JPWO2006101191A1 - タイヤスリップ角の推定方法及びセンサ付タイヤ - Google Patents

Abstract

センサ付タイヤ２０のインナーライナー部２２で、タイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置に第１及び第２の歪ゲージ１１ａ，１１Ｂから成るセンサ対を配置してタイヤトレッドの歪量を計測し、上記センサ対１１で計測された歪波形を時間微分して得られた歪速度波形から、タイヤトレッドが路面との接触部に進入する際に発生する歪速度のピーク値である踏込み時歪速度をそれぞれ検出してこれを変形速度の指標とするとともに、上記センサ対で検出された変形速度の指標の比と、記憶手段１５に記憶されている、予め求められた変形速度の指標の比とタイヤスリップ角との関係を示すマップ１５Ｍとを用いて、走行状態の車輌のスリップ角を推定することにより、走行中の車輌のタイヤスリップ角を精度よく推定することができるようにした。

Description

本発明は、走行中の車輌のタイヤスリップ角を推定する方法と、タイヤスリップ角を推定するためのセンサを搭載したセンサ付タイヤに関するものである。

自動車の走行安定性を高めるため、タイヤに発生しているスリップ角などのタイヤ状態を精度良く推定し、車輌制御へフィードバックすることが求められている。これらの情報により、例えば、車体制御装置のより高度な制御等が可能になり、安全性が一段と高まることが予想される。
上記タイヤのスリップ角を推定する方法としては、操舵角度、車速、ヨーレート、横加速度からスリップ角を推定する方法や、超音波のドップラー効果を利用して上記スリップ角を推定する方法の他に、光学式の非接触速度計を用いたり、ＧＰＳの位置情報を用いてスリップ角を算出する方法などが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００３−１６５４３号公報 特開平８−１８３４３３号公報

しかしながら、上記操舵角度、車速、ヨーレート、横加速度からスリップ角を推定する方法では、センサの誤差や路面μ変化等の外乱の影響を強く受けることから、スリップ角の推定精度を高くするためには複雑な補正が必要になるといった問題点があった。
また、超音波センサなどの非接触センサを用いて車体から路面を直接観測してスリップ角を算出する方法では、検出能力が路面状態に大幅に影響されるといった問題点があり、特に、正確なスリップ角の推定が必要とされる濡れた路面、氷路、雪路のような路面状態では検出能力が低下するといった欠点がある。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、タイヤスリップ角を精度よく推定する方法と、上記スリップ角を推定するためのセンサ付タイヤを提供し、運転者がより安全に自動車を操作し得るようにすることを目的とする。

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、タイヤが接地する際の、タイヤレッド部の車体側での変形速度の大きさと外側での変形速度の大きさとを比較することにより、走行中のタイヤに加えられるスリップ角を精度よく推定することができることを見出し本発明に到ったものである。
すなわち、本願の請求項１に記載の発明は、タイヤトレッドのタイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置における接地面開始点の変形速度の指標をそれぞれ検出し、これらの変形速度の指標を比較して、タイヤに加えられるスリップ角を推定することを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤスリップ角の推定方法において、タイヤインナーライナー部のタイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置に１対もしくは複数対のセンサを配置し、これらのセンサの検出信号に基づいて上記変形速度の指標を検出するようにしたものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤスリップ角の推定方法において、上記センサ対を複数とするとともに、上記変形速度の指標に加えて、タイヤトレッドのタイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置における変形量の指標をそれぞれ検出して、上記変形量の指標に基づいて、上記変形速度の指標から推定したスリップ角の推定値を補正し、キャンバー角が付与されている場合のスリップ角を推定するようにしたものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のタイヤスリップ角の推定方法において、上記変形量の指標を、上記センサ対のうち、タイヤ軸方向中心に対して外側に位置する少なくとも１対のセンサの検出信号に基づいて検出するようにしたものである。

請求項５に記載の発明は、請求項２または請求項４に記載のタイヤスリップ角の推定方法において、上記センサを歪ゲージとしたものである。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のタイヤスリップ角の推定方法において、上記歪ゲージの歪検出方向をタイヤ周方向とするとともに、検出された歪波形を時間微分して得られた歪速度波形の、タイヤトレッドが回転に伴い路面との接触部に進入する際に発生するピーク値を検出し、このピーク値を上記変形速度の指標としたものである。
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載のタイヤスリップ角の推定方法において、上記歪ゲージの歪検出方向をタイヤ周方向とするとともに、検出された歪波形において、タイヤトレッドが回転に伴い路面との接触部に進入する際の接触圧が最大となる点で発生するピーク値を検出し、このピーク値を上記変形量の指標としたものである。
請求項８に記載の発明は、請求項２または請求項４に記載のタイヤスリップ角の推定方法において、上記センサを振動センサまたは圧電フィルムまたは圧電ケーブルとしたものである。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８のいずれかに記載のタイヤスリップ角の推定方法において、上記センサの検出方向をタイヤ周方向とするとともに、検出されたセンサ波形の、タイヤトレッドが回転に伴い路面との接触部に進入する際に発生するピークと脱出する際のピークとの間の時間差を検出して、このピーク間の時間差を接地長さの指標としたものである。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のタイヤスリップ角の推定方法において、タイヤトレッドのタイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置における接地長さの指標をそれぞれ検出して、上記接地長さの指標の平均値を算出し、この接地長さの指標の平均値から、タイヤに発生している荷重、あるいは荷重の変動度合を推定するようにしたものである。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のタイヤスリップ角の推定方法において、ホイール部あるいはタイヤ部においてタイヤ内圧値を検出し、上記内圧値を用いて、上記荷重の推定値を補正するようにしたものである。
請求項１２に記載の発明は、請求項１０または請求項１１に記載のタイヤスリップ角の推定方法において、上記推定された荷重値を用いて上記タイヤスリップ角の推定値を補正するようにしたものである。
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜請求項１２のいずれかに記載のタイヤスリップ角の推定方法において、車輌に車輪速センサを搭載するとともに、上記車輪速センサの情報を用いて上記タイヤスリップ角の推定値を補正するようにしたものである。

また、請求項１４に記載の発明は、タイヤの状態を検出するためのセンサを装着して成るセンサ付タイヤであって、タイヤトレッドのインナーライナー部の、タイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置に、当該位置における接地面開始点の変形速度の指標、もしくは、変形速度の指標と変形量の指標とを検出するための１対もしくは複数対のセンサがそれぞれ配置されていることを特徴とするものである。
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載のセンサ付タイヤにおいて、上記センサを歪ゲージとしたものである。
請求項１６に記載の発明は、請求項１４に記載のセンサ付タイヤにおいて、上記センサを振動センサまたは圧電フィルムまたは圧電ケーブルとしたものである。
請求項１７に記載の発明は、請求項１４〜請求項１６のいずれかに記載のセンサ付タイヤにおいて、上記センサを、タイヤ回転方向の１ヶ所で、タイヤ軸方に略直線的に配置したことを特徴とするものである。
請求項１８に記載の発明は、請求項１４〜請求項１７のいずれかに記載のセンサ付タイヤにおいて、上記センサ対を、タイヤ周方向の少なくとも２ヶ所以上に配置したことを特徴とするものである。

本発明によれば、タイヤインナーライナー部などのタイヤ内面側の、タイヤトレッドのタイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置に、歪センサや振動センサなどを一対もしくは複数対配置して、タイヤトレッドの歪状態や振動状態などを測定し、当該位置における接地面開始点の変形速度の指標をそれぞれ検出し、上記の変形速度の指標を用いて算出されるタイヤトレッドの車体側と外側の変形速度比、もしくは、タイヤ曲げ速度などから、タイヤに加えられるスリップ角を推定するようにしたので、路面状態に影響されることなく、タイヤスリップ角を精度よく推定することができる。
このとき、上記センサにより、タイヤトレッドが回転に伴い路面との接触部に進入する際に発生するピークと脱出する際のピークとの間の時間を検出し、このピーク間の時間差から求められるそれぞれの接地長さの指標を用いて上記タイヤスリップ角の推定値を補正したり、上記接地長さの指標の平均値から、タイヤに発生している荷重、あるいは荷重の変動度合を推定し、この荷重、あるいは荷重の変動度合の推定値を用いて上記推定されたタイヤスリップ角を補正すれば、スリップ角の推定精度を更に向上させることができる。

また、上記センサ対を複数とするとともに、上記変形速度の指標に加えて、タイヤトレッドのタイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置における変形量の指標をそれぞれ検出して、上記変形量の指標に基づいて、上記変形速度の指標から推定されたスリップ角の推定値を補正するようにすれば、キャンバー角が付与されている場合でもタイヤに加えられるスリップ角の推定精度を更に向上させることができる。
このとき、上記センサ対のうち、タイヤ軸方向中心に対して外側に位置する少なくとも１対のセンサの検出信号の、タイヤトレッドが回転に伴って路面との接触部に進入する際の接触圧が最大となる点で発生するピーク値を検出し、このピーク値を用いて上記変形量の指標を求めるようにすれば、キャンバー角が小さい場合でも、変形量の指標を精度よく推定することができる。

本発明の最良の形態１に係るスリップ角推定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の最良の形態１に係るセンサ付タイヤの模式図である。 トレッドリングの変形と歪速度波形の関係を示す図である。 踏込み時のトレッドリングの変形と歪速度波形との関係を示す図である。 タイヤ踏面の接地形状を示す模式図である。 スリップ角付加時の歪速度波形を示す図である。 スリップ角変化に伴う踏込み時の歪速度変化を示す図である。 スリップ角と踏込み時の歪速度比の関係を示す図である。 スリップ角変化に伴う平均接地長さの指標の変化を示す図である。 荷重補正後のスリップ角と踏込み時の歪速度比の関係を示す図である。 本発明の最良の形態２に係るスリップ角推定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の最良の形態２に係るセンサ付タイヤの模式図である。 トレッドリングの変形と歪速度波形の関係を示す図である。 キャンバー角付与時のトレッドリングの変形と歪波形との関係を示す図である。 スラローム走行時の歪速度波形と計測スリップ角の時間変化を示す図である。 スラローム走行時の各部の曲げ速度と総曲げ速度、及び、計測スリップ角の時間変化を示す図である。 キャンバー補正値と実測対地キャンバー角の時間変化を示す図である。 スラローム走行時の車輪速度と荷重指標の時間変化を示す図である。 キャンバー角、荷重、速度補正後のスリップ角推定値の時間変化を示す図である。

符号の説明

１０ スリップ角推定装置、１１ センサ対、１１Ａ，１１Ｂ 歪ゲージ、
１２ ピーク算出手段、１３ 変形速度指標算出手段、１４ スリップ角推定手段、
１５ 記憶手段、１５Ｍ マップ、１６ 接地長さ算出手段、１７ 荷重推定手段、
１８ 荷重推定値補正手段、１８Ｐ 内圧センサ、１９ スリップ角補正手段、
２０，２０Ｚ センサ付タイヤ、２１ タイヤトレッド、２２ インナーライナー部、
２３ ホイール、２４ タイヤ気室側、２５ ベルト、
３０ スリップ角推定装置、３１ 第1のセンサ対、３２ 第２のセンサ対、
３３ 第３のセンサ対、３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ 歪ゲージ、３４ ピーク検出手段、３５ 変形速度指標算出手段、３６ 曲げ速度算出手段、
３７ キャンバー補正値算出手段、３８ スリップ角推定手段、３９ 記憶手段、
３９Ｍ マップ、４０ 車輪速センサ、４１ 接地長さ算出手段、４２ 荷重推定手段、４３ 荷重推定値補正手段、４４ スリップ角補正手段。

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
最良の形態１．
図１は、本最良の形態１に係るスリップ角推定装置１０の構成を示すブロック図で、図２は本発明によるセンサ付タイヤ２０の模式図である。各図において、１１Ａ，１１Ｂは路面からタイヤトレッド２１への入力により変形するインナーライナー部２２の歪量をそれぞれ計測する第１及び第２の歪ゲージで、この第１及び第２の歪ゲージは、センサ付タイヤ２０のインナーライナー部２２の車体側と外側とに、タイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称な位置になるようにそれぞれ配置される。上記第１及び第２の歪ゲージ１１Ａ，１１Ｂにより、本発明のセンサ対１１を構成する。
また、１２は上記センサ対１１で計測された歪波形をそれぞれ時間微分して歪速度波形を求めるとともに、得られた歪速度波形から、タイヤトレッド２１が路面との接触部に進入する際に発生する歪速度のピーク値である踏込み時歪速度Ｖ_fと脱出する際に発生する歪速度のピーク値である蹴出し時歪速度Ｖ_k、及び、踏込み時の時刻ｔ_fと蹴出し時の時刻ｔ_kとをそれぞれ検出するピーク検出手段、１３は上記踏込み時歪速度Ｖ_fの大きさから上記第１及び第２の歪ゲージ１１Ａ，１１Ｂが設置された位置のタイヤトレッド２１の変形速度の指標をそれぞれ算出する変形速度指標算出手段、１４は上記変形速度指標算出手段１３で算出された上記センサ対１１の変形速度の指標の比を求めるとともに、記憶手段１５に記憶されている、予め求められた変形速度の指標の比とタイヤスリップ角との関係を示すマップ１５Ｍを用いて、上記求められた変形速度の指標の比から走行状態の車輌のスリップ角を推定するスリップ角推定手段、１６は上記２つのピーク値の間の時間差から接地長さの指標を算出する接地長さ算出手段、１７は上記歪ゲージ１１Ａ，１１Ｂの出力に基づいて算出された接地長さの指標の平均値を算出し、この接地長さの指標の平均値から、上記タイヤ２０に発生している荷重、あるいは荷重の変動度合を推定する荷重推定手段、１８はホイール２３のタイヤ気室側２４に設けられた内圧センサ１８Ｐで検出された内圧値を用いて、上記荷重、あるいは荷重の変動度合の推定値を補正する荷重推定値補正手段、１９は上記補正された荷重、あるいは荷重の変動度合の推定値を用いて上記スリップ角推定手段１４で推定されたタイヤスリップ角の推定値を補正するスリップ角補正手段である。
本例では、図２に示すように、第１及び第２の歪ゲージ１１Ａ，１１Ｂから成るセンサ対１１を、その検出方向が当該タイヤ２０の周方向歪を検出する方向となるようにそれぞれ配置して、タイヤトレッド２１の歪速度をそれぞれ検出して歪速度の比を求め、この求められた歪速度の比からタイヤに加えられるスリップ角を推定する。

ここで、タイヤスリップ角と歪速度比との関係について説明する。
タイヤの接地部分は周方向で見ると、図３に示すように、踏込み端と蹴出し端があり、両者の距離が接地長さと呼ばれている。
ここで、タイヤが回転すると、図３に示すように、タイヤトレッドとベルトから成るトレッドリングには、路面と接触した瞬間にリング面が折れ曲がるように急激な変形が生じるため、タイヤ内面の周方向歪速度波形にはピークが生じる。この周方向の歪速度波形がピークをもつ時間がタイヤの任意の位置が接地面において踏込んだ瞬間と判断される。
また、タイヤが接地面から離れると、上記リングは踏込み時とは逆方向に急激に変形するため、タイヤ内面の周方向の歪速度波形には、上記踏込み時とは逆方向のピークを生じる。この時間がタイヤの任意の位置が接地面において蹴出した瞬間と判断される。

また、タイヤにスリップ角が加えられると、上記トレッドリングは、踏面部でタイヤ軸方向（同図の、車輪方向に直交する方向）に変形する。この旋回時のトレッドリング変形の履歴を考えると、踏込み前のリングはホイール回転方向を向いているが、踏込んだ直後からは、同図の粘着域の状態に示すように変形して、ホイールから見て路面の流れる方向へ向く。そして、リングの車輪軸方向の変形が大きくなると、タイヤトレッドと路面との間の剪断応力が接触部分の最大摩擦に近づくため、タイヤは滑り始め、同図のすべり域のようにホイール方向に戻るように変形し、その後、蹴出し後に路面から離れると、上記トレッドリングは元のようにホイール方向に戻る。
このときトレッドリングは、図４（ａ）に示すように、踏込む直前はホイール回転方向を向き、踏込んだ直後は路面の流れる方向を向くため、車輪の径方向から見ると、踏込んだ瞬間にリングがスリップ角の分だけトレッド面内で折れ曲がる。そのため、図４（ｂ）に示すように、ピーク値検出手段１２で検出した、曲げ内側の歪ゲージ(ここでは、第１の歪ゲージ１１Ａ)からの歪波形の時間微分のピーク値（踏込み時歪速度Ｖ_f1）は小さくなり、曲げ外側の歪ゲージ(第２の歪ゲージ１１Ｂ)からの歪波形の時間微分のピーク値（踏込み時歪速度Ｖ_f2）は大きくなる。この曲げ内側の歪速度Ｖ_f1と曲げ外側の歪速度Ｖ_f2との比である歪速度比Ｒ＝（Ｖ_f1／Ｖ_f2）を求めると、上記歪速度比Ｒは、タイヤに加えられるスリップ角と良好な相関関係を示すことがわかった。
そこで、変形速度指標算出手段１３では、ピーク検出手段１２で検出した踏込み時歪速度Ｖ_f1，Ｖ_f2を入力し、この踏込み時歪速度Ｖ_f1，Ｖ_f2を、タイヤトレッド２１の第１及び第２の歪ゲージ１１Ａ，１１Ｂが設置された位置における変形速度の指標とする。
そして、タイヤスリップ角と上記歪速度比Ｒ＝（Ｖ_f1／Ｖ_f2）との関係を予め求めてマップ１５Ｍを作成し、このマップ１５Ｍを記憶手段１５に記憶しておけば、上記センサ対１１を構成する歪ゲージ１１Ａ，１１Ｂで計測された歪波形から検出した２つの踏込み時歪速度Ｖ_f1, Ｖ_f2との比Ｒを求め、この求められた２つの踏込み時歪速度Ｖ_f1,
Ｖ_f2の比Ｒと上記マップ１５Ｍに記憶された変形速度の指標の比とタイヤスリップ角との関係とから、走行中の車輌のスリップ角を精度よく推定することができる。

ところで、上記のようにタイヤにスリップ角が付加されると、このスリップ角に応じて歪速度比Ｒが変化するが、この歪速度比Ｒは荷重変化の影響を受け、荷重が大きいほど歪速度比Ｒは大きくなり、荷重が小さいほど小さくなるという特徴がある。そこで、この荷重による影響を補正するようにすれば、スリップ角の推定精度を更に向上させることができる。
タイヤの接地形状は荷重が変化すると、接触面圧と接地面積比の積が荷重にほぼ比例して変化する。一般に、加えられる荷重が変化したとき、図５に示すように、タイヤの接地部分の幅はそれほど変わらないが、接地長さが荷重に応じて変化するという特徴がタイヤにはあるので、上記接地長さに対応する物理量である接地長さの指標がわかれば、上記荷重あるいは荷重の変動度合を推定することができる。
本例では、上記荷重に対する補正についても、上記センサ対１１の出力に基づいて行うようにしている。具体的には、ピーク算出手段１２で検出した踏込み時の時刻ｔ_fと蹴出し時の時刻ｔ_kとの間の時間差Δｔが接地長さに対応する物理量であることから、上記接地長さ算出手段１６において、上記センサ対１１のそれぞれの時間差Δｔ₁，Δｔ₂を算出し、荷重推定手段１７にて、これらを平均した値を車輪の回転周期で割って接地長さの指標の平均値を算出し、この算出された接地長さの指標の平均値から上記タイヤ２０に発生している荷重、あるいは荷重の変動度合を推定し、上記スリップ角推定手段１４で推定されたタイヤスリップ角の推定値を補正する。

なお、タイヤの撓み量はタイヤ内圧によっても変化するので、本例では、ホイール２３のタイヤ気室側２４に内圧センサ１８Ｐを設置するとともに、荷重推定値補正手段１８を設けて、上記内圧センサ１８Ｐで検出された内圧値と予め測定しておいた基礎特性表（撓み量の内圧・荷重依存性）に基づいて上記荷重、あるいは荷重の変動度合の推定値を補正するようにしている。
そして、スリップ角補正手段１９において、上記スリップ角推定手段１４で推定されたタイヤスリップ角の推定値を、上記荷重推定手段１７にて推定され、上記荷重推定値補正手段１８にて補正された荷重、あるいは荷重の変動度合の推定値を用いて補正する。これにより、タイヤに加えられるスリップ角と歪速度比Ｒとの相関係数が更に高くなるので、スリップ角の推定精度を更に向上させることができる。

このように、本最良の形態１によれば、センサ付タイヤ２０のインナーライナー部２２で、タイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置に第１及び第２の歪ゲージ１１Ａ，１１Ｂから成るセンサ対１１を配置してタイヤトレッド２１の歪量をそれぞれ計測し、上記センサ対１１で計測された歪波形をそれぞれ時間微分して得られた歪速度波形から、タイヤトレッド２１が路面との接触部に進入する際に発生する歪速度のピーク値である踏込み時歪速度Ｖ_f1，Ｖ_f2をそれぞれ検出してこれを変形速度の指標とするとともに、上記センサ対１１で検出された変形速度の指標の比Ｒ＝（Ｖ_f1／Ｖ_f2）と、記憶手段１５に記憶されている、予め求められた変形速度の指標の比とタイヤスリップ角との関係を示すマップ１５Ｍとを用いて、走行状態の車輌のスリップ角を推定するようにしたので、タイヤスリップ角を精度よく推定することができる。
また、本最良の形態１では、タイヤトレッド２１とベルト２５とから成るトレッドリングの歪状態からスリップ角を推定しているので、路面状態による影響を受けることがないだけでなく、路面状態により変化するスリップ角を精度よく推定することができる。

なお、上記最良の形態１では、センサ対１１をインナーライナー部２２に配置したが、タイヤゴムブロック内に配置してもよい。この場合、センサ対１１の位置がタイヤ接地面に近いことから、トレッドリングの歪状態の検出精度は向上するが、耐久性を考慮すると、本例のように、センサ対１１をインナーライナー部２２に配置することが好ましい。
また、上記例では、センサ対１１を構成するセンサとして歪ゲージ１１Ａ，１１Ｂを用いたが、センサの種類はこれに限るものではなく、振動を検出する振動センサ、あるいは、曲げや引張などによって電圧を発生する圧電フィルム、圧電ケーブルなどの他のセンサを用いてもよい。上記振動センサ、圧電フィルム、圧電ケーブルなどから成るセンサ対をインナーライナー部２２に配置した場合、歪速度に応じた値を出力するものであれば、その出力から直接歪速度に対応したピークやその発生時刻を求め、歪に応じた値を出力するものであれば、本最良の形態１と同様に、その出力を時間微分して歪速度波形を求め、この歪速度波形の踏込み時のピークやその発生時刻を求めることにより、変形速度や接地長さの指標を求めることができる。

また、上記例では、センサ対１１を１対としたが、複数対設けるようにすれば、スリップ角を更に精度よく推定することができる。特に、上記センサ１１をタイヤ回転方向に対して所定の間隔離隔して、少なくとも２ヶ所以上に配置し、タイヤの複数箇所においてスリップ角を推定するようにすれば、スリップ角の測定精度は更に向上する。なお、この場合にも、センサ対を構成する各センサは、タイヤトレッドのタイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置に配置することが好ましい。
なお、上記センサ対１１やピーク値検出手段１２などの信号処理回路を駆動する電源としては、タイヤ外との情報の交換装置を簡略化するため、バッテリーレスのパッシブタイプを用いることが好ましい。もちろん、バッテリーを含むデータ送信回路をタイヤ気室２４やホイール２３に設置する形態であってもよい。また、バッテリーの代わりに、小型発電装置を用いてセンサや回路を駆動するようにしてもよい。

図２に示す形態の、サイズ２２５／５５Ｒ１７のタイヤを、フラットなベルト状の路面を走行させる室内試験装置に装着し、定加重下でスリップ角を一定の変化量で±８°まで変化させ、上記タイヤに装着された１対の歪ゲージの出力からタイヤトレッドの変形速度を検出した。なお、上記測定において、タイヤ内圧を２３０Ｐａ、走行速度を６０ｋｍ／ｈｒで一定速度とし、荷重条件は２００Ｎ〜１０００Ｎの間で７段階に変化させた。
図６の上のグラフは、スリップ角を＋８°付加したときのインナーライナー部で計測した歪速度波形である。波形の正方向のピークに相当するのが踏込み時の歪速度Ｖ_fであるが、このピークは、スリップ角入力側の歪ゲージ１からの出力が大きく、反対側が小さくなる。これに対して、逆方向のスリップ角を付加したとき（スリップ角を−８°としたとき）には、ピークは、スリップ角入力側の歪ゲージ２からの出力が大きく、反対側が小さくなっており、スリップ角の方向によって歪速度のピーク値は対称的に変化する。なお、逆方向のスリップ角を付加した場合でも、波形の正方向のピークに相当するのが踏込み時の歪速度Ｖ_fである。
次に、定荷重を付加した状態で、スリップ角を連続的に変化させて歪ゲージから出力される歪速度を測定した。その結果、図７に示すように、横軸を付加したスリップ角とし、縦軸を各歪ゲージ１，２から出力される歪速度とすると、荷重の大小にかかわらず、スリップ角の大きさが大きくなると、一方の歪速度が大きくなり、他方の歪速度が小さくなることが分かる。
そこで、この歪速度のピークの大きい方を小さい方で除して計算した歪速度の比を縦軸に、スリップ角を横軸にしてプロットすると、図８に示すように、±８°の大きなスリップ角まで、歪速度の比はスリップ角の変化に対して線形であり、荷重によって傾きが変化することが分かる。なお、上記グラフでの速度比は、計算した速度比から１を引き、スリップ角ゼロにおいて原点を通るように調整した。
このように、タイヤスリップ角と歪速度比Ｒ＝（Ｖ_f1／Ｖ_f2）とは、荷重により傾きが異なるものの、ほぼ直線関係にあるので、歪速度比から走行中の車輌のスリップ角を精度よく推定することができることが確認された。

次に、上記各歪速度のデータから、踏込み時の時刻ｔ_fと蹴出し時の時刻ｔ_kとの間の時間差Δｔ₁，Δｔ₂をそれぞれ算出して平均値Δｔを求め、この平均値Δｔを車輪の回転周期で除したものを平均接地長さとして縦軸とし、横軸をスリップ角としてプロットしたものを図９に示す。同図から明らかなように、平均接地長さは、スリップ角の大きさ及びその向きによって変化するだけでなく、荷重に応じて安定した変化を示しているので、この値から接地荷重を推定し、この推定した接地荷重を用いて上記図８に示した歪速度比のスリップ角に対する傾きを補正することができる。
図１０は平均接地長さから推定した荷重により補正した歪速度比とスリップ角との関係を示すグラフで、荷重による傾きの差が補正されていることが分かる。したがって、タイヤから検出されるデータのみで、荷重が変化しても、大きなスリップ角まで良好に推定できることが確認された。

最良の形態２．
上記最良の形態１では、センサ対１１で計測された歪波形から得られた歪速度波形から、タイヤトレッド２１が路面との接触部に進入する際に発生する歪速度のピーク値である踏込み時歪速度Ｖ_f1，Ｖ_f2をそれぞれ検出してこれを変形速度の指標とし、これらの変形速度の指標の比Ｒ＝（Ｖ_f1／Ｖ_f2）からタイヤに加わるスリップ角を推定するようにしたが、複数対のセンサを設け、少なくとも２対のセンサで検出した歪速度のピーク値からそれぞれ変形速度の指標を求めるとともに、上記各センサ対の変形速度の指標を用いてタイヤの全体の曲げ速度（タイヤ総曲げ速度）を求め、このタイヤ総曲げ速度からタイヤスリップ角を推定するようにしてもよい。

図１１は、本最良の形態２に係るスリップ角推定装置３０の構成を示すブロック図で、図１２（ａ），（ｂ）は本発明によるセンサ付タイヤ２０Ｚの模式図である。各図において、３１ａ，３１ｂはセンサ付タイヤ２０のインナーライナー部２２のタイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称な位置に配設された第１及び第２の歪ゲージで、この第１及び第２の歪ゲージ３１ａ，３１ｂにより第１のセンサ対３１を構成する。また、３２はタイヤ軸方向中心に対して上記第１及び第２の歪ゲージ３１ａ，３１ｂの外側にそれぞれ配置された第３及び第４の歪ゲージ３２ａ，３２ｂから成る第２センサ対、３３はタイヤ軸方向中心に対して上記第３及び第４の歪ゲージ３２ａ，３２ｂの外側にそれぞれ配置された第５及び第６の歪ゲージ３３ａ，３３ｂから成る第３センサ対で、上記各歪ゲージ３１ａ〜３３ａ及び歪ゲージ３１ｂ〜３３ｂは、図１２（ｂ）に示すように、タイヤ回転方向の１ヶ所で、かつ、タイヤ軸方に略直線的に配置されている。
３４は上記センサ対３１，３２で計測された歪波形をそれぞれ時間微分して歪速度波形を求めるとともに、得られた歪速度波形から、タイヤトレッド２１が路面との接触部に進入する際に発生する歪速度のピーク値である踏込み時歪速度Ｖ_fと脱出する際に発生する歪速度のピーク値である蹴出し時歪速度Ｖ_k、及び、踏込み時の時刻ｔ_fと蹴出し時の時刻ｔ_kとをそれぞれ検出するピーク検出手段、３５は上記検出された踏込み時歪速度Ｖ_fのうちの、第１及び第２のセンサ対３１，３２で検出された踏込み時歪速度Ｖ_fである歪速度ピーク値Ｖ_1a, Ｖ_1b、及び、歪速度ピーク値Ｖ_2a, Ｖ_2b、とを用いて、上記第１及び第２の歪ゲージ３１ａ，３１ｂが設置された位置のタイヤトレッド２１の変形速度の指標と上記第３及び第４の歪ゲージ３２ａ，３２ｂが設置された位置のタイヤトレッド２１の変形速度の指標をそれぞれ算出する変形速度指標算出手段である。なお、本例においても、上記最良の形態１と同様に、上記歪速度ピーク値Ｖ_1a,
Ｖ_1b、及び、歪速度ピーク値Ｖ_2a, Ｖ_2bとをそのまま変形速度の指標としている。
また、３６は上記変形速度指標算出手段３５で算出された第１及び第２のセンサ対３１，３２の変形速度の指標を用いてタイヤ全体の曲げ速度を算出する曲げ速度算出手段で、具体的には、上記第２の歪ゲージ３１ｂの歪速度ピーク値と上記第４の歪ゲージ３２ｂの歪速度ピーク値との差からタイヤ軸方向中心から上方側の曲げ速度Ｖ_b＝Ｖ_1b− Ｖ_2bを求めるとともに、上記第１の歪ゲージ３１ａの歪速度ピーク値と上記第３の歪ゲージ３２ａの歪速度ピーク値との差からタイヤ軸方向中心から下方側の曲げ速度Ｖ_a＝Ｖ_2a− Ｖ_1aを求めて、これらの曲げ速度Ｖ_a，Ｖ_bの総和であるタイヤ全体の曲げ速度（総曲げ速度）Ｖ＝Ｖ_a＋Ｖ_bを算出する。

また、３７は上記総曲げ速度Ｖにおけるキャンバー角による誤差を排除するためのキャンバー補正値Ｃを算出するキャンバー補正値算出手段で、具体的には、上記第１及び第２のセンサ対３１，３２よりもタイヤ軸中心から離れた位置に配置されている第３のセンサ対３３を構成する第５及び第６の歪ゲージ３３ａ，３３ｂで計測された歪波形のピーク値である歪ピーク値Ｖ_3a, Ｖ_3bを検出した後、この歪ピーク値Ｖ_3a,
Ｖ_3bのピーク値の差（Ｖ_3a−Ｖ_3b）を歪ピーク値の和（Ｖ_3a＋Ｖ_3b）で除し、その値を後述するタイヤの荷重Ｗで除し、更に、車速ｖを乗じたものをキャンバー補正値Ｃとする。
３８は上記曲げ速度算出手段３６で算出した総曲げ速度Ｖと上記キャンバー補正値算出手段３７で算出したキャンバー補正値Ｃとから、スリップ角の指標Ｓ＝Ｖ−Ｃを求めるとともに、記憶手段３９に記憶されている、予め求められたスリップ角の指標とタイヤスリップ角との関係を示すマップ３９Ｍを用いて、上記求められたスリップ角の指標Ｓから走行状態の車輌のスリップ角を推定するスリップ角推定手段である。
４０は本発明のセンサ付タイヤ２０Ｚが装着された車輌に搭載された車輪速センサ、４１は上記ピーク検出手段３４で検出された踏込み時歪速度Ｖ_fのうちの、第２のセンサ対３２で検出された踏込み時歪速度Ｖ_fである歪速度ピーク値Ｖ_2a, Ｖ_2b間の時間差Δｔ＝ｔ_k−ｔ_fから接地長さの指標を算出する接地長さ算出手段、４２は上記接地長さ算出手段４１で算出された接地長さの指標の平均値を算出し、この接地長さの指標の平均値から、上記タイヤ２０Ｚに発生している荷重、あるいは荷重の変動度合を推定する荷重推定手段、４３はホイール２３のタイヤ気室側２４に設けられた内圧センサ１８Ｐで検出された内圧値を用いて、上記荷重の推定値を補正する荷重推定値補正手段、４４は上記補正された荷重推定値と上記車輪速センサ４０で検出した車輪速センサの情報（ここでは、車速ｖ）とを用いて上記スリップ角推定手段３８で求められたタイヤスリップ角の推定値を補正するスリップ角補正手段である。
本例では、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、上記センサ対３１〜３３の検出方向が当該タイヤ２０Ｚの周方向歪を検出する方向となるようにそれぞれ配置して、タイヤトレッド２１の歪速度をそれぞれ検出してタイヤの総曲げ速度Ｖを求めるとともに、上記総曲げ速度Ｖを、歪波形から算出したキャンバー補正値Ｃで補正したスリップ角の指標を算出し、この求められたスリップ角の指標を荷重Ｗ車速ｖとで補正してタイヤに加えられるスリップ角を推定する。

タイヤにスリップ角が加えられると、図１３（ａ）に示すように、トレッドリングは、踏面部でタイヤ軸方向（同図の、車輪方向に直交する方向）に変形する。この旋回時のトレッドリング変形の履歴を考えると、踏込み前のリングはホイール回転方向を向いているが、踏込んだ直後からは、同図の粘着域の状態に示すように変形して、ホイールから見て路面の流れる方向へ向く。そして、リングの車輪軸方向の変形が大きくなると、タイヤトレッドと路面との間の剪断応力が接触部分の最大摩擦に近づくため、タイヤは滑り始め、同図のすべり域のようにホイール方向に戻るように変形し、その後、蹴出し後に路面から離れると、上記トレッドリングは元のようにホイール方向に戻る。
このときトレッドリングは、踏込む直前はホイール回転方向を向き、踏込んだ直後は路面の流れる方向を向くため、車輪の径方向から見ると、踏込んだ瞬間にリングがスリップ角の分だけトレッド面内で折れ曲がる。そのため、図１３（ｂ）に示すように、ピーク値検出手段３４で検出した、曲げ内側の歪ゲージ(ここでは、第２及び第４の歪ゲージ３１ｂ，３２ｂ)からの歪波形の時間微分のピーク値（歪速度ピーク値Ｖ_1b, Ｖ_2b）は小さくなり、曲げ外側の歪ゲージ(第１及び第３の歪ゲージ３１ａ，３２ａ)からの歪波形の時間微分のピーク値（歪速度ピーク値Ｖ_1a,
Ｖ_2a）は大きくなる。ここで、上記第２及び第４の歪ゲージ３１ｂ，３２ｂの歪速度ピーク値の差を考えると、この差Ｖ_b＝Ｖ_1b−
Ｖ_2bはタイヤ軸方向中心から上方側の曲げ速度となる。一方、上記第１及び第３の歪ゲージ３１ａ,３２ａの歪速度ピーク値の差Ｖ_a＝Ｖ_2a−
Ｖ_1aはタイヤ軸方向中心から下方側の曲げ速度となる。したがって、これらの曲げ速度の総和を求めると、タイヤ全体の曲げ速度である総曲げ速度Ｖ＝Ｖ_a＋Ｖ_bを算出することができる。この総曲げ速度Ｖはスリップ角と良好な対応を示すことが知られているので、この総曲げ速度を求めることにより、タイヤに加えられるスリップ角を精度よく推定することができる。

ところで、キャンバー角が変化せず、スリップ角のみが変化する場合には、上記のように、上記歪速度ピーク値から算出される総曲げ速度Ｖとタイヤに加えられるスリップ角とは良好な対応を示すが、キャンバー角が付与されると、スリップ角に関わらず、キャンバー角に応じた影響が上記総曲げ速度Ｖに現れる。
すなわち、図１４（ａ）に示すように、タイヤに同図の下方向に倒れ込むようなキャンバー角が付与されると、スリップ角もこれに応じて変化する。具体的には、タイヤ回転方向に対して車輌進行方向が正（時計周り）の角度を有するときに、タイヤが下方向に倒れ込むと、スリップ角は上記図１３（ａ）のときよりよりも大きくなる。この変化量はキャンバー角により決まるもので、スリップ角が変化して総曲げ速度Ｖが変化しても、一定の誤差として残ることが分かっている。そこで、上記総曲げ速度Ｖのキャンバー角付与分の誤差を排除してやる必要がある。
図１４(ａ)において、スリップ角変化はタイヤ回転方向と車輌進行方向とから成る面内での変化であるが、キャンバー角の変化はタイヤ軸方向と同図の鉛直方向とから成る面内
における変化であるので、キャンバー角の変化はタイヤ軸直下において最も強く現れる。
一方、上記各歪ゲージ３１ａ〜３３ｂの出力である歪波形は、それぞれ路面との接触圧が最大となる位置でピークとなる。キャンバー角が付与されていない場合には、各歪ゲージ３１ａ〜３３ｂで計測された歪波形のピーク値である歪ピーク値Ｖ_3a, Ｖ_3bの差は殆どないが、タイヤに図１４(ａ)の下方向に倒れ込むようなキャンバー角が付与されると、図１４（ｂ）に示した第５及び第６の歪ゲージ３３ａ，３３ｂの歪波形に代表されるように、曲げ内側の歪ゲージ３３ｂの歪ピーク値は小さくなり、曲げ外側の歪ゲージ３３ａの歪ピーク値Ｖ_3aは大きくなる。また、その差は、タイヤ軸中心から最も離れた位置に配置された第５の歪ゲージ３３ａの歪ピーク値Ｖ_3aと第６の歪ゲージ３３ｂの歪ピーク値Ｖ_3aとの差が最も大きい。そこで、上記歪ピーク値の差（Ｖ_3a−Ｖ_3b）と総曲げ速度Ｖ中のキャンバー角分の誤差との関係を調べたところ、上記差（Ｖ_3a−Ｖ_3b）を歪ピーク値の和（Ｖ_3a＋Ｖ_3b）で除し、更に、その値を後述するタイヤの荷重Ｗで除し、車輪速度ｖを乗じたものをキャンバー補正値Ｃとすると、このキャンバー補正値Ｃが上記総曲げ速度Ｖ中のキャンバー角分の誤差とほぼ等しくなることが実験的に分かった。
そこで、上記歪ピーク値Ｖ_3a, Ｖ_3bを変形量の指標としてキャンバー補正値Ｃを求め、このキャンバー補正値Ｃを誤差分として上記総曲げ速度Ｖから減算したものをスリップ角の指標Ｓ＝Ｖ−Ｃとすると、スリップ角が付与されている場合には、上記スリップ角の指標Ｓとスリップ角とは良好な対応を示す。したがって、上記第１及び第２のセンサ対３１，３２を用いて総曲げ速度Ｖを求め、上記第３のセンサ対３３を用いてキャンバー補正値Ｃを求めてスリップ角の指標Ｓ＝Ｖ−Ｃを算出し、記憶手段３９に記憶されている、予め求められたスリップ角の指標とタイヤスリップ角との関係を示すマップ３９Ｍを用いて、上記算出されたスリップ角の指標Ｓから走行状態の車輌のスリップ角を推定するようにすれば、走行状態の車輌のスリップ角を精度よく推定することができる。

また、上記スリップ角の指標Ｓは、荷重変化の影響を受け、荷重が大きいほど大きくなり、荷重が小さいほど小さくなるという特徴があるため、この荷重による影響を補正する必要がある。この荷重の推定値は、上記最良の形態１と同様に、接地長さが荷重に応じて変化するというタイヤの特徴を利用して求めることができる。すなわち、上記接地長さに対応する物理量である接地長さの指標がわかれば、上記荷重あるいは荷重の変動度合を推定することができる。
本例では、上記荷重値に対する補正については、接地長さ算出手段４１及び荷重推定手段４２、において、センサ対３２を構成する第３及び第４の歪ゲージ３２ａｂ，３２ｂの歪速度ピーク値Ｖ_2a, Ｖ_2bに基づき、上記最良の形態１と同様の方法で行うが、第１のセンサ対３１で検出された歪速度ピーク値Ｖ_1a,
Ｖ_1b間の時間差Δｔ＝ｔ_k−ｔ_fから算出してもよい。このとき、センサ付タイヤ２０Ｚのホイール２３のタイヤ気室側２４に設けられた内圧センサ１８Ｐで検出された内圧値を用いて、上記荷重の推定値を補正するようにすれば、荷重の推定値の精度を更に向上させることができる。
ここで、上記補正された荷重の推定値をＷとすると、スリップ角の指標Ｓを上記荷重の推定値Ｗで除した値（Ｓ／Ｗ）を総曲げ速度Ｖの補正値とすれば、この（Ｓ／Ｗ）はスリップ角のみに依存し荷重によらない値となる。
また、スリップ角の指標Ｓは、タイヤ回転速度の影響も受け、タイヤの回転速度が速いほどスリップ角の指標Ｓは大きくなり、タイヤの回転速度が遅いほど小さくなるという特徴がある。そこで、車輪速センサ４０で検出された車速をｖとすると、スリップ角の指標Ｓを上記車速ｖで除した値（Ｓ／ｖ）をスリップ角の指標Ｓの補正値とすれば、この（Ｓ／ｖ）はスリップ角のみに依存し車速によらない値となる。
したがって、スリップ角の指標Ｓの補正値であるスリップ角推定値Ｓ_Zは、総曲げ速度Ｖ、キャンバー補正値Ｃ、荷重Ｗ、及び、車速ｖを用いて、Ｓ_Z＝(Ｖ−Ｃ)／（Ｗ・ｖ）と表わせる。これにより、荷重と車速による影響をともになくすことができるので、スリップ角の推定精度を更に向上させることができる。

このように、本最良の形態２によれば、タイヤ２０Ｚのインナーライナー部２２のタイヤ回転方向の１ヶ所に、歪ゲージ３１ａ〜３３ａ及び歪ゲージ３１ｂ〜３３ｂをタイヤ軸方に略直線的に配置するとともに、歪ゲージ３１ａと歪ゲージ３１ｂ、歪ゲージ３２ａと歪ゲージ３２ｂ、及び、歪ゲージ３３ａと歪ゲージ３３ｂとをタイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置に配置してタイヤトレッド２１の歪量をそれぞれ計測し、歪ゲージ３１ａ，３１ｂから成る第１のセンサ対と歪ゲージ３２ａ，３２ｂから成る第２のセンサ対で計測された歪波形をそれぞれ時間微分して得られた歪速度波形から、歪速度ピーク値Ｖ_1a, Ｖ_2aと歪速度ピーク値Ｖ_1b,
Ｖ_2bを求めてタイヤ全体の曲げ速度である総曲げ速度Ｖを算出するとともに、歪ゲージ３３ａ，３３ｂから成る第３のセンサ対で計測された歪ピーク値Ｖ_3a，Ｖ_3aと荷重Ｗ及び車度ｖとからキャンバー補正値Ｃを算出して、スリップ角の指標Ｓ＝Ｖ−Ｃを算出し、このスリップ角の指標Ｓと、記憶手段３９に記憶されている、予め求められたスリップ角の指標とタイヤスリップ角との関係を示すマップ３９Ｍとを用いて、走行状態の車輌のスリップ角を推定するようにしたので、タイヤに加えられるスリップ角を精度よく推定することができる。
このとき、上記スリップ角の指標を、荷重Ｗと車速ｖとを用い、荷重と車速による影響をともになくように補正すれば、スリップ角の推定精度を更に向上させることができる。
また、本最良の形態２でも、タイヤトレッド２１とベルト２５とから成るトレッドリングの歪状態からスリップ角を推定しているので、路面状態による影響を受けることがないだけでなく、路面状態により変化するスリップ角を精度よく推定することができる。

なお、上記最良の形態２においても、センサ対３１〜３３をインナーライナー部２２に配置しているが、タイヤゴムブロック内に配置してもよい。この場合には、センサ対３１〜３３の位置がタイヤ接地面に近いことから、トレッドリングの歪状態の検出精度は向上するが、耐久性を考慮すると、センサ対１１をインナーライナー部２２に配置することが好ましい。
また、上記例では、２組のセンサ対３１，３２を用いてスリップ角を推定する際の総曲げ速度Ｖを検出し、他の１組のセンサ対３３を用いてキャンバー角補正値Ｃを求めるようにしたが、３組以上のセンサ対をもちいてもよい。逆に、センサ対が２組であっても、総曲げ速度Ｖとキャンバー角補正値Ｃとを検出することができる。この場合には、２組のセンサ対のうちの外側のセンサ対の歪波形から歪ピーク値と歪み速度ピーク値とを求め、上記歪ピーク値からキャンバー角補正値Ｃを求め、上記歪み速度ピーク値と内側のセンサ対の歪速度ピーク値とから総曲げ速度Ｖを検出する。なお、１組のセンサ対３１，３２のうち歪速度ピーク値の差（Ｖ_1b−Ｖ_1a）または（Ｖ_2b−Ｖ_2a）を曲げ速度としてスリップ角を推定することも可能であるが、本例のように、少なくとも２組のセンサ対を用いる方が高い推定精度を得るためには好ましい。
また、キャンバー補正値Ｃを算出するためのセンサ対を２組以上設けて、その平均値を用いるようにしてもよい。なお、この場合にも、キャンバー補正値Ｃを算出するためのセンサ対はタイヤ軸中心から所定量以上離れた位置に配置することが好ましい。
また、上記例では、センサ対３１〜３３を構成するセンサとして歪ゲージを用いたが、センサの種類はこれに限るものではなく、振動を検出する振動センサ、あるいは、曲げや引張などによって電圧を発生する圧電フィルム、圧電ケーブルなどの他のセンサを用いてもよい。上記振動センサ、圧電フィルム、圧電ケーブルなどから成るセンサ対をインナーライナー部２２に配置した場合、歪速度に応じた値を出力するものであれば、その出力から直接歪速度に対応したピークやその発生時刻を求め、歪に応じた値を出力するものであれば、本最良の形態２と同様に、その出力を時間微分して歪速度波形を求め、この歪速度波形の踏込み時のピークやその発生時刻を求めることにより、変形速度や接地長さの指標を求めることができる。
また、上記例では、各歪センサ３１ａ〜３３ｂをタイヤ回転方向の１ヶ所に配置したが、上記のような歪センサ３１ａ〜３３ｂをタイヤ回転方向に対して所定の間隔離隔して、少なくとも２ヶ所以上に配置し、タイヤの複数箇所においてスリップ角を推定するようにすれば、スリップ角の測定精度を更に向上させることができる。なお、この場合にも、センサ対を構成する各センサは、タイヤトレッドのタイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置に配置することが好ましい。

図１２に示す形態の、サイズ２２５／５５Ｒ１７のタイヤを試験車輌に装着し、タイヤ内圧２３０Ｐａ、走行速度４０ｋｍ／ｈｒでスラローム走行試験を実施した。このとき、試験タイヤを装着した車輪に光学式のスリップ角計測器を装着して、実スリップ角を測定した。
図１５（ａ），（ｂ）のグラフはスラローム時のインナーライナー部で計測した踏み込み時の歪速度ピーク値の差をプロットしたもので、図１５（ｃ）はその時の光学式のスリップ角計測器で測定した実スリップ角をプロットしたものである。このように、スリップ角の方向や大きさにより、歪速度ピーク値Ｖ_1a, Ｖ_2aの大小関係、及び、歪速度ピーク値Ｖ_1b,
Ｖ_2bの大小関係がそれぞれ変化することが分かる。
また、図１６（ａ），（ｂ）のグラフはスラローム時のインナーライナー部で計測した踏み込み時の上方側の曲げ速度（Ｖ_1b−Ｖ_2b）と下方側の曲げ速度（Ｖ_2a−Ｖ_1a）をそれぞれプロットしたもので、スリップ角の方向や大きさにより、上記各部の曲げ速度は変化し、その変化の仕方は概ね同様であることが分かる。また、図１６（ｂ）グラフはスラローム時のインナーライナー部で計測した総曲げ速度（Ｖ_1b−Ｖ_2b）＋（Ｖ_2a−Ｖ_1a）をプロットしたもので、この総曲げ速度は図１６（ｃ）に示す光学式のスリップ角計測器で測定した実スリップ角に近い変化を示すことから、総曲げ速度からスリップ角を推定できることが分かる。
図１７（ａ）のグラフはスラローム時のインナーライナー部で計測したキャンバー補正値の時間変化で、図１７（ｂ）のグラフはキャンバー角の実測値の時間変化である。このように、キャンバー補正値は、スリップ角によらず、実キャンバー角によく対応していることが分かる。
また、図１８（ａ）のグラフはスラローム時の車速の変化で、下のグラフは荷重推定値の変化をプロットしたものである。
図１９の破線で示すグラフは、図１６（ｂ）のグラフに示した総曲げ速度から図１７（ａ）のグラフで示したキャンバー補正値を差し引いて求めたスリップ角の指標に、上記図１８（ａ），（ｂ）に示した速度及び荷重の補正を加えたスリップ角の推定値である。
これにより、本発明のタイヤスリップ角の推定方法により求めたスリップ角の推定値は、同図の実線で示す光学式のスリップ角計測器で測定した実スリップ角と非常に良好な対応関係であることが確認された。

このように、本発明によれば、路面状態によらず、走行中のスリップ角を精度よく推定することができるので、上記推定されたスリップ角を車輌制御へフィードバックすることにより、車輌の走行安定性を格段に向上させることができる。

Claims (18)

1. タイヤトレッドのタイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置における接地面開始点の変形速度の指標をそれぞれ検出し、これらの変形速度の指標を比較して、タイヤに加えられるスリップ角を推定することを特徴とするタイヤスリップ角の推定方法。
2. タイヤインナーライナー部のタイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置に１対もしくは複数対のセンサを配置し、これらのセンサの検出信号に基づいて上記変形速度の指標を検出することを特徴とする請求項１に記載のタイヤスリップ角の推定方法。
3. 上記センサ対を複数とするとともに、上記変形速度の指標に加えて、タイヤトレッドのタイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置における変形量の指標をそれぞれ検出して、上記変形量の指標に基づいて、上記変形速度の指標から推定したスリップ角の推定値を補正し、キャンバー角が付与されている場合のスリップ角を推定することを特徴とする請求項２に記載のタイヤスリップ角の推定方法。
4. 上記変形量の指標を、上記センサ対のうち、タイヤ軸方向中心に対して外側に位置する少なくとも１対のセンサの検出信号に基づいて検出することを特徴とする請求項３に記載のタイヤスリップ角の推定方法。
5. 上記センサを歪ゲージとしたことを特徴とする請求項２または請求項４に記載のタイヤスリップ角の推定方法。
6. 上記歪ゲージの歪検出方向をタイヤ周方向とするとともに、検出された歪波形を時間微分して得られた歪速度波形の、タイヤトレッドが回転に伴い路面との接触部に進入する際に発生するピーク値を検出し、このピーク値を上記変形速度の指標とすることを特徴とする請求項５に記載のタイヤスリップ角の推定方法。
7. 上記歪ゲージの歪検出方向をタイヤ周方向とするとともに、検出された歪波形において、タイヤトレッドが回転に伴い路面との接触部に進入する際の接触圧が最大となる点で発生するピーク値を検出し、このピーク値を上記変形量の指標とすることを特徴とする請求項５に記載のタイヤスリップ角の推定方法。
8. 上記センサを振動センサまたは圧電フィルムまたは圧電ケーブルとしたことを特徴とする請求項２または請求項４に記載のタイヤスリップ角の推定方法。
9. 上記センサの検出方向をタイヤ周方向とするとともに、検出されたセンサ波形の、タイヤトレッドが回転に伴い路面との接触部に進入する際に発生するピークと脱出する際のピークとの間の時間差を検出して、このピーク間の時間差を接地長さの指標とすることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載のタイヤスリップ角の推定方法。
10. タイヤトレッドのタイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置における接地長さの指標をそれぞれ検出して、上記接地長さの指標の平均値を算出し、この接地長さの指標の平均値から、タイヤに発生している荷重、あるいは荷重の変動度合を推定することを特徴とする請求項９に記載のタイヤスリップ角の推定方法。
11. ホイール部あるいはタイヤ部においてタイヤ内圧値を検出し、上記内圧値を用いて、上記荷重の推定値を補正することを特徴とする請求項１０に記載のタイヤスリップ角の推定方法。
12. 上記推定された荷重値を用いて上記タイヤスリップ角の推定値を補正することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のタイヤスリップ角の推定方法。
13. 車輌に車輪速センサを搭載するとともに、上記車輪速センサの情報を用いて上記タイヤスリップ角の推定値を補正することを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれかに記載のタイヤスリップ角の推定方法。
14. タイヤトレッドのインナーライナー部の、タイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置に、当該位置における接地面開始点の変形速度の指標、もしくは、変形速度の指標と変形量の指標とを検出するための１対もしくは複数対のセンサがそれぞれ配置されていることを特徴とするセンサ付タイヤ。
15. 上記センサを歪ゲージとしたことを特徴とする請求項１４に記載のセンサ付タイヤ。
16. 上記センサを振動センサまたは圧電フィルムまたは圧電ケーブルとしたことを特徴とする請求項１４に記載のセンサ付タイヤ。
17. 上記センサは、タイヤ回転方向の１ヶ所で、タイヤ軸方に略直線的に配置されていることを特徴とする請求項１４〜請求項１６のいずれかに記載のセンサ付タイヤ。
18. 上記センサ対は、タイヤ周方向の少なくとも２ヶ所以上に配置されていることを特徴とする請求項１４〜請求項１７のいずれかに記載のセンサ付タイヤ。