JP4300982B2 - タイヤ状態判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両においてタイヤの状態を電気的に検出し、その検出結果に基づいてタイヤの状態を判定するタイヤ状態判定装置に関するものであり、特に、タイヤの状態を電気的に検出する技術の改良に関するものである。

車両においてタイヤの状態を電気的に検出し、その検出結果に基づいてタイヤの状態を判定する技術が既に知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１には、タイヤの状態を電気的に検出する技術がいくつか記載されている。

特許文献１に記載の第１の技術は、タイヤのトレッド部の摩耗を検出することを目的として、タイヤのトレッド部内に連続した導線を埋設する技術である。具体的には、この第１の技術によれば、導線が、トレッド部の表面に露出せず、かつ、そのトレッド部のうち、その表面に形成された縦溝を隔てて互いに対向する複数の接地部を通過するように埋設される。

この第１の技術によれば、導線に断線が発生しない状態では、導線に電流が流れる。これに対し、トレッド部のうちの各接地部が摩耗し、導線のうち各接地部に埋設されていた部分が欠損すれば、導線が切断されてその導線に電流が流れなくなる。この第１の技術によれば、導線に電流が流れない状態となったときに、トレッド部が摩耗していると判定される。

特許文献１に記載の第２の技術は、水膜で覆われた路面上をタイヤが走行している状態を検出することを目的として、タイヤのトレッド部の縦溝に２個の端子を、その縦溝の両側壁にそれぞれ露出する状態で装着する技術である。それら２個の端子は、タイヤが乾いた路面上を走行している状態においては、互いに電気的に絶縁させられる。それら２個の端子から２本の導線がそれぞれ延びており、各導線はトレッド部に埋設される。

この第２の技術によれば、縦溝内に水が進入し、２個の端子が電気的に導通する状態となれば、それら２個の端子間に電流が流れる状態となる。したがって、この第２の技術によれば、それら２個の端子間に電流が流れる状態となったときに、水膜で覆われた路面上をタイヤが走行していると判定される。
特公平７−７１８８６号公報

特許文献１には、それに記載の技術によって検出可能なタイヤの状態として、タイヤ自体に関する状態と、タイヤが走行している路面に関する状態とが記載されている。タイヤ自体に関する状態として、タイヤのトレッド部の摩耗が記載され、路面に関する状態として、路面が冠水しているか否かに関する状態が記載されている。

検出したいタイヤの状態はその他にも存在する。例えば、タイヤ自体に関する状態としては、タイヤを構成するゴムの劣化度または硬化度に関する状態、タイヤのトレッド部のセパレーション、タイヤの亀裂、鋭利物（例えば、釘、ねじ、破片、刃物等）のタイヤへの刺さり等がある。

このような事情を背景として、本発明は、車両においてタイヤの状態を電気的に検出し、その検出結果に基づいてタイヤの状態を判定するタイヤ状態判定装置において、判定することが可能なタイヤの状態の種類を選択する自由度を容易に向上させることを課題としてなされたものである。

本発明によって下記の各態様が得られる。各態様は、項に区分し、各項には番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本発明が採用し得る技術的特徴の一部およびそれの組合せの理解を容易にするためであり、本発明が採用し得る技術的特徴およびそれの組合せが以下の態様に限定されると解釈されるべきではない。すなわち、下記の態様には記載されていないが本明細書には記載されている技術的特徴を本発明の技術的特徴として適宜抽出して採用することは妨げられないと解釈すべきである。

さらに、各項を他の項の番号を引用する形式で記載することが必ずしも、各項に記載の技術的特徴を他の項に記載の技術的特徴から分離させて独立させることを妨げることを意味するわけではなく、各項に記載の技術的特徴をその性質に応じて適宜独立させることが可能であると解釈されるべきである。
（１） 車両においてタイヤの状態を電気的に検出し、その検出結果に基づいて前記タイヤの状態を判定するタイヤ状態判定装置であって、
前記タイヤの正常状態においてはそのタイヤを構成するゴムを隔てて互いに対向するように前記タイヤに埋設された複数の電極と、
それら複数の電極間の電圧と電流との少なくとも一方である電極間電気特性に基づき、前記タイヤの状態を判定する判定器と、を含み、
前記判定器が、前記電極間電気特性に基づき、前記タイヤを構成するゴムが硬化することによって変化するタイヤ劣化度を判定するタイヤ劣化度判定手段を含むタイヤ状態判定装置。

この装置においては、タイヤの状態を電気的に検出するために、複数の電極がタイヤに埋設される。それら複数の電極は、タイヤの正常状態においてはそのタイヤを構成するゴムを隔てて互いに対向するようにタイヤに埋設される。したがって、この装置によれば、タイヤを構成するゴムの状態を直接に電気的に検出することが容易となる。この装置によれば、タイヤの状態を電気的に検出した結果に基づき、タイヤを構成するゴムの劣化度を判定することが可能となる。例えば、ゴムの劣化度が高いほど、ゴムの硬度が高くなり、ひいては、ゴムが変形し難くなるという現象に着目することにより、ゴムの変形し難さを表わす物理量を電気的に検出してタイヤの劣化度を判定することが可能である。

この装置は、例えば、複数の電極間の電流の量をその電流によって周辺に発生させられる磁界の強さとして検出し、その検出値に基づいてタイヤの状態を判定する態様で実施することが可能である。この態様によれば、電極間電気特性を検出するセンサをタイヤに装着してその電極間電気特性を直接に検出することが不可欠ではなくなり、そのセンサを例えば車体側に装着して電極間電気特性をタイヤの周辺において遠隔的に検出することが可能となる。
（２） 前記複数の電極が、前記タイヤの正常状態においては互いに電気的に導通しないように前記タイヤに埋設される（１）項に記載のタイヤ状態判定装置。

この装置においては、前記（１）項における複数の電極が、タイヤの正常状態においては互いに電気的に導通しないようにタイヤに埋設される。したがって、この装置によれば、それら複数の電極間の電気的流通状態が絶縁状態から導通状態に変化すれば、タイヤの状態に何らかの変化があったと判定することが可能となる。
（３） 前記複数の電極が、前記タイヤの正常状態においてはそのタイヤの表面に露出しないように前記タイヤに埋設される（１）または（２）項に記載のタイヤ状態判定装置。

この装置においては、前記（１）項における複数の電極が、タイヤの正常状態においてはそのタイヤの表面に露出しないようにタイヤに埋設される。したがって、この装置によれば、それら複数の電極がタイヤ表面に露出しない状態から少なくとも部分的に露出する状態に変化すれば、タイヤの状態に何らかの変化があったと判定することが可能となる。

さらに、この装置によれば、タイヤの表面ではなく、その内部の状態を電気的に検出し、その内部の状態に何らかの変化があったか否かを判定することが可能となる。

（５） 前記複数の電極が、前記タイヤの回転方向において局部的に、かつ、前記タイヤの半径方向に互いに対向するように配置されており、前記タイヤ劣化度判定手段が、前記タイヤを構成するゴムのうち前記複数の電極によって挟まれている被検出部に接地荷重が作用しているときにおける前記電極間電気特性に基づき、前記タイヤ劣化度を判定する（３）項に記載のタイヤ状態判定装置。

この装置によれば、ゴムの変形し難さを、接地荷重に対するゴムの変形量という物理量として電気的に検出することが可能となり、ひいては、タイヤ劣化度を精度よく判定することが容易となる。
（６） 前記電極間電気特性が、前記複数の電極間の静電容量に応じて変化し、前記判定器が、その電極間電気特性に基づき、前記タイヤの異常であって前記静電容量を変化させるものが発生したか否かを判定する第１異常判定手段を含む（１）ないし（５）項のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。

この装置によれば、タイヤに発生し得る複数種類の異常のうち、それが発生すると複数の電極間の静電容量が変化することとなる種類の異常を検出することが可能となる。
（７） 前記異常が、前記タイヤのトレッド部のセパレーションと、前記タイヤの亀裂と、前記タイヤの摩耗との少なくとも一つを含む（６）項に記載のタイヤ状態判定装置。

この装置においては、トレッド部のセパレーションによって複数の電極間の距離が変化すれば、それら複数の電極間の静電容量が変化する。タイヤの亀裂が発生し、その結果、少なくとも一つの電極の亀裂に進展すれば、電極の能力が低下するため、複数の電極間の静電容量が変化する。タイヤが摩耗し、その結果、タイヤの一部が欠損するのに伴って少なくとも一つの電極が欠損すれば、電極の能力が低下するため、複数の電極間の静電容量が変化する。
（８） 前記電極間電気特性が、前記複数の電極間の電気的流通状態が導通状態であるか絶縁状態であるかによって変化し、前記判定器が、その電極間電気特性に基づき、前記タイヤの異常であって前記電気的流通状態を絶縁状態から導通状態に変化させるものが発生したか否かを判定する第２異常判定手段を含む（１）ないし（７）項のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。

この装置によれば、タイヤに発生し得る複数種類の異常のうち、それが発生すると複数の電極間の電気的流通状態が絶縁状態から導通状態に変化することとなる種類の異常を検出することが可能となる。
（９） 前記異常が、前記タイヤに導電性の鋭利物が前記複数の電極を貫通する状態で刺さった事象を含む（８）項に記載のタイヤ状態判定装置。

この装置においては、タイヤに導電性の鋭利物が複数の電極を貫通する状態で刺さると、それら複数の電極が、電気的に導通する状態に移行し、その結果、それら複数の電極間の電圧が変化する。したがって、このような電圧の変化が発生したか否かを判定すれば、タイヤに鋭利物が刺さっているか否かを判定することが可能となる。

タイヤに鋭利物が刺さったため、タイヤの空気室に亀裂が入った場合には、その亀裂が鋭利物によって完全にではないが閉塞されるのが通常である。タイヤは、そのタイヤを構成するゴムの弾性により、鋭利物の形状に追従して変形することが容易であるからである。そのため、タイヤに鋭利物が刺さっても、タイヤの空気圧が急速には低下しないが、空気室からの空気のもれはわずかな量ながらも進行する。

そのため、タイヤに鋭利物が刺さった場合には、タイヤの空気圧が正規値より低い状態で車両が継続的に走行させられる可能性がある。このような低タイヤ圧走行を早期に検出して車両のユーザに告知できれば、車両の信頼性が向上する。

本項に係る装置によれば、鋭利物の導電性を利用することにより、タイヤへの鋭利物の刺さりを検出することが可能となる。特に、この装置を、その鋭利物の刺さりを車両走行中に検出できる態様で実施する場合には、その早期発見が容易となるため、車両の信頼性がさらに向上する。
（１０） さらに、前記タイヤの正常状態において前記複数の電極間に電位差を発生させる電位差発生器を含む（１）ないし（９）項のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。
（１１） 前記電位差発生器が、バッテリを含む（１０）項に記載のタイヤ状態判定装置。
（１２） 前記電位差発生器が、車両走行中に前記タイヤに発生する力を電気に変換する力−電気変換素子を含む（１０）項に記載のタイヤ状態判定装置。

この装置によれば、タイヤの正常状態において複数の電極間に電位差を発生させるために、電力の消耗および補充に対する対策を講ずる必要性が解消されるか、その必要性があるにしても軽減される。
（１３） 前記判定器が、前記電極間電気特性と、前記タイヤの空気圧と前記タイヤに作用する接地荷重との少なくとも一方とに基づき、前記タイヤの状態を判定する（１）ないし（１２）項のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。

前記（１）ないし（１２）項のいずれかに係るタイヤ状態判定装置においては、タイヤを構成するゴムのうち複数の電極間に挟まれた被検出部の状態が、真に検出すべき物理量のみならず、タイヤの空気圧とタイヤの接地荷重との少なくとも一方にも依存する場合がある。この場合には、被検出部の状態を電気的に検出した結果から、空気圧と接地荷重との少なくとも一方に依存して発生した変化分をソフト的に（例えば、コンピュータの演算、特定の電子回路を用いて）除去することが、タイヤ状態の判定精度を向上させるために望ましい。

例えば、複数の電極がタイヤの半径方向に互いに対向するようにタイヤに埋設される場合には、それら複数の電極間の距離が、電気的に検出すべきタイヤの状態のみならず、タイヤの空気圧とタイヤの接地荷重との双方にも依存する可能性がある。この場合には、電気的な検出結果からそれら空気圧と接地荷重との影響が除去されるように、その検出結果をソフト的に処理することが望ましい。

以上説明した知見に基づき、本項に係る装置においては、電極間電気特性と、タイヤの空気圧と接地荷重との少なくとも一方とに基づき、タイヤの状態が判定される。
（１４） 前記判定器が、前記タイヤの状態の判定が前記少なくとも一方の空気圧と接地荷重に依存しないように、前記電極間電気特性の検出値を補正し、その補正値に基づいて前記タイヤの状態を判定する（１３）項に記載のタイヤ状態判定装置。
（１５） 前記判定器が、前記電極間電気特性の検出値を互いに異なる複数の基準値と比較し、その比較結果に基づき、前記タイヤの状態に関して前記判定器によって判定可能な複数種類の異常のうち該当するものを選択する（１）ないし（１４）項のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。

この装置においては、電極間電気特性の検出値が、タイヤの状態に関して発生する異常の種類に応じて変化するという事実を利用することにより、電極間電気特性の検出値が互いに異なる複数の基準値と比較され、その比較結果に基づき、複数種類の異常のうち該当するものが選択される。

したがって、この装置によれば、タイヤの状態に関して発生する異常の種類を特定することが容易となる。
（１６） 前記複数の電極間の距離が前記タイヤの状態に応じて変化し、その変化に応じて前記電極間電気特性が変化する（１）ないし（１５）項のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。
（１７） 前記複数の電極間の静電容量が前記距離に応じて変化し、その変化に応じて前記電極間電気特性が変化する（１６）項に記載のタイヤ状態判定装置。
（１８） 前記複数の電極間の電気的流通状態が前記タイヤの状態に応じて導通状態と絶縁状態とに変化し、その変化に応じて前記電極間電気特性が変化する（１）ないし（１７）項のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。
（１９） 前記複数の電極が、前記タイヤの半径方向に互いに隔たっている（１）ないし（１８）項のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。
（２０） 前記複数の電極が、前記タイヤの回転方向において局部的に配置されている（１）ないし（１９）項のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。
（２１） 前記複数の電極が、前記タイヤの回転方向において実質的に全体的に配置されている（１）ないし（１９）項のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。
（２２） 前記複数の電極が、各々ベルト状を成して前記タイヤの回転方向に延び、かつ、互いに実質的に平行に配置されている（１）ないし（２１）項のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。

本項における「電極」としては、例えば、導電性フィルム、導電性シート等がある。
（２２） 前記判定器が、前記車両の走行中に、前記タイヤ状態の判定を行う（１）ないし（２１）項のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。
（２３） 前記（１）ないし（２２）項のいずれかに記載のタイヤであって、前記複数の電極が、前記タイヤの正常状態においてそのタイヤを構成するゴムを隔てて互いに対向するように埋設されたタイヤ。

このタイヤによれば、前記（１）ないし（２２）項のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置と組み合わせて使用するのに好適なタイヤが提供される。

以下、本発明のさらに具体的な実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。

図１には、本発明の第１実施形態に従うタイヤ劣化度判定装置（以下、単に「判定装置」という。）が平面図で示されている。この判定装置は、左右の前輪１０，１０と左右の後輪１０，１０とを備えた車両に搭載されている。この判定装置は、各車輪１０のタイヤを構成するゴムの劣化度を検出するためにそのタイヤに搭載された部分と、その部分との無線通信によってタイヤの劣化度に関する情報を取得するために車体に搭載された部分とを備えている。それら部分については後に詳述する。

図２に示すように、各車輪１０は、ゴムを主体として構成されたタイヤ１２がホイール２４（またはリム）に装着されて構成されている。各車輪１０においては、それらタイヤ１２とホイール２４とが互いに気密に装着されてそれらの間に空気室２６が形成されている。この空気室２６に空気が圧力下に封入される。

タイヤ１２は、概してＣ字状を成す断面でタイヤ１２の周方向に延びている。タイヤ１２は、車両走行中に路面に接する部分をトレッド部３０として備えている。

図２に示すように、この判定装置は、トレッド部３０を構成するゴムの劣化度を検出するためのセンサユニット４０を備えている。センサユニット４０は、各車輪１０に１個ずつ、トレッド部３０に、それの周方向における１箇所に配置されている。

図３には、そのセンサユニット４０が拡大して示されている。センサユニット４０は、図４にも示すように、たわみセンサ４２と電圧検出回路４４とを含むように構成されている。たわみセンサ４２は、トレッド部３０を構成するゴムのたわみを検出するために設けられており、トレッド部３０内に埋設されている。

センサユニット４０は、さらに、それらたわみセンサ４２と電圧検出回路４４とに電気エネルギーを供給する電源４６を備えている。電源４６は、たわみセンサ４２については、一対の電極５０，５０間に電位差を発生させる電位差発生器として機能する。電源４６は、例えば、充電式としたり、消耗式としたり、外部からの電磁エネルギーによって発電可能な形式とすることが可能である。

図３に示すように、たわみセンサ４２は、タイヤ１２の半径方向（タイヤ１２の接地荷重が作用する方向）において互いに対向する一対の平板状の電極５０，５０を有しており、トレッド部３０のうちそれら電極５０，５０に挟まれた被検出部５４（図３において二点鎖線で示す。）のたわみ（例えば、圧縮量）に応じてそれら電極５０，５０間の距離ｄが変化する。

被検出部５４を構成するゴムが劣化するほど、ゴムが硬化する。ゴムが硬化するほど、ゴムのたわみ難さが増す。ゴムのたわみ難さが増すほど、距離ｄがタイヤ１２のうち被検出部５４に対応する部分の接地に起因して減少する量Δｄが減少する。その減少量Δｄは、被検出部５４の、タイヤ１２の接地に起因したたわみＦＬＸを意味する。

このような物理的な因果関係に着目することにより、本実施形態においては、減少量Δｄで表わされるたわみＦＬＸに基づき、タイヤ１２のゴムが劣化しているか否かが判定される。具体的には、そのたわみＦＬＸが０であるために、距離ｄの検出値を基準値ｄ０で割り算した値が１である場合に、ゴムの劣化が最大であると判定される。

その割り算した値は、本実施形態においては、タイヤ１２のゴムの劣化度を表わすタイヤ劣化度Ｄと称される。そのタイヤ劣化度Ｄがしきい値Ｄｔｈより大きい場合には、タイヤ１２のゴムの劣化が激しいという理由で、タイヤ１２を交換することが車両のユーザに対して促される。

図５には、たわみＦＬＸとタイヤ劣化度Ｄとの関係の一例がグラフで表わされており、この例においては、たわみＦＬＸが減少するにつれてタイヤ劣化度Ｄが単調に増加する関係が表わされている。

図４に示すように、一対の電極５０，５０に電圧検出回路４４が電気的に接続されており、それら電極５０，５０間の静電容量が電圧Ｖとして検出されるようになっている。すなわち、電圧検出回路４４によって検出される電圧Ｖは、結局、一対の電極５０，５０間の距離ｄを反映し、さらに、被検出部５４のたわみＦＬＸを反映し、ひいては、タイヤ劣化度Ｄを反映しているのである。

本実施形態においては、図３に示すように、被検出部５４がその周辺の部分より容易にたわむようにするためにたわみ拡大機構６０が設けられている。具体的には、トレッド部３０のうち一対の電極５０，５０間に介在する介在部６２のうち被検出部５４を除く部分に空洞６４が設けられている。空洞６４は、介在部６２において２個、被検出部５４を隔ててタイヤ１２の横方向に互いに対向する２箇所にそれぞれ形成されている。

図４に示すように、各車輪１０には、さらに、タイヤ１２の空気圧Ｐを検出する空気圧センサ７０と、タイヤ１２の接地荷重ＦＺを検出する接地荷重センサ７２（車重センサまたは車高センサでも可。）とが装着されている。それら空気圧センサ７０と接地荷重センサ７２とには車輪側通信機７４が電気的に接続されている。その車輪側通信機７４には、電圧検出回路４４も電気的に接続されている。

車輪側通信機７４は、車体側通信機７６（図１参照）との間において無線通信を行い、それにより、電圧検出回路４４によって検出された電圧Ｖを表わす信号と、空気圧センサ７０によって検出された空気圧Ｐを表す信号と、接地荷重センサ７２によって検出された接地荷重ＦＺを表わす信号とを車体側通信機７６に向かって送信するように設計されている。

本実施形態においては、図４に示すように、センサユニット４０、空気圧センサ７０、接地荷重センサ７２および車輪側通信機７４が互いに共同して車輪側通信システム７８を構成し、その車輪側通信システム７８は、図１に示すように、各車輪１０に設けられている。

各車輪側通信システム７８においては、図４に示すように、その全体の作動を制御するためのコンピュータ７９が設けられている。このコンピュータ７９が図示しない通信制御プログラムを実行することにより、電圧検出回路４４による電圧Ｖの検出およびその検出値を表わす電圧信号の送信と、空気圧センサ７０による空気圧Ｐの検出およびその検出値を表わす空気圧信号の送信と、接地荷重センサ７２による接地荷重ＦＺの検出とその検出値を表わす接地荷重信号の送信とが行われる。

図１に示すように、車体側通信機７４には判定器８０が接続されている。この判定器８０は、コンピュータ８２を主体として構成されている。コンピュータ８２は、よく知られているように、図６に示すように、ＣＰＵ８４とＲＯＭ８６とＲＡＭ８８とがバス９０によって互いに接続されて構成されている。

ＲＯＭ８６には、図７にフローチャートで概念的に表されているタイヤ劣化度判定プログラムを始めとして各種プログラムが予め記憶されている。ＣＰＵ８４は、ＲＯＭ８６から必要なプログラムを読み出し、ＲＡＭ８８を適宜利用しつつ、その読み出されたプログラムを実行する。

図１に示すように、判定器８０にはさらに、警報器１１０も接続されている。この警報器１１０は、タイヤ１２の劣化度が許容値に到達した場合に、そのタイヤ１２を交換することを運転者に促すために作動させられる。警報器１１０は、必要な情報を視覚的に表示したり、聴覚的に表示することが可能である。

ここで、図７を参照することにより、前記タイヤ劣化度判定プログラムを説明する。

このタイヤ劣化度判定プログラムは、コンピュータ８２の電源が投入されている間、繰り返し実行される。各回の実行時においては、まず、ステップＳ１（以下、単に「Ｓ１」で表わす。他のステップについても同じとする。）において、各車輪１０の車輪側通信システム７８から各種信号（前述の電圧信号と空気圧信号と接地荷重信号とを含む。）が、各車輪１０に関連付けて受信される。

次に、Ｓ２において、各車輪１０ごとに、その受信された各種信号のうちの電圧信号に基づき、電圧Ｖが検出される。正確には、電圧Ｖの時間的変化を表わす時系列データが作成される。

続いて、Ｓ３において、その作成された時系列データに対して周波数分析が行われる。このＳ３においては、さらに、その時系列データを構成する複数の周波数成分のうち設定周波数を有するものが、トレッド部３０を構成するゴムのたわみＦＬＸを表わすものとして抽出される。

図８には、その抽出された時系列データにより表されるたわみＦＬＸの時間的推移が概念的にグラフで表わされている。このグラフは、被検出部５４のたわみＦＬＸが周期的に変化することを示している。

たわみセンサ４２は、前述のように、タイヤ１２の周方向における１箇所にのみ配置されている。一方、被検出部５４のたわみＦＬＸは、被検出部５４を構成するゴムの劣化度（例えば、硬化度）によって変化するが、被検出部５４に作用する接地荷重ＦＺによっても変化する。接地荷重ＦＺはタイヤ１２の回転につれて周期的に変化するため、被検出部５４のたわみＦＬＸもタイヤ１２の回転につれて周期的に変化することになるのである。

しかし、タイヤ１２の劣化度を判定するために参照すべき被検出部５４の真のたわみは、トレッド部３０のうち被検出部５４に対応する部分が接地している状態における被検出部５４のたわみであるべきである。

一方、接地荷重ＦＺがピーク値を示すときに、被検出部５４のたわみＦＬＸもピーク値を示す。したがって、被検出部５４のたわみＦＬＸのピーク値を検出すれば、そのピーク値が、接地荷重ＦＺのもとに被検出部５４に発生しているたわみを表わすこととなる。

そこで、本実施形態においては、Ｓ４において、たわみＦＬＸの時系列的な検出値からピーク値が抽出される。その後、Ｓ５において、その抽出されたピーク値として、タイヤ１２の劣化度を判定するために真に参照すべきタイヤゴムたわみＦＬＸが決定される。

続いて、Ｓ６において、各車輪１０ごとに、前記受信された各種信号のうちの空気圧信号に基づき、空気圧Ｐが検出される。その後、Ｓ７において、各車輪１０ごとに、前記受信された各種信号のうちの接地荷重信号に基づき、接地荷重ＦＺが検出される。

ところで、たわみＦＬＸは、トレッド部３０を構成するゴムの劣化度に依存するが、さらに、空気圧Ｐおよび接地荷重ＦＺにも依存する。したがって、たわみＦＬＸからタイヤ劣化度Ｄを正確に推定するために、たわみＦＬＸの検出値をそのまま用いてタイヤ劣化度Ｄを推定するのではなく、たわみＦＬＸの検出値から、空気圧Ｐの検出値の、基準値からの偏差の影響と、接地荷重ＦＺの検出値の、基準値からの偏差の影響とを除去したうえで、そのたわみＦＬＸを用いてタイヤ劣化度Ｄを推定することが望ましい。

このような知見に基づき、本実施形態においては、たわみＦＬＸの検出値が、空気圧Ｐと接地荷重ＦＺとに基づいて補正される。具体的には、たわみＦＬＸの検出値に、空気圧Ｐと接地荷重ＦＺとの双方に依存した補正係数Ｋ（Ｐ，ＦＺ）が掛け算され、その掛け算値を用いてタイヤ劣化度Ｄが演算される。

タイヤ劣化度Ｄは、例えば、
Ｄ＝ｆ（ＦＬＸ・Ｋ（Ｐ，ＦＺ））
なる式を用いて演算することが可能である。ここに、「ｆ」は、たわみＦＬＸの検出値と補正係数Ｋ（Ｐ，ＦＺ）との積すなわちたわみＦＬＸの補正値を入力変数としてタイヤ劣化度Ｄを演算するための関数である。それらたわみＦＬＸの補正値とタイヤ劣化度Ｄとの間の関係は例えば、図５にグラフで表わされる関係として定義される。

図９には、空気圧Ｐと接地荷重ＦＺと補正係数Ｋとの間に予め定められた関係の一例であってＲＯＭ８６に記憶されているものがグラフで表わされている。この例においては、空気圧Ｐが基準値であり、かつ、接地荷重ＦＺが基準値であるときに、補正係数Ｋが１をとる。さらに、空気圧Ｐが上昇するにつれて補正係数Ｋが減少し、接地荷重ＦＺが増加するにつれて補正係数Ｋが減少するように増加する。

図７におけるＳ６およびＳ７の実行が終了すると、Ｓ８において、各車輪１０ごとに、今回検出された空気圧Ｐと接地荷重ＦＺとの双方に対応する補正係数Ｋが、上記の関係に従って決定される。その後、Ｓ９において、各車輪１０ごとに、その決定された補正係数Ｋと、前記決定されたたわみＦＬＸとを用いることにより、タイヤ劣化度Ｄが演算される。

続いて、Ｓ１０において、各車輪１０ごとに、その演算されたタイヤ劣化度Ｄが前述のしきい値Ｄｔｈより大きいか否かが判定される。今回は、大きいと仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１１において、前記警報器１１０を用いることにより、該当するタイヤ１２を新品に交換することを車両のユーザに促すための視覚的または聴覚的な表示が行われる。

これに対して、今回は、演算されたタイヤ劣化度Ｄがしきい値Ｄｔｈより大きくはないと仮定すれば、Ｓ１０の判定がＮＯとなり、Ｓ１１がスキップされる。

いずれにしても、以上で、このタイヤ劣化度判定プログラムの一回の実行が終了する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、２個の電極５０，５０が前記（１）項ないし（３）項および（５）項のいずれかにおける「複数の電極」の一例を構成し、電圧Ｖが前記（１）項における「電極間電気特性」の一例を構成しているのである。

さらに、本実施形態においては、判定器８０が前記（１）項、（１３）項または（１４）項における「判定器」の一例を構成し、コンピュータ９２のうち図７のタイヤ劣化度判定プログラムを実行する部分が、前記（４）項または（５）項における「タイヤ劣化度判定手段」の一例と、前記（６）項における「第１異常判定手段」の一例とを構成しているのである。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態と共通する要素があるため、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。

本実施形態に従うタイヤ状態判定装置においては、複数種類の異常のうちの少なくとも一つがタイヤに発生したか否かが判定される。それら複数種類の異常としては、次のものがある。
（１）タイヤのトレッド部にセパレーションが発生するという異常
（２）タイヤに亀裂が発生するという異常
（３）タイヤが摩耗するという異常
（４）タイヤに釘、ねじ、金属破片、刃物等、導電性の鋭利物が刺さっているという異常
その判定を行うために、本実施形態においては、図１０に示す車輪１３０が用いられる。この車輪１３０は、前記車輪１０と同様に、タイヤ１３２にホイール１３４が気密に装着されて構成され、それらタイヤ１３２とホイール１３４との間に空気室１３６が形成されている。タイヤ１３２は、概してＣ字状を成す断面でタイヤ１３２の周方向に延びている。タイヤ１３２の全体は、トレッド部１４０と、一対のショルダ部１４２，１４２と、一対のサイドウォール部１４４，１４４と、一対のビード部１４６，１４６とに分類される。

トレッド部１４０は、タイヤ１３２のうち、車両走行中に路面に接する部分であり、本実施形態においては、タイヤ１３２の周方向に延びる少なくとも１枚のスチールベルト１５０がトレッド部１４０に埋め込まれている。

前述の複数種類の異常がタイヤ１３２に発生しているか否かを判定するために、タイヤ１３２にセンサユニット１６０が埋設されている。センサユニット１６０は、図１１にブロック図で示すように、検出体１６２と、電圧検出回路１６４と、電源１６６とを含むように構成されている。

検出体１６２は、タイヤ１３２に埋設された一対の導電性フィルム１７０，１７０（または導電性シート）を用いて構成されている。一対の導電性フィルム１７０，１７０は、ベルト状を成し、タイヤ１３２の全周にわたって延びるとともに、タイヤ１３２の各断面内においては、それのほぼ全長にわたり、すなわち、一方のビード部１４６から他方のビード部１４６まで延びている。それら一対の導電性フィルム１７０，１７０は、非導電性であるゴムの部分を隔てて互いに対向させられており、その結果、タイヤ１３２が正常である場合には、それら一対の導電性フィルム１７０，１７０が電気的に絶縁される。

それら一対の導電性フィルム１７０，１７０は、後に詳述するように、トレッド部１４０のセパレーションを発見するために用いられる。そのセパレーションは通常、トレッド部１４０のうちスチールベルト１５０より半径方向外側の部分において発生し易い。その発生箇所が確実に一対の導電性フィルム１７０，１７０間に位置することとなるように、本実施形態においては、スチールベルト１５０を隔ててそれら一対の導電性フィルム１７０，１７０が互いに対向するように配置されている。

それら一対の導電性フィルム１７０，１７０に電源１６６が接続されており、それら一対の導電性フィルム１７０，１７０に電位差が発生させられる。さらに、それら一対の導電性フィルム１７０，１７０に電圧検出回路１６４も接続されている。電圧検出回路１６４は、それら一対の導電性フィルム１７０，１７０間の電圧Ｖを検出するために設けられている。

図１１に示すように、車輪１３０には、さらに、車輪側通信機１７４と、コンピュータ１７６とが搭載されており、それらと、上述のセンサユニット１６０とが互いに共同することにより、車輪側通信システム１８０が構成されている。コンピュータ１７６は、図示しない通信制御プログラムを実行することにより、センサユニット１６０を介して一対の導電性フィルム１７０，１７０間の電圧Ｖを検出し、その検出値を表わす信号を車体側通信機７６に向かって送信するように車輪側通信システム１８０の全体の作動を制御する。

図１２には、一対の導電性フィルム１７０，１７０間の電圧Ｖと、それら一対の導電性フィルム１７０，１７０間の距離ｄｉｓとの関係の一例がグラフで表わされている。一対の導電性フィルム１７０，１７０は、コンデンサの如く、静電容量を有し、その静電容量は距離ｄｉｓが大きいほど減少し、これに伴って電圧Ｖが低下する。一対の導電性フィルム１７０，１７０が互いに離間する離間状態から、現実に互いに接触する導通状態、または、現実にではないが、それら一対の導電性フィルム１７０，１７０を前述の導電性の鋭利物が貫通したためにそれら一対の導電性フィルム１７０，１７０が見かけ上互いに接触する導通状態に移行すると、電圧Ｖが０に低下する。

ここで、一対の導電性フィルム１７０，１７０間の電圧Ｖが前述の複数種類の異常の発生によって変化する態様を具体的に説明する。

図１３には、トレッド部１４０のうち、図１０においてＡを付して丸で囲まれた部分が拡大して示されている。さらに、図１３には、トレッド部１４０がそれにセパレーションが発生した状態で示されている。図１３においてぎざぎざの線で囲む領域が、そのセパレーションによって発生した空洞１８４を示している。

図１３に示すように、トレッド部１４０にセパレーションが発生すると、一対の導電性フィルム１７０，１７０間の距離ｄｉｓが増加し、その結果、それら一対の導電性フィルム１７０，１７０間の静電容量が、距離ｄｉｓが正規値である場合より減少する。この静電容量の減少は、それら一対の導電性フィルム１７０，１７０間の電圧Ｖの低下を招来する。

図１４には、タイヤ１３２に発生する亀裂１８８の一例が示されている。図１５には、図１４におけるＢ−Ｂ断面図が拡大されて示されている。この例においては、タイヤ１３２の表面に発生した亀裂１８８が、一対の導電性フィルム１７０，１７０のうち外側のものにまで及んでいる。亀裂１８８が発生した場合には、一対の導電性フィルム１７０，１７０間の静電容量が減少し、電圧Ｖが正規値より低下する。

図１６には、タイヤ１３２が、トレッド部１４０の表面が摩耗によって欠損した状態で例示されている。この例においては、外側の導電性フィルム１７０も部分的に欠損している。そのため、一対の導電性フィルム１７０，１７０間の静電容量が減少し、電圧Ｖが正規値より低下する。

図１７には、タイヤ１３２が、前述の鋭利物の一例である釘１９２がスチールベルト１５０を貫通した状態で示されている。この例においては、一対の導電性フィルム１７０，１７０が釘１９２によって互いに導通させられている。したがって、それら一対の導電性フィルム１７０，１７０間の電圧Ｖは０に低下する。

図１２に示すように、本実施形態においては、距離ｄｉｓの適正範囲の上限値に対応する電圧Ｖが第１しきい値Ｖｔｈ１とされ、その第１しきい値Ｖｔｈ１より低く、０に十分に近い電圧Ｖが第２しきい値Ｖｔｈ２とされている。

それを前提として、本実施形態においては、電圧Ｖの検出値が第１しきい値Ｖｔｈ１より低い場合には、種類の如何を問わず、タイヤ１３２に異常が発生したと判定される。さらに、第２しきい値Ｖｔｈ２より低くはない場合には、トレッド部１４０のセパレーション、亀裂または摩耗という異常がタイヤ１３２に発生したと判定され、一方、第２しきい値Ｖｔｈ２より低い場合には、タイヤ１３２に鋭利物が刺さるという異常がタイヤ１３２に発生したと判定される。

図１０に示すように、本実施形態に従うタイヤ状態判定装置においては、第１実施形態と同様に、判定器２００が車体に搭載されている。その判定器２００は、前記判定器８０と同様に、コンピュータ２０２を主体として構成されている。

図１８には、そのコンピュータ２０２によって実行されるタイヤ状態判定プログラムの内容が概念的にフローチャートで表されている。

このタイヤ状態判定プログラムは、第１実施形態におけるタイヤ劣化度判定プログラムと同様にして繰返し実行される。各回の実行時には、まず、Ｓ１０１において、車輪側通信機１７４から信号が受信される。次に、Ｓ１０２において、その受信された信号に基づき、電圧Ｖが検出される。

続いて、Ｓ１０３において、その検出された電圧Ｖが前記第１しきい値Ｖｔｈ１より低いか否かが判定される。今回は、低いと仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０４に移行する。このＳ１０４においては、検出された電圧Ｖが前記第２しきい値Ｖｔｈ２より高いか否かが判定される。

今回は、検出された電圧Ｖが第２しきい値Ｖｔｈ２より高いと仮定すれば、Ｓ１０４の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０５において、一対の導電性フィルム１７０，１７０間の静電容量が０ではないが、正規値より減少したと判定される。

続いて、Ｓ１０６において、トレッド部１４０のセパレーション、亀裂または摩耗がタイヤ１３２に発生したと判定される。その後、Ｓ１０７において、その判定の内容が警報器１１０を介して車両にユーザに告知される。以上で、このタイヤ状態判定プログラムの一回の実行が終了する。

これに対し、今回は、検出された電圧Ｖが第２しきい値Ｖｔｈ２より高くはないと仮定すれば、Ｓ１０４の判定がＮＯとなり、Ｓ１０８において、一対の導電性フィルム１７０，１７０が互いに導通させられたと判定される。

続いて、Ｓ１０９において、タイヤ１３２に鋭利物が刺さっていると判定される。その後、Ｓ１１０において、その判定の内容が警報器１１０を介して車両にユーザに告知される。以上で、このタイヤ状態判定プログラムの一回の実行が終了する。

また、今回は、検出された電圧Ｖが第１しきい値Ｖｔｈ１より低くはないと仮定すれば、Ｓ１０３の判定がＮＯとなり、直ちにこのタイヤ状態判定プログラムの一回の実行が終了する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、２枚の導電性フィルム１７０，１７０が前記（１）項ないし（３）項のいずれかにおける「複数の電極」の一例を構成し、電圧Ｖが前記（１）項における「電極間電気特性」の一例を構成し、判定器２００が前記（１）項における「判定器」の一例を構成しているのである。

さらに、本実施形態においては、コンピュータ２０２のうち、図１８のタイヤ状態判定プログラムのうちＳ１０１ないしＳ１０７を実行する部分が、前記（６）項における「第１異常判定手段」の一例を構成し、Ｓ１０１ないしＳ１０４およびＳ１０８ないしＳ１１０を実行する部分が、前記（８）項における「第２異常判定手段」の一例を構成しているのである。

次に、本発明の第３実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態と共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。

図１９には、本実施形態に従うタイヤ状態判定装置（以下、単に「判定装置」という。）と共に使用されるタイヤ２３０の要部が断面図で示されている。具体的には、図１９には、タイヤ２３０のうちトレッド部２３２と一対のショルダ部２３４，２３４とが示されている。

トレッド部２３２には、トレッド部２３２を構成するゴムを隔てて互いに対向する２枚のスチールベルト２３６，２３６が埋設されている。それらスチールベルト２３６，２３６は、タイヤ２３０の強度を向上させるべく、トレッド部２３２の断面形状に沿って配置されており、結果的に、タイヤ２３０の半径方向に互いに対向する姿勢で配置されている。それらスチールベルト２３６，２３６は、共に導電性を有している。トレッド部２３２と一対のショルダ部２３４，２３４とには、カーカス２３８も埋設されている。

図２０には、本実施形態に従う判定装置の構成が概念的にブロック図で表されている。この判定装置は、図１９に示すように、タイヤ２３０に鋭利物２４０（図１９の例においては、釘またはねじ）が、２枚のスチールベルト２３６，２３６を同時に貫通するように刺さっているか否かを判定するように設計されている。図１９に示す例においては、鋭利物２４０がカーカス２３８を貫通して空気室２４２内に臨まされている。

そのため、図２０に示すように、この判定装置は、車輪側に、鋭利物２４０を検出するための検出体２４４を備えている。本実施形態においては、その検出体２４４が、上述の２枚のスチールベルト２３６，２３６として構成されている。本実施形態においては、それらスチールベルト２３６，２３６が、タイヤ２３０の強度を向上させるという本来の用途と、検出体２４４としての用途との双方を有するように使用される。

それらスチールベルト２３６，２３６は、タイヤ２３０に鋭利物２４０が刺さっていない状態においては、互いに電気的に絶縁された状態にある。しかし、タイヤ２３０に鋭利物２４０が刺さってその鋭利物２４０が２枚のスチールベルト２３６，２３６を同時に貫通すると、それらスチールベルト２３６，２３６が電気的に導通させられる状態に至る。

一方、それらスチールベルト２３６，２３６間に予め電位差を与えておけば、タイヤ２３０に鋭利物２４０が刺さっていない正常状態と、刺さっている異常状態とで、それらスチールベルト２３６，２３６間の電位差が互いに異なり、ひいては、その電位差によって周辺に形成される磁界の強さも互いに異なる。タイヤ２３０に鋭利物２４０が刺さっている状態においては、スチールベルト２３６，２３６間の電位差が０となり、周囲の磁場、例えば、車体がタイヤ２３０を収容する空間であるホイールハウス（図示しない）内の磁場に変化を与えない。

この磁気的な現象を利用することにより、本実施形態においては、タイヤ２３０への鋭利物２４０の刺さりが検出される。そのため、図１９および図２０に示すように、検出体２４４である２枚のスチールベルト２３６，２３６間に電位差を与えるバッテリ２４８が車輪側に設けられる。

さらに、図２０に示すように、スチールベルト２３６，２３６間の電位差によって磁場が変化したか否かを判定するために、磁気センサ２５０が車体側、例えば、前述のホイールハウスを構成する図示しないフレームに取り付けられる。図２０に示すように、磁気センサ２５０は、第１実施形態における判定器８０とハードウエア構成が共通する判定器２６０に接続されている。判定器２６０は、コンピュータ２６２を主体として構成されており、そのコンピュータ２６２によってタイヤ状態判定プログラムが実行される。

図２１には、そのタイヤ状態判定プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。このタイヤ状態判定プログラムは繰返し実行され、各回の実行時には、まず、Ｓ２０１において、磁気センサ２５０の出力信号に基づき、上述のホイールハウス内に発生している磁界の強さＨが検出される。

次に、Ｓ２０２において、その検出された磁界の強さＨがしきい値Ｈｔｈより大きいか否かが判定される。この判定は、２枚のスチールベルト２３６，２３６が導電性の鋭利物２４０によって互いに導通させられ、その結果、それらスチールベルト２３６，２３６間を流れる電流によって磁界が発生させられているか否かを判定するために行われる。

今回は、磁界の強さＨがしきい値Ｈｔｈより大きいと仮定すると、Ｓ２０２の判定がＹＥＳとなり、Ｓ２０３において、タイヤ２３０に鋭利物２４０が刺さっていると判定され、続いて、Ｓ２０４において、そのことが警報器１１０を介して車両のユーザに告知される。以上で、このタイヤ状態判定プログラムの一回の実行が終了する。

これに対し、今回は、磁界の強さＨがしきい値Ｈｔｈより大きくはないと仮定すると、Ｓ２０２の判定がＮＯとなり、Ｓ２０３およびＳ２０４がスキップされて、このタイヤ状態判定プログラムの一回の実行が終了する。

バッテリ２４８は、少なくとも車両走行中に２枚のスチールベルト２３６，２３６間に電位差を発生させる。また、上述のタイヤ状態判定プログラムは、少なくとも車両走行中に実行される。したがって、車両走行中に、タイヤ２３０に鋭利物２４０が刺さったか否かを判定することが可能となり、その結果、鋭利物２４０の刺さりが原因となってタイヤ２３０に異常変形が発生する可能性を早期に予測することが可能となり、車両の信頼性が向上する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、２枚のスチールベルト２３６，２３６が前記（１）ないし（３）項のいずれかにおける「複数の電極」の一例を構成し、スチールベルト２３６，２３６間を流れる電流によって発生する磁界の強さＨが、前記（１）項における「電極間電気特性」の一例であるスチールベルト２３６，２３６間の電流を反映しているのである。

さらに、本実施形態においては、判定器２６０が前記（１）項における「判定器」の一例を構成し、コンピュータ２６２のうち図２１のタイヤ状態判定プログラムを実行する部分が前記（８）項における「第２異常判定手段」の一例を構成し、バッテリ２４８が前記（１０）項における「電位差発生器」の一例と、前記（１１）項における「バッテリ」の一例とを構成しているのである。

次に、本発明の第４実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第３実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。

第３実施形態においては、タイヤ２３０に鋭利物２４０が刺さっていない正常状態において２枚のスチールベルト２３６，２３６に電位差を与えるためにバッテリ２４８が使用されている。これに対し、本実施形態においては、車両走行中にタイヤ２３０に作用する力を電気に変換し、その電気によって２枚のスチールベルト２３６，２３６間に電位差を与えるようになっている。

具体的には、図２２に示すように、２枚のスチールベルト２３６，２３６のうちの少なくとも一方に圧電素子２８０が、その圧電素子２８０にタイヤ２３０から力が作用する状態で装着されている。本実施形態においては、２枚のスチールベルト２３６，２３６に２個の圧電素子２８０，２８０がそれぞれ、タイヤ２３０の全周にわたって装着されている。そのため、それらスチールベルト２３６，２３６間に電位差を発生させるために、それら２個の圧電素子２８０，２８０の設計出力電圧が互いに異ならせられている。

本実施形態においては、各スチールベルト２３６，２３６の幅寸法より短い幅寸法を有して各スチールベルト２３６，２３６に沿って延びるように各圧電素子２８０，２８０が各スチールベルト２３６，２３６に埋設されているが、各スチールベルト２３６，２３６の幅寸法と実質的に等しい幅寸法を有して各スチールベルト２３６，２３６に沿って延びる態様、各スチールベルト２３６，２３６自体が圧電素子２８０として作用する態様、または、いずれかのスチールベルト２３６，２３６のみに圧電素子２８０が電気的に接続される態様で本発明を実施することが可能である。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、２個の圧電素子２８０，２８０が前記（１０）項における「電位差発生器」の一例と、前記（１２）項における「力−電気変換素子」の一例とを構成しているのである。

以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、前記［課題を解決するための手段］の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

本発明の第１実施形態に従うタイヤ劣化度判定装置を系統的に示す平面図である。 図１における車輪１０の一部を示す断面図である。 図２におけるセンサユニット４０を拡大して示す断面図である。 図１における車輪側通信システム７８の構成を概念的に表わすブロック図である。 第１実施形態に従うタイヤ劣化度判定装置におけるタイヤのたわみＦＬＸとタイヤ劣化度Ｄとの関係を説明するためのグラフである。 図１におけるコンピュータ８２のハードウエア構成を概念的に表わすブロック図である。 図６におけるタイヤ劣化度判定プログラムの内容を概念的に表わすフローチャートである。 図７におけるＳ４およびＳ５の実行内容を説明するためのグラフである。 図７におけるＳ８の実行内容を説明するためのグラフである。 本発明の第２実施形態に従うタイヤ状態判定装置と共に使用される車輪１３０の要部を示す断面図である。 図１０における車輪側通信システム１８０の構成を概念的に表わすブロック図である。 第２実施形態に従うタイヤ状態判定装置における電極間距離ｄｉｓと電極間電圧Ｖとの関係を説明するためのグラフである。 第２実施形態に従うタイヤ状態判定装置によって存否が判定されるトレッド部のセパレーションを説明するために、図１０においてＡで示す丸で囲まれた部分を拡大して示す断面図である。 第２実施形態に従うタイヤ状態判定装置によって存否が判定されるタイヤ１３２の亀裂１８８を説明するために、タイヤ１３２の一部を示す正面図である。 図１４におけるＢ−Ｂ断面図である。 第２実施形態に従うタイヤ状態判定装置によって存否が判定されるタイヤ１３２の摩耗を説明するために、タイヤ１３２の一部を示す断面図である。 第２実施形態に従うタイヤ状態判定装置によって存否が判定されるタイヤ１３２への鋭利物１９２の刺さりを説明するために、タイヤ１３２の一部を示す断面図である。 図１０におけるコンピュータ２０２によって実行されるタイヤ状態判定プログラムの内容を概念的に表わすフローチャートである。 本発明の第３実施形態に従うタイヤ状態判定装置と共に使用されるタイヤ２３０の要部を示す断面図である。 第３実施形態に従うタイヤ状態判定装置の構成を概念的に表わすブロック図である。 図２０におけるコンピュータ２６２によって実行されるタイヤ状態判定プログラムの内容を概念的に表わすフローチャートである。 本発明の第４実施形態に従うタイヤ状態判定装置と共に使用されるタイヤ２３０の要部を示す断面図である。 第４実施形態に従うタイヤ状態判定装置の構成を概念的に表わすブロック図である。

符号の説明

１０，１３０ 車輪
１２，１３２，２３０ タイヤ
４２ たわみセンサ
４４，１６４ 電圧検出回路
４６，１６６ 電源
５０ 電極
５４ 被検出部
７０ 空気圧センサ
７２ 接地荷重センサ
８０，２００，２６０ 判定器
８２，１７６，２０２，２６２ コンピュータ
１５０，２３６ スチールベルト
１６２，２４４ 検出体
１７０ 導電性フィルム
２４８ バッテリ
２８０ 圧電素子

Claims (14)

1. 車両においてタイヤの状態を電気的に検出し、その検出結果に基づいて前記タイヤの状態を判定するタイヤ状態判定装置であって、
   前記タイヤの正常状態においてはそのタイヤを構成するゴムを隔てて互いに対向するように前記タイヤに埋設された複数の電極と、
   それら複数の電極間の電圧と電流との少なくとも一方である電極間電気特性に基づき、前記タイヤの状態を判定する判定器と、を含み、
   前記判定器が、前記電極間電気特性に基づき、前記タイヤを構成するゴムが硬化することによって変化するタイヤ劣化度を判定するタイヤ劣化度判定手段を含むタイヤ状態判定装置。
2. 前記複数の電極が、前記タイヤの正常状態においては互いに電気的に導通しないように前記タイヤに埋設される請求項１に記載のタイヤ状態判定装置。
3. 前記複数の電極が、前記タイヤの正常状態においてはそのタイヤの表面に露出しないように前記タイヤに埋設される請求項１または２に記載のタイヤ状態判定装置。
4. 前記複数の電極が、前記タイヤの回転方向において局部的に、かつ、前記タイヤの半径方向に互いに対向するように配置されており、前記タイヤ劣化度判定手段が、前記タイヤを構成するゴムのうち前記複数の電極によって挟まれている被検出部に接地荷重が作用しているときにおける前記電極間電気特性に基づき、前記タイヤ劣化度を判定する請求項１ないし３のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。
5. 前記電極間電気特性が、前記複数の電極間の静電容量に応じて変化し、前記判定器が、その電極間電気特性に基づき、前記タイヤの異常であって前記静電容量を変化させるものが発生したか否かを判定する第１異常判定手段を含む請求項１ないし４のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。
6. 前記異常が、前記タイヤのトレッド部のセパレーションと、前記タイヤの亀裂と、前記タイヤの摩耗との少なくとも一つを含む請求項５に記載のタイヤ状態判定装置。
7. 前記電極間電気特性が、前記複数の電極間の電気的流通状態が導通状態であるか絶縁状態であるかによって変化し、前記判定器が、その電極間電気特性に基づき、前記タイヤの異常であって前記電気的流通状態を絶縁状態から導通状態に変化させるものが発生したか否かを判定する第２異常判定手段を含む請求項１ないし６のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。
8. 前記異常が、前記タイヤに導電性の鋭利物が前記複数の電極を貫通する状態で刺さった事象を含む請求項７に記載のタイヤ状態判定装置。
9. さらに、前記タイヤの正常状態において前記複数の電極間に電位差を発生させる電位差発生器を含む請求項１ないし８のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。
10. 前記電位差発生器が、バッテリを含む請求項９に記載のタイヤ状態判定装置。
11. 前記電位差発生器が、車両走行中に前記タイヤに発生する力を電気に変換する力−電気変換素子を含む請求項９に記載のタイヤ状態判定装置。
12. 前記判定器が、前記電極間電気特性と、前記タイヤの空気圧と前記タイヤに作用する接地荷重との少なくとも一方とに基づき、前記タイヤの状態を判定する請求項１ないし１１のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。
13. 前記判定器が、前記タイヤの状態の判定が前記少なくとも一方の空気圧と接地荷重に依存しないように、前記電極間電気特性の検出値を補正し、その補正値に基づいて前記タイヤの状態を判定する請求項１２に記載のタイヤ状態判定装置。
14. 前記判定器が、前記電極間電気特性の検出値を互いに異なる複数の基準値と比較し、その比較結果に基づき、前記タイヤの状態に関して前記判定器によって判定可能な複数種類の異常のうち該当するものを選択する請求項１ないし１３のいずれかに記載のタイヤ状態判定装置。

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