(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ周方向に延長する深さの異なる複数のサイプがトレッドのタイヤ周方向に沿ってそれぞれ周期的に配列されたタイヤの振動を検出し、前記タイヤの振動から前記周期に対応する振動成分を抽出し、前記振動成分の大きさからタイヤの摩耗状態を推定することを特徴とするタイヤ摩耗推定方法。
【請求項２】
タイヤ周方向に隣接するサイプ同士の深さが互いに異なっている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。
【請求項３】
前記サイプがタイヤのショルダー部に配置されてい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。  
【請求項４】
前記タイヤの振動を車両バネ下部にて検出するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のタイヤ摩耗推定方法。
【請求項５】
タイヤ周方向に延長する深さの異なる複数のサイプがトレッドのタイヤ周方向に沿ってそれぞれ周期的に配列されたタイヤの振動を検出する振動検出手段と、
前記タイヤの振動から前記周期に対応する振動成分を抽出する振動成分抽出手段と、
前記振動成分の大きさに基づいてタイヤの摩耗状態を推定する手段とを備えたことを特徴とするタイヤ摩耗推定装置。
【請求項６】
前記振動検出手段が車両バネ下部に設置されていることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ摩耗推定装置。
【請求項７】
前記推定されたタイヤの摩耗状態と予め設定された摩耗の度合いとを比較して、タイヤの摩耗が前記摩耗の度合いを超えているか否かを判定する判定手段を備えたことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のタイヤ摩耗推定装置。
【請求項８】
前記判定手段が前記摩耗の度合いを超えていると判定した場合に警報を発する警報装置を備えたことを特徴とする請求項７に記載のタイヤ摩耗推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行中のタイヤの摩耗状態を推定する方法とその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タイヤが摩耗すると排水性能が低下し、湿潤路面での制動距離が長くなる。また、スタッドレスタイヤでは、摩耗により氷雪路面上のグリップ性能が大きく低下する。更に、過度の摩耗は、トレッドベルトへ水が浸入しタイヤの破壊を引き起こすこともあるので、非常に危険である。小型乗用車の場合、タイヤの残溝量が１．６ｍｍになるとスリップサインと呼ばれるゴムの突起が溝部に現れるようになっている。車両の走行安全性を考えると、上記スリップサインの出現より前にタイヤは交換されるべきであるが、こういったメンテナンスに無関心な運転者も少なくないのが現状である。
そこで、運転者への警告のため、タイヤの摩耗を自動的に検出する技術が求められている。また、車両制御の面からも、摩耗によるタイヤ特性の変化を把握し、より安全な制御を実現することが期待されている。
【０００３】
タイヤの摩耗を推定する方法としては、車輪の回転速度を検出する車輪速センサーの検出信号から、タイヤの共振周波数成分を抽出するとともに、車輪速センサーで検出した車輪の回転速度とタイヤの共振周波数成分から求めたタイヤの共振周波数から算出される車輪の回転速度との差の関係に基づいてタイヤ摩耗量を求める方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、タイヤトレッドにトランスポンダやＩＣタグなどを埋め込んでおき、車体側に受信機を配置して、上記トランスポンダやＩＣタグが摩耗により破壊したり脱落したりして応答がなくなることにより、タイヤの摩耗を推定する方法（例えば、特許文献２〜４参照）や、タイヤトレッドに磁性材料や導電ゴムから成る推定体を埋め込んでおき、車体側にセンサーを配置して、タイヤの摩耗により上記推定体が摩耗してセンサーの検出信号が変化することを検出してタイヤの摩耗量を推定する方法が提案されている（例えば、特許文献５，６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３０９５０９５号公報
【特許文献２】特開平１０−３０７９８１号公報
【特許文献３】特開２００４−２０５４３７号公報
【特許文献４】ＵＳ２００２/０１１６９９２Ａ１
【特許文献５】特開２００３−２１４８０８号公報
【特許文献６】特開２００５−２８９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１に記載の方法では、車輪速度がある程度変動し、かつ、その状態が継続されなければ、共振周波数を算出するための十分なデータを得ることができないという制約があるため、実施条件が狭いといった問題点がある。また、タイヤの共振周波数成分と車輪の回転数との関係は、タイヤ種により異なることが予想されるので、タイヤ種によりにタイヤの共振周波数成分と車輪の回転数との関係を予め求めておく必要があった。
【０００７】
一方、前記特許文献２〜６により開示された、タイヤトレッドにトランスポンダやＩＣタグ、あるいは、磁性材料や導電ゴムなどを埋め込む方法では、摩耗が進展すると推定体やセンサーが接地面に露出するため、タイヤの耐久性への悪影響が懸念されるだけでなく、トレッドゴムとは異なる物性のゴムがタイヤトレッド表面に露出した場合には、タイヤのグリップ力が低下してしまうといった問題があった。
【０００８】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、走行中のタイヤの摩耗状態を精度よく推定する方法とその装置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】
【０００９】
タイヤのトレッドにサイプが設けられているタイヤでは、サイプが接地面内にあるときには、タイヤの転動に伴ってワイピング変形に起因する振動（タイヤ幅方向の振動）が発生する。本発明者は、鋭意検討の結果、タイヤ周方向に沿って周期的に２種類以上の異なる深さのサイプを設けて、タイヤに発生するサイプの周期に対応する前記振動の大きさを検出すれば、タイヤ摩耗が進展して深さの浅いサイプが消滅したときには、タイヤのワイピング変形の状態が変化して、前記周期に対応した振動成分の振動もなくなるので、走行中のタイヤの摩耗状態を精度よく推定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、タイヤの摩耗の度合いを推定する方法であって、タイヤ周方向に延長する深さの異なる複数のサイプがトレッドのタイヤ周方向に沿ってそれぞれ周期的に配列されたタイヤの振動を検出し、前記タイヤの振動から前記周期に対応する振動成分を抽出し、前記振動成分の大きさからタイヤの摩耗状態を推定することを特徴とする。
これにより、タイヤのワイピング変形の状態の変化を検知できるので、走行中のタイヤの摩耗状態を精度よく推定できることができる。  
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤ摩耗推定方法であってタイヤ周方向に隣接するサイプ同士の深さが互いに異なっていることを特徴とする。
これにより、１列のサイプ列で摩耗の進展の度合いを推定することができる。また、このサイプ列を、タイヤのセンターを中心してタイヤ幅方向の対称な位置に設けるようにすれば、偏摩耗の影響を少なくできる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のタイヤ摩耗推定方法において、前記サイプを、ワイピング変形が顕著に発生するタイヤのショルダー部に配置したものである。したがって、より明確な振動を検出することができるので、摩耗推定の精度を向上させることができる。  
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のタイヤ摩耗推定方法において、前記タイヤの振動を車両バネ下部にて検出するようにしたことを特徴とする。
これにより、タイヤにセンサーを設けることなく、走行中のタイヤの摩耗状態を精度よく推定することができる。また、タイヤへのセンサー取付けが不要になるので、タイヤの生産効率が向上する。また、タイヤにセンサーを装着した場合に比較してセンサーの耐久性を向上させることができるだけでなく、センサーの交換も容易となる。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、走行中のタイヤの摩耗状態を推定する装置であって、タイヤ周方向に延長する深さの異なる複数のサイプがトレッドのタイヤ周方向に沿ってそれぞれ周期的に配列されたタイヤの振動を検出する振動検出手段と、前記タイヤの振動から前記周期に対応する振動成分を抽出する振動成分抽出手段と、前記振動成分の大きさに基づいてタイヤの摩耗状態を推定する手段とを備えたことを特徴とする。
このような構成を採ることにより、タイヤのワイピング変形の状態の変化を検知できるので、走行中のタイヤの摩耗状態を精度よく推定することができる。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のタイヤ摩耗推定装置において、前記振動検出手段を車両バネ下部に設置したものである。
これにより、タイヤ部にセンサーを設けることなく、走行中のタイヤの摩耗状態を精度よく推定することができる。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載のタイヤ摩耗推定装置において、前記推定されたタイヤの摩耗状態と予め設定された摩耗の度合いとを比較して、タイヤの摩耗が前記摩耗の度合いを超えているか否かを判定する判定手段を備えたものである。
これにより、タイヤの摩耗が進展しているか否かを正確に判定することができる。
【００１５】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のタイヤ摩耗推定装置において、前記判定手段が前記摩耗の度合いを超えていると判定した場合に警報を発する警報装置を備えたことを特徴とする。
このように、タイヤ摩耗状態が予め設定された摩耗の度合いを超えた場合に、運転者に警報を発することで、運転者にタイヤの交換などを促すことができるので、車両の走行安定性を向上させることができる。
【００１６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係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。
【図２】本実施の形態に係る周期的なサイプ列が形成されたタイヤのトレッドパターンの一例を示す図である。
【図３】摩耗進展時のタイヤのトレッドパターンの一例を示す図である。
【図４】車両バネ下部の振動を回転次数比分析して得られた回転次数スペクトルの一例を示す図である。
【図５】本発明による周期的なサイプ列が形成されたタイヤのトレッドパターンの他の例を示す図である。  
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１９】
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、振動検出手段としての加速度センサー１１と、回転速度検出手段としての車輪速センサー１２と、回転信号生成手段１３と、回転次数比分析手段１４と、記憶手段１５と、回転次数成分抽出手段１６と、摩耗状態推定手段１７と、警報手段１８とを備えている。
本発明のタイヤ２０は、図２に示すように、タイヤ周方向に延びる周方向溝２２ａ〜２２ｄと、周方向溝２２ａ，２２ｂ、周方向溝２２ｂ，２２ｃ、及び、周方向溝２２ｃ，２２ｄにより区画されるリブ状の中央陸部２３ａ，２３ｂ，２３ｃと、タイヤ幅方向外側に位置する周方向溝（ショルダー溝）２２ａ，２２ｄのタイヤ幅方向外側に位置する左右のショルダー陸部２４ａ，２４ｂとを備えている。
【００２０】
左右のショルダー陸部２４ａ，２４ｂには、それぞれ、タイヤ周方向に延びるサイプ２５ａ，２５ｂが、タイヤの全周にわたって、タイヤ周方向に沿って周期的に配列されたサイプ列２５Ａ，２５Ｂが設けられている。
タイヤセンターＣＬからサイプ列２５Ａまでの距離とタイヤセンターＣＬからサイプ列２５Ｂまでの距離は等しい。一方、サイプ２５ａの深さＤaとサイプ２５ｂの深さＤbとは互いに異なっている。本例では、Ｄa＞Ｄbとした。
サイプ列２５Ａにおいてもサイプ列２５Ｂにおいても、サイプ２５ａとサイプ２５ｂとは、タイヤ周方向に沿って交互に設けられており、かつ、サイプ２５ａとサイプ２５ｂとのタイヤ周方向に沿った間隔とサイプ２５ｂとサイプ２５ａとのタイヤ周方向に沿った間隔とは同じである。この間隔をＰとすると、サイプ２５ａは周期２Ｐで配列され、サイプ２５ｂは、サイプ２５ａからタイヤ周方向に間隔Ｐだけずれて、サイプ２５ａと同じ周期２Ｐで配列されていることになる。
すなわち、本発明のタイヤ２０は、左右のショルダー陸部２４ａ，２４ｂに、パターンピッチ数がＮa＝（２πＲ0）/２Ｐとパターンピッチ数がＮb＝（２πＲ0）/（２Ｐ）の２つの周期的なパターンを有している。なお、Ｒ0は、新品時のタイヤの半径である。
本発明では、タイヤ２０の摩耗の推定を目的としているので、以下、前記周期的なパターンを、周期ではなく、パターンピッチ数で表わす。
【００２１】
加速度センサー１１は、図１に示すように、ナックル３１に取り付けられて、ホイール３２、ホイールハブ３３を介してナックル３１に伝播されるタイヤ２０の振動（以下、タイヤ振動という）を検出する。加速度センサー１１の検出方向はタイヤ幅方向である。
ナックル３１は、タイヤ２０を装着するホイール３２とともに回転するホイールハブ３３と軸受けを介して連結された車輪部３０の非回転側部品（車両バネ下部品）で、このナックル３１に図示しないブレーキ装置などが装着される。ナックル３１はサスペンション部材３４を備えた車両懸架装置の上下のアーム３５，３６と、ゴムブッシュなどの緩衝部材３７，３８を介して連結されている。
なお、加速度センサー１１を、上下のアーム３５，３６などの、ホイール３２と緩衝部材３７，３８を介して連結されている部材に取り付けると、緩衝部材３７，３８のダンパー効果によりトレッド２１の振動の検出精度が低下する。したがって、加速度センサー１１の取り付け箇所としては、車両バネ下部であっても、緩衝部材３７，３８よりもホイール３２側に設置した方が当該タイヤ２０から車両バネ下部に伝播される振動を精度良く検出することができる。
【００２２】
車輪速センサー１２は車輪の回転速度（以下、車輪速という）を検出するもので、本例では、外周部に歯車が形成され車輪とともに回転するローターと、このローターと磁気回路を構成するヨークと、磁気回路の磁束変化を検出するコイルとを備え、車輪の回転角度を検出する周知の電磁誘導型の車輪速センサーを用いている。ヨークとコイルとはナックル３１に装着される。なお、車輪速センサー１２としては、リング多極マグネットと磁気抵抗素子とを組み合わせたものなど、他の構成の車輪速センサーを用いてもよい。あるいは、図示しないトランスミッションの回転速度を検出し、これを車輪速としてもよい。
回転信号生成手段１３は、車輪速センサー１２の出力のゼロクロス点で立ち上がるパルス信号を生成して出力する。タイヤ１回転で生成されるパルス数は、ローターの歯車数もしくはリング多極マグネットの磁極数の２倍となる。したがって、パルス数を計数することで車輪速を検出することができるとともに、回転信号生成手段１３から出力されるパルス信号をサンプリングクロックとして使用することができる。サンプリングクロックは、回転速度に同期しているので、このサンプリングクロックを用いて加速度センサー１１で検出したタイヤ振動をサンプリングすれば、タイヤ１回転あたりのサンプル数が車輪速に関わらず一定となる。但し、時間的にみると、サンプリング間隔は、車輪速が遅いほど狭く、車輪速が速くなると広がる。
【００２３】
回転次数比分析手段１４は、ローパスフィルタ１４ａと、サンプリング手段１４ｂと、分析手段１４ｃとを備える。
ローパスフィルタ１４ａは、加速度センサー１１で検出したタイヤ２０のタイヤ幅方向の振動の高周波成分を除去するとともに、回転次数比分析におけるエリアジング現象（折り返し）の発生を抑制する。
サンプリング手段１４ｂは、回転信号生成手段１３から出力されるサンプリングクロックを用いて加速度センサー１１で検出したタイヤ振動をサンプリングする。
分析手段１４ｃは、このサンプリングされたタイヤ振動の振動波形をＦＦＴ処理して振動スペクトルを求める。時間間隔一定で計測された振動波形の振動スペクトル（周波数スペクトル）の横軸は周波数となるが、回転間隔一定で計測された振動波形の振動スペクトルの横軸は回転次数（Ｏｒｄｅｒ）ｎとなる。この振動スペクトルを、以下、回転次数スペクトルという。
【００２４】
記憶手段１５は、図２に示した、使用するタイヤ２０のトレッドパターン設計図から求めたサイプ列２５Ａ，２５Ｂの周期スペクトルに対応するタイヤ振動の回転次数のうちの、タイヤ摩耗の推定に用いる回転次数ＮaとＮbとを保存する。
回転次数Ｎaは、前述したパターンピッチ数に等しく、Ｎa＝（２πＲ0）/２Ｐで、回転次数Ｎbは、Ｎb＝（２πＲ0）/（Ｐ）である。本例においては、Ｎb＝２Ｎaである。
回転次数成分抽出手段１６は、回転次数比分析手段１４で求めた回転次数スペクトルから、回転次数Ｎaに対応するピークの振動レベルと回転次数Ｎbに対応するピークの振動レベルとを抽出する。
【００２５】
本発明のタイヤ２０では、サイプ列２５Ａにおいてもサイプ列２５Ｂにおいても、サイプ２５ａの深さＤaがサイプ２５ｂの深さＤbよりも深く形成されているので、トレッド２１の摩耗が進展してサイプ２５ｂが消滅すると、サイプ列２５Ａ，２５Ｂは、いずれも、図３に示すように、パターンピッチ数がＮaのサイプ列となる。
すなわち、タイヤ２０が新品のときには、左右のショルダー陸部２４ａ，２４ｂには、パターンピッチ数がＮaの周期パターンを有するサイプ（サイプ２５ａ）とパターンピッチ数がＮbの周期パターンを有するサイプ（サイプ２５ｂ）の２つの周期パターンを有するサイプがあったが、摩耗が進展すると、パターンピッチ数がＮaの周期パターンを有するサイプしかない状態となる。したがって、タイヤ２０の振動からパターンピッチ数に対応する振動成分を抽出し、この抽出された振動成分の大きさからタイヤの摩耗状態を推定すれば、タイヤ摩耗状態の推定を確実に行うことができる。
【００２６】
図４は、タイヤ２０を搭載した車両を走行させて計測した車両バネ下部の振動と、タイヤ２０のトレッド２１を、サイプ２５ｂが消滅するまで研削したタイヤを搭載した車両を走行させて計測した車両バネ下部の振動とをそれぞれ回転次数比分析して得られた回転次数スペクトルを示す図である。同図の細い実線が新品タイヤ（以下、新品モデルタイヤという）で、太い実線が研削後のタイヤ（以下、摩耗モデルタイヤという）の回転次数スペクトルである。
同図の矢印で示す１７次のピークは、タイヤ１回転で１７回振動が発生することに対応するピークで、パターンピッチ数がＮaに対応するピークである。また、３４次のピークは、タイヤ１回転で３４回振動が発生することに対応するピークで、パターンピッチ数がＮbに対応するピークである。
なお、加速度センサー１１で検出したタイヤ振動を時間間隔一定でサンプリングした場合、速度変動のために、回転間隔は不均一になるが、Lomb-Scargle  Periodgram（Scargle  J．D．1982，The Astrophysical  Journal，263，835）に代表される、不均一間隔でサンプリングしたデータから振動スペクトルを推定する手法を用いれば、回転間隔一定のサンプリングを行わなくとも、回転次数スペクトルを求めることができる。
【００２７】
摩耗状態推定手段１７は、ピーク比算出部１７ａと判定部１７ｂとを備える。
ピーク比算出部１７ａは、回転次数成分抽出手段１６で抽出された回転次数成分Ｎaに対応するピークの振動レベルＺaに対する回転次数成分Ｎbに対応するピークの振動レベルＺbの比であるピーク比Ｒ＝（Ｚb/Ｚa）を求める。
判定部１７ｂは、このピーク比Ｒと予め設定された閾値Ｒkとを比較して、走行中のタイヤ２０の摩耗状態を推定する。閾値Ｒkは、予め設定されたタイヤ２０の摩耗の度合い（以下、警告摩耗度合い）に相当するピーク比の値で、本例では、Ｒk＝１/５とした。
摩耗状態推定手段１７は、ピーク比Ｒが閾値Ｒkになった段階で、タイヤ２０の摩耗状態が警告摩耗度合いに達したという信号を警報手段１８に送る。
警報手段１８は運転席近傍に設置されて、タイヤの摩耗状態が警告摩耗度合いに達したという信号が入力されたときに、警報用のＬＥＤを点灯もしくは点滅させるなどして運転者にタイヤの摩耗状態を認識させる。なお、警報用のブザーを駆動し、警報音により、認識させるようにしてもよいし、警報用のブザーとＬＥＤとを併用してもよい。
【００２８】
次に、本実施の形態に係るタイヤ摩耗推定方法について説明する。
まず、ホイール３２に、タイヤ周方向に延びるサイプ２５ａ，２５ｂがそれぞれ周期２Ｐで配列されたサイプ列２５Ａ，２５Ｂが左右のショルダー陸部２４ａ，２４ｂに形成されたタイヤ２０を装着し、ナックル３１に取り付けた加速度センサー１１によりタイヤ２０の振動を検出するとともに、車輪速センサー１２により車輪速を検出する。加速度センサー１１は、車両バネ下部に伝播されたタイヤ２０のタイヤ幅方向の振動の時系列波形（以下、振動波形という）を検出する。
次に、タイヤ２０の振動波形を回転次数比分析手段１４にて回転次数比分析し、図４に示すような、横軸を回転次数とする回転次数スペクトルを求める。
回転次数スペクトルは、加速度センサー１１で検出したタイヤ振動を、回転信号生成手段１３から出力される車輪速のデータと車輪速のパルス信号とに基づいてサンプリングした後、ＦＦＴ処理して求められる。
そして、回転次数成分抽出手段１６により、周期２Ｐに対応する回転次数Ｎaの振動のピーク値である振動レベルＺaと、周期Ｐに対応する回転次数Ｎbの振動のピーク値である振動レベルＺbとを抽出する。
【００２９】
タイヤ２０の摩耗が進展すると、回転次数成分Ｎbに対応するピークが徐々に小さくなるので、これに応じてピーク比Ｒ＝（Ｚb/Ｚa）も小さくなる。そして、サイプ２５ｂの深さＤbと同じだけ摩耗が進展すると、回転次数成分Ｎbに対応するピークが消失するので、ピーク比Ｒはほぼゼロ（ノイズレベル）となる。
そこで、摩耗状態推定手段１７にて、ピーク比Ｒ＝（Ｚb/Ｚa）を求めるとともに、このピーク比Ｒと予め設定された閾値Ｒkとを比較し、ピーク比Ｒが閾値Ｒkに達した段階で、タイヤ２０の摩耗状態が進展して警告摩耗度合いに達したという信号を警報手段１８に送り、警報用のＬＥＤを点灯もしくは点滅させるなどして運転者にタイヤの摩耗が警告摩耗度合いに達したことを認識させる。
【００３０】
このように本実施の形態では、ナックル３１に取付けられた加速度センサー１１で、左右のショルダー陸部２４ａ，２４ｂに、タイヤ周方向に延びるサイプ２５ａ，２５ｂがそれぞれ周期２Ｐで配列されたサイプ列２５Ａ，２５Ｂが形成されたタイヤ２０の振動波形を検出して回転次数分析し回転次数スペクトルを求め、周期２Ｐに対応する回転次数Ｎaの振動レベルＺaに対する周期Ｐに対応する回転次数Ｎbの振動レベルＺbの比であるピーク比Ｒ＝（Ｚb/Ｚa）を求めるとともに、このピーク比Ｒと予め設定された閾値Ｒkとを比較し、タイヤ２０の摩耗が警告摩耗度合いに達しているか否かを推定するようにしたので、走行中のタイヤ２０の摩耗状態を精度よく推定することができる。
また、タイヤ２０の摩耗が警告摩耗度合いに達したと推定された場合には、警報を発して、これを運転者に認識させるようにしたので、車両の走行安全性を向上させることができる。
【００３１】
なお、前記実施の形態では、タイヤ２０として、左右のショルダー陸部２４ａ，２４ｂに、それぞれ、周期２Ｐのサイプ列２５Ａ，２５Ｂが形成されたタイヤを用いたが、一方のショルダー陸部２４ｂのみに周期Ｐのサイプ列２５Ｂを設けてもよい。但し、走行安定性の観点からは、本例のように、サイプ列を左右のショルダー陸部２４ａ，２４ｂに設ける方が好ましい。
また、前記例では、ピーク比Ｒ＝（Ｚb／Ｚa）を用いてタイヤ２０の摩耗の進度を推定したが、周期Ｐに対応する回転次数Ｎbに対応する振動レベルＺbに対して閾値Ｋbを設けて、振動レベルＺbが閾値Ｋb未満になった時に、タイヤ２０の摩耗が進展したと推定するようにしてもよい。
【００３３】
また、前記例では、サイプの深さを２種類（Ｄa，Ｄb；Ｄa＞Ｄb）としたが、３種類以上としてもよい。このように、サイプの深さの種類を増やすことで、摩耗進展の度合いをより細かく設定することができる。
また、前記例では、ショルダー陸部２４ａ，２４ｂに、それぞれ、同じサイプ列２５Ａ，２５Ｂを設けたが、図６に示すように、左のショルダー陸部２４ａに、深さがＤaのサイプ２５ａを、タイヤ周方向に周期Ｐで配列し、右のショルダー陸部２４ｂに、深さがＤb（Ｄa＞Ｄb）のサイプ２５ｂを、タイヤ周方向に周期Ｑで配列してもよい。但し、この場合には、トレッド２１の形状がタイヤセンターＣＬに対して非対象となるので、本例のように、左右のショルダー陸部２４ａ，２４ｂに、同じサイプ列２５Ａ，２５Ｂを設ける方が走行安定性の点からは好ましい。
【００３４】
また、前記例では、車輪速センサー１２の出力を回転信号生成手段１３に送って生成したサンプリングクロックを回転次数比分析手段１６に出力するようにしたが、車両制御手段にＣＡＮ（コントローラ・エリア・ネットワーク）が形成されている車両では、車輪速をＣＡＮから取得することが好ましい。これにより、装置をより簡便なものにできる。
【００３５】
また、前記例では、回転次数スペクトルから、周期２Ｐに対応する回転次数Ｎaの振動レベルＺaと周期Ｐに対応する回転次数Ｎbの振動レベルＺbとを求めたが、加速度センサー１１から出力されるタイヤ振動の振動波形をＦＦＴ処理して周波数スペクトルを求め、この周波数スペクトルから、周期２Ｐに対応する周波数ｆaの振動成分Ｙaと周期Ｐに対応する周波数ｆbの振動成分Ｙbとを求めて、タイヤ２０の摩耗状態を推定してもよい。但し、この場合には、周波数ｆa及び周波数ｆbは、車輪速により変化するので、周波数ｆa及び周波数ｆbを、周期Ｐa及び周期Ｐbと車輪速とを用いて算出する必要がある。
【実施例】
【００３６】
タイヤサイズが225/55R17のタイヤの左右のショルダー部に、全周にわたってかつ均等に、長さ20mmの周方向サイプを３４本形成したタイヤを作製した。周方向サイプの深さは、交互に、5mm，8mm，5mm，8mm，……とした。
このタイヤ（新品タイヤ）を装着した車両に本発明によるタイヤ摩耗推定装置を搭載し、この車両を走行させてタイヤ幅方向のバネ下振動を計測した後、タイヤ摩耗を模擬的に再現するため、このタイヤのトレッドを5mm削った摩耗模擬品タイヤを再度車両に装着して車両を走行させ、タイヤ幅方向のバネ下振動を計測した。摩耗模擬品タイヤでは、5mmの深さであったサイプは消失したが、新品時に8mmの深さであったサイプは、深さが3mmのサイプとなって残っている。
試験後、新品タイヤと摩耗模擬品タイヤのバネ下振動の回転次数分析を行って、回転次数スペクトルを求めた。
図４の細い実線で示す、新品タイヤの回転次数スペクトルでは、回転次数が１７次と回転次数が３４次付近に振動のピークが発生していたが、図４の太い実線で示す摩耗模擬品タイヤの回転次数スペクトルでは、回転次数が３４次付近のピークは消滅し、回転次数が１７次付近に振動のピークのみが残っている。これにより、３４次付近のピークの消滅を検出することにより、摩耗が進展したことを推定できることが確認された。
【００３７】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、走行中のタイヤの摩耗を精度良く推定できるので、雨天時に警告を出したり、タイヤの交換を促したりするなど、車両の走行安全性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  タイヤ摩耗推定装置、１１  加速度センサー、１２  車輪速センサー、
１３  回転信号生成手段、１４  回転次数比分析手段、１４ａ  ローパスフィルタ、
１４ｂ  サンプリング手段、１４ｃ  分析手段、１５  記憶手段、
１６  回転次数成分抽出手段、１７  摩耗状態推定手段、１７ａ  ピーク比算出部、
１７ｂ  判定部、１８  警報手段、
２０  タイヤ、２１  トレッド、２２ａ〜２２ｄ  周方向溝、
２３ａ〜２３ｃ  中央陸部、２４ａ，２４ｂ  ショルダー陸部、
２５Ａ，２５Ｂ  サイプ列、２５ａ，２５ｂ  サイプ、
３０  車輪部、３１  ナックル、３２  ホイール、３３  ホイールハブ、
３４  サスペンション部材、３５，３６  アーム、３７，３８  緩衝部材。
【図１】
0005456420.tif 000002
【図２】
0005456420.tif 000003
【図３】
0005456420.tif 000004
【図４】
0005456420.tif 000005
【図５】
0005456420.tif 000006