(57)【要約】【課題】タイヤの異常を的確に判定する技術を提供する。【解決手段】車両１０は、４輪のタイヤ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄと、車体１２を備える。タイヤ２０には、それぞれ、タイヤ２０の異常を判定するタイヤ異常判定装置３０と、判定結果を車体１２に送信する送信機４０と、送信用のアンテナ５０とが設けられる。車体１２には、それぞれのタイヤ２０から判定結果を受信する受信機６２と、受信用のアンテナ６０と、車両１０を統括的に制御するＥＣＵ６４と、判定結果をユーザに知らせるためのブザー７０および警告ランプ７２とが設けられる。タイヤ異常判定装置３０は、タイヤ内部の層状構成部の状態変化を検出する検出手段と、検出手段から検出結果を取得し、その検出結果に基づいて層状構成部の異常を判定する判定手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの外表面を形成する外皮の内側に層状に配置され、タイヤの骨格を構成する層状構成部の状態変化を検出する検出手段と、
前記検出手段から検出結果を取得し、その検出結果に基づいて前記層状構成部の異常を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とするタイヤ異常判定装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記タイヤのサイドウォール部の変形量を検出し、
前記判定手段は、前記変形量が所定量を超えたときに、前記層状構成部に異常が発生したと判定することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ異常検出装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記層状構成部の近傍に設けられた、前記サイドウォール部の変形量を電気的に検出する検出素子を含むことを特徴とする請求項２に記載のタイヤ異常判定装置。
【請求項４】
前記検出素子は、前記タイヤの空気室内のサイドウォール部に、タイヤの半径方向に並んで複数配置された電極であり、
前記判定手段は、前記電極間の電流の変化に基づいて前記層状構成部の異常を判定することを特徴とする請求項３に記載のタイヤ異常判定装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記層状構成部の構造の連続性の変化を検出し、
前記判定手段は、前記層状構成部の構造の連続性が変化したときに、前記層状構成部に異常が発生したと判定することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ異常判定装置。
【請求項６】
前記検出手段は、前記層状構成部の近傍に設けられた、前記層状構成部の構造の連続性を電気的に検出する検出素子を含むことを特徴とする請求項５に記載のタイヤ異常判定装置。
【請求項７】
前記検出素子は、抵抗素子であり、
前記判定手段は、前記抵抗素子の抵抗値の変化に基づいて前記層状構成部の異常を判定することを特徴とする請求項６に記載のタイヤ異常判定装置。
【請求項８】
複数の前記検出素子を含み、
前記判定手段は、複数の前記検出素子の導通状態を個別に検出し、異常が検出された検出素子の組合せから前記層状構成部の異常の発生位置を判定することを特徴とする請求項６又は７に記載のタイヤ異常判定装置。
【請求項９】
前記検出素子は、前記層状構成部のトレッド部とサイドウォール部に配置され、
前記判定手段は、前記トレッド部と前記サイドウォール部の前記検出素子の導通状態を個別に検出し、前記トレッド部と前記サイドウォール部のいずれの位置で前記層状構成部に異常が発生したかを判定することを特徴とする請求項６又は７に記載のタイヤ異常判定装置。
【請求項１０】
前記検出素子は、前記層状構成部に異常が発生する程度の変形が生じたときには導通状態に異常を発生し、前記層状構成部に異常が発生しない程度の変形が生じたときには導通状態に異常を発生しない程度の伸縮性を有することを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載のタイヤ異常判定装置。
【請求項１１】
前記検出素子は、波状の構造を有することを特徴とすることを特徴とする請求項６から１０のいずれかに記載のタイヤ異常判定装置。
【請求項１２】
前記判定手段が、前記層状構成部に異常が発生したと判定したときに、警告を発する警告手段をさらに備え、
前記警告手段は、前記判定手段により判定された前記層状構成部の異常の発生位置に応じて警告の内容を変更することを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載のタイヤ異常判定装置。
【請求項１３】
前記検出手段は、前記層状構成部が前記層状構成部の面に平行な方向に働く力を検出し、
前記判定手段は、前記力が所定量を超えたときに、前記層状構成部に異常が発生したと判定することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ異常判定装置。
【請求項１４】
タイヤの外表面を形成する外皮の内側に層状に配置され、タイヤの骨格を構成する層状構成部と、
前記層状構成部の構造の連続性を電気的に検出するために、前記層状構成部の近傍に格子状に配置された複数の検出手段と、
を備えることを特徴とするタイヤ。
【請求項１５】
前記検出手段は導通体であり、
複数の前記導通体の端子を集約する集約手段をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの異常を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両を安全に走行させるためには、タイヤの状態を正常に保つことが必要不可欠である。タイヤに異常が発生したときには、それを的確に検出し、適切な処置を講ずる必要がある。従来、タイヤの異常を検出する技術として、たとえば、特許文献１には、タイヤの空気室内のトレッド部側とリム部側にそれぞれ電極を設け、電極間の距離に応じて変動する静電容量をもとに、タイヤの歪みを検出する技術が提案されている。
【特許文献１】特開平７−８１３３７号公報
【特許文献２】特開平７−８１３４１号公報
【特許文献３】特開平９−１９３６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の特許文献に記載された技術によれば、タイヤの空気圧低下や、急激な異常変形を検出することができるが、タイヤのカーカスやインナーライナーなどにおける部分的な塑性変形のようなタイヤ内部の異常を検出することができない。路上の縁石や、キャッツアイと呼ばれる道路中央線などの路面に埋設された安全鋲をタイヤが踏んだときに、急激な異常変形には至らないまでも、カーカスなどのタイヤ内部の層状構成部が損傷して、タイヤのサイドウォール部に膨れ（バルジ）が発生することがある。急激な異常変形に至った場合は、ユーザが異常に気づく可能性が高く、また、上述した技術により異常を検出することができるが、急激な異常変形に至らずにタイヤ内部に異常が発生した場合は、ユーザが目視しても異常に気づかない可能性がある。
【０００４】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイヤの異常を的確に検出する技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は、タイヤ異常判定装置を提供する。このタイヤ異常判定装置は、タイヤの外表面を形成する外皮の内側に層状に配置され、タイヤの骨格を構成する層状構成部の状態変化を検出する検出手段と、検出手段から検出結果を取得し、その検出結果に基づいて層状構成部の異常を判定する判定手段と、を備える。層状構成部には、たとえば、空気室を形成するインナーライナー、インナーライナーの外側に配置され、ゴムで被覆された繊維やスチールなどにより構成されたカーカスなどがある。タイヤ内部を構成する層状構成部の状態変化を検出することにより、カーカスの損傷など、外観から判別しにくい内部の異常を的確に判定することができる。
【０００６】
検出手段は、タイヤのサイドウォール部の変形量を検出し、判定手段は、変形量が所定量を超えたときに、層状構成部に異常が発生したと判定してもよい。検出手段は、層状構成部の近傍に設けられた、サイドウォール部の変形量を電気的に検出する検出素子を含んでもよい。検出素子は、タイヤの空気室内のサイドウォール部に、タイヤの半径方向に並んで複数配置された電極であり、判定手段は、電極間の電流の変化に基づいて層状構成部の異常を判定してもよい。たとえば、サイドウォール部の屈曲しやすい部位の内面に、その部位を挟んで複数の電極を配置し、サイドウォール部が屈曲して電極間のショートが発生したときに、層状構成部に異常が発生したと判定してもよい。
【０００７】
検出手段は、層状構成部の構造の連続性の変化を検出し、判定手段は、層状構成部の構造の連続性が変化したときに、層状構成部に異常が発生したと判定してもよい。連続性の変化とは、たとえば、伸張、収縮、破断などを含む。検出手段は、層状構成部の近傍に設けられた、層状構成部の構造の連続性を電気的に検出する検出素子を含んでもよい。検出素子は、層状構成部の内部に設けられてもよい。検出素子は、抵抗素子であり、判定手段は、抵抗素子の抵抗値の変化に基づいて層状構成部の異常を判定してもよい。たとえば、層状構成部に沿って抵抗素子を配置し、抵抗素子の伸縮または破断などにより抵抗値が変化したときに、層状構成部が損傷したと判定してもよい。
【０００８】
タイヤ異常判定装置は、複数の前記検出素子を含んでもよく、前記判定手段は、複数の前記検出素子の導通状態を個別に検出し、異常が検出された検出素子の組合せから前記層状構成部の異常の発生位置を判定してもよい。例えば、複数の検出素子の導通状態に異常が発生したときに、それらの交点の位置において、層状構成部に異常が発生したと判定してもよい。これにより、異常の発生位置を容易かつ正確に特定することができ、適切な対応をドライバなどに促すことができる。
【０００９】
前記検出素子は、前記層状構成部のトレッド部とサイドウォール部に配置され、前記判定手段は、前記トレッド部と前記サイドウォール部の前記検出素子の導通状態を個別に検出し、前記トレッド部と前記サイドウォール部のいずれの位置で前記層状構成部に異常が発生したかを判定してもよい。トレッド部における異常は修理が可能な場合が多いが、サイドウォール部における異常は修理が不可能で交換を要する場合が多いので、いずれの位置で異常が発生したかを特定することにより、適切な対応をドライバなどに促すことができる。
【００１０】
前記検出素子は、前記層状構成部に異常が発生する程度の変形が生じたときには導通状態に異常を発生し、前記層状構成部に異常が発生しない程度の変形が生じたときには導通状態に異常を発生しない程度の伸縮性を有してもよい。これにより、層状構成部の異常を的確に判定することができる。
【００１１】
前記検出素子は、波状の構造を有してもよい。これにより、検出素子に適度な伸縮性を与えることができるとともに、層状構成部のより広い面積をカバーし、層状構成部の異常を的確に検出することができる。
【００１２】
前記判定手段が、前記層状構成部に異常が発生したと判定したときに、警告を発する警告手段をさらに備え、前記警告手段は、前記判定手段により判定された前記層状構成部の異常の発生位置に応じて警告の内容を変更してもよい。例えば、トレッド部において異常が発生したときは、ドライバに修理を促す警告を発し、サイドウォール部において異常が発生したときは、ドライバに交換を促す警告を発してもよい。これにより、適切な対応をドライバなどに促すことができる。
【００１３】
検出手段は、層状構成部が層状構成部の面に平行な方向に働く力を検出し、判定手段は、引っ張られる力が所定量を超えたときに、層状構成部に異常が発生したと判定してもよい。
【００１４】
本発明の別の態様は、タイヤに関する。このタイヤは、タイヤの外表面を形成する外皮の内側に層状に配置され、タイヤの骨格を構成する層状構成部と、前記層状構成部の構造の連続性を電気的に検出するために、前記層状構成部の近傍に格子状に配置された複数の検出手段と、を備えることを特徴とする。前記検出手段は導通体であってもよく、タイヤ、複数の前記導通体の端子を集約する集約手段をさらに備えてもよい。これにより、導通体の導通状態を容易に検出することができ、タイヤの異常と異常の発生位置を特定することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、タイヤの異常を的確に判定する技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係るタイヤ異常判定装置を備えた車両１０の全体構成を示す。車両１０は、４輪のタイヤ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄと、車体１２を備える。タイヤ２０には、それぞれ、タイヤ２０の異常を判定するタイヤ異常判定装置３０と、判定結果を車体１２に送信する送信機４０と、送信用のアンテナ５０とが設けられる。車体１２には、それぞれのタイヤ２０から判定結果を受信する受信機６２と、受信用のアンテナ６０と、車両１０を統括的に制御する電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と表記する）６４と、判定結果をユーザに知らせるためのブザー７０および警告ランプ７２とが設けられる。
【００１７】
タイヤ異常判定装置３０は、タイヤの外皮の内側に層状に配置され、タイヤの骨格を構成する層状構成部の状態変化を検出する検出手段と、検出手段から検出結果を取得し、その検出結果に基づいて層状構成部の異常を判定する判定手段と、を備え、タイヤ２０に異常が発生したか否かを判定し、判定結果を送信機４０により車体１２側に送信する。ＥＣＵ６４は、各タイヤ２０のタイヤ異常判定装置３０から判定結果を受信し、異常が発生した旨の判定結果であった場合は、ブザー７０および警告ランプ７２によりユーザに警報を発する。ＥＣＵ６４は、図示しないナビゲーションシステムの表示部などに警告を表示してもよい。ＥＣＵ６４は、タイヤ異常判定装置３０から異常が発生した旨の判定結果を受信したときに、車速を低下させるよう他の構成を制御してもよい。ＥＣＵ６４は、異常が発生したタイヤ２０の部位、異常が発生した日時、異常の種別などの情報を記憶してもよい。これにより、ユーザがディーラーなどに修理を依頼したときに、ディーラーがダイアグツールなどにより的確に異常の内容を把握し、適切に対処することができる。
【００１８】
図２は、本実施の形態のタイヤ２０の断面を示し、図３は、本実施の形態のタイヤ２０の内側の側面を示す。タイヤ２０のサイドウォール部２４の、スチールベルト２２とビードフィラー２６の間の空気室側の側面に、タイヤ２０の半径方向に並んで同心円状に、サイドウォール部２４の変形量を検出するための帯状の電極３１および３２が設けられている。電極３１および３２は、タイヤ２０が路上の障害物などに乗り上げたときに屈曲しやすい部位を挟んで上下に設けられる。すなわち、電極３１は、ビードフィラー２６の上端部からスチールベルト２２の端部（バッドレス部）までの範囲に、電極３２は、ビードの中心からビードフィラー２６の上端部までの範囲に設けられることが望ましい。
【００１９】
図４は、タイヤ２０が路上の障害物に乗り上げたときの様子を示す。タイヤ２０は、サイドウォール部２４において屈曲し、変形している。本発明者らは、サイドウォール部２４のインナー部が押し曲げられたときに発生する過大な引っ張り応力により、カーカスやインナーライナーなどの層状構成部が損傷する可能性があることを実験により確認している。そのため、タイヤ異常判定装置３０は、サイドウォール部２４が大きく変形したときに、層状構成部に異常が発生したと判定して、送信機４０を介して車体１２側に通知する。
【００２０】
図４に示すように、タイヤ２０が障害物を踏んでサイドウォール部２４が屈曲したとき、屈曲部位を挟んで上下に設けられた電極３１および３２が接触する。したがって、電極３１および３２に通電してショートの有無を確認することにより、サイドウォール部２４の異常な変形を検出することができる。この場合、電極３１および３２が接触するときのサイドウォール部２４の変形量が、層状構成部の異常を判定するためのしきい値となる。電極３１および３２は、サイドウォール部２４が屈曲したときに互いに接触するように、インナーライナーよりも内側、すなわち最内面に設けられる。
【００２１】
判定部３３は、常時、または所定のタイミングで、図示しない電源から電極３１および３２に電流を流し、電極間にショートが発生しているか否かを検出する。電極間にショートが発生していれば、判定部３３は、サイドウォール部２４の所定量を超えた変形により、層状構成部に異常が発生したと判定する。判定部３３および送信機４０は、チップとして設けられてもよく、このチップは、タイヤの内側面または外側面に貼り付けられてもよいし、ホイールの内部に設けられてもよいし、後述するように、タイヤバルブに設けられてもよい。
【００２２】
以上、説明したように、本実施の形態によれば、タイヤ内部の層状構成部の状態変化を的確に検出し、異常を判定することができる。また、サイドウォール部２４に急激な異常変形が起こった場合にも、空気圧変化が起こる前に検出して警報することができるので、早期に警報することが可能となる。本実施の形態の構成の別の利用法として、冷間時に電極３１および３２に電流を流すことにより、タイヤ２０を暖めるために利用してもよい。
【００２３】
上述の例では、２つの電極３１および３２を設けたが、別の例では、３以上の電極を設けてもよい。また、上述の例では、電極間のショートを検出したが、別の例では、電極間の静電容量の変化を検出してもよい。これにより、サイドウォール部２４の変形量をより高い精度で検出することができる。
【００２４】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、歪ゲージを用いて、タイヤ内部の層状構成部が層状構成部の表面に平行な方向に働く力を検出し、その力の大きさに基づいて層状構成部の異常を判定する。本実施の形態の車両１０の全体構成は、図１に示した第１の実施の形態の車両１０の全体構成と同様である。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００２５】
図５は、本実施の形態のタイヤ２０の断面を示し、図６は、本実施の形態のタイヤ２０の内側の側面を示す。タイヤ２０が路上の障害物に乗り上げたときに、サイドウォール部２４の屈曲しやすい部位の空気室側の側面、すなわちインナーライナー２７の表面に、ラジアル方向の歪を検出する歪ゲージ３４が設けられている。歪ゲージ３４は、図６に示すように、カーカスコードの配列に沿って設けられる。歪ゲージ３４の配置位置は、カーカスコードの配列のパターンによって決定されてもよい。
【００２６】
図７は、歪ゲージ３４が出力する引っ張り応力の時間推移の例を示す。判定部３３は、歪ゲージ３４の出力を監視し、カーカス２８における引っ張り応力が所定のしきい値を超えたときに、層状構成部に異常が発生したと判定する。図７の例では、時刻ｔ１からｔ２の間に、引っ張り応力がしきい値を超えており、層状構成部が損傷した可能性があるので、判定部３３は層状構成部に異常が発生したと判定する。しきい値は、カーカス２８の材質やプライ数などに基づいて決定される。
【００２７】
以上、説明したように、本実施の形態によっても、タイヤ内部の層状構成部の状態変化を的確に検出し、異常を判定することができる。
【００２８】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態では、抵抗素子をタイヤ内部の層状構成部の近傍に配置し、抵抗値の変化に基づいて、タイヤ内部の層状構成部の構造の連続性の変化を検出し、層状構成部の異常を判定する。本実施の形態の車両１０の全体構成は、図１に示した第１の実施の形態の車両１０の全体構成と同様である。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００２９】
図８は、本実施の形態のタイヤ２０の断面を示す。タイヤ２０の空気室側の側面に、複数の抵抗素子を含む回路を内包するシート３５が設けられている。シート３５は、タイヤ２０の空気室側側面に貼り付けられてもよい。タイヤ２０の製造工程で、タイヤ２０のインナーライナーにシート３５を貼り付けてもよいし、インナーライナーやカーカスなどの層状構成部の内部に回路を埋め込んでもよい。本実施の形態では、図９に示すように、判定部３３および送信機４０が、タイヤバルブ３６に備え付けられる。シート３５の回路と判定部３３とはバルブ穴を通して結線され、タイヤバルブ３６をホイールに締め付けることで接点の導通をとる。なお、第１の実施の形態および第２の実施の形態に示したタイヤ異常判定装置３０を備える車両１０においても、図９に示した例と同様に、判定部３３、送信機４０などの構成をタイヤバルブ３６に備え付けてもよい。
【００３０】
図１０は、シート３５の構造を示す。シート３５はゴムなどの素材により構成されており、内部に、並列に接続された複数の抵抗素子を含む回路が設けられている。タイヤ２０の異常な変形により、タイヤ２０の内部の層状構成部が損傷を受けたとき、損傷部位の近傍の抵抗素子も断線する可能性が高い。このとき、回路全体の抵抗値が増加するので、端子間の電圧が低下する。したがって、端子間の電圧を測定することにより、層状構成部の異常を判定することができる。
【００３１】
図１０に示した例のように、１０個の同じ抵抗値を有する抵抗素子を並列に接続する場合、１つの抵抗素子の断線による回路全体の抵抗値の変化は１０％程度となり、十分検出が可能である。より多数の部位において層状構成部の状態を検出するために、より多数の抵抗素子を設ける場合は、たとえば、１０個程度の抵抗素子を並列に接続した回路を含むシート３５を、複数枚設けてもよい。
【００３２】
図１１は、シート３５と判定部３３との結線方法の他の構成例を示す。図１１に示すように、シート３５の回路と判定部３３との結線は、タイヤビード部を経由して、ホイールの外側からタイヤバルブ３６へ配線される構成としてもよい。
【００３３】
図１２は、本実施の形態における異常判定方法の手順を示すフローチャートである。まず、判定部３３は、図示しないタイマを監視し、所定時間が経過して判定のタイミングが到来するまで待機する（Ｓ１０のＮ）。判定のタイミングが到来すると（Ｓ１０のＹ）、判定部３３は、図示しない電源からシート３５の回路に給電し（Ｓ１２）、端子間の電圧から抵抗値を検出する（Ｓ１４）。電圧が検出されると、給電をオフし（Ｓ１６）、タイマをリセットしておく（Ｓ１８）。検出した抵抗値が所定値より大きい場合は（Ｓ２０のＹ）、判定部３３は、シート３５内の抵抗素子の一部が断線したと判断し、層状構成部に異常が発生したと判定して異常信号を出力する（Ｓ２２）。このとき、タイヤ異常判定装置３０は、判定結果を送信機４０により車体１２側に送信する（Ｓ２３）。判定結果は、所定のタイミングで送信されてもよいが、異常を検知したときは、直ちに車体１２側へ送信するのが好ましい。検出した抵抗値が所定値より小さい場合は（Ｓ２０のＮ）、判定部３３は、層状構成部が正常であると判定して正常信号を出力する（Ｓ２４）。タイヤ２０の状態の監視を継続する場合は（Ｓ２６のＮ）、Ｓ１０に戻り、イグニションオフなどによりタイヤ２０の状態の監視を終了するまで、上述の手順が繰り返される。
【００３４】
第１の実施の形態および第２の実施の形態で説明した異常判定方法においても、上述した図１２のフローチャートと同様に、所定のタイミングが到来したときに判定を行ってもよい。これにより、消費電力を節減することができる。十分な電力を確保できる場合は、常時通電してタイヤの状態を監視してもよい。
【００３５】
判定結果は、所定の間隔で車体１２側に送信してもよいし、異常な判定結果が出たときに送信してもよい。所定の間隔で判定結果を送信している場合に、異常な判定結果が出たとき、通常の送信間隔を無視して強制的に異常判定結果を送信してもよい。車体１２側からタイヤ異常判定装置３０に判定結果の送信命令を出し、タイヤ異常判定装置３０が送信命令に応じて判定結果を送信してもよい。判定のタイミングと判定結果の送信のタイミングが異なる場合は、前回の送信以降の判定結果をメモリなどに保持しておき、送信のタイミングが到来したときに、メモリから判定結果を読み出して送信してもよい。
【００３６】
図１３は、シート３５内の回路構成の別の例を示す。図１３に示す例では、シート内に設けられた抵抗素子が直列に接続されている。この回路によれば、いずれかの抵抗素子が破断すると、回路に電流が流れなくなるので、異常の検出が容易である。
【００３７】
図１４は、シート３５内の回路構成のさらに別の例を示す。図１４に示す例では、それぞれの抵抗素子が１個ずつ独立に設けられている。この回路によれば、いずれかの抵抗素子が破断すると、その抵抗素子を含む回路に電流が流れなくなるので、異常の検出が容易であり、かつ、異常が発生した部位を特定することが可能である。このように、シート３５内の回路内に設けられる抵抗素子は、並列、直列、独立、または、それらを組み合わせて接続されてもよい。
【００３８】
シート３５は、導電性ゴムや加圧導電ゴムなどにより構成されてもよい。損傷部位を特定するために、複数の独立した導電性ゴムを配置してもよい。カーカスを被覆するゴムを導電性ゴムにより構成し、カーカスが損傷したときに導電性ゴムも破断することを利用して、導電性ゴムの通電状態からカーカスの損傷を検出してもよい。伸縮により抵抗値が増減する抵抗素子を利用して、タイヤ内部の伸縮状態を検出してもよい。
【００３９】
本実施の形態の構成の別の利用法として、抵抗素子の抵抗値の温度特性を用いて、抵抗値からタイヤの温度を推定してもよい。このとき、通常走行時のタイヤの温度上昇を考慮して補正する必要がある。通常走行時の温度上昇分は、積載量や走行時間などを考慮して決定される。抵抗素子を独立に設けている場合、局所的な温度を推定することもできる。このように、タイヤの温度を推定することにより、タイヤの損傷を未然に防止することができる。
【００４０】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態でも、第３の実施の形態と同様に、抵抗素子又は導通体をタイヤ内部の層状構成部の近傍に配置し、抵抗値や電流値などの変化に基づいて、タイヤ内部の層状構成部の構造の連続性の変化を検出し、層状構成部の異常を判定する。本実施の形態では、導通体の配置方法を工夫し、異常が発生した位置を特定可能とする技術を提案する。タイヤの層状構成部の損傷位置は、外部から目視で確認できない場合が多いが、本実施の形態の技術によれば、損傷位置を特定することができるので、例えば、特別な知識を有しないドライバであっても、危険度を理解し、修理や交換等の適切な対応をとることができる。
【００４１】
本実施の形態の車両１０の全体構成は、図１に示した第１の実施の形態の車両１０の全体構成と同様である。以下、第１から第３の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００４２】
図１５（ａ）（ｂ）は、タイヤ２０内部の層状構成部に導通体３７を格子状に配置した例を示す。導通体３７は、タイヤ２０の層状構成部の表面に設けられてもよいし、内部に設けられてもよい。図１５（ａ）は、タイヤ２０の内側の側面図であり、図１５（ｂ）は、タイヤ２０の内側の正面図である。それぞれの導通体３７は、他の導通体３７と電気的に接触しないよう絶縁されており、それぞれの導通体３７を流れる電流が個別に観測される。
【００４３】
タイヤバルブ３６内などに設けられた判定部３３は、図示しない電源から導通体３７のそれぞれに電流を供給し、両端の端子間の電圧を測定する。測定を容易とするために、全ての導通体３７の両端の端子は、判定部３３が設けられた位置、例えばタイヤバルブ３６へ配線されてもよい。タイヤ２０の異常変形などに伴って、導通体３７が損傷又は破断すると、損傷を受けた導通体３７の端子間の電圧が変化するので、異常の発生を検知することができる。判定部３３は、異常が認められた導通体３７の組合せにより、異常が発生した位置を特定する。
【００４４】
例えば、導通体３７ｃ及び３７ｚに異常が認められたとき、導通体３７ｃ及び３７ｚの交点の位置３９付近で、導通体３７ｃ及び３７ｚが損傷又は破断したと推測することができるので、タイヤ２０の層状構成部にも、この位置３９付近で異常が発生したと推測される。このように、格子状に導通体３７を配置することで、異常が発生した位置を容易かつ正確に特定することができ、異常の発生位置に応じて適切な処置を講じることができる。
【００４５】
判定部３３による判定結果は、第１から第３の実施の形態で説明したように、所定のタイミングで送信機４０から車体１２側へ送信されてもよい。また、判定部３３は、導通体３７の端子間電圧の測定結果のみを車体１２側へ送信し、ＥＣＵ６４が異常の発生部位を特定してもよい。
【００４６】
ＥＣＵ６４は、異常が発生した部位に応じて、警告の種別を決定してもよい。例えば、タイヤ２０のトレッド部で異常が発生した場合は、修理が可能な場合が多いので、ＥＣＵ６４は、タイヤ２０のトレッド部で異常が発生した旨と、修理を勧める警告を、警告ランプ７２などによりドライバへ与えてもよい。このとき、ＥＣＵ６４は、異常の発生部位、すなわち修理を要する部位を、図示しない表示装置などにより表示してもよい。また、タイヤ２０のサイドウォール部で異常が発生した場合は、修理が不可能で、タイヤ２０の交換を要する場合が多いので、ＥＣＵ６４は、タイヤ２０のサイドウォール部で異常が発生した旨と、タイヤ２０の交換を勧める警告を、警告ランプ７２などによりドライバへ与えてもよい。ＥＣＵ６４は、サイドウォール部における損傷が発生した場合に、より強い警告をドライバに与えてもよく、例えば、トレッド部における損傷の場合は、警告ランプ７２を点滅させ、サイドウォール部における損傷の場合は、警告ランプ７２を点灯させるとともに、ブザー７０を鳴らすなどして、ドライバの注意を喚起してもよい。このとき、ＥＣＵ６４は、さらに、車速を減少させるなどの安全のための制御を行ってもよい。ＥＣＵ６４が警告の種別を決定するとき、ベルトの有無を基準とすることが望ましい。例えば、ベルトがある部分において異常が発生したときは、修理可能と判断して修理を勧める警告を発し、ベルトがない部分において異常が発生したときは、修理不可能と判断して交換を勧める警告を発してもよい。
【００４７】
判定部３３は、測定結果又は判定結果を内部のメモリに蓄積しておき、ダイヤグツールなどでメモリから読み出せるようにしてもよい。さらに別の例では、判定部３３、送信機４０などはタイヤ２０に設けられなくてもよく、外部からテスタなどにより、直接導通体３７の導通状態を観測可能としてもよい。この場合、観測を容易とするために、導通体３７の端子をタイヤバルブ３６などの位置において集約手段の一例であるカプラなどで集約してもよい。導通体３７の導通状態を観測する装置をディーラーやガソリンスタンドなどに常備し、又は、ドライバに販売することで、簡易な構成によりタイヤ２０の異常と異常の発生位置を的確に検出することができる。
【００４８】
図１６（ａ）（ｂ）は、導通体３７の構造の例を示す。図１６（ａ）に示すように、導通体３７は、波状の構造を有してもよい。これにより、より広い面積をカバーすることができるので、タイヤ２０の層状構成部の異常をより的確に検出することができる。また、導通体３７を波状に配線することにより、適切な伸縮性を導通体３７に与えることができる。導通体３７は、タイヤ２０の層状構成部に異常が発生しない程度の変形では損傷を受けず、タイヤ２０の層状構成部に異常が発生するような変形が生じたときは確実に損傷又は破断する程度の伸縮性を有することが望ましい。導通体３７自身が適切な伸縮性を有している場合は、導通体３７を直線状に配線してもよい。
【００４９】
図１５（ａ）（ｂ）では、簡略的に、それぞれの導通体３７を１本の線で示したが、図１６（ｂ）に示すように、導通体３７は波状の構造を有していてもよい。また、上述したように、導通体３７の両端の端子を１カ所に集約するために、図１６（ｂ）に示すように、導通体３７を往復させるように配線してもよい。
【００５０】
導通体３７は、フレキシブル配線基板などに配線されてもよい。導通体３７を配線したフレキシブル配線基板は、タイヤの層状構成部、例えばカーカスに埋め込まれてもよいし、貼り付けられてもよい。これにより、導通体３７の配線を容易にし、製造コストを低減することができる。
【００５１】
図１７（ａ）（ｂ）は、タイヤ２０内部の層状構成部に導通体３８を環状に配置した例を示す。本図の例では、トレッド部に配線された導通体３８ａと、サイドウォール部に配線された導通体３８ｂのいずれに異常が発生したかを検知することにより、異常の発生位置がトレッド部であるのか、サイドウォール部であるのかを特定することができる。これにより、修理が可能なトレッド部における異常か、交換を要するサイドウォール部における異常かに応じて、適切に警告を発することができる。
【００５２】
図１８（ａ）（ｂ）は、トレッド部には格子状に、サイドウォール部には環状に導通体３８を配置した例を示す。本図の例では、トレッド部に配線された導通体３８ａと、サイドウォール部に配線された導通体３８ｂのいずれに異常が発生したかを検知することにより、異常の発生位置がトレッド部であるのか、サイドウォール部であるのかを特定することができる。また、トレッド部に異常が発生した場合は、異常が発生した導通体３８ａの組合せにより、異常の発生位置を特定することができる。
【００５３】
図１９は、本実施の形態の異常判定方法の手順を示すフローチャートである。まず、判定部３３は、それぞれの導通体３７に電流を供給し、導通状態を観測する（Ｓ５０）。導通異常が認められない場合は（Ｓ５２のＮ）、次のタイミングで再び導通状態の観測を行う。いずれかの導通体３７に導通異常が認められた場合は（Ｓ５２のＹ）、判定部３３は、異常が発生した導通体３７の種別から、異常の発生位置を特定する（Ｓ５４）。判定結果は、送信機４０などによりＥＣＵ６４へ伝達され、ＥＣＵ６４は、異常の発生位置に応じて警告を行う。
【００５４】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５５】
実施の形態で説明した、電極、歪ゲージ、シート、導通体などの検出素子は、タイヤに設置したときにタイヤ本来の性能を阻害しないように、材質、厚さ、強度などを設計するのが好ましい。
【００５６】
実施の形態では、検出手段による検出結果により、タイヤ内部の層状構成部の異常を判定したが、検出結果からスタンディングウェーブ現象やタイヤの空気圧低下などを検知することもできる。たとえば、第２の実施の形態における歪ゲージ、または第３の実施の形態における抵抗素子、第４の実施の形態における導通体を、タイヤ内部に複数設け、タイヤの回転に伴う歪ゲージ出力、抵抗値、電流値などの変化の周期性から、タイヤの変形の様子を把握し、スタンディングウェーブ現象を検知することができる。また、タイヤの路面接地部位の撓み量がタイヤの空気圧に影響されることを利用し、タイヤの回転に伴う歪ゲージ出力、抵抗値、電流値などの変化から、タイヤの空気圧を検知することができる。
【００５７】
実施の形態では、判定部３３をタイヤ２０側に設けたが、別の例では、車体１２側に設けてもよい。この場合、電極、歪ゲージ、抵抗素子、導通体などの検出素子により検出された状態量が、送信機４０により車体１２側に送信され、車体１２側の判定部３３がこの状態量を取得して、タイヤ２０の状態を判定する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１の実施の形態に係るタイヤ異常判定装置を備えた車両の全体構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態のタイヤの断面を示す図である。
【図３】第１の実施の形態のタイヤの内側の側面を示す図である。
【図４】タイヤが路上の障害物に乗り上げたときの様子を示す図である。
【図５】第２の実施の形態のタイヤの断面を示す図である。
【図６】第２の実施の形態のタイヤの内側の側面を示す図である。
【図７】歪ゲージが出力する引っ張り応力の時間推移の例を示す図である。
【図８】第３の実施の形態のタイヤの断面を示す図である。
【図９】第３の実施の形態のタイヤバルブに設けられたタイヤ異常判定装置の構成を示す図である。
【図１０】シートの構造を示す図である。
【図１１】シートと判定部との結線方法の他の構成例を示す図である。
【図１２】第３の実施の形態の異常判定方法の手順を示すフローチャートである。
【図１３】シート内の回路構成の別の例を示す図である。
【図１４】シート内の回路構成のさらに別の例を示す図である。
【図１５】図１５（ａ）（ｂ）は、タイヤ内部の層状構成部に導通体を格子状に配置した例を示す図である。
【図１６】図１６（ａ）（ｂ）は、導通体の構造の例を示す図である。
【図１７】図１７（ａ）（ｂ）は、タイヤ内部の層状構成部に導通体を環状に配置した例を示す図である。
【図１８】図１８（ａ）（ｂ）は、トレッド部には格子状に、サイドウォール部には環状に導通体を配置した例を示す図である。
【図１９】第４の実施の形態の異常判定方法の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１０・・・車両、１２・・・車体、２０・・・タイヤ、２２・・・スチールベルト、２４・・・サイドウォール部、２６・・・ビードフィラー、２７・・・インナーライナー、２８・・・カーカス、２９・・・リム、３０・・・タイヤ異常判定装置、３１・・・電極、３２・・・電極、３３・・・判定部、３４・・・歪ゲージ、３５・・・シート、３６・・・タイヤバルブ、３７、３８・・・導通体、４０・・・送信機、５０・・・アンテナ、６０・・・アンテナ、６２・・・受信機、６４・・・ＥＣＵ、７０・・・ブザー、７２・・・警告ランプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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