JP2016109529A - Tire state determination system and vehicle loaded with tire state determination system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のタイヤの状態を監視し、その状態が警報処理などの判定用閾値を下回ったときに報知を行うタイヤ状態判定システムに関する。 The present invention relates to a tire condition determination system that monitors the condition of a tire of a vehicle and notifies when the condition falls below a threshold for determination such as alarm processing.
従来、安全で快適な車両走行を実現するために、車両に搭載された車載装置と、車両の各車輪のタイヤの空気圧や温度等を検出するタイヤ内空気圧センサユニットとで構成されるタイヤ内空気圧監視システム(TPMS(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)センサ)が知られている。 Conventionally, in order to realize safe and comfortable vehicle travel, an in-tire air pressure constituted by an in-vehicle device mounted on the vehicle and an in-tire air pressure sensor unit that detects the air pressure and temperature of the tire of each wheel of the vehicle. A monitoring system (TPMS (TPMS: Tire Pressure Monitoring System) sensor) is known.
特許文献1(特開2010−254018号公報)には、タイヤ内温度変化にかかわらず、タイヤ内空気圧の低下を適切に検出して警報を発することが可能なタイヤ内空気圧監視システムの技術が記載されている。 Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-254018) describes a technique of a tire pressure monitoring system that can appropriately detect a decrease in tire pressure and issue an alarm regardless of changes in tire temperature. Has been.
特許文献1に記載のタイヤ内空気圧監視システムは、複数の車輪のそれぞれに設けられ、対応する車輪のタイヤ内の空気圧および温度を検出して車輪情報として送信する車輪状態検出ユニットと、複数の車輪が装着される車両本体に設けられ、車輪状態検出ユニットから送信された車輪情報を受信する車体側受信機と、外部操作入力がなされることにより、タイヤの空気圧調整完了を示すリセット信号を出力する初期化スイッチと、車体側受信機にて受信された信号から車輪情報を取得し、タイヤ内空気圧が予め設定された警報処理の判定用閾値よりも低い場合に警報を発するための報知信号を出力する一方、リセット信号が入力されると、タイヤ内温度及びタイヤ内空気圧に応じて判定用閾値を再設定する制御部と、を備えるものが記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載のタイヤ内空気圧監視システムは、車輪のタイヤ内の空気圧および温度を検出して車輪情報として送信する車輪状態検出ユニットを、複数の車輪のそれぞれに設けなければならない。このような車輪状態検出ユニットの構成は複雑で高価であり、システムを構築するために大きなコストがかかってしまう、という問題があった。 However, in the tire air pressure monitoring system described in Patent Document 1, it is necessary to provide each of the plurality of wheels with a wheel state detection unit that detects the air pressure and temperature in the tires of the wheels and transmits them as wheel information. The configuration of such a wheel state detection unit is complicated and expensive, and there is a problem that a large cost is required to construct the system.
また特許文献1は、タイヤ内部の圧力や温度といった間接的な情報から間接的にタイヤの状態を監視するシステムであるが、タイヤの外部変化を直接モニタリングし、異常を運転者にリアルタイムに伝えることは不可能であった。 Patent Document 1 is a system that indirectly monitors the state of the tire from indirect information such as the pressure and temperature inside the tire, but directly monitors external changes in the tire and reports the abnormality to the driver in real time. Was impossible.
本発明は以上のような課題を解決するためのものであり、本発明に係るタイヤ状態判定システムは、コヒーレント光を射出する光源と、移動体のタイヤに配され、前記光源から出射されたコヒーレント光を入射すると共に、入射した光を偏向して出射する光学素子と、前記光学素子から出射された光が入射され、入射された光に基づいた電気信号に変換する受光素子と、前記受光素子から取得する電気信号に基づいて、タイヤの状態を判定する判定部と、を有することを特徴とする。 The present invention is to solve the above-described problems, and a tire condition determination system according to the present invention includes a light source that emits coherent light, and a coherent light that is disposed in a tire of a moving object and emitted from the light source. An optical element that emits light and deflects and emits the incident light, a light receiving element that receives the light emitted from the optical element and converts the light into an electrical signal based on the incident light, and the light receiving element And a determination unit that determines the state of the tire based on the electrical signal acquired from the vehicle.
また、本発明に係るタイヤ状態判定システムは、前記受光部から取得する電気信号に基づいて、タイヤの回転数を検出する回転数検出部を有することを特徴とする。 Moreover, the tire condition determination system according to the present invention includes a rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the tire based on an electrical signal acquired from the light receiving unit.
また、本発明に係るタイヤ状態判定システムは、前記光学素子がホログラムであることを特徴とする。 In the tire condition determination system according to the present invention, the optical element is a hologram.
また、本発明に係るタイヤ状態判定システムは、前記光学素子が回折格子であることを特徴とする。 In the tire condition determination system according to the present invention, the optical element is a diffraction grating.
また、本発明に係るタイヤ状態判定システムは、前記光学素子がミラーであることを特徴とする。 In the tire condition determination system according to the present invention, the optical element is a mirror.
また、本発明に係る車両は、前記のいずれかに記載のタイヤ状態判定システムが搭載された車両である。 A vehicle according to the present invention is a vehicle equipped with any one of the tire condition determination systems described above.
本発明に係るタイヤ状態判定システムは、タイヤに配するのは光学素子のみであるのであり、従来のように車輪状態検出ユニットなどの複雑で高価なユニットを設ける必要がないので、このような本発明に係るタイヤ状態判定システムによれば、コストをかけることなくシステムを構築することが可能となる。 In the tire condition determination system according to the present invention, only the optical element is disposed on the tire, and it is not necessary to provide a complicated and expensive unit such as a wheel condition detection unit as in the conventional case. According to the tire condition determination system according to the invention, it is possible to construct the system without cost.
また、本発明に係るタイヤ状態判定システムが搭載された車両によれば、コストをかけることなく、安全性や快適性が向上する。 Moreover, according to the vehicle equipped with the tire condition determination system according to the present invention, safety and comfort are improved without cost.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の実施形態に係るタイヤ状態判定システム100が搭載された車両200などの移動体を模式的に示す図である。また、図2は本発明の実施形態に係るタイヤ状態判定システム100のタイヤ221周りの構成を示す図である。なお、タイヤ221周りの構成については、タイヤ222、223、224においても同様であるので、これらについては図示を省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a moving body such as a
本発明のタイヤ状態判定システム100は、走行中においても、タイヤ221、222、223、224の状態を判定して、これをドライバーなどに報知するものである。
The tire
なお、本発明のタイヤ状態判定システム100を搭載可能な車両200には、ガソリンエンジンの駆動力のみで走行する車両や、ガソリンエンジンとモーターの駆動力で走行する車両、モーターの駆動力のみで走行する車両や、或いは、ディーゼルエンジンの駆動力により走行する車両などが含まれる。さらに、本発明のタイヤ状態判定システム100は、二輪車などにも搭載することができる。なお、二輪車には自動二輪車だけでなく、自転車も含まれる。すなわち、本発明のタイヤ状態判定システム100は上記のような種々の
移動体に搭載することが可能である。
The
タイヤ状態判定システム100における制御部110はCPU(Central Pr
ocessing Unit)とCPU上で動作するプログラムを保持するROM(Re
ad Only Memory)とCPUのワークエリアであるRAM(Random Access Memory)などからなる汎用の情報処理機構である。制御部110は、
図示されている制御部110と接続される各構成と協働・動作する。
The
ROM (Receiving Unit) and program that runs on CPU
This is a general-purpose information processing mechanism including an ad only memory (RAM) and a RAM (random access memory) that is a work area of the CPU. The
It cooperates and operates with each component connected to the
レーザー制御部120は、制御部110からの制御指令に基づいて、各タイヤに設けられている光源(以下、「レーザー光源部」ともいう。)121の発光制御を行う。図2に示すように、レーザー光源部121は、車両200の取り付け部231に取り付けられている。取り付け部231には、タイヤ221が回転していないとき、当該取り付け部231に取り付けられるレーザー光源部121や受光素子161が、タイヤ221に取り付けられるホログラム151と相対的な位置関係が変化しない構成が選択される。なお、光源(レーザー光源部)121から出射される光は、コヒーレント光(以下、「レーザー光」ともいう。)である。
Based on a control command from the
本実施形態においては、図2に示すように、車両200のタイヤ221に対して、光学素子としてホログラム151が貼り付けられている。ここで、このようなホログラム151は、タイヤに埋め込むようにしてもよい。ここで、本実施形態では、タイヤ221に対してホログラム151を1つ貼り付ける構成を例に説明するが、タイヤ221に貼り付けるホログラム151は複数とすることもできる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a
ホログラム151は、レーザー光源部121から出射された光を入射すると共に、入射した光を偏向して出射する。本実施形態においては、ホログラム151としては、反射型ホログラムを想定している。なおホログラム151としては、エンボスホログラム、体積型ホログラム、電子ホログラムなどを挙げることができる。さらに、計算機を用いた演算により所定の記録面上に干渉縞を記録させて作製する計算機合成ホログラムなども挙げることができる。また、計算機合成ホログラムのうち、フーリエ変換光学系を用いた計算機合成ホログラムであるフーリエ変換ホログラムを用いるようにしてもよい。
The
なお、ホログラム151をタイヤ221に取り付ける方法としては、接着剤を介する接着する方法やタイヤに溝を設けホログラム151をはめ込む方法などがある。また、タイヤ221に設ける光学素子としては、ホログラム151に代え、グレーティングなどの回折格子を用いることもできるが、このような回折格子をタイヤ221に取り付ける場合には、接着剤を介する接着する方法やタイヤに溝を設けホログラムをはめ込む方法の他に、タイヤ221に直接凹凸を描画し回折格子とすることもできる。
In addition, as a method of attaching the
なお、ホログラム151の表面には、光触媒コーティングなどを施しておくと、ホログラム151表面を清浄な状態に保っておくことが可能となる。
If the surface of the
受光素子161は、ホログラム151から出射された光が入射され、入射された光に基づいた電気信号に変換して、制御部110に送信する。制御部110は、受光素子161から受信する電気信号に基づいて、タイヤ221の状態を判定したり、タイヤ221の回転数を検出したりする。
The light receiving
ここで、本発明に係るタイヤ状態判定システム100に用いる光学素子としては、入射した光を偏向して出射するものであれば、ホログラム151に限らず、グレーティングなどの回折光学素子やミラーなどの反射光学素子を適宜用いることができる。しかしながら、本発明に係るタイヤ状態判定システム100に用いる光学素子として最も好適であるの
は、ホログラム151である。以下、この理由を説明する。
Here, the optical element used in the tire
図3は本発明の実施形態に係るタイヤ状態判定システム100で用いられるホログラム151を説明する図である。本実施形態で用いられているホログラム151は、ホログラム151表面のどの位置にレーザー光源部121からのレーザー光が照射されても、図3に示すようなホログラム再生像Iが再生され、このホログラム再生像Iを受光素子161によって検出するようにしている。
FIG. 3 is a diagram illustrating a
レーザー光源部121からのレーザー光は、ホログラム151の全面に照射されるように設定される。ここで、ホログラム151はタイヤ221に取り付けられているために、汚れが付着してしまうことが考えられるが、汚れが付着しておらずレーザー光を受光する箇所がホログラム151表面上に一部でもあれば、必ず、図3に示すようなホログラム再生像Iを再生することが可能である。このような機能を付与することができるのはホログラム151であるので、本発明に係るタイヤ状態判定システム100に用いる光学素子としては、ホログラム151が最も好適であると言える。
The laser light from the laser
次に、以上のように構成されるタイヤ状態判定システム100の処理、動作について説明する。図4は本発明の実施形態に係るタイヤ状態判定システム100の制御のフローチャートを示す図である。このようなフローチャートは、制御部110により実行される。
Next, processing and operation of the tire
図4において、車両200のエンジン(不図示)が、ドライバーによりスタートされると、続いて、ステップS101においては、レーザー光源部121によりレーザー光を出射するようにレーザー制御部120を制御する。
In FIG. 4, when the engine (not shown) of the
ステップS102では、受光素子161から受信する電気信号の頻度によりタイヤ221の回転数を算出する。
In step S102, the rotation speed of the
ステップS103では、いずれかの受光素子161、162、163、164で所定以上のズレが検出されたか否かが判定される。図5は本発明の実施形態に係るタイヤ状態判定システム100によってタイヤ221の状態の判定を行う様子を示しており、図5ではタイヤ221の空気圧などの変化によりタイヤ221形状が変化し、これに伴い、ホログラム151によるホログラム再生像Iの位置が通常状態からズレた状態で、受光素子161で受光される様子が示されている。
In step S103, it is determined whether or not a deviation greater than or equal to a predetermined value is detected by any one of the
ステップS103における判定がYESであれば、ステップS104に進み、ステップS104で、ズレがあった受光素子161、162、163、164に対応するタイヤに問題があることを、報知部170によって車両200のドライバーに報知する。
If the determination in step S103 is YES, the process proceeds to step S104, and in step S104, the
一方、ステップS103における判定がNOであれば、ステップS105に進む。ステップS105では、エンジンがストップされたかが判定され、当該判定がYESであれば、ステップS106に進み、処理を終了し、当該判定がNOであれば、ステップS102に戻り、ループする。 On the other hand, if the determination in step S103 is NO, the process proceeds to step S105. In step S105, it is determined whether the engine has been stopped. If the determination is YES, the process proceeds to step S106, the process is terminated, and if the determination is NO, the process returns to step S102 to loop.
以上、本発明に係るタイヤ状態判定システム100は、タイヤに配するのはホログラム151などの光学素子のみであるのであり、従来のように車輪状態検出ユニットなどの複雑で高価なユニットを設ける必要がないので、このような本発明に係るタイヤ状態判定システム100によれば、コストをかけることなくシステムを構築することが可能となる。
As described above, in the tire
また、本発明に係るタイヤ状態判定システム100が搭載された車両200によれば、コストをかけることなく、安全性や快適性が向上する。
Moreover, according to the
100・・・タイヤ状態判定システム
110・・・制御部
120・・・レーザー制御部
121・・・レーザー光源部
151・・・ホログラム
161、162、163、164・・・受光素子
170・・・報知部
200・・・車両
211・・・車軸
221、222、223、224・・・タイヤ
231・・・取り付け部
I・・・ホログラム再生像
DESCRIPTION OF
Claims (6)
移動体のタイヤに配され、前記から出射されたコヒーレント光を入射すると共に、入射した光を偏向して出射する光学素子と、
前記光学素子から出射された光が入射され、入射された光に基づいた電気信号に変換する受光素子と、
前記受光素子から取得する電気信号に基づいて、タイヤの状態を判定する判定部と、を有することを特徴とするタイヤ状態判定システム。 A light source that emits coherent light;
An optical element that is arranged on a tire of a moving body, and injects coherent light emitted from the above, and deflects and emits the incident light;
A light receiving element that receives light emitted from the optical element and converts the light into an electrical signal based on the incident light; and
And a determination unit that determines the state of the tire based on an electrical signal acquired from the light receiving element.
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