特許 5816587 タイヤ摩耗状態検知方法、及び、タイヤ摩耗状態検知装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5816587

(24)【登録日】2015年10月2日

(45)【発行日】2015年11月18日

(54)【発明の名称】タイヤ摩耗状態検知方法、及び、タイヤ摩耗状態検知装置

(51)【国際特許分類】

   B60C 19/00 20060101AFI20151029BHJP

   G01M 17/02 20060101ALI20151029BHJP

【ＦＩ】

   B60C19/00 B

   G01M17/02 B

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-82425(P2012-82425)

(22)【出願日】2012年3月30日

(65)【公開番号】特開2013-209064(P2013-209064A)

(43)【公開日】2013年10月10日

【審査請求日】2014年10月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】504137912

【氏名又は名称】国立大学法人 東京大学

(73)【特許権者】

【識別番号】000005278

【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン

(74)【代理人】

【識別番号】100080296

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100141243

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 靖夫

(72)【発明者】

【氏名】滝口 清昭

(72)【発明者】

【氏名】須田 義大

(72)【発明者】

【氏名】山邉 茂之

(72)【発明者】

【氏名】河野 賢司

(72)【発明者】

【氏名】林 達郎

(72)【発明者】

【氏名】山田 耕太郎

(72)【発明者】

【氏名】正木 信男

【審査官】 菅藤 政明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−３７１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１０３６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１０８６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−９９８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−８７５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１６１２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５１４２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５５１８０５５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｃ １９／００

Ｇ０１Ｍ １７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タイヤと路面との接触、剥離及び摩擦により車体に分布する帯電電位を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにて検出される帯電電位の時間変化波形を監視する監視ステップと、
タイヤ摩耗状態の変化に伴う前記時間変化波形の変化から当該タイヤの摩耗状態を検知する検知ステップと
を備える
ことを特徴とするタイヤ摩耗状態検知方法。

【請求項2】

前記時間変化波形に出現する、帯電電位の変化量が単位期間あたりの振幅の平均値よりも大きなピークである特定ピークの数である特定ピーク数を単位期間毎に複数回計数する計数ステップを設け、
前記検知ステップでは、
前記特定ピーク数の出現頻度から当該タイヤの摩耗状態を検知する
ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ摩耗状態検知方法。

【請求項3】

前記計数ステップでは、
前記時間変化波形から単位期間あたりのＲＭＳ値を取得して、前記ＲＭＳ値を単位期間あたりの振幅の平均値とする
ことを特徴とする請求項２に記載のタイヤ摩耗状態検知方法。

【請求項4】

前記計数ステップでは、
前記時間変化波形から、正側のピークと負側のピークとを抽出して、前記正側のピークの振幅値と前記負側のピークの振幅値との差であるピーク値差を算出し、前記ピーク値差が前記ＲＭＳ値を超えた場合に、前記正側のピーク又は負側のピークを特定ピークと判定して、前記判定された特定ピークの数である特定ピーク数を計数し、
前記検知ステップでは、
単位期間あたりの特定ピーク数の頻度分布を求め、前記特定ピーク数の出現頻度から当該タイヤの摩耗状態を検知する
ことを特徴とする請求項３に記載のタイヤ摩耗状態検知方法。

【請求項5】

前記検知ステップでは、
前記特定ピーク数の頻度分布をワイブル分布により近似して、前記ワイブル分布の確率密度関数の尺度パラメータと形状パラメータとを算出し、
前記算出された形状パラメータ又は尺度パラメータ及び形状パラメータから当該タイヤの摩耗状態を検知する
ことを特徴とする請求項４に記載のタイヤ摩耗状態検知方法。

【請求項6】

タイヤと路面との接触、剥離及び摩擦により車体に分布する帯電電位を検出する検出部と、
前記検出部により検出される帯電電位の時間変化波形を監視する監視部と、
タイヤ摩耗状態の変化に伴う前記時間変化波形の変化から当該タイヤの摩耗状態を検知する検知部と
を備え、
前記検知部が、
前記時間変化波形に出現する、帯電電位の変化量が単位期間あたりの振幅の平均値よりも大きなピークである特定ピークの数である特定ピーク数を単位期間毎に複数回計数する計数手段と、
前記特定ピーク数の出現頻度から当該タイヤの摩耗状態を検知する検知手段と
を備える
ことを特徴とするタイヤ摩耗状態検知装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、走行中のタイヤの摩耗状態を検知する方法とその装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、トレッドゴム層の底部にトレッドゴム層のゴムとは異なる色を有する少なくとも３種類の監視用ゴム部材を積層して埋設するとともに、タイヤのトレッドの画像を撮影してトレッドの画像を画像処理し、画像中に監視用ゴム部材のデータ（色データ）が含まれているか否かを判定することでタイヤの摩耗状態を監視する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、タイヤのインナーライナー部の内面側に加速度センサーを設けてタイヤの径方向加速度を検出し、この加速度波形に現れる膨出点に対応する２つのピーク間の時間差である変形時間から求めた変形長Ｘと、加速度波形を微分した微分波形に現れる接地端に対応する２つのピーク間の時間差である接地時間から求めた接地長Ｌとの関係から、タイヤの摩耗の度合いを推定する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−１２３７０３号公報

【特許文献2】特開２００９−１９９５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、タイヤに加工を施す必要があるだけでなく、トレッドゴム層のゴムとは異なる物性のゴムがトレッド表面に露出した場合には、タイヤのグリップ力が低下してしまうなどの問題点があった。
また、特許文献２に記載の方法では、タイヤ内に送信機やアンテナ等を設ける必要があるだけでなく、加速度センサーのデータを通信によって車体側に送る構成であるため、ノイズが入りやすく、測定精度が必ずしも十分ではなかった。

【0005】

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、タイヤ内にセンサーを設けることなく、走行中のタイヤの摩耗状態を検知する方法及び装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一般に、タイヤと路面との接触、剥離及び摩擦によってタイヤと路面との間に帯電電位が生じること自体は知られている（例えば、特開２０１１−２２５０２３号公報の背景技術など）。一方、車体とタイヤとは容量結合されているので、車体外表面には、タイヤと路面との間に生じた帯電電位に応じた電位が発生する。
タイヤ表面や車体外表面に分布する電界は、以下の式（１）に示す、微小ダイポールアンテナが距離ｒに生成する電界のうちの１つで、マックスウェル方程式による解から求められる。式（１）は、電磁界を構成する３つの要素（1/rに比例する放射電磁界、1/r²に比例する誘導電磁界、1/r³に比例する準静電界）を含み、第３項がタイヤ表面や車体外表面に分布する電界であり、車両の走行に伴うタイヤの転動よりに時間的に変化する。

【数1】

準静電界は磁界成分を含まず、また、電波のように伝搬する性質がなく、人や車両、物質の周りに静電気帯電電界のように分布し、その極性またはレベルが変化する。
本発明者らは、鋭意検討の結果、タイヤの摩耗状態によりタイヤと路面間の接触状態及び摩擦状態が異なることから、車体外表面の帯電電位の変化を検出することで、タイヤの摩耗状態を検知できることを見出し、本発明に至ったものである。

【0007】

本発明は、走行中のタイヤの摩耗状態を検知する方法であって、タイヤと路面との接触、剥離及び摩擦により車体に分布する帯電電位を検出する検出ステップと、前記検出ステップにて検出される帯電電位の時間変化波形を監視する監視ステップと、タイヤ摩耗状態の変化に伴う前記時間変化波形の変化から当該タイヤの摩耗状態を検知する検知ステップとを備えることを特徴とする。
これにより、タイヤにセンサーを設けることなく、タイヤの摩耗状態を検知できる。
また、検知したデータを無線等で送信する必要がないので、装置を簡易化できるとともに、タイヤ摩耗状態の検知精度が向上する。

【0008】

また、本発明は、前記時間変化波形に出現する、帯電電位の変化量が単位期間あたりの振幅の平均値よりも大きなピークである特定ピークの数である特定ピーク数を単位期間毎に複数回計数する計数ステップを設け、前記検知ステップにおいて、前記特定ピーク数の出現頻度から当該タイヤの摩耗状態を検知することを特徴とする。
このように、時間変化波形に出現する特定ピークの数を単位期間毎に複数回計数して求めた特定ピーク数の出現頻度からタイヤの摩耗状態を検知すれば、タイヤ摩耗状態の検知精度を更に向上させることができる。

【0009】

また、本発明は、前記計数ステップにおいて、前記時間変化波形から単位期間あたりのＲＭＳ値を取得して、前記ＲＭＳ値を単位期間あたりの振幅の平均値とすることを特徴とする。
このように、路面の凹凸状態や車速により変化するＲＭＳ値を単位期間あたりの振幅の平均値とすれは、路面の凹凸状態や車速に起因する不要なピークを確実に排除することができるので、タイヤ摩耗状態の検知精度を更に向上させることができる。

【0010】

また、本発明は、前記計数ステップにおいて、前記時間変化波形から、正側のピークと負側のピークとを抽出して、前記正側のピークの振幅値と前記負側のピークの振幅値との差であるピーク値差を算出し、前記ピーク値差が前記ＲＭＳ値を超えた場合に、前記正側のピーク又は負側のピークを特定ピークと判定して、前記判定された特定ピークの数である特定ピーク数を計数し、前記検知ステップにおいて、単位期間あたりの特定ピーク数の頻度分布を求め、前記特定ピーク数の出現頻度から当該タイヤの摩耗状態を検知することを特徴とする。
これにより、特定ピーク数の判定精度が更に向上するので、特定ピーク数の出現頻度を正確に求めることができる。

【0011】

また、本発明は、前記検知ステップにおいて、前記特定ピーク数の頻度分布をワイブル分布により近似して、前記ワイブル分布の確率密度関数の尺度パラメータと形状パラメータとを算出し、前記算出された形状パラメータ又は尺度パラメータ及び形状パラメータから当該タイヤの摩耗状態を検知することを特徴とする。
これにより、特定ピーク数の頻度分布の違いを数値化できるので、タイヤの摩耗状態の判定を容易に行うことができる。

【0012】

また、本発明は、走行中のタイヤの摩耗状態を検知する装置であって、タイヤと路面との接触、剥離及び摩擦により車体に分布する帯電電位を検出する検出部と、前記検出部により検出される帯電電位の時間変化波形を監視する監視部と、タイヤ摩耗状態の変化に伴う前記時間変化波形の変化から当該タイヤの摩耗状態を検知する検知部とを備え、前記検知部が、前記時間変化波形に出現する、帯電電位の変化量が単位期間あたりの振幅の平均値よりも大きなピークである特定ピークの数である特定ピーク数を単位期間毎に複数回計数する計数手段と、前記特定ピーク数の出現頻度から当該タイヤの摩耗状態を検知する検知手段とを備えることを特徴とする。
このような構成を採ることにより、タイヤにセンサー及び無線機を設けることなく、タイヤの摩耗状態を確実に検知することのできるタイヤ摩耗状態検知装置を実現することができる。

【0013】

なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施形態に係るタイヤ摩耗状態検知装置の構成を示す図である。

【図2】監視部と検知部の構成を示す概略図である。

【図3】帯電電圧の時間変化波形の一例を示す図である。

【図4】帯電電圧の時間変化波形の拡大図である。

【図5】特定ピークの出現回数の頻度分布を表わすヒストグラムの一例を示す図である。

【図6】ワイブル分布の確率密度関数を示す図である。

【図7】新品タイヤの帯電電圧の時間変化波形と特定ピークの出現回数の頻度分布を表わすヒストグラムである。

【図8】摩耗したタイヤの帯電電圧の時間変化波形と特定ピークの出現回数の頻度分布を表わすヒストグラムである。

【図9】タイヤ摩耗状態検知方法を示すフローチャートである。

【図10】リファレンス電極の他の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0016】

図１は、本実施形態に係るタイヤ摩耗状態検知装置１の構成を示す図である。
タイヤ摩耗状態検知装置１は、検知電極１１と、リファレンス電極１２と、センサアンプ１３と、帯電波形抽出手段１４と、ＲＭＳ（Root Mean Square）値算出手段１５と、ピーク計数手段１６と、ピーク頻度分布作成手段１７と、記憶手段１８と、タイヤ摩耗状態検知手段１９とを備える。
検知電極１１〜センサアンプ１３までの各手段が、タイヤ２Ｂと路面３との接触、剥離及び摩擦により生じる帯電電位を検出する検出部１Ａを構成し、帯電波形抽出手段１４が、検出部１Ａにより検出される帯電電位を監視する監視部１Ｂを構成し、ＲＭＳ値算出手段１５〜タイヤ摩耗状態検知手段１９までの各手段が検知部１Ｃを構成する。

【0017】

監視部１Ｂと検知部１Ｃとは、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置とマイクロコンピュータのプログラムとから構成される。
具体的には、図２に示すように、監視部１Ｂと検知部１Ｃとは、制御を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）２１に対して各種ハードウェアを接続することにより構成される。例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２、ＣＰＵ２１のワークメモリとなるＲＡＭ（Random Access Memory）２３などがバス２４を介して接続される。
ＲＯＭには測定するプログラムなどが格納され、ＲＡＭには測定データが記憶される。ＣＰＵ２１は、測定プログラムをＲＡＭ２３に展開して実行する。

【0018】

検知電極１１は平板状の電極で、車両２の車体２Ａの外側表面に対して所定の空隙を隔てて配置され、車体２Ａと容量結合される。本例では、車体２Ａの外側表面と検知電極１１との間の空隙に厚さが一定の板状の誘電体を介挿することで、車体２Ａとの間の静電容量を大きくするとともに、前記空隙の大きさを確保するようにしている。
一方、リファレンス電極１２も平板状の電極から成り、車体２Ａの外側表面に設けられた防振台２ａ上に設けられた支持台２ｂの上端から突出するように取付けられたアクリル，ウレタン等の樹脂から成る棒状の支持棒２ｃの先端に取付けられる。支持台２ｂは、防振台２ａ側と支持棒２ｃに板状の木材等の絶縁部材が取付けられた筒状の部材である。
これにより、リファレンス電極１２を帯電している車体２Ａから遠く（例えば、１００ｍｍ以上）に離すことができるとともに、リファレンス電極１２と車体２Ａとを電気的に絶縁できるので、リファレンス電極１２を安定的に零電位に保つことができる。

【0019】

車体２Ａの帯電電位は、（＋）側と（−）側とに周期的に変化するので、図３に示すように、車体２Ａと容量結合されている検知電極１１の電位である帯電電位も時間的に正負に変化する。
また、車体２Ａの帯電電位はタイヤ２Ｂと路面３との間の静電容量の変化に伴って変化するので、タイヤ２Ｂと路面３との間の静電容量もタイヤと路面と接触状態や摩擦の大きさによって変化する。タイヤが摩耗すると溝高さが低くなりブロック剛性が変化するだけでなく、トレッドの表面状態も変化するので、タイヤと路面と接触状態や摩擦の大きさも変化する。したがって、前記帯電電位の変化を検出することで、タイヤの摩耗状態を検出することができる。
センサアンプ１３は、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）を備えた増幅器で、検知電極１１とリファレンス電極１２との間の電圧（以下、帯電電圧という）を増幅して出力する。

【0020】

帯電波形抽出手段１４は、センサアンプ１３で増幅されて連続的に出力される帯電電圧の時間変化波形から、単位期間毎の帯電電圧の時間変化波形（以下、帯電波形という）を順次抽出する。
本例では、単位期間をタイヤ１周分とするとともに、帯電波形抽出手段１４にて順次抽出されたタイヤＮ周分の時間波形のデータを用いて走行中のタイヤの摩耗状態を検知する。
ＲＭＳ値算出手段１５は、抽出された帯電波形のＲＭＳ値を、タイヤ１周分毎に算出し、記憶手段１８に記憶する。

【0021】

ピーク計数手段１６は、ピーク抽出手段１６ａと、特定ピーク判定手段１６ｂと、計数手段１６ｃとを備え、帯電波形中に含まれる特定ピークの数を計数する。特定ピークについては後述する。
ピーク抽出手段１６ａは、帯電波形から（＋）側のピークと（−）側のピークとを抽出する。
特定ピーク判定手段１６ｂは、時間的に隣接する（＋）側のピークの振幅値と（−）側のピークの振幅値との差であるピーク値差を算出するとともに、このピーク値差と記憶手段１８に記憶されたＲＭＳ値とを比較し、ピーク値差がＲＭＳ値よりも大きい場合に、時間的に後ろ側にあるピークを特定ピークと判定する。
ＲＭＳ値は路面の凹凸状態や車速により変化するので、本例のように、ピーク値差がＲＭＳ値よりも大きいピークを特定ピークと判定した方が、振幅値差に対して閾値を設定し、振幅値差が前記閾値よりも大きなピークを特定ピークとするよりも、不要なピークを確実に排除することができる。
図４は、図３の拡大図で、同図の丸で囲ったピークが特定ピークである。
計数手段１６ｃは、特定ピークの出現回数を計数する。出現回数の計数は、タイヤ１周分毎に行い、計数結果を記憶手段１８に記憶する。出現回数の計数は、予め設定した回数であるＮ回、すなわち、Ｎ個の帯電波形についてそれぞれ行う。

【0022】

ピーク頻度分布作成手段１７は、ヒストグラム作成手段１７ａと分布関数近似手段１７ｂとを備える。
ヒストグラム作成手段１７ａは、記憶手段１８に記憶されたタイヤ１回転毎の特定ピークの出現回数のデータを用いて、図５に示すような、特定ピークの出現回数の頻度分布を表わすヒストグラムを作成する。

【0023】

分布関数近似手段１７ｂは、ヒストグラム作成手段１７ａで作成された特定ピークの出現回数の頻度分布を表わすヒストグラムを、主に物体の破壊現象を統計的に表わす場合に利用されるワイブル分布により近似し、下記の式（２）に示すワイブル分布の確率密度関数の尺度パラメータηと形状パラメータｍとを算出する。

【数2】

【0024】

ワイブル分布の確率密度関数の形状パラメータｍは分布の形状に関するパラメータで、図６（Ａ）に示すように、ｍが小さい場合、ｆ（ｘ）はピークを持たずｘが増加するにつれて急激に減少し、ｍが大きい場合には、ｆ（ｘ）はピークを持つ。
尺度パラメータηはピークの位置と高さとに関するパラメータで、図６（Ｂ）に示すように、ηが小さい場合にはピークの位置の座標が小さく高さが高い。また、ηが大きい場合にはピークの位置の座標が大きく高さが低い。
本例では、後述するように、尺度パラメータηと形状パラメータｍとを用いてタイヤ摩耗状態を検知する。

【0025】

記憶手段１８は、ＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３から構成され、上述したように、ＲＭＳ値算出手段１５で抽出したタイヤ１周分毎の帯電波形のＲＭＳ値と、計数手段１６ｃで計測したタイヤ１周分毎の特定ピークの出現回数を記憶するとともに、タイヤ摩耗状態と尺度パラメータη及び形状パラメータｍとの関係を示すＭ−Ｗマップ１８Ｍを記憶する。
本例では、タイヤの摩耗状態の指標を溝高さＨとした。
Ｍ−Ｗマップ１８Ｍは、予めタイヤの摩耗状態、すなわち、溝高さＨの異なる複数種のタイヤを搭載した試験車両を走行させて特定ピークの出現回数の頻度分布を表わすヒストグラムを作成し、溝高さＨ毎に作成されたヒストグラムをそれぞれワイブル分布の確率密度関数で近似して尺度パラメータη及び形状パラメータｍを求めることで作成することができる。
Ｍ−Ｗマップ１８Ｍとしては、例えば、ｘ軸が尺度パラメータη、ｙ軸が形状パラメータｍ、ｚ軸がタイヤの溝高さを表わす曲面Ｈ（η，ｍ）、もしくは、尺度パラメータηが［η−Δη/２，η＋Δη/２］で、形状パラメータｍが［ｍ−Δｍ/２，ｍ＋Δｍ/２］である領域毎に溝高さＨのデータを書き込んだ表を用いることができる。

【0026】

タイヤ摩耗状態検知手段１９は、ピーク頻度分布作成手段１７で求めたワイブル分布の確率密度関数の尺度パラメータη及び形状パラメータｍと記憶手段１８に記憶されたＭ−Ｗマップ１８Ｍとを比較してタイヤの摩耗状態の指標である溝高さＨを検知する。
図７（Ａ），（Ｂ）は、摩耗していないタイヤ（以下、新品という）の帯電電圧の時間変化波形と特定ピークの出現回数の頻度分布を表わすヒストグラムで、図８（Ａ），（Ｂ）は、摩耗したタイヤ（以下、摩耗品という）の帯電電圧の時間変化波形と特定ピークの出現回数の頻度分布を表わすヒストグラムである。なお、新品の溝高さはＨ₀＝７．５ｍｍで、摩耗品の溝高さはＨ＝２．５ｍｍである。
新品のヒストグラムと摩耗品のヒストグラムとをそれぞれ同図の太い曲線で示すワイブル分布に近似して、確率密度関数の尺度パラメータη及び形状パラメータｍを比較すると、新品では、確率密度関数の尺度パラメータηと形状パラメータｍとはともに大きく（η＝１１．０，ｍ＝３．３５）、摩耗品では、尺度パラメータηも形状パラメータｍも新品よりも小さい（η＝６．４０，ｍ＝２．３７）ことが分かる。
したがって、尺度パラメータη及び形状パラメータｍと記憶手段１８に記憶されたＭ−Ｗマップ１８Ｍとを比較すれば、タイヤの摩耗状態の指標である溝高さを精度よく検知することができる。
すなわち、ピーク頻度分布作成手段１７で求めたワイブル分布の確率密度関数の尺度パラメータ及び形状パラメータをそれぞれη_k，ｍ_kとすると、η_k＋Δη/２≧η≧η_k＋Δη/２、かつ、ｍ_k＋Δｍ/２≧ｍ≧ｍ_k＋Δｍ/２なら溝高さはＨ_kであると検知する。ここで、Ｈ_kは、Ｍ−Ｗマップ１８Ｍに記載された尺度パラメータがη_kで、形状パラメータｍ_kであるときの溝高さである。

【0027】

次に、タイヤ摩耗状態検知装置１を用いてタイヤ摩耗状態を検知する方法について、図９のフローチャートを参照して説明する。
まず、走行中の車両２のタイヤ２Ｂと路面３との間の静電容量の変化に伴って変化する車体２Ａの帯電電位の変化を、車体２Ａと容量結合されている検知電極１１の帯電電圧の時間変化波形として検出（ステップＳ１０）した後、この帯電電圧の時間変化波形から、タイヤ１周分毎の帯電電圧の時間変化波形である帯電波形を順次抽出する（ステップＳ１１）。
次に、抽出されたタイヤ１周分の帯電波形のＲＭＳ値を算出する（ステップＳ１２）とともに、このタイヤ１周分の帯電波形中に含まれる特定ピークの個数である特定ピークの出現回数を計数する（ステップＳ１３）。
そして、タイヤＮ回転分の特定ピーク出現回数の計数が終了したか否かを調べる（ステップＳ１４）。

【0028】

Ｎ回転分の計数が終了していない場合には、ステップＳ１１に戻って次の帯電波形を抽出して特定ピークの出現回数を計数する操作を継続する。
Ｎ回転分の計数が終了した後には、特定ピークの出現回数の頻度分布を表わすヒストグラムを作成（ステップＳ１５）した後、このヒストグラムをワイブル分布により近似して、ワイブル分布の確率密度関数の尺度パラメータηと形状パラメータｍとを算出（ステップＳ１６）する。
そして、算出された尺度パラメータηと形状パラメータｍと、前記Ｍ−Ｗマップ１８Ｍとを比較して、走行中のタイヤの溝高さを検知する（ステップＳ１７）。
このように帯電電圧の時間変化波形から特定ピークの出現回数の頻度分布を表わすヒストグラムを作成してワイブル分布の確率密度関数の尺度パラメータηと形状パラメータｍとを求め、これら尺度パラメータηと形状パラメータｍとを用いてタイヤの摩耗状態の指標である溝高さを検知すれば、路面凹凸の影響や車速の影響を排除することができるので、タイヤの摩耗状態を精度良く検知することができる。

【0029】

なお、前記実施の形態では、車体２Ａの帯電電位の変化を検出することで、４個のタイヤ２Ｂの帯電電位を合成したものを検出したが、検知電極１１を、例えば、各タイヤ２Ｂのタイヤハウス２Ｃ（図１参照）に設けて、タイヤ２Ｂの帯電電位をそれぞれ検出すれば、各タイヤ２Ｂの摩耗状態を検知できる。
また、前記実施の形態では、帯電電圧の時間変化波形を用いて算出した尺度パラメータηと形状パラメータｍとＭ−Ｗマップ１８Ｍとを比較して、タイヤの摩耗状態を検知したが、尺度パラメータηと形状パラメータｍとのそれぞれについて閾値Ｋ₁及び閾値Ｋ₂を設け、η≧Ｋ₁かつｍ≧Ｋ₂なら摩耗が進展していないし、η＜Ｋ₁かつｍ＜Ｋ₂なら摩耗が進展しているとしてもよい。

【0030】

また、前記実施形態では、検知電極１１を車体２Ａの外側表面に対して空隙を隔てて配置した車体２Ａと容量結合したが、車体２Ａの外側表面に配置してもよい。あるいは、車体２Ａ自体を検知電極に相当する導体としてもよい。
また、前記実施の形態では、リファレンス電極１２と車体２Ａとを電気的に絶縁するとともに、リファレンス電極１２を車体２Ａから遠くに離して配置したが、図１０に示すような多重電極構造内部に電界が零に近い特異領域を形成し、この特異領域にリファレンス電極１２を配置する構成とすれば、リファレンス電極１２の電位を安定化できるとともに、リファレンス電極１２を、車体２Ａの内側に配置することができる。
具体的には、正方形の各頂点に４個の電極３１〜３４（以下、４重極子という）を配置し、各電極３１〜３４に一定周波数の交流信号を印加するとともに、隣り合う頂点に位置する電極３１−３２，３２−３３，３３−３４，３４−３１の位相を反転させることにより、正方形の重心位置近傍での電界の強さを０[Ｖ／ｍ]又はそれに近似する値とすることができる。したがって、前記重心位置近傍にリファレンス電極１２を配置すれば、リファレンス電極１２をアースの代わりとなる基準電位（零電位）にすることができる。
なお、多重電極構造としては前記重極子に限定されるものではなく、例えば、正２ｎ（ｎは２以上の偶数）角形の各頂点に電極を配置し、隣り合う頂点に配置された電極では位相の反転した交流電流を印加する構成とすれば、正２ｎ角形の重心近傍での電界の強さを０[Ｖ／ｍ]又はそれに近似する値とすることができる。

【0031】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。

【産業上の利用可能性】

【0032】

本発明によれば、タイヤ内にセンサーを設けることなく、走行中のタイヤの摩耗状態を検知することができるので、タイヤの摩耗状態を精度よく検知することができる。

【符号の説明】

【0033】

１ タイヤ摩耗状態検知装置、１Ａ 検出部、１Ｂ 監視部、１Ｃ 検知部、
２ 車両、２Ａ 車体、２Ｂ タイヤ、２Ｃ タイヤハウス、３ 路面、
１１ 検知電極、１２ リファレンス電極、１３ センサアンプ、
１４ 帯電波形抽出手段、１５ ＲＭＳ値算出手段、１６ ピーク計数手段、
１６ａ ピーク抽出手段、１６ｂ 特定ピーク判定手段、１６ｃ 計数手段、
１７ ピーク頻度分布作成手段、１７ａ ヒストグラム作成手段、
１７ｂ 分布関数近似手段、１８ 記憶手段、１９ タイヤ摩耗状態検知手段、
２１ ＣＰＵ、２２ ＲＯＭ、２３ ＲＡＭ、２４ バス。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】