JP4979729B2 - タイヤ磨耗判定装置を備えた車両 - Google Patents

Description

本発明はタイヤが装着された従動輪及び駆動輪を備えた車両にかかり、特に、従動輪及び駆動輪の車輪速度を用いて、タイヤの磨耗状態を判定するタイヤ磨耗判定装置を備えた車両に関する。

露天掘りの鉱山等においては、ダンプトラックに代表されるような車両は、ショベルによって積まれた土砂を所定の場所まで運搬してから放土し、再び、土砂を積み込むためにショベルがいる位置に戻るという運搬サイクルを繰り返している。

鉱山運営の高効率化のために、このようなダンプトラックは大型化すると同時に積載量も非常に大きくなっており、大きいものでは車体が約１９０トン、積載量が約３６０トンに達するものも存在する。

また、このようなダンプトラックは一日３交代で運転されることが多く、一日の稼働時間が２０時間から２４時間になるものもあり、非常に稼働率が高い。従って、タイヤの磨耗は一般の乗用車に比べて激しい。

一般に、タイヤの磨耗が進むと、加速時におけるタイヤのスリップや減速時におけるタイヤのロックが発生しやすくなり、車両の走行安定性を維持することが困難となる虞がある。また、鉱山ではタイヤのスリップやロックが発生しやすい雨天時には、ダンプトラックの走行を禁止する等、安全には厳しい。

従って、タイヤの磨耗を管理することは、ダンプトラックの走行安定性を確保する上で極めて重要であるといえる。

こうした背景に基づいて、特許文献１にはタイヤの磨耗を自動的に検出する方法が記載されている。特許文献１に記載されている方法は、ＧＰＳで検出した車両の走行位置から求めた一定期間の車両の走行距離とこの時の車輪の回転数とを用いて、タイヤの外周や外径を演算し、磨耗前のタイヤの外周や外径と比較することで、タイヤの磨耗を検出するというものである。

特開２００６−１６２３８４号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている方法では、タイヤのスリップやロックが発生するような路面状況については配慮されていない。すなわち、特許文献１に記載されている方法においては、タイヤの磨耗状態を検出する際に、タイヤのスリップやロックが発生した場合を考慮していない。

例えば、路面状況が悪く、アクセルペダルを踏んだ時に、仮にタイヤがスリップしているとすると、スリップしていない場合に比べて、車輪の回転数が増加することで、車輪の一回転あたりの走行距離が短くなったと判断される。すなわち、車輪の外周や外径が小さくなっていると判断される。

一方、路面状態が悪く、ブレーキペダルを踏んだ時に、仮にタイヤがロックしているとすると、ロックしていない場合に比べて、車輪の回転数が減少することで、車輪の一回転あたりの走行距離が長くなったと判断される。すなわち、車輪の外周や外径が大きくなっていると判断される。

いずれの場合も、タイヤのスリップやロックが発生するような路面状況においては、タイヤが磨耗している否かを正しく検出することができない場合が起こり得ると考えられる。

以上のように、タイヤの磨耗を管理する上で、タイヤのスリップやロックが発生しやすい状況においても、タイヤの磨耗を正しく検出することは、極めて重要である。

そこで、本発明は、タイヤのスリップやロックが発生しやすい路面状況においても、タイヤの磨耗状態を正しく判定することができる車両を提供することを目的とする。

本発明の一実施態様であるダンプトラックに代表されるような、タイヤが装着された従動輪及び駆動輪を備えた車両は、タイヤ磨耗判定装置を有する。

ここで説明する車両は、従動輪及び駆動輪の回転速度を検出し、回転速度検出値を出力する回転速度検出器を有する。

そして、この車両に搭載されるタイヤ磨耗判定装置は、従動輪及び駆動輪の回転速度検出値から従動輪及び駆動輪の車輪速度を検出し、車輪速度検出値を出力する車輪速度検出器と、従動輪及び駆動輪の車輪速度検出値から、従動輪の車輪速度検出値と駆動輪の車輪速度検出値との車両速度比を検出する車両速度比検出器と、前記車輪速度比が所定の範囲を超えている頻度が予め設定した判定値を超えた場合に、従動輪及び／又は駆動輪に装着されたタイヤが磨耗しているという判定結果を出力するタイヤ状態判定器と、を有する。

また、前記頻度は、車両が予め定められた走行路を走行する間に、車両速度比検出器が、所定の範囲を超えていると検出する回数である。

また、この車両に搭載されるタイヤ磨耗判定装置は、積載量を検出する積載量検出器と、判定値を出力する磨耗検出回数判定値演算器とを有し、磨耗検出回数判定値演算器は、積載量検出器が出力する積載量検出値に応じて判定値を調整する。磨耗検出回数判定値演算器は、積載量検出器が出力する積載量検出値が大きいほど、判定値が小さくなるように調整する。

また、この車両に搭載されるタイヤ磨耗判定装置は、走行路の路面状態を検出する路面状態検出器と、判定値を出力する磨耗検出回数判定値演算器とを有し、磨耗検出回数判定値演算器は、路面状態検出器が出力する路面状態情報に応じて判定値を調整する。磨耗検出回数判定値演算器は、路面状態検出器が出力する路面状態情報から得られる路面摩擦係数が大きいほど、判定値が小さくなるように調整する。

また、この車両は表示器を備え、判定結果を表示器に出力することが好ましい。また、この車両は送信機を備え、送信機を利用して、判定結果をこの車両の管理者へ送信することが好ましい。

本発明は、車両にタイヤ磨耗判定装置を搭載することにより、タイヤのスリップやロックが発生しやすい路面状況においても、タイヤの磨耗状態を正しく判定することができるものである。

本実施形態におけるタイヤ磨耗判定装置の構成図。 従動輪及び駆動輪の車輪速度検出器の構成図。 磨耗検出器の構成図。 磨耗検出回数カウント器の構成図。 磨耗検出回数カウント器の動作図。 磨耗検出回数判定値演算器の構成図。 データベースの出力特性図。 タイヤ状態判定器の構成図。 タイヤ磨耗時における磨耗検出回数カウント器の動作図。 本実施形態におけるダンプトラックの構成図。 本実施形態における別のダンプトラックの構成図。 本実施形態における別のダンプトラックの構成図。

以下、本実施形態にかかる一実施例を図面に基づいて説明する。

図１はタイヤ磨耗判定装置の構成図を示す。

従動輪回転速度検出器１は、従動輪の回転速度を検出する。

駆動輪回転速度検出器２は、駆動輪の回転速度を検出する。

ここで、回転速度検出器は、回転速度センサであり、所定時間の回転数（例えば、rad／ｓ）を検出するものである。また、パルス状の信号が出力されるセンサを用いてもよく、パルス間隔の相違に基づいて回転速度が検出される。

従動輪車輪速度検出器３は、従動輪回転速度検出器１の出力する従動輪回転速度検出値（信号）を入力とし、予め設定された従動輪のタイヤ半径を用いて従動輪の車輪速度を算出する。

駆動輪車輪速度検出器４は、駆動輪回転速度検出器２の出力する駆動輪回転速度検出値（信号）を入力とし、予め設定された駆動輪のタイヤ半径を用いて駆動輪の車輪速度を算出する。

ここで、車輪速度は、回転速度にタイヤ半径を掛けた速度（例えばｍ／ｓ）である。

車両速度比検出器５は、従動輪車輪速度検出器３の出力する従動輪車輪速度検出値と、駆動輪車輪速度検出器４の出力する駆動輪車輪速度検出値とを入力とし、従動輪及び駆動輪の車輪速度の比を求め、車輪速度比信号を出力する。

積載量検出器（例えば、積載量検出センサ等）６は、ダンプトラックの積載量を検出し、積載量検出値を出力する。

磨耗検出回数カウント器７は、車両速度比検出器５が出力する車輪速度比信号と積載量検出器６が出力する積載量検出値とを入力として、磨耗検出回数カウント値を出力する。

つまり、例えば、積載量検出器６が出力する積載量検出値から、積荷状態，空荷状態，積載開始，積載終了，放土開始，放土終了の情報から、カウントすべき期間であることを認識し、認識されたカウントすべき期間の場合に、車両速度比検出器５が出力する車輪速度比信号が、所定の範囲（例えば、０.９〜１.１）を超えている場合の回数を数える。

なお、指定の範囲は、例えば、路面摩擦係数と車輪のスリップ率との関係から決められ、タイヤ特性（タイヤの素材や形状）等が考慮される。ここでは、１.０±１０％程度と設定する。

路面状態検出器８は、ダンプトラックが走行している路面状態を、例えばカメラ等で撮影し、路面状態情報（例えば、雨天，晴天等の天候情報、砂利道，舗装道等の道路情報等）から路面摩擦係数等を抽出して出力する。

磨耗検出回数判定値演算器９は、積載量検出器６が出力する積載量検出値（どの程度の積載量か）と路面状態検出器８が出力する路面状態情報（どの程度の路面摩擦係数等か）とを入力とし、これら積載量検出値及び路面状態情報や車両の走行距離及び走行場所等の過去の走行データを適宜考慮し、磨耗検出回数判定値を出力する。

なお、磨耗検出回数判定値は、演算周期が短い場合や走行距離が長い場合等は回数を多く設定する必要がある。

タイヤ状態判定器１０は、磨耗検出回数カウント器７が出力する磨耗検出回数カウント値と磨耗検出回数判定値演算器９が出力する磨耗検出回数判定値とを入力とし、タイヤ状態判定結果を出力する。

つまり、磨耗検出回数カウント器７から出力される磨耗検出回数カウント値（回数）と磨耗検出回数判定値演算器９から出力される磨耗検出回数判定値（回数）とを比較して、磨耗検出回数判定値より磨耗検出回数カウント値が多い場合にタイヤが磨耗していると判定するタイヤ状態判定結果を出力する。

なお、従動輪車輪速度検出器３，駆動輪車輪速度検出器４，車両速度比検出器５，磨耗検出回数カウント器７，磨耗検出回数判定値演算器９、及びタイヤ状態判定器１０は、マイコンに形成された制御ブロックであることが好ましい。

次に、従動輪車輪速度検出器３及び駆動輪車輪速度検出器４の構成について説明する。

図２に、従動輪車輪速度検出器３及び駆動輪車輪速度検出器４の構成図を示す。

乗算器３１は、従動輪回転速度検出値と従動輪タイヤ半径とを入力とし、従動輪回転速度検出値と従動輪タイヤ半径との積を出力する。そして、その出力にゲイン３２を掛けることで、従動輪車輪速度検出値を求めることができる。ここで、従動輪タイヤ半径は予め測定した値（例えば、新しいタイヤを装着した際の初期値）を設定しておく。

ここで、ゲイン３２は従動輪回転速度検出値から従動輪車輪速度検出値を換算するための調整機能を有するものである。

乗算器４１は、駆動輪回転速度検出値と駆動輪タイヤ半径とを入力とし、駆動輪回転速度検出値と駆動輪タイヤ半径との積を出力する。そして、その出力にゲイン４２を掛けることで、駆動輪車輪速度検出値を求めることができる。ここで、駆動輪タイヤ半径は予め測定した値（例えば、新しいタイヤを装着した際の初期値）を設定しておく。

ここで、ゲイン４２は駆動輪回転速度検出値から駆動輪車輪速度検出値を換算するための調整機能を有するものである。

次に、車両速度比検出器５の構成について説明する。

図３に、車両速度比検出器５の構成図を示す。

除算器５１は、従動輪車輪速度検出値（Ｖ_F）と駆動輪車輪速度検出値（Ｖ_R）とを入力とし、従動輪車輪速度検出値を駆動輪車輪速度検出値で除算した値Ｓ（Ｖ_F／Ｖ_R）を出力する。

車両速度比判定器５２は、除算器５１が出力するＳを入力として、車両速度比判定結果を出力する。

通常は、従動輪車輪速度検出値と駆動輪車輪速度検出値とは、概ね等しいので、Ｓはおよそ１となる。

一方、駆動輪に装着されたタイヤが磨耗して、タイヤ半径が基準値よりも小さくなっている場合、駆動輪のタイヤ半径が小さくなっている分だけ駆動輪の回転数が増加し、駆動輪車輪速度検出値が真値より増加する。よって、この時Ｓは１よりも小さくなる。

逆に、従動輪に装着されたタイヤが磨耗して、タイヤ半径が基準値よりも小さくなっている場合、従動輪のタイヤ半径が小さくなっている分だけ従動輪の回転数が増加し、従動輪車輪速度検出値が真値より増加する。よって、この時Ｓは１よりも大きくなる。

従って、Ｓの値から従動輪及び駆動輪に装着されたタイヤのいずれが磨耗しているかが判別でき、磨耗の度合いが大きくなるほど、Ｓは１からのずれが大きくなるので、その磨耗の度合いを推定することができる。

通常は、駆動輪に装着されたタイヤが従動輪に装着されたタイヤと比較して多く磨耗するので、Ｓは１よりも小さくなる。例えば、駆動輪に装着されたタイヤが磨耗して、その半径が約１０％小さくなったとすると、Ｓは約０.９となる。従って、タイヤに許容される磨耗の度合いが仮に１０％であるとすると、Ｓが０.９よりも小さいか否かを車両速度比判定器５２で判定すれば良い。

すなわち、Ｓが０.９よりも大きければ駆動輪に装着されたタイヤは磨耗していないと判定し、Ｓが０.９よりも小さければ駆動輪に装着されたタイヤは磨耗していると判定すれば良い。このように、車両速度比判定器５２はタイヤに許容される磨耗の度合いで定められる値をＳと比較することで、理想的には、タイヤの磨耗を検出することが可能となる。

しかし、従動輪及び駆動輪に装着されたタイヤが磨耗していなくても、路面が滑りやすい等の路面状態では、駆動輪にスリップあるいはロックが発生する場合があり、この場合、タイヤが磨耗していると検出してしまうことがある。

これは、駆動輪にスリップあるいはロックが発生すると、従動輪車輪速度検出値と駆動輪車輪速度検出値とに速度差が発生するため、Ｓが１よりも大きくなったり、Ｓが１よりも小さくなったりするためであり、この場合、タイヤの磨耗の検出は、誤検出になる可能性がある。

以上から、車両速度比検出器５は、実際に従動輪及び駆動輪に装着されたタイヤが磨耗している場合にタイヤ磨耗を検出する場合と、路面が滑りやすく駆動輪にスリップあるいはロックが発生する場合にタイヤ磨耗を検出する場合との二つのケースがある。後者は誤検出になる可能性があるので、その影響を除去する必要があるが、詳細は後述する。

次に、磨耗検出回数カウント器７の構成について説明する。

図４に、磨耗検出回数カウント器７の構成図を示す。

カウント指令出力器７１は、積載量検出値を入力として、回数カウント器７２へカウント動作を行うか否かの指令を出力する。

ここで、積載量検出値を入力とする理由は、ダンプトラックが積荷状態と空荷状態との場合を区別してカウントするためである。

回数カウント器７２は、カウント指令出力器７１がカウント動作を行うとの指令を出力し、車両速度比判定結果が従動輪及び駆動輪に装着されたタイヤの磨耗（車輪速度比が所定の範囲を超えた場合）を検出した場合に、カウント動作を所定の演算周期で行う。

つまり、カウント指令出力器７１は、回数カウント器７２に対して、カウントの開始や終了、カウント数のリセット等の指令を出力する機能を有し、その指令に基づいて回数カウント器７２は回数を数えるものである。

図５に、磨耗検出回数カウント器７の動作例を示す。

第一に、積載量検出値の変化からダンプトラックへの土砂の積載が完了したことを検出すると、カウント指令出力器７１は回数カウント器７２へカウント動作を行うとの指令（カウント動作ＯＮ）を出力する。そして、車両速度比判定結果が従動輪及び駆動輪に装着されたタイヤの磨耗（車輪速度比が所定の範囲を超えた場合）を検出（磨耗検出）すれば、所定の演算周期でカウント動作を行う。

第二に、積載量検出値の変化からダンプトラックに積載された土砂の放土が開始したことを検出すると、カウント指令出力器７１は回数カウント器７２へカウント動作を行うとの指令を停止し、回数カウント器７２はそれまでのカウント値を磨耗検出回数カウント値として出力し、カウント値をリセットする。

第三に、積載量検出値の変化からダンプトラックに積載された土砂の放土が完了したことを検出すると、カウント指令出力器７１は回数カウント器７２へカウント動作を行うとの指令（カウント動作ＯＮ）を出力する。そして、車両速度比判定結果が従動輪及び駆動輪に装着されたタイヤの磨耗（車輪速度比が所定の範囲を超えた場合）を検出（磨耗検出）すれば、所定の演算周期でカウント動作を行う。

第四に、積載量検出値の変化からダンプトラックへの土砂の積載が開始したことを検出すると、カウント指令出力器７１は回数カウント器７２へカウント動作を行うとの指令を停止し、回数カウント器７２はそれまでのカウント値を磨耗検出回数カウント値として出力し、カウント値をリセットする。

以上のような動作により、ダンプトラックが積荷状態と空荷状態との場合を区別して、磨耗検出回数（車輪速度比が所定の範囲を超えた場合の回数）をカウントすることが可能である。

なお、車両速度比判定結果において磨耗検出の幅は、車輪速度比が所定の範囲を超えた場合の時間、つまり、所定の演算周期でカウントした場合の回数となる。

また、カウント値は、所定の演算周期でカウントされた回数分上昇する。

また、磨耗検出回数カウント値では、カウント値においてリセットされた際の値である。

そして、磨耗検出回数カウント値が、タイヤ磨耗判定ラインを超えているか否かを判断し、最終的にタイヤが磨耗している否かを判定することになる。

この場合は、磨耗検出回数カウント値が、タイヤ磨耗判定ラインを超えていないため、タイヤが磨耗していないと判定することになる。

なお、土砂の積載や放土を実施しているか否かは、積載量検出値以外の信号で検出しても良い。

また、回数カウント器７２がカウントする値は、従動輪及び駆動輪に装着されたタイヤの磨耗を検出した回数ではなく、タイヤの磨耗を検出した時間、つまり信号を出力している時間としても良い。

次に、磨耗検出回数判定値演算器９の構成について説明する。

図６に、磨耗検出回数判定値演算器９の構成図を示す。

データベース９１は、積載量検出値と路面状態情報とを入力として、過去の走行データに基づいて磨耗検出回数判定値を出力する。

図７に、データベース９１が出力する磨耗検出回数判定値の出力例を示す。

図７に示すように、積載量検出値が小さい場合や路面状態が悪く路面摩擦係数が小さい場合には、磨耗検出回数判定値は大きくなり、逆に、積載量検出値が大きい場合や路面状態が良く路面摩擦係数が大きい場合には、磨耗検出回数判定値は小さくなる。

このように積載量や路面状態に応じて、磨耗検出回数判定値を調整する理由は後述する。

次に、タイヤ状態判定器１０の構成について説明する。

図８に、タイヤ状態判定器１０の構成図を示す。

比較器１００は、磨耗検出回数カウント値と磨耗検出回数判定値とを入力として、タイヤ状態判定結果を出力する。

比較器１００は、磨耗検出回数カウント値が磨耗検出回数判定値よりも大きくなると、従動輪及び駆動輪に装着されたタイヤが磨耗していると判定し、タイヤ状態判定結果を出力する。タイヤが磨耗していると判定すると、タイヤ状態判定器１０はダンプトラックのタイヤが磨耗していることを警告したり、タイヤの点検や交換等を促したりするメッセージを表示や音声等でダンプトラックの運転者やダンプトラックを所有する鉱山管理者へ伝える。

ここで、磨耗検出回数カウント値と磨耗検出回数判定値とを比較する理由は、駆動輪にスリップあるいはロックが発生する場合に車両速度比検出器５がタイヤ磨耗を誤検出する影響を除去するためである。

すなわち、駆動輪にスリップあるいはロックが発生することで、車両速度比検出器５がタイヤ磨耗を誤検出し、磨耗検出回数カウント値が上昇しても、磨耗検出回数判定値がそれよりも大きな値であれば、比較器１００はタイヤが磨耗していると判定しないため、磨耗検出回数判定値を設定することで、駆動輪にスリップあるいはロックが発生することによる影響を除去することができる。

ダンプトラックは、ショベルによって積まれた土砂を所定の場所まで運搬してから放土し、再び、土砂を積み込むためにショベルがいる位置に戻るという運搬サイクルを繰り返しているので、走行路及び走行パターンが基本的にほぼ一定であり、過去の走行条件のデータから、磨耗検出回数判定値をどのくらいの値に設定すれば良いかを決定することが可能である。

通常は、積載量が小さい場合や路面状態が悪く路面摩擦係数が小さい場合には駆動輪にスリップやロックが発生しやすいので、磨耗検出回数判定値を大きくする。

一方、積載量が大きい場合や路面状態が良く路面摩擦係数が大きい場合には駆動輪にスリップやロックが発生しにくいので、磨耗検出回数判定値を小さくする。

タイヤ状態を判定するタイミングは、ダンプトラックが土砂を放土あるいは積載する時が好ましい。

前者（放土）は、ダンプトラックが積荷状態での走行を終了して、土砂を放土する時に更新される磨耗検出回数判定値を、積載走行中に磨耗検出回数判定値演算器９が出力した磨耗検出回数判定値と比較することで判定する。

後者（積載）は、ダンプトラックが空荷状態での走行を終了して、土砂を積載する時に更新される磨耗検出回数判定値を、空荷走行中に磨耗検出回数判定値演算器９が出力した磨耗検出回数判定値と比較することで判定する。

このように、タイヤ状態の判定は、ダンプトラックが積荷状態と空荷状態との場合を区別して実施する。これは、ダンプトラックが積荷状態と空荷状態とでは、タイヤのスリップやロックの発生しやすさが大きく異なるので、それに応じて磨耗検出回数判定値を変更する必要があるためである。

次に、従動輪及び駆動輪に装着されたタイヤが磨耗している場合における磨耗検出回数カウント器７の動作例を図９に示す。

タイヤが磨耗していれば、図９に示すように、走行中は常にタイヤの磨耗（磨耗検出）を検出して、つまり、車両速度比判定結果が所定の範囲を超えていることが検出され、所定の演算周期でカウント動作が行われカウント値が加算される。そして、磨耗検出回数カウント値が大きな値となり、タイヤ磨耗判定ラインを超えるため、タイヤが磨耗していると判定する。

従って、磨耗検出回数カウント値が、磨耗検出回数判定値演算器９が出力する磨耗検出回数判定値（タイヤ磨耗判定ライン）を上回り、タイヤ状態判定器１０は、従動輪及び駆動輪に装着されたタイヤが磨耗していると判定する。

なお、従動輪及び駆動輪に装着されたいずれのタイヤが磨耗しているかは、前述したように車両速度比検出器５で演算されるＳの値によって判別可能であり、その磨耗の度合いも推定することができる。

以上の構成により、従動輪及び駆動輪に装着されたタイヤのスリップやロックが発生しやすい路面状態においても、タイヤの磨耗状態を正しく判定することが可能となる。

タイヤが磨耗していないにも関わらず、路面が滑りやすく駆動輪にスリップあるいはロックが発生し、車両速度比検出器５がタイヤの磨耗を誤検出するような場合にも、過去の走行データに基づいて磨耗検出回数判定値を設定することにより、磨耗検出回数カウント値が磨耗検出回数判定値を超えず、タイヤ状態判定器１０はタイヤが磨耗状態であるとは判定しない。

一方、タイヤが本当に磨耗していれば、車両速度比検出器５が走行中にタイヤの磨耗を検出するので、磨耗検出回数カウント値が大きくなり、磨耗検出回数カウント値が磨耗検出回数判定値を超え、タイヤ状態判定器１０はタイヤが磨耗状態であると判定する。

図１０に、本実施形態で説明したタイヤ磨耗判定装置を、ダンプトラックに搭載した場合の一実施例を示す。

図１０において、左電動機１０１が、ギア１０２を介して左駆動輪１０３を駆動し、右電動機１０４が、ギア１０５を介して右駆動輪１０６を駆動することで、ダンプトラックが前進あるいは後進する。

左駆動輪回転速度検出器２１は、左電動機１０１に接続されており、左電動機１０１の回転速度を検出する。右駆動輪回転速度検出器２２は、右電動機１０４に接続されており、右電動機１０４の回転速度を検出する。

左従動輪回転速度検出器１１は、左従動輪１０７の軸に接続されており、左従動輪１０７の回転速度を検出する。右従動輪回転速度検出器１２は、右従動輪１０８の軸に接続されており、右従動輪１０８の回転速度を検出する。

タイヤ磨耗判定装置１０９は、積載量検出器６が出力する積載量検出値、路面状態検出器８が出力する路面状態情報、左従動輪回転速度検出器１１が出力する左従動輪回転速度検出値、右従動輪回転速度検出器１２が出力する右従動輪回転速度検出値、左駆動輪回転速度検出器２１が出力する左駆動輪回転速度検出値、右駆動輪回転速度検出器２２が出力する右駆動輪回転速度検出値を入力として、タイヤ状態判定結果をタイヤ状態表示器１１０及びタイヤ状態送信機１１１に出力する。

タイヤ磨耗判定装置１０９は、左従動輪回転速度検出値と左駆動輪回転速度検出値とを用いて、ダンプトラックの左側にあるタイヤの磨耗状態を判定し、右従動輪回転速度検出値と右駆動輪回転速度検出値とを用いて、ダンプトラックの右側にあるタイヤの磨耗状態を判定する。

タイヤ状態表示器１１０は、タイヤ磨耗判定装置１０９が出力するタイヤ状態判定結果に基づいて、ダンプトラックのタイヤが磨耗していることを警告したり、タイヤの点検や交換等を促したりするメッセージを表示や音声等でダンプトラックの運転者へ伝える。

タイヤ状態送信機１１１は、タイヤ磨耗判定装置１０９の出力するタイヤ状態判定結果を、ダンプトラックを所有する鉱山管理者へデータ送信し、鉱山管理者は受信したタイヤ状態判定結果に基づいて、必要に応じてダンプトラックのタイヤの点検や交換等を行う。

図１１に、本実施形態で説明したタイヤ磨耗判定装置を、ダンプトラックに搭載した場合の別の実施例を示す。

図１１において、図１０と異なる部分は、路面状態検出器８の代わりに、路面状態受信機１１２を備えていることである。

路面状態受信機１１２は、外部から路面状態情報を受信し、タイヤ磨耗判定装置１０９へ路面状態情報を出力する。このように、ダンプトラックで路面状態を検出することなく、外部からの路面状態情報を受信しても良い。

図１２に、本実施形態で説明したタイヤ磨耗判定装置を、ダンプトラックに搭載した場合の別の実施例を示す。

図１２において、図１０と異なる部分は、積載量検出器６の代わりに、軸重検出器１１３を備え、左従動輪１０７に左従動輪空気圧検出器１１４を、右従動輪１０８に右従動輪空気圧検出器１１５を、左駆動輪１０３に左駆動輪空気圧検出器１１６を、右駆動輪１０６に右駆動輪空気圧検出器１１７を備えていることである。

ここで、軸重検出器１１３は、４つのタイヤの空気圧を用いて、荷重を検出し、積載量を演算するものである。

左従動輪空気圧検出器１１４は左従動輪１０７に装着されたタイヤの空気圧を、右従動輪空気圧検出器１１５は右従動輪１０８に装着されたタイヤの空気圧を、左駆動輪空気圧検出器１１６は左駆動輪１０３に装着されたタイヤの空気圧を、右駆動輪空気圧検出器１１７は右駆動輪１０６に装着されたタイヤの空気圧を検出する。

軸重検出器１１３は、左従動輪空気圧検出器１１４が出力する左従動輪空気圧検出値を、右従動輪空気圧検出器１１５が出力する右従動輪空気圧検出値を、左駆動輪空気圧検出器１１６が出力する左駆動輪空気圧検出値を、右駆動輪空気圧検出器１１７が出力する右駆動輪空気圧検出値を入力として、各車輪の軸重を演算し、軸重検出値を出力する。このように、積載量検出値の代わりに軸重検出値を用いても良い。

本実施形態によれば、従動輪及び駆動輪に装着されたタイヤのスリップやロックが発生しやすい路面状況においても、タイヤの磨耗状態を正しく判定することが可能となる。

つまり、タイヤの磨耗状態を正しく判定することで、ダンプトラックの走行安定性を確保でき、ダンプトラックの稼働率を向上することが可能となる。また、タイヤの磨耗状態を自動的に判定することができ、メンテナンス性も向上する。

また、運転者がタイヤの磨耗状態を目視で確認することでタイヤの磨耗を管理する場合もあるが、運転者のタイヤの磨耗状態への認識の違いをサポートし、タイヤの磨耗状態の管理に大きく貢献することもできる。

また、鉱山用ダンプトラックは、積載量が非常に大きく、一般の乗用車やトラック等の車両とは車体重量が積荷時と空荷時とでは大きく異なり、最も車体重量が軽い時と最も車体重量が重い時とを比較すると、約２〜３倍程度の違いがある。

このため、車重が軽い時は車輪を駆動あるいは制動するトルクに対して、タイヤと路面との間に働く摩擦力が低下して、タイヤのスリップやロックが発生しやすくなる。

従って、特に、鉱山用ダンプトラックにおいて、本実施形態を用いる効果が大きい。

本発明はタイヤが装着された従動輪及び駆動輪を備えた車両に利用可能であり、特に、従動輪及び駆動輪の車輪速度を用いてタイヤの磨耗状態を判定するタイヤ磨耗判定装置を備えたダンプトラックに利用できる。

１ 従動輪回転速度検出器
２ 駆動輪回転速度検出器
３ 従動輪車輪速度検出器
４ 駆動輪車輪速度検出器
５ 車両速度比検出器
６ 積載量検出器
７ 磨耗検出回数カウント器
８ 路面状態検出器
９ 磨耗検出回数判定値演算器
１０ タイヤ状態判定器
１１ 左従動輪回転速度検出器
１２ 右従動輪回転速度検出器
２１ 左駆動輪回転速度検出器
２２ 右駆動輪回転速度検出器
３１，４１ 乗算器
３２，４２ ゲイン
５１ 除算器
５２ 車両速度比判定器
７１ カウント指令出力器
７２ 回数カウント器
９１ データベース
１００ 比較器
１０１ 左電動機
１０２，１０５ ギア
１０３ 左駆動輪
１０４ 右電動機
１０６ 右駆動輪
１０７ 左従動輪
１０８ 右従動輪
１０９ タイヤ磨耗判定装置
１１０ タイヤ状態表示器
１１１ タイヤ状態送信機
１１２ 路面状態受信機
１１３ 軸重検出器
１１４ 左従動輪空気圧検出器
１１５ 右従動輪空気圧検出器
１１６ 左駆動輪空気圧検出器
１１７ 右駆動輪空気圧検出器

Claims (6)

1. タイヤが装着された従動輪及び駆動輪を備えた車両において、
   前記従動輪及び前記駆動輪の回転速度を検出し、回転速度検出値を出力する回転速度検出器と、
   前記従動輪及び前記駆動輪の回転速度検出値から前記従動輪及び前記駆動輪の車輪速度を検出し、車輪速度検出値を出力する車輪速度検出器と、
   前記従動輪及び前記駆動輪の車輪速度検出値から、前記従動輪の車輪速度検出値と前記駆動輪の車輪速度検出値との車輪速度比を検出する車輪速度比検出器と、
   前記車輪速度比が所定の範囲を超えている頻度が予め設定した判定値を超えた場合に、前記従動輪及び／又は前記駆動輪に装着されたタイヤが磨耗しているという判定結果を出力するタイヤ状態判定器と、
   積載量を検出する積載量検出器と、
   前記判定値を出力する磨耗検出回数判定値演算器と、
   を有し、
   前記磨耗検出回数判定値演算器は、前記積載量検出器が出力する前記積載量検出値が大
   きいほど、前記判定値が小さくなるように調整することを特徴とする車両。
2. 請求項１において、
   前記頻度は、前記車両が走行路を走行する間に、前記車輪速度比検出が所定の範囲を超えていると検出する回数であることを特徴とする車両。
3. 請求項１において、
   走行路の路面状態を検出する路面状態検出器と、前記判定値を出力する磨耗検出回数判定値演算器とを有し、
   前記磨耗検出回数判定値演算器は、前記路面状態検出器が出力する路面状態情報に応じて前記判定値を調整することを特徴とする車両。
4. 請求項３において、
   前記磨耗検出回数判定値演算器は、前記路面状態検出器が出力する前記路面状態情報から得られる路面摩擦係数が大きいほど、前記判定値が小さくなるように調整することを特徴とする車両。
5. 請求項１において、
   表示器を備え、前記判定結果を前記表示器に出力することを特徴とする車両。
6. 請求項１において、
   送信機を備え、前記送信機を利用して、前記判定結果を前記車両の管理者へ送信することを特徴とする車両。

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