WO2005118317A1

WO2005118317A1 - タイヤの動的状態量推定方法とその装置、及び、センサ付タイヤ

Info

Publication number: WO2005118317A1
Application number: PCT/JP2005/010132
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Morinaga; Yasumichi Wakao; Akira Kobayakawa
Original assignee: Kabushiki Kaisha Bridgestone
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2005-12-15
Also published as: JP4680532B2; CN101001763B; US20070240502A1; EP1757464A4; EP1757464A1; CN101001763A; US7546764B2; EP1757464B1; JP2005343281A

Abstract

　タイヤトレッドの内面側、インナーライナ／プライ間、プライ間、あるいは、プライ／ベルト間などのタイヤトレッドのベルト部よりも径方向内部側の、タイヤ径方向断面における、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タイヤ変形量計測手段１１Ａ，１１Ｂを取付け、当該タイヤの変形波形を計測し、上記変形波形から接地端の時間差である接地時間を検出し、この接地時間と車輪速センサ１５で検出した車輪速度とから、接地長の指標ｋA，ｋBをそれぞれ算出した後、上記指標ｋA，ｋBの平均値ｋを算出し、この算出された接地長の指標の平均値ｋと、予め記憶手段１８に記憶された接地長の指標の平均値と荷重との関係を示すマップ１８Ｍを用いて、タイヤに加わる荷重を求めることにより、走行中に荷重が加わったときのタイヤの動的状態量を精度よくかつ安定して推定できるようにした。

Description

明細書

タイヤの動的状態量推定方法とその装置、及び、センサ付タイヤ技術分野

[0001] 本発明は、荷重や横力などが加わったときのタイヤの動的状態量を推定する方法とその装置、及び、タイヤトレッドのインナーライナ部に走行中のタイヤの変形量を計測するためのセンサを配置して成るセンサ付タイヤに関するものである。

背景技術

[0002] 自動車の走行安定性を高めるため、荷重や横力、あるいは前後力などのタイヤに発生して!/、る力（タイヤ発生力）を精度よく推定し、車輛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、 ABSブレーキや、これを応用した車体姿勢制御装置のより高度な制御が可能になり、安全性が一段と高められると考えられる。

従来、タイヤをセンサのように用いてタイヤに発生して、る力を推定する方法としては、例えば、タイヤサイド部を磁ィ匕し、タイヤ外部に設置した磁気センサにより上記タィャサイド部の捩れ度合を測定し、この測定された捩れ度合力タイヤの前後力を推定したり、タイヤが横力を受けた際にベルトリング全体が変形することを利用して、上記磁気センサの検出出力の大きさからタイヤに発生している横力を推定する方法が提案されている (例えば、特許文献 1参照)。

一方、タイヤの同一断面内のトレッド内面側に複数の加速度センサを配置して、計測波形プロファイルを比較することにより、タイヤの動的状態を推定する技術が開示されている（例えば、特許文献 2, 3参照)。

特許文献 l :WO 01/092078

特許文献 2 : WO 03/082643

特許文献 3 : WO 03/082644

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] し力しながら、上記磁気センサによる方法では、タイヤ前後力については精度良く測定できるが、横力に関してはゲインが小さいため精度的に問題があった。また、磁気センサ部分とタイヤ間の距離が振動によって変化するため、検出磁力がばらついてしまい、横力の推定精度が低下する懸念がある。

一方、加速度センサを用いてタイヤの動的挙動を推定する方法では、加速度センサの出力波形が速度に依存することから、特に、車輛が低速走行している場合には接地面におけるピークゲインが小さくなり、接地長そのものの検出が困難である。更に、加速度センサを用いた場合、荒れた路面、あるいは、ある程度水深のある WET 路面においては、接地面への突入部である踏み部や脱出部である蹴り部以外でもピークが発生するため、踏み部や蹴り部のピークを捉えることが困難であるため、接地長を精度よく検出することができない場合がある。

また、本発明者らは、タイヤが路面に対してキャンバー角を持っていると、同じ接地形状でも横力が大きく変わってくることを確かめている力上記のような加速度センサを用いた方法では、接地面以外の情報を検出することが難しいため、このキャンバー角に対する推定誤差を補正することが困難であった。

[0004] 本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、走行中のタイヤに荷重、横力、前後力などが作用したときのタイヤの動的状態を表わす、タイヤに加わる荷重、タイャに発生する横力、前後力などのタイヤの動的状態量を精度よぐかつ、安定して推定する方法とその装置、及び、それに用いられるセンサ付タイヤを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0005] 本発明者らは、鋭意検討の結果、インナーライナ部の内面側や、インナーライナ Z プライ間、プライ間、あるいは、プライ Zベルト間などの、タイヤトレッドのベルト部よりも径方向内部側のタイヤゴム部の、路面からのタイヤトレッドへの入力により変形する箇所の変形量を計測した波形は、タイヤそのものの変形を把えており、速度による変形量の変化が殆どないことが判明した。そこで、インナーライナ部などに、歪センサなどのような、上記インナーライナ部などのトレッド内部側のタイヤゴム部の変形量を計測するセンサを取付けて、上記変形量を計測することにより、タイヤ接地面及び接地面前後の情報を精度よく検出することができるとともに、上記変形量を少なくとも 2箇所で計測することにより、例えば、前後力や横力などが入力した場合でも、タイヤに加わる荷重を安定して推定できることを見出し本発明に到ったものである。

また、タイヤの接地形状の変化を「接地長比」や「接地長差」、うメジャーで整理すれば、横力を精度よく推定できるだけでなぐ前後力に伴う接地面の前後移動を接地面前後の変形量として把えることで前後力につヽても精度よく推定することができる。すなわち、請求の範囲 1に記載の発明は、走行中のタイヤの動的状態量を推定する方法であって、タイヤトレッドのベルト部よりも径方向内部側の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所の変形量と、車輪速度とを計測して、走行中のタイヤに荷重、横力、前後力のいずれ力 1つまたは複数のタイヤ発生力が作用したときの上記タイヤの動的状態量を推定するようにしたことを特徴とする。

なお、上記ほぼ同一な断面における計測点とは、タイヤ中心軸と上記計測点を含む 2つの平面のなす角が数度以内であって、タイヤの踏み込み接地一蹴り出しがほぼ同時刻に起こると見なせる計測点を指す。

請求の範囲 2に記載の発明は、請求の範囲 1に記載のタイヤの動的状態量推定方法において、上記変形量を、インナーライナ部の内面側、インナーライナ Zプライ間、プライ間、あるいは、プライ Zベルト間のいずれかの変形量としたことを特徴とする。請求の範囲 3に記載の発明は、請求の範囲 1または請求の範囲 2に記載のタイヤの動的状態量推定方法において、上記変形量を、接地長や接地面外変形長などのタィャの動的状態量を推定するのに有効な情報を検出することのできるタイヤ周方向歪（引張または圧縮歪)、または、周方向歪の変化量、または、周方向トレッド面外曲げ歪、または、剪断歪としたものである。

また、請求の範囲 4に記載の発明は、請求の範囲 1または請求の範囲 2に記載のタィャの動的状態量推定方法において、上記変形量をタイヤ幅方向歪、または、幅方向歪の変化量、または、幅方向トレッド面外曲げ歪または、剪断歪としたものである。請求の範囲 5に記載の発明は、請求の範囲 1〜請求の範囲 4のいずれかに記載のタイヤの動的状態量推定方法において、上記変形量から、当該タイヤの接地長または変形長を算出し、上記算出された接地長または変形長に基づいてタイヤの動的状態量を推定するようにしたことを特徴とする。 [0007] 請求の範囲 6に記載の発明は、請求の範囲 5に記載のタイヤの動的状態量推定方法において、上記タイヤの動的状態を推定するための動的状態量を、タイヤに加わる荷重としたことを特徴とする。

請求の範囲 7に記載の発明は、請求の範囲 6に記載のタイヤの動的状態量推定方法において、上記少なくとも 2箇所の変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形から当該タイヤの接地時間を検出し、この検出された接地時間に車輪速度を掛け合わせた接地長の指標をそれぞれ算出するとともに、上記接地長の指標の平均値を求め、この平均値力タイヤに加わる荷重を推定するようにしたことを特徴とする。

請求の範囲 8に記載の発明は、請求の範囲 6に記載のタイヤの動的状態量推定方法において、上記少なくとも 2箇所の変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形力当該タイヤの接地面外変形点間の時間を検出し、この検出された接地面外変形点間の時間に車輪速度を掛け合わせた接地面外変形長の指標をそれぞれ算出するとともに、上記接地面外変形長の指標の平均値を求め、この平均値力もタイヤに加わる荷重を推定するようにしたことを特徴とする。

請求の範囲 9に記載の発明は、請求の範囲 7または請求の範囲 8に記載のタイヤの動的状態量推定方法において、特に、左右対称な形状'構造のタイヤに加わる荷重を安定して推定するため、上記変形量の計測位置が、少なくとも、タイヤ径方向のほぼ同一な断面において、タイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称な 2箇所を含むようにしたものである。

[0008] 請求の範囲 10に記載の発明は、請求の範囲 5に記載のタイヤの動的状態量推定方法において、タイヤ径方向のほぼ同一な断面において、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の変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形から当該タイヤの接地時間を検出し、この検出された接地時間に車輪速度を掛け合わせたタイヤの接地長の指標をそれぞれ算出するとともに、上記時間変化波形のいずれかから当該タイヤの接地面外変形点間の時間を検出し、この検出された接地面外変形点間の時間に車輪速度を掛け合わせた接地面外変形長の指標をそれぞれ算出し、上記各接地長の指標と各接地面外変形長の指標とから、スリップ角やキャンバー角のような、タイヤの姿勢角を推定するようにしたことを特徴とする

請求の範囲 11に記載の発明は、請求の範囲 5に記載のタイヤの動的状態量推定方法において、上記タイヤの動的状態を推定するための動的状態量を、タイヤに発生する横力としたことを特徴とする。

請求の範囲 12に記載の発明は、請求の範囲 11に記載のタイヤの動的状態量推定方法において、タイヤ径方向のほぼ同一な断面において、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の変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形から当該タイヤの接地時間を検出し、この検出された接地時間に車輪速度を掛け合わせたタイヤの接地長の指標を算出し、上記線対称な位置における接地長の指標の比から上記タイヤに発生する横力を推定するようにしたことを特徴とする。

請求の範囲 13に記載の発明は、請求の範囲 12に記載のタイヤの動的状態量推定方法において、タイヤに加わる荷重の影響を補正するため、上記線対称な位置における接地長もしくは接地面外変形長の指標の平均値を算出し、この接地長の指標もしくは接地面外変形長の指標の平均値から荷重を推定し、この推定された荷重により上記接地長の指標の比から推定した横力を補正するようにしたものである。

請求の範囲 14に記載の発明は、請求の範囲 13に記載のタイヤの動的状態量推定方法において、荷重とキャンバー角の影響を補正するため、上記線対称な位置における変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形力当該タイヤの接地面外変形点間の時間を検出するとともに、この検出された接地面外変形点間の時間に車輪速度を掛け合わせた接地面外変形長の指標をそれぞれ算出して接地面外変形長の指標比を求め、この接地面外変形長の指標の比と上記接地長の指標の比とからタイヤの姿勢角を推定し、更に、上記接地長の指標もしくは接地面外変形長の指標の平均値から荷重を推定し、これらの推定姿勢角と推定荷重とにより上記接地長の指標の比から推定した横力を補正するようにしたものである。

[0010] 請求の範囲 15に記載の発明は、請求の範囲 11に記載のタイヤの動的状態量推定方法において、タイヤ径方向のほぼ同一な断面において、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の変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形から当該タイヤの接地時間を検出し、この検出された接地時間に車輪速度を掛け合わせたタイヤの接地長の指標を算出し、上記線対称な位置における接地長の指標の差力上記タイヤに発生する横力を推定するようにしたことを特徴とする。

請求の範囲 16に記載の発明は、請求の範囲 15に記載のタイヤの動的状態量推定方法において、上記線対称な位置における変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形力当該タイヤの接地面外変形点間の時間を検出するとともに、この検出された接地面外変形点間の時間に車輪速度を掛け合わせた接地面外変形長の指標をそれぞれ算出して接地面外変形長の指標比を求め、この接地面外変形長の指標の比と上記接地長の指標の比とからタイヤの姿勢角を推定し、この推定された姿勢角により上記接地長の指標の差から推定した横力を補正するよう〖こしたことを特徴とする。

請求の範囲 17に記載の発明は、請求の範囲 7〜請求の範囲 9のいずれかに記載のタイヤの動的状態量推定方法において、上記請求の範囲 15または請求の範囲 16 に記載の接地長の指標の差から推定された横力の推定値を用いて、上記請求の範囲 7〜請求の範囲 9で推定された荷重の推定値を補正するようにしたことを特徴とする。

[0011] 請求の範囲 18に記載の発明は、請求の範囲 5に記載のタイヤの動的状態量推定方法において、上記動的状態を推定するための動的状態量を、タイヤに発生する前後力としたことを特徴とする。請求の範囲 19に記載の発明は、請求の範囲 18に記載のタイヤの動的状態量推定方法において、上記変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形力当該タイヤの接地面前後の接地面外変形点の変形量をそれぞれ検出して接地面外変形量の比を求め、この接地面外変形量の比から上記タイヤに発生する前後力を推定するようにしたことを特徴とする。

請求の範囲 20に記載の発明は、請求の範囲 19に記載のタイヤの動的状態量推定方法において、少なくとも 2箇所の接地面外変形量の比を算出し、これらの平均値からタイヤに発生する前後力を推定するようにしたものである。

請求の範囲 21に記載の発明は、請求の範囲 18に記載のタイヤの動的状態量推定方法にお!、て、踏み込み側の接地面外変形点と踏み込み側接地端との間の時間に車輪速度を掛け合わせた踏み込み側変形長さと、蹴り出し側の接地面外変形点と蹴り出し側接地端との間の時間に車輪速度を掛け合わせた蹴り出し側変形長さとを算出し、これらの比または差から上記タイヤに加わる前後力を推定するようにしたことを特徴とする。

請求の範囲 22に記載の発明は、請求の範囲 21に記載のタイヤの動的状態量推定方法において、少なくとも 2箇所の踏み込み側変形長さと蹴り出し側変形長さとの比または差を算出し、これらの平均値から上記タイヤに発生する前後力を推定することにより、横力入力時においても安定した荷重の推定を行うことができるようにしたものである。

請求の範囲 23に記載の発明は、請求の範囲 19〜請求の範囲 22のいずれかに記載のタイヤの動的状態量推定方法において、上記変形量の計測位置は、少なくとも、タイヤ径方向のほぼ同一な断面において、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を含むことを特徴とする。

請求の範囲 24に記載の発明は、タイヤの剛性が内圧と温度とにより変化することから、請求の範囲 1〜請求の範囲 23のいずれかに記載のタイヤの動的状態量推定方法にぉ、て、ホイール部ある、はタイヤにぉ、てタイヤ内圧値及びタイヤ内温度の!/ヽずれか一方または両方を検出し、上記内圧値または温度、あるいは、内圧値と温度とを用いて、上記車輪速度、及び、上記荷重または横力または前後力の推定値を補正することにより、上記推定値の推定精度を向上させるようにしたものである。

なお、タイヤ内圧は市販の内圧モニタリング装置で計測できる。また、ここでいうタイャ内温度とは、トレッド内面あるいは内圧センサ近傍の気室内、もしくはゴム内などから適宜選択されるが、タイヤの平均的な温度という観点力気室内温度を計測することが好ましい。

請求の範囲 25に記載の発明は、走行中のタイヤの動的状態量を推定するためのセンサを備えたセンサ付タイヤであって、タイヤトレッドのベルト部よりも径方向内部側に、当該タイヤの変形量を計測する複数のセンサを備えたことを特徴とするものである。

請求の範囲 26に記載の発明は、請求の範囲 25に記載のセンサ付タイヤにおいて、上記センサをインナーライナ部の内面側、インナーライナ Zプライ間、プライ間、あるいは、プライ Zベルト間の、ずれかに配設したものである。

請求の範囲 27に記載の発明は、請求の範囲 25または請求の範囲 26に記載のセンサ付タイヤにおいて、上記センサのうち、少なくとも 2つのセンサを、タイヤ径方向のほぼ同一な断面において、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置したものである。

請求の範囲 28に記載の発明は、請求の範囲 25〜請求の範囲 27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、当該タイヤの周方向歪または幅方向歪を計測するセンサとしたものである。

請求の範囲 29に記載の発明は、請求の範囲 25〜請求の範囲 27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、当該タイヤの周方向歪の変化量または幅方向歪の変化量を計測するセンサとしたものである。

請求の範囲 30に記載の発明は、請求の範囲 25〜請求の範囲 27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、当該タイヤの周方向の曲げ歪あるいは幅方向の曲げ歪を計測するセンサとしたものである。

請求の範囲 31に記載の発明は、請求の範囲 25〜請求の範囲 27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、当該タイヤの周方向の剪断歪あるいは幅方向の剪断歪を計測するセンサとしたものである。

請求の範囲 32に記載の発明は、請求の範囲 28〜請求の範囲 31のいずれかに記載のセンサ付タイヤにおいて、上記周方向または幅方向の歪、歪の変化量、曲げ歪、あるいは、剪断歪を計測する 2つのセンサ間の距離を、当該タイヤの最大幅の 1Z 2以下としたものである。

[0014] また、請求の範囲 33に記載の発明は、請求の範囲 28〜請求の範囲 32のいずれかに記載のセンサ付タイヤにおいて、上記センサの検出方向の長さを 20mm以下としたものである。

請求の範囲 34に記載の発明は、請求の範囲 25〜請求の範囲 33のいずれかに記載のセンサ付タイヤにおいて、タイヤの変形を確実に計測するとともに、長期間の検出が可能なように、上記センサを、タイヤのゴム部に加硫接着したものである。

また、請求の範囲 35に記載の発明は、請求の範囲 25〜請求の範囲 33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、インナーライナゴムに接着剤により貼り付け、かつ、ゴムまたは榭脂により被覆したものである。

[0015] 請求の範囲 36に記載の発明は、請求の範囲 25〜請求の範囲 35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、電気抵抗値の変化により上記変形量を計測するセンサとしたものである。

請求の範囲 37に記載の発明は、請求の範囲 36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。

請求の範囲 38に記載の発明は、請求の範囲 36に記載のセンサ付タイヤにおいて、上記センサを導電ゴムとしたものである。

請求の範囲 39に記載の発明は、請求の範囲 38に記載のセンサ付タイヤにおいて、上記導電ゴムの無負荷時における体積抵抗を 10⁷〜： ί0⁹ Ω πιとしたものである。請求の範囲 40に記載の発明は、請求の範囲 38または請求の範囲 39に記載のセンサ付タイヤにおいて、上記導電ゴムとして、 tan δ < 0. 1である導電ゴムを用いたものである。なお、上記 tan δの値は、 25°Cにおいて、導電ゴムに 0〜1%の繰返し歪（ 50Hz)を与えたときの値を示す。

請求の範囲 41に記載の発明は、請求の範囲 38〜請求の範囲 40のいずれかに記載のセンサ付タイヤにぉ、て、上記導電ゴムの厚さの上限値を 2mmとしたものである請求の範囲 42に記載の発明は、請求の範囲 38〜請求の範囲 41のいずれかに記載のセンサ付タイヤにおいて、上記導電ゴムの周囲を、上記導電ゴムの 100倍以上の抵抗値を有するゴムにより被覆したものである。

[0016] また、請求の範囲 43に記載の発明は、請求の範囲 25〜請求の範囲 35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、発生電荷量または発生電圧の変化により上記変形量を計測するセンサとしたものである。

請求の範囲 44に記載の発明は、請求の範囲 43に記載のセンサ付タイヤにおいて、上記センサを圧電高分子フィルム力構成したものである。

請求の範囲 45に記載の発明は、請求の範囲 44に記載のセンサ付タイヤにおいて、上記圧電高分子フィルムを PVDFフィルムとしたものである。

請求の範囲 46に記載の発明は、請求の範囲 44または請求の範囲 45に記載のセンサ付タイヤにおいて、上記圧電高分子フィルムの圧電電圧係数を 0. 05VmZN以上としたものである。

また、請求の範囲 47に記載の発明は、請求の範囲 44〜請求の範囲 46のいずれかに記載のセンサ付タイヤにお、て、上記圧電高分子フィルムの 120°Cにおける圧電電圧係数の値の 25°Cにおける圧電電圧係数値に対する低下率を 30%以下としたものである。

[0017] 請求の範囲 48に記載の発明は、走行中のタイヤの動的状態量を推定する装置であって、タイヤトレッドのインナーライナ部の内面側、もしくは、ベルト部とインナーラィナ部との間の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所に取付けられ、当該タイヤの変形量をそれぞれ計測するタイヤ変形量検出手段と、当該タイヤの車輪速を検出する車輪速センサと、上記タイヤ変形量計測手段で検出された当該タィャの変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形に基づいて、タイヤの接地時間を検出する接地時間検出手段と、上記接地時間と上記車輪速センサで検出した車輪速度とから接地長の指標をそれぞれ算出する接地長指標算出手段と、この接地長の指標の平均値を算出する手段と、接地長の指標の平均値と荷重との関係を示すマップを記憶する記憶手段と、上記算出された接地長の指標の平均値と上記マップとを用いて、上記タイヤに加わる荷重を推定する荷重推定手段とを備えたことを特徴とするものである。

請求の範囲 49に記載の発明は、走行中のタイヤの動的状態量を推定する装置であって、タイヤトレッドのインナーライナ部の内面側、もしくは、ベルト部とインナーラィナ部との間の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所に取付けられ、当該タイヤの変形量をそれぞれ計測するタイヤ変形量検出手段と、当該タイヤの車輪速を検出する車輪速センサと、上記タイヤ変形量計測手段で検出された当該タィャの変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形に基づいて、タイヤの接地面外変形点間の時間を検出する手段と、上記接地面外変形点間の時間と上記車輪速センサで検出した車輪速度とから接地面外変形長の指標をそれぞれ算出する手段と、接地面外変形長の指標の平均値を算出する手段と、接地面外変形長の指標の平均値と荷重との関係を示すマップを記憶する記憶手段と、上記算出された接地面外変形長の指標の平均値と上記マップとを用いて、上記タイヤに加わる荷重を推定する荷重推定手段とを備えたことを特徴とするものである。

請求の範囲 50に記載の発明は、走行中のタイヤの動的状態量を推定する装置であって、タイヤトレッドのインナーライナ部の内面側、もしくは、ベルト部とインナーラィナ部との間の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所に取付けられ、当該タイヤの変形量をそれぞれ計測するタイヤ変形量検出手段と、当該タイヤの車輪速を検出する車輪速センサと、上記タイヤ変形量計測手段で検出された当該タィャの変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形に基づいて、タイヤの接地時間を検出する接地時間検出手段と、上記接地時間と上記車輪速センサで検出した車輪速度とから接地長の指標をそれぞれ算出する接地長指標算出手段と、上記接地長の指標の比を算出する手段と、接地長の指標の比と横力との関係を示すマップを記憶した記憶手段と、上記接地長の指標の比と上記マップとを用いて、上記タイヤに発生する横力を推定する横力推定手段とを備えたことを特徴とするものである。

また、請求の範囲 51に記載の発明は、走行中のタイヤの動的状態量を推定する装置であって、タイヤトレッドのインナーライナ部の内面側、もしくは、ベルト部とインナ一ライナ部との間の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所に取付けられ、当該タイヤの変形量をそれぞれ計測するタイヤ変形量検出手段と、当該タィャの車輪速を検出する車輪速センサと、上記タイヤ変形量計測手段で検出された当該タイヤの変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形に基づいて、当該タイヤの接地面外変形点間の時間を検出し、この検出された接地面外変形点間の時間に車輪速度を掛け合わせた接地面外変形長の指標を算出する手段と、上記接地面外変形長の指標の比を算出する手段と、この接地面外変形長の指標の比と接地長の指標の比とキャンバー角との関係を示すマップ、及び、キャンバー角に応じて横力を補正するための補正マップを記憶した記憶手段と、上記接地面外変形長の指標の比と接地長の指標の比と上記各マップとを用いて、上記タイヤに発生する横力を推定する横力推定手段とを備えたことを特徴とするものである。

請求の範囲 52に記載の発明は、走行中のタイヤの動的状態量を推定する装置であって、タイヤトレッドのインナーライナ部の内面側、もしくは、ベルト部とインナーラィナ部との間の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所に取付けられ、当該タイヤの変形量をそれぞれ計測するタイヤ変形量検出手段と、当該タイヤの車輪速を検出する車輪速センサと、上記タイヤ変形量計測手段で検出された当該タィャの変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形に基づいて、タイヤの接地時間を検出する接地時間検出手段と、上記接地時間と上記車輪速センサで検出した車輪速度とから接地長の指標をそれぞれ算出する接地長指標算出手段と、上記接地長の指標の差を算出する手段と、接地長の指標の差と横力との関係を示すマップを記憶した記憶手段と、上記接地長の指標の差と上記マップとを用いて、上記タイヤに発生する横力を推定する横力推定手段とを備えたことを特徴とするものである。また、請求の範囲 53に記載の発明は、走行中のタイヤの動的状態量を推定する装置であって、タイヤトレッドのインナーライナ部の内面側、もしくは、ベルト部とインナ一ライナ部との間の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所に取付けられ、当該タイヤの変形量をそれぞれ計測するタイヤ変形量検出手段と、当該タィャの車輪速を検出する車輪速センサと、上記タイヤ変形量計測手段で検出された当該タイヤの変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形に基づいて、タイヤの接地時間を検出する接地時間検出手段と、上記接地時間と上記車輪速センサで検出した車輪速度とから接地長の指標をそれぞれ算出する接地長指標算出手段と、この接地長の指標の平均値を算出する手段と、接地長の指標の平均値と荷重との関係を示すマップを記憶する記憶手段と、上記算出された接地長の指標の平均値と上記マップとを用いて、上記タイヤに加わる荷重を推定する荷重推定手段とを備えるとともに、上記推定された荷重の推定値を、上記請求項 52に記載のタイャの動的状態量推定装置により推定した横力により補正する補正手段を備えるように構成したことを特徴とするものである。

請求の範囲 54に記載の発明は、走行中のタイヤの動的状態量を推定する装置であって、タイヤトレッドのインナーライナ部の内面側、もしくは、ベルト部とインナーラィナ部との間の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所に取付けられ、当該タイヤの変形量をそれぞれ計測するタイヤ変形量検出手段と、当該タイヤの車輪速を検出する車輪速センサと、上記タイヤ変形量計測手段で検出された当該タィャの変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形に基づいて、上記タイヤの接地面外変形点の変形量を検出する手段と、接地面前後における上記接地面外変形点の変形量の比を算出する手段と、接地面外変形点の変形量の比と前後力との関係を示すマップを記憶した記憶手段と、上記接地面外変形点の変形量と上記マップとを用いて、上記タイヤに加わる前後力を推定する前後力推定手段とを備えたことを特徴とするものである。

請求の範囲 55に記載の発明は、走行中のタイヤの動的状態量を推定する装置であって、タイヤトレッドのインナーライナ部の内面側、もしくは、ベルト部とインナーラィナ部との間の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所に取付けられ、当該タイヤの変形量をそれぞれ計測するタイヤ変形量検出手段と、当該タイヤの車輪速を検出する車輪速センサと、上記タイヤ変形量計測手段で検出された当該タィャの変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形に基づいて、上記タイヤの踏み込み側の接地面外変形点と踏み込み側接地端との間の時間を検出する手段と、上記タイヤの蹴り出し側の接地面外変形点と蹴り出し側接地端との間の時間を検出する手段と、上記タイヤの踏み込み側の接地面外変形点と踏み込み側接地端との間の時間と、上記タイヤの蹴り出し側の接地面外変形点と蹴り出し側接地端との間の時間とに、それぞれ、上記車輪速センサで検出した車輪速度を掛け合わせて、踏み込み側変形長さと蹴り出し側変形長さとを算出して上記踏み込み側変形長さと上記蹴り出し側変形長さとの比を演算する手段と、この踏み蹴り長さ比と前後力との関係を示すマップを記憶した記憶手段と、上記踏み蹴り長さ比と上記マツプとを用いて、上記タイヤに加わる前後力を推定する前後力推定手段とを備えたことを特徴とするものである。

請求の範囲 56に記載の発明は、請求の範囲 48〜請求の範囲 55のいずれかに記載のタイヤの動的状態量推定装置において、タイヤ内圧を計測する内圧センサ及びタイヤ内温度を計測する温度センサのいずれか一方または両方のセンサを設けるとともに、上記タイヤ変形量計測手段で計測された当該タイヤの変形量と上記計測されたタイヤ内圧及びタイヤ内温度のいずれか一方または両方の計測値とを車体側に送信する通信手段を設けたものである。

請求の範囲 57に記載の発明は、請求の範囲 56に記載のタイヤの動的状態量推定装置において、上記通信手段は、車体側から送信される電波を受信して電源電圧を発生させる手段を備えたものである。

請求の範囲 58に記載の発明は、請求の範囲 56に記載のタイヤの動的状態量推定装置に、タイヤの転動により発電する発電装置を設けたものである。

発明の効果 [0022] 本発明によれば、タイヤトレッドのベルト部よりも径方向内部側のタイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所に、歪ゲージ、導電ゴム、圧電高分子フィルムなどの当該タイヤの変形量を計測するセンサを取付けて、タイヤ周方向あるいはタィャ幅方向の引張'圧縮歪、または、引張'圧縮歪の変化量、トレッド面外曲げ歪、あるいは、剪断歪などの当該タイヤの変形量を計測し、この計測された変形量と車輪速度とから、当該タイヤの接地長または変形長を算出し、上記算出された接地長または変形長に基づいて、タイヤの動的状態を推定するためタイヤの動的状態量である、タィャに加わる荷重や、タイヤに発生する横力、前後力などのタイヤの動的状態量を精度よくかつ安定して推定することができる。

図面の簡単な説明

[0023] [図 1]本発明の最良の形態 1に係るタイヤの動的状態量推定装置の構成を示す機能ブロック図である。

[図 2]本発明に係るセンサ付タイヤを示す模式図である。

[図 3]タイヤの変形状態を示す模式図である。

[図 4]トレッド内面変形波形とその微分波形を示す図である。

[図 5]タイヤ踏面の接地形状を示す模式図である。

[図 6]荷重と平均接地長との関係を示す図である。

[図 7]タイヤ周方向の歪波形のタイヤ幅方向の歪波形を比較した図である。

[図 8]横力と接地長比との関係を示す図である。

[図 9]本発明の最良の形態 2に係るタイヤの動的状態量推定装置の構成を示す機能ブロック図である。

[図 10]キャンバー角を変えたときの横力と接地長比との関係を示す図である。

[図 11]接地長比と接地面外変形長比との関係を示す図である。

[図 12]本発明によるタイヤの動的状態量推定装置の他の構成を示す機能ブロック図である。

[図 13]横力と接地長差との関係を示す図である。

[図 14]本発明によるタイヤの動的状態量推定装置の他の構成を示す機能ブロック図である。 [図 15]本発明によるタイヤの動的状態量推定装置の他の構成を示す機能ブロック図である。

[図 16]センサとして導電ゴムを用いたときの抵抗変化波形を示す図である。

[図 17]センサとして圧電フィルムを用いたときの出力電圧波形を示す図である。

[図 18]前後力と両ショルダー部の前後接地面外変形長比の平均値との関係を示す図である。

[図 19]トレッド内面変形波形の前後力による変化を示す図である。

[図 20]歪センサの出力から推定した接地長比の時系列波形と平均接地長の時系列波形を示す図である。

符号の説明

[0024] 10 タイヤ動的状態量推定装置、 11A, 11B タイヤ変形量計測手段、

12A, 12B 送信機、 13A, 13B バッテリ、 14 接地時間検出手段、

15 車輪速センサ、 16 接地長指標算出手段、 17 荷重推定手段、

18 記憶手段、 18M マップ、

20 センサ付タイヤ、 21 タイヤトレッド、 22 インナーライナ部、

31 接地長比演算手段、 32 記憶手段、 32M マップ、 33 横力推定手段。

発明を実施するための最良の形態

[0025] 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に係るタイヤ動的状態量推定装置 10の構成を示す機能ブロック図で、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、 1 1A, 11Bは路面力もタイヤトレッド 21への入力により変形するインナーライナ部 22の変形量をそれぞれ計測するタイヤ変形量計測手段、 12A, 12Bは上記タイヤ変形量計測手段 11A, 11Bの計測データを送信するための送信機、 13A, 13Bは上記タイャ変形量計測手段 11A, 11B及び上記送信機 12A, 12Bに電力を供給するためのバッテリ、 14は上記タイヤ変形量計測手段 11A, 11Bの出力であるインナーライナ部 22の変形量の時間変化に基づいて、センサ付タイヤ 20が路面に接地している接地時間を検出する接地時間検出手段、 15は図示しないハブ部に取付けられ、走行中の車輪の速度を検出する車輪速センサ、 16はこの車輪速センサ 15で検出した車輪速度と、上記検出された接地時間とから、接地長と 1 : 1の関係にある接地長の指標 k , kを算出する接地長指標算出手段、 17は上記 2つの接地長の指標 k , kを平均

A B A B

した接地長の指標の平均値 kを算出するとともに、この接地長の指標の平均値 kと予め記憶手段 18に記憶された接地長の指標の平均値と荷重との関係を示すマップ 18 Mとを用いて、上記センサ付タイヤ 20に加わる荷重を推定する荷重推定手段であるなお、上記 2つのタイヤ変形量計測手段 11A, 11Bに対し、バッテリ及び送信機を共有してもよい。また、接地時間検出手段 14や接地長指標算出手段 16などの演算部をタイヤ側に設けて、演算結果のみを送信する形態にしてもょ、。

また、タイヤ側に、車体側から送信される電波を受信して電源電圧を発生させる電源再生回路を設けたり、タイヤの転動により発電する発電装置を設けるなどすれば、上記バッテリ 13A, 13Bを省略することができる。

本例では、上記 2つのタイヤ変形量計測手段 11A, 11Bとして、歪ゲージを用いるとともに、このタイヤ変形量計測手段 11A, 11Bを、センサ付タイヤ 20のインナーラィナ部 22の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面において、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 (例えば、 2ndブロック部）に、当該センサ付タイヤ 20の周方向の引張歪 (または圧縮歪)を検出する方向に接着剤で貼り付け、更に、榭脂で被覆した。なお、上記タイヤ変形量計測手段 11 A, 11Bを、インナーライナ部 22に加硫接着により取付け、ゴムで被着するようにしてもょ、。

センサ付タイヤ 20に荷重が加わると、図 3に示すように、上記センサ付タイヤ 20は路面に押し付けられて変形する。具体的には、タイヤトレッド 21の内面側であるインナーライナ部 22では踏み込み前と蹴り出し後において圧縮応力（歪）が加わり、接地部においては、逆に引張応力（歪）が作用する。したがって、上記タイヤ変形量計測手段 11A, 11B力は、図 4の実線で示すような、トレッド内面変形波形が出力される。この変形波形の歪変形速度が最も大きい箇所 (接地端）における時間差を算出することにより、上記センサ付タイヤ 20の接地時間を検出することができる。

ところで、上記接地端の位置はトレッド内面変形波形ではわかりにくいので、本例では、図 4の破線で示すような、上記変形波形を時間微分した微分値の時間変化波形を求め、上記微分値の時間変化波形のピーク値となる踏み側接地端の位置と蹴り側接地端の位置とをそれぞれ求めて、上記接地端間の時間を検出することにより、上記センサ付タイヤ 20の接地時間を検出するようにしている。これにより、上記センサ付タイヤ 20の接地時間を正確に検出することができる。

なお、上記変形量を計測する手段によっては、変形波形を時間積分した積分値を用いてもよい。また、簡易的な方法として、トレッド内面変形波形がベースラインと同じ値を取る点を接地端としてもょヽ。

[0027] また、センサ付タイヤ 20に横力が発生すると、図 5 (a) , (b)に示すように、その接地形状はタイヤ軸方向中心に対して一方の側の接地長が長くなり、他方の側が短くなるため、 1点の接地長のみで荷重を推定しょうとすると、横力の影響が出てしまう。すなわち、同じ荷重が加わっても、横力入力時には一方の接地長が長くなり、他方が短くなる。そこで、本例では、荷重推定手段 17において、上記タイヤ変形量計測手段 1 1A, 11Bから得られた接地長の指標の平均値 kを算出し、この算出された接地長の指標の平均値 kと、予め記憶手段 18に記憶された接地長の指標の平均値と荷重との関係を示すマップ 18Mとを用いて、タイヤに加わる荷重を求めるようにして!/、る。図 6は、フラットベルト試験機を用い、タイヤ変形量計測手段 11A, 11Bをインナーライナ部 22に取付けたセンサ付タイヤ 20を搭載した車輛を速度 60kmZhrで走行させるとともに、荷重、及び、スリップアングルを連続的に変化させた際の、荷重と平均接地長との関係を示す図で、路面はセーフティウォーク、タイヤのサイズは 225Z55 R17、内圧は 230MPaである。この平均接地長は、上記のように、タイヤ変形量計測手段 11A, 11Bの出力である歪波形を時間微分し、そのピーク間の時間に車輪速度を乗じて求めたものである。このグラフからも分力るように、横力発生中であっても、平均接地長と荷重とは良い相関を示している。したがって、このようなデータに基づいて作成された接地長の指標の平均値と荷重との関係を示すマップ 18Mを用いて、タイャに加わる荷重を求めるようにすれば、横力が発生した場合でも、タイヤに加わる荷重を精度よく求めることができる。

[0028] このように、本最良の形態 1によれば、タイヤトレッド 21のインナーライナ部 22の、タィャ径方向断面における、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タイヤ変形量計測手段 11A, 11Bを取付け、上記インナーライナ部 22の変形波形を計測して、変形波形から接地端の時間差である接地時間を検出し、この接地時間と車輪速センサ 15で検出した車輪速度とから、接地長の指標 k , kをそれぞれ算

A B

出した後、上記指標 k , kの平均値 kを算出し、この算出された接地長の指標の平均

A B

値 kと、予め記憶手段 18に記憶された接地長の指標の平均値と荷重との関係を示すマップ 18Mを用いて、タイヤに加わる荷重を求めるようにしたので、横力が発生した場合も接地長を精度よく推定することができ、タイヤに加わる荷重を正確に求めることができる。

また、本例では、インナーライナ部 22の歪を直接計測しているので、低速走行時においても信号出力ゲインはほぼ同じである。したがって、接地長を精度よく推定することができるとともに、荒れた路面、あるいは、ある程度水深のある WET路面を走行する際も歪微分波形の接地端以外の発生ピークが大きくないので、接地長の検出安定性を大幅に向上させることができる。

[0029] なお、上記最良の形態 1では、接地長の指標からタイヤに加わる荷重を推定するようにしたが、上記インナーライナ部 22の変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形力当該タイヤの接地面外変形点間の時間を検出し、この検出された接地面外変形点間の時間に車輪速度を掛け合わせた接地面外変形長の指標をそれぞれ算出して、タイヤに加わる荷重を推定するようにしてもよい。このとき、接地面外変形点として、荷重との相関性の高い、上記図 3の白丸で示した接地面前後の接地面外変形点を用いるとともに、上記接地面外変形長の指標の平均値を求め、この平均値力もタイヤに加わる荷重を推定するようにょうにすれば、タイヤに加わる荷重を精度よく推定することができる。

[0030] また、上記例では、タイヤ変形量計測手段 11A, 11Bをインナーライナ部 22の内面側に取付けたが、取付け箇所はこれに限るものではなぐインナーライナ Zプライ間、プライ間、あるいは、プライ Zベルト間など、タイヤゴム部の、路面からのタイヤトレッド 21への入力により変形する箇所であればいずれであってもよい。但し、耐久性を考慮すると、タイヤ変形量計測手段 11 A, 1 IBを取付ける箇所としては、キャップトレツド Zベルト間よりも、上記のように、タイヤトレッドのベルト部よりも径方向内部側に取付ける方が好ましい。

また、上記例では、インナーライナ部 22の周方向歪、あるいは、周方向歪の変化量を検出するようにした力トレッド面外曲げ歪や剪断歪を検出して接地時間を求めるようにしてもよい。すなわち、ベルトは路面からの入力に対してほとんど不伸長であるため、ベルトが曲げられると、上記ベルトを中立軸として、内面及び外側が伸縮する。この曲げ歪や剪断歪は上記引張'圧縮歪とほぼ同 Cf立相の波形となるので、市販の曲げ歪ゲージや 2方向歪ゲージなどをインナーライナ部 22に貼付けて上記曲げ歪や剪断歪を検出することで、タイヤの変形、すなわち、接地点やトレッド面外変形点を検出することができる。

[0031] ところで、インナーライナ部 22の内面側、あるいは、インナーライナ Zプライ間、ブラィ間、あるいは、プライ Zベルト間のゴム部のタイヤ幅方向の歪は、タイヤ周方向の歪に応じて変化するので、図 7の実線で示すタイヤ幅方向の歪波形の変形点と、図 7の一点鎖線で示すタイヤ周方向の歪波形の変形点とはほぼ同一の位置にあるので、タィャ変形量計測手段 11A, 11Bの検出方向をタイヤ幅方向とし、タイヤトレッドのべルト部よりも径方向内部側の幅方向歪、幅方向歪の変化量、あるいは、トレッド面外曲げ歪や剪断歪を検出して接地時間を求めるようにしてもよい。

このとき、上記タイヤ変形量計測手段 11A, 11Bの間の距離を、当該タイヤの最大幅の 1Z2以下とすることが好ましい。すなわち、上記距離が当該タイヤの最大幅の 1 Z2を超えると、横力が作用した場合に、上記タイヤ変形量計測手段 11A, 11Bのいずれ力接地面外に位置してしまい、変形量が検出できない恐れがあるので、上記距離を当該タイヤの最大幅の 1Z2以下、特に、 1Z3程度とすることが好ましい。

[0032] 最良の形態 2.

上記最良の形態 1では、インナーライナ部 22のタイヤ軸方向中心に対して軸方向線対称な位置の周方向歪、周方向歪の変化量、トレッド面外曲げ歪を計測して、上記 2箇所の接地長の指標 k , kの平均値 kを求め、この接地長の指標の平均値 kから

A B

センサ付タイヤ 20に加わる荷重を推定した力上記 2箇所の接地長の指標 k , kの比 Rを求め、この接地長の指標 k , kの比 Rから上記タイヤに発生する横力を推定す

A B

ることがでさる。

すなわち、センサ付タイヤ 20に横力が発生すると、上記の図 5 (a) , (b)に示したように、その接地形状はタイヤ軸方向中心に対して一方の側の接地長が長くなり、他方の側が短くなる。そこで、タイヤ踏面のタイヤ軸方向中心に対して両側に位置する 2 点の接地長を検出しこれらの比 (接地長比）と横力の大きさとの関係を調べたところ、図 8に示すように、接地長比と横力の大きさは良好な相関関係を示すことがわ力つた。したがって、タイヤ変形量計測手段 11 A, 11Bを上記センサ付タイヤ 20のインナーライナ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配置するとともに、上記接地長比 Rと横力の大きさとの関係を予め計測して、接地長比 Rと横力の大きさとの関係を示すマップ 32Mを作成しておけば、タイヤに発生する横力を推定することができる。

図 9は、本最良の形態 2に係るタイヤ動的状態量推定装置 30の構成を示す図で、このタイヤ動的状態量推定装置 30は、上記タイヤ動的状態量推定装置 10に、接地長の指標 k , kの比 R=k Zkを演算する接地長比演算手段 31と、予め記憶手段 3

A B A B

2に記憶された接地長比 Rと横力の大きさとの関係を示すマップ 32M用いて、上記センサ付タイヤ 20の発生する横力を推定する横力推定手段 33を設けたもので、これにより、タイヤに加わる荷重とタイヤに発生する横力とをともに推定することができる。なお、接地長比 Rと横力との関係は荷重によっても変化するので、図 9に示すように、上記荷重推定手段 17で推定された荷重の推定値に基づいて、上記横力推定手段 33で推定された横力を補正するようにすれば、横力の推定精度を更に向上させることがでさる。

また、接地長の指標の比 Rと横力との関係は、路面に対するタイヤの角度 (キャンバ一角）によって大きく変わる。図 10は、フラットベルト試験機を用い、タイヤ変形量計測手段 11 A, 11Bをインナーライナ部 22に取付けたセンサ付タイヤ 20を搭載した車輛を速度 60kmZhrで走行させるとともに、荷重を 5kNに固定し、スリップアングルを連続的に変えた際の、横力と接地長比との関係を示す図で、図 11は接地長比と接地面外変形長比との関係を示す図である。なお、試験路面はセーフティウォーク、タィャのサイズは 225Z55R17、内圧は 230MPaである。

接地長比は、上記のように、タイヤ変形量計測手段 11 A, 11Bの歪波形を時間微分し、そのピーク間時間に車輪速度を乗じてそれぞれ求めた接地長の比で、ここでは、キャンバー角が 0° , +3° , -3° の水準で試験した。

図 10のグラフからも分力るように、それぞれのキャンバー角では接地長比と横力とは良い相関を示しているが、キャンバー角が変わると接地長比と横力との関係はずれてしまう。例えば、横力が 0でキャンバー角が 0° では接地長比は 1である力キヤンバ一角が + 3° では接地長比が約 1. 3になる。すなわち、同じ接地形状でも、スリップアングルによるものとキャンバー角によるものとでは、タイヤの捩れ度合が異なることから、発生する横力も異なる。したがって、キャンバー角を推定して接地長比から求めた横力を補正する必要がある力キャンバー角の検出は一般的には困難であるし力しながら、上記図 3の黒丸で示した接地端間の時間から検出した接地長比尺と、白丸で示した接地面前後の接地面外変形点間の時間力検出した接地面外変形長比 Sとは、図 11に示すように、キャンバー角によって変わるので、タイヤの捩れ度合の指標として、接地長比と接地面外長比関係を求めたマップを作成し、このマップを用いて、キャンバー角を推定して、上記接地長比 Rから求めた横力を補正するようにすれば、センサ付タイヤ 20に発生する横力を精度よく推定することができる。

図 12は、上記最良の形態 2で推定した横力の推定値を補正する手段を備えたタイャ動的状態量推定装置 40の構成例を示すブロック図で、この推定装置 40では、接地時間検出手段 14及び接地長指標算出手段 16に加えて、インナーライナ部 22の変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形力当該タイヤの接地面外変形点間の時間を検出する変形時間検出手段 41を設けるとともに、上記検出された接地面外変形点間の時間と車輪速センサ 15で検出した車輪速度とを掛け合わせた接地面外変形長の指標を算出する変形長算出手段 42を設け、この変形長算出手段 42で算出した接地面外変形長の指標との比と接地長の指標との比とからキャンバー角を推定し、この推定キャンバー角を用いて上記横力の推定値を補正する。具体的には、上記変形長算出手段 42で算出した接地面外変形長の指標との比を算出する変形長比演算手段 43を設けるとともに、上記算出された接地面外変形長の指標との比と接地長算出手段 31で算出した接地長の指標との比と、予め記憶手段 44に記憶しておいた接地長比と接地面外長比とキャンバー角との関係を示すマツプ 44Mとを用いて、キャンバー角を推定するキャンバー角を推定手段 45を設けて、キャンバー角を推定する。なお、このタイヤ動的状態量推定装置 40では、上記荷重推定用のマップ 18Mと横力推定用のマップ 32Mとキャンバー角推定用のマップ 44 Mとを記憶装置 44に収納する構成とした。

また、上記タイヤ動的状態量推定装置 40では、タイヤ動的状態量推定装置 10, 3 0では荷重推定手段 17内で行っていた接地長の指標 k , kの平均値 kの演算を、平

A B

均接地長演算手段 17aにて行い、この演算された接地長の指標の平均値 kを荷重推定手段 17に送る構成として!/ヽるが、上記平均接地長演算手段 17aを荷重推定手段 17内に設けても良い。また、上記平均接地長演算手段 17aに代えて、上記変形長指標算出手段で算出した接地面外変形長の指標の平均値を求める手段を設けて、この接地面外変形長の指標の平均値を荷重推定手段 17に送ってタイヤに加わる荷重を推定するようにしてもょヽ。

また、上記図 11はスリップアングルを連続的に変えた際の接地長比と接地面外長比関係を示したものであるから、上記図 11を用いることにより、キャンバー角だけでなぐスリップアングルについても推定することができる。

更に、 4輪の姿勢角がわかれば、車輪の姿勢角に加えて路面の傾斜具合も推定できるので、これを車輛の姿勢制御に適用すれば、車輛の走行安定性を向上させることがでさる。

このように、接地面外のタイヤの変形量の情報を把えて、活用するのが、加速度センサを用いた検出ではできなヽ本発明の特徴である。

また、上記最良の形態 2では、接地長の指標 k , kの比 R=k /kからセンサ付タ

A B A B

ィャ 20の発生する横力を推定するようにしたが、接地長の指標 k , kの差 S=k— k

A B A

力横力を推定することも可能である。すなわち、図 13に示すように、タイヤ踏面の

B

タイヤ軸方向中心に対して両側に位置する 2点の接地長の指標 k , kの差 Sは、接地長の指標の比 Rと同様に良好な相関関係を示すだけでなぐその関係は荷重が変化しても殆ど変わらない。したがって、図 14に示すように、接地長指標算出手段 16で算出された接地長の指標 k , kから接地長の指標 k , kの差 S=k Zkを演算する

A B A B A B

接地長差演算手段 51と、予め記憶手段 52に記憶された接地長差 Sと横力の大きさとの関係を示すマップ 52M用いて、上記センサ付タイヤ 20の発生する横力を推定する横力推定手段 53を備えたタイヤ動的状態量推定装置 50を構成することにより、荷重の補正を行うことなぐタイヤに発生する横力を推定することができる。

[0036] また、タイヤに加わる荷重は発生する横力により変化するが、上記タイヤ動的状態量推定装置 50では、荷重の大きさに拠らずにタイヤに発生する横力を推定できるので、図 14に示すように、上記横力推定手段 53で推定された横力の推定値を用いて、荷重推定手段 17で推定した荷重の推定値を補正するようにすれば、横力が発生した際の荷重の推定値を補正することができる。すなわち、通常使用領域では平均接地長と荷重とは非常に良い相関を示すが、横力がタイヤ限界領域近傍まで大きくなると、同じ荷重でも平均接地長がやや大きくなる傾向がある。そこで、荷重が作用した際の横力と平均接地長 kとの関係を予め求めておき、上記横力の推定値と平均接地長 kとからタイヤに加わる荷重を補正するようにすれば、荷重推定の精度を更に高めることがでさる。

なお、横力の大きさはキャンバー角によって変わるので、図 15に示すように、上記タイヤ動的状態量推定装置 50に、図 12に示したタイヤ動的状態量推定装置 40に用いた変形時間検出手段 41、変形長算出手段 42、変形長比演算手段 43、及び、キヤンバ一角推定手段 45を付加したタイヤ動的状態量推定装置 50Zを構成してキャンバー角についても推定し、この推定されたキャンバー角を用いて、上記接地長差から推定した横力を補正するようにすれば、横力の推定値の精度を更に向上させることができる。

なお、上記タイヤ動的状態量推定装置 50Zでは、上記荷重推定用のマップ 18Mと横力推定用のマップ 52Mとキャンバー角推定用のマップ 44Mとを記憶装置 52Zに収納する構成とした。

[0037] なお、最良の形態 1, 2では、タイヤ変形量計測手段 11 A, 11Bとして歪ゲージを用いた場合について説明したが、タイヤ変形量計測手段 11 A, 11Bとして歪ゲージを用いた場合について説明したが、歪ゲージに代えて導電ゴムを用いてもよい。すなわち、上記歪ゲージはセンサ部が金属材料で構成されていることから、繰り返し使用に対する耐久性を考慮すると、導電ゴムが有利である。

このとき、上記導電ゴムの無負荷時における体積抵抗を 10⁷〜： ί0⁹ Ω πιとすることが好ましい。これは、体積抵抗が 10⁷ Ω πι未満であると消費電力が大きくなるだけでなく、温度上昇を伴うので、検出効率が低下するためである。逆に、体積抵抗が 10⁹ Ω πι を超えると、周囲のゴム材料に電流が流れ易くなり検出精度が低下するので、導電ゴムの無負荷時における体積抵抗は 10⁷〜10⁹ Ω πιの範囲とすることが好ましい。なお、上記導電ゴムの周囲を、タイヤのゴムの 100倍以上の抵抗値を有するゴムにより被覆すれば、体積抵抗の上限値を高くすることも可能である。

また、導電ゴムにはヒステリシスロスがあり、このヒステリシスロスが大きくなると歪波形の位相が遅れるので、上記導電ゴムとして、 tan S < 0. 1である導電ゴムを用いる必要がある。図 16は、タイヤ変形量計測手段 11 A, 11Bとして導電ゴムを用いたときの歪波形を示す図で、同図の実線は低損失 (tan δ < 0. 1)の導電ゴムで、破線は高損出（tan δ =0. 22)である。高損出の導電ゴムを用いた場合には、接地点や変形点の位置がずれてしまったり、接地点や変形点の位置を明確に特定することが困難となったりする。一方、低損失の導電ゴムを用いた場合の歪波形は、上記歪ゲージを用いた場合と同様に、接地点や変形点が明確であり、接地長や変形長を確実に算出することができる。

なお、導電ゴムの厚さが厚くなると検出精度が低下するので、上記導電ゴムの厚さの上限値を 2mmとすることが好ましい。また、上記歪ゲージや導電ゴムや、後述する圧電ポリマーなどのセンサの検出方向の長さを、例えば、 20mm以下にするなど、短くすることが必要で、これにより、接地点や変形点の位置を明確に特定することができる（なお、一般に、センサの検出方向と直角方向の長さは検出方向より短いので問題ない)。

また、上記例では、タイヤ変形量計測手段 11 A, 11Bとして歪ゲージや導電ゴムなどの電気抵抗の変化を検出するセンサを用いた場合について説明した力圧電ポリマー（ある長さの圧電フィルムまたは圧電ケーブル）を用いてもょ、。圧電ポリマー（ある長さの圧電フィルムまたは圧電ケーブル）を用いてもょ、。上記圧電ポリマーの場合には、歪んだ分だけ電荷を発生するという特性を有しているので、周方向歪の変化量、すなわち、上記歪センサの出力波形の微分値に相当する出力が得られる。したがって、タイヤ変形量計測手段 11 A, 11Bとして圧電ポリマーを用いれば、その出力波形には接地端のピークが出現するので、微分操作を行うことなぐ容易に接地時間を推定することができる。

上記圧電ポリマーとしては、圧電フィルムを使用することが好ましぐ特に、耐久性に優れ、かつ、歪による発生電圧が大きい PVDF (ポリフッ化ビ-リデン）フィルムを用いることが好ましい。ここで、タイヤ歪出力として十分な SN比を確保するためには、上記圧電フィルムの圧電電圧係数としては、 I g31 I >0. 05Vm/Nとする必要がある。

図 17 (a)は、タイヤ変形量計測手段 11 A, 11Bとして PVDFフィルムを用いたときの発生電圧波形で、図 17 (b)はその積分波形である。このように、歪出力の大きな P VDFフィルムを用いることにより、接地点や変形点の位置を明確に特定することができるので、タイヤに加わる荷重やタイヤに発生する横力を精度よく推定することができる。

このとき、上記圧電フィルムとして、 120°Cにおける圧電電圧係数の値の 25°Cにおける圧電電圧係数値に対する低下率が 30%以下となるような温度特性を有する圧電フィルムを用いれば、センサの高温安定性を確保することができるので、高温においても、荷重や横力を精度よく推定することができる。このような、圧電フィルムは、圧電フィルムをァニールすることで得ることができる。なお、上記ァニール温度は圧電フイルムの組成により異なる力上記 PVDFフィルムの場合には約 125°Cが適しているまた、上記圧電ポリマーは、消費電力も回路部のみに限られるため省電力化が図れること、フレキシブルであるので、耐久性に優れていることなど、上記歪ゲージよりも有利である。

最良の形態 3. 上記最良の形態 2では、接地長の指標の比 Rや接地面外変形長比 Sを用いてセンサ付タイヤ 20に発生する横力を推定したが、後述する前後接地面外変形長比 Zを用 V、れば、上記タイヤに発生する前後力につヽても推定することも可能である。

前後接地面外変形長比 Zは、上記図 3において白丸で示した接地面外変形点と黒丸で示した接地端との間の長さを、接地面前方 (踏み側）と接地面後方 (蹴り側）とでそれぞれ算出し、それらの比を求めたもので、後述するように、前後力と前後接地面外変形長比とは非常に良い相関を示すことから、前後力と前後接地面外変形長比 Z との関係を求めたマップを作成し、このマップを用いて、タイヤに発生する前後力を推定することができる。

図 18は、フラットベルト試験機を用い、タイヤ変形量計測手段 11A, 11Bをインナ一ライナ部 22に取付けたセンサ付タイヤ 20を搭載した車輛を速度 60kmZhrで走行させたときの前後力と両ショルダー部の前後接地面外変形長比の平均値との関係を示す図で、ここでは、スリップアングルを 0° に固定し、前後力のみを連続的に変化させた。なお、路面はセーフティウォーク、タイヤサイズは 225Z55R17、内圧は 230 MPaである。このようなデータに基づいて作成された前後接地面外変形長比と前後力との関係を示すマップを用いて、タイヤに加わる前後力を求めるようにすれば、横力が発生した場合でも、タイヤに加わる前後力を正確に推定することができる。

[0040] なお、上記例では、前後接地面外変形長比から前後力を推定したが、図 19 (a) , ( b)に示すように、前後力が加わると、トレッド内面歪の接地面前方 (踏み側）の変形量と接地面後方 (蹴り側）の変形量の大きさが異なることから、踏み側の変形量と蹴り側の変形量の大きさを比較することによつても前後力を推定することができる。

[0041] また、上記インナーライナ部 22の内面側、インナーライナ Zプライ間、ベルト間、あるいは、プライ Zベルト間などにおけるタイヤの変形量はタイヤ内圧や温度によっても変化するので、タイヤの内圧値やタイヤ温度を別途測定しておき、上記車輪速度や上記荷重、横力、前後力の推定値を補正するようにすれば、推定精度を更に向上させることがでさる。

実施例

[0042] 低速度で、かつ路面凹凸が入力する場合の、歪センサと加速度センサとの信号検出安定性の違いを確認する目的で、サイズ 185/70R14のセンサ付タイヤを準備した。センサ位置については、図 2と同様であり、歪センサ及び加速度センサをタイヤ周方向に 1ブロック分ずらした位置に装着した。ここで、上記加速度センサとしては、圧電方式のものを用い、これをタイヤ周方向加速度を計測する向きに装着した。そして、このセンサ付タイヤを排気量 1800ccの乗用車の左前輪に装着し、小さい操舵角範囲で、走行速度 20kmZhrにてスラローム試験を実施した。なお、上記タイヤの内圧値は 200kPaとした。

試験の結果、加速度センサでは、接地端におけるピークが十分大きくなぐ接地長を安定して検出することができな力つた。

これに対して、歪センサでは安定した検出を行うことができ、接地長比及び平均接地長の検出値を得ることができた。図 20 (a)は歪センサの出力から検出した接地長比の時系列波形で、図 20 (b)は平均接地長の時系列波形で、これにより、歪センサでは、加速度センサでは捉えがたい、低速走行時における接地長を精度よく検出できることが確認された。

産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明によれば、走行中に荷重、横力、前後力などが加わつた場合の当該タイヤの動的状態量を精度よくかつ安定して推定することができるので、これらの上記情報を車輛制御へフィードバックすることにより、車輛の走行安定性を格段に向上させることができる。

Claims

請求の範囲

[1] タイヤトレッドのベルト部よりも径方向内部側の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所の変形量と、車輪速度とを計測して、走行中のタイヤに荷重、横力、前後力のいずれか 1つまたは複数のタイヤ発生力が作用したときの上記タイヤの動的状態量を推定するようにしたことを特徴とするタイヤの動的状態量推定方法。

[2] 上記変形量を、インナーライナ部の内面側、インナーライナ Zプライ間、プライ間、あるいは、プライ Zベルト間のいずれかの変形量としたことを特徴とする請求の範囲 1 に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[3] 上記変形量をタイヤ周方向歪、または、周方向歪の変化量、または、周方向トレッド面外曲げ歪、または、剪断歪としたことを特徴とする請求の範囲 1または請求の範囲 2に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[4] 上記変形量をタイヤ幅方向歪、または、幅方向歪の変化量、または、幅方向トレッド面外曲げ歪または、剪断歪としたことを特徴とする請求の範囲 1または請求の範囲 2 に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[5] 上記変形量力当該タイヤの接地長または変形長を算出し、上記算出された接地長または変形長に基づいてタイヤの動的状態量を推定するようにしたことを特徴とする請求の範囲 1〜請求の範囲 4のいずれかに記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[6] 上記タイヤの動的状態を推定するための動的状態量を、タイヤに加わる荷重としたことを特徴とする請求の範囲 5に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[7] 上記少なくとも 2箇所の変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形から当該タイヤの接地時間を検出し、この検出された接地時間に車輪速度を掛け合わせた接地長の指標をそれぞれ算出するとともに、上記接地長の指標の平均値を求め、この平均値力タイヤに加わる荷重を推定するようにしたことを特徴とする請求の範囲 6に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[8] 上記少なくとも 2箇所の変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形から当該タイヤの接地面外変形点間の時間を検出し、この検出された接地面外変形点間の時間に車輪速度を掛け合わせた接地面外変形長の指標をそれぞれ算出するとともに、上記接地面外変形長の指標の平均値を求め、この平均値力タイヤに加わる荷重を推定するようにしたことを特徴とする請求の範囲 6に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

上記変形量の計測位置が、少なくともタイヤ径方向のほぼ同一な断面において、タィャ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称な 2箇所を含むようにしたことを特徴とする請求の範囲 7または請求の範囲 8に記載のタイヤの動的状態量推定方法。タイヤ径方向のほぼ同一な断面において、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の変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形カゝら当該タイヤの接地時間を検出し、この検出された接地時間に車輪速度を掛け合わせたタイヤの接地長の指標をそれぞれ算出するとともに、上記時間変化波形のいずれかから当該タイヤの接地面外変形点間の時間を検出し、この検出された接地面外変形点間の時間に車輪速度を掛け合わせた接地面外変形長の指標をそれぞれ算出し、上記各接地長の指標と各接地面外変形長の指標とからタイヤの姿勢角を推定するようにしたことを特徴とする請求の範囲 5に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

上記タイヤの動的状態を推定するための動的状態量を、タイヤに発生する横力としたことを特徴とする請求の範囲 5に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

タイヤ径方向のほぼ同一な断面において、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の変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形カゝら当該タイヤの接地時間を検出し、この検出された接地時間に車輪速度を掛け合わせたタイヤの接地長の指標を算出し、上記線対称な位置における接地長の指標の比力上記タイヤに発生する横力を推定するようにしたことを特徴とする請求の範囲 11に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

上記線対称な位置における接地長もしくは接地面外変形長の指標の平均値を算出し、この接地長の指標もしくは接地面外変形長の指標の平均値から荷重を推定し、この推定された荷重により上記接地長の指標の比力推定した横力を補正するようにしたことを特徴とする請求の範囲 12に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[14] 上記線対称な位置における変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形力当該タイヤの接地面外変形点間の時間を検出するとともに、この検出された接地面外変形点間の時間に車輪速度を掛け合わせた接地面外変形長の指標をそれぞれ算出して接地面外変形長の指標比を求め、この接地面外変形長の指標の比と上記接地長の指標の比とからタイヤの姿勢角を推定し、更に、上記接地長の指標もしくは接地面外変形長の指標の平均値から荷重を推定し、その指標の平均値から荷重を推定し、これらの推定姿勢角と推定荷重とにより上記接地長の指標の比力推定した横力を補正するようにしたことを特徴とする請求の範囲 13に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[15] タイヤ径方向のほぼ同一な断面において、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の変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形カゝら当該タイヤの接地時間を検出し、この検出された接地時間に車輪速度を掛け合わせたタイヤの接地長の指標を算出し、上記線対称な位置における接地長の指標の差力上記タイヤに発生する横力を推定するようにしたことを特徴とする請求の範囲 11に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[16] 上記線対称な位置における変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形力当該タイヤの接地面外変形点間の時間を検出するとともに、この検出された接地面外変形点間の時間に車輪速度を掛け合わせた接地面外変形長の指標をそれぞれ算出して接地面外変形長の指標比を求め、この接地面外変形長の指標の比と上記接地長の指標の比とからタイヤの姿勢角を推定し、この推定された姿勢角により上記接地長の指標の差力も推定した横力を補正するようにしたことを特徴とする請求の範囲 15に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[17] 上記請求の範囲 15または請求の範囲 16に記載の接地長の指標の差力推定された横力の推定値を用いて、上記請求の範囲 7〜請求の範囲 9で推定された荷重の推定値を補正するようにしたことを特徴とする請求の範囲 7〜請求の範囲 9に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[18] 上記動的状態を推定するための動的状態量を、タイヤに発生する前後力としたことを特徴とする請求の範囲 5に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[19] 上記変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形力当該タイャの接地面前後の接地面外変形点の変形量をそれぞれ検出して接地面外変形量の比を求め、この接地面外変形量の比から上記タイヤに発生する前後力を推定するようにしたことを特徴とする請求の範囲 18に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[20] 少なくとも 2箇所の接地面外変形量の比を算出し、これらの平均値力タイヤに発生する前後力を推定するようにしたことを特徴とする請求の範囲 19に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[21] 踏み込み側の接地面外変形点と踏み込み側接地端との間の時間に車輪速度を掛け合わせた踏み込み側変形長さと、蹴り出し側の接地面外変形点と蹴り出し側接地端との間の時間に車輪速度を掛け合わせた蹴り出し側変形長さとを算出し、これらの比または差から上記タイヤに加わる前後力を推定するようにしたことを特徴とする請求の範囲 18に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[22] 少なくとも 2箇所の踏み込み側変形長さと蹴り出し側変形長さとの比または差を算出し、これらの平均値力上記タイヤに発生する前後力を推定するようにしたことを特徴とする請求の範囲 21に記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[23] 上記変形量の計測位置は、少なくともタイヤ径方向のほぼ同一な断面において、タィャ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称な位置を含むことを特徴とする請求の範囲 19〜請求の範囲 22のいずれかに記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[24] ホイール部あるいはタイヤにぉヽてタイヤ内圧値及びタイヤ内温度の!/ヽずれか一方または両方を検出し、上記内圧値または温度、あるいは、内圧値と温度とを用いて、上記車輪速度、及び、上記荷重または横力または前後力の推定値を補正するようにしたことを特徴とする請求の範囲 1〜請求の範囲 23のいずれかに記載のタイヤの動的状態量推定方法。

[25] 走行中のタイヤの動的状態量を推定するためのセンサを備えたセンサ付タイヤであって、タイヤトレッドのベルト部よりも径方向内部側に、当該タイヤの変形量を計測する複数のセンサを備えたことを特徴とするセンサ付タイヤ。

[26] 上記センサをインナーライナ部の内面側、インナーライナ Zプライ間、プライ間、あるいは、プライ Zベルト間のいずれかに配置したことを特徴とする請求の範囲 25に記載のセンサ付タイヤ。

[27] 上記センサのうち、少なくとも 2つのセンサを、タイヤ径方向のほぼ同一な断面において、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置したことを特徴とする請求の範囲 25または請求の範囲 26に記載のセンサ付タイヤ。

[28] 上記センサを、当該タイヤの周方向歪または幅方向歪を計測するセンサとしたことを特徴とする請求の範囲 25〜請求の範囲 27のいずれかに記載のセンサ付タイヤ。

[29] 上記センサを、当該タイヤの周方向歪の変化量または幅方向歪の変化量を計測するセンサとしたことを特徴とする請求の範囲 25〜請求の範囲 27のいずれかに記載のセンサ付タイヤ。

[30] 上記センサを、当該タイヤの周方向の曲げ歪あるいは幅方向の曲げ歪を計測するセンサとしたことを特徴とする請求の範囲 25〜請求の範囲 27のいずれかに記載のセンサ付タイヤ。

[31] 上記センサを、当該タイヤの周方向の剪断歪あるいは幅方向の剪断歪を計測するセンサとしたことを特徴とする請求の範囲 25〜請求の範囲 27のいずれかに記載のセンサ付タイヤ。

[32] 上記周方向または幅方向の歪、歪の変化量、曲げ歪、あるいは、剪断歪を計測する 2つのセンサ間の距離を、当該タイヤの最大幅の 1Z2以下としたことを特徴とする請求の範囲 28〜請求の範囲 31のいずれかに記載のセンサ付タイヤ。

[33] 上記センサの検出方向の長さを 20mm以下としたことを特徴とする請求の範囲 28 〜請求の範囲 32のいずれかに記載のセンサ付タイヤ。

[34] 上記センサを、タイヤのゴム部に加硫接着したことを特徴とする請求の範囲 25〜請求の範囲 33のいずれかに記載のセンサ付タイヤ。 [35] 上記センサを、インナーライナゴムに接着剤により貼り付け、かつ、ゴムまたは榭脂により被覆したことを特徴とする請求の範囲 25〜請求の範囲 33のいずれかに記載のセンサ付タイヤ。

[36] 上記センサを電気抵抗値の変化により上記変形量を計測するセンサとしたことを特徴とする請求の範囲 25〜請求の範囲 35のいずれかに記載のセンサ付タイヤ。

[37] 上記センサを歪ゲージとしたことを特徴とする請求の範囲 36に記載のセンサ付タイャ。

[38] 上記センサを導電ゴムとしたことを特徴とする請求の範囲 36に記載のセンサ付タイャ。

[39] 上記導電ゴムの無負荷時における体積抵抗を 10⁷〜10⁹Ωπιとしたことを特徴とする請求の範囲 38に記載のセンサ付タイヤ。

[40] 上記導電ゴムとして、 tan δ < 0. 1である導電ゴムを用いたことを特徴とする請求の範囲 38または請求の範囲 39に記載のセンサ付タイヤ。

[41] 上記導電ゴムの厚さの上限値を 2mmとしたことを特徴とする請求の範囲 38〜請求の範囲 40の!、ずれかに記載のセンサ付タイヤ。

[42] 上記導電ゴムの周囲を、上記導電ゴムの 100倍以上の抵抗値を有するゴムにより被覆したことを特徴とする請求の範囲 38〜請求の範囲 41のいずれかに記載のセンサ付タイヤ。

[43] 上記センサを、発生電荷量または発生電圧の変化により上記変形量を計測するセンサとしたことを特徴とする請求の範囲 25〜請求の範囲 35のいずれかに記載のセンサ付タイヤ。

[44] 上記センサを圧電高分子フィルムカゝら構成したことを特徴とする請求の範囲 43に記載のセンサ付タイヤ。

[45] 上記圧電高分子フィルムを PVDFフィルムとしたことを特徴とする請求の範囲 44に記載のセンサ付タイヤ。

[46] 上記圧電高分子フィルムの圧電電圧係数を 0. 05VmZN以上としたことを特徴とする請求の範囲 44または請求の範囲 45に記載のセンサ付タイヤ。

[47] 上記圧電高分子フィルムの 120°Cにおける圧電電圧係数の値の 25°Cにおける圧電電圧係数値に対する低下率を 30%以下としたことを特徴とする請求の範囲 44〜請求の範囲 46のいずれかに記載のセンサ付タイヤ。

[48] タイヤトレッドのインナーライナ部の内面側、もしくは、ベルト部とインナーライナ部との間の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所に取付けられ、当該タイヤの変形量をそれぞれ計測するタイヤ変形量検出手段と、当該タイヤの車輪速を検出する車輪速センサと、上記タイヤ変形量計測手段で検出された当該タイヤの変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形に基づいて、タイャの接地時間を検出する接地時間検出手段と、上記接地時間と上記車輪速センサで検出した車輪速度とから接地長の指標をそれぞれ算出する接地長指標算出手段と、この接地長の指標の平均値を算出する手段と、接地長の指標の平均値と荷重との関係を示すマップを記憶する記憶手段と、上記算出された接地長の指標の平均値と上記マップとを用いて、上記タイヤに加わる荷重を推定する荷重推定手段とを備えたことを特徴とするタイヤの動的状態量推定装置。

[49] タイヤトレッドのインナーライナ部の内面側、もしくは、ベルト部とインナーライナ部との間の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所に取付けられ、当該タイヤの変形量をそれぞれ計測するタイヤ変形量検出手段と、当該タイヤの車輪速を検出する車輪速センサと、上記タイヤ変形量計測手段で検出された当該タイヤの変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形に基づいて、タイャの接地面外変形点間の時間を検出する手段と、上記接地面外変形点間の時間と上記車輪速センサで検出した車輪速度とから接地面外変形長の指標をそれぞれ算出する手段と、接地面外変形長の指標の平均値を算出する手段と、接地面外変形長の指標の平均値と荷重との関係を示すマップを記憶する記憶手段と、上記算出された接地面外変形長の指標の平均値と上記マップとを用いて、上記タイヤに加わる荷重を推定する荷重推定手段とを備えたことを特徴とするタイヤの動的状態量推定装置。

[50] タイヤトレッドのインナーライナ部の内面側、もしくは、ベルト部とインナーライナ部との間の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所に取付けられ、当該タイヤの変形量をそれぞれ計測するタイヤ変形量検出手段と、当該タイヤの車輪速を検出する車輪速センサと、上記タイヤ変形量計測手段で検出された当該タイヤの変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形に基づいて、タイャの接地時間を検出する接地時間検出手段と、上記接地時間と上記車輪速センサで検出した車輪速度とから接地長の指標をそれぞれ算出する接地長指標算出手段と、上記接地長の指標の比を算出する手段と、接地長の指標の比と横力との関係を示すマップを記憶した記憶手段と、上記接地長の指標の比と上記マップとを用いて、上記タイヤに発生する横力を推定する横力推定手段とを備えたことを特徴とするタイャの動的状態量推定装置。

[51] タイヤトレッドのインナーライナ部の内面側、もしくは、ベルト部とインナーライナ部との間の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所に取付けられ、当該タイヤの変形量をそれぞれ計測するタイヤ変形量検出手段と、当該タイヤの車輪速を検出する車輪速センサと、上記タイヤ変形量計測手段で検出された当該タイヤの変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形に基づいて、当該タイヤの接地面外変形点間の時間を検出し、この検出された接地面外変形点間の時間に車輪速度を掛け合わせた接地面外変形長の指標を算出する手段と、上記接地面外変形長の指標の比を算出する手段と、この接地面外変形長の指標の比と接地長の指標の比とキャンバー角との関係を示すマップ、及び、キャンバー角に応じて横力を補正するための補正マップを記憶した記憶手段と、上記接地面外変形長の指標の比と接地長の指標の比と上記各マップとを用いて、上記タイヤに発生する横力を推定する横力推定手段とを備えたことを特徴とするタイヤの動的状態量推定装置。

[52] タイヤトレッドのインナーライナ部の内面側、もしくは、ベルト部とインナーライナ部との間の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所に取付けられ、当該タイヤの変形量をそれぞれ計測するタイヤ変形量検出手段と、当該タイヤの車輪速を検出する車輪速センサと、上記タイヤ変形量計測手段で検出された当該タイヤの変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形に基づいて、タイャの接地時間を検出する接地時間検出手段と、上記接地時間と上記車輪速センサで検出した車輪速度とから接地長の指標をそれぞれ算出する接地長指標算出手段と、上記接地長の指標の差を算出する手段と、接地長の指標の差と横力との関係を示すマップを記憶した記憶手段と、上記接地長の指標の差と上記マップとを用いて、上記タイヤに発生する横力を推定する横力推定手段とを備えたことを特徴とするタイャの動的状態量推定装置。

[53] タイヤトレッドのインナーライナ部の内面側、もしくは、ベルト部とインナーライナ部との間の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所に取付けられ、当該タイヤの変形量をそれぞれ計測するタイヤ変形量検出手段と、当該タイヤの車輪速を検出する車輪速センサと、上記タイヤ変形量計測手段で検出された当該タイヤの変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形に基づいて、タイャの接地時間を検出する接地時間検出手段と、上記接地時間と上記車輪速センサで検出した車輪速度とから接地長の指標をそれぞれ算出する接地長指標算出手段と、この接地長の指標の平均値を算出する手段と、接地長の指標の平均値と荷重との関係を示すマップを記憶する記憶手段と、上記算出された接地長の指標の平均値と上記マップとを用いて、上記タイヤに加わる荷重を推定する荷重推定手段とを備えるとともに、上記推定された荷重の推定値を、上記請求項 52に記載のタイヤの動的状態量推定装置により推定した横力により補正する補正手段を備えるように構成したことを特徴とするタイヤの動的状態量推定装置。

[54] タイヤトレッドのインナーライナ部の内面側、もしくは、ベルト部とインナーライナ部との間の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所に取付けられ、当該タイヤの変形量をそれぞれ計測するタイヤ変形量検出手段と、当該タイヤの車輪速を検出する車輪速センサと、上記タイヤ変形量計測手段で検出された当該タイヤの変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形に基づいて、上記タイヤの接地面外変形点の変形量を検出する手段と、接地面前後における上記接地面外変形点の変形量の比を算出する手段と、接地面外変形点の変形量の比と前後力との関係を示すマップを記憶した記憶手段と、上記接地面外変形点の変形量と上記マップとを用いて、上記タイヤに加わる前後力を推定する前後力推定手段とを備えたことを特徴とするタイヤの動的状態量推定装置。

[55] タイヤトレッドのインナーライナ部の内面側、もしくは、ベルト部とインナーライナ部との間の、タイヤ径方向のほぼ同一な断面における少なくとも 2箇所に取付けられ、当該タイヤの変形量をそれぞれ計測するタイヤ変形量検出手段と、当該タイヤの車輪速を検出する車輪速センサと、上記タイヤ変形量計測手段で検出された当該タイヤの変形量の時間変化波形、または、上記変形量を時間微分した微分値の時間変化波形、または、上記変形量を時間積分した積分値の時間変化波形に基づいて、上記タイヤの踏み込み側の接地面外変形点と踏み込み側接地端との間の時間を検出する手段と、上記タイヤの蹴り出し側の接地面外変形点と蹴り出し側接地端との間の時間を検出する手段と、上記タイヤの踏み込み側の接地面外変形点と踏み込み側接地端との間の時間と、上記タイヤの蹴り出し側の接地面外変形点と蹴り出し側接地端との間の時間とに、それぞれ、上記車輪速センサで検出した車輪速度を掛け合わせて、踏み込み側変形長さと蹴り出し側変形長さとを算出して上記踏み込み側変形長さと上記蹴り出し側変形長さとの比を演算する手段と、この踏み蹴り長さ比と前後力との関係を示すマップを記憶した記憶手段と、上記踏み蹴り長さ比と上記マップとを用いて、上記タイヤに加わる前後力を推定する前後力推定手段とを備えたことを特徴とするタイヤの動的状態量推定装置。

[56] タイヤ内圧を計測する内圧センサ及びタイヤ内温度を計測する温度センサのヽずれか一方または両方のセンサを設けるとともに、上記タイヤ変形量計測手段で計測された当該タイヤの変形量と上記計測されたタイヤ内圧及びタイヤ内温度のいずれか一方または両方の計測値とを車体側に送信する通信手段を設けたことを特徴とする請求の範囲 48〜請求の範囲 55のいずれかに記載のタイヤの動的状態量推定装置

[57] 上記通信手段は、車体側から送信される電波を受信して電源電圧を発生させる手段を備えたことを特徴とする請求の範囲 56に記載のタイヤの動的状態量推定装置。

[58] タイヤの転動により発電する発電装置を設けたことを特徴とする請求の範囲 56に記載のタイヤの動的状態量推定装置。