JP2016109529A - タイヤ状態判定システム及びタイヤ状態判定システムが搭載された車両 - Google Patents

Abstract

【課題】コストをかけることなくシステムを構築することが可能なタイヤ状態判定システムを提供する。【解決手段】本発明のタイヤ状態判定システム１００は、コヒーレント光を射出する光源部１２１と、移動体のタイヤ２２１に配され、前記光源部１２１から出射されたコヒーレント光を入射すると共に、入射した光を偏向して出射するホログラム１５１と、前記ホログラム１５１から出射された光が入射され、入射された光に基づいた電気信号に変換する受光素子１６１と、前記受光素子１６１から取得する電気信号に基づいて、タイヤ２２１の状態を判定する制御部と、を有することを特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明は、車両のタイヤの状態を監視し、その状態が警報処理などの判定用閾値を下回ったときに報知を行うタイヤ状態判定システムに関する。

従来、安全で快適な車両走行を実現するために、車両に搭載された車載装置と、車両の各車輪のタイヤの空気圧や温度等を検出するタイヤ内空気圧センサユニットとで構成されるタイヤ内空気圧監視システム（ＴＰＭＳ（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）センサ）が知られている。

特許文献１（特開２０１０−２５４０１８号公報）には、タイヤ内温度変化にかかわらず、タイヤ内空気圧の低下を適切に検出して警報を発することが可能なタイヤ内空気圧監視システムの技術が記載されている。

特許文献１に記載のタイヤ内空気圧監視システムは、複数の車輪のそれぞれに設けられ、対応する車輪のタイヤ内の空気圧および温度を検出して車輪情報として送信する車輪状態検出ユニットと、複数の車輪が装着される車両本体に設けられ、車輪状態検出ユニットから送信された車輪情報を受信する車体側受信機と、外部操作入力がなされることにより、タイヤの空気圧調整完了を示すリセット信号を出力する初期化スイッチと、車体側受信機にて受信された信号から車輪情報を取得し、タイヤ内空気圧が予め設定された警報処理の判定用閾値よりも低い場合に警報を発するための報知信号を出力する一方、リセット信号が入力されると、タイヤ内温度及びタイヤ内空気圧に応じて判定用閾値を再設定する制御部と、を備えるものが記載されている。
特開２０１０−２５４０１８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のタイヤ内空気圧監視システムは、車輪のタイヤ内の空気圧および温度を検出して車輪情報として送信する車輪状態検出ユニットを、複数の車輪のそれぞれに設けなければならない。このような車輪状態検出ユニットの構成は複雑で高価であり、システムを構築するために大きなコストがかかってしまう、という問題があった。

また特許文献１は、タイヤ内部の圧力や温度といった間接的な情報から間接的にタイヤの状態を監視するシステムであるが、タイヤの外部変化を直接モニタリングし、異常を運転者にリアルタイムに伝えることは不可能であった。

本発明は以上のような課題を解決するためのものであり、本発明に係るタイヤ状態判定システムは、コヒーレント光を射出する光源と、移動体のタイヤに配され、前記光源から出射されたコヒーレント光を入射すると共に、入射した光を偏向して出射する光学素子と、前記光学素子から出射された光が入射され、入射された光に基づいた電気信号に変換する受光素子と、前記受光素子から取得する電気信号に基づいて、タイヤの状態を判定する判定部と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係るタイヤ状態判定システムは、前記受光部から取得する電気信号に基づいて、タイヤの回転数を検出する回転数検出部を有することを特徴とする。

また、本発明に係るタイヤ状態判定システムは、前記光学素子がホログラムであることを特徴とする。

また、本発明に係るタイヤ状態判定システムは、前記光学素子が回折格子であることを特徴とする。

また、本発明に係るタイヤ状態判定システムは、前記光学素子がミラーであることを特徴とする。

また、本発明に係る車両は、前記のいずれかに記載のタイヤ状態判定システムが搭載された車両である。

本発明に係るタイヤ状態判定システムは、タイヤに配するのは光学素子のみであるのであり、従来のように車輪状態検出ユニットなどの複雑で高価なユニットを設ける必要がないので、このような本発明に係るタイヤ状態判定システムによれば、コストをかけることなくシステムを構築することが可能となる。

また、本発明に係るタイヤ状態判定システムが搭載された車両によれば、コストをかけることなく、安全性や快適性が向上する。

本発明の実施形態に係るタイヤ状態判定システム１００が搭載された車両２００を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係るタイヤ状態判定システム１００のタイヤ２２１周りの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るタイヤ状態判定システム１００で用いられるホログラム１５１を説明する図である。 本発明の実施形態に係るタイヤ状態判定システム１００の制御のフローチャートを示す図である。 本発明の実施形態に係るタイヤ状態判定システム１００によってタイヤ状態の判定を行う様子を示している。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係るタイヤ状態判定システム１００が搭載された車両２００などの移動体を模式的に示す図である。また、図２は本発明の実施形態に係るタイヤ状態判定システム１００のタイヤ２２１周りの構成を示す図である。なお、タイヤ２２１周りの構成については、タイヤ２２２、２２３、２２４においても同様であるので、これらについては図示を省略する。

本発明のタイヤ状態判定システム１００は、走行中においても、タイヤ２２１、２２２、２２３、２２４の状態を判定して、これをドライバーなどに報知するものである。

なお、本発明のタイヤ状態判定システム１００を搭載可能な車両２００には、ガソリンエンジンの駆動力のみで走行する車両や、ガソリンエンジンとモーターの駆動力で走行する車両、モーターの駆動力のみで走行する車両や、或いは、ディーゼルエンジンの駆動力により走行する車両などが含まれる。さらに、本発明のタイヤ状態判定システム１００は、二輪車などにも搭載することができる。なお、二輪車には自動二輪車だけでなく、自転車も含まれる。すなわち、本発明のタイヤ状態判定システム１００は上記のような種々の
移動体に搭載することが可能である。

タイヤ状態判定システム１００における制御部１１０はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒ
ｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭ（Ｒｅ
ａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）とＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などからなる汎用の情報処理機構である。制御部１１０は、
図示されている制御部１１０と接続される各構成と協働・動作する。

レーザー制御部１２０は、制御部１１０からの制御指令に基づいて、各タイヤに設けられている光源（以下、「レーザー光源部」ともいう。）１２１の発光制御を行う。図２に示すように、レーザー光源部１２１は、車両２００の取り付け部２３１に取り付けられている。取り付け部２３１には、タイヤ２２１が回転していないとき、当該取り付け部２３１に取り付けられるレーザー光源部１２１や受光素子１６１が、タイヤ２２１に取り付けられるホログラム１５１と相対的な位置関係が変化しない構成が選択される。なお、光源（レーザー光源部）１２１から出射される光は、コヒーレント光（以下、「レーザー光」ともいう。）である。

本実施形態においては、図２に示すように、車両２００のタイヤ２２１に対して、光学素子としてホログラム１５１が貼り付けられている。ここで、このようなホログラム１５１は、タイヤに埋め込むようにしてもよい。ここで、本実施形態では、タイヤ２２１に対してホログラム１５１を１つ貼り付ける構成を例に説明するが、タイヤ２２１に貼り付けるホログラム１５１は複数とすることもできる。

ホログラム１５１は、レーザー光源部１２１から出射された光を入射すると共に、入射した光を偏向して出射する。本実施形態においては、ホログラム１５１としては、反射型ホログラムを想定している。なおホログラム１５１としては、エンボスホログラム、体積型ホログラム、電子ホログラムなどを挙げることができる。さらに、計算機を用いた演算により所定の記録面上に干渉縞を記録させて作製する計算機合成ホログラムなども挙げることができる。また、計算機合成ホログラムのうち、フーリエ変換光学系を用いた計算機合成ホログラムであるフーリエ変換ホログラムを用いるようにしてもよい。

なお、ホログラム１５１をタイヤ２２１に取り付ける方法としては、接着剤を介する接着する方法やタイヤに溝を設けホログラム１５１をはめ込む方法などがある。また、タイヤ２２１に設ける光学素子としては、ホログラム１５１に代え、グレーティングなどの回折格子を用いることもできるが、このような回折格子をタイヤ２２１に取り付ける場合には、接着剤を介する接着する方法やタイヤに溝を設けホログラムをはめ込む方法の他に、タイヤ２２１に直接凹凸を描画し回折格子とすることもできる。

なお、ホログラム１５１の表面には、光触媒コーティングなどを施しておくと、ホログラム１５１表面を清浄な状態に保っておくことが可能となる。

受光素子１６１は、ホログラム１５１から出射された光が入射され、入射された光に基づいた電気信号に変換して、制御部１１０に送信する。制御部１１０は、受光素子１６１から受信する電気信号に基づいて、タイヤ２２１の状態を判定したり、タイヤ２２１の回転数を検出したりする。

ここで、本発明に係るタイヤ状態判定システム１００に用いる光学素子としては、入射した光を偏向して出射するものであれば、ホログラム１５１に限らず、グレーティングなどの回折光学素子やミラーなどの反射光学素子を適宜用いることができる。しかしながら、本発明に係るタイヤ状態判定システム１００に用いる光学素子として最も好適であるの
は、ホログラム１５１である。以下、この理由を説明する。

図３は本発明の実施形態に係るタイヤ状態判定システム１００で用いられるホログラム１５１を説明する図である。本実施形態で用いられているホログラム１５１は、ホログラム１５１表面のどの位置にレーザー光源部１２１からのレーザー光が照射されても、図３に示すようなホログラム再生像Ｉが再生され、このホログラム再生像Ｉを受光素子１６１によって検出するようにしている。

レーザー光源部１２１からのレーザー光は、ホログラム１５１の全面に照射されるように設定される。ここで、ホログラム１５１はタイヤ２２１に取り付けられているために、汚れが付着してしまうことが考えられるが、汚れが付着しておらずレーザー光を受光する箇所がホログラム１５１表面上に一部でもあれば、必ず、図３に示すようなホログラム再生像Ｉを再生することが可能である。このような機能を付与することができるのはホログラム１５１であるので、本発明に係るタイヤ状態判定システム１００に用いる光学素子としては、ホログラム１５１が最も好適であると言える。

次に、以上のように構成されるタイヤ状態判定システム１００の処理、動作について説明する。図４は本発明の実施形態に係るタイヤ状態判定システム１００の制御のフローチャートを示す図である。このようなフローチャートは、制御部１１０により実行される。

図４において、車両２００のエンジン（不図示）が、ドライバーによりスタートされると、続いて、ステップＳ１０１においては、レーザー光源部１２１によりレーザー光を出射するようにレーザー制御部１２０を制御する。

ステップＳ１０２では、受光素子１６１から受信する電気信号の頻度によりタイヤ２２１の回転数を算出する。

ステップＳ１０３では、いずれかの受光素子１６１、１６２、１６３、１６４で所定以上のズレが検出されたか否かが判定される。図５は本発明の実施形態に係るタイヤ状態判定システム１００によってタイヤ２２１の状態の判定を行う様子を示しており、図５ではタイヤ２２１の空気圧などの変化によりタイヤ２２１形状が変化し、これに伴い、ホログラム１５１によるホログラム再生像Ｉの位置が通常状態からズレた状態で、受光素子１６１で受光される様子が示されている。

ステップＳ１０３における判定がＹＥＳであれば、ステップＳ１０４に進み、ステップＳ１０４で、ズレがあった受光素子１６１、１６２、１６３、１６４に対応するタイヤに問題があることを、報知部１７０によって車両２００のドライバーに報知する。

一方、ステップＳ１０３における判定がＮＯであれば、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、エンジンがストップされたかが判定され、当該判定がＹＥＳであれば、ステップＳ１０６に進み、処理を終了し、当該判定がＮＯであれば、ステップＳ１０２に戻り、ループする。

以上、本発明に係るタイヤ状態判定システム１００は、タイヤに配するのはホログラム１５１などの光学素子のみであるのであり、従来のように車輪状態検出ユニットなどの複雑で高価なユニットを設ける必要がないので、このような本発明に係るタイヤ状態判定システム１００によれば、コストをかけることなくシステムを構築することが可能となる。

また、本発明に係るタイヤ状態判定システム１００が搭載された車両２００によれば、コストをかけることなく、安全性や快適性が向上する。

１００・・・タイヤ状態判定システム
１１０・・・制御部
１２０・・・レーザー制御部
１２１・・・レーザー光源部
１５１・・・ホログラム
１６１、１６２、１６３、１６４・・・受光素子
１７０・・・報知部
２００・・・車両
２１１・・・車軸
２２１、２２２、２２３、２２４・・・タイヤ
２３１・・・取り付け部
Ｉ・・・ホログラム再生像

Claims (6)

1. コヒーレント光を射出する光源と、
   移動体のタイヤに配され、前記から出射されたコヒーレント光を入射すると共に、入射した光を偏向して出射する光学素子と、
   前記光学素子から出射された光が入射され、入射された光に基づいた電気信号に変換する受光素子と、
   前記受光素子から取得する電気信号に基づいて、タイヤの状態を判定する判定部と、を有することを特徴とするタイヤ状態判定システム。
2. 前記受光部から取得する電気信号に基づいて、タイヤの回転数を検出する回転数検出部を有することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ状態判定システム。
3. 前記光学素子がホログラムであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタイヤ状態判定システム。
4. 前記光学素子が回折格子であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタイヤ状態判定システム。
5. 前記光学素子がミラーであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタイヤ状態判定システム。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のタイヤ状態判定システムが搭載された車両。

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