(57)【要約】  本発明のタイヤ管理方法は、タイヤ空気室内の所定時間毎の温度を検出するステップと、検出した前記タイヤ空気室内の所定時間毎の温度を、荷重と速度とを乗じた第１の乗算値又は荷重の二乗と速度とを乗じた第２の乗算値に変換するステップと、前記第１の乗算値又は前記第２の乗算値を所定時間分積算した積算値を算出するステップとを含む。本発明のタイヤ管理装置は、タイヤ空気室内の所定時間毎の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部が検出した前記タイヤ空気室内の所定時間毎の温度を、荷重と速度とを乗じた第１の乗算値又は荷重の二乗と速度とを乗じた第２の乗算値に変換する変換部と、前記第１の乗算値又は前記第２の乗算値を所定時間分積算した積算値を算出する積算部とを備える。
2017082362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度検出部により、車両の空気入りタイヤのタイヤ空気室内の所定時間毎の温度を検出するステップと、
変換部により、検出した前記タイヤ空気室内の所定時間毎の温度を、タイヤにおける荷重と速度とを乗じた第１の乗算値又はタイヤにおける荷重の二乗と速度とを乗じた第２の乗算値に変換するステップと、
積算部により、前記第１の乗算値又は前記第２の乗算値を所定時間分積算した積算値を算出するステップと
を含むことを特徴とする、タイヤ管理方法。
【請求項２】
前記積算部により、フロント装着時の前記所定時間分の積算値と、リア装着時の前記所定時間分の積算値とを加算した加算値を算出するステップ
をさらに含む、請求項１に記載のタイヤ管理方法。
【請求項３】
判定部により、予め用意したタイヤライフデータに基づいて、前記加算値から前記空気入りタイヤの使用状況を判定するステップ
をさらに含む、請求項２に記載のタイヤ管理方法。
【請求項４】
前記判定部により、
前記加算値と、
予め用意した、前記加算値と１箇所又は２箇所以上の故障部位との関係を示す故障マップと、
に基づいて、前記空気入りタイヤの予測される故障部位を判定する、請求項３に記載のタイヤの管理方法。
【請求項５】
前記空気入りタイヤは、重荷重用空気入りタイヤである、請求項１に記載のタイヤ管理方法。
【請求項６】
車両の空気入りタイヤのタイヤ空気室内の所定時間毎の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部が検出した前記タイヤ空気室内の所定時間毎の温度を、タイヤにおける荷重と速度とを乗じた第１の乗算値又はタイヤにおける荷重の二乗と速度とを乗じた第２の乗算値に変換する変換部と、
前記第１の乗算値又は前記第２の乗算値を所定時間分積算した積算値を算出する積算部と
を備えることを特徴とする、タイヤ管理装置。
【請求項７】
前記積算部は、フロント装着時の前記所定時間分の積算値と、リア装着時の前記所定時間分の積算値とを加算した加算値を算出するように構成された、請求項６に記載のタイヤ管理装置。
【請求項８】
前記判定部は、予め用意したタイヤライフデータに基づいて、前記加算値から前記空気入りタイヤの使用状況を判定するように構成された、請求項７に記載のタイヤ管理装置。
【請求項９】
前記判定部は、
前記加算値と、
予め用意した、前記加算値と１箇所又は２箇所以上の故障部位との関係を示す故障マップと、
に基づいて、前記空気入りタイヤの予測される故障部位を判定するように構成された、請求項８に記載のタイヤの管理装置。
【請求項１０】
前記空気入りタイヤは、重荷重用空気入りタイヤである、請求項６に記載のタイヤ管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ管理方法及びタイヤ管理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建設・鉱山車両に用いられる空気入りタイヤにおいて、例えば、空気入りタイヤのタイヤ内部に装着された内圧センサにより測定したタイヤ内圧の情報や、車両センサから得られる車両走行速度及びタイヤ負荷荷重の情報等に基づいて、摩耗量や耐久性等を評価することにより、タイヤライフを予測することが行われている。このような空気入りタイヤの摩耗量を推定するものとして、例えば、加速度センサを用いて検出したタイヤ径方向加速度からタイヤトレッドの摩耗量を推定する方法（特許文献１参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６９８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、例えば、空気入りタイヤの空気圧を監視するものとして、空気入りタイヤに充填された空気圧（タイヤ内圧）が許容範囲を超えて低下したときに警報を発するタイヤ空気圧監視システム（Ｔｉｒｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＴＰＭＳ）が一般的に用いられており、このタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）においては、タイヤ内圧と共にタイヤ内部の温度が測定される場合が多い。
そこで、このようなタイヤ内部の温度を空気入りタイヤの状況を正確に知ることに利用することができれば便利であるが、従来そのような技術はなかった。
この発明の目的は、タイヤ内部の温度に基づいて空気入りタイヤの使用状況を容易に把握することができる、タイヤ管理方法及びタイヤ管理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、この発明に係るタイヤ管理方法は、温度検出部により、車両の空気入りタイヤのタイヤ空気室内の所定時間毎の温度を検出するステップと、
変換部により、検出した前記タイヤ空気室内の所定時間毎の温度を、タイヤにおける荷重と速度とを乗じた第１の乗算値又はタイヤにおける荷重の二乗と速度とを乗じた第２の乗算値に変換するステップと、
積算部により、前記第１の乗算値又は前記第２の乗算値を所定時間分積算した積算値を算出するステップと
を含むことを特徴とする。【０００６】
また、上記目的を達成するため、この発明に係るタイヤ管理装置は、車両の空気入りタイヤのタイヤ空気室内の所定時間毎の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部が検出した前記タイヤ空気室内の所定時間毎の温度を、タイヤにおける荷重と速度とを乗じた第１の乗算値又はタイヤにおける荷重の二乗と速度とを乗じた第２の乗算値に変換する変換部と、
前記第１の乗算値又は前記第２の乗算値を所定時間分積算した積算値を算出する積算部と
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、タイヤ内部の温度に基づいて空気入りタイヤの使用状況を容易に把握することができるタイヤ管理方法及びタイヤ管理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の一実施の形態に係るタイヤ管理装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】図１のタイヤ管理装置による、この発明の一実施の形態に係るタイヤ管理方法を説明するフローチャートである。
【図３】故障部位１〜４ごとの、１日の平均の走行距離と故障頻度との関係を示す図である。
【図４】検出温度、基準温度、および気温を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明を実施するための一形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係るタイヤ管理装置の構成を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態のタイヤ管理装置１０は、温度検出部１１と、計算部１２と、判定部１３とを有しており、計算部１２からの情報に基づき、空気入りタイヤの現在使用状況を管理する。この例では、空気入りタイヤは、重荷重用空気入りタイヤ（以下、単にタイヤとも称する）建設・鉱山車両等に用いられる超大型の空気入りタイヤ（ＯＲタイヤ）である。
【００１０】
本実施形態において、タイヤ管理装置１０によって管理されるタイヤが取り付けられる車両等は、前輪が２個、後輪が４個の６輪仕様であり、タイヤは、新品のタイヤを、タイヤ寿命の１／３程を前輪（フロント）で使用し、その後、残りの２／３程を後輪（リア）で使用する、通常の使用形態で使用するものとする。
温度検出部１１は、例えば、タイヤ空気室内の温度を検出する温度検出センサ１４と、車両に搭載された制御部（ＥＣＵ）１５を有しており、温度検出センサ１４は、本実施形態では、タイヤ管理対象となる、車両の６本のタイヤそれぞれに配置されているが、必ずしも、６本のタイヤそれぞれに配置せず、必要に応じ、１本から６本未満のタイヤに配置して、それぞれを管理しても良い。
【００１１】
この温度検出センサ１４は、本実施形態においては、タイヤ内部の空気圧や温度の情報に基づき、空気圧が許容範囲を超えて低下したと判定した場合、警報を発するタイヤ空気圧監視システム（Ｔｉｒｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＴＰＭＳ）の一部として備えられている。そして、この温度検出センサ１４は、温度と共に空気圧も検出することができる。
本実施形態においては、６個の温度検出センサ１４及び制御部１５により、６個の温度検出センサ１４が検知したタイヤ内部の少なくとも温度の情報を無線通信で制御部１５へ送信する。
【００１２】
ここで、発明者は、タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）により検出される温度が、タイヤのベルト上部の熱にそれほど大きく起因しないことを確認しており、タイヤの詳細温度測定の結果から、タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）が検出しているのは、むしろ主にタイヤケースの熱に起因する温度であることが分かったことで、タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）が検出したタイヤケースの温度を活用している。
【００１３】
６個の温度検出センサ１４は、車両（２個の前輪、４個の後輪の６輪）の各タイヤそれぞれに一個ずつ、タイヤ空気室内、例えば、タイヤ内面やリムベース等に装着されており、タイヤケースの熱に起因する温度に関する情報として、車両の空気入りタイヤのタイヤ空気室内の所定時間毎の温度を検出する。検出する温度取得対象となるタイヤケースには、ベルトやカーカスが含まれる。センサ装着場所としては、耐久性の観点から、タイヤのビードコアの内側側面に装着することが望ましい。
【００１４】
制御部（ＥＣＵ）１５は、本実施形態において、６個の温度検出センサ１４から入力した６本のタイヤのタイヤ空気室内の所定時間毎の温度情報を、無線通信（例えば、３ＧやＷｉ−Ｆｉ等）を介して計算部１２へ出力する。
計算部１２は、変換部１６と積算部１７を有しており、計算部１２に入力した、タイヤのタイヤ空気室内の所定時間毎の温度情報を、変換部１６で変換し、積算部１７で積算する。
【００１５】
本実施形態では、変換部１６は、予め、固有の変換式を備えており、各温度検出センサ１４が検出したタイヤ空気室内の所定時間毎の温度情報を、タイヤにおける荷重（平均荷重）と速度（平均速度）の乗算値であるタイヤＴＫＰＨ（Ｔｏｎ−Ｋｍ  Ｐｅｒ  Ｈｏｕｒ  ｒａｔｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）、又はタイヤにおける荷重の二乗（平均荷重二乗）と速度（平均速度）の乗算値であるタイヤＴ２ＫＰＨに変換する。この変換式は、フロントタイヤの場合はフロントタイヤ用変換式、リアタイヤの場合はリアタイヤ用変換式をそれぞれ用いる。
変換部１６が備える固有の変換式は、一例として、車両の種類、タイヤの種類、タイヤのサイズ、タイヤのトレッドパターン、タイヤケース構造等に基づくものであるが、これに限るものではない。
【００１６】
本実施形態における、フロントタイヤ用変換式及びリアタイヤ用変換式は、何れも、タイヤＴＫＰＨ或いはタイヤＴ２ＫＰＨから、例えば、
＜フロントタイヤ用変換式＞
ＴＫＰＨ＝（検出温度−α）／β
Ｔ２ＫＰＨ＝（検出温度−γ）／δ
＜リアタイヤ用変換式＞
ＴＫＰＨ＝（検出温度−ε）／ξ
Ｔ２ＫＰＨ＝（検出温度−η）／σ
とする。ここで、α，β，γ，δ，ε，ξ，η，σは、一例として上述した、車両の種類、タイヤの種類、タイヤのサイズ、タイヤのトレッドパターン、タイヤケース構造等に基づく係数である。
【００１７】
フロントタイヤの場合とリアタイヤの場合とで、異なった変換式を用いるのは、一般に車両装着されるタイヤ、特に建設・鉱山車両に用いられる重荷重用タイヤではフロントとリアのタイヤでかかる負荷が異なるからである。
【００１８】
本実施形態では、積算部１７は、変換部１６から入力した乗算値、即ち、タイヤＴＫＰＨ又はタイヤＴ２ＫＰＨに変換した変換値を、所定時間分積算する。所定時間分積算は、例えば、一定時間間隔毎に検出した検出値を所定時間積算することにより行う。
この積算部１７は、先ず、該当するタイヤのフロント装着時、即ち、フロントタイヤとしての使用時における所定時間分積算を行い、フロント積算結果を記録する。
【００１９】
次に、該当するタイヤのリア装着時、即ち、リアタイヤとしての使用時における所定時間分積算を行い、リア積算結果を記録する。続いて、フロント積算結果とリア積算結果を加算し、該当するタイヤの使用開始からこれまでの加算結果を得て、得られた加算結果を判定部１３へ出力する。そして、上記の、該当するタイヤの使用開始からこれまでの加算結果を得る加算処理を、全タイヤ６本分について行い、全タイヤ６本分についての加算結果をそれぞれ判定部１３へ出力する。
【００２０】
判定部１３は、積算部１７から入力した管理対象タイヤの加算結果に基づき、該当するタイヤの現在状況を判定する。判定は、例えば、該当するタイヤに関する、予め想定されるタイヤ寿命（タイヤライフ）データを用意し、該データに基づき、加算結果から、現在のタイヤの使用状況、例えば、使用継続の可否や使用継続が可能な予想時間等を、判定結果として提示することにより行う。
なお、本実施形態において、計算部１２及び判定部１３は、例えば、車両に搭載されている車両コントロール用のコンピュータに構成される機能部として実現されており、車両コントロール用コンピュータにおいて、判定に基づくタイヤ状態の管理を行う。
【００２１】
このように、本実施形態のタイヤ管理装置により、タイヤ空気室内の空気の温度に基づいて、空気入りタイヤの使用状況を容易に把握することができ、このタイヤ空気室内の空気の温度は、車両に備えられているタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）からの情報から得ることができる。
【００２２】
次に、本実施形態のタイヤ管理装置１０によるタイヤ管理方法を説明する。
図２は、図１のタイヤ管理装置による、この発明の一実施の形態に係るタイヤ管理方法を説明するフローチャートである。図２に示すように、先ず、タイヤ管理装置１０による管理対象の重荷重用空気入りタイヤを、例えば、車両のフロント左側に装着し（ステップＳ１０１）、フロントタイヤとして使用する。この車両は、前輪が２本、後輪が４本の６本のタイヤを有しており、管理対象のタイヤは、新品のタイヤであって、タイヤ寿命の１／３程を前輪（フロント）で用い、その後、残りの２／３程を後輪（リア）で用いる、通常の使用形態で使用する。
【００２３】
次に、温度検出部１１において、管理対象のタイヤ（フロントタイヤ）に組み込まれている、タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）の温度検出センサ１４により、管理対象タイヤのタイヤ空気室内の所定時間毎の温度を検出する（ステップＳ１０２）。検出した温度情報は、制御部（ＥＣＵ）１５を経て無線通信を介し積算部１２へ出力される。
次に、計算部１２において、温度検出部１１が検出したタイヤ空気室内の所定時間毎の温度を、フロントタイヤ用変換式を用いて、タイヤにおける荷重と速度の乗算値又はタイヤにおける荷重の二乗と速度の乗算値に変換し（ステップＳ１０３）、変換された乗算値を所定時間分積算し（ステップＳ１０４）、積算結果であるフロント積算結果を記録する。
【００２４】
その後、タイヤ寿命の１／３程を前輪（フロント）で使用した、管理対象の重荷重用空気入りタイヤを、例えば、車両のリア左側に装着し（ステップＳ１０５）、リアタイヤとして使用する。
次に、温度検出部１１において、管理対象のタイヤ（リアタイヤ）に組み込まれている、タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）の温度検出センサ１４により、管理対象タイヤのタイヤ空気室内の所定時間毎の温度を検出する（ステップＳ１０６）。検出した温度情報は、制御部（ＥＣＵ）１５を経て無線通信を介し計算部１２へ出力される。
【００２５】
次に、計算部１２において、温度検出部１１が検出したタイヤ空気室内の所定時間毎の温度を、リアタイヤ用変換式を用いて、タイヤにおける荷重と速度の乗算値又はタイヤにおける荷重の二乗と速度の乗算値に変換し（ステップＳ１０７）、変換された乗算値を所定時間分積算し（ステップＳ１０８）、積算結果であるリア積算結果を記録する。
続いて、管理対象のタイヤにおける、フロント装着時の積算結果であるフロント積算結果と、リア装着時の積算結果であるリア積算結果を、加算する（ステップＳ１０９）。これにより、管理対象のタイヤの使用開始からこれまでの乗算値の加算結果を得ることができる。得られた加算結果は、判定部１３へ出力される。
【００２６】
そして、判定部１３において、管理対象のタイヤに関し、予め想定される寿命（タイヤライフ）データを用意し、該データに基づき、加算結果から、現在のタイヤの使用状況、例えば、使用継続の可否や使用継続が可能な予想時間等が、判定結果として提示される。この判定部１３における判定結果としての提示は、管理対象となるタイヤ全て、本実施形態のタイヤ管理方法においては、車両に装着された６本のタイヤ全てに対し行われる。
【００２７】
このように、本実施形態のタイヤ管理方法においては、判定部１３による判定結果から、該当するタイヤの現在の使用状況では、後どれくらいタイヤを使用することができるか、現時点における残りのタイヤ寿命（タイヤライフ）が分かるので、例えば、前輪使用時と後輪使用時の加算値が予め設定した数値以上になったらタイヤの使用限界が近いと判定することで、その後のタイヤ寿命を予測し、想定される残りの使用時間を提示することができる。
【００２８】
つまり、本実施形態のタイヤ管理装置１０により、本実施形態のタイヤ管理方法を実現することができ、タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）によってリアルタイムで監視している、管理対象タイヤの温度・圧力データからタイヤ空気室内の温度情報を得て、タイヤ空気室内の温度情報に基づきタイヤの現在使用状況を容易に把握することができる。よって、使用状況に応じた効果的なタイヤの管理を行うためのタイヤ管理方法を実現することができる。
【００２９】
なお、上記実施形態において、管理対象となるタイヤが取り付けられる車両は６輪に限るものではなく、例えば４輪でも良く、６輪全てのタイヤを管理するのではなく、１輪ずつのタイヤの管理に用いても良い。また、管理対象となるタイヤは、前輪として使用した後に後輪として使用する場合に限らず、同一位置でのみ使用する場合でも良い。また、フロントタイヤ用変換式及びリアタイヤ用変換式に用いられる係数は、タイヤ空気室内の内圧毎のデータにより、内圧を用いて補正しても良い。
【００３０】
図３は、故障部位１〜４ごとの、１日の平均の走行距離と故障頻度との関係を示す図である。図３に示すように、１日の平均の走行距離と故障部位とには相関があり、例えば故障部位１は、１日の平均の走行距離が短い場合には、発生頻度が低い（図３では発生していない）ため、１日の平均の走行距離が短い場合には、故障部位２〜４を故障する可能性のある部位と考えることができる。そして、通常、ＴＫＰＨまたはＴ２ＫＰＨを算出するための速度（平均速度）は、１日の平均の走行距離を２４時間で除して求めるため、ＴＫＰＨまたはＴ２ＫＰＨと故障部位とには相関がある。また、上記変換式により求めたＴＫＰＨまたはＴ２ＫＰＨと故障部位とにも相関がある。従って、本発明の装置では、判定部１３は、上記加算値と、予め用意した、上記加算値と１箇所又は２箇所以上の故障部位との関係を示す故障マップと、に基づいて、空気入りタイヤの予測される故障部位を判定するように構成されていることが好ましい。タイヤ内部の温度に基づいて故障が予測される部位を容易に把握することができるからである。同様に、本発明の方法では、判定部１３が、上記加算値と、予め用意した、上記加算値と１箇所又は２箇所以上の故障部位との関係を示す故障マップと、に基づいて、空気入りタイヤの予測される故障部位を判定することが好ましい。
【００３１】
図４は、検出温度、基準温度、および気温を示す図である。本発明においては、検出温度は、その温度が検出された時点での気温により補正することができる。すなわち、図４に模式的に示すように、実際の温度は、気温の高低に依存して高くあるいは低く検出されることが考えられる。そこで、例えば、
補正温度＝検出温度Ｂ（℃）＋｛（基準温度Ａ（℃）−気温Ｘ（℃））｝
との式を用い、検出温度に代えて、補正温度を用いることが好ましい。
【符号の説明】
【００３２】
１０：タイヤ管理装置、  １１：温度検出部、  １２：計算部、  １３：判定部、  １４：空気圧監視センサ、  １５：制御部（ＥＣＵ）、  １６：変換部、  １７：積算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2017082362.tif 000006
【国際調査報告】
2017082362.tif 000007
2017082362.tif 000008
2017082362.tif 000009
2017082362.tif 000010