JP4241587B2 - 車輪状態監視装置および車輪状態監視方法 - Google Patents

Description

本発明は車輪状態監視装置および方法に関し、より詳細には、車両の走行中に車輪の損傷の有無を監視する技術に関する。

車両を安全に走行させるためには、タイヤを含む車輪の状態を正常に保つことが必要である。したがって、タイヤの空気圧不足、タイヤやホイールの損傷などの異常が車輪に発生したときには、これを速やかに検出して乗員に警報し、適切な処置を講じさせる必要がある。従来、車輪の状態を監視し、車輪の異常発生を検出する技術が多数知られている。

車両には常に同じ種類のタイヤが装着されるわけではないので、タイヤの種類に応じて異常発生の検出方法を変更する必要がある。例えば、特許文献１には、タイヤ空気圧と車体バネ下のバネ定数との関係から、タイヤの種類を特定し、特定したタイヤの種類毎に車両の走行特性を検出する技術が開示されている。また、特許文献２には、車両に装着されているタイヤに合わせた内圧低下判定用のしきい値を採用するタイヤ空気圧低下警報方法が開示されている。
特開２０００−３１８４１６号公報 特開２００４−９８８７７号公報 特開平９−１６９２０３号公報

しかしながら、上記特許文献に開示された技術では、サイド補強式ランフラットタイヤや中子式ランフラットタイヤなど、異なるランフラットタイヤが装着されたときの対応方法については言及しておらず、正確な異常検出ができない可能性がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、装着しているタイヤの種類によらず、路面からの過大入力に起因する車輪の損傷を検出することができる技術を提供することにある。

本発明のある態様は、車輪状態監視装置に関する。この装置は、車輪に設けられ路面からタイヤに伝達される上下方向の力を検出する検出手段と、前記検出手段の検出値を使用して、タイヤに加えられた荷重である路面入力を算出する路面入力算出手段と、前記路面入力と予め定められた判定しきい値とを比較して、車輪が損傷したか否かを判定する損傷判定手段と、車輪に設けられ該車輪に関する情報が予め記録されている記録手段と、前記記録手段の情報を受信して、該車輪に装着されているタイヤの種類を識別するタイヤ識別手段と、識別されたタイヤの種類に応じて前記判定しきい値を設定するしきい値設定手段と、を備えることを特徴とする。

ここで、「路面入力」とは、路面からタイヤに与えられた力から、サスペンションにより吸収された力を差し引いた力のことであり、すなわちタイヤに加えられた実荷重のことをいう。この態様によれば、タイヤ変形だけでは力を吸収しきれないような路面入力を受けたときにタイヤの内周面とホイール外周面が接触したと判定して、車輪の損傷の可能性を判定する装置において、タイヤの種類に応じて判定しきい値を設定するので、タイヤの種類によらず損傷の可能性を適切に判定することができる。なお、ここでいう「しきい値の設定」には、しきい値を新たに設けることと、予め準備されているしきい値を別の値に変更することも含まれる。また、「タイヤの種類」とは、通常のタイヤの他、中子式ランフラットタイヤ、サイド補強式ランフラットタイヤ、スペアタイヤなどの種類を指す。

しきい値設定手段は、タイヤ識別手段により識別されたタイヤの種類に応じて前記判定しきい値とは異なる第２の判定しきい値を設定するようにしてもよい。こうすることによって、ホイール構造の異なる車輪、例えば、中子式ランフラットタイヤのようなタイヤを装着した場合でも、その構造に合わせた第２の判定しきい値を設定することで、より正確な判定をすることが可能となる。また、２つのしきい値を設定することで、損傷の部位または程度についても特定することが可能となる。

しきい値設定手段は、タイヤ識別手段により車輪に装着されているタイヤがランフラットタイヤと識別されたとき、前記判定しきい値を初期値よりも小さい値に設定するようにしてもよい。これによれば、扁平率が大きくホイール外周面とタイヤ内周面の距離が通常のタイヤよりも小さいサイド補強式ランフラットタイヤまたは中子式ランフラットタイヤについても、車輪の損傷の可能性を精度良く検出することが可能となる。

しきい値設定手段は、タイヤ識別手段により車輪に装着されているタイヤが中子式ランフラットタイヤと識別されたとき、前記判定しきい値に追加して通常のタイヤに対する値よりも小さい第２の判定しきい値を設定するようにしてもよい。こうすることで、ホイール自体の損傷の可能性と、中子の損傷の可能性を区別して判定することが可能となる。

しきい値設定手段は、タイヤ識別手段により車輪に装着されているタイヤが中子式ランフラットタイヤと識別されたとき、記録手段に記録されているタイヤの内周面と中子の上面との間の距離が所定長さより小さくなるときの路面入力を前記第２のしきい値として設定するようにしてもよい。これによって、タイヤサイズ、ホイールサイズ、または中子サイズに合わせて、適切な判定しきい値を設定することが可能になる。

車輪状態監視装置は、予め記憶されている車両の懸架装置の設計情報を参照して車両から車輪に加えられる荷重を推定する荷重推定手段をさらに備えてもよい。このとき、路面入力算出手段は、荷重推定手段により推定された荷重と検出手段の検出値との差分から路面入力を算出するようにしてもよい。車両から車輪に加えられる荷重を一定値としてもよいが、上記のようにすることによって、より精度の高い判定を実行することが可能になる。

本発明の別の態様は、車輪状態監視方法に関する。この方法は、車輪に設けられ路面からタイヤに伝達される上下方向の力を検出する検出手段の検出値を使用して、タイヤに加えられた荷重である路面入力を算出するステップと、前記路面入力と予め定められた判定しきい値とを比較して、車輪が損傷したか否かを判定するステップと、車輪に設けられ該車輪に関する情報を予め記録している記録手段から情報を受信して、該車輪に装着されているタイヤの種類を識別するステップと、識別されたタイヤの種類に応じて前記判定しきい値を設定するステップと、を含むことを特徴とする。

この態様によれば、タイヤ変形だけでは力を吸収しきれないような路面入力を受けたときにタイヤの内周面とホイール外周面が接触したと判定する方法において、タイヤの種類に応じて判定しきい値を設定するので、タイヤの種類によらず損傷の可能性を適切に判定することができる。

本発明による車輪状態監視装置および方法によれば、タイヤの種類に応じて判定しきい値を設定するので、タイヤによらず損傷の可能性を適切に判定することができる。

本発明の一実施形態は、車両の走行中に車輪に過大な入力があったときに、車輪の損傷を検出する車輪状態監視装置である。以下、いくつかの実施の形態を参照して本発明を説明する。

実施の形態１．
図１を参照して、実施の形態１に係る車輪状態監視装置１０の構成を説明する。図１には、一例として中子式ランフラットタイヤである車輪の一部が描かれている。タイヤ２０のビード部３６がホイールリム２４に装着され、タイヤ２０の内部に空気を充填することによって、ホイール２２に固定される。タイヤ２０のトレッド部２６は、地面と接触し車両の荷重を受ける部分である。ホイール２２は、サスペンション２８を介して図示しない車体と接続されている。サスペンション２８は、主にコイルスプリング４２とショックアブソーバ４４から構成されている。なお、サスペンション２８のバネにより支えられる部材の位置を「バネ上」と呼び、バネにより支えられていない部材の位置を「バネ下」と呼ぶ。すなわち、バネ上は車体側であり、バネ下は車輪側である。サスペンション２８において、コイルスプリング４２は車両のバネ上部分の重量を支持し、また路面からの振動や衝撃が車輪を通して車体に伝わらないようにする。ショックアブソーバ４４は、コイルスプリング４２による車体の上下振動を減衰させる。

サスペンション２８には、サスペンションストロークを測定するためのストロークセンサ４０が設けられている。このストロークセンサ４０の出力は、車体側に備えられた電子制御装置１００（以下、「ＥＣＵ１００」と表記する）に送信される。

ホイールリム２４のタイヤ空気室に対向する部分には、ホイールリム２４の全周にわたってリング状に中子３０が設けられている。この中子３０は、タイヤ２０が損傷を受けて空気室内の空気が抜けたときに、中子３０の上面とタイヤ２０のトレッド部２６の内周面とが接触し、中子３０によって車重を負担することによって、一定の距離に限り車両の走行を保証するものである（以下、この状態での走行を「ランフラット走行」という）。したがって、中子３０は車重を負担することができる程度の剛性を持った金属材料または樹脂材料で構成される。

中子３０には、車輪に関する情報が入力された記録装置３２が付設されている。図１では、中子３０の上面の中央部を若干凹ませて、その部分に記録装置３２が配置されている。しかしながら、記録装置３２はタイヤ２０またはホイール２２のいずれの部分に取り付けられていてもよい。記録装置３２の情報は、送信機３８を介して車体側に送信される。記録装置３２は、例えばＩＣタグや半導体チップで構成される。記録装置３２には、一例として、タイヤサイズ、中子のサイズ、ホイールサイズなどの情報が記録される。

なお、図１では中子式ランフラットタイヤを示しているが、後述するように、本実施形態に係る車輪状態監視装置は、通常のタイヤやサイド補強式ランフラットタイヤについても同様に適用することができる。この場合、記録装置３２はホイールリム２４の外周面などに配置される。

タイヤ２０のトレッド部２６のゴム内部には、路面からタイヤ２０に伝達される上下方向の力（以下、「入力荷重」という）を検出するためのセンサ３４が埋め込まれている。このセンサ３４は一例では歪みゲージである。歪みゲージは、路面とタイヤの接触面に対して垂直方向に平行に、トレッド部２６のゴム内部に埋め込まれ、歪みゲージの長さ変化量が電気的に検出される。この長さ変化量に基づいて、タイヤの上下方向の力を求めることができる。または、センサ３４は圧電素子であってもよい。圧電素子は、タイヤの上下方向の力を検出できるように、路面とタイヤの接触面と平行になるようにトレッド部２６のゴム内部に埋め込まれ、圧力に応じた電気信号を出力する。

なお、センサ３４は、タイヤ２０の外周のいずれの部分に対して路面からの過大入力があった場合でも損傷可能性の判定を行えるように、タイヤの周方向に等間隔に複数個埋め込まれていることが好ましい。この場合、複数のセンサ３４の中間に過大入力があった場合は、複数のセンサ３４の検出値から入力荷重の最大値を推定するようにしてもよい。また、センサ３４は、タイヤ２０のトレッド部２６の幅方向の中心付近に埋め込まれていることが好ましい。しかし、センサ３４はタイヤの幅方向に複数個埋め込まれていてもよい。さらに、タイヤ２０のショルダー部やサイドウォール部にも、別途入力荷重を検出するセンサを埋め込んでおいてもよい。こうすることで、路面からの局部的な入力荷重も正確に検出することができるようになる。

タイヤ２０の空気室内部には送信機３８が設置されている。センサ３４の検出値は、送信機３８によって車体側の受信機５０に送信される。センサ３４の検出回路および送信機３８は、図示しない電池で駆動される。代替的に、これらの回路をトランスポンダとして構成しておき、車体側から周期的に電力供給を受け、その電力によってセンサ３４の検出値を車体側に送信するようにしてもよい。

車体側に設置される受信機５０は、車輪側の送信機３８からセンサ３４の検出値と車輪情報を受信し、受信したデータをＥＣＵ１００へ送る。

図１には、ＥＣＵ１００のうち車輪状態の監視に関与する部分が機能ブロック図として示してある。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

タイヤ識別部１０２は、受信機５０から記録装置３２の情報を取得して、車両に装着されているタイヤが通常のタイヤかランフラットタイヤであるかを識別する。しきい値設定部１０４は、タイヤ識別部１０２からタイヤ種別の情報を得て、これに合わせて後述する損傷判定部１１０における判定しきい値を設定する。データ格納部１０６は、しきい値を設定するためのデータやタイヤゴムの荷重−変位線図などのデータを予め記憶している。

荷重推定部１１２は、予めデータ格納部１０６に記憶されている車両の懸架装置の配置やアライメントのデータや、ストロークセンサ４０から得られるサスペンション２８のストローク値を使用して、車両からサスペンション２８を介して車輪に加えられる荷重を推定する。路面入力算出部１０８は、センサ３４の検出値に対応する上下入力を算出する。損傷判定部１１０は、路面入力算出部１０８で算出された上下入力と、荷重推定部１１２で算出された推定値とを比較して、車輪のホイール２２または中子３０が損傷を受けた可能性があるか否かを判定する。そして、損傷の可能性ありと判定されると、警報装置６０に警報を発しせしめる。これによって、乗員に車輪の点検を促すとともに、ランフラット走行に影響が生じるおそれがあることを通知することができる。警報装置６０は、例えばスピーカにより音声を発して乗員に警報するものでもよいし、または、車室内に設置されているモニタに警告表示をするものでもよい。または、信号を発して車両外部の検査システムにその情報を送信する発信装置であってもよい。

なお、以上述べたＥＣＵ１００における一連の処理は、車両に装着された各車輪に対して実行されることが好ましい。しかしながら、複数の車輪のうち一部のみにランフラットタイヤを装着しているような場合は、当該車輪に対してのみ上記処理を実行するようにしてもよい。

次に、ランフラットタイヤについて簡単に説明する。ランフラットタイヤとは、タイヤが損傷して空気室内の空気が不足したときであっても、車重を支えて所定のスピードで一定の距離を走行可能な性能をもつタイヤである。ランフラットタイヤには、大別して、サイド補強式ランフラットタイヤと中子式ランフラットタイヤがある。中子式ランフラットタイヤは、図１に示すように、剛性のある中子で車重を支えるものである。サイド補強式ランフラットタイヤは、車重をタイヤのサイドウォール部で受けるものである。このため、サイドウオールは硬いゴムで補強し，タイヤのビード部がホイールから外れにくい構造となっている。

このようなランフラットタイヤは、通常のタイヤに比べて扁平であるものが多い。扁平なタイヤは、ホイールの外周面とタイヤの内周面との間の距離、または中子の上面とタイヤの内周面との間の距離が短いため、路面からの過大入力の影響を受けやすい。例えば、図２は、図１に示した中子式ランフラットタイヤが路面から過大な上下入力を受けたときの様子を示す。図２に示すように、タイヤ２０が縁石に乗り上げたり、路面に開いた大きな穴の上を通過した場合のようにタイヤに局部的に大きな入力を受けると、中子３０が大きく変形してしまうことがある。このように中子が大きく変形すると、空気室の空気が抜けたときに中子で車重を適切に支えることができず、ランフラット走行が不可能になることがある。

しかし、中子はタイヤ空気室内に存在しているため、外観からは中子の変形を知ることができない。そのため、通常のタイヤに対する判定しきい値のままでは、過大な上下入力によって中子の損傷を受けていても検出できない場合が起こりうる。また、ホイールに損傷を受けても外観からの判別が困難なことは、通常のタイヤやサイド補強式ランフラットタイヤについても同様である。そこで、本実施形態では、装着されているタイヤの種類に合わせてタイヤ損傷の判定しきい値を設定することによって、タイヤの種類によらず適切な判定ができるようにした。

次に、図３を参照して、タイヤに対する路面入力を算出する方法について説明する。なお、本明細書において、「路面入力」とは、路面からタイヤに与えられた力から、サスペンションにより吸収された力を差し引いた力のことであり、すなわちタイヤに加えられた実荷重のことをいう。

図３は、サスペンションにより結合された車体７０と車輪７８のモデルを示している。車体７０と車輪７８は、サスペンションの減衰要素７２とバネ要素７４とで結合される。また、車輪７８は、路面の突起８０に乗り上げた状態である。

図１のストロークセンサ４０により検出されるストローク量をＳ、減衰要素７２の減衰定数をＤ、バネ要素７４のバネ定数をＫとすると、減衰要素７２がタイヤに与える力Ｆ_２、およびバネ要素７４がタイヤに与える力Ｆ_３は、次式のように表される。
Ｆ_２＝Ｄ×Ｓ （１）
Ｆ_３＝Ｋ×Ｓ （２）
実際の車両では、車輪７８を支えるアーム７６は、車輪７８の垂直軸から離れて配置されているので、車体７０から車輪７８に加えられる荷重Ｆ_４は、アーム比αを用いて、次式のように表すことができる。
Ｆ_４＝α（Ｆ_２＋Ｆ_３） （３）
なお、アーム比αは、サスペンションを含む車両懸架装置の構造から、車両毎に設計的に求めることができる。

一方、突起８０によって車輪７８のタイヤに伝達される上下方向の力Ｆ_１は、上述したように、タイヤのトレッド部に埋め込んだセンサにより検出することができる。したがって、路面の突起８０によってタイヤが押し縮められる力である路面入力は、（Ｆ_１−Ｆ_４）で表すことができる。

ここで、路面入力により車輪７８のホイールまたは中子が損傷するケースを考えてみると、損傷に至るのは、路面入力をタイヤゴムの変形による反発力だけでは吸収できず、路面の突起や縁石などがホイールまたは中子に直接力を及ぼす場合と考えられる。したがって、路面入力によって、ホイールの外周面または中子の外周面と、タイヤのトレッド部の内周面との距離Ｈ（図１を参照）が０になったとき、ホイールまたは中子の損傷の可能性があると考えることができる。したがって、距離Ｈ＝０となるときの荷重Ｆ_ｔｈを判定しきい値として設定しておけば、（Ｆ_１−Ｆ_４）が判定しきい値以上となったとき、ホイールまたは中子に損傷の可能性があると判定することが可能となる。

特に、中子式ランフラットタイヤの場合には、通常のタイヤに比べて扁平である場合が多く、またタイヤ内部に中子が突出しているので、中子上面とタイヤトレッド部の内周面が接触する距離Ｈは通常のタイヤよりも小さくなるから、距離Ｈ＝０となる荷重Ｆ_ｔｈも小さくなるはずである。したがって、タイヤの種類に応じてしきい値Ｆ_ｔｈを設定すれば、タイヤの種類によらず適切な判定ができるようになる。

図４は、タイヤに加えられる荷重とタイヤのトレッド部の変形量との関係を示す荷重−変位線図の一例である。例えば、タイヤトレッド部と中子上面との間の距離Ｈが５７ｍｍであったとすると、変形量が５７ｍｍであるときの荷重Ｔを判定しきい値Ｆ_ｔｈとして採用すればよい。

なお、図４のような荷重−変位線図は、タイヤとホイールの組み合わせ毎に予め荷重試験を行うことにより容易に求めることができる。この荷重−変位線図の情報は、図１に示した記録装置３２にテーブルとして格納しておき、車輪が装着された車両の受信機５０にテーブルを送信するように構成する。代替的に、車両側のＥＣＵ１００のデータ格納部１０６に、各種のタイヤとホイールの組み合わせ毎に荷重−変位線図を記憶させておき、記録装置３２から得られる車輪に関する情報を参照して、対応する荷重−変位線図を読み出してくるように構成してもよい。

図５は、本実施形態にしたがって車輪の損傷可能性を判定する処理のフローチャートである。まず、車輪と車両との間で通信を実行する（Ｓ１０）。この通信は、タイヤにおける上下入力を確実に検出できるように、所定の時間間隔で定期的に実行される。なお、記録装置３２に記録された車輪に関する情報については、一度取得すればその後通信をする必要がないため、例えば、車両を始動して所定の時間経過後に一回だけ通信を実行して、得られた情報をデータ格納部１０６に記憶しておき、その後の走行中は通信を実行しないようにしてもよい。

次に、タイヤ識別部１０２は、記録装置３２から送信された情報に基づいて、装着されているタイヤが通常のタイヤか、サイド補強式ランフラットタイヤか、または中子式ランフラットタイヤかを識別する（Ｓ１２）。

路面入力算出部１０８は、センサ３４の検出値から上下入力Ｆ_１を計算し、荷重推定部１１２は、ストロークセンサ４０からストローク値Ｓを取得する（Ｓ１４）。そして、路面入力算出部１０８は、上述の式（１）〜（３）にしたがって、Ｆ_２、Ｆ_３、Ｆ_４を計算する（Ｓ１６）。

しきい値設定部１０４は、記録装置３２から得られたタイヤサイズ、ホイールサイズ、中子サイズから、当該タイヤの最大変形量Ｈを計算する（Ｓ１８）。例えば、通常のタイヤまたはサイド補強式ランフラットタイヤであれば、タイヤの内径とホイールの外径からＨを計算することができる。中子式ランフラットタイヤであれば、タイヤの内径と中子の外径からＨを計算することができる。

そして、しきい値設定部１０４は、タイヤの種類に応じた判定しきい値Ｆ_ｔｈを設定する（Ｓ２０）。具体的には、荷重−変位線図のテーブルを参照して、計算した最大変形量Ｈに対応するＦ_ｔｈを取得する。上述したように、このテーブルは記録装置３２に記憶させておいてもよいし、想定し得るホイールとタイヤの組み合わせに対して予めデータ格納部１０６に記憶させておいてもよい。さらには、簡易的な方法として、全ての種類のタイヤについて、同一の荷重−変位線図のテーブルを用いるようにしてもよい。

損傷判定部１１０は、Ｓ１４およびＳ１６で計算された値から、｜Ｆ_１−Ｆ_４｜≧Ｆ_ｔｈが成り立つか否かを判定する（Ｓ２２）。成り立つ場合には（Ｓ２２のＹ）、ホイール２２または中子３０が損傷を受けている可能性があるとして、警報装置６０が警報を発する（Ｓ２４）。成り立たないときは（Ｓ２２のＮ）、このルーチンを終了する。

以上説明したように、実施の形態１によれば、タイヤに付設されている記録装置３２に予め格納されているタイヤサイズに関する情報を取得して、タイヤの種類に応じて損傷可能性の判定しきい値を設定するので、車両に装着されているタイヤの種類によらず、ホイールまたは中子の損傷の判定をより正確に実行することが可能となる。

実施の形態２．
実施の形態１では、タイヤの種類に応じて損傷可能性の判定しきい値を設定することを述べたが、装着されているタイヤが中子式ランフラットタイヤであるときは、中子の損傷とホイールの損傷の両方の可能性を個別に判定するようにしてもよい。実施の形態２に係る車輪状態監視装置の構成は、図１に示した実施の形態１と同様であるため省略する。

図６は、実施の形態２にしたがって車輪の損傷可能性を判定する処理のフローチャートである。Ｓ３０〜Ｓ３６は図５のＳ１０〜Ｓ１６と同様であるので、説明を省略する。損傷判定部１１０は、まず、ホイールが損傷を受ける可能性があるような過大な上下入力についての判定を行う。Ｓ３４、Ｓ３６で計算した値から、｜Ｆ_１−Ｆ_４｜≧Ｔ_１が成り立つか否かを判定する（Ｓ３８）。ここで、Ｔ_１はホイールに損傷の可能性があるような過大な上下入力を判定するための所定のしきい値であり、衝撃実験などにより予め求めておく。Ｓ３８が成り立つ場合は（Ｓ３８のＹ）、ホイール損傷の可能性があるとして、警報装置６０により警報を発して（Ｓ５０）、このルーチンを終了する。

Ｓ３８が成り立たない場合は（Ｓ３８のＮ）、損傷判定部１１０は、ホイールに損傷を受けないまでも、ランフラット走行に影響を及ぼす程度の損傷が中子に生じているか否かを判定する。しきい値設定部１０４は、装着されているタイヤがランフラットタイヤであるか否かを判定する（Ｓ４０）。ランフラットタイヤでない場合（Ｓ４０のＮ）、このルーチンを終了する。ランフラットタイヤである場合（Ｓ４０のＹ）、記録装置３２に記憶されているタイヤサイズ、中子サイズの情報から、最大変形量Ｈを計算する（Ｓ４２）。そして、データ格納部１０６の荷重−変位線図のテーブルデータを参照して、最大変形量Ｈに対応する荷重のしきい値Ｔ_２を決定する（Ｓ４４）。損傷判定部１１０は、このしきい値Ｔ_２を用いて、｜Ｆ_１−Ｆ_４｜≧Ｔ_２であるか否かを判定する（Ｓ４６）。Ｓ４６が成り立たない場合は（Ｓ４６のＮ）、今回のルーチンを終了する。Ｓ４６が成り立つ場合は（Ｓ４６のＹ）、中子が損傷を受けている可能性があるとして、警報装置６０により警報を発する（Ｓ４８）。

以上説明したように、実施の形態２によれば、ホイールの損傷可能性について判定するのみならず、ランフラットタイヤの場合には中子損傷判定用のしきい値を追加して設定するので、損傷の部位を特定して判定することが可能となる。

なお、実施の形態２は、サイド補強式ランフラットタイヤについても適用可能である。サイド補強式ランフラットタイヤと中子式ランフラットタイヤとでは構造が大きく異なるので、しきい値も異なるようにすることが望ましい。具体的には、サイド補強式ランフラットタイヤと中子式ランフラットタイヤのそれぞれに対して、荷重−変位線図のテーブルを準備しておけばよい。

以上、いくつかの実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施の形態では、装着されているタイヤの全てに記録装置３２が付設されているものとして説明したが、中子式ランフラットタイヤにのみ記録装置３２を付設しておくようにしてもよい。この場合、タイヤ識別部１０２は、まず車輪に記録装置３２が付設されているか否かを判定する。そして、記録装置３２が車輪に付設されていない場合には、通常のタイヤであるとして、予めデータ格納部１０６に記憶されている標準の荷重−変位線図のテーブルを用いて以降の計算を実行する。記録装置３２が車輪に付設されている場合には、中子式ランフラットタイヤであるとして、記録装置３２に記録されている中子用の荷重−変位線図のテーブルを用いて以降の計算を実行する。こうすれば、記録装置３２を全てのタイヤに付設する必要がなくなるので、コストを低減することができる。

実施の形態では、車両の走行中に車輪と車両との間で通信を実行して、タイヤの損傷可能性の判定しきい値を設定することを述べたが、車両のイグニッションスイッチをオンしたときや、タイヤ交換後に設定の初期化が必要なときにのみ、上記判定しきい値を設定するようにしてもよい。

車輪状態監視装置の構成を示す図である。 中子式ランフラットタイヤが過大入力を受け変形した様子を示す図である。 路面入力を算出するための車両モデルを示す図である。 タイヤの荷重−変位線図の一例を示す図である。 実施の形態１にしたがって車輪の損傷可能性を判定する処理のフローチャートである。 実施の形態２にしたがって車輪の損傷可能性を判定する処理のフローチャートである。

符号の説明

１０ 車輪状態監視装置、 ２０ タイヤ、 ２２ ホイール、 ２４ ホイールリム、 ２６ トレッド部、 ２８ サスペンション、 ３０ 中子、 ３２ 記録装置、 ３４ センサ、 ３８ 送信機、 ４０ ストロークセンサ、 ４２ コイルスプリング、 ４４ ショックアブソーバ、 ５０ 受信機、 ６０ 警報装置、 １００ ＥＣＵ、 １０２ タイヤ識別部、 １０４ しきい値設定部、 １０６ データ格納部、 １０８ 路面入力算出部、 １１０ 損傷判定部、 １１２ 荷重推定部。

Claims (7)

1. 車輪に設けられ路面からタイヤに伝達される上下方向の力を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出値を使用して、タイヤに加えられた荷重である路面入力を算出する路面入力算出手段と、
   前記路面入力と予め定められた判定しきい値とを比較して、車輪が損傷したか否かを判定する損傷判定手段と、
   車輪に設けられ該車輪に関する情報が予め記録されている記録手段と、
   前記記録手段の情報を受信して、該車輪に装着されているタイヤの種類を識別するタイヤ識別手段と、
   識別されたタイヤの種類に応じて前記判定しきい値を設定するしきい値設定手段と、
   を備えることを特徴とする車輪状態監視装置。
2. 前記しきい値設定手段は、前記タイヤ識別手段により識別されたタイヤの種類に応じて前記判定しきい値とは異なる第２の判定しきい値を設定することを特徴とする請求項１に記載の車輪状態監視装置。
3. 前記しきい値設定手段は、前記タイヤ識別手段により車輪に装着されているタイヤがランフラットタイヤと識別されたとき、前記判定しきい値を初期値よりも小さい値に設定することを特徴とする請求項１または２に記載の車輪状態監視装置。
4. 前記しきい値設定手段は、前記タイヤ識別手段により車輪に装着されているタイヤが中子式ランフラットタイヤと識別されたとき、前記判定しきい値に追加して通常のタイヤに対する値よりも小さい第２の判定しきい値を設定することを特徴とする請求項２に記載の車輪状態監視装置。
5. 前記しきい値設定手段は、前記タイヤ識別手段により車輪に装着されているタイヤが中子式ランフラットタイヤと識別されたとき、前記記録手段に記録されているタイヤの内周面と中子の上面との間の距離が所定長さより小さくなるときの路面入力を、前記第２の判定しきい値として設定することを特徴とする請求項４に記載の車輪状態監視装置。
6. 予め記憶されている車両の懸架装置の設計情報を参照して車両から車輪に加えられる荷重を推定する荷重推定手段をさらに備え、
   前記路面入力算出手段は、前記荷重推定手段により推定された荷重と前記検出手段の検出値との差分から前記路面入力を算出することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の車輪状態監視装置。
7. 車輪に設けられ路面からタイヤに伝達される上下方向の力を検出する検出手段の検出値を使用して、タイヤに加えられた荷重である路面入力を算出するステップと、
   前記路面入力と予め定められた判定しきい値とを比較して、車輪が損傷したか否かを判定するステップと、
   車輪に設けられ該車輪に関する情報を予め記録している記録手段から情報を受信して、該車輪に装着されているタイヤの種類を識別するステップと、
   識別されたタイヤの種類に応じて前記判定しきい値を設定するステップと、
   を含むことを特徴とする車輪状態監視方法。

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