JP3875349B2 - タイヤ摩耗状態検出方法並びにトランスポンダ装着タイヤ及び車両のタイヤ摩耗状態モニター装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に備わるタイヤの摩耗状態を検出するタイヤ摩耗状態検出方法並びにこれに係るトランスポンダ装着タイヤ及び車両のタイヤの摩耗状態をモニターする車両のタイヤ摩耗状態モニター装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両において安全走行を行うために注意しなければならない事項の一つとして、車両のタイヤが摩耗しすぎた状態にならないように適度に気を配ることがあげられる。例えば、タイヤが摩耗しすぎると、パンクの発生率が増大すると共に、高速走行においてはスリップを生じ、重大事故を引き起こす原因となる。
【０００３】
このため、運転者は常日頃、各タイヤの摩耗状態の点検を行う必要がある。このタイヤの摩耗状態の点検の際には、全てのタイヤのトレッドの溝の深さを見ることにより判断を行っていた。
【０００４】
また、タイヤが摩耗したことを自動的に警告する装置として、特開平７−１６４８３０号公報にタイヤ摩耗警告装置が開示されている。この装置は、車両の走行距離とＧＰＳ測位位置とからタイヤの直径を算出し、これをタイヤ交換が必要となる場合のタイヤ直径と比較することにより、タイヤ摩耗の警告を発生する装置である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したように各タイヤ毎にタイヤの摩耗状態を判断することは非常に手間がかかると共に、近年急増した女性ドライバーにとっては非常に難しいことであった。このため、運転者は常日頃タイヤ摩耗状態の点検を行う必要があるにもかかわらず、点検を怠りがちとなり、タイヤが摩耗したことによって引き起こされる事故が増加しているという問題点があった。
【０００６】
また、後者のタイヤ摩耗警告装置においては、タイヤの温度変化、車両の積載重量、車両走行時のタイヤの回転によって発生する遠心力等の違いによって、タイヤの直径が変化するため、正確なタイヤ直径の検出が困難であり、誤動作の恐れがあった。
【０００７】
本発明の目的は上記の問題点に鑑み、正確に且つ容易にタイヤの摩耗状態の点検を行うことができるタイヤ摩耗状態検出方法並びにこれに係るトランスポンダ装着タイヤ及び車両のタイヤ摩耗状態モニター装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために請求項１では、タイヤトレッドの表面から異なる距離に複数の検出線を埋設し、該複数の検出線のそれぞれの切断或いは非切断状態を表す情報をトランスポンダによって送信し、前記トランスポンダから送信される情報を受信し、前記検出線が切断された情報を受信することによりタイヤの摩耗を段階的に検出するタイヤ摩耗状態検出方法を提案する。
【０００９】
該タイヤ摩耗状態検出方法によれば、タイヤトレッドの表面から異なる距離に複数の検出線が埋設され、該複数の検出線のそれぞれの切断或いは非切断状態を表す情報がトランスポンダによって送信される。従って、前記トランスポンダから送信される情報を受信し、前記検出線が切断された情報を受信することによりタイヤの摩耗を段階的に検出することができる。
【００１０】
また、請求項２では、所定の信号によって情報の授受を行うトランスポンダを備えたトランスポンダ装着タイヤにおいて、タイヤトレッド中にタイヤトレッドの表面から異なる 距離に配置されたループ状をなす複数の検出線と、該検出線に接続され、該検出線の切断或いは非切断状態を表す情報を生成する情報生成手段とを設け、前記トランスポンダは、前記情報生成手段によって生成された情報を送信するトランスポンダ装着タイヤを提案する。
【００１１】
該トランスポンダ装着タイヤによれば、タイヤ内にトランスポンダが設けられると共に、タイヤトレッド中にタイヤトレッドの表面から異なる距離に配置されたループ状をなす複数の検出線が埋設され、該検出線の切断或いは非切断状態を表す情報が前記トランスポンダによって送信される。これにより、前記トランスポンダから送信される情報を受信し、前記検出線が切断された情報を受信することによりタイヤの摩耗を検出することができる。
【００１２】
また、請求項３では、請求項２に記載のトランスポンダ装着タイヤにおいて、前記トランスポンダは、所定周波数の電磁波を受信する電磁波受信手段と、該電磁波受信手段によって受信した電磁波エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段とを有し、該エネルギー変換手段によって生成された電気エネルギーによって動作するトランスポンダ装着タイヤを提案する。
【００１３】
該トランスポンダ装着タイヤによれば、電磁波受信手段によって受信された電磁波エネルギーは、エネルギー変換手段によって電気エネルギーに変換され、該エネルギー変換手段によって生成された電気エネルギーによってトランスポンダが動作する。
【００１４】
また、請求項４では、車両に設けられた車輪のタイヤ摩耗状態をモニターする車両のタイヤ摩耗状態モニター装置であって、タイヤ側に設けられた検出部と車体側に設けられたモニター部とからなり、前記検出部は、トランスポンダと、タイヤトレッドの表面から異なる距離に埋設された複数の検出線と、該検出線に接続され、前記複数の検出線のそれぞれの切断或いは非切断状態を表す切断情報を生成する情報生成手段とを備えると共に、前記トランスポンダは前記情報生成手段によって生成された切断情報を送信する情報送信手段を有し、前記モニター部は、前記トランスポンダへ質問信号を発信する質問信号発信手段と、前記トランスポンダからの応答信号を受信する応答信号受信手段と、該応答信号受信手段による受信応答信号に含まれる前記切断情報に基づいて、タイヤの摩耗状態を段階的に報知する報知手段とを備えている車両のタイヤ摩耗状態モニター装置を提案する。
【００１５】
該車両のタイヤ摩耗状態モニター装置によれば、タイヤが摩耗していない状態においては、モニター部の質問信号発信手段によって質問信号が発信されると、これに対してトランスポンダから検出線が切断されていないという切断情報をもつ応答信号が返され、該応答信号がモニター部の応答信号受信手段によって受信される。これにより、前記検出線が切断されていないため、タイヤが使用に耐えないほど摩耗していないと判断される。また、タイヤの摩耗が進むとトレッド中に埋設されている検出線が露出して切断され、該検出線の切断状態を表す切断情報が情報生成手段によって生成され、前記トランスポンダによって該切断情報が送信される。これによりモニター部では、前記検出線が切断されているという切断情報を受信することにより、タイヤが摩耗したことを検出し、報知手段によりタイヤが摩耗したことが報知される。
【００１６】
さらに、前記切断情報としては、タイヤトレッドの表面から異なる距離に埋設された複数の検出線のそれぞれの切断或いは非切断状態を表す切断情報が生成される。これによりモニター部では、前記複数の検出線のそれぞれの切断・非切断状態を表す切断情報を受信することにより、タイヤが摩耗したことを段階的に検出し、報知手段によりタイヤが摩耗したことが段階的に報知される。
【００１７】
また、請求項５では、請求項４に記載の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置において、前記検出部は、前記応答信号を送信する際に、個々の検出部に個別に割り当てられた識別コードを送信する識別コード送信手段を備え、前記モニター部は、前記識別コードに基づいて検出部とタイヤ装着位置を対応づけるタイヤ装着位置判定手段を備えている車両のタイヤ摩耗状態モニター装置を提案する。
【００１８】
該車両のタイヤ摩耗状態モニター装置によれば、検出部により、前記応答信号が送信される際に、個々の検出部に個別に割り当てられた識別コードが送信され、前記モニター部によって、前記識別コードに基づいて検出部とタイヤ装着位置が対応づけられる。
【００１９】
また、請求項６では、請求項４に記載の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置において、前記モニター部の送受信用アンテナは、前記検出部毎に車輪の近傍位置に配置されている車両のタイヤ摩耗状態モニター装置を提案する。
【００２０】
該車両のタイヤ摩耗状態モニター装置によれば、モニター部の送受信用アンテナは検出部毎に車輪の近傍位置に配置され、モニター部の送受信用アンテナと検出部の送受信用アンテナとの間の距離が必要最小限とされる。
【００２１】
また、請求項７では、請求項４に記載の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置において、前記検出部のトランスポンダは、所定周波数の電磁波を受信する電磁波受信手段と、該電磁波受信手段によって受信した電磁波エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段とを有し、該エネルギー変換手段によって生成された電気エネルギーによって前記検出部全体が動作する車両のタイヤ摩耗状態モニター装置を提案する。
【００２２】
該車両のタイヤ摩耗状態モニター装置によれば、検出部のトランスポンダでは、電磁波受信手段によって受信された電磁波エネルギーがエネルギー変換手段によって電気エネルギーに変換され、該電気エネルギーによって前記検出部全体が動作する。これにより、前記モニター部から送信される質問信号の電磁波エネルギーから前記電気エネルギーを生成することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１は、本発明の第１参考例の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置を示す構成図である。図において、１は車両で、各車輪２、ここでは４つの車輪２にはタイヤ摩耗状態を検出するための検出部１０が設けられ、車室内には検出部１０によって検出されたタイヤ内空気圧を報知するモニター部２０が設けられている。このモニター部２０は、モニター部本体２０ａ、ディスプレイ２０ｂ、アンテナ２０ｃから構成され、ディスプレイ２０ｂは運転者から視認できる運転席の近傍に設置されている。
【００２４】
検出部１０は、図２に示すように車両１の各車輪２毎にタイヤ２ａのトレッド中に埋設されたトランスポンダ１０Ａから構成されている。
【００２５】
また、車体側には各車輪２毎にトランスポンダ１０Ａに対向するようにアンテナ２０ｃが設けられ、これらのアンテナ２０ｃはモニター部本体２０ａに接続されている。
【００２６】
検出部１０は厚さ１ｍｍ、１ｃｍ四方の正方形をなした薄片状のもので、内部回路は半導体チップ及びル−プ状アンテナ線によって形成され、これらを樹脂等でモールドしたものである。このように、検出部１０が薄片状であるためタイヤトレッド中に埋設した場合にも、タイヤ及び車両走行に対して悪影響を及ぼすことがない。
【００２７】
図３は、検出部１０の電気系回路を示すブロック図である。図において、１０は検出部で、送受信用アンテナ１１、整流回路１２、中央処理部１３、記憶部１４、発信部１５及びデュープレクサ１６から構成されている。
【００２８】
整流回路１２は、ダイオード121,122、コンデンサ123、及び抵抗器124から構成され、周知の全波整流回路を形成している。この整流回路１２の入力側にはデュープレクサ１６を介して送受信用アンテナ１１が接続され、送受信用アンテナ１１に誘起した高周波電流を整流して直流電流に変換して、中央処理部１３、記憶部１４及び発信部１５の駆動電源として出力するものである。
【００２９】
中央処理部１３は、周知のＣＰＵ131及びディジタル／アナログ（以下、Ｄ／Ａと称する）変換器132から構成され、ＣＰＵ131は電源が供給されて駆動すると、所定の応答信号をＤ／Ａ変換器132を介して発信部１５に出力する。
【００３０】
発信部１５は、発振回路151、変調回路152及び高周波増幅回路153から構成され、発振回路151によって発振された、例えば３００ＭＨｚの搬送波を、中央処理部１３から入力した情報信号に基づいて、変調回路152で変調して、これを高周波増幅回路153及びデュプレクサ１６を介して送受信用アンテナ１１に供給する。
【００３１】
デュープレクサ１６は、ローパスフィルタ１６ａとハイパスフィルタ１６ｂから構成され、送受信用アンテナ１１と整流回路１２との間にローパスフィルタ１６ａが接続され、送受信用アンテナ１１と高周波増幅回路153 との間にハイパスフィルタ１６ｂが接続されている。
【００３２】
図４は、モニター部２０の電気系回路を示すブロック図である。図において、２０はモニター部で、各車輪２に対応して設けられた複数の送受信用アンテナ２０ｃ、アンテナ切り替え器２１、受信部２２、中央処理部２３、キーボード２４、表示制御部２５、発信部２６、デュープレクサ２７、これらへ電源を供給する電源部２８及びディスプレイ２０ｂから構成されている。
【００３３】
ここで、本参考例におけるモニター部２０とは、後述するように検出部１０に対して質問信号として第１の周波数の電磁波を輻射しながら、これに伴って検出部１０から輻射される応答信号としての第２の周波数の電磁波を受信することにより、検出部１０が正常動作しているか否か、即ちタイヤが摩耗していないか否かをモニターするものを言う。
【００３４】
また、モニター部２０のアンテナ切り替え器２１は、電子式の２回路４接点のスイッチからなり、中央処理部２３からの制御信号に基づいてデュープレクサ２７に接続するアンテナを切り替える。
【００３５】
受信部２２は、受信機221とアナログ／ディジタル（以下、Ａ／Ｄと称する）変換器222から構成され、受信器221の入力側は送受信用アンテナ２０ｃに接続され、３００ＭＨｚの高周波を受信し、これを検波した後、Ａ／Ｄ変換器222を介して中央処理部２３に出力する。
【００３６】
中央処理部２３は、周知のＣＰＵ231及びメモリ232から構成され、中央処理部231はキーボード２４から入力された命令に基づいて、受信部２２から入力した情報をメモり232に記憶すると共に表示制御部２５を介してディスプレイ２０ｂに表示すると共に、質問信号を送信しても検出部１０からの応答信号が返されないときにディスプレイ２０ｂを介して運転者にタイヤが摩耗したことを表す警報を発する。
【００３７】
さらに、発信部２６は発信回路261から構成され、発信回路261はＣＰＵ231 からの制御信号に基づいて、例えば１００ＫＨｚ〜３００ＫＨｚの高周波信号を送受信用アンテナ２１に出力する。
【００３８】
また、デュープレクサ２７は、ローパスフィルタ２７ａとハイパスフィルタ２７ｂから構成され、送受信用アンテナ２０ｃと受信部２２との間にハイパスフィルタ２７ｂが介在され、送受信用アンテナ２０ｃと発信部２６との間にローパスフィルタ２７ａが介在されている。
【００３９】
ディスプレイ２０ｂは、図５に示すように、モニターパネル３０上に車輪に対応して配置された４つの４つの赤色ＬＥＤ３１ａ〜３１ｄ及び図示せぬブザーを備えている。
【００４０】
これにより、表示制御部２５から入力した表示信号に基づいて、警報時には各警報用の赤色ＬＥＤ３１ａ〜３１ｄを点滅させ、ＣＰＵ231 から入力する鳴動信号によってブザー（図示せず）を鳴動する。
【００４１】
前述の構成よりなる本参考例によれば、モニター部２０からはＣＰＵ231 の動作プログラムに基づいて所定時間おきに発信部２６が駆動され、送受信用アンテナ２１から第１の周波数の高周波信号、即ち１００ＫＨｚ〜３００ＫＨｚの高周波信号が輻射される。この際、ＣＰＵ231 によってアンテナ切り替え器２１が切り替え制御され、アンテナ切り替え器２１によって４つの送受信用アンテナ２０ｃが順次デュープレクサ２７に接続され、４つのアンテナ２０ｃから順次第１の周波数の電磁波が輻射される。
【００４２】
この電磁波は各車輪２に設けられた検出部１０の送受信用アンテナ１１に入力され、送受信用アンテナ１１に高周波電流が誘起する。送受信用アンテナ１１に誘起した高周波電流は、整流回路１２によって整流されて検出部１０内部の中央処理部１３、記憶部１４及び発信部１５に電源を供給する。
【００４３】
これにより、モニター部２０から送出された電磁波を受信している間、電源を供給された中央処理部１３は、予めプログラムされている情報送信処理を行う。即ち、中央処理部１３は、所定の応答信号を発信部１５に出力する。発信部ではこの信号に基づいて搬送波を変調し、変調された搬送波、即ち高周波信号を送受信用アンテナ１１に供給する。これにより、送受信用アンテナ１１からは第２の周波数の電磁波、即ち３００ＭＨｚの周波数の電磁波が輻射される。
【００４４】
モニター部２０では、検出部１０から輻射された３００ＭＨｚの電磁波を送受信用アンテナ２１を介して受信部２２によって受信し、受信部２２は受信した情報をディジタルデータに変換して中央処理部２３に送出する。
【００４５】
中央処理部２３は、検出部１０から応答信号が返されないときに、タイヤが摩耗して検出部１０が破壊されたものとして、タイヤが摩耗した警報を表示制御部２５を介してディスプレイ２０ｂの赤色ＬＥＤ３１ａ〜３１ｄを点滅させると共にブザーを鳴動して運転者に警報を発する。
【００４６】
前述したように、第１参考例によれば、車輪２側に設けられた検出部１０がタイヤの摩耗によって破壊されることによって、タイヤの摩耗が検出され、この検出結果は車体側に設けられたモニター部によって表示され、警報が発せられるので、タイヤ摩耗の検出を非常に簡単に且つ正確に行うことができると共に、女性ドライバーにとっても容易にタイヤの摩耗を知ることができる。
【００４７】
これにより、運転者は常日頃からタイヤ摩耗の点検を簡単に行うことができ、タイヤの摩耗によって引き起こされる事故の低減を図ることができる。さらに、検出部１０のみがタイヤ側に設けられ、モニター部２０車体側に設けられているので、これらの取付を比較的簡単に行うことができる。
【００４８】
また、検出部１０内には電源を設ける必要がないので、半永久的に使用でき、定期的に電池交換する必要がなくメンテナンスの手間を大幅に低減することができる。
【００４９】
次に、本発明の第２参考例を説明する。図６は第２参考例における検出部１０の埋設状態を示す図である。図において、前述した第１参考例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１参考例と第２参考例との相違点は、第２参考例では、検出部１０（トランスポンダ１０Ａ）の送受信用アンテナ１１の一部分をトランスポンダ１０Ａから引き出してタイヤトレッドの表面から所定距離内側に位置するように配置して埋設したことにある。
【００５０】
これにより、タイヤが摩耗してトレッドがすり減り送受信用アンテナ線１１が切断されるとトランスポンダ１０Ａが動作しなくなり、トランスポンダ１０Ａからの応答信号が返されなくなり、タイヤの摩耗を検出することができる。
【００５１】
また、トランスポンダ１０Ａから引き出したアンテナ線１１の一部をタイヤトレッド内の所定位置に埋設する簡単な方法としては、図７に示すように、トランスポンダ１０Ａから引き出したアンテナ線１１をトランスポンダ１０Ａの状面ほぼ中央部に垂直にねじり、アンテナ線１１及びトランスポンダ１０Ａの全体をエポキシ樹脂ＥＰ等によって固めて画鋲状に形成することにより、容易に埋設位置の設定を行うことができる。
【００５２】
次に、本発明の一実施形態を説明する。図８は、本発明の一実施形態における検出部１０の電気系回路を示すブロック図である。図において、前述した第１参考例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１参考例と本実施形態との相違点は、中央処理部１３に代えてビットコード化部１８を設けると共に、変調回路152 に代えてスイッチング回路154 を設け、さらに後述するようにモニター部２０のディスプレイ２０ｂに７セグメント数字表示器を設けたことにある。
【００５３】
ビットコード化部１８はビットコード化回路181 、パラレル／シリアル変換回路182 、クロック信号発生回路183 から構成されている。
【００５４】
ビットコード化回路181 は、４本の検出線181a〜181dと６つのプルアップ抵抗器181e〜181jから構成されている。
【００５５】
４本の検出線181a〜181dは、図９に示すように、トランスポンダ１０Ａから引き出されてトランスポンダ１０Ａの上面に垂直にそれぞれ異なる高さ、即ち、検出線181aの高さが一番低く、検出線181b、検出線181c、検出線181dの順に高くなるように設定されると共に、検出部１０は、タイヤトレッドの表面から検出線181dの先端までの距離が検出線181aの先端までの距離よりも短くなるようにタイヤトレッド中に埋設されている。
【００５６】
さらに、検出部１０の埋設位置において、これらの検出線181a〜181dの高さはタイヤトレッドの摩耗が進み、２０％摩耗したときに検出線181dの先端が露出するように、４０％摩耗したときに検出線181cの先端が露出するように、６０％摩耗したときに検出線181bの先端が露出するように、８０％摩耗したときに検出線181aの先端が露出するように設定されている。
【００５７】
一方、パラレル／シリアル変換回路182 は、８ビットのデータ入力端子Ｄａ〜Ｄｈと、シフトデータ入力端子ＳＤ、クロック信号入力端子ＣＬＫ、ロード信号入力端子ＬＤ、及びシリアルデータ出力端子Ｑを備え、データ入力端子Ｄａ〜Ｄｈに入力されたパラレルデータをシリアルデータ出力端子Ｑからシリアルデータとして出力するものである。
【００５８】
パラレル／シリアル変換回路182 のデータ入力端子Ｄａ，Ｄｂは抵抗器181eを介して整流回路１２の出力に接続され、データ入力端子Ｄｇ，Ｄｈは抵抗器181jを介して整流回路１２の出力に接続されている。
【００５９】
さらに、データ入力端子Ｄｃ〜Ｄｆにはそれぞれ、検出線181a〜181dの一端及び抵抗器181f〜181iの一端が接続され、検出線181a〜181dの他端は接地され、抵抗器181f〜181iの他端は整流回路１２の出力に接続されている。
【００６０】
また、パラレル／シリアル変換回路182 のロード信号入力端子ＬＤには、クロック信号発生回路183から出力される第２クロック信号ＣＫ２が入力され、シフトデータ入力端子ＳＤは接地されている。また、クロック信号入力端子ＣＬＫにはクロック信号発生回路183 から出力される第１クロック信号ＣＫ１が入力されている。
【００６１】
ここで、第２クロック信号ＣＫ２は、第１クロック信号ＣＫ１の周期の１６倍の周期を有し、第１クロック信号ＣＫ１に同期している。
【００６２】
これにより、パラレル／シリアル変換回路182 は、図１０に示すように、第２クロック信号ＣＫ２の立ち上がりでデータ入力端子Ｄａ〜Ｄｄに入力されているデータをラッチし、第１クロック信号ＣＫ１に同期して、これらのデータをデータ入力端子Ｄｈに入力されているデータから順にシリアルデータ出力端子から順次出力していく。
【００６３】
また、データ入力端子Ｄａ〜Ｄｈに入力されている８ビットのデータを出力した後は、シフトデータ入力端子ＳＤに入力されているデータ、即ちローレベルを出力する。
【００６４】
スイッチング回路154 は、パラレル／シリアル変換回路182 から出力された信号によってオン・オフ状態が切り替わる電子スイッチからなり、パラレル／シリアル変換回路182 からの出力信号がハイレベルのときに、発振回路151 から出力される搬送波信号（キャリア信号）を高周波増幅回路153 に伝達する。
【００６５】
これにより、８ビットにコード化されたタイヤ摩耗状態データが電磁波として送信される。
【００６６】
一方、モニター部２０では、８ビットにコード化されたタイヤ摩耗状態データを受信するので、中央処理部２３はこれに対応してタイヤ摩耗状態を図１１に示すモニターパネル３０に表示する。即ち、モニター部２０の中央処理部２３は、表示制御部２５を介してディスプレイ２０ｂの数字表示器３２ａ〜３２ｄに４段階表示する。この際、タイヤ摩耗が２０％のとき数字の「２」を、タイヤ摩耗が４０％のとき数字の「４」を、タイヤ摩耗が６０％のとき数字の「６」を、タイヤ摩耗が８０％のとき数字の「８」をそれぞれ表示する。
【００６７】
さらに、中央処理部２３は、受信したタイヤ摩耗状態が安全範囲を超えたとき、即ち何れかの検出部１０の全ての検出線181a〜181dが切断されたときに、車輪に対応した赤色ＬＥＤ３１ａ〜３１ｄを点滅させると共にブザーを鳴動して運転者に警報を発する。
【００６８】
前述したように、本実施形態によれば、検出部１０に消費電力の大きなＣＰＵ及びＤ／Ａ変換回路を用いていないので、さらに微弱エネルギーで検出部１０を動作させることができると共に、タイヤ摩耗状態を段階的に検出して報知することができる。
【００６９】
次に、本発明の第３参考例を説明する。図１２は第３参考例における検出部１０の電気系回路を示すブロック図、図１３は第３参考例におけるモニター部２０の電気系回路を示すブロック図である。図において、前述した第１参考例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１参考例と第３参考例との相違点は、検出部１０に検波部１９を設けると共に、モニター部２０からアンテナ切り替え器２１を除去し、変調部２９を設け、検出部１０を指定してタイヤ摩耗状態情報の授受を行えるようにしたことにある。
【００７０】
即ち、検波部１９はダイオード191とＡ／Ｄ変換器192からなり、ダイオード191のアノードは送受信用アンテナ１１に接続され、カソードはＡ／Ｄ変換器を介して中央処理部１３のＣＰＵ131に接続されている。
【００７１】
記憶部１４は、ＣＰＵ131 に接続されたＥＥＰＲＯＭ等の半導体メモリからなり、この記憶部１４には予め各タイヤに固有のＩＤコード（識別コード）が記憶されている。
【００７２】
また、モニター部２０においては、アンテナ２０ｃは１つのみ設けられ、直接デュープレクサ２７に接続され、図１４に示すように車室内に配置されている。
【００７３】
変調部２９は、Ｄ／Ａ変換器291、変調回路292及び高周波増幅回路293からなり、Ｄ／Ａ変換器291の入力側は中央処理部２３のＣＰＵ231に接続され、出力側は変調回路292に接続されている。変調回路292は発信部２６から搬送波を入力し、これを変調して高周波増幅回路293に供給する。高周波増幅回路293は、入力した高周波信号を増幅して送信用アンテナ２７に出力する。
【００７４】
モニター部２０からはＣＰＵ231 の動作プログラムに基づいて所定時間おきに各検出部１０のＩＤコードが変調部２９に送出されると共に発信部２６が駆動され、送信用アンテナ２７から第１の周波数の高周波信号、即ち１００ＫＨｚ〜３００ＫＨｚの高周波信号によってＩＤコードが送信される。
【００７５】
この電磁波は検出部１０の送受信用アンテナ１１に入力され、送受信用アンテナ１１に高周波電流が誘起する。送受信用アンテナ１１に誘起した高周波電流は、整流回路１２によって整流されて検出部１０内部の中央処理部１３、記憶部１４及び発信部１５に電源を供給する。
【００７６】
さらに、検出部１０では、モニター部２０から送出された電磁波を受信している間、電源を供給された中央処理部１３は、検波回路１９を介して入力されるＩＤコードを判定し、このＩＤコードが記憶部１４に記憶されているＩＤコードと一致するときに、予めプログラムされている処理を行う。
【００７７】
即ち、ＩＤコードが一致したときには、中央処理部１３は、応答信号を発信部１５に出力すると共に、記憶部１４内に記憶されているＩＤコードを読み出し、このＩＤコードを発信部１５に出力する。発信部１５では応答信号及びＩＤコードに基づいて搬送波を変調し、変調された搬送波、即ち高周波信号を送受信用アンテナ１１に供給する。これにより、送受信用アンテナ１１からは３００ＭＨｚの周波数の電磁波が輻射される。
【００７８】
モニター部２０では、検出部１０から輻射された３００ＭＨｚの電磁波を受信用アンテナ２１を介して受信部２２によって受信し、受信部２２は受信した情報をディジタルデータに変換して中央処理部２３に送出する。
【００７９】
中央処理部２３は、質問信号に対して検出部１０から応答信号が返されないときに、タイヤが摩耗し、検出部１０が破壊されたものと判定して、対応する赤色ＬＥＤ３１ａ〜３１ｄを点滅させると共にブザーを鳴動して運転者に警報を発する。
【００８０】
従って、第３参考例によれば、車室内に設けた１つのアンテナ２０ｃを用いて、個々の検出部１０を指定してタイヤ摩耗状態を検出することができるので、アンテナの配線作業を行う必要がなく、装置を非常に簡単に設置することができる。また、個々のタイヤに設けられた検出部１０のそれぞれから送信される情報が重なることがなく、個々のタイヤの摩耗状態を確実に識別することができる。
【００８１】
尚、前述した実施形態では、タイヤ内空気圧の検出結果を８段階の検出値をもって表したがこれに限定されることはない。
【００８２】
また、前述した実施形態では、検出結果の報知方法として７セグメント数字表示器、ＬＥＤ、ブザーを用いたが、この他に音声や画像若しくはこれらの組合せを用いて、タイヤ摩耗状態の検出結果を運転者等に報知するようにしても良い。
【００８３】
また、前述した実施形態では、装置設置対象車として４輪車を用いたが、これに限定されることはなく６輪以上の車両であっても良い。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１記載のタイヤ摩耗状態検出方法によれば、検出線の切断或いは非切断状態を表す情報がトランスポンダによって送信され、モニター部によってトランスポンダから送信される情報を受信し、前記検出線が切断された情報を受信することによりタイヤの摩耗を正確に且つ容易に検出することができ、タイヤの摩耗状態の点検を簡単に行うことができる。
【００８５】
さらに、タイヤトレッドの表面から異なる距離に複数の検出線が埋設されるため、タイヤの摩耗状態を段階的に検出することができ、摩耗状態の警告報知も段階的に行うことができる。
【００８６】
また、請求項２記載のトランスポンダ装着タイヤによれば、検出線の切断或いは非切断状態を表す情報がトランスポンダによって送信され、トランスポンダから送信される情報を受信し、前記検出線が切断された情報を受信することによりタイヤの摩耗を正確に且つ容易に検出することができ、タイヤの摩耗状態の点検を簡単に行うことができる。
【００８７】
さらに、タイヤトレッドの表面から異なる距離に複数の検出線が埋設されるため、タイヤの摩耗状態を段階的に検出することができ、摩耗状態の警告報知も段階的に行うことができる。
【００８８】
また、請求項３記載のトランスポンダ装着タイヤによれば、上記の効果に加えて、電磁波受信手段によって受信された電磁波エネルギーが、エネルギー変換手段によって電気エネルギーに変換され、該エネルギー変換手段によって生成された電気エネルギーによってトランスポンダが動作するので、トランスポンダ内に電源を設ける必要が無く、トランスポンダを小型に形成することができ、トランスポンダをタイヤ内の任意の場所に設けることが可能となる。
【００８９】
また、請求項４記載の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置によれば、検出線の切断或いは非切断状態を表す情報がトランスポンダによって送信され、モニター部によってトランスポンダから送信される情報を受信し、前記検出線が切断された情報を受信することによりタイヤの摩耗を正確に且つ容易に検出することができ、タイヤの摩耗状態の点検を簡単に行うことができる。
【００９０】
さらに、タイヤトレッドの表面から異なる距離に複数の検出線が埋設されるため、タイヤの摩耗状態を段階的に検出することができ、摩耗状態の警告報知も段階的に行うことができる。
【００９１】
また、請求項５記載の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置によれば、上記の効果に加えて、検出部は応答信号を送信する際に、個々の検出部に個別に割り当てられた識別コードを送信し、モニター部では前記識別コードに基づいて、検出部とタイヤ装着位置とが対応づけされるので、例えば複数のタイヤを用いている場合にも、これらのタイヤの各々の検出結果を識別することができる。
【００９２】
また、請求項６記載の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置によれば、上記の効果に加えて、モニター部の送受信用アンテナは検出部毎に車輪の近傍位置に配置され、モニター部の送受信用アンテナと検出部の送受信用アンテナとの間の距離が必要最小限とされるので、送信電波の高周波電力を低減することができ、不要な電波の広域輻射を防止することができると共に消費電力の削減を図ることができる。
【００９３】
また、請求項７記載の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置によれば、上記の効果に加えて、電磁波受信手段によって受信された電磁波エネルギーが、エネルギー変換手段によって電気エネルギーに変換され、該エネルギー変換手段によって生成された電気エネルギーによってトランスポンダが動作するので、トランスポンダ内に電源を設ける必要が無く、トランスポンダを小型に形成することができ、トランスポンダをタイヤ内の任意の場所に設けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明における第１参考例のタイヤ摩耗状態モニター装置を示す構成図
【図２】 本発明の第１参考例における検出部の取付位置を説明する図
【図３】 本発明の第１参考例における検出部の電気系回路を示すブロック図
【図４】 本発明の第１参考例におけるモニター部の電気系回路を示すブロック図
【図５】 本発明の第１参考例におけるモニターパネルを示す図
【図６】 本発明の第２参考例における検出部を示す取り付け位置構成図
【図７】 本発明の第２参考例における検出部の加工例を説明する図
【図８】 本発明の一実施形態における検出部の電気系回路を示すブロック図
【図９】 本発明の一実施形態における検出部を示す構成図
【図１０】 本発明の一実施形態におけるシリアル／パラレル変換回路の動作を説明するタイミングチャート
【図１１】 本発明の一実施形態におけるモニターパネルを示す図
【図１２】 本発明の第３参考例における検出部の電気系回路を示すブロック図
【図１３】 本発明の第３参考例におけるモニター部の電気系回路を示すブロック図
【図１４】 本発明の第３参考例のタイヤ摩耗状態モニター装置を示す構成図
【符号の説明】
１…車両、２…車輪、２ａ…タイヤ、１０…検出部、２０…モニター部、２０ａ…モニター部本体、２０ｂ…ディスプレイ、２０ｃ…アンテナ、１１…送受信用アンテナ、１２…整流回路、１３…中央処理部、131 …ＣＰＵ、132…Ｄ／Ａ変換回路、１４…記憶部、１５…発信部、151…発振回路、152…変調回路、153…高周波増幅回路、154 …スイッチング回路、１６…デュープレクサ、１６ａ…ローパスフィルタ、１６ｂ…ハイパスフィルタ、１７…パルス化回路、１７ａ…サイリスタ、１８…ビットコード化部、181 …ビットコード化回路、181a〜181d…検出線、182 …パラレル／シリアル変換回路、183 …クロック信号発生回路、２１…アンテナ切り替え器、２２…受信部、221…受信機、222…Ａ／Ｄ変換回路、２３…中央処理部、231…ＣＰＵ、232…メモリ、２４…キーボード、２５…表示制御部、２６…発信部、261…発信器、２７…デュープレクサ、２７ａ…ローパスフィルタ、２７ｂ…ハイパスフィルタ、２８…電源部、２９…変調部、３０…モニターパネル、３１ａ〜３１ｄ…ＬＥＤ、３２ａ〜３２ｄ…数字表示器。
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に備わるタイヤの摩耗状態を検出するタイヤ摩耗状態検出方法並びにこれに係るトランスポンダ装着タイヤ及び車両のタイヤの摩耗状態をモニターする車両のタイヤ摩耗状態モニター装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両において安全走行を行うために注意しなければならない事項の一つとして、車両のタイヤが摩耗しすぎた状態にならないように適度に気を配ることがあげられる。例えば、タイヤが摩耗しすぎると、パンクの発生率が増大すると共に、高速走行においてはスリップを生じ、重大事故を引き起こす原因となる。
【０００３】
このため、運転者は常日頃、各タイヤの摩耗状態の点検を行う必要がある。このタイヤの摩耗状態の点検の際には、全てのタイヤのトレッドの溝の深さを見ることにより判断を行っていた。
【０００４】
また、タイヤが摩耗したことを自動的に警告する装置として、特開平７−１６４８３０号公報にタイヤ摩耗警告装置が開示されている。この装置は、車両の走行距離とＧＰＳ測位位置とからタイヤの直径を算出し、これをタイヤ交換が必要となる場合のタイヤ直径と比較することにより、タイヤ摩耗の警告を発生する装置である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したように各タイヤ毎にタイヤの摩耗状態を判断することは非常に手間がかかると共に、近年急増した女性ドライバーにとっては非常に難しいことであった。このため、運転者は常日頃タイヤ摩耗状態の点検を行う必要があるにもかかわらず、点検を怠りがちとなり、タイヤが摩耗したことによって引き起こされる事故が増加しているという問題点があった。
【０００６】
また、後者のタイヤ摩耗警告装置においては、タイヤの温度変化、車両の積載重量、車両走行時のタイヤの回転によって発生する遠心力等の違いによって、タイヤの直径が変化するため、正確なタイヤ直径の検出が困難であり、誤動作の恐れがあった。
【０００７】
本発明の目的は上記の問題点に鑑み、正確に且つ容易にタイヤの摩耗状態の点検を行うことができるタイヤ摩耗状態検出方法並びにこれに係るトランスポンダ装着タイヤ及び車両のタイヤ摩耗状態モニター装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために請求項１では、タイヤトレッドの表面から異なる距離に複数の検出線を埋設し、該複数の検出線のそれぞれの切断或いは非切断状態を表す情報をトランスポンダによって送信し、前記トランスポンダから送信される情報を受信し、前記検出線が切断された情報を受信することによりタイヤの摩耗を段階的に検出するタイヤ摩耗状態検出方法を提案する。
【０００９】
該タイヤ摩耗状態検出方法によれば、タイヤトレッドの表面から異なる距離に複数の検出線が埋設され、該複数の検出線のそれぞれの切断或いは非切断状態を表す情報がトランスポンダによって送信される。従って、前記トランスポンダから送信される情報を受信し、前記検出線が切断された情報を受信することによりタイヤの摩耗を段階的に検出することができる。
【００１０】
また、請求項２では、所定の信号によって情報の授受を行うトランスポンダを備えたトランスポンダ装着タイヤにおいて、タイヤトレッド中にタイヤトレッドの表面から異なる 距離に配置されたループ状をなす複数の検出線と、該検出線に接続され、該検出線の切断或いは非切断状態を表す情報を生成する情報生成手段とを設け、前記トランスポンダは、前記情報生成手段によって生成された情報を送信するトランスポンダ装着タイヤを提案する。
【００１１】
該トランスポンダ装着タイヤによれば、タイヤ内にトランスポンダが設けられると共に、タイヤトレッド中にタイヤトレッドの表面から異なる距離に配置されたループ状をなす複数の検出線が埋設され、該検出線の切断或いは非切断状態を表す情報が前記トランスポンダによって送信される。これにより、前記トランスポンダから送信される情報を受信し、前記検出線が切断された情報を受信することによりタイヤの摩耗を検出することができる。
【００１２】
また、請求項３では、請求項２に記載のトランスポンダ装着タイヤにおいて、前記トランスポンダは、所定周波数の電磁波を受信する電磁波受信手段と、該電磁波受信手段によって受信した電磁波エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段とを有し、該エネルギー変換手段によって生成された電気エネルギーによって動作するトランスポンダ装着タイヤを提案する。
【００１３】
該トランスポンダ装着タイヤによれば、電磁波受信手段によって受信された電磁波エネルギーは、エネルギー変換手段によって電気エネルギーに変換され、該エネルギー変換手段によって生成された電気エネルギーによってトランスポンダが動作する。
【００１４】
また、請求項４では、車両に設けられた車輪のタイヤ摩耗状態をモニターする車両のタイヤ摩耗状態モニター装置であって、タイヤ側に設けられた検出部と車体側に設けられたモニター部とからなり、前記検出部は、トランスポンダと、タイヤトレッドの表面から異なる距離に埋設された複数の検出線と、該検出線に接続され、前記複数の検出線のそれぞれの切断或いは非切断状態を表す切断情報を生成する情報生成手段とを備えると共に、前記トランスポンダは前記情報生成手段によって生成された切断情報を送信する情報送信手段を有し、前記モニター部は、前記トランスポンダへ質問信号を発信する質問信号発信手段と、前記トランスポンダからの応答信号を受信する応答信号受信手段と、該応答信号受信手段による受信応答信号に含まれる前記切断情報に基づいて、タイヤの摩耗状態を段階的に報知する報知手段とを備えている車両のタイヤ摩耗状態モニター装置を提案する。
【００１５】
該車両のタイヤ摩耗状態モニター装置によれば、タイヤが摩耗していない状態においては、モニター部の質問信号発信手段によって質問信号が発信されると、これに対してトランスポンダから検出線が切断されていないという切断情報をもつ応答信号が返され、該応答信号がモニター部の応答信号受信手段によって受信される。これにより、前記検出線が切断されていないため、タイヤが使用に耐えないほど摩耗していないと判断される。また、タイヤの摩耗が進むとトレッド中に埋設されている検出線が露出して切断され、該検出線の切断状態を表す切断情報が情報生成手段によって生成され、前記トランスポンダによって該切断情報が送信される。これによりモニター部では、前記検出線が切断されているという切断情報を受信することにより、タイヤが摩耗したことを検出し、報知手段によりタイヤが摩耗したことが報知される。
【００１６】
さらに、前記切断情報としては、タイヤトレッドの表面から異なる距離に埋設された複数の検出線のそれぞれの切断或いは非切断状態を表す切断情報が生成される。これによりモニター部では、前記複数の検出線のそれぞれの切断・非切断状態を表す切断情報を受信することにより、タイヤが摩耗したことを段階的に検出し、報知手段によりタイヤが摩耗したことが段階的に報知される。
【００１７】
また、請求項５では、請求項４に記載の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置において、前記検出部は、前記応答信号を送信する際に、個々の検出部に個別に割り当てられた識別コードを送信する識別コード送信手段を備え、前記モニター部は、前記識別コードに基づいて検出部とタイヤ装着位置を対応づけるタイヤ装着位置判定手段を備えている車両のタイヤ摩耗状態モニター装置を提案する。
【００１８】
該車両のタイヤ摩耗状態モニター装置によれば、検出部により、前記応答信号が送信される際に、個々の検出部に個別に割り当てられた識別コードが送信され、前記モニター部によって、前記識別コードに基づいて検出部とタイヤ装着位置が対応づけられる。
【００１９】
また、請求項６では、請求項４に記載の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置において、前記モニター部の送受信用アンテナは、前記検出部毎に車輪の近傍位置に配置されている車両のタイヤ摩耗状態モニター装置を提案する。
【００２０】
該車両のタイヤ摩耗状態モニター装置によれば、モニター部の送受信用アンテナは検出部毎に車輪の近傍位置に配置され、モニター部の送受信用アンテナと検出部の送受信用アンテナとの間の距離が必要最小限とされる。
【００２１】
また、請求項７では、請求項４に記載の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置において、前記検出部のトランスポンダは、所定周波数の電磁波を受信する電磁波受信手段と、該電磁波受信手段によって受信した電磁波エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段とを有し、該エネルギー変換手段によって生成された電気エネルギーによって前記検出部全体が動作する車両のタイヤ摩耗状態モニター装置を提案する。
【００２２】
該車両のタイヤ摩耗状態モニター装置によれば、検出部のトランスポンダでは、電磁波受信手段によって受信された電磁波エネルギーがエネルギー変換手段によって電気エネルギーに変換され、該電気エネルギーによって前記検出部全体が動作する。これにより、前記モニター部から送信される質問信号の電磁波エネルギーから前記電気エネルギーを生成することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１は、本発明の第１参考例の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置を示す構成図である。図において、１は車両で、各車輪２、ここでは４つの車輪２にはタイヤ摩耗状態を検出するための検出部１０が設けられ、車室内には検出部１０によって検出されたタイヤ内空気圧を報知するモニター部２０が設けられている。このモニター部２０は、モニター部本体２０ａ、ディスプレイ２０ｂ、アンテナ２０ｃから構成され、ディスプレイ２０ｂは運転者から視認できる運転席の近傍に設置されている。
【００２４】
検出部１０は、図２に示すように車両１の各車輪２毎にタイヤ２ａのトレッド中に埋設されたトランスポンダ１０Ａから構成されている。
【００２５】
また、車体側には各車輪２毎にトランスポンダ１０Ａに対向するようにアンテナ２０ｃが設けられ、これらのアンテナ２０ｃはモニター部本体２０ａに接続されている。
【００２６】
検出部１０は厚さ１ｍｍ、１ｃｍ四方の正方形をなした薄片状のもので、内部回路は半導体チップ及びル−プ状アンテナ線によって形成され、これらを樹脂等でモールドしたものである。このように、検出部１０が薄片状であるためタイヤトレッド中に埋設した場合にも、タイヤ及び車両走行に対して悪影響を及ぼすことがない。
【００２７】
図３は、検出部１０の電気系回路を示すブロック図である。図において、１０は検出部で、送受信用アンテナ１１、整流回路１２、中央処理部１３、記憶部１４、発信部１５及びデュープレクサ１６から構成されている。
【００２８】
整流回路１２は、ダイオード121,122、コンデンサ123、及び抵抗器124から構成され、周知の全波整流回路を形成している。この整流回路１２の入力側にはデュープレクサ１６を介して送受信用アンテナ１１が接続され、送受信用アンテナ１１に誘起した高周波電流を整流して直流電流に変換して、中央処理部１３、記憶部１４及び発信部１５の駆動電源として出力するものである。
【００２９】
中央処理部１３は、周知のＣＰＵ131及びディジタル／アナログ（以下、Ｄ／Ａと称する）変換器132から構成され、ＣＰＵ131は電源が供給されて駆動すると、所定の応答信号をＤ／Ａ変換器132を介して発信部１５に出力する。
【００３０】
発信部１５は、発振回路151、変調回路152及び高周波増幅回路153から構成され、発振回路151によって発振された、例えば３００ＭＨｚの搬送波を、中央処理部１３から入力した情報信号に基づいて、変調回路152で変調して、これを高周波増幅回路153及びデュプレクサ１６を介して送受信用アンテナ１１に供給する。
【００３１】
デュープレクサ１６は、ローパスフィルタ１６ａとハイパスフィルタ１６ｂから構成され、送受信用アンテナ１１と整流回路１２との間にローパスフィルタ１６ａが接続され、送受信用アンテナ１１と高周波増幅回路153 との間にハイパスフィルタ１６ｂが接続されている。
【００３２】
図４は、モニター部２０の電気系回路を示すブロック図である。図において、２０はモニター部で、各車輪２に対応して設けられた複数の送受信用アンテナ２０ｃ、アンテナ切り替え器２１、受信部２２、中央処理部２３、キーボード２４、表示制御部２５、発信部２６、デュープレクサ２７、これらへ電源を供給する電源部２８及びディスプレイ２０ｂから構成されている。
【００３３】
ここで、本参考例におけるモニター部２０とは、後述するように検出部１０に対して質問信号として第１の周波数の電磁波を輻射しながら、これに伴って検出部１０から輻射される応答信号としての第２の周波数の電磁波を受信することにより、検出部１０が正常動作しているか否か、即ちタイヤが摩耗していないか否かをモニターするものを言う。
【００３４】
また、モニター部２０のアンテナ切り替え器２１は、電子式の２回路４接点のスイッチからなり、中央処理部２３からの制御信号に基づいてデュープレクサ２７に接続するアンテナを切り替える。
【００３５】
受信部２２は、受信機221とアナログ／ディジタル（以下、Ａ／Ｄと称する）変換器222から構成され、受信器221の入力側は送受信用アンテナ２０ｃに接続され、３００ＭＨｚの高周波を受信し、これを検波した後、Ａ／Ｄ変換器222を介して中央処理部２３に出力する。
【００３６】
中央処理部２３は、周知のＣＰＵ231及びメモリ232から構成され、中央処理部231はキーボード２４から入力された命令に基づいて、受信部２２から入力した情報をメモり232に記憶すると共に表示制御部２５を介してディスプレイ２０ｂに表示すると共に、質問信号を送信しても検出部１０からの応答信号が返されないときにディスプレイ２０ｂを介して運転者にタイヤが摩耗したことを表す警報を発する。
【００３７】
さらに、発信部２６は発信回路261から構成され、発信回路261はＣＰＵ231 からの制御信号に基づいて、例えば１００ＫＨｚ〜３００ＫＨｚの高周波信号を送受信用アンテナ２１に出力する。
【００３８】
また、デュープレクサ２７は、ローパスフィルタ２７ａとハイパスフィルタ２７ｂから構成され、送受信用アンテナ２０ｃと受信部２２との間にハイパスフィルタ２７ｂが介在され、送受信用アンテナ２０ｃと発信部２６との間にローパスフィルタ２７ａが介在されている。
【００３９】
ディスプレイ２０ｂは、図５に示すように、モニターパネル３０上に車輪に対応して配置された４つの４つの赤色ＬＥＤ３１ａ〜３１ｄ及び図示せぬブザーを備えている。
【００４０】
これにより、表示制御部２５から入力した表示信号に基づいて、警報時には各警報用の赤色ＬＥＤ３１ａ〜３１ｄを点滅させ、ＣＰＵ231 から入力する鳴動信号によってブザー（図示せず）を鳴動する。
【００４１】
前述の構成よりなる本参考例によれば、モニター部２０からはＣＰＵ231 の動作プログラムに基づいて所定時間おきに発信部２６が駆動され、送受信用アンテナ２１から第１の周波数の高周波信号、即ち１００ＫＨｚ〜３００ＫＨｚの高周波信号が輻射される。この際、ＣＰＵ231 によってアンテナ切り替え器２１が切り替え制御され、アンテナ切り替え器２１によって４つの送受信用アンテナ２０ｃが順次デュープレクサ２７に接続され、４つのアンテナ２０ｃから順次第１の周波数の電磁波が輻射される。
【００４２】
この電磁波は各車輪２に設けられた検出部１０の送受信用アンテナ１１に入力され、送受信用アンテナ１１に高周波電流が誘起する。送受信用アンテナ１１に誘起した高周波電流は、整流回路１２によって整流されて検出部１０内部の中央処理部１３、記憶部１４及び発信部１５に電源を供給する。
【００４３】
これにより、モニター部２０から送出された電磁波を受信している間、電源を供給された中央処理部１３は、予めプログラムされている情報送信処理を行う。即ち、中央処理部１３は、所定の応答信号を発信部１５に出力する。発信部ではこの信号に基づいて搬送波を変調し、変調された搬送波、即ち高周波信号を送受信用アンテナ１１に供給する。これにより、送受信用アンテナ１１からは第２の周波数の電磁波、即ち３００ＭＨｚの周波数の電磁波が輻射される。
【００４４】
モニター部２０では、検出部１０から輻射された３００ＭＨｚの電磁波を送受信用アンテナ２１を介して受信部２２によって受信し、受信部２２は受信した情報をディジタルデータに変換して中央処理部２３に送出する。
【００４５】
中央処理部２３は、検出部１０から応答信号が返されないときに、タイヤが摩耗して検出部１０が破壊されたものとして、タイヤが摩耗した警報を表示制御部２５を介してディスプレイ２０ｂの赤色ＬＥＤ３１ａ〜３１ｄを点滅させると共にブザーを鳴動して運転者に警報を発する。
【００４６】
前述したように、第１参考例によれば、車輪２側に設けられた検出部１０がタイヤの摩耗によって破壊されることによって、タイヤの摩耗が検出され、この検出結果は車体側に設けられたモニター部によって表示され、警報が発せられるので、タイヤ摩耗の検出を非常に簡単に且つ正確に行うことができると共に、女性ドライバーにとっても容易にタイヤの摩耗を知ることができる。
【００４７】
これにより、運転者は常日頃からタイヤ摩耗の点検を簡単に行うことができ、タイヤの摩耗によって引き起こされる事故の低減を図ることができる。さらに、検出部１０のみがタイヤ側に設けられ、モニター部２０車体側に設けられているので、これらの取付を比較的簡単に行うことができる。
【００４８】
また、検出部１０内には電源を設ける必要がないので、半永久的に使用でき、定期的に電池交換する必要がなくメンテナンスの手間を大幅に低減することができる。
【００４９】
次に、本発明の第２参考例を説明する。図６は第２参考例における検出部１０の埋設状態を示す図である。図において、前述した第１参考例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１参考例と第２参考例との相違点は、第２参考例では、検出部１０（トランスポンダ１０Ａ）の送受信用アンテナ１１の一部分をトランスポンダ１０Ａから引き出してタイヤトレッドの表面から所定距離内側に位置するように配置して埋設したことにある。
【００５０】
これにより、タイヤが摩耗してトレッドがすり減り送受信用アンテナ線１１が切断されるとトランスポンダ１０Ａが動作しなくなり、トランスポンダ１０Ａからの応答信号が返されなくなり、タイヤの摩耗を検出することができる。
【００５１】
また、トランスポンダ１０Ａから引き出したアンテナ線１１の一部をタイヤトレッド内の所定位置に埋設する簡単な方法としては、図７に示すように、トランスポンダ１０Ａから引き出したアンテナ線１１をトランスポンダ１０Ａの状面ほぼ中央部に垂直にねじり、アンテナ線１１及びトランスポンダ１０Ａの全体をエポキシ樹脂ＥＰ等によって固めて画鋲状に形成することにより、容易に埋設位置の設定を行うことができる。
【００５２】
次に、本発明の一実施形態を説明する。図８は、本発明の一実施形態における検出部１０の電気系回路を示すブロック図である。図において、前述した第１参考例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１参考例と本実施形態との相違点は、中央処理部１３に代えてビットコード化部１８を設けると共に、変調回路152 に代えてスイッチング回路154 を設け、さらに後述するようにモニター部２０のディスプレイ２０ｂに７セグメント数字表示器を設けたことにある。
【００５３】
ビットコード化部１８はビットコード化回路181 、パラレル／シリアル変換回路182 、クロック信号発生回路183 から構成されている。
【００５４】
ビットコード化回路181 は、４本の検出線181a〜181dと６つのプルアップ抵抗器181e〜181jから構成されている。
【００５５】
４本の検出線181a〜181dは、図９に示すように、トランスポンダ１０Ａから引き出されてトランスポンダ１０Ａの上面に垂直にそれぞれ異なる高さ、即ち、検出線181aの高さが一番低く、検出線181b、検出線181c、検出線181dの順に高くなるように設定されると共に、検出部１０は、タイヤトレッドの表面から検出線181dの先端までの距離が検出線181aの先端までの距離よりも短くなるようにタイヤトレッド中に埋設されている。
【００５６】
さらに、検出部１０の埋設位置において、これらの検出線181a〜181dの高さはタイヤトレッドの摩耗が進み、２０％摩耗したときに検出線181dの先端が露出するように、４０％摩耗したときに検出線181cの先端が露出するように、６０％摩耗したときに検出線181bの先端が露出するように、８０％摩耗したときに検出線181aの先端が露出するように設定されている。
【００５７】
一方、パラレル／シリアル変換回路182 は、８ビットのデータ入力端子Ｄａ〜Ｄｈと、シフトデータ入力端子ＳＤ、クロック信号入力端子ＣＬＫ、ロード信号入力端子ＬＤ、及びシリアルデータ出力端子Ｑを備え、データ入力端子Ｄａ〜Ｄｈに入力されたパラレルデータをシリアルデータ出力端子Ｑからシリアルデータとして出力するものである。
【００５８】
パラレル／シリアル変換回路182 のデータ入力端子Ｄａ，Ｄｂは抵抗器181eを介して整流回路１２の出力に接続され、データ入力端子Ｄｇ，Ｄｈは抵抗器181jを介して整流回路１２の出力に接続されている。
【００５９】
さらに、データ入力端子Ｄｃ〜Ｄｆにはそれぞれ、検出線181a〜181dの一端及び抵抗器181f〜181iの一端が接続され、検出線181a〜181dの他端は接地され、抵抗器181f〜181iの他端は整流回路１２の出力に接続されている。
【００６０】
また、パラレル／シリアル変換回路182 のロード信号入力端子ＬＤには、クロック信号発生回路183から出力される第２クロック信号ＣＫ２が入力され、シフトデータ入力端子ＳＤは接地されている。また、クロック信号入力端子ＣＬＫにはクロック信号発生回路183 から出力される第１クロック信号ＣＫ１が入力されている。
【００６１】
ここで、第２クロック信号ＣＫ２は、第１クロック信号ＣＫ１の周期の１６倍の周期を有し、第１クロック信号ＣＫ１に同期している。
【００６２】
これにより、パラレル／シリアル変換回路182 は、図１０に示すように、第２クロック信号ＣＫ２の立ち上がりでデータ入力端子Ｄａ〜Ｄｄに入力されているデータをラッチし、第１クロック信号ＣＫ１に同期して、これらのデータをデータ入力端子Ｄｈに入力されているデータから順にシリアルデータ出力端子から順次出力していく。
【００６３】
また、データ入力端子Ｄａ〜Ｄｈに入力されている８ビットのデータを出力した後は、シフトデータ入力端子ＳＤに入力されているデータ、即ちローレベルを出力する。
【００６４】
スイッチング回路154 は、パラレル／シリアル変換回路182 から出力された信号によってオン・オフ状態が切り替わる電子スイッチからなり、パラレル／シリアル変換回路182 からの出力信号がハイレベルのときに、発振回路151 から出力される搬送波信号（キャリア信号）を高周波増幅回路153 に伝達する。
【００６５】
これにより、８ビットにコード化されたタイヤ摩耗状態データが電磁波として送信される。
【００６６】
一方、モニター部２０では、８ビットにコード化されたタイヤ摩耗状態データを受信するので、中央処理部２３はこれに対応してタイヤ摩耗状態を図１１に示すモニターパネル３０に表示する。即ち、モニター部２０の中央処理部２３は、表示制御部２５を介してディスプレイ２０ｂの数字表示器３２ａ〜３２ｄに４段階表示する。この際、タイヤ摩耗が２０％のとき数字の「２」を、タイヤ摩耗が４０％のとき数字の「４」を、タイヤ摩耗が６０％のとき数字の「６」を、タイヤ摩耗が８０％のとき数字の「８」をそれぞれ表示する。
【００６７】
さらに、中央処理部２３は、受信したタイヤ摩耗状態が安全範囲を超えたとき、即ち何れかの検出部１０の全ての検出線181a〜181dが切断されたときに、車輪に対応した赤色ＬＥＤ３１ａ〜３１ｄを点滅させると共にブザーを鳴動して運転者に警報を発する。
【００６８】
前述したように、本実施形態によれば、検出部１０に消費電力の大きなＣＰＵ及びＤ／Ａ変換回路を用いていないので、さらに微弱エネルギーで検出部１０を動作させることができると共に、タイヤ摩耗状態を段階的に検出して報知することができる。
【００６９】
次に、本発明の第３参考例を説明する。図１２は第３参考例における検出部１０の電気系回路を示すブロック図、図１３は第３参考例におけるモニター部２０の電気系回路を示すブロック図である。図において、前述した第１参考例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１参考例と第３参考例との相違点は、検出部１０に検波部１９を設けると共に、モニター部２０からアンテナ切り替え器２１を除去し、変調部２９を設け、検出部１０を指定してタイヤ摩耗状態情報の授受を行えるようにしたことにある。
【００７０】
即ち、検波部１９はダイオード191とＡ／Ｄ変換器192からなり、ダイオード191のアノードは送受信用アンテナ１１に接続され、カソードはＡ／Ｄ変換器を介して中央処理部１３のＣＰＵ131に接続されている。
【００７１】
記憶部１４は、ＣＰＵ131 に接続されたＥＥＰＲＯＭ等の半導体メモリからなり、この記憶部１４には予め各タイヤに固有のＩＤコード（識別コード）が記憶されている。
【００７２】
また、モニター部２０においては、アンテナ２０ｃは１つのみ設けられ、直接デュープレクサ２７に接続され、図１４に示すように車室内に配置されている。
【００７３】
変調部２９は、Ｄ／Ａ変換器291、変調回路292及び高周波増幅回路293からなり、Ｄ／Ａ変換器291の入力側は中央処理部２３のＣＰＵ231に接続され、出力側は変調回路292に接続されている。変調回路292は発信部２６から搬送波を入力し、これを変調して高周波増幅回路293に供給する。高周波増幅回路293は、入力した高周波信号を増幅して送信用アンテナ２７に出力する。
【００７４】
モニター部２０からはＣＰＵ231 の動作プログラムに基づいて所定時間おきに各検出部１０のＩＤコードが変調部２９に送出されると共に発信部２６が駆動され、送信用アンテナ２７から第１の周波数の高周波信号、即ち１００ＫＨｚ〜３００ＫＨｚの高周波信号によってＩＤコードが送信される。
【００７５】
この電磁波は検出部１０の送受信用アンテナ１１に入力され、送受信用アンテナ１１に高周波電流が誘起する。送受信用アンテナ１１に誘起した高周波電流は、整流回路１２によって整流されて検出部１０内部の中央処理部１３、記憶部１４及び発信部１５に電源を供給する。
【００７６】
さらに、検出部１０では、モニター部２０から送出された電磁波を受信している間、電源を供給された中央処理部１３は、検波回路１９を介して入力されるＩＤコードを判定し、このＩＤコードが記憶部１４に記憶されているＩＤコードと一致するときに、予めプログラムされている処理を行う。
【００７７】
即ち、ＩＤコードが一致したときには、中央処理部１３は、応答信号を発信部１５に出力すると共に、記憶部１４内に記憶されているＩＤコードを読み出し、このＩＤコードを発信部１５に出力する。発信部１５では応答信号及びＩＤコードに基づいて搬送波を変調し、変調された搬送波、即ち高周波信号を送受信用アンテナ１１に供給する。これにより、送受信用アンテナ１１からは３００ＭＨｚの周波数の電磁波が輻射される。
【００７８】
モニター部２０では、検出部１０から輻射された３００ＭＨｚの電磁波を受信用アンテナ２１を介して受信部２２によって受信し、受信部２２は受信した情報をディジタルデータに変換して中央処理部２３に送出する。
【００７９】
中央処理部２３は、質問信号に対して検出部１０から応答信号が返されないときに、タイヤが摩耗し、検出部１０が破壊されたものと判定して、対応する赤色ＬＥＤ３１ａ〜３１ｄを点滅させると共にブザーを鳴動して運転者に警報を発する。
【００８０】
従って、第３参考例によれば、車室内に設けた１つのアンテナ２０ｃを用いて、個々の検出部１０を指定してタイヤ摩耗状態を検出することができるので、アンテナの配線作業を行う必要がなく、装置を非常に簡単に設置することができる。また、個々のタイヤに設けられた検出部１０のそれぞれから送信される情報が重なることがなく、個々のタイヤの摩耗状態を確実に識別することができる。
【００８１】
尚、前述した実施形態では、タイヤ内空気圧の検出結果を８段階の検出値をもって表したがこれに限定されることはない。
【００８２】
また、前述した実施形態では、検出結果の報知方法として７セグメント数字表示器、ＬＥＤ、ブザーを用いたが、この他に音声や画像若しくはこれらの組合せを用いて、タイヤ摩耗状態の検出結果を運転者等に報知するようにしても良い。
【００８３】
また、前述した実施形態では、装置設置対象車として４輪車を用いたが、これに限定されることはなく６輪以上の車両であっても良い。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１記載のタイヤ摩耗状態検出方法によれば、検出線の切断或いは非切断状態を表す情報がトランスポンダによって送信され、モニター部によってトランスポンダから送信される情報を受信し、前記検出線が切断された情報を受信することによりタイヤの摩耗を正確に且つ容易に検出することができ、タイヤの摩耗状態の点検を簡単に行うことができる。
【００８５】
さらに、タイヤトレッドの表面から異なる距離に複数の検出線が埋設されるため、タイヤの摩耗状態を段階的に検出することができ、摩耗状態の警告報知も段階的に行うことができる。
【００８６】
また、請求項２記載のトランスポンダ装着タイヤによれば、検出線の切断或いは非切断状態を表す情報がトランスポンダによって送信され、トランスポンダから送信される情報を受信し、前記検出線が切断された情報を受信することによりタイヤの摩耗を正確に且つ容易に検出することができ、タイヤの摩耗状態の点検を簡単に行うことができる。
【００８７】
さらに、タイヤトレッドの表面から異なる距離に複数の検出線が埋設されるため、タイヤの摩耗状態を段階的に検出することができ、摩耗状態の警告報知も段階的に行うことができる。
【００８８】
また、請求項３記載のトランスポンダ装着タイヤによれば、上記の効果に加えて、電磁波受信手段によって受信された電磁波エネルギーが、エネルギー変換手段によって電気エネルギーに変換され、該エネルギー変換手段によって生成された電気エネルギーによってトランスポンダが動作するので、トランスポンダ内に電源を設ける必要が無く、トランスポンダを小型に形成することができ、トランスポンダをタイヤ内の任意の場所に設けることが可能となる。
【００８９】
また、請求項４記載の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置によれば、検出線の切断或いは非切断状態を表す情報がトランスポンダによって送信され、モニター部によってトランスポンダから送信される情報を受信し、前記検出線が切断された情報を受信することによりタイヤの摩耗を正確に且つ容易に検出することができ、タイヤの摩耗状態の点検を簡単に行うことができる。
【００９０】
さらに、タイヤトレッドの表面から異なる距離に複数の検出線が埋設されるため、タイヤの摩耗状態を段階的に検出することができ、摩耗状態の警告報知も段階的に行うことができる。
【００９１】
また、請求項５記載の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置によれば、上記の効果に加えて、検出部は応答信号を送信する際に、個々の検出部に個別に割り当てられた識別コードを送信し、モニター部では前記識別コードに基づいて、検出部とタイヤ装着位置とが対応づけされるので、例えば複数のタイヤを用いている場合にも、これらのタイヤの各々の検出結果を識別することができる。
【００９２】
また、請求項６記載の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置によれば、上記の効果に加えて、モニター部の送受信用アンテナは検出部毎に車輪の近傍位置に配置され、モニター部の送受信用アンテナと検出部の送受信用アンテナとの間の距離が必要最小限とされるので、送信電波の高周波電力を低減することができ、不要な電波の広域輻射を防止することができると共に消費電力の削減を図ることができる。
【００９３】
また、請求項７記載の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置によれば、上記の効果に加えて、電磁波受信手段によって受信された電磁波エネルギーが、エネルギー変換手段によって電気エネルギーに変換され、該エネルギー変換手段によって生成された電気エネルギーによってトランスポンダが動作するので、トランスポンダ内に電源を設ける必要が無く、トランスポンダを小型に形成することができ、トランスポンダをタイヤ内の任意の場所に設けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明における第１参考例のタイヤ摩耗状態モニター装置を示す構成図
【図２】 本発明の第１参考例における検出部の取付位置を説明する図
【図３】 本発明の第１参考例における検出部の電気系回路を示すブロック図
【図４】 本発明の第１参考例におけるモニター部の電気系回路を示すブロック図
【図５】 本発明の第１参考例におけるモニターパネルを示す図
【図６】 本発明の第２参考例における検出部を示す取り付け位置構成図
【図７】 本発明の第２参考例における検出部の加工例を説明する図
【図８】 本発明の一実施形態における検出部の電気系回路を示すブロック図
【図９】 本発明の一実施形態における検出部を示す構成図
【図１０】 本発明の一実施形態におけるシリアル／パラレル変換回路の動作を説明するタイミングチャート
【図１１】 本発明の一実施形態におけるモニターパネルを示す図
【図１２】 本発明の第３参考例における検出部の電気系回路を示すブロック図
【図１３】 本発明の第３参考例におけるモニター部の電気系回路を示すブロック図
【図１４】 本発明の第３参考例のタイヤ摩耗状態モニター装置を示す構成図
【符号の説明】
１…車両、２…車輪、２ａ…タイヤ、１０…検出部、２０…モニター部、２０ａ…モニター部本体、２０ｂ…ディスプレイ、２０ｃ…アンテナ、１１…送受信用アンテナ、１２…整流回路、１３…中央処理部、131 …ＣＰＵ、132…Ｄ／Ａ変換回路、１４…記憶部、１５…発信部、151…発振回路、152…変調回路、153…高周波増幅回路、154 …スイッチング回路、１６…デュープレクサ、１６ａ…ローパスフィルタ、１６ｂ…ハイパスフィルタ、１７…パルス化回路、１７ａ…サイリスタ、１８…ビットコード化部、181 …ビットコード化回路、181a〜181d…検出線、182 …パラレル／シリアル変換回路、183 …クロック信号発生回路、２１…アンテナ切り替え器、２２…受信部、221…受信機、222…Ａ／Ｄ変換回路、２３…中央処理部、231…ＣＰＵ、232…メモリ、２４…キーボード、２５…表示制御部、２６…発信部、261…発信器、２７…デュープレクサ、２７ａ…ローパスフィルタ、２７ｂ…ハイパスフィルタ、２８…電源部、２９…変調部、３０…モニターパネル、３１ａ〜３１ｄ…ＬＥＤ、３２ａ〜３２ｄ…数字表示器。
Claims (7)
- タイヤトレッドの表面から異なる距離に複数の検出線を埋設し、該複数の検出線のそれぞれの切断或いは非切断状態を表す情報をトランスポンダによって送信し、
前記トランスポンダから送信される情報を受信し、前記検出線が切断された情報を受信することによりタイヤの摩耗を段階的に検出する
ことを特徴とするタイヤ摩耗状態検出方法。 - 所定の信号によって情報の授受を行うトランスポンダを備えたトランスポンダ装着タイヤにおいて、
タイヤトレッド中にタイヤトレッドの表面から異なる距離に配置されたループ状をなす複数の検出線と、
該検出線に接続され、該検出線の切断或いは非切断状態を表す情報を生成する情報生成手段とを設け、
前記トランスポンダは、前記情報生成手段によって生成された情報を送信する
ことを特徴とするトランスポンダ装着タイヤ。 - 前記トランスポンダは、所定周波数の電磁波を受信する電磁波受信手段と、該電磁波受信手段によって受信した電磁波エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段とを有し、該エネルギー変換手段によって生成された電気エネルギーによって動作することを特徴とする請求項２に記載のトランスポンダ装着タイヤ。
- 車両に設けられた車輪のタイヤ摩耗状態をモニターする車両のタイヤ摩耗状態モニター装置であって、
タイヤ側に設けられた検出部と車体側に設けられたモニター部とからなり、
前記検出部は、トランスポンダと、
タイヤトレッドの表面から異なる距離に埋設された複数の検出線と、
該検出線に接続され、前記複数の検出線のそれぞれの切断或いは非切断状態を表す切断情報を生成する情報生成手段とを備えると共に、
前記トランスポンダは前記情報生成手段によって生成された切断情報を送信する情報送信手段を有し、
前記モニター部は、前記トランスポンダへ質問信号を発信する質問信号発信手段と、
前記トランスポンダからの応答信号を受信する応答信号受信手段と、
該応答信号受信手段による受信応答信号に含まれる前記切断情報に基づいて、タイヤの摩耗状態を段階的に報知する報知手段とを備えている
ことを特徴とする車両のタイヤ摩耗状態モニター装置。 - 前記検出部は、前記応答信号を送信する際に、個々の検出部に個別に割り当てられた識別コードを送信する識別コード送信手段を備え、前記モニター部は、前記識別コードに基づいて検出部とタイヤ装着位置を対応づけるタイヤ装着位置判定手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置。
- 前記モニター部の送受信用アンテナは、前記検出部毎に車輪の近傍位置に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置。
- 前記検出部のトランスポンダは、所定周波数の電磁波を受信する電磁波受信手段と、該電磁波受信手段によって受信した電磁波エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段とを有し、該エネルギー変換手段によって生成された電気エネルギーによって前記検出部全体が動作することを特徴とする請求項４に記載の車両のタイヤ摩耗状態モニター装置。
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