JP2008100613A - タイヤ内部情報取得システム - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ内圧やタイヤ内温度等のタイヤ内部情報を取得するために発生する工数や時間を少なくでき、またコストを低くできるとともに、後輪が複輪である車両であっても、電波干渉を起こすことなくタイヤ内部情報を取得できるシステムを提供する。
【解決手段】車両６のそれぞれのタイヤ４にはセンサモジュール３（ＳＭ１〜ＳＭ６）が取り付けられ、２つの受信アンテナ１ａ、１ｂが、タイヤ内部情報読み取り装置１９に、間隔がタイヤの外周の半周分から一周分の距離となるようにして取り付けられている。車両６が、タイヤ内部情報読み取り装置１９の間を低速で通過することによってセンサモジュール３（ＳＭ１〜ＳＭ６）から無線信号で送られてくるタイヤ内部情報データを両側の２つの受信アンテナ１ａ、１ｂで受信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ内圧やタイヤ内温度等のタイヤ内部情報を取得するタイヤ内部情報取得システムに関する。

従来、自動車用の空気入りタイヤに充填された空気圧（内圧）が正常か否かを点検する方法として、空気圧測定器（タイヤプレッシャーゲージ）によって内圧を直接測定する方法が広く用いられている。

さらに、近年では、タイヤ内圧やタイヤ内温度等のタイヤ状態量を測定するセンサモジュールをタイヤの内部に取り付けて、このセンサモジュールから無線通信で送信される測定データを車体側の受信モジュールで受信し、受信したデータを、運転台のオンボード表示器に表示するように構成したタイヤ空気圧監視システム（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ、以下、ＴＰＭＳという）を車両に搭載することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、無線通信を利用したハンディなタイヤ内圧の読み取り機などもある。
特開平１０−１０４１０３号公報

しかしながら、空気圧測定器（タイヤプレッシャーゲージ）によって内圧を直接測定する方法では、タイヤの内圧は、タイヤのバルブキャップを外し、タイヤ内の空気をタイヤプレッシャーゲージに導くことで測定を行っていたため、測定の工数や時間が多く必要になるだけでなく、測定値の読み取りミス、データ表への記録ミスのためにトラブルが発生することがあった。また、作業による汚れもあった。

また、タイヤ情報を運転台のオンボード表示器に表示する車載式のタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）は、中低速で比較的距離が短く、一定の路線を走行するバスなどでは、走行状態の変動が少ないため常時内圧や温度等のタイヤ状態量を測定する必要性が低く、また車両コストが高くなるため不向きであった。

また、車載式のタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）や、無線通信を利用したハンディなタイヤ内圧の読み取り機では、タイヤ情報は、オンボード表示器やハンドリーダ端末側に一旦蓄えられるが、多くの車両を管理するユーザにおいては、それら車両毎のデータを一括管理するために、集めて編集する作業が必要となり、タイヤ情報取得の際の工数や時間が多くなるという問題がある。

さらに、車載式のタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）や、無線通信を利用したハンディなタイヤ内圧の読み取り機では、後輪が複輪であるバスやトラックなどの車両からタイヤ情報を取得しようとすると、受信するための周波数チャンネルが同じである場合、内輪と外輪のセンサモジュールから送信される電波が干渉を起こし、タイヤ情報を取得できないという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、タイヤ内圧やタイヤ内温度等のタイヤ内部情報を取得するために発生する工数や時間を少なくすることができ、またコストを低くすることができるとともに、後輪が複輪である車両であっても、それぞれのタイヤからタイヤ内部情報を取得することができるタイヤ内部情報取得システムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のタイヤ内部情報管理システムは、タイヤ内に装着されたタイヤ内部情報検出送信装置と、タイヤ内部情報検出送信装置からの信号をタイヤ外部で受信可能な受信機とから構成され、前記受信機が少なくとも２以上を備え、さらに、前記受信機に接続される受信アンテナがタイヤの外周の半周分から一周分の距離だけ離れて配置されていることを特徴とする。

前記タイヤ内部情報検出送信装置は、複輪の外輪と内輪のタイヤ内にそれぞれタイヤの回転軸を中心として点対称となる位置に配置されていることが好ましく、前記受信アンテナは、地面の位置からタイヤ外径の１／３の高さ位置の範囲内、およびタイヤ外径の２／３の高さ位置からタイヤ外径の高さ位置の範囲内に設置されることが好ましい。

また、前記受信機側に、信号送信命令信号を出力する信号送信命令発生部を備え、前記信号送信命令信号を前記タイヤ内部情報検出送信装置が検出した際に、前記タイヤ内部情報検出送信装置がタイヤ内部情報を送信することが好ましく、前記信号送信命令発生部を前記受信機のそれぞれに備えることが好ましく、タイヤの通過を検出できるタイヤ位置検出装置を備え、タイヤが所定位置を通過した際に、前記受信機のそれぞれに備えた信号送信命令発生部に信号送信命令信号を出力させることが好ましい。

また、前記受信アンテナの配置間隔を車両のタイヤ外径に合わせて変化させることができることが好ましい。

本発明のタイヤ内部情報取得システムでは、タイヤの内圧等のタイヤ情報の測定、記録、管理が全自動化されるので、タイヤ内部情報取得の際の工数や時間を大幅に少なくすることができる。また、タイヤ内にセンサモジュールを取り付けるだけであるので、車載式のタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）を備える場合と比較して、車両コストを低くすることができる。さらに、後輪が複輪である車両であっても、電波干渉を起こさず、それぞれのタイヤからタイヤ内部情報を取得することができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明のタイヤ内部情報取得システムの構成を示す概略配置図である。図１において、タイヤ内部情報取得システムは、後輪が内輪と外輪からなる複輪である車両６のそれぞれのタイヤ４に取り付けられ、タイヤ４のタイヤの内圧および／またはタイヤ内温度等を測定してタイヤ内部情報等を含む測定データ信号を外部に出力するセンサモジュール（タイヤ内部情報検出送信装置）３（ＳＭ１〜ＳＭ６）と、センサモジュール３（ＳＭ１、ＳＭ３、ＳＭ４）のアンテナ３ａから無線信号で送られてくるタイヤ内圧および／またはタイヤ内温度等のタイヤ内部情報データを受信アンテナ１ａ、１ｂを介して取得する受信機１（ＲＭ１、ＲＭ２）と、センサモジュール３（ＳＭ２、ＳＭ５、ＳＭ６）のアンテナ３ａから無線信号で送られてくるタイヤ内圧および／またはタイヤ内温度等のタイヤ内部情報データを受信アンテナ１ａ、１ｂを介して取得する受信機１（ＲＭ３、ＲＭ４）と、車両６の接近を検知すると受信機１（ＲＭ１〜ＲＭ４）にセンサモジュール３からのデータ取得を命令し、受信機１（ＲＭ１〜ＲＭ４）で取得した圧力や温度のデータを集めてタイヤの圧力や温度が基準範囲内にあるか否かを判定する中央制御装置５と、車両６の斜め前方に設置され、中央制御装置５での判定結果を表示する表示器７と、取得した圧力や温度のデータを車番毎に管理するタイヤ管理装置８とから構成されている。

受信機１（ＲＭ１、ＲＭ３）は、それぞれ受信アンテナ１ａに接続され、また、内部に、信号送信命令信号を出力する信号送信命令発生部９を備えて、信号送信命令発生部９を介して送信アンテナ２ａに接続されている。受信機１（ＲＭ２、ＲＭ４）は、それぞれ受信アンテナ１ｂに接続され、また、内部に、信号送信命令信号を出力する信号送信命令発生部９を備えて、信号送信命令発生部９を介して送信アンテナ２ｂに接続されている。

受信機１（ＲＭ１）とこれに接続された受信アンテナ１ａと送信アンテナ２ａ、および受信機１（ＲＭ２）とこれに接続された受信アンテナ１ｂと送信アンテナ２ｂは、一方のタイヤ内部情報読み取り装置１９の内部に、車両６の進行方向と平行に、かつ間隔が、タイヤの外周の半周分から一周分の距離となるように取り付けられ、受信機１（ＲＭ３）とこれに接続された受信アンテナ１ａと送信アンテナ２ａ、および受信機１（ＲＭ４）とこれに接続された受信アンテナ１ｂと送信アンテナ２ｂは、他方のタイヤ内部情報読み取り装置１９の内部に、車両６の進行方向と平行に、かつ間隔が、タイヤの外周の半周分から一周分の距離となるように取り付けられている。なお、図１では、タイヤ内部情報読み取り装置１９のそれぞれの内部に、２つの受信機とこれに接続された受信アンテナと送信アンテナを取りつけたが、本発明は、２つに限るものではなく、車両６の進行方向と平行に、かつ間隔が、タイヤの外周の半周分から一周分の距離となるようにして、少なくとも２つの受信機とこれに接続された受信アンテナと送信アンテナを取り付けるものである。

受信機１（ＲＭ１、ＲＭ２）側のタイヤ内部情報読み取り装置１９および受信機１（ＲＭ３、ＲＭ４）側のタイヤ内部情報読み取り装置１９は、それぞれ、車幅がほぼ一定の車両６が通過する通路の両側に、車両６の進行方向と平行に、車両６からほぼ一定間隔となるように設置される。

また、タイヤ内部情報読み取り装置１９は、内部に、タイヤの通過を検出できるタイヤ位置検出装置１０を備える。タイヤ位置検出装置１０には、例えば赤外線センサ、超音波センサが用いられ、また、受信機１（ＲＭ１、ＲＭ２）と受信機１（ＲＭ３、ＲＭ４）との間で光の送受信を行い、光の送受信が絶たれた場合にタイヤの通過を検知するようにしてもよい。

タイヤ内部情報読み取り装置１９は、矩形状断面を有する縁石型のタイヤ内部情報読み取り装置であり、受信アンテナ１ａ、１ｂおよび送信アンテナ２ａ、２ｂは、縁石型のタイヤ内部情報読み取り装置１９の車両６が通過する側の側面に取り付けられている。図２は、車両が通過する側から見た、一方の側のタイヤ内部情報読み取り装置の斜視図である。受信アンテナ１ａ、１ｂおよび送信アンテナ２ａ、２ｂは、取り付け位置が、地面の位置からタイヤ外径の１／３の高さ位置の範囲内となるようにしてタイヤ内部情報読み取り装置１９に取りつけることが好ましい。また、タイヤ内部情報読み取り装置１９の端部には、車両６をタイヤ内部情報読み取り装置１９の間に導くためのガイド１８が設置されている。

図３は、本発明のタイヤ内部情報管理システムを用いて実際にタイヤからタイヤ内部情報を読み取っているときの状態を示す図である。このタイヤ内部情報管理システムでは、バスやトラック等の車幅がほぼ一定の車両６が、一方のタイヤ内部情報読み取り装置１９に設置された受信アンテナ１ａ、１ｂおよび送信アンテナ２ａ、２ｂと、他方のタイヤ内部情報読み取り装置１９に設置された受信アンテナ１ａ、１ｂおよび送信アンテナ２ａ、２ｂとの間を低速で通過するだけで、タイヤ内部情報を取得できる。

中央制御装置５は、タイヤ位置検出装置１０からタイヤの通過を知らせる信号を受信すると、受信機１（ＲＭ１〜ＲＭ４）の信号送信命令発生部９から送信アンテナ２ａ、２ｂを介して全てのセンサモジュール３（ＳＭ１〜ＳＭ６）にデータ取得を命令し、各センサモジュール３に圧力や温度のタイヤ内部情報等を含む測定データ信号を送信させ、各センサモジュール３から送信されたタイヤ内部情報等を含む測定データ信号を、受信アンテナ１ａ、１ｂを介して受信機１（ＲＭ１〜ＲＭ４）から取得する。さらに、中央制御装置５は、取得した全てのタイヤ内圧が基準の範囲にあるかどうかを自動判定し、運転手の斜め前方に設置された表示器７にタイヤの状態を信号で表示する。例えば、表示器７が緑色であれば全てのタイヤの内圧が正常であり、黄色であればいずれかのタイヤの内圧が低下しており、赤色であればいずれかのタイヤの内圧が著しく低下していることを表す。表示器７が赤色であれば、運転手は、直ちにいずれかのタイヤが空気圧不足であることを知ることができる。測定した圧力は、コンピュータであるタイヤ管理装置８に送信され、車番毎に自動管理される。

センサモジュール３は、図４のタイヤの断面図に示すように、タイヤ４に空気を注入するための円筒状のタイヤバルブ１２と一体となってホイールリム１３に取り付けられている。なお、センサモジュール３は、タイヤの内面に焼き付けて取り付けられ、走行中のタイヤが荷重下で変形してもタイヤから隔離したり壊れたりしないよう設けるようにしても良い。また、タイヤ内側空間に別途の手段で保持したりすることも可能である。

図５は、センサモジュール３の外形を示す図である。センサモジュール３は、タイヤの内圧等を検知する検知手段、タイヤ内部情報読み取り装置の受信機と送受信を行うトランスミッタ、および、これらを制御する制御手段を備えるセンサモジュール本体１５、リム取り付け部１６より構成されるとともに、タイヤバルブ１２と一体となってホイールリム１３に取付けられている。検知手段としては、タイヤ内圧の他にタイヤ内温度を検知するものも含むことができる。

図６は、後輪のタイヤバルブの取り付け位置を説明する図である。センサモジュールと一体となったタイヤバルブは、複輪である後輪の外輪と内輪に、それぞれ、タイヤの回転軸を中心として点対称となる位置（１８０度回転させた位置）に配置されている。ここでは、内輪のタイヤバルブ位置をＡとし、外輪のタイヤバルブ位置をＢとして説明する。

図７は、後輪のタイヤバルブの位置と受信アンテナの位置との関係を説明する図である。上述したように受信アンテナ１ａと受信アンテナ１ｂは、アンテナ間隔が、タイヤの外周の半周分から一周分の距離となるように配置されている。例えば、いま、タイヤ４が図７（１）の位置にあるとすると、タイヤバルブの位置Ａ、Ｂが、受信アンテナ１ａ、１ｂの受信エリアの外側となるので、受信アンテナ１ａ、１ｂは、外輪と内輪のどちらのセンサモジュールからもタイヤ内部情報を受信できない。タイヤ４が１／４回転して図７（２）の位置になり、内輪のタイヤバルブの位置Ａが、受信アンテナ１ｂの受信エリア２０の範囲外となり、外輪のタイヤバルブの位置Ｂが、受信アンテナ１ｂの受信エリア２０の範囲内となると、受信アンテナ１ｂは、外輪のセンサモジュールからだけタイヤ内部情報を受信できる。さらに、タイヤ４が１／４回転して図７（３）の位置になると、タイヤバルブの位置Ａ、Ｂが、受信アンテナ１ａ、１ｂの受信エリアの外側となるので、受信アンテナ１ａ、１ｂは、外輪と内輪のどちらのセンサモジュールからもタイヤ内部情報を受信できない。さらに、タイヤ４が１／４回転して図７（４）の位置になり、外輪のタイヤバルブの位置Ｂが、受信アンテナ１ａの受信エリア２１の範囲外となり、内輪のタイヤバルブの位置Ａが、受信アンテナ１ａの受信エリア２１の範囲内となると、受信アンテナ１ａは、内輪のセンサモジュールからだけタイヤ内部情報を受信できる。

センサモジュール位置が受信アンテナの受信範囲内となるかどうかは、タイヤの回転位置と関係するので、受信アンテナ１ａと受信アンテナ１ｂの間隔は、タイヤ内部情報読み取り装置１９の間を通過する車両のタイヤ外径に合わせて適宜変更する。

このように、受信アンテナ１ａとアンテナ１ｂには、それぞれ、内輪と外輪のセンサモジュール（タイヤバルブ）から送信された電波の一方のみが届くことになって、電波が干渉を起こすことがなくなるので、受信機は、それぞれのタイヤからタイヤ情報を取得できる。

また、タイヤが複輪でなく単輪の場合であっても、２つのアンテナを車両の進行方向と平行に、かつ間隔が所定距離となるように配置することによって、タイヤが回転したときに、いずれか一方のアンテナの受信範囲内となるので、確実にタイヤ情報を取得できるようになる。

図８は、中央制御装置の動作を説明するフローチャートである。中央制御装置５は、タイヤ内部情報読み取り装置１９の内部に備えるタイヤ位置検出装置１０から車両６の接近を知らせる信号を受信すると（ステップ１１）、受信機１（ＲＭ１〜ＲＭ４）の信号送信命令発生部９から送信アンテナ２ａ、２ｂを介して全てのセンサモジュール３（ＳＭ１〜ＳＭ６）にデータ取得を命令して（ステップ１２）、各センサモジュール３に圧力や温度のタイヤ内部情報等を含む測定データ信号を送信させ、各センサモジュール３から送信されたタイヤ内部情報を、受信アンテナ１ａ、１ｂを介して受信機１（ＲＭ１〜ＲＭ４）で取得する（ステップ１３）。さらに、中央制御装置５は、取得した全てのタイヤ内部情報が基準の範囲にあるかどうかを判定し（ステップ１４）、運転手の斜め前方に設置された表示器７に判定結果を表示し、また、タイヤ内部情報をタイヤ管理装置８に送信する（ステップ１５）。なお、中央制御装置５は、ＣＰＵ、メモリおよびメモリに格納されたプログラム等で構成される。

なお、本発明は、それぞれのセンサモジュールに識別ＩＤを付与するとともに、予め識別ＩＤとタイヤの装着位置との対応関係を中央制御装置５に設定しておけば、受信機１（ＲＭ１〜ＲＭ４）でタイヤのタイヤ内部情報を取得する際に、センサモジュールの識別ＩＤも取得することによって、後輪の内輪と外輪を区別してタイヤ情報を取得することができるので、センサモジュール毎、すなわちタイヤの装着位置毎のタイヤ情報を表示器７に表示し、タイヤ管理装置８で管理するようにすることも可能である。

また、上述した実施の形態では、受信アンテナ１ａ、１ｂおよび送信アンテナ２ａ、２ｂをタイヤ内部情報読み取り装置１９に取りつけて、受信アンテナ１ａ、１ｂおよび送信アンテナ２ａ、２ｂの取り付け位置の高さを、地面の位置からタイヤ外径の１／３の高さ位置の範囲内となるようにしたが、受信アンテナ１ａ、１ｂおよび送信アンテナ２ａ、２ｂの取り付け位置の高さを、タイヤ外径の２／３の高さ位置からタイヤ外径の高さ位置の範囲内となるようにしても同様の効果が得られるので、受信アンテナ１ａ、１ｂおよび送信アンテナ２ａ、２ｂを、タイヤ外径の２／３の高さ位置からタイヤ外径の高さ位置の範囲内に設置するようにしても良い。

また、上述した実施の形態では、受信機をタイヤ内部情報読み取り装置の内部に取り付けたが、受信アンテナおよび送信アンテナだけをタイヤ内部情報読み取り装置の内部に取り付け、受信機をタイヤ内部情報読み取り装置の外部に配置するようにしても良い。例えば、受信機を中央制御装置５の内部に組み込むようにしても良い。

本発明のタイヤ内部情報取得システムでは、これまでの人手によるタイヤ内圧等のタイヤ内部情報の測定、記録、管理が全自動化されるので、タイヤ内部情報取得の際の工数や時間を大幅に少なくすることができる。また、タイヤ内にセンサモジュールを取り付けるだけであるので、車載式のタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）を備える場合と比較して、車両コストを低くすることができる。また、管理データが、直接タイヤ管理装置（コンピュータ）に記録されるので、ペーパーレスを実現できる。また、運転手には、圧力管理のための新たな作業を全く発生させない。また、内輪と外輪を区別してタイヤ情報を取得することができれば、車両を保守ガレージに移動するだけで、保守員が事前に空気圧充填が必要なタイヤを特定しての準備が可能となり、保守員の作業負担を軽減できる。また、圧力点検がこれまで３０〜４０日点検から毎日点検とすることも可能になるため、空気圧不足による燃費ダウンや運行中の空気圧不足やパンクトラブルにも未然に対応できる。

本発明のタイヤ内部情報取得システムの構成を示す概略配置図である。 車両が通過する側から見た、一方の側のタイヤ内部情報読み取り装置の斜視図である。 本発明のタイヤ内部情報管理システムを用いて実際にタイヤからタイヤ内部情報を読み取っているときの状態を示す図である。 センサモジュールをタイヤに取り付けた状態を示す断面図である。 センサモジュールの外形を示す図である。 後輪のタイヤバルブの取り付け位置を説明する図である。 後輪のタイヤバルブの位置と受信アンテナの位置との関係を説明する図である。 中央制御装置の動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１ 受信機
１ａ，１ｂ 受信アンテナ
２ａ，２ｂ 送信アンテナ
３ センサモジュール
３ａ アンテナ
４ タイヤ
５ 中央制御装置
６ 車両
７ 表示器
８ タイヤ管理装置（コンピュータ）
９ 信号送信命令発生部
１０ タイヤ位置検出装置
１２ タイヤバルブ
１３ ホイールリム
１５ センサモジュール本体
１６ リム取り付け部
１８ ガイド
１９ タイヤ内部情報読み取り装置
２０，２１ 受信エリア

Claims (7)

1. タイヤ内に装着されたタイヤ内部情報検出送信装置と、
   タイヤ内部情報検出送信装置からの信号をタイヤ外部で受信可能な受信機とから構成され、
   前記受信機は少なくとも２以上を備え、さらに、前記受信機に接続される受信アンテナはタイヤの外周の半周分から一周分の距離だけ離れて配置されていることを特徴とするタイヤ内部情報管理システム。
2. 前記タイヤ内部情報検出送信装置は、複輪の外輪と内輪のタイヤ内にそれぞれタイヤの回転軸を中心として点対称となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ情報取得システム。
3. 前記受信アンテナは、地面の位置からタイヤ外径の１／３の高さ位置の範囲内、およびタイヤ外径の２／３の高さ位置からタイヤ外径の高さ位置の範囲内に設置されることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ内部情報管理システム。
4. 前記受信機側に、信号送信命令信号を出力する信号送信命令発生部を備え、前記信号送信命令信号を前記タイヤ内部情報検出送信装置が検出した際に、前記タイヤ内部情報検出送信装置がタイヤ内部情報を送信す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内部情報管理システム。
5. 前記信号送信命令発生部を前記受信機のそれぞれに備えたことを特徴とする請求項４に記載のタイヤ内部情報管理システム。
6. タイヤの通過を検出できるタイヤ位置検出装置を備え、タイヤが所定位置を通過した際に、前記受信機のそれぞれに備えた信号送信命令発生部に信号送信命令信号を出力させることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ内部情報管理システム。
7. 前記受信アンテナの配置間隔を車両のタイヤ外径に合わせて変化させることができることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のタイヤ内部情報管理システム。

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