WO2004013596A1 - タイヤの歪み状態検出方法、歪み状態検出装置及びそのタイヤ - Google Patents

タイヤの歪み状態検出方法、歪み状態検出装置及びそのタイヤ Download PDF

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Yutaka Hattori
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    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications

Definitions

  • the present invention relates to a tire distortion state detection method and a tire distortion state detection device for detecting a distortion state of a tire during traveling of a vehicle, and a tire thereof.
  • the brakes are applied when the frictional force between the road surface and the tires decreases, such as when the road surface is wet during rainy weather.
  • the vehicle slipped in unexpected directions, causing the vehicle to move in an unexpected direction, causing an accident.
  • ABS anti-lock brake systems
  • traction 'control' systems traction 'control' systems
  • YAW sensor a stability control system with a YAW sensor
  • ABS is a system that detects the rotation state of each tire, and controls the braking force based on the detection result so as to prevent the tire from entering the tuck state.
  • the rotation state of the tire it is possible to detect the state of rotation of each tire, air pressure, distortion, and the like, and use the detection result for control.
  • the tire pressure is estimated using a so-called “indirect type” tire pressure detection method that estimates the tire pressure by inputting data from an ABS speed sensor. Is also known.
  • Examples of the method of detecting the tire pressure used in this device include: (a) a method of obtaining a change (radius) in a rolling radius of a tire due to a decrease in air pressure from a rotational angular velocity of a wheel; and (b) inputting an FFT ( Fast Fourier Transform)
  • FFT Fast Fourier Transform
  • a magnetic bar code in which the polarities of the adjacent portions are mutually changed is provided so as to form a row in the circumferential direction of the sidewall portion of the tire, and the bar code is fixed by a sensor fixed to a chassis or a wheel shaft. Read.
  • the rotational speed of the tire can be detected, and by providing two or more rows of magnetic barcodes in the radial direction of the tire, the phase difference between the detection results of the magnetic barcodes of the inner and outer wheels can be used. Force and deformation can be calculated.
  • the second conventional example it was improved that it was difficult to form magnetic bands at a narrow interval in the first conventional example, and the second conventional example was adjacently arranged in the circumferential direction of the sidewall portion of the tire.
  • a tire is disclosed in which the resolution of a magnetic bar code in which the polarities of parts are changed mutually is enhanced.
  • the heat generated in the tires while the vehicle is running may gradually weaken the magnetization of the magnetic band, and as the running time increases, the detection by the sensor may become more difficult.
  • an object of the present invention is to provide a method for detecting a strain state of a tire, a strain state detecting device, and a tire that can be used for a control system such as a stabilization control system while reducing the occurrence of deterioration. That is. Disclosure of the invention
  • the present invention provides a method in which a plurality of conductor pieces embedded in a tire in a row at predetermined intervals in the circumferential direction of the tire are embedded in two or more different layers.
  • a tire, and a monitor having a scanner unit provided in a tire house of the vehicle the method comprising: detecting a distortion state of a rotating tire; A pulse electromagnetic wave is radiated toward the surface of the conductor piece along the row of the body pieces, and the pulse electromagnetic wave reflected by the conductor piece of each layer and a member other than the conductor is reflected by the scanner unit.
  • the process of measuring the time from when the pulsed electromagnetic wave is radiated to when the reflected pulsed electromagnetic wave is received is repeated, and the tire is distorted.
  • the measured time is stored as a reference value when the tire is not being operated, and the measured time is compared with the stored reference value to detect the tire distortion state. Suggest a method.
  • the pulse electromagnetic wave radiated from the scanner unit is reflected by the conductor piece or another member having electromagnetic wave reflectivity, and the reflected pulse electromagnetic wave is received by the scanner unit.
  • the time required for radiating the pulsed electromagnetic wave from the scanner unit and receiving the reflected wave depends on the distance between the reflector that reflects the pulsed electromagnetic wave and the scanner unit. Change. Further, when the strain state of the tire changes, the value of the difference between the reciprocating times corresponding to the conductor pieces embedded in each of the different layers also changes.
  • the conductor piece is displaced in accordance with the strain of the tire, and the pulse electromagnetic wave radiated from the scanner unit is scanned by a member other than the conductor piece by the scanner. Reflected toward the unit. Therefore, the distortion state of the tire can be detected based on the value of the round trip time or the difference between the round trip times of the different layers.
  • the monitor device may be configured such that: the distance between the conductor pieces or the conductor pieces adjacent to each other in a circumferential direction of the tire or the circumferential direction of the tire.
  • One or more pulsed electromagnetic waves are radiated during the smaller distance or length of the conductor pieces, and all the conductor pieces are radiated.
  • a method for detecting a strain state of a tire for measuring the time between the adjacent conductor pieces is
  • the smaller distance or length of the distance between the conductor pieces or the conductor pieces adjacent in the circumferential direction of the tire or the length of the conductor pieces in the circumferential direction of the tire is preferred. Since one or more pulsed electromagnetic waves are radiated during the measurement, the time is measured, so that a resolution equal to or greater than the number of conductor pieces arranged in a row in the circumferential direction of the tire can be obtained, and high precision can be obtained. At the same time.
  • the present invention also provides the tire distortion state detection method described above, wherein the monitoring device proposes a tire distortion state detection method that radiates the pulsed electromagnetic wave using a frequency of 1 GHz or more.
  • the frequency of the pulse wave in the frequency of more than 1 GH Z since the frequency of the pulse wave in the frequency of more than 1 GH Z, it is possible to reduce the influence of reflection by Totsuyo metal in the tire having a greater gap than the wavelength of the frequency .
  • the present invention also provides a tire distortion state detecting device for detecting a tire distortion state during running of a vehicle, wherein the plurality of conductive layers embedded in the tire are arranged in rows at predetermined intervals in a circumferential direction of the tire.
  • a tire embedded in two or more layers having different body pieces, and a moeta device including a scanner unit provided in a tire house of the vehicle, wherein the monitor device includes a conductor piece of each layer from the scanner unit. Means for radiating a pulsed electromagnetic wave toward one surface of the conductor piece along the rows of the conductor piece; and a means provided in the scanner unit for reflecting by the conductor piece of each layer and members other than the conductor piece.
  • Means for receiving the pulsed electromagnetic wave Means for measuring the time from when the pulsed electromagnetic wave is radiated to when the reflected pulsed electromagnetic wave is received, and Means for alternately and repeatedly performing the radiation of the reflected pulsed electromagnetic wave, and means for storing a time measured when the tire is not distorted as a reference value; and
  • a tire distortion state detecting device comprising means for detecting the tire distortion state by comparing the reference value with the stored reference value.
  • the pulsed electromagnetic wave radiated from the scanner unit is reflected by the conductor piece or another member having electromagnetic wave reflection, and the reflected pulsed electromagnetic wave is received by the scanner unit.
  • the scanner The time until the pulse electromagnetic wave is radiated from the scanner unit and the reflected wave is received by the scanner unit, that is, the round-trip time of the pulse electromagnetic wave, is determined by the reflector reflecting the pulse electromagnetic wave and the scanner unit. Varies according to the distance between
  • the value of the difference between the round trip times corresponding to the conductor pieces embedded in each of the different layers also changes.
  • the conductor piece is displaced in accordance with the strain of the tire, and the pulse electromagnetic wave radiated from the scanner unit is transmitted to the scanner unit by a member other than the conductor piece. Reflected toward.
  • the monitoring device repeatedly measures the reciprocating time of the pulsed electromagnetic wave, and stores the time measured when no distortion occurs in the tire as a reference value. Further, the monitoring device compares the time measured during the traveling of the vehicle with the stored reference value to detect a distortion state of the tire. Therefore, the distortion state of the tire can be detected based on the value of the round trip time or the difference between the round trip times of the different layers.
  • the present invention also provides the tire distortion state detecting device, wherein the surface of the conductor piece is substantially parallel to the surface of the tire tread so that a distortion state of the tread of the tire can be mainly detected. As such, each conductor piece was embedded in the tire.
  • the present invention provides the tire distortion state detecting device, wherein the surface of the conductor piece is substantially parallel to the surface of the sidewall of the tire so that the distortion state of the sidewall of the tire can be mainly detected.
  • Each conductor piece was buried in the tire so as to be in a proper state.
  • the frequency of the pulsed electromagnetic wave is reduced.
  • the frequency was set to 1 GHz or higher.
  • the present invention provides the tire distortion state detecting device, wherein the measurement time changes with a constant cycle when the tire is rotating at a constant rotation speed without distortion.
  • the present invention also provides the tire distortion state detection device, wherein the conductor piece in the first conductor row provided on the outermost side with respect to the rotation axis of the tire is provided at an end of the tire in the circumferential direction of the tire.
  • the conductor pieces in the second conductor row provided one inward of the first conductor row have different end portions in the circumferential direction of the tire of the conductor pieces overlapping by a predetermined length. According to this effort, when the strain of the tire becomes larger than a predetermined amount, the conductor piece of the first conductor row and the conductor piece of the second conductor row are arranged. There is no overlap with the conductor pieces, and a gap is created between them. When this gap occurs, the reciprocating time of the pulse electromagnetic wave greatly changes, so that it is possible to detect that the strain state of the tire has become larger than the predetermined amount.
  • the present invention provides a tire used in the tire distortion state detecting device, comprising a plurality of conductor pieces embedded in the tire in a row at predetermined intervals in a circumferential direction of the tire.
  • a tire in which the rows are embedded in two or more different layers so that there are parts where the planes do not overlap each other.
  • the present invention also proposes a tire according to the above tire, wherein each conductor piece is embedded in the tire such that the surface of the conductor piece is substantially parallel to the surface of the tire tread. .
  • the present invention provides the tire according to the above tire, wherein each conductor piece is embedded in the tire such that a surface of the conductor piece is substantially parallel to a surface of a sidewall of the tire. suggest.
  • the conductor pieces are arranged at equal intervals in a circumferential direction of the tire.
  • a tire is proposed in which the length of the conductor piece in the circumferential direction of the tire and the length of the gap between adjacent conductor pieces are set to be equal.
  • the present invention is directed to the above-described tire, in the circumferential direction of the tire of the conductor piece in the first conductor row provided at the outermost side with respect to the rotation axis of the tire.
  • the end of the conductor piece in the second conductor row provided one inside the first conductor row in the circumferential direction of the tire is overlapped by a predetermined length with respect to the end of the first conductor row.
  • a tire in which each conductor piece is arranged is proposed.
  • the present invention proposes the above-mentioned tire, wherein the conductor pieces are arranged at equal intervals in the same layer.
  • the present invention also provides the tire according to the above tire, wherein the conductor pieces of each layer are arranged such that the conductor pieces provided in two different layers are alternately positioned in a circumferential direction of the tire. Suggest.
  • the present invention proposes a tire as described above, wherein the conductor pieces of the respective layers are arranged so that a part of the conductor pieces overlap in the circumferential direction of the tire.
  • the present invention proposes the tire in the above tire, wherein the conductor pieces of the respective layers are arranged so as to be shifted in the width direction of the tire.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a state in which a tire distortion state detecting device according to a first embodiment of the present invention is mounted on a vehicle.
  • FIG. 2 is a top view of the tire according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cutaway view showing the state of embedding the metal foil in the tire according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining an overlapping state of metal foils of different layers according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing a specific example of an electric circuit of the monitor device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a method for detecting a tire distortion state according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a method of detecting a tire distortion state in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a timing chart illustrating a method for detecting a tire distortion state in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a timing chart for explaining a method of detecting a tire distortion state in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a timing chart illustrating a method for detecting a tire distortion state in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a method for detecting a tire distortion state in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a timing chart for explaining a method for detecting a tire distortion state in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of use of the tire distortion state detecting device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic view showing a state in which the tire distortion state detecting device according to the second embodiment of the present invention is mounted on a vehicle.
  • FIG. 15 is a cutaway view showing the state of embedding metal foil in a tire according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a top view illustrating the state of embedding metal foil in a tire according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a state in which a tire distortion state detecting device according to a first embodiment of the present invention is mounted on a vehicle.
  • 101 and 102 are metal foils (conductor pieces)
  • 200 is a monitoring device
  • 300 is a tire
  • 400 is a tire house.
  • the metal foils 101 and 102 are made of a metal having a property of reflecting electromagnetic waves, such as a rectangular aluminum foil having a predetermined width and length.
  • the plurality of metal foils 101 have a force S, the surfaces of which are substantially parallel to the surface of the cap tread 301, and the long sides of the metal foils 101 are centered on the rotation axis of the tire 300.
  • the tires 300 are arranged in a layer in the circumferential direction around the rotation axis of the tire 300 and at equal intervals in the layer between the cap tread 301 and the undertread 302 so as to match the circumferential direction. Further, the distance between adjacent metal foils 101 (the length L12 of the gap) is set equal to the length L11 of the metal foil 101.
  • a plurality of metal foils 102 are arranged so that their surfaces are substantially parallel to the surface of the cap tread 301 and the long sides of the metal foils 102 are aligned in the circumferential direction around the rotation axis of the tire 300.
  • the tires 300 are arranged between the carcass 304 and the belt 303B at equal intervals L22 in rows in the circumferential direction around the rotation axis of the tire 300.
  • the length L21 of the long side of the metal foil 102 is such that both ends in the length direction of the metal foil 102 overlap the ends of the different metal foils 101 by the length L3. Is set to.
  • the metal foils 101 and 102 are arranged such that the center in the width direction of the conductor row including the plurality of metal foils 101 and the center in the width direction of the conductor row including the plurality of metal foils 102 substantially overlap. I have.
  • the monitoring device 200 is provided in the tire housing 400 of the vehicle so as to correspond to the top of the tire 300.
  • the tire distortion state detecting device according to the present embodiment includes a tire 300 in which the metal foils 101 and 102 are embedded and a monitoring device 200.
  • the monitor device 200 includes a radiation unit 210, a reception unit 220, a control unit 230, a calculation unit 240, and a distortion detection unit 250.
  • the radiation unit 210 includes an antenna 211 for radiating an electromagnetic wave of a predetermined frequency in the 2.45 GHz band and an oscillating unit 212. Based on an instruction from the control unit 230, the radiation unit 210 And radiates the electromagnetic waves in a pulse form.
  • the oscillating unit 212 includes an oscillating circuit 213 and a power amplifying circuit 214.
  • the oscillation circuit 213 is configured using a known PLL circuit or the like, and outputs a carrier having a frequency of 2.45 GHz based on an instruction from the control unit 230.
  • the power amplification circuit 214 amplifies the carrier output from the oscillation circuit 131 and supplies the pulse to the antenna 211. As a result, a 2.45 GHz pulsed electromagnetic wave is radiated from the antenna 211.
  • the high-frequency power output from the power amplification circuit 214 is, as shown in FIG. 1, a pulsed electromagnetic wave radiated from the antenna 211 for radiating electromagnetic waves in the monitor device 200, which is reflected by the metal foils 101 and 102. Is set to a value such that it can be received by the antenna 221 described later.
  • the receiving unit 220 is for receiving electromagnetic waves having a frequency in the 2.45 GHz band. It is composed of an antenna 221 and a detection unit 222.Based on an instruction from the control unit 230, the high-frequency energy of the electromagnetic wave of a predetermined width including 2.45 GHz received by the antenna 221 is converted into a DC voltage. Converted and output as detection voltage Vout.
  • the detection unit 222 includes a tuning circuit 223 and a detection circuit 224.
  • the tuning circuit 223 tunes to an electromagnetic wave in the frequency band of ⁇ centered at 2.45 GHz, converts the high-frequency energy into electric energy, and outputs the same.
  • the detection circuit 224 converts the electric energy output from the tuning circuit 223 into a DC voltage and outputs it as a detection voltage Vout.
  • the control unit 230 performs an initial setting process when receiving an initial setting instruction from a higher-level device (not shown), and performs a distortion detecting process when receiving a distortion detection instruction from the higher-level device.
  • the initial setting process is performed when the tire 300 is rotating in a state where the vehicle is running and there is no distortion.
  • the control unit 230 notifies the distortion detecting unit 250 that the process is the initial setting process, and then drives the oscillating unit 212 to emit pulsed electromagnetic waves having a pulse width of time 11 at predetermined time intervals.
  • the radiation timing of the pulsed electromagnetic wave is notified to the arithmetic unit 250.
  • the radiation interval of the pulsed electromagnetic wave is preferably set so that a reflected wave can be obtained at least once for each of the metal foils 101 and 102. By narrowing the radiation interval of the pulsed electromagnetic wave, the detection of the distortion state is improved. Needless to say, it can be performed with high accuracy.
  • the calculation unit 240 is configured to detect when the detection voltage Vout exceeds a predetermined threshold value after receiving the notification of the radiation timing, that is, when the pulse electromagnetic wave reflected by the metal foils 101 and 102 is received. Measure the time T until and output this value to the distortion detector 250.
  • the distortion detecting unit 250 sequentially stores the measurement time output from the calculating unit 240 over time, and based on the stored value, at the end of the initial setting process, the metal foil 101
  • the round trip time T 1 when the pulse electromagnetic wave is reflected and the round trip time T 2 when the pulse electromagnetic wave is reflected by the metal foil 102 are stored, and the average value Tavg of the measurement time T within the initial setting processing time is stored.
  • the distortion detection unit 250 outputs the values of the round trip times T 1 and T 2 and the average value Tavg to the host device.
  • the above initial setting process is performed at a plurality of traveling speeds when there is a possibility that the initial setting process may be changed depending on the traveling speed of the vehicle, that is, the rotation speed of the tire 300, and the value of the round trip time T1, T2 at each traveling speed and the average value It is preferable to find Tavg.
  • the control unit 230 notifies the distortion detection unit 250 of the distortion detection process, and then drives the oscillation unit 212 to radiate a pulse electromagnetic wave having a pulse width of time 1 and Then, the radiation timing of the pulse electromagnetic wave is notified to the arithmetic unit 250.
  • the calculation unit 240 performs the processing from when the notification of the radiation timing is received to when the detection voltage Vout exceeds a predetermined threshold value, that is, when the pulse electromagnetic waves reflected by the metal foils 101 and 102 are received.
  • the time T is measured, and this value is output to the distortion detection unit 250.
  • the value and the measurement time T are sequentially output to the host device over time.
  • the timing of outputting the value of the difference Tdif and the measurement time T to the host device is not limited to every measurement, and may be output at a predetermined time interval. This is preferably set as appropriate according to the diameter of the tire 300, the lengths L11 and L21 of the metal foils 101 and 102 and the intervals L12 and L22, the processing speed of the arithmetic unit 240, or the requirements of the host device. .
  • the pulse electromagnetic wave P 1 radiated from the monitor device 200 is reflected by the metal foil 101 or 102 and reflected as a reflected wave P2.
  • the signal is received by the monitor device 200.
  • the round trip time T of the pulsed electromagnetic wave measured by the monitor device 200 repeats a change between the time T1 and the time T2 as shown in FIG.
  • the metal foil 101 since the length L 11 and the interval L 12 extends, the shown Suyo the first 0 Figure, between T L2B when the time measured time T 1 is maintained T L1B and the measurement time T2 is maintained, distortion It is larger than the time T L1 and the time T L2 when no occurrence occurs. Furthermore, when the force in the forward and rearward directions from the top of the tire 300 increases, the portion where the metal foil 101 and the metal foil 102 overlap in the circumferential direction of the tire (the overlapping portion of the above-described length L3) disappears.
  • a gap 103 having a length L4 is generated between the metal foil 101 and the metal foil 102.
  • the pulsed electromagnetic wave P1 radiated from the monitor device 200 enters the gap 103, the pulsed electromagnetic wave is reflected by the electromagnetic wave reflector, for example, the rim 305, which is located further on the rotation axis side of the tire than the metal foil 102, and the reflected wave P 2 is received by the module 200.
  • the round-trip time T of the pulsed electromagnetic wave at this time is a time T3 longer than the round-trip time T2 when reflected by the metal foil 102, as shown in FIG.
  • the tire distortion state detecting device described above can be used, for example, in a stability control device 500 as shown in FIG.
  • the conventional general stability control device performs stability control by taking in the detection results output from the sensors 510 and 520 that detect the rotation speed of the tire 300 mounted on the vehicle.
  • the control with higher accuracy can be achieved. Will be able to do so.
  • the instruction to the control unit 230 of the monitor 200 is Output from the controller 500.
  • two monitor devices 200A and 200B are provided before and after the upper portion of the tire house 400.
  • the radiation and reception of the electromagnetic wave by each of the monitoring devices 200A and 200B may be performed in a time sharing manner.
  • the monitor device 200 may be provided at three or more locations of the tire house 400 so that distortion at three locations of the tire 300 can be detected.
  • an apparatus including a tire 300A instead of the tire 300 in the first embodiment was configured.
  • the difference between the first embodiment and the third embodiment is only the tire 300A.
  • the conductor row including the plurality of metal foils 101 and the conductor row including the plurality of metal foils 102 are shifted in the width direction of the tire 300 and in the opposite direction.
  • the widths of the metal foil 101 and the metal foil 102 are set in the same manner as in the first embodiment, and only the width L5 of the portion where the metal foil 101 and the metal foil 102 overlap is set smaller than that in the first embodiment.
  • the above embodiment is a specific example of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the same effect can be obtained even when the device configuration uses a tire in which the metal foils 101 and 102 are provided in the sidewall portions of the tire.
  • the frequency of the pulsed electromagnetic wave is set to 2.45 GHz, but is not limited to this. If the frequency is 1 GHz or more as described above, the reinforcing metal in the tire is used. Thus, the influence of the reflection or interruption of the electromagnetic wave due to the tire can be extremely reduced, and the distortion state of the tire can be detected with high accuracy. Further, it is preferable that the frequency of the pulsed electromagnetic wave is appropriately set at the time of design in consideration of the influence of the reinforcing metal and the like.
  • the above-described embodiment may be used as a sensor of a device for actively controlling a trunk control device or a stabilizer in a suspension ⁇ or a suspension. Industrial applicability.
  • the present invention it is possible to reduce the time and effort required for tire manufacturing as compared with the conventional example, and to use the present invention in a control system such as a stabilization control system. Deterioration and rupture of the sensor unit due to heat can be reduced, and a tire distortion state can be detected with high accuracy.

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Abstract

　本発明は、劣化の発生を低減できると共に、スタビリティー制御システム等の制御システムに用いることができるタイヤの歪み状態検出方法、歪み状態検出装置及びタイヤを提供する。即ち、タイヤ300の周方向に所定の間隔をあけて列をなして埋設されている複数の導電体片101,102からなる導電体列を異なる２つの層に設け、車両のタイヤハウス400に設けたモニタ装置200から各層の金属箔101,102の面に向けてパルス電磁波を輻射し、各層の金属箔101,102或いはこれら以外の部材によって反射されたパルス電磁波をモニタ装置200によって受波し、パルス電磁波を輻射してから反射されたパルス電磁波を受波したときまでの時間を計測する処理を繰り返して行い、タイヤ300に歪みの生じていないときに計測した時間を基準値として記憶しておき、計測した時間と記憶している基準値とを比較してタイヤ300の歪み状態を検出する。

Description

明 細 書 タイヤの歪み状態検出方法、 歪み状態検出装置及びそのタイヤ 技術分野
本発明は、 車両走行時のタィャの歪み状態を検出するタィャの歪み状態検出 方法、 歪み状態検出装置及ぴそのタイヤに関するものである。 背景技術 . 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とし て、 車両のタイヤ内空気圧を適度な状態に設定することや、 タイヤの摩耗状態 に注意を払うことなどがあげられる。 例えば、 タイヤ内空気圧が低下すると、 パンクの宪生率が増大すると共に、 高速走行においてはバーストを生じ、 重大 事故を引き起こす原因となる。 このため、 運転者は常日頃、 タイヤの点検を行 う必要がある。
しかしながら、 タイヤの点検を行い、 タイヤの状態を良好な状態に保ってい ても、 雨天候時に路面が濡れている場合など、 路面とタイヤとの間の摩擦力が 低下すると、 ブレーキをかけたときにスリップして、 思わぬ方向に車両が移動 してしまい、 事故を引き起こすことがあった。
このようなスリップゃ急発進などによって発生する事故を防止するために、 アンチ口ック .ブレーキ ·システム (Anti-Lock Brake System、 以下、 A B S と称する）、 トラクシヨン ' コントロール'システム、 さらには、 これらに加え て Y AWセンサを設けたスタビリティ一制御システムが開発された。
例えば、 A B Sは、 各タイヤの回転状態を検出し、 この検出結果に基づいて 各タイヤ口ック状態に入るのを防止するように制動力を制御するシステムであ る。
タイヤの回転状態として、 各タイヤの回転数や、 空気圧、 歪み等の状態を検 出して、 この検出結果を制御に用いることが可能である。
例えば、 A B Sスピードセンサからデ一夕を入力し、 タイヤ空気圧を推定す る、 所謂 「間接式」 と呼ばれるタイヤ空気圧の検出方法を用いてタイヤ空気圧 を自動的に検出する装置も知られている。
この装置に用いられるタイヤ空気圧の検出方法としては、例えば、 （a )空気 圧低下によるタイヤの転動半径の変化 （橈み） を車輪の回転角速度から求める 方法、 （ b ) 入力信号を F F T (Fast Fourier Transform： 速フーリェ変換） 処理し、 タイヤの固有振動数の変化から算出する方法などが知られている。 一方、 A B Sや、 トラクション · コントロール■システム、 スタビリティー 制御システムに用いることができるセンサ及ぴそのタイヤの一例としては、 U.S.P.No.5,895,854 (以下、 第 1従来例と称する） や U.S.P.No.6,308,758 (以 下、 第 2従来例と称する） が知られている。
上記第 1従来例では、 タイヤのサイドウォール部の周方向に列をなすように 隣接部位の極性を相互に変えた磁性バーコ一ドを設け、 シャーシや車輪軸に固 定したセンサで前記バーコードを読み取る。 これにより、 タイヤの回転速度を 検出することができると共に、 磁性バーコ一ドをタイヤの半径方向に 2列以上 設けることにより内外輪の磁性バーコ一ドの検出結果の位相差から、 タイヤの 半径方向の力や変形を算出可能にしている。
上記第 2従来例には、 上記第 1従来例では狭い間隔で磁性帯を形成すること が困難であったことを改善し、 前述したタイヤのサイドウオール部の周方向に 列をなすように隣接部位の極性を相互に変えた磁性バーコ一ドの解像度を高め たタイヤが開示されている。
しかしながら、 上記第 1， 2従来例では、 タイヤの製造時にサイドウォール に磁性帯を形成するため、 この磁性帯の磁力を最適値に設定するのに非常に手 間がかかる。 即ち、 磁性帯の磁力が最適値よりも強すぎると路面上の砂鉄や鉄 片などの磁性体を吸着してしまうことがある。 また、 磁性帯の磁力が最適値よ りも小さいとセンサによる検出が困難になる。
さらに、 車両走行中にタイヤに発生する熱によって上記磁性帯の磁化が徐々 に弱まり、 走行時間が増すにつれてセンサによる検出が困難になる可能性があ る。
本発明の目的は上記の問題点に鑑み、 劣化の発生を低減できると共に、 スタ ピリティ一制御システム等の制御システムに用いることができるタイャの歪み 状態検出方法、 歪み状態検出装置及びタイヤを提供することである。 発明の開示
' 本発明は上記の目的を達成するために、 タイヤの周方向に所定の間隔をあけ て列をなしてタイヤ内に埋設されている複数の導電体片が異なる 2つ以上の層 に埋設されたタイヤと、 車両のタイヤハウスに設けられたスキャナユニットを 有するモニタ装置とを用い、 回転するタイヤの歪み状態を検出する方法であつ て、 前記モニタ装置は、 前記スキャナユニットから、 前記各層の導電体片の列 に沿って前記導電体片の面に向けてパルス電磁波を輻射し、 前記各層の導電体 片及び該導電体以外の部材によつて反射された前記パルス電磁波を前記スキャ ナユニットによって受波すると共に、 前記パルス電磁波を輻射してから前記反 射されたパルス電磁波を受波したときまでの時間を計測する処理を操り返して 行い、 前記タイヤに歪みの生じていないときに計測した前記時間を基準値とし て記憶しておき、 前記計測した時間と前記記憶している基準値とを比較して前 記タイヤの歪み状態を検出するタイヤの歪み状態検出方法を提案する。
本発明によれば、 前記スキャナユニットから輻射されたパルス電磁波が前記 導電体片或いはその他の電磁波反射性を有する部材によって反射され、 該反射 されたパルス電磁波がスキャナュニットによって受波される。 前記スキャナュ ニットとからパルス電磁波を輻射して、 この反射波を受波するまでの時間すな わち往復時間は、 前記パルス電磁波を反射する反射体とスキャナュニットとの 間の距離に応じて変化する。 また、 タイヤの歪み状態が変化すると、 前記異な る層のそれぞれに埋設された導電体片に対応する前記往復時間の差の値にも変 化が生じる。 さらに、 タイヤの歪み状態が変化すると、 タイヤの歪みに応じて 前記導電体片の位置ずれが生じ、 前記スキャナュニットから輻射されたパルス 電磁波が前記導電体片以外の部材によつて前記スキヤナユニットに向けて反射 される。 従って、 前記往復時間や前記異なる層の往復時間の差の値によってタ ィャの歪み状態を検出することができる。
また、 本発明は、 上記のタイヤの歪み状態検出方法において、 前記モニタ装 置は、 前記導電体片又は前記タイヤの周方向に隣り合う前記導電体片間の距離 或いは前記タイヤの周方向における前記導電体片の長さのうちの小さい方の距 離或いは長さの間に 1つ以上のパルス電磁波を輻射して、 全ての前記導電体片 および前記隣り合う導電体片間のそれぞれにおける前記時間計測を行うタイヤ の歪み状態検出方法を提案する。
本発明によれば、 前記導電体片又は前記タイヤの周方向に隣り合う前記導電 体片間の距離或いは前記タィャの周方向における前記導電体片の長さのうちの 小さい方の距離或いは長さの間に 1つ以上のパルス電磁波を輻射して前記時間 '計測を行うので、 前記タイヤの周方向に列をなして並ぶ導電体片の数以上の分 解能を得ることができ、 高精度に歪み検出を行うことができる。
また、 本発明は、 上記のタイヤの歪み状態検出方法において、 前記モニタ装 置は、 1 G H z以上の周波数を用いて前記パルス電磁波を輻射するタイヤの歪 み状態検出方法を提案する。
本発明によれば、 前記パルス電磁波の周波数が 1 G H Z以上の周波数に設定 されているので、 該周波数の波長より大きな隙間を有するタイヤ内の捕強金属 による反射の影響を低減することができる。
また、 本発明は、 車両走行中におけるタイヤの歪み状態を検出するタイヤの 歪み状態検出装置において、 タイヤの周方向に所定の間隔をあけて列をなして タイヤ内に埋設されている複数の導電体片が異なる 2つ以上の層に埋設された タイヤと、 車両のタイヤハウスに設けられたスキャナュニットを含むモエタ装 置とからなり、 前記モニタ装置は、 前記スキャナユニットから各層の導電体片 の列に沿って前記導電体片の一面に向けてパルス電磁波を輻射する手段と、 前 記スキャナユニットに設けられ、 前記各層の導電体片及ぴ該導電体片以外の部 材によつて反射された前記パルス電磁波を受波する手段と、 前記パルス電磁波 を輻射してから前記反射されたパルス電磁波を受波したときまでの時間を計測 する手段と、 前記パルス電磁波の輻射と前記反射されたパルス電磁波の受波と を交互に繰り返して行わせる手段と、 前記タイヤに歪みの生じていないときに 計測した時間を基準値として記憶する手段と、 前記計測した時間と前記記億し ている基準値とを比較して前記タイヤの歪み状態を検出する手段とを備えてい るタイヤの歪み状態検出装置を提案する。
本発明によれば、 前記スキャナュニットから輻射されたパルス電磁波が前記 導電体片或いはその他の電磁波反射性を有する部材によって反射され、 該反射 されたパルス電磁波がスキャナユニットによって受波される。 前記スキャナュ ュットとからパルス電磁波が輻射されて、 この反射波が前記スキャナュニット によって受波されるまでの時間、 すなわち前記パルス電磁波の往復時間は、 前 記パルス電磁波を反射する反射体とスキャナュニットとの間の距離に応じて変 化する。
また、 タイヤの歪み状態が変化すると、 前記異なる層のそれぞれに埋設され た導電体片に対応する前記往復時間の差の値にも変化が生じる。 さらに、 タイ ャの歪み状態が変化すると、 タイヤの歪みに応じて前記導電体片の位置ずれが 生じ、 前記スキャナュニットから輻射されたパルス電磁波が前記導電体片以外 の部材によって前記スキャナュニットに向けて反射される。
モニタ装置によって、 前記パルス電磁波の往復時間の計測が繰り返して行わ れ、'前記タイヤに歪みの生じていないときに計測した時間が基準値として記憶 される。 さらに、 前記モニタ装置によって、 車両走行中に計測した時間と前記 記憶している基準値とが比較されて前記タイヤの歪み状態が検出される。 従つ て、 前記往復時間や前記異なる層の往復時間の差の値によってタイャの歪み状 態を検出することができる。
また、 本発明は、 上記のタイヤの歪み状態検出装置において、 主にタイヤの トレツドの歪み状態を検出可能なように、 前記導電体片の面がタイヤトレツド の表面に対してほぼ平行な状態になるように、 各導電体片がタィャ内に埋設し た。
また、 本発明は、 上記のタイヤの歪み状態検出装置において、 主にタイヤの サイドウオールの歪み状態を検出可能なように、 前記導電体片の面がタイヤの サイドウオールの表面に対してほぼ平行な状態になるように、 各導電体片がタ ィャ内に埋設した。
また、 本究明は、 上記のタイヤの歪み状態検出装置において、 前記パルス電 磁波の周波数の波長より大きな隙間を有するタイヤ内の補強金属による反射の 影響を低減するために、 前記パルス電磁波の周波数を 1 G H z以上の周波数に 設定した。
また、 本発明は、 上記のタイヤの歪み状態検出装置において、 前記タイヤが 歪み無く一定の回転数で回転しているときに前記計測時間が一定の周期をもつ て変化するように、 少なくともタイヤの回転軸を中心として最も外側に設けら れた導電体片の列において、 前記導電体片を前記タイヤの周方向に等間隔をあ けて配置し、 前記導電体片のタィャの周方向の長さと隣り合う導電体片の間隙 の長さを等しく設定した。
また、 本発明は、 上記のタイヤの歪み状態検出装置において、 タイヤの回転 軸を中心として最も外側に設けられた第 1の導電体列における前記導電体片の 前記タイヤの周方向の端部に対して、 前記第 1の導電体列より 1つ内側に設け られた第 2の導電体列における導電体片の前記タイヤの周方向の異なる端部が 所定長さだけ重なるように各導電体片が配置されているタイヤの歪み状態検出 本努明によれば、 タイヤの歪みが所定量より大きくなつたときに、 前記第 1 の導電体列の導電体片と前記第 2の導電体列の導電体片との重なり部分が無く なりこれらの間に隙間が生じる。 この隙間が生じたときに、 前記パルス電磁波 の往復時間が大きく変化するので、 タイヤの歪み状態が前記所定量より大きく なったことを検出することができる。
また、 本発明は、 上記タイヤの歪み状態検出装置に用いるタイヤとして、 タ ィャの周方向に所定の間隔をあけて列をなしてタイヤ内に埋設されている複数 の導電体片からなる導電体列が、 互いに面が重ならない部分が存在するように 異なる 2つ以上の層に埋設されているタイヤを提案する。
また、 本発明は、 上記のタイヤにおいて、 前記導電体片の面がタイヤトレツ ドの表面に対してほぼ平行な状態になるように、 各導電体片がタイヤ内に埋設 されているタイヤを提案する。
また、 本発明は、 上記のタイヤにおいて、 前記導電体片の面がタイヤのサイ ドウオールの表面に対してほぼ平行な状態になるように、 各導電体片がタイヤ 内に埋設されているタイヤを提案する。
また、 本発明は、 上記のタイヤにおいて、 少なくともタイヤの回転軸を中心 として最も外側に設けられた導電体片の列において、 前記導電体片は前記タイ ャの周方向に等間隔をあけて配置され、 前記導電体片のタイヤの周方向の長さ と隣り合う導電体片の間隙の長さが等しく設定されているタイヤを提案する。 また、 本努明は、 上記のタイヤにおいて、 タイヤの回転軸を中心として最も' 外側に設けられた第 1の導電体列における前記導電体片の前記タイヤの周方向 の端部に対して、 前記第 1の導電体列より 1つ内側に設けられた第 2の導電体 列における導電体片の前記タイヤの周方向の異なる端部が所定長さだけ重なる ように各導電体片が配置されているタイヤを提案する。
また、 本発明は、 上記のタイヤにおいて、 同一層において前記導電体片が等 間隔をあけて配置されているタイヤを提案する。
また、 本発明は、 上記のタイヤにおいて、 異なる 2つの層に設けられている 前記導電体片が、 前記タイヤの周方向に交互に位置するように各層の導電体片 列が配置されているタイヤを提案する。
また、 本発明は、 上記のタイヤにおいて、 前記各層の導電体片が、 前記タイ ャの周方向において導電体片の一部が重なるように配置されているタイヤを提 案する。
また、 本発明は、 上記のタイヤにおいて、 前記各層の導電体片が、 前記タイ ャの幅方向にずらして配置されているタイヤを提案する。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の第 1実施形態におけるタイヤの歪み状態検出装置の車両 への装着状態を示す概略図である。
第 2図は、 本発明の第 1実施形態におけるタイヤの上面図である。
. 第 3図は、 本努明の第 1実施形態におけるタイヤ内の金属箔の埋設状態を示 す破断図である。
第 4図は、 本発明の第 1実施形態における異なる層の金属箔の重なり状態を 説明する図である。
第 5図は、 本発明の第 1実施形態におけるモニタ装置の電気系回路の一具体 例を示す構成図である。
第 6図は、 本発明の第 1実施形態におけるタイヤ歪み状態の検出方法を説明 する図である。
第 7図は、 本発明の第 1実施形態におけるタイャ歪み状態の検出方法を説明 する図である。
第 8図は、 本発明の第 1実施形態におけるタイヤ歪み状態の検出方法を説明 するタイミングチャートである。 第 9図は、 本発明の第 1実施形態におけるタイャ歪み状態の検出方法を説明 するタイミングチャートである。
第 1 0図は、 本発明の第 1実施形態におけるタイヤ歪み状態の検出方法を説 明するタイミングチヤ一トである。
第 1 1図は、 本発明の第 1実施形態におけるタイヤ歪み状態の検出方法を説 明する図である。
第 1 2図は、 本発明の第 1実施形態におけるタイヤ歪み状態の検出方法を説 明するタイミングチヤ一トである。
第 1 3図は、 本発明の第 1実施形態におけるタイヤ歪み状態検出装置の一使 用例を説明する図である。
第 1 4図は、 本発明の第 2実施形態におけるタイヤの歪み状態検出装置の車 両への装着状態を示す概略図である。
第 1 5図は、 本発明の第 3実施形態におけるタイヤ内の金属箔の埋設状態を 示す破断図である。
第 1 6図は、 本発明の第 3実施形態におけるタイヤ内の金属箔の埋設状態を 説明する上面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
第 1図は本発明の第 1実施形態におけるタイヤの歪み状態検出装置の車両へ の装着状態を示す概略図である。 図において、 101 ,102は金属箔 （導電体片）、 200はモニタ装置、 300はタイヤ、 400はタイヤハウスである。
金属箔 101 , 102は、所定の幅と長さを有する長方形をなしたアルミ箔などの 電磁波を反射する性質を有する金属からなる。
第 2図乃至第 4図に示すように、複数の金属箔 101力 S、 その面がキャップト レツド 301の表面とほぼ平行になり且つ金属箔 101の長辺がタイヤ 300の回転 軸を中心とする周方向に一致するように、 タイヤ 300の回転軸を中心とする周 方向に列をなして等間隔をあけてキャップトレツド 301 とアンダートレツド 302との間の層に配置されている。 また、 隣り合う金属箔 101間の距離 （間隙 の長さ L 12) は、 金属箔 101の長さ L 11 と等しく設定されている。 ' また、複数の金属箔 102力 その面がキャップトレツド 301の表面とほぼ平 行になり且つ金属箔 102の長辺がタイヤ 300の回転軸を中心とする周方向に一 致するように、 タイヤ 300の回転軸を中心とする周方向に列をなして等間隔 L 22をあけてカーカス 304とベルト 303Bとの間に配置されている。 さらに、金 属箔 102の長辺の長さ L21 は、 第 4図に示すように、 金属箔 102の長さ方向 の両端部のそれぞれが異なる金属箔 101の端部と長さ L3だけ重なるように設 定されている。
また、 複数の金属箔 101からなる導電体列の幅方向の中心と、複数の金属箔 102からなる導電体列の幅方向の中心とがほぼ重なるように各金属箔 101 ,102 が配置されている。
モニタ装置 200は、タイヤ 300の最頂部に対応するように車両のタイヤハウ ス 400内に設けられている。本実施形態におけるタイヤの歪み状態検出装置は、 上記金属箔 101， 102が埋設されたタイヤ 300とモニタ装置 200によつて構成さ れている。
モニタ装置 200は、 第 5図に示すように、輻射ユニット 210と、 受波ュニッ ト 220、 制御部 230、 演算部 240、 歪み検出部 250によって構成されている。 輻射ユニット 210は、 2 . 4 5 G H z帯の所定周波数の電磁波を輻射するた めのアンテナ 211 と発振部 212とから構成され、制御部 230からの指示に基づ いて、 アンテナ 211から上記周波数の電磁波をパルス状にして輻射する。
発振部 212は、発振回路 213と電力増幅回路 214から構成されている。発振 回路 213は、周知の P L L回路などを用いて構成され、制御部 230から指示に 基づいて 2 . 4 5 GH zの周波数の搬送波を出力する。
電力増幅回路 214は、発振回路 131から出力された搬送波を増幅してアンテ ナ 211にパルスとして給電する。 これにより、 アンテナ 211から 2 . 4 5 G H zのパルス電磁波が輻射される。 尚、 電力増幅回路 214から出力される高周波 電力は、第 1図に示すようにモニタ装置 200における電磁波輻射用のアンテナ 211から輻射したパルス電磁波が金属箔 101,102によって反射され、 この反射 されたパルス電磁波が後述するアンテナ 221によつて受波できる程度の値に設 定されている。
受波ユニット 220は、 2 . 4 5 G H z帯の周波数の電磁波を受波するための アンテナ 221 と検波部 222とから構成され、制御部 230からの指示に基づいて、 アンテナ 221によって受波した上記 2 . 4 5 G H zを含む所定幅の周波数帯の 電磁波の高周波エネルギーを直流電圧に変換して検出電圧 Vout として出力す る。
検波部 222は、 同調回路 223と検波回路 224から構成されている。
同調回路 223は、 2 . 4 5 G H zを中心として土 ΔΓΙの周波数帯域の電磁波 に同調してその高周波エネルギーを電気エネルギーに変換して出力する。
. 検波回路 224は、同調回路 223から出力された電気エネルギーを直流電圧に 変換して検出電圧 Voutとして出力する。
制御部 230は、図示せぬ上位装置から初期設定指示を受けたときに初期設定 処理を行い、 前記上位装置から歪み検出指示を受けたときに歪み検出処理を行 う。
初期設定処理は、車両が走行して歪みがない状態でタイヤ 300が回転してい るときに行われる。
初期設定処理では、制御部 230は、初期設定処理であることを歪み検出部 250 に通知した後、 発振部 212を駆動してパルス幅が時間 1 1 のパルス電磁波を所 定時間おきに輻射させると共に、 このパルス電磁波の輻射タイミングを演算部 250に通知する。 尚、 パルス電磁波の輻射間隔は各金属箔 101 ,102のごとに 1 回以上の反射波を得られるように設定することが好ましく、 パルス電磁波の輻 射間隔を狭めることによって歪み状態の検出を高精度に行えることは言うまで もない。
演算部 240は、 上記輻射タイミングの通知を受けてから検出電圧 Voutが所 定のしきい値を越えたとき、 即ち金属箔 101 , 102などによつて反射されたパル ス電磁波を受波したときまでの時間 Tを計測して、 この値を歪み検出部 250に 出力する。
歪み検出部 250は、初期設定処理では、演算部 240から出力される計測時間 を時間の経過に沿って順次記憶し、 初期設定処理の終了時に、 この記憶値に基 づいて、金属箔 101によってパルス電磁波が反射されたときの往復時間 T 1 と、 金属箔 102によってパルス電磁波が反射されたときの往復時間 T2とを記憶す ると共に、 初期設定処理時間内における計測時間 Tの平均値 Tavgを算出して 記憶する。 さらに、 歪み検出部 250は、 これらの往復時間 T 1 , T2の値と平 均値 Tavgを上位装置に出力する。
上記初期設定処理は、車両の走行速度すなわちタイヤ 300の回転数によって 変わる可能性がある場合は、 複数の走行速度で行い、 それぞれの走行速度にお ける往復時間 T 1 , T2の値と平均値 Tavgを求めることが好ましい。
また、 上記歪み検出処理では、 制御部 230は、 歪み検出処理であることを歪 み検出部 250に通知した後、発振部 212を駆動してパルス幅が時間 1 のパル ス電磁波を輻射させると共に、 このパルス電磁波の輻射タイミングを演算部 250に通知する。
演算部 240は、 上記輻射タイミングの通知を受けてから検出電圧 Voutが所 定のしきい値を越えたとき、 即ち金属箔 101, 102などによって反射されたパル ス電磁波を受波したときまでの時間 Tを計測して、 この値を歪み検出部 250に 出力する。
歪み検出部 250は、歪み検出処理では、演算部 240から出力される計測時間 Tの値と記憶している平均値 Tavg との差 Tdif (= T - Tavg) を算出し、 こ の差 Tdif の値と計測時間 Tを時間の経過に沿って順次上位装置に出力する。 尚、これらの差 Tdifの値と計測時間 Tを上位装置に出力するタイミングは、 計測毎でなくても、 所定の時間間隔をあけて出力するようにしても良い。 これ は、 タイヤ 300の直径や金属箔 101 ,102の長さ L 11， L21やその間隔 L 12， L22、演算部 240の処理速度、 或いは上位装置の要求に応じて適宜設定するこ とが好ましい。
次に、上記構成の装置を用いたタイヤ歪み状態の検出方法について説明する。 タイヤ 300に歪みが生じていないときは、第 6図及び第 7図に示すように、 モニタ装匱 200から輻射されたパルス電磁波 P 1 は金属箔 101 または金属箔 102によって反射され反射波 P2としてモニタ装置 200によって受波される。 このとき、 モニタ装置 200によって計測される上記パルス電磁波の往復時間 Tは、 第 8図に示すように、 上記時間 T1 と時間 T2の間での変化を繰り返す。 また、 計測時間 T 1が維持される時間 TL1と計測時間 T2が維持される時間 TL2 は、 金属箔 101 の長さ L 11 とその間隔 L 12及びタイヤ 300の回転数に対応し て、 それぞれほぼ一定に維持される。 —方、 タイヤ 300の回転数が上記と同じであって、 タイヤ 300の頂上部に対 して前方及び後方の双方から頂上部に向けて力が加わり、 タイヤ 300の頂上部 が圧縮された場合は、金属箔 101の長さ L 11及ぴその間隔 L 12が縮まるため、 第 9図に示すように、 計測時間 T 1が維持される時間 TL1Aと計測時間 T2が維 持される時間 T L2Aは、 歪みが生じていないときの時間 T L1と時間 TL2よりも小 さくなる。
また、 タイヤ 300の回転数が上記と同じであって、 タイヤ 300の頂上部から 前方及び後方の双方に向けた力が加わり、 タイヤ 300の項上部が伸張された場 合は、 金属箔 101 の長さ L 11及びその間隔 L 12が延びるため、 第 1 0図に示 すように、 計測時間 T 1が維持される時間 TL1Bと計測時間 T2が維持される時 間 TL2Bは、 歪みが生じていないときの時間 TL1と時間 TL2よりも大きくなる。 さらに、 タイヤ 300の頂上部から前方及び後方の双方に向けた力が大きくな ると、タイヤの周方向において金属箔 101 と金属箔 102とが重なる部分（上記 長さ L3の重なり部分） が無くなり、 金属箔 101 と金属箔 102との間に長さ L 4の隙間 103が生じる。 モニタ装置 200から輻射されたパルス電磁波 P 1が隙 間 103に入射すると、金属箔 102よりもさらにタイヤの回転軸側に位置する電 磁波反射体、 例えばリム 305によってパルス電磁波が反射され反射波 P 2がモ ユタュュット 200によって受波される。
このときのパルス電磁波の往復時間 Tは、第 1 2図に示すように、金属箔 102 によって反射されたときの往復時間 T2よりも大きな時間 T3になる。
従って、 歪み検出部 205から出力される差 Tdif ( = T - Tavg) の値によつ てタイヤ 300の歪み状態を検出することができる。
' 前述したタイヤの歪み状態検出装置は、 例えば第 1 3図に示すようなスタビ リティー制御装置 500に用いることができる。 従来の一般的なスタビリティー 制御装置は、 車両に装着されているタイヤ 300 の回転数を検知するセンサ 510,520から出力される検知結果を取り込んでスタビリティ一制御を行つてい 'たが、 これに加えて、 上記のタイヤ 300とモニタ装置 200を設け、モニタ装置 200から出力される検出結果を取り込んでスタビリティ一制御を行うスタビリ ティ一制御装置 500を構成することにより、 さらに高精度の制御を行うことが 可能になる。 この場合、 モニタ装置 200の制御部 230への指示は、 スタビリテ ィ一制御装置 500から出力される。
また、本発明の第 2実施形態では、第 1 4図に示すように、タイヤハウス 400 の上部前後に 2つのモニタ装置 200A，200Bを設けた。 この場合、各モニタ装置 200A.200Bによる電磁波の輻射と受波を時分割で行っても良い。 これにより、 タイヤ 300における 2ケ所の歪みを検出することができる。 尚、 タイヤハウス 400の 3ケ所以上にモニタ装置 200を設けて、タイヤ 300における 3ケ所の歪 みを検出できるようにしてもよい。
また、 本発明の第 3実施形態では、 第 1 5図及び第 1 6図に示すように、 第 1実施形態におけるタイヤ 300に代えて、 タイヤ 300Aを備えた装置を構成し た。 第 1実施形態と第 3実施形態との相違点は、 タイヤ 300Aのみである。 タイヤ 300Aでは、複数の金属箔 101からなる導電体列と、複数の金属箔 102 からなる導電体列のそれぞれを、 タイヤ 300の幅方向に且つ反対方向にずらし てある。 また、金属箔 101 と金属箔 102の幅は第 1実施形態と同様に設定して あり、金属箔 101 と金属箔 102が重なる部 の幅 L5のみを第 1実施形態より も小さく設定した。 これにより、 タイヤ 300Aの幅方向の歪み状態の検出精度 を高めることができる。
尚、 前述した実施形態は本発明の一具体例であり、 本発明が上記実施形態の みに限定されることはない。 例えば、 上記金属箔 101,102をタイヤのサイドウ オール部に設けたタイヤを用いる装置構成としても同様の効果を得ることがで きることは言うまでもない。
また、 上記実施形態では、パルス電磁波の周波数を 2 . 4 5 G H zとしたが、 これに限定されることはなく、 前述したように 1 G H z以上の周波数であれば タイヤ内の補強用金属による電磁波の反射や遮断などの影響を極めて低減して、 高精度にタイヤの歪み状態を検出することができる。 また、 パルス電磁波の周 波数は、 上記補強用金属等の影響を考慮して設計時に適宜設定することが好ま しい。
また、 上記実施形態は、 トランクシヨンコントロール装置、 或いはサスペン ションゃ、 サスペンションの中のスタビライザーなどをアクティブ制御する装 置のセンサとして用いても良いことは言うまでもないことである。 産業上の利用可能性 .
以上のように、 本発明によれば、 従来例に比べてタイヤ製造時の手間を低減 できると共に、 スタピリティ一制御システム等の制御システムに用いることが でき、 さらに、 車両走行中に発生するタイヤの熱によるセンサユニットの劣化 や破壌も低減可能であり、高精度にタイヤの歪み状態を検出することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . タイヤの周方向に所定の間隔をあけて列をなしてタイヤ内に埋設されてい る複数の導電体片が異なる 2つ以上の層に埋設されたタイヤと、 車両のタイヤ ハウスに設けられたスキャナユニットを有するモニタ装置とを用い、 回転する タィャの歪み状態を検出する方法であって、
前記モニタ装置は、
前記スキャナュニットから、 前記各層の導電体片の列に沿って前記導電体片 の面に向けてパルス電磁波を輻射し、
前記各層の導電体片及び該導電体以外の部材によって反射された前記パノレス 電磁波を前記スキャナュニットによって受波すると共に、
前記パルス電磁波を輻射してから前記反射されたパルス電磁波を受波したと きまでの時間を計測する処理を繰り返して行い、
前記タィャに歪みの生じていないときに計測した前記時間を基準値として記 憶しておき、
前記計測した時間と前記記憶している基準値とを比較して前記タイャの歪み 状態を検出する
ことを特徴とするタイャの歪み状態検出方法。
2 . 前記モニタ装置は、 前記導電体片又は前記タイヤの周方向に隣り合う前記 導電体片間の距離或いは前記タイヤの周方向における前記導電体片の長さのう ちの小さい方の距離或いは長さの間に 1つ以上のパルス電磁波を輻射して、 全 ての前記導電体片および前記隣り合う導電体片間のそれぞれにおける前記時間 計測を行う
ことを特徴とする請求項 1に記載のタィャの歪み状態検出方法。
3 . 前記モニタ装置は、 1 G H z以上の周波数を用いて前記パルス電磁波を輻 射する
ことを特徴とする請求項 1に記載のタィャの歪み状態検出方法。
4 . 車両走行中におけるタイヤの歪み状態を検出するタイヤの歪み状態検出装 置において、
タイヤの周方向に所定の間隔をあけて列をなしてタイヤ内に埋設されている 複数の導電体片が異なる 2つ以上の層に埋設されたタイヤと、 車両のタイヤハウスに設けられたスキャナュニットを含むモニタ装置とから なり、
前記モニタ装置は、
前記スキャナュニットから各層の導電体片の列に沿って前記導電体片の一面 に向けてパルス電磁波を輻射する手段と、
前記スキャナュニットに設けられ、 前記各層の導電体片及び該導電体片以外 の部材によつて反射された前記パルス電磁波を受波する手段と、
前記パルス電磁波を輻射してから前記反射されたパルス電磁波を受波したと きまでの時間を計測する手段と、
前記パルス電磁波の輻射と前記反射されたパルス電磁波の受波とを交互に繰 り返して行わせる手段と、
前記タィャに歪みの生じていないときに計測した時間を基準値として記憶す る手段と、
前記計測した時間と前記記憶している基準値とを比較して前記タィャの歪み 状態を検出する手段とを備えている
ことを特徴とするタイャの歪み状態検出装置。
5 . 前記導電体片の面がタイヤトレツドの表面に対してほぼ平行な状態になる ように、 各導電体片がタイヤ内に埋設されている
ことを特徴とする請求項 4に記載のタィャの歪み状態検出装置。
6 . 前記導電体片の面がタイヤのサイドウオールの表面に対してほぼ平行な状 態になるように、 各導電体片がタイヤ内に埋設されている
ことを特徴とする請求項 4に記載のタィャの歪み状態検出装置。
7 . 前記パルス電磁波の周波数が 1 G H z以上の周波数に設定されている ことを特徴とする請求項 4に記載のタイヤの歪み状態検出装置。
8 . 少なくともタイヤの回転軸を中心として最も外側に設けられた導電体片の 列において、 前記導電体片は前記タイヤの周方向に等間隔をあけて配置され、 前記導電体片のタィャの周方向の長さと隣り合う導電体片の間隙の長さが等し く設定されている
ことを特徴とする請求項 4に記載のタィャの歪み状態検出装置。
9 . タイヤの回転軸を中心として最も外側に設けられた第 1の導電体列におけ る前記導電体片の前記タイヤの周方向の端部に対して、 前記第 1の導電体列よ り 1つ内側に設けられた第 2の導電体列における導電体片の前記タイヤの周方 向の異なる端部が所定長さだけ重なるように各導電体片が配置されている ことを特徴とする請求項 4に記載のタィャの歪み状態検出装置。
1 0 . タイヤの周方向に所定の間隔をあけて列をなしてタイヤ内に埋設されて いる複数の導電体片からなる導電体列が、 互いに面が重ならない部分が存在す るように異なる 2つ以上の層に埋設されている
ことを特徴とするタイヤ。
1 1 . 前記導電体片の面がタイヤトレツドの表面に対してほぼ平行な状態にな るように、 各導電体片がタイヤ内に埋設されている
ことを特徴とする請求項 1 0に記載のタイヤ。
1 2 . 前記導電体片の面がタイヤのサイドウオールの表面に対してほぼ平行な 状態になるように、 各導電体片がタイヤ内に埋設されている
ことを特徴とする請求項 1 0に記載のタイヤ。
1 3 . 少なくともタイヤの回転軸を中心として最も外側に設けられた導電体片 の列において、前記導電体片は前記タイヤの周方向に等間隔をあけて配置され、 前記導電体片のタィャの周方向の長さと隣り合う導電体片の間隙の長さが等し く設定されている
ことを特徴とする請求項 1 0に記載のタイヤ。
1 4 . タイヤの回転軸を中心として最も外側に設けられた第 1の導電体列にお ける前記導電体片の前記タイヤの周方向の端部に対して、 前記第 1の導電体列 より 1つ内側に設けられた第 2の導電体列における導電体片の前記タイヤの周 方向の異なる端部が所定長さだけ重なるように各導電体片が配置されている ことを特徴とする請求項 1 0に記載のタイヤ。
1 5 . 同一層において前記導電体片が等間隔をあけて配置されていることを特 徴とする請求項 1 0に記載のタイヤ。
1 6 . 異なる 2つの層に設けられている前記導電体片が、 前記タイヤの周方向 に交互に位置するように各層の導電体片列が配置されている
ことを特徴請求項 1 0に記載のタイャ。
17. 前記各層の導電体片が、 前記タイヤの周方向において導電体片の一部が 重なるように配置されている
ことを特徴とする請求項 16に記載のタイヤ。
18. 前記各層の導電体片が、 前記タイヤの幅方向にずらして配置されている ことを特徴とする請求項 10乃至請求項 17の何れかに記載のタイヤ。
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