(57)【要約】【課題】タイヤの偏摩耗の検出から、対応策の決定までを自動的に行う装置を提供する。【解決手段】スキャナによりタイヤ形状を読み込み（Ｓ３）、同一タイヤの新品時形状と比較をする（Ｓ４）。比較の結果、差分形状に基づいて偏摩耗ＤＢを検索し、偏摩耗の有無と種類を判断する（Ｓ５）。１つの車両の全タイヤについて偏摩耗を調査すると、位置交換ＤＢ、対応策ＤＢを検索することにより抽出されたタイヤ位置交換方法及び、そのほかの対応策の指示が表示される。これにより、偏摩耗の検出から対応策の表示までが自動的に行われるので、作業者の経験・知識が要求されず、かつ、労力を軽減することができる。【選択図】　　　図３
2004145828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの外形形状を測定するスキャナと、
タイヤの標準形状を記憶したタイヤ形状データベースと、
タイヤ偏摩耗の種類ごとに、偏摩耗の形状を記憶した偏摩耗データベースと、タイヤ偏摩耗の種類とその偏摩耗が生じたタイヤ位置に対応したタイヤ位置交換方法を記憶した位置交換データベースと、
タイヤ偏摩耗の種類ごとに、対応策を記憶した対応策データベースと、
前記スキャナにより測定したタイヤの外形形状と、前記標準形状とを比較して外形形状の差分を求め、この差分に基づいて前記偏摩耗データベースから該当する偏摩耗の種類を判断する偏摩耗判断手段と、
判断した偏摩耗に基づいて、前記位置交換データベースからタイヤ位置交換方法を抽出する位置交換抽出手段と、
判断した偏摩耗に基づいて、前記対応策データベースから対応策を抽出する対応策抽出手段と、
検出された偏摩耗の種類と、対応策と、タイヤ位置交換方法を表示する表示手段と、
を具備することを特徴とするタイヤ偏摩耗管理装置。
【請求項２】
スキャナによりタイヤの外形形状を測定するステップと、
比較手段により、測定したタイヤの外形形状と標準形状とを比較し、外形形状の差分を求めるステップと、
判断手段により、前記外形形状の差分に基づいて、偏摩耗の種類を判断するステップと、
表示手段により、検出した偏摩耗の種類を表示するステップと、
を具備することを特徴とする偏摩耗自動判定方法。
【請求項３】
請求項２の偏摩耗自動判定方法により偏摩耗の種類を得るステップと、
位置交換抽出手段により、得た偏摩耗の種類に基づいて、位置交換データベースから、偏摩耗を防止するためのタイヤ位置交換方法を抽出するステップと、
表示手段により、抽出されたタイヤ位置交換方法を表示するステップと、
を具備することを特徴とするタイヤ位置交換自動表示方法。
【請求項４】
請求項２の偏摩耗自動判定方法により偏摩耗の種類を得るステップと、
対応策抽出手段により、得た偏摩耗の種類に基づいて、対応策データベースから偏摩耗を防止するための対応策を抽出するステップと、
表示手段により、抽出された対応策を表示するステップと、
を具備することを特徴とするタイヤ偏摩耗対応策自動表示方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に使用するタイヤに発生する偏摩耗を管理するタイヤ偏摩耗管理装置に関する。
また、本発明は、上記装置に使用するタイヤの偏摩耗自動判定方法、偏摩耗に対するタイヤ交換自動表示方法及び、偏摩耗に対する対応策自動表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用タイヤは、車両の走行により摩耗をしていく。このタイヤ摩耗の管理を自動的に行うタイヤ管理方法が提案されている（特許文献１参照）。
上記タイヤ管理方法は、正常な摩耗（均一な摩耗）を対象とした管理方法である。これに対し、車両用タイヤは、色々な原因により均一に摩耗せず、部分的な摩耗が急速に進むことがある。これを偏摩耗という。
【０００３】
偏摩耗の程度が激しいとタイヤ寿命が著しく低下し、騒音・振動の原因にもなり快適なドライブができなくなる。このようなタイヤの偏摩耗を自動的に管理する提案はまだされていない。
【０００４】
図１を用いて、偏摩耗の代表例を説明する。なお、図の（Ａ）〜（Ｉ）では、図示上方にタイヤの下部表面形状を示し、下方にタイヤの断面形状を示している。また、摩耗した部分を黒く塗りつぶして表示している。
（Ａ）は、センタ摩耗と呼ばれるもので、タイヤの中央部（センタ）がトレッド全体に比べて早く摩耗したものである。これは、空気圧が高すぎるとき、又は駆動力の高い車両の駆動軸で使用したときに発生しやすい。
【０００５】
（Ｂ）は、肩落ち摩耗と呼ばれるもので、トレッド全体に比べショルダー部のみが溝を境に「段」がついたように早期に摩耗したものである。これは、タイヤをフロントに装着した時に、トーイン、キャンバーによる影響で発生する。また、急カーブの走行が多い場合に発生し、路面傾斜の影響により発生する。
【０００６】
（Ｃ）は、ステップ摩耗と呼ばれるもので、ショルダー部の外側が集中的に磨り減ってしまう現象である。これは、上記（Ｂ）と同様に、タイヤをフロントに装着した時のトーイン、キャンバーによる影響で発生する。また、急カーブの走行が多い場合に発生し、路面傾斜の影響により発生する。
【０００７】
（Ｄ）は、波状摩耗と呼ばれるもので、トレッドショルダー部に多く見られ、波状に摩耗したものである。これは、フロントに装着した時のトーイン、キャンバーが不適正な場合、空気圧不足の場合、複輪に外径差、空気圧差がある場合に発生する。
【０００８】
（Ｅ）は、両肩落ち摩耗と呼ばれるもので、タイヤの両ショルダー部が早期に摩耗したものである。これは、空気圧不足、過荷重の場合に発生する。
（Ｆ）は、レール摩耗と呼ばれるもので、タイヤの溝の縁部が、レールが通ったように摩り減ったものである。これは、アライメントの調整不良、タイヤ位置交換不足の場合に発生する。
【０００９】
（Ｇ）は、リブパンチングと呼ばれるもので、ショルダー部を除くある一定の列のブロックのみが早期に摩耗したものである。これは、複輪の外径差、空気圧差がある場合に発生する。また、フロント装着時であっても、アライメントの影響により発生することがある。
【００１０】
（Ｈ）は、フェザーエッジ摩耗と呼ばれるもので、リブ及び細部エッジに多く見られ、タイヤの断面方向にのこぎりの歯状に摩耗したものである。これは、主にトーイン不足、空気圧不足、急カーブの走行が多いといった場合に発生する。
また、路面傾斜の影響で発生する場合がある。
【００１１】
（Ｉ）は、片側摩耗と呼ばれ、トレッドの片側のみ早期に摩耗したものである。これは、主に、フロント装着時のキャンバーの影響で発生し、急カーブの走行が多い場合に発生する。また、路面傾斜の影響で発生する。
（Ｊ）は、ヒール＆トゥ摩耗と呼ばれ、ブロックが回転方向に、のこぎりの歯状に摩耗したものである。これは、制動、駆動の頻度が高い場合、リア装着時の空気圧が不足の場合に発生する。なお、（Ｊ）は、タイヤを側面から見た状態を示している。
【００１２】
上記各偏摩耗の説明から明らかなように、タイヤの偏摩耗は、以下の５つの管理を適正に行うことで抑えることができる。
（１）適正空気圧の維持・管理。
（２）適正なタイヤ位置交換（ローテーション）。
（３）アライメント調整。
（４）複輪外径差及び空気圧差の防止。
（５）車両整備。
【００１３】
従来においては、ユーザ及びサービスマンなどが、目視により又は内外の溝深さの差を測定することにより偏摩耗の有無及び種類を判定していた。そして、偏摩耗の要因に応じて、タイヤの位置交換などの必要な対策を判断して、それを実行することにより、タイヤの長寿命化を図っていた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、タイヤの偏摩耗については、偏摩耗の検出からその対応策の決定までを人が行っていた。このため、作業者の知識、経験が必要となり、また、労力が大きかった。
本発明は、タイヤの偏摩耗の検出から、対応策の決定までを自動的に行う装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記装置で使用するタイヤの偏摩耗判定方法、偏摩耗に対するタイヤ交換自動車表示方法及び、偏摩耗に対する対応策自動車表示方法を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【特許文献１】
特開２００２−１３２９９４
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものである。
本発明のタイヤ偏摩耗管理装置においては、スキャナによりタイヤの外形形状を測定し、測定したタイヤの外形形状と標準外形形状（新品時の外形形状）とを比較し、外形形状の差分を求める。この差分に基づいて、偏摩耗の形状を記憶した偏摩耗データベース（以下、「データベース」は「ＤＢ」と略称する。）から、該当する偏摩耗の種類を判断する。
【００１７】
また、本発明のタイヤ偏摩耗管理装置においては、判定したタイヤ偏摩耗の種類及びそのタイヤ位置ごとに、偏摩耗を防止する位置交換方法を記憶した位置交換ＤＢを用意する。このタイヤ位置交換ＤＢから抽出した位置交換方法が表示手段に表示される。
これにより、偏摩耗が生じたときには、適切なタイヤ位置交換方法が自動的に得られる。
【００１８】
さらに、判断したタイヤ偏摩耗の種類ごとに偏摩耗を防止する対応策を記憶した対応策ＤＢから、偏摩耗を防止するための対応策を抽出する。
偏摩耗の種類と抽出された対応策は、表示手段に表示される。
本発明によれば、タイヤの偏摩耗を自動的に判定することができ、また、その対応策が自動的に得られる。したがって、作業者の経験を必要とせず、また、労力を軽減することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。
図２は、タイヤ偏摩耗管理装置の回路構成を示す。
タイヤ偏摩耗管理装置１は、例えば、モバイルパソコンにより構成される。タイヤ偏摩耗管理装置１は、ＣＰＵからなる制御部２、記憶部３、液晶ディスプレイからなる表示部４、キーボードなどからなる入力部５、入出力インタフェース６を具備する。
【００２０】
なお、タイヤ偏摩耗管理装置１は、上記特許文献１に記載された車両端末に組み込まれるものであっても、又は単独で構成されるものであっても、いずれでも良い。
タイヤ偏摩耗管理装置１は、入出力インタフェース６を介して、スキャナ７、送受信機８、ホストコンピュータ９と接続可能とされる。スキャナ７は、タイヤの形状を測定するためのもので、例えば、レーザ式形状測定装置が使用される。送受信機８は、タイヤ内に装着されたトランスポンダから送信されるタイヤに関するデータを受信する。
【００２１】
記憶部３には、装置動作用のプログラム及び各種ＤＢが記憶される。
各種ＤＢとしては、タイヤ形状ＤＢ、偏摩耗ＤＢ、対応策ＤＢ、位置交換ＤＢがある。
各ＤＢには、あらかじめすべてのデータを記憶しておくようにしても良いが、点検作業の都度、ホストコンピュータ９から必要なデータのみをダウンロードして記憶するようにしても良い。
【００２２】
タイヤ形状ＤＢには、タイヤの形式に関するデータが記憶されている。このデータとしては、タイヤ名ごとに、タイヤを特定するためのタイヤＩＤ、新品時のタイヤ形状の画像データなどがある。
偏摩耗ＤＢには、偏摩耗の種類ごとに、偏摩耗したタイヤの形状が画像データとして記憶されている。また、偏摩耗の有無を判定するときに使用されるしきい値が偏摩耗の種類ごとに記憶されている。
【００２３】
対応策ＤＢには、偏摩耗の種類ごとに対応策が記憶されている。なお、この対応策ＤＢは、偏摩耗ＤＢに組み込むこともできる。
位置交換ＤＢには、偏摩耗が検出されたタイヤ位置及び偏摩耗の種類に応じた位置交換方法が記憶されている。
【００２４】
タイヤ偏摩耗管理装置１の使用方法及び装置の動作を説明する。
ディーラがタイヤの点検のために出かけるとき、ホストコンピュータ９から、ユーザ情報をダウンロードし、記憶部３に記憶する。
ホストコンピュータ９には、ユーザ情報として、ユーザ名、事業所名、事業所に配備された車両の車両番号、車両ごとのタイヤ配置図、タイヤごとのタイヤＩＤ、タイヤ形状が記憶されている。
【００２５】
ディーラは、事業所名を特定することにより、その事業所に所属する車両のタイヤ配置図、タイヤＩＤ、タイヤ形状などのタイヤに関するデータをダウンロードする。
また、上記の各種ＤＢが記憶部３にあらかじめ記憶されていない場合は、ユーザ情報から得たデータに基づいて、ホストコンピュータから必要なデータをダウンロードする。
【００２６】
図３のフローチャートを用いて、制御部２による処理を説明する。
作業者が入力部５からユーザ情報を読み出す操作をすると、ステップＳ１で、記憶部３から読み出されたユーザ情報が表示部４に表示される。作業者は、この表示に従って車両番号を選択する。
【００２７】
車両番号が選択されると、表示部４に、該当する車両のユーザ情報、タイヤ配置図、タイヤＩＤなどが表示され、ステップＳ２で、測定するタイヤを選択する指示がされる。
図４に、ステップＳ２で表示部４に表示される画面を示す。
ここには、ユーザ情報と、タイヤ配置図と、測定をするタイヤを指示する「以下のタイヤの調査を行ってください」という表示が表示される。
【００２８】
タイヤ配置図において、測定をすべきタイヤが点滅表示される。なお、点滅表示に代えて、ほかのタイヤの表示色と異なる色で表示してもよい。
画面には、更に、調査の指示がされたタイヤの情報が表示される。ここには、そのタイヤ内部に装着されたトランスポンダのチップＩＤが含まれる。
【００２９】
作業者は、測定するタイヤが決まると、装置１に送受信機８を接続して、測定タイヤ内に装着されたトランスポンダからデータを受信する。トランスポンダからは、当該タイヤに関するデータが発信されている。このデータには、トランスポンダを特定するためのチップＩＤ、タイヤ名を特定するためのタイヤＩＤなどが含まれる。
【００３０】
送受信機８で受信したデータに含まれるチップＩＤと、ユーザ情報に含まれたチップＩＤとが一致しているか否かが判定される。一致をしていれば次のステップＳ３に進む。一致していない場合は、作業者の操作により、ユーザ情報が修正される。以後の作業は、受信したデータに基づいて行われる。また、修正されたユーザ情報は、後でホストコンピュータ９に登録される。ユーザ情報の修正などができないタイヤについては、作業を停止する。
【００３１】
ステップＳ３で、タイヤの形状読み込みが行われる。ここでは、装置１にスキャナ７を接続し、スキャナ７をタイヤ表面に当てて、タイヤ表面をスキャンする。これにより、タイヤの断面形状が画像データとして読み込まれる。
ステップＳ４で、読み込まれたタイヤ断面形状と、新品時の形状との比較がされる。ここでは、タイヤＩＤに従って、タイヤ形状ＤＢが検索され、新品時のタイヤ形状（標準形状）の画像データが読み出される。
【００３２】
図５を用いて、読み込まれたタイヤ断面形状と新品時形状との比較方法を説明する。この比較は、画像処理により行われる。
図の上の部分が読み込まれたタイヤの断面形状を示す。読み込まれた断面形状（細線）と新品時形状（太線）とが重ねあわされた状態が図の下の部分に表示されている。２つの形状の差分が摩耗形状となる。
【００３３】
なお、読み込まれた形状は、偏摩耗だけでなく、正常な摩耗を含んでいる。この正常摩耗による影響を排除するために、新品時形状の上端を円弧状に削る画像処理を行う。新品時形状の上端が削られていき、読み込まれた形状の上端に当ると、この削る処理は停止される。この状態で、正常な摩耗のタイヤ形状と読み込まれたタイヤの形状との比較がされ、上記の差分形状が抽出される。
【００３４】
ステップＳ５で、偏摩耗の判断がされる。ここでは、上記の差分形状に基づいて、偏摩耗ＤＢが検索され、パターンマッチングなどの手法により、差分形状に最も類似した偏摩耗の種類が抽出される。同時に、差分形状から偏摩耗の量が算出され、しきい値との比較により偏摩耗の有無が判定される。
【００３５】
偏摩耗ＤＢには、偏摩耗の種類ごとにしきい値が記憶されており、差分形状から得た偏摩耗量がこのしきい値を超えると、偏摩耗が発生していると判定される。
なお、図１（Ｊ）のヒール＆トゥ摩耗については、断面形状のみでは判断をすることができない。しかし、スキャナ７によるタイヤ形状の測定時には、タイヤの周方向についても測定がされるので、実際には、ヒール＆トゥ摩耗についても判断が可能である。
【００３６】
ステップＳ６で、偏摩耗に関するデータが記憶部３に記憶される。ここで記憶される偏摩耗のデータには、偏摩耗の有無及び、偏摩耗が有りの場合は偏摩耗の種類が含まれる。なお、本例では、上記の特許文献１に記載された処理が同時に実行され、残溝量、摩耗寿命もデータとして記憶されている。
【００３７】
ステップＳ７で、次に調査するタイヤがあるか否かが判定される。あればステップＳ２に戻り、次のタイヤについて同様の処理が行われる。すべてのタイヤについての処理が終了していれば、ステップＳ８へ進む。
ステップＳ８では、以上の処理によりタイヤごとに収納していたデータが、１つの車両についてのデータとしてまとめられて、記憶部３に記憶される。
【００３８】
ステップＳ９で、車両内での偏摩耗比較が行われる。ここでは、各タイヤについての偏摩耗の調査に基づいて、１車両内でどのタイヤに偏摩耗が発生しているかが判定される。
ステップＳ１０で、タイヤ位置交換の指示がされる。また、偏摩耗防止のための対応策が表示される。
【００３９】
ステップＳ９で、偏摩耗が発生した車両内のタイヤ位置と偏摩耗の種類が特定されると、これに基づいて、位置交換ＤＢが検索され、その結果が表示部４に表示される。
図６、図７に、タイヤ位置交換の指示の例を示す。
フロント右側のタイヤに片側摩耗が検出されたときは、図６の表示がされる。
リアフロントの内側及び外側にヒール＆トゥ摩耗が検出されたときは、図７の表示がされる。
【００４０】
各画面において、偏摩耗が発生したタイヤが、正常なタイヤの表示色とは異なる色で表示される。また、タイヤ位置交換の方法が矢印で表示される。図６では、偏摩耗が発生したタイヤを裏に組むことが指示されている。図７では、偏摩耗が発生した右側の２つのタイヤを、左側の対応する２つのタイヤと入れ替えることが指示されている。
【００４１】
なお、まれなことではあるが、多数のタイヤに同時に偏摩耗が発生した場合などで、偏摩耗ＤＢから位置交換方法が抽出できないことがある。このときは、画面上に、適切な位置交換方法が自動抽出できなかったことが表示される。
【００４２】
上記の指示に従ってタイヤ位置交換が実行される。この位置交換をすることで、位置によるタイヤの偏摩耗の発生の機会が均一化され、タイヤのロングライフ化を図ることができる。
タイヤ位置交換がされ、作業者が入力部５からその旨を入力すると、記憶部３に記憶されたユーザ情報のタイヤ位置が書き換えられる。書き換えられたユーザ情報は、後で、ホストコンピュータ９に登録される。
【００４３】
ステップＳ１０のタイヤ位置交換指示のときに、偏摩耗に対する対応策を表示させることができる。
図６又は図７に示した画面が表示された状態で、偏摩耗ありと表示されたタイヤを画面上でクリックする。すると、偏摩耗の種類に基づいて記憶部３の対応策ＤＢから対応策が抽出され、画面上に表示される。
【００４４】
対応策としては、図１の偏摩耗について説明したように、偏摩耗の発生要因に対応して、（１）適正空気圧の維持・管理、（２）適正なタイヤ位置交換、（３）アライメント調整、（４）複輪外径差及び空気圧差の防止、（５）車両整備などが必要であることが表示される。
【００４５】
以上説明した例によれば、タイヤ偏摩耗の検出から、タイヤ位置交換、そのほかの対応策を自動的に得る装置が得られるる。この装置により得たタイヤ位置交換及びそのほかの対応策を実行することにより、偏摩耗による影響を最小限にして、タイヤの長寿命化を図ることができる。
また、作業者は、格別な知識・経験がなくとも、装置に表示されたタイヤ位置交換の方法、そのほかの対応策に従って、タイヤ偏摩耗に対する措置をとることができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、タイヤの偏摩耗の検出から、対応策の決定までを自動的に行う装置を提供することができる。
また、本発明によれば、上記装置で使用するタイヤの偏摩耗判定方法、偏摩耗に対する対応策自動車表示方法、及び偏摩耗に対するタイヤ交換自動車表示方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タイヤの偏摩耗を説明する図である。
【図２】本発明のタイヤ偏摩耗管理装置の回路構成を示す図である。
【図３】図２の装置の処理を説明するフローチャートである。
【図４】図３の処理において表示されるタイヤ選択画面を示す。
【図５】図３の処理における、タイヤ形状比較の原理を示す図である。
【図６】図３の処理における、タイヤ位置交換指示画面の第１例を示す図である。
【図７】図３の処理における、タイヤ位置交換指示画面の第２例を示す図である。
【符号の説明】
１…タイヤ偏摩耗管理装置
２…制御部
３…記憶部
４…表示部
５…入力部
６…インタフェース
７…スキャナ
８…送受信機
９…ホストコンピュータ
【図１】
2004145828.tif 000003
【図２】
2004145828.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004145828.tif 000008
【図７】
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