JP6357903B2 - タイヤ状態評価システムおよびタイヤ状態評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの表面温度を測定し、その温度情報を監視することによりタイヤの状態を評価するタイヤ状態評価システムおよびタイヤ状態評価方法に関する。

従来、タイヤの温度を測定する為のタイヤ表面温度計測装置を車両やタイヤの所定の位置に配設し、このタイヤ表面温度計測装置で測定したタイヤの表面温度や内面温度に基づいてタイヤの状態を評価する技術がある。

例えば、本出願人が出願した特許文献１には、少なくとも一本のタイヤに対して設けたタイヤ幅方向全体のタイヤ表面温度を測定し得るタイヤ表面温度計測装置と、該タイヤ表面温度計測装置で測定したタイヤ表面温度について所定の温度帯毎に明度又は色調で表したタイヤ表面温度分布の熱画像を作成する制御部と、該制御部で作成した熱画像を表示する表示手段とを備えたことを特徴とするタイヤ表面温度の監視システムが記載されている。

また、特許文献２には、走行中のタイヤの表面温度を検出して当該タイヤの性能を評価する方法であって、車体のタイヤに対向する位置に、２次元的に配列された熱検知素子から成る熱画像センサを取付けて走行中のタイヤ表面の温度分布を検出し、この検出された表面温度の分布状態に基づいて当該タイヤの性能を評価するタイヤ性能評価方法が記載されている。

特開２００５−２６３１５８号公報 特開２００５−３５１７０５号公報

しかしながら、上記基準や測定方法では、タイヤの状態の検出に限界があり、タイヤの状態の評価の精度の向上に限界がある。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タイヤの状態をより高い精度で評価することができるタイヤ状態評価システムおよびタイヤ状態評価方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、タイヤ状態評価システムであって、少なくとも一本のタイヤに対して設けたタイヤ幅方向及びタイヤ周方向の少なくとも一方のタイヤ表面温度の分布を測定するタイヤ表面温度計測装置と、前記タイヤ表面温度計測装置で計測した前記タイヤの表面温度に基づいて、前記タイヤの表面温度の分布を示す画像を生成する制御部と、前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件を記憶する記憶部と、前記制御部で生成した画像を表示させる表示部と、を有し、前記タイヤ表面温度計測装置は、前記タイヤの表面の画像を取得し、赤外線画像に基づいて前記タイヤの表面の温度分布を検出し、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件に基づいて、前記温度分布を評価し、評価結果の画像を生成し、前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件は、前記タイヤの範囲と温度変化とを組み合わせた条件であることを特徴とする。

前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件は、前記タイヤの接地幅よりも狭い設定範囲での最高温度と最低温度との差を含み、前記制御部は、前記タイヤの接地幅よりも狭い設定範囲での最高温度と最低温度との差が、設定した条件より大きい場合、局所的に高温となっている部分があると評価することが好ましい。

また、前記設定範囲は、前記タイヤの接地幅の２０％以下であり、前記最高温度と最低温度との差は、２０℃であることが好ましい。

また、前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件は、温度の振幅を含み、前記制御部は、前記温度の振幅が、設定した条件以上である場合、局所的に高温となっている部分があると評価することが好ましい。

また、前記温度の振幅は、前記タイヤの接地幅の５０％以下で温度差が１０℃より大きい増減で形成される温度の高い点が２か所以上含まれることであることが好ましい。

また、前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件は、タイヤ表面の画像の温度分布を含み、前記制御部は、前記タイヤ表面の画像を解析した結果、フラットスポットを検出した場合、局所的に高温となっている部分があると評価することが好ましい。

また、前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件は、前記温度の変化の傾きを含み、
前記制御部は、前記温度の変化の傾きが、設定した条件以上である場合、局所的に高温となっている部分があると評価することが好ましい。

また、前記温度の変化の傾きは、微分係数が０．４以上であることが好ましい。

また、前記タイヤの走行条件を検出する走行条件検出部をさらに有し、前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件は、設定された走行区間における温度の頻度分布であり、前記制御部は、走行条件検出部の結果に基づいて設定された走行区間で検出された前記タイヤ表面の画像の温度分布の履歴を取得し、取得した前記タイヤ表面の画像の温度分布の履歴に基づいて、閾値温度以上の頻度の割合が閾値割合以上である場合、局所的に高温となっている部分があると評価することが好ましい。

上記目的を達成するため、本発明は、タイヤ状態評価システムであって、少なくとも一本のタイヤに対して設けたタイヤ幅方向及びタイヤ周方向の少なくとも一方のタイヤ表面温度の分布を測定するタイヤ表面温度計測装置と、前記タイヤ表面温度計測装置で計測した前記タイヤの表面温度に基づいて、前記タイヤの表面温度の分布を示す画像を生成する制御部と、前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件を記憶する記憶部と、前記制御部で生成した画像を表示させる表示部と、前記タイヤの走行条件を検出する走行条件検出部と、を有し、前記タイヤ表面温度計測装置は、前記タイヤの表面の画像を取得し、赤外線画像に基づいて前記タイヤの表面の温度分布を検出し、前記制御部は、走行条件検出部の結果に基づいて設定された走行区間で検出された前記タイヤ表面の画像の温度分布の履歴を取得し、取得した前記タイヤ表面の画像の温度分布の履歴に基づいて、閾値温度以上の頻度の割合が閾値割合以上である場合、局所的に高温となっている部分があると評価することを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明は、タイヤ状態評価方法であって、タイヤの表面の画像を取得し、赤外線画像に基づいて少なくとも一本のタイヤに対して設けたタイヤ幅方向及びタイヤ周方向の少なくとも一方のタイヤ表面温度の分布を測定するステップと、前記タイヤ表面温度計測装置で計測した前記タイヤの表面温度に基づいて、前記タイヤの表面温度の分布を示す画像を生成するステップと、タイヤの表面温度の分布を評価する条件に基づいて、前記温度分布を評価するステップと、を有し、前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件は、前記タイヤの範囲と温度変化とを組み合わせた条件であることを特徴とする。

本発明によれば、タイヤ表面の温度分布に基づいてタイヤの状態をより高い精度で評価することができる。

図１は、本発明に係るタイヤ状態評価システムの概略構成を示すブロック図である。 図２は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を示すフローチャートである。 図３は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を示すフローチャートである。 図４は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を示すフローチャートである。 図５は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するためのグラフである。 図６Ａは、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するためのグラフである。 図６Ｂは、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するためのグラフである。 図７は、タイヤ状態評価システムの処理の一例を示すフローチャートである。 図８は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するためのグラフである。 図９は、タイヤ状態評価システムの処理の一例を示すフローチャートである。 図１０は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するための説明図である。 図１１は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するための説明図である。 図１２は、タイヤ状態評価システムの処理の一例を示すフローチャートである。 図１３は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するための説明図である。 図１４は、タイヤ状態評価システムの処理の一例を示すフローチャートである。 図１５は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するための説明図である。 図１６は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するための説明図である。 図１７は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するための説明図である。 図１８は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するための説明図である。 図１９は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するためのグラフである。 図２０は、タイヤ状態評価システムの処理の一例を示すフローチャートである。 図２１は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するためのグラフである。 図２２は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するためのグラフである。 図２３は、タイヤ状態評価システムの処理の一例を示すフローチャートである。 図２４は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するためのグラフである。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。以下においては、評価対象の構造体をタイヤとし、移動体を車両として、車両に取り付けられたタイヤの性能を評価する例を説明するが、タイヤの種類は限定されない。

図１は、本発明に係るタイヤ状態評価システムの概略構成を示すブロック図である。タイヤ状態評価システム１は、図１に示すように、タイヤＴｙの表面温度を測定するタイヤ表面温度計測装置２と、車両の走行条件を検出する走行条件検出部３と、後述する各種のデータベース等を格納する記憶手段４と、タイヤ表面温度計測装置２及び走行条件検出部３から出力される測定信号に基づいてタイヤの状態の評価を行うタイヤ状態評価手段５と、タイヤの状態の評価結果やタイヤ表面温度の測温結果等を表示する表示手段６と、運転者や同乗者等のオペレータが指示を行う入力手段７と、を備える。

タイヤ状態評価システム１は、タイヤが装着された車両に全ての構成が搭載されていても、車両にタイヤ表面温度計測装置２と走行条件検出部３のみが搭載されていてもよい。また、タイヤ状態評価システム１は、車両に装着されたタイヤに限定されず試験装置に装着され、試験装置で駆動されるタイヤの状態を評価してもよい。また、タイヤ状態評価システム１は、各部の間で情報を送受信する回線を有線としても無線としてもよい。

タイヤ表面温度計測装置２は、赤外線カメラであり、タイヤＴｙの表面の赤外線画像を取得し、赤外線画像に基づいてタイヤＴｙの表面の温度また温度分布を測定する。タイヤ表面温度計測装置２は、非接触でタイヤＴｙの表面の温度の分布を測定できればよく、赤外線画像以外の画像を取得してタイヤＴｙの表面の温度を測定してもよい。本実施形態のタイヤ表面温度計測装置２は、タイヤ幅方向ＴＷの全域を含む範囲の赤外線画像を取得する。タイヤ表面温度計測装置２は、画像で、タイヤ表面の温度を計測することで、画素単位でタイヤ表面の温度を検出することができる。

また、タイヤ表面温度計測装置２は、撮影したタイヤＴｙの表面の赤外線画像、つまり測定したタイヤ表面温度の情報を、その測定箇所の情報（座標情報）と共にタイヤ状態評価手段５に送る。タイヤ表面温度計測装置２は、タイヤ表面における測定箇所の座標（Ｘ，Ｙ）の情報と当該測定箇所におけるタイヤ表面温度の情報との関係を一意に定めて送信する。尚、ここでは、Ｘ方向を図１に示すタイヤ幅方向ＴＷとし、Ｙ方向をタイヤ周方向とする。なお、タイヤ表面温度計測装置２で撮影した赤外線画像と位置との対応付けの処理は、タイヤ状態評価手段で実行してもよい。

走行条件検出部３は、タイヤＴＹが装着された車両の走行条件、走行位置は、走行速度（タイヤの回転数）等の情報を取得する。走行条件検出部３は、検出した走行条件をタイヤ状態評価手段５に送る。走行条件検出部３は、加速度センサによる検出結果や、車両に入力される操作情報を取得し、走行条件として抽出する。

記憶手段４は、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記録媒体であって、処理に用いる各種情報を記憶している。記憶手段４は、温度分布情報格納部４１と、評価条件格納部４２と、を有する。

先ず、温度分布情報格納部４１は、タイヤ表面温度計測装置２で計測した結果の表示に用いる各種情報を記憶している。温度分布情報格納部４１は、複数段階の温度帯の情報と当該温度帯における色調又は明度又は色相等の情報（以下「色情報」という。）との関係を示す情報が記憶されている。温度分布情報格納部４１は、少なくとも五段階以上の温度帯（色）が設定されていることが好ましい。温度と色情報との対応関係は、利用者が変更できるように複数記憶されていてもよい。また、温度分布情報格納部４１は、タイヤ表面温度計測装置２で計測した結果を表示するためのフレーム情報（どの位置にどの情報を表示させるかの情報）を記憶していてもよい。

次に、評価条件格納部４２は、タイヤ表面温度計測装置２で計測したタイヤ表面の温度を評価する基準の情報、つまり評価条件が記憶されている。評価条件格納部４２は、評価条件を複数有することが好ましい。これにより、複数の基準で評価を行うことができる。評価条件については、後述する。

次に、タイヤ状態評価手段５は、制御部５１を備えている。制御部５１は、処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）等を有し、タイヤ表面温度計測装置２で取得したタイヤ表面温度の情報に基づいて、タイヤの状態を評価する処理を実行する。制御部５１は、温度分布検出部５１Ａと、表示処理部５１Ｂと、タイヤ状態評価部５１Ｃと、を有する。

温度分布検出部５１Ａは、タイヤ表面温度計測装置２で測定されたタイヤ表面温度を取得し、各種処理が実行できるデータに変換する。

表示処理部５１Ｂは、温度分布検出部５１Ａで生成された温度分布のデータや、評価結果に基づいて表示手段６に表示させる画像を生成し、表示手段６に出力する。

タイヤ状態評価部５１Ｃは、評価条件格納部４２から評価条件を取得し、温度分布検出部５１Ａで生成された温度分布の情報を評価条件に基づいて評価し、タイヤの状態を評価する。タイヤ状態評価部５１Ｃによる処理は後述する。

ここで、制御部５１の温度分布検出部５１Ａ、表示処理部５１Ｂ及びタイヤ状態評価部５１Ｃの各種処理機能は、ＣＰＵ，記憶手段４，表示手段６及び入力手段７等を制御するタイヤ状態評価プログラムにより実現される。例えば、このタイヤ表面温度監視プログラムには、上述した温度分布検出部５１Ａ、表示処理部５１Ｂ及びタイヤ状態評価部５１Ｃの処理機能をＣＰＵに実行させる当該処理機能に対応した指令が設けられている。また、このタイヤ状態評価プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の光記録媒体に格納され、図示しない読取装置で読み込んでＨＤＤ等の磁気記録媒体に格納することにより評価処理を実行する。

表示手段６は、タイヤ状態評価手段５で評価した結果や、タイヤの温度分布の画像を表示させる。表示手段６は、パーソナルコンピュータ等の電子計算機のモニタや車両のダッシュパネルに配設されたモニタ等を用いることができる。

入力手段７は、利用者が各種情報を入力するデバイスである。入力手段７としては、パーソナルコンピュータ等の電子計算機のキーボードやマウス，又は車両の所定の位置（例えばダッシュパネル等）に配設されたスイッチや釦やジョイスティック等を用いることができる。

次に、図２から図６Ｂを用いて、タイヤ状態評価システムの処理動作について説明する。図２から図４は、それぞれタイヤ状態評価システムの処理動作の一例を示すフローチャートである。図５と図６Ａと図６Ｂは、それぞれタイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するためのグラフである。図２から図４に示す処理は、タイヤ状態評価システム１の各部でタイヤＴｙの評価に必要な各種情報を取得し、タイヤ状態評価手段５の制御部５１の各部で処理を実行することで実現することができる。

まず、図２を用いて、全体の処理の流れについて説明する。タイヤ状態評価手段５は、タイヤ表面温度計測装置２で計測した結果を取得する（ステップＳ１２）。タイヤ状態評価手段５は、温度の計測結果を取得したら、記憶手段４の評価条件格納部４２に記憶されている評価条件を取得する（ステップＳ１４）。タイヤ状態評価手段５は、計測結果を取得するために評価条件を取得してもよい。

タイヤ状態評価手段５は、温度の計測結果と評価条件とを取得したら評価条件に基づいて計測結果を評価する（ステップＳ１６）。評価方法については、後述する。タイヤ状態評価手段５は、計測結果を評価したら、評価条件を満たすかを判定する（ステップＳ１８）。タイヤ状態評価手段５は、評価条件を満たす（ステップＳ１８でＹｅｓ）と判定した場合、高発熱部なしの評価結果を出力し（ステップＳ２０）、本処理を終了する。また、タイヤ状態評価手段５は、評価条件を満たさない（ステップＳ１８でＮｏ）と判定した場合、高発熱部ありの評価結果を出力し（ステップＳ２２）、本処理を終了する。ここで、タイヤ状態評価手段５は、表示処理部５１Ｂで評価結果を示す画像を作成し、表示手段６に出力し、表示させる。

次に、図３及び図４を用いて、評価条件に基づいて計測結果を評価する方法、つまり評価条件を満たすかの判定の処理動作の一例について説明する。図３に示す処理と図４に示す処理は、並列して実行してもよいし、１つの処理として順番に実行してもよい。

タイヤ状態評価手段５は、タイヤ接地幅内でのＴｍａｘ−Ｔｍｉｎ≦２０℃であるかを判定する（ステップＳ３０）。ここで、Ｔｍａｘは、対象の領域、図３ではタイヤ接地幅の全域の中において、計測結果の温度が最も高い温度である。Ｔｍｉｎは、対象の領域、図３ではタイヤ接地幅の全域の中において、計測結果の温度が最も低い温度である。

タイヤ状態評価手段５は、タイヤ接地幅内でのＴｍａｘ−Ｔｍｉｎ≦２０℃である（ステップＳ３０でＹｅｓ）と判定した場合、評価条件を満たすとして（ステップＳ３２）、処理を終了する。タイヤ状態評価手段５は、タイヤ接地幅内でのＴｍａｘ−Ｔｍｉｎ≦２０℃ではない（ステップＳ３０でＮｏ）、つまりＴｍａｘ−Ｔｍｉｎ＞２０℃であると判定した場合、評価条件を満たさないとして（ステップＳ３４）、処理を終了する。

次に、図４を用いて、判定処理の他の一例について説明する。タイヤ状態評価手段５は、タイヤ接地幅の２０％の領域内でのＴｍａｘ−Ｔｍｉｎ≦２０℃であるかを判定する（ステップＳ４０）。ここで、Ｔｍａｘは、対象の領域、図４ではタイヤ接地幅の２０％の領域の中において、計測結果の温度が最も高い温度である。Ｔｍｉｎは、対象の領域、図４ではタイヤ接地幅の２０％の領域の中において、計測結果の温度が最も低い温度である。

タイヤ状態評価手段５は、タイヤ接地幅の２０％の領域内でのＴｍａｘ−Ｔｍｉｎ≦２０℃である（ステップＳ４０でＹｅｓ）と判定した場合、評価条件を満たすとして（ステップＳ４２）、処理を終了する。タイヤ状態評価手段５は、タイヤ接地幅の２０％の領域内でのＴｍａｘ−Ｔｍｉｎ≦２０℃ではない（ステップＳ４０でＮｏ）、つまりＴｍａｘ−Ｔｍｉｎ＞２０℃であると判定した場合、評価条件を満たさないとして（ステップＳ４４）、処理を終了する。

図５、図６Ａ及び図６Ｂは、タイヤ幅方向におけるタイヤ表面温度の計測結果を示すグラフであり、横軸がタイヤ幅方向位置とし、縦軸をタイヤ表面温度とした。位置は、タイヤ幅方向の中心を原点とし、ＩＮ側（車両中心側）を正、ＯＵＴ側（車両外側）を負とした。図５には、第１サンプル、第２サンプルの計測結果を示し、図６に第３サンプル、第４サンプルの計測結果を示す。また、図５、図６Ａ及び図６Ｂに示す計測結果は、タイヤとしてスリックタイヤ用い、当該タイヤをレース仕様の車両に装着して、レースコースを走行させて、計測を行った結果である。後述する計測結果も同様である。

タイヤ状態評価手段５は、図５に示すように、第１サンプルの場合、タイヤ接地幅に相当する範囲１０２の２０％の範囲である範囲を、タイヤ幅方向に徐々にずらしつつ、最高温度と最低温度との差を検出する。これにより、範囲１０２の２０％の範囲は、範囲１０４、１０５、１０６に示すように、幅方向の位置が異なる複数の範囲となる。タイヤ状態評価手段５は、２０％の範囲毎に最高温度と最低温度との差を検出し、２０℃より大きい温度差が生じる部分があるかを検出する。図５に示す第１サンプルは、２０％の範囲を範囲１０２の中のどの位置にしても温度差が２０℃以下となる。これに対して、図５に示す第２サンプルは、範囲１０４での温度差１０９が、２０℃より大きくなる。また、図６Ａに示す第３サンプルは、範囲１１２での温度差１２２が、２０℃より大きくなる。図６Ａに示す第４サンプルは、範囲１１４での温度差１２４が、２０℃より大きくなる。図６Ｂに示す第５サンプルは、タイヤ接地幅の２０％の範囲１１６での温度差１２６が、２０℃より小さくなるが、タイヤ接地幅に相当する範囲１０２での温度差１２８が、２０℃より大きくなる。以上より、タイヤ状態判定手段５は、図５、図６Ａ及び図６Ｂに示す第１サンプルから第５サンプルのうち、第１サンプル及び第５サンプルが評価条件を満たすと判定し、第２サンプル、第３サンプル及び第４サンプルが評価条件を満たさないと判定する。

タイヤ状態評価システム１は、以上のように、タイヤの全域から抽出した一部の領域における温度差を検出し、温度差に基づいてタイヤの状態を評価することでタイヤＴｙの温度が局所的に上昇している部分を高い精度で計測することができる。例えば、第５サンプルのように、タイヤ幅方向において、タイヤ表面の温度が徐々に変化しているが、タイヤ接地幅の２０％の範囲では、温度差が大きくない場合は、局所的に温度が上昇していないと判定することができ、温度が局所的に上昇している部分を高い精度で計測することができる。これにより、タイヤの部分的、局所的な変化をより高い精度で評価することができるため、タイヤの状態をより高い精度で評価することができる。

タイヤ状態評価システム１は、評価結果とともにタイヤ表面の温度の計測結果として、タイヤ表面の温度分布の算出結果のグラフも表示部に表示させることが好ましい。温度分布の算出結果を評価結果とともに表示することで、タイヤの状態をよりわかりやすく表示させることができる。タイヤ表面の温度分布は、温度に応じて明度または色調を変化させる画像で表示させることが好ましい。

タイヤ状態評価システム１は、本実施形態のように、タイヤ表面の温度分布を算出し、その結果を処理することで、温度差を算出して評価することが好ましいが、タイヤ表面の温度分布を算出せずに、タイヤ表面の温度の検出結果を直接処理して評価してもよい。

また、上記実施形態では、タイヤ接地幅の２０％の領域を評価対象としたが、２０％以下の範囲とすることが好ましい。タイヤの全幅の２０％以下の範囲を評価対象の範囲とすることで、タイヤの局所的な部分の状態を高い精度で評価することができる。Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎの温度差は、２０℃とすることが好ましいが、２０℃以上の温度でもよく、２０℃未満の温度でもよい。

次に、図７及び図８を用いて評価方法の他の一例について説明する。図７は、タイヤ状態評価システムの処理の一例を示すフローチャートである。図８は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するためのグラフである。タイヤ状態評価システム１は、図７を用いた評価を上述した評価と別の処理として実行しても、連続した処理として実行してもよい。つまり、図３、４及び図７の全ての条件を用いてタイヤの状態を評価しても、図７の条件のみでタイヤの状態を評価してもよい。評価方法を組み合わせてもよいのは他の処理方法も同様である。

タイヤ状態評価手段５は、タイヤ接地幅の５０％の領域内で１０℃以上の差があるピークが１か所以下であるかを判定する（ステップＳ５０）。ここで、ピークは、計測結果の位置による温度変動に基づいて抽出される位置であり、上昇から下降に切り替わる変曲点である。また、ピークとの温度差を抽出する位置は、ボトムとなる。ボトムは、下降から上昇に切り替わる変曲点である。タイヤ状態評価手段５は、タイヤ幅方向における温度の変動を検出し、ピークの位置を検出し、ピークに対応するボトムとの温度差を検出し、当該温度が１０℃以上であるかを検出する。タイヤ状態評価手段５は、タイヤ接地幅の５０％の領域内のピークについて同様の処理を行い、１０℃以上の差があるピークの数を算出する。

タイヤ状態評価手段５はタイヤ接地幅の５０％の領域内で１０℃以上の差があるピークが１か所以下である（ステップＳ５０でＹｅｓ）と判定した場合、評価条件を満たすとして（ステップＳ５２）、処理を終了する。タイヤ状態評価手段５は、タイヤ接地幅の５０％の領域内で１０℃以上の差があるピークが１か所以下ではない（ステップＳ５０でＮｏ）、つまりピークが２か所以上あると判定した場合、評価条件を満たさないとして（ステップＳ５４）、処理を終了する。

図８は、タイヤ幅方向におけるタイヤ表面温度の計測結果を示すグラフであり、横軸が位置とし、縦軸をタイヤ表面温度とした。位置は、タイヤ幅方向の中心を原点とし、ＩＮ側（車両中心側）を正、ＯＵＴ側（車両外側）を負とした。図８には、第６サンプルの計測結果を示す。

タイヤ状態評価手段５は、図８に示すように、第６サンプルの場合、タイヤ接地幅に相当する範囲１０２の５０％の範囲である範囲１３２を、タイヤ幅方向に徐々にずらしつつ、最高温度と最低温度との差を検出する。タイヤ状態評価手段５は、５０％の範囲毎に温度の変動を検出し、ピーク（上昇から下降に切り替わる変曲点）とボトム（下降から上昇に切り替わる変曲点）を抽出し、さらにピークとボトムの温度差を検出し、ボトムとの温度差が１０℃以上となるピークの数を検出する。図８に示す第６サンプルは、５０％の範囲１３２の中でボトムとの温度差が１０℃以上となるピークが２つ以上ある。具体的には、少なくともボトムとの温度差が幅１４２となるピークと、ボトムとの温度差が幅１４４となるピークがある。以上より、タイヤ状態判定手段５は、図７に示す第６サンプルが評価条件を満たさないと判定する。

タイヤ状態評価システム１は、以上のように、タイヤの全域から抽出した一部の領域における温度差を検出し、温度差が１０℃以上となるピークの数に基づいてタイヤの状態を評価することでタイヤＴｙの温度が局所的に上昇している部分を高い精度で計測することができる。これにより、タイヤの部分的、局所的な変化をより高い精度で評価することができるため、タイヤの状態をより高い精度で評価することができる。また、上記実施形態では、タイヤ接地幅の５０％の領域内としたが、５０％に限定されず、５０％より広くしても狭くしてもよい。

次に、図９から図１１を用いて評価方法の他の一例について説明する。図９は、タイヤ状態評価システムの処理の一例を示すフローチャートである。図１０は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するための説明図である。図１１は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するための説明図である。

タイヤ状態評価手段５は、縦筋発熱部分がないかを判定する（ステップＳ６０）。ここで、縦筋発熱部分は、タイヤ表面温度計測装置２で取得した赤外線画像を処理することで検出される。具体的には、図１０に示すように、タイヤ表面温度計測装置２で取得した赤外線画像に写るタイヤの温度分布を検出し、タイヤ周方向（回転方向）に同じ温度帯があり、かつ、タイヤ幅方向に温度が変化し、温度帯１６０，１６２，１６４に示すように温度の分布がタイヤの周方向に延在する筋となっているかを検出する。

タイヤ状態評価手段５は、縦筋発熱部分がない（ステップＳ６０でＹｅｓ）と判定した場合、つまり、図１０に示すようなタイヤ周方向に伸び、タイヤ幅方向に温度が変化する部分がない場合、評価条件を満たすとして（ステップＳ６２）、処理を終了する。タイヤ状態評価手段５は、縦筋発熱部分がある（ステップＳ６０でＮｏ）と判定した場合、評価条件を満たさないとして（ステップＳ６４）、処理を終了する。

タイヤ状態評価システム１は、以上のように、温度分布の画像に基づいて縦筋発熱部分があるかを検出し、タイヤの状態を評価することでタイヤＴｙの温度が局所的に上昇している部分を高い精度で計測することができる。これにより、タイヤの部分的、局所的な変化をより高い精度で評価することができるため、タイヤの状態をより高い精度で評価することができる。また、タイヤ状態評価システム１は、縦筋発熱部分を検出することで、図１１に示すようにタイヤ表面に微細な凸部１６７が生じるグレーニング、アブレーションが発生しているかを評価することができる。タイヤ状態評価システム１は、縦筋発熱部分が発生している場合、グレーニング、アブレーションが発生している、または発生しやすい状態であると評価する。

次に、図１２及び図１３を用いて評価方法の他の一例について説明する。図１２は、タイヤ状態評価システムの処理の一例を示すフローチャートである。図１３は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するための説明図である。

タイヤ状態評価手段５は、タイヤ周方向に接地高発熱分布がないかを判定する（ステップＳ７０）。ここで、接地高発熱分布は、タイヤ表面温度計測装置２で取得した赤外線画像を処理することで検出される。具体的には、図１３に示すように、タイヤ表面温度計測装置２で取得した赤外線画像に写るタイヤの温度分布を検出し、タイヤ周方向（回転方向）に温度の分布があり、周方向の他の部分に比べて高温となっている部分１７２，１７４があるかを検出する。

タイヤ状態評価手段５は、接地高発熱分布がない（ステップＳ７０でＹｅｓ）と判定した場合、つまり、図１３に示すようなタイヤ周方向に他の部分よりも高温の部分がない場合、評価条件を満たすとして（ステップＳ７２）、処理を終了する。タイヤ状態評価手段５は、接地高発熱分布がある（ステップＳ７０でＮｏ）と判定した場合、評価条件を満たさないとして（ステップＳ７４）、処理を終了する。

タイヤ状態評価システム１は、以上のように、温度分布の画像に基づいて接地発熱部分があるかを検出し、タイヤの状態を評価することでタイヤＴｙの温度が局所的に上昇している部分を高い精度で計測することができる。これにより、タイヤの部分的、局所的な変化をより高い精度で評価することができるため、タイヤの状態をより高い精度で評価することができる。また、タイヤ状態評価システム１は、接地発熱部分を検出することで、図１３に示すように周方向の一部が高温となるフラットスポットが発生しているかを評価することができる。タイヤ状態評価システム１は、接地発熱部分が発生している場合、フラットスポットが発生していると評価する。

ここで、タイヤ状態評価システム１は、タイヤが静止している状態、または低速で回転している状態でタイヤの表面を計測することでタイヤ周方向の接地発熱部分を検出することで、評価することができる。この場合、走行条件検出部３で、車両の走行条件を検出することで、画像を取得するタイミングを特定することができる。また、タイヤ状態評価システム１は、タイヤ表面温度計測装置２に高速度カメラを用い、高速度カメラでタイヤ表面の赤外線画像を取得しても、タイヤ周方向の接地発熱部分を検出することで、評価することができる。

次に、図１４及び図１９を用いて評価方法の他の一例について説明する。図１４は、タイヤ状態評価システムの処理の一例を示すフローチャートである。図１５は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するための説明図である。図１６は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するための説明図である。図１７は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するための説明図である。図１８は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するための説明図である。図１９は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するためのグラフである。

タイヤ状態評価手段５は、高発熱頻度分布の割合≦閾値であるかを判定する（ステップＳ８０）。ここで、高発熱頻度分布は、タイヤ表面温度計測装置２で取得した赤外線画像を処理することで検出される。具体的には、高発熱頻度分布は、評価対象の走行区間においてタイヤ表面温度計測装置２で計測したタイヤ表面の計測結果の履歴を抽出し、各タイヤ表面の計測結果について、測定対象範囲の各温度範囲の割合を抽出し、温度の頻度分布（画像の割合、ピクセル量の分布）を算出することで、算出される。

タイヤ状態評価手段５は、高発熱頻度分布の割合≦閾値である（ステップＳ８０でＹｅｓ）と判定した場合、評価条件を満たすとして（ステップＳ８２）、処理を終了する。タイヤ状態評価手段５は、高発熱頻度分布の割合≦閾値ではない、つまり高発熱頻度分布の割合＞閾値である（ステップＳ８０でＮｏ）と判定した場合、評価条件を満たさないとして（ステップＳ８４）、処理を終了する。

タイヤ状態評価システム１は、図１５に示すように、車両で走行した際のタイヤの表面温度を履歴として取得する。図１５に示す画像１８２は、各位置で計測した温度を温度分布１８０で設定した色（明度、色相）で表示させている。なお、タイヤ状態評価システム１は、タイヤ表面温度計測装置２が画像を取得する間隔は任意の間隔としてよい。間隔が短いほどより精度の高い評価を行うことができ、間隔を長くするほど処理量を低減することができる。図１５に示す画像１８２は、各位置で計測した図１６に示すタイヤ表面温度計測装置２で取得したタイヤの表面の温度分布の画像１９２の内、範囲１９４の温度分布を表示しているものである。画像１９２は、計測した温度を温度分布１９０で設定した色（明度、色相）で表示させている。

図１７及び図１８は、図１５及び図１６とは異なる計測結果を示している。図１７に示す画像１８２Ａは、各位置で計測した温度を温度分布１８０で設定した色（明度、色相）で表示させている。図１７に示す画像１８２Ａは、各位置で計測した図１８に示すタイヤ表面温度計測装置２で取得したタイヤの表面の温度分布の画像１９２Ａの内、範囲１９４の温度分布を表示しているものである。画像１９２Ａは、計測した温度を温度分布１９０で設定した色（明度、色相）で表示させている。

タイヤ状態評価システム１は、図１５及び図１７の位置Ａ_１から位置Ａ_２で取得された画像１９２，１９２Ａの領域１９４の温度分布、つまり各温度範囲の面積を加算して、温度の頻度分布を算出する。図１５及び図１６に示す頻度分布が、図１９の第１分布となり、図１７及び図１８に示す頻度分布が、図１９の第２分布となる。

タイヤ状態評価システム１は、１１０℃以上の割合を高発熱頻度分布とし、閾値を５０％以上とした場合、第１分布の計測結果では高発熱頻度分布が閾値以下であると評価し、第２分布の計測結果では高発熱頻度分布が閾値より大きいと評価する。

タイヤ状態評価システム１は、以上のように、走行区間におけるタイヤ表面の温度の分布を算出し、高発熱頻度分布が多いかを検出し、タイヤの状態を評価することでタイヤＴｙの温度が局所的に上昇している部分を高い精度で計測することができる。これにより、タイヤの部分的、局所的な変化をより高い精度で評価することができるため、タイヤの状態をより高い精度で評価することができる。また、タイヤ状態評価システム１は、高発熱頻度分布が多いかを検出することで、タイヤが適正な発熱をしているかを判定することができる。

次に、図２０から図２２を用いて評価方法の他の一例について説明する。図２０は、タイヤ状態評価システムの処理の一例を示すフローチャートである。図２１は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するためのグラフである。図２２は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するためのグラフである。

タイヤ状態評価手段５は、タイヤ接地幅の２０％の領域内でのＴｍａｘ−Ｔｍｉｎ≦１０℃であるかを判定する（ステップＳ１１２）。タイヤ状態評価手段５は、タイヤ接地幅の２０％の領域内でのＴｍａｘ−Ｔｍｉｎ≦１０℃である（ステップＳ１１２でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ１１６に進む。

タイヤ状態評価手段５は、タイヤ接地幅の２０％の領域内でのＴｍａｘ−Ｔｍｉｎ≦１０℃ではない（ステップＳ１１２でＮｏ）、つまりＴｍａｘ−Ｔｍｉｎ＞１０℃であると判定した場合、当該領域内での傾きが０．４以上であるかを判定する（ステップＳ１１４）。傾きは、温度の変化の割合であり縦軸を温度とし横軸を位置としたグラフの微分係数である。具体的には、上述した第１サンプル、第２サンプルの傾きは、図２１に示す値となり、第３サンプル、第４サンプルの傾きは、図２２に示す値となる。

タイヤ状態評価手段５は、ステップＳ１１２でＹｅｓまたは、当該領域内での傾きが０．４未満である（ステップＳ１１４でＮｏ）と判定した場合、評価条件を満たすとして（ステップＳ１１６）、処理を終了する。タイヤ状態評価手段５は、当該領域内での傾きが０．４以上である（ステップＳ１１４でＹｅｓ）と判定した場合、評価条件を満たさないとして（ステップＳ１１８）、処理を終了する。

タイヤ状態評価システム１は、以上のように、温度変化の傾きを評価することで、タイヤの全域から抽出した一部の領域における温度変化を検出し、温度変化に基づいてタイヤの状態を評価することでタイヤＴｙの温度が局所的に上昇している部分を高い精度で計測することができる。これにより、タイヤの部分的、局所的な変化をより高い精度で評価することができるため、タイヤの状態をより高い精度で評価することができる。なお、図２０に示す例の温度範囲、タイヤの全幅に対する幅の値は一例であり、上記数値に限定されない。また、本実施形態のように傾きを評価する対象を温度差が１０℃以上の部分とすることで、問題となる可能性が高い部分での温度変化を適切に評価することができる。なお、本実施形態では、温度差が１０℃以上となる領域を評価対象としたが、温度差を検出せずに傾きのみで評価してもよい。

次に、図２３及び図２４を用いて評価方法の他の一例について説明する。図２３は、タイヤ状態評価システムの処理の一例を示すフローチャートである。図２４は、タイヤ状態評価システムの処理動作の一例を説明するためのグラフである。

タイヤ状態評価手段５は、タイヤ接地幅の５０％の領域内で１０℃以上の差があるピークが１か所以下であるかを判定する（ステップＳ１２２）。タイヤ状態評価手段５は、タイヤ接地幅の５０％の領域内で１０℃以上の差があるピークが１か所以下である（ステップＳ１２２でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ１２６に進む。

タイヤ状態評価手段５は、タイヤ接地幅の５０％の領域内で１０℃以上の差があるピークが１か所以下ではない（ステップＳ１２２でＮｏ）、つまりＴｍａｘ−Ｔｍｉｎ＞１０℃であると判定した場合、当該領域内での傾きが０．４以上であるかを判定する（ステップＳ１２４）。傾きは、温度の変化の割合であり縦軸を温度とし横軸を位置としたグラフの微分係数である。具体的には、上述した第６サンプルの傾きは、図２４に示す値となる。

タイヤ状態評価手段５は、ステップＳ１２２でＹｅｓまたは、当該領域内での傾きが０．４未満である（ステップＳ１２４でＮｏ）と判定した場合、評価条件を満たすとして（ステップＳ１２６）、処理を終了する。タイヤ状態評価手段５は、当該領域内での傾きが０．４以上である（ステップＳ１２４でＹｅｓ）と判定した場合、評価条件を満たさないとして（ステップＳ１２８）、処理を終了する。

タイヤ状態評価システム１は、以上のように、ピークを検出する場合も温度変化の傾きを評価することで、タイヤの全域から抽出した一部の領域における温度変化を検出し、温度変化に基づいてタイヤの状態を評価することでタイヤＴｙの温度が局所的に上昇している部分を高い精度で計測することができる。これにより、タイヤの部分的、局所的な変化をより高い精度で評価することができるため、タイヤの状態をより高い精度で評価することができる。なお、図２３に示す例の温度範囲、タイヤの全幅に対する幅の値は一例であり、上記数値に限定されない。

１ タイヤ状態評価システム
２ タイヤ表面温度計測装置
３ 走行条件検出部
４ 記憶手段
５ タイヤ状態評価手段
６ 表示手段
７ 入力手段
４１ 温度分布情報格納部
４２ 評価条件格納部
５１ 制御部
５１Ａ 温度分布検出部
５１Ｂ 表示処理部
５１Ｃ タイヤ状態評価部
Ｔｙ タイヤ
ＴＷ タイヤ幅方向

Claims (10)

1. 少なくとも一本のタイヤに対して設けたタイヤ幅方向及びタイヤ周方向の少なくとも一方のタイヤ表面温度の分布を測定するタイヤ表面温度計測装置と、
   前記タイヤ表面温度計測装置で計測した前記タイヤの表面温度に基づいて、前記タイヤの表面温度の分布を示す画像を生成する制御部と、
   前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件を記憶する記憶部と、
   前記制御部で生成した画像を表示させる表示部と、を有し、
   前記タイヤ表面温度計測装置は、前記タイヤの表面の画像を取得し、赤外線画像に基づいて前記タイヤの表面の温度分布を検出し、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件に基づいて、前記温度分布を評価し、評価結果の画像を生成し、
   前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件は、前記タイヤの範囲と温度変化とを組み合わせた条件であり、
   前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件は、前記タイヤの接地幅よりも狭い設定範囲での最高温度と最低温度との差を含み、
   前記制御部は、前記タイヤの接地幅よりも狭い設定範囲での最高温度と最低温度との差が、設定した条件より大きい場合、局所的に高温となっている部分があると評価することを特徴とするタイヤ状態評価システム。
2. 前記設定範囲は、前記タイヤの接地幅の２０％以下であり、
   前記最高温度と最低温度との差は、２０℃であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ状態評価システム。
3. 前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件は、温度の差を含み、
   前記制御部は、前記温度の差が、設定した条件以上である場合、局所的に高温となっている部分があると評価することを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ状態評価システム。
4. 前記温度の差は、前記タイヤの接地幅の５０％以下で温度差が１０℃より大きい増減で形成される温度の高い点が２か所以上含まれることであることを特徴とする請求項３に記載のタイヤ状態評価システム。
5. 少なくとも一本のタイヤに対して設けたタイヤ幅方向及びタイヤ周方向の少なくとも一方のタイヤ表面温度の分布を測定するタイヤ表面温度計測装置と、
   前記タイヤ表面温度計測装置で計測した前記タイヤの表面温度に基づいて、前記タイヤの表面温度の分布を示す画像を生成する制御部と、
   前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件を記憶する記憶部と、
   前記制御部で生成した画像を表示させる表示部と、を有し、
   前記タイヤ表面温度計測装置は、前記タイヤの表面の画像を取得し、赤外線画像に基づいて前記タイヤの表面の温度分布を検出し、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件に基づいて、前記温度分布を評価し、評価結果の画像を生成し、
   前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件は、前記タイヤの範囲と温度変化とを組み合わせた条件であり
   前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件は、温度の差を含み、
   前記制御部は、前記温度の差が、設定した条件以上である場合、局所的に高温となっている部分があると評価し、
   前記温度の差は、前記タイヤの接地幅の５０％以下で温度差が１０℃より大きい増減で形成される温度の高い点が２か所以上含まれることであることを特徴とするタイヤ状態評価システム。
6. 前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件は、タイヤ表面の画像の温度分布を含み、
   前記制御部は、前記タイヤ表面の画像を解析した結果、局所的に高温となっている部分を検出した場合、フラットスポットがあると評価することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のタイヤ状態評価システム。
7. 前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件は、前記温度の変化の傾きを含み、
   前記制御部は、前記温度の変化の傾きが、設定した条件以上である場合、局所的に高温となっている部分があると評価することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のタイヤ状態評価システム。
8. 前記温度の変化の傾きは、微分係数が０．４以上であることを特徴とする請求項７に記載のタイヤ状態評価システム。
9. 前記タイヤが装着された車両の走行条件を検出する走行条件検出部をさらに有し、
   前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件は、設定された走行区間における温度の頻度分布であり、
   前記制御部は、設定された走行区間と走行条件検出部の結果とに基づいて検出された前記タイヤ表面の画像の温度分布の履歴を取得し、取得した前記タイヤ表面の画像の温度分布の履歴に基づいて、閾値温度以上の頻度の割合が閾値割合以上である場合、局所的に高温となっている部分があると評価することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のタイヤ状態評価システム。
10. タイヤの表面の画像を取得し、赤外線画像に基づいて少なくとも一本のタイヤに対して設けたタイヤ幅方向及びタイヤ周方向の少なくとも一方のタイヤ表面温度の分布を測定するステップと、
    計測した前記タイヤの表面温度に基づいて、前記タイヤの表面温度の分布を示す画像を生成するステップと、
    タイヤの表面温度の分布を評価する条件に基づいて、前記タイヤの表面温度の分布を評価するステップと、を有し、
    前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件は、前記タイヤの範囲と温度変化とを組み合わせた条件であり、
    前記タイヤの表面温度の分布を評価する条件は、前記タイヤの接地幅よりも狭い設定範囲での最高温度と最低温度との差を含み、
    前記タイヤの接地幅よりも狭い設定範囲での最高温度と最低温度との差が、設定した条件より大きい場合、局所的に高温となっている部分があると評価することを特徴とするタイヤ状態評価方法。

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