以下、本発明の最良の形態について、図面� ��基づき説明する。
最良の形態1.
 図1は、本最良の形態1に係るタイヤ摩耗推� �装置10の構成を示す機能ブロック図で、同図 において、11はタイヤトレッド部の加速度を� ��出する加速度センサ、12は車輪の回転速度� �検出する車輪速センサ、13は上記加速度セン サの出力からタイヤトレッド部の加速度の時 系列波形を抽出する加速度波形抽出手段、14� ��上記加速度を微分した値の時系列波形であ� ��加速度の微分波形を演算する微分波形演算� ��段、15は上記加速度の微分波形に現れる2つ� ��ピークのうちの前側のピークである踏み込� ��端側ピークのレベルを算出し、この算出さ� ��た踏み込み端側のピークのレベルを当該タ� ��ヤの変形速度の指標Vとして出力する変形速 度算出手段、16は予め求めておいた接地長Lと 荷重Wの関係を示すL-Wマップ16A及びタイヤの� �耗の度合Mと変形速度の指標Vとの関係を示す M-Vマップ16Bとを記憶する記憶手段、17は上記� ��速度の微分波形に現れるトレッドの接地端� ��おける変形に対応する2つのピーク間の時間 である接地時間を算出し、この算出された接 地時間にタイヤ速度を掛け合わせて当該タイ ヤの接地長Lを算出するとともに、上記記憶� �段16に記憶された上記L-Wマップ16Aを用いて、 上記算出された接地長Lから当該タイヤの荷� �Wを推定して出力する荷重推定手段、18は上� �変形速度算出手段15で算出された変形速度の 指標Vと上記M-Vマップ16B及び荷重推定手段17で 推定された荷重Wとから、当該タイヤの摩耗� �度合を推定する摩耗推定手段である。なお� �本例では、上記タイヤ回転速度を、車輪速� �ンサ12で検出された車輪の回転時間と当該タ イヤの回転長さ係数とを用いて算出するよう にしている。
 また、本例では、加速度センサ11を、図2に� ��すように、タイヤ1のインナーライナー部2� �タイヤの幅方向中心に、その検出方向がタ� �ヤ径方向になるように配置して、路面から� �イヤトレッド3の内面に作用するタイヤ径方� ��の加速度を検出する。
 車輪速センサ12は、ヨークとコイルとから� �るセンサ部を図示しないナックルに装着し� �車軸の回転を検出する周知の電磁誘導型の� �輪速センサを用いている。
 また、上記加速度波形抽出手段13から摩耗� �定手段18までの各手段は車体側に設置されて 演算部19を構成する。
 上記加速度センサ11の出力信号を演算部19に 送る構成としては、例えば、図2に示すよう� �、インナーライナー部2もしくはホイール4に 送信器11Fを設置して、上記出力信号を図示し ない増幅器で増幅した後、無線にて上記演算 部19に送信する構成とすることが好ましい。� ��お、演算部19をタイヤ側に設けて摩耗推定� �段18の判定結果を車体側の図示しない車両制 御装置に送信する構成としてもよい。

 次に、本最良の形態1に係るタイヤ摩耗推定 方法について説明する。
 まず、加速度センサ11によりタイヤトレッ� �3の変形に伴って変形するインナーライナー� ��2内面のタイヤ径方向の加速度を検出する。 加速度波形抽出手段13では、上記加速度セン� ��の出力信号から、上記径方向加速度の時系� ��波形(以下、加速度波形という)を抽出する� �図3は上記加速度波形の一例を示す図で、横� ��は時間[sec.]で、縦軸は径方向の加速度の大� ��さ[G]である。加速度がプラスの値の場合に� ��タイヤ外側に加速度が発生しており、マイ� ��スの値の場合にはタイヤ中心方向に加速度� ��発生している。この加速度は、タイヤトレ� ��ドが径方向に受けている力に応じて発生し� ��おり、若干の位相差はあるが、径方向の変� ��量を代用する値である。プラス側の2つのピ ーク近傍は接地面外であり、トレッドがタイ ヤ外側に変形するような力を受けていること から、上記2つのピークは膨出点であること� �分かる。
 トレッド3のタイヤ接地面の端部における変 形速度は上記径方向の変形量の時間変化の大 きさに比例するので、微分波形演算手段14に� ��上記加速度を微分した値の時系列波形であ� ��微分波形を演算して求める。
 図4は上記微分波形の一例を示す図で、横軸 は時間[sec.]で、縦軸は径方向加速度の微分値 の大きさ[G/sec.]である。この微分波形のピー� ��である2つのピーク(踏み込み端側のピーク� �蹴り出し端側のピーク)はトレッドの受けて� ��る径方向の力が最も変化している点であり� ��そのピークの大きさは接地端部の変形速度� ��比例している。
 変形速度算出手段15では、上記2つのピーク� ��うち、踏込み側ピークのレベル(絶対値)を� �出して、これを変形速度の指標Vとし、この� ��形速度の指標Vを摩耗推定手段18に出力する� ��
 なお、ピーク検出においては、加速度セン� ��11の感度にもよるが、適度なローパスフィ� �タを掛けてからピーク検出する方がデータ� �安定する。すなわち、より安定した摩耗推� �をすることができる。また、上記ピーク間� �時間間隔はタイヤ速度によって大きく変化� �るので、ローパスフィルタの周波数はタイ� �速度に応じて変える方が、各速度における� �形形状を同様にすることができるので、よ� �安定した推定を行うことができる。

 また、上記微分波形の2つのピーク間の時間 間隔はトレッドの接地時間に相当する。荷重 推定手段17では、上記微分波形の2つのピーク 間の時間間隔から接地時間を算出し、この接 地時間に、タイヤ速度を掛け合せて接地長L� �算出する。本例では、上記タイヤ速度を、� �輪速センサ12で検出された車輪の回転時間と 当該タイヤの回転長さ係数とを用いて算出す るようにしている。
 摩耗推定手段18では、上記変形速度算出手� �15で算出された変形速度の指標Vと予め記憶� �段16に記憶しておいたタイヤ摩耗の度合Mと� �形速度の指標Vとの関係を示すM-Vマップ16Bと� ��用いて当該タイヤの摩耗の度合を推定する� ��
 なお、上記変形速度の指標Vとして用いるピ ークレベルは若干、荷重依存性があるので、 本例では、上記荷重推定手段17で推定した荷� ��Wに基づいて、上記タイヤ摩耗の度合Mを補� �するようにしている。

 タイヤの摩耗の度合Mと変形速度の指標Vの� �である踏込み側ピークのレベルとの関係は� �下の試験結果に基づいて求めた。
 摩耗量だけでなく、摩耗の形態の影響も含� ��て検討すべく、以下の4種の試験タイヤを準 備した。言うまでもなく、市場における摩耗 の形態にはバラツキがあり、摩耗形態が異な っても推定誤差が小さいことが重要である。
 試験タイヤ1は新品タイヤで、図2に示すセ� �ターに近い位置の周方向溝5の溝深さは約8mm� ��ある。
 試験タイヤ2はセンターに近い位置の周方向 溝5の残溝深さが約4mmで、かつ、ショルダー� �6が摩耗気味のタイヤである。
 試験タイヤ3はセンターに近い位置の周方向 溝5の残溝深さが約4mmで、センター部7が摩耗� ��味で、ショルダー部6は残っている形態のタ イヤである。
 試験タイヤ4はセンターに近い位置の周方向 溝5の残溝深さが約2mmで、スリップサインに� �いレベルまでほぼ均等に摩耗したタイヤで� �る。
 上記試験タイヤ1~4を、フラットベルト試験� ��上で時速40kmにて走行させ、タイヤ径方向の 加速度を計測し、上記加速度の微分波形を用 いて踏込み側ピークのレベルを算出した。用 いたタイヤはサイズが205/65R15のタイヤで、そ のときの内圧は230kPaである。また、荷重につ いては、3~7kNまで1kNおきに変化させた。
 図5のグラフは荷重(kN)を変化させたときの� �上記各試験タイヤ1~4の踏込み側ピークのレ� �ル(G/sec.)をプロットしたものである。このグ ラフから、踏込み側ピークのレベルは、若干 の荷重依存性はあるものの、摩耗の度合Mが� �むほど踏込み側ピークのレベルの絶対値が� �きくなっていることが分かる。
 また、同図の□印で示す試験タイヤ2と△印 で示す試験タイヤ3とは摩耗の形態が異なっ� �いるが、摩耗の形態が異なっていてもその� �は少なく、試験タイヤ2と試験タイヤ3のライ ンは、同図の◆印で示す新品タイヤのライン と×印で示す残溝約2mmのタイヤのラインとの� ��ぼ中間に位置している。また、センター摩� ��量は同じでショルダーがより摩耗している� ��すなわち、トレッド全体としてはより摩耗� ��ている試験タイヤ2の変形速度の方が、試験 タイヤ3より大きくなっている。したがって� �トレッドのタイヤ径方向の加速度の微分波� �を用いて算出した踏込み側ピークのレベル� �算出し、これを変形速度の指標Vとしてタイ� ��の摩耗を推定すれば、摩耗の形態が異なっ� ��いても安定して摩耗レベルを推定できる。� ��た、上記図5のグラフを用いて荷重による補 正を行えば、摩耗レベルの推定精度を更に向 上させることができる。
 ところで、タイヤ速度が大きくなると変形� ��の遠心力の影響が大きくなり、その結果、� ��地長Lと荷重Wとの関係も変ってくる。そこ� �、推定を行う際のタイヤ速度の上限値を定� �、低速側で推定する方が安定した摩耗推定� �実現できる。また、摩耗の進展は非常に遅� �ため、高速走行時に推定できなくても実用� �は何ら問題はない。タイヤの種類にもよる� �、タイヤの動半径への遠心力の影響が大き� �なるのは100km/hr以上であるので、100km/h以下� �測定することが好ましい。なお、上記試験� �タイヤ速度を変えて行ったところ、時速100km までの範囲では各ラインは動かず安定してい ることが確認された。

 このように本最良の形態1では、タイヤ1の� �ンナーライナー部2の内面側に加速度センサ1 1を設けてタイヤトレッド3のタイヤ径方向の� ��速度を検出し、この検出した加速度の微分� ��形に現れるタイヤトレッド3の踏み込み端側 のピークレベルを算出してこれを当該タイヤ のトレッドの変形速度の指標Vとし、この算� �された変形速度の指標Vからと、予め求めて� ��いたタイヤ摩耗の度合Mと変形速度の指標V� �の関係を示すM-Vマップ16Bとに基づいて当該� �イヤの摩耗の度合を推定するようにしたの� �、タイヤの摩耗形態が異なった場合でも、� �イヤの摩耗を精度よく推定することができ� �。このとき、上記微分波形に現れる2つのピ� ��クの間隔から当該タイヤの接地長Lを求めて 荷重Wを推定し、この推定された荷重Wにより� ��記タイヤの摩耗の度合を補正するようにす� ��ば、タイヤの摩耗の度合を更に精度よく推� ��することができる。
 また、加速度センサ11はタイヤ接地面に露� �しないので、耐久性に優れるとともに、グ� �ップ力などのタイヤ性能を損なうことなく� �タイヤの摩耗を推定することができる。

 なお、上記最良の形態1では、踏み込み端側 のピークレベルを算出してこれを当該タイヤ のトレッドの変形速度の指標Vとしたが、蹴� �出し端側のピークレベルを算出してこれを� �形速度の指標Vとしてもよい。図6のグラフは 荷重(kN)を変化させたときの、上記各試験タ� �ヤ1~4の蹴り出し端側ピークのレベルをプロ� �トしたもので、試験方法については、上記� �と同様である。
 このグラフから、蹴り出し端側のピークレ� ��ルは、若干の荷重依存性はあるものの、摩� ��の度合Mが進むほど踏込み側ピークのレベル が大きくなっていることが分かる。したがっ て、蹴り出し端側のピークレベルを算出して これを変形速度の指標Vとしても、タイヤの� �耗の度合を精度よく推定することができる� �
 また、上記例では、タイヤトレッド3のタイ ヤ径方向の加速度を検出して変形速度の指標 Vを算出したが、加速度センサ11の検出方向を タイヤ周方向として、トレッドのタイヤ接地 面端部のタイヤ周方向加速度を検出するよう にしてもよい。
 図7はタイヤ周方向加速度の時系列波形を示 す図で、タイヤ周方向加速度を用いる場合に は、微分波形のピークではなく、周方向加速 度波形に現れる踏み込み端側のピークレベル もしくは蹴り出し端側のピークレベルをその まま用いればよい。この場合、加速度の方向 は周方向であるが、その大きさは、タイヤ径 方向の変形速度に連動して変化しているので 、上記タイヤ周方向加速度もタイヤ径方向の 変形速度の情報である。
 図8(a)のグラフは,荷重(kN)を変化させたとき� ��、上記各試験タイヤ1~4の踏み込み端側ピー� ��のレベルをプロットしたもので、図8(b)のグ ラフは蹴り出し端側ピークのレベルをプロッ トしたものである。試験方法については、上 記例と同様である。
 これらのグラフから、踏み込み端側のピー� ��レベルも蹴り出し端側のピークレベルも、� ��干の荷重依存性はあるものの、摩耗の度合� ��進むほどピークのレベルの絶対値が大きく� ��っていることが分かる。したがって、タイ� ��周方向加速度の時系列波形からその踏み込� ��端側のピークレベル、もしくは、蹴り出し� ��側のピークレベルを算出してこれを変形速� ��の指標Vとしても、タイヤの摩耗の度合を精 度よく推定することができる。
 また、上記踏み込み端側のピークレベルと� ��り出し端側のピークレベルの両方を算出し� ��踏み込み端側のピークレベルの絶対値と蹴� ��出し端側のピークレベルの絶対値の和、も� ��くは、踏み込み端側のピークレベルの絶対� ��と蹴り出し端側のピークレベルの絶対値と� ��平均値を変形速度の指標Vとしてもよい。

 また、上記例では、加速度センサ11を、図2� ��示すように、タイヤ1のインナーライナー部 2の内面のタイヤの幅方向中心に配置したが� �インナーライナー部2のタイヤ径方向外側で� ��つベルト層の内側や、ベルト層よりもタイ� ��径方向外側でかつトレッドゴムに形成され� ��溝部よりも内側に配置しても同様の効果を� ��ることができる。しかし、耐久性や取付け� ��容易さを考慮すると、本例のように、イン� ��ーライナー部2の内面側などに取付ける方が 有利である。
 また、上記例では、車輪速センサ12を用い� �当該タイヤの速度を検出するようにしたが� �車体側に速度センサもしくは加速度センサ� �設けて車体速度を計測し、この車体速度か� �接地長を求めるようにしてもよい。
 上記加速度波形のピークもしくは微分波形� ��ピークは、タイヤの1回転毎に繰り返し現れ るので、上記ピークの時間間隔と当該タイヤ の回転長さ係数とを用いてタイヤ速度を算出 するようにしてもよい。

 また、上記例では、加速度センサ11によ� �検出したタイヤ径方向加速度の微分波形か� �タイヤの摩耗を推定したが、上記加速度セ� �サ11に変えて歪センサを設け、タイヤ周方向 歪波形を検出してタイヤの摩耗を推定するよ うにしてもよい。図9(a)はタイヤ周方向歪波� �の一例を示す図で、図9(b)はその微分波形で� ��る。トレッドのタイヤ接地端側では、タイ� ��径方向加速度がプラスであり、トレッドが� ��イヤ外側に変形するが、その場合、タイヤ� ��面側はベルトを中立軸として圧縮されるよ� ��に曲げられるので、タイヤ周方向歪はマイ� ��スになる。タイヤ径方向の力が最も変化し� ��いる点は、タイヤ周方向歪も最も変化する� ��でもあるので、図9(b)に示すタイヤ周方向歪 の微分波形に現れるピークのレベルを算出し てこれを変形速度の指標Vとしてもよい。す� �わち、タイヤ周方向歪の微分波形に現れる� �ークのレベルも、接地端部におけるタイヤ� �方向の変形速度の情報であるので、上記変� �速度の指標Vを用いれば、タイヤの摩耗の度� ��を精度よく推定することができる。

最良の形態2.
 上記最良の形態1では、加速度センサ11によ� ��検出したタイヤ径方向加速度の微分波形か� ��タイヤのトレッドの接地端部における変形� ��度の指標Vを算出し、タイヤの摩耗の度合を 推定したが、上記タイヤ径方向加速度波形か らトレッドの膨出点におけるタイヤ径方向の 変形量の指標Yを算出し、この変形量の指標Y� ��らタイヤの摩耗の度合を推定することも可� ��である。
 図10は、タイヤのサイズが205/65R15の夏用タ� �ヤを、速度40km/hr、荷重5kN、内圧230kPaの条件� ��、フラットベルト試験機上で走行させたと� ��のトレッドのタイヤ径方向加速度波形を比� ��した図である。横軸は時間[sec.]で、縦軸は� ��方向の加速度の大きさ[G]で、同図の実線が� ��記試験タイヤ1と同じ新品タイヤのデータで 、同図の破線が上記試験タイヤ4と同じ摩耗� �タイヤである。
 プラス側の2つのピーク近傍は接地面外であ り、トレッドがタイヤ外側に変形するような 力を受けていることから、これら2つのピー� �は上記膨出点である。この膨出点のレベル� �トレッドが受ける力の大きさ、すなわち、� �レッドのタイヤ接地端部側の変形量に比例� �るので、上記トレッドのタイヤ径方向加速� �波形の踏み込み端側のピークレベル、もし� �は、蹴り出し端側のピークレベルを算出し� �これをトレッドのタイヤ接地端部側の変形� �の指標Yとすれば、上記指標Yは、図10に示す� ��うに、タイヤの摩耗の度合が大きい程大き� ��なるので、変形量の指標Yからタイヤの摩耗 の度合を推定することができる。

 図11は、最良の形態2に係るタイヤ摩耗推定� ��置20の構成を示す機能ブロック図で、本例� �は、図1に示したタイヤ摩耗推定装置10の変� �速度算出手段15に代えて、上記加速度波形に 現れる踏み込み端側の膨出点のピークレベル を算出し、この算出されたピークレベルを当 該タイヤの変形量の指標Yとして出力する変� �量算出手段25を設け、上記記憶手段16に代え� ��、予め求めておいた接地長Lと荷重Wの関係� �示すL-Wマップ16A及びタイヤの摩耗の度合Mと� ��形量の指標Yとの関係を示すM-Yマップ26Bとを 記憶する記憶手段26を設けるとともに、摩耗� ��定手段18に代えて摩耗推定手段28を設けて、 上記変形量算出手段25で算出された変形量の� ��標Yと上記M-Yマップ26Bとから、当該タイヤの 摩耗の度合を推定するようにしている。
 タイヤ摩耗推定装置20を上記のような構成� �することにより、加速度センサ11により検出 したタイヤ径方向加速度波形を用いてタイヤ のトレッドの変形量の指標Yを算出して、タ� �ヤの摩耗の度合を推定することができる。
 上記M-Yマップ26Bを作製するための、タイヤ� ��摩耗の度合Mと変形速度の指標Yの値である� �イヤ径方向加速度波形の踏込み側ピークの� �ベルとの関係については、上記最良の形態1� ��同様に、上述した4種の試験タイヤ1~4を用い て求めることができる。

 なお、上記最良の形態2では、タイヤ径方向 加速度波形の踏み込み端側のピークレベルを 算出してこれを当該タイヤのトレッドの変形 量の指標Yとしたが、蹴り出し端側のピーク� �ベルを算出してこれを変形速度の指標Yとし� ��もよい。
 また、加速度センサ11に代えて、歪センサ� �設け、タイヤ周方向歪波形を検出してタイ� �の摩耗を推定するようにしてもよい。この� �合には、図9(a)に示した周方向歪波形のピー� ��のうちの負側のピークレベルを当該タイヤ� ��径方向変形量の指標Yとし、この変形量の指 標Yを用いてタイヤの摩耗の度合を推定する� �うにすればよい。

最良の形態3.
 図12は、本最良の形態3に係るタイヤ摩耗推� ��装置30の構成を示す機能ブロック図で、同� �において、11は加速度センサ、32は加速度微� ��波形演算手段、33は変形速度算出手段、34は 回転時間算出手段、35は接地時間算出手段、3 6は接地時間比算出手段、37は基準化変形速度 指標算出手段、38は記憶手段、39はタイヤ摩� �推定手段である。
 加速度センサ11は、上記最良の形態1,2と同� �、タイヤトレッド内面の加速度を検出する� �ンサで、この加速度センサ11が本発明のタイ ヤ摩耗推定装置30のセンサ部30Aを構成し、上� ��加速度微分波形演算手段32から摩耗推定手� �39までの各手段が演算部30Bを構成する。
 本例では、図2に示すように、上記加速度セ ンサ11を、タイヤ1のインナーライナー部2の� �イヤの幅方向中心に、その検出方向がタイ� �径方向になるように配置し、タイヤトレッ� �(以下、トレッドという)3の内面に作用する� �イヤ径方向加速度を検出する。また、上記� �算部30Bは図示しない車体側に配置されてい� �。
 上記加速度センサ11の出力信号を上記演算� �30Bに送る構成としては、例えば、図2に示す� ��うに、インナーライナー部2もしくはホイー ル4に送信器11Fを設置して、上記加速度セン� �11の出力信号を図示しない増幅器で増幅した 後、無線にて上記車体側に配置された演算部 30に送信する構成とすることが好ましい。な� ��、上記演算部30Bをタイヤ1側に設けてタイヤ 摩耗推定手段39の判定結果を車体側の図示し� ��い車両制御装置に送信する構成としてもよ� ��。

 加速度微分波形演算手段32は、上記加速度� �ンサ11で検出されたトレッド3に作用するタ� �ヤ径方向加速度(以下、径方向加速度という) の時系列波形を時間微分して径方向加速度の 微分波形を求める。
 変形速度算出手段33は、上記径方向加速度� �微分波形に現れる2つのピーク(図14に示す、� ��み込み端側ピークP _f と蹴り出し端側のピークP _k )の値である微分ピーク値をそれぞれ算出す� �。本例では、上記踏み込み端側ピークP _f の微分ピーク値を踏み込み端側におけるトレ ッドの変形速度V _tf とし、上記蹴り出し端側ピーク値P _k の微分ピーク値を蹴り出し端側におけるトレ ッドの変形速度V _tk とした。
 回転時間算出手段34は、上記2つのピークの� ��ちの蹴り出し端側のピークが現れた時間T ₁ とこの蹴り出し端側のピークがタイヤ1が1周� ��てから再び現れるまでの時間T ₂ との時間差T _r =T ₂ -T ₁ を算出する。この時間差T _r が当該タイヤの一周に要する回転時間である 。以下、上記T _r を回転時間という。
 接地時間算出手段35は、トレッド3の接地端� ��おける変形に対応する2つのピーク間の時間 である接地時間T _t を算出する。
 接地時間比算出手段36は、上記接地時間T _t を上記回転時間T _r で除算して接地時間比を算出する。本例では 、上記接地時間比を接地長の指標L _t としている。
 基準化変形速度指標算出手段37は、上記変� �速度算出手段33で算出された踏み込み端側及 び蹴り出し端側の変形速度V _tf ,V _tk を上記回転時間算出手段34で算出した回転時� ��T _r の情報を用いてそれぞれ基準化して、踏み込 み端側の基準化変形速度V ⁿ _tf と蹴り出し側の基準化変形速度V ⁿ _tk とを算出するとともに、上記踏み込み端側の 基準化変形速度V ⁿ _tf と蹴り出し側の基準化変形速度V ⁿ _tk とを平均化して、基準化した変形速度の指標 (基準化変形速度指標)V ⁿ _t を算出する。
 記憶手段38は、予め求めた、タイヤの摩耗� �度合いMごとの、基準化された変形速度の指� ��V ⁿ _t (M)と接地長の指標L _t (M)との関係を示すマップ(V(M)-Lマップ)38Mを記� ��する。
 タイヤ摩耗推定手段39は、上記基準化変形� �度指標算出手段37で算出した基準化変形速度 指標V ⁿ _t と上記接地時間比算出手段36で算出した接地� ��の指標L _t と、上記マップ38Mとから、当該タイヤの摩耗 の度合いMを推定する。

 次に、本最良の形態3に係るタイヤ摩耗推定 方法について説明する。
 まず、加速度センサ11により、トレッド3の� ��形に伴って変形する上記インナーライナー� ��2の内面のタイヤ径方向の加速度を検出し、 図示しない増幅器で増幅した後、上記インナ ーライナー部2に設置された送信器11Fから車� �側に配置された演算部30Bに送信する。演算� �30Bの加速度微分波形演算手段32では、上記検 出された径方向加速度の時系列波形を時間微 分して径方向加速度の微分波形を求める。な お、この径方向加速度の微分波形も時系列波 形である。
 図13は、インナーライナー部のタイヤ幅方� �中心に加速度センサが取り付けられた、サ� �ズが205/65R15の夏用タイヤを、速度40km/hr、荷� ��5kN、内圧230kPaの条件で、フラットベルト試� ��機上で走行させたときに上記加速度センサ� ��検出した径方向加速度波形の一例を示す図� ��、横軸は時間[sec.]、縦軸は径方向加速度の� ��きさ[G]である。加速度の値がプラスの場合� ��はタイヤ外側に加速度が発生しており、マ� ��ナスの場合にはタイヤ中心方向に加速度が� ��生している。この加速度は、タイヤトレッ� ��が径方向に受けている力にほぼ比例して発� ��しており、径方向の変形量に比例している� ��上記径方向加速度波形のプラス側の2つのピ ークp _f ,p _k 近傍は接地面外であり、トレッド3がタイヤ� �側に変形するような力を受けていることか� �、上記2つのピークp _f ,p _k は膨出点であり、これら2つのピークp _f ,p _k のレベルは接地面外のトレッド変形量に対応 する指標である。
 また、図14は上記径方向加速度の微分波形� �示す図で、横軸は時間[sec.]で、縦軸は径方� �の加速度の微分値[G/sec.]である。この微分波 形の2つのピークP _f ,P _k は、トレッド3の受けている径方向の力が最� �変化している点である。上記ピークP _f ,P _k のレベル(ピーク値)はそれぞれタイヤ1の踏み 込み端と蹴り出し端の変形速度に対応してい る。
 上記径方向加速度の微分波形のデータは、� ��形速度算出手段33、回転時間算出手段34、及 び、接地時間算出手段35にそれぞれ送られる� ��
 変形速度算出手段33では、上記微分波形の2� ��のピークP _f ,P _k の値(以下、微分ピーク値という)V _tf ,V _tk をそれぞれ算出して、これらのデータを、踏 み込み端側及び蹴り出し端側におけるにおけ るトレッドの変形速度V _tf ,V _tk として基準化変形速度指標算出手段37に送る� ��
 なお、ピーク検出においては、加速度セン� ��11の感度にもよるが、適度なローパスフィ� �タを掛けてからピーク検出する方がデータ� �安定する。すなわち、より安定した摩耗推� �をすることができる。また、上記ピークP _f ,P _k 間の時間間隔はタイヤの回転速度によって大 きく変化する。そこで、上記ローパスフィル タの周波数をタイヤの回転速度に応じて変え る方が、各速度における波形形状を同様にす ることができるので、より安定した推定を行 うことができる。また、変形速度としては、 上記ピーク値の代わりに、ピーク近傍の特定 範囲の微分値、特に、上記ピークを中心とし たピーク周辺の微分値を平均化したものを用 いてもよい。
 一方、回転時間算出手段34では、上記蹴り� �し端側のピークP _k が現れた時間T ₁ と、タイヤ1が1回転して、上記蹴り出し端側� ��ピークP _k が再び現れるまでの時間T ₂ との時間差T _r を算出し、このデータを当該タイヤ1の回転� �間T _r として上記基準化変形速度指標算出手段37に� ��る。なお、タイヤ1の回転時間T _r は踏み込み端側のピークP _f を用いても算出してもよい。
 また、接地時間算出手段35では、上記2つの� ��ークP _f ,P _k の時間間隔T _t を算出し、このデータを当該タイヤの接地時 間T _t として、接地時間比算出手段16に送る。
 このように、本例では、上記加速度センサ1 1により検出したタイヤ径方向の加速度から� �トレッド3の変形速度V _tf ,V _tk と当該タイヤ1の回転時間T _r と、当該タイヤの接地時間T _t とを算出することができる。

 ところで、トレッドの変形速度V _t は、摩耗の度合いMとタイヤ回転速度W _r により変化する。そこで、摩耗量だけでなく 、摩耗形状の影響も含めて検討すべく、以下 の4種類の試験タイヤを準備した。
 試験タイヤ1は新品タイヤで、図2に示すセ� �ターに近い位置の周方向溝5の溝深さは約8mm� ��ある。
 試験タイヤ2はセンターに近い位置の周方向 溝5の残溝深さが約4mmで、かつ、ショルダー� �6が摩耗気味のタイヤである。
 試験タイヤ3はセンターに近い位置の周方向 溝5の残溝深さが約4mmで、センター部7が摩耗� ��味で、ショルダー部6は残っている形態のタ イヤである。
 試験タイヤ4はセンターに近い位置の周方向 溝5の残溝深さが約2mmで、スリップサインに� �いレベルまでほぼ均等に摩耗したタイヤで� �る。
 なお、これらの試験タイヤ1~4は上記最良の� ��態1で用いた試験タイヤと同様である。
 図15は、上記4種類の試験タイヤを用い、荷� ��5kNとし、タイヤ回転速度W _r を40,80,120km/hrと変化させたときのタイヤ回転� ��度W _r とトレッドの踏み込み端側の変形速度V _tf との関係を摩耗の度合いMごとに調べた結果� �示すグラフである。同図に示すように、ト� �ッドの変形速度V _t はタイヤ回転速度W _r により大きく変化している。
 本例では、上記踏み込み端側の変形速度V _tf を上記回転時間算出手段34で算出した回転時� ��T _r を用いて基準化して基準化変形速度V ⁿ _tf を算出し、この基準化変形速度V ⁿ _tf を用いてタイヤの摩耗度合いMを推定するよ� �にしている。上述したように、変形速度は� �タイヤの回転時間T _r の3乗に反比例するので、本例では、下記の� �(1)を用いて上記踏み込み端側における基準� �変形速度V ⁿ _tf を算出する。
       V ⁿ _tf =V _tf ・T _r ³  ……  (1)
 蹴り出し端側における基準化変形速度V ⁿ _tk についても同様に算出する。
 タイヤの摩耗度合いMを推定するための基準 化変形速度指標としては、上記踏み込み端側 の基準化変形速度V ⁿ _tf 、もしくは、蹴り出し端側の基準化変形速度 V ⁿ _tk を用いてもよいが、本例では、下記の式(2)を 用いて平均基準化変形速度を算出し、これを 基準化変形速度指標V ⁿ _t とした。
     V ⁿ _t =(|V ⁿ _tf |+|V ⁿ _tk |)/2 …… (2)
 このように、基準化変形速度指標V ⁿ _t として、踏み込み端側と蹴り出し端側の平均 値である平均基準化変形速度を用いれば、タ イヤ1に作用する前後力やタイヤ1の姿勢角の� ��響を受けにくくなるので、より安定した推� ��を行うことができる。なお、上記基準化変� ��速度指標V ⁿ _t の算出にV ⁿ _tf の絶対値とV ⁿ _tk の絶対値とを用いたのは、トレッドの変形速 度V _t の符号が踏み込み端側と蹴り出し端側とで正 負逆になるからである。
 図16は、タイヤ回転速度W _r と上記算出された基準化変形速度指標V ⁿ _t との関係を示す図である。基準化変形速度指 標V ⁿ _t は、タイヤ回転速度W _r が80km/hrまではほぼ一定の値となっており、� �耗が進むほど変形速度の指標である基準化� �形速度指標V ⁿ _t の値は大きくなっている。タイヤ回転速度W _r が120km/hrになると、基準化変形速度指標V ⁿ _t の値はやや低下している。これは、遠心力の 影響が大きくなり、タイヤの動半径が変化し ていることが影響していると考えられる。但 し、摩耗は、時間的には非常に遅い変化であ るので、必ずしも常時モニタリングする必要 はないと考えられるので、摩耗を推定する速 度を低速側に限定しても問題はない。そこで 、摩耗の推定をタイヤ回転速度W _r が100km/hr以下の領域、更に好ましくは、80km/hr 以下の領域で行うようにすれば、安定して摩 耗の推定を行うことができる。
 但し、図16からわかるように、残溝量が同� �4mmでも摩耗形状が異なる試験タイヤ2と試験� ��イヤ3とでは、基準化変形速度指標V ⁿ _t の値が異なっていることから、センサ装着部 、すなわち、センター部近辺の摩耗量を推定 するには、摩耗形状により誤差が発生する可 能性がある。また、図示はしないが、荷重が 変わると撓み量が変わるので、基準化変形速 度指標V ⁿ _t の値も変化する。そこで、これらの影響を少 なくするため、接地長の指標L _t の情報も推定に使用する。上記接地長の指標 L _t は接地時間比算出手段36にて算出する。本例� ��は、上記接地時間T _t を上記回転時間算出手段14で算出された回転� ��間T _r で除算して得られる接地時間比R=(T _t /T _r )を接地長の指標L _t とした。タイヤ摩耗推定手段19では、上記接� ��長の指標L _t のデータと上記基準化変形速度指標V ⁿ _t のデータとを用いてタイヤの摩耗を推定する 。

 図17は、タイヤ摩耗の推定に使用するマッ� �(V(M)-Lマップ)38Mの一例を示す図で、横軸は接 地長の指標L _t である接地時間比R、縦軸は、基準化変形速� �指標V ⁿ _t である。このマップ38Mを作成するために用い たタイヤは、図15に示したタイヤの回転時間T _r とトレッドの変形速度V _tf との関係を求めた時と同じ4種類の試験タイ� �(試験タイヤ1~4)で、ここでは荷重を3~7kNまで� ��化させている。同図から、接地時間比Rと基 準化変形速度指標V ⁿ _t との関係を示すラインが摩耗量ごとに分かれ ていることがわかる。したがって、接地時間 比Rと基準化変形速度指標V ⁿ _t とを比較する、すなわち、グラフをマップと して準備しておくことにより、荷重の影響を 受けることなく、摩耗の度合いMを推定する� �とができる。また、上記のグラフでは、試� �タイヤ2と試験タイヤ3のタイヤのように、摩 耗形状は異なっているがセンターに近い周方 向溝5の残溝の深さが同一(約4mm)である場合に は、接地時間比と基準化変形速度との関係を 示すラインが近い位置にあることから、摩耗 形状が異なっていても、摩耗の度合いMを安� �して推定できることがわかる。このように� �接地長の指標を用いることにより、例えば� �ショルダー落ちやセンター摩耗といった摩� �形状が異なる場合でも、摩耗の度合いMを精� ��良く推定できる。
 すなわち、タイヤ摩耗推定手段39にて、上� �基準化変形速度指標算出手段37で算出した基 準化変形速度指標をV ⁿ _t 、上記接地時間比算出手段36で算出した接地� ��の指標をL _t としたとき、(L _t ,V ⁿ _t )が、上記マップ38Mの、摩耗の度合いMにより� ��なる複数のラインのうちのどのライン上に� ��るか、あるいは、上記複数のラインのうち� ��どのラインとどのラインとの間にあるか調� ��れば、当該タイヤの摩耗の度合いMを精度よ く推定することができる。

 このように本最良の形態3では、タイヤ1の� �ンナーライナー部2に加速度センサ11を設け� �トレッド3のタイヤ径方向の加速度を検出し� ��この検出した径方向加速度の微分波形に現� ��るトレッド3の踏み込み端側と蹴り出し端側 のピークP _f ,P _k のレベルをそれぞれ算出してこれを当該タイ ヤのトレッドの変形速度V _tf ,V _tk とするとともに、上記蹴り出し端側ピークP _k の周期からタイヤの回転時間T _r を、踏み込み端側のピークP _f と蹴り出し端側のピークP _k との時間差から接地時間T _t を求める。そして、上記踏み込み端側及び蹴 り出し端側の変形速度V _tf ,V _tk を上記回転時間算出手段34で算出した回転時� ��T _r の情報を用いてそれぞれ基準化した踏み込み 端側基準化変形速度V ⁿ _tf と蹴り出し端側基準化変形速度V ⁿ _tk との絶対値の平均から基準化変形速度指標V ⁿ _t を算出するとともに、上記接地時間T _t を上記回転時間T _r で除算した接地時間比Rを接地長の指標L _t とし、上記基準化変形速度指標V ⁿ _t と上記接地長の指標L _t と、予め求めておいた基準化変形速度指標V ⁿ _t と接地長の指標L _t との関係を示すマップ38Mとから、当該タイヤ の摩耗の度合いMを推定するようにしたので� �タイヤの摩耗形状が異なった場合でも、タ� �ヤの摩耗を精度よく推定することができる� �
 また、トレッド3の変形速度V _tj (j=f,k)は、タイヤの回転時間T _r の3乗に反比例するので、基準化変形速度V ⁿ _tj を式V ⁿ _tj =V _tj ・T _r ³ を用いて算出すれば、タイヤ回転速度W _r の影響の極めて少ない基準化変形速度V ⁿ _tj を得ることができる。
 更に、本例では、加速度センサ11の出力か� �上記変形速度V _tj 、回転時間T _r 、及び、接地時間T _t を算出することができるので、装置を小型化 することができるとともに、信号処理回路も 簡素化できる。
 また、上記加速度センサ11はタイヤ接地面� �露出しないので、耐久性に優れるとともに� �グリップ力などのタイヤ性能を損なうこと� �く、タイヤの摩耗を推定することができる� �

 なお、上記最良の形態3では、図14に示した� ��速度センサ11で検出した径方向加速度の微� �波形のピークP _f ,P _k の位置を接地端とし、この接地端の加速度微 分値(微分ピーク値)をトレッド3の変形速度の 指標V _tj (j=f,k)をとしたが、図13に示した径方向加速度 波形の上記接地端における傾きを算出し、こ れをトレッド3の変形速度V _tj (j=f,k)としてもよい。
 また、上記例では、予め求めた、タイヤの� ��耗の度合いMごとの、基準化された変形速度 の指標V ⁿ _t (M)と接地長の指標L _t (M)との関係を示すV(M)-Lマップ38Mを用いて当該 タイヤの摩耗の度合いMを推定したが、上記� �測された接地長の指標L _t (M)と上記基準化した変形速度の指標V ⁿ _t (M)との相関式を求め、この相関式の係数の大 きさ、あるいは、その使用初期からの変化量 に基づいて当該タイヤの摩耗の度合いMを推� �するようにしてもよい。上記図17に示したタ イヤの摩耗の度合いMごとのラインは直線性� �高いので、上記相関式としては1次近似でも� ��分である。例えば、1次近似の場合には、a,b を定数として、V ⁿ _t (M)=a・L _t (M)+bとする。そして、上記aの値を予め固定し 、bの値によって摩耗の度合いMを推定する。� ��お、場合によっては、多項式近似や指数近� ��などの推定精度の高い相関式を用いてもよ� ��。
 また、上記例では、トレッド3の変形速度を タイヤの回転時間T _r を用いて基準化したが、タイヤ回転速度W _r を用いて基準化してもよい。すなわち、トレ ッド3の変形速度の指標V _tj (j=f,k)はタイヤ回転速度W _r の3乗に比例するので、上記変形速度の指標V _tj (j=f,k)を、上記タイヤ回転速度W _r で除算してやればよい。上記タイヤ回転速度 W _r は、例えば、荷重負荷状態でタイヤが1回転� �る長さである回転長さ係数Sを上記回転時間T _r で除算するなどして求めることができる。
 また、上記例では、接地時間算出手段35で� �出した接地時間T _t を回転時間算出手段34で算出された回転時間T _r で除算して得られた接地時間比を接地長の指 標L _t としたが、上記接地時間T _t を接地長の指標L _t としてもよい。あるいは、接地面のタイヤ周 方向の長さLを接地長の指標L _t としてもよい。なお、上記接地面のタイヤ周 方向の長さ(接地長)Lは、上記接地時間T _t に上記タイヤ回転速度W _r を乗算して求めることができる。