WO2004013595A1

WO2004013595A1 - タイヤの歪み状態検出方法、歪み状態検出装置及びそのセンサユニット並びにこれを備えたタイヤ

Info

Publication number: WO2004013595A1
Application number: PCT/JP2003/009168
Authority: WO
Inventors: Yutaka Hattori
Original assignee: The Yokohama Rubber Co., Ltd.
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2004-02-12
Also published as: JP2004069358A; US20050146423A1; EP1526366A4; US7385492B2; EP1526366A1; JP4255048B2

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車両走行時の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、歪み状態検出装置及びそのセンサユニット並びにこれを備えたタイヤを提供する。即ち、タイヤ300の歪みに応じて導電体パターンの形状が変化して輻射電磁波の共振周波数が変化するセンサユニット100をタイヤの周方向に間隔をあけて埋設し、車両のタイヤハウス400に設けたモニタ装置200からセンサユニット100へ電磁波を輻射すると共に、センサユニット100から輻射された電磁波を受波し、受波した電磁波の強度、位相、周波数のうちの少なくとも１つを検出して、検出結果と、記憶しているタイヤ300に歪みの生じていないときの検出結果とを比較することによりタイヤ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センサュニット並びにこれを備えたタイヤ技術分野

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センサュニット並びにこれを備えた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、タィャ内空気圧が低下すると、パンクの発生率が増大すると共に、高速走行においてはバーストを生じ、重大事故を引き起こす原因となる。このため、運転者は常 3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 §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'コントローノレ■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ピ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ロ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（撓み）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：高速フーリェ変換） '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、トラクシヨン ' 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び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を設け、シャーシや車輪軸に固定したセンサで前記パ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オ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びそのセンサュニット並びにこれを備えた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タイャ內に埋設され且つタイャの歪みに応じて形状が変化する導電体パターンを有する複数のセンサュニットと、車両のタイヤハウスに設けられた輻射ュニットを有するモニタ装置とを用いたタイヤの歪み状態検出方法であって、前記輻射ュニットから前記センサュニットへ向けて第 1周波数の電磁波を輻射し、前記第 1周波数の電磁波を受けた前記センサュニットは、前記第 1周波数の電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換して、該電気エネルギーによって電磁波輻射手段を駆動し、前記電磁波輻射手段は、前記導電体パターンの歪みに応じて第 2周波数を基本周波数として該第 2周波数を含む所定幅の周波数帯で共振周波数を変化させて電磁波を輻射し、前記モニタ装置は、前記センサュニットの電磁波輻射手段から輻射された電磁波を受波し、該受波した電磁波の強度、位相、周波数のうちの少なくとも 1つを検出し、該検出結果と、前記記憶しているタイヤに歪みの生じていないときの検出結果とを比較することにより、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、タイヤハウスに設けられた輻射ュュットからタイヤ内に埋設されたセンサュニットへ向けて第 1周波数の電磁波が輻射される。これにより、第 1周波数の電磁波を受波したセンサユニットは、第 1周波数の電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換して、該電気エネルギーによって電磁波輻射手段を駆動して電磁波を輻射する。

このとき、センサユニットの電磁波輻射手段は、前記導電体パターンの歪みに応じて第 2周波数を基本周波数として該第 2周波数を含む所定幅の周波数帯で共振周波数を変化させて電磁波を輻射する。即ち、前記導電体パターンはタィャ内に埋設されているので、タイヤの歪みに応じて変形する。この結果、導電体パターンの電気的な共振周波数や、該導電体パターンをアンテナとして用いたときの電磁波の位相などが変化する。 ' 前記モニタ装置は、前記センサユニットから輻射された電磁波を受波する。このとき、前記導電体パターンの変形に応じて受波した電磁波の位相や、電界強度、周波数などが変化する。

さらに、前記モニタ装置は、例えば車両の始動時などにおけるタイヤに歪みが生じていないときに、前記センサユニットから受波した電磁波の位相、電界強度、周波数のうちの少なくとも 1つを検出し、該検出結果を記憶しておく。また、モニタ装置は、例えば車両走行時においては、センサユニットから受波した電磁波の位相、電界強度、周波数のうちの少なくとも 1つを検出し、該検出結果と、前記タイヤに歪みの生じていないときの検出結果の記憶値とを比較することにより、前記タイヤの歪み状態を検出する。

また、本発明は、上記タイヤの歪み状態検出方法において、前記輻射ュニットは該輻射ュニットが装着されている位置から所定距離内に存在する前記タイャ内の 1つ以上のセンサュ二ットに対して電磁波を輻射するタィャの歪み状態検出方法を提案する。

本発明によれば、輻射ュニットが装着されている位置から所定距離内に存在する 1つ以上のセンサュニットから輻射された電磁波を受波することによって前記所定距離内のタイヤの歪み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方法において、前記タイヤハウスの異なる 2つ以上の位置にそれぞれ設けられた前記輻射ュニットから時分割で電磁波の輻射を行うタイヤの歪み状態検出方法を提案する。

本宪明によれば、前記異なる 2つ以上の輻射ユエットが装着されているそれぞれの位置から所定距離内に存在する 1つ以上のセンサュニットに電磁波を輻射することによって、前記輻射ュニット毎に 1つのタイヤにおける異なる部位の歪み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方法において、前記第 1周波数と前記第 2周波数が 1 G H z以上の周波数に設定されているタィャの歪み状態検出方法を提案する。

本発明によれば、前記第 1周波数と前記第 2周波数のそれぞれを 1 G H _Z以上の周波数に設定することによって、タイヤ内に設けられている捕強用金属の影響を低減すると共に、前記導電体パターンの変形によって引き起こされる電磁波の位相や、電界強度、周波数などの大きな変動を得ることができる。また、本発明は、上記タイヤの歪み状態検出方法において、前記センサュニットは、前記電磁波によって当該センサュ-ヅトに固有の識別情報を送信し、前記モニタ装置は、前記センサユニットから受信した識別情報に基づいて、前記センサュニットを特定するタイヤの歪み状態検出方法を提案する。

本亮明によれば、各センサュニットが前記識別情報によって特定可能であるため、車両に装着されている複数のタイヤのそれぞれにセンサュニットを設けた場合にも、各タイヤ毎の歪みを検出することができる。

本発明は、車両走行中におけるタイャの歪み状態を検出するタィャ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タイヤ内に埋設されている複数のセンサュニットと、車両のタイヤハウスに設けられた輻射ュニットを含むモユタ装置とからなり、前記センサユニットは、所定面積の可撓个生及び電気的絶縁性を有するシートの面上に設けられた所定形状の導電体パターンと、前記輻射ュニットから輻射された第 1周波数の電磁波を受波して該電磁波の高周波エネルギーを電気エネルギーに変換する手段と、前記電気工ネルギ —によって動作すると共に前記導電体パターンに接続され、前記導電体パタ一ンの形状の歪みに応じて第 2周波数を基本周波数として該第 2周波数を含む所定幅の周波数帯で共振周波数を変化させて電磁波を輻射する手段とを備え、前記モニタ装置は、前記輻射ュニットから第 1周波数の電磁波を前記センサュニットへ向けて輻射する手段と、前記センサュニットから輻射された電磁波を受波する手段と、前記受波した電磁波の強度、位相、周波数のうちの少なくとも 1つを検出する手段と、前記タイヤに歪みが生じていないときの検出結果を記憶する手段と、前記検出結果をと、前記タイヤに歪みの生じていないときの検出結果とを比較することにより、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ィャの歪み状態検出装置を提案する。

本発明によれば、タイヤハウスに設けられた輻射ュニットからタイヤ内に埋設されたセンサュニットへ向けて第 1周波数の電磁波が輻射されると、この第 1周波数の電磁波を受波したセンサュニットでは、第 1周波数の電磁波のエネルギ一が電気エネルギーに変換され、該電気エネルギーによってセンサュニットから前記第 2周波数の電磁波が輻射される。このとき、センサユニットから輻射される電磁波は、タイヤの歪みに伴って生じる前記導電体パターンの歪みに応じて第 2周波数を基本周波数として該第 2周波数を含む所定幅の周波数帯で共振周波数が変化されたものとなる。即ち、前記導電体パターンは、タイヤ内に埋設されているので、タイヤの歪みに応じて変形する。この結果、タイヤの歪みに応じて、導電体パターンの電気的な共振周波数や、該導電体パターンをアンテナとして用いたときに輻射される電磁波の位相などが変化する。

前記センサユニットから輻射された電磁波はモニタ装置によって受波される。このとき、前記導電体パターンの変形に応じて前記モ二タ装置が受波する電磁波の位相や、電界強度、周波数などが変化する。

前記モニタ装置によって、前記受波した電磁波の位相、電界強度、周波数のうちの少なくとも 1つが検出され、該検出結果と、前記タイヤに歪みの生じていないときの検出結果の記憶値とが比較され、この比較結果によつて前記タイャの歪み状態が検出される。

. また、本発明は、上記タイヤの歪み状態検出装置において、前記導電体バターンの少なくとも一部が矩形波形状をなし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、前記導電体パターンが矩形波のような形状をなしているため、導電体パターンの隣り合う部分の位置関係がタイヤの歪みに伴って容易に変化するので、導電体パターン自体の共振周波数などの電気的な特性がタイヤの歪みに応じて容易に変化される。これにより、タイヤの歪みに応じて、センサユニットから輻射される電磁波の位相や、電界強度、周波数などの大きな変化を得ることができる。

また、本宪明は、上記タイヤの歪み状態検出装置において、前記第 1周波数と前記第 2周波数の双方が 1 GH z以上の周波数に設定され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、前記第 1周波数と前記第 2周波数のそれぞれが 1 G H _Z以上の周波数に設定されているため、タイヤ内に設けられている補強用金属の影響が低減されると共に、前記導電体パターンの変形によって引き起こされる電磁波の位相や、電界強度、周波数などの大きな変化を得ることができる。また、本発明は、上記タイヤの歪み状態検出装置において、前記第 1周波数 'と前記第 2周波数が同一周波数に設定されており、前記モニタ装置は、前記第 1周波数の電磁波の輻射と、前記センサュ-ットから輻射された電磁波の受波とを交互に繰り返して行う手段を備えているタィャの歪み状態検出装置を提案する。

本発明によれば、前記モニタ装置或いは前記センサユニットにおいて、電磁波輻射用のアンテナと電磁波受波用のアンテナを共用することが可能になると共に、車両に装着されている複数のタイヤ毎の歪み状態を容易に識別可能になる。

. また、本発明は、上記タイヤの歪み状態検出装置において、前記モニタ装置は、前記タイヤハウスの異なる 2つ以上の位置にそれぞれ設けられた複数の輻射ュニットを備え、各輻射ュニットから時分割で電磁波の輻射を行う手段を有し、各輻射ュニットは該スキャナュニットが装着されている位置から所定距離内に存在する前記タイヤ内の 1つ以上のセンサュニットに電磁波を輻射するタィャの歪み状態検出装置を提案する。

本発明によれば、各輻射ュニット毎に 1つのタイヤにおける異なる部位の歪み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おいて、前記センサュニットは、前記導電体パターンをアンテナとして、前記第 1周波数の電磁波の受波に用いるか又は前記第 2周波数の電磁波の輻射に用いるかを切り替える手段を有す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、前記第 1周波数の電磁波の受波用又は前記第 2周波数の電磁波の輻射用のアンテナとして前記導電体パターンを用いることができるので、センサュニットの形状を小型化できる。

また、本発明は、上記タイヤの歪み状態検出装置において、前記センサュニットは、当該センサユニットに固有の識別情報を格納する手段と、前記格納されている識別情報を前記電磁波によって送信する手段とを備え、前記モニタ装置は、前記センサユニットから送信された前記識別情報を受信する手段と、前記受信した識別情報に基づいて、前記センサュニットを特定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、各センサユニットが前記識別情報によって特定可能であるため、車両に装着されている複数のタイヤのそれぞれにセンサュニットを設けた場合にも、各タイヤを特定してその歪み状態を検出することができる。

本発明は、タイヤの周方向に所定の間隔をあけてタイヤ内に埋設された複数のセンサユニットと、車両のタイヤハウスに設けられた輻射ユニットを有するモニタ装置とを備えたタイヤの歪み状態検出装置の前記センサュニットであつて、所定面積の可撓性及び電気的絶縁性を有するシートの面上に設けられた所定形状の導電体パターンと、前記輻射ュニットから輻射された第 1周波数の電磁波を受波して該電磁波の高周波エネルギーを電気エネルギーに変換する手段と、前記電気エネルギーによって動作すると共に前記導電体パターンに接続され、前記導電体パターンの形状の歪みに応じて第 2周波数を基本周波数として該第 2周波数を含む所定幅の周波数帯で共振周波数を変化させて電磁波を輻射する手段とを備えているセンサュニットを提案する。

本発明によれば、輻射ュニットからセンサュニットへ向けて第 1周波数の電磁波が輻射されると、この第 1周波数の電磁波を受波したセンサュニットでは、第 1周波数の電磁波のエネルギーが電気エネルギーに変換され、該電気工ネルギ一によってセンサュ二ットから前記第 2周波数の電磁波が輻射される。

このとき、センサユニットから輻射される電磁波は、タイヤの歪みに伴って生じる前記導電体パターンの歪みに応じて第 2周波数を基本周波数として該第 2周波数を含む所定幅の周波数帯で共振周波数が変化されたものとなる。即ち、前記導電体パターンは、タイヤ内に埋設されているので、タイヤの歪みに応じて変形する。この結果、タイヤの歪みに応じて、導電体パターンの電気的な共振周波数や、該導電体パターンをアンテナとして用いたときに輻射される電磁波の位相或いは周波数などが変化する。

前記センサユニットから輻射された電磁波は、前記モニタ装置によって受波され、前記導電体パタンの変形に応じて前記外部装置が受波する電磁波の位相や、電界強度、周波数などが変化する。

前記モニタユニットによって、前記受波された電磁波の位相、電界強度、周波数のうちの少なくとも 1つが検出され、該検出結果と、前記タイヤに歪みの '生じていないときの検出結果の記憶値とを比較することにより前記タイヤの歪み状態を検出することができる。

また、本発明は、上記センサユニットにおいて、前記導電体パターンの少なくとも一部が矩形波形状をなしているセンサュニットを提案する。

本発明によれば、前記導電体パターンが矩形波のような形状をなしているため、導電体パターンの隣り合う部分の位置関係がタイヤの歪みに伴って容易に変化するので、導電体パターン自体の電気的な特性がタイヤの歪みに応じて容易に変化される。これにより、タイヤの歪みに応じて、センサユニットから輻射される電磁波の位相や、電界強度、周波数などの大きな変化を得ることができる。

また、本発明は、上記センサユニットにおいて、前記第 1周波数が 1 G H z 以上の周波数に設定されているセンサュニットを提案する。

本発明によれば、前記第 1周波数と前記第 2周波数のそれぞれが 1 G H _Z以上の周波数に設定されているため、タイヤ内に設けられている捕強用金属の影響が低減されると共に、前記導電体パターンの変形によって引き起こされる電磁波の位相や、電界強度、周波数などの大きな変化を得ることができる。

また、本発明は、上記センサユニットにおいて、前記導電体パターンをアンテナとして、前記第 1周波数の電磁波の受波に用いるか又は前記第 2周波数の電磁波の輻射に用いるかを切り替える手段を有するセンサュニットを提案する。本発明によれば、前記導電対パターンをアンテナとして、電磁波の輻射用と電磁波受波用に共用することが可能になり、センサュニットの小型化が可能になる。

また、本発明は、上記センサユニットにおいて、当該センサユニットに固有の識別情報を格納する手段と、前記格納されている識別情報を前記電磁波によつて送信する手段とを備えているセンサユニットを提案する。

本発明によれば、各センサュニットが前記識別情報によって特定可能であるため、車両に装着されている複数のタイヤのそれぞれにセンサュニットを設けた場合にも、各タイヤ毎の歪み状態を検出することができる。

本発明は、所定面積の可撓性及び電気的絶縁性を有するシートの面上に設けられた所定形状の導電体パターンと、モニタ装置から輻射された第 1周波数の電磁波を受波して該電磁波の高周波エネルギーを電気工ネルギに変換する手段と、前記電気エネルギーによつて動作すると共に前記導電体パターンに接続され、前記導電体パターンの形状の歪みに応じて第 2周波数を基本周波数として該第 2周波数を含む所定幅の周波数帯で共振周波数を変化させて電磁波を輻射する手段とを備えているセンサュニットが、タイヤの周方向に所定の間隔をあけてタイヤ内に複数埋設されているタイヤを提案する。

本発明によれば、モニタ装置から輻射された第 1周波数の電磁波を受波したセンサュニットでは、第 1周波数の電磁波のエネルギーが電気エネルギーに変換され、該電気エネルギーによってセンサュニットから前記第 2周波数の電磁波が輻射される。

このとき、センサュュットから輻射される電磁波は、タイヤの歪みに伴って生じる前記導電体パタ一ンの歪みに応じて第 2周波数を基本周波数として該第 2周波数を含む所定幅の周波数帯で共振周波数が変化されたものとなる。即ち、前記導電体パターンは、タイヤ内に埋設されているので、タイヤの歪みに応じて変形する。この結果、タイヤの歪みに応じて、導電体パターンの電気的な共振周波数や、該導電体パターンをアンテナとして用いたときに輻射される電磁波の位相などが変化する。

前記センサュニットから輻射された電磁波は、前記モニタ装置によって受波され、前記導電体パターンの変形に応じて前記外部装置が受波する電磁波の位相や、電界強度、周波数などが変化する。

従って、前記モニタ装置によって、前記受波された電磁波の位相、電界強度、周波数のうちの少なくとも 1つを検出し、該検出結果と、前記タイヤに歪みが生じていないときの検出結果の記憶値とを比較することにより前記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、上記タイヤにおいて、前記導電体パターンの少なくとも一部が矩形波形状をなしているタイヤを提案する。

本発明によれば、前記導電体パターンが矩形波のような形状をなしているため、導電体パターンの隣り合う部分の位置関係がタィャの歪みに伴って容易に変化するので、導電体パターン自体の電気的な特性がタィャの歪みに応じて容易に変化される。これにより、タイヤの歪みに応じて、センサユニットから輻射される電磁波の位相や、電界強度、周波数などの大きな変化を得ることがでさる。

. また、本発明は、上記タイヤにおいて、前記第 1周波数が 1 G H z以上の周波数に設定されているタイヤを提案する。

本宪明によれば、前記第 1周波数と前記第 2周波数のそれぞれが 1 G H _Z以上の周波数に設定されているため、タイヤ内に設けられている補強用金属の影響が低減されると共に、前記導電体パターンの変形によって引き起こされる電磁波の位相や、電界強度、周波数などの大きな変化を得ることができる。また、本発明は、上記タイヤにおいて、前記複数のセンサユニットのそれぞれがタイヤ内の同一層に配置されているタイヤを提案する。

本発明によれば、各センサユニットが同一層に埋設されるため、タイヤ製造工程の簡略化を図ることができると共に、各センサュニット間の位置関係の設定を容易に行うことができる。

また、本発明は、上記タイヤにおいて、少なくとも 4つ以上の前記センサュニットが等間隔を開けて埋設されているタイヤを提案する。

本宪明によれば、少なくとも 4つ以上の前記センサュニットが等間隔を開けて埋設されているため、タイヤのほぼ全周に！:つて歪みを検出することが可能になる。また、少なくとも 4つのセンサユニットを等間隔で設けた場合、隣り合うセンサュ二ット間の部位に発生した歪みはタイャの構成部材を伝搬してセンサュニットに伝わるので、タイヤのほぼ全周に亘つて歪みを検出することが可能になる。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歪み状態検出装置の電気系回路を示す概略構成図である。

第 3図は、本発明の第 1実施形態におけるセンサュニットを示す平面図である。

第 4図は、本発明の第 1実施形態におけるタイヤへのセンサュニットの埋設状態を示す破断図である。第 5図は、本発明の第 1実施形態におけるセンサュュット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実施形態におけるモユタ装置の電気系回路の一具体例を示す構成図である。

第 7図は、本発明の第 1実施形態における検出電圧と周波数との関係を示す図である。

第 8図は、本発明の第 1実施形態におけるタイャ歪み状態検出装置の一使用例を説明する図である。

第 9図は、本宪明の第 1実施形態におけるタイヤへのセンサュニットの埋設状態の他の例を示す破断図である。

第 1 0図は、本発明の第 1実施形態におけるモニタ装置の設置状態の他の例を示す図である。

第 1 1図は、本宪明の第 2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 1 2図は、本発明の第 2実施形態におけるモニタ装置の各同調回路の同調周波数を説明する図である。

第 1 3図は、本発明の第 3実施形態のタイヤの歪み状態検出装置を示す構成図である。

第 1 4図は、本発明の第 3実施形態におけるセンサュニットを示す平面図である。

第 1 5図は、本発明の第 3実施形態におけるセンサュニットの電気系回路の一例を示す構成図である。

第 1 6図は、本発明の第 4実施形態におけるタイヤの歪み状態検出装置を示す構成図センサュ二ットの電気系回路の一具体例を示す構成図である。

第 1 7図は、本発明の第 4実施形態におけるセンサュニットの電気系回路の一具体例を示す構成図である。

第 1 8図は、本発明の第 4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 9図は、本発明の第 4実施形態におけるモニタ装置本体の制御処理及び演算処理を説明するフローチャートである。第 2 0図は、本発明の第 4実施形態におけるモニタ装置本体の制御処理及び演算処理を説明するフローチャートである。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、第 2図は第 1実施形態におけるタィャの歪み状態検出装置の電気系回路を示す概略構成図である。図において、 100はセンサュニットでタイヤ 300内に複数埋設されている。 200はモニタ装置で、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、上記複数のセンサユニット 100 とモニタ装置 200によって構成されている。

センサユニット 100は、 2 . 4 5 G H z帯の所定周波数（第 1周波数）の電磁波を受波するためのアンテナ 110と、受波した電磁波のエネルギーを電気工ネルギ一に変換するエネルギー変換部 120、エネルギー変換部 120から供給される電気エネルギーによって動作する発振部 130、発振部 130に接続されて 2 . 4 5 G H z帯の所定周波数（第 2周波数）の電磁波を輻射するためのアンテナ 140とから構成されている。本実施形態では、上記第 1周波数及び第 2周波数の双方が 2 . 4 5 G H zに設定されている。

センサュニット 100は、第 3図に示すように、エネルギー変換部 120を構成する I Cチップと、発振部 130を構成する I Cチップ、ループ状のアンテナ 110、および矩形波状の導電体パターン 140aと直線状の導電体パターン 140bとからなるアンテナ 140を 2枚のフィルム 150で挟み込むことにより構成されている。フィスレム 150は、例えば幅（W 2 ) が 5 mm、長さ（L 2 ) が 2 0 mmの電気的な絶縁性を有するポリイミドフィルムからなり、下側のフィルム上にアンテナ 110,140が印刷形成されている。ループ状のアンテナ 110はフィルム 150 の周縁部に配置され、矩形波状の導電体パターン 140a と直線状の導電体パターン 140bはフィルム 150の長さ（L 2 )方向に延びるように配置されている。尚、フィルム 150は、その幅方向や長さ方向及び厚み方向に十分撓む可撓性を有するものであり、導電体パターン 140a, 140及びその他の印刷配線パターンはタイヤの歪みに伴ってフィルム 150が撓んでも切断される可能性が極めて低い材質を有するものからなる。

また、エネルギー変換部 120を構成する I Cチップ及び宪振部 130を構成する I Cチップと、 2枚のフィルム 150との間は可撓性を有する樹脂によって接着されている。上記構成のセンサユニット 100は、第 4図に示すように、タイャ 300の周方向に等間隔をあけて複数個埋設されている。

尚、本実施形態では、センサュニット 100がタイヤの周方向に延びるように、センサュニット 100をキャップトレツド 301とアンダートレツド 302との間に埋設したが、ァンダートレッド 302とベルト 303Aとの間、或いはベルト 303A とベルト 303bとの間、ベルト 303Bとカーカス 304との間に埋設してもよレ、。本実施形態では、前述したように 2 . 4 5 GH z帯の周波数を上記第 1及び第 2周波数として用いることによって、補強用の金属ワイヤが織り込まれたベルト 303A,303Bの影響を受け難くしているため、タイヤ内の何れの層にセンサュニット 100を配置してもよい。このように、捕強用の金属ワイヤなどのタイヤ內の金属の影響を受け難くするためには、 1 G H z以上の周波数を上記第 1及ぴ第 2周波数として用いることが好ましい。

また、タイヤ 300內に埋設するセンサユエット 100の数は、タイヤ 300の周方向に等間隔をあけ配置した場合には、少なくとも 4個以上が好ましい。実験結果によれば、 4〜 8個で十分にタイヤ歪み状態の検出を行うことが可能であつた。

センサュニット 100の電気系回路の一具体例としては、第 5図に示す回路があげられる。すなわち、第 5図に示す一例では、エネルギー変換部 120は、ダィオード 121,122、コンデンサ 123、及ぴ抵抗器 124からなる周知の整流回路 125によって構成されている。この整流回路 125の入力側にはループ状のアンテナ 110が接続され、整流回路 125はアンテナ 110に誘起した高周波電流を整流して電気エネルギーとしての直流電流に変換し、この直流電流が平滑及び蓄電に用いるコンデンサ 123に充電される。このコンデンサ 123として、本実施形態では 0 . 0 0 1 ~ 0 . 0 0 3 F (ファラド）のコンデンサを用いている。また、発振部 130は、発振回路 131と、電力増幅回路 132、制御回路 133、電子スィッチ 134から構成されている。発振回路 131は、周知の P L L回路などを用いて構成され、電子スィツチ 134 を介してエネルギー変換部 120から電力が供給されると 2 . 4 5 G H zの周波数の搬送波を出力する。

電力増幅回路 132は、エネルギー変換部 120から供給され電力によって動作し、発振回路 131から出力された搬送波を増幅してアンテナ 140に給電する。これにより、アンテナ 140から 2 . 4 5 GH zの電磁波が輻射される。尚、後述するように、アンテナ 140を構成する矩形波状の導電体パターン 140aの形状が歪むと、アンテナ 140の共振周波数が変わり、アンテナ 140から輻射される電磁波の中心周波数や、位相、強度などが変わる。

制御回路 133は、エネルギー変換部 120から出力される電圧が所定値以上の電圧、例えば 3 V以上の電圧になったときに電子スィツチ 134をオフ状態からオン状態に切り替えて、エネルギー変換部 120から発振回路 131と電力増幅回路 132に電力を供給する。

尚、センサュニット 100は、タイヤ 300の製造時においてタイヤ 300内に埋設されるので、加硫時の熱に十分耐え得るように I Cチップやその他の構成部分が設計されていることは言うまでもない。

モニタ装置 200は、第 2図に示すように、輻射ュニット 210と、受波ュニット 220、制御部 230、操作部 240、演算部 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（上記第 1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から上記第 1周波数の電磁波を輻射する。

+ 発振部 212の一例としては、第 6図に示すように、発振回路 213と電力増幅回路 214から構成された発振部 212を挙げることができる。

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 G H 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に給電する。これにより、アンテナ 211から 2 . 4 5 G H zの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 (電磁波輻射用のアンテナ 211) を中心とした距離 L 1 の範囲内に存在するセンサュニット 100に対して電気エネルギーを供給できる程度の値に設定されている。これにより、モニタ装置 200の電磁波輻射用のァンテナ 211を.中心とした距離 L 1の範囲内、例えばタイヤ 300の回転軸を中心する上部の角度 Θ (例えば 9 0度）の範囲内に位置するタイヤ 300の部分的な歪み状態を検出できるようにしている。

受波ュ二ット 220は、 2 . 4 5 G H z帯の所定周波数（上記第 2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第 2周波数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電気エネルギーに変換して検出電圧 Voutとして出力する。

検波部 222の一例としては、第 6図に示すように、同調回路 223と検波回路 224から構成された検波部 222を挙げることができる。

同調回路 223は、第 7図に示すように、第 2周波数（本実施形態では 2 . 4 5 G H z ) を中心として土 ΔΠの周波数帯域の電磁波に同調してその高周波ェネルギーを電気エネルギー、たとえば交流電圧に変換して出力する。

検波回路 224は、同調回路 223から出力された交流電圧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、操作部 240から初期設定の指示を受けたときに発振部 212 を駆動して所定時間 t 1 の間だけ電磁波を輻射させ、その後、所定時間 2の間、検波部 222を駆動して検出電圧 Voutを出力させ、この検出電圧 Voutを基準電圧 Vstdとしてその値を演算部 250に記憶させる。

尚、本実施形態では、モニタ装置 200における上記輻射時間 t 1を 0 . 1 5 m s、上記受波時間 t 2 を 0 . 3 0 m sにそれぞれ設定している。本実施形態では、時間 t 1だけ輻射ユニット 210から電磁波を輻射することにより、上記距離 L 1内に存在するセンサュニット 100のエネルギー変換部 120に 3 V以上の電圧を蓄電することができる。また、上記操作部 240は、制御部 230に対して初期設定の指示を与えるための信号を出力するものであればよい。本実施形態では、操作部 240はモーメンタリのスィツチによって構成されている。この後、制御部 230は、上記と同様にして発振部 212を駆動して電磁波を輻射させ、検波部 222に検出電圧 Voutを出力させると共に、演算部 250に対して、記憶している基準電圧 Vstdの値と検出電圧 Voutの値との差を算出させて、この値を上位装置（図示せず）に出力させる処理を繰り返す。

上記演算部 250から出力される基準電圧 Vstdの値と検出電圧 Voutの値との差の値は、タイヤ 300の歪み状態に応じて変化する。即ち、前述したようにタィャ 300の歪みに応じてセンサユニット 100の導電体パターン 140aが歪むため、導電体パターン 140aの形状が変化するので、導電体パターン 140aから輻射される電磁波の位相や強度、周波数が変化する。例えば、第 7図に示すように、センサュュット 100から輻射される電磁波の周波数が変化する。このため、モニタ装置 200 の同調回路 223 に設定されている（2.45GHz— Δ f 1 ) から (2.45GHZ+ Δ f 1 )の周波数帯域における電磁波のエネルギー量がタイヤ 300 の歪みに応じて変化する。検出電圧 Vout は、タイヤの歪みが最小のとき、すなわち上記基準電圧 Vstdを検出したときに最大値を示し、タイヤ 300の歪み 'が増大するにつれて検出電圧 Voutは減少する。従って、演算部 250から出力される基準電圧 Vstdの値と検出電圧 Voutの値との差（Vstd— Vout)の値は、タイヤ 300 の歪み状態に応じて変化することになるので、この差（Vstd— V out) の値によってタイヤ 300の歪み状態を検出することができる。

また、センサュニット 100は、前述したように、タイヤ 300の製造時においてタイヤ 300内に埋設されるので、加硫時の熱に十分耐え得るように I Cチップやその他の構成部分が設計されているため、車両走行中にタイヤに発生する熱による劣化や破壌の確率は極めて低くなるので、高い信頼性と耐久性を得ることができる。

前述したタィャの歪み状態検出装置は、例えば第 8図に示すようなスタビリティ一制御装置 500に用いることができる。従来の一般的なスタビリティ一制御装置は、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ー制御を行っていたが、これに加えて、上記のセンサュニット 100を有するタイヤ 300とモニタ装置 200を設け、モニタ装置 200から出力されるタイヤ 300の歪み状態の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の操作部 240を車両のィグニッションキーに連動させ、車両を始動したときに基準電圧 Vstdを検出するようにしてもよい。

尚、前述したように、本実施形態では、モニタ装置 200の電磁波輻射用のァンテナ 211を中心とした距離 L 1の範囲内に位置するタイヤ 300の部分的な歪み状態を検出できるようにしているが、タイヤ 300を構成する部材の大部分はゴムであるため、最も歪みが大きく発生する路面との接触部分の歪みがタイヤの構成部材を伝搬してタイヤ 300の上部にまで伝わるので、上記距離 L 1の範囲内の歪みの検出結果からタイヤ 300と路面とが接触する部分のタィャ 300の歪み状態を推定することも可能である。

また、上記実施形態では、タイヤの周方向に延びるようにセンサュニット 100 を埋設したが、第 9図に示すように、タイヤの周方向に延びるようにセンサュニット 100を埋設したタイヤ 310を構成しても、上記実施形態と同様にタイヤの歪み状態を検出することができる。

また、第 1 0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を設けてもよい。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う。これにより、一方のモユタ装置 200Aによってタイヤ 300の回転軸を中心として水平位置から前側上部の角度 0 (例えば 9 0度）の範囲のタイヤの歪み状態を検出することができ、他方のモニタ装置 200Bによってタイヤ 300の回転軸を中心として水平位置から後側上部の角度 0 (例えば 9 0度）の範囲のタイヤの歪み状態を検出することができる。 + また、モニタ装置 200から輻射する電磁波の高周波電力や位相などを変えることによって上記距離 L 1 を変えることができることは言うまでもないことで次に、本発明の第 2実施形態を説明する。

第 1 1図は本発明の第 2実施形態におけるモニタ装置の電気系回路を示す構成図である。図において、前述した第 1実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第 2実施形態におけるモニタ装置 200 の配置、及びセンサュニット 100並びにタイヤ 300の構成は第 1実施形態と同 .じである。

第 2実施形態のモニタ装置 200は、受波ュニット 220に 3つのアンテナ 221 A 〜221 Cとそれぞれに接続された 3つの検波部 222A〜222Cを備え、演算部 250 によって各検波部 222 A〜222Cから出力される検出電圧 V out-A〜 V out-Cを取り込んでタイャ 300の歪み状態を検出するようにした。

' 第 1のアンテナ 221 Aとこれに接続される第 1の検波部 222Aは第 1実施形態と同じものであり、同調回路 223Aが同調する周波数帯域は第 1 2図に示す周波数帯域 f _Aである。

第 2のアンテナ 221 Bとこれに接続される第 2の検波部 222Bは、同調回路 223Bが同調する周波数帯域 f _Bが第 1 2図に示すように低い側に Δ f 1だけずらして設定されている。

第 3のアンテナ 221 Cとこれに接続される第 3の検波部 222Cは、同調回路 223Cが同調する周波数帯域 f _cが第 1 2図に示すように高い側に Δ f 1だけず 'らして設定されている。

また、各検波回路 224A〜224Cの構成は同一である。

演算部 250は、これらの検波部 222A〜222Cから出力される検出電圧 Vout-A ~ Vout-Cを同一タイミングで取り込み、第 1実施形態と同様に基準電圧 Vstd の値と第 1検波部 222Aから出力される検出電圧 Voutの値との差（Vstd—V out) の値を算出すると共に、各検波部 222A〜222Cから出力される検出電圧 Vout-A〜 Vout-Cを比較することによって、受波した電磁波の周波数が低い方にずれたのか、或いは高い方にずれたのか、の何れであるのかを検出する。この周波数のずれ方によってタイヤの歪み状態の変化を検出することができる。尚、センサュニット 100から輻射される電磁波の周波数の変化を、さらに詳細に検出する方法として周知の A F C回路を使用することも可能である。

次に、本発明の第 3実施形態を説明する。

第 1 3図は本発明の第 3実施形態のタイヤの歪み状態検出装置を示す構成図、第 1 4図は第 3実施形態におけるセンサュニットを示す平面図、第 1 5図は第 3実施形態におけるセンサュニットの電気系回路の一例を示す構成図である。図において、前述した第 1実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、前述した第 1実施形態と第 3実施形態との相違点は、第 1実施形態におけるセンサュニット 100に代えてセンサュニット 100Aを備えたことである。第 3実施形態におけるセンサュニット 100Aは、第 1実施形態におけるループ状アンテナ 110を除去し、アンテナ 140によって電磁波の輻射と受波を行う用にしたものである。

' 即ち、センサュニット 100Aは、エネルギー変換部 120と、発振部 130A、アンテナ 140、及びアンテナ 140をエネルギー変換部 120か発振部 130Aのいずれか一方に接続する電子スィツチ 160から構成されている。

電子スィツチ 160は、初期状態においてアンテナ 140をエネルギー変換部 120に接続し、エネルギー変換部 120に所定値以上の電気エネルギーが蓄電されたときにアンテナ 140を発振部 130Aに接続する。

センサュニット 100Aは、第 1 4図に示すように、 2つの I Cチップ 170,180 と、矩形波状の導電.体パターン 140aと直線状の導電体バタン 140bとからな 'るアンテナ 140を 2枚のフィルム 190で挟み込むことにより構成されている。フィルム 150は、例えば幅（W 3 ) が 3 mm、長さ（L 3 ) が 1 6 mmのポリイミドフィルムからなり、下側のフィルム上にアンテナ 140が印刷形成されている。矩形波状の導電体パターン 140aと直線状の導電体パターン 140bはフイルム 150の長さ（L 3 ) 方向に延びるように配置されている。

一方の I Cチップ 170はエネルギー変換部 120を構成し、他方の I Cチップ 180は発振部 130Aと電子スィツチ 160を構成している。

発振部 130Aと電子スィツチ 160を構成している I Cチップ 180は、アンテナ 140と I Cチップ 170との間に配置され、これらの双方に接続されている。センサュニット 100aの電気系回路の具体的な一例を第 1 5図に示す。第 1 5図において、第 1実施形態におけるセンサュニット 100と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。第 3実施形態のセンサュニット 100A では、発振部 130Aにおいて電子スィツチ 134のオン ·オフ切り替え制御信号を電子スィツチ 160の切り替え制御信号として用いている。

即ち、制御回路 133は、エネルギ^ "変換部 120から出力される電圧が所定値以上の電圧、例えば 3 V以上の電圧になったときに、電子スィッチ 134をオフ状態からオン状態に切り替えてエネルギー変換部 120から発振回路 131と電力増幅回路 132に電力を供給すると共に、電子スィツチ 160を切り替えてアンテナ 140と電力增幅回路 132の出力とを接続する。

上記構成のセンサュニット 100Aを用いることにより、センサュュット 100 の形状を小型化することができる。 ' 次に、本発明の第 4実施形態を説明する。

第 1 6図は本発明の第 4実施形態におけるタイヤの歪み状態検出装置を示す構成図、第 1 7図はそのセンサュュットの電気系回路の一具体例を示す構成図である。図において、前述した第 1実施形態と同一構成部分は同一符号をもつて表しその説明を省略する。また、第 1実施形態と第 4実施形態との相違点は、センサュニット 100Bの発振部 130Bに変調回路 135と記憶回路 136を設けると共に、モニタ装置 200Bに 4つの輻射ユエット 210A〜210Dを設けたことでめる。

第 1 7図に示すように、センサュュット 100Bにおいて、変調回路 135は発振回路 131 と電力増幅回路 132 との間に接続されている。この変調回路 135 は、制御回路 133から入力した信号（識別情報を表す信号）によって変調回路 131から出力された搬送波を変調する。

• 記憶回路 136は、制御回路 133に接続され、各センサュニット 100Bに固有の識別情報を格納している。この識別情報は、センサユニット 100Bの製造時に格納される。

また、制御部 133は、発振部 130Bから電磁波を輻射するときに、記憶回路 136に格納されている識別情報を表す信号を変調回路 135に出力して、前記識別情報を表す信号によつて搬送波を変調し、この変調された電磁波を輻射する。従って、センサュエツト 100Bは、電磁波を輻射するときに自己に固有の識別情報を複数回送信する。

. 尚、タイヤ 300へのセンサユニット 100Bの埋設状態は、前述した舞台具体例と同じである。

一方、モニタ装置 200Bは 4つの輻射ュニット 210A〜210Dと、 1つの受波ュニット 220、 1つのモニタ装置本体 260から構成されている。

4つの輻射ュニット 210A〜210Dのそれぞれは、第 1実施形態における輻射ユニット 210 と同一の回路構成を有している。 4つの輻射ュュット 210A~ 210Dのそれぞれは、第 1 8図に示すように、各タイヤ 300毎にタイヤハウス 400に、第 1実施形態におけるモユタ装置 200の装着位置と同様の位置に設けられている。

また、モニタ装置 200Bの受波ユニット 220は、車両の各タイヤ 300のセンサュニット 100Bから輻射される電磁波を受信できる位置に配置されている。モニタ装置本体 260は、第 1 6図に示すように、制御部 230B、操作部 240、演算部 250Bによって構成されている。尚、本実施形態では、制御部 230B と演算部 250Bは 1つの C P U及びプログラムによって構成されている。

制御部 230Bは、第 1 9図及び第 2 0図のフローチャートに示すように、操作部 240から初期設定の指示を受けたときに（S l )、各輻射ユニット 210A~ 210D の発振部 212から所定時間 t 1 の間だけ電磁波を輻射させた後、所定時間 t 2の間、検波部 222を駆動して検出電圧 Voutを出力させる処理を、各輻射ユニット 210A〜210D 毎に順次時分割で複数回（Nstd) 繰り返す（S 2 ~ S I 2 )。これにより、演算部 250Bは、検出電圧 Voutの電圧値の変化に基づいて各タイヤ 300に埋設されている全てのセンサュニット 100Bの識別情報を検出し、検出した識別情報を各輻射ュニット 210A〜210D毎に記憶する。さらに、演算部 150Bは、各輻射ュニット 210A〜210D毎に基準電圧 Vstdを検出してこれを記憶する（S 1 3 )。

この後、制御部 230B は、上記と同様にして第 1乃至第 4の輻射ュニット 210A〜210Dからの電磁波の輻射と、受波ュニット 220を用いた電磁波の受波とを繰り返す。さらに、制御部 230Bは、演算部 250Bに対して、記憶している基準電圧 Vstdの値と検出電圧 Voutの値との差を算出させて、この値を輻射ユニット 210A〜210Dを表す情報に対応づけてこの情報と共にスタビリテエー制御装置などの上位装置に出力させる処理を繰り返す（S 1 4〜 S 2 5 )。上記構成においても、演算部 250Bから出力される基準電圧 Vstdの値と検出電圧 Voutの値との差の値は、第 1実施形態と同様にタイヤ 300の歪み状態に応じて変化する。従って、演算部 250Bから出力される各輻射ュニット 210A -210D毎の基準電圧 Vstdの値と検出電圧 Voutの値との差 (Vstd- Vout) の値は、タイヤ 300の歪み状態に応じて変化することになるので、この差（V std- Vout) の値によって各タイヤ 300の歪み状態を検出することができる。尚、上記実施形態は、トランクシヨンコントローノレ装置、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。

また、上記各実施形態の構成を組み合わせたり或いは一部の構成部分の入れ替えたりしたタイヤの歪み状態検出装置を構成してもよい。

また、上記実施形態では、主としてセンサュニット 100から輻射された電磁波の強度の変化によってタイャの歪み状態を検出したが、電磁波の位相の変化や周波数の変化によってタィャの歪み状態を検出するようにしても良いことは、上記実施形態によって明らかである。

また、上記実施形態では、前記第 1及び第 2周波数の双方を 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ィャ内の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、これらの第 1及び第 2周波数が異なる周波数であっても良い。これら第 1及び第 2周波数は設計時に適宜設定することが好ましい。また、これら第 1及び第 2周波数は、タイヤの歪みに応じて形状が変化し、輻射電磁波の共振周波数を変化させる導電体パターン 140aの形状や大きさによって、適宜設定して良いことは言うまでもない。

また、タイヤの歪みに応じて形状が変化して輻射電磁波の共振周波数を変化させる導電体パターン 140aの形状や大きさは、上記実施形態では矩形波状としたが、これに限定されないことは当業者であれば前述した実施形態の内容から十分に理解できるであろう。

また、タイヤのサイドウオールにセンサュニット 100を埋設しても、上記と同様の効果を得ることができることは言うまでもないことである。

また、上記実施形態では、車両に装着された複数のタイヤの歪み状態を所定の順番で検出するようにした。し力し、予め設定された順番で検出を行う場合、タイヤの回転数によっては各タイヤの一部の領域の歪み状態を検出できないことが生じる可能性も多少ある。これを回避するために、各タイヤの歪み状態をランダムに検出するようにしても良い。

また、上記実施形態では、センサュニット 100において導電体パターン 140a を電磁波輻射用のアンテナとして用いたが、電磁波輻射用のアンテナを別に設けるか或いはアンテナ 110 を輻射及ぴ受波用として用いて、導電体パターン 140aを発振回路 131 の発振周波数を決定するインダクタとして用いても上記と同様の効果を得ることができる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、スタビ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壊も低減可能であり、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タイヤ内に埋設され且つタイヤの歪みに応じて形状が変化する導電体パターンを有する複数のセンサュニットと、車両のタイヤハウスに設けられた輻射ユニットを有するモニタ装置とを用いたタイヤの歪み状態検出方法であって、

前記輻射ュニットから前記センサュニットへ向けて第 1周波数の電磁波を輻射し、

前記第 1周波数の電磁波を受けた前記センサュニットは、前記第 1周波数の電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換して、該電気エネルギーによって電磁波輻射手段を駆動し、

前記電磁波輻射手段は、前記導電体パターンの歪みに応じて第 2周波数を基本周波数として該第 2周波数を含む所定幅の周波数帯で共振周波数を変化させ ' て電磁波を輻射し、

前記モニタ装置は、前記センサユニットの電磁波輻射手段から輻射された電磁波を受波し、該受波した電磁波の強度、位相、周波数のうちの少なくとも 1 つを検出し、該検出結果と、前記記憶しているタイヤに歪みの生じていないときの検出結果とを比較することにより、前記タイヤの歪み状態を検出することを特徴とするタィャの歪み状態検出方法。

2 . 前記輻射ユニットは該輻射ユニットが装着されている位置から所定距離内に存在する前記タイャ内の 1つ以上のセンサュュットに対して電磁波を輻射する

ことを特徴とする請求項 1に記載のタイヤの歪み状態検出方法。

3 . 前記タイヤハウスの異なる 2つ以上の位置にそれぞれ設けられた前記輻射ュニットから時分割で電磁波の輻射を行う

ことを特徴とする請求項 2に記載のタィャの歪み状態検出方法。

4 . 前記第 1周波数と前記第 2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 1に記載のタィャの歪み状態検出方法。

5 . 前記センサユニットは、前記電磁波によって当該センサユニットに固有の '識別情報を送信し、前記モニタ装置は、前記センサュニットから受信した識別情報に基づいて、前記センサュニットを特定する

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。

6 . 車両走行中におけるタィャの歪み状態を検出するタィャ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タイヤ内に埋設されている複数のセンサュニットと、車両のタイヤハウスに設けられた輻射ユエットを含むモニタ装置とからなり、

前記センサュニットは、

- 所定面積の可撓性及び電気的絶縁性を有するシートの面上に設けられた所定形状の導電体パターンと、

前記輻射ユエットから輻射された第 1周波数の電磁波を受波して該電磁波の高周波エネルギーを電気エネルギーに変換する手段と、

前記電気エネルギーによつて動作すると共に前記導電体パターンに接続され、前記導電体パターンの形状の歪みに応じて第 2周波数を基本周波数として該第 2周波数を含む所定幅の周波数帯で共振周波数を変化させて電磁波を輻射する手段とを備え、

前記モニタ装置は、

前記輻射ュニットから第 1周波数の電磁波を前記センサュニットへ向けて輻射する手段と、

前記センサュニットから輻射された電磁波を受波する手段と、

前記受波した電磁波の強度、位相、周波数のうちの少なくとも 1つを検出する手段と、

前記タィャに歪みが生じていないときの検出結果を記憶する手段と、前記検出結果と、前記タイヤに歪みの生じていないときの検出結果とを比較することにより、前記タイヤ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ヤの歪み状態検出装置。

7 . 前記導電体パターンの少なくとも一部が矩形波形状をなしていることを特 '徴とする請求項 6に記載のタィャの歪み状態検出装置。

8 . 前記第 1周波数と前記第 2周波数の双方が 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 6に記載のタィャの歪み状態検出装置。

9 · 前記第 1周波数と前記第 2周波数が同一周波数に設定されており、前記モニタ装置は、前記第 1周波数の電磁波の輻射と、前記センサユニット力ら輻射された電磁波の受波とを交互に繰り返して行う手段を備えていることを特徴とする請求項 6に記載のタィャの歪み状態検出装置。

.1 0 . 前記モニタ装置は、前記タイヤハウスの異なる 2つ以上の位置にそれぞれ設けられた複数の輻射ュニットを備え、各輻射ュニットから時分割で電磁波の輻射を行う手段を有し、

各輻射ュニットは該輻射ュニットが装着されている位置から所定距離内に存在する前記タイヤ内の 1つ以上のセンサュニットに電磁波を輻射する

1 1 . 前記センサュュットは、前記導電体パターンをアンテナとして、前記第 1周波数の電磁波の受波に用いるか又は前記第 2周波数の電磁波の輻射に用いるかを切り替える手段を有する

ことを特徴とする請求項 6に記載のタイヤの歪み状態検出装置。

1 2 . 前記センサユニットは、当該センサユニットに固有の識別情報を格納する手段と、

前記格納されている識別情報を前記電磁波によって送信する手段とを備え、前記モニタ装置は、前記センサユニットから送信された前記識別情報を受信する手段と、

前記受信した識別情報に基づいて、前記センサユニットを特定する手段とを備えている

1 3 . タイヤの周方向に所定の間隔をあけてタイヤ内に埋設された複数のセンサュニットと、車両のタイヤハウスに設けられた輻射ュニットを有するモニタ装置とを備えたタイャの歪み状態検出装置の前記センサュ二ットであって、所定面積の可撓性及び電気的絶縁性を有するシートの面上に設けられた所定形状の導電体パターンと、

前記輻射ュニットから輻射された第 1周波数の電磁波を受波して該電磁波の高周波エネルギーを電気エネルギーに変換する手段と、

前記電気エネルギーによって動作すると共に前記導電体パターンに接続され、前記導電体パターンの形状の歪みに応じて第 2周波数を基本周波数として該第 2周波数を含む所定幅の周波数帯で共振周波数を変化させて電磁波を輻射する手段とを備えている

ことを特徴とするセンサユニット。

1 4 . 前記導電体パターンの少なくとも一部が矩形波形状をなしていることを特徴とする請求項 1 3に記載のセンサュニット。

1 5 . 前記第 1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 1 3に記載のセンサュニット。

1 6 . 前記導電体パターンをアンテナとして、前記第 1周波数の電磁波の受波に用いるか又は前記第 2周波数の電磁波の輻射に用いるかを切り替える手段を有する

ことを特徴とする請求項 1 3に記載のセンサユニット。

1 7 . 当該センサュュットに固有の識別情報を格納する手段と、

前記格納されている識別情報を前記電磁波によって送信する手段とを備えている

ことを特徴とする請求項 1 3に記載のセンサユニット。

1 8 . 所定面積の可撓性及び電気的絶縁性を有するシートの面上に設けられた所定形状の導電体パターンと、

モニタ装置から輻射された第 1周波数の電磁波を受波して該電磁波の高周波エネルギーを電気エネルギーに変換する手段と、

前記電気エネルギーによって動作すると共に前記導電体パターンに接続され、前記導電体パタ一ンの形状の歪みに応じて第 2周波数を基本周波数として該第 2周波数を含む所定幅の周波数帯で共振周波数を変化させて電磁波を輻射する手段とを備えているセンサュニットが、

タイヤの周方向に所定の間隔をあけてタイヤ内に複数埋設されていることを特徴とするタイヤ。

1 9 . 前記導電体パターンの少なくとも一部が矩形波形状をなしていることを特徴とする請求項 1 8に記載のタイヤ。

.2 0 . 前記第 1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 1 8に記載のタイヤ。

2 1 . 前記複数のセンサュニットのそれぞれがタイヤ内の同一層に配置されている

ことを特徴とする請求項 1 8に記載のタイヤ。

2 2 . 少なくとも 4つ以上の前記センサュニットが等間隔を開けて埋設されている

ことを特徴とする請求項 1 8に記載のタイヤ。