JP2019067221A - タイヤからの情報取得システム - Google Patents

Abstract

【課題】自分の車のタイヤを交換可能なタイヤをストックしているタイヤ交換場所をタイヤの摩耗状態情報とともに知ることができるタイヤの交換システムを提供する。【解決手段】加速度センサ１で検出した加速度信号は情報端末２に無線送信される。加速度信号を受信した情報端末２はその情報をコンピュータ３に送信し、コンピュータ３においてタイヤ径方向加速度波形を抽出し、この波形を微分するなどの処理を行うことで、個々のタイヤの摩耗量を推定する。コンピュータ３においてタイヤ交換は不要と判断した場合には、そのままの状態を継続し、摩耗量が閾値を超えた場合或いはパンクなどの異常を検出した場合には、タイヤ交換信号を情報端末２に送信する。【選択図】 図１

Description

本発明は加速度センサによって得られるタイヤからの情報取得システムに関する。

特許文献１には、加速度センサを用いてタイヤトレッドの摩耗量を推定する方法が記載されている。具体的には、タイヤトレッドの内面に配置した加速度センサを用いてタイヤ径方向加速度を検出し、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し、この波形を微分して微分加速度波形を求め、この微分加速度波形から踏み込み端側の微分ピーク値と蹴り出し端側の微分ピーク値とを算出し、踏み込み端側の微分ピーク値と蹴り出し端側の微分ピーク値のそれぞれについて、踏み込み端側の微分ピーク値と蹴り出し端側の微分ピーク値との比である微分ピーク比を算出し、これらの値から摩耗推定用微分ピーク値を抽出し、微分ピーク値の平均値からタイヤ摩耗量を推定することが開示されている。

特許文献２には、タイヤ内に設けられた加速度センサ（振動検出手段）の時間窓毎の時系列波形からそれぞれ特徴ベクトルを算出して走行中のタイヤの振動を検出し、タイヤが接している路面の状態を判別する方法が開示され、特に、前記特徴ベクトルの成分にタイヤの摩耗量を追加することが記載されている。

特許文献３には、タイヤ摩耗状態判定装置が開示されている。この判定装置では、加速度センサによって、回転するタイヤが接地するときに、タイヤに作用する作用力により発生する実加速度を取得し、この実加速度と
回転する非摩耗状態のタイヤが接地するときに、タイヤに作用する作用力により発生する基準加速度に関する基準情報とを比較し、加速度の出力値の大きさまたは出力値の変化勾配または加速度増加時のピーク間隔のいずれかに基づいてタイヤの摩耗状態を判定するようにしている。

特許文献４に記載されるタイヤの摩耗状態推定方法では、車両に装着されているタイヤのトレッドゴムの耐摩耗性を記憶しており、タイヤが転動する際にタイヤの接地面に生ずる摩擦エネルギー分布特性をタイヤに加わる複数種類の力または加速度に対応するように複数記憶している記憶装置と、タイヤに加わる力または加速度の少なくとも一方を検出可能な第１検出装置と、タイヤの回転量または走行距離の少なくとも一方を検出可能な第２検出装置とを用い、タイヤの摩耗状態を推定している。

また最近では、スマートホンでタイヤの画像を撮り、それをサービス会社に送信し、摩耗状態をチェックするＷＥＢサービスが開始されている。

特開２０１６‐１９０６１５号公報 特開２０１６‐１０７８３３号公報 特開２００７‐１５３０３４号公報 特開２００９‐２９２４３４号公報

https://response.jp/article/2017/09/26/300263.html

上述した特許文献１〜４によれば、タイヤの摩耗状態を実際に測定しなくとも正確に測定でき、また後どのくらい使用できるかの推測も可能である。
しかしながら、何れの先行技術もタイヤの摩耗状態をドライバーに告知し、摩耗したタイヤを新品タイヤへの交換を促すに止まっている。

新品タイヤに交換せずに、ある程度摩耗した時点で溝を掘り直すか溝が掘られている外周部を貼り付けることも若干行われているが殆ど行われていない。これは、溝を掘り直したり、貼り合わせるには一旦タイヤを外す必要があり且つ補修には時間もかかりコスト的にも合わないためである。

また、加速度センサなどによってタイヤの摩耗量から交換時期になっていることが分かっても、直ぐに交換できるタイヤをストックしている場所が分からない等の理由により、使用できなくなるギリギリまで使用して新品と交換している。しかしながら、このような使用状態は、かなりの間、溝の深さが足りない危険な状態の運転を行うことにもつながりかねない。

更に加速度センサからはタイヤの摩耗以外の情報も取得できるにも拘わらず、従来にあってはタイヤの摩耗量のみを推定している。

非特許文献１によれば、加速度センサを用いなくても、簡易的且つ正確にタイヤの摩耗を知ることができるが、そのためにはドライバーのタイヤの減り具合をスマートホンで画像データとして取込む行為が前提となる。つまり、ドライバーがそろそろタイヤの交換時期に来ているのではないかと気がつく必要があり、タイミングよくタイヤ交換できるとは言えない。

上記の課題を解決するため本発明に係るタイヤからの情報取得システムは、タイヤに作用する加速度を測定する加速度センサと、スマートホンやナビゲーション装置等の情報を送受信するとともに表示機能を備えた情報端末と、前記情報端末との間で双方向通信を行うクラウドコンピュータなどのサーバーコンピュータとから構成され、前記情報端末は前記加速度センサからの信号を受信し、受信した信号を前記サーバーコンピュータに送信し、前記サーバーコンピュータは前記受信した加速度センサからの信号に基づいてタイヤの摩耗状態、タイヤの異常状態または道路状態を推定し、推定した状態を前記情報端末に送信するようにしている。

前記推定したタイヤの摩耗状態が補修を要するとサーバーコンピュータのＡＩ（人工知能）が判断した場合には、その旨及び補修を要すると判断したタイヤと交換可能なタイヤのストックがあるガソリンスタンドやタイヤ販売所等のタイヤ交換場所の情報をスマートホンやナビゲーション装置等の情報端末に送信する。

前記情報端末は、前記加速度センサからの信号を一旦溜めこみ、後で短時間のうちに圧縮してサーバーコンピュータに一括送信することが好ましい。このようにすることで、常時サーバーコンピュータと送受信状態にする必要がないので、スマートホンなどを利用する場合には有利であり。

前記サーバーコンピュータの摩耗状態の判断は、補修かできる状態か否かに分け、補修ができる状態の場合は交換するタイヤとの差額で交換することも可能である。更に上記差額ついては、付け替えたタイヤを担保にして借り入れて支払うシステムを導入することもできる。

本発明に係る交換システムにあっては、タイヤの摩耗状態やパンクなどの異常状態の他に道路の路面状態などもサーバーコンピュータのＡＩが判断するので、加速度センサの能力を最大限に引き出し、総合的な情報をドライバーに提供することができる。

特に、タイヤを交換すべきとコンピュータが判断した場合には、その旨の通知を情報端末に送信するとともに交換できるタイヤをストックしているガソリンスタンドやタイヤ販売所等のタイヤ交換場所を同時に知らせるようにしたので、ドライバーはタイヤを交換できる場所を探す必要がなく便利である。

また、タイヤの補修ができる場合には、早目に交換することでドライバーの安全性は高まり、補修できるタイヤを回収して再利用することができるので、環境上好ましい。

本発明に係るタイヤの交換システムの全体構成図 同交換システムのフローチャート

本発明に係るタイヤの交換システムは、図１に示すように、加速度センサ１、スマートホンやカーナビゲーション装置などの情報端末２、クラウドコンピュータなどのサーバーコンピュータ３及びガソリンスタンド、タイヤ販売店、水素や電気の供給ステーションなどのタイヤ交換場所４（正確にはタイヤ交換場所のコンピュータ）から構成される。また、本発明の必須の構成要件ではないが、ＧＰＳシステム５（複数の衛星）を実施例では利用している。

加速度センサ１は個々のタイヤのトレッドの内面に配置され、タイヤ径方向加速度を検出し、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し、この波形を微分することなどでタイヤの摩耗量を推定する。

尚、加速度センサ１を装着する箇所はトレッドの内面には限らず、車内に１個設けてもよい。また摩耗量の推定方法も上記に限らない。

図２のフローチャートに示すように、エンジンをスタートさせると、加速度センサ１がオンになり、同時にＧＰＳシステム５及び車両情報もオンになる。この車両情報は車体番号、車種、所有者などの情報であり、エンジンをスタートさせることで、サーバーコンピュータ３に送信される。

加速度センサ１で検出した加速度信号は情報端末２に無線送信される。加速度信号を受信した情報端末２はその情報をサーバーコンピュータ３に送信し、コンピュータ３が内蔵するＡＩ（人工知能）がタイヤ径方向加速度波形を抽出し、この波形を微分するなどの処理を行うことで、個々のタイヤの摩耗量を推定する。また、加速度信号を分析することで、パンクなどの異常を検出することもできる。

加速度センサ１からの信号は、タイヤの摩耗量の計算に用いられるだけでなく、道路の気象情報（雨風など）、道路の凹凸情報、道路の勾配情報（３次元情報）を推定する情報として利用される。

サーバーコンピュータ３のＡＩでタイヤ交換判断に用いられるファクターとしては、例えば、タイヤ交換時期、走行距離、タイヤ履替回数、タイヤ特性、ドライバーの運転の特徴（ブレーキ回数が多いなど）が挙げられる。

コンピュータ３においてタイヤ交換は不要と判断した場合には、そのままの状態を継続し、摩耗量が閾値を超えた場合或いはパンクなどの異常を検出した場合には、タイヤ交換信号を情報端末２に送信する。

情報端末２はタイヤを交換すべき旨の表示を行う。この表示を見たドライバーはタイヤを交換するか否かを判断する。交換しないと判断した場合にはそのままの状態を継続し、交換すると判断した場合にはその旨を情報端末２からコンピュータ３に発信する。

情報端末２から交換する旨を受信したコンピュータ３は、当該摩耗したタイヤと交換することができるタイヤをストックしているタイヤ交換場所４の情報を情報端末２に送信する。具体的には、ＧＰＳ５からの情報を受けて、当該車両から近距離にある複数のタイヤ交換場所４を情報端末２に知らせる。このようなサービスを可能とするために、予めタイヤ交換場所４が備えるコンピュータからコントロールセンタのコンピュータ３にインタネットなどを介して自社がストックしているタイヤのリストを送信しておく。

また前記したように、加速度センサ１からの加速度信号とＧＰＳ５による自車両の位置情報から、路面の凹凸や傾斜角（絶対傾斜度）を算出し、コンピュータ３によって運転状況を把握することができる。例えば、ドライバーによってカーブを走行するスピードが速い或いは遅いなどの運転のくせを知ることも可能である。この運転状況は個人々異なるため、自動車保険の等級判断等にも利用することができる。
また、公的機関が発行する路面情報（地図情報）は正確なので、この正確な情報に合わせて加速度センサの矯正を行うこともできる。

コンピュータ３はタイヤの摩耗状態から、当該タイヤは修理によって再生可能か否かを判断する。再生可能と判断した場合には、新しく装着するタイヤの価格から再生可能と判断されたタイヤの引き取り価格を減じた額を交換するタイヤの価格とすることができる。

タイヤの形態として、スポークにエアの役目を担わせるようにしたエアレスタイヤの普及が将来的に考えられる。エアレスタイヤとした場合には表層ゴム層の厚みをある程度厚くすることも可能となる。このような場合、タイヤ交換の代わりにタイヤの溝を掘り直すことでタイヤ再生ができる。

再生可能と判断されたタイヤを引き取るシステムの場合、差額を現金またはカードで支払う以外に、新しく装着したタイヤを担保に自動的に融資を受け、この融資額から支払うことも可能である。

コンピュータ３によるタイヤの摩耗量の推定のみならず、ＧＰＳ５を利用して車両の走行量、停車位置なども正確に把握することができる。したがって、これらの情報をマーケッティングに応用することも可能である。

１…加速度センサ、２…スマートホンなどの情報端末、３…クラウドコンピュータなどのコントロールセンタのコンピュータ、４…タイヤ交換場所、５…ＧＰＳシステム。

Claims (4)

1. タイヤに作用する加速度を測定する加速度センサと、スマートホンやナビゲーション装置等の情報を送受信するとともに表示機能を備えた情報端末と、前記情報端末との間で双方向通信を行うクラウドコンピュータなどのサーバーコンピュータとから構成されるタイヤからの情報取得システムであって、
   前記情報端末は前記加速度センサからの信号を受信し、受信した信号を前記サーバーコンピュータに送信し、
   前記サーバーコンピュータは前記受信した加速度センサからの信号に基づいてタイヤの摩耗状態、タイヤの異常状態または道路状態を推定し、推定した状態を前記情報端末に送信することを特徴とすることを特徴とするタイヤからの情報取得システム。
2. 請求項１に記載のタイヤからの情報取得システムにおいて、前記推定したタイヤの摩耗状態が補修を要すると判断した場合には、その旨及び補修を要すると判断したタイヤと交換可能なタイヤのストックがあるガソリンスタンドやタイヤ販売所等のタイヤ交換場所の情報をスマートホンやナビゲーション装置等の情報端末に送信することを特徴とすることを特徴とするタイヤからの情報取得システム。
3. 請求項１に記載のタイヤからの情報取得システムにおいて、前記情報端末は、前記加速度センサからの信号を一旦溜めこみ、後で短時間のうちに圧縮してサーバーコンピュータに一括送信することを特徴とすることを特徴とするタイヤからの情報取得システム。
4. 請求項１に記載のタイヤからの情報取得システムにおいて、前記サーバーコンピュータの摩耗状態の判断は、補修かできる状態か否かに分け、補修ができる状態の場合は交換するタイヤとの差額で交換することを特徴とするタイヤからの情報取得システム。