(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のタイヤの粘弾性特性に関する測定量を測定する測定センサと、
前記測定センサが測定した前記測定量を用いて前記タイヤの粘弾性特性を算出する粘弾性特性算出部と、
前記粘弾性特性算出部が算出した前記粘弾性特性を用いてタイヤの摩擦係数を算出する摩擦係数算出部と、
前記摩擦係数算出部が算出した前記タイヤの前記摩擦係数に基づいて前記自動車の安全性を評価する安全性評価部と、を備える自動車安全性評価システムであって、
前記安全性評価部は、前記測定センサと離れた場所に位置するコンピュータに設けられ、
前記自動車安全性評価システムは、自動車の車両検査システムに組み込まれており、
前記車両検査システムは、
前記自動車のタイヤのトレッドと接触し、前記タイヤの回転軸と平行な第１の回転軸を中心に回転可能な第１のローラーと、
前記タイヤの周方向において前記第１のローラーと異なる位置に配置され、前記タイヤのトレッドと接触し、前記タイヤの回転軸と平行な第２の回転軸を中心に回転可能な第２のローラーと、を備え、
前記測定センサは、前記第１のローラーと前記第２のローラーとの間において、前記タイヤのトレッドと接触可能に配置されている、
自動車安全性評価システム。
【請求項２】
自動車のタイヤの粘弾性特性に関する測定量を測定する測定センサと、
前記測定センサが測定した前記測定量を用いて前記タイヤの粘弾性特性を算出する粘弾性特性算出部と、
前記粘弾性特性算出部が算出した前記粘弾性特性を用いてタイヤの摩擦係数を算出する摩擦係数算出部と、
前記摩擦係数算出部が算出した前記タイヤの前記摩擦係数に基づいて前記自動車の安全性を評価する安全性評価部と、を備え、
前記安全性評価部は、前記自動車でＡＢＳ又はＴＣＳ機能が作動している際の前記自動車の制動距離、又は前記自動車の前記ＡＢＳ又はＴＣＳ機能の作動頻度の少なくともいずれか１つのデータを、前記タイヤの前記摩擦係数と共に用いて前記自動車の安全性を評価する、
自動車安全性評価システム。
【請求項３】
前記安全性評価部は、前記タイヤの前記摩擦係数が所定の閾値以下である場合に、前記自動車の安全性を不合格と評価する、
請求項１または２に記載の自動車安全性評価システム。
【請求項４】
前記測定センサは、前記自動車が停止又は通過する場所に設けられ、
前記安全性評価部は、前記測定センサと離れた場所に位置するコンピュータに設けられる、
請求項２に記載の自動車安全性評価システム。
【請求項５】
前記自動車安全性評価システムは、自動車の車両検査に用いられ、前記測定センサは、前記車両検査における自動車の移動経路の軌道上に埋め込まれている、
請求項４に記載の自動車安全性評価システム。
【請求項６】
前記自動車安全性評価システムは、ガソリンスタンドに設けられると共に、前記安全性評価部が評価した前記自動車の安全性の評価結果を表示する表示部をさらに備え、
前記測定センサは、前記ガソリンスタンドにおいて自動車が停止する場所に設けられ、前記自動車への給油中に前記自動車のタイヤの粘弾性特性に関する測定量を測定し、
前記自動車への給油後、前記自動車安全性評価システムは前記自動車の安全性の評価結果を前記表示部に表示させる、
請求項４に記載の自動車安全性評価システム。
【請求項７】
前記測定センサは、
前記タイヤに入射音波を放射する放射部と、
前記放射部が放射した前記入射音波が前記タイヤで反射されて生じる反射音波を受信する受信部と、を有し、
前記粘弾性特性算出部は、前記受信部が受信した前記反射音波に基づいて前記タイヤの粘弾性特性を算出する、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の自動車安全性評価システム。
【請求項８】
前記安全性評価部は、前記タイヤの制動距離、前記自動車の旋回時の舵角、前記自動車の旋回時の横滑り、前記自動車の横加速度に応じたスピード制御、又は前記自動車においてブレーキをかけた際のタイヤのロック度合いの少なくともいずれか１つのデータを、前記タイヤの前記摩擦係数と共に用いて前記自動車の安全性を評価する、
請求項１に記載の自動車安全性評価システム。
【請求項９】
自動車のタイヤの粘弾性特性に関する測定量を測定する測定ステップと、
測定した前記測定量を用いて前記タイヤの粘弾性特性を算出する粘弾性特性算出ステップと、
算出した前記粘弾性特性を用いてタイヤの摩擦係数を算出する摩擦係数算出ステップと、
算出した前記タイヤの前記摩擦係数に基づいて前記自動車の安全性を評価する評価ステップと、を備え、
前記評価ステップにおいて、前記自動車でＡＢＳ又はＴＣＳ機能が作動している際の前記自動車の制動距離、又は前記自動車の前記ＡＢＳ又はＴＣＳ機能の作動頻度の少なくともいずれか１つのデータを、前記タイヤの前記摩擦係数と共に用いて前記自動車の安全性を評価する、
自動車安全性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車安全性評価システム及び自動車安全性評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の安全性を担保するため、自動車のユーザは、自身の自動車の車両検査を義務的又は任意に実行することが多い。
【０００３】
例えば、特許文献１には、車両検査の検査作業を複数に分割する車両検査システムが開示されている。この車両検査システムにおける検査工程は、検査対象の自動車の移動経路に沿って、その入口の側から順に、第１の検査ステーション、第２の検査ステーション、第３の検査ステーションに区分されている。第１の検査ステーションでは主として目視による検査を行ない、第２の検査ステーションでは測定機器による検査を行ない、第３の検査ステーションではリフトを用いて下回りの分解、点検検査を行なう。この車両検査システムでは、検査作業が１箇所で行われず複数で分割され、流れ作業式に自動車の検査作業が実行できるので、自動車１台当たりの検査時間を短縮化することができる。
【０００４】
また、他の関連技術として、特許文献２には、タイヤ等の粘弾性体における摩擦特性を測定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９７７０５５号公報
【特許文献２】特開２００７−４７１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
自動車のタイヤの状態は、停止する際のグリップ力に大きな影響を及ぼすため、自動車の安全性を左右する。しかしながら、自動車のタイヤは、車検において十分な検査が受けられていないと考えられる。例えば、車検においては、タイヤの滑り止めの溝の深さが所定値以上であることが求められるものの、滑り止めの溝の深さが所定値以上であっても、タイヤの劣化が進行していることも考えられる。また、ブレーキ検査ローラーを使用したブレーキ試験では、タイヤの状態が劣化していても不合格とは評価されない。特許文献１に係る車両検査システムで考慮されているのは、検査の効率化であって、タイヤの劣化について正確な検査を行っているものではない。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、自動車の安全性を適切に評価することが可能な自動車安全性評価システム及び自動車安全性評価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】
【０００８】
本発明の第１の態様における自動車安全性評価システムは、測定センサと、粘弾性特性算出部と、摩擦係数算出部と、安全性評価部を備える。測定センサは、自動車のタイヤの粘弾性特性に関する測定量を測定する。粘弾性特性算出部は、測定センサが測定した測定量を用いてタイヤの粘弾性特性を算出する。摩擦係数算出部は、粘弾性特性算出部が算出した粘弾性特性を用いてタイヤの摩擦係数を算出する。安全性評価部は、摩擦係数算出部が算出したタイヤの摩擦係数に基づいて自動車の安全性を評価する。
【０００９】
本発明の第２の態様における自動車安全性評価方法は、以下のステップ（ａ）〜（ｂ）を備える。
（ａ）自動車のタイヤの粘弾性特性に関する測定量を測定する測定ステップ、
（ｂ）測定した測定量を用いてタイヤの粘弾性特性を算出する粘弾性特性算出ステップ、
（ｃ）算出した粘弾性特性を用いてタイヤの摩擦係数を算出する摩擦係数算出ステップ、及び
（ｄ）算出した前記タイヤの前記摩擦係数に基づいて前記自動車の安全性を評価する評価ステップ。
【００１０】
以上の通り、本発明においては、自動車の安全性を評価するために、検出した自動車のタイヤの粘弾性特性に基づいてタイヤの摩擦係数を算出している。タイヤの摩擦係数の低下は安全性の低下に直結し、事故の確率を高めるものと考えられるため、自動車の安全性の適切な評価ができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、自動車の安全性を適切に評価することが可能な自動車安全性評価システム及び自動車安全性評価方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１にかかる自動車安全性評価システムの構成例を示したブロック図である。
【図２】実施の形態１にかかる測定センサ及び粘弾性特性算出部の構成例を示したブロック図である。
【図３Ａ】実施の形態１において粘弾性特性を算出する方法を説明した図である。
【図３Ｂ】実施の形態１において粘弾性特性を算出する方法を説明した図である。
【図４】実施の形態１にかかる摩擦係数算出部の構成例を示したブロック図である。
【図５】実施の形態１にかかる安全性評価部の構成例を示したブロック図である。
【図６】実施の形態１における自動車安全性評価システムの処理の一例を示したフローチャートである。
【図７】実施の形態１における自動車安全性評価システムの使用例１を示した図である。
【図８】実施の形態１における自動車安全性評価システムの各部の配置例１を示した上面図である。
【図９】実施の形態１における自動車安全性評価システムの各部の配置例２を示した上面図である。
【図１０】実施の形態１におけるブレーキテスターをＸの切断面で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、様々な処理を行う機能ブロックとして以下の図に記載されたシステムの各要素は、ハードウェア的には、メモリやその他のＩＣ（Integrated Circuit）等の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現することができる。
【００１４】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１にかかる自動車安全性評価システム１の構成例を示したブロック図である。自動車安全性評価システム１は、測定センサ１０と粘弾性特性算出部１１と摩擦係数算出部１２と安全性評価部１３を備える。
【００１５】
測定センサ１０は、安全性評価の対象となる自動車について、タイヤの粘弾性特性に関する測定量を測定する。なお、測定するタイヤは、自動車が備える複数（例えば４つ）のタイヤのうち、複数のタイヤでもよく、任意の１つのタイヤでもよい。また、測定する箇所は、タイヤのどの部分でもよい。ただし、摩擦劣化を正確に判断するには、タイヤのトレッド部を測定するのがより好適である。粘弾性特性算出部１１は、測定センサ１０が測定した測定量を用いて、タイヤの粘弾性特性を算出する。測定センサ１０は、所定の場所に固定されていてもよく、また、任意の場所に移動可能なプローブ状であってもよい。
【００１６】
図２は、測定センサ１０及び粘弾性特性算出部１１の構成例を示したブロック図である。測定センサ１０は、音波信号発生部２０と接触部２１を備える。音波信号発生部２０は、タイヤＴの粘弾性特性を算出するための入射音波の電気信号を発生させて接触部２１に出力する。また、音波信号発生部２０は、接触部２１が取得した反射音波の電気信号を受信し、受信した電気信号を粘弾性特性算出部１１に出力する。接触部２１は、自動車のタイヤＴに接触し、音波信号発生部２０が発生した入射音波をタイヤＴに放射するとともに、入射音波がタイヤＴに反射されて生じた反射音波（測定量）を取得する。
【００１７】
音波信号発生部２０は、詳細には、駆動波形発生器２２と方向整合器２３と高周波増幅器２４を有する。以下、各部について説明する。
【００１８】
駆動波形発生器２２は、粘弾性特性算出部１１からの音波の放射指示に応じて、タイヤＴに放射する音波を生成させるための電気信号（駆動波形）を生成し、生成した電気信号を方向整合器２３に出力する。タイヤＴに放射する音波の具体例としては、パルス状の音波や、所定の周波数成分を含むような音波が挙げられる。さらに、駆動波形発生器２２は、上述の電気信号を生成して出力する場合、生成した電気信号の出力タイミングを示すトリガ信号を高周波増幅器２４に出力する。
【００１９】
方向整合器２３は、駆動波形発生器２２、高周波増幅器２４及びトランスデューサ２５に接続されている。方向整合器２３は、駆動波形発生器２２から受信した電気信号をトランスデューサ２５に出力するとともに、トランスデューサ２５から供給された電気信号を高周波増幅器２４に出力する。ここで方向整合器２３は、駆動波形発生器２２から出力された電気信号が高周波増幅器２４に出力されないように信号の伝送方向を調節している。
【００２０】
高周波増幅器２４は、方向整合器２３を介して受信したトランスデューサ２５からの電気信号における高周波成分を所定の増幅率で増幅する。そして、高周波増幅器２４は、増幅後の電気信号を粘弾性特性算出部１１の時間データメモリ部２８に出力する。高周波増幅器２４が増幅する電気信号中の高周波成分には、粘弾性特性を算出するのに必要となる測定量が含まれている。なお、高周波増幅器２４は、駆動波形発生器２２からトリガ信号を受信後、トランスデューサ２５から供給される電気信号の受信を開始する。これにより、高周波増幅器２４は、タイヤＴの粘弾性特性の測定を行わない期間、動作を行わない。そのため、高周波増幅器２４の不要な動作を抑制することができる。
【００２１】
次に、接触部２１について説明する。接触部２１は、詳細には、トランスデューサ２５と遅延材２６と接触センサ２７を有する。以下、各部について説明する。
【００２２】
トランスデューサ２５は、例えば圧電素子により構成される。トランスデューサ２５は、遅延材２６と接触するように取付けられている。トランスデューサ２５は、方向整合器２３と接続されており、駆動波形発生器２２から方向整合器２３を介して電気信号が供給されると、この電気信号を音波に変換する。変換された音波は、遅延材２６を介してタイヤＴに放射（入射）される。さらに、トランスデューサ２５は、遅延材２６を介してタイヤＴからの反射音波（入射音波がタイヤＴで反射されて生じる音波）を受信すると、その反射音波を電気信号に変換し、その電気信号を方向整合器２３を介して高周波増幅器２４に出力する。
【００２３】
以上から、駆動波形発生器２２、方向整合器２３及びトランスデューサ２５は、タイヤＴに入射音波を出力する放射部として機能し、方向整合器２３、高周波増幅器２４及びトランスデューサ２５は、入射音波がタイヤＴで反射されて生じる反射音波を受信する受信部として機能するといえる。このような構成は、非破壊検査（超音波）でよく使われている。
【００２４】
遅延材２６は、一方の面がトランスデューサ２５と密着しており、一方の面と対向する他方の面は、タイヤＴと接触するように設けられている。このような配置により、遅延材２６は、トランスデューサ２５から入射された入射音波をタイヤＴに伝搬させるとともに、入射音波がタイヤＴで反射されて生じる反射音波をトランスデューサ２５に伝搬させることができる。遅延材２６においては、その伝搬長さによって音波の到達時間を遅延させることで、トランスデューサ２５が入射音波を放射してから反射音波を受信するまでの時間を長くすることができる。このため、トランスデューサ２５が入射音波を放射している間に、トランスデューサ２５が反射音波を受信することを回避することができる。
【００２５】
接触センサ２７は、遅延材２６へのタイヤＴの接触を検出し、検出信号を演算部３０に出力する。例えば、遅延材２６が路面に設けられている場合には、接触センサ２７は遅延材２６のすぐ近くに設けられている。
【００２６】
次に、粘弾性特性算出部１１について説明する。粘弾性特性算出部１１は、詳細には、時間データメモリ部２８と基準値記憶部２９と演算部３０を有する。以下、各部について説明する。
【００２７】
時間データメモリ部２８には、測定センサ１０の高周波増幅器２４から供給された反射音波の電気信号の時間波形が、予め定められた周期で格納される。なお、時間データメモリ部２８は、演算部３０の制御によって、時間波形を格納する周期を変更することができる。
【００２８】
基準値記憶部２９は、タイヤＴの粘弾性特性を算出するのに必要な基準値を予め格納している。この基準値は、粘弾性特性の検出対象となる周波数における、振幅値および位相のデータである。基準値の詳細については後述する。基準値記憶部２９に格納された基準値は、演算部３０により読みだされる。
【００２９】
演算部３０は、測定センサ１０のデータ測定処理を制御するとともに、測定センサ１０の測定結果により取得した反射音波に基づいて、タイヤＴの粘弾性特性を算出する。
【００３０】
具体的には、演算部３０は、接触センサ２７から検出信号を受信すると、タイヤＴが測定センサ１０の遅延材２６に接触したと判定して、駆動波形発生器２２に対し、音波の放射指示を出力する。上述の通り、駆動波形発生器２２は放射指示に応じて、タイヤＴに放射する音波を生成させるための電気信号を生成し、方向整合器２３に出力する。このようにして、演算部３０は、タイヤＴの遅延材２６の接触をトリガとして、測定センサ１０の測定を開始させる。
【００３１】
測定センサ１０がタイヤＴの測定を実施し、時間データメモリ部２８に反射音波の時間波形データが格納されると、演算部３０はそのデータを読み出す。演算部３０は、例えばＦＦＴ（Fast Fourier Transformation）処理のような周波数領域での波形解析処理を行ない、検出対象となる周波数における振幅値および位相を取得する。なお、検出対象となる周波数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。次に、演算部３０は、基準値記憶部２９に格納されている基準値を読み出し、その基準値と、時間データメモリ部２８に格納された反射音波の検出対象となる周波数における振幅値及び位相とに基づいて、タイヤＴの粘弾性特性を算出する。
【００３２】
＜粘弾性特性の算出方法＞
次に、測定センサ１０及び粘弾性特性算出部１１が実行するタイヤＴの粘弾性特性の算出について説明する。この算出方法としては、測定センサ１０が入射音波をタイヤＴへ放射し、その入射音波がタイヤＴの表面で反射されて生じる反射音波に基づいて粘弾性特性算出部１１が粘弾性特性（特に損失正接）を測定する、表面反射法が用いられている（例えば、特許文献２参照）。
【００３３】
図３Ａ及び図３Ｂは、この表面反射法によって粘弾性特性を算出する方法を説明した図である。図３Ａは、基準値を取得する際の入射音波の反射状況を示した図面であり、図３Ｂは、タイヤＴの粘弾性特性を算出する際の入射音波の反射状況を示した図面である。なお、以下の説明では、測定センサ１０のトランスデューサ２５から放射される入射音波の伝搬特性を表す音響インピーダンスを用いる。
【００３４】
まず、図３Ａを参照して、基準値について説明する。基準値は、遅延材２６において、トランスデューサ２５が接触している面と反対側の面がタイヤＴと接触していない場合の、測定対象となる周波数における位相及び振幅値である。このとき、入射音波は、遅延材２６の端と空気との境界面で反射される。入射音波および反射音波の周波数をｆとすると、遅延材２６の音響インピーダンスは、周波数ｆの関数であるＺＲ（ｆ）と表すことができる。同様に、空気中の音響インピーダンスも、周波数ｆの関数であるＺＡ（ｆ）と表すことができる。ここで、音響インピーダンスＺＲ（ｆ）とＺＡ（ｆ）は複素数の値である。
【００３５】
遅延材２６と空気中との境界面における入射音波の反射率ＲＡＲ（ｆ）は
ＲＡＲ（ｆ）＝（ＺＡ（ｆ）−ＺＲ（ｆ））／（ＺＡ（ｆ）＋ＺＲ（ｆ））・・・（１）
となる。このとき、任意の周波数ｆにおいてＺＡ（ｆ）はＺＲ（ｆ）に比較して十分小さいため、式（１）から、反射率ＲＡＲ（ｆ）＝−１となる。つまり、遅延材２６と空気中との境界面においては、入射音波が全反射する。
【００３６】
以下の説明においては、トランスデューサ２５に入射する反射音波の式をａ０（ｆ）ｅｘｐ（ｉθ０（ｆ））と表す。ｉは虚数単位、ａ０（ｆ）は対象とする周波数における実数の振幅値であり、θ０（ｆ）は０以上の実数であって各周波数における位相を表す。測定センサ１０から遅延材２６を介してタイヤＴに放射される入射音波の式は、
ａ０（ｆ）ｅｘｐ（ｉθ０（ｆ））×ＲＡＲ（ｆ）＝−ａ０（ｆ）ｅｘｐ（ｉθ０（ｆ））・・・（２）
となる。従って、式（２）に示す入射音波がタイヤＴに放射されるとみなすことができる。基準値記憶部２９には、基準値として、式（２）における振幅ａ０（ｆ）及び位相θ０（ｆ）が予め格納されている。この基準値は、予め測定をすることにより取得される。
【００３７】
次に、図３Ｂを参照して、タイヤＴの粘弾性特性の算出について説明する。タイヤＴの粘弾性特性を算出する場合には、遅延材２６がタイヤＴと密着した状態で、駆動波形発生器２２の電気信号により、トランスデューサ２５から図３Ａと同一の入射音波が放射される。トランスデューサ２５は、遅延材２６とタイヤＴとの境界面において反射される反射音波を受信し、高周波増幅器２４は、その反射音波の電気信号における高周波成分を増幅する。演算部３０は、この反射音波を、基準値記憶部２９に格納された基準値と比較することにより、タイヤＴの損失正接を算出する。
【００３８】
ここで、周波数ｆの関数であるタイヤＴの音響インピーダンスをＺＴ（ｆ）とすると、遅延材２６とタイヤＴとの境界面における入射音波の反射率ＲＲＴ（ｆ）は、
ＲＲＴ（ｆ）＝（ＺＴ（ｆ）−ＺＲ（ｆ））／（ＺＴ（ｆ）＋ＺＲ（ｆ））・・・（３）
となる。式（３）から、ＺＴ（ｆ）は次のように表される。
ＺＴ（ｆ）＝ＺＲ（ｆ）×（１＋ＲＲＴ（ｆ））／（１−ＲＲＴ（ｆ））・・・（４）
【００３９】
以下の説明においては、トランスデューサ２５に入射する反射音波の式をａ（ｆ）ｅｘｐ（ｉθ（ｆ））と表す。ｉは虚数単位、ａ（ｆ）は対象とする周波数における実数の振幅値であり、θ（ｆ）は０以上の実数であって各周波数における位相を表す。式（２）における基準値より、反射音波の式は
ａ（ｆ）ｅｘｐ（ｉθ（ｆ））＝−ａ０（ｆ）ｅｘｐ（ｉθ０（ｆ））×ＲＲＴ（ｆ）・・・（５）
と表される。式（５）から、入射音波の反射率ＲＲＴ（ｆ）は
ＲＲＴ（ｆ）＝−（ａ（ｆ）／ａ０（ｆ））×ｅｘｐ（ｉ（θ（ｆ）−θ０（ｆ））・・・（６）
と表される。ここで、式（４）に式（６）を代入することにより、ＺＴ（ｆ）は以下のように得られる。
ＺＴ（ｆ）＝ＺＲ（ｆ）×（１−（ａ（ｆ）／ａ０（ｆ））×ｅｘｐ（ｉ（θ（ｆ）−θ０（ｆ）））／（１＋（ａ（ｆ）／ａ０（ｆ））×ｅｘｐ（ｉ（θ（ｆ）−θ０（ｆ）））・・・（７）
【００４０】
ここで、周波数ｆの関数であるタイヤＴの貯蔵弾性率及び損失弾性率を、それぞれＥ’（ｆ）及び損失弾性率Ｅ”（ｆ）とする。このとき、Ｅ’（ｆ）及びＥ”（ｆ）と、タイヤＴの音響インピーダンスＺＴ（ｆ）及び密度ρＴとの間には、次の関係が成り立つ。
Ｅ’＋ｉＥ”（ｆ）＝ＺＴ（ｆ）２／ρＴ・・・（８）
【００４１】
式（７）を式（８）に代入し、実数成分と虚数成分とを分離することにより、損失正接ｔａｎδ（ｆ）は、次のように算出される。
ｔａｎδ（ｆ）＝Ｅ”／Ｅ’＝｛４×（ａ（ｆ）／ａ０（ｆ））×（１−（ａ（ｆ）／
ａ０（ｆ））２）×ｓｉｎ（θ（ｆ）−θ０（ｆ））｝／｛（１−（ａ（ｆ）／ａ０（ｆ））２）２−４×（ａ（ｆ）／ａ０（ｆ））２×ｓｉｎ２（θ（ｆ）−θ０（ｆ））｝・・・（９）
【００４２】
なお、貯蔵弾性率Ｅ’（ｆ）及び損失弾性率Ｅ”（ｆ）は、それぞれ次のように算出される。
Ｅ’（ｆ）＝Ｒｅ［ＺＴ（ｆ）２／ρＴ］＝（ＺＲ（ｆ）２／ρＴ）×｛（１−（ａ（ｆ）／ａ０（ｆ））２）２−４（ａ（ｆ）／ａ０（ｆ））２×ｓｉｎ２（θ（ｆ）−θ０（ｆ））｝／｛１＋２（ａ（ｆ）／ａ０（ｆ））ｃｏｓ（θ（ｆ）−θ０（ｆ））＋（ａ（ｆ）／ａ０（ｆ））２｝２・・・（１０）
Ｅ”（ｆ）＝Ｉｍ［ＺＴ（ｆ）２／ρＴ］＝（ＺＲ（ｆ）２／ρＴ）×｛４（ａ（ｆ）／ａ０（ｆ））×（１−（ａ（ｆ）／ａ０（ｆ））２）ｓｉｎ（θ（ｆ）−θ０（ｆ））｝／｛１＋２（ａ（ｆ）／ａ０（ｆ））ｃｏｓ（θ（ｆ）−θ０（ｆ））＋（ａ（ｆ）／ａ０（ｆ））２｝２・・・（１１）
ここで、Ｒｅ［ＺＴ（ｆ）２／ρＴ］はＺＴ（ｆ）２／ρＴの実数成分であり、Ｉｍ［ＺＴ（ｆ）２／ρＴ］はＺＴ（ｆ）２／ρＴの虚数成分である。
【００４３】
式（９）〜（１１）の通り、貯蔵弾性率Ｅ’（ｆ）、損失弾性率Ｅ”（ｆ）及び損失正接ｔａｎδ（ｆ）は、いずれもａ０（ｆ）、θ０（ｆ）を基準とする｛ａ（ｆ）／ａ０（ｆ）｝、｛θ（ｆ）−θ０（ｆ）｝で定義される。そのため、振幅ａ０（ｆ）及び位相特性θ０（ｆ）を基準値として、タイヤＴの測定時において取得される反射音波の電気信号のデータと比較することにより、タイヤＴの粘弾性特性（特に損失正接）を測定できる。また、上述の通り、タイヤＴの損失正接は周波数に依存する。そのため、測定センサ１０は、複数の周波数成分毎に損失正接を導出してもよい。また、高い周波数における損失正接を算出する必要がある場合には、入射音波として、超音波がトランスデューサ２５から供給されてもよい。
【００４４】
以下、図１に戻って、自動車安全性評価システム１の説明を続ける。摩擦係数算出部１２は、粘弾性特性算出部１１が算出したタイヤＴの粘弾性特性を用いて、タイヤＴの摩擦係数を算出する。例えば、周波数ｆの関数であるタイヤＴの摩擦係数μ（ｆ）は、上述の損失正接ｔａｎδ（ｆ）及び貯蔵弾性率Ｅ’（ｆ）を用いて、
μ（ｆ）＝α×Ｅ’（ｆ）ｎ×ｔａｎδ（ｆ）＋β・・・（１２）
と表される。α（＞０）及びβはタイヤの種類（例えばタイヤの材質）によって変化する固有の定数であり、ｎは所定の実数である（例えばｎ＝−１／３）。なお、摩擦係数μ（ｆ）を求める数式は、式（１２）ではない、ｔａｎδ（ｆ）を用いた他の多項式や高次式であってもよい。この摩擦係数μ（ｆ）を求めることにより、路面の状態に依存しない、タイヤ固有のグリップ力の大小を検出することができる。なお、定数α及びβは、予め実験等により取得される値である。特に、定数α及びｔａｎδ（ｆ）は、降雨時（ｗｅｔ時）において、摩擦係数との相関が大きい。ｗｅｔ時の摩擦係数の大小が事故率と密接な関係があることは言うまでもない。
【００４５】
図４は、摩擦係数算出部１２の構成例を示したブロック図である。摩擦係数算出部１２は、詳細には、定数記憶部３１と算出部３２を有する。定数記憶部３１には、上述のα及びβが格納されている。算出部３２は、定数記憶部３１に格納された定数α及びβを用いて、粘弾性特性算出部１１が算出した損失正接ｔａｎδ及び貯蔵弾性率Ｅ’に基づき、式（１２）からタイヤＴの摩擦係数μ（ｆ）を算出する。
【００４６】
図１に示す安全性評価部１３は、摩擦係数算出部１２が算出したタイヤＴの摩擦係数に基づいて、対象となる自動車の安全性を評価する。タイヤＴの摩擦係数が小さい値になるほど、自動車が急停止しにくくなるため、危険を回避しにくくなる。従って、安全性評価部１３は、タイヤＴの摩擦係数が小さい値になるほど、安全性を低く評価する。また、安全性評価部１３は、タイヤＴの摩擦係数が所定の閾値以下になった場合に、安全性が不合格であると評価してもよい。
【００４７】
図５は、安全性評価部１３の構成例を示したブロック図である。安全性評価部１３は、詳細には、評価値テーブル３３と決定部３４を有する。評価値テーブルには、タイヤの摩擦係数と、自動車の安全性の評価とを対応付けたテーブルが格納されている。決定部３４は、摩擦係数算出部１２が算出したタイヤＴの摩擦係数に基づいて評価値テーブル３３を参照し、その摩擦係数における評価値を取得することにより、対象となる自動車の安全性を評価する。評価値は、例えば、「良い」「及第」「悪い」の三段階がある。「悪い」評価値は、評価されたタイヤの摩擦係数が低下しているため、タイヤの買い替えが奨励される評価値である。
【００４８】
なお、タイヤは、タイヤの大きさ、メーカーや型番、用いられる自動車の種類によって、同じ摩擦係数でも安全性の度合いが変わることがある。そのため、評価値テーブル３３には、タイヤの種類に応じて、異なる評価値テーブルが格納されてもよい。この評価値テーブルは、予め各種類のタイヤの摩擦係数を測定することにより取得される。安全性評価部１３にタイヤの種類を示す情報が入力されたとき、決定部３４はそのタイヤに応じた評価値テーブルを選択し、安全性の評価を行う。
【００４９】
図６は、自動車安全性評価システム１の処理の一例を示したフローチャートである。以下、図６を用いて、自動車安全性評価システム１の全体処理について説明する。
【００５０】
まず、演算部３０は、接触センサ２７から、タイヤＴが接触したことを示す検出信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１）。検出信号を受信していない場合には（ステップＳ１のＮｏ）、演算部３０は、測定センサ１０に測定処理を実行させず、再度ステップＳ１の判定処理を行う。
【００５１】
演算部３０が検出信号を受信した場合には（ステップＳ１のＹｅｓ）、演算部３０は駆動波形発生器２２に対し、音波を放射させる指示を出力する。駆動波形発生器２２は、その指示に応じて、タイヤＴに放射する音波を生成させるための電気信号を生成し、方向整合器２３を介してトランスデューサ２５に出力する。トランスデューサ２５は、供給された電気信号を入射音波に変換し、遅延材２６を介してタイヤＴに放射する（ステップＳ２）。
【００５２】
トランスデューサ２５は、遅延材２６を介してタイヤＴからの反射音波を受信すると、その反射音波を電気信号に変換し、変換後の電気信号を方向整合器２３を介して高周波増幅器２４に出力する（ステップＳ３）。高周波増幅器２４は、供給された電気信号に含まれる高周波成分を増幅し、増幅した電気信号を時間データメモリ部２８に出力する。
【００５３】
演算部３０は時間データメモリ部２８に格納されたデータを読み出し、周波数領域における波形解析処理を行ない、検出対象となる周波数における振幅値および位相を取得する（ステップＳ４）。次に、演算部３０は、基準値記憶部２９に格納されている基準値を読み出す。演算部３０は、その基準値と、時間データメモリ部２８に格納された反射音波の検出対象となる周波数における振幅値及び位相とに基づいて、タイヤＴの粘弾性特性を算出する（ステップＳ５）。この算出方法の詳細は上述の通りである。
【００５４】
摩擦係数算出部１２は、粘弾性特性算出部１１が算出したタイヤＴの粘弾性特性を用いて、タイヤＴの摩擦係数を算出する（ステップＳ６）。安全性評価部１３は、摩擦係数算出部１２が算出したタイヤＴの摩擦係数に基づいて、対象となる自動車の安全性を評価する（ステップＳ７）。
【００５５】
このように、本発明では、自動車の安全性を評価するために、検出した自動車のタイヤの粘弾性特性に基づいてタイヤの摩擦係数を算出している。タイヤの摩擦係数の低下は安全性の低下に直結し、事故の確率を高めるとともに損害を大きくするものと考えられるため、本発明を利用することにより、自動車の安全性をより正確に評価することができる。例えば、運転中に不意の危険が生じた場合に、ブレーキによる停止が危険回避に間に合うかどうかを示すといった、自動車の安全性を評価することができる。さらに、検査工程も、自動車のタイヤにセンサを接触させるだけでよいため、単純で手間がかからずに済む。また、タイヤの摩擦係数が低下した（タイヤの特性が劣化した）ことが判定された場合には、自動車のユーザはタイヤを交換する（特に、タイヤを買い替える）ことが想定される。そのため、自動車の安全性の向上を図ることができるほか、タイヤの販売が促進されることも見込まれる。
【００５６】
以下、自動車安全性評価システム１の使用例について説明する。
【００５７】
［使用例１］
図７は、自動車安全性評価システム１の使用例１を示した図である。使用例１では、図１に示した測定センサ１０が測定装置１００に配置されており、粘弾性特性算出部１１、摩擦係数算出部１２及び安全性評価部１３がコンピュータ２００に配置されている。測定装置１００及びコンピュータ２００は、車両検査場に設けられ、自動車の車両検査に用いられている。換言すれば、自動車安全性評価システム１は、車両検査を行う車両検査システムに組み込まれている。測定装置１００は車両検査場内の路面Ｓに固定して配置され、コンピュータ２００は、測定装置１００と離れた位置に配置されている。なお、測定装置１００は、路面Ｓに埋め込まれていてもよいし、路面Ｓ上に段差として立設されていてもよい。測定装置１００は、コンピュータ２００と接続されている。
【００５８】
図７において、測定装置１００は測定装置１００ａと測定装置１００ｂの２個が図示されている。測定装置１００ａは自動車の前輪のタイヤの粘弾性特性に関する測定量を測定し、測定装置１００ｂは自動車の後輪のタイヤの粘弾性特性に関する測定量を測定する。なお、測定装置１００ａ及び１００ｂ以外の測定装置が設けられていてもよい。例えば、測定装置１００は、普通自動車のタイヤの個数に対応して４個設けられてもよい。また、図７では、前後方向に１つずつ測定装置１００を設けているが、左右方向に１つずつ測定装置１００を設けてもよい。
【００５９】
コンピュータ２００の安全性評価部１３は、摩擦係数算出部１２が算出したタイヤの摩擦係数が所定の閾値以下である場合には、自動車の車両検査におけるタイヤの摩擦係数の項目について、不合格と評価する。つまり、安全性評価部１３は、自動車の車両検査を不合格と評価する。また、安全性評価部１３は、摩擦係数算出部１２が算出したタイヤの摩擦係数が所定の閾値を超えている場合には、自動車の車両検査におけるタイヤの摩擦係数の項目について、合格と評価する。これらの評価結果は、コンピュータ２００に接続されたディスプレイに表示されるようにしてもよい。
【００６０】
なお、式（１２）にて示した通り、タイヤの摩擦係数μを正確に算出するためには、タイヤの種類に依存する定数α、β及びｔａｎδ、Ｅ’を正確に決定することが望ましい。ここで、タイヤの種類は、自動車の種類に対応して変化する。例えば、タイヤの材質は、タイヤの大きさに依存して変化すると考えられる。つまり、自動車の大きさが異なる場合には、タイヤの材質が異なる（例えば、普通自動車と、トラック等の大型車ではタイヤの材質が異なる。）。また、タイヤのメーカーや型番によっても、タイヤの材質は異なっている。そのため、タイヤの摩擦係数μを算出するためには、タイヤの用途、メーカー、型番といったタイヤの種類の情報がコンピュータ２００に正しく入力されることが望ましい。
【００６１】
例えば、ユーザはコンピュータ２００に接続された入力装置からタイヤの種類を入力するようにしてもよい。この入力装置はコンピュータ２００に、入力されたタイヤの種類の情報を出力する。コンピュータ２００の定数記憶部３１（図４参照）には、タイヤの種類に対応付けられた定数α及びβの組が、タイヤの種類の数だけ格納される。算出部３２は、入力装置３００から出力されたタイヤの種類の情報に応じて、対応する定数α及びβを選択し、選択した定数α及びβと、粘弾性特性算出部１１が算出したｔａｎδ及びＥ’とを用いて、タイヤの摩擦係数μを算出する。このようにして、タイヤの種類に応じた定数を正しく決定することができる。
【００６２】
また、安全性評価部１３において評価に用いる所定の閾値は、自動車の大きさ、タイヤのメーカーや型番によって異なる値であってもよい。上述の通り、タイヤはその種類によって、同じ摩擦係数でも安全性の度合いが変わりうるためである。例えば、自動車のユーザは、検査対象となる自動車の大きさ、タイヤのメーカーや型番を確認し、その自動車の特性情報をコンピュータ２００に入力する。評価値テーブル３３には、自動車の特性情報とそれに対応する所定の閾値が格納されており、決定部３４は入力された特性情報に応じて、用いる所定の閾値を選択する。安全性評価部１３は、選択した閾値を用いて、検査項目の合格・不合格を評価する。
【００６３】
次に、使用例１における測定装置１００の配置例について説明する。なお、以下に示すように、車両検査の対象となる自動車１台に対し、測定装置１００は複数設けられていてもよい。
【００６４】
［配置例１］
図８は、測定装置１００の配置例１を示した上面図である。検査コースＣ１及びＣ２は、車両検査システムにおいてサイドスリップ検査を行う際に自動車が通過する直線状のコースである。検査コースＣ１は、自動車の左側のタイヤが移動するコースであり、検査コースＣ２は、自動車の右側のタイヤが移動するコースである。なお、自動車は、図８における後方から前方に移動する。そして、検査コースＣ１上には測定装置１００ｃが埋め込まれ、検査コースＣ２上には測定装置１００ｄが埋め込まれている。つまり、配置例１では、自動車の左右方向に１つずつ測定装置１００が埋め込まれている。
【００６５】
サイドスリップ検査は、自動車が平坦な路面において直進する際に、左右方向にどの程度スリップするかを検査するものである。この検査において、自動車は、検査コースＣ１及びＣ２を直進するように移動する。そのため、検査コースＣ１に測定装置１００ｃを埋め込み、検査コースＣ２に測定装置１００ｄを埋め込むことによって、自動車の左タイヤは自動的に測定装置１００ｃの上を通り、右タイヤは自動的に測定装置１００ｄの上を通る。このように、自動車が通過する経路の軌道上に測定装置１００を埋め込むことによって、タイヤの粘弾性特性を確実に測定することができる。
【００６６】
なお、測定装置１００ｃは、最初に自動車の左前輪のタイヤの粘弾性特性に関する測定量を測定し、その後自動車の左後輪のタイヤの粘弾性特性に関する測定量を測定する。例えば、測定装置１００ｃは、測定した順番に基づいて、測定したタイヤが左前輪か左後輪かを識別し、コンピュータ２００に送信する。測定装置１００ｄも、同様の識別を行う。
【００６７】
粘弾性特性算出部１１は、測定装置１００ｃ及び１００ｄが測定した測定量を用いて、タイヤ毎の粘弾性特性を算出する。摩擦係数算出部１２は、粘弾性特性算出部１１が算出した粘弾性特性を用いて、タイヤ毎の摩擦係数を算出する。安全性評価部１３は、タイヤの摩擦係数が所定の閾値以下であるか否かを、タイヤ毎に評価する。摩擦係数が所定の閾値以下になったタイヤが１つでもある場合には、安全性評価部１３は、自動車の車両検査におけるタイヤの摩擦係数の項目について、不合格と評価する。安全性評価部１３は、いずれの位置のタイヤが不合格と評価されたかについて、コンピュータ２００に接続されたディスプレイ（表示部）に表示してもよい。これにより、ユーザは、自動車のどのタイヤを交換すれば検査に合格できるかを知ることができる。また、全てのタイヤについて、摩擦係数が所定の閾値を超えている場合には、安全性評価部１３は、車両検査におけるタイヤの摩擦係数の項目を合格と評価し、その旨をディスプレイに表示してもよい。
【００６８】
［配置例２］
図９は、測定装置１００の各部の配置例２を示した上面図である。図９では、車両検査システムにおける検査スペースＳのブレーキテスターＢ１〜Ｂ４に、それぞれ測定装置１００ｅ〜１００ｈが設けられている。ブレーキテスターＢ１〜Ｂ４は、上部に自動車のタイヤを配置させることにより自動車のブレーキ検査を行う装置であり、自動車のタイヤに対応する数だけ設けられている。図９では、ブレーキテスターは、一般的な自動車のタイヤの数に対応して４つ設けられている。
【００６９】
検査スペースＳには、図９に示す後方から前方に自動車が進入する。ブレーキのテストの際、ブレーキテスターＢ１の上に自動車の左前輪のタイヤが配置され、ブレーキテスターＢ２の上には右前輪のタイヤが配置される。また、ブレーキテスターＢ３の上には自動車の左後輪のタイヤが配置され、ブレーキテスターＢ４の上には右後輪のタイヤが配置される。
【００７０】
ブレーキテスターＢ１は、前ローラーＲＦ１と後ローラーＲＢ１と昇降部Ｌ１を有する。前ローラーＲＦ１は、左前輪タイヤの前部と接触し、回転自在な構成を有する。後ローラーＲＢ１は、左前輪タイヤの後部と接触し、回転自在な構成を有する。つまり、前ローラーＲＦ１と後ローラーＲＢ１とは、タイヤの周方向に沿って異なる位置でトレッドと接触する。なお、タイヤの周方向とは、タイヤの回転軸を中心軸とする周回方向をいう。換言すれば、後ローラーＲＢ１は、タイヤの周方向において前ローラーＲＦ１と異なる位置に配置される。
【００７１】
昇降部Ｌ１は、前ローラーＲＦ１と後ローラーＲＢ１との間において、タイヤのトレッドと接触可能に配置されている。昇降部Ｌ１の幅は、前ローラーＲＦ１及び後ローラーＲＢ１の幅よりも狭い。なお、ブレーキテスターに一般的に設けられるその他の部品については、説明を省略する。
【００７２】
図１０は、図９に示したブレーキテスターＢ１をＸの切断面で切断した断面図である。なお、図面は適宜簡略化されて記載されている。前ローラーＲＦ１は、自動車のタイヤの前部に接触し、後ローラーＲＢ１は、自動車のタイヤの後部に接触する。そして、タイヤＴが通常地面と接触する部分には、測定装置１００ｅが接触する。
【００７３】
前ローラーＲＦ１及び後ローラーＲＢ１は、図示しないモータに接続されており、モータの駆動に応じて回転する。ここで、前ローラーＲＦ１は、タイヤの回転軸Ａ０と平行な回転軸Ａ１を中心に回転可能である。また、後ローラーＲＢ１は、タイヤの回転軸Ａ０と平行な回転軸Ａ２を中心に回転可能である。前ローラーＲＦ１及び後ローラーＲＢ１はタイヤのトレッドに接触するため、前ローラーＲＦ１及び後ローラーＲＢ１が回転することにより、ブレーキテスターＢ１上に位置するタイヤを回転させることができる。なお、タイヤの回転軸Ａ０、前ローラーＲＦ１の回転軸Ａ１及び後ローラーＲＢ１の回転軸Ａ２は、図１０の紙面に対して垂直な方向（図９では左右方向）に延びている。
【００７４】
昇降部Ｌ１は、図１０での上下方向に移動することが可能である。昇降部Ｌ１は、最初は下降した状態にある。このとき、ブレーキテスターＢ１の上にタイヤが停止しても、昇降部Ｌ１はタイヤと接触しない。昇降部Ｌ１が上昇した状態では、昇降部Ｌ１はタイヤの下部（通常路面に接触する箇所）と接触する。昇降部Ｌ１の上部には、測定装置１００ｅが設けられている。そのため、測定装置１００ｅは、上昇した状態において、タイヤの下部と接触する。この状態で、測定装置１００ｅはタイヤの粘弾性特性に関する測定量を測定する。昇降部Ｌ１〜Ｌ４は、コンピュータ２００により上昇及び移動の制御がなされる。
【００７５】
図９において、ブレーキテスターＢ２は、前ローラーＲＦ２と後ローラーＲＢ２と昇降部Ｌ２を有し、ブレーキテスターＢ３は、前ローラーＲＦ３と後ローラーＲＢ３と昇降部Ｌ２を有し、ブレーキテスターＢ４は、前ローラーＲＦ４と後ローラーＲＢ４と昇降部Ｌ４を有する。これらのブレーキテスターＢ２〜Ｂ４は、ブレーキテスターＢ１と同様の構成を有しているため、説明を省略する。
【００７６】
以下、測定装置１００ｅ〜１００ｈのタイヤの測定方法について説明する。自動車は、図９の後方から検査スペースＳに進入し、自動車のそれぞれのタイヤはブレーキテスターＢ１〜Ｂ４の上に停止する。どのタイヤがどのブレーキテスターＢの上に停止するかは、上述の通りである。そして、ブレーキテスターＢ１〜Ｂ４の昇降部Ｌ１〜Ｌ４は、最初の下降した状態から上昇した状態に移行する。このとき、ブレーキテスターＢの測定装置１００ｅ〜１００ｈは、それぞれのタイヤの下部と接触する。そして、４つの測定装置１００ｅ〜１００ｈは、自動車のタイヤの粘弾性特性に関する測定量を測定する。粘弾性特性算出部１１は、測定装置１００ｃが測定した測定量を用いて、それぞれのタイヤの粘弾性特性を算出する。摩擦係数算出部１２は、粘弾性特性算出部１１が算出した粘弾性特性を用いて、それぞれのタイヤの摩擦係数を算出する。安全性評価部１３は、タイヤの摩擦係数が所定の閾値以下であるか否かを、タイヤ毎に評価する。この処理の詳細は配置例１と同様である。
【００７７】
昇降部Ｌ１〜Ｌ４は、測定装置１００ｅ〜１００ｈがタイヤの粘弾性特性に関する測定量を測定した後、位置を下降する。これは、ブレーキテストの際、測定装置１００ｅ〜１００ｈがタイヤに接触しないようにするための処置である。その後、ブレーキテスターＢ１〜Ｂ４は、自動車のブレーキ検査を実行する。
【００７８】
なお、ブレーキテスターＢ１〜Ｂ４が自動車のブレーキ検査を実行した後に、測定装置１００ｅ〜１００ｈがタイヤの粘弾性特性に関する測定量を測定してもよい。
【００７９】
以上に示した通り、配置例１及び２において自動車安全性評価システム１は、車両検査の工程において、他の検査項目の検査と並行してタイヤの粘弾性特性を検出する。つまり、タイヤの摩擦係数の検査を、従来の車両検査の工程に組込むことができる。このため、タイヤの摩擦係数の検査を他の検査項目の検査と独立に行う場合と比較して、車両検査にかかる時間を削減することができる。また、車両検査においてタイヤの摩擦係数に基づくタイヤの安全性を評価することができるので、車両検査の質を向上させることができる。
【００８０】
なお、配置例１において、測定装置１００ｃ及び１００ｄが埋め込まれているのは、サイドスリップ検査の検査コースに限られず、車両検査場において自動車が通過する場所（自動車の移動経路の軌道上）であってもよい。また、配置例２では、ブレーキテスターＢにローラーが２つ取付けられている場合について説明した。しかし、ブレーキテスターＢに取付けられているローラーは３つ以上であってもよい。この場合でも、昇降部Ｌは、配置例２と同様、ローラーとローラーとの間に設けられる。測定装置１００の測定方法は上述の通りである。また、測定装置１００が設けられる個数は４つに限られず、検出対象の自動車のタイヤの数に応じた数だけ設けられてもよい。
【００８１】
配置例２において、測定装置１００ｅ〜１００ｈは、ブレーキテスターＢではなく、車両検査場における自動車のその他の停車位置に設けられていてもよい。例えば、測定装置１００ｅ〜１００ｈは、複数のローラーを有するスピードメータのテスターに設けられていてもよい。この場合、測定装置１００ｅ〜１００ｈは、スピードメータの検査の前又は後にタイヤの粘弾性特性に関する測定量を測定する。
【００８２】
［使用例２］
使用例１では、車両検査場に自動車安全性評価システム１が設けられる例について説明した。使用例２では、ガソリンスタンドに自動車安全性評価システム１が設けられる例について説明する。なお、使用例２に設けられる自動車安全性評価システム１の図面は、図７の通りである。
【００８３】
測定センサ１０は、自動車がガソリンスタンドで停止する位置に設けられている。例えば、測定センサ１０は、給油の際に自動車の４つのタイヤが止まる位置にそれぞれ埋め込まれていてもよい。この４つの測定センサ１０は、測定対象となる自動車への給油中に、自動車のタイヤの粘弾性特性に関する測定量を測定する。例えば、測定センサ１０は、自動車への給油の開始をトリガとして、タイヤの測定を開始してもよい。粘弾性特性算出部１１、摩擦係数算出部１２及び安全性評価部１３の処理は上述の通りである。そして、コンピュータ２００は、自動車への給油が終了した後、安全性評価部１３が評価した自動車の安全性の評価結果を、コンピュータ２００が備えるディスプレイ（表示部）に表示させる。そのため、安全性が評価された後、ユーザはディスプレイを見ることにより、すぐに評価結果を確認することができる。
【００８４】
使用例２では、ユーザが行く頻度が車両検査場よりも高いと考えられるガソリンスタンドに測定装置１００を設けることにより、自動車安全性評価システム１が実効的にタイヤの安全性を評価することができる。また、タイヤの安全性が低下していることをユーザがより早期に認識することができるため、劣化したタイヤを早期に交換する（例えば買い替える）ことが想定される。従って、自動車の安全性をより向上させることができるほか、タイヤの販売がより促進されることも見込まれる。自動車安全性評価システム１が設けられたガソリンスタンドで安全性の評価を確認後、ユーザはそのガソリンスタンドでタイヤ交換をすることが想定されるためである。さらに、給油中にタイヤの測定がなされるため、ユーザはタイヤ測定のための時間を別に設ける必要がない。そのため、タイヤ測定に関するユーザの手間を省くことができる。
【００８５】
なお、使用例２において自動車安全性評価システム１が設けられるのは、ガソリンスタンドに限られず、タイヤ等の自動車部品販売店、自動車整備工場等といった、タイヤの販売等が可能なその他の場所であってもよい。その他、使用例２では、使用例１と同様の構成上の変形を行うことが可能である。
【００８６】
［使用例３］
使用例２では、ガソリンスタンドに自動車安全性評価システム１が設けられる例について説明した。しかし、自動車安全性評価システム１は、ガソリンスタンドに限らず、自動車のユーザが日常的に行くその他の場所に設けられてもよい。使用例３では、測定装置１００を駐車場に設ける場合について説明する。この駐車場は、公共用の駐車場でもよいし、コンビニエンスストア、スーパーマーケット、自動車販売店、タイヤ等の自動車部品販売店、自動車整備工場といった店舗の利用者向けの駐車場であってもよい。コンピュータ２００は、例えば駐車場を提供する店舗内に設けられる。
【００８７】
使用例３において、安全性評価部１３の評価結果は、タイヤの検出が終了した自動車が駐車場から退場する際にユーザに通知されてもよい。例えば、駐車場を管理するコンピュータ２００は、測定装置１００と、測定装置１００が設けられた駐車場の番号（位置）とを、対応付けて記憶していてもよい。コンピュータ２００に接続された駐車券回収機が駐車場出口で駐車券を回収する場合には、コンピュータ２００は、回収された駐車券に記載された駐車場の番号に対応する測定装置１００を特定する。そして、特定した測定装置１００で測定されたタイヤについて安全性評価部１３が評価した評価結果を、ディスプレイ等で自動車のユーザに通知する。
【００８８】
また、コンピュータ２００は、自動車が駐車場に入場して駐車券を発券するとき、備え付けのカメラで撮影された自動車のナンバーを取得してもよい。このとき、コンピュータ２００は、撮影された自動車のナンバーと、その自動車に発券した駐車場の番号を対応付けて記憶する。コンピュータ２００は、自動車が退場する際にカメラで撮影された自動車のナンバーを取得し、撮影された自動車がどの駐車場の番号に駐車していたかを特定する。そして、その駐車場の番号に設けられた測定装置１００で測定されたタイヤの評価結果を特定し、その評価結果をディスプレイ等で自動車のユーザに通知する。このようにして、コンピュータ２００は、自動車のタイヤが劣化している場合に、ユーザにタイヤの購入を促すことができる。
【００８９】
なお、測定装置１００は、駐車場以外にも、ハンバーガーショップ等のドライブスルーといった、自動車が停止する場所に設けられていてもよい。その他、使用例３では、使用例１−２と同様の構成上の変形を行うことが可能である。
【００９０】
［使用例４］
使用例４では、測定装置１００とコンピュータ２００とが無線で接続されている場合について説明する。ここでコンピュータ２００は、測定装置１００と離れた位置（例えば自動車の検査会社の社内）に配置されている。その他の自動車安全性評価システム１の構成は、使用例１と同様である。このとき、安全性評価部１３の評価結果は、ユーザの端末に通知されてもよい。
【００９１】
例えば、コンピュータ２００は、安全性評価部１３の評価結果を記憶するとともに、予め連絡先として記憶している自動車のユーザ端末（例えばスマートフォン等の携帯端末）に、メールで評価結果を通知してもよい。また、コンピュータ２００は、ユーザが所定のホームーページを端末で閲覧する際に、そのホームーページに評価結果を表示させてもよい。また、所定のタイヤ販売店に、ユーザの情報とそのユーザの自動車の評価結果を予め通知しておき、ユーザがタイヤ販売店に行った際に、ユーザの情報を確認した上で、自動車の評価結果を店がユーザに通知してもよい。さらに、自動車が自動運転を行う場合、コンピュータ２００は、自動車の自動運転を行う自動運転装置・システムに対し、安全性評価部１３の評価結果を出力してもよい。自動運転装置・システムは、その評価結果に応じて、自動車の運転を制御することができる。その他、使用例４では、使用例１−３と同様の構成上の変形を行うことが可能である。
【００９２】
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２について説明する。なお、以下の説明では、以前に説明した箇所については、適宜説明を省略する。
【００９３】
実施の形態１において、安全性評価部１３は、タイヤの摩擦係数に基づいて自動車の安全性を評価した。しかしながら、安全性評価部１３は、タイヤの摩擦係数だけでなくタイヤの制動距離のデータにも基づいて、自動車の安全性を評価してもよい。
【００９４】
自動車において、ＡＢＳが作動している状態（つまり、自動車が急制動を行う時）の制動距離が所定の値より大きい場合は、タイヤの特性が劣化していると推定できる。自動車が加速をする際に、ブレーキをかけてタイヤの空転を抑制するＴＣＳ（Traction Control System）が作動している場合にも、同様の推定が可能である。ＡＢＳ又はＴＣＳ機能の作動頻度が所定の値より大きい場合にも、タイヤの特性が劣化していると推定できる。このため、安全性評価部１３は、ＡＢＳ又はＴＣＳ機能が作動している際のタイヤの制動距離、自動車がＡＢＳ又はＴＣＳ機能を有している際のＡＢＳ又はＴＣＳ機能の作動頻度のデータの少なくともいずれか１つを、測定したタイヤの摩擦係数と共に用いることにより、自動車の安全性を評価してもよい。なお、ＡＢＳ又はＴＣＳ機能を有さない自動車でも、安全性評価部１３は、ユーザがブレーキをかけた際のタイヤの制動距離のデータと、測定したタイヤの摩擦係数とを共に用いて、自動車の安全性を評価することができる。
【００９５】
さらに、旋回時の舵角や横滑り、車体に発生した横加速度Ｇに応じた自動車のスピード制御、ユーザが手動でブレーキをかけた際のタイヤロックの度合いにおいても、同様にタイヤ劣化の影響が生じる。このため、安全性評価部１３は、自動車の旋回時の舵角、自動車の旋回時の横滑り、横加速度に応じたスピード制御又はユーザが手動でブレーキをかけた際のタイヤロックの度合いのデータの少なくともいずれか１つを、測定したタイヤの摩擦係数と共に用いることにより、自動車の安全性を評価してもよい。これにより、タイヤの劣化具合を、安全性評価により正確に反映させることができる。
【００９６】
さらに、自動車に搭載された加速度センサと車重センサの計測値（加速度及び車重の値）からタイヤに働く制動力や横加速度Ｇが計算できるので、この制動力や横加速度Ｇを用いて、制動距離や旋回による横滑りを正規化することにより、タイヤの基準状態からの劣化具合を精度高く判定できる。また、ネットワークで連携した自動車群のこれらの計測値を援用して統計処理することにより、ＡＢＳ又はＴＣＳ機能が作動している際の制動距離、ＡＢＳ又はＴＣＳ機能の作動頻度、及び旋回による横滑りの正規化がより実情を反映して行われるため、より的確な判定ができる。なお、ＡＢＳ又はＴＣＳ機能が作動している際の制動距離、ＡＢＳ又はＴＣＳ機能の作動頻度又は旋回による横滑りのデータは、安全性の評価に用いられるだけでなく、運転者に告知されてもよい。例えば、制動距離が所定の閾値以上の値となり、タイヤが劣化している場合には、安全性評価部１３は、自動車のユーザ端末にタイヤが劣化していることを通知するアラームを出力することも可能である。
【００９７】
安全性評価部１３は、安全性評価の対象となる自動車のタイヤの制動距離のデータを取得する。例えば、安全性評価の対象となる自動車には、ＡＢＳ又はＴＣＳ機能を使用した時に制動距離を測定するセンサが車載装置として設けられ、そのセンサが安全性評価部１３を有するコンピュータ２００に制動距離のデータを送信してもよい。そして、安全性評価部１３は、摩擦係数算出部１２が算出したタイヤの摩擦係数が同じ場合、タイヤの制動距離が長くなるほど、安全性を低く評価する。
【００９８】
例えば、安全性評価部１３には、タイヤの摩擦係数及び制動距離の値と、それに対応する安全性の評価値とがテーブルに格納されていてもよい。安全性評価部１３は、タイヤの摩擦係数及び制動距離の値に基づいてテーブルを参照し、その摩擦係数及び制動距離の値に対応する安全性の評価値を選択することにより、対象となる自動車の安全性を評価することができる。なお、安全性評価部１３は、自動車においてＡＢＳやＴＣＳが作動している際のタイヤの制動距離ではなく、ユーザが手動でブレーキをかけた際のタイヤの制動距離に基づいて自動車の安全性を評価してもよい。
【００９９】
［実施の形態３］
実施の形態３では、測定センサ１０が測定するタイヤの測定箇所について特定する。自動車の特性に応じて、１つのタイヤにおいて特に劣化しやすい箇所が存在する。例えば、前輪タイヤにおいては、ショルダー部（タイヤにおけるトレッドパターンの両端部）が摩耗しやすく、後輪タイヤにおいては、トレッドパターンのセンター部が摩耗しやすい。そのため、摩耗しやすいそれらの箇所に測定センサ１０を接触させ、粘弾性特性の測定を行うことにより、上述と同様、自動車の安全度をより正確に評価できると考えられる。なお、摩耗しやすい自動車のタイヤ及びタイヤの箇所は、ユーザの運転の特性等に応じて異なることも考えられる。そのような場合には、特に摩耗した箇所（又は摩耗が生じやすいと推定される箇所）に測定センサ１０を接触させ、測定を行ってもよい。
【０１００】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、以上に示した実施の形態は、適宜組み合わせることができる。
【０１０１】
測定センサ１０は、所定の場所に固定された測定装置１００に設けられていなくともよく、任意の場所に移動可能なプローブ状であってもよい。
【０１０２】
接触部２１において、接触センサ２７の代わりに光センサが設けられてもよい。光センサは、タイヤによる遮光を検出することにより、タイヤが接触部２１に接触したことを検出し、検出信号を演算部３０に出力する。同様に、近接センサ等、タイヤが接触部２１に接触したことを検出する他の種類のセンサが接触部２１に設けられてもよい。
【０１０３】
ただし、接触センサ２７は必ずしも設けられなくてもよい。例えば、測定装置１００に接続された入力端末にタイヤの粘弾性測定開始のスイッチが設けられ、自動車のユーザがそのスイッチを押したことをトリガとして、演算部３０が測定センサ１０の測定を開始してもよい。
【０１０４】
タイヤの粘弾性特性の測定方法は、上述の音波反射法に限られず、他の方法を適用することもできる。例えば、音波をタイヤに透過させ、透過後の音波を測定する透過法を用いてもよい。透過された音波は、トランスデューサによって電気信号に変換されることにより、音波反射法と同様に測定される。
【０１０５】
実施の形態１における使用例２〜４において、タイヤの評価結果がタイヤが劣化したことを示している場合（例えば、タイヤの摩擦係数が所定の閾値以下である場合）には、コンピュータ２００は、評価結果とともに、タイヤの買い替えを勧めるコメントや、買い替える際のお勧めのタイヤ情報についてユーザに通知してもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１  自動車安全性評価システム
１０  測定センサ
１１  粘弾性特性算出部
１２  摩擦係数算出部
１３  安全性評価部
２０  音波信号発生部
２１  接触部
２２  駆動波形発生器
２３  方向整合器
２４  高周波増幅器
２５  トランスデューサ
２６  遅延材
２７  接触センサ
２８  時間データメモリ部
２９  基準値記憶部
３０  演算部
３１  定数記憶部
３２  算出部
３３  評価値テーブル
３４  決定部
１００  測定装置
２００  コンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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