WO2020071249A1 - タイヤ摩耗推定方法 - Google Patents

タイヤ摩耗推定方法

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wear
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contact time
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健太 西山
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株式会社ブリヂストン
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60C23/06—Signalling devices actuated by deformation of the tyre, e.g. tyre mounted deformation sensors or indirect determination of tyre deformation based on wheel speed, wheel-centre to ground distance or inclination of wheel axle
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant

Definitions

  • the present invention relates to a method for estimating the degree of tire wear from acceleration information detected by an acceleration sensor arranged in a tire.
  • an acceleration sensor is disposed in the tire, and a peak level on the depressed end side, which appears in a differential waveform of the acceleration in the tire radial direction kicked out detected by the acceleration sensor, or calculates the peak level of the end side, which together with an index V t deforming speed in the vicinity tire ground contact end or tire ground contact end and indicators V t of the deformation rate in the cube of the rotation time T r calculating a standardized deformation speed index V n t of the scaled, showing the relationship between the standardized and deformation speed index V n t, advance degree of wear of the tire which has been determined M and standardized deformation speed index V n t
  • a method for estimating the degree of wear of the tire from an MV map has been proposed (for example, see Patent Document 1).
  • the present invention has been made in view of the conventional problems, and estimates the degree of wear by estimating the wear measure of tires of other sizes using data from actual vehicle test of tires of some sizes. The purpose of this is to carry out efficiently.
  • the present invention provides a tire ground contact calculated from the magnitude of one or both of positive and negative peaks appearing in a radial acceleration waveform obtained by differentiating a time series waveform of a tire radial acceleration detected by an acceleration sensor mounted on a tire.
  • An index of the deformation speed in the vicinity of the end portion or the tire contact edge is a normalized deformation speed index obtained by standardizing the rotation time of the tire as a time interval of one of the positive and negative peaks.
  • a wear measure representing the degree of wear of the tire using the wear measure and a contact time ratio that is a ratio of a contact time that is a time interval between the positive peak and the negative peak with respect to the rotation time.
  • the wear measure, the ground contact time ratio, and the tire size which are determined in advance, are mutually determined. Using different tires is run wear measure obtained a relationship between the contact time ratio of's, and estimates the degree of tire wear. Thus, since it is not necessary to perform an actual vehicle test for each tire size, it is possible to efficiently estimate the degree of wear.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a deformed state of a tire. It is a figure showing an example of an acceleration differential waveform, and a calculation method of rotation time and contact time.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a tire outer diameter and a wear measure. It is a figure showing the relation between a load measure and a wear measure.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a wear measure and a remaining groove amount of a tire. 4 is a flowchart illustrating a tire wear estimation method according to the present invention.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a tire wear estimation device 10 according to the present embodiment.
  • the tire wear estimation device 10 includes an acceleration sensor 11, an acceleration waveform extraction unit 12, an acceleration differential waveform calculation unit 13, Deformation speed index calculation means 14, rotation time calculation means 15, contact time calculation means 16, standardized deformation speed index calculation means 17, contact time ratio calculation means 18, wear measure calculation means 19, data accumulation Means 20, storage means 21, and tire wear estimating means 22.
  • Each of the acceleration waveform extracting means 12 to the tire wear estimating means 22 includes, for example, computer software and a memory such as a RAM. As shown in FIG.
  • the acceleration sensor 11 is disposed substantially at the center of the inner liner portion 2 of the tire 1 on the tire air chamber 3 side, and detects a vibration input to the tread 4 of the tire 1 from the road surface as acceleration. I do.
  • the acceleration sensor 11 is arranged so that the detection direction is the tire radial direction, and the tire radial vibration input from the road surface is detected.
  • the position of the acceleration sensor 11 (strictly, the position of the surface of the tread 4 that is radially outside the acceleration sensor 11) is referred to as a measurement point.
  • the acceleration waveform extracting means 12 extracts a radial acceleration waveform which is a time-series waveform of the tire radial acceleration acting on the tread 4 detected by the acceleration sensor 11.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the radial acceleration waveform.
  • the horizontal axis represents time [sec.]
  • the vertical axis represents acceleration [G].
  • a thin solid line is a radial acceleration waveform of a new tire
  • a thick solid line is a radial acceleration waveform of a worn tire.
  • the acceleration differential waveform calculating means 13 obtains an acceleration differential waveform which is a waveform obtained by time-differentiating the time series waveform of the radial acceleration extracted by the acceleration waveform extracting means 12.
  • 5A is a diagram showing an example of an acceleration differential waveform, in which the horizontal axis represents time [sec.] And the vertical axis represents acceleration differential value [G / sec.].
  • a thin solid line is a differential acceleration waveform of a new tire
  • a thick solid line is a differential acceleration waveform of a worn tire.
  • Two peaks appear in the acceleration differential waveform.
  • Front waveform i.e., at the peak of the peak leading edge side shown at a point P f appearing earlier in time, the peak of the end side kick is P k that appears after time.
  • deformation speed index calculating unit 14 the acceleration differential value of the magnitude of the peak P f of leading edge side leading edge side (hereinafter, referred to as differential peak value V tf) it calculates the a deformation speed index V t, This is sent to the standardized deformation speed index calculating means 17.
  • the deformation speed index V t may be used kicking an acceleration differential value of the end-side kick end side derivative peak value V tk, end side kick-out the leading edge side derivative peak value V tf derivative
  • the average value with the peak value Vtk may be used.
  • rotation time calculation means 15 as shown in FIG.
  • Contact time calculating unit 16 calculates the contact time T t is the time between the peak P k end side kick peak P f of leading edge side.
  • Standardized deformation speed index calculating unit 17 the standardized deformation of the deformation speed index V t calculated by the deformation speed index calculating means 14 was normalized using the information of the rotation time T r calculated by the rotation time calculating means 15 to calculate the speed index V n t.
  • the contact time ratio calculation means 18 calculates the contact time ratio CTR by dividing the contact time Tt calculated by the contact time calculation means 16 by the rotation time Tr calculated by the rotation time calculation means 15.
  • CTR (T t / T r ). Since the contact time ratio CTR is almost proportional to the load, it is used as a measure of the load.
  • the wear measure calculating means 19 calculates a wear measure P which is a parameter corresponding to the degree of tire wear.
  • the unit of the wear measure P of the present invention is dimensionless, the influence of the tire size can be reduced.
  • the degree of wear is the same, the smaller the tire outer diameter, the smaller the wear measure.
  • CTR and the conventional wear measure P V [m] are greatly influenced by the tire size (here, the tire outer diameter).
  • the wear measure P of the present invention is used, as shown in FIG. 6B, a new tire having a large outer diameter and a wear product having a small outer diameter can be separated.
  • the storage means 21 stores a CTR-P map 21M for estimating the degree of tire wear, which is obtained in advance.
  • CTR-P map 21M includes a master line L M of the contact time ratio CTR wear products showing the relationship between wear measure P M Noto a residual groove amount obtained in advance is Y M,
  • a master line L N indicating the relationship between a new contact time ratio CTR having a remaining groove amount of Y N and a wear measure P N is drawn on the plane of the wear measure P on the horizontal axis and the wear time P on the vertical axis.
  • Y N 19 mm
  • Y M 3 mm.
  • wear tire approximate expression an expression representing a master line L N an expression representing the called tire new time approximation.
  • Wear tire approximate expression respectively a vehicle equipped with a plurality of tires having different tire sizes, obtained from the contact time ratio CTR data obtained while running wear measure P N of data in different load conditions.
  • the data and the wear measure P N of the above contact time ratio CTR data may be determined by running successively mounted one of a plurality of tires having different tire sizes on the vehicle, a plurality of different tire sizes It may be determined by running a plurality of vehicles each equipped with a tire.
  • the tire size, tire outer diameter D, the tire width W, and, together with the tire height H, wear measure P M is, as shown in equation the following positions (1), CTR and a D ( Assuming that they can be expressed by linear expressions of (W / D) and (2T / D), their parameters ⁇ 1 to ⁇ 5 are determined by regression learning.
  • P M CTR ⁇ ⁇ 1 + D ⁇ ⁇ 2 + (W / D) ⁇ ⁇ 3 + (2T / D) ⁇ ⁇ 4 + ⁇ 5 (1)
  • at least five tire types may be used.
  • the tire wear estimating means 22 uses the N sets of data (CTR k , P k ) sent from the data storage means 20 and the CTR-P map 21M stored in the storage means 21 to wear the tires. to estimate the remaining groove amount Y D is the degree of. Specifically, first, as shown in FIG. 7, N sets of data (CTR k , P k ) stored in the data storage means 20 are plotted on a CTR-P map 21M extracted from the storage means 21. Then, a regression learning is performed to obtain an approximate expression for the target tire, which is a regression line indicating the relationship between the contact time ratio CTR and the wear measure P as shown in the following expression (3).
  • the CTR-P map 21M is created using tires of a plurality of tire sizes instead of performing an actual vehicle test for each tire size.
  • the amount Y D can be estimated efficiently.
  • the conventional wear measure P V that is used divided by the tire size of the tires, Since the influence of the length can be reduced, the degree of tire wear can be accurately estimated.
  • the acceleration sensor 11 detects tire radial vibration input to the tire from the road surface by one input (step S10).
  • the radial acceleration is extracted (step S11).
  • the acceleration differentiated waveform calculating means 13 calculates the acceleration differential waveform is the time obtained by differentiating the waveform of the series waveform when radial acceleration (step S12), the magnitude of the peak P f of leading edge side of the acceleration differential waveform and a is the leading edge side derivative peak value V tf deformation speed index V t this by calculating the difference with (step S13), and the peak P k end side kick peak P f of leading edge side of the acceleration differential waveform It calculates the contact time T t is an interval, the rotation time and T r is the spacing of the peak P k1, P k2 two trailing end side (step S14).
  • step S15 calculates a value obtained by multiplying the cube of the rotation time to a modified speed indicator V t standardized deformation speed index V n t, at contact time ratio calculating means 18 Then, the contact time ratio CTR as a load measure is calculated (step S15).
  • step S17 in wear measure calculating means 19, a standardized deformation speed index V n t to calculate the wear measure P divided by the tire size of the tires, and the data of the calculated abrasion measure P, at step S15
  • the data of the calculated contact time ratio CTR is stored in the data storage unit 20.
  • step S16 it is determined whether or not the number of data of the contact time ratio CTR and the number of data of the wear measure P stored in the data storage means 20 have each reached a predetermined number N (step S16).
  • step S17 when it is determined that the number of data of the ground contact time ratio CTR and the number of data of the wear measure P do not reach the predetermined number N, the number of data becomes n until the number of data reaches the predetermined number N. , The processing of steps S10 to S17 is repeated.
  • step S18 the wear measure calculation means 19 sends the data from the data storage means 20.
  • a target tire approximation formula indicating the relationship between the contact time ratio CTR and the wear measure P is obtained by regression learning.
  • the target tire approximate expression determined in step S18, obtained in advance, abrasion tire approximate expression remaining groove weight of Y M, and the tire and new time approximate expression is remaining groove amount Y N
  • the remaining groove amount Y D of the target tire is obtained (step S19).
  • the number of tire sizes to be used is small, the accuracy of the master line L M is lowered, as in the present embodiment, it is preferred to use at least three tire size.
  • CTR-P used to map 21M wear measure P N of new tire the relationship between the contact time ratio CTR, but determined from the data during running at the time of a new, worn tires wear
  • data and wear measure P of contact time ratio CTR when a vehicle equipped with a plurality of tires having different tire sizes, respectively, were run in a variety of loading conditions A new tire approximate expression obtained from the data of M may be used. However, in this case, it is necessary to increase the number of actual vehicle tests.
  • the present invention can be described as follows.
  • Tire contact point calculated from the magnitude of one or both of the positive and negative peaks appearing in the radial acceleration waveform obtained by differentiating the time series waveform of the tire radial acceleration detected by the acceleration sensor mounted on the tire
  • a wear measure representing the wear of the tire using the wear measure and a contact time ratio that is a ratio of a contact time that is a time interval between the positive peak and the negative peak with respect to the rotation time.
  • the tire wear estimation method for estimating the degree Using the wear measure, the contact time ratio, and the relationship between the wear measure and the contact time ratio obtained by running a plurality of tires having different tire sizes, which are determined in advance, the wear of the tire.
  • a tire wear estimating method characterized by estimating a degree of tire wear.
  • the grounding time of each worn tire obtained by running a plurality of tires having different wear diameters, tire widths, and cross-sectional heights which are different from each other by a predetermined amount under different load conditions.
  • a worn tire approximate expression that approximates the relationship between the grounding time ratio of the worn tire and the wear measure, Outer diameter, tire width, and cross-sectional height obtained by running a plurality of new tires different from each other under a plurality of load conditions, using data of the grounding time ratio of each of the new tires and data of the wear measure.
  • New tire approximation formula that approximates the relationship between the ground contact time ratio and the wear measure of the new tire
  • a predetermined number of data of the contact time ratio and data of the wear measure are accumulated, and determined using the accumulated data of the contact time ratio and the data of the wear measure
  • Target tire approximation formula that approximates the relationship between the contact time ratio and the wear measure of the tire for estimating the degree of wear
  • the tire for which the degree of wear is to be estimated is new, the tire is to be estimated for the degree of wear, obtained by using the data of the contact time ratio and the data of the wear measure accumulated by running the tire for a predetermined number.
  • a value obtained by dividing the wear measure by the tire size of the ear is set as a new wear measure, and the degree of wear of the tire is estimated using the new wear measure.

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Abstract

摩耗の度合の推定を効率よく行う方法を提供するために、加速度センサーにより検出したタイヤ径方向加速度を微分した径方向加速度波形に出現するピークの大きさから算出した、タイヤ接地端部近傍における変形速度の指標をタイヤの回転時間で基準化した基準化変形速度指標を摩耗メジャーとするとともに、この摩耗メジャーと、回転時間に対する接地時間との比である接地時間比とを用いてタイヤの摩耗の度合いを推定する方法において、前記摩耗メジャーと、接地時間比と、予め求めておいた、互いにタイヤサイズの異なる複数のタイヤを走行させて得られた摩耗メジャーと接地時間比との関係を示す摩耗タイヤ近似式と、タイヤ新品時近似式とを用いて、タイヤの摩耗の度合いを推定するようにした。

Description

タイヤ摩耗推定方法
　本発明は、タイヤ内に配置された加速度センサーで検出した加速度情報から、タイヤの摩耗の度合いを推定する方法に関する。
　従来、タイヤの摩耗を推定する方法としては、タイヤ内に加速度センサーを配置し、この加速度センサーで検出され蹴り出したタイヤ径方向の加速度の微分波形に現れる、踏み込み端側のピークレベル、もしくは、端側のピークレベルを算出して、これをタイヤ接地端部またはタイヤ接地端部近傍における変形速度の指標Ｖtとするとともに、この変形速度の指標Ｖtとを回転時間Ｔrの３乗で基準化した基準化変形速度指標Ｖn tを算出し、この基準化変形速度指標Ｖn tと、予め求めておいたタイヤの摩耗の度合いＭと基準化変形速度指標Ｖn tの関係を示すＭ－Ｖマップとから当該タイヤの摩耗の度合い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）。
ＷＯ２００９/００８５０２Ａ１
　ところで、タイヤに作用する荷重が変わると、タイヤ接地端部近傍の撓み量も変わるので、上記特許文献１では、摩耗メジャーとしての基準化変形速度指標Ｖn tと荷重のメジャーである接地時間比ＣＴＲ＝（接地時間Ｔt）/（回転時間Ｔr）との関係を示したグラフを予めマップとして準備する必要があるが、そのためには、タイヤサイズ毎に実車試験を行って、前記のマップを作成する必要があった
　本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、一部のサイズのタイヤの実車試験のデータを用いて、他のサイズのタイヤの摩耗メジャーを推定することで、摩耗の度合の推定を効率よく行うことを目的とする。
　本発明は、タイヤに装着された加速度センサーにより検出したタイヤ径方向加速度の時系列波形を微分した径方向加速度波形に出現する正負のピークのいずれか一方もしくは両方の大きさから算出した、タイヤ接地端部またはタイヤ接地端部近傍における変形速度の指標を、前記正負のピークのいずれか一方のピークの時間間隔である前記タイヤの回転時間で基準化した基準化変形速度指標を当該タイヤの摩耗の度合いを表す摩耗メジャーとするとともに、この摩耗メジャーと、前記回転時間に対する前記正のピークと負のピークとの時間間隔である接地時間との比である接地時間比とを用いて当該タイヤの摩耗の度合いを推定するタイヤ摩耗推定方法において、前記摩耗メジャーと、前記接地時間比と、予め求めておいた、互いにタイヤサイズの異なる複数のタイヤを走行させて得られた摩耗メジャーと接地時間比との関係とを用いて、当該タイヤの摩耗の度合いを推定することを特徴とする。
　これにより、タイヤサイズ毎に実車試験を行う必要がないので、摩耗の度合の推定を効率よく行うことができる。
　なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。
タイヤ摩耗推定装置の構成を示す機能ブロック図である。 加速度センサーの取付け例を示す図である。 タイヤ径方向加速度波形を示す図である。 タイヤの変形状態を示す図である。 加速度微分波形の一例と回転時間と接地時間の算出方法を示す図である。 タイヤ外径と摩耗メジャーとの関係を示す図である。 荷重メジャーと摩耗メジャーとの関係を示す図である。 摩耗メジャーとタイヤの残溝量との関係を示す図である。 本発明のタイヤ摩耗推定方法を示すフローチャートである。
　図１は、本実施の形態に係るタイヤ摩耗推定装置１０の構成を示す機能ブロック図で、タイヤ摩耗推定装置１０は、加速度センサー１１と、加速度波形抽出手段１２と、加速度微分波形演算手段１３と、変形速度指標算出手段１４と、回転時間算出手段１５と、接地時間算出手段１６と、基準化変形速度指標算出手段１７と、接地時間比算出手段１８と、摩耗メジャー算出手段１９と、データ蓄積手段２０と、記憶手段２１と、タイヤ摩耗推定手段２２とを備える。
　加速度波形抽出手段１２～タイヤ摩耗推定手段２２の各手段は、例えば、コンピュータのソフトウェア、及び、ＲＡＭ等のメモリーから構成される。
　加速度センサー１１は、図２に示すように、タイヤ１のインナーライナー部２のタイヤ気室３側のほぼ中央部に配置されて、路面から当該タイヤ１のトレッド４に入力する振動を加速度として検出する。本例では、加速度センサー１１の検出方向をタイヤ径方向になるように配置して、路面から入力するタイヤ径方向振動を検出する。以下、加速度センサー１１の位置（厳密には、加速度センサー１１の径方向外側にあるトレッド４表面の位置）を計測点という。
　加速度波形抽出手段１２は加速度センサー１１で検出されたトレッド４に作用するタイヤ径方向加速度の時系列波形である径方向加速度波形を抽出する。
　図３は、径方向加速度波形の一例を示す図で、横軸は時間[sec.]、縦軸は加速度[G]である。同図において、細い実線は新品タイヤの径方向加速度波形、太い実線は摩耗したタイヤの径方向加速度波形である。
　図４に示すように、タイヤ１に荷重を加えると、タイヤが路面に接している部分（同図の接地区間）ではタイヤ中心方向に押し込められ、踏み込み端や蹴り出し端などの接地端部やその近傍は、同図の破線で示す初期プロファイルから外側に膨れる変形をする。この変形は、同図の太い実線で示す摩耗したタイヤ方が、同図の細い実線で示す新品のタイヤよりも大きいため、摩耗したタイヤでは接地端近傍におけるタイヤ径方向の変形速度が新品のタイヤよりも大きくなる。すなわち、図３の径方向加速度波形に示すように、タイヤの摩耗が進展すると、径方向加速度波形の接地端ｐf，ｐkにおける傾きが増加する。
　加速度微分波形演算手段１３は、加速度波形抽出手段１２で抽出された径方向加速度の時系列波形を時間微分した波形である加速度微分波形を求める。
　図５（ａ）は、加速度微分波形の一例を示す図で、横軸は時間[sec.]、縦軸は加速度微分値[G/sec.]である。同図において、細い実線は新品タイヤの加速度微分波形、太い実線は摩耗したタイヤの加速度微分波形である。
　加速度微分波形には、２つのピークが出現する。波形の前側、すなわち、時間的に先に現れる点Ｐfで示すピークが踏み込み端側のピークで、時間的に後に現れる点Ｐkが蹴り出し端側のピークである。
　同図に示すように、図３に示した径方向加速度波形の接地端ｐf，ｐkにおける傾きが大きいほど、加速度微分波形におけるピークＰf，Ｐkの大きさは大きくなる。
　なお、図５に示すように、加速度微分波形における踏み込み端側のピークＰfと蹴り出し端側のピークＰkとの間隔が接地時間Ｔtで、時間的に隣接する２つの蹴り出し端側のピークＰk，Ｐk+1の間隔が、タイヤが一回転する時間である回転時間Ｔrである。
　変形速度指標算出手段１４では、踏み込み端側のピークＰfの大きさである踏み込み端側の加速度微分値（以下、微分ピーク値Ｖtfという）を算出してこれを変形速度指標Ｖtとし、これを基準化変形速度指標算出手段１７に送る。なお、変形速度指標Ｖtとしては、蹴り出し端側の加速度微分値である蹴り出し端側微分ピーク値Ｖtkを用いてもよいし、踏み込み端側微分ピーク値Ｖtfと蹴り出し端側微分ピーク値Ｖtkとの平均値を用いてもよい。
　回転時間算出手段１５では、図５（ｂ）に示すように、蹴り出し端側のピークＰkが現れた時間Ｔ1とこの蹴り出し端側のピークがタイヤ１が１周してから再び現れるまでの時間Ｔ2との時間差である回転時間Ｔrを算出する。Ｔr＝Ｔ2－Ｔ1である。
　なお、蹴り出し端側のピークＰkの間隔に代えて、踏み込み端側のピークＰfの間隔から回転時間Ｔrを算出してもよい。
　接地時間算出手段１６は、踏み込み端側のピークＰfと蹴り出し端側のピークＰk間の時間である接地時間Ｔtを算出する。
　基準化変形速度指標算出手段１７は、変形速度指標算出手段１４で算出された変形速度指標Ｖtを、回転時間算出手段１５で算出した回転時間Ｔrの情報を用いて基準化した基準化変形速度指標Ｖn tを算出する。本例では、変形速度指標Ｖtに回転時間の３乗を掛け合わせた値を基準化変形速度指標Ｖn tとしている。すなわち、Ｖn t＝Ｖt・Ｔr 3である。
　接地時間比算出手段１８は、接地時間算出手段１６で算出した接地時間Ｔtを回転時間算出手段１５で算出した回転時間Ｔrで除算して、接地時間比ＣＴＲを算出する。
　ＣＴＲ＝（Ｔt/Ｔr）である。この接地時間比ＣＴＲは、荷重とほぼ比例関係にあるので、荷重のメジャーとして用いられている。
　摩耗メジャー算出手段１９は、タイヤの摩耗の度合いに対応するパラメータである摩耗メジャーＰを算出する。本発明の摩耗メジャーＰは、従来の摩耗メジャーＰVである基準化変形速度指標Ｖn tを当該タイヤのタイヤサイズで除算したもので、本例では、タイヤサイズとして、タイヤ外径Ｄを用いた。
　すなわち、本発明の摩耗メジャーＰは、Ｐ＝Ｖt・Ｔr 3・（１/Ｄ）と表せる。
　これは、従来の摩耗メジャーＰVの単位が、［ｍ/ｓ3］［ｓ3］＝［ｍ］と、タイヤ外径Ｄなどの長さの影響が残るからである。これに対し、本発明の摩耗メジャーＰの単位は無次元となるので、タイヤサイズの影響を小さくできる。
　一般に、摩耗の度合いが同程度である場合には、タイヤ外径が小さい方が摩耗メジャーも小さい。しかしながら、図６（ａ）に示すように、摩耗メジャーＰVを用いた場合には、タイヤ外径の大きな新品の方が、タイヤ外径の小さな摩耗品よりもの摩耗メジャーＰVが大きくなるなど、ＣＴＲと従来の摩耗メジャーＰV［ｍ］との関係は、タイヤサイズ（ここでは、タイヤ外径）の影響が大きい。
　これに対して、本発明の摩耗メジャーＰを用いた場合には、図６（ｂ）に示すように、タイヤ外径の大きな新品とタイヤ外径の小さな摩耗品とが分離できるので、タイヤ外径の影響が小さくなっていることがわかる。
　データ蓄積手段２０は、摩耗の度合いを推定する対象となるタイヤを搭載した車両を、様々な荷重状態で走行させて取得した、荷重のメジャーである接地時間比ＣＴＲのデータと摩耗メジャーＰのデータとを蓄積する。データの蓄積は、データ数が所定数Ｎになるまで行ない、データ数が所定数Ｎに達した時点で、Ｎ組のデータ（ＣＴＲk，Ｐk）をタイヤ摩耗推定手段２２に送る（ｋ＝１～Ｎ）。
　記憶手段２１は、予め求めておいた、タイヤの摩耗の度合いを推定するための、ＣＴＲ－Ｐマップ２１Ｍを記憶する。
　図７に示すように、ＣＴＲ－Ｐマップ２１Ｍは、予め求めておいた残溝量がＹMである摩耗品の接地時間比ＣＴＲと摩耗メジャーＰMのとの関係を示すマスターラインＬMと、残溝量がＹNである新品の接地時間比ＣＴＲと摩耗メジャーＰNとの関係を示すマスターラインＬNとを、横軸が接地時間比ＣＴＲで縦軸が摩耗メジャーＰの平面上に描画したもので、本例では、ＹN＝１９ｍｍ、ＹM＝３ｍｍとした。
　以下、マスターラインＬMを表す式を摩耗タイヤ近似式、マスターラインＬNを表す式をタイヤ新品時近似式という。
　次に、摩耗タイヤ近似式とタイヤ新品時近似式の求め方について説明する。
　摩耗タイヤ近似式は、タイヤサイズの異なる複数のタイヤを搭載した車両をそれぞれ、様々な荷重状態で走行させたときの接地時間比ＣＴＲのデータと摩耗メジャーＰNのデータとから求められる。
　なお、上記の接地時間比ＣＴＲのデータと摩耗メジャーＰNのデータは、１台の車両にタイヤサイズの異なる複数のタイヤを順次搭載して走行させ求めてもよいし、タイヤサイズの異なる複数のタイヤをそれぞれ搭載した複数の車両を走行させて求めてもよい。
　本例では、タイヤサイズを、タイヤ外径Ｄ、タイヤ幅Ｗ、及び、タイヤ高さＨとするとともに、摩耗メジャーＰMが、下記の式位置（１）に示すような、ＣＴＲとＤと（Ｗ/Ｄ）と（２Ｔ/Ｄ）との一次式で表せるとして、そのパラメータθ1～θ5を回帰学習により決定する。
　　ＰM＝ＣＴＲ・θ1＋Ｄ・θ2＋（Ｗ/Ｄ）・θ3＋（２Ｔ/Ｄ）・θ4＋θ5　……（１）
　この場合、用いるタイヤ種は少なくとも５種あればよい。
　一方、タイヤ新品時近似式は、新品のタイヤを搭載した車両を、例えば、使い始めの最初の数日間走行させて、荷重のメジャーである接地時間比ＣＴＲのデータと摩耗メジャーＰのデータとを蓄積し、これら蓄積されたデータ（ＣＴＲk，ＰNk）をプロットし、回帰学習により、下記の式（２）に示すような、接地時間比ＣＴＲと摩耗メジャーＰNとの関係を示す回帰式を求める。
　　ＰN＝ａN・ＣＴＲ＋ｂN　……（２）
　タイヤ摩耗推定手段２２は、データ蓄積手段２０から送られてくる、Ｎ組のデータ（ＣＴＲk，Ｐk）と、記憶手段２１に記憶されたＣＴＲ－Ｐマップ２１Ｍとを用いて、タイヤの摩耗の度合いである残溝量ＹDを推定する。
　具体的には、まず、図７に示すように、記憶手段２１から取出したＣＴＲ－Ｐマップ２１Ｍ上に、データ蓄積手段２０に蓄積されたＮ組のデータ（ＣＴＲk，Ｐk）をプロットし、回帰学習により、下記の式（３）に示すような、接地時間比ＣＴＲと摩耗メジャーＰとの関係を示す回帰線である対象タイヤ近似式を求める。
　　Ｐ＝ａ・ＣＴＲ＋ｂ　……（３）　
　同図の丸印が蓄積されたデータ（ＣＴＲk，Ｐk）で、直線Ｌが対象タイヤ近似式を表す直線（回帰線）である。
　次に、この対象タイヤ近似式の、接地時間比ＣＴＲの中央値ＣＴＲmにおける摩耗メジャーＰmと、この中央値ＣＴＲmにおける摩耗タイヤ近似式の摩耗メジャーＰMmと、新品タイヤ近似式の摩耗メジャーＰNmとを求める。
　図８に示すように、摩耗メジャーＰとタイヤの残溝量Ｙとは線形の関係、すなわち、（ΔＹ/ΔＰ）が一定の関係にあるので、対象タイヤの残溝量ＹDは、下記の式（４）で示す比例式から求められる。
　　（Ｐm－ＰNm）：（ＰMm－ＰNm）＝（ＹD－ＹN）：（ＹM－ＹN）　……（４）
　このように、本例では、タイヤサイズ毎に実車試験を行うのではなく、複数のタイヤサイズのタイヤを用いてＣＴＲ－Ｐマップ２１Ｍを作成しているので、タイヤの摩耗の度合いである残溝量ＹDを効率よく推定することができる。
　また、ＣＴＲ－Ｐマップ２１Ｍの作成や対象タイヤの残溝量ＹDの推定に用いる摩耗メジャーＰとして、従来の摩耗メジャーＰVを当該タイヤのタイヤサイズで除算したものを用いていることで、長さの影響を低減できるようにしたので、タイヤの摩耗の度合を精度よく推定することができる。
　次に、本実施の形態に係るタイヤ摩耗推定方法について、図９のフローチャートを参照して説明する。なお、ＣＴＲ－Ｐマップ２１Ｍの摩耗タイヤ近似式とタイヤ新品時近似式については、既に作成してあるものとする。
　まず、加速度センサー１１により、路面からタイヤに１入力するタイヤ径方向振動を検出（ステップＳ１０）した後、加速度波形抽出手段１２にて。径方向加速度を抽出する（ステップＳ１１）。
　次に、加速度微分波形演算手段１３にて、径方向加速度の時系列波形を時間微分した波形である加速度微分波形を求め（ステップＳ１２）、この加速度微分波形の踏み込み端側のピークＰfの大きさである踏み込み端側微分ピーク値Ｖtfを算出してこれを変形速度指標Ｖtとする（ステップＳ１３）とともに、加速度微分波形における踏み込み端側のピークＰfと蹴り出し端側のピークＰkとの間隔である接地時間Ｔtと、２つの蹴り出し端側のピークＰk1，Ｐk2の間隔である回転時間Ｔrとを算出する（ステップＳ１４）。
　次に、基準化変形速度指標算出手段１７にて、変形速度指標Ｖtに回転時間の３乗を掛け合わせた基準化変形速度指標Ｖn tを算出するとともに、接地時間比算出手段１８にて、荷重のメジャーとしての接地時間比ＣＴＲを算出する（ステップＳ１５）。
　ステップＳ１７では、摩耗メジャー算出手段１９にて、基準化変形速度指標Ｖn tを当該タイヤのタイヤサイズで除算した摩耗メジャーＰを算出し、この算出された摩耗メジャーＰのデータと、ステップＳ１５で算出した接地時間比ＣＴＲのデータとを、データ蓄積手段２０に蓄積する。
　次に、データ蓄積手段２０に蓄積された接地時間比ＣＴＲのデータ数と摩耗メジャーＰのデータ数がそれぞれ所定数Ｎに達したか否かを判定する（ステップＳ１６）。
　ステップＳ１７にて、接地時間比ＣＴＲのデータ数と摩耗メジャーＰのデータ数がｎが所定数Ｎに達していないと判定された場合には、前記のデータ数がｎが所定数Ｎに達するまで、ステップＳ１０～ステップＳ１７の処理を繰り返す。
　一方、接地時間比ＣＴＲのデータ数と摩耗メジャーＰのデータ数がｎが所定数Ｎに達した場合には、ステップＳ１８に進み、摩耗メジャー算出手段１９にて、データ蓄積手段２０から送られてくるＮ組のデータ（ＣＴＲk，Ｐk）から、回帰学習により接地時間比ＣＴＲと摩耗メジャーＰとの関係を示す対象タイヤ近似式を求める。
　最後に、ステップＳ１８で求めた対象タイヤ近似式と、予め求めておいた、残溝量がＹMである摩耗タイヤ近似式、及び、残溝量がＹNであるタイヤ新品時近似式とを用いて、対象タイヤの残溝量ＹDを求める（ステップＳ１９）。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。
　例えば、前記実施の形態では、摩耗メジャーＰとして、従来の摩耗メジャーＰVを当該タイヤの外径Ｄで除算したものを用いたが、タイヤ１周分の長さＴＬ＝πＤで除算してもよいし、タイヤ幅Ｗやタイヤ高さＨなどで除算してもよい。
　また、前記実施の形態では、ＣＴＲ－Ｐマップ２１Ｍに用いる摩耗メジャーＰMを、ＣＴＲとＤと（Ｗ/Ｄ）と（２Ｔ/Ｄ）との一次式としたが、例えば、ＰM＝ＣＴＲ・θ1＋Ｄ・θ2＋θ5　などの他の一次式を用いてもよい。但し、使用するタイヤサイズの数が少ないと、マスターラインＬMの精度が低下するので、本例のように、少なくとも３個のタイヤサイズを用いることが好ましい。
　また、前記実施の形態では、マスターラインＬMの作成に使用するタイヤサイズを、タイヤ外径Ｄ、タイヤ幅Ｗ、及び、タイヤ高さＨとしたが、扁平率やロードインデックスなど他のタイヤサイズを用いてもよい。
　また、前記実施の形態では、ＣＴＲ－Ｐマップ２１Ｍに用いる新品タイヤの摩耗メジャーＰNと接地時間比ＣＴＲとの関係式を、新品時の走行時のデータから求めたが、摩耗したタイヤの摩耗メジャーＰMと接地時間比ＣＴＲとの関係式と同様に、タイヤサイズの異なる複数のタイヤを搭載した車両をそれぞれ、様々な荷重状態で走行させたときの接地時間比ＣＴＲのデータと摩耗メジャーＰMのデータとから求めた新品タイヤ近似式としてもよい。但し、この場合には、実車試験の回数を多くする必要がある。
　これに対して、新品タイヤの摩耗メジャーＰNと接地時間比ＣＴＲとの関係式であるタイヤ新品時近似式を用いた場合には、実車試験を行うことなく、かつ、摩耗の度合いを求めるタイヤを用いて求められるので、タイヤの摩耗の度合いの推定精度が高くなるので、新品タイヤ近似式を用いた場合よりも好ましい。
　以上まとめると、本発明は以下のようにも記述できる。
（１）タイヤに装着された加速度センサーにより検出したタイヤ径方向加速度の時系列波形を微分した径方向加速度波形に出現する正負のピークのいずれか一方もしくは両方の大きさから算出した、タイヤ接地端部またはタイヤ接地端部近傍における変形速度の指標を、前記正負のピークのいずれか一方のピークの時間間隔である前記タイヤの回転時間で基準化した基準化変形速度指標を当該タイヤの摩耗の度合いを表す摩耗メジャーとするとともに、この摩耗メジャーと、前記回転時間に対する前記正のピークと負のピークとの時間間隔である接地時間との比である接地時間比とを用いて当該タイヤの摩耗の度合いを推定するタイヤ摩耗推定方法において、
前記摩耗メジャーと、前記接地時間比と、予め求めておいた、互いにタイヤサイズの異なる複数のタイヤを走行させて得られた摩耗メジャーと接地時間比との関係とを用いて、当該タイヤの摩耗の度合いを推定することを特徴とするタイヤ摩耗推定方法。
（２）前記タイヤサイズを、当該タイヤの外径、タイヤ幅、及び、断面高さとしたことを特徴とする上記（１）に記載のタイヤ摩耗推定方法。
（３）所定量摩耗した、新品時の外径、タイヤ幅、及び、断面高さが互いに異なる複数のタイヤをそれぞれ複数の荷重状態で走行させて得られた、前記摩耗した各タイヤの接地時間比のデータと摩耗メジャーのデータとを用いて求めた、前記摩耗したタイヤの接地時間比と摩耗メジャーとの関係を近似した摩耗タイヤ近似式と、
外径、タイヤ幅、及び、断面高さが互いに異なる複数の新品タイヤをそれぞれ複数の荷重状態で走行させて得られた、前記各新品タイヤの接地時間比のデータと摩耗メジャーのデータとを用いて求めた、前記新品タイヤの接地時間比と摩耗メジャーとの関係を近似した新品タイヤ近似式と、
摩耗の度合いを推定するタイヤを走行させて、接地時間比のデータと摩耗メジャーのデータとを所定数蓄積し、前記蓄積された接地時間比のデータと摩耗メジャーのデータとを用いて求めた、前記摩耗の度合いを推定するタイヤの接地時間比と摩耗メジャーとの関係を近似した対象タイヤ近似式と、
を用いて、前記摩耗メジャーを求めることを特徴とする上記（１）または（２）に記載のタイヤ摩耗推定方法。
（４）前記新品タイヤ近似式に代えて、
摩耗の度合いを推定するタイヤの新品時に、前記タイヤを走行させて所定数蓄積した、接地時間比のデータと摩耗メジャーのデータとを用いて求めた、前記摩耗の度合いを推定するタイヤの新品時の接地時間比と摩耗メジャーとの関係を近似したタイヤ新品時近似式を用いて、前記摩耗メジャーを求めることを特徴とする上記（３）に記載のタイヤ摩耗推定方法。
（５）前記摩耗メジャーを当該イヤのタイヤサイズで除算した値を、新たな摩耗メジャーとするとともに、この新たな摩耗メジャーを用いて当該タイヤの摩耗の度合いを推定することを特徴とする上記（１）～（４）のいずれかに記載のタイヤ摩耗推定方法。
　１　タイヤ、２　インナーライナー部、３　タイヤ気室、４　トレッド、
１０　タイヤ摩耗推定装置、１１　加速度センサー、
１２　加速度波形抽出手段、１３　加速度微分波形演算手段、
１４　変形速度指標算出手段、１５　回転時間算出手段、
１６　接地時間算出手段、１７　基準化変形速度指標算出手段、
１８　接地時間比算出手段、１９　摩耗メジャー算出手段、
２０　データ蓄積手段、２１　記憶手段、
２１Ｍ　ＣＴＲ－Ｐマップ、２２　タイヤ摩耗推定手段。

Claims (5)

  1. 　タイヤに装着された加速度センサーにより検出したタイヤ径方向加速度の時系列波形を微分した径方向加速度波形に出現する正負のピークのいずれか一方もしくは両方の大きさから算出した、タイヤ接地端部またはタイヤ接地端部近傍における変形速度の指標を、前記正負のピークのいずれか一方のピークの時間間隔である前記タイヤの回転時間で基準化した基準化変形速度指標を当該タイヤの摩耗の度合いを表す摩耗メジャーとするとともに、この摩耗メジャーと、前記回転時間に対する前記正のピークと負のピークとの時間間隔である接地時間との比である接地時間比とを用いて当該タイヤの摩耗の度合いを推定するタイヤ摩耗推定方法において、
    前記摩耗メジャーと、前記接地時間比と、予め求めておいた、互いにタイヤサイズの異なる複数のタイヤを走行させて得られた摩耗メジャーと接地時間比との関係とを用いて、当該タイヤの摩耗の度合いを推定することを特徴とするタイヤ摩耗推定方法。
  2. 　前記タイヤサイズを、当該タイヤの外径、タイヤ幅、及び、断面高さとしたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ摩耗推定方法。
  3. 　所定量摩耗した、新品時の外径、タイヤ幅、及び、断面高さが互いに異なる複数のタイヤをそれぞれ複数の荷重状態で走行させて得られた、前記摩耗した各タイヤの接地時間比のデータと摩耗メジャーのデータとを用いて求めた、前記摩耗したタイヤの接地時間比と摩耗メジャーとの関係を近似した摩耗タイヤ近似式と、
    外径、タイヤ幅、及び、断面高さが互いに異なる複数の新品タイヤをそれぞれ複数の荷重状態で走行させて得られた、前記各新品タイヤの接地時間比のデータと摩耗メジャーのデータとを用いて求めた、前記新品タイヤの接地時間比と摩耗メジャーとの関係を近似した新品タイヤ近似式と、
    摩耗の度合いを推定するタイヤを走行させて、接地時間比のデータと摩耗メジャーのデータとを所定数蓄積し、前記蓄積された接地時間比のデータと摩耗メジャーのデータとを用いて求めた、前記摩耗の度合いを推定するタイヤの接地時間比と摩耗メジャーとの関係を近似した対象タイヤ近似式と、
    を用いて、前記摩耗メジャーを求めることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ摩耗推定方法。
  4. 　前記新品タイヤ近似式に代えて、
    摩耗の度合いを推定するタイヤの新品時に、前記タイヤを走行させて所定数蓄積した、接地時間比のデータと摩耗メジャーのデータとを用いて求めた、前記摩耗の度合いを推定するタイヤの新品時の接地時間比と摩耗メジャーとの関係を近似したタイヤ新品時近似式を用いて、前記摩耗メジャーを求めることを特徴とする請求項３に記載のタイヤ摩耗推定方法。
  5. 　前記摩耗メジャーを当該タイヤのタイヤサイズで除算した値を、新たな摩耗メジャーとするとともに、この新たな摩耗メジャーを用いて当該タイヤの摩耗の度合いを推定することを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかに記載のタイヤ摩耗推定方法。
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