WO2019207835A1 - タイヤ状態検出装置 - Google Patents
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Definitions
- Each vehicle 2 is equipped with an automatic driving device (not shown), and the movement is managed based on a command output from the control computer 7 of the management office 6.
- Each vehicle 2 includes a tire state detection unit 8 that detects the state of the tire 2 ⁇ / b> A, and a repeater 12 that outputs information detected by the tire state detection unit 8 to the data center 4.
- the input / output means 44 is configured to be connectable to the control computer 7 of the vehicle 2 and the management office 6 via, for example, a wired or wireless Internet line.
- the trauma evaluation index H is 50
- 2 ⁇ 50 100 is output as the trauma degree, and it is understood that, for example, the tire needs to be replaced.
- the handling severity that is, fatigue progresses in proportion to the time
- Systematic maintenance of tires and vehicles including tire replacement can be realized.
- the trauma estimation table can be created based on the results of endurance tests such as tire development and past usage history.
- the estimated damage degree of the tire is output to the control computer 7 of the management office 6 via the input / output means 44.
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Abstract
Description
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、より簡便な方法でタイヤの状態を検出可能なタイヤ状態検出装置を提供することを目的とする。
また、タイヤ状態検出装置の他の構成として、タイヤ気室内の温度を検出する温度センサーと、タイヤの回転に伴う加速度を検出する加速度センサーと、タイヤ気室内の圧力を検出する圧力センサーと、検出された温度の履歴に基づいてタイヤの熱による熱疲労指標を算出する熱疲労指標算出手段と、検出された加速度及び圧力の履歴に基づいてタイヤへの負荷による負荷疲労指標を算出する負荷疲労指標算出手段と、熱疲労指標及び前記負荷疲労指標に基づいて、タイヤ疲労指標を算出するタイヤ疲労指標算出手段と、を備える構成とした。
タイヤ状態検出装置1は、概略、車両2の運行状態を取得するために車両2に設けられた複数の検出手段から出力される情報に基づいて、データセンター4において車両2に装着されたタイヤ2Aの状態を取得し、車両2の運行を管理するために鉱山サイトに設けられた管理事務所(管制センター)6の管制コンピュータ7に、取得した情報を出力することで、運行管理者にタイヤ2Aの状態を報知するように構成される。
各車両2は、タイヤ2Aの状態を検出するタイヤ状態検出手段8と、タイヤ状態検出手段8により検出された情報をデータセンター4に出力する中継器12と備える。
データセンター4は、例えば、鉱山サイトとは異なる場所に設けられ、サーバーやネットワーク機器などのIT機器が設置された施設である。例えば、クラウドサーバー等と称される設備を利用することができる。即ち、データセンター4は、コンピュータを主として構成され、ハードウェア資源として設けられた演算手段としてのCPU40、ROM,RAM等の記憶手段42、外部との情報の入出力を可能にするための入出力手段44とを備える。
熱疲労指標算出手段46では、記憶手段42にあらかじめ記憶させておいた熱疲労指標算出テーブルに、温度Tを参照させることで、熱疲労指標Ftを算出する。
ゴムの疲労は、タイヤに使用されるゴムの種類、タイヤの構造に依存するため、熱疲労指標算出テーブルは、タイヤの種類毎に、ドラム試験などによって新品状態から熱による劣化限界を取得することで作成される。
加速度データ読込部48Aは、記憶手段42に記憶された加速度データの読み込みを実行する。
次に、上記仮定に基づいて、図7に示す接地時間Tc及びタイヤ2Aが1回転するときの回転時間Trを算出する。まず、時系列的に先に仮定した踏込端Siの位置t11及び蹴出端Koの位置t12により接地時間Tcを算出する。具体的には、接地時間Tcは、蹴出端Koの位置t12-踏込端Siの位置t11により算出される。
タイヤ2Aの接地長さLは、タイヤ2Aに掛かる荷重Wと、タイヤ2Aの空気圧Pとによって変化する。具体的には、接地長さLは、タイヤ2Aに掛かる荷重Wについては、大きければ長く(接地時間比Kは大きく)、小さければ短く(接地時間比Kは小さく)なるようなほぼ直線の比例関係にある。一方、空気圧Pについては、高くなれば小さく、空気圧Pが低くなれば大きくほぼ直線の比例関係にある。
負荷疲労指標Fwは、例えば、次のように算出することができる。タイヤ2Aの負荷疲労指標Fwを算出するための負荷疲労指標算出テーブルを、あらかじめ記憶手段42に記憶させておき、荷重の積算値及びタイヤ回転数(走行距離)を、負荷疲労指標算出テーブルに参照させることで、負荷によるタイヤの疲労状態を示す負荷疲労指標Fwを算出する。
なお、指標の設定は上記例に限定されず適宜変更すれば良い。算出された負荷疲労指標Fwは、記憶手段42に出力され、例えば、負荷疲労指標データ等として記憶される。
タイヤ疲労指標Fは、例えば、次のように算出することができる。タイヤ疲労指標を算出するためのタイヤ疲労指標算出テーブルをあらかじめ記憶手段42に記憶させておき、熱疲労指標Ft及び負荷疲労指標Fwを、タイヤ疲労指標算出テーブルに参照させることで、使用限界に達していないタイヤ2Aの疲労状態を示すタイヤ疲労指標Fを算出する。
算出されるタイヤ疲労指標Fは、熱疲労指標Ft及び負荷疲労指標Fwの組み合わせによりタイヤに故障が生じうる状態となったときを100とし、熱疲労指標Ft及び負荷疲労指標Fwに応じて、例えば、30、50、80等の0~100までの数値で表される。
なお、指標の設定は上記例に限定されず適宜変更すれば良い。算出されたタイヤ疲労指標Fは、記憶手段42に出力され、例えば、タイヤ疲労指標データ等として記憶される。
外傷検出データとは、タイヤ2Aに外傷を生じさせる虞のある加速度の波形を纏めたデータベースである。したがって、外傷検出手段58では、接地外ピークデータに、外傷検出データを構成する参照波形をマッチングさせることで、外傷を及ぼす波形か、そうでない波形か判別することができる。外傷検出手段58により、検出されたピークは、外傷ピークデータとして記憶手段42に出力され、記憶される。
外傷解析手段59は、外傷ピークデータにおける個々の外傷ピークがどの程度の外傷を負わせるものかを解析し、外傷評価指数Hを算出する。外傷解析手段59では、例えば、外傷ピークの大きさに応じて複数の段階に分類し、分類毎に評価値Gi(ここでは、i=1,2,3,・・・)を設定する。外傷ピークは、あらかじめ設定された複数の閾値vに対する大小に応じて分類することができる。閾値vは、例えば、v1<v2<v3<・・・<vi等として設定すれば良い。そして、外傷ピークの大きさが、閾値v1より小さいときには評価値G1に1、閾値v2以上閾値v3より小さいときには評価値G2に2、閾値v3以上のときには評価値G3に3等として設定される。
そして、外傷解析手段59では、外傷の状態を評価するための外傷評価指標Hを算出する。外傷評価指標Hは、例えば、H=ΣhiGiTi(i=1,2,3,・・・)により算出される。なお、hiは、積算における係数であって、タイヤ2Aの感度に依存するためタイヤ毎に異なる値が設定される。
タイヤ使用指標算出手段64は、タイヤ疲労指標算出手段54及び外傷解析手段59により算出されたタイヤ疲労指標F及び外傷評価指標Hに基づいてタイヤ使用指標Uを算出する。タイヤ使用指標Uは、例えば、次のように算出することができる。タイヤ使用指標Uを算出するためのタイヤ使用指標算出テーブルを、あらかじめ記憶手段42に記憶させておき、タイヤ疲労指標F及び外傷評価指標Hを、タイヤ使用指標算出テーブルに参照させることで、タイヤ使用指標Uを算出する。
管制コンピュータ7は、インターネット等の通信回線を通じて、データセンター4から入力された情報をモニター上に表示する。即ち、管制コンピュータ7は、各車両2におけるタイヤ2Aの状態を報知する報知手段として機能する。
各車両2の各タイヤ2Aに設けられた温度センサー13、加速度センサー14、圧力センサー16により検出された情報が、データセンター4に入力される。
次に、算出された回転時間Trに基づいて、タイヤ回転数算出手段52によりタイヤ2Aの回転数(タイヤ回転数)を算出する。
次に、荷重W及びタイヤ回転数に基づいて、負荷疲労指標算出手段53によりタイヤ2Aの使用にともなう力学的な疲労を示す負荷疲労指標Fwを算出する。
本構成によれば、車両の種類、鉱山の違い、また各鉱山において時々刻々と変化する路面状態に関わらずタイヤの状態を簡単、かつ正確に検出することができる。
また、タイヤ状態検出装置の他の構成として、タイヤ気室内の温度を検出する温度センサーと、タイヤの回転に伴う加速度を検出する加速度センサーと、タイヤ気室内の圧力を検出する圧力センサーと、検出された温度の履歴に基づいてタイヤの熱による熱疲労指標を算出する熱疲労指標算出手段と、検出された加速度及び圧力の履歴に基づいてタイヤへの負荷による負荷疲労指標を算出する負荷疲労指標算出手段と、熱疲労指標及び前記負荷疲労指標に基づいて、タイヤ疲労指標を算出するタイヤ疲労指標算出手段と、を備える構成とした。
本構成によれば、車両の種類、鉱山の違い、また各鉱山において時々刻々と変化する路面状態に関わらず、タイヤの状態を簡単、かつより正確に検出することができる。
また、タイヤ状態検出装置の他の構成として、前記タイヤ疲労指標に基づいてタイヤ使用量を算出するタイヤ使用指標算出手段を備える構成とした。
本構成によれば、従来一般にタイヤは1本毎に製品として販売されていたが、タイヤ使用指標に応じて課金することが可能になる。即ち、タイヤ使用指標を使用量として課金することで、車両におけるタイヤへの初期投資を軽減することができる。また、寿命が尽きる前のタイヤを再利用する際も同様に、交換までの残存疲労余裕に基づき課金することができるため、より柔軟なタイヤの使用形態或いは販売形態を実現できる。
7 管制コンピュータ。
Claims (3)
- タイヤ気室内の温度を検出する温度センサーと、
タイヤの回転に伴う加速度を検出する加速度センサーと、
タイヤ気室内の圧力を検出する圧力センサーと、
検出された温度、加速度、圧力それぞれに基づいてタイヤの疲労状態を算出するための複数のマップを記憶する記憶手段と、
前記各マップを参照し、前記加速度、前記温度、前記圧力からタイヤ疲労指標を算出するタイヤ疲労指標算出手段と、を備えたタイヤ状態検出装置。 - タイヤ気室内の温度を検出する温度センサーと、
タイヤの回転に伴う加速度を検出する加速度センサーと、
タイヤ気室内の圧力を検出する圧力センサーと、
前記検出された温度の履歴に基づいてタイヤの熱による熱疲労指標を算出する熱疲労指標算出手段と、
前記検出された加速度及び圧力の履歴に基づいてタイヤへの負荷による負荷疲労指標を算出する負荷疲労指標算出手段と、
前記熱疲労指標及び前記負荷疲労指標に基づいて、タイヤ疲労指標を算出するタイヤ疲労指標算出手段と、を備えたタイヤ状態検出装置。 - 前記タイヤ疲労指標に基づいてタイヤ使用量を算出するためのタイヤ使用指標算出手段を備えた請求項1又は請求項2記載のタイヤ状態検出装置。
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