(57)【要約】【課題】走行中のタイヤに作用するタイヤ幅方向の力と、半径方向の力とをリアルタイムに測定する方法を提供し、よって、車両横方向の路面摩擦係数の推定を可能にする。【解決手段】タイヤ幅方向に沿って対向し磁極幅が異なるＮ極とＳ極とからなる非対称磁石をトレッド部に配設したタイヤを回転し、車軸の非回転部分に設けた磁気センサでこの非対称磁石からの磁界を検知し、検知した磁界の磁束密度の時間変化から、このタイヤの接地面に作用するタイヤ幅方向の力とタイヤ半径方向の力とをリアルタイムに求める。【選択図】　　　　図１
2004037226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ幅方向に沿って対向し磁極幅が異なるＮ極とＳ極とからなる非対称磁石をトレッド部に配設したタイヤを回転し、車軸の非回転部分に設けた磁気センサでこの非対称磁石からの磁界を検知し、検知した磁界の磁束密度の時間変化から、このタイヤの接地面に作用するタイヤ幅方向の力とタイヤ半径方向の力とをリアルタイムに求めるタイヤに作用する力の測定方法。
【請求項２】
前記磁束密度の時間変化のピークの最大値および半値幅を算出し、算出された最大値および半値幅からタイヤ幅方向の力およびタイヤ半径方向の力を求める請求項１に記載のタイヤに作用する力の測定方法。
【請求項３】
前記磁束密度の時間変化のピークの位相からタイヤに作用するタイヤ周方向の力をリアルタイムに求める請求項１〜２に記載のタイヤに作用する力の測定方法。
【請求項４】
請求項１〜３に記載のタイヤに作用する力を測定する方法に用いるタイヤであって、
タイヤ幅方向に対向し磁極幅が異なるＮ極とＳ極とからなる非対称磁石をトレッド部に配設してなるタイヤ。
【請求項５】
スチールコードよりなるベルトを具え、このベルトの半径方向内側に前記非対称磁石を配設してなる請求項４に記載のタイヤ。
【請求項６】
スチールコードよりなるベルトを具え、このベルトを着磁して前記非対称磁石を形成してなる請求項４に記載のタイヤ。
【請求項７】
スチールコードを構成する素線のうち少なくとも一本を硬質磁性材料で形成してなる請求項６に記載のタイヤ。
【請求項８】
前記非対称磁石を、タイヤ周方向に複数個配設してなる請求項４〜７のいずれかに記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のアンチロックブレーキシステム（以下「ＡＢＳ」という）、もしくは、トラクションコントロールシステムの制御に必要な路面摩擦係数を精度よく推定するための、タイヤに作用する力の測定方法とこの方法に用いるタイヤに関し、特に、タイヤの幅方向に作用する力の測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に用いられるＡＢＳの性能を高めるためは、できるだけ大きい路面摩擦係数の状態で、ロック、アンロックの制御を行うことが効果的であり、この路面摩擦係数は、一定の路面状態では、車輪のスリップ率に依存するため、ＡＢＳは、最大の路面摩擦係数を与えるスリップ率の近傍でロック、アンロックを制御するように設計される。このことから、従来のＡＢＳでは、スリップ率を、車両の速度と、車輪の回転数を測定して、これらの測定値に基づいて計算し、このスリップ率が所定の範囲に入るよう制動を自動制御する方式が一般的である。
【０００３】
しかしながら、このスリップ率から路面摩擦係数を推定する方法では、スリップ率と路面摩擦係数の関係が、路面状況によって大きく変化し、最適な路面摩擦係数に対応するスリップ率も一定ではなくなり、スリップ率だけでは最適路面摩擦係数が得られないという問題があった。また、この方法は、スリップした結果としてのスリップ率を測定しその測定値から路面摩擦係数を求めるので、ＡＢＳの制御においてレスポンスが遅いという問題もある。さらに、この方法は車両の進行方向に対する路面摩擦係数を推定するものであり、制動時に特に問題となっている車両の横方向に対するロック・アンロックを制御するには、車両進行方向に対する路面摩擦係数と横方向の路面摩擦係数とが十分に高い相関関係をもたないため、余り有効な方法ではないという問題があった。
【０００４】
以上のことから、路面がタイヤに作用する幅方向および垂直方向の力を測定して、これらの力から直接幅方向の路面摩擦係数を求めることが望ましいが、実際にはタイヤに作用する幅方向の力を測定する手段がなく、この方法は未だ実現されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、走行中のタイヤに作用するタイヤ幅方向の力と、半径方向の力とをリアルタイムに測定する方法を提供し、よって、車両横方向の路面摩擦係数の高精度でリアルタイムな推定を可能にすることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明はなされたものであり、その要旨構成を以下に示す。第一の発明は、タイヤ幅方向に沿って対向し磁極幅が異なるＮ極とＳ極とからなる非対称磁石をトレッド部に配設したタイヤを回転し、車軸の非回転部分に設けた磁気センサでこの非対称磁石からの磁界を検知し、検知した磁界の磁束密度の時間変化から、このタイヤの接地面に作用するタイヤ幅方向の力とタイヤ半径方向の力とをリアルタイムに求めるタイヤに作用する力の測定方法である。
【０００７】
第二の発明は、第一の発明において、前記磁束密度の時間変化のピークの最大値および半値幅を算出し、算出された最大値および半値幅からタイヤ幅方向の力およびタイヤ半径方向の力を求めるタイヤに作用する力の測定方法である。
【０００８】
第三の発明は、第一〜第二の発明のいずれかにおいて、前記磁束密度の時間変化のピークの位相からタイヤに作用するタイヤ周方向の力をリアルタイムに求めるタイヤに作用する力の測定方法である。
【０００９】
第四の発明は、第一〜第三の発明のいずれかに用いるタイヤであって、タイヤ幅方向に対向し磁極幅が異なるＮ極とＳ極とからなる非対称磁石をトレッド部に配設してなるタイヤである。
【００１０】
第五の発明は、第四の発明において、スチールコードよりなるベルトを具え、このベルトの半径方向内側に前記非対称磁石を配設してなるタイヤである。
【００１１】
第六の発明は、第四の発明において、スチールコードよりなるベルトを具え、このベルトを着磁して前記非対称磁石を形成してなるタイヤである。
【００１２】
第七の発明は、第六の発明において、スチールコードを構成する素線のうち少なくとも一本を硬質磁性材料で形成してなるタイヤである。
【００１３】
第八の発明は、第四〜第七の発明のいずれかにおいて、前記非対称磁石を、タイヤ周方向に複数個配設してなるタイヤである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図１ないし図１０に基づいて説明する。図１は、この実施形態のタイヤ１をリム１１に装着した姿勢で示すタイヤ子午線断面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視に対応するタイヤ内面の展開図である。図２において、Ｗはタイヤ幅方向、Ｃはタイヤ周方向を示し、また、Ｅはタイヤ赤道面を表す。タイヤ１のトレッド部２の全周にわたって、スチールコード製ベルト３およびインナーライナ５が設けられ、インナーライナ５の半径方向内側には、タイヤ幅方向に対向するＳ極４ａとＮ極４ｂとよりなる非対称磁石４が四個、タイヤ周方向に沿って所定ピッチで配列されていて、これら非対称磁石４のＳ極４ａの幅は、Ｎ極４ｂの幅より広い。また、非対称磁石４は、タイヤ回転軸心を通る対称面Ｋに関し対称な形状をなし、Ｓ極４ａおよびＮ極４ｂはタイヤ幅方向に赤道面Ｅからそれぞれ互いに反対方向に等距離ａだけ離れて位置している。
【００１５】
一方、タイヤ１を装着するリム１１は、車両の車軸１０の回転部分を構成するハブ１２に固定され、ハブ１２は車軸１０の非回転部分を構成するアクスルケース１３に軸支され、一方、ＭＩセンサ（磁気インピーダンスセンサ）等で構成される磁気センサ１４は、このアクスルケース１３に固定連結されている。
【００１６】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、トレッド部２の接地面に作用する力のタイヤ幅方向、タイヤ周方向がともにゼロでタイヤ半径方向にだけ基準となる力Ｗ０（以下「基準垂直力」という）が作用しているタイヤ１の状態（以下「基準状態」という）において、非対称磁石４の対称面Ｋにおける磁力線と磁気センサ１４との相対配置を示す断面図であり、図３（ａ）は、磁気センサ１４を磁束密度のタイヤ半径方向成分を測定するものとした場合の配置を示し、図３（ｂ）は、磁気センサ１４を磁束密度のタイヤ半径方向成分を測定するものとした場合の配置を示す。いずれの図においても、磁力線の向きは磁極４ａ、４ｂのごく近傍では、タイヤの内側表面に平行になるようそれぞれの磁極４ａ、４ｂが形成されている。そして、狭幅の磁極４ｂの近傍では、広幅の磁極４ａの近傍に比べて磁束密度は大きく、磁力線の形状は、狭幅の磁極４ｂの側が広幅の磁極４ａの側よりタイヤ半径方向内側に広がったものとなる。
【００１７】
図３（ａ）に示す配置においては、磁気センサ１４は、非対称磁石４からタイヤ半径方向距離Ｄｒ１だけ離れ、赤道面Ｅからタイヤ幅方向距離Ｄｗ１だけ磁極４ｂ側に離れた基準点Ｐａ上に配置されている。同様に、図３（ｂ）に示す配置においては、磁気センサ１４は、非対称磁石４からタイヤ半径方向距離Ｄｒ２だけ離れ、赤道面Ｅからタイヤ幅方向距離Ｄｗ２だけ磁極４ａ側に離れた基準点Ｐｂ上に配置されている。
【００１８】
図４（ａ）は、対称面Ｋ内で磁石からタイヤ半径方向距離Ｄｒ１だけ内側に離れた直線Ｌ１上における磁束密度のタイヤ半径方向成分Ｈｒを縦軸にとって示すグラフであり、図４（ｂ）は、同様に対称面Ｋ内で非対称磁石４からタイヤ半径方向内側に距離Ｄｒ２だけ離れた直線Ｌ２上における磁束密度のタイヤ幅方向成分Ｈｗを縦軸にとって示すグラフである。なお、いずれも横軸は、タイヤ赤道面Ｅを原点としたときのタイヤ幅方向位置を表し、原点から正の方向にａだけ離れた位置に狭幅の磁極４ｂがあり、原点から負の方向にａだけ離れた位置に広幅の磁極４ａがある。そして、両磁極４ａ、４ｂからの磁力線はタイヤ幅方向外側に向かうので、磁束密度のタイヤ半径方向成分Ｈｒは、それぞれの磁極より幅方向外側の位置、すなわち、原点よりｂ１およびｂ２だけ離れたタイヤ幅方向位置で最大値をとり、一方、磁束密度のタイヤ幅方向成分Ｈｗはこれらの位置でゼロの値をとる。そして、磁石４の非対称性のゆえに、ｂ１はｂ２より小さい。
【００１９】
さて、図５（ａ）は、図３（ａ）における基準点Ｐａの位置に磁気センサ１４を固定してタイヤを回転したとき磁気センサ１４が検出する磁束密度のタイヤ半径方向成分Ｈｒを縦軸、タイヤの回転角度θを横軸にとって示すグラフであり、同様に、図５（ｂ）は、図３（ｂ）における基準点Ｐｂの位置に磁気センサ１４を固定し基準状態でタイヤを回転したとき磁気センサ１４が検出する磁束密度のタイヤ幅方向成分Ｈｗを縦軸、タイヤの回転角度θを横軸にとって示すグラフである。それぞれのグラフにおいては、非対称磁石４の対称面Ｋを中心とする９０度のタイヤ回転角度範囲について磁束密度の各成分を示していて、９０度ごとに一つずつ配置された非対称磁石４に対応して磁束密度の半径方向成分の基準ピークＫ１および幅方向成分の基準ピークＫ２が９０度のタイヤ回転角度範囲でそれぞれ一つ出現する。
【００２０】
基準ピークＫ１の最大値はＨｒｘ０でその半値幅はＷｒｘ０であり、基準ピークＫ２の最大値はＨｗｘ０でその半値幅はＷｗｘ０である。ここで、半値幅とは、ピークの最大値の半分の値の高さでピークを切ったときのピークの幅をいう。
【００２１】
次に、図３（ａ）に示す、点Ｐａの近傍の八個の点Ｐ１〜点Ｐ８にそれぞれ磁気センサ１４を固定して基準状態でタイヤ回転したとき、磁気センサ１４が検出する磁束密度のタイヤ半径方向成分Ｈｒのタイヤ回転角度θに対する変化を、これらの点に対応してそれぞれ順に図６（ａ）〜図６（ｈ）に示し、同様に、図３（ｂ）に示す、点Ｐｂの近傍の八個の点Ｐ１１〜点Ｐ１８にそれぞれ磁気センサ１４を固定して基準状態でタイヤ回転したとき、磁気センサ１４が検出する磁束密度のタイヤ幅方向成分Ｈｗのタイヤ回転角度θに対する変化を、順に図７（ａ）〜図７（ｈ）に示す。
【００２２】
なお、それぞれの図において、図示するタイヤ回転角度θの範囲は磁束密度のピークの出現する範囲だけとした。また、図６（ａ）〜図６（ｈ）においては図５（ａ）に示す磁束密度のタイヤ半径方向成分の基準ピークＫ１を、図７（ａ）〜図７（ｈ）においては図５（ｂ）に示す磁束密度のタイヤ幅方向成分の基準ピークＫ２をあわせて破線で図示し、それぞれの磁束密度のピークを、基準ピークＫ１もしくはＫ２と比較できるようにした。
【００２３】
図６および図７に示すグラフは、いずれも基準状態にあるタイヤ１を回転したとき、種々の異なる位置にある磁気センサ１４が検出する磁束密度のピークのカーブを示すものであるが、このカーブに影響を与えるのは、非対称磁石４と磁気センサ１４との相対位置関係であり、したがって、図６および図７に示すグラフは、非対称磁石４と磁気センサ１４とがタイヤ半径方向に沿って互い離隔接近したりあるいはタイヤ幅方向に沿って互いに相対ずれを生じたりした場合のピークの変化を示すものと考えることができる。
【００２４】
この考えに基づいて、図６（ａ）〜図６（ｈ）に示される前記Ｈｒのピークのグラフから、非対称磁石４と磁気センサ１４とをタイヤ幅方向の相対ずれをゼロにしたままタイヤ半径方向にのみより接近させた状態でタイヤ１を回転した場合、磁気センサ１４で検出されるＨｒのピークの半値幅は変化しないが、Ｈｒのピークの最大値は大きくなることがわかる。
【００２５】
また、非対称磁石４と磁気センサ１４とをそのタイヤ半径方向の互いの間隔を維持したままタイヤ幅方向にだけ相対ずれを生じさせた状態でタイヤ１を回転した場合には、磁気センサ１４で検出されるＨｒのピークは、距離Ｄｗ１が小さくなるほど半値幅が広くなるとともに最大値が低くなる。これは、広幅の磁極４ａと磁気センサ１４とのタイヤ幅方向間隔が小さくなるほど、磁界は周方向に広がって分布するとともに、磁力線のタイヤ幅方向に対する傾きが小さくなり磁束密度のタイヤ半径方向成分が小さくなるからである。
【００２６】
以上のことから、基準状態とは異なる状態におけるタイヤの非対称磁石４と、基準点Ｐａにある磁気センサ１４とのタイヤ半径方向距離および幅方向距離の、タイヤの基準状態に対応するこれらの距離との差をそれぞれΔＤｒ１、ΔＤｗ１とし、タイヤ回転時に、磁気センサ１４が検出する磁束密度の半径方向成分Ｈｒのピークと前記基準ピークＫ１との最大値同士の差をΔＨｒｘ、半値幅同士の差をΔＷｒｘとしたとき、式（１）および式（２）の関係式が成立する。
ΔＨｒｘ＝Ａ１・ΔＤｒ１＋Ａ２・ΔＤｗ１　　　　　　　　　　　（１）
ΔＷｒｘ＝Ｂ１・ΔＤｒ１＋Ｂ２・ΔＤｗ１　　　　　　　　　　　（２）
ただし、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２は実験等により予め求める既知の比例定数である。
【００２７】
同様に、図７（ａ）〜図７（ｈ）に示されるＨｗのピークのグラフから、非対称磁石４と磁気センサ１４とをタイヤ幅方向の相対ずれをゼロにしたままタイヤ半径方向にのみより接近させた状態でタイヤ１を回転した場合、磁気センサ１４で検出されるＨｗのピークの半値幅は変化しないが、Ｈｗのピークの最大値は大きくなることがわかる。
【００２８】
また、非対称磁石４と磁気センサ１４とをそのタイヤ半径方向の互いの間隔を維持したままタイヤ幅方向にだけ相対ずれを生じさせた状態でタイヤ１を回転した場合には、磁気センサ１４で検出されるＨｗのピークは、距離Ｄｗ２が大きくなるほど半値幅が広くなるとともに最大値が低くなる。これは、広幅の磁極４ａと磁気センサ１４とのタイヤ幅方向間隔が小さくなるほど、磁界は周方向に広がって分布するとともに、磁力線のタイヤ幅方向に対する傾きが大きくなり磁束密度のタイヤ幅方向成分が小さくなるからである。
【００２９】
以上のことから、基準状態とは異なる状態におけるタイヤの非対称磁石４と、基準点Ｐｂにある磁気センサ１４とのタイヤ半径方向距離および幅方向距離の、タイヤの基準状態に対応するこれらの距離との差をそれぞれΔＤｒ２、ΔＤｗ２とし、タイヤ回転時に、磁気センサ１４が検出する磁束密度の半径方向成分Ｈｗのピークと前記基準ピークＫ２との最大値同士の差をΔＨｗｘ、半値幅同士の差をΔＷｗｘとしたとき、式（３）および式（４）の関係式が成立する。
ΔＨｗｘ＝Ｍ１・ΔＤｒ２＋Ｍ２・ΔＤｗ２　　　　　　　　　　　（３）
ΔＷｗｘ＝Ｎ１・ΔＤｒ２＋Ｎ２・ΔＤｗ２　　　　　　　　　　　（４）
ただし、Ｍ１、Ｍ２、Ｎ１、Ｎ２は実験等により予め求める既知の比例定数である。
【００３０】
以上説明した知見をもとに、タイヤ１の接地面に作用する垂直方向、幅方向および周方向の力をリアルタイムに求める方法について説明する。図８は、車両が実際の路面上を走行する際にタイヤが一回転したとき、前述の所定の点Ｐａに取り付けられた磁気センサ１４が検出する磁束密度の半径方向成分Ｈｒの時間変化を示すグラフである。パルスＳは、タイヤ１の回転に伴って、車軸の回転部分の周上に均等分されたＮ箇所に設けたマーカーが車軸の非回転部分の所定位置を通過するときに発信するパルスを示すものであり、タイヤ一回転に対してＮ個のパルスが発信される。
【００３１】
タイヤの内周面上に配設した四個の非対称磁石４によって、タイヤが一周する時間Ｔの間に磁気センサ１４で検出する磁束密度のピークもそれぞれ四個ずつとなる。磁気センサ１４からの検出信号は、図８に示すようにＨｒの時間変化として取り出されるが、横軸を時間ｔに依存しない、位相原点からのタイヤ回転角度θで表したものが図９に実線で示すカーブである。
【００３２】
図８に示すカーブから図９に示すカーブに変換するに際しては、位相原点通過時からの経過時間をｔ、時間ｔの間のパルスのカウント数をｍ個、ｍ個目のパルスをカウントした経過時間をｔｍ、（ｍ−１）個目のパルスをカウントしたときの経過時間をｔｍ−１としたとき、経過時間ｔを、式（５）および式（６）を用いてタイヤ回転角度θに変換すればよい。
θ＝ωｎ・（ｍ＋（ｔ−ｔｍ）／（ｔｍ−ｔｍ−１））　　　　　（５）
ωｎ＝３６０度／Ｎ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（６）
【００３３】
次に、図９に現れる磁束密度のタイヤ半径方向成分Ｈｒのピークからタイヤ１に作用する力を求める方法について以下に説明する。図９には、実際に検出された前記Ｈｒのほか、基準状態でタイヤを回転したときのＨｒ、すなわち基準ピークＫ１を破線で表示した。基準ピークＫ１は、図５（ａ）に示すものと同一でありその最大値はＨｒｘ０であり半値幅はＷｒｘ０である。また、以下の説明は、タイヤ一回転の間に現れる四個のピークのうち最初に現れるピークについてのものであるが、第二から第四のピークについても同様なのでこれらについては説明は省略する。
【００３４】
実際の走行においては、その時々の状況に応じてトレッド部２のタイヤ接地面には作用するタイヤ半径方向、幅方向および周方向の力の成分は変化し、このとき、タイヤのトレッド部２に貼り付けられた非対称磁石４は、これが接地面を通過するたびに、車軸の非回転部分に固定された磁気センサ１４に対して、それぞれの方向成分の力の大きさに比例した量だけそれぞれの方向に相対変位する。なお、ここでいう力の大きさおよび相対変位は、前述の基準状態における力および位置からの変化分をいう。そして、この相対変位ΔＤｒ１、ΔＤｗ１と基準ピークＫ１に対するピークの最大値の差ΔＨｒｘおよび半値幅の差ΔＷｒｘは、前述の式（１）および式（２）の関係がなりたつ。
【００３５】
また、タイヤの回転に際し、接地面に作用するタイヤ周方向の力によって、リムとタイヤのトレッド部２の間にねじり変形が発生し、非対称磁石４が車軸の非回転部分に取り付けられた磁気センサ１４の半径方向外側の位置を通過するときの位相遅れが、タイヤ周方向の力の大きさに比例して発生し、その結果検出されたＨｒのピークのピーク位相が、基準状態に対する基準ピークのピーク位相よりもΔθだけずれたものとなる。そして、このΔθは図９に示すところからリアルタイムに計測することができる。
【００３６】
非対称磁石４が磁気センサ１４の半径方向外側位置を通過する際の、磁石４の相対変位の、タイヤ半径方向、幅方向、周方向の成分は、それぞれタイヤの接地面に作用する力のタイヤ半径方向成分Ｆｒ、幅方向成分Ｆｗ、周方向成分Ｆｔに比例して発生するので、以上に説明したことから、式（７）〜（９）が成り立ち、検出された磁束密度のピークの最大値と半値幅およびピークの位相から、これらに対応する、基準状態にあるタイヤでの物理量をそれぞれ差し引いたΔＨｒｘ、ΔＷｒｘおよびΔθを求めることができるので、式（７）〜（９）を用いて力の成分Ｆｒ、Ｆｗ、Ｆｔを逆算することができる。
ΔＨｒｘ＝Ｋ１１・Ｆｒ＋Ｋ１２・Ｆｗ　　　　　　　　　　　　　　（７）
ΔＷｒｘ＝Ｋ２１・Ｆｒ＋Ｋ２２・Ｆｗ　　　　　　　　　　　　　　（８）
Δθ＝Ｋ３１・Ｆｔ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（９）
ここで、Ｋ１１、Ｋ１２、Ｋ２１，Ｋ２２、Ｋ３１はともに実験等であらかじめ定めておく比例定数である。
【００３７】
以上のように、磁束密度のタイヤ半径方向成分Ｈｒについて、検出されたピークの最大値、半値幅およびピークの位相から、タイヤ接地面に作用する力の成分Ｆｒ、Ｆｗ、Ｆｔを求められることを示したが、磁束密度のタイヤ幅方向成分Ｈｗについても、同様の手順に基づいてこれらの力の成分Ｆｒ、Ｆｗ、Ｆｔを求められることは明らかであり、詳細な説明を省略する。
【００３８】
次に、タイヤ１のトレッド部２に非対称磁石４を設ける方法について説明する。図１に示すタイヤ１においては、フェライトや、サマリウムコバルトあるいは鉄ネオジウムボロン等の希土類磁性体の磁性粉をゴムもしくは樹脂に混合分散してできたシート状のゴム製の磁石材料を着磁器等で着磁して、これをタイヤ内面に貼り付けて非対称磁石を形成している。なお、シー状ゴム製磁石材料を着磁するのは、これをタイヤ内面に貼り付けたあと行うこともできる。
【００３９】
これとは別の非対称磁石の形成方法として、タイヤ１のトレッド部２を構成するスチールベルト３を着磁することにより磁極を形成することもでき、さらには、ベルト３を構成するスチールコードの少なくとも一本の素線を硬質磁性材料で形成する事により、スチールベルト３に保持力の高い磁極を形成することができる。図１０（ａ）は、このために用いるスチールコード１５の例を示す斜視図であり、図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）は、他のスチールコードの構造例を示す断面図である。図１０（ａ）は、スチール製素線１６を撚り合わせたものの外側に硬質磁性材料よりなる素線１７をスパイラル状に巻き付けたものであり、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）は単撚り構造のコードにおいて、硬質磁性材料よりなる素線１７をそれぞれコアもしくはシースに配置したものであり、さらに図１０（ｄ）は、層撚り構造のスチールコードにおいて内側の層にある素線のうち二本を硬質磁性材料よりなる素線１７で構成した例を示す。
【００４０】
本実施形態においては、タイヤ幅方向に対向する両磁極を有する非対称磁石４を周上に９０度ずつ四個設けたが、周上に設ける個数は、互いの磁力が干渉しない範囲で多くすることによりより短い周期でピークが出現することにより、より短いサンプリングタイムでのデータの取り込みが可能となる。また、磁気センサ１４として、非対称磁石４から離れた位置にあっても磁界の磁束密度を良好な感度で検出することのできるＭＩセンサもしくはＭＲセンサを用いるのがよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、第一の発明によれば、タイヤ幅方向に沿って対向し磁極幅が異なるＮ極とＳ極とからなる非対称磁石をトレッド部に配設したタイヤを回転するので、タイヤ幅方向に固定した磁気センサでこの磁界を検出すれば、磁気センサに対するトレッド部の幅方向変位を検出することができ、このタイヤ幅方向の変位はタイヤ幅方向の力に比例するので、幅方向力を逆算して求めることができる。そして、この幅方向と同様にして求めたタイヤ半径方向の力とからＡＢＳの制御に必要なタイヤ幅方向の路面摩擦係数を求めて、ＡＢＳの性能を飛躍的に向上させることができる。
【００４２】
さらに、本発明の方法によれば、高精度でしかもレスポンスよくタイヤ幅方向の路面摩擦係数を算出できるので、この路面摩擦係数をリアルタイムで検出して、これがいつも最適なものになるようステアリング角度を調節してタイヤ幅方向のスリップ率を制御することも可能となり、このようなステアリングの制御方法が可能になれば、車両の横滑りを防止し、高応答のステアリング性能を確保して、車両の安全な走行に寄与させることができる。
【００４３】
また、本発明は、磁気センサを車軸の非回転部分に設けているので、回転部分であるタイヤには電源を必要とする部品を取り付けることがないので、タイヤに電源を供給する際の問題を解消することができる。
【００４４】
第二の発明によれば、前記磁束密度の時間変化のピークの最大値および半値幅からタイヤに作用するタイヤ幅方向および半径方向の力を測定するので、精度よくこれらの方向の力を求めることができる。
【００４５】
さらに、これらの力を求めるには、タイヤの回転速度に関する情報を必要としないので、簡易にこれらの力を計算することができる。
【００４６】
第三の発明によれば、前記磁束密度の時間変化のピークの位相からタイヤに作用するタイヤ周方向の力をリアルタイムに求めするので、タイヤ半径方向の力とこのタイヤ周方向の力からタイヤ周方向の路面摩擦係数を求めることができ、その結果、タイヤ幅方向の路面摩擦係数とあわせてより高度なＡＢＳの制御を可能とすることができる。
【００４７】
第四の発明にかかるタイヤは、タイヤ幅方向に対向し磁極幅が異なるＮ極とＳ極とからなる非対称磁石をトレッド部に配設しているので、前述の通り、タイヤ幅方向の力を求めることができ、この幅方向と同様にして求めたタイヤ半径方向の力とからＡＢＳの制御に必要なタイヤ幅方向の路面摩擦係数を求めて、ＡＢＳの性能を飛躍的に向上させることができる。
【００４８】
第五の発明にかかるタイヤによれば、前記磁石をスチールコードよりなるベルトの半径方向内側に配設しているので、もしこの磁石をスチールコードの半径方向外側に配設した場合には車軸に取り付けられた磁気センサへの磁界がスチールベルトによって遮蔽されることを防止することができる。
【００４９】
第六の発明にかかるタイヤによれば、スチールコードよりなるベルトが着磁されているので、タイヤの構造を変更することなく容易に前記非対称磁石を形成することができる。
【００５０】
第七の発明にかかるタイヤによれば、第六の発明において、スチールコードの素線のうち少なくとも一本を、硬質磁性材料で形成したので、前記非対称磁石を、外部磁場の影響を受けにくく、車軸に設けた磁気センサが高い感度で検出することのできる磁界を形成することができる。
【００５１】
第八の発明にかかるタイヤによれば、トレッド部に、タイヤ周方向に沿って複数個の非対称磁石を設けているので、タイヤ周方向に沿ったこの磁石の配設ピッチに対応するタイヤ回転角度ごとにタイヤに作用する力を測定することができ、ＡＢＳによる連続的な路面摩擦係数の推定を可能にしてＡＰＳにレスポンスの速い制御を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態のタイヤの子午線断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視に対応するタイヤ内面の展開図である。
【図３】非対称磁石の対称面における磁力線と磁気センサの相対配置を示す断面図である。
【図４】非対称磁石の対称面内での、磁束密度のタイヤ幅方向変化を示すグラフである。
【図５】基準点に磁気センサを取り付けてタイヤを回転した時の、磁束密度のパターン図である。
【図６】基準点の周囲の点に磁気センサを取り付けてタイヤを回転した時の、磁束密度のタイヤ半径方向成分のパターン図である。
【図７】基準点の周囲の点に磁気センサを取り付けてタイヤを回転した時の、磁束密度のタイヤ幅方向成分のパターン図である。
【図８】実際路面を車両が走行する際の磁束密度の時間変化を示すグラフである。
【図９】実際路面を車両が走行する際の磁束密度のタイヤ回転角度に対する変化を示すグラフである。
【図１０】スチールコードの構造図である。
【符号の説明】
１　タイヤ
２　トレッド部
３　スチールコード製ベルト
４　非対称磁石
４ａ　Ｓ極
４ａ　Ｎ極
５　インナーライナ
１０　車軸
１１　リム
１２　ハブ
１３　アクスルケース
１４　磁気センサ
１５　スチールコード
１６　スチール製素線
１７　硬質磁性材料よりなる素線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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