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JP4585357B2 - タイヤ情報転送装置、タイヤ情報転送方法および車両 - Google Patents
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タイヤ情報転送装置、タイヤ情報転送方法および車両 Download PDF

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Description

本発明は、タイヤに設けたRFIDタグの情報を車体側へ転送するタイヤ情報転送装置、タイヤ情報転送方法および車両に関するものである。
近年、極めて小さく形成されているのにも関わらず、非接触でデータの送受信を行うことができるRFID(Radio Frequency Identification)タグが知られている。このようなRFIDタグは様々な分野で利用可能であり、例えば、従来、車両の各タイヤにRFIDタグを装着することで、各タイヤの情報を車両の制御装置で利用したり、外部ネットワークを介して販売店や整備工場などで利用する技術が知られている(特許文献1参照)。そして、この技術においては、各タイヤに設けられる各RFIDタグから、車両の略中央に設けられる制御装置への通信を補助すべく、各RFIDタグと制御装置との間に中継基地の役割を果たす補助通信器を設けている。
特開2004−13449号公報(段落0027、図5)
しかしながら、従来の技術では、各RFIDタグから制御装置への通信を補助する機能のみを有する専用の補助通信器を新たに設けるので、コストや設置スペース等の点で好ましくないという問題があった。
そこで、本発明では、新たな補助通信器を設けることなく、各タイヤのRFIDタグから車体側への通信を補助することで、コストダウンや省スペース化を図ることができるタイヤ情報転送装置、タイヤ情報転送方法および車両を提供することを目的とする。
前記課題を解決する本発明のうち請求項1に記載の発明は、車両のタイヤに設けられるRFIDタグに記憶されたタイヤに関連した情報を読み取る読取手段と、前記読み取った情報を車体側へ転送する転送手段とを備えるタイヤ情報転送装置であって、前記読み取った情報を、前記車両に設けられたタイヤ空気圧監視システムの機器を前記転送手段として用いて車体側へ転送し、前記タイヤ空気圧監視システムの機器は、前記タイヤの空気圧を検出し、その検出した信号を前記車体側に送信するために、前記タイヤを保持するホイールに設けられる空気圧検出ユニットであり、前記空気圧検出ユニットに、前記読取手段を設けることを特徴とする。
ここで、「タイヤ空気圧監視システム」とは、タイヤ側に設けたセンサで検出したタイヤの空気圧を車体側に送信するシステムをいう。
請求項1に記載の発明によれば、タイヤに設けられたRFIDタグから読取手段によって読み取った情報が、タイヤ空気圧監視システムの機器を介して車体側に転送される。すなわち、タイヤ情報転送装置とタイヤ空気圧監視システムが1つの通信設備を共用することとなるので、タイヤ空気圧監視システムを搭載している車両においては、RFIDタグ専用の新たな補助通信器を設ける必要がなくなる。
さらに、タイヤ情報転送装置とタイヤ空気圧監視システムが空気圧検出ユニットを通信設備として共用できる。
請求項に記載の発明は、請求項に記載のタイヤ情報転送装置であって、前記空気圧検出ユニットは、前記ホイールの外周面上に設けられるとともに、前記タイヤの内周面上に設けられる前記RFIDタグと対峙するように構成されることを特徴とする。
ここで、「対峙」とは、タイヤの内面とホイールの外周面とで形成される空間内において、RFIDタグと空気圧検出ユニットとが、それらの間に何も介在させない状態で、径方向に沿って並んでいることをいう。
請求項に記載の発明によれば、空気圧検出ユニットとRFIDタグとが、それらの間に何も介在させない状態で通信を行うので、その通信性能を向上させることができる。
請求項に記載の発明は、請求項に記載のタイヤ情報転送装置を備えた車両であって、前記タイヤには、前記RFIDタグを前記空気圧検出ユニットに対峙させるための位置決め手段が設けられていることを特徴とする。
ここで、「位置決め手段」とは、例えば、作業者が視認しながら位置調整するためのマーカや、ホイールに形成した突起に係合することでホイールに対するタイヤの周方向の位置を固定させるキー溝のような凹部などをいう。
請求項に記載の発明によれば、位置決め手段によって、タイヤの内周面上に設けたRFIDタグが、ホイールに取り付けられた空気圧検出ユニットに対峙することとなるので、空気圧検出ユニットとRFIDタグとの通信距離を常に一定に保つことができ、その通信性能の信頼性を高めることができる。
請求項に記載の発明は、タイヤの空気圧を検出し、その検出した信号を車体側に送信するために、前記タイヤを保持するホイールに設けられる空気圧検出ユニットを備える車両の前記タイヤに設けられるRFIDタグに記憶されたタイヤに関連した情報を、前記車体側に転送させるためのタイヤ情報転送方法であって、前記RFIDタグの情報を、前記空気圧検出ユニットに備わる読取手段により読み取り、その読み取った情報を、前記空気圧検出ユニット転送手段として用いて前記車体側に転送させることを特徴とする。
請求項に記載の発明によれば、タイヤに設けられたRFIDタグの情報を、空気圧検出ユニットに備わる読取手段により読み取った後、空気圧検出ユニット転送手段として用いて車体側に転送する。すなわち、この方法によれば、RFIDタグからのタイヤ情報の通信を空気圧検出ユニットの通信設備を利用して行うので、空気圧検出ユニットを搭載している車両においては、RFIDタグ専用の新たな補助通信器を設ける必要がなくなる。
請求項1または請求項に記載の発明によれば、空気圧検出ユニットを搭載している車両においては、RFIDタグ専用の新たな補助通信器を設けることなく、空気圧検出ユニットを利用して通信を補助できるので、コストダウンや省スペース化を図ることができる。
請求項に記載の発明によれば、空気圧検出ユニットとRFIDタグとが、それらの間に何も介在させない状態で通信を行うので、その通信性能を向上させることができる。
請求項に記載の発明によれば、位置決め手段によって、RFIDタグを空気圧検出ユニットに対峙させるので、空気圧検出ユニットとRFIDタグとの通信距離を常に一定に保つことができ、その通信性能の信頼性を高めることができる。
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図1はタイヤ読取装置とタイヤ空気圧監視システムを搭載した車両を示す平面図、図2はRFIDタグ、センサユニットおよびECU群の詳細を示すブロック図、図3はタイヤに設けられるRFIDタグとホイールに設けられるセンサユニットの詳細を示す説明図である。
図1に示すように、タイヤ情報転送装置1は、車両Cの各タイヤTに設けられるRFIDタグ2の情報を読み取る機能と、読み取った情報を車両Cの車体(ボディ)側に設けられるECU群(制御装置)3に転送する機能とを有している。具体的には、このタイヤ情報転送装置1は、既存のタイヤ空気圧監視システム(以下、「TPMS」という。)4にRFIDタグ2の情報を読み取る機能を加えることによって、このTPMS4の通信機器(転送手段)を利用して前記情報を転送するように構成されている。
〔TPMS〕
以下に、タイヤ情報転送装置1としても機能するTPMS4の詳細について説明する。
TPMS4は、各タイヤTを保持するホイールWに装着されるセンサユニット(空気圧検出ユニット)41と、車体側に設けられるイニシエータ42、ECU群3およびモニタ43を備えて構成されている。
〔センサユニット〕
センサユニット41は、図2に示すように、タイヤTの空気圧室の圧力を直接測定する圧力センサ41aと、前記空気圧室内の温度を検出する温度センサ41bと、CPU(Central Processing Unit)41cと、メモリ41dと、ECU群3と通信を行うための対車体用送受信器41eとを備える他、RFIDタグ2と通信を行うための対タイヤ用送受信器(読取手段)41fを備えている。なお、センサユニット41は、バッテリ41gを備えており、イニシエータ42からの無線信号を受けると起動(または停止)するようになっている。また、このセンサユニット41は、図3に示すように、各ホイールWのリムRに装着されるバルブBと一体に構成されて、リムRの外周面に取り付けられている。
具体的には、このセンサユニット41は、イニシエータ42からの起動信号を対車体用送受信器41eで受信すると起動して、CPU41cによって、各センサ41a,41bで検出した空気圧および温度と、メモリ41dに予め記録しておく識別符号(センサユニット41ごとに設定されるID)とを関連付けて、それらの信号をECU群3にイニシエータ42を介して無線送信するようになっている。また、このセンサユニット41は、イニシエータ42からの起動信号を対車体用送受信器41eで受信すると、対タイヤ用送受信器41fから起動用の信号をRFIDタグ2に無線送信することで、トランスポンダとして機能するRFIDタグ2を起動させ、このRFIDタグ2からの応答信号を受信するようにもなっている。そして、センサユニット41は、このように応答信号を受信すると、この応答信号をECU群3にイニシエータ42を介して無線送信することで、タイヤ情報転送装置1の転送手段として機能するようにもなっている。ここで、このように起動したセンサユニット41の停止方法としては、例えばCPU41cによって起動から所定時間経過後に停止させる方法を採用してもよいし、イニシエータ42からの停止信号に基づいて停止する方法を採用してもよい。このような方法を採用することにより、バッテリ41gの消耗を抑えることができる。
なお、前記したセンサユニット41およびRFIDタグ2間の通信は、国際標準規格(ISO18000−4)に準拠した周波数(2.45GHz帯のマイクロ波)で行うのが汎用性の観点において望ましいが、適宜に変更可能であることはいうまでもない。また、ECU群3およびイニシエータ42間の通信や、イニシエータ42およびセンサユニット41間の通信は、車体パネルなどの遮蔽物があっても良好に通信できるように、その周波数が315MHzまたは433MHzとなるマイクロ(UHF)波通信とするのが望ましいが、適宜に変更可能であることはいうまでもない。
〔イニシエータ〕
イニシエータ42は、中継基地としての役割や前記したセンサユニット41の起動(または停止)を指示する機能を果たすものであり、タイヤTを覆うホイールハウジングの内側に取り付けられている。なお、本実施形態では、イニシエータ42を介して、センサユニット41とECU群3との通信を行っているが、本発明はこれに限定されず、本実施形態の構造からイニシエータ42を外してセンサユニット41とECU群3が直接通信できるようにしてもよい。
〔ECU群〕
ECU群3は、送受信器31、TPMSECU32およびVSAECU33などを備えて構成されており、そのうちの送受信器31とTPMSECU32がTPMS4として機能している。具体的に、TPMSECU32は、送受信器31を介してセンサユニット41から空気圧、温度および識別符号を示す情報を受け取ると、これらの情報に基づいて、所定位置(例えば左前)のタイヤT内の空気圧が規定の範囲内にある「正常状態」か、そうでない「異常状態」であるかの空気圧判定を行うようになっている。さらに、このTPMSECU32は、「異常状態」であると判断した場合には、その結果を図1に示すモニタ43に表示させて、運転者に報知させるようになっている。なお、このTPMSECU32は、通信部、記憶部、CPU等を含んで構成され、その記憶部には、前記識別符号(センサID)と各車輪の対応関係を示すデータなどが予め記憶されている。
また、TPMSECU32は、送受信器31を介してセンサユニット41からRFIDタグ2の応答信号(以下、「タイヤ情報」ともいう。)を受け取ると、その信号を、車内ハーネスを介してVSAECU33や、他の制御機器に送信する、詳しくはCAN(Controller Area Network)送信する機能も有している。そして、このような信号を受信したVSAECU33では、その制御ゲインをタイヤ情報に対応する制御ゲインに持ち替えて、ブレーキ制御やエンジン出力制御を行うことによって、良好なVSA(Vehicle Stability Assist)制御を実現することが可能となっている。なお、このVSAECU33は、通信部、記憶部、CPU等を含んで構成され、その記憶部には、タイヤ情報(例えばタイヤID)と各車輪の対応関係を示すデータなどが予め記憶されている。
〔モニタ〕
図1に示すように、モニタ43は、空気圧判定の結果を視覚的に表示して乗員に知らせるようになっている。なお、モニタ43には、空気圧判定の結果以外に、RFIDタグ2内のタイヤ情報から導出される情報(例えば、スタッドレスやノーマルといったタイヤTの種類や、製造年月日等から算出されるタイヤTの交換時期など)を表示させるようにしてもよい。
〔RFIDタグ〕
続いて、タイヤ情報転送装置1の読取対象であるRFIDタグ2の詳細について説明することとする。
図3に示すように、RFIDタグ2は、印刷技術を利用して形成されるプリントアンテナ21と、このプリントアンテナ21に接続されるICチップ22とを備えて構成される長尺状の部品である。そして、このRFIDタグ2は、タイヤTのトレッド裏面(内周面)T1に、その幅方向の略中央部で、かつ、その周方向に沿うように、貼り付けられている。また、このRFIDタグ2が貼り付けられるタイヤTには、その側面T2におけるRFIDタグ2の貼付位置近傍に、バルブBに対する位置決め用のマーカ(位置決め手段)Mが設けられている。なお、このマーカMとしては、塗料やシール状のものなどを用いればよく、それらの色をタイヤTの色とは異なる色(例えば、黄色)とすればよい。そして、タイヤTをホイールWに取り付けるときに、マーカMを径方向においてバルブBと一致するように合わせることによって、タイヤT内のRFIDタグ2と、ホイールWに装着されるセンサユニット41とがタイヤT内において遮蔽物が間に介在しない状態で対峙するようになっている。
なお、タイヤTは、一般的に、製造上の都合によって周方向における重さが不均一になってしまうため、通常は、タイヤTの最も軽い部分とホイールWの周方向における重い部分(バルブBが取り付けられる部分)とを合わせることで、回転バランスを考慮したタイヤTとホイールWの組み付けが行われている。そのため、このようなタイヤTの軽い部分を位置決め手段として利用し、その位置にRFIDタグ2を設ければ、新たに位置決め手段を設けなくても、タイヤTとホイールWを組み付けたときに、バルブBに一体となるセンサユニット41とRFIDタグ2とを対峙させることができる。
また、RFIDタグ2を構成するICチップ22は、図2に示すように、メモリ22aと、CPU22bと、送受信器22cとを備えて構成されている。メモリ22aには、タイヤTに関連した情報(例えば、タイヤID、銘柄、サイズ、μスリップ特性、コーナリングパワー特性、製造年月日、シリアルナンバ、スタッドレスやノーマルといったタイヤの種類などの情報)が記録されている。また、送受信器22cには、発電部22dが設けられており、これにより、RFIDタグ2がセンサユニット41から電波を受けたときに発電し、その電力で起動するようになっている。そして、CPU22bは、送受信器22cがセンサユニット41から起動信号を受け取ると、メモリ22aに記録してある情報を、送受信器22cを介してセンサユニット41に送信する機能を有している。なお、このRFIDタグ2は、電池を持たずに、リーダ(センサユニット41)からの電波を受信し、その電波を電力に変換して動作をするため、バッテリレスが実現されている。
次に、TPMS4およびタイヤ情報転送装置1の動作について図4を参照して説明する。参照する図面において、図4は、TPMSおよびタイヤ情報転送装置の動作を示すフローチャートである。
図4に示すように、イグニッションスイッチをONすることにより、TPMSECU32とVSAECU33が起動する(START)。TPMSECU32は、TPMS4の各機器が正常か否かを調べる所定のTPMS初期診断を行った後(ステップS1)、イニシエータ42を介してセンサユニット41を起動させる(ステップS2)。
センサユニット41は、起動すると、まず、圧力センサ41aおよび温度センサ41bで検出している空気圧および温度を読み取る(ステップS11)。その後、センサユニット41は、RFIDタグ2に起動信号を送信することで、RFIDタグ2からタイヤ情報を送信させ(ステップS21)、そのタイヤ情報を読み取る(ステップS12)。そして、このステップS12の後、センサユニット41は、読み取った空気圧および温度を示す情報やタイヤ情報に識別符号(センサID)を付けてから、これらをTPMSECU32に送信する(ステップS13)。なお、ステップS13の後は、所定の時間経過後またはイニシエータ42からの停止信号によって、このセンサユニット41の動作が停止することとなる。
TPMSECU32は、前記した各種情報を受信すると(ステップS3)、その各種情報のうち空気圧および温度を示す情報と識別符号とに基づいて、各タイヤTの空気圧が「正常状態」か「異常状態」であるかを判断する所定の空気圧警報処理を実行する(ステップS4)。なお、このステップS4では、「正常状態」であると判断された場合には、何もせずに次のステップに処理を進め、「異常状態」であると判断された場合には、モニタ43を介して乗員に異常を知らせた後、次のステップに処理を進めるといった制御が行われている。
そして、ステップS4を抜けると、TPMSECU32は、タイヤ情報を車内ハーネスを介してVSAECU33やその他の制御装置にCAN送信する(ステップS5)。なお、ステップS5の後、TPMSECU32は、再度STARTに戻るが(RETURN)、既にTPMS初期診断(ステップS1)が完了しているため、その後はステップS1の処理をせずにステップS2〜S5の処理のみを繰り返す。
VSAECU33は、TPMSECU32からタイヤ情報を受信すると(ステップS31)、そのタイヤ情報に基づいて制御ゲインを持ち替える(ステップS32)。すなわち、例えば、VSAECU33が、タイヤ情報としてタイヤ銘柄を取得した場合には、その制御ゲインを、タイヤ銘柄(タイヤ性能)に対応した制御ゲインに持ち替えることとなる。これにより、同条件となる雪面上を異なる銘柄のタイヤでそれぞれ走行する場合であっても、各タイヤ銘柄に対応した制御ゲインでVSA制御が実行されることによって、車両の走行性能の均一化が保証されることとなる。ちなみに、ステップS32の後は、所定の条件が揃ったときにVSA制御を実行するといった周知の制御フローであるため、図示およびその説明は省略することとする。
以上によれば、本実施形態において、次のような効果を得ることができる。
既存のTPMS4の一部の機器を利用して、RFIDタグ2のタイヤ情報をVSAECU33等に送信させるので、RFIDタグ2専用の新たな補助通信器を設けずに済み、その分コストダウンや省スペース化を図ることができる。
マーカMによって、RFIDタグ2をセンサユニット41に対峙させることができるので、RFIDタグ2とセンサユニット41との通信距離を常に一定に保つことができ、その通信性能の信頼性を高めることができる。
RFIDタグ2をタイヤTの内部に装着するので、RFIDタグ2が水、塵埃、紫外線、飛び石などの影響を受けずに済み、その分信頼性を向上させることができる。
RFIDタグ2およびセンサユニット41の両方がタイヤTの内部に設けられるので、両者間の通信が、外部の電磁波の影響を受けずに済み、その分通信の信頼性を向上させることができる。また、両者間の送受信電波が、タイヤ外部に漏れにくいので、外部環境に悪影響を与えることを抑制することができる。
RFIDタグ2をタイヤTの内部に装着することで、RFIDタグ2が外的負荷を受けることがないので、その脱落や盗難の可能性を極めて低くすることができる。
RFIDタグ2がタイヤTのトレッド裏面T1に装着されているので、ホイールWにタイヤTを取り付ける際において、RFIDタグ2をタイヤTのサイドウォールで保護することができ、RFIDタグ2の破損を防止することができる。
RFIDタグ2がトレッド裏面T1の幅方向における中央部に設けられるので、外部から専用のリーダライタによってアクセスしやすく、この専用のリーダライタによって簡単にタイヤ情報の読み出し/書き換えを行うことができる。
なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
本実施形態では、RFIDタグ2から読み取ったタイヤ情報をセンサユニット41からイニシエータ42を介してECU群3に送信したが、本発明はこれに限定されず、例えば、イニシエータ42の代わりにホイールWの中心部に信号を増幅して送信するブースタを設けることで、このブースタを介してタイヤ情報を送信するようにしてもよい。
本実施形態では、イニシエータ42を中継基地として利用したが、本発明はこれに限定されず、例えばセンサユニット41とECU群3とを直接通信させる場合には、イニシエータ42とECU群3を車内ハーネスで繋ぎ、イニシエータ42を単にセンサユニット41の起動・停止をさせるためだけに利用してもよい。
本実施形態では、タイヤ情報転送装置1にRFIDタグ2内のタイヤ情報を読み取るだけの機能を持たせたが、本発明はこれに限定されず、ECU群3から送信する情報を、RFIDタグ2に書き込む機能を持たせてもよい。なお、この場合は、センサユニット41のCPU41cに、ECU群3から送信されてくる信号をRFIDタグ2に送信する機能を持たせるとともに、RFIDタグ2のCPU22bに、センサユニット41から送信されてくる信号をメモリ22aに書き込む機能を持たせればよい。
タイヤ読取装置とタイヤ空気圧監視システムを搭載した車両を示す平面図である。 RFIDタグ、センサユニットおよびECU群の詳細を示すブロック図である。 タイヤに設けられるRFIDタグとホイールに設けられるセンサユニットの詳細を示す説明図である。 TPMSおよびタイヤ情報転送装置の動作を示すフローチャートである。
符号の説明
1 タイヤ情報転送装置
2 RFIDタグ
3 ECU群(制御装置)
32 TPMSECU
33 VSAECU
4 TPMS
41 センサユニット(空気圧検出ユニット、転送手段)
41a 圧力センサ
41b 温度センサ
41f 対タイヤ用送受信器(読取手段)
B バルブ
C 車両
M マーカ(位置決め手段)
T タイヤ
T1 トレッド裏面(内周面)
W ホイール
R リム

Claims (4)

  1. 車両のタイヤに設けられるRFIDタグに記憶されたタイヤに関連した情報を読み取る読取手段と、前記読み取った情報を車体側へ転送する転送手段とを備えるタイヤ情報転送装置であって、
    前記読み取った情報を、前記車両に設けられたタイヤ空気圧監視システムの機器を前記転送手段として用いて車体側へ転送し、
    前記タイヤ空気圧監視システムの機器は、
    前記タイヤの空気圧を検出し、その検出した信号を前記車体側に送信するために、前記タイヤを保持するホイールに設けられる空気圧検出ユニットであり、
    前記空気圧検出ユニットに、前記読取手段を設けることを特徴とするタイヤ情報転送装置。
  2. 前記空気圧検出ユニットは、前記ホイールの外周面上に設けられるとともに、前記タイヤの内周面上に設けられる前記RFIDタグと対峙するように構成されることを特徴とする請求項に記載のタイヤ情報転送装置。
  3. 請求項に記載のタイヤ情報転送装置を備えた車両であって、
    前記タイヤには、前記RFIDタグを前記空気圧検出ユニットに対峙させるための位置決め手段が設けられていることを特徴とする車両。
  4. タイヤの空気圧を検出し、その検出した信号を車体側に送信するために、前記タイヤを保持するホイールに設けられる空気圧検出ユニットを備える車両の前記タイヤに設けられるRFIDタグに記憶されたタイヤに関連した情報を、前記車体側に転送させるためのタイヤ情報転送方法であって、
    前記RFIDタグの情報を、前記空気圧検出ユニットに備わる読取手段により読み取り、その読み取った情報を、前記空気圧検出ユニット転送手段として用いて前記車体側に転送させることを特徴とするタイヤ情報転送方法。
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