(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの内面側のタイヤセンター部に取付けられた加速度センサーにより走行中のタイヤの径方向加速度を検出する第１のステップと、
前記検出された径方向加速度から特定周波数帯域の振動成分の大きさである帯域値を算出する第２のステップと、
予め求めておいた正常なタイヤの帯域値と前記算出された帯域値とを比較する第３のステップと、
前記算出された帯域値が前記正常なタイヤの帯域値よりも減少しているときに、タイヤ内部に故障が発生していると判定する第４のステップとを有し、
前記特定周波数帯域は、１００Ｈｚ〜４００Ｈｚの範囲内にあり、かつ、前記径方向加速度を周波数解析して得られた周波数スペクトルに出現するピークのうちの、ピーク周波数が２番目に低いピークの周波数を含む周波数帯域であることを特徴とするタイヤ内部故障判定方法。  
【請求項２】
前記特定周波数帯域を車速に応じて変更することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ内部故障判定方法。
【請求項３】
前記帯域値が、前記径方向加速度の時系列波形の、踏み込み時に発生する踏み込みピークを含む領域である踏み込み領域の時系列波形から算出した踏み込み側帯域値、及び、蹴り出し時に発生する蹴り出しピークを含む領域である蹴り出し領域の時系列波形から算出した蹴り出し側帯域値のいずれか一方、または、踏み込み側帯域値と蹴り出し側帯域値との和であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ内部故障判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行中のタイヤにセパレーションなどのタイヤ内部故障が発生したか否かを判定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤは、カーカスプライやベルトなどの繊維または金属のコードをゴムでコーティングした部材を積層した構造を有している。このため、車両走行中に前記部材の接着部に過大な負荷が入力すると、コード端部とコーティングゴムとが剥離してゴムに亀裂が生じるソケッティングと呼ばれる現象が発生する。タイヤ周上の各部に発生したソケッティングが結合していくと、積層した部材同士が剥離するセパレーションへと発展する。
セパレーションがタイヤ周方向、タイヤ幅方向に拡大すると、走行中にタイヤバーストが発生する恐れがある。
そこで、セパレーションをタイヤバーストの発生前に検出してドライバーに警告する技術の実現が求められている。
【０００３】
従来、セパレーションなどのタイヤ内部故障を検出する方法として、タイヤ内部故障が発生しやすいタイヤショルダー部に温度センサーを埋め込んで走行中のタイヤの温度を計測し、この温度変化からタイヤ内部故障を検知する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これは、タイヤ内部故障が発生すると故障箇所の発熱が多くなって、故障箇所近傍の温度が上昇することを利用したもので、具体的には、剥離前のトレッドの温度上昇を検出してタイヤ内部故障を検知する。
また、タイヤの環状部分に所定温度範囲にキューリー点を有する感温フェライトを周方向に沿って所定ピッチで配設するとともに、車体側に環状部分と交差する環状磁路を形成する磁石と環状磁路の外周に巻き付けられたコイルを設けて、タイヤの回転に伴う磁束密度変化によりコイルに励起される起電力を測定し、この測定波形からタイヤのショルダー部の変形を間接的に検出して、タイヤ内部故障を検知する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６７４４７号公報
【特許文献２】特開２００４−６９４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、タイヤ内部に温度センサーを埋め込む方法では、センサーをセパレーションの発生するベルト端部の近傍であるタイヤショルダー部のゴムに埋設しているため、センサーと周りのゴムとの境界界面が新たなゴムの亀裂の核となってタイヤ故障を誘発する恐れがあるだけでなく、出力される信号を取り出すための計測システムが必要となり、装置が複雑になるといった問題点があった。
また、タイヤショルダー部に感温フェライトを埋設する方法では、感応フェライトをセパレーションの起きやすいショルダー部の周方向に多数埋設する必要があるので、実用上好ましくない。また、コイルに励起される起電力は、タイヤの回転速度によりタイヤへの入力が大きい場合には、感温フェライトとヨークとの距離（ギャップ）が変化するため、安定した起電力を検出することが困難である。
【０００６】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、タイヤの挙動に影響を与えることなく、セパレーションによるタイヤ内部故障が発生しているかどうかを精度よく判定することのできるタイヤ内部故障判定方法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】
【０００７】
本発明者は、セパレーションなどタイヤ内部故障が起こっていないタイヤ（正常タイヤ）とセパレーションが発生したタイヤ（故障タイヤ）の接地状態を検討した結果、故障タイヤではタイヤセンター部での接地長が短くなることがわかった。
図９（ａ），（ｂ）は、タイヤセンター部の周方向変形のプロファイルを示す図で、（ａ）図は模式図、（ｂ）図はこの模式図に示した推測に対して解析を用いて確認した結果を示す図である。また、図９（ａ）において、実線が故障タイヤ、一点鎖線が正常タイヤである。同図に示すように、故障タイヤではタイヤセンター部での接地長が短くなるのは、セパレーションによってタイヤの径方向外側への膨出量が減少したためと考えられる。
また、図１０は、車両の速度が８０km/hrであるときのタイヤセンター部におけるタイヤ径方向加速度波形の一例を示す図である。同図の一点鎖線で示す正常タイヤのタイヤ径方向加速度波形と実線で示す故障タイヤのタイヤ径方向加速度波形とを比較すると、膨出点（接地面外においてタイヤが最も外側へ膨れる点）におけるピークレベルが故障タイヤでは減少していることがわかる。
図１０において、膨出点のピークの周期は約０．００４sec.であるので、膨出点付近の振動の周波数は２４０Ｈｚ〜２５０Ｈｚであると推定される。この周波数を含む周波数領域は、タイヤ径方向加速度の時系列波形を周波数解析して得られた周波数スペクトルに出現するピークのうちの、ピーク周波数が２番目に低いピークの周波数を含む周波数帯域である。
したがって、走行中のタイヤのセンター部におけるタイヤの振動を周波数解析して得られた周波数スペクトルに出現するピークのうちの、ピーク周波数が２番目に低いピークの周波数を含む周波数領域の振動成分の大きさと正常タイヤの振動成分とを比較すれば、タイヤ内部故障が発生しているか否かを精度よく判定することができる。  
【０００８】
すなわち、本願発明は、走行中のタイヤにセパレーションなどのタイヤ内部故障が発生したか否かを判定する方法であって、タイヤの内面側のタイヤセンター部に取付けられた加速度センサーにより走行中のタイヤの径方向加速度を検出する第１のステップと、前記検出された径方向加速度から特定周波数帯域の振動成分の大きさである帯域値を算出する第２のステップと、予め求めておいた正常なタイヤの帯域値と前記算出された帯域値とを比較する第３のステップと、前記算出された帯域値が前記正常なタイヤの帯域値よりも減少しているときに、タイヤ内部に故障が発生していると判定する第４のステップとを有し、前記特定周波数帯域は、１００Ｈｚ〜４００Ｈｚの範囲内にあり、かつ、前記径方向加速度を周波数解析して得られた周波数スペクトルに出現するピークのうちの、ピーク周波数が２番目に低いピークの周波数を含む周波数帯域であることを特徴とする。
これにより、膨出点付近の振動の周波数成分を含む帯域値を確実に算出することができるので、タイヤの挙動に影響を与えることなく、タイヤ内部故障が発生しているか否かを確実に判定することができる。したがって、車両の走行安全性を向上させることができる。なお、前記周波数スペクトルに出現する最も低い振動のピークは、路面の凹凸やタイヤの固有振動（４０Ｈｚ付近）に起因する振動のピークで、本発明で使用する、２番目に低いピークは上述した膨出点付近の振動の周波数に対応する振動のピークである。
タイヤセンター部は、タイヤショルダー部に対応して用いられる用語で、トレッドに形成されているショルダー溝よりもタイヤ幅方向内側の部位を指す。
また、「セパレーション」は、一般に、タイヤを構成しているゴムとベルトやゴムとゴムとが剥離損傷する現象を指すが、コード端部とコーティングゴムとが剥離するソケッティング現象も、「セパレーション」に含まれるものとする。
【０００９】
また、本願発明は、前記特定周波数帯域を車速に応じて変更することを特徴とする。
これにより、帯域値を算出するための周波数帯域を狭く設定できるので、タイヤ内部故障の判定精度を向上させることができる。
また、本願発明は、前記帯域値を、前記径方向加速度の時系列波形の、踏み込み時に発生する踏み込みピークを含む領域である踏み込み領域の時系列波形から算出した踏み込み側帯域値、及び、蹴り出し時に発生する蹴り出しピークを含む領域である蹴り出し領域の時系列波形から算出した蹴り出し側帯域値のいずれか一方、または、踏み込み側帯域値と蹴り出し側帯域値との和としたことを特徴とする。
このように、膨出点付近の振動のピークが含まれる時間領域の加速度波形のみを用いれば、帯域値の差が顕著になるので、タイヤ内部故障の判定精度を向上させることができる。
【００１０】
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】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係るタイヤ内部故障判定装置の構成を示す図である。
【図２】タイヤの構成と加速度センサーの取付け位置を示す図である。
【図３】タイヤ径方向加速度の時系列波形とその周波数スペクトルの一例を示す図である。
【図４】セパレーションの発生箇所を示す図である。
【図５】正常タイヤと故障タイヤのフットプリントを示す図である。
【図６】セパレーションの大きさと帯域値との関係を示す図である。
【図７】セパレーションが片側のみに発生したときの加速度波形の周波数スペクトルを示す図である。
【図８】セパレーションが片側のみに発生したときのセパレーションの大きさと帯域値との関係を示す図である。
【図９】タイヤセンター部の周方向変形のプロファイルを示す図である。
【図１０】タイヤセンター部における径方向加速度波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、タイヤ内部故障判定装置１０の構成を示す図である。
タイヤ内部故障判定装置１０は加速度センサー１１と、送信機１２と、車輪速センサー１３と、受信機１４と、加速度波形抽出手段１５と、周波数解析手段１６と、帯域値算出手段１７と、故障判定手段１８と、警報手段１９とを備える。
加速度波形抽出手段１５と周波数解析手段１６と帯域値算出手段１７と故障判定手段１８とは演算装置１０Ｚを構成する。演算装置１０Ｚはマイクロコンピュータのソフトウェアにより構成され、車両の運転席近傍に設置される。
加速度センサー１１は、図２に示すように、タイヤ２０のインナーライナー２５のタイヤ気室２８側のタイヤ幅方向中央部に配置されて、当該タイヤ２０のトレッド２４に入力する振動を検出する。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、路面から入力するタイヤ径方向のトレッド振動を検出する。
送信機１２は、加速度センサー１１と一体に設けられて、加速度センサー１１の出力信号を車体側に設けられた受信機１４に送信する。
車輪速センサー１３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図示しないナックルに装着される。車輪速センサー１３で検出した車輪速のデータは帯域値算出手段１７に送られる。
【００１３】
受信機１４は、送信機１２から送信された加速度センサー１１の出力信号を受信して加速度波形抽出手段１５に送る。
加速度波形抽出手段１５は、加速度センサー１１の出力信号から、図３（ａ）に示すような、タイヤ径方向加速度の時系列波形（以下、加速度波形という）を抽出する。時系列波形の横軸は時間（sec.）で、縦軸は加速度の大きさである振動レベル（ｄＢ）である。
時系列波形に出現する前側のピークがタイヤ２０が路面に接地する時に発生する踏み込みピークで、後側のピークがタイヤ２０が路面から離れるときに発生する蹴り出しピークで、踏み込みピークと蹴り出しピークとの間の振動レベルが小さい領域がタイヤが接地している領域である。
周波数解析手段１６は、加速度波形抽出手段１５により抽出された加速度波形のうちの図３（ａ）の太い一点鎖線で囲った踏み込み前から蹴り出し後までの時間領域の加速度波形に対してＦＦＴによる周波数解析を行い、図３（ｂ）に示すような、加速度波形の周波数スペクトル（振動スペクトル）を求める。周波数スペクトルの横軸は周波数（Ｈｚ）で、縦軸は加速度の大きさである振動レベル（ｄＢ）である。
この例では、車速が４０km/hrにおける加速度波形を周波数解析した、周波数が２００Ｈｚまでの周波数スペクトルを示した。同図の一点鎖線は新品タイヤ（正常タイヤ）を搭載して走行したときの周波数スペクトルで、細い実線と太い実線とはセパレーションが発生しているタイヤ（故障タイヤ）を搭載して走行したときの周波数スペクトルである。
【００１４】
ここで、タイヤ内部故障について説明する。
タイヤ２０は、図２に示すように、カーカス２１と、ビード２２と、ベルト２３と、トレッド２４と、インナーライナー２５とを備える。
カーカス２１は当該タイヤ２０の骨格を成す部材であって、ビード２２に配置された１対のビードコア２２Ｃにトロイド状をなして跨るように設けられる。このカーカス２１のクラウン部のタイヤ径方向外側に、ベルト２３が配置される。ベルト２３はタイヤ径方向内側に位置する第１のベルト層２３ａとタイヤ径方向外側に位置する第２のベルト層２３ｂとを有する。第１及び第２のベルト層２３ａ，２３ｂは、それぞれ、スチールコードもしくは有機繊維を撚ったコードが、赤道方向に対して２０°〜７０°の角度で交錯するように配置されたもので、第１のベルト層２３ａは第２のベルト層２３ｂよりも幅広に形成されている。第１のベルト層２３ａのコードの延長方向と第２のベルト層２３ｂのコードの延長方向とは互いに交錯している。
トレッド２４はベルト２３のタイヤ径方向外側に配置されるゴム層で、表面には、トレッドパターンが形成されている。以下、トレッド２４の表面に形成されたタイヤ周方に沿って延長する周方向溝のうち、タイヤ幅方向の外側に位置する周方向溝をショルダー溝２４ａ，２４ｂといい、このショルダー溝２４ａ，２４ｂよりもタイヤ幅方向の内側をタイヤセンター部２６、外側をショルダー部２７という。
インナーライナー２５は、カーカス２１のタイヤ径方向内側に配置されたゴム状のシートで、このインナーライナー２５に加速度センサー１１が取付けられる。
【００１５】
タイヤ２０において、コード端部とコーティングゴムとが剥離してゴムに亀裂が生じるソケッティングは、主に、第１及び第２のベルト層２３ａ，２３ｂの端部で発生し、これが進展すると、図４に示すように、タイヤショルダー部２７において、第１のベルト層２３ａと第２のベルト層２３ｂとが剥離するセパレーションへと発展する。セパレーションは、タイヤ周方向にもタイヤ幅方向にも拡大する。
第１のベルト層２３ａの端部と第２のベルト層２３ｂの端部とが剥離すると、ベルト２３がショルダー部２７を拘束できず、そのため、ショルダー部２７の剛性が低下する。その結果、ショルダー部２７の接地長が長くなり、センター部２６の接地長が短くなることが予想される。
図５（ａ），（ｂ）は、セパレーションなどのタイヤ内部故障が起こっていないタイヤ（正常タイヤ）とセパレーションが発生したタイヤ（故障タイヤ）のフットプリントを示す図で、（ａ）図に示す正常タイヤではセンター部の接地長がショルダー部の接地長よりも長いのに対し、（ｂ）図に示す故障タイヤではセンター部の接地長が短くなり、ショルダー部の接地長が長くなっている。
これは、第１のベルト層２３ａや第２のベルト層２３ｂの端部にセパレーションが発生した場合に、ベルト２３がショルダー部２７を拘束できず、そのため、ショルダー部２７の剛性が低下したことに起因すると考えられる。そして、ショルダー部２７の接地長が長くなると、センター部２６が内側に凹むバックリング状態となり、その結果、センター部２６の接地長が短くなる。
【００１６】
上述したように、タイヤセンター部での接地長が短くなるのは、セパレーションによってタイヤの径方向外側への膨出量が減少したためで、その結果、故障タイヤのタイヤ径方向加速度波形の膨出点におけるピークレベルが減少する。したがって、走行中のタイヤ２０のセンター部２６のタイヤ振動を検出し、膨出点のピークの周期に相当する周波数、すなわち、図３（ｂ）に示すような、タイヤ径方向加速度の時系列波形を周波数解析して得られた周波数スペクトルに出現するピークのうちの、ピーク周波数が２番目に低いピークの周波数を含む周波数領域の帯域値を算出し、この算出された帯域値と予め求めておいた正常タイヤの帯域値とを比較すれば、タイヤ内部故障が発生しているか否かを精度よく判定することができる。
【００１７】
帯域値算出手段１７は、周波数解析手段１６で求めた周波数スペクトルから、特定周波数帯域の振動成分の大きさである帯域値を算出する。特定周波数帯域は、径方向加速度を周波数解析して得られた周波数スペクトルに出現するピークのうちの、ピーク周波数が２番目に低いピークの周波数を含む周波数帯域である。特定周波数帯域は、車輪速により異なるが、１００Ｈｚ〜４００Ｈｚの範囲内にある。図３（ｂ）の例では、車輪速が４０km/hrなので、帯域値を算出するための特定周波数帯域を［ｆa，ｆb］＝［１００Ｈｚ，２００Ｈz］に設定して帯域値Ｘabを算出する。本例では、車輪速が６０km/hrのときの特定周波数帯域を［１５０Ｈｚ，３００Ｈｚ］に設定し、車輪速が８０km/hrのときの特定周波数帯域を［２００Ｈｚ，４００Ｈｚ］に設定している。
図３（ｂ）の周波数スペクトルでは、いずれのタイヤも、３０Ｈｚ〜４０Ｈｚに第１のピークが出現し、１３０Ｈｚ〜１４０Ｈｚに第２のピークが出現している。第２のピークは、タイヤ径方向加速度波形の膨出点付近のピーク周波数に対応するピークである。
帯域値は、帯域内の各周波数点のオーバーオール値として算出される。具体的には、特定周波数帯域を［ｆa，ｆb］とし、サンプリング数をＮとし、各周波数点（ｋ）の振動レベルをＡkとすると、帯域値Ｘabは以下の式により算出される。
【数１】
0005495971.tif 000002
なお、帯域内の各周波数点の平均値を帯域値としてもよい。
【００１８】
故障判定手段１８では、帯域値算出手段１７で算出した帯域値Ｘabが予め求めておいた正常タイヤの帯域値Ｙabよりも減少しているか否かを調べ、帯域値Ｘabが帯域値Ｙabよりも減少しているときに、走行中のタイヤ２０にセパレーションなどのタイヤ内部故障が発生していると判定する。
図６（ａ），（ｂ）は、セパレーションの大きさと帯域値との関係を示す図で、セパレーションの大きさが大きいほど帯域値が減少していることがわかる。すなわち、タイヤ幅方向のセパレーションの大きさが１０ｍｍのタイヤを故障タイヤ２０Ｂとし、タイヤ幅方向のセパレーションの大きさが１５ｍｍのタイヤを故障タイヤ２０Ｃとすると、正常タイヤの帯域値Ｘab（Ａ）も故障タイヤ２０Ｂの帯域値Ｘab（Ｂ）も故障タイヤ２０Ｃの帯域値Ｘab（Ｃ）も、いずれも、車輪速が大きくなると大きくなっているが、故障タイヤ２０Ｂの帯域値Ｘab（Ｂ）は、車輪速に依らず、正常タイヤの帯域値Ｘab（Ａ）よりも２ｄＢ程度低くなっている。また、故障タイヤ２０Ｃの帯域値Ｘab（Ｃ）は、故障タイヤ２０Ｂの帯域値Ｘab（Ｂ）よりも更に１ｄＢ程度低くなっている。
したがって、閾値Ｋを設定することで、Ｙab−Ｘab＞Ｋのときに、セパレーションなどのタイヤ内部故障が発生していると判定する。
このとき、複数の閾値Ｋ1，Ｋ2（Ｋ1＜Ｋ2）を設定し、Ｋ2≧Ｙab−Ｘab＞Ｋ1であるときにセパレーションが発生し、Ｙab−Ｘab＞Ｋ2のときにセパレーションが進展していると判定するようにしてもよい。
また、タイヤ内部故障が発生していると判定した場合に、警報手段１９に、タイヤ内部故障が発生しているという信号（故障信号）を出力する。
警報手段１９は、運転席近傍に設置されて、故障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ドライバーにタイヤ内部故障が発生していることを認識させる。なお、警報用のブザーを駆動し、警報音により、タイヤ内部故障が発生していることを認識させてもよいし、警報用のブザーとＬＥＤとを併用してもよい。
【００１９】
次に、タイヤ内部故障判定装置１０を用いてタイヤ内部故障を判定する方法について説明する。
まず、加速度センサー１１にて走行中のタイヤ２０のタイヤ径方向のトレッド振動を検出し、その検出信号を、送信機１２から車体側の受信機１４に送信するとともに、車輪速センサー１３にて車輪速を検出し、検出した車輪速のデータを演算装置１０Ｚに出力する。
受信機１４で受信された加速度センサー１１の出力信号は、演算装置１０Ｚに入力される。演算装置１０Ｚでは、加速度センサー１１の出力信号から図３（ａ）に示すような加速度波形を抽出し、この抽出された加速度波形を周波数解析して、図３（ｂ）に示すような加速度波形の周波数スペクトルを求める。
そして、求めた周波数スペクトルから特定周波数帯域［ｆa，ｆb］の帯域値Ｘabを算出し、この算出された帯域値Ｘabと予め求めておいた正常タイヤの帯域値Ｙabとの差が閾値Ｋを超えているか否かを調べ、Ｙab−Ｘab＞Ｋであるときに、セパレーションなどのタイヤ内部故障が発生していると判定する。
タイヤ内部故障が発生していると判定した場合には、故障信号を出力して、ドライバーにタイヤ内部故障が発生していることを認識させる。
【００２０】
このように、本実施の形態によれば、タイヤ２０の内面側のトレッドの幅方向中心に取付けられた加速度センサー１１により検出した走行中のタイヤの径方向加速度信号を周波数解析して周波数スペクトルを求め、この周波数スペクトルに出現するピークのうちのピーク周波数が２番目に低いピークの周波数を含む１００Ｈｚ〜４００Ｈｚの範囲内にある特定周波数帯域［ｆa，ｆb］の帯域値Ｘabを算出し、この帯域値Ｘabと予め求めておいた正常タイヤの帯域値Ｙabとの差が閾値Ｋを超えているか否かを調べ、Ｙab−Ｘab＞Ｋであるときに、セパレーションなどのタイヤ内部故障が発生していると判定するようにしたので、タイヤの挙動に影響を与えることなく、タイヤ内部故障が発生しているか否かを確実に判定することができ、車両の走行安全性を向上させることができる。
【００２１】
なお、前記実施の形態では、車輪速センサー１３を用いて検出した車輪速のデータに基づいて特定周波数帯域を設定したが、車輪速センサー１３は本発明の必須要素ではない。すなわち、加速度センサー１１の出力から、踏み込み側のピーク間隔もしくは蹴り出し側のピーク間隔を求め、このピーク間隔とタイヤの径とから車輪速を求めるようにすれば、車輪速センサー１３を省略することが可能である。
あるいは、径方向加速度の周波数スペクトルに出現するピークのうちの、ピーク周波数が２番目に低いピークの周波数ｆを検出し、この周波数ｆを中心周波数とした周波数帯域［ｆ−Δｆ，ｆ＋Δｆ］（Δｆは５０Ｈｚ程度）を特定周波数帯域としてもよい。
【００２２】
また、前記例では、セパレーションがタイヤ幅方向両側に発生した場合について説明したが、セパレーションが片側のみに発生した場合も検出可能である。
図７（ａ）〜（ｃ）は、車輪速がそれぞれ４０km/hr，６０km/hr，８０km/hrのときの、正常タイヤ２０Ａと、セパレーションの大きさが１０ｍｍの故障タイヤ２０Ｂと、２０ｍｍの故障タイヤ２０Ｄの周波数スペクトルを示す図である。
この場合も、実施の形態と同様に、車輪速が４０km/hrのときには、２番目に低いピークの周波数は１２０Ｈｚ付近にあるので、特定周波数帯域を［１００Ｈｚ，２００Ｈｚ］として帯域値Ｘを算出し、帯域値Ｘと正常タイヤの帯域値Ｙとを比較すればよい。また、車輪速が６０km/hrのときには２番目に低いピークの周波数は１８０Ｈｚ付近にあり、車輪速が８０km/hrのときには２番目に低いピークの周波数は２４０Ｈｚ付近にあるので、特定周波数帯域を、それぞれ、［１５０Ｈｚ，３００Ｈｚ］、［２００Ｈｚ，４００Ｈｚ］として帯域値Ｘを算出すればよい。
セパレーションが片側のみの場合には、図８（ａ）に示す正常タイヤ２０Ａの帯域値Ｙと故障タイヤ２０Ｂ，２０Ｄの帯域値Ｘとの差は、図８（ｂ）に示す正常タイヤ２０Ａの帯域値Ｙと故障タイヤ２０Ｂ，２０Ｄの帯域値Ｘとの差よりも小さいが、セパレーションの発生を十分に推定することが可能である。
このように、加速度センサー１１をタイヤ幅方向中央部に配置しても、片側のみにセパレーションが発生したことを検知できる。また、加速度センサー１１を２個準備し、タイヤセンター部２６で、かつ、タイヤ幅方向中心からタイヤ幅方向外側に、それぞれ１個ずつ取付けて、路面から入力するタイヤ径方向のトレッド振動を検出するようにすれば、セパレーション発生の推定精度を更に高めることができる。
【００２３】
また、前記例では、加速度波形の踏み込み前から蹴り出し後までの加速度波形を周波数解析して周波数スペクトルを求めたが、図１０に示すような、踏み込み側の膨出点を含む踏み込み領域の加速度波形を周波数解析した周波数スペクトル、もしくは、蹴り出し側の膨出点を含む蹴り出し領域の加速度波形を周波数解析した周波数スペクトルを用いて帯域値を算出し、セパレーションの発生の有無を判定するようにしてもよい。
このように、加速度波形の膨出点付近の振動が含まれる時間領域のみを用いれば、帯域値の差が顕著になるので、タイヤ内部故障の判定精度を向上させることができる。
なお、踏み込み側の帯域値と蹴り出し側の帯域値との和を判定の基準としてもよい。
【実施例】
【００２４】
図６に示した、タイヤ内部故障が発生しているタイヤ（故障タイヤ）の内部に加速度センサーを設置し、これらのタイヤを試験車両に装着して走行させたときのタイヤ振動の周波数スペクトルから帯域値Ｘを求め、新品タイヤ（正常タイヤ）を装着して走行させたときの帯域値と比較した。タイヤサイズは195/65R15で、車両の速度は、４０km/hr〜８０km/hrである。    
結果については、図６及び図８に示す通りである。
図６及び図８に示すように、故障タイヤの帯域値は、車輪速に依らず、正常タイヤの帯域値よりも低くなっているので、閾値Ｋを設定することで、セパレーションなどのタイヤ内部故障が発生しているか否かを確実に判定できることがわかる。
また、セパレーションが拡大するにつれて、故障タイヤの帯域値は更に減少することも確認された。
【００２５】
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】
【００２６】
本発明によれば、タイヤの挙動に影響を与えることなくタイヤ内部故障を精度よく検知することができるので、車両の安全性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  タイヤ内部故障判定装置、１０Ｚ  演算装置、
１１  加速度センサー、１２  送信機、１３  車輪速センサー、１４  受信機、
１５  加速度波形抽出手段、１６  周波数解析手段、１７  帯域値算出手段、
１８  故障判定手段、１９  警報手段、
２０  タイヤ、２１  カーカス、２２  ビード、２２Ｃ  ビードコア、２３  ベルト、
２３ａ  第１のベルト層、２３ｂ  第２のベルト層、２４  トレッド、
２４ａ，２４ｂ  ショルダー溝、２５  インナーライナー、２６  タイヤセンター部、
２７  ショルダー部。
【図１】
0005495971.tif 000003
【図２】
0005495971.tif 000004
【図３】
0005495971.tif 000005
【図４】
0005495971.tif 000006
【図５】
0005495971.tif 000007
【図６】
0005495971.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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