JP6018973B2 - Tire wear detection device - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤの摩耗を検出するタイヤ摩耗検出装置に関する。 The present invention relates to a tire wear detection device for detecting tire wear.
従来より、タイヤ（詳しくはトレッド部）の摩耗を検出するためのタイヤ摩耗検出装置として各種の装置が提案されている。例えば、特許文献１に開示のタイヤ摩耗検出装置は、図４に示すように、タイヤ８０のトレッド部８１に埋設される摩耗検出器８２と、ホイール８３に設けられるセンサユニット８４と、車体に設置される受信機ユニット（図示せず）とを備える。摩耗検出器８２は、圧電素子と、同圧電素子で発生した電圧信号から電波信号を生成する共振回路とを有する。摩耗検出器８２では、トレッド部８１の摩耗が進行するに従い、圧電素子が路面から受ける衝撃が大きくなり、圧電素子が発生する電圧信号のレベルも大きくなる。そのため、共振回路で生成される電波信号のレベル（強度）も大きくなる。 Conventionally, various devices have been proposed as tire wear detection devices for detecting wear of tires (specifically, tread portions). For example, as shown in FIG. 4, the tire wear detection device disclosed in Patent Document 1 is installed in a vehicle body, a wear detector 82 embedded in a tread portion 81 of a tire 80, a sensor unit 84 provided in a wheel 83, and a vehicle body. Receiver unit (not shown). The wear detector 82 includes a piezoelectric element and a resonance circuit that generates a radio wave signal from a voltage signal generated by the piezoelectric element. In the wear detector 82, as wear of the tread portion 81 progresses, the impact that the piezoelectric element receives from the road surface increases, and the level of the voltage signal generated by the piezoelectric element also increases. For this reason, the level (intensity) of the radio signal generated by the resonance circuit also increases.
センサユニット８４は、タイヤ８０の内部空気圧を示す圧力データ信号を無線送信するとともに、摩耗検出器８２が生成した電波信号を受信し、受信した電波信号に基づきタイヤ８０の摩耗状態を示す摩耗データ信号を生成して同摩耗データ信号を無線送信する。そして、受信機ユニットは、センサユニット８４から圧力データ信号及び摩耗データ信号を受信し、受信した摩耗データ信号に基づいてタイヤ８０の摩耗状態を判定する。 The sensor unit 84 wirelessly transmits a pressure data signal indicating the internal air pressure of the tire 80, receives the radio signal generated by the wear detector 82, and wear data signal indicating the wear state of the tire 80 based on the received radio signal. And the wear data signal is transmitted wirelessly. The receiver unit receives the pressure data signal and the wear data signal from the sensor unit 84, and determines the wear state of the tire 80 based on the received wear data signal.
ところで、センサユニット８４の送信出力が不足していると、受信機ユニットがデータ信号を受信できないおそれがある。このため、センサユニット８４の送信アンテナを大型化することで、送信出力を高くすることも考えられるが、センサユニット８４は、タイヤ８０内に設けられるため、大型化は困難である。また、電源にも限りがある。 By the way, if the transmission output of the sensor unit 84 is insufficient, there is a possibility that the receiver unit cannot receive the data signal. For this reason, it is conceivable to increase the transmission output by increasing the size of the transmission antenna of the sensor unit 84. However, since the sensor unit 84 is provided in the tire 80, it is difficult to increase the size. In addition, the power supply is limited.
本発明の目的は、高い送信出力を得ることができるタイヤ摩耗検出装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a tire wear detection device capable of obtaining a high transmission output.
上記課題を解決するタイヤ摩耗検出装置は、電源と、互いに離間し、かつ絶縁された状態でタイヤの内周面に接合された一対の電極と、前記電源から前記一対の電極に電圧を印加したときの前記電極の静電容量を計測する計測回路と、前記計測回路によって計測された静電容量に基づき前記タイヤのトレッド部の摩耗を検出する摩耗検出部と、前記摩耗検出部で検出した前記タイヤの摩耗状態を送信信号として出力する送信回路と、前記送信信号を車両に搭載された受信回路に送信する送信アンテナと、制御部と、を備え、スチールワイヤが埋設された前記タイヤに設けられるタイヤ摩耗検出装置であって、前記送信回路が前記送信信号を出力するときに、前記制御部は、前記一対の電極の少なくとも一方を、前記送信回路の基準電位に接続させることを要旨とする。 A tire wear detection device that solves the above problems is a power source, a pair of electrodes that are separated from each other and insulated from each other, and a voltage is applied from the power source to the pair of electrodes. A measurement circuit for measuring the capacitance of the electrode at the time, a wear detection unit for detecting wear of the tread portion of the tire based on the capacitance measured by the measurement circuit, and the detection by the wear detection unit A transmission circuit that outputs a wear state of a tire as a transmission signal, a transmission antenna that transmits the transmission signal to a reception circuit mounted on a vehicle, and a control unit, provided in the tire in which a steel wire is embedded In the tire wear detection device, when the transmission circuit outputs the transmission signal, the control unit connects at least one of the pair of electrodes to a reference potential of the transmission circuit. And summarized in that cause.
これによれば、電極は、タイヤの内周面に接合されることで、スチールワイヤと電気的に結合されている。制御部により電極を基準電位と接続することで、電極だけではなく、スチールワイヤも基準電位と電気的に接続される。このため、電極を基準電位に接続しない場合に比べて送信回路での電位差が大きくなる。送信回路での電位差が大きくなることで、送信回路に加わる電圧（電流）が大きくなり、送信回路の送信出力が高くなる。このため、受信回路が送信信号を受信しやすい。また、タイヤの摩耗状態を検出するために用いる電極及びタイヤに埋設されたスチールワイヤを基準電位と接続することで、送信回路での電位差を大きくしているため、送信アンテナを大型化させたり、電源の出力を高める必要がなく、タイヤ摩耗検出装置が大型化することもない。 According to this, the electrode is electrically coupled to the steel wire by being joined to the inner peripheral surface of the tire. By connecting the electrode to the reference potential by the control unit, not only the electrode but also the steel wire is electrically connected to the reference potential. For this reason, the potential difference in the transmission circuit becomes larger than when the electrodes are not connected to the reference potential. As the potential difference in the transmission circuit increases, the voltage (current) applied to the transmission circuit increases and the transmission output of the transmission circuit increases. For this reason, it is easy for the receiving circuit to receive the transmission signal. In addition, by connecting the electrode used to detect the wear state of the tire and the steel wire embedded in the tire to the reference potential, the potential difference in the transmission circuit is increased, so the transmission antenna can be enlarged, There is no need to increase the output of the power source, and the tire wear detection device does not increase in size.
上記タイヤ摩耗検出装置について、前記送信回路が前記送信信号を出力するときに、前記制御部は、前記一対の電極の両方を前記基準電位に接続させることが好ましい。
これによれば、一対の電極の両方を基準電位と接続することで、一方の電極のみを基準電位と接続する場合に比べて、送信回路での電位差を大きくすることができる。このため、送信回路の送信出力を更に高くすることができる。
In the tire wear detection device, when the transmission circuit outputs the transmission signal, the control unit preferably connects both the pair of electrodes to the reference potential.
According to this, by connecting the reference potential to both of the pair of electrodes, it is possible to only one electrode in comparison with the case of connecting the reference potential, to increase the potential difference between the transmitting circuit. For this reason, the transmission output of the transmission circuit can be further increased.
上記タイヤ摩耗検出装置について、前記一対の電極の接続対象を、前記基準電位及び前記計測回路のいずれか一方に切り替える切替スイッチを備えることが好ましい。
これによれば、切替スイッチを用いて電極の接続対象を切り替えることで、電極の接続対象を的確に切り替えることができる。
The tire wear detection device preferably includes a changeover switch that switches a connection target of the pair of electrodes to either the reference potential or the measurement circuit.
According to this, the connection object of an electrode can be switched exactly by switching the connection object of an electrode using a changeover switch.
本発明によれば、高い送信出力を得ることができる。 According to the present invention, a high transmission output can be obtained.
以下、タイヤ摩耗検出装置を具体化した一実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。
図１に示すように、タイヤ状態監視装置は、車両１の４つの車輪２にそれぞれ取り付けられる４つのタイヤセンサユニット３と、車両１の車体に設置される受信機ユニット４とを備えている。各車輪２は、ホイール部５と、このホイール部５に装着されるタイヤ６とを含む。そして、タイヤ６の内側には、タイヤ摩耗検出装置が装着されている。なお、タイヤ６の中心軸の延びる方向をタイヤ６の軸方向とし、車輪２の回転方向をタイヤ６の回転方向とする。
Hereinafter, an embodiment in which the tire wear detection device is embodied will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
As shown in FIG. 1, the tire condition monitoring apparatus includes four tire sensor units 3 that are respectively attached to four wheels 2 of the vehicle 1 and a receiver unit 4 that is installed on the vehicle body of the vehicle 1. Each wheel 2 includes a wheel portion 5 and a tire 6 attached to the wheel portion 5. A tire wear detection device is mounted inside the tire 6. The direction in which the central axis of the tire 6 extends is the axial direction of the tire 6, and the rotational direction of the wheel 2 is the rotational direction of the tire 6.
図２に示すように、タイヤ６は、回転方向に延びるトレッド溝８を軸方向に複数備えるとともに、軸方向に隣り合うトレッド溝８の間に路面に接するトレッド部７を備える。タイヤ６には、回転方向に延びる補強部９が埋設されている。補強部９は、スチールベルト、カーカスコード、ブレーカーコードなどであり、複数のスチールワイヤ９ａをベルト状に編み込んだものである。各タイヤセンサユニット３は、タイヤ６の内部空間に配置されるように、そのタイヤ６の内周面に設置されている。各タイヤセンサユニット３は、対応するタイヤ６の状態（タイヤ内圧力）、及びトレッド部７の摩耗を検出して、検出されたタイヤ状態（タイヤ６の摩耗状態を含む）を示すデータを含む送信信号を無線送信する。 As shown in FIG. 2, the tire 6 includes a plurality of tread grooves 8 extending in the rotation direction in the axial direction, and includes a tread portion 7 that is in contact with the road surface between the tread grooves 8 adjacent in the axial direction. A reinforcing portion 9 extending in the rotational direction is embedded in the tire 6. The reinforcing portion 9 is a steel belt, a carcass cord, a breaker cord, or the like, and a plurality of steel wires 9a are knitted into a belt shape. Each tire sensor unit 3 is installed on the inner peripheral surface of the tire 6 so as to be disposed in the internal space of the tire 6. Each tire sensor unit 3 detects the state of the corresponding tire 6 (in-tire pressure) and the wear of the tread portion 7, and transmits data including the detected tire state (including the worn state of the tire 6). Wireless transmission of signals.
図３に示すように、各タイヤセンサユニット３は、圧力センサ１１、センサユニットコントローラ１４、送信回路１６、計測回路１７、及び電源１８をケース３ａ内に備えるとともに、一対の電極１９をケース３ａ外に備える。一対の電極１９は、同じ大きさの矩形板状であり、タイヤ６の軸方向に沿って間隔を空けて互いに絶縁された状態でタイヤ６の内周面に接合されている。また、ケース３ａは、一対の電極１９に跨る状態でタイヤ６の内周面に接合されている。 As shown in FIG. 3, each tire sensor unit 3 includes a pressure sensor 11, a sensor unit controller 14, a transmission circuit 16, a measurement circuit 17, and a power source 18 in the case 3a, and a pair of electrodes 19 outside the case 3a. Prepare for. The pair of electrodes 19 are rectangular plates of the same size, and are joined to the inner peripheral surface of the tire 6 in a state where they are insulated from each other with an interval along the axial direction of the tire 6. In addition, the case 3 a is joined to the inner peripheral surface of the tire 6 so as to straddle the pair of electrodes 19.
タイヤセンサユニット３は、電源１８からの電力供給によって動作する。圧力センサ１１、センサユニットコントローラ１４、送信回路１６及び計測回路１７は電源１８と電気的に接続されている。なお、タイヤセンサユニット３において、送信回路１６及び計測回路１７の基準電位をＧＮＤ２０として図示し、ＧＮＤ２０は、例えば、圧力センサ１１、センサユニットコントローラ１４、送信回路１６及び計測回路１７が実装された基板上に設けられ、電源１８の負極端子に接続されるコモンである。 The tire sensor unit 3 operates by supplying power from the power source 18. The pressure sensor 11, sensor unit controller 14, transmission circuit 16, and measurement circuit 17 are electrically connected to a power source 18. In the tire sensor unit 3, the reference potential of the transmission circuit 16 and the measurement circuit 17 is illustrated as GND 20, and the GND 20 is, for example, a substrate on which the pressure sensor 11, the sensor unit controller 14, the transmission circuit 16, and the measurement circuit 17 are mounted. A common connected to the negative terminal of the power supply 18.
また、タイヤセンサユニット３は、一対の電極１９の接続対象をＧＮＤ２０及び計測回路１７のいずれか一方に切り替える切替スイッチ２１を備えている。切替スイッチ２１は、各電極１９に対応して１個ずつ設けられている。切替スイッチ２１は、センサユニットコントローラ１４に信号接続され、センサユニットコントローラ１４によって切替が制御される。よって、本実施形態では、センサユニットコントローラ１４が制御部を構成する。 Further, the tire sensor unit 3 includes a changeover switch 21 that switches a connection target of the pair of electrodes 19 to either the GND 20 or the measurement circuit 17. One changeover switch 21 is provided for each electrode 19. The changeover switch 21 is signal-connected to the sensor unit controller 14 and switching is controlled by the sensor unit controller 14. Therefore, in this embodiment, the sensor unit controller 14 constitutes a control unit.
圧力センサ１１は、対応するタイヤ６内の圧力（タイヤ内圧力）を検出して、その検出によって得られたタイヤ内圧力データをセンサユニットコントローラ１４に出力する。
センサユニットコントローラ１４は、ＣＰＵ及び記憶部（ＲＡＭやＲＯＭ等）を含むマイクロコンピュータ等よりなり、記憶部には各タイヤセンサユニット３に固有の識別情報としてのＩＤコードが登録されている。このＩＤコードは、各タイヤセンサユニット３を受信機ユニット４において識別するために使用される情報である。センサユニットコントローラ１４は、タイヤ内圧力データ及びタイヤ摩耗状態データ（タイヤ６の状態）を、送信回路１６に出力する。送信回路１６は、データを変調して送信信号（ＲＦ信号）を生成し、この送信信号を送信アンテナ２２から出力する。
The pressure sensor 11 detects the pressure in the corresponding tire 6 (in-tire pressure), and outputs the in-tire pressure data obtained by the detection to the sensor unit controller 14.
The sensor unit controller 14 includes a microcomputer including a CPU and a storage unit (RAM, ROM, etc.), and an ID code as identification information unique to each tire sensor unit 3 is registered in the storage unit. This ID code is information used to identify each tire sensor unit 3 in the receiver unit 4. The sensor unit controller 14 outputs tire pressure data and tire wear state data (tire 6 state) to the transmission circuit 16. The transmission circuit 16 modulates data to generate a transmission signal (RF signal), and outputs the transmission signal from the transmission antenna 22.
計測回路１７は、一対の電極１９に電気的に接続可能であり、計測回路１７は、一対の電極１９間の持つ静電容量を電圧として検出するようになっている。計測回路１７は、センサユニットコントローラ１４に信号接続され、計測回路１７の計測した電圧信号はセンサユニットコントローラ１４に出力されるようになっている。 The measurement circuit 17 can be electrically connected to the pair of electrodes 19, and the measurement circuit 17 detects the capacitance between the pair of electrodes 19 as a voltage. The measurement circuit 17 is signal-connected to the sensor unit controller 14, and the voltage signal measured by the measurement circuit 17 is output to the sensor unit controller 14.
切替スイッチ２１によって電極１９と計測回路１７が接続されている場合、一対の電極１９は、計測回路１７を介して電源１８と電気的に接続され、一対の電極１９には電源１８によって電圧が印加される。一対の電極１９に電圧が印加されると、一対の電極１９の間には電気力線Ｆが生じ、一対の電極１９の間を電子が移動する。なお、タイヤ６内にはスチールワイヤ９ａが多数本埋設されているが、それぞれの電極１９に交錯するスチールワイヤ９ａが他方の電極１９に交錯しないように、電極１９間に間隔を空けることにより、電気力線Ｆは一対の電極１９の間に生じる。 When the electrode 19 and the measurement circuit 17 are connected by the changeover switch 21, the pair of electrodes 19 are electrically connected to the power source 18 via the measurement circuit 17, and a voltage is applied to the pair of electrodes 19 by the power source 18. Is done. When a voltage is applied to the pair of electrodes 19, electric lines of force F are generated between the pair of electrodes 19, and electrons move between the pair of electrodes 19. In addition, although many steel wires 9a are embedded in the tire 6, by spacing the electrodes 19 so that the steel wires 9a intersecting with each electrode 19 do not intersect with the other electrode 19, The electric lines of force F are generated between the pair of electrodes 19.
そして、一対の電極１９の間には、誘電体であるタイヤ６が介在しているため、一対の電極１９の間に静電容量を持たせることができる。この静電容量は、タイヤ６を通過する電気力線Ｆの量に依存し、トレッド部７の摩耗が進行していない程タイヤ６から漏れる電気力線Ｆの量が少なく、タイヤ６の比誘電率が大きくなるため、一対の電極１９間の静電容量は大きくなる。一方、トレッド部７の摩耗が進行する程タイヤ６から漏れる電気力線Ｆの量は多くなり、タイヤ６の比誘電率が小さくなるため、一対の電極１９間の静電容量は小さくなる。 Since the tire 6 as a dielectric is interposed between the pair of electrodes 19, an electrostatic capacity can be provided between the pair of electrodes 19. This capacitance depends on the amount of electric force lines F passing through the tire 6, and the amount of electric force lines F leaking from the tire 6 is so small that the wear of the tread portion 7 does not progress. Since the ratio increases, the capacitance between the pair of electrodes 19 increases. On the other hand, as the wear of the tread portion 7 progresses, the amount of electric lines of force F leaking from the tire 6 increases and the relative dielectric constant of the tire 6 decreases, so that the capacitance between the pair of electrodes 19 decreases.
センサユニットコントローラ１４の記憶部には、タイヤセンサユニット３の動作を統括的に制御する統括プログラムが記憶されている。また、センサユニットコントローラ１４の記憶部には、計測回路１７の計測した電圧（静電容量）と比較するための閾値が予め記憶されている。閾値は、トレッド部７の摩耗が過度に進行したときに検出される電圧（静電容量）よりも余裕を持って設定されている。センサユニットコントローラ１４は、計測回路１７によって検出された電圧が閾値を超えた場合には、警報信号を生成し、送信回路１６から送信させる。一方、センサユニットコントローラ１４は、計測回路１７によって検出された電圧が閾値を超えていない場合には、警報信号を生成しない。よって、本実施形態では、センサユニットコントローラ１４が、トレッド部７の摩耗を検出する摩耗検出部を構成する。また、本実施形態では、タイヤ摩耗検出装置は、タイヤセンサユニット３のケース３ａ内に設けられた電源１８と、計測回路１７と、センサユニットコントローラ１４（摩耗検出部）と、送信回路１６と、送信アンテナ２２と、ケース３ａ外の一対の電極１９とを備えている。 The storage unit of the sensor unit controller 14 stores an overall program that comprehensively controls the operation of the tire sensor unit 3. In addition, a threshold for comparison with the voltage (capacitance) measured by the measurement circuit 17 is stored in advance in the storage unit of the sensor unit controller 14. The threshold is set with a margin more than the voltage (capacitance) detected when the wear of the tread portion 7 proceeds excessively. When the voltage detected by the measurement circuit 17 exceeds the threshold value, the sensor unit controller 14 generates an alarm signal and transmits it from the transmission circuit 16. On the other hand, the sensor unit controller 14 does not generate an alarm signal when the voltage detected by the measurement circuit 17 does not exceed the threshold value. Therefore, in this embodiment, the sensor unit controller 14 constitutes a wear detection unit that detects wear of the tread portion 7. In the present embodiment, the tire wear detection device includes a power supply 18 provided in the case 3a of the tire sensor unit 3, a measurement circuit 17, a sensor unit controller 14 (wear detection unit), a transmission circuit 16, and A transmission antenna 22 and a pair of electrodes 19 outside the case 3a are provided.
図１に示すように、受信機ユニット４は、受信機ユニットコントローラ３３を備えるとともに、ＲＦ受信回路３５を備えている。受信機ユニット４の受信機ユニットコントローラ３３には、表示器３８が接続されている。受信機ユニットコントローラ３３はＣＰＵ及び記憶部（ＲＯＭやＲＡＭ等）を含むマイクロコンピュータ等よりなり、記憶部には受信機ユニット４の動作を統括的に制御するプログラムが記憶されている。ＲＦ受信回路３５は、各タイヤセンサユニット３からＲＦ受信アンテナ３２を通じて受信されたＲＦ信号を復調して、受信機ユニットコントローラ３３に送る。 As shown in FIG. 1, the receiver unit 4 includes a receiver unit controller 33 and an RF receiving circuit 35. A display unit 38 is connected to the receiver unit controller 33 of the receiver unit 4. The receiver unit controller 33 is composed of a microcomputer including a CPU and a storage unit (ROM, RAM, etc.), and a program for comprehensively controlling the operation of the receiver unit 4 is stored in the storage unit. The RF receiving circuit 35 demodulates the RF signal received from each tire sensor unit 3 through the RF receiving antenna 32 and sends it to the receiver unit controller 33.
受信機ユニットコントローラ３３は、ＲＦ受信回路３５からのＲＦ信号及びＩＤコードに基づき、送信元のタイヤセンサユニット３に対応するタイヤ６の状態（タイヤ内圧力及びタイヤ摩耗状態）を把握する。受信機ユニットコントローラ３３は、タイヤ内圧力に関する情報等を表示器３８に表示させる。表示器３８は、車室内等、車両１の搭乗者の視認範囲に配置され、受信機ユニットコントローラ３３により表示器３８にはタイヤ内圧力の異常が表示（報知）される。また、受信機ユニットコントローラ３３は、タイヤセンサユニット３からの警報信号を受信した場合には、タイヤ６の摩耗に関する警報を表示器３８に表示させる。 The receiver unit controller 33 grasps the state of the tire 6 (the tire internal pressure and the tire wear state) corresponding to the transmission source tire sensor unit 3 based on the RF signal and the ID code from the RF receiving circuit 35. The receiver unit controller 33 causes the display 38 to display information related to the tire internal pressure. The indicator 38 is disposed in the visible range of the passenger of the vehicle 1 such as the passenger compartment, and the receiver unit controller 33 displays (informs) an abnormality in the tire pressure on the indicator 38. In addition, when receiving a warning signal from the tire sensor unit 3, the receiver unit controller 33 displays a warning regarding the wear of the tire 6 on the display 38.
次に、本実施形態のタイヤ摩耗検出装置の作用について説明する。
センサユニットコントローラ１４は、一定期間毎にタイヤ状態を含む送信信号（ＲＦ信号）を送信回路１６に生成させ、この送信信号を出力させる。また、センサユニットコントローラ１４は、送信回路１６が送信信号を出力するのと同時に電極１９とＧＮＤ２０が接続されるように切替スイッチ２１を切り替える（図３中破線で示す）。電極１９は、タイヤ６の内周面に接合されることで、スチールワイヤ９ａの一部と電気的に結合されている。このため、電極１９をＧＮＤ２０と接続することで、電極１９だけではなく、スチールワイヤ９ａの一部（電極１９と対向する部分及びこの周辺の部分）もＧＮＤ２０と電気的に接続することができ、ＧＮＤ２０と電極１９を接続しない場合に比べて送信回路１６での電位差が大きくなる。送信回路１６での電位差が大きくなると、送信回路１６に流れる電流も大きくなり、送信回路１６の送信出力が高くなる。
Next, the operation of the tire wear detection device of this embodiment will be described.
The sensor unit controller 14 causes the transmission circuit 16 to generate a transmission signal (RF signal) including the tire condition at regular intervals, and outputs this transmission signal. Further, the sensor unit controller 14 switches the changeover switch 21 so that the electrode 19 and the GND 20 are connected at the same time when the transmission circuit 16 outputs a transmission signal (indicated by a broken line in FIG. 3). The electrode 19 is electrically coupled to a part of the steel wire 9 a by being joined to the inner peripheral surface of the tire 6. For this reason, by connecting the electrode 19 to the GND 20, not only the electrode 19 but also a part of the steel wire 9a (a portion facing the electrode 19 and a peripheral portion thereof) can be electrically connected to the GND 20, The potential difference in the transmission circuit 16 becomes larger than when the GND 20 and the electrode 19 are not connected. When the potential difference in the transmission circuit 16 increases, the current flowing through the transmission circuit 16 also increases and the transmission output of the transmission circuit 16 increases.
センサユニットコントローラ１４は、送信回路１６が送信信号を送信すると、電極１９と計測回路１７が接続されるように切替スイッチ２１を切り替える（図３中実線で示す）。すなわち、センサユニットコントローラ１４は、送信回路１６が送信信号を送信するときのみＧＮＤ２０と電極１９とを接続させて一時的に送信回路１６の送信出力を高くする。 When the transmission circuit 16 transmits a transmission signal, the sensor unit controller 14 switches the changeover switch 21 so that the electrode 19 and the measurement circuit 17 are connected (shown by a solid line in FIG. 3). That is, the sensor unit controller 14 temporarily increases the transmission output of the transmission circuit 16 by connecting the GND 20 and the electrode 19 only when the transmission circuit 16 transmits a transmission signal.
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）送信回路１６が送信信号を送信するときに電極１９とＧＮＤ２０を接続することで、送信信号を送信するときの送信回路１６の出力を高くしている。このため、送信回路１６が送信信号を送信するときに高い送信出力を得ることができ、ＲＦ受信回路３５が送信信号を受信しやすい。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The output of the transmission circuit 16 when transmitting the transmission signal is increased by connecting the electrode 19 and the GND 20 when the transmission circuit 16 transmits the transmission signal. For this reason, when the transmission circuit 16 transmits a transmission signal, a high transmission output can be obtained, and the RF reception circuit 35 can easily receive the transmission signal.
（２）タイヤ６の摩耗状態を検出するために用いる電極１９及びタイヤ６に埋設されたスチールワイヤ９ａ（補強部９）を用いて送信回路１６の送信出力を高くしているため、送信出力を高くするための専用の部材を設ける必要がない。このため、部品点数を増やすことなく送信出力を高くすることができる。 (2) Since the transmission output of the transmission circuit 16 is increased using the electrode 19 used for detecting the wear state of the tire 6 and the steel wire 9a (reinforcing portion 9) embedded in the tire 6, the transmission output is increased. There is no need to provide a dedicated member for increasing the height. For this reason, it is possible to increase the transmission output without increasing the number of parts.
（３）また、タイヤ摩耗検出装置は、タイヤ６内に配置する必要があり、送信アンテナ２２の大きさが制限されている。本実施形態のように電極１９及びスチールワイヤ９ａを用いて送信回路１６の送信出力を高くすることで、送信アンテナ２２を大型化させて送信出力を高める必要がなく、タイヤ摩耗検出装置が大型化することもない。 (3) Further, the tire wear detection device needs to be disposed in the tire 6, and the size of the transmission antenna 22 is limited. By increasing the transmission output of the transmission circuit 16 using the electrode 19 and the steel wire 9a as in this embodiment, there is no need to increase the transmission output by increasing the size of the transmission antenna 22, and the tire wear detection device is increased in size. I don't have to.
（４）送信回路１６が送信信号を送信するときには、一対の電極１９の両方がＧＮＤ２０と接続される。このため、一対の電極１９の一方のみがＧＮＤ２０と接続される場合に比べて、送信回路１６での電位差が大きくなる。このため、送信出力を更に高くすることができる。 (4) When the transmission circuit 16 transmits a transmission signal, both the pair of electrodes 19 are connected to the GND 20. For this reason, compared with the case where only one of the pair of electrodes 19 is connected to the GND 20, the potential difference in the transmission circuit 16 becomes larger. For this reason, the transmission output can be further increased.
（５）切替スイッチ２１を用いることで、電極１９の接続対象（ＧＮＤ２０及び計測回路１７）を的確に切り替えることができる。
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
(5) By using the changeover switch 21, it is possible to accurately switch the connection target (GND 20 and measurement circuit 17) of the electrode 19.
In addition, you may change embodiment as follows.
・ 送信回路１６が送信信号を出力するときに、一対の電極１９のいずれか一方のみがＧＮＤ２０と接続されるようにしてもよい。なお、他方の電極１９は、常時、計測回路１７と接続される。この場合であっても、電極１９とＧＮＤ２０を接続しない場合に比べて、送信回路１６での電位差を大きくすることができ、送信回路１６の送信出力を高くすることができる。 When the transmission circuit 16 outputs a transmission signal, only one of the pair of electrodes 19 may be connected to the GND 20. The other electrode 19 is always connected to the measurement circuit 17. Even in this case, compared to the case where the electrode 19 and the GND 20 are not connected, the potential difference in the transmission circuit 16 can be increased, and the transmission output of the transmission circuit 16 can be increased.
・ 実施形態では、送信回路１６が送信信号を出力するときのみ電極１９とＧＮＤ２０を接続したが、これに限られない。例えば、送信回路１６が警報信号を出力するときにも電極１９とＧＮＤ２０を接続して、送信回路１６の送信出力を高くしてもよい。また、送信回路１６が警報信号を出力するときのみ電極１９とＧＮＤ２０を接続してもよい。この場合、ＲＦ受信回路３５が警報信号を受信しやすくなる。すなわち、送信信号とは、タイヤ６の摩耗状態を含む信号であれば、どのような信号でもよく、温度センサや湿度センサを設けて温度や湿度を計測する場合には、これらの情報を含む信号であってもよい。 In the embodiment, the electrode 19 and the GND 20 are connected only when the transmission circuit 16 outputs a transmission signal, but the present invention is not limited to this. For example, when the transmission circuit 16 outputs an alarm signal, the electrode 19 and the GND 20 may be connected to increase the transmission output of the transmission circuit 16. Further, the electrode 19 and the GND 20 may be connected only when the transmission circuit 16 outputs an alarm signal. In this case, the RF receiving circuit 35 can easily receive the alarm signal. That is, the transmission signal may be any signal as long as it includes the wear state of the tire 6. When a temperature sensor or a humidity sensor is provided to measure temperature and humidity, the signal including these information is included. It may be.
・ 実施形態では、タイヤセンサユニット３のケース３ａ内にタイヤ摩耗検出装置の一部を設け、一対の電極１９とタイヤセンサユニット３を一体化して、タイヤ摩耗検出装置とタイヤセンサユニット３を一体化したが、これに限らない。タイヤセンサユニット３とタイヤ摩耗検出装置を別々にタイヤ６内に設けてもよい。 In the embodiment, a part of the tire wear detection device is provided in the case 3a of the tire sensor unit 3, the pair of electrodes 19 and the tire sensor unit 3 are integrated, and the tire wear detection device and the tire sensor unit 3 are integrated. However, it is not limited to this. The tire sensor unit 3 and the tire wear detection device may be provided in the tire 6 separately.
・ 一対の電極１９は、同じ大きさ、同じ形状でなくてもよい。
・ タイヤ摩耗検出装置は、４輪の車両１におけるタイヤ６への適用に限定されるものではなく、２輪や３輪など４輪以外の車両におけるタイヤに適用してもよい。
The pair of electrodes 19 need not have the same size and the same shape.
The tire wear detection device is not limited to the application to the tire 6 in the four-wheel vehicle 1, and may be applied to a tire in a vehicle other than the four wheels such as a two-wheel or a three-wheel.
・ タイヤセンサユニット３の送信回路は、ＲＦ信号を生成する送信回路１６ではなく、ＬＦ信号を生成する送信回路１６であってもよい。
・ 受信機ユニット４の受信回路は、ＲＦ受信回路３５ではなく低周波の受信回路であってもよい。
The transmission circuit of the tire sensor unit 3 may be the transmission circuit 16 that generates the LF signal instead of the transmission circuit 16 that generates the RF signal.
The receiving circuit of the receiver unit 4 may be a low frequency receiving circuit instead of the RF receiving circuit 35.
１…車両、４…受信機ユニット、６…タイヤ、７…トレッド部、９ａ…スチールワイヤ、１４…センサユニットコントローラ、１６…送信回路、１７…計測回路、１８…電源、１９…電極、２０…ＧＮＤ、２１…切替スイッチ、２２…送信アンテナ、３５…ＲＦ受信回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 4 ... Receiver unit, 6 ... Tire, 7 ... Tread part, 9a ... Steel wire, 14 ... Sensor unit controller, 16 ... Transmission circuit, 17 ... Measuring circuit, 18 ... Power supply, 19 ... Electrode, 20 ... GND, 21 ... changeover switch, 22 ... transmitting antenna, 35 ... RF receiving circuit.
Claims (3)
互いに離間し、かつ絶縁された状態でタイヤの内周面に接合された一対の電極と、
前記電源から前記一対の電極に電圧を印加したときの前記電極の静電容量を計測する計測回路と、
前記計測回路によって計測された静電容量に基づき前記タイヤのトレッド部の摩耗を検出する摩耗検出部と、
前記摩耗検出部で検出した前記タイヤの摩耗状態を送信信号として出力する送信回路と、
前記送信信号を車両に搭載された受信回路に送信する送信アンテナと、
制御部と、を備え、スチールワイヤが埋設された前記タイヤに設けられるタイヤ摩耗検出装置であって、
前記送信回路が前記送信信号を出力するときに、前記制御部は、前記一対の電極の少なくとも一方を、前記送信回路の基準電位に接続させることを特徴とするタイヤ摩耗検出装置。 Power supply,
A pair of electrodes that are spaced apart from each other and bonded to the inner peripheral surface of the tire in an insulated state;
A measurement circuit that measures the capacitance of the electrodes when a voltage is applied to the pair of electrodes from the power source;
A wear detector that detects wear of the tread portion of the tire based on the capacitance measured by the measurement circuit;
A transmission circuit that outputs the wear state of the tire detected by the wear detection unit as a transmission signal;
A transmission antenna for transmitting the transmission signal to a reception circuit mounted on a vehicle;
A tire wear detection device provided in the tire with a steel wire embedded therein,
When the transmission circuit outputs the transmission signal, the control unit connects at least one of the pair of electrodes to a reference potential of the transmission circuit.
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