(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤに設けられて加速度を検出する加速度検出手段と、
前記検出された加速度に基づいて前記タイヤの接地長の値を取得するタイヤ状態量取得手段と、
前記タイヤの接地荷重を検出する接地荷重検出手段と、
前記タイヤについてあらかじめ測定された接地荷重と接地長と接地面積の対応関係を記憶するマップ記憶手段と、
前記記憶された接地荷重と接地長と接地面積の対応関係を参照し、前記取得された接地荷重および接地長に対応する前記タイヤの接地面積を推定する接地状態推定手段と、
前記接地面積と前記接地荷重に基づいて路面摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、
を備えることを特徴とするタイヤ状態処理装置。
【請求項２】
前記加速度検出手段は、前記タイヤの幅方向における複数箇所に設けられ、
前記タイヤ状態量取得手段は、前記タイヤの接地長を前記タイヤの複数箇所のそれぞれについて取得し、
前記マップ記憶手段は、複数箇所についての接地荷重と接地長と接地面積の対応関係を記憶し、
前記接地状態推定手段は、前記複数箇所についての接地荷重と接地長と接地面積の対応関係を参照し、前記複数箇所について取得された接地長に対応する前記タイヤの接地面積を推定することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ状態処理装置。
【請求項３】
前記タイヤの空気圧の値を取得する空気圧取得手段をさらに備え、
前記マップ記憶手段は、前記接地長と前記空気圧と前記接地面積との対応関係を記憶し、
前記接地状態推定手段は、前記接地長と前記空気圧と前記接地面積との対応関係を参照し、前記取得された接地長と前記取得された空気圧とに対応する前記タイヤの接地面積を推定することを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ状態処理装置。
【請求項４】
前記接地状態推定手段は、前記検出された接地荷重と前記取得された接地長と空気圧に基づいて前記タイヤに加わる横力を推定し、その推定した横力に基づいて前記接地面積を推定することを特徴とする請求項３に記載のタイヤ状態処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ状態に関する情報を処理する装置に関し、特にタイヤの接地面積や路面摩擦係数を推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤから得られる情報に基づいて車両の制動や姿勢を制御するために、タイヤのトレッド部に埋め込まれた歪みセンサの出力により求まるタイヤの滑り域と粘着域との割合に基づいて路面の摩擦係数を推定する方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２３８９６１号公報
【特許文献２】特開２００４−３５９２０３号公報
【特許文献３】特開２００５−２０５９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車両の姿勢を制御する場合、危険挙動が発生しているかどうかを検出すれば、そうした危険挙動を収束させる方向に制駆動力制御をすることができる。しかしながら、路面に接地し、挙動発生とその収束力に直接関与しているタイヤ発生力や、そのタイヤ発生力を左右する路面摩擦係数（以下、適宜「路面μ」という）をリアルタイムに把握していないので、危険挙動が発生してからの事後的な制御しかできず、危険の未然回避という意味では必ずしも十分とは言えない場面も生じ得る。
【０００４】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の適切な制御のために路面摩擦係数を監視する装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のタイヤ状態処理装置は、タイヤに設けられて加速度を検出する加速度検出手段と、前記検出された加速度に基づいて前記タイヤの接地長の値を取得するタイヤ状態量取得手段と、前記タイヤの接地荷重を検出する接地荷重検出手段と、前記タイヤについてあらかじめ測定された接地荷重と接地長と接地面積の対応関係を記憶するマップ記憶手段と、前記記憶された接地荷重と接地長と接地面積の対応関係を参照し、前記取得された接地荷重および接地長に対応する前記タイヤの接地面積を推定する接地状態推定手段と、前記接地面積と前記接地荷重に基づいて路面摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、を備える。
【０００６】
ここで、接地状態推定手段は、接地荷重と接地長と接地面積の対応関係を参照することにより、取得された接地長からタイヤの接地面積を直接的に導き出しているが、これはその過程においてタイヤの接地形状や接地面の矩形率を推定してから接地面積を導き出す方法を妨げる趣旨ではない。摩擦係数推定手段は、接地面積と接地荷重の対応関係をあらかじめ記憶し、その対応関係に基づいて路面摩擦係数を推定してもよい。
【０００７】
この態様によると、時間の経過とともに接地長の変化を監視することで路面とタイヤの摩擦係数の変化を認識することができ、その変化の傾向から車両の危険挙動を直ちに察知して車両の安全性向上を図ることができる。
【０００８】
前記加速度検出手段は、前記タイヤの幅方向における複数箇所に設けられ、前記タイヤ状態量取得手段は、前記タイヤの接地長を前記タイヤの複数箇所のそれぞれについて取得し、前記マップ記憶手段は、複数箇所についての接地荷重と接地長と接地面積の対応関係を記憶し、前記接地状態推定手段は、前記複数箇所についての接地荷重と接地長と接地面積の対応関係を参照し、前記複数箇所について取得された接地長に対応する前記タイヤの接地面積を推定してもよい。また、接地状態推定手段は、タイヤの複数箇所から取得された複数の接地長に基づいて接地面の接地形状を推定し、その接地形状をもとに接地面積を求めてもよい。この態様によれば、一つのタイヤにつき複数箇所の接地長を取得することで、より正確に接地形状を把握して接地面積を求めることができるので、より高い精度で路面摩擦係数の変化を認識して車両の安全性向上を図ることができる。
【０００９】
前記タイヤの空気圧の値を取得する空気圧取得手段をさらに備えてもよい。前記マップ記憶手段は、前記接地長と前記空気圧と前記接地面積との対応関係を記憶し、前記接地状態推定手段は、前記接地長と前記空気圧と前記接地面積との対応関係を参照し、前記取得された接地長と前記取得された空気圧とに対応する前記タイヤの接地面積を推定してもよい。また、接地状態推定手段は、接地長、接地荷重、および空気圧に基づいて接地面の接地形状を推定し、その接地形状をもとに接地面積を求めてもよい。この態様によれば、タイヤの空気圧を正確に把握することで、より正確に接地形状や接地面積を認識することができるので、より高い精度で路面摩擦係数の変化を認識して車両の安全性向上を図ることができる。
【００１０】
前記接地状態推定手段は、前記検出された接地荷重と前記取得された接地長と空気圧に基づいて前記タイヤに加わる横力を推定し、その推定した横力に基づいて前記接地面積を推定してもよい。また、接地状態推定手段は、接地荷重、接地長、および空気圧に基づいて横力を推定してもよいし、横力に基づいて接地形状を推定してからその接地形状をもとに接地面積を求めてもよい。この態様によれば、タイヤに加わる横力をより正確に把握した上で接地面積を求めることにより、より高い精度で路面摩擦係数の変化を認識して車両の安全性向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のタイヤ状態処理装置によれば、より高い精度で摩擦係数の変化を認識して車両の安全性向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態に係るタイヤ状態処理装置を備えた車両１０の全体構成を示す。車両１０は、走行輪としての第１車輪２０Ａ、第２車輪２０Ｂ、第３車輪２０Ｃ、第４車輪２０Ｄの各車輪と、車体１２を備える。第１車輪２０Ａ、第２車輪２０Ｂ、第３車輪２０Ｃ、第４車輪２０Ｄのそれぞれには、加速度を検出する加速度センサを含む状態量センサと、検出された加速度に関する情報を状態量センサのＩＤとともに車体１２へ送信する通信機とが車輪側装置として設けられる。状態量センサとしては、第１状態量センサ３０Ａ、第２状態量センサ３０Ｂ、第３状態量センサ３０Ｃ、第４状態量センサ３０Ｄが第１車輪２０Ａ、第２車輪２０Ｂ、第３車輪２０Ｃ、第４車輪２０Ｄのそれぞれに設けられる。通信機としては、第１車輪側通信機４０Ａ、第２車輪側通信機４０Ｂ、第３車輪側通信機４０Ｃ、第４車輪側通信機４０Ｄと、通信用のアンテナである第１アンテナ５０Ａ、第２アンテナ５０Ｂ、第３アンテナ５０Ｃ、第４アンテナ５０Ｄとが、第１車輪２０Ａ、第２車輪２０Ｂ、第３車輪２０Ｃ、第４車輪２０Ｄのそれぞれに設けられる。
【００１３】
以下、各輪を区別しないで構成を説明する場合、各輪の位置を区別する符号Ａ〜Ｄを適宜省略する。たとえば、第１車輪２０Ａ、第２車輪２０Ｂ、第３車輪２０Ｃ、第４車輪２０Ｄを車輪２０と総称し、第１状態量センサ３０Ａ、第２状態量センサ３０Ｂ、第３状態量センサ３０Ｃ、第４状態量センサ３０Ｄを状態量センサ３０と総称する。また、第１車輪側通信機４０Ａ、第２車輪側通信機４０Ｂ、第３車輪側通信機４０Ｃ、第４車輪側通信機４０Ｄを車輪側通信機４０と総称し、第１アンテナ５０Ａ、第２アンテナ５０Ｂ、第３アンテナ５０Ｃ、第４アンテナ５０Ｄをアンテナ５０と総称する。
【００１４】
車輪２０は、タイヤ、ホイールその他の車輪構成体を含む。車輪側通信機４０およびアンテナ５０は、状態量センサ３０と一体に構成されてもよい。状態量センサ３０による検出値は車輪側通信機４０に送られ、アンテナ５０から無線によって車体側通信機２００に送信される。
【００１５】
状態量センサ３０に含まれる加速度センサは、たとえば圧電式の振動センサや、歪みゲージ、圧電フィルム、圧電ケーブルなどで実現される。本実施の形態における加速度センサは、一つのタイヤにつき一つだけ設けられ、たとえばトレッド部におけるタイヤ幅方向中央に埋め込まれる。
【００１６】
車体１２には、第１車輪２０Ａ、第２車輪２０Ｂ、第３車輪２０Ｃ、第４車輪２０Ｄの各車輪に設けられた第１車輪側通信機４０Ａ、第２車輪側通信機４０Ｂ、第３車輪側通信機４０Ｃ、第４車輪側通信機４０Ｄから加速度などの車輪状態量に関する情報および状態量センサ３０のＩＤ（以下、これら各情報を総括的に「車輪情報」という）を受信する車体側通信機２００と、受信用の車体側アンテナ２１０と、車両１０を統括的に制御する電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と表記する）６４と、警告出力手段としてのブザー７０および警告ランプ７２とが設けられる。車体１２には、第１車輪２０Ａ、第２車輪２０Ｂ、第３車輪２０Ｃ、第４車輪２０Ｄの各車輪に対応する位置に第１接地荷重センサ６０Ａ、第２接地荷重センサ６０Ｂ、第３接地荷重センサ６０Ｃ、第４接地荷重センサ６０Ｄ（以下、これらを総括的に「接地荷重センサ６０」と呼ぶ）が設けられる。接地荷重センサ６０は、たとえばサスペンション、ショックアブソーバ、スプリングシートなどに設けられ、サスペンションのサスペンションのバネ反力、ショックアブソーバの軸力、スプリングシート部の圧力等に基づいてタイヤの接地荷重を検出する。
【００１７】
車体側通信機２００は、走行輪として装着された４輪の第１車輪２０Ａ、第２車輪２０Ｂ、第３車輪２０Ｃ、第４車輪２０Ｄから車体側アンテナ２１０を介して車輪情報を受信し、受信した情報をＥＣＵ６４へ送る。ＥＣＵ６４は、車体側通信機２００から受け取った車輪情報に基づいてタイヤの状態を把握する。ＥＣＵ６４が各車輪２０から受け取る状態量センサ３０のＩＤは、以降の処理において各車輪２０のタイヤＩＤとして認識され、車輪情報がどの車輪から取得したかを認識するために各種処理や判定に用いられる。ＥＣＵ６４は、車輪側通信機４０および車体側通信機２００を介して状態量センサ３０から受け取る車輪情報に基づいて、車両１０の制御に必要な演算を実行し、車両１０を制御する。
【００１８】
図２は、ＥＣＵ６４における車輪情報の取得および車両制御に係る構成を示す機能ブロック図である。ＥＣＵ６４は、タイヤ状態量取得部２２０、マップ記憶部２２２、接地状態推定部２２４、摩擦係数推定部２２６、警告出力部３０２、車両制御部３０４の各機能を有する。以下に説明する各処理は、第１車輪２０Ａ、第２車輪２０Ｂ、第３車輪２０Ｃ、第４車輪２０Ｄの各タイヤについて独立して情報が処理されるとともに、独立して制御が可能であることを前提とする。
【００１９】
タイヤ状態量取得部２２０は、車体側通信機２００を介して状態量センサ３０から受け取る各タイヤの加速度に基づいてそのタイヤの接地長の値を取得する。ここで、走行中のタイヤのトレッド部およびショルダー部は路面に接地している部分と接地していない部分とに分かれ、車輪の回転とともにその接地部分が変位する。トレッド部における状態量センサ３０が埋め込まれた部位が車輪の回転とともに接地開始するとき、状態量センサ３０により検出される加速度には接地開始に伴う振動によりピークが現れる。同様に、トレッド部における状態量センサ３０が設けられた部位が車輪の回転とともに接地終了するときも、状態量センサ３０により検出される加速度にも接地終了に伴う振動によりピークが現れる。タイヤ状態量取得部２２０は、接地開始のピークから接地終了のピークまでの時間を計測するとともに、そのときの車両の速度との関係から接地部分の回転方向の長さである接地長を求める。
【００２０】
マップ記憶部２２２は、各タイヤについてあらかじめ測定された、接地荷重に対する接地長の変化率とタイヤの接地面積との対応関係を接地長変化率マップとして記憶する。ここでいう接地長変化率は、接地荷重に対する接地長とその接地長の状態になるまでの変化時間の関係性であり、主にタイヤの大きさ、形状、素材、扁平率などの要素によって定まる。接地長変化率マップは、車体１２に装着された各タイヤについて車両出荷前などにあらかじめ測定されてマップ記憶部２２２に格納される。接地長変化率マップは、テーブルとして生成されてもよいし、関数として生成されてもよい。接地長変化率は、そのタイヤの空気圧の大きさに応じて異なるため、複数の空気圧値でサンプルした接地長変化率マップがマップ記憶部２２２に格納される。タイヤ状態量取得部２２０は、サンプルされた値以外の空気圧値に関しては、サンプル値を補間処理することにより算出する。
【００２１】
接地状態推定部２２４は、タイヤ状態量取得部２２０からタイヤの接地長を受け取り、接地荷重センサ６０からタイヤの接地荷重を受け取り、マップ記憶部２２２からタイヤの接地長変化率マップを読み出す。接地荷重の変化に対する接地長の変化速度はそのときのタイヤ空気圧の大きさによって異なるので、接地状態推定部２２４は実際の接地荷重の変化に対する接地長の変化を時間の経過とともに監視し、接地長の変化勾配の大きさに基づいてタイヤ空気圧を推定する。
【００２２】
警告出力部３０２は、接地状態推定部２２４によって推定されたタイヤ空気圧が所定の低圧値を下回った場合に、タイヤ空気圧の低下を示す警告をブザー７０や警告ランプ７２を介して出力する。これにより、タイヤ空気圧が低圧域に達したことによる危険性を運転者に知らせることができ、車両の安全性をより高めることができるとともに、各タイヤに空気圧センサを設けなくとも空気圧を推定することができ、安全性向上に寄与することができる。
【００２３】
接地状態推定部２２４は、接地長変化率マップを参照し、取得された接地長および検出された接地荷重に対応するタイヤの接地面積を推定する。ここで、接地長および接地荷重から接地面積を求める過程において、本来は接地面の接地形状、接地面の矩形率、横力による影響などの要素も加味する必要があるが、本実施の形態においてはこれら接地形状、矩形率、横力などの要素も反映されたかたちで接地長変化率マップが形成されている。したがって、少なくとも接地長と接地荷重さえ判明すれば、接地長変化率マップを参照することで接地面積を直接的に割り出すことができる。ただし、変形例として、接地状態推定部２２４が接地荷重、接地長、および空気圧に基づいて横力を推定してもよく、取得された接地長と推定した横力とに基づいて接地面積を推定する。
【００２４】
接地状態推定部２２４は、左右輪の接地長の違いにより、車両１０が左右いずれかに旋回中であるか否かを判定する。接地状態推定部２２４は、左右輪の接地長の違いが所定値を超える場合、左側の車輪の方が長ければ右旋回中であると判定し、右側の車輪の方が長ければ左旋回中であると判定する。接地状態推定部２２４は、左右輪の接地長の違いにより車両１０が旋回中であると判定した場合、それら接地長の違いの大きさに応じて旋回の度合いを判定する。なお、変形例として、接地状態推定部２２４は左右輪の接地荷重の違いにより車両１０が左右いずれかに旋回中であるか否かを判定してもよい。その場合、接地状態推定部２２４は、左側の車輪の方が接地荷重が高ければ右旋回中であると判定し、右側の車輪の方が接地荷重が高ければ左旋回中であると判定する。車両制御部３０４は、接地状態推定部２２４による旋回有無の判定および旋回の度合いに基づいて車両１０の姿勢を制御する。
【００２５】
摩擦係数推定部２２６は、接地面積と接地荷重とに基づいて単位面積当たりの接地面圧を推定して路面μを推定する。このとき、摩擦係数推定部２２６は、接地面積と接地荷重だけでなく、さらに接地形状に基づいて路面μを推定してもよい。接地形状が矩形率の高い形状である場合、トレッド幅方向の中央とショルダー部側とでは面圧差が小さく路面μは高くなる傾向にあり、逆に接地形状が矩形率の低い丸みを帯びた形状である場合、トレッド幅方向の中央とショルダー部側とでは面圧差は大きく路面μは低くなる傾向にある。摩擦係数推定部２２６は、このような接地形状と路面μの関係性の傾向を加味して路面μを推定する。摩擦係数推定部２２６は、車両１０が左右いずれかに旋回中であると接地状態推定部２２４が判定した場合、路面μを前後方向の成分と横方向の成分とで分けて推定する。摩擦係数推定部２２６は、図示しない雨滴センサから得られる雨量および降雨時間が所定値を超える場合、それら雨量および降雨時間の情報に基づく路面の乾湿状態を加味して路面μを推定する。
【００２６】
車両制御部３０４は、摩擦係数推定部２２６により推定された路面μに基づいてサスペンション装置３０６、操舵装置３０８、制動装置３１０、駆動装置３１２、駆動伝達装置３１４などの各種装置を制御することにより、車両１０の姿勢や制動を制御する。車両制御部３０４は、時間の経過とともに路面μの変化を認識するとともに、路面μが所定のしきい値を下回ろうとした場合に危険挙動が発生すると判断し、そうした危険挙動を回避するための制御を実行する。これにより、実際に危険挙動が発生してからその挙動に応じて車両の姿勢や制動を制御する場合と比べて、事前の予防的な制御を実現することができ、車両の安全性をより高めることができる。
【００２７】
図３は、接地荷重に対する接地長とその接地長の状態になるまでの変化時間の関係を示す図である。本図は、接地荷重と接地長と変化時間をそれぞれ軸にとった３軸グラフであり、ここでは空気圧がＰ１、Ｐ２、Ｐ３の３通りの場合でそれぞれの接地長変化率が示される。空気圧Ｐ１は高圧側のタイヤ空気圧であり、その場合の接地荷重がＦのときの接地長変化率が直線１００によって示される。空気圧Ｐ３は低圧側のタイヤ空気圧であり、その場合の接地荷重がＦのときの接地長変化率が直線１０４によって示される。空気圧Ｐ２は中間的なタイヤ空気圧であり、その場合の接地荷重がＦのときの接地長変化率が直線１０２によって示される。接地荷重がすべてＦであるとすると、空気圧がＰ１，Ｐ２，Ｐ３の場合、接地長はそれぞれａ，ｂ，ｃとなり、接地長ａ，ｂ，ｃになるまでのそれぞれの変化時間はＡ，Ｂ，Ｃとなる。ａ，ｂ，ｃとＡ，Ｂ，Ｃの関係は、それぞれａ＜ｂ＜ｃとＡ＜Ｂ＜Ｃとなり、高圧である空気圧Ｐ１の場合が接地長の変化勾配が最も小さく、低圧である空気圧Ｐ３の場合が接地長の変化勾配が最も大きい。また、接地長の変化勾配の大きさは、空気圧値が小さいほどほぼリニアに増加するので、接地状態推定部２２４は空気圧がＰ１，Ｐ２，Ｐ３以外である場合に関しても補間処理によって接地長変化率を割り出すことができる。マップ記憶部２２２には、本図に示されるような接地長変化率に基づいた接地荷重と接地長と接地面積の対応関係がマップのかたちで格納されている。
【００２８】
図４は、第１の実施の形態における路面μの推定および車両制御の過程を示すフローチャートである。まず、タイヤ状態量取得部２２０がタイヤの接地長を取得し（Ｓ１０）、接地荷重センサ６０が接地荷重を検出する（Ｓ１２）。接地状態推定部２２４は左右輪の接地長の違いに基づく旋回判定を実行し（Ｓ１３）、接地荷重の変化に対する接地長の変化率を求め（Ｓ１４）、その変化率が所定値より大きければ（Ｓ１６のＹ）、空気圧が低いと判定して警告出力部３０２がその旨の警告をする（Ｓ１８）。接地長変化率が所定値以下であればＳ１８をスキップする（Ｓ１６のＮ）。接地状態推定部２２４が接地長、接地荷重、接地長変化率に基づいてタイヤの接地面積を推定すると（Ｓ２０）、摩擦係数推定部２２６は接地面積と接地荷重に基づいて路面μを推定する（Ｓ２２）。車両制御部３０４は、路面μに基づいて車両１０の姿勢や制動を制御する（Ｓ２４）。
【００２９】
図５は、図４におけるＳ１３の旋回判定処理を詳細に示すフローチャートである。まず、接地状態推定部２２４は左右輪の接地長の差が所定値以上である場合に、車両１０が左右いずれかに旋回していると判定してＳ１００へ移行し（Ｓ９０のＹ）、接地長の差が所定値より小さい場合は車両１０は旋回中でないと判定してＳ１００以降の処理をスキップする（Ｓ９０のＮ）。Ｓ１００において、接地状態推定部２２４は左側の車輪より右側の車輪の方が接地長が長い場合に（Ｓ１００のＹ）、車両１０が左方向へ旋回中であると判定し（Ｓ１０２）、左側の車輪より右側の車輪の方が接地長が短い場合に（Ｓ１００のＮ）、車両１０が右方向へ旋回中であると判定する（Ｓ１０４）。
【００３０】
以上の通り、本実施の形態においては、接地状態推定部２２４が時間の経過とともに接地長の変化を監視することで、摩擦係数推定部２２６が路面μの変化を認識することができ、車両制御部３０４が路面μの変化の傾向から車両の危険挙動を直ちに察知して車両の安全性向上を図ることができる。さらに、各車輪から得られる情報に基づいて各車輪を独立に制御できるため、より正確な姿勢または制動の制御によって安全性の向上を図ることができる。
【００３１】
（第２の実施の形態）
本実施の形態においては、状態量センサが空気圧センサを含み、空気圧情報をもとにタイヤの接地面積や路面μが推定される点で、第１の実施の形態における状態量センサおよび接地面積や路面μの推定と相違する。以下、第１の実施の形態との共通点については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００３２】
図１において、第１状態量センサ３０Ａ、第２状態量センサ３０Ｂ、第３状態量センサ３０Ｃ、第４状態量センサ３０Ｄは、それぞれ加速度センサに加えて空気圧センサをさらに含む。この空気圧センサは、タイヤ空気圧監視システムへタイヤ空気圧情報を提供するために設けられるものであってもよい。第１状態量センサ３０Ａ、第２状態量センサ３０Ｂ、第３状態量センサ３０Ｃ、第４状態量センサ３０Ｄは、それぞれタイヤ内の空気の温度やタイヤトレッドの温度を検出する温度センサをさらに含んでもよい。状態量センサ３０に含まれる空気圧センサや温度センサは、ホイール、タイヤトレッド、リムなどに取り付けられる。
【００３３】
図２において、マップ記憶部２２２は、接地長変化率と空気圧と接地面積との対応関係を接地長変化率マップとして記憶する。接地状態推定部２２４は、接地長変化率と空気圧と接地面積との対応関係を参照し、取得された接地長と取得された空気圧とに対応するタイヤの接地面積を推定する。摩擦係数推定部２２６は、接地状態推定部２２４によって推定された接地面積や接地長、接地荷重に基づいて路面μを推定する。
【００３４】
図６は、第２の実施の形態における路面μの推定および車両制御の過程を示すフローチャートである。まず、タイヤ状態量取得部２２０がタイヤの接地長を取得し（Ｓ３０）、接地荷重センサ６０が接地荷重を検出し（Ｓ３２）、タイヤ状態量取得部２２０が空気圧の情報を取得する（Ｓ３４）。接地状態推定部２２４は、接地長、接地荷重、空気圧、接地長変化率に基づいて横力を推定し（Ｓ３６）、接地面積を推定する（Ｓ３８）。接地状態推定部２２４は左右輪の接地長の違いに基づく旋回判定を実行し（Ｓ３９）、摩擦係数推定部２２６は接地面積と接地荷重に基づいて路面μを推定する（Ｓ４０）。車両制御部３０４は、路面μに基づいて車両１０の姿勢や制動を制御する（Ｓ４２）。Ｓ３９における旋回判定処理の詳細は図５に示すとおりである。なお、本フローチャートでは、接地状態推定部２２４がＳ３６において横力を推定してからＳ３８で接地面積を推定する過程を示したが、接地状態推定部２２４が途中の段階で横力を推定することなく、あらかじめ横力の推定が反映された接地長変化率マップにしたがって直接的に接地面積を推定してもよい。
【００３５】
以上の通り、本実施の形態においては、接地状態推定部２２４が時間の経過とともに接地長の変化を監視することで、摩擦係数推定部２２６が路面μの変化を認識することができ、車両制御部３０４が路面μの変化の傾向から車両の危険挙動を直ちに察知して車両の安全性向上を図ることができる。また、タイヤの空気圧を正確に把握することで、より正確に接地形状や接地面積を認識することができるので、より高い精度で路面μの変化を認識して車両の安全性向上を図ることができる。
【００３６】
（第３の実施の形態）
本実施の形態においては、一つのタイヤにつき複数個の加速度センサが設けられる点で、第１，２の実施の形態における状態量センサおよび接地面積や路面μの推定と相違する。以下、第１，２の実施の形態との共通点については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００３７】
図１における状態量センサ３０は、一つのタイヤにつき複数の加速度センサを含む。この加速度センサは、たとえばタイヤ幅方向において外側と内側の少なくとも２箇所から加速度を検出する。
【００３８】
図２において、タイヤ状態量取得部２２０は状態量センサ３０から受け取る加速度の情報に基づき、一つのタイヤから少なくとも２箇所の接地長を取得する。マップ記憶部２２２は、タイヤの複数箇所についての接地長変化率と接地面積との対応関係を示す接地長変化率マップを記憶する。接地状態推定部２２４は、複数の接地長とその接地長変化率マップを参照することでより正確に接地形状を推定できるので、より精度よく接地面積および路面μを推定することができる。とくにタイヤの外側と内側の２箇所から接地長が得られれば、より正確に接地形状を推定できる。接地状態推定部２２４は、左右輪の接地長の違いだけでなく、一つのタイヤにおける複数の接地長の違いから車両１０の旋回を判定する。すなわち、左右輪の接地長の違いまたは一つのタイヤにおける複数の接地長の違いのうち少なくともいずれかが所定値以上であるか否かによって旋回有無を判定するとともに、どちらの接地長が長いかによって左右どちらの旋回であるかを判定する。また、接地状態推定部２２４は、各タイヤから個別に得られる接地長差に基づいてより正確に旋回状態および旋回の度合いを判定することができる。
【００３９】
図７は、第３の実施の形態における路面μの推定および車両制御の過程を示すフローチャートである。まず、タイヤ状態量取得部２２０がタイヤの複数箇所から接地長を取得し（Ｓ５０）、接地荷重センサ６０が接地荷重を検出する（Ｓ５２）。接地状態推定部２２４は左右輪の接地長の違いまたは一つのタイヤについての複数の接地長の違いに基づく旋回判定を実行し（Ｓ５６）、接地荷重の変化に対する複数の接地長変化率を求め（Ｓ５８）、それらの変化率が所定値より大きければ（Ｓ６０のＹ）、空気圧が低いと判定し、警告出力部３０２がその旨の警告をする（Ｓ６２）。接地長変化率が所定値以下であればＳ６２をスキップする（Ｓ６０のＮ）。接地状態推定部２２４が複数の接地長、接地荷重、接地長変化率に基づいてタイヤの接地面積を推定すると（Ｓ６４）、摩擦係数推定部２２６は接地面積と接地荷重に基づいて路面μを推定する（Ｓ６６）。車両制御部３０４は、路面μに基づいて車両１０の姿勢や制動を制御する（Ｓ６８）。Ｓ５６における旋回判定処理の詳細は図５に示すとおりである。ただし、図５のＳ９０においては、接地状態推定部２２４は各タイヤの左側と右側の接地長差が所定値以上である場合に、車両１０が左右いずれかに旋回していると判定してもよい。また、同図のＳ１００において、接地状態推定部２２４は各タイヤの左側より右側の方が接地長が長い場合に（Ｓ１００のＹ）、車両１０が左方向へ旋回中であると判定し（Ｓ１０２）、左側より右側の方が接地長が短い場合に（Ｓ１００のＮ）、車両１０が右方向へ旋回中であると判定してもよい（Ｓ１０４）。
【００４０】
以上の通り、本実施の形態においては、接地状態推定部２２４が時間の経過とともに接地長の変化を監視することで、摩擦係数推定部２２６が路面μの変化を認識することができ、車両制御部３０４が路面μの変化の傾向から車両の危険挙動を直ちに察知して車両の安全性向上を図ることができる。また、一つのタイヤから複数の接地長を取得することで、より正確に接地形状や接地面積を認識することができるので、より高い精度で路面μの変化を認識して車両の安全性向上を図ることができる。
【００４１】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれ得る。以下、そうした変形例を挙げる。
【００４２】
第２の実施の形態においては、接地長や接地荷重の他に各タイヤから空気圧の情報を取得し、その空気圧の情報に基づいて接地面積や路面μを推定する構成を説明した。また、第３の実施の形態においては、接地長や接地荷重の他に各タイヤから複数の接地長を取得し、それら複数の接地長に基づいて接地面積や路面μを推定する構成を説明した。変形例においては、各タイヤから空気圧の情報を取得するとともに複数の接地長を取得し、それら空気圧および複数の接地長に基づいて接地面積や路面μを推定する構成としてもよい。その場合、さらに精度よく接地面積や路面μを推定することができ、車両の安全性のさらなる向上を図ることができる。
【００４３】
第３の実施の形態においては、一つのタイヤにおいて外側と内側の２箇所から接地長を取得する構成を示した。変形例においては、一つのタイヤにおいて外側と内側と中央の３箇所またはそれ以上の箇所から接地長を取得する構成であってもよい。その場合、さらに多くの接地長に基づいてより高い精度にて接地形状、接地面積、路面μを推定できるので、車両の安全性のさらなる向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施の形態に係るタイヤ状態処理装置を備えた車両の全体構成を示す図である。
【図２】ＥＣＵにおける車輪情報の取得および車両制御に係る構成を示す機能ブロック図である。
【図３】接地荷重に対する接地長とその接地長の状態になるまでの変化時間の関係を示す図である。
【図４】第１の実施の形態における路面μの推定および車両制御の過程を示すフローチャートである。
【図５】図４におけるＳ１３の旋回判定処理を詳細に示すフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態における路面μの推定および車両制御の過程を示すフローチャートである。
【図７】第３の実施の形態における路面μの推定および車両制御の過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１０  車両、  １２  車体、  ２０  車輪、  ３０  状態量センサ、  ６０  接地荷重センサ、  ６４  ＥＣＵ、  ７０  ブザー、  ７２  警告ランプ、  ２２０  タイヤ状態量取得部、  ２２２  マップ記憶部、  ２２４  接地状態推定部、  ２２６  摩擦係数推定部、  ３０２  警告出力部、  ３０４  車両制御部。
【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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