JP2002036837A - タイヤの摩耗状態検知装置および方法 - Google Patents
タイヤの摩耗状態検知装置および方法Info
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- JP2002036837A JP2002036837A JP2000229725A JP2000229725A JP2002036837A JP 2002036837 A JP2002036837 A JP 2002036837A JP 2000229725 A JP2000229725 A JP 2000229725A JP 2000229725 A JP2000229725 A JP 2000229725A JP 2002036837 A JP2002036837 A JP 2002036837A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 路面の摩擦係数によらず、タイヤの摩耗状態
を検知できるタイヤの摩耗状態検知装置を提供する。 【解決手段】 車両の４輪のタイヤの回転速度を定期的
に検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段
による測定値から、スリップ比と車両の加減速度を演算
する第１演算手段と、該スリップ比と車両の加減速度と
の互いの１次の回帰係数と相関係数を求める第２演算手
段と、得られた相関係数の値に応じて所定の時間または
所定の個数の１次の回帰係数の値を蓄積し、当該蓄積し
た１次の回帰係数の値の頻度分布と予め判っている頻度
分布を比較してタイヤの摩耗状態を検知するタイヤ摩耗
検知手段とを備えている。
を検知できるタイヤの摩耗状態検知装置を提供する。 【解決手段】 車両の４輪のタイヤの回転速度を定期的
に検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段
による測定値から、スリップ比と車両の加減速度を演算
する第１演算手段と、該スリップ比と車両の加減速度と
の互いの１次の回帰係数と相関係数を求める第２演算手
段と、得られた相関係数の値に応じて所定の時間または
所定の個数の１次の回帰係数の値を蓄積し、当該蓄積し
た１次の回帰係数の値の頻度分布と予め判っている頻度
分布を比較してタイヤの摩耗状態を検知するタイヤ摩耗
検知手段とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はタイヤの摩耗状態検
知装置および方法に関する。さらに詳しくは、タイヤの
回転情報を用いて、タイヤの摩耗状態を検知することに
より、車両の性能や安全性を高めることができるタイヤ
摩耗状態検知装置および方法に関する。
知装置および方法に関する。さらに詳しくは、タイヤの
回転情報を用いて、タイヤの摩耗状態を検知することに
より、車両の性能や安全性を高めることができるタイヤ
摩耗状態検知装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】タイヤには、排水性などを考えて、縦溝
と横溝が彫ってあるため、これらの溝に囲まれたゴムブ
ロックが形成されている。このゴムブロックが大きい
と、前後左右にせん断変形しにくく、剛性も大きいた
め、一般に大きなブロックからなるトレッドパターンを
もったタイヤをパターン剛性の大きなタイヤという。
と横溝が彫ってあるため、これらの溝に囲まれたゴムブ
ロックが形成されている。このゴムブロックが大きい
と、前後左右にせん断変形しにくく、剛性も大きいた
め、一般に大きなブロックからなるトレッドパターンを
もったタイヤをパターン剛性の大きなタイヤという。
【０００３】パターン剛性の大小は、コーナリングパワ
ーやコーナリングフォースのほか、スリップ率に大きな
影響を及ぼすため、タイヤの回転情報をもとにして車両
の性能や安全性を高める装置、たとえばＡＢＳ（アンチ
ブロックブレーキングシステム）、ＴＣＳ（トラクショ
ンコントロールシステム）またはタイヤ空気圧低下警報
装置などにおいて、タイヤの回転情報をもとにして車両
の挙動を推定するには、タイヤのパターン剛性を把握し
ておくことは重要である。
ーやコーナリングフォースのほか、スリップ率に大きな
影響を及ぼすため、タイヤの回転情報をもとにして車両
の性能や安全性を高める装置、たとえばＡＢＳ（アンチ
ブロックブレーキングシステム）、ＴＣＳ（トラクショ
ンコントロールシステム）またはタイヤ空気圧低下警報
装置などにおいて、タイヤの回転情報をもとにして車両
の挙動を推定するには、タイヤのパターン剛性を把握し
ておくことは重要である。
【０００４】また、タイヤが摩耗すると、タイヤのトレ
ッドゴムの厚さが薄くなるため、パターンの前後剛性が
大きくなる。タイヤが摩耗すると冬用タイヤにおいて
は、雪上性能に影響を与えるとともに、夏用タイヤにお
いては、ハイドロプレーニング性能に影響を与える。し
たがって、摩耗を検知することは有用であるが、これら
の装置では、タイヤの摩耗状態を検知する機能が備えら
れていない。したがって、タイヤの摩耗を識別するに
は、溝深さを測定するデプスゲージを用いたり、タイヤ
に設けられている摩耗限界を示すスリップサインを確認
するなどの目視による識別だけである。かかる目視によ
る識別は、熟練を要するため、タイヤのメンテナンスが
煩雑になりやすいとともに、タイヤのメンテナンスにお
ける始業点検時にタイヤの摩耗を見過ごしてしまう惧れ
がある。
ッドゴムの厚さが薄くなるため、パターンの前後剛性が
大きくなる。タイヤが摩耗すると冬用タイヤにおいて
は、雪上性能に影響を与えるとともに、夏用タイヤにお
いては、ハイドロプレーニング性能に影響を与える。し
たがって、摩耗を検知することは有用であるが、これら
の装置では、タイヤの摩耗状態を検知する機能が備えら
れていない。したがって、タイヤの摩耗を識別するに
は、溝深さを測定するデプスゲージを用いたり、タイヤ
に設けられている摩耗限界を示すスリップサインを確認
するなどの目視による識別だけである。かかる目視によ
る識別は、熟練を要するため、タイヤのメンテナンスが
煩雑になりやすいとともに、タイヤのメンテナンスにお
ける始業点検時にタイヤの摩耗を見過ごしてしまう惧れ
がある。
【０００５】そこで、特開平１１−７８４４２号公報で
は、タイヤの摩耗状態を定期的に測定する方法が示され
ている。
は、タイヤの摩耗状態を定期的に測定する方法が示され
ている。
【０００６】かかる方法によると、４輪のタイヤの回転
速度を定期的に測定し、その測定された回転速度から、
前輪タイヤと後輪タイヤの回転速度の比を演算し、該回
転速度の比と車両の加速度との関係式の傾きを求め、こ
の傾きと予め判っているタイヤの回転速度の比と加速度
との関係式の傾きとを比較することによりタイヤの摩耗
状態を検知している。すなわちスリップ率の小さい範囲
（１０％以下）では、タイヤと路面のあいだでほとんど
滑りがなく、μ−ｓ勾配は、トレッドゴムの前後剛性で
決まっているので、この傾きの経時変化を測定していれ
ばタイヤの摩耗が検知できるというものである。
速度を定期的に測定し、その測定された回転速度から、
前輪タイヤと後輪タイヤの回転速度の比を演算し、該回
転速度の比と車両の加速度との関係式の傾きを求め、こ
の傾きと予め判っているタイヤの回転速度の比と加速度
との関係式の傾きとを比較することによりタイヤの摩耗
状態を検知している。すなわちスリップ率の小さい範囲
（１０％以下）では、タイヤと路面のあいだでほとんど
滑りがなく、μ−ｓ勾配は、トレッドゴムの前後剛性で
決まっているので、この傾きの経時変化を測定していれ
ばタイヤの摩耗が検知できるというものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】事実、μ−ｓ勾配は、
トレッドゴムの前後剛性が大きくなるにしたがい大きく
なるが、路面の摩擦係数にも大きく影響を受けており、
図７に示すように路面（高μ路Ｒ１、中μ路Ｒ２、低μ
路Ｒ３）の摩擦係数が小さくなるにしたがい、μ−ｓ勾
配、たとえばＲ３のμ−ｓ勾配θも小さくなる傾向にあ
る。したがって、単にμ−ｓ勾配のみの経時変化を測定
していても、同じ摩擦係数の路面で測定したものを比較
しないと、たとえばμ−ｓ勾配が初期に比べて大きくな
ったからといって、それはタイヤが摩耗したためなの
か、前に測定した路面よりも摩擦係数が高い路面で測定
したためなのかの判断ができない。
トレッドゴムの前後剛性が大きくなるにしたがい大きく
なるが、路面の摩擦係数にも大きく影響を受けており、
図７に示すように路面（高μ路Ｒ１、中μ路Ｒ２、低μ
路Ｒ３）の摩擦係数が小さくなるにしたがい、μ−ｓ勾
配、たとえばＲ３のμ−ｓ勾配θも小さくなる傾向にあ
る。したがって、単にμ−ｓ勾配のみの経時変化を測定
していても、同じ摩擦係数の路面で測定したものを比較
しないと、たとえばμ−ｓ勾配が初期に比べて大きくな
ったからといって、それはタイヤが摩耗したためなの
か、前に測定した路面よりも摩擦係数が高い路面で測定
したためなのかの判断ができない。
【０００８】本発明は、叙上の事情に鑑み、路面の摩擦
係数によらず、タイヤの摩耗状態を検知できるタイヤの
摩耗状態検知装置および方法を提供することを目的とす
る。
係数によらず、タイヤの摩耗状態を検知できるタイヤの
摩耗状態検知装置および方法を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のタイヤの摩耗状
態検知装置は、車両の４輪のタイヤの回転速度を定期的
に検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段
による測定値から、スリップ比と車両の加減速度を演算
する第１演算手段と、該スリップ比と車両の加減速度と
の互いの１次の回帰係数と相関係数を求める第２演算手
段と、得られた相関係数の値に応じて所定の時間または
所定の個数の１次の回帰係数の値を蓄積し、当該蓄積し
た１次の回帰係数の値の頻度分布と予め判っている頻度
分布を比較してタイヤの摩耗状態を検知するタイヤ摩耗
検知手段とを備えてなることを特徴とする。
態検知装置は、車両の４輪のタイヤの回転速度を定期的
に検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段
による測定値から、スリップ比と車両の加減速度を演算
する第１演算手段と、該スリップ比と車両の加減速度と
の互いの１次の回帰係数と相関係数を求める第２演算手
段と、得られた相関係数の値に応じて所定の時間または
所定の個数の１次の回帰係数の値を蓄積し、当該蓄積し
た１次の回帰係数の値の頻度分布と予め判っている頻度
分布を比較してタイヤの摩耗状態を検知するタイヤ摩耗
検知手段とを備えてなることを特徴とする。
【００１０】また本発明のタイヤの摩耗状態検知方法
は、車両の４輪のタイヤの回転速度を定期的に検出する
工程と、該測定された回転速度から、スリップ比と車両
の加減速度を演算する工程と、該スリップ比と車両の加
減速度との互いの１次の回帰係数と相関係数を演算する
工程と、得られた相関係数に応じて所定の時間または所
定の個数の１次の回帰係数を蓄積し、当該蓄積した１次
の回帰係数の値の頻度分布と予め判っている頻度分布を
比較してタイヤの摩耗状態を検知するタイヤ摩耗検知工
程とを備えていることを特徴とする。
は、車両の４輪のタイヤの回転速度を定期的に検出する
工程と、該測定された回転速度から、スリップ比と車両
の加減速度を演算する工程と、該スリップ比と車両の加
減速度との互いの１次の回帰係数と相関係数を演算する
工程と、得られた相関係数に応じて所定の時間または所
定の個数の１次の回帰係数を蓄積し、当該蓄積した１次
の回帰係数の値の頻度分布と予め判っている頻度分布を
比較してタイヤの摩耗状態を検知するタイヤ摩耗検知工
程とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明のタイヤの摩耗状態検知装置および方法を説明する。
明のタイヤの摩耗状態検知装置および方法を説明する。
【００１２】図１は本発明のタイヤの摩耗状態検知装置
にかかわる一実施の形態を示すブロック図、図２は図１
におけるタイヤの摩耗状態検知装置の電気的構成を示す
ブロック図、図３は１次の回帰係数の頻度分布を示す
図、図４は標準偏差と平均値の関係に基づいてタイヤの
摩耗状態のエリアの一例を示す図、図５は標準偏差と平
均値の関係に基づいて２つのタイヤの摩耗状態を示す
図、図６は本発明のフローチャートの一例である。
にかかわる一実施の形態を示すブロック図、図２は図１
におけるタイヤの摩耗状態検知装置の電気的構成を示す
ブロック図、図３は１次の回帰係数の頻度分布を示す
図、図４は標準偏差と平均値の関係に基づいてタイヤの
摩耗状態のエリアの一例を示す図、図５は標準偏差と平
均値の関係に基づいて２つのタイヤの摩耗状態を示す
図、図６は本発明のフローチャートの一例である。
【００１３】図１に示すように、本発明の一実施の形態
にかかわるタイヤの摩耗状態検知装置は、４輪車両のタ
イヤＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬＷおよびＲＲＷにそれぞれ設
けられた車輪タイヤの回転速度を定期的に検出する回転
速度検出手段Ｓを備えており、この回転速度検出手段Ｓ
の出力は、ＡＢＳなどの制御ユニット１に伝達される。
なお、２はタイヤを交換した際などに運転者によって、
操作される初期化スイッチであり、３はタイヤの摩耗状
態により警報を発する警報器である。
にかかわるタイヤの摩耗状態検知装置は、４輪車両のタ
イヤＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬＷおよびＲＲＷにそれぞれ設
けられた車輪タイヤの回転速度を定期的に検出する回転
速度検出手段Ｓを備えており、この回転速度検出手段Ｓ
の出力は、ＡＢＳなどの制御ユニット１に伝達される。
なお、２はタイヤを交換した際などに運転者によって、
操作される初期化スイッチであり、３はタイヤの摩耗状
態により警報を発する警報器である。
【００１４】前記回転速度検出手段Ｓとしては、電磁ピ
ックアップなどを用いて回転パルスを発生させてパルス
の数から回転速度を測定する車輪速センサまたはダイナ
モのように回転を利用して発電を行ない、この電圧から
回転速度を測定するものを含む角速度センサなどを用い
ることができる。
ックアップなどを用いて回転パルスを発生させてパルス
の数から回転速度を測定する車輪速センサまたはダイナ
モのように回転を利用して発電を行ない、この電圧から
回転速度を測定するものを含む角速度センサなどを用い
ることができる。
【００１５】前記制御ユニット１は、図２に示されるよ
うに、外部装置との信号の受け渡しに必要なＩ／Ｏイン
ターフェイス１ａと、演算処理の中枢として機能するＣ
ＰＵ１ｂと、該ＣＰＵ１ｂの制御動作プログラムが格納
されたＲＯＭ１ｃと、前記ＣＰＵ１ｂが制御動作を行な
う際にデータなどが一時的に書き込まれたり、その書き
込まれたデータなどが読み出されるＲＡＭ１ｄとから構
成されている。
うに、外部装置との信号の受け渡しに必要なＩ／Ｏイン
ターフェイス１ａと、演算処理の中枢として機能するＣ
ＰＵ１ｂと、該ＣＰＵ１ｂの制御動作プログラムが格納
されたＲＯＭ１ｃと、前記ＣＰＵ１ｂが制御動作を行な
う際にデータなどが一時的に書き込まれたり、その書き
込まれたデータなどが読み出されるＲＡＭ１ｄとから構
成されている。
【００１６】本実施の形態では、前記制御ユニット１
に、前記回転速度検出手段Ｓによる測定値から、スリッ
プ比（前輪タイヤの車輪速度と後輪タイヤとの車輪速度
の比）と車両の加減速度を演算する第１演算手段と、該
スリップ比と車両の加減速度との互いの１次の回帰係数
と相関係数を求める第２演算手段と、得られた相関係数
の値に応じて所定の時間または所定の個数の１次の回帰
係数の値を蓄積し、当該蓄積した１次の回帰係数の値の
頻度分布と予め判っている頻度分布を比較して走行路面
に限定されず、タイヤの摩耗状態を検知するタイヤ摩耗
検知手段とを備えている。
に、前記回転速度検出手段Ｓによる測定値から、スリッ
プ比（前輪タイヤの車輪速度と後輪タイヤとの車輪速度
の比）と車両の加減速度を演算する第１演算手段と、該
スリップ比と車両の加減速度との互いの１次の回帰係数
と相関係数を求める第２演算手段と、得られた相関係数
の値に応じて所定の時間または所定の個数の１次の回帰
係数の値を蓄積し、当該蓄積した１次の回帰係数の値の
頻度分布と予め判っている頻度分布を比較して走行路面
に限定されず、タイヤの摩耗状態を検知するタイヤ摩耗
検知手段とを備えている。
【００１７】また前記タイヤ摩耗検知手段は、蓄積した
１次の回帰係数の値の頻度分布と予め判っている頻度分
布を比較する比較手段をさらに備えており、蓄積した１
次の回帰係数の値の標準偏差と平均値の関係を、予め車
両ごとに設定したタイヤの摩耗状態のエリアを組み込ん
だロジックを含んでいる。
１次の回帰係数の値の頻度分布と予め判っている頻度分
布を比較する比較手段をさらに備えており、蓄積した１
次の回帰係数の値の標準偏差と平均値の関係を、予め車
両ごとに設定したタイヤの摩耗状態のエリアを組み込ん
だロジックを含んでいる。
【００１８】本実施の形態では、前記４輪のタイヤの回
転速度を０．１秒以下で検出する。前記車両の加減速度
はＧセンサで測定することもできるが、４輪または従動
輪の平均車輪速度から演算するのがコスト面から好まし
い。
転速度を０．１秒以下で検出する。前記車両の加減速度
はＧセンサで測定することもできるが、４輪または従動
輪の平均車輪速度から演算するのがコスト面から好まし
い。
【００１９】ついで前記スリップ比および車両の加減速
度を一定時間分のデータ、たとえば少なくとも０．２秒
分以上のデータの平均値として、サンプリング時間ごと
に移動平均化して求め、この移動平均された値（一定個
数のスリップ比と車両の加減速度）を求める。
度を一定時間分のデータ、たとえば少なくとも０．２秒
分以上のデータの平均値として、サンプリング時間ごと
に移動平均化して求め、この移動平均された値（一定個
数のスリップ比と車両の加減速度）を求める。
【００２０】さらに前記移動平均されたスリップ比およ
び車両の加減速度のデータ、たとえば少なくとも５個以
上のデータを用いて、スリップ比と車両の加減速度との
互いの１次の回帰係数と相関係数を求める。ここで、移
動平均して求められたスリップ比がある一定値以上の場
合または一定値以下の場合（たとえば０．０５以上また
は−０．０５以下の場合）は、回帰係数の演算には使用
しないようにしても良い。
び車両の加減速度のデータ、たとえば少なくとも５個以
上のデータを用いて、スリップ比と車両の加減速度との
互いの１次の回帰係数と相関係数を求める。ここで、移
動平均して求められたスリップ比がある一定値以上の場
合または一定値以下の場合（たとえば０．０５以上また
は−０．０５以下の場合）は、回帰係数の演算には使用
しないようにしても良い。
【００２１】以下、本実施の形態のタイヤの摩耗状態検
知装置の動作を手順〜に沿って説明する。
知装置の動作を手順〜に沿って説明する。
【００２２】車両の４輪タイヤＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬ
ＷおよびＲＲＷのそれぞれの回転速度から車輪速度（Ｖ
１n、Ｖ２n、Ｖ３n、Ｖ４n）を算出する。たとえば、Ａ
ＢＳセンサなどのセンサから得られた車両の各車輪タイ
ヤＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬＷ、ＲＲＷのある時点の車輪速
データを車輪速度Ｖ１n、Ｖ２n、Ｖ３n、Ｖ４nとする。
ＷおよびＲＲＷのそれぞれの回転速度から車輪速度（Ｖ
１n、Ｖ２n、Ｖ３n、Ｖ４n）を算出する。たとえば、Ａ
ＢＳセンサなどのセンサから得られた車両の各車輪タイ
ヤＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬＷ、ＲＲＷのある時点の車輪速
データを車輪速度Ｖ１n、Ｖ２n、Ｖ３n、Ｖ４nとする。
【００２３】ついで従動輪および駆動輪の平均車輪速
度（Ｖｆn、Ｖｄn）を演算する。前輪駆動の場合、ある
時点の従動輪および駆動輪の平均車輪速度Ｖｆn、Ｖｄn
をつぎの式（１）、（２）により求められる。 Ｖｆn＝（Ｖ３n＋Ｖ４n）／２ ・・・（１） Ｖｄn＝（Ｖ１n＋Ｖ２n）／２ ・・・（２）
度（Ｖｆn、Ｖｄn）を演算する。前輪駆動の場合、ある
時点の従動輪および駆動輪の平均車輪速度Ｖｆn、Ｖｄn
をつぎの式（１）、（２）により求められる。 Ｖｆn＝（Ｖ３n＋Ｖ４n）／２ ・・・（１） Ｖｄn＝（Ｖ１n＋Ｖ２n）／２ ・・・（２）
【００２４】ついで前記従動輪の平均車輪加減速度
（すなわち車両の加減速度）Ａｆnを演算する。前記従
動輪の平均車輪速度Ｖｆnより１つ前の車輪速データか
ら、平均車輪速度Ｖｆn-1とすると、従動輪の平均車輪
加減速度Ａｆnはそれぞれつぎの式（３）で求められ
る。 Ａｆn＝ａ・（Ｖｆn−Ｖｆn-1）／Δｔ／ｇ ・・・（３）
（すなわち車両の加減速度）Ａｆnを演算する。前記従
動輪の平均車輪速度Ｖｆnより１つ前の車輪速データか
ら、平均車輪速度Ｖｆn-1とすると、従動輪の平均車輪
加減速度Ａｆnはそれぞれつぎの式（３）で求められ
る。 Ａｆn＝ａ・（Ｖｆn−Ｖｆn-1）／Δｔ／ｇ ・・・（３）
【００２５】ここで、Δｔは車輪速データから算出され
る車輪速度ＶｆnとＶｆn-1の時間間隔（サンプリング時
間）であり、ｇは重力加速度であり、ａは車輪速度（ｋ
ｍ／ｈ）の単位と加速度（ｍ／ｓ）の単位を合わせるた
めの定数（１／３．６）である。前記サンプルング時間
としては、データのばらつきを小さくするためにも、
０．１秒以下が好ましい。
る車輪速度ＶｆnとＶｆn-1の時間間隔（サンプリング時
間）であり、ｇは重力加速度であり、ａは車輪速度（ｋ
ｍ／ｈ）の単位と加速度（ｍ／ｓ）の単位を合わせるた
めの定数（１／３．６）である。前記サンプルング時間
としては、データのばらつきを小さくするためにも、
０．１秒以下が好ましい。
【００２６】ついで前記車両の加減速度Ａｆnの値に
応じて、スリップ比を演算する。まず、加速状態で、駆
動輪がロック状態で車両が滑っているとき（Ｖｄn＝
０、Ｖｆn≠０）や、減速状態で、車両が停止状態で駆
動輪がホイールスピンを起こしているとき（Ｖｆn＝
０、Ｖｄn≠０）は、起こり得ないものとして、スリッ
プ比Ｓnをつぎの式（４）、（５）から演算する。 Ａｆn≧０およびＶｄn≠０である場合、Ｓn＝（Ｖｆn−Ｖｄn）／Ｖｄn ・・・（４） Ａｆn＜０およびＶｆn≠０である場合、Ｓn＝（Ｖｆn−Ｖｄn）／Ｖｆn ・・・（５） 前記以外の場合は、Ｓn＝１とする。
応じて、スリップ比を演算する。まず、加速状態で、駆
動輪がロック状態で車両が滑っているとき（Ｖｄn＝
０、Ｖｆn≠０）や、減速状態で、車両が停止状態で駆
動輪がホイールスピンを起こしているとき（Ｖｆn＝
０、Ｖｄn≠０）は、起こり得ないものとして、スリッ
プ比Ｓnをつぎの式（４）、（５）から演算する。 Ａｆn≧０およびＶｄn≠０である場合、Ｓn＝（Ｖｆn−Ｖｄn）／Ｖｄn ・・・（４） Ａｆn＜０およびＶｆn≠０である場合、Ｓn＝（Ｖｆn−Ｖｄn）／Ｖｆn ・・・（５） 前記以外の場合は、Ｓn＝１とする。
【００２７】ついでスリップ比および車両の加減速度
のデータをサンプリング時間ごとに移動平均化処理す
る。直線回帰をする場合、一定以上のデータ数がなけれ
ば、得られた回帰係数の信頼性が劣る。そこで、たとえ
ば数十ｍｓごとにデータをサンプリングし、このサンプ
リング時間で得られたばらつきの大きいデータを移動平
均することにより、データの数を減らさずに、データの
ばらつきを小さくすることができる。
のデータをサンプリング時間ごとに移動平均化処理す
る。直線回帰をする場合、一定以上のデータ数がなけれ
ば、得られた回帰係数の信頼性が劣る。そこで、たとえ
ば数十ｍｓごとにデータをサンプリングし、このサンプ
リング時間で得られたばらつきの大きいデータを移動平
均することにより、データの数を減らさずに、データの
ばらつきを小さくすることができる。
【００２８】スリップ比については、 ＭＳn＝（Ｓ1＋Ｓ2＋・・・＋Ｓn）／Ｎ ・・・（６） ＭＳn+1＝（Ｓ2＋Ｓ3＋・・・＋Ｓn+1）／Ｎ ・・・（７） ＭＳn+2＝（Ｓ3＋Ｓ4＋・・・＋Ｓn+2）／Ｎ ・・・（８） 車両の加減速度については、 ＭＡｆn＝（Ａｆ1＋Ａｆ2＋・・・＋Ａｆn）／Ｎ ・・・（９） ＭＡｆn+1＝（Ａｆ2＋Ａｆ3＋・・・＋Ａｆn+1）／Ｎ ・・・（１０） ＭＡｆn+2＝（Ａｆ3＋Ａｆ4＋・・・＋Ａｆn+2）／Ｎ ・・・（１１）
【００２９】ついでスリップ比と車両の加減速度との
互いの1次の回帰係数、すなわちスリップ比の車両の加
減速度に対する回帰係数Ｋ１と車両の加減速度のスリッ
プ比に対する回帰係数Ｋ２をそれぞれつぎの式（１
２）、（１３）から求める。
互いの1次の回帰係数、すなわちスリップ比の車両の加
減速度に対する回帰係数Ｋ１と車両の加減速度のスリッ
プ比に対する回帰係数Ｋ２をそれぞれつぎの式（１
２）、（１３）から求める。
【００３０】
【数１】
【００３１】
【表１】
【００３２】また相関係数Ｒは、 Ｒ＝Ｋ１×Ｋ２ ・・・（１４） となる。
【００３３】前記手順により求めた回帰係数Ｋ１（ま
たはＫ２）の値を所定の時間または所定の個数蓄積す
る。以下、回帰係数Ｋ１について説明する。このとき、
相関係数Ｒの値に応じて回帰係数Ｋ１のデータを蓄積す
るかしないかを決定する。このデータ蓄積のしきい値と
なる相関係数Ｒの値については、とくに限定されるもの
ではないが、小さすぎると測定精度が劣ったデータも蓄
積されてしまうため、０．５以上であるが、０．９以上
ではデータがほとんど蓄積されないため、０．７前後が
好ましい。
たはＫ２）の値を所定の時間または所定の個数蓄積す
る。以下、回帰係数Ｋ１について説明する。このとき、
相関係数Ｒの値に応じて回帰係数Ｋ１のデータを蓄積す
るかしないかを決定する。このデータ蓄積のしきい値と
なる相関係数Ｒの値については、とくに限定されるもの
ではないが、小さすぎると測定精度が劣ったデータも蓄
積されてしまうため、０．５以上であるが、０．９以上
ではデータがほとんど蓄積されないため、０．７前後が
好ましい。
【００３４】データの蓄積量については、測定時間また
は蓄積個数で決定する。蓄積量についてはとくに限定し
ない。ただ、測定時間が１分程度と短すぎると測定精度
がわるくなるのであまり好ましくない。タイヤの摩耗状
態を評価する場合、摩耗が数分や数時間といった時間単
位で急激に進むことはほとんどありえないので、測定時
間を３０分や１時間と長くする分にはとくに問題はな
い。しかし、データ容量の都合もあるので、現実的な範
囲で設定すれば良い。また、たとえば数分間の測定を数
回程度繰り返し、その平均で評価したり、ばらつきの大
きなデータは削除して評価することもできる。
は蓄積個数で決定する。蓄積量についてはとくに限定し
ない。ただ、測定時間が１分程度と短すぎると測定精度
がわるくなるのであまり好ましくない。タイヤの摩耗状
態を評価する場合、摩耗が数分や数時間といった時間単
位で急激に進むことはほとんどありえないので、測定時
間を３０分や１時間と長くする分にはとくに問題はな
い。しかし、データ容量の都合もあるので、現実的な範
囲で設定すれば良い。また、たとえば数分間の測定を数
回程度繰り返し、その平均で評価したり、ばらつきの大
きなデータは削除して評価することもできる。
【００３５】つぎに蓄積したデータの頻度分布を演算
手段により求めるとともに、この頻度分布と予め判って
いる頻度分布を比較手段により比較する。該比較手段に
より、タイヤが摩耗状態にあると判断された場合には、
警報を発する表示器を備え付けることができる。前記予
め判っている頻度分布とは、たとえば、新品タイヤを装
着したときに、前述の手順〜で測定した頻度分布で
あったり、６ヶ月や１年ごとまたは５千キロや１万キロ
走行ごとといったように定期的および自動的に測定して
おいた頻度分布であっても良い。また、どのようなタイ
ヤでも摩耗末期の頻度分布は、ほとんど同じような形態
になるので、予め車両ごとに摩耗末期のレベルを設定し
ておくのが良い。
手段により求めるとともに、この頻度分布と予め判って
いる頻度分布を比較手段により比較する。該比較手段に
より、タイヤが摩耗状態にあると判断された場合には、
警報を発する表示器を備え付けることができる。前記予
め判っている頻度分布とは、たとえば、新品タイヤを装
着したときに、前述の手順〜で測定した頻度分布で
あったり、６ヶ月や１年ごとまたは５千キロや１万キロ
走行ごとといったように定期的および自動的に測定して
おいた頻度分布であっても良い。また、どのようなタイ
ヤでも摩耗末期の頻度分布は、ほとんど同じような形態
になるので、予め車両ごとに摩耗末期のレベルを設定し
ておくのが良い。
【００３６】前記頻度分布を比較するとは、たとえばそ
の指標として、データの標準偏差と平均値との関係があ
げられる。ただし、指標は、これらに限られるものでは
なく、たとえばデータの最も発生頻度の高い値（ピーク
値）などの統計的手法により求めることができる。
の指標として、データの標準偏差と平均値との関係があ
げられる。ただし、指標は、これらに限られるものでは
なく、たとえばデータの最も発生頻度の高い値（ピーク
値）などの統計的手法により求めることができる。
【００３７】図３に回帰係数Ｋ１の頻度分布の一例を示
す。図３に示される頻度分布の場合、標準偏差σは０．
０２７、頻度分布の平均値μは０．１０９である。これ
らの関係を予め車両ごとに設定しておくことにより、図
４に示されるようにタイヤの摩耗状態を検知する。すな
わち、タイヤが摩耗するとトレッドゴムのゲージが薄く
なってトレッドゴムの前後剛性が新品のタイヤに比べて
大きくなるために、標準偏差σと平均値μの関係が、た
とえばレベル０→１→２→３と移っていく。したがっ
て、新品タイヤ時のレベル０または前回測定時のレベル
の値に対して今回測定したレベルの値が大きくなってい
ればタイヤが摩耗していることを示している。
す。図３に示される頻度分布の場合、標準偏差σは０．
０２７、頻度分布の平均値μは０．１０９である。これ
らの関係を予め車両ごとに設定しておくことにより、図
４に示されるようにタイヤの摩耗状態を検知する。すな
わち、タイヤが摩耗するとトレッドゴムのゲージが薄く
なってトレッドゴムの前後剛性が新品のタイヤに比べて
大きくなるために、標準偏差σと平均値μの関係が、た
とえばレベル０→１→２→３と移っていく。したがっ
て、新品タイヤ時のレベル０または前回測定時のレベル
の値に対して今回測定したレベルの値が大きくなってい
ればタイヤが摩耗していることを示している。
【００３８】なお、図４のような摩耗レベルのマップ、
すなわち摩耗状態のエリア設定のマップは、車両ごとに
予め設定しておく必要がある。
すなわち摩耗状態のエリア設定のマップは、車両ごとに
予め設定しておく必要がある。
【００３９】
【実施例】つぎに本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではな
い。
が、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではな
い。
【００４０】実施例１〜２ まず前輪駆動車に新品タイヤまたは約４０％摩耗したタ
イヤを装着した。このときのタイヤは、住友ゴム工業
(株)製 グラスピックＤＳ−１で、タイヤサイズは２０
５／５５Ｒ１５であった。そして走行路面としては、各
タイヤについて、乾燥アスファルト路、湿潤アスファル
ト路、圧雪路およびアイスバーン路の４つの路面を走行
した（実施例１、２）。
イヤを装着した。このときのタイヤは、住友ゴム工業
(株)製 グラスピックＤＳ−１で、タイヤサイズは２０
５／５５Ｒ１５であった。そして走行路面としては、各
タイヤについて、乾燥アスファルト路、湿潤アスファル
ト路、圧雪路およびアイスバーン路の４つの路面を走行
した（実施例１、２）。
【００４１】この走行に際し、図６に示されるように回
転速度検出手段から出力される車輪速パルスに基づい
て、０．１秒ごとの車輪速を取り込み（ステップＳ
１）、従動輪の平均車輪速を車両速度Ｆｓとして演算す
るとともに、走行時間Ｔと走行距離Ｄを計算する（ステ
ップＳ２）。つづいて０．１秒ごとの車両加減速度Ｆａ
ｃとスリップ比ＳＲを計算した（ステップＳ３、Ｓ
４）。この車両加減速度Ｆａｃとスリップ比ＳＲについ
ては、それぞれ１秒間のデータをサンプリング時間ごと
に、移動平均処理した値ＦａｃＭおよびＳＲＭを求めた
（ステップＳ５、Ｓ６）。
転速度検出手段から出力される車輪速パルスに基づい
て、０．１秒ごとの車輪速を取り込み（ステップＳ
１）、従動輪の平均車輪速を車両速度Ｆｓとして演算す
るとともに、走行時間Ｔと走行距離Ｄを計算する（ステ
ップＳ２）。つづいて０．１秒ごとの車両加減速度Ｆａ
ｃとスリップ比ＳＲを計算した（ステップＳ３、Ｓ
４）。この車両加減速度Ｆａｃとスリップ比ＳＲについ
ては、それぞれ１秒間のデータをサンプリング時間ごと
に、移動平均処理した値ＦａｃＭおよびＳＲＭを求めた
（ステップＳ５、Ｓ６）。
【００４２】該ＦａｃＭとＳＲＭを５０個蓄積し、スリ
ップ比に対する車両加減速度の１次の回帰係数Ｋ１と相
関係数Ｒを求める（ステップＳ７）。ここで、Ｓ２＝−
０．０５より小さいか、Ｓ１＝０．０５より大きいスリ
ップ比ＳＲＭは、回帰係数の演算には使用しない（ステ
ップＳ８）。ついで相関係数Ｒがしきい値Ｒ１＝０．７
をこえないときはデータをリジェクトする（ステップＳ
９）とともに、しきい値Ｒ１＝０．７をこえるときの回
帰係数Ｋ１の値を蓄積した（ステップＳ１０、Ｓ１
１）。以下、新しい移動平均処理した値ＦａｃＭおよび
ＳＲＭが計算されるごと（０．１秒ごと）に一番古いＦ
ａｃＭとＳＲＭが除かれて、同様に回帰係数Ｋ１と相関
係数Ｒの計算を繰り返した。このときの蓄積量は、測定
時間が３０分または回帰係数Ｋ１の蓄積個数が、１０，
０００個になった時点で測定を終了した（ステップＳ１
２）。
ップ比に対する車両加減速度の１次の回帰係数Ｋ１と相
関係数Ｒを求める（ステップＳ７）。ここで、Ｓ２＝−
０．０５より小さいか、Ｓ１＝０．０５より大きいスリ
ップ比ＳＲＭは、回帰係数の演算には使用しない（ステ
ップＳ８）。ついで相関係数Ｒがしきい値Ｒ１＝０．７
をこえないときはデータをリジェクトする（ステップＳ
９）とともに、しきい値Ｒ１＝０．７をこえるときの回
帰係数Ｋ１の値を蓄積した（ステップＳ１０、Ｓ１
１）。以下、新しい移動平均処理した値ＦａｃＭおよび
ＳＲＭが計算されるごと（０．１秒ごと）に一番古いＦ
ａｃＭとＳＲＭが除かれて、同様に回帰係数Ｋ１と相関
係数Ｒの計算を繰り返した。このときの蓄積量は、測定
時間が３０分または回帰係数Ｋ１の蓄積個数が、１０，
０００個になった時点で測定を終了した（ステップＳ１
２）。
【００４３】つぎに蓄積した回帰係数Ｋ１のデータの頻
度分布を比較するにあたり、標準偏差σおよび平均値μ
を求めた（ステップＳ１３）。この標準偏差σと平均値
μの関係を予め摩耗レベル（レベル０〜２）のしきい値
を設定した図５に示すマップを組み込んだロジックと比
較して、実施例１、２における摩耗状態のエリアのレベ
ル値を求め保持した（ステップＳ１４）。
度分布を比較するにあたり、標準偏差σおよび平均値μ
を求めた（ステップＳ１３）。この標準偏差σと平均値
μの関係を予め摩耗レベル（レベル０〜２）のしきい値
を設定した図５に示すマップを組み込んだロジックと比
較して、実施例１、２における摩耗状態のエリアのレベ
ル値を求め保持した（ステップＳ１４）。
【００４４】ここで、新品時のタイヤのレベル値（Ｌ
ａ）に対して、または前回に測定したレベル値（Ｌｂ）
に対して現在のレベル値（Ｌ）が大きくなったかどうか
で警報を発するか否かを判断する（ステップＳ１５）。
ａ）に対して、または前回に測定したレベル値（Ｌｂ）
に対して現在のレベル値（Ｌ）が大きくなったかどうか
で警報を発するか否かを判断する（ステップＳ１５）。
【００４５】本実施例では、路面の摩擦係数によらず、
新品タイヤの場合はすべてレベル０に、約４０％摩耗し
たタイヤの場合はすべてレベル１に入っており、どのよ
うな摩擦係数の路面を走行してもタイヤの摩耗状態の違
いが検知できることがわかる。
新品タイヤの場合はすべてレベル０に、約４０％摩耗し
たタイヤの場合はすべてレベル１に入っており、どのよ
うな摩擦係数の路面を走行してもタイヤの摩耗状態の違
いが検知できることがわかる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
路面の摩擦係数によらず、タイヤの摩耗状態を検知する
ことができるため、車両の性能や安全性を高めることが
できる。
路面の摩擦係数によらず、タイヤの摩耗状態を検知する
ことができるため、車両の性能や安全性を高めることが
できる。
【図１】本発明のタイヤの摩耗状態検知装置にかかわる
一実施の形態を示すブロック図である。
一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１におけるタイヤの摩耗状態検知装置の電気
的構成を示すブロック図である。
的構成を示すブロック図である。
【図３】１次の回帰係数の頻度分布を示す図である。
【図４】標準偏差と平均値の関係に基づいてタイヤの摩
耗状態のエリアの一例を示す図である。
耗状態のエリアの一例を示す図である。
【図５】標準偏差と平均値の関係に基づいて２つのタイ
ヤの摩耗状態を示す図である。
ヤの摩耗状態を示す図である。
【図６】本発明のフローチャートの一例である。
【図７】路面μとスリップ比ｓとの関係を示す模式図で
ある。
ある。
１ 制御ユニット ２ 初期化スイッチ ３ 警報器 Ｓ 回転速度検出手段 ＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬＷ、ＲＲＷ タイヤ
Claims (4)
- 【請求項１】 車両の４輪のタイヤの回転速度を定期的
に検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段
による測定値から、スリップ比と車両の加減速度を演算
する第１演算手段と、該スリップ比と車両の加減速度と
の互いの１次の回帰係数と相関係数を求める第２演算手
段と、得られた相関係数の値に応じて所定の時間または
所定の個数の１次の回帰係数の値を蓄積し、当該蓄積し
た１次の回帰係数の値の頻度分布と予め判っている頻度
分布を比較してタイヤの摩耗状態を検知するタイヤ摩耗
検知手段とを備えてなるタイヤの摩耗状態検知装置。 - 【請求項２】 前記タイヤ摩耗検知手段が、蓄積した１
次の回帰係数の値の標準偏差と平均値の関係を、予め車
両ごとに設定したタイヤの摩耗状態のエリアを組み込ん
だロジックを含んでいる請求項１記載の摩耗状態検知装
置。 - 【請求項３】 車両の４輪のタイヤの回転速度を定期的
に検出する工程と、該測定された回転速度から、スリッ
プ比と車両の加減速度を演算する工程と、該スリップ比
と車両の加減速度との互いの１次の回帰係数と相関係数
を演算する工程と、得られた相関係数に応じて所定の時
間または所定の個数の回帰係数を蓄積し、当該蓄積した
回帰係数の値の頻度分布と予め判っている頻度分布を比
較してタイヤの摩耗状態を検知するタイヤ摩耗検知工程
とを備えているタイヤの摩耗状態検知方法。 - 【請求項４】 前記タイヤの摩耗状態を検知する工程
が、蓄積した１次の回帰係数の値の標準偏差と平均値の
関係を、予め車両ごとに設定したタイヤの摩耗状態のエ
リアを組み込んだロジックと比較してタイヤの摩耗状態
を検知する手順を含んでいる請求項３記載の摩耗状態検
知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000229725A JP4523129B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | タイヤの摩耗状態検知装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000229725A JP4523129B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | タイヤの摩耗状態検知装置および方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002036837A true JP2002036837A (ja) | 2002-02-06 |
| JP4523129B2 JP4523129B2 (ja) | 2010-08-11 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000229725A Expired - Fee Related JP4523129B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | タイヤの摩耗状態検知装置および方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4523129B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7512473B2 (en) | 2003-11-06 | 2009-03-31 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Method for judging road surface condition and device thereof, and program for judging road surface condition |
| JP2010215195A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-09-30 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | タイヤ磨耗判定装置を備えた車両 |
| CN112512837A (zh) * | 2018-05-31 | 2021-03-16 | 普利司通欧洲有限公司 | 轮胎损坏检测系统和方法 |
| CN113506254A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-15 | 武汉飞恩微电子有限公司 | 跟踪轮胎胎面磨损方法、装置、设备及存储介质 |
| EP4183653A2 (en) | 2021-11-19 | 2023-05-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle information processing device, vehicle information processing method, and non-transitory storage medium |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6099757A (ja) * | 1983-11-04 | 1985-06-03 | Nippon Denso Co Ltd | 車両用スリツプ防止装置 |
| JPH01249559A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-04 | Nissan Motor Co Ltd | アンチスキッド制御装置 |
| JPH07112659A (ja) * | 1993-10-18 | 1995-05-02 | Nippondenso Co Ltd | 路面摩擦係数推定装置 |
| JPH09188114A (ja) * | 1996-01-12 | 1997-07-22 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | タイヤ識別方法および装置 |
| JPH1178442A (ja) * | 1997-07-10 | 1999-03-23 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | タイヤの摩耗状態検知装置および方法 |
-
2000
- 2000-07-28 JP JP2000229725A patent/JP4523129B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| US7512473B2 (en) | 2003-11-06 | 2009-03-31 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Method for judging road surface condition and device thereof, and program for judging road surface condition |
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| CN112512837A (zh) * | 2018-05-31 | 2021-03-16 | 普利司通欧洲有限公司 | 轮胎损坏检测系统和方法 |
| CN112512837B (zh) * | 2018-05-31 | 2022-04-19 | 普利司通欧洲有限公司 | 轮胎损坏检测系统和方法 |
| CN113506254A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-15 | 武汉飞恩微电子有限公司 | 跟踪轮胎胎面磨损方法、装置、设备及存储介质 |
| EP4183653A2 (en) | 2021-11-19 | 2023-05-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle information processing device, vehicle information processing method, and non-transitory storage medium |
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