JP2004155273A

JP2004155273A - タイヤバースト検知方法及びタイヤバースト検知システム

Info

Publication number: JP2004155273A
Application number: JP2002321607A
Authority: JP
Inventors: Tatsunori Kodama; 達則児玉
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】実車に装着されたタイヤについて、走行中にバーストの予兆を確実且つ簡単に検出できるようにする。
【解決手段】回転するタイヤ３の近傍音の変化からバーストを予測する。タイヤ３の近傍音は、実車装着のタイヤ３の走行音から採取し、バーストの予測結果を車両２の運転者へ報知する。また、タイヤ３の近傍音の変化としては、タイヤ３のコンポーネント間に発生するルース部が原因となって生起するものを採取することとする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤバースト検知方法及びタイヤバースト検知システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤがバーストしはじめた時点で、これを俊敏に検出するためのシステムとして、例えばドラム試験機などを使用する場合を前提として数例のものが提案されている（例えば特許文献１や２など参照）。
これらのシステムは、いずれも、タイヤの外周部へ光電管を直接的又はリミット棒を介して間接的に設置して、この光電管により、タイヤのバースト（初期段階で発生する内部破壊等）に起因したタイヤ外径の膨れを検出し、膨れ量が一定以上になったときに周囲の試験者らにこれを報知するというものである。
【０００３】
一方、実車に装着されたタイヤが、例えば高速走行などによってバーストのおそれがあることを、そのバースト前に検出し、運転者に報知するシステムも提案されている（例えば特許文献３や４など参照）。
これらのシステムは、基本的にはタイヤの内圧が低下したのを検出して、これを原因としたバーストが起こるか否かを判断するようになっている。
具体的には、ホイルの幅方向中央部（タイヤが嵌められる胴部の外周面）に対しタイヤ内周面へ向かうように打撃音の発生源となる部材を設けて、この部材が内圧の低下したときのタイヤ内面に衝突した音（打撃音）を車体のタイヤハウス内に設けたマイクロホンで収集し、収集音が一定以上であるときに運転者等へ報知するものであったり（特許文献３）、或いは、まずタイヤの車輪速度を実測し、これに基づいてタイヤと路面との間の接地性（接地面積や摩擦状態）を表す物理量を複雑な推定式による演算の積み重ねで推定し、得られた単位時間あたりの物理量から経時的な変化を監視し、これらによって導き出された変化率からバーストの予兆を判断し、バースト予兆が判断されたときに運転者等へ報知するものであったり（特許文献４）する。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１３９４０８号公報
【特許文献２】
特開昭５７−９３２３０号公報
【特許文献３】
特開２０００−１２７７２２号公報
【特許文献４】
特開２００２−１２０５２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ドラム試験機などでの使用を前提としたバースト検知システム（特許文献１や２等）は、上記したようにタイヤの外周部の膨れを検出することが基本である。そのため、これを実車で採用することは、路面状態をはじめ、制駆動時やコーナリング時の上下挙動（タイヤの外径変化）などが外乱として加わることから検出データの誤差や光電管その他の部材損傷等を招来させることになり、不可能であった。
【０００６】
一方、実車に装着されたタイヤを対象としたバースト検知システム（特許文献３や４等）は、上記したようにバースト前にタイヤの内圧が低下する、といったことをその前提においている。
しかしながら、実際のバースト原因には、タイヤ内圧の低下だけでなく、高荷重の負荷や高速走行、路面温度の高温化、タイヤの劣化や損傷に伴うコンポーネント間のルース部発生（即ち、トレッド部の層間等で発生する空隙）、或いはこれらが複合的に起こった場合も含まれる。
【０００７】
そのため、このような原因によるバーストに関しては、従来公知のバースト検知システムでは検知できないことになる。
もとより、ホイル外周面に打撃音の発生源となる部材を設けるもの（特許文献３）では構造が複雑であり、またタイヤの車輪速度を元として複雑ないくつもの演算を積み重ねるもの（特許文献４）では、その殆どが推定の上に成り立っていることから誤差を累積しやすいといった、それぞれの問題もあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、実車に装着されたタイヤについて走行中にバーストの予兆を確実且つ簡単に検出することができるようにしたタイヤバースト検知方法及びタイヤバースト検知システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係るタイヤバースト検知方法では、回転するタイヤ３の近傍音の変化からバーストを予測するものとする。
このときタイヤ３の近傍音は、実車装着のタイヤ３の走行音から採取するものとし、バーストの予測結果は車両２の運転者へ報知するのが好適である。
また、タイヤ３の近傍音の変化としては、タイヤ３のコンポーネント間に発生するルース部（即ち、トレッド部の層間等で発生する空隙）が原因となって生起するものを採取することとする。
【０００９】
このようにすることで、車両２に装着したタイヤ３がバーストするのを事前に（バーストの初期段階として内部破壊が始まった時点であって且つ完全に走行不能となる前の時点を言う）検出することができる。
この場合、具体的には、タイヤ３が一定速度で走行していることを前提として、このときのタイヤ３の近傍音が音圧レベルの総和（オーバーオール値）において定常値（バーストしていない正常時）から３ｄＢ以上の増加となり、そのうえで、２００Ｈｚ〜５００Ｈｚの周波数域において４ｄＢ以上の増加となったときにバースト予兆であると判断することができる。
【００１０】
このとき、衝撃音、走行騒音、コーナーリング時などのスキール音、風きり音、排気音等は排除することができる。
一方、本発明に係るタイヤバースト検知システムは、実車装着のタイヤ３に対して回転時の近傍音を採取可能な集音部材４と、この集音部材４によって採取された音からバーストの予兆の有無を判断する判断手段５と、この判断手段５によってバーストの予兆が判断されたときに、例えば車両２の運転者へその旨を報知する報知手段６とを有したものとなっている。
【００１１】
この構成により、本発明に係るタイヤバースト検知方法を実施することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係るタイヤバースト検知システム１を模式的に示している。このタイヤバースト検知システム１は、例えば、車両２に対して直接的に装備されるものである。
このタイヤバースト検知システム１は、車両２に装着されるタイヤ３へ向けて設けられる集音部材４と、この集音部材４によって採取された音からバーストの予兆の有無を判断する判断手段５と、この判断手段５からの指示に基づいて動作する報知手段６とを有したものとなっている。
【００１３】
集音部材４は例えば防水性のマイクであって、車両２のタイヤハウス７内に取り付けられる。従って、車両２の走行時にあって、タイヤ３の回転する近傍音を採取することができる。
なお、この集音部材４は、車両２に装着された全てのタイヤ３に対して１対１対応で設けるのが最適であるが、このことが限定されるものではない。
判断手段５は、一定速度で走行しているタイヤ３の近傍音が音圧レベルの総和（オーバーオール値）において定常値（バーストしていない正常時）から３ｄＢ以上の増加となり、そのうえで、２００Ｈｚ〜５００Ｈｚの周波数域において４ｄＢ以上の増加となったときにバースト予兆であると判断する構成となっている。
【００１４】
すなわち、次のような手順で判断を行う。
図２は、タイヤ３が一定速度で走行していることを前提として、このときのタイヤ近傍音の測定をスタートさせた時点と、バーストが起こる１分前の時点との測定データを折れ線グラフにして示したものであるが、いま、ここでスタート時における各周波数帯での音圧レベルを［Ｌｎ］とおき、これらの総和（全ての音圧レベル［Ｌｎ］を累計した値）を定常値［Ｕｎ］とおく。
またバースト１分前の各周波数帯での音圧レベルを［Ｌｎ_＋１］とおき、これらの総和（全ての音圧レベル［Ｌｎ_＋１］を累計した値）を算出してこれを現状値［Ｕｎ_＋１］とおくものとする。
【００１５】
そこで判断手段５では、これら定常値［Ｕｎ］から現状値［Ｕｎ_＋１］を減算し、このときの減算結果が３ｄＢ以上であるか否かを判定する。
即ち、［Ｕｎ］−［Ｕｎ_＋１］≧３ｄＢを見る。
この判定の結果、もし３ｄＢ以上である場合には、判断手段５は次に２００Ｈｚ〜５００Ｈｚの周波数域において、各測定時の音圧レベル［Ｌｎ］，［Ｌｎ_＋１］を各周波数帯ごとに比較し、この比較によって４ｄＢ以上の増加となっているか否かを判定する。
【００１６】
即ち、［Ｌｎ］−［Ｌｎ_＋１］≧４ｄＢを見る。
この判定の結果、増加が認められたときにタイヤ３にバーストの予兆が現れていると判断する、というものである。
なお、この図２に示した測定データは、ＲＶ用のタイヤ３をドラム試験機によって回転させた場合の実験値として採取したものを例示しており、タイヤサイズは２６５／７０Ｒ１６、１１２Ｓであった。
また、タイヤ３への負荷荷重を８．７９ｋＰａ、速度（車両２の走行速度としての換算値）を１９０ｋｍ／ｈとした。近傍音は、タイヤ３の外側で、回転軸方向に１ｍ離れた位置とした。
【００１７】
この図２に示した測定データの場合であると、［Ｕｎ］−［Ｕｎ_＋１］が４．１ｄＢであった。
また［Ｌｎ］−［Ｌｎ_＋１］は、２００Ｈｚで９．５ｄＢ、２５０Ｈｚで４．１ｄＢ、３１５Ｈｚで３．３ｄＢ、４００Ｈｚで５．４ｄＢ、５００Ｈｚで４．０ｄＢであった。
これらのことから、この測定データの対象としたタイヤ３は、バースト１分前として説明した上記の測定時点で、バーストの予兆（走行不能の状態にまでは陥っていないがバーストの初期段階としての内部破壊が始まっている段階）があると判断されることになる。
【００１８】
報知手段６は例えば表示灯であって、判断手段５がタイヤ３にバーストの予兆があると判断したとき（出力があったとき）に点灯し、車両２の運転者へその旨を報知するようになっている。
この報知手段６としては、警告音を発生するもの（ブザー等）を単独又は複合的に備えたものとすることもできる。
次に、本発明に係るタイヤバースト検知方法について、上記構成のタイヤバースト検知システム１（図１参照）を用いて実施する場合に基づいて説明する。
【００１９】
図３は、このタイヤバースト検知方法を示したフローチャートである。
まず、タイヤ３が一定速度で走行していることを前提として、ステップ１００にてタイヤ近傍音の測定をして各周波数帯での音圧レベル［Ｌｎ］を得（図２では「スタート時」と表記したものに相当）、次のステップ１０１でこれらの総和を算出してこれを定常値［Ｕｎ］とおく。
そして、ステップ１０２にて次回のタイヤ近傍音の測定をして各周波数帯での音圧レベル［Ｌｎ_＋１］を得（図２では「バースト時」と表記したものに相当）、ステップ１０３でこれらの総和を算出してこれを現状値［Ｕｎ_＋１］とおく。
【００２０】
そして、ステップ１０４で、上記した定常値［Ｕｎ］から現状値［Ｕｎ_＋１］を減算し、このときの減算結果が３ｄＢ以上であるか否かを判断する。
３ｄＢに満たないときにはステップ１００へ戻ってこの判断動作を繰り返すが、もし３ｄＢ以上である場合には、次のステップ１０５へと進み、２００Ｈｚ〜５００Ｈｚの周波数域において、各測定時の音圧レベル［Ｌｎ］と［Ｌｎ_＋１］とを各周波数帯ごとに比較する。
そして、この比較によって４ｄＢ以上の増加となっているか否かを判定して、増加が認められたときにタイヤ３にバーストの予兆が現れていると判断する。
【００２１】
そこで、ステップ１０６へと進んで報知手段６に対し、報知動作を行わせるための出力をする。
そのため、走行中の車両２において、タイヤ３がバーストを起こしてハンドリングやブレーキングに由々しき悪影響が発生する前に、運転者はタイヤ３がバーストを起こしそうな状況（実際のタイヤ３では既にバーストの初期段階としての内部破壊が始まっている）を知ることができ、安全に車両２を停止させ、そのうえで運転の中止乃至タイヤ３の交換等をすることができる。
【００２２】
ところで、本発明は、上記実施形態で説明したものに限定されるものではなく、実施の形態に応じて更に適宜変更可能である。
例えば、本発明に係るタイヤバースト検知方法は、ドラム試験機などでの試験時に実施することも可能である。
また本発明に係るタイヤバースト検知システム１は、車両２に対して直接的に設けることが限定されるものではなく、上記したようにドラム試験機などで試験をするときには、判断手段５や報知手段６を車両２から離れた場所へ設けることもできる。また、集音部材４についても、タイヤ２の側方へ設けることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るタイヤバースト検知方法及びタイヤバースト検知システムでは、実車に装着されたタイヤについて走行中にバーストの予兆を確実且つ簡単に検出することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るタイヤバースト検知システムを模式的に示した図（車両の正面側から見た状態の図）である。
【図２】タイヤ近傍音の測定結果を示した折れ線グラフである。
【図３】本発明に係るタイヤバースト検知方法を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１タイヤバースト検知システム
２車両
３タイヤ
４集音部材
５判断手段
６報知手段

Claims

回転するタイヤ（３）の近傍音の変化からバーストを予測することを特徴とするタイヤバースト検知方法。
前記タイヤ（３）の近傍音は、実車装着のタイヤ（３）の走行音から採取し、バーストの予測結果を車両（２）の運転者へ報知することを特徴とする請求項１記載のタイヤバースト検知方法。
前記タイヤ（３）の近傍音の変化として、タイヤ（３）のコンポーネント間に発生するルース部を原因とするものを採取することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のタイヤバースト検知方法。
前記タイヤ（３）が一定速度で走行しているとき、その近傍音が音圧レベルの総和において定常値から３ｄＢ以上の増加となり且つ２００Ｈｚ〜５００Ｈｚの周波数域で４ｄＢ以上の増加となったときにバースト予兆であると判断することを特徴とする請求項３記載のタイヤバースト検知方法。
実車装着のタイヤ（３）に対して回転時の近傍音を採取可能な集音部材（４）と、この集音部材（４）によって採取された音からバーストの予兆の有無を判断する判断手段（５）と、この判断手段（５）によってバーストの予兆が判断されたときにその旨を報知する報知手段（６）とを有していることを特徴とするタイヤバースト検知システム。