タイヤの前後力検出方法、及びそれに用いるタイヤの前後力検出装置
【課題】 タイヤに作用する前後力を、構成簡易に、かつ高い信頼性及び精度を有して検出する。
【解決手段】 タイヤ２の円周線ｊ上に少なくとも１つのマーク３と、マーク３の通過を検出しうる車体４側の第１のセンサ５と、車軸６の回転角度θを検出しうる第２のセンサ７と、第１，第２のセンサ５，７の情報に基づいてタイヤ２の前後力Ｆｒを演算する演算手段８とを具える。演算手段８は、マーク３が第１のセンサ５を通過した時点の、車軸６の回転角度θｒを逐次記憶する。又予め記憶した無負荷回転角度θｏ（無負荷状態での車軸６の回転角度）と前記回転角度θｒとの差（θｏ−θｒ）であるタイヤの捻れ角αｒを演算し、予め求めた捻れ角αとタイヤの前後力Ｆとの関係式に基づき、前記捩れ角度αｒから回転時のタイヤの前後力Ｆｒを逐次演算する。
【解決手段】 タイヤ２の円周線ｊ上に少なくとも１つのマーク３と、マーク３の通過を検出しうる車体４側の第１のセンサ５と、車軸６の回転角度θを検出しうる第２のセンサ７と、第１，第２のセンサ５，７の情報に基づいてタイヤ２の前後力Ｆｒを演算する演算手段８とを具える。演算手段８は、マーク３が第１のセンサ５を通過した時点の、車軸６の回転角度θｒを逐次記憶する。又予め記憶した無負荷回転角度θｏ（無負荷状態での車軸６の回転角度）と前記回転角度θｒとの差（θｏ−θｒ）であるタイヤの捻れ角αｒを演算し、予め求めた捻れ角αとタイヤの前後力Ｆとの関係式に基づき、前記捩れ角度αｒから回転時のタイヤの前後力Ｆｒを逐次演算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤに作用する前後力（タイヤ周方向の力）を、タイヤの捻れ角度に基づいて高精度で検出することができ、タイヤの転動状況を的確に把握し、車両制御システムの制御に貢献しうるタイヤの前後力検出方法、及びそれに用いるタイヤの前後力検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、走行中の自動車の安定性、安全性を確保するため、ＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）、ＴＣＳ（トラクション・コントロール・システム）、ＥＳＣ（エレクトリック・スタビリティ・コントロール）などの種々の車両制御システムが開発されている。そして、これらシステムを制御するためには、走行中のタイヤの転動状況を正確に把握することが必要となる。
【０００３】
例えばＡＢＳにおいては、できるだけ大きい路面摩擦係数の転動状態を維持することが重要であり、この路面摩擦係数は、一定の路面状態では、車輪のスリップ率に依存している。そのため、従来のＡＢＳでは、車両の速度と車輪の回転数とを測定し、測定された速度及び回転数に基づいてスリッブ率を推定するとともに、このスリップ率が、路面摩擦係数が最大となる位置近傍の範囲内に維持されるように、タイヤのロック／アンロックを制御している。なお前記スリップ率とは、自動車の車体の移動速度を車体速度、車輪（タイヤ）の回転数により特定される自動車の速度を車輪速度とすると、｛（車体速度−車輪速度）／車体速度｝×１００（％）で表すことができ、スリップ率１００％とは、車輪速度がゼロ、即ち車輪（タイヤ）が完全にロックして滑っている状態を意味する。
【０００４】
しかし路面摩擦係数は、路面状況によって時々刻々と変化するため、路面摩擦係数とスリップ率との関係は必ずしも一定とはならない。従って、スリップ率に基づくタイヤのロック／アンロック制御では、実際の路面摩擦係数との乖離が大きく、スリップ率を所定範囲に維持した場合であっても、路面摩擦係数が小さくなってしまうという問題が生じる恐れがある。
【０００５】
斯かる間題に対応すべく、近年、タイヤに作用する前後力（周方向の力）を測定し、この測定した前後力に基づいて路面摩擦係数を求めることが提案されている。そしてこの前後力を測定する方法として、特許文献１のものが知られている。
【０００６】
特許文献１では、サイドウォール表面における同一半径線上の２位置を基準点とし、それぞれに磁性体を配するとともに、車体側には、各基準点と対抗する２位置に磁気センサを固定している。そして、２つの磁気センサが各磁性体の通過を検出する時の相対的な時間的ずれ量を測定している。この時間的ずれ量は、タイヤの捻れ変形量に比例することから、該時間的ずれ量に基づいてタイヤに作用する前後力を求めることが可能となる。
【０００７】
【特許文献１】特表平１０―５０６３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、近年、操縦安定性の向上等を主目的としてタイヤの偏平化が進んでいる。従って、前記特許文献１の方法の如く、サイドウォール部の半径方向内外の２位置に磁性体を設けることは、前記偏平化に伴いサイドウォール部の領域巾が狭くなりつつある今日においては、寸法的に難しいものとなってきている。しかも磁性体間の半径方向距離が小となることから、時間的ずれ量のゲインが小さく、かつ双方の基準位置が、タイヤの捻れ変形の影響を受けるため、測定精度を十分に高めることは難しい。
【０００９】
そこで本発明は、前後力によるタイヤの捻れ変形量を検出するに当たり、半径方向内外に隔てた磁性体間の時間的ずれ量を利用するのではなく、タイヤの捻れ角自体を直接的に検出することを基本として、構成簡易に、かつ偏平タイヤにおいても高い信頼性、及び精度を有してタイヤに作用する前後力を検出しうるタイヤの前後力検出方法、及びそれに用いるタイヤの前後力検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、タイヤに作用する周方向の前後力を検出するタイヤの前後力検出方法であって、
タイヤ軸芯を中心とした一つの円周線上でタイヤに設けられる少なくとも１つのマークと、
車体に固定され、タイヤとともに回転する前記マークの通過を逐次検出しうる第１のセンサと、
車軸の回転角度θを検出しうる第２のセンサと、
第１，第２のセンサの情報に基づいてタイヤの前後力を演算する演算手段とを具えるとともに、
該演算手段は、前記マークが通過することにより生じる前記第１のセンサの通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサの回転角度θｒの情報を逐次記憶するとともに、
タイヤが無負荷状態で回転する場合の、前記マークが通過することにより生じる通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサの無負荷回転角度θｏの情報を予め記憶し、
かつ前記回転角度θｒと前記無負荷回転角度θｏとの差（θｏ−θｒ）であるタイヤの捻れ角αｒを逐次演算し、
しかも予め求めた捻れ角αとタイヤの前後力Ｆとの関係式に基づき、前記捩れ角度αｒから回転時のタイヤの前後力Ｆｒを逐次演算することを特徴としている。
【００１１】
又請求項４の発明は、タイヤに作用する周方向の前後力を検出するタイヤの前後力検出装置であって、
タイヤ軸芯を中心とした一つの円周線上でタイヤに設けられる少なくとも１つのマークと、
車体に固定され、タイヤとともに回転する前記マークの通過を逐次検出しうる第１のセンサと、
車軸の回転角度θを検出しうる第２のセンサと、
第１，第２のセンサの情報に基づいてタイヤの前後力を演算する演算手段とを具えるとともに、
該演算手段は、前記マークが通過することにより生じる前記第１のセンサの通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサの回転角度θｒの情報を逐次記憶する回転角度情報記憶部、
タイヤが無負荷状態で回転する場合の、前記マークが通過することにより生じる通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサの無負荷回転角度θｏの情報を予め記憶する無負荷回転角度情報記憶部、
前記回転角度情報記憶部の回転角度θｒと前記無負荷回転角度情報記憶部の前記無負荷回転角度θｏとの差（θｏ−θｒ）であるタイヤの捻れ角αｒを逐次演算する第１の演算部、
及び予め求めた捻れ角αとタイヤの前後力Ｆとの関係式に基づき、前記第１の演算部で演算される捩れ角度αｒから回転時のタイヤの前後力Ｆを逐次演算する第２の演算部からなることを特徴としている。
【００１２】
又請求項２，５の発明では、前記第２のセンサは、その分解能を０．１０°以下としたことを特徴としている。
又請求項３，６の発明では、前記マークは、タイヤのサイドウォール部かつ前記円周線上に設けられ、かつその全周において４〜７２個が形成されることを特徴としている。
又請求項７の発明では、前記第２のセンサは、ＡＢＳ用の回転速度、回転加速度のセンサとして使用されることを特徴としている。
又請求項８の発明では、前記演算手段は、前記回転角度情報記憶部の回転角度θｒと前記無負荷回転角度情報記憶部の前記無負荷回転角度θｏとの差（θｏ−θｒ）の正負から、前後力Ｆの向きを演算することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
叙上の如く本発明は、タイヤに、少なくとも１つのマークを形成するとともに、車体側には、タイヤ回転に伴う前記マークの通過を逐次検出しうる第１のセンサを取り付けている。又この第１のセンサが前記マークの通過を検出した時点における車軸の回転角度θｒを、第２のセンサにより検出している。そしてこの車軸の回転角度θｒを、予め演算手段に記憶させた無負荷回転角度θｏ、即ちタイヤが無負荷状態で回転する場合における車軸の回転角度θｏと比較し、その差（θｏ−θｒ）であるタイヤの捻れ角αｒを逐次演算している。従って、予め求めたタイヤの捻れ角αとタイヤの前後力Ｆとの関係式を用いることにより、前記捩れ角度αｒから、回転時に作用するタイヤの前後力Ｆｒを逐次演算することができる。
【００１４】
このように本発明は、車軸の回転角度を検出して、タイヤの捻れ角αｒ自体を直接的に求めるものであるため、構成簡易であり、しかも相対的な時間的ずれ量を介した場合に比して演算処理が容易となり、タイヤの前後力Ｆｒを優れた演算精度、処理速度で求めることが可能となる。
【００１５】
又前記マークを一つの円周線上に形成するため、サイドウォール部の領域巾が狭い偏平タイヤにおいても容易に採用することができる。しかも大きなゲインが得られ、かつ検出する車軸の回転角度θも、相対値ではなくアブソリュート位置データとして得られるため、タイヤの前後力Ｆｒをより高い精度及び信頼性でうることができる。なお第２のセンサは、ＡＢＳ用の既設の回転速度、回転加速度のセンサ（以下、回転センサと呼ぶ場合がある）としても使用可能であるなど、センサ数の増加を低く抑えることが可能であり、装置全体としての低コスト化、構造の簡素化にも貢献できる。
【００１６】
なお車軸の回転角度θｒを測定することによる前後力Ｆｒの検出方法は、近年における分解能０．１０°以下の高性能の角度センサの出現によって案出でき、又実施可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は、本発明のタイヤの前後力検出方法を実施するための前後力検出装置の車軸を含む部分縦断面図であり、図２は、タイヤを車体内側からみた側面図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の前後力検出装置１は、
・タイヤ２に、かつタイヤ軸芯ｉを中心とした一つの円周線ｊ（図２に示す）上に設けられる少なくとも１つのマーク３と、
・車体４に固定され、タイヤ２とともに回転する各前記マーク３の通過を逐次検出しうる第１のセンサ５と、
・車軸６の回転角度θを検出しうる第２のセンサ７と、
・前記第１，第２のセンサ５，７の情報に基づいて、タイヤ２に作用する前後力Ｆｒを演算する演算手段８とを含んで構成される。
【００１９】
前記マーク３は、前記第１のセンサ５の被検出体であり、第１のセンサ５の種類に応じて適宜選択される。例えば本例では、前記第１のセンサ５が光反射型の光センサであり、又マーク３が、前記光センサからのセンサ光を反射する反射板である場合を例示している。この場合、反射板（マーク３）が前記光センサ（第１のセンサ５）下を通過する時に生じる反射光の光量変化を、前記光センサが検知することにより、マーク３の通過を逐次検出できる。
【００２０】
前記反射板としては、タイヤ２に貼り付けるシール状体、及びタイヤ２に直接塗布されるインク等の印刷体を含むことができる。又第１のセンサ５とマーク３との組み合わせとしては、例えば、磁性体（マーク３）とその磁性変化を検知する磁気センサ（第１のセンサ５）、凹凸部（マーク３）とその凹凸を検知する磁気変異セン（第１のセンサ５）、凹凸部（マーク３）とその凹凸を検知する超音波センサ（第１のセンサ５）など種々の組み合わせが採用できる。
【００２１】
又前記マーク３は、サイドウォール部２ｓに設けることがことが好ましく、特にタイヤ最大幅位置Ｐｍよりも半径方向外側となる外サイドウォール域に設けることが、タイヤ捻れ変形量が大きく測定精度が高まる等の観点から望ましい。なおサイドウォール部２ｓとは、本明細書では、トレッドパターン２ｔのタイヤ軸方向内端から、タイヤがリムフランジから離間するリム離間位置までの間の領域を意味する。又前記マーク３の形成数は、４〜７２個の範囲が好ましく、これらを、前記円周線ｊ上に等間隔で形成する。形成数が４個未満では、前後力Ｆｒの検出頻度が過小となって、ＡＢＳ等の車両制御システムの応答速度を不充分なものとする。又７２個を超えると、検出頻度が過大となり演算処理能力の高い高性能のマイクロプロセッサが必要になるなど、不必要なコストの上昇を招く。
【００２２】
又前記第１のセンサ５は、車体４に、かつ前記マーク３と対抗でき該マーク３の通過を検出しうる位置に取り付けられる。
【００２３】
次に、前記第２のセンサ７は、車軸６の回転角度θを検出する所謂レゾルバ、エンコーダ等の回転角度センサであり、一回転内における基準点Ｐｏ（図３に示す）からの車軸６の回転角度θ、即ち絶対角度位置を計測する。特に車軸６の回転数も計測しうる多回転タイプのものは、ＡＢＳ用の既設の回転センサとしても併用できるため、装置全体としての低コスト化、構造の簡素化のために好ましい。
【００２４】
本例では、第２のセンサ７として、レゾルバを用いたものを例示する。このレゾルバは、周知の如くロータ１１とステータ１２とを含んで構成される。前記車軸６は、車体４に支持される車軸本体１３と、この車軸本体１３に軸受け部材１４を介して回転自在に保持される外筒部材１５とを含み、該外筒部材１５は、その前端に設けるフランジ１５Ａに、タイヤホイール１６をボルト止めしている。そして前記車軸本体１３には、前記ロータ１１を固定するとともに、前記外筒部材１５にはその後端側に、前記ロータ１１とは相対回転自在に外挿されるステータ１２を固定している。
【００２５】
なお駆動輪の場合には、車軸本体１３が回転駆動され、その前端にタイヤホイール１６がボルト止めされる。このとき前記外筒部材１５は車体４に支持され、前記回転駆動される車軸本体１３を軸受け部材１４を介して回転自在に保持する。斯かる場合にも、車軸本体１３にロータ１１を、又外筒部材１５にステータ１２を固定することにより、車軸６の回転角度θを検出できる。
【００２６】
ここで、タイヤが無負荷状態で回転する場合、図３（Ａ）に誇張して示すように、前記マーク３が第１のセンサ５を通過した時点における、車軸６の回転角度θは、捻れ変形のない無負荷回転角度θｏとなる。なお前記回転角度θは、基準点Ｐｏからの絶対角度であり、この基準点Ｐｏは、第２のセンサ７に応じて自在に設定することができる。
【００２７】
これに対して、ブレーキ制動によりタイヤ２に前後力Ｆが作用した場合、図３（Ｂ）に誇張して示すように、タイヤ２には、前記前後力Ｆｒによって回転方向に捻れ変形が発生する。即ちマーク３は車軸６に対して回転方向側に位相がずれることとなる。そのため、前記マーク３が第１のセンサ５を通過した時点では、車軸６の回転角度θｒは、無負荷回転角度θｏに比して小さなものとなり、そのときの差（θｏ−θｒ）が、前記前後力Ｆによるタイヤの捻れ角αｒとなる。
【００２８】
又捻れ角αと前後力Ｆとの間には相関関係があり、その関係式（Ｆ＝ｆ（α））を用いることにより、前記捻れ角αｒから、そのとき作用する前後力Ｆｒを求めることができる。一般には、
Ｆ＝Ｋ×α −−−−（１）
の関係式で近似しうる。前記係数Ｋは、タイヤに固有の前後バネ定数であって、事前に捻れ角αと前後力Ｆとの関係を測定したタイヤ個々の実験値から求めることができる。なお関係式としては、前記（１）式に限定されるものではなく、例えばタイヤの回転数、内圧等を考慮して実験より求めたより複雑な関係式であってもよい。
【００２９】
そして本発明では、これに基づき、演算手段８を用て前後力Ｆｒを演算するのである。
【００３０】
前記演算手段８は、図４に示すように、回転角度情報記憶部２０と、無負荷回転角度情報記憶部２１と、第１の演算部２２と、第２の演算部２３とを含んで構成される。前記回転角度情報記憶部２０では、前記マーク３が通過することによって生じる前記第１のセンサ５の通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサ７の回転角度θｒの情報を逐次記憶する。なお第２のセンサ７は、車軸６の回転角度θの情報を連続的に演算手段８に出力し、又第１のセンサ５は、マーク３が第１のセンサ５を通過した瞬間を検知し、その通過信号の情報を演算手段８に出力する。そして、演算手段８の回転角度情報記憶部２０では、前記出力される回転角度θの情報のうちで、前記通過信号の情報を受けた時点における回転角度θｒの情報を逐次記憶する。この時の回転角度θｒは、前後力Ｆｒによるタイヤの捻れ角αｒを含んだ角度である。
【００３１】
又無負荷回転角度情報記憶部２１では、タイヤが無負荷状態で回転する場合の、前記マーク３が通過することにより生じる通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサ７の無負荷回転角度θｏの情報を予め記憶する。前記無負荷回転角度θｏの情報は、例えば車両検査等によって事前に求めることができ、前記無負荷回転角度情報記憶部２１に記憶する。
【００３２】
又前記第１の演算部２２では、前記記憶させた回転角度θｒと前記無負荷回転角度θｏとを呼び出し、その差（θｏ−θｒ）であるタイヤの捻れ角αｒを、逐次演算する。
【００３３】
又前記第２の演算部２３では、関係式（Ｆ＝ｆ（α））に基づき、前記第１の演算部２２で演算される捩れ角度αｒから、タイヤに作用する前後力Ｆｒを逐次演算する。なお捻れ角αと前後力Ｆとの関係式（Ｆ＝ｆ（α））は、例えばタイヤ製造時の検査において事前に求めておくことができる。
【００３４】
ここで、前記第２のセンサ７における分解能が０．１０°より大であると、後述する表１のテスト結果に示すように、演算手段８によって求まる前記前後力Ｆｒの分解能も、例えば７５０Ｎを超えてしまい、ＡＢＳ、ＴＣＳ、ＥＳＣなどの車両制御システムに活用することが実質的に困難となる。従って、前記第２のセンサ７の分解能は、０．１０°以下であることが必要であり、より好ましくは０．０５°以下である。
【００３５】
なお前記第２の演算部２３では、前記差（θｏ−θｒ）の正負から、前後力Ｆｒの向きを演算する。即ち差（θｏ−θｒ）が正の場合、前後力Ｆｒはブレーキ制動力として検知し、逆に負の場合、前後力Ｆｒは駆動力として検知することができる。
【００３６】
図５は、前記検出装置１を用いて実施する前後力検出方法のフローチャートである。
図５において、前後力検出方法では、まず第２のセンサ７により、車軸６の回転角度θを連続的に検出し、その回転角度θの情報を演算手段８に出力する。又第１のセンサ５では、マーク３がこの第１のセンサ５を通過した瞬間を逐次検知し、その通過信号の情報を演算手段８に出力する。
【００３７】
演算手段８では、前記出力される回転角度θの情報のうちで、前記通過信号の情報を受けた時点における回転角度θｒの情報を、回転角度情報記憶部２０に逐次記憶する。又第１の演算部２２では、この回転角度θｒの情報と、予め無負荷回転角度情報記憶部２１に記憶させた無負荷回転角度θｏの情報とを比較し、その差（θｏ−θｒ）であるタイヤの捻れ角αｒを逐次演算する。しかる後、予め求めた関係式（Ｆ＝ｆ（α））を用い、前記捻れ角αｒからタイヤに作用する前後力Ｆｒを、第２の演算部２３によって逐次演算する。
【００３８】
そして求められた前後力Ｆｒは、ＡＢＳ、ＴＣＳ、ＥＳＣなどの車両制御システムに逐次出力され、該システムに活用される。
【００３９】
このように、車軸６の回転角度θを検出して、タイヤ２の捻れ角αｒ自体を直接的に求めるものであるため、構成簡易であり、しかも相対的な時間的ずれ量を介した場合に比して演算処理が容易となり、タイヤの前後力Ｆｒを優れた演算精度、処理速度で求めることが可能となる。又マークを同一円周線上に設けるため、偏平タイヤにおいても容易に採用することができる。しかも大きなゲインが得られ、かつ検出する車軸の回転角度θも、相対値ではなくアブソリュート位置データとして得られるため、タイヤ２の前後力Ｆｒをより高い精度及び信頼性でうることができる。又第２のセンサ７は、ＡＢＳ用の既設の前記回転センサとして使用できるため、センサ数の増加を最小限に抑えることができ、装置全体としての低コスト化、構造の簡素化にも貢献できる。
【００４０】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【実施例】
【００４１】
本発明に関わる検出方法を用いて、タイヤに作用する前後力を検出するとともに、該検出の分解能、及びＡＢＳ、ＴＣＳ、ＥＳＣなどの車両制御システムへの有効性を、×、△、○、◎の４段階で評価した。なお△は、現状の車両制御システムにおける性能と同レベルである。
【００４２】
又タイヤを車両に装着して実車走行し、そのとき時タイヤに発生する前後力を、実施例２の仕様で検出した場合と、６分力計を用いて計測した場合とで比較し、その結果を図６（Ａ）、（Ｂ）に示す。図６（Ａ）は、速度４０ｋｍ／ｈでの定速走行状態から、ゆっくりとブレーキを踏んだ、即ち小さめの前後力を負荷した場合を示す。又図６（Ｂ）は、速度４０ｋｍ／ｈでの定速走行状態から、きつくブレーキを踏んだ、即ち大きめの前後力を負荷した場合を示している。
【００４３】
【表１】
【００４４】
図６（Ａ）、（Ｂ）の如く、本発明の検出方法及び装置は、実測値に近い前後力のデータを検出しうることが確認できる。又表１の如く、検出データを車両制御システムに活用するためには、第２のセンサ（角度センサ）の分解能を少なくとも０．１°以下とするのが必要であることが確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のタイヤの前後力検出装置の一実施例を示す、車軸を含む部分縦断面図である。
【図２】タイヤを車体内側からみた側面図である。
【図３】（Ａ）は、タイヤが無負荷状態で回転する場合の車軸の回転角度を説明する図、（Ｂ）は、タイヤに前後力が作用した場合の車軸の回転角度を説明する図である。
【図４】演算手段を説明する図である。
【図５】前後力検出方法を説明するフローチャートである。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、ブレーキ制動した場合にタイヤに作用する前後力を、本発明の前後力検出方法を用いて検出した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１ 前後力検出装置
２ タイヤ
２ｓ サイドウォール部
３ マーク
４ 車体
５ 第１のセンサ
６ 車軸
７ 第２のセンサ
８ 演算手段
２０ 回転角度情報記憶部
２１ 無負荷回転角度情報記憶部
２２ 第１の演算部
２３ 第２の演算部
ｉ タイヤ軸芯
ｊ 円周線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤに作用する前後力（タイヤ周方向の力）を、タイヤの捻れ角度に基づいて高精度で検出することができ、タイヤの転動状況を的確に把握し、車両制御システムの制御に貢献しうるタイヤの前後力検出方法、及びそれに用いるタイヤの前後力検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、走行中の自動車の安定性、安全性を確保するため、ＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）、ＴＣＳ（トラクション・コントロール・システム）、ＥＳＣ（エレクトリック・スタビリティ・コントロール）などの種々の車両制御システムが開発されている。そして、これらシステムを制御するためには、走行中のタイヤの転動状況を正確に把握することが必要となる。
【０００３】
例えばＡＢＳにおいては、できるだけ大きい路面摩擦係数の転動状態を維持することが重要であり、この路面摩擦係数は、一定の路面状態では、車輪のスリップ率に依存している。そのため、従来のＡＢＳでは、車両の速度と車輪の回転数とを測定し、測定された速度及び回転数に基づいてスリッブ率を推定するとともに、このスリップ率が、路面摩擦係数が最大となる位置近傍の範囲内に維持されるように、タイヤのロック／アンロックを制御している。なお前記スリップ率とは、自動車の車体の移動速度を車体速度、車輪（タイヤ）の回転数により特定される自動車の速度を車輪速度とすると、｛（車体速度−車輪速度）／車体速度｝×１００（％）で表すことができ、スリップ率１００％とは、車輪速度がゼロ、即ち車輪（タイヤ）が完全にロックして滑っている状態を意味する。
【０００４】
しかし路面摩擦係数は、路面状況によって時々刻々と変化するため、路面摩擦係数とスリップ率との関係は必ずしも一定とはならない。従って、スリップ率に基づくタイヤのロック／アンロック制御では、実際の路面摩擦係数との乖離が大きく、スリップ率を所定範囲に維持した場合であっても、路面摩擦係数が小さくなってしまうという問題が生じる恐れがある。
【０００５】
斯かる間題に対応すべく、近年、タイヤに作用する前後力（周方向の力）を測定し、この測定した前後力に基づいて路面摩擦係数を求めることが提案されている。そしてこの前後力を測定する方法として、特許文献１のものが知られている。
【０００６】
特許文献１では、サイドウォール表面における同一半径線上の２位置を基準点とし、それぞれに磁性体を配するとともに、車体側には、各基準点と対抗する２位置に磁気センサを固定している。そして、２つの磁気センサが各磁性体の通過を検出する時の相対的な時間的ずれ量を測定している。この時間的ずれ量は、タイヤの捻れ変形量に比例することから、該時間的ずれ量に基づいてタイヤに作用する前後力を求めることが可能となる。
【０００７】
【特許文献１】特表平１０―５０６３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、近年、操縦安定性の向上等を主目的としてタイヤの偏平化が進んでいる。従って、前記特許文献１の方法の如く、サイドウォール部の半径方向内外の２位置に磁性体を設けることは、前記偏平化に伴いサイドウォール部の領域巾が狭くなりつつある今日においては、寸法的に難しいものとなってきている。しかも磁性体間の半径方向距離が小となることから、時間的ずれ量のゲインが小さく、かつ双方の基準位置が、タイヤの捻れ変形の影響を受けるため、測定精度を十分に高めることは難しい。
【０００９】
そこで本発明は、前後力によるタイヤの捻れ変形量を検出するに当たり、半径方向内外に隔てた磁性体間の時間的ずれ量を利用するのではなく、タイヤの捻れ角自体を直接的に検出することを基本として、構成簡易に、かつ偏平タイヤにおいても高い信頼性、及び精度を有してタイヤに作用する前後力を検出しうるタイヤの前後力検出方法、及びそれに用いるタイヤの前後力検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、タイヤに作用する周方向の前後力を検出するタイヤの前後力検出方法であって、
タイヤ軸芯を中心とした一つの円周線上でタイヤに設けられる少なくとも１つのマークと、
車体に固定され、タイヤとともに回転する前記マークの通過を逐次検出しうる第１のセンサと、
車軸の回転角度θを検出しうる第２のセンサと、
第１，第２のセンサの情報に基づいてタイヤの前後力を演算する演算手段とを具えるとともに、
該演算手段は、前記マークが通過することにより生じる前記第１のセンサの通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサの回転角度θｒの情報を逐次記憶するとともに、
タイヤが無負荷状態で回転する場合の、前記マークが通過することにより生じる通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサの無負荷回転角度θｏの情報を予め記憶し、
かつ前記回転角度θｒと前記無負荷回転角度θｏとの差（θｏ−θｒ）であるタイヤの捻れ角αｒを逐次演算し、
しかも予め求めた捻れ角αとタイヤの前後力Ｆとの関係式に基づき、前記捩れ角度αｒから回転時のタイヤの前後力Ｆｒを逐次演算することを特徴としている。
【００１１】
又請求項４の発明は、タイヤに作用する周方向の前後力を検出するタイヤの前後力検出装置であって、
タイヤ軸芯を中心とした一つの円周線上でタイヤに設けられる少なくとも１つのマークと、
車体に固定され、タイヤとともに回転する前記マークの通過を逐次検出しうる第１のセンサと、
車軸の回転角度θを検出しうる第２のセンサと、
第１，第２のセンサの情報に基づいてタイヤの前後力を演算する演算手段とを具えるとともに、
該演算手段は、前記マークが通過することにより生じる前記第１のセンサの通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサの回転角度θｒの情報を逐次記憶する回転角度情報記憶部、
タイヤが無負荷状態で回転する場合の、前記マークが通過することにより生じる通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサの無負荷回転角度θｏの情報を予め記憶する無負荷回転角度情報記憶部、
前記回転角度情報記憶部の回転角度θｒと前記無負荷回転角度情報記憶部の前記無負荷回転角度θｏとの差（θｏ−θｒ）であるタイヤの捻れ角αｒを逐次演算する第１の演算部、
及び予め求めた捻れ角αとタイヤの前後力Ｆとの関係式に基づき、前記第１の演算部で演算される捩れ角度αｒから回転時のタイヤの前後力Ｆを逐次演算する第２の演算部からなることを特徴としている。
【００１２】
又請求項２，５の発明では、前記第２のセンサは、その分解能を０．１０°以下としたことを特徴としている。
又請求項３，６の発明では、前記マークは、タイヤのサイドウォール部かつ前記円周線上に設けられ、かつその全周において４〜７２個が形成されることを特徴としている。
又請求項７の発明では、前記第２のセンサは、ＡＢＳ用の回転速度、回転加速度のセンサとして使用されることを特徴としている。
又請求項８の発明では、前記演算手段は、前記回転角度情報記憶部の回転角度θｒと前記無負荷回転角度情報記憶部の前記無負荷回転角度θｏとの差（θｏ−θｒ）の正負から、前後力Ｆの向きを演算することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
叙上の如く本発明は、タイヤに、少なくとも１つのマークを形成するとともに、車体側には、タイヤ回転に伴う前記マークの通過を逐次検出しうる第１のセンサを取り付けている。又この第１のセンサが前記マークの通過を検出した時点における車軸の回転角度θｒを、第２のセンサにより検出している。そしてこの車軸の回転角度θｒを、予め演算手段に記憶させた無負荷回転角度θｏ、即ちタイヤが無負荷状態で回転する場合における車軸の回転角度θｏと比較し、その差（θｏ−θｒ）であるタイヤの捻れ角αｒを逐次演算している。従って、予め求めたタイヤの捻れ角αとタイヤの前後力Ｆとの関係式を用いることにより、前記捩れ角度αｒから、回転時に作用するタイヤの前後力Ｆｒを逐次演算することができる。
【００１４】
このように本発明は、車軸の回転角度を検出して、タイヤの捻れ角αｒ自体を直接的に求めるものであるため、構成簡易であり、しかも相対的な時間的ずれ量を介した場合に比して演算処理が容易となり、タイヤの前後力Ｆｒを優れた演算精度、処理速度で求めることが可能となる。
【００１５】
又前記マークを一つの円周線上に形成するため、サイドウォール部の領域巾が狭い偏平タイヤにおいても容易に採用することができる。しかも大きなゲインが得られ、かつ検出する車軸の回転角度θも、相対値ではなくアブソリュート位置データとして得られるため、タイヤの前後力Ｆｒをより高い精度及び信頼性でうることができる。なお第２のセンサは、ＡＢＳ用の既設の回転速度、回転加速度のセンサ（以下、回転センサと呼ぶ場合がある）としても使用可能であるなど、センサ数の増加を低く抑えることが可能であり、装置全体としての低コスト化、構造の簡素化にも貢献できる。
【００１６】
なお車軸の回転角度θｒを測定することによる前後力Ｆｒの検出方法は、近年における分解能０．１０°以下の高性能の角度センサの出現によって案出でき、又実施可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は、本発明のタイヤの前後力検出方法を実施するための前後力検出装置の車軸を含む部分縦断面図であり、図２は、タイヤを車体内側からみた側面図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の前後力検出装置１は、
・タイヤ２に、かつタイヤ軸芯ｉを中心とした一つの円周線ｊ（図２に示す）上に設けられる少なくとも１つのマーク３と、
・車体４に固定され、タイヤ２とともに回転する各前記マーク３の通過を逐次検出しうる第１のセンサ５と、
・車軸６の回転角度θを検出しうる第２のセンサ７と、
・前記第１，第２のセンサ５，７の情報に基づいて、タイヤ２に作用する前後力Ｆｒを演算する演算手段８とを含んで構成される。
【００１９】
前記マーク３は、前記第１のセンサ５の被検出体であり、第１のセンサ５の種類に応じて適宜選択される。例えば本例では、前記第１のセンサ５が光反射型の光センサであり、又マーク３が、前記光センサからのセンサ光を反射する反射板である場合を例示している。この場合、反射板（マーク３）が前記光センサ（第１のセンサ５）下を通過する時に生じる反射光の光量変化を、前記光センサが検知することにより、マーク３の通過を逐次検出できる。
【００２０】
前記反射板としては、タイヤ２に貼り付けるシール状体、及びタイヤ２に直接塗布されるインク等の印刷体を含むことができる。又第１のセンサ５とマーク３との組み合わせとしては、例えば、磁性体（マーク３）とその磁性変化を検知する磁気センサ（第１のセンサ５）、凹凸部（マーク３）とその凹凸を検知する磁気変異セン（第１のセンサ５）、凹凸部（マーク３）とその凹凸を検知する超音波センサ（第１のセンサ５）など種々の組み合わせが採用できる。
【００２１】
又前記マーク３は、サイドウォール部２ｓに設けることがことが好ましく、特にタイヤ最大幅位置Ｐｍよりも半径方向外側となる外サイドウォール域に設けることが、タイヤ捻れ変形量が大きく測定精度が高まる等の観点から望ましい。なおサイドウォール部２ｓとは、本明細書では、トレッドパターン２ｔのタイヤ軸方向内端から、タイヤがリムフランジから離間するリム離間位置までの間の領域を意味する。又前記マーク３の形成数は、４〜７２個の範囲が好ましく、これらを、前記円周線ｊ上に等間隔で形成する。形成数が４個未満では、前後力Ｆｒの検出頻度が過小となって、ＡＢＳ等の車両制御システムの応答速度を不充分なものとする。又７２個を超えると、検出頻度が過大となり演算処理能力の高い高性能のマイクロプロセッサが必要になるなど、不必要なコストの上昇を招く。
【００２２】
又前記第１のセンサ５は、車体４に、かつ前記マーク３と対抗でき該マーク３の通過を検出しうる位置に取り付けられる。
【００２３】
次に、前記第２のセンサ７は、車軸６の回転角度θを検出する所謂レゾルバ、エンコーダ等の回転角度センサであり、一回転内における基準点Ｐｏ（図３に示す）からの車軸６の回転角度θ、即ち絶対角度位置を計測する。特に車軸６の回転数も計測しうる多回転タイプのものは、ＡＢＳ用の既設の回転センサとしても併用できるため、装置全体としての低コスト化、構造の簡素化のために好ましい。
【００２４】
本例では、第２のセンサ７として、レゾルバを用いたものを例示する。このレゾルバは、周知の如くロータ１１とステータ１２とを含んで構成される。前記車軸６は、車体４に支持される車軸本体１３と、この車軸本体１３に軸受け部材１４を介して回転自在に保持される外筒部材１５とを含み、該外筒部材１５は、その前端に設けるフランジ１５Ａに、タイヤホイール１６をボルト止めしている。そして前記車軸本体１３には、前記ロータ１１を固定するとともに、前記外筒部材１５にはその後端側に、前記ロータ１１とは相対回転自在に外挿されるステータ１２を固定している。
【００２５】
なお駆動輪の場合には、車軸本体１３が回転駆動され、その前端にタイヤホイール１６がボルト止めされる。このとき前記外筒部材１５は車体４に支持され、前記回転駆動される車軸本体１３を軸受け部材１４を介して回転自在に保持する。斯かる場合にも、車軸本体１３にロータ１１を、又外筒部材１５にステータ１２を固定することにより、車軸６の回転角度θを検出できる。
【００２６】
ここで、タイヤが無負荷状態で回転する場合、図３（Ａ）に誇張して示すように、前記マーク３が第１のセンサ５を通過した時点における、車軸６の回転角度θは、捻れ変形のない無負荷回転角度θｏとなる。なお前記回転角度θは、基準点Ｐｏからの絶対角度であり、この基準点Ｐｏは、第２のセンサ７に応じて自在に設定することができる。
【００２７】
これに対して、ブレーキ制動によりタイヤ２に前後力Ｆが作用した場合、図３（Ｂ）に誇張して示すように、タイヤ２には、前記前後力Ｆｒによって回転方向に捻れ変形が発生する。即ちマーク３は車軸６に対して回転方向側に位相がずれることとなる。そのため、前記マーク３が第１のセンサ５を通過した時点では、車軸６の回転角度θｒは、無負荷回転角度θｏに比して小さなものとなり、そのときの差（θｏ−θｒ）が、前記前後力Ｆによるタイヤの捻れ角αｒとなる。
【００２８】
又捻れ角αと前後力Ｆとの間には相関関係があり、その関係式（Ｆ＝ｆ（α））を用いることにより、前記捻れ角αｒから、そのとき作用する前後力Ｆｒを求めることができる。一般には、
Ｆ＝Ｋ×α −−−−（１）
の関係式で近似しうる。前記係数Ｋは、タイヤに固有の前後バネ定数であって、事前に捻れ角αと前後力Ｆとの関係を測定したタイヤ個々の実験値から求めることができる。なお関係式としては、前記（１）式に限定されるものではなく、例えばタイヤの回転数、内圧等を考慮して実験より求めたより複雑な関係式であってもよい。
【００２９】
そして本発明では、これに基づき、演算手段８を用て前後力Ｆｒを演算するのである。
【００３０】
前記演算手段８は、図４に示すように、回転角度情報記憶部２０と、無負荷回転角度情報記憶部２１と、第１の演算部２２と、第２の演算部２３とを含んで構成される。前記回転角度情報記憶部２０では、前記マーク３が通過することによって生じる前記第１のセンサ５の通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサ７の回転角度θｒの情報を逐次記憶する。なお第２のセンサ７は、車軸６の回転角度θの情報を連続的に演算手段８に出力し、又第１のセンサ５は、マーク３が第１のセンサ５を通過した瞬間を検知し、その通過信号の情報を演算手段８に出力する。そして、演算手段８の回転角度情報記憶部２０では、前記出力される回転角度θの情報のうちで、前記通過信号の情報を受けた時点における回転角度θｒの情報を逐次記憶する。この時の回転角度θｒは、前後力Ｆｒによるタイヤの捻れ角αｒを含んだ角度である。
【００３１】
又無負荷回転角度情報記憶部２１では、タイヤが無負荷状態で回転する場合の、前記マーク３が通過することにより生じる通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサ７の無負荷回転角度θｏの情報を予め記憶する。前記無負荷回転角度θｏの情報は、例えば車両検査等によって事前に求めることができ、前記無負荷回転角度情報記憶部２１に記憶する。
【００３２】
又前記第１の演算部２２では、前記記憶させた回転角度θｒと前記無負荷回転角度θｏとを呼び出し、その差（θｏ−θｒ）であるタイヤの捻れ角αｒを、逐次演算する。
【００３３】
又前記第２の演算部２３では、関係式（Ｆ＝ｆ（α））に基づき、前記第１の演算部２２で演算される捩れ角度αｒから、タイヤに作用する前後力Ｆｒを逐次演算する。なお捻れ角αと前後力Ｆとの関係式（Ｆ＝ｆ（α））は、例えばタイヤ製造時の検査において事前に求めておくことができる。
【００３４】
ここで、前記第２のセンサ７における分解能が０．１０°より大であると、後述する表１のテスト結果に示すように、演算手段８によって求まる前記前後力Ｆｒの分解能も、例えば７５０Ｎを超えてしまい、ＡＢＳ、ＴＣＳ、ＥＳＣなどの車両制御システムに活用することが実質的に困難となる。従って、前記第２のセンサ７の分解能は、０．１０°以下であることが必要であり、より好ましくは０．０５°以下である。
【００３５】
なお前記第２の演算部２３では、前記差（θｏ−θｒ）の正負から、前後力Ｆｒの向きを演算する。即ち差（θｏ−θｒ）が正の場合、前後力Ｆｒはブレーキ制動力として検知し、逆に負の場合、前後力Ｆｒは駆動力として検知することができる。
【００３６】
図５は、前記検出装置１を用いて実施する前後力検出方法のフローチャートである。
図５において、前後力検出方法では、まず第２のセンサ７により、車軸６の回転角度θを連続的に検出し、その回転角度θの情報を演算手段８に出力する。又第１のセンサ５では、マーク３がこの第１のセンサ５を通過した瞬間を逐次検知し、その通過信号の情報を演算手段８に出力する。
【００３７】
演算手段８では、前記出力される回転角度θの情報のうちで、前記通過信号の情報を受けた時点における回転角度θｒの情報を、回転角度情報記憶部２０に逐次記憶する。又第１の演算部２２では、この回転角度θｒの情報と、予め無負荷回転角度情報記憶部２１に記憶させた無負荷回転角度θｏの情報とを比較し、その差（θｏ−θｒ）であるタイヤの捻れ角αｒを逐次演算する。しかる後、予め求めた関係式（Ｆ＝ｆ（α））を用い、前記捻れ角αｒからタイヤに作用する前後力Ｆｒを、第２の演算部２３によって逐次演算する。
【００３８】
そして求められた前後力Ｆｒは、ＡＢＳ、ＴＣＳ、ＥＳＣなどの車両制御システムに逐次出力され、該システムに活用される。
【００３９】
このように、車軸６の回転角度θを検出して、タイヤ２の捻れ角αｒ自体を直接的に求めるものであるため、構成簡易であり、しかも相対的な時間的ずれ量を介した場合に比して演算処理が容易となり、タイヤの前後力Ｆｒを優れた演算精度、処理速度で求めることが可能となる。又マークを同一円周線上に設けるため、偏平タイヤにおいても容易に採用することができる。しかも大きなゲインが得られ、かつ検出する車軸の回転角度θも、相対値ではなくアブソリュート位置データとして得られるため、タイヤ２の前後力Ｆｒをより高い精度及び信頼性でうることができる。又第２のセンサ７は、ＡＢＳ用の既設の前記回転センサとして使用できるため、センサ数の増加を最小限に抑えることができ、装置全体としての低コスト化、構造の簡素化にも貢献できる。
【００４０】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【実施例】
【００４１】
本発明に関わる検出方法を用いて、タイヤに作用する前後力を検出するとともに、該検出の分解能、及びＡＢＳ、ＴＣＳ、ＥＳＣなどの車両制御システムへの有効性を、×、△、○、◎の４段階で評価した。なお△は、現状の車両制御システムにおける性能と同レベルである。
【００４２】
又タイヤを車両に装着して実車走行し、そのとき時タイヤに発生する前後力を、実施例２の仕様で検出した場合と、６分力計を用いて計測した場合とで比較し、その結果を図６（Ａ）、（Ｂ）に示す。図６（Ａ）は、速度４０ｋｍ／ｈでの定速走行状態から、ゆっくりとブレーキを踏んだ、即ち小さめの前後力を負荷した場合を示す。又図６（Ｂ）は、速度４０ｋｍ／ｈでの定速走行状態から、きつくブレーキを踏んだ、即ち大きめの前後力を負荷した場合を示している。
【００４３】
【表１】
【００４４】
図６（Ａ）、（Ｂ）の如く、本発明の検出方法及び装置は、実測値に近い前後力のデータを検出しうることが確認できる。又表１の如く、検出データを車両制御システムに活用するためには、第２のセンサ（角度センサ）の分解能を少なくとも０．１°以下とするのが必要であることが確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のタイヤの前後力検出装置の一実施例を示す、車軸を含む部分縦断面図である。
【図２】タイヤを車体内側からみた側面図である。
【図３】（Ａ）は、タイヤが無負荷状態で回転する場合の車軸の回転角度を説明する図、（Ｂ）は、タイヤに前後力が作用した場合の車軸の回転角度を説明する図である。
【図４】演算手段を説明する図である。
【図５】前後力検出方法を説明するフローチャートである。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、ブレーキ制動した場合にタイヤに作用する前後力を、本発明の前後力検出方法を用いて検出した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１ 前後力検出装置
２ タイヤ
２ｓ サイドウォール部
３ マーク
４ 車体
５ 第１のセンサ
６ 車軸
７ 第２のセンサ
８ 演算手段
２０ 回転角度情報記憶部
２１ 無負荷回転角度情報記憶部
２２ 第１の演算部
２３ 第２の演算部
ｉ タイヤ軸芯
ｊ 円周線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤに作用する周方向の前後力を検出するタイヤの前後力検出方法であって、
タイヤ軸芯を中心とした一つの円周線上でタイヤに設けられる少なくとも１つのマークと、
車体に固定され、タイヤとともに回転する前記マークの通過を逐次検出しうる第１のセンサと、
車軸の回転角度θを検出しうる第２のセンサと、
第１，第２のセンサの情報に基づいてタイヤの前後力を演算する演算手段とを具えるとともに、
該演算手段は、前記マークが通過することにより生じる前記第１のセンサの通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサの回転角度θｒの情報を逐次記憶するとともに、
タイヤが無負荷状態で回転する場合の、前記マークが通過することにより生じる通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサの無負荷回転角度θｏの情報を予め記憶し、
かつ前記回転角度θｒと前記無負荷回転角度θｏとの差（θｏ−θｒ）であるタイヤの捻れ角αｒを逐次演算し、
しかも予め求めた捻れ角αとタイヤの前後力Ｆとの関係式に基づき、前記捩れ角度αｒから回転時のタイヤの前後力Ｆｒを逐次演算することを特徴とするタイヤの前後力検出方法。
【請求項２】
前記第２のセンサは、その分解能を０．１０°以下としたことを特徴とする請求項１記載のタイヤの前後力検出方法。
【請求項３】
前記マークは、タイヤのサイドウォール部かつ前記円周線上に設けられ、かつその全周において４〜７２個が形成されることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤの前後力検出方法。
【請求項４】
タイヤに作用する周方向の前後力を検出するタイヤの前後力検出装置であって、
タイヤ軸芯を中心とした一つの円周線上でタイヤに設けられる少なくとも１つのマークと、
車体に固定され、タイヤとともに回転する前記マークの通過を逐次検出しうる第１のセンサと、
車軸の回転角度θを検出しうる第２のセンサと、
第１，第２のセンサの情報に基づいてタイヤの前後力を演算する演算手段とを具えるとともに、
該演算手段は、前記マークが通過することにより生じる前記第１のセンサの通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサの回転角度θｒの情報を逐次記憶する回転角度情報記憶部、
タイヤが無負荷状態で回転する場合の、前記マークが通過することにより生じる通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサの無負荷回転角度θｏの情報を予め記憶する無負荷回転角度情報記憶部、
前記回転角度情報記憶部の回転角度θｒと前記無負荷回転角度情報記憶部の前記無負荷回転角度θｏとの差（θｏ−θｒ）であるタイヤの捻れ角αｒを逐次演算する第１の演算部、
及び予め求めた捻れ角αとタイヤの前後力Ｆとの関係式に基づき、前記第１の演算部で演算される捩れ角度αｒから回転時のタイヤの前後力Ｆを逐次演算する第２の演算部からなることを特徴とするタイヤの前後力検出装置。
【請求項５】
前記第２のセンサは、その分解能を０．１０°以下としたことを特徴とする請求項４記載のタイヤの前後力検出装置。
【請求項６】
前記マークは、タイヤのサイドウォール部かつ前記円周線上に設けられ、かつその全周において４〜７２個が形成されることを特徴とする請求項４又は５記載のタイヤの前後力検出装置。
【請求項７】
前記第２のセンサは、ＡＢＳ用の回転速度、回転加速度のセンサとして使用されることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載のタイヤの前後力検出装置。
【請求項８】
前記演算手段は、前記回転角度情報記憶部の回転角度θｒと前記無負荷回転角度情報記憶部の前記無負荷回転角度θｏとの差（θｏ−θｒ）の正負から、前後力Ｆの向きを演算することを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載のタイヤの前後力検出装置。
【請求項１】
タイヤに作用する周方向の前後力を検出するタイヤの前後力検出方法であって、
タイヤ軸芯を中心とした一つの円周線上でタイヤに設けられる少なくとも１つのマークと、
車体に固定され、タイヤとともに回転する前記マークの通過を逐次検出しうる第１のセンサと、
車軸の回転角度θを検出しうる第２のセンサと、
第１，第２のセンサの情報に基づいてタイヤの前後力を演算する演算手段とを具えるとともに、
該演算手段は、前記マークが通過することにより生じる前記第１のセンサの通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサの回転角度θｒの情報を逐次記憶するとともに、
タイヤが無負荷状態で回転する場合の、前記マークが通過することにより生じる通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサの無負荷回転角度θｏの情報を予め記憶し、
かつ前記回転角度θｒと前記無負荷回転角度θｏとの差（θｏ−θｒ）であるタイヤの捻れ角αｒを逐次演算し、
しかも予め求めた捻れ角αとタイヤの前後力Ｆとの関係式に基づき、前記捩れ角度αｒから回転時のタイヤの前後力Ｆｒを逐次演算することを特徴とするタイヤの前後力検出方法。
【請求項２】
前記第２のセンサは、その分解能を０．１０°以下としたことを特徴とする請求項１記載のタイヤの前後力検出方法。
【請求項３】
前記マークは、タイヤのサイドウォール部かつ前記円周線上に設けられ、かつその全周において４〜７２個が形成されることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤの前後力検出方法。
【請求項４】
タイヤに作用する周方向の前後力を検出するタイヤの前後力検出装置であって、
タイヤ軸芯を中心とした一つの円周線上でタイヤに設けられる少なくとも１つのマークと、
車体に固定され、タイヤとともに回転する前記マークの通過を逐次検出しうる第１のセンサと、
車軸の回転角度θを検出しうる第２のセンサと、
第１，第２のセンサの情報に基づいてタイヤの前後力を演算する演算手段とを具えるとともに、
該演算手段は、前記マークが通過することにより生じる前記第１のセンサの通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサの回転角度θｒの情報を逐次記憶する回転角度情報記憶部、
タイヤが無負荷状態で回転する場合の、前記マークが通過することにより生じる通過信号の情報を受けた時点における、前記第２のセンサの無負荷回転角度θｏの情報を予め記憶する無負荷回転角度情報記憶部、
前記回転角度情報記憶部の回転角度θｒと前記無負荷回転角度情報記憶部の前記無負荷回転角度θｏとの差（θｏ−θｒ）であるタイヤの捻れ角αｒを逐次演算する第１の演算部、
及び予め求めた捻れ角αとタイヤの前後力Ｆとの関係式に基づき、前記第１の演算部で演算される捩れ角度αｒから回転時のタイヤの前後力Ｆを逐次演算する第２の演算部からなることを特徴とするタイヤの前後力検出装置。
【請求項５】
前記第２のセンサは、その分解能を０．１０°以下としたことを特徴とする請求項４記載のタイヤの前後力検出装置。
【請求項６】
前記マークは、タイヤのサイドウォール部かつ前記円周線上に設けられ、かつその全周において４〜７２個が形成されることを特徴とする請求項４又は５記載のタイヤの前後力検出装置。
【請求項７】
前記第２のセンサは、ＡＢＳ用の回転速度、回転加速度のセンサとして使用されることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載のタイヤの前後力検出装置。
【請求項８】
前記演算手段は、前記回転角度情報記憶部の回転角度θｒと前記無負荷回転角度情報記憶部の前記無負荷回転角度θｏとの差（θｏ−θｒ）の正負から、前後力Ｆの向きを演算することを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載のタイヤの前後力検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２８１９３１（Ｐ２００６−２８１９３１Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０３０５２（Ｐ２００５−１０３０５２）
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【出願人】（３０１０６５８９２）株式会社アドヴィックス (1,291)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【出願人】（３０１０６５８９２）株式会社アドヴィックス (1,291)
【Ｆターム（参考）】
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