JP2004155413A

JP2004155413A - タイヤ摩耗の評価

Info

Publication number: JP2004155413A
Application number: JP2003290910A
Authority: JP
Inventors: Georges Levy; レヴィジョルジュ; Nicolas Fangeat; ファンジェアニコラ
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Societe de Technologie Michelin SAS
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2004-06-03
Also published as: BR0302359A; CN1468740A; FR2841827A1; EP1378378A1; US6912896B2; US20040049303A1; KR20040004150A

Abstract

【課題】アンチロック・ブレーキシステムを装備している車両に容易に実施できるタイヤ摩耗評価方法の提供。
【解決手段】少なくとも１つの対「ｉ」の値（Ｇ_i、μ_i）について、スリップＧ_iと、このスリップ時に最も優勢な摩擦係数μ_iとの評価または測定値を決定する段階と、原点と値（Ｇ_i、μ_i）とを通る直線の対応傾斜値α_iを決定する段階と、直接計算によりまたは充分な数の対から値（α_i、Ｇ_i）を回帰することにより係数Ｂを計算して、原点での傾斜値α₀を評価する段階と、トレッドパターンの縦剛性の指標に傾斜値α₀を使用する段階とを有することを特徴とするタイヤの機能を制御する方法。
【選択図】図１

Description

本発明はタイヤに関し、より詳しくはタイヤ摩耗の評価に関する。

正確な測定ではないにせよ、車両に装着されたタイヤの摩耗を評価して、ドライバに警告を与えおよび／または或る車両に装備されたシステムの幾つかのパラメータを自動的に適合できるようにすることは興味深いことである。例えば、摩耗に従ってアンチロック・ブレーキシステムの幾つかのパラメータを自動的に調節して、アンチロック・ブレーキシステムの性能を改善することは有利である。

本発明の目的は、ますます標準的装備となりつつあるアンチロック・ブレーキシステム（「ＡＢＳ」の名称で良く知られている）が既に装備されている車両に容易に実施できるタイヤ摩耗評価方法を提供することにある。

本発明は、
・少なくとも１つの対「ｉ」の値（Ｇ_i、μ_i）について、スリップＧ_iと、このスリップ時に最も優勢な摩擦係数μ_iとの評価または測定値を決定する段階と、
・原点と値（Ｇ_i、μ_i）とを通る直線の対応傾斜値α_iを決定する段階と、
・直接計算によりまたは充分な数の対から値（α_i、Ｇ_i）を回帰することにより係数Ｂを計算して、原点での傾斜値α₀を評価する段階と、
・トレッドパターンの縦剛性の指標に傾斜値α₀を使用する段階とを有することを特徴とするタイヤの機能を制御する方法を提供する。

本発明では、摩擦係数μは、任意の適当な手段、例えばタイヤまたはその環境においてなされる測定から得られる。本発明がＡＢＳブレーキシステムを備えた車両に使用されるときは、必須ではないが、以下に簡単に触れるように、このようなシステムで行なわれる評価に頼ることができる。均質路面上での直線走行時に制動するとき、路面上でのタイヤの制動力Ｆ_Xは、制動圧力およびホイールおよびそのブレーキの構造パラメータから決定される。全てのタイヤにより加えられる全ての力_Xを知ることにより、車両の減速、従って車両特性、荷重伝達、従って各ホイールでの荷重変化を考慮に入れて車両の減速を計算できる。このことから、各タイヤに加えられる車両荷重Ｆ_Zの近似値を演繹することができる。かくして、摩擦μ＝Ｆ_X／Ｆ_Zの係数の評価が得られる。評価または測定により対応横方向力を知ることができるときは、次の公式すなわち、

により、摩擦係数のより正確な評価が行なえる。本発明では、これらの２つの評価は等価であると考えられる。同様に、本発明では、当業者には明白であるが、制動に関して述べた全てのことは加速の場合にも有効である。換言すれば、グリップに関する考察では、制動力は駆動力と等価であり、これは、これらを修正するアクチュエータが同じでない場合でもいえることは、もちろんである。

タイヤのスリップ速度Ｇに間しては、タイヤの速度と車両の速度との間に全くスリップが存在しないとき、すなわちタイヤが自由に転動する場合にはＧ＝０％であり、車両の速度がゼロでない間にタイヤが回転しないようにロックされる場合にはＧ＝１００％であることに留意されたい。

以下、添付図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
本発明は、以下に述べる観察に基いている。図３は、２バールの膨張圧力で、種々の路面上で、かつ１つの荷重および速度条件で試験された１つの同一の新しいＭＩＣＨＥＬＩＮ（ミシュラン）ＸＨＩ１９５／６５−１５タイヤについて、スリップの関数として摩擦係数μの種々の曲線を示すものである。一般に、環境（路面（アスファルト、コンクリート）の性質、乾燥または湿潤（水レベル）、温度およびタイヤの摩耗レベル）に基いて、スリップＧの関数としてのμの値は非常に大きく変化する（μ_maxは、氷路面で約０．１５、乾燥路面で約１．２である）。

摩擦係数が最大値になろうとする間に、各制動時（または各加速時）に取得される測定値を利用することにより、利用できる全ての関連情報の利益が得られる。
図１は、本発明が提案するアルゴリズムを示すものであり、その主要段階は次の通りである．

１．実際の可能性に従った測定または評価による点（Ｇ_i、μ_i）の取得。少なくとも２対の「ｉ」（Ｇ_i、μ_i）を取得するのが賢明である。意義深いことにＧ_iが非ゼロであることが確保され、かつこの場合には最小閾値が賦課され、小さ過ぎて妥当でない値が除去される。

２．原点と曲線μ（Ｇ）とを通る割線（secant）の特徴的傾斜αの計算。割線は、前に取得された値（Ｇ_i、μ_i）を用いて、α_i＝μ_i／Ｇ_i（図４参照）を直接計算するか、または例えば下記の線形回帰（linear regression）のような適当な回帰を行なうことにより評価される。

ノイズを除去するため、全ての下付添字はｉ以下であるものとする。これは、線形回帰が、個々の各点での測定ノイズに対する感度が非常に小さいという性質を有し、充分な数の点が考察される場合には外乱が互いに相殺される傾向を有することによる（基本的統計特性を参照されたい）。このアプローチは特に有利である。なぜならば、従来技術とは異なり、線形回帰が、関心をもつ個々の値（ノイジーであるため不正確である）ではなく、複数の値から生じるものであるからである。従って、対（Ｇ_i、μ_i）が得られる。

３．（Ｇ_i、μ_i）を用いた回帰による係数Ｂの計算。回帰は、充分な数「ｎ」個の点から計算され、点の数は、ノイズの影響を受けない満足できるものとすべきである。
・測定されまたは評価された点に適用された線形回帰の場合（図５参照）

・測定されまたは評価された点に適用された指数回帰（exponential regression）の場合

最適回帰により係数Ｂが得られる。表示したもの以外の回帰も使用でき、考察すべき種々の回帰は、選択された回帰の単一または複数の係数を得ることができる当業者に良く知られている。

４．縦剛性の計算。上記のようにして得られた係数Ｂは、タイヤの縦剛性を表すものである。すなわち、

係数Ｂはゼロスリップについての角度αの値（α₀）に等しいことに留意すべきである。しかしながら、これは、直接計算することはできず、回帰により得られるものである。ここに、線形回帰または指数回帰を提案する。

５．摩耗の評価。摩耗速度を評価するため、α₀の平均値が決定され、かつ処理を受けるタイヤの基準値との比較を行なうことができる。例えば、初期高さＨ₀＝８ｍｍをもつ標準トレッドパターンからスタートし、新しい状態の標準剛性「Stiffness₀」を記録し、かつタイヤ交換毎のリセットを記録して、トレッドパターンの残存高さＨの評価は、例えばＨ₀に比例するものとして計算される（より精巧なモデルを考えることもできる）。すなわち、

もちろん、Ｈまたはα₀の評価は所定回数の制動（または前述のように、加速も等価である）または所定距離に基いて得られた平均値を計算することにより、一層信頼できるものとなるであろう。

本発明は、タイヤの縦剛性の優れた評価方法を提供する。タイヤの縦剛性は、２つの成分すなわち、タイヤのカーカスから生じる構造要素と、タイヤのトレッドパターンから生じる「パターン」成分とを有している。構造要素はタイヤの全寿命を通して変化しない。しかしながら、パターン成分は、摩耗のため、タイヤの使用中に連続的に変化する。パターン成分は、摩耗とともに、ほぼ比例的に増大する。従って、本発明は、タイヤ摩耗の評価を見出している。

適当なサンプリング時間での残りの値Ｈの平均推定値を計算することにより、タイヤが走行する種々の路面の影響が相殺され、評価は信頼できるものとなる。

本発明による自動制御手順を示すブロック図である。スリップに関する摩擦係数の変化と、原点および同じスリップでの前の変化曲線の点を通る割線の同じスリップでの変化とを示す曲線である。種々の試験条件下での同じタイヤについてのスリップに関する摩擦係数の変化の幾つかのプロットを示す図面である。スリップに関する摩擦係数の変化の典型的な概略曲線と、原点および３つの特定スリップを通る割線のコースとを示す図面である。原点および同じスリップでの摩擦係数の変化曲線の点を通る割線の傾斜のスリップの関数としての線形変化の典型的な概略曲線を示す図面である。

Claims

・少なくとも１つの対「ｉ」の値（Ｇ_i、μ_i）について、スリップＧ_iと、このスリップ時に最も優勢な摩擦係数μ_iとの評価または測定値を決定する段階と、
・原点と値（Ｇ_i、μ_i）とを通る直線の対応傾斜値α_iを決定する段階と、
・直接計算によりまたは充分な数の対から値（α_i、Ｇ_i）を回帰することにより係数Ｂを計算して、原点での傾斜値α₀を評価する段階と、
・トレッドパターンの縦剛性の指標に傾斜値α₀を使用する段階とを有することを特徴とするタイヤの機能を制御する方法。
前記傾斜値α_iは、α_i＝μ_i／Ｇ_iを直接計算することにより決定されることを特徴とする請求項１記載のタイヤの機能を制御する方法。
前記傾斜値α_iは、適当な回帰を行なうことにより決定されることを特徴とする請求項１記載のタイヤの機能を制御する方法。
下記線形回帰

を行なうことを特徴とする請求項１記載のタイヤの機能を制御する方法。
前記縦剛性を表す係数は、「ｎ」個の測定点または評価点に適用される下記線形回帰すなわち、

により計算されることを特徴とする請求項１記載のタイヤの機能を制御する方法。
前記縦剛性を表す係数は、「ｎ」個の測定点または評価点に適用される下記指数回帰すなわち、

により計算されることを特徴とする請求項１記載のタイヤの機能を制御する方法。
前記傾斜値α₀の平均値を決定し、かつ処理されるタイヤの基準値と比較して摩耗速度を評価することを特徴とする請求項１記載のタイヤの機能を制御する方法。
前記トレッドパターン残存高さＨの評価は、次式すなわち、

に従って行なわれることを特徴とする請求項７記載のタイヤの機能を制御する方法。
前記傾斜値α₀の平均値は、所定回数の制動または加速に基いて決定されることを特徴とする請求項７または８記載のタイヤの機能を制御する方法。
前記傾斜値α₀は、所定距離に基いて決定されることを特徴とする請求項７または８記載のタイヤの機能を制御する方法。