JP7332861B2 - タイヤ故障予知システム、タイヤ故障予知方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ故障予知システム、タイヤ故障予知方法に関する。

トラックやバスに装着されるタイヤについては、内部故障によるトレッドセパレーションが発生することがある。トレッドセパレーションの発生に起因して、タイヤのバーストが発生し、車両が運行不能になるなどの問題がある。このため、タイヤの内部故障を事前に予知する方法などが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開平６－２１１０１２号公報

上述した技術は、走行中の車両に装着されているタイヤの温度に基づいてタイヤの異常を判定するものである。上述した技術については、より高い精度でタイヤの故障を予知するうえで改善の余地がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、より高い精度でタイヤの異常判定を行い、故障を予知することのできる、タイヤ故障予知システム、タイヤ故障予知方法を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のある態様によるタイヤ故障予知システムは、タイヤが装着された車両の速度と前記タイヤの発熱温度との関係を示す所定のマスターカーブを設定する設定部と、前記設定部によって設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異に基づいて、前記タイヤの状態を判定する判定部と、前記設定部によって設定されたマスターカーブを更新する更新部とを含み、前記設定部は、タイヤの内腔面に設けられた温度センサによって取得されるデータに基づいて前記発熱温度を得ており、前記更新部は、前記設定部によって設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異が所定範囲を超える場合に前記マスターカーブを更新し、前記設定部によって設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異が前記所定範囲内である場合に前記マスターカーブを更新しない。

前記更新部は、前記判定部によって、前記タイヤが正常であると判定された場合に、前記マスターカーブを更新することが好ましい。

前記判定部によって、前記タイヤが異常であると判定された場合に、警報を出力する警報部をさらに含むことが好ましい。

前記車両は、複数の前記タイヤを備えており、前記設定部は、複数の前記タイヤそれぞれについて、前記マスターカーブを設定し、前記判定部は、前記設定部によって設定された前記マスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異を、他のタイヤについての前記マスターカーブと前記他のタイヤの発熱温度の実測値との差異と比較して、前記タイヤの状態を判定するようにしてもよい。

前記判定部は、前記車両において対称となる位置にそれぞれ装着された前記タイヤ同士の前記差異を比較して、前記タイヤの状態を判定するようにしてもよい。

前記判定部は、所定周期で前記タイヤの状態を判定し、かつ、前記判定部の判定結果に基づいて、前記所定周期より短い周期で前記タイヤの状態を判定するようにしてもよい。

前記設定部は、前記車両以外の他の車両のタイヤについての前記マスターカーブに基づいて、前記車両のタイヤの前記マスターカーブを設定するようにしてもよい。
また、本発明のある態様によるタイヤ故障予知システムは、タイヤが装着された車両の速度と前記タイヤの発熱温度との関係を示す所定のマスターカーブを設定する設定部と、前記設定部によって設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異に基づいて、前記タイヤの状態を判定する判定部と、前記設定部によって設定されたマスターカーブを更新する更新部とを含み、前記更新部は、前記設定部によって設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異が所定範囲を超える場合に前記マスターカーブを更新し、前記設定部によって設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異が前記所定範囲内である場合に前記マスターカーブを更新しない。
また、本発明のある態様によるタイヤ故障予知システムは、タイヤが装着された車両の速度と前記タイヤの発熱温度との関係を示す所定のマスターカーブを設定する設定部と、前記設定部によって設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異に基づいて、前記タイヤの状態を判定する判定部と、前記設定部によって設定されたマスターカーブを更新する更新部とを含み、前記車両は、複数の前記タイヤを備えており、前記設定部は、複数の前記タイヤそれぞれについて、前記マスターカーブを設定し、前記判定部は、前記設定部によって設定された前記マスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異を、他のタイヤについての前記マスターカーブと前記他のタイヤの発熱温度の実測値との差異と比較して、前記タイヤの状態を判定する。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のある態様によるタイヤ故障予知方法は、タイヤが装着された車両の速度と前記タイヤの発熱温度との関係を示す所定のマスターカーブを設定する第１ステップと、前記第１ステップにおいて設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異に基づいて、前記タイヤの状態を判定する第２ステップと、前記第１ステップにおいて設定されたマスターカーブを更新する第３ステップとを含み、前記第１ステップにおいては、タイヤの内腔面に設けられた温度センサによって取得されるデータに基づいて前記発熱温度を得ており、前記第３ステップにおいては、前記第１ステップにおいて設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異が所定範囲を超える場合に前記マスターカーブを更新し、前記第１ステップにおいて設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異が前記所定範囲内である場合に前記マスターカーブを更新しない方法である。

本発明のタイヤ故障予知システム、タイヤ故障予知方法によれば、より高い精度でタイヤの異常判定を行い、故障を予知することができる。

図１は、第１実施形態によるタイヤ故障予知システムの構成を示すブロック図である。 図２は、温度センサの設置位置の例を示す図である。 図３は、設定部が設定するマスターカーブの例を示す図である。 図４は、設定部が設定するマスターカーブの例を示す図である。 図５は、第１実施形態によるタイヤ故障予知システムの動作例を示すフローチャートである。 図６は、マスターカーブの他の例を示す図である。 図７は、マスターカーブの他の例を示す図である。 図８は、第２実施形態によるタイヤ故障予知システムの動作例を示すフローチャートである。 図９は、温度センサを設ける位置の例を示す図である。 図１０は、温度センサを設ける位置の他の例を示す図である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の各実施形態の説明において、他の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。各実施形態により本発明が限定されるものではない。各実施形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。なお、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。

［マスターカーブ］
走行中の車両に装着されているタイヤの発熱温度は、タイヤにかかる荷重と車両の速度との積に比例する。タイヤにかかる荷重は、車両によって異なる。例えば、車両がトラックであれば、荷物の積載量が多い場合は荷重が大きく、積載量が少ない場合は荷重が小さい。車両がバスであれば、乗降客が多い路線を走る場合は荷重が大きく、乗降客が少ない路線を走る場合は荷重が小さい。このように、タイヤにかかる荷重は一定ではなく、荷物の量や乗客の数によって変化する。荷重が大きい場合はタイヤの発熱量が大きくなり、タイヤの内部故障の可能性が高くなる。また、車両の速度が高い場合は、タイヤの発熱量が大きくなり、タイヤの内部故障の可能性が高くなる。しかしながら、タイヤの発熱温度や車両の速度が分かっても、荷重が不明であると、タイヤの内部故障の可能性について判定することは難しい。

そこで、本例のタイヤ故障予知システムでは、車両速度に対する、タイヤの発熱温度の変化について、マスターカーブを設定する。マスターカーブは、タイヤが装着された車両の速度とそのタイヤの発熱温度との関係を示す。マスターカーブは、車両の速度に対する温度の変化の基準値を示す。したがって、タイヤに異常がなければ（正常であれば）、車両の速度の上昇に伴い、タイヤの発熱温度は基準値であるマスターカーブに沿って変化する。

また、本例のタイヤ故障予知システムでは、設定したマスターカーブを、機械学習によって更新する。設定され、更新されるマスターカーブを用いることにより、より高い精度でタイヤの異常判定を行い、故障を予知することができる。

［第１実施形態］
以下、第１実施形態によるタイヤ故障予知システムについて説明する。

［構成］
図１は、第１実施形態によるタイヤ故障予知システム１００の構成を示すブロック図である。図１において、タイヤ故障予知システム１００は、制御部１０と、記憶部２０と、警報部３０とを備える。制御部１０は、タイヤ故障予知システム１００の動作を統括的に制御する装置であり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）などを備える。また、制御部１０は、設定部１１と、マスターカーブ記憶部１２と、温度取得部１３と、速度取得部１４と、判定部１５と、更新部１６と、入出力部（Ｉ／Ｏ）４０とを有する。具体的には、制御部１０のＣＰＵが、記憶部２０内のプログラムを読み込んで実行することにより、これらの機能が実現される。

設定部１１は、マスターカーブを設定する。マスターカーブは、タイヤが装着された車両の速度とそのタイヤの発熱温度との関係を示す。マスターカーブは、車両の速度に対する温度の変化の基準値を示す。したがって、タイヤに異常がなければ（正常であれば）、車両の速度の変化に伴い、タイヤの発熱温度はマスターカーブに沿って変化する。以下、設定部１１が最初に設定するマスターカーブを、初期マスターカーブと呼ぶ。例えば、上記車両以外の他の車両の同じ装着位置のタイヤについてのマスターカーブを初期マスターカーブとして設定することができる。特に、同じ型の車両またはタイヤの配置が同じ車両の同じ装着位置のタイヤについてのマスターカーブを初期マスターカーブとして設定することができる。記憶部２０内に予め記憶しておいた他の車両のマスターカーブを利用してもよいし、外部のデータベースに記憶されているマスターカーブを利用してもよい。

設定部１１は、マスターカーブの設定の際、マスターカーブ記憶部１２にアクセスする。マスターカーブの設定とは、タイヤの故障の判定に使用するマスターカーブに関するデータを、マスターカーブ記憶部１２に格納する処理である。設定されたマスターカーブは、タイヤの発熱温度の実測値との比較の対象となる。

マスターカーブ記憶部１２は、タイヤの故障の判定に使用するマスターカーブに関するデータを記憶する。マスターカーブに関するデータとは、マスターカーブを特定するデータであり、例えば、マスターカーブに対応する関数、マスターカーブの傾きを示す係数値、マスターカーブを示すデータが格納されているアドレス値である。マスターカーブ記憶部１２の記憶内容は、更新部１６によって更新される。マスターカーブ記憶部１２の記憶内容は、判定部１５によって参照される。つまり、設定部１１は、マスターカーブを判定部１５が参照できる記憶領域に、マスターカーブに関するデータを記憶する。

温度取得部１３は、温度センサ１Ｌおよび１Ｒから温度のデータを取得する。温度取得部１３は、所定の周期で温度のデータを取得する。温度取得部１３が取得した温度のデータは、記憶部２０に記憶される。温度センサ１Ｌおよび１Ｒは、例えば、タイヤの内腔に設けられる。図２は、温度センサの設置位置の例を示す図である。図２に示すように、温度センサ１（１Ｌ、１Ｒ）は、タイヤＰの内腔に設けられる。温度取得部１３は、例えば、１分間隔で温度センサ１Ｌおよび１Ｒのデータを取得する。温度取得部１３は、温度センサ１Ｌおよび１Ｒのデータを無線で取得する。制御部１０は、各センサからデータを直接取得してもよいし、中継器を設けておき、各センサから中継器を経由してデータを取得してもよい。タイヤの発熱温度は、温度センサによって取得できる温度の値から気温を差し引くことによって得られる。

図１に戻り、速度取得部１４は、速度センサ２から車両の速度のデータを取得する。速度取得部１４は、例えば、１分間隔で速度センサ２から速度のデータを取得する。速度取得部１４は、所定の周期で車両の速度のデータを取得する。速度取得部１４は、例えば、温度取得部１３が温度のデータを取得する際に、車両の速度のデータを取得する。速度センサ２は、例えば、車両における車軸の回転数に比例するパルス信号を発生させることにより、車両の速度を検出する。速度センサ２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて、車両の速度を算出してもよい。例えば、速度センサ２は、受信した測位衛星の電波のドップラー効果を利用して車両の速度を算出してもよい。また、例えば、速度センサ２は、測位衛星の電波から求めた車両の移動の距離及び車両の移動にかかった時間に基づいて車両の速度を算出してもよい。

判定部１５は、マスターカーブ記憶部１２の記憶内容を参照することにより、設定部１１によって設定されたマスターカーブを認識することができる。判定部１５は、設定部１１によって設定されたマスターカーブと、温度取得部１３が取得した温度の実測値との差異に基づいて、タイヤの状態を判定する。判定部１５は、後述するように、マスターカーブと温度の実測値との差異が第１所定範囲内の値であれば、更新部１６による更新を行うと判定する。また、判定部１５は、マスターカーブと温度の実測値との差異が第２所定範囲内の値であれば、タイヤの状態は正常である（すなわち、異常でない）と判定する。判定部１５は、マスターカーブと温度の実測値との差異が第２所定範囲を超える値であれば、タイヤの状態は正常でない（すなわち、異常である）と判定する。

更新部１６は、設定部１１によって設定されたマスターカーブを更新する。マスターカーブの更新は、マスターカーブ記憶部１２の記憶内容を書き換える処理である。例えば、更新部１６は、現在設定されているマスターカーブの代わりに、より適切な他のマスターカーブを設定する。より具体的には、更新部１６は、マスターカーブ記憶部１２に記憶されている、マスターカーブに関するデータに、別のデータを上書きする。例えば、マスターカーブに対応する関数、マスターカーブの傾きを示す係数値、マスターカーブを示すデータが格納されているアドレス値を書き換える。なお、マスターカーブの傾きを示す係数を変更することは、直線の傾きを変更することを意味する。

更新部１６は、判定部１５による判定結果に基づいて、マスターカーブを更新する。更新部１６は、タイヤの状態が正常である（すなわち、異常でない）と判定部１５が判定した場合に、マスターカーブを更新する。

更新部１６は、マスターカーブ記憶部１２に記憶されている、マスターカーブに関するデータと同じデータを上書きしてもよい。すなわち、更新部１６は、マスターカーブ記憶部１２に記憶されている、マスターカーブに関するデータを、同じデータに書き換えてもよい。

入出力部（Ｉ／Ｏ）４０は、温度センサ１Ｌ、１Ｒなどのデータを入力する入力部として機能する。また、入出力部（Ｉ／Ｏ）４０は、判定部１５の判定結果に基づくデータを出力する出力部として機能する。

記憶部２０は、制御部１０での処理に用いられる各種プログラム２１や各種データ２２を格納する装置である。記憶部２０は、例えば、不揮発性メモリあるいは磁気記憶装置により構成される。制御部１０の内部に記憶部２０が設けられ、制御部１０と記憶部２０とが一体になっていてもよい。各種プログラム２１は、後述する各判定を行うためのプログラムを含む。各種データ２２は、後述する各判定を行うための閾値を含む。

警報部３０は、警報を出力する装置である。警報部３０は、制御部１０から出力される警報信号に基づいて警報を出力する。制御部１０は、タイヤの状態は正常でない（すなわち、異常である）と判定部１５が判定した場合に、警報信号を出力する。警報部３０は、例えば、車両の運転者に対して警報を出力する。警報は、例えば、音声出力や表示出力によって行われる。また、警報部３０は、外部装置に向けて警報を出力してもよい。警報部３０は、車両の運転者に対して警報を出力するとともに、外部装置に向けて警報を出力してもよい。警報を出力することにより、タイヤの故障可能性を車両の運転者や外部装置に知らせることができる。なお、警報部３０は、タイヤの状態は正常である（すなわち、異常ではない）と判定部１５が判定した場合に、警報を出力しない。

図３および図４は、設定部１１が設定するマスターカーブの例を示す図である。図３において、横軸はタイヤが装着された車両の速度［ｋｍ／ｈ］、縦軸はタイヤの発熱温度［℃］である。図３において、符号Ｔｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ３およびＴｈ４は、車両の速度に対する発熱温度の実測値を示す。

ここで、本例では、実測値とマスターカーブＭＣによって得られる発熱温度との差異が第２所定範囲（例えば、±２０［℃］の範囲）を超える値である場合に、タイヤが異常である（正常でない）と判定する。図３において、実測値Ｔｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ３およびＴｈ４は、マスターカーブＭＣによって得られる発熱温度との差異が第２所定範囲内の値である。したがって、実測値Ｔｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ３およびＴｈ４の場合、タイヤが異常でない（正常である）と判定される。

図３に示すように、実測値Ｔｈ２については、マスターカーブＭＣによって得られる発熱温度と一致していないため、本システムは図３に示す破線のようにマスターカーブを更新する。更新されたマスターカーブＭＣ’は、実測値Ｔｈ２を通る。これにより、実測値Ｔｈ２は、更新されたマスターカーブＭＣ’によって得られる発熱温度と一致することになる。つまり、本システムでは、実測値Ｔｈ２との差異をなくし、実測値Ｔｈ２と一致するように、マスターカーブを更新する。本システムでは、例えば、マスターカーブの傾きを示す係数を変更することによって、実測値Ｔｈ２との差異をなくし、実測値Ｔｈ２と一致するように、マスターカーブを更新する。

また、例えば、図３に示す実測値Ｔｈ１、Ｔｈ３およびＴｈ４については、マスターカーブＭＣによって得られる発熱温度と一致している。このため、本システムにおいてマスターカーブＭＣを更新してもそのマスターカーブＭＣのままであり、マスターカーブＭＣに変化はない。

一方、実測値が、マスターカーブＭＣによって得られる発熱温度と一致しない場合であり、かつ、差異が第２所定範囲を超える値である場合に、本システムはタイヤが異常であると判定する。例えば、図４に示すように、実測値Ｔｈ２’とマスターカーブＭＣによって得られる発熱温度との差異が第２所定範囲である±２０［℃］の範囲を超える値である場合に、本システムはタイヤが異常であると判定する。本システムはタイヤが異常であると判定した場合、運転者などに警報を出力する。

［マスターカーブの更新］
本例のタイヤ故障予知システムでは、タイヤの発熱温度を所定の周期で取得する。本例のタイヤ故障予知システムにおいて、タイヤの発熱温度の実測値がマスターカーブによって得られる温度と一致せず、第１所定範囲内の差異である場合、マスターカーブを更新することが好ましい。マスターカーブの更新とは、すでに設定されているマスターカーブの代わりに、別のマスターカーブを設定することである。

また、タイヤの発熱温度の実測値がマスターカーブによって得られる温度と一致せず、その温度に近い第１所定範囲内の値である場合に、マスターカーブを更新することが好ましい。例えば、タイヤの発熱温度の実測値がマスターカーブによって得られる温度と一致しないが、その差異が±１０［℃］の範囲内（すなわち第１所定範囲内）である場合には、マスターカーブを更新する。マスターカーブを更新することによって、実際の発熱温度の変化により近い、マスターカーブを設定できる。これにより、より適切なマスターカーブに基づいて判定を行うことができる。

［動作例］
図５は、第１実施形態によるタイヤ故障予知システム１００の動作例を示すフローチャートである。図５において、例えば、車両の動力発生装置（図示せず）が始動した場合、タイヤ故障予知システム１００は以下の処理を行う。動力発生装置とは、例えば、エンジン、電動機である。例えば、車両のイグニッションスイッチがオンになったことを検出したときに、動力発生装置が始動したと判定してもよい。

第１実施形態によるタイヤ故障予知システム１００は、車両に装着されているタイヤそれぞれについて、図５に示すフローチャートに沿って処理を行う。タイヤ故障予知システム１００は、図５に示すフローチャートに沿った処理を周期的に行う。

ステップＳ１０１において、タイヤ故障予知システム１００は、初期マスターカーブを設定する。初期マスターカーブは、設定部１１によって設定される。次に、ステップＳ１０２において、タイヤ故障予知システム１００は、タイヤの発熱温度の実測値および車両の速度を取得する。タイヤの発熱温度の実測値は、温度取得部１３によって取得される。車両の速度は、速度取得部１４によって取得される。

ステップＳ１０３において、タイヤ故障予知システム１００は、速度取得部１４によって取得される車両の速度および設定部１１によって設定されたマスターカーブによって得られる温度と、温度取得部１３によって取得されるタイヤの発熱温度との差異に基づいて、タイヤが異常であるか否かを判定する。タイヤが異常であるか否かの判定は、判定部１５によって行われる。

タイヤ故障予知システム１００は、ステップＳ１０３において、タイヤが異常でないと判定した場合（ステップＳ１０３においてＮｏ）、マスターカーブを更新すると判定し、ステップＳ１０４において、マスターカーブを更新する。マスターカーブの更新は、更新部１６によって行われる。その後、タイヤ故障予知システム１００は、ステップＳ１０５において、処理を終了するか否か判定する。タイヤ故障予知システム１００は、ステップＳ１０５において、処理を終了しない場合（ステップＳ１０５においてＮｏ）、ステップＳ１０２に戻り、処理を継続する。

タイヤ故障予知システム１００は、ステップＳ１０３において、タイヤが異常であると判定した場合（ステップＳ１０３においてＹｅｓ）、ステップＳ１０７において、警報を出力する。その後、タイヤ故障予知システム１００は、ステップＳ１０５に移行し、処理を終了するか否か判定する。

なお、タイヤ故障予知システム１００は、ステップＳ１０５において、処理を終了する場合（ステップＳ１０５においてＹｅｓ）、ステップＳ１０６に移行する。これにより、タイヤ故障予知システム１００は、処理を終了する。

以上のように、車両の速度に対して、タイヤの発熱温度の実測値が、マスターカーブによって得られる温度に一致またはその温度に近い第２所定範囲内の値であれば正常であると判定できる。すなわち、タイヤは正常であると判定できる。正常であると判定できれば、その車両の運転者などへの警告は行わない。

一方、実際の車両速度に対して、タイヤの発熱温度の実測値が、マスターカーブによって得られる発熱温度と一致せず、第２所定範囲を超える値であれば異常であると判定できる。すなわち、タイヤは異常であると判定できる。異常であると判定できれば、タイヤの故障の可能性について、その車両の運転者などへの警告を行うことができる。

［第２実施形態］
次に、本システムの第２実施形態について説明する。図５のステップＳ１０３においてタイヤが異常でない（正常である）と判定した場合に、差異が第１所定範囲内の値であれば、更新部１６による更新を行わないようにしてもよい。例えば、差異が±１０［℃］の範囲内（すなわち第１所定範囲内）であれば、更新部１６による更新を行わないようにしてもよい。つまり、タイヤが異常でない（正常である）と判定した場合において、車両の速度とマスターカーブＭＣとで得られる温度がタイヤの発熱温度の実測値と完全に一致しなくても差異が少ない場合には、マスターカーブの更新を行わないようにしてもよい。実測値と差異がわずかである場合は、発熱温度の測定誤差の範囲内での差異であると考えることができるからである。

一方、本システムの第２実施形態では、図５のステップＳ１０３においてタイヤが異常でない（正常である）と判定した場合に、差異が第１所定範囲を超える値であれば、本システムはマスターカーブの更新を行う。例えば、差異が±１０［℃］の範囲を超える値である場合に、本システムはマスターカーブを更新する。ただし、例えば、差異が第１所定範囲である±１０［℃］の範囲を超え、さらにその差異が第２所定範囲である±２０［℃］の範囲を超える値である場合に、本システムはタイヤが異常であると判定する。本システムにおいて、タイヤが異常であると判定部１５が判定した場合、警報部３０は運転者などに警報を出力する。本システムにおいて、タイヤの状態は正常である（すなわち、異常ではない）と判定部１５が判定した場合、警報部３０は警報を出力しない。

図６および図７は、マスターカーブの他の例を示す図である。図６は、本システムの第２実施形態において、設定部１１が設定するマスターカーブの例を示す図である。図６において、実測値Ｔｈ１、Ｔｈ２１、Ｔｈ３およびＴｈ４は、マスターカーブＭＣによって得られる発熱温度との差異が第２所定範囲（例えば、±２０［℃］の範囲）内の値である。したがって、実測値Ｔｈ１、Ｔｈ２１、Ｔｈ３およびＴｈ４の場合、タイヤが異常でない（正常である）と判定される。ここで、実測値Ｔｈ２１は、マスターカーブＭＣによって得られる発熱温度との差異が第１所定範囲（例えば、±１０［℃］の範囲）内の値であるため、マスターカーブＭＣは更新されない。

一方、差異が第１所定範囲（例えば、±１０［℃］の範囲）外である場合には、マスターカーブＭＣを更新する。実測値Ｔｈ２２とマスターカーブＭＣによって得られる発熱温度との差異が第２所定範囲内（例えば、±２０［℃］の範囲内）であるが（すなわちタイヤは異常ではないが）、第１所定範囲（例えば、±１０［℃］の範囲）を超える場合、本システムは、図７に示す破線のようにマスターカーブを更新する。例えば、マスターカーブの傾きを示す係数を変更することによって、実測値Ｔｈ２２との差異をなくし、実測値Ｔｈ２２と一致するように、マスターカーブを更新する。したがって、更新されたマスターカーブＭＣ”は、実測値Ｔｈ２２を通る。これにより、実測値Ｔｈ２２は、更新されたマスターカーブＭＣ”によって得られる発熱温度と一致することになる。

図８は、第２実施形態によるタイヤ故障予知システム１００の動作例を示すフローチャートである。第２実施形態によるタイヤ故障予知システム１００は、車両に装着されているタイヤそれぞれについて、図８に示すフローチャートに沿って処理を行う。タイヤ故障予知システム１００は、図８に示すフローチャートに沿った処理を周期的に行う。図８に示すフローチャートが図５に示すフローチャートと異なる点は、ステップＳ１０３においてタイヤが異常でないと判定した場合（ステップＳ１０３においてＮｏ）に、さらにステップＳ１０３Ａにおいて判定部１５がマスターカーブの更新を行うか否か判定する点である。

ステップＳ１０３Ａにおいて、差異が第１所定範囲内の値であれば、更新部１６による更新を行わないこととし（ステップＳ１０３ＡにおいてＮｏ）、ステップＳ１０５に移行する。一方、ステップＳ１０３Ａにおいて、差異が第１所定範囲を超える値であれば、更新部１６による更新を行うこととし（ステップＳ１０３ＡにおいてＹｅｓ）、ステップＳ１０４に移行する。

以上のように、第２実施形態によるタイヤ故障予知システム１００において、マスターカーブの更新を毎回行うのではなく、わずかな差異である場合にはマスターカーブを更新しないようにすることで、消費電力を低減することができる。

［第３実施形態］
次に、本システムの第３実施形態について説明する。タイヤ故障予知システム１００においては、車両に装着されているタイヤについて、同じ車軸の対称位置に装着されている他のタイヤの発熱温度のデータを参照して、異常があるか否かを判定してもよい。つまり、図５のステップＳ１０３、図８のステップＳ１０３において、タイヤが異常であるか否かを判定する場合に、同じ車軸の対称位置に装着されている第２のタイヤの発熱温度のデータを参照して判定してもよい。

すなわち、あるタイヤの発熱温度の実測値とマスターカーブによって得られる発熱温度との差異が、そのタイヤと同じ車軸の対称位置に装着されている他のタイヤについての差異と同程度であれば、その差異は異常ではないと判定することができる。一方、あるタイヤＰの発熱温度の実測値とマスターカーブによって得られる発熱温度との差異が、そのタイヤＰと同じ車軸の対称位置に装着されている他のタイヤＰ’についての差異と大きく異なる場合に、そのタイヤＰは異常であると判定することができる。例えば、差異がそのタイヤＰの発熱温度の１０％を超え、かつ、差異が他のタイヤＰ’の１０％を超えている場合に、そのタイヤは異常であると判定することができる。

図９は、温度センサ１Ｌおよび１Ｒを設ける位置の例を示す図である。本例において、車両５０は、前輪が１軸２輪で、後輪が１軸４輪である。車両５０の進行方向を矢印Ｙの方向とする。前輪の車軸ＪＦには、進行方向の左側にタイヤＰ１Ｌが、進行方向の右側にタイヤＰ１Ｒが、それぞれ装着されている。後輪の車軸ＪＲには、進行方向の左外側にタイヤＰ２Ｌが、進行方向の右外側にタイヤＰ２Ｒが、それぞれ装着されている。また、後輪の車軸ＪＲには、進行方向の左内側にタイヤＰ３Ｌが、進行方向の右内側にタイヤＰ３Ｒが、それぞれ装着されている。後輪に装着された左右２つずつのタイヤは、ダブルタイヤである。ダブルタイヤは、１つの車輪において、車両外側および車両内側に２つのタイヤが装着された構成である。なお、車両に装着されているタイヤを総称してタイヤＰと呼ぶことがある。

本実施形態では、車両の対称位置に装着されているタイヤ同士について、上記差異を比較して異常か否かを判定する。対称位置に装着とは、車両の前側（進行方向）から後側（後退方向）に向かう仮想線Ｘに対し、第１のタイヤと第２のタイヤとが同じ車軸の左右対称の位置に装着されていることをいう。

前輪が１軸２輪の車両については、前輪の車軸ＪＦに装着されている第１のタイヤ（例えば、左側のタイヤＰ１Ｌ）と、同じ前輪の車軸ＪＦに装着されている第２のタイヤ（例えば、右側のタイヤＰ１Ｒ）とが対称位置に装着されているタイヤである。

後輪が１軸４輪の車両については、後輪の車軸ＪＲの外側に装着されている第１のタイヤ（例えば、左外側のタイヤＰ２Ｌ）と、同じ後輪の車軸ＪＲの外側に装着されている第２のタイヤ（例えば、右外側のタイヤＰ２Ｒ）とが対称位置に装着されているタイヤである。また、後輪の車軸ＪＲの内側に装着されている第１のタイヤ（例えば、左内側のタイヤＰ３Ｌ）と、同じ後輪の車軸の内側に装着されている第２のタイヤ（例えば、右内側のタイヤＰ３Ｒ）とが対称位置に装着されているタイヤである。なお、図９において、記憶部２０については、図示を省略している。

図１０は、温度センサ１Ｌおよび１Ｒを設ける位置の他の例を示す図である。本例において、車両５１は前輪が１軸２輪で、後輪が２軸８輪である。車両５１の進行方向を矢印Ｙの方向とする。前輪の車軸ＪＦには、進行方向の左側にタイヤＰ１Ｌが、進行方向の右側にタイヤＰ１Ｒが、それぞれ装着されている。後輪の後側の車軸ＪＲには、進行方向の左外側にタイヤＰ２Ｌが、進行方向の右外側にタイヤＰ２Ｒが、それぞれ装着されている。また、後輪の後側の車軸ＪＲには、進行方向の左内側にタイヤＰ３Ｌが、進行方向の右内側にタイヤＰ３Ｒが、それぞれ装着されている。後輪の前側の車軸ＪＭには、進行方向の左外側にタイヤＰ４Ｌが、進行方向の右外側にタイヤＰ４Ｒが、それぞれ装着されている。また、後輪の前側の車軸ＪＭには、進行方向の左内側にタイヤＰ５Ｌが、進行方向の右内側にタイヤＰ５Ｒが、それぞれ装着されている。後輪の前側、後側にそれぞれ装着された左右２つずつのタイヤは、ダブルタイヤである。ダブルタイヤは、１つの車輪において、車両外側および車両内側に２つのタイヤが装着された構成である。このように、ダブルタイヤの場合、同じ車輪に２つのタイヤが装着される。

図１０において、前輪の車軸ＪＦに装着されている第１のタイヤ（例えば、左側のタイヤＰ１Ｌ）と、同じ前輪の車軸ＪＦに装着されている第２のタイヤ（例えば、右側のタイヤＰ１Ｒ）とが対称位置に装着されているタイヤである。

後輪の後側の車軸ＪＲの外側に装着されている第１のタイヤ（例えば、左外側のタイヤＰ２Ｌ）と、同じ後輪の後側の車軸ＪＲの外側に装着されている第２のタイヤ（例えば、右外側のタイヤＰ２Ｒ）とが対称位置に装着されているタイヤである。また、後輪の後側の車軸ＪＲの内側に装着されている第１のタイヤ（例えば、左内側のタイヤＰ３Ｌ）と、同じ後輪の後側の車軸ＪＲの内側に装着されている第２のタイヤ（例えば、右内側のタイヤＰ３Ｒ）とが対称位置に装着されているタイヤである。

後輪の前側の車軸ＪＭの外側に装着されている第１のタイヤ（例えば、左外側のタイヤＰ４Ｌ）と、同じ後輪の前側の車軸ＪＭの外側に装着されている第２のタイヤ（例えば、右外側のタイヤＰ４Ｒ）とが対称位置に装着されているタイヤである。また、後輪の前側の車軸ＪＭの内側に装着されている第１のタイヤ（例えば、左内側のタイヤＰ５Ｌ）と、同じ後輪の前側の車軸ＪＭの内側に装着されている第２のタイヤ（例えば、右内側のタイヤＰ５Ｒ）とが対称位置に装着されているタイヤである。

図１０に示すように、前輪が１軸２輪で、後輪が２軸８輪の車両についても、上記同様に、同じ車軸の左右対称の位置に装着されている第１のタイヤおよび第２のタイヤについて上記差異を比較して異常か否かを判定する。

本例において、温度センサ１Ｌおよび１Ｒは、各タイヤ内部に設けられる。制御部１０は、温度センサ１Ｌおよび１Ｒのデータを無線で取得する。制御部１０は、各センサからデータを直接取得してもよいし、中継器を設けておき、各センサから中継器を経由してデータを取得してもよい。なお、図１０において、記憶部２０については、図示を省略している。

車輪の配置が異なる他の車両についても、各タイヤＰに温度センサを設けておき、同じ車軸の対称位置に装着されている他のタイヤの発熱温度のデータを参照して、異常があるか否かを判定してもよい。

［第４実施形態］
上述したように、温度取得部１３は、所定の周期で温度のデータを取得する。速度取得部１４は、所定の周期で車両の速度のデータを取得する。これにより、制御部１０は、所定の周期でタイヤの状態を判定することができる。

また、判定部１５の判定結果に基づいて、上記所定周期より短い周期でタイヤの状態を判定するようにしてもよい。例えば、実測値とマスターカーブＭＣによって得られる発熱温度との差異が所定の閾値より大きい場合に、より短い周期でタイヤの状態を判定するようにしてもよい。例えば、５分間隔で温度のデータおよび車両の速度のデータを取得してタイヤの状態を判定している場合に、より短い１分間隔で上記データを取得してタイヤの状態を判定するようにしてもよい。

より具体的には、上記差異が、第１所定範囲である±１０［℃］の範囲を超える場合に、より短い周期で温度のデータおよび車両の速度のデータを取得してタイヤの状態を判定してもよい。このように、タイヤの状態を判定する周期をより短い周期に変更することにより、タイヤの異常を早期に検出することができる。

［変形例］
上記は、制御部１０内にマスターカーブ記憶部１２が設けられている場合について説明したが、マスターカーブ記憶部１２は他の位置に設けられていてもよい。例えば、記憶部２０内にマスターカーブ記憶部１２が設けられていてもよい。また、設定部１１内や判定部１５内にマスターカーブ記憶部１２が設けられていてもよい。

上記は、説明を簡単にするために、車両速度に対して、温度が直線的に変化する場合を示している。車両速度に対して、温度が曲線に沿って変化する場合もある。このような場合においても、マスターカーブを更新することによって、実際の発熱温度の変化により近い、マスターカーブを設定できる。これにより、より適切なマスターカーブに基づいて判定を行うことができる。

［タイヤ故障予知方法］
上述したタイヤ故障予知システムによると、次のようなタイヤ故障予知方法が実現される。すなわち、タイヤが装着された車両の速度と上記タイヤの発熱温度との関係を示す所定のマスターカーブを設定する第１ステップと、上記第１ステップにおいて設定されたマスターカーブと上記タイヤの発熱温度の実測値との差異に基づいて、上記タイヤの状態を判定する第２ステップと、上記第１ステップにおいて設定されたマスターカーブを更新する第３ステップとを含むタイヤ故障予知方法が実現される。この方法によれば、より高い精度で異常判定を行い、故障を予知することができる。

また、上記第３ステップにおいては、上記第２ステップにおいて上記タイヤが正常であると判定された場合に、上記マスターカーブを更新することが好ましい。これにより、より適切なマスターカーブに基づいて判定を行うことができる。

上記第２ステップにおいて上記タイヤが異常であると判定された場合に、警報を出力する第４ステップをさらに含んでもよい。警報を出力することにより、タイヤの故障可能性を車両の運転者や外部装置に知らせることができる。

１、１Ｌ、１Ｒ 温度センサ
２ 速度センサ
１０ 制御部
１１ 設定部
１２ マスターカーブ記憶部
１３ 温度取得部
１４ 速度取得部
１５ 判定部
１６ 更新部
２０ 記憶部
３０ 警報部
１００ タイヤ故障予知システム
ＭＣ、ＭＣ’、ＭＣ” マスターカーブ

Claims (10)

1. タイヤが装着された車両の速度と前記タイヤの発熱温度との関係を示す所定のマスターカーブを設定する設定部と、前記設定部によって設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異に基づいて、前記タイヤの状態を判定する判定部と、前記設定部によって設定されたマスターカーブを更新する更新部とを含み、
   前記設定部は、タイヤの内腔面に設けられた温度センサによって取得されるデータに基づいて前記発熱温度を得ており、
   前記更新部は、
   前記設定部によって設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異が所定範囲を超える場合に前記マスターカーブを更新し、
   前記設定部によって設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異が前記所定範囲内である場合に前記マスターカーブを更新しない、
   タイヤ故障予知システム。
2. 前記更新部は、前記判定部によって、前記タイヤが正常であると判定された場合に、前記マスターカーブを更新する請求項１に記載のタイヤ故障予知システム。
3. 前記判定部によって、前記タイヤが異常であると判定された場合に、警報を出力する警報部をさらに含む請求項１または請求項２に記載のタイヤ故障予知システム。
4. 前記車両は、複数の前記タイヤを備えており、
   前記設定部は、複数の前記タイヤそれぞれについて、前記マスターカーブを設定し、
   前記判定部は、前記設定部によって設定された前記マスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異を、他のタイヤについての前記マスターカーブと前記他のタイヤの発熱温度の実測値との差異と比較して、前記タイヤの状態を判定する
   請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のタイヤ故障予知システム。
5. 前記判定部は、前記車両において対称となる位置にそれぞれ装着された前記タイヤ同士の前記差異を比較して、前記タイヤの状態を判定する
   請求項４に記載のタイヤ故障予知システム。
6. 前記判定部は、所定周期で前記タイヤの状態を判定し、かつ、前記判定部の判定結果に基づいて、前記所定周期より短い周期で前記タイヤの状態を判定する
   請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のタイヤ故障予知システム。
7. 前記設定部は、前記車両以外の他の車両のタイヤについての前記マスターカーブに基づいて、前記車両のタイヤの前記マスターカーブを設定する
   請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のタイヤ故障予知システム。
8. タイヤが装着された車両の速度と前記タイヤの発熱温度との関係を示す所定のマスターカーブを設定する設定部と、前記設定部によって設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異に基づいて、前記タイヤの状態を判定する判定部と、前記設定部によって設定されたマスターカーブを更新する更新部とを含み、
   前記更新部は、
   前記設定部によって設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異が所定範囲を超える場合に前記マスターカーブを更新し、
   前記設定部によって設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異が前記所定範囲内である場合に前記マスターカーブを更新しない
   タイヤ故障予知システム。
9. タイヤが装着された車両の速度と前記タイヤの発熱温度との関係を示す所定のマスターカーブを設定する設定部と、前記設定部によって設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異に基づいて、前記タイヤの状態を判定する判定部と、前記設定部によって設定されたマスターカーブを更新する更新部とを含み、
   前記車両は、複数の前記タイヤを備えており、
   前記設定部は、複数の前記タイヤそれぞれについて、前記マスターカーブを設定し、
   前記判定部は、前記設定部によって設定された前記マスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異を、他のタイヤについての前記マスターカーブと前記他のタイヤの発熱温度の実測値との差異と比較して、前記タイヤの状態を判定する
   タイヤ故障予知システム。
10. タイヤが装着された車両の速度と前記タイヤの発熱温度との関係を示す所定のマスターカーブを設定する第１ステップと、前記第１ステップにおいて設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異に基づいて、前記タイヤの状態を判定する第２ステップと、前記第１ステップにおいて設定されたマスターカーブを更新する第３ステップとを含み、
    前記第１ステップにおいては、タイヤの内腔面に設けられた温度センサによって取得されるデータに基づいて前記発熱温度を得ており、
    前記第３ステップにおいては、
    前記第１ステップにおいて設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異が所定範囲を超える場合に前記マスターカーブを更新し、
    前記第１ステップにおいて設定されたマスターカーブと前記タイヤの発熱温度の実測値との差異が前記所定範囲内である場合に前記マスターカーブを更新しない、
    タイヤ故障予知方法。

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