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技術 タイヤの運動パラメータセンシングシステム

出願人 箏風工程有限公司
発明者 林以專
出願日 2016年10月12日 (4年2ヶ月経過) 出願番号 2016-200831
公開日 2017年4月20日 (3年8ヶ月経過) 公開番号 2017-075944
状態 特許登録済
技術分野 車両の試験 タイヤ一般
主要キーワード 非接触式測定装置 平面拡散 参考点 受圧領域 内外差 テストデータベース 変形箇所 光電モジュール
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (15)

課題

正確、完全かつ容易で、新規性及び進歩性を有するタイヤ運動パラメータセンシングシステムを提供する。

解決手段

タイヤの運動パラメータセンシングシステムは、少なくとも1つの検出波発射源と、少なくとも1つの検出波センサと、演算ユニットとを備える。検出波発射源は、タイヤに伴って回転するとともに、タイヤ82の内壁に向けて少なくとも1つの検出波を射出する。検出波センサは、検出波発射源に伴って回転し、タイヤ82の内壁が反射する少なくとも1つの検出波の物理的パラメータに基づいて計測信号を出力する。演算ユニットは、計測信号を受信し、検出波がスキャンし、タイヤ82が地面に接触する少なくとも2つの瞬間を記録する。演算ユニットは、少なくとも2つの瞬間に基づいてタイヤ82の運動パラメータを演算する。

概要

背景

1979年以来、米国におけるタイヤフットプリント(即ち接地面)に関する特許は60件以上あり、そのうちいくつかの案件は本発明に類似している。例えば特許文献1では、タイヤ内壁の光束の反射量を空気が充満された状態の指標として用いている。特許文献2では、タイヤの内壁上の参考点反射する輻射により、タイヤのフットプリントの縦方向及び横方向の変位を検出する。

特許文献3では、タイヤの内壁に反射部材が取り付けられ、画像の明暗に基づいてタイヤの変形状態推定している。特許文献4では、三角測量法により接地面の法線ベクトルの変位を得ていた。これら特許文献では、タイヤの内壁の反射信号を利用して分析していたが、重要な側方傾斜の変数に関しては検討されていなかった。

上述したことから分かるように、正確、完全かつ容易なセンシングシステムが従来から探求され、新規性及び進歩性を有するタイヤの運動パラメータセンシングシステムが求められていた。

概要

正確、完全かつ容易で、新規性及び進歩性を有するタイヤの運動パラメータセンシングシステムを提供する。タイヤの運動パラメータセンシングシステムは、少なくとも1つの検出波発射源と、少なくとも1つの検出波センサと、演算ユニットとを備える。検出波発射源は、タイヤに伴って回転するとともに、タイヤ82の内壁に向けて少なくとも1つの検出波を射出する。検出波センサは、検出波発射源に伴って回転し、タイヤ82の内壁が反射する少なくとも1つの検出波の物理的パラメータに基づいて計測信号を出力する。演算ユニットは、計測信号を受信し、検出波がスキャンし、タイヤ82が地面に接触する少なくとも2つの瞬間を記録する。演算ユニットは、少なくとも2つの瞬間に基づいてタイヤ82の運動パラメータを演算する。

目的

本発明の目的は、タイヤの内壁一点の反射角度のそれぞれは、接地面が大きく変化する特性を有するため、計測信号の時間軸上の2つの瞬間を識別することができる場合、タイヤの回転周期から接地面を画成することができ、もし3つの瞬間を識別することができる場合、摩擦力変位量及び変形量のうちの一つの縦向き数値を演算することができるタイヤの運動パラメータセンシングシステムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

少なくとも1つの検出波発射源と、少なくとも1つの検出波センサと、演算ユニットとを備えるタイヤ運動パラメータセンシングシステムであって、前記検出波発射源は、タイヤに伴って回転するとともに、前記タイヤの内壁に向けて少なくとも1つの検出波を射出し、前記検出波センサは、前記検出波発射源に伴って回転し、前記タイヤの内壁が反射する少なくとも1つの検出波の物理的パラメータに基づいて計測信号を出力し、前記演算ユニットは、計測信号を受信し、前記検出波がスキャンし、前記タイヤが地面に接触する少なくとも2つの瞬間を記録し、前記演算ユニットは、少なくとも2つの瞬間に基づいて前記タイヤの運動パラメータを演算することを特徴とする、タイヤの運動パラメータセンシングシステム。

請求項2

前記演算ユニットは、前記少なくとも1つの検出波をスキャンして前記タイヤの接地面の3つの瞬間を記録し、前記演算ユニットは、前記3つの瞬間に基づいて前記タイヤの縦方向の前記運動パラメータを演算し、前記縦方向の運動パラメータは、摩擦力変位量及び変形量のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。

請求項3

前記演算ユニットは、前記計測信号の局所極値及び局所の時間率極値のうちの一つを識別し、前記局所の極値及び前記局所の時間率極値のうちの一つが発生した瞬間を記録することを特徴とする請求項1に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。

請求項4

前記タイヤの内壁に取り付けられ、前記少なくとも1つの検出波を反射する反射部材をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。

請求項5

前記演算ユニットは、少なくとも2つの瞬間と、前記タイヤの回転周期とに基づいて前記タイヤの接地中心角を演算することを特徴とする請求項1に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。

請求項6

前記少なくとも2つの瞬間は、前記演算ユニットにより前記タイヤが少なくとも1周回転する過程で記録して得ることを特徴とする請求項1に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。

請求項7

前記演算ユニットは、前記計測信号の局所の極値及び局所の時間率極値のうちの一つを識別し、前記局所の極値及び前記局所の時間率極値のうちの一つが発生した瞬間を記録することを特徴とする請求項5に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。

請求項8

前記タイヤの内壁に取り付けられ、前記少なくとも1つの検出波を反射する反射部材をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。

請求項9

前記検出波センサは、前記タイヤの軸線方向に対して平行に間隔をおいて設置された2つの検出波センサであり、前記演算ユニットは、前記2つの検出波センサの各計測信号に基づいて前記タイヤの側方傾斜角度を演算することを特徴とする請求項5に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。

請求項10

前記演算ユニットは、前記計測信号の局所の極値及び局所の時間率極値のうちの一つを識別し、前記局所の極値及び前記局所の時間率極値のうちの一つが発生した瞬間を記録することを特徴とする請求項9に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。

請求項11

前記タイヤの内壁に取り付けられ、前記少なくとも1つの検出波を反射する反射部材をさらに備えることを特徴とする請求項9に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。

技術分野

0001

本発明は、空気入りタイヤ運動パラメータセンシングシステムに関し、特に、タイヤ回転変形作用を利用する非接触式測定装置のタイヤの運動パラメータセンシングシステムに関する。

背景技術

0002

1979年以来、米国におけるタイヤのフットプリント(即ち接地面)に関する特許は60件以上あり、そのうちいくつかの案件は本発明に類似している。例えば特許文献1では、タイヤ内壁の光束の反射量を空気が充満された状態の指標として用いている。特許文献2では、タイヤの内壁上の参考点反射する輻射により、タイヤのフットプリントの縦方向及び横方向の変位を検出する。

0003

特許文献3では、タイヤの内壁に反射部材が取り付けられ、画像の明暗に基づいてタイヤの変形状態推定している。特許文献4では、三角測量法により接地面の法線ベクトルの変位を得ていた。これら特許文献では、タイヤの内壁の反射信号を利用して分析していたが、重要な側方傾斜の変数に関しては検討されていなかった。

0004

上述したことから分かるように、正確、完全かつ容易なセンシングシステムが従来から探求され、新規性及び進歩性を有するタイヤの運動パラメータセンシングシステムが求められていた。

先行技術

0005

米国特許第4180794号明細書
米国特許第6612164号明細書
米国特許第6967590号明細書
ドイツ特許第DE3916176号明細書

発明が解決しようとする課題

0006

本発明の目的は、タイヤの内壁一点の反射角度のそれぞれは、接地面が大きく変化する特性を有するため、計測信号時間軸上の2つの瞬間を識別することができる場合、タイヤの回転周期から接地面を画成することができ、もし3つの瞬間を識別することができる場合、摩擦力変位量及び変形量のうちの一つの縦向き数値演算することができるタイヤの運動パラメータセンシングシステムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記課題を解決するために、本発明の第1の形態によれば、少なくとも1つの検出波発射源と、少なくとも1つの検出波センサと、演算ユニットとを備えるタイヤの運動パラメータセンシングシステムであって、前記検出波発射源は、タイヤに伴って回転するとともに、前記タイヤの内壁に向けて少なくとも1つの検出波を射出し、前記検出波センサは、前記検出波発射源に伴って回転し、前記タイヤの内壁が反射する少なくとも1つの検出波の物理的パラメータに基づいて計測信号を出力し、前記演算ユニットは、計測信号を受信し、前記検出波がスキャンし、前記タイヤが地面に接触する少なくとも2つの瞬間を記録し、前記演算ユニットは、少なくとも2つの瞬間に基づいて前記タイヤの運動パラメータを演算するタイヤの運動パラメータセンシングシステムが提供される。

図面の簡単な説明

0008

本発明の第1実施形態に係るタイヤの運動パラメータセンシングシステムを示す断面図である。
本発明の第1実施形態に係るタイヤの運動パラメータセンシングシステムを示すブロック図である。
本発明の第1実施形態に係るタイヤの運動パラメータセンシングシステムの発光器を示す説明図である。
本発明の第1実施形態に係るタイヤの運動パラメータセンシングシステムの受光器を示す説明図である。
本発明の第1実施形態に係るタイヤの非受圧領域を示す断面図である。
本発明の第1実施形態に係るタイヤの受圧領域の一方の縁部を示す断面図である。
本発明の第1実施形態に係るタイヤの受圧領域の他方の縁部を示す断面図である。
本発明の第1実施形態に係るタイヤが接地するときの状態を示す断面図である。
本発明の第1実施形態に係るタイヤが接地するときの状態を示す断面図である。
本発明の第1実施形態に係る測定した波形を示すグラフである。
本発明の第1実施形態に係る測定した波形を示すグラフである。
本発明の第2実施形態に係るタイヤの運動パラメータセンシングシステムを示す断面図である。
本発明のタイヤを軸方向側から見たところの側方傾斜を示す断面図である。
本発明の第2実施形態に係るタイヤの運動パラメータセンシングシステムを示す断面図である。

実施例

0009

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。

0010

本発明の第1実施形態に係るタイヤの運動パラメータセンシングシステムは、少なくとも1つの検出波発射源と、少なくとも1つの検出波センサと、演算ユニットとを含む。本明細書において「タイヤ」とは、空気入りタイヤ、又は空気入りタイヤとホイールリムとが組み合わされた物を指す。

0011

少なくとも1つの検出波発射源は、タイヤに伴って回転し、タイヤの内壁へ向けて少なくとも1つの検出波(指向性を備える)を射出する。少なくとも1つの検出波センサは、少なくとも1つの検出波発射源に伴って回転するとともに、タイヤの内壁で反射する少なくとも1つの検出波の物理的パラメータに基づいて計測信号を出力する。演算ユニットは、計測信号を受信し、少なくとも1つの検出波がスキャンしてタイヤの接地面の少なくとも2つの瞬間を記録する。演算ユニットは、少なくとも2つの瞬間に基づき、タイヤの運動パラメータを演算する。

0012

運動パラメータは、タイヤの回転周期を含む。少なくとも2つの瞬間と、タイヤの回転周期とから荷重接地面積、接地法線ベクトル、回転数側方傾斜角度の5つの運動パラメータを推定することができる。

0013

図1図7を参照する。図1図7に示すように、本発明の第1実施形態に係るタイヤの運動パラメータセンシングシステムの空気入りタイヤ8は、ホイールリム81と、ホイールリム81に取り付けられて地面に接触する空気入りタイヤ82と、を含む。ホイールリム81は、外環面811を有する。空気入りタイヤ82は、内表面821を有する。本実施形態のタイヤの運動パラメータセンシングシステムは、光電モジュール2、制御演算モジュール3、電源モジュール4、受信モジュール5、圧力センサ6及び温度センサ7を含む。

0014

本実施形態では、少なくとも1つの検出波発射源及び少なくとも1つの検出波センサは光電モジュール2であり、演算ユニットは制御演算モジュール3である。少なくとも1つの検出波発射源は、周波数電磁波又は音波だけに限定されない。演算ユニットは、空気入りタイヤ8の内部又は外部に設けられ、有線方式又は無線方式により少なくとも1つの検出波センサと通信接続する。

0015

光電モジュール2は、ホイールリム81に設置され、空気入りタイヤ82に対して光束21と、光束21を受け取って内表面821から反射された反射光22とを射出し、反射光22に基づいて光計測信号を出力する。本実施形態において、光束21は少なくとも1つの検出波である。光計測信号は、少なくとも1つの検出波センサが出力する計測信号に対応する。以下「光量」とは、光計測信号が対応する反射光22の物理的パラメータを表すが、他の実施形態では、電磁波又は音波のエネルギー、強度などのパラメータを測定してもよい。

0016

光電モジュール2は、光束21を射出する発光器23と、反射光22から出力された光計測信号を受信する受光器24と、を有する。本実施形態において、発光器23は、少なくとも1つの検出波発射源である。受光器24は、少なくとも1つの検出波センサである。

0017

図1図2及び図5を参照する。図1図2及び図5に示すように、制御演算モジュール3は、ホイールリム81に設置されるとともに、発光器23及び受光器24と電気的に接続される。光計測信号に基づいて空気入りタイヤ8の接地中心角θを演算する。接地中心角θとは、タイヤが圧力を受けて地面に接触された部分のうち、最小変形箇所から最大変形箇所へ至ってから最小変形箇所へ至るタイヤの中心角を指す。

0018

図1図3及び図4を参照する。図1図3及び図4に示すように、発光器23は、光束21を射出する発光部材231と、発光レンズ232と、光反射板233と、を有する。本実施形態において、発光レンズ232は、発光部材231と空気入りタイヤ82との間に位置する。光反射板233は、発光部材231とホイールリム81との間に位置する。

0019

受光器24は、反射光22から出力された光計測信号を受信する光電変換回路241と、感光レンズ242と、格子243とを有する。本実施形態の感光レンズ242及び格子243は、光電変換回路241と空気入りタイヤ82との間に位置する。

0020

制御演算モジュール3は、発光器23と電気的に接続されたマイクロプロセッサ31と、マイクロプロセッサ31及び受光器24と電気的に接続された前処理回路32と、を有する。

0021

電源モジュール4は、光電モジュール2及び制御演算モジュール3と電気的に接続される。

0022

受信モジュール5は、制御演算モジュール3と電気的に接続される。本実施形態の受信モジュール5は、メッセージを無線方式で受信する。

0023

圧力センサ6は、空気入りタイヤ82の空気圧を測定する。温度センサ7は、空気入りタイヤ82の温度を測定する。

0024

図2図3及び図5を参照する。図2図3及び図5に示すように、実際に使用する際、まず、空気入りタイヤ8を回転させ、制御演算モジュール3により制御して発光器23から射出した光束21を発光レンズ232により細く絞り、空気入りタイヤ82の内表面821へ投射する。

0025

図5図6及び図7を参照する。図5図6及び図7に示すように、光束21が投射される位置がタイヤの非受圧領域にある場合、受光器24に反射される反射光22の光量が最大となる。光束21が投射される位置がタイヤの受圧領域にある場合、受光器24に反射される光量が、タイヤの回転に伴って受圧領域の最小変形箇所から最大変形箇所へ至ってから再び最小変形箇所へ至り、小さい状態から大きい状態へ変化した後、再び小さい状態へ変化する。

0026

図2及び図4を参照する。図2及び図4に示すように、反射光22は、光電変換回路241が受け取って光計測信号へ変換し、前処理回路32へ送信して前処理を行うか再変換を行うか再演算を行う。

0027

光束21が投射される位置が、タイヤの非受圧領域から受圧領域へ変わると、光計測信号が突然小さくなる。これとは反対に光束21が投射される位置がタイヤの受圧領域から非受圧領域へ変わると、光計測信号が突然大きくなる。そのため、光束21がタイヤの受圧領域の前後の縁部の個別時間は、前処理回路32の補助によりマイクロプロセッサ31により計測して記録する。

0028

図2図6及び図7を参照する。図2図6及び図7に示すように、光束が投射される位置がタイヤの受圧領域にあるとき、光計測信号は、非受圧領域にあるときと比べて大きく変化する。そのため、空気入りタイヤ8が一回転すると、マイクロプロセッサ31により受圧領域と非受圧領域との時間範囲区分され、タイヤの回転周期が加算されると、比率に応じて接地中心角θが算出される。

0029

θは、光計測信号だけで算出されるわけではなく、所定のテストデータベースがある場合、演算精度補償内外差補正などの技術により高めることができる。制御演算モジュール3は、θ及びタイヤの圧力・温度などの情報を受信モジュール5を介して検出コンピュータ(図示せず)へ送信して使用者に知らせることができる。

0030

そのため、θを知った使用者はこれに対応することができる。例えば、タイヤの圧力が正常であるがθが大きい場合、負荷が大きすぎることを表し、タイヤの磨耗と動力のロスが大幅に増加する虞がある。これとは反対にθが小さくてタイヤの圧力が正常な場合、グリップ力不足したり雨天ブレーキをかけたときにスリップしたりする虞がある。

0031

θは、タイヤの径及び幅と組み合わせて接地面積を計算し、後者にタイヤの圧力を乗算すると、タイヤ荷重近似値を得ることができる。

0032

図6図11を参照する。図6図11に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。

0033

1個のタイヤが平坦な地面で回転して前進すると、その回転軸線は地面に対して平行である。図8及び図9では、以下のように定義する。

0034

接地面は理想的には矩形平面BCDであり、接地面の面積はAbcdである。
接地面の前縁部は直線ABである。
接地面の後縁部は直線CDである。
タイヤの回転軸心軸線Axisである。
軸線の接触面上の垂直投影直線は直線EFである。
タイヤの前進方向は縦方向xである。
接地面に対して垂直な方向の法線ベクトルはZであり、接地面の法線ベクトルはΔZである。
タイヤの内壁中の中心円周線はIである。
タイヤの幾何学的中心はCenterである。
タイヤの幅Wは、直線AB、直線CD又は直線EFの長さである。
タイヤの半径はRである。
中心円周線I上の反射点はGである。
Centerから反射点Gに至る直線上の1点はホイールリムの参考点Hである。
回転目回転角速度はω(N)である。

0035

N回転目の周期はPeriod(N)である。N回転目における矢印HGと直線ABとが交わる時間はTtoe(N)である。N回転目における矢印HGと直線EFとが交わる時間はTsole(N)である。N回転目における矢印HGと直線CDとが交わる時間はTheel(N)である。

0036

N回転目における直線ABと直線CDとの軸線Axisを頂点とする夾角は接地中心角θsole(N)である。N回転目における直線ABと直線EFとの軸線Axisを頂点とする夾角は接地中心角θtoe(N)である。N回転目における直線CDと直線EFとの軸線Axisを頂点とする夾角は接地中心角θheel(N)である。

0037

矢印HGとG点上の反射集中方向とからなる夾角は偏向角θdev(T)である。

0038

少なくとも1つの検出波発射源及び少なくとも1つの検出波センサは、ホイールリムの参考点H上に設置され、少なくとも1つの検出波発射源と少なくとも1つの検出波センサとが互いに近接され、少なくとも1つの検出波発射源は、参考点Hから反射点Gへ向け、細く絞った少なくとも1つの検出波を射出する。少なくとも1つの検出波センサが、少なくとも1つの検出波を受け取り、反射点Gから参考点Hへ戻った少なくとも1つの戻り波を受け取り、戻り波のエネルギー又は強度と関連した物理的パラメータに基づき、対応した計測信号を出力する。

0039

反射点Gは、タイヤの内壁上の1点でもよいし、タイヤの内壁に取り付けた反射部材83でもよい。反射点G又は反射部材83は、反射点G上の反射が最も集中されてパワー最高となる方向となるように、平滑が一致する反射表面を有することが好ましい。もしGが完全に反射するときと同じである場合、タイヤの内壁は、中心円周線Iで左右対称曲面であり、定速で回転する偏向角θdev(T)の時間関数の典型例を図10に示す。

0040

戻り波のエネルギー又は強度と関連した物理的パラメータは、θdev(T)の正負の分が無いため、θdev(T)の絶対値(計測信号に対応する)は、Ttoe(N)及びTheel(N)に局所極値(Local extreme)及び局所の時間率極値(Local time−rate extreme of change)が瞬間的に発生する上、Tsole(N)の瞬間も同様に極値を発生させる。

0041

計測信号は、最適化の空間をさらに有する。例えば、少なくとも1つの検出波発射源と反射点Gとの間の距離と、反射点Gの表面平滑度とに応じ、少なくとも1つの検出波の拡散角を選択し、反射点Gの材質及び反射率に応じて少なくとも1つの検出波の周波数などを選択してもよい。タイヤの内壁の反射点Gの計測信号波形の典型例を図11に示す。少なくとも1つの検出波発射源は、赤外線レーザ光であり、タイヤの規格は185/65 R14である。計測信号は、赤外線センサーがホイールリムの参考点H上で受け取る戻り波の光量である。

0042

計測信号を受信する演算ユニットを設置する。演算ユニットは、ハードウェアソフトウェアとを組み合わせた演算能力を有し、イベント標記するクロックと、情報を記録するメモリとを有し、計測信号の局所の極値及び局所の時間率極値のうちの一つを識別し、極値が発生する瞬間を記録する。別途加速度計に内蔵されるか演算ユニットと結合されると仮定すると、ω(N)及びPeriod(N)のうちの一つは、演算ユニットを介して加速度計から演算して得ることができる。

0043

例えば、一例中では演算ユニットは、2つの瞬間Ttoe(N)及びTheel(N)を記録し、加速度計からPeriod(N)を得て、接地中心角θ(θsole(N)にも等しい)を次式から得る:
θsole(N)=360°・(Theel(N)−Ttoe(N))/Period(N)。

0044

もし他の実施形態において、演算ユニットが3つの瞬間Ttoe(N)、Theel(N)及びTtoe(N+1)を記録する場合、Period(N)は、3つの瞬間中にすでに隠されている:
Period(N)=Ttoe(N+1)−Ttoe(N)。
θ=360°・(Theel(N)−Ttoe(N))/(Ttoe(N+1)−Ttoe(N))。

0045

もし演算ユニットがTtoe(N)、Tsole(N)、Theel(N)、Ttoe(N+1)、Tsole(N+1)及びTheel(N+1)の6つの瞬間を順次記録する場合、Period(N)の平均は次式で得られる:
Period(N)=((Theel(N+1)−Theel(N))・(Ttoe(N+1)−Ttoe(N)))0.5。同様に、
θsole(N)=360°・((Theel(N+1)−Ttoe(N+1))・(Theel(N)−Ttoe(N)))0・5/Period(N)である。θtoe(N)及びθheel(N)の推定も同様である。

0046

タイヤは等角速度で回転しないが、一般の乗用車(Family saloon)のタイヤが1周すると最高で2.5m進み、走行速度が高速になると、タイヤのN回転目及びN+1回転目の回転角速度が同じであると見なすことができ、上述の二式からかなり正確に推定することができる。例えば、直線で加速するレーシングカーの数値を推定する場合、タイヤの回転角度の変位は、θtravel(T)=1389T2+1000Tであり、仮にθsole(N)が20°に常に等しく、Ttoe(1)=0 Secである場合、θtravel(T)=20°、360°、380°、720°、740°、1080°及び1100°の角度の時間を得てから、上述の二式からPeriod(1)=0.2595Sec、θsole(1)=20.8°;Period(2)=0.1802Sec、θsole(2)=20.2°;Period(3)=0.1468Sec、θsole(3)=20.0°が得られる。

0047

そのため、Abcd=2・W・R・Sin(θsole(N)/2)、ΔZ=R・(1−Cos(θsole(N)/2))、ω(N)=360°/Period(N)が得られる。

0048

荷重Lの演算には、タイヤ圧P以外に、カーカス(carcass)の径方向弾性係数Kcarcass(ΔZ)も必要であり、後者は、手作業によりタイヤのバーコードをスキャンした後、無線方式で演算ユニットへ入力してもよいし、タイヤに予め設置したRFIDチップを演算ユニットが識別した後にデータバンクから得てもよい:
L≒P・Abcd+ΔZ・Kcarcass(ΔZ)。

0049

同様に、接地面の縦方向の摩擦力F(N)は、ある方向におけるタイヤの変形に基づき、等価ばねの当該方向における等量変形と見なしてもよい。例えば、θheel(N)/θtoe(N)の比値は、タイヤ表面の縦方向の変位量又はタイヤの縦方向の変形量を表し、縦方向の弾性係数Kdefのテストデータを予め構築すると次式が得られる:
F(N)=(θheel(N)/θtoe(N)−1)・Kdef(P,L,θheel(N)/θtoe(N))。

0050

車両制動システムが作用する際、タイヤの回転数がスピーディーに変化するため、演算ユニットは、回転する毎にTtoe(N)、Tsole(N)及びTheel(N)を完全に記録し、比値を連続して演算して最高のデータ更新率を得ることができる:
θheel(N)/θtoe(N)=(Theel(N)−Tsole(N))/(Tsole(N)−Ttoe(N))。

0051

上述したことから、加速度計の別途の応用価値を知ることができる。例えば、車両が減速する際、演算ユニットを復帰させると、消費電力を減らすことができるとともに警告機能を失うこともない。また、セルフチェック機能及び補正機能は、完全なセンシングシステムにとって必要不可欠である。

0052

Ttoe(N)、Tsole(N)及びTheel(N)の三つの時間は、演算ユニットにより複数周期の記録を行うことが好ましい。仮に路面の凸凹その他の要素により、記録に漏れがある場合、例えば、連続した複数の周期が、Tsole(N)、Ttoe(N+1)及びTtoe(N+2)を順次得る場合、以下の推定式は、大部分の実際の応用を満たすことができる:
Period(N+1)=Ttoe(N+2)−Ttoe(N+1)、
θsole(N+1)=720・(Period(N+1)+Tsole(N)−Ttoe(N+1))/Period(N+1)。

0053

タイヤの側方傾斜の検出結果を図12に示す。ホイールリムの参考点Hから射出される少なくとも1つの検出波は平面拡散角を有する。拡散平面は、軸線Axisに対して平行である。これ以外に2つの反射点G1及び反射点G2がタイヤの内壁に設置される。各反射点は、中心円周線Iで左右対称である。ホイールリムの参考点Hの左右両側には、検出波センサがそれぞれ設置されている。各検出波センサは、各反射点からの各戻り波を受け取り、計測信号をそれぞれ出力することができるように、参考点Hで左右対称である上、軸線Axisに対して平行である。演算ユニットは、各計測信号を受信し、タイヤの内側及び外側の接地中心角をそれぞれ演算する。

0054

タイヤが側方へ傾いたときに、内側及び外側の接地中心角が互いに打ち消しあい、図13に示すように、視線は軸線Axisが延びた透視図であり、実線三角形点線の三角形とには、内側及び外側の接地中心角が交わるタイヤの内壁に成形される。演算ユニットは、左右が異なる各接地中心角に基づいて側方傾斜角度を演算するか、予め構築したテストデータと比較して側方傾斜角度を得る。

0055

(第2実施形態)
図14は、本発明の第2実施形態に係るタイヤの運動パラメータセンシングシステムのタイヤの側方傾斜角度を検出するときの状態を示す説明図である。図14に示すように、本発明の第2実施形態に係るタイヤの運動パラメータセンシングシステムは、2組の検出波発射源及び検出波センサを含み、互いの径方向角度の方位には関連性がない。2組の検出波発射源及び検出波センサは、H1及びH2のホイールリムの参考点上に設置され、各反射点G1及び反射点G2からの各検出波受け取って反射させ、計測信号をそれぞれ出力する。演算ユニットは、各計測信号を受け取り、タイヤの内側及び外側の接地中心角をそれぞれ演算し、内外が異なる各接地中心角に基づいて側方傾斜角度を演算するか、予め構築したテストデータと比較して側方傾斜角度を得る。

0056

本発明は通信ユニット表示ユニットとを全面的に組み合わせることが好ましく、タイヤの運動パラメータにより完全な走行データ運転手へ提供するとともに、自動車のコンピュータの姿勢制御システム(例えば、アンチロックブレーキシステム横滑り防止装置など)と同期で連結し、交通運輸の安全性、快適性及び省エネの向上に役立たせてもよい。

0057

2光電モジュール
3制御演算モジュール
4電源モジュール
5受信モジュール
6圧力センサ
7温度センサ
8空気入りタイヤ
21 光束
22反射光
23発光器
24受光器
31マイクロプロセッサ
32前処理回路
81ホイールリム
82 空気入りタイヤ
83反射部材
231発光部材
232レンズ
233光反射板
241光電変換回路
242感光レンズ
243格子
811外環面
821 内表面
A接地面四角
B 接地面四角
C 接地面四角
D 接地面四角
Axis軸線
I中心円周線
タイヤ半径
G反射点
G1 反射点
G2 反射点
Center タイヤの中心
H ホイールリム参考点
H1 ホイールリム参考点
H2 ホイールリム参考点

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