の空気圧に関する情報を取得し、タイヤ２０の空気圧に異常が認められたときは、表示装置７２又はブザー７０によりドライバに警告を発する。ＥＣＵ８０は、図示しないナビゲーションシステムの表示部などに警告を表示してもよい。ＥＣＵ８０は、タイヤ２０の空気圧に異常があると判定したときに、車速を低下させるよう他の構成を制御してもよい。ＥＣＵ８０は、異常が発生したタイヤ２０の部位、異常が発生した日時、空気圧などの情報を記憶してもよい。これにより、ドライバがディーラーなどに修理を依頼したときに、ディーラーがダイアグツールなどにより的確に異常の内容を把握し、適切に対処することができる。

図２は、本実施の形態に係る車両１の外観を示す。マッドガード６０は、タイヤ２０により跳ね上げられる泥などをよけるために、タイヤ２０に近接した位置の車体１２側に設置される。

図３は、本実施の形態に係るタイヤ２０の外観を示す。タイヤ２０には、空気圧センサ３０、送信機４０及び送信アンテナ５０を含む通信ユニットが設けられる。この通信ユニットは、例えば、タイヤ２０のタイヤバルブなどに設けられてもよい。タイヤ２０には、空気圧センサ３０、送信機４０、送信アンテナ５０などの構成に電力を供給するための電源、例えば電池が設けられてもよい。

図４は、本実施の形態に係るマッドガード６０の外観を示す。マッドガード６０の内部には、受信アンテナ６２及びインピーダンス整合器６４が埋め込まれている。受信アンテナ６２は、ヘリカル、逆Ｆ型、チップアンテナなど、任意のタイプのアンテナであってよい。マッドガード６０は、通常、ゴムや樹脂などの電波を透過しやすい材料により構成されるので、受信アンテナ６２を内部に埋め込んでも、良好な通信環境が確保される。受信アンテナ６２により受信された信号は、インピーダンス整合器６４によりインピーダンス整合され、高周波ケーブル６６及び高周波コネクタ６８を介してＥＣＵ８０に伝送される。マッドガード６０は、取付穴５４において取付ビス５２にて車体１２に固定される。このように、受信アンテナ６２をマッドガード６０に一体的に形成することにより、マッドガード６０の外観を変えることなく受信アンテナ６２を設けることができる。また、マッドガード６０と一体的に車体１２に取り付けられるので、取付作業が容易である。

図５は、本実施の形態に係るＥＣＵ８０の内部構成を示す。ＥＣＵ８０は、アンテナ合成部８２、チューナ８４、ＴＰＭＳ制御部９０を含む。ＴＰＭＳ制御部９０は、ＩＤ判定部９２、ＩＤ保持部９４、圧力判定部９６及び出力部９８を含む。これらの構成は、ハードウェア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウェア的にはメモリにロードされたプログラムなど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を描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形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。

マッドガード６０に設けられた受信アンテナ６２により受信され、高周波ケーブル６６を介して伝達された受信信号は、アンテナ合成部８２に入力され合成される。アンテナ合成部８２で合成された受信信号は、チューナ８４により検波されてデジタル信号に変換され、ＴＰＭＳ制御部９０に入力される。ＴＰＭＳ制御部９０は、直接式ＴＰＭＳを制御する。ＩＤ判定部９２は、受信した情報が、自車のタイヤ２０の送信機４０から送信された情報であるか否かを判定するために、受信信号に含まれるＩＤを抽出し、ＩＤ保持部９４に予め保持された自車のＩＤと比較する。ＩＤ判定部９２は、自車と他車の情報を区別するだけでなく、タイヤ２０ごとに異なるＩＤを割り当てておき、タイヤ２０の位置をＩＤで判定してもよい。

受信した情報が自車のタイヤ２０の情報であることが確認されると、圧力判定部９６は、タイヤ２０の空気圧を取得し、空気圧に異常があるか否かを判定する。圧力判定部９６は、例えば、タイヤ２０の空気圧が所定のしきい値を下回ったときに、異常であると判定してもよい。出力部９８は、圧力判定部９６による判定結果をブザー７０又は表示装置７２に出力するための処理を行う。以上の構成及び動作により、タイヤ２０の情報を車体１２側で効率良く受信し、各種制御に利用することができる。
（第２の実施の形態）
図６は、第２の実施の形態に係るタイヤ状態検出装置を備える車両１の全体構成を示す。本実施の形態のタイヤ状態検出装置１０においても、タイヤに近接した外装部品、例えばマッドガード６０に受信アンテナ６２を設けるが、本実施の形態では、マッドガード６０ａ、６０ｂ、６０ｃ及び６０ｄのそれぞれに、受信アンテナ６２ａ、６２ｂ、６２ｃ及び６２ｄだけでなく、チューナ８４ａ、８４ｂ、８４ｃ及び８４ｄ（以下、これらを総称するときには「チューナ８４」という）が一体的に設けられる。チューナ８４により検波されデジタル化された信号は、配線６７を介してＥＣＵ８１に伝送される。

このような構成によれば、受信した信号を受信アンテナ６２の近傍に設けられたチューナ８４により検波するので、高周波ケーブルなどの構成が不要となり、信号伝送のための構成を簡略化することができ、製造コストを低減することができる。また、高周波信号の減衰、伝送エラー、高周波コネクタの接続不良などによるデータ品質の劣化を防ぐことができる。チューナ８４は、マッドガード６０において、比較的変形の少ない場所、例えばマッドガード６０の上部に設けるのが好ましい。その他の構成及び動作は、図１に示した第１の実施の形態の車両１と同様であり、同様の構成には同じ符号を付している。

図７は、本実施の形態に係るＥＣＵ８１の内部構成を示す。ＥＣＵ８１は、インタフェース８３及びＴＰＭＳ制御部９０を含む。インタフェース８３は、チューナ８４から配線６７を介して信号を受信し、ＴＰＭＳ制御部９０に入力する。ＴＰＭＳ制御部９０の構成及び動作は、図５に示した第１の実施の形態のＥＣＵ８０と同様である。以上の構成及び動作により、タイヤ２０の情報を車体１２側で効率良く受信し、各種制御に利用することができる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、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。

実施の形態では、タイヤ２０の空気圧に関する情報を受信してＴＰＭＳに利用する例について説明したが、本実施の形態の技術は、タイヤ２０に関する任意の状態量を受信する場合についても適用可能である。また、実施の形態では、タイヤ２０の送信機４０から車体１２側へ情報が送信される例について説明したが、本実施の形態の技術は、タイヤ２０側と車体１２側の間で、一方向通信を行う場合でも、双方向通信を行う場合でも適用可能である。

実施の形態では、受信アンテナ６２などの構成がマッドガード６０に設けられたが、その他、スポイラー、オーバーフェンダー、バンパーなどの外装部品に設けられてもよい。美観の面からは、受信アンテナ６２などを外部から見えない位置に搭載するのが好ましい。外装部品の内部に受信アンテナ６２などを埋め込む場合は、外装部品を樹脂やゴムなどの電波を通しやすい材質により構成するのが好ましい。

第１の実施の形態に係るタイヤ状態検出装置を備えた車両の全体構成を示す図である。第１の実施の形態に係る車両の外観を示す図である。第１の実施の形態に係るタイヤの外観を示す図である。第１の実施の形態に係るマッドガードの外観を示す図である。第１の実施の形態に係るＥＣＵの内部構成を示す図である。第２の実施の形態に係るタイヤ状態検出装置を備える車両の全体構成を示す図である。第２の実施の形態に係るＥＣＵの内部構成を示す図である。

符号の説明

１車両、１０タイヤ状態検出装置、１２車体、２０タイヤ、３０空気圧センサ、４０送信機、５０送信アンテナ、５２取付ビス、５４取付穴、６０マッドガード、６２受信アンテナ、６４インピーダンス整合器、６６高周波ケーブル、６７配線、６８高周波コネクタ、７０ブザー、７２表示装置、８０，８１ＥＣＵ、８２アンテナ合成部、８３インタフェース、８４チューナ、９０ＴＰＭＳ制御部、９２ＩＤ判定部、９４ＩＤ保持部、９６圧力判定部、９８出力部。

Claims

タイヤに設けられ、タイヤの状態を検出する検出手段と、
検出されたタイヤ状態に関する情報を車体側に送信する送信手段と、
車体側に設けられ、送信された情報を受信する受信手段と、を有するタイヤ状態検出装置において、
前記受信手段の少なくとも一部をタイヤに近接して配置された外装部品に一体的に形成したことを特徴とするタイヤ状態検出装置。
前記受信手段の一部は、受信アンテナであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ状態検出装置。
前記受信手段の一部は、受信アンテナ及び受信アンテナに接続されたチューナであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ状態検出装置。
前記外装部品は、車体に対して独立して組み付け可能な部品であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のタイヤ状態検出装置。
前記外装部品は、マッドガードであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のタイヤ状態検出装置。