車載式塩分濃度測定装置および塩分濃度測定方法
【課題】移動車両によって路面の塩分濃度を測定する場合、測定結果が不安定であった。
【解決手段】図１のように、塩水に直接触れる電極３０を路面Ａに対して接触させるのではなく、回転するタイヤ４０の表面に略接触するように支持した。そのため、路面Ａにおける塩水の溜まり具合の影響を受けることなく、電極３０間に保持される塩水量が一定となった。その結果、電極３０間の抵抗Ｒ２は、塩水量の変化による影響が排除され塩水の濃度の違いだけによって変動するようになり、同抵抗Ｒ２によって変動する電圧値を計測することにより、路面Ａ上の塩水の濃度を正確に判定することが可能となった。
【解決手段】図１のように、塩水に直接触れる電極３０を路面Ａに対して接触させるのではなく、回転するタイヤ４０の表面に略接触するように支持した。そのため、路面Ａにおける塩水の溜まり具合の影響を受けることなく、電極３０間に保持される塩水量が一定となった。その結果、電極３０間の抵抗Ｒ２は、塩水量の変化による影響が排除され塩水の濃度の違いだけによって変動するようになり、同抵抗Ｒ２によって変動する電圧値を計測することにより、路面Ａ上の塩水の濃度を正確に判定することが可能となった。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面上の水分中の塩分濃度を測定する車載式塩分濃度測定装置および塩分濃度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、凍結防止剤の散布に際して路面における残留塩分量を把握するために、測定端子を路面に埋め込むとともに、測定端子間に流れる電流値を測定して塩水の塩分濃度を測定する路面塩分濃度測定方法が存在する（例えば、特許文献１参照。）。
上記のように測定端子を路面に埋め込む場合、路面上の限られた観測地点毎の測定結果しか得られず、広範囲に続く路面を連続的にきめ細かく測定しようとする場合には不向きであった。
【０００３】
上記文献１の如く測定端子を路面に埋め込む形態とは別に、水膜センサとしての正負一対の電極からなる電極対を、電極の先端部がタイヤ表面に露出するようにタイヤ内に埋め込んだ装置が知られている（特許文献２，３参照。）。
ここで、文献２，３のような、電極をタイヤに対して先端部を外部に露出させつつ埋め込んだ構成を用いて出願人が行った、塩分測定の実験結果（便宜的に、タイヤ埋め込み型測定方法と言う。）について説明する。当該タイヤ埋め込み型測定方法の場合、広範囲に続く路面において、連続的な測定を実行できる。
【０００４】
実験の原理は以下のようにした。
測定端子として対の電極を用意するとともに、この電極を、測定用の車両が備えるタイヤに対して電極の先端部が当該タイヤの表面から露出する状態で埋め込んだ。当該構成とすることで、車両の移動すなわちタイヤの回転に伴い、電極はその先端を路面に対して繰り返し接触させることになる。一方、車両を移動させる路面上には、異なる塩分濃度（例えば、５％と１％）の塩水をそれぞれ散布した。具体的には、各濃度の塩水ごとに、路面が湿る程度に散布した領域（湿り領域）と水溜り状態となるまで散布した領域（水溜り領域）とを作り出した。
【０００５】
かかる状況にて、路面上を車両を移動させた。移動中においては、電極間に所定の交流電圧を印加し続けるとともに、電極間の抵抗値の変化に応じて変動し得る電圧を計測した。つまり、電極の先端部間に存在する塩水の濃度が異なれば電極間の抵抗値も異なるため、かかる抵抗値に応じて変動する電圧値を計測することで、路面上の塩分濃度を判断するのである。
【０００６】
図９は、上記原理による電圧値の計測結果を示している。
同図においては、グラフの横軸を車両の移動時間、縦軸を各時点で計測された電圧値としている。図中の２点鎖線は、濃度５％の塩水による湿り領域と水溜り領域の計測結果であり、１点鎖線は、濃度１％の塩水による湿り領域と水溜り領域の計測結果である。また、比較対象として、塩水を散布しない乾燥路面の計測結果を実線にて示している。
【０００７】
同図から判るように、車両が湿り領域を通過している間の計測結果（電圧値）は、濃度５％と濃度１％との違いは見て取れるものの、各濃度における電圧値の変動が大きい。また、水溜り領域においては、濃度５％と濃度１％とのそれぞれにおいて電圧値の変動が大きいばかりでなく、両計測結果が交差を繰り返しており、濃度５％と濃度１％との違いが判りづらくなっている。
【特許文献１】特開平１１‐３３７５１２号公報
【特許文献２】特開２００１‐９９７７９号公報
【特許文献３】特開平７‐１７９１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ある濃度の塩水を路面に散布して上記のような測定を行った場合、その濃度に応じた特定の電圧値が安定して検出されることが理想である。
しかし、上記の測定方法を用いた場合、一定濃度の塩水に対する計測結果が安定せず、かつ、湿り領域や水溜り領域というような路面上の水膜の厚さの違いによっても計測結果が変動していた。これは、路面と接触する電極の先端部間に保持される塩水量が、路面上の塩水量の違いなど路面状況に応じてその時々で大きく変動してしまうことが原因と考えられる。
【０００９】
電極間の抵抗値Ｒは一般的に次式、
Ｒ＝ρ×Ｌ／Ｓ
によって表される。ρは電極の先端部間に存在する塩水の抵抗率であり、抵抗率は塩水の濃度によって決まる。Ｌは、電極間の距離であり上記実験では一定である。そして、Ｓは、対の電極が相対し合う方向に対して垂直な断面による電極の先端部間に存在する塩水の断面積である。つまり、電極の先端部間に保持される塩水量が変動するということは、上記断面積Ｓも変動するということであり、この断面積Ｓの変動が原因となって電極間の抵抗値Ｒが塩水の濃度に応じた一定値とならないものと考えられる。
従って、上記タイヤ埋め込み型測定方法によっては、路面上の塩分濃度を正確に把握することができなかった。
【００１０】
また、冬季など気温の低い環境においては、測定端子として用いる電極に付着した水分が凍結することにより正確な測定が不能となってしまう恐れもある。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、路面状況の違いにかかわらず路面の水分中の塩分濃度を安定して正確に測定することができ、かつ、上記凍結による測定不能な状況を無くすことの可能な車載式塩分濃度測定装置および塩分濃度測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明にかかる車載式塩分濃度測定装置は、車両本体と路面との間に介在して同路面上を回転移動する回転体の表面に対して、一部を略接触させた状態にて上記車両の所定部位から支持された対の電極を備えている。ここで回転体とは、一般的に車両のタイヤやローラが該当する。
つまり、車両の回転体が塩水を含む路面を通過する場合、路面上における塩水の溜まり具合によらず、回転体表面に形成される水膜は回転の遠心力によってほぼ一定の厚さに保たれる。その結果、回転体の表面に対して一部を略接触させた状態の電極間に保持される塩水量も一定となる。
【００１３】
また、当該車載式塩分濃度測定装置が備える塩分濃度判定手段は、上記電極間に形成された水分膜の抵抗値に基づいて上記路面上の水分の塩分濃度を判定する。電極間の距離が一定という前提に立てば、電流の供給を受けた電極間における抵抗値を変動させる要素としては、塩水の濃度および電極間に保持されている塩水量が考えられる。上述のように、電極間に保持される塩水量は一定である。そのため、電極間における抵抗値は、塩水の濃度の違いだけに依存して変化すると言える。
【００１４】
すなわち、本発明によれば、車両が通過する路面における塩水の溜まり具合にかかわらず電極間に保持される塩水量は一定となるため、電極間の抵抗値に基づいて、路面の塩分濃度を正確に測定することができる。
また、車両の移動中は、回転体の表面は路面との摩擦によって発熱している。そのため、回転体表面と略接触する電極周りおいて付着した水分が凍結してしまうことが防止される。かつ、車両の移動中は回転体は振動しているため、当該振動によって電極周りに付着した雪や泥が振り落とされ、同雪や泥が電極周りで凍結することが防止される。その結果、気温の低い過酷な環境下においても上記測定を確実に実行することができる。
【００１５】
本発明においては、回転体と電極との相対的な位置関係は様々に考えられるが、一例として、電極は回転体の正回転方向に向かって同回転体に対して接近する状態で支持される構成とすることができる。
かかる構成とした場合、回転体表面の塩水が、同表面と同表面に接近して最後は略接触する電極との間に一定量溜まりやすい。
【００１６】
電極をいずれの回転体に対して略接触させるかについても種々のバリエーションがある。一例として、上記電極は、上記車両の前方側の回転体に対して略接触した状態で支持される構成とすることができる。
車両は前後それぞれに回転体を備えているのが一般的であるから、電極を前方側の回転体に略接触させて路面上の塩分濃度を測定しつつ、同測定結果に応じて、同車両の後方から路面上に凍結防止剤等を散布することができる。塩分濃度の測定結果に応じた凍結防止剤の散布と言った場合には、所定のコンピュータが同測定結果に応じて適切な散布量を決定するとともに同決定した量の凍結防止剤を所定の散布用機器に散布させる、自動散布も含まれる。
【００１７】
他の例として、上記電極は、上記車両の移動に用いるべく同車両が予め有する回転体とは別に取り付けられた電極専用回転体に対して略接触した状態で支持される構成とすることができる。つまり、車両が元々備える前輪後輪などとは別製品としての電極専用回転体を車両に取り付け、この電極専用回転体に対して電極を略接触させるとすれば、簡易な手間で一般車両を塩分濃度測定用の車両とすることができる。
【００１８】
ここで、上記塩分濃度判定手段は、上記対の電極と直列に接続された抵抗の両端の電圧値を計測するとともに、同計測した電圧値の大きさに応じて上記路面上の水分の塩分濃度を判定する構成とすることができる。
つまり、電極間の抵抗値の変化に伴って変化する、同電極を含む回路中のある部位の電圧値を計測するとともに、予め定めた塩分濃度と計測電圧値との関係を参照することで、路面における塩分濃度を容易に求めることができる。
【００１９】
これまでは、本発明にかかる技術的思想を実現するための装置として説明を行ったが、本発明は、これを実行する方法の発明としても把握することができる。すなわち、車両本体と路面との間に介在して同路面上を回転移動する回転体の表面に対して一部を略接触させた状態にて上記車両の所定部位から支持された対の電極に電流を供給するとともに、上記電極間に形成された水分膜の抵抗値に基づいて上記路面上の水分の塩分濃度を判定することを特徴とする塩分濃度測定方法としても発明を把握することができる。
当該方法の発明においても、上述の車載式塩分濃度測定装置と同様の作用及び効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
下記の順序に従って本発明の一実施形態について説明する。
（１）塩分濃度測定装置の概略構成
（２）塩分濃度の測定処理
（３）まとめ
【００２１】
（１）塩分濃度測定装置の概略構成
図１は、塩分濃度測定装置及び同装置を搭載した車両を簡略的に示している。
同図は、測定に用いる車両６０の右側前輪（タイヤ４０）を中心に側方から示している。塩分濃度測定装置１０は概略、対となった電極３０と、電極３０と電気的に接続した塩分濃度判定回路２０とからなる。電極３０と塩分濃度判定回路２０とはいずれも車両６０に搭載されるため、この意味で塩分濃度測定装置１０は、車載式の塩分濃度測定装置と言える。
【００２２】
車両６０は、路面Ａ上の水分に含まれる塩分濃度を測定する際に路面Ａを移動する手段であり、塩分濃度測定装置１０は車両６０によって移動しながら路面Ａの塩分濃度を連続的に測定する。本実施形態において塩分と言った場合には、ＮａＣｌやＣａＣｌ2等を意味し、これらは路面に散布される凍結防止剤に含まれる成分である。
【００２３】
電極３０は、各片が棒状となった金属部材であり、その上端は、車両６０のボディのうちタイヤ４０の表面と相対する所定部位において電極支持部材３１を介して固定されている。また、電極３０は、上記電極支持部材３１の位置から略下方に向かって延出しており、それぞれの片はその下端付近にてタイヤ４０の表面に対して略接触している。ここで略接触とは、電極３０の側面がタイヤ４０に接触している場合と、若干の隙間をもって電極３０とタイヤ４０の表面とが相対している場合の両方を含む意味である。
図２は、タイヤ４０と電極３０とを車両６０の前進側から見た場合を示しており、電極３０の両片は互いに距離Ｌ２の間隔を保って相対している。
【００２４】
図１のタイヤ４０に記載した矢印は、タイヤ４０の正回転方向を示している。電極３０は、タイヤ４０と相対する面をタイヤ４０の正回転方向においてタイヤ４０の表面に接近させていくように、上記電極支持部材３１によって固定されている。
このような構成において、車両６０が塩水が分布する路面Ａを移動すると、電極３０間に一定量の塩水が保持される。
塩分濃度判定回路２０は、車両６０内に設置され、車両６０の搭乗者によって操作される。ここで言う操作とは、後述の塩分濃度測定処理をＣＰＵ２４に実行させる際の同ＣＰＵ２４に対する指令操作等が該当する。
【００２５】
（２）塩分濃度の測定処理
図３は、塩分濃度判定回路２０の回路図であり、図４は、同回路中のＣＰＵ２４が実行する塩分濃度測定処理の内容を示したフローチャートである。
塩分濃度判定回路２０は、概略、抵抗Ｒ１（抵抗値一定）と、発振部２２と、電圧計測部２１と、Ａ／Ｄ変換部２３とを備える。また、発振部２２とＡ／Ｄ変換部２３は、上記ＣＰＵ２４とバス２５を介して双方向通信可能に接続しており、さらに濃度判定部２６と出力インターフェース２７と入力インターフェース２８とがバス２５を介してＣＰＵ２４などと接続している。上述した対の電極３０は抵抗Ｒ１と直列接続されており、この意味で電極３０は塩分濃度判定回路２０の一部との見方もできる。
【００２６】
上記構成においてＣＰＵ２４が実行する塩分濃度測定処理について説明する。当該塩分濃度測定処理は、所定の塩分濃度の塩水を散布した路面Ａ上を、車両６０を移動させながら実行する。
まず、ステップＳ（以下、ステップの記載を省略。）１００において、ＣＰＵ２４は、入力インターフェース２８を介して入力される搭乗者からの塩分濃度測定処理を開始する旨の指令を認識したら、発振部２２を制御し、直列となっている抵抗Ｒ１、電極３０の両端に対して交流電圧を印加させる。発振部２２は、例えば、１０ｋＨｚの交流電圧（５Ｖp-p）を供給可能である。
【００２７】
次に、ＣＰＵ２４は、電圧計測部２１に、抵抗Ｒ１の両端の電圧Ｖ１を計測させる（Ｓ１１０）。電圧Ｖ１は電極３０間における抵抗値Ｒ２の変化によって変化し、抵抗値Ｒ２は電極３０間の塩水の濃度によって変化するものであるから、上記電圧Ｖ１を計測することにより間接的に塩水の濃度を把握することができる。
ここで、電極３０間の抵抗値Ｒ２について説明する。抵抗値Ｒ２は次式によって表すことができる。
Ｒ２＝ρ２×Ｌ２／Ｓ２
【００２８】
ρ２は、電極３０間に存在する塩水の抵抗率であり、抵抗率は塩水の濃度によって決まる。Ｌ２は、電極３０間の距離であり、上述したように一定である。Ｓ２は、対の電極３０が相対し合う方向に対して垂直な断面による電極３０間に存在する塩水の断面積である。
本発明は、抵抗Ｒ２の大きさに基づいて路面Ａ上の塩分濃度を判別するものであるから、抵抗値Ｒ２は塩分濃度のみに影響を受けるようにすることが望ましい。言い換えると、上記式を構成する各要素のうち、抵抗率ρ２以外の、距離Ｌ２および断面積Ｓ２が一定となる状況を作り出さなければ、正確な塩分濃度測定は実現できない。
【００２９】
路面Ａ上に塩水が存在するといっても、路面Ａが湿っている程度や水溜りが形成されている場合など、その路面状況は様々である。しかし、路面Ａ上を回転するタイヤ４０表面に形成される水膜の厚さは、路面上の塩水量の違いによらず、回転の遠心力の作用によってほぼ一定となる。すなわち、図１に示したように電極３０をタイヤ４０の表面に略接触するようにタイヤ４０の外側から支持することで、路面Ａ上に塩水が存在する状態であればその量の多少にかかわらず、タイヤ４０の表面と同表面に向かって接近する電極３０の側面とに挟まれた空間５０（図１において、斜線にて表示。）に溜まる塩水量は一定となる。その結果、電極３０間に保持される塩水量も一定となる。
【００３０】
このように、本発明においては、路面Ａ上の塩水量の違いによらず電極３０間に保持される塩水量は一定となるため、結果的に上記断面積Ｓ２も路面Ａ上の塩水量の違いによらず一定となる。よって、電極３０間の抵抗値Ｒ２は塩分濃度の違いだけに依存して変化すると言える。
具体的には、高濃度の場合に抵抗値Ｒ２は低下し、低濃度の場合に抵抗値Ｒ２は上昇する。対の電極３０と直列接続されている抵抗Ｒ１の両端の電圧（電圧降下）Ｖ１は、抵抗値Ｒ２が低ければ上昇し、抵抗値Ｒ２が高ければ低下するという関係にあるため、塩水の濃度と電圧Ｖ１とは、濃度が高いほど電圧Ｖ１も上昇し、濃度が低いほど電圧Ｖ１も低下するという関係になる。
【００３１】
図５〜７は、電圧計測部２１による電圧Ｖ１の計測結果をグラフにより示している。各グラフはいずれも、横軸を車両６０の移動時間、縦軸を各時点で計測された電圧Ｖ１の値としている。
図５は、路面Ａへ塩水を散布する際の散布量を各位置において一様とした場合の計測結果である。同図中の鎖線は濃度１０％の塩水を一様に散布した場合の計測結果であり、２点鎖線は濃度５％の塩水を一様に散布した場合の計測結果であり、１点鎖線は濃度１％の塩水を一様に散布した場合の計測結果である。また、比較対象として、塩水を散布しない乾燥路面の計測結果を実線にて示している。
【００３２】
同図から判るように、計測を開始して５秒を経過した辺りから、濃度１０％に対応する電圧値は２．７Ｖ程度、濃度５％に対応する電圧値は２．５Ｖ程度、濃度１％に対応する電圧値は２．０Ｖ程度というように、夫々に所定のレベルに安定するようになる。つまり、塩水の濃度が一定であれば計測される電圧値もほぼ一定となることが示されている。
【００３３】
図６は、濃度１％の塩水によって湿り領域と水溜り領域とを作り、両領域上を連続して車両６０を通過させた際の計測結果を示している。同図中の２点鎖線は塩水の散布直後に車両６０を通過させた場合の計測結果であり、１点鎖線は、散布してから５分経過した後に車両６０を通過させた場合の計測結果である。
同図からは、湿り領域を通過した際に計測された電圧と、水溜り領域を通過した際に計測された電圧との差が小さいことが見て取れる。
【００３４】
つまり、路面Ａ上の塩水量の違いにかかわらず、塩分濃度が一定であれば計測される電圧もほぼ一定となることが示されている。
また、散布直後の計測結果と５分経過後の計測結果は、少しの差はあるものの１．５〜２．０Ｖの範囲にいずれも収まっている。このことから、塩分濃度が一定であれば散布後の時間経過の影響もあまり受けることなくほぼ一定の電圧値を取得できることが理解できる。
【００３５】
図７は、濃度５％の塩水によって湿り領域と水溜り領域とを作り、両領域上を連続して車両６０を通過させた際の計測結果を示している。同図中の２点鎖線は塩水の散布直後に車両６０を通過させた場合の計測結果であり、１点鎖線は、散布してから５分経過した後に車両６０を通過させた場合の計測結果である。
同図からも、図６と同様に、湿り領域を通過した際に計測された電圧と水溜り領域を通過した際に計測された電圧との差が小さいことが見て取れる。さらに、散布直後の計測結果と５分経過後の計測結果は近いレベルとなっている。このことから、塩分濃度が一定であれば、路面Ａ上の塩水量の違いや、散布後の時間経過の違いにかかわらず、ほぼ一定の電圧値を取得できることが理解できる。
【００３６】
上記フローチャートの説明に戻る。
電圧計測部２１において電圧Ｖ１が計測されたら、ＣＰＵ２４は、同電圧計測部２１が計測した電圧をＡ／Ｄ変換部２３に入力させてＡ／Ｄ変換させた後、Ａ／Ｄ変換部２３の出力を濃度判定部２６に入力させる。そして、濃度判定部２６においては、入力されたデジタルデータ（電圧値）のレベルに応じて塩分濃度を判定する濃度判定処理を実行させる（Ｓ１２０）。
【００３７】
図８は、濃度判定部２６が実行する濃度判定処理の内容をフローチャートにより示している。
濃度判定部２６は、電圧Ａ／Ｄ変換部２３から出力された、電圧値を示すデジタルデータを入力し（Ｓ２００）、この電圧値が第一のしきい値（２．７Ｖ）以上であるか判断する（Ｓ２１０）。電圧値が第一のしきい値以上である場合は、塩水の濃度は１０％以上であると判定する（Ｓ２４０）。
電圧値が第一のしきい値より低い場合には、第二のしきい値（２．５Ｖ）以上であるか判断し（Ｓ２２０）、電圧値が第二のしきい値以上である場合は、塩水の濃度は５％以上、１０％未満であると判定する（Ｓ２５０）。
【００３８】
電圧値が第二のしきい値より低い場合には、第三のしきい値（２．０Ｖ）以上であるか判断し（Ｓ２３０）、電圧値が第三のしきい値以上である場合は、塩水の濃度は１％以上、５％未満であると判定する（Ｓ２６０）。
電圧値が第三のしきい値より低い場合には、塩水の濃度は１％未満であると判定する（Ｓ２７０）。
【００３９】
図４のフローの説明に戻る。
上記のように、濃度判定部２６において塩分濃度が判定されたら、ＣＰＵ２４はその判定結果を出力インターフェース２７を介して外部に出力させる（Ｓ１３０）。例えば、出力インターフェース２７が車両６０に搭載されたモニターに接続している場合には、このモニターに上記判定結果を表示させることができる。その結果、搭乗者はかかる表示を見て、路面Ａ上の塩分濃度を知ることができる。また、出力インターフェース２７はモニター以外にも、塩分濃度の判定結果をデータとして取得することを必要としている他の電子機器に対して接続されていてもよい。
【００４０】
これまでは、電極３０を車両６０の右側前輪の表面に略接触させて塩分濃度測定を実行する場合について説明したが、電極３０は、車両６０が有するいずれのタイヤに対して略接触させることも可能であることは言うまでも無い。ただ、一つの移動車両において路面の塩分濃度を測定しつつ同測定結果に応じた適量の凍結防止剤を路面に散布する場合には、測定結果を散布作業に正確に反映させると言う意味で、車両６０の後方側よりも前方側のタイヤに電極３０を略接触させて上記測定を実行する方が適している。
【００４１】
また、電極３０を略接触させるタイヤは、車両６０が元々備えているタイヤではなく、別途外付けの専用タイヤを用意しても良い。つまり、車両６０が前後左右に４つのタイヤを備える場合、第５のタイヤを用意し、これを路面に接して回転する状態にて車両６０の所定位置に取り付ける。そして、電極３０をその先端付近が当該専用タイヤに対して略接触するように固定し、かつ、電極３０と車両６０に積まれた上記塩分濃度判定回路２０とを電気的に接続する。このように、専用タイヤを用いるとすれば、一般車両に対する簡易な取り付け作業によって塩分濃度測定が可能となるため、経済的である。
【００４２】
（３）まとめ
以上説明したように本発明によれば、塩水に直接触れる電極３０を路面Ａに対して接触させるのではなく、回転するタイヤ４０の表面に略接触するように支持した。そのため、路面Ａにおける塩水の溜まり具合の影響を受けることなく、電極３０間に保持される塩水量が一定となった。その結果、電極３０間の抵抗Ｒ２は、塩水量の変化による影響が排除され塩水の濃度の違いだけによって変動するようになり、同抵抗Ｒ２によって変動する電圧値を計測することにより、路面Ａ上の塩水の濃度を正確に判定することが可能となった。また、路面Ａの塩分濃度の正確な判定結果は、凍結防止剤の適切な散布の判断に役立つ。
【００４３】
また、車両６０を移動させながら路面Ａの塩分濃度を連続的に測定できるため、従来のように塩分濃度測定用の測定端子を路面に埋め込む場合と比較して、設備投資の面で大幅なコストダウンとなり、かつ広範な範囲における路面Ａの塩分濃度をきめ細かく測定することができる。
【００４４】
さらに、路面Ａ上を回転するタイヤ４０は振動するとともにその表面は路面Ａとの摩擦により発熱する。つまり、電極３０はタイヤ４０と略接触状態であるため、上記振動を受けることにより、電極３０に付着した雪や泥が振り落とされ、その結果電極３０が凍結することが防止される。かつ、上記発熱によっても、電極３０に付着した水分で電極３０が凍結してしまうことが防止される。特に本発明は、冬季や寒冷地など気温の低い環境下で使用することが想定されるため、上記電極３０の凍結を防止して測定可能な状態を維持することの効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明にかかる車載式塩分濃度測定装置の概略側面図。
【図２】タイヤおよび電極の正面図。
【図３】塩分濃度判定回路の回路図。
【図４】塩分濃度測定処理の内容を示したフローチャート。
【図５】電圧計測部による電圧の計測結果を示した図。
【図６】電圧計測部による電圧の計測結果を示した図。
【図７】電圧計測部による電圧の計測結果を示した図。
【図８】濃度判定処理の内容を示したフローチャート。
【図９】タイヤ埋め込み型測定方法による電圧の計測結果を示した図。
【符号の説明】
【００４６】
１０…塩分濃度測定装置
２０…塩分濃度判定回路
２１…電圧計測部
２２…発振部
２３…Ａ／Ｄ変換部
２４…ＣＰＵ
２６…濃度判定部
２７…出力インターフェース
２８…入力インターフェース
３０…電極
３１…電極支持部材
４０…タイヤ
６０…車両
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面上の水分中の塩分濃度を測定する車載式塩分濃度測定装置および塩分濃度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、凍結防止剤の散布に際して路面における残留塩分量を把握するために、測定端子を路面に埋め込むとともに、測定端子間に流れる電流値を測定して塩水の塩分濃度を測定する路面塩分濃度測定方法が存在する（例えば、特許文献１参照。）。
上記のように測定端子を路面に埋め込む場合、路面上の限られた観測地点毎の測定結果しか得られず、広範囲に続く路面を連続的にきめ細かく測定しようとする場合には不向きであった。
【０００３】
上記文献１の如く測定端子を路面に埋め込む形態とは別に、水膜センサとしての正負一対の電極からなる電極対を、電極の先端部がタイヤ表面に露出するようにタイヤ内に埋め込んだ装置が知られている（特許文献２，３参照。）。
ここで、文献２，３のような、電極をタイヤに対して先端部を外部に露出させつつ埋め込んだ構成を用いて出願人が行った、塩分測定の実験結果（便宜的に、タイヤ埋め込み型測定方法と言う。）について説明する。当該タイヤ埋め込み型測定方法の場合、広範囲に続く路面において、連続的な測定を実行できる。
【０００４】
実験の原理は以下のようにした。
測定端子として対の電極を用意するとともに、この電極を、測定用の車両が備えるタイヤに対して電極の先端部が当該タイヤの表面から露出する状態で埋め込んだ。当該構成とすることで、車両の移動すなわちタイヤの回転に伴い、電極はその先端を路面に対して繰り返し接触させることになる。一方、車両を移動させる路面上には、異なる塩分濃度（例えば、５％と１％）の塩水をそれぞれ散布した。具体的には、各濃度の塩水ごとに、路面が湿る程度に散布した領域（湿り領域）と水溜り状態となるまで散布した領域（水溜り領域）とを作り出した。
【０００５】
かかる状況にて、路面上を車両を移動させた。移動中においては、電極間に所定の交流電圧を印加し続けるとともに、電極間の抵抗値の変化に応じて変動し得る電圧を計測した。つまり、電極の先端部間に存在する塩水の濃度が異なれば電極間の抵抗値も異なるため、かかる抵抗値に応じて変動する電圧値を計測することで、路面上の塩分濃度を判断するのである。
【０００６】
図９は、上記原理による電圧値の計測結果を示している。
同図においては、グラフの横軸を車両の移動時間、縦軸を各時点で計測された電圧値としている。図中の２点鎖線は、濃度５％の塩水による湿り領域と水溜り領域の計測結果であり、１点鎖線は、濃度１％の塩水による湿り領域と水溜り領域の計測結果である。また、比較対象として、塩水を散布しない乾燥路面の計測結果を実線にて示している。
【０００７】
同図から判るように、車両が湿り領域を通過している間の計測結果（電圧値）は、濃度５％と濃度１％との違いは見て取れるものの、各濃度における電圧値の変動が大きい。また、水溜り領域においては、濃度５％と濃度１％とのそれぞれにおいて電圧値の変動が大きいばかりでなく、両計測結果が交差を繰り返しており、濃度５％と濃度１％との違いが判りづらくなっている。
【特許文献１】特開平１１‐３３７５１２号公報
【特許文献２】特開２００１‐９９７７９号公報
【特許文献３】特開平７‐１７９１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ある濃度の塩水を路面に散布して上記のような測定を行った場合、その濃度に応じた特定の電圧値が安定して検出されることが理想である。
しかし、上記の測定方法を用いた場合、一定濃度の塩水に対する計測結果が安定せず、かつ、湿り領域や水溜り領域というような路面上の水膜の厚さの違いによっても計測結果が変動していた。これは、路面と接触する電極の先端部間に保持される塩水量が、路面上の塩水量の違いなど路面状況に応じてその時々で大きく変動してしまうことが原因と考えられる。
【０００９】
電極間の抵抗値Ｒは一般的に次式、
Ｒ＝ρ×Ｌ／Ｓ
によって表される。ρは電極の先端部間に存在する塩水の抵抗率であり、抵抗率は塩水の濃度によって決まる。Ｌは、電極間の距離であり上記実験では一定である。そして、Ｓは、対の電極が相対し合う方向に対して垂直な断面による電極の先端部間に存在する塩水の断面積である。つまり、電極の先端部間に保持される塩水量が変動するということは、上記断面積Ｓも変動するということであり、この断面積Ｓの変動が原因となって電極間の抵抗値Ｒが塩水の濃度に応じた一定値とならないものと考えられる。
従って、上記タイヤ埋め込み型測定方法によっては、路面上の塩分濃度を正確に把握することができなかった。
【００１０】
また、冬季など気温の低い環境においては、測定端子として用いる電極に付着した水分が凍結することにより正確な測定が不能となってしまう恐れもある。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、路面状況の違いにかかわらず路面の水分中の塩分濃度を安定して正確に測定することができ、かつ、上記凍結による測定不能な状況を無くすことの可能な車載式塩分濃度測定装置および塩分濃度測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明にかかる車載式塩分濃度測定装置は、車両本体と路面との間に介在して同路面上を回転移動する回転体の表面に対して、一部を略接触させた状態にて上記車両の所定部位から支持された対の電極を備えている。ここで回転体とは、一般的に車両のタイヤやローラが該当する。
つまり、車両の回転体が塩水を含む路面を通過する場合、路面上における塩水の溜まり具合によらず、回転体表面に形成される水膜は回転の遠心力によってほぼ一定の厚さに保たれる。その結果、回転体の表面に対して一部を略接触させた状態の電極間に保持される塩水量も一定となる。
【００１３】
また、当該車載式塩分濃度測定装置が備える塩分濃度判定手段は、上記電極間に形成された水分膜の抵抗値に基づいて上記路面上の水分の塩分濃度を判定する。電極間の距離が一定という前提に立てば、電流の供給を受けた電極間における抵抗値を変動させる要素としては、塩水の濃度および電極間に保持されている塩水量が考えられる。上述のように、電極間に保持される塩水量は一定である。そのため、電極間における抵抗値は、塩水の濃度の違いだけに依存して変化すると言える。
【００１４】
すなわち、本発明によれば、車両が通過する路面における塩水の溜まり具合にかかわらず電極間に保持される塩水量は一定となるため、電極間の抵抗値に基づいて、路面の塩分濃度を正確に測定することができる。
また、車両の移動中は、回転体の表面は路面との摩擦によって発熱している。そのため、回転体表面と略接触する電極周りおいて付着した水分が凍結してしまうことが防止される。かつ、車両の移動中は回転体は振動しているため、当該振動によって電極周りに付着した雪や泥が振り落とされ、同雪や泥が電極周りで凍結することが防止される。その結果、気温の低い過酷な環境下においても上記測定を確実に実行することができる。
【００１５】
本発明においては、回転体と電極との相対的な位置関係は様々に考えられるが、一例として、電極は回転体の正回転方向に向かって同回転体に対して接近する状態で支持される構成とすることができる。
かかる構成とした場合、回転体表面の塩水が、同表面と同表面に接近して最後は略接触する電極との間に一定量溜まりやすい。
【００１６】
電極をいずれの回転体に対して略接触させるかについても種々のバリエーションがある。一例として、上記電極は、上記車両の前方側の回転体に対して略接触した状態で支持される構成とすることができる。
車両は前後それぞれに回転体を備えているのが一般的であるから、電極を前方側の回転体に略接触させて路面上の塩分濃度を測定しつつ、同測定結果に応じて、同車両の後方から路面上に凍結防止剤等を散布することができる。塩分濃度の測定結果に応じた凍結防止剤の散布と言った場合には、所定のコンピュータが同測定結果に応じて適切な散布量を決定するとともに同決定した量の凍結防止剤を所定の散布用機器に散布させる、自動散布も含まれる。
【００１７】
他の例として、上記電極は、上記車両の移動に用いるべく同車両が予め有する回転体とは別に取り付けられた電極専用回転体に対して略接触した状態で支持される構成とすることができる。つまり、車両が元々備える前輪後輪などとは別製品としての電極専用回転体を車両に取り付け、この電極専用回転体に対して電極を略接触させるとすれば、簡易な手間で一般車両を塩分濃度測定用の車両とすることができる。
【００１８】
ここで、上記塩分濃度判定手段は、上記対の電極と直列に接続された抵抗の両端の電圧値を計測するとともに、同計測した電圧値の大きさに応じて上記路面上の水分の塩分濃度を判定する構成とすることができる。
つまり、電極間の抵抗値の変化に伴って変化する、同電極を含む回路中のある部位の電圧値を計測するとともに、予め定めた塩分濃度と計測電圧値との関係を参照することで、路面における塩分濃度を容易に求めることができる。
【００１９】
これまでは、本発明にかかる技術的思想を実現するための装置として説明を行ったが、本発明は、これを実行する方法の発明としても把握することができる。すなわち、車両本体と路面との間に介在して同路面上を回転移動する回転体の表面に対して一部を略接触させた状態にて上記車両の所定部位から支持された対の電極に電流を供給するとともに、上記電極間に形成された水分膜の抵抗値に基づいて上記路面上の水分の塩分濃度を判定することを特徴とする塩分濃度測定方法としても発明を把握することができる。
当該方法の発明においても、上述の車載式塩分濃度測定装置と同様の作用及び効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
下記の順序に従って本発明の一実施形態について説明する。
（１）塩分濃度測定装置の概略構成
（２）塩分濃度の測定処理
（３）まとめ
【００２１】
（１）塩分濃度測定装置の概略構成
図１は、塩分濃度測定装置及び同装置を搭載した車両を簡略的に示している。
同図は、測定に用いる車両６０の右側前輪（タイヤ４０）を中心に側方から示している。塩分濃度測定装置１０は概略、対となった電極３０と、電極３０と電気的に接続した塩分濃度判定回路２０とからなる。電極３０と塩分濃度判定回路２０とはいずれも車両６０に搭載されるため、この意味で塩分濃度測定装置１０は、車載式の塩分濃度測定装置と言える。
【００２２】
車両６０は、路面Ａ上の水分に含まれる塩分濃度を測定する際に路面Ａを移動する手段であり、塩分濃度測定装置１０は車両６０によって移動しながら路面Ａの塩分濃度を連続的に測定する。本実施形態において塩分と言った場合には、ＮａＣｌやＣａＣｌ2等を意味し、これらは路面に散布される凍結防止剤に含まれる成分である。
【００２３】
電極３０は、各片が棒状となった金属部材であり、その上端は、車両６０のボディのうちタイヤ４０の表面と相対する所定部位において電極支持部材３１を介して固定されている。また、電極３０は、上記電極支持部材３１の位置から略下方に向かって延出しており、それぞれの片はその下端付近にてタイヤ４０の表面に対して略接触している。ここで略接触とは、電極３０の側面がタイヤ４０に接触している場合と、若干の隙間をもって電極３０とタイヤ４０の表面とが相対している場合の両方を含む意味である。
図２は、タイヤ４０と電極３０とを車両６０の前進側から見た場合を示しており、電極３０の両片は互いに距離Ｌ２の間隔を保って相対している。
【００２４】
図１のタイヤ４０に記載した矢印は、タイヤ４０の正回転方向を示している。電極３０は、タイヤ４０と相対する面をタイヤ４０の正回転方向においてタイヤ４０の表面に接近させていくように、上記電極支持部材３１によって固定されている。
このような構成において、車両６０が塩水が分布する路面Ａを移動すると、電極３０間に一定量の塩水が保持される。
塩分濃度判定回路２０は、車両６０内に設置され、車両６０の搭乗者によって操作される。ここで言う操作とは、後述の塩分濃度測定処理をＣＰＵ２４に実行させる際の同ＣＰＵ２４に対する指令操作等が該当する。
【００２５】
（２）塩分濃度の測定処理
図３は、塩分濃度判定回路２０の回路図であり、図４は、同回路中のＣＰＵ２４が実行する塩分濃度測定処理の内容を示したフローチャートである。
塩分濃度判定回路２０は、概略、抵抗Ｒ１（抵抗値一定）と、発振部２２と、電圧計測部２１と、Ａ／Ｄ変換部２３とを備える。また、発振部２２とＡ／Ｄ変換部２３は、上記ＣＰＵ２４とバス２５を介して双方向通信可能に接続しており、さらに濃度判定部２６と出力インターフェース２７と入力インターフェース２８とがバス２５を介してＣＰＵ２４などと接続している。上述した対の電極３０は抵抗Ｒ１と直列接続されており、この意味で電極３０は塩分濃度判定回路２０の一部との見方もできる。
【００２６】
上記構成においてＣＰＵ２４が実行する塩分濃度測定処理について説明する。当該塩分濃度測定処理は、所定の塩分濃度の塩水を散布した路面Ａ上を、車両６０を移動させながら実行する。
まず、ステップＳ（以下、ステップの記載を省略。）１００において、ＣＰＵ２４は、入力インターフェース２８を介して入力される搭乗者からの塩分濃度測定処理を開始する旨の指令を認識したら、発振部２２を制御し、直列となっている抵抗Ｒ１、電極３０の両端に対して交流電圧を印加させる。発振部２２は、例えば、１０ｋＨｚの交流電圧（５Ｖp-p）を供給可能である。
【００２７】
次に、ＣＰＵ２４は、電圧計測部２１に、抵抗Ｒ１の両端の電圧Ｖ１を計測させる（Ｓ１１０）。電圧Ｖ１は電極３０間における抵抗値Ｒ２の変化によって変化し、抵抗値Ｒ２は電極３０間の塩水の濃度によって変化するものであるから、上記電圧Ｖ１を計測することにより間接的に塩水の濃度を把握することができる。
ここで、電極３０間の抵抗値Ｒ２について説明する。抵抗値Ｒ２は次式によって表すことができる。
Ｒ２＝ρ２×Ｌ２／Ｓ２
【００２８】
ρ２は、電極３０間に存在する塩水の抵抗率であり、抵抗率は塩水の濃度によって決まる。Ｌ２は、電極３０間の距離であり、上述したように一定である。Ｓ２は、対の電極３０が相対し合う方向に対して垂直な断面による電極３０間に存在する塩水の断面積である。
本発明は、抵抗Ｒ２の大きさに基づいて路面Ａ上の塩分濃度を判別するものであるから、抵抗値Ｒ２は塩分濃度のみに影響を受けるようにすることが望ましい。言い換えると、上記式を構成する各要素のうち、抵抗率ρ２以外の、距離Ｌ２および断面積Ｓ２が一定となる状況を作り出さなければ、正確な塩分濃度測定は実現できない。
【００２９】
路面Ａ上に塩水が存在するといっても、路面Ａが湿っている程度や水溜りが形成されている場合など、その路面状況は様々である。しかし、路面Ａ上を回転するタイヤ４０表面に形成される水膜の厚さは、路面上の塩水量の違いによらず、回転の遠心力の作用によってほぼ一定となる。すなわち、図１に示したように電極３０をタイヤ４０の表面に略接触するようにタイヤ４０の外側から支持することで、路面Ａ上に塩水が存在する状態であればその量の多少にかかわらず、タイヤ４０の表面と同表面に向かって接近する電極３０の側面とに挟まれた空間５０（図１において、斜線にて表示。）に溜まる塩水量は一定となる。その結果、電極３０間に保持される塩水量も一定となる。
【００３０】
このように、本発明においては、路面Ａ上の塩水量の違いによらず電極３０間に保持される塩水量は一定となるため、結果的に上記断面積Ｓ２も路面Ａ上の塩水量の違いによらず一定となる。よって、電極３０間の抵抗値Ｒ２は塩分濃度の違いだけに依存して変化すると言える。
具体的には、高濃度の場合に抵抗値Ｒ２は低下し、低濃度の場合に抵抗値Ｒ２は上昇する。対の電極３０と直列接続されている抵抗Ｒ１の両端の電圧（電圧降下）Ｖ１は、抵抗値Ｒ２が低ければ上昇し、抵抗値Ｒ２が高ければ低下するという関係にあるため、塩水の濃度と電圧Ｖ１とは、濃度が高いほど電圧Ｖ１も上昇し、濃度が低いほど電圧Ｖ１も低下するという関係になる。
【００３１】
図５〜７は、電圧計測部２１による電圧Ｖ１の計測結果をグラフにより示している。各グラフはいずれも、横軸を車両６０の移動時間、縦軸を各時点で計測された電圧Ｖ１の値としている。
図５は、路面Ａへ塩水を散布する際の散布量を各位置において一様とした場合の計測結果である。同図中の鎖線は濃度１０％の塩水を一様に散布した場合の計測結果であり、２点鎖線は濃度５％の塩水を一様に散布した場合の計測結果であり、１点鎖線は濃度１％の塩水を一様に散布した場合の計測結果である。また、比較対象として、塩水を散布しない乾燥路面の計測結果を実線にて示している。
【００３２】
同図から判るように、計測を開始して５秒を経過した辺りから、濃度１０％に対応する電圧値は２．７Ｖ程度、濃度５％に対応する電圧値は２．５Ｖ程度、濃度１％に対応する電圧値は２．０Ｖ程度というように、夫々に所定のレベルに安定するようになる。つまり、塩水の濃度が一定であれば計測される電圧値もほぼ一定となることが示されている。
【００３３】
図６は、濃度１％の塩水によって湿り領域と水溜り領域とを作り、両領域上を連続して車両６０を通過させた際の計測結果を示している。同図中の２点鎖線は塩水の散布直後に車両６０を通過させた場合の計測結果であり、１点鎖線は、散布してから５分経過した後に車両６０を通過させた場合の計測結果である。
同図からは、湿り領域を通過した際に計測された電圧と、水溜り領域を通過した際に計測された電圧との差が小さいことが見て取れる。
【００３４】
つまり、路面Ａ上の塩水量の違いにかかわらず、塩分濃度が一定であれば計測される電圧もほぼ一定となることが示されている。
また、散布直後の計測結果と５分経過後の計測結果は、少しの差はあるものの１．５〜２．０Ｖの範囲にいずれも収まっている。このことから、塩分濃度が一定であれば散布後の時間経過の影響もあまり受けることなくほぼ一定の電圧値を取得できることが理解できる。
【００３５】
図７は、濃度５％の塩水によって湿り領域と水溜り領域とを作り、両領域上を連続して車両６０を通過させた際の計測結果を示している。同図中の２点鎖線は塩水の散布直後に車両６０を通過させた場合の計測結果であり、１点鎖線は、散布してから５分経過した後に車両６０を通過させた場合の計測結果である。
同図からも、図６と同様に、湿り領域を通過した際に計測された電圧と水溜り領域を通過した際に計測された電圧との差が小さいことが見て取れる。さらに、散布直後の計測結果と５分経過後の計測結果は近いレベルとなっている。このことから、塩分濃度が一定であれば、路面Ａ上の塩水量の違いや、散布後の時間経過の違いにかかわらず、ほぼ一定の電圧値を取得できることが理解できる。
【００３６】
上記フローチャートの説明に戻る。
電圧計測部２１において電圧Ｖ１が計測されたら、ＣＰＵ２４は、同電圧計測部２１が計測した電圧をＡ／Ｄ変換部２３に入力させてＡ／Ｄ変換させた後、Ａ／Ｄ変換部２３の出力を濃度判定部２６に入力させる。そして、濃度判定部２６においては、入力されたデジタルデータ（電圧値）のレベルに応じて塩分濃度を判定する濃度判定処理を実行させる（Ｓ１２０）。
【００３７】
図８は、濃度判定部２６が実行する濃度判定処理の内容をフローチャートにより示している。
濃度判定部２６は、電圧Ａ／Ｄ変換部２３から出力された、電圧値を示すデジタルデータを入力し（Ｓ２００）、この電圧値が第一のしきい値（２．７Ｖ）以上であるか判断する（Ｓ２１０）。電圧値が第一のしきい値以上である場合は、塩水の濃度は１０％以上であると判定する（Ｓ２４０）。
電圧値が第一のしきい値より低い場合には、第二のしきい値（２．５Ｖ）以上であるか判断し（Ｓ２２０）、電圧値が第二のしきい値以上である場合は、塩水の濃度は５％以上、１０％未満であると判定する（Ｓ２５０）。
【００３８】
電圧値が第二のしきい値より低い場合には、第三のしきい値（２．０Ｖ）以上であるか判断し（Ｓ２３０）、電圧値が第三のしきい値以上である場合は、塩水の濃度は１％以上、５％未満であると判定する（Ｓ２６０）。
電圧値が第三のしきい値より低い場合には、塩水の濃度は１％未満であると判定する（Ｓ２７０）。
【００３９】
図４のフローの説明に戻る。
上記のように、濃度判定部２６において塩分濃度が判定されたら、ＣＰＵ２４はその判定結果を出力インターフェース２７を介して外部に出力させる（Ｓ１３０）。例えば、出力インターフェース２７が車両６０に搭載されたモニターに接続している場合には、このモニターに上記判定結果を表示させることができる。その結果、搭乗者はかかる表示を見て、路面Ａ上の塩分濃度を知ることができる。また、出力インターフェース２７はモニター以外にも、塩分濃度の判定結果をデータとして取得することを必要としている他の電子機器に対して接続されていてもよい。
【００４０】
これまでは、電極３０を車両６０の右側前輪の表面に略接触させて塩分濃度測定を実行する場合について説明したが、電極３０は、車両６０が有するいずれのタイヤに対して略接触させることも可能であることは言うまでも無い。ただ、一つの移動車両において路面の塩分濃度を測定しつつ同測定結果に応じた適量の凍結防止剤を路面に散布する場合には、測定結果を散布作業に正確に反映させると言う意味で、車両６０の後方側よりも前方側のタイヤに電極３０を略接触させて上記測定を実行する方が適している。
【００４１】
また、電極３０を略接触させるタイヤは、車両６０が元々備えているタイヤではなく、別途外付けの専用タイヤを用意しても良い。つまり、車両６０が前後左右に４つのタイヤを備える場合、第５のタイヤを用意し、これを路面に接して回転する状態にて車両６０の所定位置に取り付ける。そして、電極３０をその先端付近が当該専用タイヤに対して略接触するように固定し、かつ、電極３０と車両６０に積まれた上記塩分濃度判定回路２０とを電気的に接続する。このように、専用タイヤを用いるとすれば、一般車両に対する簡易な取り付け作業によって塩分濃度測定が可能となるため、経済的である。
【００４２】
（３）まとめ
以上説明したように本発明によれば、塩水に直接触れる電極３０を路面Ａに対して接触させるのではなく、回転するタイヤ４０の表面に略接触するように支持した。そのため、路面Ａにおける塩水の溜まり具合の影響を受けることなく、電極３０間に保持される塩水量が一定となった。その結果、電極３０間の抵抗Ｒ２は、塩水量の変化による影響が排除され塩水の濃度の違いだけによって変動するようになり、同抵抗Ｒ２によって変動する電圧値を計測することにより、路面Ａ上の塩水の濃度を正確に判定することが可能となった。また、路面Ａの塩分濃度の正確な判定結果は、凍結防止剤の適切な散布の判断に役立つ。
【００４３】
また、車両６０を移動させながら路面Ａの塩分濃度を連続的に測定できるため、従来のように塩分濃度測定用の測定端子を路面に埋め込む場合と比較して、設備投資の面で大幅なコストダウンとなり、かつ広範な範囲における路面Ａの塩分濃度をきめ細かく測定することができる。
【００４４】
さらに、路面Ａ上を回転するタイヤ４０は振動するとともにその表面は路面Ａとの摩擦により発熱する。つまり、電極３０はタイヤ４０と略接触状態であるため、上記振動を受けることにより、電極３０に付着した雪や泥が振り落とされ、その結果電極３０が凍結することが防止される。かつ、上記発熱によっても、電極３０に付着した水分で電極３０が凍結してしまうことが防止される。特に本発明は、冬季や寒冷地など気温の低い環境下で使用することが想定されるため、上記電極３０の凍結を防止して測定可能な状態を維持することの効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明にかかる車載式塩分濃度測定装置の概略側面図。
【図２】タイヤおよび電極の正面図。
【図３】塩分濃度判定回路の回路図。
【図４】塩分濃度測定処理の内容を示したフローチャート。
【図５】電圧計測部による電圧の計測結果を示した図。
【図６】電圧計測部による電圧の計測結果を示した図。
【図７】電圧計測部による電圧の計測結果を示した図。
【図８】濃度判定処理の内容を示したフローチャート。
【図９】タイヤ埋め込み型測定方法による電圧の計測結果を示した図。
【符号の説明】
【００４６】
１０…塩分濃度測定装置
２０…塩分濃度判定回路
２１…電圧計測部
２２…発振部
２３…Ａ／Ｄ変換部
２４…ＣＰＵ
２６…濃度判定部
２７…出力インターフェース
２８…入力インターフェース
３０…電極
３１…電極支持部材
４０…タイヤ
６０…車両
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両本体と路面との間に介在して同路面上を回転移動する回転体の表面に対して一部を略接触させた状態にて上記車両の所定部位から支持された対の電極と、
上記電極間に形成された水分膜の抵抗値に基づいて上記路面上の水分の塩分濃度を判定する塩分濃度判定手段と、
を備えることを特徴とする車載式塩分濃度測定装置。
【請求項２】
上記電極は、上記回転体の正回転方向に向かって同回転体に対して接近する状態で支持されることを特徴とする請求項１に記載の車載式塩分濃度測定装置。
【請求項３】
上記電極は、上記車両の前方側の回転体に対して略接触した状態で支持されることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の車載式塩分濃度測定装置。
【請求項４】
上記電極は、上記車両の移動に用いるべく同車両が予め有する回転体とは別に取り付けられた電極専用回転体に対して略接触した状態で支持されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の車載式塩分濃度測定装置。
【請求項５】
上記塩分濃度判定手段は、上記対の電極と直列に接続された抵抗の両端の電圧値を計測するとともに、同計測した電圧値の大きさに応じて上記路面上の水分の塩分濃度を判定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の車載式塩分濃度測定装置。
【請求項６】
車両本体と路面との間に介在して同路面上を回転移動する回転体の表面に対して一部を略接触させた状態にて上記車両の所定部位から支持された対の電極に電流を供給するとともに、上記電極間に形成された水分膜の抵抗値に基づいて上記路面上の水分の塩分濃度を判定することを特徴とする塩分濃度測定方法。
【請求項１】
車両本体と路面との間に介在して同路面上を回転移動する回転体の表面に対して一部を略接触させた状態にて上記車両の所定部位から支持された対の電極と、
上記電極間に形成された水分膜の抵抗値に基づいて上記路面上の水分の塩分濃度を判定する塩分濃度判定手段と、
を備えることを特徴とする車載式塩分濃度測定装置。
【請求項２】
上記電極は、上記回転体の正回転方向に向かって同回転体に対して接近する状態で支持されることを特徴とする請求項１に記載の車載式塩分濃度測定装置。
【請求項３】
上記電極は、上記車両の前方側の回転体に対して略接触した状態で支持されることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の車載式塩分濃度測定装置。
【請求項４】
上記電極は、上記車両の移動に用いるべく同車両が予め有する回転体とは別に取り付けられた電極専用回転体に対して略接触した状態で支持されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の車載式塩分濃度測定装置。
【請求項５】
上記塩分濃度判定手段は、上記対の電極と直列に接続された抵抗の両端の電圧値を計測するとともに、同計測した電圧値の大きさに応じて上記路面上の水分の塩分濃度を判定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の車載式塩分濃度測定装置。
【請求項６】
車両本体と路面との間に介在して同路面上を回転移動する回転体の表面に対して一部を略接触させた状態にて上記車両の所定部位から支持された対の電極に電流を供給するとともに、上記電極間に形成された水分膜の抵抗値に基づいて上記路面上の水分の塩分濃度を判定することを特徴とする塩分濃度測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−５７２８６（Ｐ２００７−５７２８６Ａ）
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４０６９３（Ｐ２００５−２４０６９３）
【出願日】平成１７年８月２３日（２００５．８．２３）
【出願人】（５９８０２１６０５）社団法人 雪センター (5)
【出願人】（０００２４３８８１）名古屋電機工業株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２３日（２００５．８．２３）
【出願人】（５９８０２１６０５）社団法人 雪センター (5)
【出願人】（０００２４３８８１）名古屋電機工業株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
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