特開 2022-182439 タイヤトレッド部の摩耗量取得方法および摩耗量取得システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022182439

(43)【公開日】2022-12-08

(54)【発明の名称】タイヤトレッド部の摩耗量取得方法および摩耗量取得システム

(51)【国際特許分類】

   G01B 7/06 20060101AFI20221201BHJP

   B60C 19/00 20060101ALI20221201BHJP

   B60C 23/04 20060101ALI20221201BHJP

【ＦＩ】

G01B7/06 M

B60C19/00 E

B60C19/00 B

B60C23/04 120B

B60C23/04 130B

B60C23/04 130C

B60C23/04 160B

B60C23/04 160C

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021089995

(22)【出願日】2021-05-28

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ

(71)【出願人】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100121500

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 高志

(74)【代理人】

【識別番号】100130605

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 浩治

(72)【発明者】

【氏名】瀬戸川 広人

(72)【発明者】

【氏名】杉本 睦樹

(72)【発明者】

【氏名】今井 佑貴

(72)【発明者】

【氏名】井上 良治

(72)【発明者】

【氏名】地主 哲

(72)【発明者】

【氏名】菊地 忠美

【テーマコード（参考）】

2F063

3D131

【Ｆターム（参考）】

2F063AA16

2F063BA09

2F063BB01

2F063BC01

2F063BD11

2F063DA02

2F063DA05

2F063GA52

3D131AA39

3D131AA60

3D131BC42

3D131DA32

3D131LA05

3D131LA06

3D131LA20

3D131LA21

3D131LA28

(57)【要約】

【課題】トレッド部の摩耗量を精度良く測定すること
【解決手段】
タイヤトレッド部の摩耗量取得方法は、トレッド部３４の内部に配置された磁性体１２と、磁性体１２に起因した磁束密度が検知されるように配置された磁気センサ１３と、加速度センサ２１とを有するタイヤ１０に関する。摩耗量取得方法には、予め定められた時間継続してタイヤ１０の加速度が予め定められた値以下であるときに出力された磁気センサ１３の出力値と、予め用意された磁気センサ１３の出力値とトレッド部３４の摩耗量との相関関係とに基づいて、トレッド部３４の摩耗量を取得することが含まれている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周面に沿って周方向に連続した接地面を有するトレッド部と、
前記トレッド部の内部に配置された磁性体と、
前記磁性体に起因した磁束密度が検知されるように配置された磁気センサと、
加速度センサと
を有するタイヤに関し、
予め定められた時間継続して前記タイヤの加速度が予め定められた値以下であるときに出力された前記磁気センサの出力値と、予め用意された前記磁気センサの出力値と前記トレッド部の摩耗量との相関関係とに基づいて、前記トレッド部の摩耗量を取得すること
を含むタイヤトレッド部の摩耗量取得方法。

【請求項2】

温度と、予め用意された前記磁気センサの出力値と前記温度との相関関係とに基づいて、前記磁気センサの出力値を補正すること
をさらに含む、請求項１に記載された方法。

【請求項3】

前記タイヤは、温度センサを有し、当該温度センサの出力値に基づいて前記磁気センサの出力値が補正される、請求項２に記載された方法。

【請求項4】

前記磁気センサの出力値のうち特異データを除外すること、をさらに含む請求項１から３までの何れか一項に記載された方法。

【請求項5】

外周面に沿って周方向に連続した接地面を有するトレッド部と、
前記トレッド部の内部に配置された磁性体と、
前記磁性体に起因した磁束密度を検知するように配置された磁気センサと、
加速度センサと
を有するタイヤに関し、
前記加速度センサに基づいて予め定められた時間継続して前記タイヤの加速度が予め定められた値以下であるときの前記磁気センサの出力値と、予め用意された前記磁気センサの出力値と前記トレッド部の摩耗量との相関関係とに基づいて、前記トレッド部の摩耗量を取得するように構成された演算装置を備えた、タイヤトレッド部の摩耗量取得システム。

【請求項6】

前記タイヤは、制御装置をさらに有し、
前記制御装置は、前記加速度センサの出力値に基づいて、少なくとも予め定められた時間継続して前記タイヤの加速度が予め定められた値以下であるときに、前記磁気センサの出力値をメモリに記録するように構成された、請求項５に記載されたシステム。

【請求項7】

前記制御装置は、前記加速度センサに基づいて、予め定められた時間継続して前記タイヤの加速度が予め定められた値以下であるときに、前記メモリに記録されている前記磁気センサの出力値が前記演算装置に送信されるとともに、前記磁気センサの出力値が前記メモリから削除されるように構成された、請求項６に記載されたシステム。

【請求項8】

前記タイヤは、温度センサをさらに有し、
前記演算装置は、当該温度センサの出力値と、予め用意された前記磁気センサの出力値と温度との相関関係とに基づいて、前記磁気センサの出力値が補正されるように構成された、請求項５から７までの何れか一項に記載されたシステム。

【請求項9】

前記演算装置は、前記磁気センサの出力値のうち特異データを除外するように構成された、請求項５から８までの何れか一項に記載されたシステム。

【請求項10】

前記演算装置は、前記タイヤが装着された車両に設けられた車載器に設けられた、請求項５から９までの何れか一項に記載されたシステム。

【請求項11】

前記演算装置は、前記タイヤが装着された車両に通信ネットワークを通じて接続されるクラウドサーバに設けられた、請求項５から１０までの何れか一項に記載されたシステム。

【請求項12】

外周面に沿って周方向に連続した接地面を有するトレッド部と、
前記トレッド部の予め定められた位置に配置され、磁力線が予め定められた方向となるように着磁された磁性体と、
前記磁性体に起因した磁束密度を検知するように配置された磁気センサと、
加速度センサと、
メモリと、
制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記加速度センサの出力値に基づいてタイヤが停止しているか否かを判定する処理と、
前記タイヤが停止していると判定された場合に、前記磁気センサの出力値を前記メモリに記録する処理と
を実行するように構成されたタイヤ。

【請求項13】

前記加速度センサは、当該タイヤの外径方向の加速度を検知するように構成された、請求項１２に記載されたタイヤ。

【請求項14】

前記制御装置は、前記磁気センサの出力値とともに前記加速度センサの出力値を前記メモリに記録するように構成された、請求項１２または１３に記載されたタイヤ。

【請求項15】

温度センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記磁気センサの出力値とともに前記温度センサの出力値を前記メモリに記録するように構成された、請求項１２から１４までの何れか一項に記載されたタイヤ。

【請求項16】

外部装置と通信可能な通信装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記メモリに記録された情報を外部装置に送信可能に構成された、請求項１２から１５までの何れか一項に記載されたタイヤ。

【請求項17】

電源をさらに備えた、請求項１２から１６までの何れか一項に記載されたタイヤ。

【請求項18】

発電素子と蓄電手段とをさらに備えた、請求項１２から１６までの何れか一項に記載されたタイヤ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤトレッド部の摩耗量取得方法および摩耗量取得システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１９－２０３８３１号公報には、空気入りタイヤの摩耗測定技術が開示されている。ここで開示されている空気入りタイヤでは、トレッド部に磁性体が内包されている。さらに、磁性体によって形成される磁場の磁束密度を検知する磁気センサが、磁性体に対応した径方向内包の位置に配置されている。磁性体は、硬磁性材料の粉粒体が高分子材料中に分散されて形成されると共に一方向に着磁されている。磁性体の着磁方向とタイヤ半径方向とが一致するようにトレッド部に内包されている。かかる空気入りタイヤによれば、摩耗により変化する磁場の強さが測定されることによって、タイヤの摩耗状態を把握することができる、とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－２０３８３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、トレッド部に磁性体が配置されたタイヤに関して、摩耗により変化する磁場の強さが測定されることによって、タイヤの摩耗状態を把握する技術では、トレッド部に配置された磁性体に起因する磁場の強さが、精度良く取得されることが好ましい。しかし、単純に磁性体に起因する磁場には、精度がばらつく場合があり、タイヤの摩耗状態を把握できない場合があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

ここで開示されるタイヤトレッド部の摩耗量取得方法は、外周面に沿って周方向に連続した接地面を有するトレッド部と、トレッド部の内部に配置された磁性体と、磁性体に起因した磁束密度が検知されるように配置された磁気センサと、加速度センサとを有するタイヤに関する。摩耗量取得方法には、予め定められた時間継続してタイヤの加速度が予め定められた値以下であるときに出力された磁気センサの出力値と、予め用意された磁気センサの出力値とトレッド部の摩耗量との相関関係とに基づいて、トレッド部の摩耗量を取得することが含まれている。かかる摩耗量取得方法によれば、トレッド部の摩耗量を精度良く取得することができる。

【0006】

タイヤトレッド部の摩耗量取得システムは、加速度センサに基づいて予め定められた時間継続してタイヤの加速度が予め定められた値以下であるときの磁気センサの出力値と、予め用意された磁気センサの出力値とトレッド部の摩耗量との相関関係とに基づいて、トレッド部の摩耗量を取得するように構成された演算装置を備えていてもよい。

【0007】

また、タイヤは、外周面に沿って周方向に連続した接地面を有するトレッド部と、トレッド部の予め定められた位置に配置され、磁力線が予め定められた方向となるように着磁された磁性体と、磁性体に起因した磁束密度を検知するように配置された磁気センサと、加速度センサと、メモリと、制御装置とを備えていてもよい。制御装置は、加速度センサの出力値に基づいてタイヤが停止しているか否かを判定する処理と、タイヤが停止していると判定された場合に、磁気センサの出力値をメモリに記録する処理とを実行するように構成されていてもよい。ここで開示されるタイヤによれば、タイヤが停止しているときの磁気センサの出力値がメモリに記録されるので、タイヤが停止しているときの磁気センサの出力値に基づいてトレッド部の摩耗量を取得するのに好適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、タイヤトレッド部の摩耗量取得方法が適用されるタイヤ１０の模式図である。

【図2】図２は、ここで開示される方法が適用された摩耗量取得システムの模式図である。

【図3】図３は特異データを除外する方法の一例を示す模式図である。

【図4】図４は、特異データを除外する方法の一例を示す模式図である。

【図5】図５は、ここで開示されるタイヤトレッド部の摩耗量取得システムのフローチャートの一例である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、ここで開示されるタイヤトレッド部の摩耗量取得方法および摩耗量取得システムを図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、各図面は、一例を示すのみであり、特に言及されない限りにおいて本発明を限定しない。また、同一の作用を奏する部材・部位には、適宜に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0010】

図１は、タイヤトレッド部の摩耗量取得方法が適用されるタイヤ１０の模式図である。ここで開示されるタイヤトレッド部の摩耗量取得方法は、図１に示されているように、トレッド部３４の内部に磁性体１２が設けられたタイヤ１０のタイヤトレッド部の摩耗量を取得する方法に関する。

【0011】

〈タイヤ１０の構造〉
図１に示されているように、タイヤ１０は、ホイールリム３０に取り付けられる。タイヤ１０は、ビード部３１と、サイドウォール部３２と、ショルダー部３３と、トレッド部３４とを備えている。ビード部３１は、ホイールに組み合わせる部分で、ホイールリム３０に全周に渡って装着される部位である。サイドウォール部３２は、タイヤ１０の側面で径方向に沿った部位である。サイドウォール部３２は、タイヤ１０が最もたわむ部分である。ショルダー部３３は、サイドウォール部３２とトレッド部３４とを繋ぐ部分である。ショルダー部３３は、路面と摩擦によって走行時に発生するトレッド部３４や内部の熱を発散する役目がある。

【0012】

タイヤ１０は、ゴム４１の成形品である。ゴム４１には、タイヤ１０の骨格を形成するカーカス４２やベルト４３やビードワイヤー４４などと称されるタイヤコードが内蔵されている。カーカス４２には、例えば、ポリエステル、ナイロン、レーヨンなどの高分子材料からなる樹脂性コード等が使用されうる。ベルト４３には、例えば、高炭素鋼が束ねられたスチールワイヤーが用いられる。ビードワイヤー４４には、例えば、高炭素鋼が束ねられたスチールワイヤーが用いられる。このようにカーカス４２やベルト４３やビードワイヤー４４などのタイヤコードは、タイヤ１０に所要の機械強度を付与する部材である。タイヤコードは、それぞれ所要の機械強度を有する材料で構成されている。

【0013】

カーカス４２は、トレッド部３４、タイヤ１０の両側のショルダー部３３、サイドウォール部３２、ビード部３１の内部において連続したコード層である。ベルト４３は、トレッド部３４においてカーカス４２の外径側に配置され、周方向に連続したコード層である。ビードワイヤー４４は、スチールワイヤーを束ねてゴムで被覆したリング状の補強部材である。ビードワイヤー４４は、タイヤ１０の両側のビード部３１にそれぞれ配置されている。ビードワイヤー４４には、カーカス４２の端部が折り返されている。ビードワイヤー４４は、カーカス４２の端部を保持している。ビードワイヤー４４は、カーカス４２に掛かるテンションを受け止めてリムに固定する役目を担っている。このようにタイヤコードが内蔵されていることによって、荷重、衝撃、充填空気圧などに耐える機械的な強度が確保されている。また、タイヤ１０の内周面、タイヤコードの内側には、インナーライナーと称されるゴム層が形成されており、気密性が確保されている。タイヤコードの内側には、オーバーレイヤーと称されるゴム層が形成されており、オーバーレイヤーの表面部（外側部）にトレッド部３４が形成されている。

【0014】

なお、ここでは、いわゆるラジアル構造の空気入りタイヤが例示されているが、タイヤは、特に言及されない限りにおいて、ラジアル構造に限定されない。ここで開示されるタイヤは、上述のようなトレッド部の摩耗を検知することができる。タイヤは、外周面に沿って周方向に連続した接地面を有するトレッド部を備えているとよい。かかる観点において、タイヤの構造は、特段言及されない。タイヤは、いわゆるバイアス構造でもよい。また、タイヤはチューブを有するチューブタイヤでもよい。タイヤは、トレッド部３４だけを張り替えることができるリドレッドタイヤでもよい。

【0015】

〈トレッド部３４〉
トレッド部３４は、直接路面と接する部分であり、タイヤ１０の外周面に設けられており、外周面に沿って周方向に連続した接地面を有している。トレッド部３４は、所要の厚さを有しており、予め定められたパターンの溝３４ａが形成されている。かかる溝３４ａは、トレッドパターンとも称される。トレッド部３４は、車両走行時に路面との摩擦によって徐々に摩耗していく部位である。トレッド部３４が摩耗するとトレッドパターンを構成する溝３４ａが浅くなる。トレッド部３４が予め定められた厚さまで摩耗すると、タイヤ１０を交換する時期になる。

【0016】

トレッド部３４には、周方向において予め定められた複数箇所にスリップサイン３４ｂが設けられている。スリップサイン３４ｂとして、トレッド部３４の溝３４ａの底に所定の高さで盛り上がった部分が設けられている。タイヤが新品状態の時、トレッド部３４の溝３４ａは深い。このため、当該盛り上がった部分は、ユーザーからは見えにくい。トレッド部３４の摩耗が進み、タイヤ１０の交換時期が近くなり、トレッド部３４の溝３４ａが浅くなると、トレッド部３４の溝３４ａに当該盛り上がった部分がユーザーから見えやすくなる。スリップサイン３４ｂが見えてきたら、タイヤ１０の交換時期が近いことを示す。しかし、トレッド部３４の溝３４ａがどの程度減ってきているかは、直接的には分からない。トレッド部３４の溝３４ａがどの程度減ってきているかは、溝３４ａの深さを実測することなどによって把握されうる。

【0017】

当該方法が適用されるタイヤ１０は、図１に示されているように、磁性体１２と、磁気センサ１３とを有する。タイヤトレッド部の摩耗量取得方法では、タイヤトレッド部の摩耗量の推定値を取得できる。

【0018】

〈磁性体１２〉
磁性体１２は、トレッド部３４の予め定められた位置に配置されている。この実施形態では、トレッド部３４の凸部の予め定められた位置に埋め込まれている。図１に示された形態では、磁性体１２は、トレッド部３４の幅方向の略中央に配置されている。磁性体１２は、例えば、硬磁性材料からなる粉粒体（磁性粉）が高分子材料中に分散されているとよい。そして、分散された磁性粉は、予め定められた方向に着磁されているとよい。

【0019】

トレッド部３４に磁性体１２を設ける方法としては、例えば、以下の方法が採用されうる。トレッド部３４の凸部の予め定められた位置に、磁性体１２を埋め込むための穴を形成しておく。別途、当該穴に合う形状に、硬磁性材料からなる粉粒体（磁性粉）が高分子材料中に分散され成形された磁性体１２を成形する。成形された磁性体１２を予め定められた方向に着磁する。そして、トレッド部３４の凸部に形成された穴に、着磁された磁性体１２を装着し接着する。

【0020】

トレッド部３４に磁性体１２を設ける他の方法としては、例えば、予め定められた方向に着磁した磁性体１２を用意する。用意された磁性体１２をトレッド部３４の凸部に形成された穴に合わせて成形する。トレッド部３４の凸部に形成された穴に成形された磁性体１２を装着し接着する。このように、着磁は、磁性体１２がトレッド部３４に埋設される前に施されてもよく、磁性体１２がトレッド部３４に埋設した後に施されてもよい。トレッド部３４に磁性体１２を設ける方法を例示したが、ここで例示される方法に限定されない。磁性体１２の着時方法や磁性粉の材料については、種々の方法や材料が採用されうる。

【0021】

〈磁性粉〉
例えば、磁性粉としては、着磁後の保磁力が大きく容易に減磁することがないという観点から、アルミニウム、ニッケル、コバルト、鉄を主成分とするアルニコ系磁石、酸化鉄を主成分とするフェライト系磁石、サマリウム、鉄を主成分とするサマリウム系磁石、ネオジム、鉄、ホウ素を主成分とするネオジム系磁石作製用の磁性粉を好ましく挙げることができる。

【0022】

そして、具体的なアルニコ系磁石としては、Ａｌ－Ｎｉ－Ｃｏ－Ｆｅ－Ｃｕなどが、フェライト系磁石としては、Ｆｅ_２Ｏ_３－ＳｒＯなどが、サマリウム系磁石としては、Ｓｍ－Ｃｏ－Ｆｅ－Ｃｕ、Ｓｍ－Ｆｅ－Ｎなどが、ネオジム系磁石としては、Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ－Ｄｙ、Ｎｄ－Ｆｅ－Ｎｂ－Ｂ、Ｎｄ－Ｐｒ－Ｆｅ－Ｎｂ－Ｂなどが挙げられる。

【0023】

また、上記した各磁性粉は２種以上を選択して用いてもよく、例えば、フェライト系の磁性粉とサマリウム系の磁性粉との混合、サマリウム系の磁性粉とネオジム系の磁性粉との混合により、それぞれ、サマリウム・フェライト系の磁性体、サマリウム・ネオジム系の磁性体を形成させることができる。

【0024】

磁性粉の粒径としては、磁性体１２の形成に際しての高分子材料への分散性と、金属粒子であることに伴う摩耗性を考慮すると、４００μｍ以下であることが好ましく、２５０μｍ以下であるとより好ましい。

【0025】

〈磁性体１２に用いられる高分子材料〉
磁性体１２に用いられる高分子材料としては、タイヤとしての特性を十分に発揮させるという観点から、硬化した状態において弾性を発揮することができる樹脂材料またはゴム材料が好ましく、また、磁性粉を分散させて成る磁性体がトレッドゴムと同じように摩耗して安定した乗り心地を提供するという観点から、硬化後はトレッドゴム組成物と同等の摩耗特性を発揮することができる樹脂材料またはゴム材料が好ましい。

【0026】

上記した高分子材料の内でも、磁性体１２が設けられる箇所がトレッド部であることを考慮すると、磁性体１２に用いられる高分子材料には、トレッド部３４に用いられるトレッドゴム組成物と同じ配合のゴム材料が用いられてもよい。例えば、磁性体１２は、トレッド部３４に用いられるトレッドゴム組成物と同じ配合のゴム材料に磁性粉を分散させてもよい。また、例えば、トレッドゴム組成物の配合における一部の充填材を磁性粉に置換してもよい。磁性体１２中に占める磁性粉の配合量としては、１０質量％～７０質量％が好ましく、より好ましくは３０質量％～７０質量％であり、さらに好ましくは４０質量％～７０質量％である。

【0027】

〈磁性体１２の磁性〉
磁性体１２としては、地磁気に影響されず確実に磁性体の磁束密度の測定ができるという観点から磁気センサ１３が配置されている測定位置で０．０５ｍＴ以上の磁束密度を有するように構成されていることが好ましい。また、タイヤ内部に設けられているスチールコードによる帯磁や減衰の影響下でも磁性体１２の磁束密度が磁気センサ１３によって測定できるとの観点から、磁気センサ１３の測定位置で０．５ｍＴ以上の磁束密度を有するように構成されていることがより好ましい。このような観点を考慮して、磁性体１２の表面では、磁性体１２は１ｍＴ以上の磁束密度を有するように構成されていることが好ましい。

【0028】

一方、磁性体１２の磁力によって車載される他の電子機器などに悪影響を与えないようにするという観点から、磁性体の表面磁束密度は、例えば、大凡６００ｍＴ以下であることが好ましい。道路走行時に路面に落ちている釘などの金属片を吸着しないようにするという観点から、トレッド部３４の表面で測定される磁性体１２の磁束密度は、例えば、大凡６０ｍＴ以下であるとより好ましい。磁性体１２の磁束密度は、テスラメーターで測定されうる。例えば、磁性体１２の表面磁束密度は、着磁された磁性体１２の表面にテスラメーターを直接接触させることにより測定される値であってもよい。磁性体１２への着磁には、公知の着磁装置、例えば、コンデンサー式着磁電源装置、着磁コイル、着磁ヨークなどが用いられうる。

【0029】

〈磁気センサ１３〉
磁気センサ１３は、磁性体１２よりも内径側に配置されている。この実施形態では、磁気センサ１３は、磁性体１２がトレッド部３４に埋め込まれた部位の内径側において、タイヤ１０の内周面に配置されている。磁性体１２は、周方向の予め定められた位置においてトレッド部３４の内部に配置されている。磁気センサ１３は、磁性体１２に起因した磁束密度が検知されるように配置されている。

【0030】

磁気センサ１３は、磁気センサが配置された位置での磁力線の向きを検知するセンサが用いられうる。磁気センサ１３に用いられるセンサ素子には、磁場の向きと強さが検知できるセンサ素子が用いられうる。かかるセンサ素子には、例えば、ＳＭＲ素子、ＡＭＲ素子、ＧＭＲ素子、ＴＭＲ素子などの磁気抵抗素子(MR: Magneto Resistive)が用いられうる。また、磁気センサに用いられるセンサ素子には、ホール素子が用いられてもよい。また、磁気センサに用いられるセンサ素子には、磁気インピーダンス素子が用いられてもよい。なお、磁気センサ１３には、ここで挙げられるセンサ素子の他、磁場の強さを検知しうる種々のセンサ素子が採用されうる。磁気センサ１３における磁束密度の有効測定レンジは、例えば、１ｍＴ以上であるとよい。

【0031】

ＳＭＲ素子は、半導体磁気抵抗素子(SMR：Semiconductor Magneto Resistive)である。ＳＭＲ素子は、ローレンツ力によって生じた抵抗値の変化を利用したセンサである。

【0032】

ＡＭＲ素子は、異方性磁気抵抗素子（AMR: Anisotropic-Magneto-Resistive）である。ＡＭＲ素子は、例えば、Ｓｉ若しくはガラス基板と、その上に形成されたＮｉ，Ｆｅなどの強磁性金属を主成分とする合金の薄膜で構成されている。ＡＭＲ素子は、パターニングすることにより長手方向に磁壁（磁区と磁区の境界）が揃い、形状異方性を示す。ＡＭＲ素子は、強磁性薄膜金属に電流を流し、磁界が電流方向に対して垂直方向に印加された場合に、磁界の強さに応じて抵抗値が下がる特性を有している。

【0033】

ＧＭＲ素子は、巨大磁気抵抗効果を利用した巨大磁気抵抗素子（GMR: Giant Magneto Resistive）である。ＧＭＲ素子は、強磁性体(ピン層)-非磁性体金属-強磁性体(フリー層)の積層膜で、ピン層とフリー層の磁化が反平行の場合と、ピン層とフリー層の磁化の向きを揃えた場合とで、電子の散乱度合いが変化し抵抗値が変化する。

【0034】

ＴＭＲ素子は、トンネル磁気抵抗素子(TMR：Tunnel Magneto Resistive)である。ＴＭＲ素子は、強磁性体(ピン層)-絶縁体-強磁性体(フリー層)の積層膜で、ピン層とフリー層の磁化が反平行の場合と、ピン層とフリー層の磁化の向きを揃えた場合とで、トンネル効果により絶縁体を通過する電子の割合が変化し抵抗値が変化する。

【0035】

ホール素子は、ホール効果を用いて磁気を検出する素子である。ホール素子によれば、半導体薄膜などに電流を流すと、ホール効果によって磁束密度や向きに応じた電圧が出力される。

【0036】

磁気インピーダンス素子（MI：magneto-impedance element）は、磁気インピーダンス効果を利用して外部磁界を検出する素子である。

【0037】

磁気センサ１３には、１つのセンサ素子が含まれているものでもよいし、複数のセンサ素子が含まれているものでもよい。例えば、磁気センサ１３を構成する１つのセンサパッケージの中に２つ以上のセンサ素子が配置されていてもよい。

【0038】

例えば、磁気センサ１３に用いられるセンサ素子の感度方向に指向性がある場合、直交３軸方向にセンサの感度方向が向けられた３つのセンサ素子が１つのセンサパッケージに含められているとよい。このことによって、磁気センサ１３が配置された位置での、磁力密度の大きさと向きを求めうる磁気センサ１３を得ることができる。

【0039】

このように磁気センサ１３を構成する、１つのセンサパッケージには、複数のセンサ素子が組み込まれていてもよい。また、１つのセンサパッケージに組み込まれるセンサ素子には、同じ種類の素子が用いられてもよい。また、１つのセンサパッケージに組み込まれるセンサ素子には、ホール素子と、磁気抵抗素子など、異なる種類の素子が組み合わされてもよい。磁気センサは、いろいろな機能を備えた磁気センサが市場において入手可能であり、磁気センサ１３として適当な機能を奏する磁気センサが適宜に採用されるとよい。磁気センサ１３は、トレッド部３４の内径側に配置されているとよい。磁気センサ１３は、例えば、トレッド部３４に磁性体１２が配置された位置のちょうど内側、または、その近くに配置されているとよい。なお、磁気センサ１３は、磁性体１２に起因する磁束密度の大きさを検知できるとよく、トレッド部３４の内径側に限定されず、種々配置されうる。例えば、磁気センサ１３は、タイヤ１０のサイドウォール部３２やショルダー部３３の内側など、タイヤ１０の内部の任意の位置に配置されうる。

【0040】

本発明者は、かかるタイヤ１０に関し、磁気センサ１３によって磁性体１２に起因した磁束密度を検知し、磁束密度に基づいてトレッド部３４の摩耗量を取得することを検討している。本発明者の検討によれば、かかるタイヤ１０では、磁気センサ１３によって、磁性体１２に起因した磁束密度が検知される。磁性体１２は、タイヤのトレッド部３４の内部に配置されている。トレッド部３４が摩耗すると、磁性体１２も摩耗する。磁性体１２に起因した磁束密度は、トレッド部３４が摩耗するにつれて弱くなる。このため、理論上、磁気センサ１３によって検知された磁束密度に基づいてトレッド部３４の摩耗量を取得することができる。しかし、本発明者の知見では、実際には、理論通りに、磁気センサ１３によって検知された磁束密度に基づいてトレッド部３４の摩耗量が取得できない場合がある。

【0041】

本発明者の検討によって得られた知見では、例えば、走行時や停車後すぐは、外乱の影響が大きく、磁気センサ１３によって検知される磁束密度が安定しない傾向がある。また、本発明者の検討によって得られた知見では、停車時でも、磁気センサ１３によって検知される磁束密度が、タイヤトレッド部の摩耗量を反映させない場合があった。さらに、走行距離に応じてタイヤ１０のトレッド部３４が徐々に摩耗されていくが、磁性体１２も徐々に摩耗される。このため、磁性体１２に起因して磁気センサ１３で検知される磁束密度も弱くなる。このため、タイヤ１０のトレッド部３４が摩耗されればされるほど、外乱の影響が大きくなり、磁気センサ１３の出力値における外乱の影響が大きくなる。本発明者の検討では、磁気センサ１３の出力値に影響を及ぼす主な外乱には、地磁気が挙げられる。また、磁性体１２が接地している場合には、適切な値が得られず、異常値が出力される場合がある。ここでは、本発明者のこのような独自の検討を基に、より精度良くタイヤトレッド部の摩耗量を取得可能な方法を提案する。

【0042】

ここで開示されるタイヤトレッド部の摩耗量を取得する方法は、加速度センサをさらに備えたタイヤに適用される。そして、予め定められた時間継続してタイヤ１０の加速度が予め定められた値以下であるときに出力された磁気センサ１３の出力値と、予め用意された磁気センサ１３の出力値とトレッド部３４の摩耗量との相関関係とに基づいて、トレッド部３４の摩耗量を取得することを含んでいる。つまり、予め定められた時間継続してタイヤ１０の加速度が予め定められた値以下であるときに出力された磁気センサ１３の出力値に基づいて、トレッド部３４の摩耗量が取得される。このため、走行時や停車後すぐに取得された磁気センサ１３の出力値は除外される。このため、トレッド部３４の摩耗量が精度良く得られる。

【0043】

また、本発明者の知見によれば、磁気センサ１３の出力値は、温度によって影響を受ける。また、磁性体１２から発せられる磁力（磁束密度）は、可逆変化する。特に、車両に装着されるタイヤは、夏の昼間では、路面温度が６０度近くになる。また、寒冷地における冬の夜間では、－１５℃程度になる場合もある。このように、車両に装着されたタイヤの温度は、夏場と冬場、さらに昼間と夜間などで温度が大きく変動する。このため、磁気センサ１３や磁性体１２が設けられるタイヤの温度は、磁気センサ１３の出力値に影響を及ぼす場合がある。ここで開示されるトレッド部３４の摩耗量を取得する方法では、温度と、予め用意された磁気センサ１３の出力値と温度との相関関係とに基づいて、磁気センサ１３の出力値を補正することがさらに含まれていてもよい。磁気センサ１３の出力値が温度を基に補正されることによって、トレッド部３４の摩耗量がより精度良く得られる。

【0044】

ここで、温度は、例えば、磁気センサ１３や磁性体１２が設けられるタイヤで測定される温度でありうる。温度は、例えば、磁気センサ１３や磁性体１２が設けられた位置や、その近傍で測定される温度としてもよい。タイヤで測定される温度と、車両の予め定められた位置で測定される温度とに相関関係がある場合など、温度は、車両の予め定められた位置で測定される温度としてもよい。この場合、好適な例として、タイヤ１０は、温度センサ２２を有していてもよい。そして、温度センサ２２の出力値に基づいて磁気センサ１３の出力値が補正されるように構成されているとよい。また、トレッド部３４の内部に磁性体１２が配置されたタイヤ１０に関して、磁気センサ１３の出力値と温度との相関関係は、予め試験を通じて参照データとして取得されているとよい。

【0045】

加速度センサ２１や温度センサ２２は、適宜に磁気センサ１３が組み込まれるセンサモジュールに組み込まれていてもよい。加速度センサ２１や温度センサ２２が、適宜に磁気センサ１３が組み込まれるセンサモジュールに組み込まれていることによって、加速度センサ２１と、温度センサ２２と、磁性体１２と、磁気センサ１３との位置関係が一定になる。このため、例えば、磁気センサ１３の出力値と温度との相関関係について信頼性が高くなる。

【0046】

さらに、磁気センサ１３の出力値のうち特異データを除外するとよい。本発明者の知見によれば、磁気センサ１３の出力値には、特異的な値が出力される場合がある。磁気センサ１３の出力値のうち特異データを除外することによって、トレッド部３４の摩耗量がより精度良く得られる。例えば、四分位偏差を適用して、中央値から大きく外れたデータを特異データとして除外してもよい。また、他の手法として、例えば、磁気センサ１３の出力値の平均値から標準偏差の２倍以上および平均値から標準偏差の２倍以下の出力値が、特異データとされるとよい。この場合、磁気センサ１３の出力値は、時刻情報とともに記録されているとよい。そして、時刻情報とともに記録された磁気センサ１３の出力値のうち、予め定められた時間範囲の出力値の中で平均値と標準偏差とが求められるとよい。このように、磁気センサ１３の出力値のうち中央値から大きく外れたデータを特異データとして除外することによって、トレッド部３４の摩耗量がより精度良く得られうる。例えば、磁性体１２が接地している場合などに出力されうる異常値などが除外されうる。

【0047】

図２は、ここで開示される方法が適用された摩耗量取得システムの模式図である。図２では、タイヤ１０が車両２００に装着された形態が図示されている。

【0048】

タイヤ１０は、図１および図２に示されているように、トレッド部３４と、磁性体１２と、磁気センサ１３を備えているとよい。図２に示された形態では、タイヤ１０は、加速度センサ２１と、温度センサ２２と、圧力センサ２３と、タイマ２４と、メモリ２５と、通信装置２６とを備えている。

【0049】

〈加速度センサ２１〉
加速度センサ２１は、タイヤ１０に配置され、タイヤ１０の加速度を検知するものである。加速度センサ２１には、マイコン５０に組み込める加速度センサが適用されうる。加速度センサ２１としては、１軸加速度センサ１個がタイヤ１０の外径方向の加速度を検知するように設けられていてもよい。また、１軸加速度センサ２個が、タイヤ１０の外径方向と周方向の加速度を検知するように設けられていてもよい。また、２軸加速度センサが、外径方向と周方向の加速度を検知するように設けられていてもよい。また、１軸加速度センサ３個をタイヤ１０の外径方向と、周方向と、幅方向との加速度が検知するように設けられていてもよい。タイヤ１０の外径方向と周方向と幅方向の３方向の加速度を検知する構成として、加速度センサ２１は、１軸加速度センサ１個と２軸加速度センサとで構成してもよい。また、加速度センサ２１は、３軸加速度センサで構成してもよい。

【0050】

〈温度センサ２２〉
温度センサ２２は、磁気センサ１３の温度を検知するセンサである。この実施形態では、温度センサ２２は、磁気センサ１３の近傍に取り付けられている。温度センサ２２には、マイコン５０に組み込めるＩＣ温度センサを適用することができる。かかる温度センサ２２によれば、磁気センサ１３の温度への影響を考慮することができる。なお、温度センサ２２は、磁気センサ１３の温度を大凡検知できるものであればよい。温度センサ２２には、タイヤ１０の内部に配置された温度センサが適宜に採用しうる。

【0051】

〈圧力センサ２３，タイマ２４〉
圧力センサ２３は、タイヤ１０の内圧を検知するセンサである。圧力センサ２３は、マイコン５０に組み込まれうる。タイヤ１０の内圧を検知する圧力センサ２３を備えていることによって、タイヤ１０の空気圧をモニタリングすることが可能になる。タイマ２４は、マイコン５０に組み込まれたタイマでありうる。

【0052】

〈メモリ２５〉
メモリ２５は、磁気センサ１３の出力値を記録するものであるとよい。図１に示された形態では、タイヤ１０は、演算装置としてのマイコン５０を備えている。メモリ２５は、マイコン５０に組み込まれていてもよい。

【0053】

〈通信装置２６〉
通信装置２６は、マイコン５０に記録されたデータをタイヤ１０の外部の外部装置に送信する装置である。通信装置２６は、例えば、無線通信可能な通信装置が採用されうる。通信装置２６は、いわゆるＢＬＥ通信規格（Bluetooth Low Energy）のような近距離無線通信の規格に準拠した通信規格が採用されているとよい。通信装置２６は、マイコン５０に組み込まれうる。

【0054】

〈電源２７〉
電源２７は、ボタン電池のような電池でもよい。また、電源２７は、発電素子と蓄電素子とで構成されていてもよい。発電素子は、タイヤ１０に生じる振動を基に発電する素子が用いられてもよい。また、発電素子に合わせて蓄電素子が設けられていてもよい。

【0055】

磁気センサ１３、加速度センサ２１、温度センサ２２、圧力センサ２３、タイマ２４、通信装置２６、電源２７、マイコン５０などの少なくとも一部は、一つの装置としてユニット化されてもよい。ユニット化された装置は、例えば、いわゆるＭＥＭＳデバイス（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical Systems）として構成されてもよい。また、ユニット化された装置は、タイヤ１０の内側面に装着されていてもよい。タイヤ１０は、このようにメモリ２５と、通信装置２６とを備えていてもよい。

【0056】

（←車載器８０との連携）
例えば、図１および図２に示された形態では、車両２００には、車載器８０が搭載されている。タイヤ１０に搭載されたマイコン５０は、車載器８０と通信可能に接続される。車載器８０は、タイヤトレッド部の摩耗量取得用に搭載されるマイコンで構成されていてもよい。また、車載器８０は、車両２００に搭載されるＥＣＵで構成されていてもよい。車載器８０は、車両２００のＥＣＵとの連携において、車両２００から情報を取得できるものでもよい。

【0057】

車載器８０は、さらにインターネットのような通信ネットワークＮＷを通じてクラウドサーバ４００に通信可能に接続されるように構成されていてもよい。車載器８０は、例えば、車両２００に搭載された他のＥＣＵ（ECU：electronic control unit）との連携において、インターネットを通じてクラウドサーバ４００に接続されるとよい。このように車両２００は、適宜にインターネットを通じてクラウドサーバ４００に通信可能に接続されるとよい。

【0058】

ここで提案されるタイヤトレッド部の摩耗量取得システム１００は、図１に示されているように、トレッド部３４の内部に配置された磁性体１２と、磁気センサ１３と、加速度センサ２１とを有するタイヤ１０に関する。摩耗量取得システム１００は、図２に示されているように、演算装置６０を備えている。演算装置６０は、加速度センサ２１に基づいて、予め定められた時間継続してタイヤ１０の加速度が予め定められた値以下であるときの磁気センサ１３の出力値と、予め用意された磁気センサ１３の出力値とトレッド部３４の摩耗量との相関関係とに基づいて、トレッド部３４の摩耗量を取得するように構成されている。これによって、予め定められた時間継続して当該タイヤ１０が停止している時に出力された磁気センサ１３の出力値に基づいて、トレッド部３４の摩耗量を取得することができる。

【0059】

本発明者の知見によれば、走行中に得られる磁気センサ１３の出力値は、バラツキが大きくなる傾向がある。このため、走行中に得られる磁気センサ１３の出力値を基にトレッド部３４の摩耗量を得ようとすると、トレッド部３４の摩耗量を精度良く取得（測定、計測、推定など）できない。予め定められた時間継続してタイヤ１０が停止している時に出力された磁気センサ１３の出力値を基にトレッド部３４の摩耗量を取得することによって、取得されるトレッド部３４の摩耗量の精度を向上させることができる。

【0060】

この実施形態では、タイヤ１０は、制御装置としてのマイコン５０を備えている。マイコン５０は、加速度センサ２１の出力値に基づいて、少なくとも予め定められた時間継続してタイヤ１０の加速度が予め定められた値以下であるときに、磁気センサ１３の出力値をメモリ２５に記録するように構成されていてもよい。例えば、加速度センサ２１に基づいて、予め定められた時間継続してタイヤ１０の加速度が予め定められた値以下であるときの磁気センサ１３の出力値に基づいて、トレッド部３４の摩耗量を取得するように構成されている場合に、必要な磁気センサ１３の出力値がメモリ２５に記録される。なお、図１に示された形態では、制御装置としてのマイコン５０が、メモリ２５を備えた形態が例示されている。制御装置としてのマイコン５０は、メモリ２５を使わずにタイヤ１０が停止していると判断されたときに、磁気センサ１３の出力値からトレッド部３４の摩耗量を推定するように構成されていてもよい。したがって、マイコン５０は、磁気センサ１３の出力値を記憶するためのメモリを備えていなくてもよい。

【0061】

制御装置としてのマイコン５０は、加速度センサ２１の出力値に基づいて、予め定められた時間継続してタイヤ１０の加速度が予め定められた値以下であるときに、メモリ２５に記録されている磁気センサ１３の出力値が演算装置６０に送信されるとともに、磁気センサ１３の出力値がメモリ２５から削除されるように構成されていてもよい。この場合、必要とされるメモリ２５の容量が小さく抑えられる。なお、メモリ２５は、磁気センサ１３の出力値を予め定められた数だけ記憶できるように構成されていてもよい。この場合、メモリ２５は、磁気センサ１３の出力値に関し、新たな出力値が入力されるたびに、古い出力値が削除されるように構成されていてもよい。換言すると、メモリ２５は、磁気センサ１３の出力値が一つずつ上書きされるように構成されていてもよい。

【0062】

タイヤ１０は、温度センサ２２を有していてもよい。演算装置６０は、当該温度センサ２２の出力値と、予め用意された磁気センサ１３の出力値と温度との相関関係とに基づいて、磁気センサ１３の出力値が補正されるように構成されていてもよい。これにより、磁気センサ１３の出力値が適切に補正されるので、取得されるトレッド部３４の摩耗量の精度が向上する。

【0063】

演算装置６０は、磁気センサ１３の出力値のうち特異データを除外するように構成されていてもよい。これにより、磁気センサ１３の出力値のうち特異データが除外されるので、取得されるトレッド部３４の摩耗量の精度が向上する。磁気センサ１３の出力値が適切に補正されるので、取得されるトレッド部３４の摩耗量の精度が向上する。

【0064】

図３は特異データを除外する方法の一例を示す模式図である。図３では、横軸に磁気センサ１３の出力値として磁束密度を取り、縦軸に頻度が取られている。データを大きさ順に並べ、４等分する値、２５％（Q1: Quartile 1）、５０％（Q2: Quartile 2）（＝中央値）、７５％（Q3: Quartile 3）を算出する。そして、２５％（Q1: Quartile 1）から７５％（Q3: Quartile 3）の四分位範囲ＩＱＲ（Interquartile range）=Q1-Q3を得る。さらに、Q1+1.5×IQRからQ3+1.5×IQRまでの磁気センサ１３の出力値を母集団データとして採用し、Q1+1.5×IQRからQ3+1.5×IQRまでの範囲から外れた外れ値Ｄｘ１～Ｄｘ３を、特異データとして除外する。これによって、磁気センサ１３の出力値のうち平均値から大きく離れた値を除外することができる。これによって、磁気センサ１３の出力値のばらつきが抑えられる。そして、取得されるトレッド部３４の摩耗量の精度が向上する。

【0065】

図４は、特異データを除外する方法の一例を示す模式図である。図４に示されているように、磁気センサ１３の出力値の平均値から、±２σの範囲外のデータを特異データとして除外してもよい。この場合も、磁気センサ１３の出力値のうち平均値から大きく離れた値を除外することができる。これによって、磁気センサ１３の出力値のばらつきが抑えられる。そして、取得されるトレッド部３４の摩耗量の精度が向上する。このように、磁気センサ１３の出力値のうち平均値から大きく離れたデータを特異データとして除外する方法には、統計学上の種々の解析方法が採用されうる。

【0066】

なお、ここでの開示では、予め定められた時間継続してタイヤ１０の加速度が予め定められた値以下であるときの磁気センサ１３の出力値に基づいて、トレッド部３４の摩耗量が取得される。この場合、磁気センサ１３の出力値のデータから、まず特異データを除外し、予め定められた時間継続してタイヤ１０の加速度が予め定められた値以下であるときの磁気センサ１３の出力値を抽出し、さらに抽出された磁気センサ１３の出力値を温度補正してもよい。また、特異データを除外する処理と、予め定められた時間継続してタイヤ１０の加速度が予め定められた値以下であるときの磁気センサ１３の出力値を抽出する処理と、温度補正する処理の手順は、適宜に入れ替えられうる。例えば、予め定められた時間継続してタイヤ１０の加速度が予め定められた値以下であるときの磁気センサ１３の出力値を抽出する処理の後で、特異データを除外し、さらに温度補正してもよい。また、予め定められた時間継続してタイヤ１０の加速度が予め定められた値以下であるときの磁気センサ１３の出力値を抽出する処理の後で、温度補正した上で、特異データを除外してもよい。

【0067】

演算装置６０は、図１および図２に示されているように、タイヤ１０が装着された車両２００に設けられた車載器８０に設けられていてもよい。また、演算装置６０は、タイヤ１０が装着された車両２００に通信ネットワークＮＷを通じて接続されるクラウドサーバ４００に設けられていてもよい。このように、タイヤ１０の外部に演算装置６０が設けられていることによって、トレッド部３４の摩耗量の算出など、演算負荷の高い計算をより高性能な演算装置で演算することができる。

【0068】

図１および図２に示された形態では、演算装置６０は、車載器８０に組み込まれている。例えば、車載器８０に組み込まれたマイコンに、演算装置６０としての機能が組み込まれているとよい。この場合、車載器８０は、算出されたタイヤ１０のトレッド部３４の摩耗量を適宜にドライバーに通知するように構成されているとよい。

【0069】

なお、演算装置６０は、車載器８０に組み込まれた形態に限定されない。例えば、クラウドサーバ４００に、演算装置６０の機能が組み込まれていてもよい。また、タイヤ１０に組み込まれたマイコン５０に演算装置６０の機能が組み込まれていてもよい。この場合、クラウドサーバ４００は、算出されたタイヤ１０のトレッド部３４の摩耗量を、予め定められたドライバーの携帯端末や当該車両２００を整備する整備士の端末などに通知するように構成されていてもよい。

【0070】

次に、ここで開示されるタイヤ１０は、図１に示されているように、トレッド部３４と、磁性体１２と、磁気センサ１３と、加速度センサ２１と、メモリ２５と、制御装置としてのマイコン５０とを備えている。磁性体１２は、トレッド部３４の予め定められた位置に配置され、磁力線が予め定められた方向となるように着磁されている。磁気センサ１３は、磁性体１２に起因した磁束密度を検知するように配置されている。加速度センサ２１は、タイヤ１０の加速度を検知するように構成されたセンサである。この実施形態では、加速度センサ２１は、タイヤ１０の内側面に配置されている。メモリ２５は、磁気センサ１３の出力値を記録する記憶装置である。制御装置としてのマイコン５０は、加速度センサ２１の出力値に基づいてタイヤ１０が停止しているか否かを判定する処理と、タイヤ１０が停止していると判定された場合に、磁気センサ１３の出力値をメモリ２５に記録する処理とを実行するように構成されている。この場合、タイヤ１０は、加速度センサ２１の出力値に基づいてタイヤ１０が停止していると判定された場合に、磁気センサ１３の出力値をメモリ２５に記録する。このため、このタイヤ１０は、加速度センサ２１の出力値に基づいてタイヤ１０が停止していると判定された場合に取得された磁気センサ１３の出力値を基に、トレッド部３４の摩耗量を算出するのに好適である。

【0071】

加速度センサ２１は、タイヤ１０の外径方向の加速度を検知するように構成されていてもよい。この場合、タイヤ１０の遠心力に起因した加速度を検知できる。このため、加速度センサ２１の出力値に基づいてタイヤ１０が停止しているか否かの判定を精度良く行える。なお、加速度センサ２１は、タイヤ１０の外径方向の加速度を検知するだけでなく、周方向や幅方向の加速度を検知するセンサが併用されていてもよい。

【0072】

制御装置としてのマイコン５０は、磁気センサ１３の出力値とともに加速度センサ２１の出力値をメモリ２５に記録するように構成されていてもよい。

【0073】

タイヤ１０は、図１に示されているように、温度センサ２２をさらに備えていてもよい。制御装置としてのマイコン５０は、磁気センサ１３の出力値とともに温度センサ２２の出力値をメモリ２５に記録するように構成されていてもよい。この場合、タイヤ１０によれば、磁気センサ１３の出力値を、温度センサ２２の出力値を基に補正することができる。このため、取得されるトレッド部３４の摩耗量を精度よく得ることができる。

【0074】

タイヤ１０は、車載器８０のような外部装置と通信可能な通信装置２６をさらに備えていてもよい。制御装置としてのマイコン５０は、メモリ２５に記録された情報を外部装置に送信可能に構成されていてもよい。この場合、タイヤ１０のトレッド部３４の摩耗量を車載器８０のような外部装置で演算することができる。なお、外部装置には、車載器８０以外にクラウドサーバ４００（図２参照）などが用いられてもよい。

【0075】

例えば、通信装置２６は、車載器８０と通信する。車載器８０は、通信装置２６に磁気センサ１３の出力値を転送することを適宜に要求する信号を通信装置２６に発する。通信装置２６は、車載器８０から当該信号を受信した場合に、メモリ２５に記憶された磁気センサ１３の出力値を、車載器８０に転送するように構成されていてもよい。また、車載器８０は、例えば、車両２００のイグニションスイッチがＯＮになったときに、タイヤ１０の通信装置２６に磁気センサ１３の出力値を車載器８０に転送するように要求する信号を通信装置２６に発信するように構成されていてもよい。また、マイコン５０は、メモリ２５に記憶された磁気センサ１３の出力値を、予めプログラムされたタイミングで車載器８０に転送するように構成されていてもよい。

【0076】

図５は、ここで開示されるタイヤトレッド部の摩耗量取得システムのフローチャートの一例である。

【0077】

図５に示されたフローチャートでは、車両２００のイグニションスイッチがＯＦＦで停止した状態で開始されている。このとき、マイコン５０は、休止している（Ｓ１１）。なお、マイコン５０は、休止中も予め定められた周期で、磁気センサ１３の出力値を記憶する（Ｓ１２）。例えば、マイコン５０は、内蔵されたタイマ２４を基に、３０分周期で、磁気センサ１３の出力値を記憶するように構成されているとよい。例えば、図５のフローチャート中のＩＧは、車両２００のイグニションスイッチを意味する。

【0078】

車両２００が一定期間停止しているときは、タイヤ１０のマイコン５０は、休止している。マイコン５０は、休止中も予め定められた周期で、加速度センサ２１の出力値を評価する（Ｓ１２）。例えば、加速度センサ２１の出力値が予め定められた値よりも高いか否かが評価されるとよい。これによって、タイヤ１０が停止しているか否かが確認できる。例えば、重力加速度Ｇに対する相対的な評価によって加速度センサ２１の出力値が評価されるとよい。そして、タイヤ１０が動いていると判定される場合に、マイコン５０が起動するように構成されている（Ｓ１３）。

【0079】

また、車両２００のイグニションスイッチがＯＮになると、車載器８０がＯＮになる（Ｓ５１）。そして、車載器８０がＯＮになると、マイコン５０との通信機器も起動する（Ｓ５２）。この場合、車載器８０が無線通信信号を発信し、車載器８０とマイコン５０との通信が可能になる。図示は省略するが、車載器８０とマイコン５０との通信が可能になるとマイコン５０が起動するように構成されていてもよい。例えば、車載器８０からマイコン５０を起動させる予め定められた信号が発信され、当該信号を受信するとマイコン５０が起動するように構成されていてもよい。

【0080】

マイコン５０は、起動すると、例えば、車両２００が走行しているか否かを判定する（Ｓ１４）。この実施形態では、マイコン５０は、加速度センサ２１の出力値に基づいてタイヤ１０が動いているか否かを判定する。例えば、マイコン５０は、１秒程度の短い周期で、タイヤ１０の加速度センサ２１の出力値を観察する。加速度センサ２１の出力値が予め定められた値よりも大きく、それが予め定められた時間（例えば、１０秒間程度）継続しているか否かを判定する。予め定められた時間（例えば、１０秒間程度）、加速度センサ２１の出力値が予め定められた値よりも大きい状態が継続している場合には、タイヤ１０が動いている、換言すると、走行していると判定される。

【0081】

この実施形態では、車両２００が走行していると判定された場合で、かつ、イグニションスイッチがＯＮである場合には、タイヤ１０のメモリ２５に記憶された磁気センサ１３の出力値が、車載器８０に転送される（Ｓ１５）。例えば、マイコン５０が休止中に３０分毎に記録していた、磁気センサ１３の出力値のデータが車載器８０に転送される。なお、タイヤ１０のメモリ２５に記憶された磁気センサ１３の出力値を、車載器８０に転送する処理は、マイコン５０が起動して車載器８０の通信可能な状態になった後でされてもよい。マイコン５０は、メモリ２５に記憶された磁気センサ１３の出力値を、車載器８０に転送した後、メモリ２５に記憶された磁気センサ１３の出力値を全て消去してもよい。また、マイコン５０は、メモリ２５に記憶された磁気センサ１３の出力値を、車載器８０に転送した後、メモリ２５に記憶された磁気センサ１３の出力値が古いものから順に上書きされるように構成されてもよい。

【0082】

〈データ取得１：Ｓ１６〉
次に、マイコン５０は、より短い周期で、タイヤ１０からデータを取得する（Ｓ１６）。ここで、取得されるデータは、磁束密度Ｍ、内圧Ｐ、温度Ｔ、加速度Ｇなどである。磁束密度Ｍは、磁気センサ１３の出力値として得られる。内圧Ｐは、圧力センサ２３の出力値として得られる。温度Ｔは、温度センサ２２の出力値として得られる。加速度Ｇは、加速度センサ２１の出力値として得られる。ここでのデータ取得は、例えば、１分毎に実施されるとよい。また、この実施形態では、走行中は、タイヤ１０のメモリ２５に記憶された磁気センサ１３の出力値が、適宜に車載器８０に転送される（Ｓ１６）。例えば、走行中は、タイヤ１０のメモリ２５に記憶された磁気センサ１３の出力値は、１分毎に車載器８０に転送されてもよい。これによって、磁気センサ１３の出力値に限らず、温度や内圧など、走行中のタイヤ１０のデータが車載器８０において逐次取得できる。これによって、車載器８０を通じて走行中のタイヤ１０の状態を確認できるようになる。

【0083】

また、マイコン５０は、データ取得１の処理（Ｓ１６）において、都度、タイヤ１０が停止しているか否かを判定する（Ｓ１８）。マイコン５０は、この判定（Ｓ１８）において、加速度センサ２１の出力値に基づいて、タイヤ１０の加速度が、タイヤ１０の加速度が予め定められた値以下であるときに、データ取得２の処理（Ｓ１９）に移行する。例えば、この実施形態では、マイコン５０は、走行中に１分程度の周期で、タイヤ１０からデータを取得するデータ取得１の処理（Ｓ１６）を実施する。マイコン５０は、その都度、タイヤ１０の加速度センサ２１の出力値を観察する（Ｓ１８）。そして、加速度センサ２１の出力値が予め定められた値以下でない場合（Ｎｏ）には、タイヤ１０が動いていると判定される。このとき、マイコン５０は、走行中のデータ取得１の処理（Ｓ１６）を継続する。これに対して、加速度センサ２１の出力値が予め定められた値以下である（Ｙｅｓ）と、タイヤ１０が停止していると判定される。その場合、マイコン５０は、停止中のデータ取得２の処理（Ｓ１９）に移行する。

【0084】

〈データ取得２：Ｓ１９〉
データ取得２の処理（Ｓ１９）では、例えば、１分周期でタイヤ１０からデータが取得される。取得されたデータは、逐次に車載器８０に転送される（Ｓ２０）。なお、データ取得２の処理中にイグニションスイッチがＯＦＦになった場合は、車載器８０との通信が途絶える場合がある。その場合、マイコン５０は、データ取得２の処理（Ｓ１９）で取得されたタイヤ１０のデータをメモリ２５に記憶するように構成されているとよい。マイコン５０は、データ取得２の処理（Ｓ１９）において、都度、タイヤ１０が停止しているか否かを判定する（Ｓ２１）。データ取得２の処理（Ｓ１９）は、停止中のデータ取得である。タイヤ１０が停止していない場合（Ｎｏ）、換言すると、タイヤ１０が動き出した場合には、走行中のデータ取得であるデータ取得１の処理（Ｓ１６）に移行されるように構成されている。

【0085】

データ取得２の処理で都度実施される判定処理（Ｓ２１）では、車両２００が、一定時間、停止しているか否かが判定される。車両２００が、一定時間、停止しているか否かは、例えば、加速度センサ２１の出力値が予め定められた値以下である状態が、予め定められた時間（例えば、１０分間程度）継続しているか否かによって判定されるとよい。例えば、１０分間程度、加速度センサ２１の出力値が予め定められた値以下であることが継続している場合には、換言すると、車両２００が、一定時間、停車していると判定される。この処理（Ｓ２１）によれば、例えば、信号待ちなどで車両２００が一時停止している状態では、一端、停車中のデータ取得２の処理（Ｓ１９）に移行される。その後、車両２００が走行を再開すると、走行中のデータ取得１の処理（Ｓ１６）に移行される。また、処理（Ｓ２１）によれば、信号待ちなどで走行中に一時停止したような場合が除外され、車両２００が停車されている状態を抽出できる。

【0086】

Ｓ２１の判定処理において、１０分間程度、加速度センサ２１の出力値が予め定められた値以下であることが継続している場合（Ｙｅｓ）には、マイコン５０は、停車中のデータ取得３の処理（Ｓ２２）に移行する。停車中のデータ取得３の処理（Ｓ２２）では、３０分程度の周期で、タイヤ１０からデータを取得する。この際、イグニションスイッチがＯＮであるなど車載器８０との通信が可能である場合には、車載器８０にデータが転送されるとよい（Ｓ２３）。また、イグニションスイッチがＯＦＦであるなど、車載器８０との通信が途絶えている場合には、マイコン５０は、データ取得３の処理（Ｓ２２）で取得されたタイヤ１０のデータをメモリ２５に記憶するように構成されているとよい。

【0087】

マイコン５０は、データ取得３の処理で、都度実施される判定処理（Ｓ２４）では、タイヤ１０が動いているか否かが判定される。換言すると、車両２００が走行しているか否かが判定される。かかる判定処理（Ｓ２４）は、タイヤ１０の加速度センサ２１の出力値を基に判定されるとよい。車両２００が走行していると判定された場合（Ｙｅｓ）には、この実施形態では、マイコン５０が起動したときの状態（Ｓ１３）に戻される。そして、メモリ２５に記憶された状態が車載器８０に転送される（Ｓ１５）。さらに、走行中のデータ取得１の処理（Ｓ１６）に移行する。

【0088】

また、データ取得３の処理で、都度実施される判定処理（Ｓ２４）において、タイヤ１０が動いているか否かを判定された結果、所定の回数、タイヤ１０が動いていない状態が継続した場合（Ｎｏ）には、マイコン５０は、休止する（Ｓ１１）。この実施形態では、データ取得３の処理（Ｓ２２）は、３０分周期で行われる。かかるデータ取得３の処理（Ｓ２２）が１８回続いた場合には、マイコン５０が休止するように構成されている（Ｓ２５）。つまり、車両２００が大凡９時間以上停まっている場合には、停車中に３０分毎にタイヤ１０のデータが取得された後、マイコン５０が休止状態になる。これによって、タイヤ１０に搭載された電源２７の電力消費を低く抑えることができる。ここでは、３０分周期で行われる判定処理（Ｓ２４）が、１８回続いた場合（換言すると、９時間続いた場合）には、マイコン５０が休止するように構成されているが、判定処理（Ｓ２４）の周期は、３０分に限定されない。また、タイヤ１０が動いていない状態が継続する時間や回数は、１８回続いた場合や９時間続いた場合に限定されず、マイコン５０を休止させるのに適当な回数および時間に設定されうる。

【0089】

このように、タイヤ１０から適宜に、磁気センサ１３の出力値（磁束密度Ｍ）、圧力センサ２３の出力値（内圧Ｐ）、温度センサ２２の出力値（温度Ｔ）、加速度センサ２１の出力値（加速度Ｇ）などが取得される。これらのデータは、マイコン５０に搭載されたタイマ２４の機能により、時刻のデータと紐付けられてメモリ２５に記録されるとよい。そして、メモリ２５に記録されたデータは、随時に車両２００の車載器８０に転送されるように構成されているとよい。これにより、車載器８０において随時、タイヤ１０のデータが取得される。

【0090】

また、ここで開示される摩耗量取得方法および摩耗量取得システムによれば、予め定められた時間継続してタイヤ１０の加速度が予め定められた値以下であるときに出力された磁気センサ１３の出力値と、予め用意された磁気センサ１３の出力値とトレッド部３４の摩耗量との相関関係とに基づいて、トレッド部３４の摩耗量を取得することができる。この場合、予め定められた時間継続してタイヤ１０の加速度が予め定められた値以下であるときに出力された磁気センサ１３の出力値に基づいてトレッド部３４の摩耗量を取得することができるので、トレッド部３４の摩耗量を精度良く推定できるようになる。

【0091】

例えば、上述したように取得されたタイヤ１０のデータのうち、データ取得３の処理で取得されたデータのみを抽出して、トレッド部３４の摩耗量が取得されるように構成されていてもよい。また、データ取得３の処理で取得されたデータをさらに温度補正して、トレッド部３４の摩耗量を取得してもよい。また、データ取得３の処理で取得されたデータから特異データを除外して、トレッド部３４の摩耗量を取得してもよい。

【0092】

以上、ここで開示されるタイヤおよび摩耗量取得システムについて、種々説明したが、ここで開示されるタイヤおよび摩耗量取得システムは、特に言及されない限りにおいて、上述した実施形態や変形例に限定されない。また、種々言及した実施形態や変形例の各構成は、互いに阻害しない関係であれば、適宜に組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0093】

１０ タイヤ
１２ 磁性体
１３ 磁気センサ
２１ 加速度センサ
２２ 温度センサ
２３ 圧力センサ
２４ タイマ
２５ メモリ
２６ 通信装置
２７ 電源
３０ ホイールリム
３１ ビード部
３２ サイドウォール部
３３ ショルダー部
３４ トレッド部
３４ａ 溝
３４ｂ スリップサイン
４１ ゴム
４２ カーカス
４３ ベルト
４４ ビードワイヤー
５０ マイコン
６０ 演算装置
８０ 車載器
１００ 摩耗量取得システム
２００ 車両
４００ クラウドサーバ
ＮＷ 通信ネットワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】