JP2013169816A - タイヤ摩耗量推定方法及びタイヤ摩耗量推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】路面状態によらず、タイヤの摩耗状態を精度よくかつ安定して推定できる方法とその装置を提供する。
【解決手段】タイヤ径方向加速度波形の踏み込み前領域の波形から算出した踏み込み前の振動レベルの大きさである踏み込み前帯域値と、同波形を微分して得られた微分加速度波形の接地端部に出現するピークの大きさである微分ピーク値とを算出する操作を、微分ピーク値の算出回数がＮ回になるまで複数回繰り返して（Ｓ１３、Ｓ１４）、微分ピーク値の平均である微分ピーク平均値を算出した後、踏み込み前帯域値と微分ピーク平均値との関係を示す近似線を求め（Ｓ１６）、近似線から予め設定された基準踏み込み前帯域値に対応する微分ピーク値である基準微分ピーク値を算出し（Ｓ１７）、基準微分ピーク値と、予め求めておいた基準微分ピーク値とタイヤの摩耗量Ｍとの関係を示すＶ−Ｍマップとから当該タイヤの摩耗量を推定する（Ｓ１８）。
【選択図】図４

Description

本発明は、タイヤトレッドの内面側に配置された加速度センサーの出力信号を用いて、当該タイヤの摩耗量を推定する方法とその装置に関するものである。

従来、タイヤの摩耗を推定する方法としては、タイヤトレッドの溝部もしくはトレッドゴムの内部などに磁性材料や導電ゴムから成る検知体を埋め込み、車体側にセンサーを配置して、タイヤの摩耗により検知体が摩耗してセンサーの検出信号が変化することからタイヤの摩耗を推定する方法（例えば、特許文献１参照）や、タイヤトレッドに有臭ガスや着色ガスを予め挿入しておき、トレッドの摩耗が進行しガス封入部が空気中に露出して有臭ガスや着色ガス空気中に放出されることで、タイヤが摩耗していることを周囲に認識させる方法（例えば、特許文献２参照）などが提案されている。

しかしながら、タイヤトレッドにセンサーや磁性体などの異物を挿入すると、挿入した部位近辺に応力が集中して故障の核となる可能性があるため、タイヤの耐久性が低下することが懸念される。また、有臭ガスや着色ガスを用いる方法では、摩耗が進行したか否かの判定しか行えないので、トレッドの摩耗する過程における摩耗状態の変化を捉えることはできないといった問題があった。

そこで、タイヤのインナーライナー部のタイヤの幅方向中心に加速度センサーを設置して、この加速度センサーを用いて検出したタイヤ径方向の加速度波形を微分した微分加速度波形の接地端におけるピーク値である微分ピーク値を求めるとともに、接地面外部分の特定位置かつ特定周波数範囲における振動レベルである帯域値を算出し、前記帯域値に基づいて前記微分ピーク値を補正し、この補正された微分ピーク値からタイヤの摩耗の度合いを推定する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
これにより、路面状態によらず、タイヤの摩耗状態を精度よくかつ安定して推定できるとともに、センサーがタイヤの内面側に設置されているので、センサー及びタイヤの耐久性が向上する。

特開２００３−２１４８０８号公報 特開２００５−２８９５０号公報 ＷＯ ２００９/１５７５１６ Ａ１

しかしながら、前記特許文献３に記載の方法では、微分ピーク値及び帯域値にバラつきがあることから、タイヤの摩耗の度合いの推定精度が十分に高いとはいえなかった。
そこで、タイヤ径方向の加速度波形を複数回抽出して微分ピーク値の平均値と帯域値の平均値を求め、微分ピーク値の平均値を帯域値の平均値で補正した値に基づいてタイヤの摩耗の度合いを推定することが考えられるが、単に平均値を用いただけでは、タイヤの摩耗の度合いの推定精度を十分に高めることは困難であった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、路面状態によらず、タイヤの摩耗状態を精度よくかつ安定して推定できる方法とその装置を提供することを目的とする。

本願発明は、加速度センサーを用いて検出したタイヤ径方向加速度からタイヤトレッドの摩耗量を推定するタイヤ摩耗量推定方法であって、タイヤトレッドの内面に配置された加速度センサーを用いて当該タイヤのタイヤ径方向加速度を検出するステップ（ａ）と、前記検出されたタイヤ径方向加速度から接地面近傍を含むタイヤ径方向加速度波形を抽出するステップ（ｂ）と、前記タイヤ径方向加速度波形の踏み込み前領域の波形から、予め設定した特定周波数帯域の振動レベルである踏み込み前帯域値を算出するステップ（ｃ）と、前記タイヤ径方向加速度波形を微分して微分加速度波形を求めるステップ（ｄ）と、前記微分加速度波形から当該微分加速度波形の接地端部に出現するピークの大きさである微分ピーク値を算出するステップ（ｅ）と、前記ステップ（ａ）〜（ｅ）を複数回繰り返して複数の踏み込み前帯域値と微分ピーク値とを算出するステップ（ｆ）と、前記ステップ（ｆ）で算出された複数の踏み込み前帯域値と微分ピーク値とから、前記踏み込み前帯域値と前記微分ピーク値との関係を示す近似式、もしくは、前記踏み込み前帯域値に対する前記微分ピーク値をプロットして得られる近似線を求めるステップ（ｇ）と、前記近似式もしくは近似線から予め設定された基準踏み込み前帯域値に対応する微分ピーク値である基準微分ピーク値を算出するステップ（ｈ）と、前記算出された基準微分ピーク値から当該タイヤの摩耗量を推定するステップ（ｉ）と、を備えることを特徴とする。
このように、踏み込み前帯域値と微分ピーク値の関係を示す近似式もしくは近似線を作成し、この近似式もしくは近似線における予め設定された基準踏み込み前帯域値に対応する微分ピーク値に基づいてタイヤの摩耗量を推定したので、単なる平均値を用いては得られない、路面の凹凸度合いである路面粗さにより異なる踏み込み前帯域値と微分ピーク値の関係を考慮したタイヤの摩耗量の推定を行うことができる。したがって、路面の状態によらず、タイヤの摩耗量を精度よく推定することができる。

また、本願発明は 前記ステップ（ｆ）では、前記微分ピーク値を前記踏み込み前帯域値毎に計数し、前記計数された踏み込み前帯域値毎の微分ピーク値の数が予め設定された個数であるＮ個に全て達するまで、前記踏み込み前帯域値と前記微分ピーク値と算出する操作を繰り返し、前記ステップ（ｇ）では、前記踏み込み前帯域値毎に求められたＮ個の微分ピーク値の平均値である微分ピーク平均値を前記踏み込み前帯域値毎に算出した後、前記踏み込み前帯域値と微分ピーク平均値との関係を示す近似式、もしくは、前記踏み込み前帯域値に対する微分ピーク平均値をプロットして得られる近似線を求め、前記ステップ（ｈ）では、前記近似式もしくは近似線から予め設定された基準踏み込み前帯域値に対応する微分ピーク平均値を算出してこれを基準微分ピーク値とし、前記ステップ（ｉ）では、前記算出された基準微分ピーク値と、予め求めておいた基準微分ピーク値とタイヤの摩耗量との関係を示すマップとから当該タイヤの摩耗量を推定することを特徴とする。
このように、帯域レベル毎に微分ピーク値の平均値（Ｎ個の平均値）を求め、帯域レベルと微分ピーク値の平均値との関係から基準微分ピーク値を求めるようにしたので、微分ピーク値のバラつきによる影響を更に低減することができる。
また、算出された基準微分ピーク値と、予め求めておいた基準微分ピーク値とタイヤの摩耗量との関係を示すマップとを比較してタイヤの摩耗量を推定するようにしたので、タイヤの摩耗量の推定精度を更に向上させることができる。
なお、前記微分ピーク値Ｖを前記踏み込み前帯域値毎に計数する際には、一般に行われているように、踏み込み前帯域値Ｐを所定のレベル幅Δを有する離散的な踏み込み前帯域値Ｐ_iとし、この離散的な踏み込み前帯域値Ｐ_iを中心にした［Ｐ_i−Δ/２，Ｐ_i＋Δ/２］の領域内に入るＰに対応する微分ピーク値を踏み込み前帯域値Ｐ_iに対応する微分ピーク値Ｖ_iとして計数することはいうまでもない。

また、本願発明は、加速度センサーを用いて検出したタイヤ径方向加速度からタイヤトレッドの摩耗量を推定するタイヤ摩耗量推定装置であって、タイヤトレッドの内面側に配置されてタイヤ径方向加速度を検出する加速度センサーと、前記加速度センサーの出力信号から、接地面近傍を含むタイヤ径方向加速度波形を抽出する加速度波形抽出手段と、前記タイヤ径方向加速度波形の踏み込み前領域の波形から、予め設定した特定周波数帯域の振動レベルである踏み込み前帯域値を算出する帯域値算出手段と、前記タイヤ径方向加速度波形を微分して微分加速度波形を求める微分演算手段と、前記微分加速度波形における接地端部のピーク値である微分ピーク値を算出する微分ピーク値算出手段と、前記微分ピーク値を踏み込み前帯域値毎に計数する計数手段と、前記計数された微分ピーク値の数が予め設定された個数であるＮ個に達したときに、前記微分ピーク値の平均値である微分ピーク平均値を算出する微分ピーク平均値算出手段と、前記踏み込み前帯域値と微分ピーク平均値との関係を示す近似式、もしくは、前記踏み込み前帯域値に対する微分ピーク平均値をプロットして得られる近似線を求め、前記近似式もしくは近似線から予め設定された基準踏み込み前帯域値に対応する微分ピーク平均値である基準微分ピーク値を算出する基準微分ピーク値算出手段と、予め求めておいた基準微分ピーク値とタイヤの摩耗量との関係を示すマップを記憶する記憶手段と、前記算出された基準微分ピーク値と前記記憶されたマップとから、当該タイヤの摩耗量を推定する摩耗量推定手段と、を備えることを特徴とする。
このような構成を採ることにより、路面の状態等による踏み込み前帯域値や微分ピーク値のバラつきによる影響を最小限にした、推定精度の高いタイヤの摩耗量推定装置を実現できる。

なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

本実施の形態に係るタイヤ摩耗量推定装置の構成を示す図である。 加速度センサーの取付け例を示す図である。 加速度波形と微分加速度波形の一例を示す図である。 本発明によるタイヤ摩耗量推定方法を示すフローチャートである。 微分ピーク平均値の算出方法を説明するための図である。 基準微分ピーク値の算出方法を説明するための図である。 踏み込み前帯域値と微分ピーク平均値との関係を示す図である。 微分ピーク平均値とタイヤ摩耗量との関係を示す図である。

以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１はタイヤ摩耗量推定装置１０の構成を示す機能ブロック図で、同図において、１１は加速度センサー、１２は加速度波形抽出手段、１３は帯域値算出手段、１４は微分加速度波形演算手段、１５は微分ピーク値算出手段、１６は微分ピーク平均値算出手段、１７は基準微分ピーク値算出手段、１８は記憶手段、１９はタイヤ摩耗量推定手段である。
加速度センサー１１がセンサー部１０Ａを構成し、加速度波形抽出手段１２からタイヤ摩耗量推定手段１９までの各手段が記憶・演算部１０Ｂを構成する。
記憶・演算部１０Ｂを構成する各手段は、例えば、コンピュータのソフトウェア及びＲＡＭ等の記憶装置により構成され、図示しない車体側に配置される。
加速度センサー１１は、図２に示すように、タイヤ１のインナーライナー部２の同図のＣＬで示すタイヤ幅方向中心に、検出方向がタイヤ径方向になるように配置されて、タイヤトレッド３のセンター部４の内面に作用するタイヤ径方向加速度を検出する。なお、加速度センサー１１の出力信号を演算部１０Ｂに送る構成としては、例えば、図２に示すように、インナーライナー部２もしくはホイール５に送信器１１Ｆを設置して、加速度センサー１１の出力信号をそれぞれ図示しない増幅器で増幅した後、無線にて車体側に配置された記憶・演算部１０Ｂに送信する構成とすることが好ましい。なお、記憶・演算部１０Ｂをタイヤ１側に設けてタイヤ摩耗量推定手段の推定結果を車体側の図示しない車両制御装置に送信する構成としてもよい。

加速度波形抽出手段１２は、加速度センサー１１から出力されるタイヤトレッド３のセンター部４に作用するタイヤ径方向加速度の大きさを表す信号からセンター部４におけるタイヤ接地面近傍のタイヤ径方向加速度の時系列波形であるタイヤ径方向加速度波形（以下、加速度波形という）を抽出する。加速度波形としては、必ずしもタイヤ１周分の波形である必要はなく、接地面近傍の波形を含んでいれば、例えば、１周の６０％程度の長さであってもよい。
帯域値算出手段１３は、加速度波形抽出手段１２で抽出された加速度波形の踏み込み前領域の波形から、予め設定した特定周波数帯域の振動レベルである踏み込み前帯域値Ｐを算出する。
図３（ａ）は、加速度センサー１１Ｃで検出した径方向加速度波形の一例を示す図で、横軸は時間[sec.]、縦軸は加速度の大きさ［G］である。微分加速度波形では、同図の左側の丸印に示す踏み込み端Ｅ_fと右側の丸印に示す蹴り出し端Ｅ_kの２つの接地端において加速度の大きさが０となる。
踏み込み前帯域値Ｐは、加速度波形のうちの同図の一点鎖線で囲った、踏み込み端Ｅ_fよりも前の所定の時間領域（踏み込み前領域）の加速度波形を抽出し、この抽出された加速度波形にバンドパスフィルタ（５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚ）をかけて取出した波形のＲＭＳ平均をとることで得られる。
なお、踏み込み端Ｅ_fの位置及び蹴り出し端Ｅ_kの位置については、図３（ａ）に示す加速度波形のゼロクロス点から求めるよりは、図３（ｂ）に示す微分加速度波形のピークの位置から求める方が精度が高い。

微分加速度波形演算手段１４は、加速度波形抽出手段１２で抽出された加速度波形を時間微分して微分加速度波形を求める。
微分ピーク値算出手段１５は、微分加速度波形から微分加速度波形の接地端部に出現するピークの大きさである微分ピーク値Ｖを算出する。
図３（ｂ）は、前記の図３（ａ）に示した加速度波形を微分して得られた微分加速度波形で、横軸は時間［sec.］、縦軸は微分加速度の大きさ[G/sec.]である。
以下、微分加速度波形に出現する２つの接地端Ｅ_f，Ｅ_kにおける微分加速度の大きさを微分ピーク値Ｖという。
本例では、微分ピーク値Ｖとして、２つの接地端Ｅ_f，Ｅ_kのうち、踏み込み端Ｅ_fにおける微分ピーク値を用いたが、蹴り出し端Ｅ_kの微分ピーク値を用いてもよいし、踏み込み端Ｅ_fの微分ピーク値と蹴り出し端Ｅ_kの微分ピーク値との平均（絶対値の平均）を用いてもよい。

微分ピーク平均値算出手段１６は、微分ピーク値算出手段１５で算出された微分ピーク値Ｖを踏み込み前帯域値Ｐ毎に計数する計数部１６ａと微分ピーク値の平均値である微分ピーク平均値を算出する平均値算出部１６ｂとを備える。
微分ピーク値Ｖは踏み込み前帯域値Ｐ毎に得られるが、計数部１６ａでは、微分ピーク値Ｖの数を計数する際に、踏み込み前帯域値Ｐを所定のレベル幅Δを有する離散的な踏み込み前帯域値Ｐ_iとし、この離散的な踏み込み前帯域値Ｐ_iを中心にした［Ｐ_i−Δ/２，Ｐ_i＋Δ/２］の領域内に入るＰに対応する微分ピーク値を踏み込み前帯域値Ｐ_iに対応する微分ピーク値Ｖ_iとして計数する。
平均値算出部１６ｂでは、計数された微分ピーク値Ｖ_iが予め設定された個数であるＮ個に達したときに、微分ピーク値Ｖ_iの平均値である微分ピーク平均値Ｖ_i-aveを算出する。微分ピーク平均値Ｖ_i-aveは踏み込み前帯域値Ｐ_i毎にそれぞれ算出する。

基準微分ピーク値算出手段１７は、近似線作成部１７ａと基準微分ピーク値算出部１７ｂとを備える。
近似線作成部１７ａは、横軸を踏み込み前帯域値Ｐ_i、縦軸を微分ピーク平均値Ｖ_i-aveとして踏み込み前帯域値Ｐ_iと微分ピーク平均値Ｖ_i-aveとをプロットしたグラフを作成し、踏み込み前帯域値Ｐ_iと微分ピーク平均値Ｖ_i-aveとの関係を表す近似線を求める。
基準微分ピーク値算出部１７ｂでは、前記のグラフに近似線を書き込むとともに、予め設定された基準踏み込み前帯域値Ｐ_kに対応する近似線上の微分ピーク平均値Ｖ_kを算出し、このＶ_kを基準微分ピーク値Ｖ_kとしてタイヤ摩耗量推定手段１９に出力する。
記憶手段１８は、予め求めておいた基準微分ピーク値Ｖ_kとタイヤの摩耗量Ｍとの関係を示すＶ−Ｍマップ１８Ｍを記憶する。
タイヤ摩耗量推定手段１９では、基準微分ピーク値算出手段１７で算出された基準微分ピーク値Ｖ_kと記憶手段１８に記憶されたＶ−Ｍマップ１８Ｍとから、当該タイヤ１の摩耗量を推定する。

次に、タイヤ摩耗量推定方法について、図４のフローチャートを参照して説明する。
まず、加速度センサー１１により、タイヤトレッド３の変形に伴って変形するインナーライナー部２内面におけるタイヤ径方向加速度を検出して増幅した後、これら検出されたタイヤ径方向加速度をインナーライナー部２に設置された送信器１１Ｆから車体側に配置された記憶・演算部１０Ｂに送信する（ステップＳ１０）。
記憶・演算部１０Ｂでは、加速度センサー１１から連続して出力されるタイヤトレッド３に作用するタイヤ径方向加速度の大きさを表す信号から加速度波形を抽出する（ステップＳ１１）とともに、加速度波形を時間微分して微分加速度波形を微分演算により求める（ステップＳ１２）。
次に、ステップＳ１２で抽出された加速度波形の踏み込み前領域の波形から、予め設定した特定周波数帯域の振動レベルである踏み込み前帯域値Ｐを算出する（ステップＳ１３）とともに、微分加速度波形から踏み込み端側のピーク値である微分ピーク値Ｖを算出する。

次に、微分ピーク値Ｖを踏み込み前帯域値Ｐ毎に計数する（ステップＳ１４）。
図５（ａ）に示すように、横軸を踏み込み前帯域値Ｐ、縦軸を微分ピーク値Ｖとしたグラフを作成すると、踏み込み前帯域値Ｐ_iを中心にしたレベル幅がΔの領域、すなわち、領域［Ｐ_i−Δ/２，Ｐ_i＋Δ/２］内に入る微分ピーク値Ｖ_iの数は踏み込み前帯域値Ｐ_iにより異なる。そこで、本例では、図５（ｂ）に示すように、各領域内に入る微分ピーク値の数を揃えるため、横軸を踏み込み前帯域値Ｐ_i、縦軸を各領域［Ｐ_i−Δ/２，Ｐ_i＋Δ/２］内に入る微分ピーク値Ｖ_iとしたヒストグラムを作成して、各領域［Ｐ_i−Δ/２，Ｐ_i＋Δ/２］内に入る微分ピーク値Ｖ_iの数をカウントする（但し、ｉ＝１〜ｍ；ｍは踏み込み前帯域値Ｐの分割数）。
ステップＳ１５では、領域［Ｐ_i−Δ/２，Ｐ_i＋Δ/２］内に入る微分ピーク値の数ｎがＮ個に達したかどうかを各領域［Ｐ_i−Δ/２，Ｐ_i＋Δ/２］毎に判定し、Ｎ個に達した領域［Ｐ_i−Δ/２，Ｐ_i＋Δ/２］がある場合には、図５（ｃ）に示すように、当該領域［Ｐ_i−Δ/２，Ｐ_i＋Δ/２］におけるＮ個の微分ピーク値Ｖ_iの平均値である微分ピーク平均値Ｖ_i-aveを算出する。

一方、領域内に入る微分ピーク値の数が予め設定した数Ｎになっていない領域［Ｐ_j−Δ/２，Ｐ_j＋Δ/２］がある場合には、ステップＳ１１に戻って、加速度波形の抽出を継続する。
すなわち、本例では、微分ピーク値Ｖ_iの平均を求める際に、微分ピーク値Ｖ_iを踏み込み前帯域値Ｐ_i毎に計数し、計数された踏み込み前帯域値Ｐ_i毎の微分ピーク値Ｖ_iの数がそれぞれ予め設定された個数であるＮ個に全て達するまで、ステップＳ１１〜ステップＳ１４までの操作を繰り返し、全ての踏み込み前帯域値Ｐ_iについて微分ピーク平均値Ｖ_i-aveを計算する。
なお、微分ピーク平均値Ｖ_i-aveの算出は、各領域［Ｐ_i−Δ/２，Ｐ_i＋Δ/２］において微分ピーク値Ｖ_iの数が全てＮ個になってから行ってもよい。

全ての領域［Ｐ_i−Δ/２，Ｐ_i＋Δ/２］において微分ピーク平均値Ｖ_i-aveの計算が終了した後には、ステップＳ１６に進んで、踏み込み前帯域値Ｐ_iと微分ピーク平均値Ｖ_i-aveとの関係を表す近似線を求める。近似線の求め方としては、例えば、図６（ａ）に示すように、周知の最小自乗法などを用いて踏み込み前帯域値Ｐ_iと微分ピーク平均値Ｖ_i-aveとの一次回帰線を求めてこれを近似線とすればよい。
そして、図６（ｂ）に示すように、予め設定された基準踏み込み前帯域値Ｐ_kに対応する近似線上の微分ピーク平均値を求めてこれを基準微分ピーク値Ｖ_kとする（ステップＳ１７）。
最後に、算出された基準微分ピーク値Ｖ_kと記憶手段１８に記憶されたＶ−Ｍマップ１８Ｍとから、当該タイヤ１の摩耗量を推定する（ステップＳ１８）。
なお、Ｖ−Ｍマップ１８Ｍは、加速度センサーを搭載して新品タイヤ及び複数の異なる摩耗状態を有するタイヤを試験タイヤとし、これらの試験タイヤを搭載した車両を様々な路面状態の路面で走行させ、前記ステップＳ１０〜ステップＳ１８までの操作を行って各試験タイヤにおける基準微分ピーク値Ｖ_kを求めることで作成できる。

このように、本実施の形態では、タイヤ径方向加速度波形の踏み込み前領域の波形から算出した踏み込み前の振動レベルの大きさである踏み込み前帯域値Ｐと、タイヤ径方向加速度波形を微分して得られた微分加速度波形の接地端部に出現するピークの大きさである微分ピーク値Ｖとを算出する操作を、所定幅を有する踏み込み前帯域値Ｐ_iに対応する微分ピーク値Ｖ_iの算出回数がＮ回になるまで複数回繰り返して、微分ピーク値Ｖ_iの平均である微分ピーク平均値Ｖ_i-aveを算出した後、踏み込み前帯域値Ｐ_iと微分ピーク平均値Ｖ_i-aveとの関係を示す近似線を求め、この近似線から予め設定された基準踏み込み前帯域値Ｐ_kに対応する微分ピーク値である基準微分ピーク値Ｖ_kを算出し、この基準微分ピーク値Ｖ_kと、予め求めておいた基準微分ピーク値とタイヤの摩耗量との関係を示すＶ−Ｍマップ１８Ｍとから当該タイヤの摩耗量を推定するようにしたので、路面の凹凸度合いである路面粗さにより異なる踏み込み前帯域値と微分ピーク値の関係を考慮したタイヤの摩耗量の推定を行うことができる。したがって、路面の状態等による踏み込み前帯域値のバラつきによる影響を低減することができるだけでなく、微分ピーク値のバラつきによる影響についても低減することができるので、タイヤの摩耗量の推定精度を向上させることができる。
なお、単に平均値を用いただけでは、踏み込み前帯域値Ｐ_iと微分ピーク平均値Ｖ_i-aveとの関係が前述した近似線からずれてしまい、路面粗さによる誤差が生じるので、タイヤの摩耗の度合いの推定精度を十分に高めることは困難である。

なお、前記実施の形態では、踏み込み前帯域値Ｐ_iと微分ピーク平均値Ｖ_i-aveとの関係を表す近似線を用いた基準微分ピーク値Ｖ_kを求めたが、例えば、Ｖ_i-ave＝ａ・Ｐ_i＋ｂのような近似式を求め、この近似式から基準微分ピーク値Ｖ_kを求めてもよい。
また、前記例では、踏み込み前帯域値Ｐ_iと微分ピーク平均値Ｖ_i-aveとの関係から近似線もしくは近似式を求めたが、図５（ａ）に示すグラフから直接近似線もしくは近似式を求めてもよい。この場合には、前記実施の形態よりもタイヤ摩耗量の推定精度は低下するが、近似線もしくは近似式を用いて求めた基準微分ピーク値Ｖ_kからタイヤ摩耗量を推定しているので、単に踏み込み前帯域値Ｐの平均と微分ピーク値Ｖの平均値とからタイヤ摩耗量を推定した場合よりも推定精度を高めることができる。
また、前記例では、基準微分ピーク値Ｖ_kとＶ−Ｍマップ１８Ｍとから当該タイヤの摩耗量を推定したが、基準微分ピーク値Ｖ_kに対して閾値Ｋ_jを設定し、閾値Ｋ_jと基準微分ピーク値Ｖ_kとを比較してタイヤ摩耗量を推定してもよい。
例えば、Ｋ₁＜Ｋ₂＜Ｋ₃とし、新品タイヤの溝深さを１５ｍｍとしたとき、Ｖ_k＜Ｋ₁なら摩耗量が３ｍｍ未満、Ｋ₁≦Ｖ_k＜Ｋ₂なら３ｍｍ以上６ｍｍ未満、Ｋ₂≦Ｖ_k＜Ｋ₃なら６ｍｍ以上９ｍｍ未満、Ｖ_k≧Ｋ₃なら９ｍｍ以上であると判定すればよい。

また、前記例では、加速度センサー１１をタイヤ１のインナーライナー部２のタイヤ幅方向中心に１個設けたが、なお、加速度センサー１１を複数個設けてもよい。特に、タイヤトレッド３のタイヤ幅方向中心に溝部が形成されているタイヤでは、インナーライナー部２のタイヤ幅方向中心から左右対称の位置にある陸部のタイヤ径方向内側に設け、右側の加速度センサーで検出した加速度波形から推定したタイヤ摩耗量と左側の加速度センサーで検出した加速度波形から推定したタイヤ摩耗量とから、タイヤの摩耗状態を推定することが好ましい。なお、加速度センサー１１を複数個設ける場合には、Ｖ−Ｍマップ１８Ｍについても、加速度センサー１１の設置箇所に応じて複数準備することが好ましい。
また、前記例では、踏み込み前帯域値Ｐ_iを踏み込み前領域の加速度波形にバンドパスフィルタ（５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚ）をかけ、ＲＭＳ平均をとることで求めたが、踏み込み前領域の加速度波形をＦＦＴ処理して周波数帯域が５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの周波数成分の大きさを求め、この周波数成分の大きさを踏み込み前帯域値としてもよい。

［実施例］
本発明によるタイヤ摩耗量推定装置を取付けた試験タイヤを搭載した試験車両を、車速40〜80km/hrにて、様々な路面状態の路面を走行させたときの踏み込み前帯域値Ｐ_iと微分ピーク平均値Ｖ_i-aveとの関係を調べた結果を図７に示す。
なお、踏み込み前帯域値Ｐ_i及び微分ピーク平均値Ｖ_i-aveの値は測定値ではなく換算値［a.u.］を用いた。すなわち、踏み込み前帯域値Ｐ_i、及び微分ピーク平均値Ｖ_i-aveは車速（タイヤ回転時間）に応じて変化するので、踏み込み前帯域値Ｐ_iにはタイヤ回転時間を乗じ、微分ピーク平均値Ｖ_i-aveにはタイヤ回転時間の３乗をそれぞれ乗じることで換算を行った。
試験タイヤのタイヤサイズは315/70R22.5である。
また、試験タイヤの種類は、新品タイヤ（残溝 15mm）、残溝 9mmのタイヤ、残溝 6mmのタイヤ、残溝 3mmのタイヤの４種である。
図７に示すように、微分ピーク平均値Ｖ_i-aveは踏み込み前帯域値Ｐ_iが増加するにつれて減少し、その傾きの大きさ（絶対値）はタイヤ摩耗量が大きいほど大きいことが分かる。したがって、加速度センサーを用いて検出したタイヤ径方向加速度から踏み込み前帯域値Ｐ_iと微分ピーク平均値Ｖ_i-aveとの関係を示す近似線もしくは近似式が求めることができることが確認された。
また、図８は、踏み込み前帯域値がＰ_k＝２．５のときの微分ピーク平均値である基準微分ピーク平均値Ｖ_k-aveとタイヤ摩耗量を表すパラメータの１つである実際のタイヤの残溝量［mm］との関係を調べた結果を示す図である。同図に示すように、タイヤ摩耗量の対応する数値であるタイヤの残溝量［mm］と基準微分ピーク平均値Ｖ_k-aveとは高い相関を有するので、基準微分ピーク平均値Ｖ_k-aveを求めることで、当該タイヤの摩耗量を精度よく推定できることが確認された。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。

このように、本発明によれば、タイヤの摩耗状態をドライバーが感知する前に精度よくかつ安定して推定できる。したがって、タイヤの摩耗が進展している場合には、これをドライバーに警報すれば、ドライバーはタイヤを交換するなどの対策を的確に行うことができるので、車両の走行安全性を向上させることができる。

１ タイヤ、２ インナーライナー部、３ タイヤトレッド、４ センター部、
５ ホイール、
１０ タイヤ摩耗量推定装置、１０Ａ センサー部、１０Ｂ 記憶・演算部、
１１ 加速度センサー、１１Ｆ 送信機、１２ 加速度波形抽出手段、
１３ 帯域値算出手段、１４ 微分加速度波形演算手段、１５ 微分ピーク値算出手段、１６ 微分ピーク平均値算出手段、１６ａ 計数部、１６ｂ 平均値算出部、
１７ 基準微分ピーク値算出手段、１７ａ 近似線作成部、
１７ｂ 基準微分ピーク値算出部、１８ 記憶手段、１９ タイヤ摩耗量推定手段。

Claims (3)

1. 加速度センサーを用いて検出したタイヤ径方向加速度からタイヤのトレッドの摩耗量を推定するタイヤ摩耗量推定方法であって、
   タイヤトレッドの内面に配置された加速度センサーを用いて当該タイヤのタイヤ径方向加速度を検出するステップ（ａ）と、
   前記検出されたタイヤ径方向加速度から接地面近傍を含むタイヤ径方向加速度波形を抽出するステップ（ｂ）と、
   前記タイヤ径方向加速度波形の踏み込み前領域の波形から、予め設定した特定周波数帯域の振動レベルである踏み込み前帯域値を算出するステップ（ｃ）と、
   前記タイヤ径方向加速度波形を微分して微分加速度波形を求めるステップ（ｄ）と、
   前記微分加速度波形から当該微分加速度波形の接地端部に出現するピークの大きさである微分ピーク値を算出するステップ（ｅ）と、
   前記ステップ（ａ）〜（ｅ）を複数回繰り返して複数の踏み込み前帯域値と微分ピーク値とを算出するステップ（ｆ）と、
   前記ステップ（ｆ）で算出された複数の踏み込み前帯域値と微分ピーク値とから、前記踏み込み前帯域値と前記微分ピーク値との関係を示す近似式、もしくは、前記踏み込み前帯域値に対する前記微分ピーク値をプロットして得られる近似線を求めるステップ（ｇ）と、
   前記近似式もしくは近似線から予め設定された基準踏み込み前帯域値に対応する微分ピーク値である基準微分ピーク値を算出するステップ（ｈ）と、
   前記算出された基準微分ピーク値から当該タイヤの摩耗量を推定するステップ（ｉ）と、を備えることを特徴とするタイヤ摩耗量推定方法。
2. 前記ステップ（ｆ）では、
   前記微分ピーク値を前記踏み込み前帯域値毎に計数し、前記計数された踏み込み前帯域値毎の微分ピーク値の数が予め設定された個数であるＮ個に全て達するまで、前記踏み込み前帯域値と前記微分ピーク値と算出する操作を繰り返し、
   前記ステップ（ｇ）では、
   前記踏み込み前帯域値毎に求められたＮ個の微分ピーク値の平均値である微分ピーク平均値を前記踏み込み前帯域値毎に算出した後、前記踏み込み前帯域値と微分ピーク平均値との関係を示す近似式、もしくは、前記踏み込み前帯域値に対する微分ピーク平均値をプロットして得られる近似線を求め、
   前記ステップ（ｈ）では、前記近似式もしくは近似線から予め設定された基準踏み込み前帯域値に対応する微分ピーク平均値を算出してこれを基準微分ピーク値とし、
   前記ステップ（ｉ）では、
   前記算出された基準微分ピーク値と、予め求めておいた基準微分ピーク値とタイヤの摩耗量との関係を示すマップとから当該タイヤの摩耗量を推定することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ摩耗量推定方法。
3. 加速度センサーを用いて検出したタイヤ径方向加速度からタイヤトレッドの摩耗量を推定するタイヤ摩耗量推定装置であって、
   タイヤトレッドの内面側に配置されてタイヤ径方向加速度を検出する加速度センサーと、
   前記加速度センサーの出力信号から、接地面近傍を含むタイヤ径方向加速度波形を抽出する加速度波形抽出手段と、
   前記タイヤ径方向加速度波形の踏み込み前領域の波形から、予め設定した特定周波数帯域の振動レベルである踏み込み前帯域値を算出する帯域値算出手段と、
   前記タイヤ径方向加速度波形を微分して微分加速度波形を求める微分演算手段と、
   前記微分加速度波形における接地端部のピーク値である微分ピーク値を算出する微分ピーク値算出手段と、
   前記微分ピーク値を踏み込み前帯域値毎に計数する計数手段と、
   前記計数された微分ピーク値の数が予め設定された個数であるＮ個に達したときに、前記微分ピーク値の平均値である微分ピーク平均値を算出する微分ピーク平均値算出手段と、前記踏み込み前帯域値と微分ピーク平均値との関係を示す近似式、もしくは、前記踏み込み前帯域値に対する微分ピーク平均値をプロットして得られる近似線を求め、前記近似式もしくは近似線から予め設定された基準踏み込み前帯域値に対応する微分ピーク平均値である基準微分ピーク値を算出する基準微分ピーク値算出手段と、
   予め求めておいた基準微分ピーク値とタイヤの摩耗量との関係を示すマップを記憶する記憶手段と、
   前記算出された基準微分ピーク値と前記記憶されたマップとから、当該タイヤの摩耗量を推定する摩耗量推定手段と、
   を備えることを特徴とするタイヤ摩耗量推定装置。

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