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特許6997845タイヤの曲げ剛性の変化によるタイヤの摩耗測定装置及びそれを用いたタイヤの摩耗測定方法
(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】
(24)【登録日】2021-12-21
(45)【発行日】2022-01-18
(54)【発明の名称】タイヤの曲げ剛性の変化によるタイヤの摩耗測定装置及びそれを用いたタイヤの摩耗測定方法
(51)【国際特許分類】
G01M 17/02 20060101AFI20220111BHJP
G01B 21/00 20060101ALI20220111BHJP
B60C 19/00 20060101ALI20220111BHJP
【ＦＩ】
G01M17/02
G01B21/00 W
B60C19/00 H
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020167263
(22)【出願日】2020-10-01
(65)【公開番号】P2021060400
(43)【公開日】2021-04-15
【審査請求日】2020-10-01
(31)【優先権主張番号】10-2019-0122358
(32)【優先日】2019-10-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】514040088
【氏名又は名称】ハンコック タイヤ アンド テクノロジー カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＨＡＮＫＯＯＫ ＴＩＲＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．， ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】１３３，Ｔｅｈｅｒａｎ－ｒｏ，Ｇａｎｇｎａｍ－ｇｕ，Ｓｅｏｕｌ ０６１３３，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(73)【特許権者】
【識別番号】515162224
【氏名又は名称】コリア アドバンスド インスティテュート オブ サイエンス アンド テクノロジー
【氏名又は名称原語表記】ＫＯＲＥＡ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
(74)【代理人】
【識別番号】100130111
【弁理士】
【氏名又は名称】新保 斉
(72)【発明者】
【氏名】キム、ミン テ
(72)【発明者】
【氏名】イ、ホ ジョン
(72)【発明者】
【氏名】チェ、セ ボム
(72)【発明者】
【氏名】ジョン、ダ ソル
(72)【発明者】
【氏名】イ、ジョン ヒョブ
【審査官】山口 剛
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１１３４９５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２００９／１５７５１６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００９－０１８６６７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｍ １７／００ － １７／１０
Ｂ６０Ｃ １９／００ － １９／１２
Ｂ６０Ｃ ２５／００ － ２５／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
タイヤの半径方向である軸方向に対する前記タイヤ内部の加速度を前記タイヤ内部の周方向の各点に対して測定する信号受信部と、前記信号受信部から信号情報を伝達されて、前記タイヤ内部の軸方向の加速度を用いて前記タイヤの曲げ剛性の変化率を演算することにより、前記タイヤトレッド摩耗率を推定する信号分析部と、
前記信号分析部から前記タイヤトレッド摩耗率に対する情報である分析情報を伝達されて送信する送信部と、
前記送信部から前記分析情報を伝達されて、前記タイヤが設置された車両に対する制御信号を生成する制御モジュールと、を備え、
前記信号分析部において、前記タイヤ内部の軸方向の加速度を用いて前記タイヤの曲げ剛性の変化率を演算するには、
下記の式：
【数1】
【請求項2】
前記制御モジュールは、前記車両に対する制御を遂行する車両制御部と、
前記送信部から前記分析情報を伝達されて、前記車両制御部に伝達する情報伝達部と、を含み、
前記車両制御部は、前記分析情報を用いて前記タイヤの交換時期を判定する
請求項１に記載のタイヤの曲げ剛性の変化を用いたタイヤの摩耗測定装置。
【請求項3】
前記制御モジュールは、前記タイヤの交換時点又は前記タイヤの交換サービス情報を表示するディスプレイ部をさらに含む請求項２に記載のタイヤの曲げ剛性の変化を用いたタイヤの摩耗測定装置。
【請求項4】
請求項１のタイヤの曲げ剛性の変化によるタイヤの摩耗測定装置を用いたタイヤの摩耗の測定方法であって、軸方向に対する前記タイヤ内部の加速度が前記タイヤ内部の周方向の各点に対して測定される第１の段階と、
前記タイヤ内部の軸方向の加速度を用いて前記タイヤの曲げ剛性の変化率が演算されることで、前記タイヤトレッドの摩耗率が推定される第２の段階と、
前記タイヤトレッドの摩耗率情報を用いて前記タイヤの交換時期が判定される第３の段階と、
前記タイヤの交換時期に関する情報が、前記車両のユーザー及び前記車両に連結された外部の統合制御システムへ伝達される第４の段階と、を備える
ことを特徴とするタイヤの摩耗測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タイヤの曲げ剛性の変化によるタイヤの摩耗測定装置及びそれを用いたタイヤの摩耗測定方法に関し、より詳しくは、タイヤの曲げ剛性の特性変化を推定し、それを用いてタイヤトレッドの摩耗量を測定する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
車両のコンポーネントの中で唯一にして路面と接触しているタイヤは、車両の旋回及び制動性能に直接関連付けられ、タイヤの摩耗が発生した場合、制動及び旋回性能を適切に発揮できない場合が発生する問題があり、摩耗したタイヤは、車両の安全性に直結することができる。具体的には、タイヤの摩耗に応じて濡れた路面で制動距離が増加することにより、車両の事故に直結することができる。
【0003】
これにより、タイヤトレッドなどに対する摩耗率をリアルタイムで測定し、タイヤの摩耗率に応じて自動的にタイヤの交換時期などを知らせるシステムへの研究開発が活発に進められている。
【0004】
特許文献１：米国特許出願公開第２０１７/０１１３４９５号明細書（発明の名称：Indirect tire wear state estimation system）では、車両の荷重を類推した後、これをベースに走行距離に応じた摩耗率を推定しているが、摩耗率の推定のために多すぎる因子に関する情報が必要であることにより、非効率という限界を有している。また、特許文献２：米国特許第８４８３９７６号明細書（発明の名称：Method for estimating tire wear and apparatus for estimating tire wear）及び、特許文献３：米国特許第８０６１１９１号明細書（発明の名称：Method and apparatus for detecting wear of tire）では、タイヤへのセンシングを用いた方法でタイヤの摩耗率を測定しているが、一貫性のある結果を期待し難く、実際の車両の運行条件を考慮することができない限界を有しており、実際の条件において正確なタイヤの摩耗判定に限界を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】米国特許出願公開第２０１７/０１１３４９５号明細書
【文献】米国特許第８４８３９７６号明細書
【文献】米国特許第８０６１１９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、タイヤの曲げ剛性の特性変化を推定し、これを用いてタイヤトレッドの摩耗量を測定するようにすることにある。
【0007】
本発明が解決しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に限定されず、言及していないもう１つの技術的課題は、下の記載から、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者（当業者）に明確に理解されるだろう。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記のような目的を達成するための本発明の構成は、タイヤの半径方向である軸方向に対する前記タイヤ内部の加速度を前記タイヤ内部の各点に対して測定する信号受信部と、前記信号受信部から信号情報を伝達され、前記タイヤ内部の軸方向の加速度を用いて前記タイヤの曲げ剛性の変化率を演算することにより、前記タイヤトレッドの摩耗率を推定する信号分析部と、前記信号分析部から前記タイヤトレッドの摩耗率に対する情報である分析情報を伝達されて送信する送信部と、前記送信部から前記分析情報を伝達されて前記タイヤが設置された車両への制御信号を生成する制御モジュールと、を備える。
【0009】
本発明の実施形態において、前記信号分析部は、フーリエ級数分析による下記の式を用いて前記タイヤの曲げ剛性の変化率を演算し、次式の左辺値は、前記タイヤ内部の加速度値を用いて演算されることを特徴とするタイヤの曲げ剛性の変化を用いたタイヤの摩耗測定装置。
【0010】
【数1】
【0011】
本発明の実施形態において、前記信号分析部は、無次元数Ａ～Ｄのそれぞれに所定の可変値を繰り返し代入することにより、前記タイヤの曲げ剛性の変化率である無次元数Ａを導き出すことができる。
【0012】
本発明の実施形態において、前記制御モジュールは、前記車両に対する制御を遂行する車両制御部、及び前記送信部から前記分析情報を伝達され、前記車両制御部へ伝達する情報伝達部を含み、前記車両制御部は、前記分析情報を用いて前記タイヤの交換時期を判定することができる。
【0013】
本発明の実施形態において、前記制御モジュールは、前記タイヤの交換時点又は前記タイヤの交換サービス情報を表示するディスプレイ部をさらに含み得る。
【0014】
上記のような目的を達成するための本発明の構成は、軸方向に対する前記タイヤ内部の加速度が前記タイヤ内部の各点に対して測定される第１の段階と、前記タイヤ内部の軸方向の加速度を用いて前記タイヤの曲げ剛性の変化率が演算されることで、前記タイヤトレッドの摩耗率が推定される第２の段階と、前記タイヤトレッドの摩耗率情報を用いて前記タイヤの交換時期が判定される第３の段階と、前記タイヤの交換時期に関する情報が、前記車両のユーザー及び前記車両と連結された外部の統合制御システムへ伝達される第４の段階と、を備える。
【発明の効果】
【0015】
上記のような構成による本発明の効果は、加速度センサを用いてタイヤの曲げ剛性の変化率を演算し、これを用いてタイヤトレッドの摩耗率を推定するため、リアルタイムで実際のタイヤの摩耗量を測定することができるのである。
【0016】
そして、本発明の効果は、タイヤの摩耗量に対する情報を車両のユーザだけでなく、統合制御システムとも共有してタイヤの交換に対する自動サービスが実施されるようにするのである。
【0017】
本発明の効果は、上記した効果に限定されるものではなく、本発明の詳細な説明又は特許請求の範囲に記載された発明の構成から推論可能なすべての効果を含むものと理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の一実施形態によるタイヤの摩耗測定装置の構成に対する概略図である。
【図2】本発明の一実施形態による加速度センサから測定された値に対するグラフである。
【図3】本発明の一実施形態によるタイヤが路面から受ける力の分布を示した模式図である。
【図4】本発明の一実施形態による加速度センサを介して獲得されたタイヤの軸方向の加速度によるフーリエ級数分析を示したグラフである。
【図5】本発明の一実施形態による加速度センサを介して獲得されたタイヤの軸方向の加速度によるフーリエ級数分析に基づいてカーブフィッティングした結果に対するグラフである。
【図6】本発明の一実施形態によるタイヤトレッドの摩耗による曲げ剛性数の傾向性を示したグラフである。
【図7】本発明の一実施形態による曲げ剛性数の傾向性とタイヤの実際の摩耗量とを比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下では、添付した図面を参照して本発明を説明することにする。しかし、本発明は、多様で異なる形態に実施され、したがってここで説明する実施形態に限定されるものではない。そして、図面で本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書全体を通して類似した部分については類似の符号を付した。
【0020】
明細書全体において、ある部分が他の部分と「連結（接続、接触、結合）」されているとするとき、これは「直接的に連結」されている場合だけではなく、その中間に他の部材を間に置いて、「間接的に連結」されている場合も含む。なお、ある部分があるコンポーネントを「含む」とするとき、これは特に反対される記載がない限り、他のコンポーネントを除外するのではなく、他のコンポーネントをさらに備えることができるのを意味する。
【0021】
本明細書で使用された用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明らかに別の意味を示していると判定されない限り、複数の表現を含む。本明細書では、「含む」又は「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、コンポーネント、部品又はこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、１つ以上の他の特徴、数字、段階、動作、コンポーネント、部品又はこれらを組み合わせたものの存在若しくは付加可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。
【0022】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明することにする。
【0023】
図１は、本発明の一実施形態によるタイヤ１０の摩耗測定装置の構成に対する概略図である。図１に示すように、本発明のタイヤ１０の摩耗測定装置は、タイヤ１０の半径方向である軸方向に対するタイヤ１０内部の加速度をタイヤ１０内部の各点に対して測定する信号受信部１１０と、信号受信部１１０から信号情報を伝達されて、タイヤ１０の内部の軸方向の加速度を用いてタイヤ１０の曲げ剛性（Bending Stiffness）の変化率を演算することにより、タイヤ１０トレッドの摩耗率を推定する信号分析部１２０と、信号分析部１２０からタイヤ１０トレッドの摩耗率に対する情報である分析情報を伝達されて送信する送信部１３０と、送信部１３０から分析情報を伝達されて、タイヤ１０が設置された車両への制御信号を生成する制御モジュール２００と、を備える。
【0024】
ここで、信号受信部１１０、信号分析部１２０及び送信部１３０の結合で１つのモジュールである計測モジュール１００が形成される場合があり、このような計測モジュール１００は、車両に設置されたそれぞれのタイヤ１０に連結されて形成されるか、又は車両に設置されたすべてのタイヤ１０に連結されて形成される場合もある。
【0025】
そして、制御モジュール２００は、車両に対する制御を遂行する車両制御部２１０、及び送信部１３０から分析情報を伝達されて車両制御部２１０に伝達する情報伝達部２２０を含み、車両制御部２１０は、分析情報を用いてタイヤ１０の交換時期を判定することができる。また、制御モジュール２００は、タイヤ１０の交換時点又はタイヤ１０の交換サービス情報を表示するディスプレイ部２３０をさらに含み得る。
【0026】
信号受信部１１０は、複数の加速度センサを含み、複数の加速度センサのそれぞれは、タイヤ１０トレッド内部の複数のポイントのそれぞれに対する軸方向の加速度を測定することができる。そして、それぞれの加速度センサには、番号が順次に付与される場合があり、これにより、それぞれの加速度センサから測定された測定信号は、順次に収集されてデータ化することができる。そして、分析情報を伝達された送信部１３０は、分析情報を制御モジュール２００の情報伝達部２２０へ無線又は有線で伝達することができ、そのためには情報伝達部２２０は、送信部１３０と無線又は有線で連結される。
【0027】
車両制御部２１０は、車両への制御を遂行すると同時に、車両外部の統合制御システムと無線連結される場合がある。車両制御部２１０には、タイヤ１０の摩耗率に応じて予定されていたタイヤ１０の交換時期に対する情報である交換時期の情報が事前に格納されており、車両制御部２１０は、交換時期の情報とリアルタイムのタイヤ１０の摩耗率を比較判定してタイヤ１０の交換のための残り時間、タイヤ１０の交換時点に対する情報を生成することができる。そして、車両制御部２１０は、タイヤ１０の交換のための残り時間、タイヤ１０の交換時点などに対する情報を統合制御システムへ伝達し、統合制御システムは、車両制御部２１０から伝達された情報を用いて、該当する車両に設置されたタイヤ１０の交換時点に在庫として残っているタイヤ１０の数量、タイヤ１０の交換可能な修理センターなどに対するタイヤ１０の交換サービスに関する情報を車両制御部２１０に伝達することができ、車両制御部２１０は、タイヤ１０の交換サービスについての情報をディスプレイ部２３０に伝達して、このような情報がディスプレイ部２３０に表示される。そして、車両制御部２１０から生成されたタイヤ１０の交換のための残り時間、タイヤ１０の交換時点などに対する情報もディスプレイ部２３０に表示されて、ユーザーに提供される。
【0028】
以下、信号分析部１２０がタイヤ１０トレッドの摩耗率を推定する演算式の導出過程について説明することにする。
【0029】
タイヤ１０の摩耗が進むにつれて最も大きく変化する値は、タイヤ１０トレッドの厚さ(ｈ)（thickness of ring）である。つまり、タイヤ１０トレッドの摩耗は、タイヤ１０トレッドの質量損失を引き起こし、これにより、タイヤ１０トレッドの厚さは減少することができる。そして、下記の数式に示すように、このようなタイヤ１０トレッドの厚さは、タイヤ１０の曲げ剛性（Bending Stiffness）と直接に関連付けられ、具体的には、曲げ剛性（Bending Stiffness）は、タイヤ１０トレッドの厚さの３乗に比例することができる。
【0030】
【数2】
【0031】
ここで、Ｅは弾性係数であり、Ｉは軸方向に垂直なタイヤ１０の断面に対する慣性モーメントであり、ｈは上記のようにタイヤ１０トレッドの厚さである。
【0032】
【0033】
【数3】
【0034】
ここで、ｎは前記した加速度センサの番号であるモードナンバー（mode number）であり、θは回転に対するタイヤ１０内の加速度センシング点の中心角であり、w(θ)は、タイヤ１０の軸方向の変形式にθを代入した値として、θによるタイヤ１０の軸方向の変形値であり得る。以下、下記においてそれぞれの係数及び文字は、同様に使用される。
【0035】
【0036】
【数4】
【0037】
【数5】
【0038】
【数6】
【0039】
【数7】
【0040】
【数8】
【0041】
上記数式において、ｎは上記した加速度センサの番号であるモードナンバー（mode number）であり、Ωはタイヤ１０の平均角速度（average rotating speed）であり、Ａは、軸方向に垂直なタイヤ１０トレッドの断面積であり、ρはタイヤ１０の密度であり、ｃｖはタイヤ１０の軸（radial）方向に対する回転抵抗係数であり、ｃｗはタイヤ１０の外側周囲の接線（tangential）方向（タイヤの周方向）に対する回転抵抗係数である。
【0042】
【0043】
それぞれのモード別入力値であるαnとβnは、下記数式によって演算される。
【0044】
【数9】
【0045】
【数10】
【0046】
上記数式において、ｑｗはタイヤ１０の軸方向に適用される外力、つまり、路面１とタイヤ１０の接触面との間の荷重であり、ｎは上記した加速度センサの番号であるモードナンバー（mode number）であり、θ(Ф)は回転に対するタイヤ１０内の加速度センシング点の中心角であり、θfはタイヤ１０において任意の基準半径に対するθの開始位置角であり、θrはタイヤ１０において任意の基準半径に対するθの終了位置角である。以下、下記においてそれぞれの係数及び文字は、同様に使用される。
【0047】
【0048】
【数11】
【0049】
ここで、それぞれの係数及び文字が表すのは、上記数式において使用された係数及び文字が表すのと同一である。
【0050】
上記数式による単純なタイヤ１０モデルに対して、バッキンガムのπ定理（Buckingham PI theorem）を介した次元解析を行うことができる。バッキンガムのπ定理（Buckingham PI theorem）を介した次元解析は、下記数学として表現される。
【0051】
【数12】
【0052】
ここで、それぞれの係数及び文字が表すのは、上記数式において使用された係数及び文字が表すのと同一である。
【0053】
つまり、このような次元解析を通じて関係を確認することができ、最終的にタイヤ１０モデルの単純化と次元解析を通じて下記数式による総計４つの無次元数（Ａ～Ｄ）を導き出すことができる。
【0054】
【数13】
【0055】
【数14】
【0056】
【数15】
【0057】
【数16】
【0058】
上記数式において、それぞれの係数及び文字が表すのは、上記した式において使用された係数及び文字が表すのと同一である。
【0059】
無次元数Ａの場合、曲げ剛性を、タイヤ１０の半径をタイヤ１０空気圧値で割った値として、タイヤ１０がどれだけうまく曲げられるかに対する尺度であり得る。無次元数Ｂの場合、タイヤ１０と路面１の接触幅をタイヤ１０の半径で割った値として、タイヤ１０が地面に対してどれだけ広く接触するかに対する尺度であり得る。無次元数Ｃの場合、タイヤ１０空気圧に対するタイヤ１０トレッドの軸方向強度（剛性係数）の割合であり、無次元数Ｄの場合、タイヤ１０の空気圧に対するタイヤ１０トレッドの縦方向強度（剛性係数）の割合であり得る。
【0060】
上記した次元数Ａは、ｈ（タイヤ１０トレッドの厚さ）の３乗に比例する因子のことから、曲げ剛性数（Bending Stiffness number）といえる。また、これを用いる場合には、ｈ（タイヤ１０トレッドの厚さ）が減少するにつれて曲げ剛性数（Bending Stiffness number）の減少を予想することができる。曲げ剛性数（Bending Stiffness number）を用いて、摩耗推定因子を導き出すために入力（input）を簡単にすれば、下記数式として表現される。
【0061】
【数17】
【0062】
また、上記数式においてそれぞれの変数は、下記数式によって演算される。
【0063】
【数18】
【0064】
【数19】
【0065】
【数20】
【0066】
ここでは、前で仮定したように、タイヤ１０内部の減衰効果を０(zero)と仮定したものを適用すれば、下記数式のように表現することができる。
【0067】
【数21】
【0068】
上記数式において、それぞれの係数及び文字が表すのは、上記数式において使用された係数及び文字が表すのと同一である。
【0069】
図３は、本発明の一実施形態によるタイヤ１０が路面１から受ける力の分布を示した模式図である。図３に示すように、タイヤ１０が路面１から受ける力の減衰がなく、接地圧力がどの点でも同じであるとの２つの仮定を介して加わる入力（Input）は、下記数式のように単純化が可能である。
【0070】
【数22】
【0071】
タイヤ１０が路面１から受ける力の合力は、タイヤ１０の全体負荷と同一であり、タイヤ１０の接触両端で路面１から受ける力は、０(zero)としてboundary condition（境界条件〉の設定が可能である。これによって、タイヤ１０が路面１から受ける力の大きさは、上記数式として表現される。ここで、上記数式は、タイヤ１０が接地中の状態に対する数式であり、下記数式は、タイヤ１０が接地解除の状態に対する数式である。
【0072】
【数23】
【0073】
ここで、Qwはタイヤ１０の全体荷重である。
【0074】
【数24】
【0075】
上記のような条件でタイヤ１０が路面１から受ける力は、下記数式によって導き出される。ここで、下記数式により入力（Input）が決定される。
【0076】
【数25】
【0077】
【数26】
【0078】
上記数式において、q(θ)は、回転に対するタイヤ１０内の加速度センシング点の中心角がθである場合、タイヤ１０と路面１との接触点での圧力である。そして、残りのそれぞれの係数及び文字が表すのは、上記数式において使用された係数及び文字が表すのと同一である。
【0079】
上記数式に軸方向の変形式をまとめると、下記数式のように表現することができる。
【0080】
【数27】
【0081】
【0082】
【数28】
【0083】
【数29】
【0084】
上記数式を２回微分すると、下記数式のように演算することができる。
【0085】
【数30】
【0086】
上記数式において、それぞれの係数及び文字が表すのは、上記数式において使用された係数及び文字が表すのと同一である。
【0087】
上記数式によりタイヤ１０内部の軸方向の加速度は、余弦成分のみ有していることを確認することができ、このような式はフーリエ級数により表現可能であり、このような事項を反映して式をまとめると、下記数式のように表現することができる。
【0088】
【数31】
【0089】
【0090】
【数32】
【0091】
その結果、信号分析部１２０は、フーリエ級数分析による上記数式を用いて、タイヤ１０の曲げ剛性の変化率を演算することができるが、上記数式の左辺値はタイヤ１０内部の加速度値を用いて演算され得る。上記数式において、それぞれの係数及び文字が表すのは、上記数式において使用された係数及び文字が表すのと同一である。
【0092】
そして、信号分析部１２０は、無次元数であるＡ～Ｄのそれぞれに所定の可変値を繰り返し代入することにより、タイヤ１０の曲げ剛性の変化率である無次元数のＡを導き出すことができる。これに対する事項は、下記の各図面のグラフを用いて説明される。
【0093】
図４は、本発明の一実施形態による加速度センサを介して獲得されたタイヤ１０の軸方向の加速度を使用したフーリエ級数分析を示したグラフであり、図５は、本発明の一実施形態による加速度センサを介して獲得されたタイヤ１０の軸方向の加速度を使用したフーリエ級数分析に基づいてカーブフィッティングした結果に対するグラフである。図４及び図５において、縦軸はフーリエ級数の範囲を示し、横軸は、モードナンバー（mode number）を示す。
【0094】
上記数学と図４に示すように、タイヤ１０の軸方向加速度の余弦（cos）成分は、ｎに対し正弦波の形式を有することがわかる。そして、図５は、実際のタイヤ１０の軸方向加速度のそれぞれのモードナンバー（mode number）別大きさを示したものとして、このとき、ｘ軸は定在波のモード数であり、ｙ軸はタイヤ１０の加速度センサ信号を通じて計算された式の左辺を表すことができる。
【0095】
分析の結果、Flexible Ring（フレキシブルリング）モデルを介した結果のように、実際のタイヤ１０内部の軸方向加速度が正弦波の形式を有することを確認することができており、軸方向の加速度センサの信号を通じてこれを検証した。
【0096】
【0097】
図６は、本発明の一実施形態によるタイヤ１０トレッドの摩耗による曲げ剛性数（Bending Stiffness number）の傾向性を示したグラフであり、図７は、本発明の一実施形態による曲げ剛性数（Bending Stiffness number）の傾向性とタイヤ１０の実際の摩耗量を比較したグラフである。図６において、縦軸は曲げ剛性数（Bending Stiffness number）を示し、横軸はタイヤ１０トレッドの実際の摩耗量（mm）を示すことができる。そして、図７において、縦軸はＦｌeｘｉｂｌｅ Ｒｉｎｇ（フレキシブルリング、弾性リング）タイヤモデルを用いて演算された摩耗量（mm）を示し、横軸はタイヤ１０トレッドの実際の摩耗量（mm）を示すことができる。
【0098】
曲げ剛性数（Bending Stiffness number）の傾向性に対する図６及び図７に示すように、タイヤ１０の空気圧、荷重、速度などを変更しながら、多様な条件について測定されたタイヤ１０の内部の加速度をベースに曲げ剛性数（Bending Stiffness number）を推定してみた。これの結果は、図６及び図７に示すとおりである。ここで、各点は、多様な条件の結果を示す。
【0099】
【0100】
以下、本発明のタイヤの摩耗装置を用いたタイヤの摩耗測定方法に対して説明することにする。
【0101】
第１の段階では、軸方向に対するタイヤ１０内部の加速度がタイヤ１０内部の各点について測定される。そして、第２の段階では、タイヤ１０内部の軸方向の加速度を用いてタイヤ１０の曲げ剛性の変化率が演算されることにより、タイヤ１０トレッドの摩耗率が推定される。次に、第３の段階では、タイヤ１０トレッドの摩耗率情報を用いてタイヤ１０の交換時期が判定される。その後、第４の段階では、タイヤ１０の交換時期に関する情報が、車両のユーザと車両に連結された外部の統合制御システムへ伝達される。
【0102】
本発明のタイヤの摩耗装置を用いたタイヤの摩耗の測定方法に対する残りの事項は、上記した本発明のタイヤの摩耗装置に対する事項と同一である。
【0103】
上述した本発明の説明は、例示のためのものであり、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者（当業者）は、本発明の技術的思想や必須的特徴を変更せず、他の具体的な形態に容易に変形が可能であることを理解することができるだろう。したがって、以上で記述した実施形態は、すべてのアスペクトで例としてのものであり、限定的ではないものと理解しなければならない。例えば、単一形で説明されている各コンポーネントは、分散されて実施される場合があり、同様に分散されたものと説明されているコンポーネントも結合された形態で実施される場合がある。
【0104】
本発明の範囲は、後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、並びにその均等概念から導き出されるすべての変更又は変形された形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【符号の説明】
【0105】
１：路面
１０：タイヤ
１００：計測モジュール
１１０：信号受信部
１２０：信号分析部
１３０：送信部
２００：制御モジュール
２１０：車両制御部
２２０：情報伝達部
２３０：ディスプレイ部
１０：タイヤ
１００：計測モジュール
１１０：信号受信部
１２０：信号分析部
１３０：送信部
２００：制御モジュール
２１０：車両制御部
２２０：情報伝達部
２３０：ディスプレイ部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】