DE112021000970T5

DE112021000970T5 - Reifeninformationserfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112021000970T5
Application number: DE112021000970.2T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Naruse; Jun Matsuda; Heishiro Fudo; Eiji Shinohara; Shinya Ichise; Hiroyuki TOBARI
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd; Alps Alpine Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd; Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2020-04-08
Filing date: 2021-03-18
Publication date: 2022-12-15
Also published as: CN115335676A; DE112021000970T9; US20230160780A1; JPWO2021205839A1; WO2021205839A1

Abstract

Bereitgestellt wird eine Reifeninformationserfassungsvorrichtung, die in der Lage ist, einen Befestigungszustand eines Sensormoduls basierend auf einem Messwert, der von dem in einem Luftreifen installierten Sensormodul geliefert wird, zu bestimmen und Reifeninformationen genau zu erfassen. Eine Reifeninformationserfassungsvorrichtung (10), die konfiguriert ist, um Reifeninformationen zu erfassen, die mindestens eines von Verschleiß eines Reifens, Verformung des Reifens, einem Straßenoberflächenzustand, einem Bodenkontaktzustand des Reifens, Vorhandensein eines Ausfalls des Reifens, einem Fahrverlauf des Reifens oder einem Lastzustand des Reifens einschließen, schließt mindestens ein Sensormodul (20), das auf einer Reifeninnenoberfläche angeordnet ist, und eine Bestimmungseinheit (15), die zum Bestimmen eines Befestigungszustands des Sensormoduls (20) basierend auf einem vom Sensormodul (20) gelieferten Messwert konfiguriert ist, ein.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reifeninformationserfassungsvorrichtung und betrifft insbesondere eine Reifeninformationserfassungsvorrichtung, die in der Lage ist, einen Befestigungszustand eines Sensormoduls basierend auf einem Messwert, der von dem in einem Luftreifen installierten Sensormodul geliefert wird, zu bestimmen und Reifeninformationen genau zu erfassen.
Stand der Technik
Reifeninformationen (ein Verschleißzustand eines Laufflächenabschnitts) eines Luftreifens werden basierend auf einem Messwert einer Beschleunigung bewertet, die beispielsweise durch einen im Reifen installierten Beschleunigungssensor gemessen wird (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1). Wenn der Sensor auf diese Weise im Reifen installiert ist, muss überprüft werden, ob der Sensor an der richtigen Position relativ zum Reifen befestigt ist und normal funktioniert. Der Befestigungszustand des Sensors wird jedoch nicht basierend auf dem vom Sensor gemessenen Messwert bestimmt.
Literaturliste
Patentliteratur
Patentschrift 1: JP 2009-18667 A
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Reifeninformationserfassungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, einen Befestigungszustand eines Sensormoduls basierend auf einem Messwert, der von dem in einem Luftreifen installierten Sensormodul geliefert wird, zu bestimmen und Reifeninformationen genau zu erfassen.
Lösung des Problems
Die Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Erfüllen der vorstehend beschriebenen Aufgabe, die konfiguriert ist, um Reifeninformationen zu erfassen, die mindestens eines von Verschleiß eines Reifens, Verformung des Reifens, einem Straßenoberflächenzustand, einem Bodenkontaktzustand des Reifens, Vorhandensein eines Defekts des Reifens, einem Fahrverlauf des Reifens oder einem Lastzustand des Reifens einschließen, schließt mindestens ein Sensormodul, das an einer Reifeninnenoberfläche angeordnet ist, und eine Bestimmungseinheit, die zum Bestimmen eines Befestigungszustands des Sensormoduls basierend auf einem vom Sensormodul gelieferten Messwert konfiguriert ist, ein.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt mindestens ein Sensormodul, das auf einer Reifeninnenoberfläche angeordnet ist, und eine Bestimmungseinheit bereit, die einen Befestigungszustand des Sensormoduls basierend auf einem Messwert bestimmt, der von dem Sensormodul geliefert wird, wodurch der Befestigungszustand des Sensormoduls unter Verwendung des von dem Sensormodul gelieferten Messwerts bestimmt werden kann und auch die Reifeninformationen in einem Zustand erfasst werden, in dem das Sensormodul normal funktioniert.
Vorzugsweise schließt die Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Element, das an dem Sensormodul montiert und konfiguriert ist, um eine Spannung basierend auf einer Verformung eines Laufflächenabschnitts während der Reifendrehung zu erzeugen, eine Spannungserfassungseinheit, die konfiguriert ist, um die durch das Element erzeugte Spannung zu erfassen, einen Speicherbereich, der konfiguriert ist, um Wellenformdaten der von der Spannungserfassungseinheit im Laufe der Zeit erfassten Spannung zu speichern, und eine Berechnungseinheit ein, die konfiguriert ist, um aus den in dem Speicherbereich gespeicherten Wellenformdaten eine Symmetrie der Wellenformdaten zu berechnen, die ein Indexwert des Befestigungszustands des Sensormoduls ist, wobei die Bestimmungseinheit den Befestigungszustand des Sensormoduls basierend auf der Symmetrie der Wellenformdaten bestimmt, die durch die Berechnungseinheit berechnet wird. Die durch das Element erzeugte Spannung basierend auf der Verformung des Laufflächenabschnitts während der Reifendrehung weist weniger Rauschen auf, kann gemessen und analysiert werden und ist geeigneterweise ein effektiver Index zum Bestimmen des Befestigungszustands des Sensormoduls.
Vorzugsweise extrahiert die Berechnungseinheit eine Wellenform, die einen ersten Scheitelpunkt und einen zweiten Scheitelpunkt einschließt, die auf einer Seite bzw. der anderen Seite von einer Basislinie der Wellenformdaten gebildet sind, und berechnet eine Strecke SO und eine Strecke OF von einem Schnittpunkt O, wo eine Linie, die den ersten Scheitelpunkt und den zweiten Scheitelpunkt verbindet, die Basislinie der Wellenformdaten schneidet, einen Startpunkt S der Wellenform und einen Endpunkt F der Wellenformdaten, wobei die Bestimmungseinheit bestimmt, dass der Befestigungszustand des Sensormoduls gut ist, wenn ein Verhältnis einer kurzen Strecke zu einer langen Strecke der Strecke SO und der Strecke OF in einem Bereich von 0,4 bis 1,0 liegt. Dies kann die Genauigkeit des Bestimmens des Befestigungszustands des Sensormoduls erhöhen.
Vorzugsweise extrahiert die Berechnungseinheit eine Wellenform, die einen ersten Scheitelpunkt und einen zweiten Scheitelpunkt einschließt, die auf einer Seite bzw. der anderen Seite von einer Basislinie der Wellenformdaten gebildet sind, und berechnet eine absolute Differenz |P1-B| zwischen einem Wert P1 des ersten Scheitelpunkts und einem Wert B der Basislinie der Wellenformdaten, und eine absolute Differenz |B-P2| zwischen dem Wert B der Basislinie der Wellenformdaten und einem Wert P2 des zweiten Scheitelpunkts, wobei die Bestimmungseinheit bestimmt, dass der Befestigungszustand des Sensormoduls gut ist, wenn ein Verhältnis |P1-B|/|B-P2| der absoluten Differenz |P1-B| zu der absoluten Differenz |B-P2| in einem Bereich von 0,2 bis 5,0 liegt. Dies kann die Genauigkeit des Bestimmens des Befestigungszustands des Sensormoduls erhöhen.
Vorzugsweise extrahiert die Berechnungseinheit eine Wellenform, die einen ersten Scheitelpunkt und einen zweiten Scheitelpunkt einschließt, die auf einer Seite bzw. der anderen Seite von einer Basislinie der Wellenformdaten gebildet sind, und berechnet einen Schnittpunkt O, wo eine Linie, die den ersten Scheitelpunkt und den zweiten Scheitelpunkt verbindet, die Basislinie der Wellenformdaten schneidet, und Flächen A1 und A2 der Wellenform auf beiden Seiten einer Wellenformmittelachse, die durch den Schnittpunkt O verläuft und senkrecht zu der Basislinie der Wellenformdaten ist, wobei die Bestimmungseinheit bestimmt, dass der Befestigungszustand des Sensormoduls gut ist, wenn ein Verhältnis von einer kleinen Fläche zu einer großen Fläche der Fläche A1 und der Fläche A2 in einem Bereich von 0,4 bis 1,0 liegt. Dies kann die Genauigkeit des Bestimmens des Befestigungszustands des Sensormoduls erhöhen.
Vorzugsweise berechnet die Berechnungseinheit einen Indexwert der Spannungsänderung aus den Wellenformdaten, die in dem Speicherbereich gespeichert sind, und die Bestimmungseinheit bestimmt einen Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts durch Vergleichen des Indexwerts der durch die Berechnungseinheit berechneten Spannungsänderung mit Referenzinformationen. Dies kann den Befestigungszustand des Sensormoduls bestimmen und den Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts genau erfassen.
Vorzugsweise ist ferner eine Geschwindigkeitserfassungseinheit, die konfiguriert ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit oder Reifendrehzahl zu erfassen, eingeschlossen, der Speicherbereich speichert die Wellenformdaten der durch die Spannungserfassungseinheit erfassten Spannung im zeitlichen Verlauf zusammen mit der von der Geschwindigkeitserfassungseinheit erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit oder Reifendrehzahl, die Berechnungseinheit berechnet einen Indexwert der Spannungsänderung aus Wellenformdaten in einem vorher festgelegten Geschwindigkeitsbereich, der in dem Speicherbereich gespeichert ist, und die Bestimmungseinheit bestimmt einen Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts durch Vergleichen des von der Berechnungseinheit berechneten Indexwerts der Spannungsänderung mit Referenzinformationen, die dem vorher festgelegten Geschwindigkeitsbereich entsprechen. Dies kann den Befestigungszustand des Sensormoduls bestimmen und den Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts genau erfassen.
Die Berechnungseinheit berechnet vorzugsweise als Indexwert der Spannungsänderung einen Spitzenamplitudenwert zwischen einem Maximalwert P1 und einem Minimalwert P2 in Wellenformdaten. Dies kann die Genauigkeit des Bestimmens des Fortschritts des Verschleißes des Laufflächenabschnitts verbessern.
Vorzugsweise ist ferner eine Geschwindigkeitserfassungseinheit, die konfiguriert ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit oder Reifendrehzahl zu erfassen, eingeschlossen, der Speicherbereich speichert die Wellenformdaten der durch die Spannungserfassungseinheit erfassten Spannung im zeitlichen Verlauf zusammen mit der von der Geschwindigkeitserfassungseinheit erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit oder Reifendrehzahl, die Berechnungseinheit berechnet die Frequenz der Überschreitung eines vorher festgelegten Schwellenwerts aus den Wellenformdaten in einem vorher festgelegten Drehzahlbereich und einen vorher festgelegten Zeitraum, der in dem Speicherbereich gespeichert ist, und die Bestimmungseinheit bestimmt den Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts basierend auf der Frequenz der Überschreitung des vorher festgelegten Schwellenwerts, der durch die Berechnungseinheit berechnet wird. Dies kann den Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts genau erfassen.
Vorzugsweise ist ferner eine Luftdruckerfassungseinheit, die konfiguriert ist, um Luftdruck innerhalb eines Reifens zu erfassen, eingeschlossen, und die Berechnungseinheit korrigiert Wellenformdaten oder den vorher festgelegten Schwellenwert basierend auf dem von der Luftdruckerfassungseinheit erfassten Luftdruck. Dementsprechend kann die Genauigkeit des Bestimmens des Fortschritts des Verschleißes im Laufflächenabschnitt verbessert werden.
Die Bestimmungseinheit führt vorzugsweise mindestens zwei Bestimmungsvorgänge durch und bestimmt basierend auf den Ergebnissen dieser Bestimmungsvorgänge abschließend den Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts. Dementsprechend kann das Auftreten eines unerwarteten Fehlers in abschließenden Bestimmungsergebnissen reduziert werden, und die Genauigkeit des Bestimmens des Fortschritts des Verschleißes des Laufflächenabschnitts kann verbessert werden.
Vorzugsweise schließt das Sensormodul mindestens das Element und die Spannungserfassungseinheit ein und ist über einen Behälter, in den das Sensormodul eingesetzt ist, an der Reifeninnenoberfläche befestigt.
Vorzugsweise ist der Behälter über eine Haftmittelschicht an die Reifeninnenoberfläche geklebt und als die Rauigkeit der Reifeninnenoberfläche liegt eine arithmetische mittlere Höhe Sa in einem Bereich von 0,3 µm bis 15,0 µm und eine maximale Höhe Sz liegt in einem Bereich von 2,5 µm bis 60,0 µm. Dementsprechend kann eine Haftfläche der Reifeninnenoberfläche und der Haftmittelschicht vergrößert werden und das Haftvermögen zwischen der Reifeninnenoberfläche und dem Behälter kann wirksam verbessert werden. Die Rauigkeit der Reifeninnenfläche wird gemäß ISO25178 gemessen. Die arithmetische mittlere Höhe Sa ist ein Durchschnitt absoluter Werte von Höhendifferenzen von Punkten zu einer durchschnittlichen Oberfläche von Oberflächen, und die maximale Höhe Sz ist ein Abstand vom höchsten Punkt zum niedrigsten Punkt der Oberflächen in einer Höhenrichtung.
Eine Breite Lc1 eines Öffnungsabschnitts des Behälters und eine innere Breite Lc2 einer Bodenoberfläche des Behälters erfüllen vorzugsweise eine Beziehung Lc1 < Lc2. Da die Breite Lc1 des Öffnungsabschnitts relativ klein ist, kann dementsprechend verhindert werden, dass das in dem Behälter untergebrachte Sensormodul herausfällt, und es ist möglich, sowohl die Verarbeitbarkeit beim Einsetzen des Sensormoduls als auch eine Halteeigenschaft des Behälters auf kompatible Weise bereitzustellen.
Die Breite Lc1 des Öffnungsabschnitts des Behälters und eine maximale Breite Lsm des Sensormoduls erfüllen vorzugsweise eine Beziehung 0,10 ≤ Lc1/Lsm ≤ 0,95. Durch entsprechendes Einstellen eines Verhältnisses zwischen der Breite Lc1 des Öffnungsabschnitts und der maximalen Breite Lsm des Sensormoduls wird es möglich, ein Herausfallen des Sensormoduls wirksam zu verhindern und die Verarbeitbarkeit beim Einsetzen des Sensormoduls sowie die Halteeigenschaft des Behälters zu verbessern.
Die Breite Lc1 des Öffnungsabschnitts des Behälters, die innere Breite Lc2 der Bodenoberfläche des Behälters, eine Breite Ls1 einer oberen Oberfläche des Sensormoduls und eine Breite Ls2 einer unteren Oberfläche des Sensormoduls erfüllen vorzugsweise eine Beziehung Lc1 < Ls1 ≤ Ls2 ≤ Lc2. Durch entsprechendes Einstellen der Breiten des Behälters und des Sensormoduls kann ein Herausfallen des Sensormoduls wirksam verhindert werden.
Eine durchschnittliche Dicke des Behälters liegt in einem Bereich von 0,5 mm bis 5,0 mm. Dementsprechend ist es möglich, die Verarbeitbarkeit beim Einsetzen des Sensormoduls, die Halteeigenschaft des Behälters und die Bruchfestigkeit des Behälters auf ausgewogene Weise zu verbessern.
Ein Verhältnis einer Höhe Hc des Behälters mit eingesetztem Sensormodul zu einer Höhe Hs des Sensormoduls liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 1,5. Dadurch kann ein Herausfallen des Sensormoduls wirksam verhindert werden.
Eine Reißdehnung EB des Gummis, der den Behälter bildet, liegt vorzugsweise in einem Bereich von 50 % bis 900 % und ein Modul bei 300%iger Dehnung des Gummis, der den Behälter bildet, liegt vorzugsweise in einem Bereich von 2 MPa bis 15 MPa. Dementsprechend ist es möglich, die Verarbeitbarkeit beim Einsetzen des Sensormoduls, die Halteeigenschaft des Behälters und die Bruchfestigkeit des Behälters auf ausgewogene Weise zu verbessern. Die Reißdehnung und der Modul bei 300%-iger Dehnung des Gummis, der den Behälter bildet, werden gemäß JIS-K6251 gemessen.
Der Behälter ist vorzugsweise an einer Innenseite eines Bodenkontaktrandes in einer Reifenbreitenrichtung angeordnet. Dementsprechend kann das in den Behälter eingesetzte Sensormodul die Reifeninformationen genau erfassen.
Das Element ist vorzugsweise ein piezoelektrisches Element. Ein piezoelektrisches Element ist so strukturiert, dass es basierend auf der Verformung des Laufflächenabschnitts während der Reifendrehung Spannung erzeugt. Diese Struktur wird weniger wahrscheinlich durch Rauschen beeinträchtigt als ein Beschleunigungssensor oder dergleichen und ermöglicht eine genaue Erfassung.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich „Bodenkontaktrand“ auf einen Endabschnitt in Reifenaxialrichtung eines Reifens, der auf eine reguläre Felge aufgezogen ist, auf einen regulären Innendruck gefüllt und vertikal auf einer flachen Oberfläche angeordnet ist, wobei eine reguläre Last, auf den Reifen ausgeübt wird. Eine „reguläre Felge“ ist eine Felge, die für jeden Reifen durch einen Standard gemäß einem System von Standards definiert ist, das Standards einschließt, welche die Reifen erfüllen, und bezieht sich zum Beispiel auf eine „Standardfelge“ gemäß Definition der Japan Automobile Tyre Manufacturers Association (JATMA, Verband der japanischen Reifenhersteller), auf eine „Entwurfsfelge“ gemäß Definition der Tire and Rim Association Inc. (TRA, Reifen- und Felgenverband) oder auf eine „Messfelge“ gemäß Definition der European Tire and Rim Technical Organization (ETRTO, Europäische Technische Organisation für Reifen und Felgen). In dem System von Standards, das Standards einschließt, denen Reifen genügen, bezieht sich „regulärer Innendruck“ auf Luftdruck, der von jedem der Standards für jeden Reifen definiert ist, und ist durch JATMA definierter „maximaler Luftdruck“, ein in der Tabelle „REIFENLASTGRENZEN BEI VERSCHIEDENEN KALTREIFENDRÜCKEN“ beschriebener, durch TRA definierter Maximalwert oder durch ETRTO definierter „REIFENDRUCK“. Jedoch beträgt der „reguläre Innendruck“ 250 kPa in einem Fall, in dem ein Reifen ein Reifen für einen Personenkraftwagen ist. „Reguläre Last“ ist eine Last, die durch einen Standard für jeden Reifen gemäß einem System von Standards definiert ist, welches Standards einschließt, denen Reifen genügen, und ist die maximale Belastungskapazität gemäß Definition der JATMA, der in der Tabelle „REIFENLASTGRENZEN BEI VERSCHIEDENEN KALTREIFENDRÜCKEN“ beschriebene Maximalwert gemäß Definition der TRA, und die „BELASTUNGSKAPAZITÄT“ gemäß Definition der ETRTO. In einem Fall, in dem der Reifen ein Reifen für einen Personenkraftwagen ist, ist die „reguläre Last“ allerdings eine Last von 80 % der vorstehend beschriebenen Last.
Figurenliste

1 ist ein beispielhaftes Diagramm, das ein Beispiel einer Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Wellenformdaten zeigt, die in einem Speicherbereich einer Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gespeichert sind.
3 ist ein Diagramm, das ein anderes Beispiel von Wellenformdaten zeigt, die in einem Speicherbereich einer Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gespeichert sind.
4 ist ein Fließschema, das ein Beispiel einer Vorgehensweise eines Erfassungsverfahrens unter Verwendung einer Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
5(a) und (b) sind Erläuterungsdiagramme der Wellenformdaten von 2.
6 ist ein Diagramm, das ein anderes Beispiel von Wellenformdaten zeigt, die in einem Speicherbereich einer Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gespeichert sind.

7 ist ein Diagramm der Wellenformdaten von 6 nach der Maskierungsverarbeitung durch eine Berechnungseinheit.
8 ist ein Fließschema, das ein Abwandlungsbeispiel einer Vorgehensweise eines Erfassungsverfahrens unter Verwendung einer Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
9 ist eine Querschnittsmeridianansicht, die einen Luftreifen veranschaulicht, für den ein Verschleißzustand durch eine Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestimmt wird.
10 ist eine Draufsicht, die einen an dem Luftreifen von 9 befestigten Behälter veranschaulicht.
11 ist eine perspektivische Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem das Sensormodul in den Behälter von 7 eingesetzt ist.
12 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem das Sensormodul in den Behälter von 9 eingesetzt ist.
13 ist ein Diagramm, das Wellenformdaten zu einer Mehrzahl von Zeitpunkten in einem Luftreifen gemäß Beispiel 1 zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Eine Konfiguration gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. 1 veranschaulicht eine Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 bestimmt, ob der Befestigungszustand des Sensormoduls 20 gut ist, auf der Grundlage des vom Sensormodul 20 gelieferten Messwerts beim Erfassen der Reifeninformationen des Reifens T (siehe zum Beispiel 9). Außerdem erfasst die Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 die Reifeninformationen des Reifens T auf der Grundlage des vom Sensormodul 20 gelieferten Messwerts.
Die Reifeninformationen sind eine Gruppe, die Verschleiß eines Reifens, Verformung des Reifens, einen Fahrbahnoberflächenzustand, einen Bodenkontaktzustand des Reifens, ein Vorhandensein eines Defekts des Reifens, einen Fahrverlauf des Reifens und einen Lastzustand des Reifens einschließt. Mindestens eines aus dieser Gruppe kann als Reifeninformation ausgewählt und verwendet werden. Die Reifeninformationen sind nicht auf die vorstehend beschriebene Gruppe beschränkt und können entsprechend ergänzt werden. Nachstehend wird die Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 zum Erfassen des Verschleißes des Reifens T (Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts 1) als Reifeninformation beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, schließt die Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 ein Element 11, das an dem Sensormodul 20 montiert ist, um eine Spannung basierend auf Verformung des Laufflächenabschnitts 1 während der Reifendrehung zu erzeugen, eine Spannungserfassungseinheit 12, die zum Erfassen der durch das Element 11 erzeugten Spannung konfiguriert ist, einen Speicherbereich 13, der zum Speichern von Wellenformdaten der von der Spannungserfassungseinheit 12 im Zeitverlauf erfassten Spannung konfiguriert ist, eine Berechnungseinheit 14, die zum Berechnen einer Symmetrie der Wellenformdaten, die ein Indexwert des Befestigungszustands des Sensormoduls 20 ist, aus den im Speicherbereich 13 gespeicherten Wellenformdaten konfiguriert ist, und eine Bestimmungseinheit 15, die zum Bestimmen des Befestigungszustands des Sensormoduls 20 basierend auf der von der Berechnungseinheit 14 berechneten Symmetrie der Wellenformdaten konfiguriert ist, ein.
Die Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 kann eine Geschwindigkeitserfassungseinheit 16, die zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit oder Reifendrehzahl konfiguriert ist, eine Luftdruckerfassungseinheit 17, die zum Erfassen des Luftdrucks innerhalb eines Reifens konfiguriert ist, oder eine Temperaturerfassungseinheit 18, die zum Erfassen der Temperatur innerhalb des Reifens konfiguriert ist, zusätzlich zu der Spannungserfassungseinheit 12 einschließen. Ferner können der Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 Vorrichtungen wie eine Eingabevorrichtung, eine Ausgabevorrichtung und eine Anzeige zweckmäßig hinzugefügt werden.
In der Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 fungieren der Speicherbereich 13, die Berechnungseinheit 14 und die Bestimmungseinheit 15 als eine Datenverarbeitungsvorrichtung 19. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 19 verarbeitet die Dateneingabe von einer durch die Spannungserfassungseinheit 12 dargestellten Erfassungseinheit. Die Dateneingabe in die Datenverarbeitungsvorrichtung 19 kann entweder drahtgebunden oder drahtlos durchgeführt werden.
Das Sensormodul 20 schließt mindestens das Element 11 und die Spannungserfassungseinheit 12 zum Erfassen von Reifeninformationen ein. Im Sensormodul 20 können Sensoren derart installiert sein, dass zusammen mit dem Element 11 und der Spannungserfassungseinheit 12 gegebenenfalls die Luftdruckerfassungseinheit 17 und die Temperaturerfassungseinheit 18 eingeschlossen sind.
Das Element 11 ist ein Bestandteil der Spannungserfassungseinheit 12 und ist in der Spannungserfassungseinheit 12 eingeschlossen. Das Element 11 ist nicht beschränkt und muss nur Spannung proportional zur Verformungsmenge (Verformungsenergie) des Laufflächenabschnitts 1 während der Reifendrehung erzeugen. Als ein solches Element 11 kann beispielsweise ein piezoelektrisches Element verwendet werden. Das piezoelektrische Element ist so angeordnet, dass es direkt oder indirekt mit einer Reifeninnenoberfläche in Kontakt steht, und ist derart konfiguriert, dass es in der Lage ist, eine Verformung des Laufflächenabschnitts 1 zu erfassen. Dabei bedeutet ein indirekter Kontakt des Elements mit der Reifeninnenoberfläche, dass die Verformung des Laufflächenabschnitts 1 selbst dann gemessen werden kann, wenn ein anderes Glied zwischen dem Element und der Reifeninnenoberfläche eingreift, wie in dem Fall, in dem das Element über ein Gehäuse des Sensormoduls 20 mit der Reifeninnenoberfläche in Kontakt steht, oder in dem das Element mit einer Schutzschicht aus Gummi oder dergleichen bedeckt ist und mit der Reifeninnenoberfläche über die Schutzschicht in Kontakt steht. Das piezoelektrische Element weist eine Struktur auf, um basierend auf der Verformung des Laufflächenabschnitts 1 während der Reifendrehung wie vorstehend beschrieben Spannung zu erzeugen, und wird somit weniger wahrscheinlich durch Rauschen beeinflusst und ermöglicht eine genaue Erfassung.
Die Spannungserfassungseinheit 12 ist ein Spannungssensor, der konfiguriert ist, um in dem Element 11, das elektrisch geladen ist, eine Potentialdifferenz zu erfassen. Die Spannungserfassungseinheit 12 schließt das Element 11 ein, das basierend auf der Verformung des Laufflächenabschnitts 1 während der Reifenrotation Spannung erzeugt, und unterscheidet sich somit von einem Dehnungssensor, der Dehnung detektiert. Die Geschwindigkeitserfassungseinheit 16 kann Messdaten (Fahrzeuggeschwindigkeit) durch einen Geschwindigkeitsmesser auf einer Fahrzeugseite erfassen oder kann eine Reifendrehzahl erfassen, indem ein Sensor verwendet wird, der die Reifendrehzahl erfassen kann. Ferner kann ein Drucksensor als die Luftdruckerfassungseinheit 17 verwendet werden, und ein Temperatursensor kann als die Temperaturerfassungseinheit 18 verwendet werden.
Im Speicherbereich 13 werden die Wellenformdaten der von der Spannungserfassungseinheit 12 erfassten Spannung im zeitlichen Verlauf gespeichert. Hier kann der Speicherbereich 13 aus einer externen Speichervorrichtung wie einer Festplatte oder einer internen Speichervorrichtung wie einem RAM oder einer Kombination davon bestehen. 2 veranschaulicht Wellenformdaten, die im Speicherbereich 13 gespeichert sind. In 2 stellt die vertikale Achse die Spannung (V) dar, die horizontale Achse stellt die verstrichene Zeit (µs) dar, und Wellenformdaten, die einer Drehung des Reifens T entsprechen, sind veranschaulicht. Während einer Drehung des Reifens T erreicht die Wellenform (Spannung) eine Spitze (einen Maximalwert oder einen Minimalwert), wenn ein Punkt auf dem Umfang des Reifens T zu einem vorderen Bodenkontaktrand und zu einem hinteren Bodenkontaktrand kommt. 3 veranschaulicht ein anderes Beispiel der Wellenformdaten, die im Speicherbereich 13 gespeichert sind. In 3 sind die Wellenformdaten d1 Daten, wenn der Reifen T in einem Neuzustand ist, und die Wellenformdaten d2 sind Daten, wenn der Verschleiß des Laufflächenabschnitts 1 des Reifens T fortgeschritten ist (spätes Verschleißstadium). Das heißt, wenn die Abnutzung des Laufflächenabschnitts 1 des Reifens T fortschreitet, tendieren die Spitzenwerte der Spannung an den Positionen des vorderen Bodenkontaktrands und des hinteren Bodenkontaktrands dazu, anzusteigen. Es ist zu beachten, dass die in 2 und 3 veranschaulichten Wellenformdaten ein typisches Beispiel sind und keine Beschränkung darauf vorliegt.
Außerdem sind in einem Fall, in dem die Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 die Geschwindigkeitserfassungseinheit 16 einschließt, die Wellenformdaten der von der Spannungserfassungseinheit 12 erfassten Spannung zusammen mit der von der Geschwindigkeitserfassungseinheit 16 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit oder Reifendrehzahl in dem Speicherbereich 13 gespeichert. Das heißt, die Fahrzeuggeschwindigkeit oder die Reifendrehzahl und die Wellenformdaten der Spannung sind miteinander verknüpft und in dem Speicherbereich 13 eine Einheit bildend gespeichert. Ferner sind in einem Fall, in dem die Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 die Luftdruckerfassungseinheit 17 und die Temperaturerfassungseinheit 18 einschließt, die Wellenformdaten der von der Spannungserfassungseinheit 12 erfassten Spannung zusammen mit dem Luftdruck und der Temperatur, die jeweils von der Luftdruckerfassungseinheit 17 und der Temperaturerfassungseinheit 18 erfasst werden, in dem Speicherbereich 13 gespeichert. Das heißt, der Luftdruck und die Temperatur und die Wellenformdaten der Spannung sind miteinander verknüpft und in dem Speicherbereich 13 eine Einheit bildend gespeichert.
Beim Erfassen des Befestigungszustands des Sensormoduls 20 berechnet die Berechnungseinheit 14 aus den im Speicherbereich 13 gespeicherten Wellenformdaten die Symmetrie der Wellenformdaten, die der Indexwert des Befestigungszustands des Sensormoduls 20 ist. Dabei liest die Berechnungseinheit 14 die im Speicherbereich 13 gespeicherten Wellenformdaten aus und führt die Berechnung aus und speichert den berechneten Indexwert des Befestigungszustands des Sensormoduls 20 in dem Speicherbereich 13. Zusätzlich kann die Berechnungseinheit 14 eine Berechnung basierend auf den Wellenformdaten für eine Mehrzahl von Drehungen des Reifens T durchführen, und die Wellenformdaten von fünf Umdrehungen oder mehr werden bevorzugt, um eine fehlerhafte Bestimmung zu verhindern.
Insbesondere extrahiert die Berechnungseinheit 14 bei der Berechnung der Symmetrie der Wellenformdaten aus den in dem Speicherbereich 13 gespeicherten Wellenformdaten eine Wellenform v, die einen ersten Scheitelpunkt p₁ (den Maximalwert in 2) und einen zweiten Scheitelpunkt p₂ (den Minimalwert in 2) einschließt, die auf einer Seite bzw. der anderen Seite von einer Basislinie BL der Wellenformdaten gebildet sind, und führt eine Berechnungsverarbeitung von einem von (a) bis (c) nachstehend durch. Die Basislinie BL ist eine Referenzlinie eines Zahlenwerts in den Wellenformdaten und zeigt nicht notwendigerweise null als Zahlenwert an (der Wert B der Basislinie BL ist eine Spannung 0 [V] in 2). Die Basislinie BL kann auch eine Näherungslinie verwenden, die durch Entfernen von Hochfrequenzrauschen und allmählicher Verschiebungstendenz (Trend) durch Verarbeitung mit gleitendem Mittelwert erhalten wird. Es ist zu beachten, dass die Symmetrie der Wellenformdaten bedeutet, dass die Wellenform v1 und die Wellenform v2 in Bezug auf den Schnittpunkt O eine punktsymmetrische Beziehung zueinander aufweisen und eine liniensymmetrische Beziehung in Bezug auf die Wellenformmittelachse M aufweisen, aber nicht notwendigerweise eine perfekte Symmetrie aufweisen.

(a) In der extrahierten Wellenform v berechnet die Berechnungseinheit 14 eine Strecke SO und eine Strecke OF von einem Schnittpunkt O, wo eine Linie L, die den ersten Scheitelpunkt p₁ und den zweiten Scheitelpunkt p₂ verbindet, die Basislinie BL schneidet, einen Startpunkt S der Wellenform v und einen Endpunkt F der Wellenform v. Die Berechnungseinheit 14 berechnet ein Verhältnis einer kurzen Strecke zu einer langen Strecke der Strecke SO und der Strecke OF.
(b) In der extrahierten Wellenform v berechnet die Berechnungseinheit 14 eine absolute Differenz |P1-B| zwischen einem Wert P1 des ersten Scheitelpunkts p₁ und einem Wert B der Basislinie BL der Wellenformdaten und eine absolute Differenz |B-P2| zwischen dem Wert B der Basislinie BL der Wellenformdaten und einem Wert P2 des zweiten Scheitelpunkts p₂. Die Berechnungseinheit 14 berechnet das Verhältnis |P1-B|/|B-P2| der absoluten Differenz |P1-B| zur absoluten Differenz |B-P2|.
(c) In der extrahierten Wellenform v berechnet die Berechnungseinheit 14 einen Schnittpunkt O, wo eine Linie L, die den ersten Scheitelpunkt p₁ und den zweiten Scheitelpunkt p₂ verbindet, die Basislinie BL schneidet, und eine Fläche A1 der Wellenform v1 und eine Fläche A2 der Wellenform v2 (Flächen der schattierten Abschnitte in 2) auf einer Seite bzw. der anderen Seite von einer Wellenformmittelachse M, die durch den Schnittpunkt O verläuft und senkrecht zu der Basislinie BL ist. Die Berechnungseinheit 14 berechnet das Verhältnis einer kleinen Fläche zu einer großen Fläche der Fläche A1 und der Fläche A2.

Beim Erfassen des Verschleißes des Reifens T berechnet die Berechnungseinheit 14 einen Indexwert der Spannungsänderung aus den Wellenformdaten, die in dem Speicherbereich 13 gespeichert sind. Dabei kann die Berechnungseinheit 14 den berechneten Indexwert in dem Speicherbereich 13 speichern und den gespeicherten Indexwert auslesen und eine Berechnung durchführen. Hier kann als ein Indexwert der Spannungsänderung ein Spitzenamplitudenwert zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert in den Wellenformdaten oder einem Bereich der Wellenformdaten verwendet werden. Zusätzlich kann die Berechnungseinheit 14 auch zwei Indexwerte der Spannungsänderungen aus dem Speicherbereich 13 auslesen und eine Änderungsrate eines Indexwerts der Spannungsänderung in Bezug auf den anderen Indexwert der Spannungsänderung berechnen. Die Berechnungseinheit 14 kann zum Beispiel aus einem Speicher oder einer CPU bestehen.
Ferner berechnet die Berechnungseinheit 14 in einem Fall, in dem die Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 die Geschwindigkeitserfassungseinheit 16 einschließt, beim Erfassen des Verschleißes des Reifens T einen Indexwert einer Spannungsänderung anhand von Wellenformdaten in einem vorher festgelegten Geschwindigkeitsbereich, der in dem Speicherbereich 13 gespeichert ist. Hier ist der vorbestimmte Geschwindigkeitsbereich ein Geschwindigkeitsbereich, in dem eine untere Grenze -5 km/h in Bezug auf eine frei wählbare Geschwindigkeit [km/h] und eine obere Grenze +5 km/h in Bezug auf die frei wählbare Geschwindigkeit beträgt. Die frei wählbare Geschwindigkeit kann zum Beispiel innerhalb eines Bereichs von 30 km/h bis 60 km/h eingestellt sein.
Außerdem kann in einem Fall, in dem die Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 die Luftdruckerfassungseinheit 17 und die Temperaturerfassungseinheit 18 einschließt, beim Erfassen des Verschleißes des Reifens T die Berechnungseinheit 14 Wellenformdaten oder einen Indexwert der aus den Wellenformdaten erhaltenen Spannungsänderung auf der Grundlage des von der Luftdruckerfassungseinheit 17 erfassten Luftdrucks und der von der Temperaturerfassungseinheit 18 erfassten Temperatur korrigieren. Dabei liest die Berechnungseinheit 14 die Wellenformdaten oder den Indexwert der Spannungsänderung aus, die in dem Speicherbereich 13 gespeichert sind, und führt eine Korrektur durch und speichert die korrigierten Wellenformdaten oder den korrigierten Indexwert der Spannungsänderung in dem Speicherbereich 13.
Beim Erfassen des Befestigungszustands des Sensormoduls 20 bestimmt die Bestimmungseinheit 15 den Befestigungszustand des Sensormoduls 20 basierend auf der Symmetrie der Wellenformdaten, die von der Berechnungseinheit 14 berechnet wird. Insbesondere führt die Bestimmungseinheit 15 einen Bestimmungsprozess von einem von (a) bis (c) nachstehend durch. Dabei liest die Bestimmungseinheit 15 den Indexwert der Symmetrie der Wellenformdaten aus dem Speicherbereich 13 aus und führt die Bestimmung durch. Es ist zu beachten, dass die Bestimmungseinheit 15 konfiguriert sein kann, um das Verhältnis der kurzen Strecke zu der langen Strecke der Strecke SO und der Strecke OF basierend auf der Strecke SO und der von der Recheneinheit 14 berechneten Strecke OF zu berechnen.

(a) In einem Fall, in dem die Berechnungseinheit 14 die Strecke SO und die Strecke OF der Wellenform v berechnet, bestimmt die Bestimmungseinheit 15, dass der Befestigungszustand des Sensormoduls 20 gut ist, wenn das Verhältnis der kurzen Strecke zu der langen Strecke der Strecke SO und der Strecke OF in einem Bereich von 0,4 bis 1,0 liegt.
(b) In einem Fall, in dem die Berechnungseinheit 14 die absolute Differenz |P1-B| und die absolute Differenz |B-P2| der Wellenform v berechnet, bestimmt die Bestimmungseinheit 15, dass der Befestigungszustand des Sensormoduls 20 gut ist, wenn das Verhältnis |Pl-B|/|B-P2| der absoluten Differenz |P1-B| zu der absoluten Differenz |B-P2| in einem Bereich von 0,2 bis 5,0 liegt.
(c) In einem Fall, in dem die Berechnungseinheit 14 die Fläche A1 und die Fläche A2 der Wellenform v berechnet, bestimmt die Bestimmungseinheit 15, dass der Befestigungszustand des Sensormoduls 20 gut ist, wenn das Verhältnis der kleinen Fläche zu der großen Fläche der Fläche A1 und der Fläche A2 in einem Bereich von 0,4 bis 1,0 liegt.

Beim Erfassen des Verschleißes des Reifens T bestimmt die Bestimmungseinheit 15 den Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts 1 durch Vergleichen des Indexwerts der durch die Berechnungseinheit 14 berechneten Spannungsänderung mit Referenzinformationen. Zu diesem Zeitpunkt liest die Bestimmungseinheit 15 den Indexwert der Spannungsänderung aus dem Speicherbereich 13 aus und führt die Bestimmung durch. Die mit dem Indexwert der Spannungsänderung verglichenen Referenzinformationen sind ein Kriterium zum Bestimmen, dass der Laufflächenabschnitt 1 abgetragen ist. Als Referenzinformationen kann ein Verhältnis in Bezug auf einen Indexwert der Spannungsänderung in einem Neuzustand oder ein vorbestimmter Schwellenwert verwendet werden. Als ein spezifisches Beispiel ist es möglich, eine willkürliche Änderungsrate (%) in Bezug auf einen Indexwert der Spannungsänderung in einem Neuzustand einzustellen oder einen Schwellenwert einzustellen, der zuvor für einen spezifischen Indexwert der Spannungsänderung untersucht wurde. Es ist zu beachten, dass die Bestimmung von Ergebnissen durch die Bestimmungseinheit 15 auf einer Anzeige angezeigt werden kann, die beispielsweise an einem Fahrzeug bereitgestellt wird.
In einem Fall, in dem die Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 die Geschwindigkeitserfassungseinheit 16 einschließt, bestimmt beim Erfassen des Verschleißes des Reifens T die Bestimmungseinheit 15 den Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts 1 durch Vergleichen des durch die Berechnungseinheit 14 berechneten Indexwerts der Spannungsänderung mit Referenzinformationen, die dem vorher festgelegten Geschwindigkeitsbereich entsprechen.
4 veranschaulicht eine Vorgehensweise eines Erfassungsverfahrens unter Verwendung einer Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Beim Erfassen des Befestigungszustands des am Reifen T befestigten Sensormoduls 20 und des Fortschritts des Verschleißes des Laufflächenabschnitts 1 des Reifens T erfasst in Schritt S1 die Spannungserfassungseinheit 12 der Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 eine Spannung, die basierend auf Verformung des Laufflächenabschnitts 1 während der Drehung des Reifens T erzeugt wird. Dabei speichert der Speicherbereich 13 die Wellenformdaten der von der Spannungserfassungseinheit 12 im Zeitverlauf erfassten Spannung.
Ferner erfasst in Schritt S1 die Geschwindigkeitserfassungseinheit 16 die Fahrzeuggeschwindigkeit oder die Reifendrehzahl, und im Speicherbereich 13 werden die Wellenformdaten der von der Spannungserfassungseinheit 12 erfassten Spannung zusammen mit der von der Geschwindigkeitserfassungseinheit 16 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit oder Reifendrehzahl gespeichert. Zusätzlich erfassen die Luftdruckerfassungseinheit 17 und die Temperaturerfassungseinheit 18 Luftdruck bzw. Temperatur, und im Speicherbereich 13 werden die Wellenformdaten der von der Spannungserfassungseinheit 12 erfassten Spannung zusammen mit dem Luftdruck und der Temperatur, die von der Luftdruckerfassungseinheit 17 bzw. der Temperaturerfassungseinheit 18 erfasst werden, gespeichert.
Als Nächstes fährt der Prozess mit Schritt S2 fort, und die Berechnungseinheit 14 der Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 berechnet aus den Wellenformdaten, die in dem Speicherbereich 13 gespeichert sind, die Symmetrie der Wellenformdaten, die ein Indexwert des Befestigungszustands des Sensormoduls 20 ist. Zum Beispiel berechnet die Berechnungseinheit 14 in der extrahierten Wellenform v die Strecke SO und die Strecke OF von dem Schnittpunkt O, den Startpunkt S der Wellenform v und den Endpunkt F der Wellenform v und berechnet das Verhältnis der kurzen Strecke zu der langen Strecke der Strecke SO und der Strecke OF. Dann speichert die Berechnungseinheit 14 das berechnete Verhältnis der kurzen Strecke zu der langen Strecke in dem Speicherbereich 13.
Als Nächstes fährt der Prozess mit Schritt S3 fort, und die Bestimmungseinheit 15 der Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 bestimmt den Befestigungszustand des Sensormoduls 20 basierend auf der Symmetrie der Wellenformdaten, die durch die Berechnungseinheit 14 berechnet wird. Zum Beispiel bestimmt die Bestimmungseinheit 15 in einem Fall, in dem die Berechnungseinheit 14 die Strecke SO und die Strecke OF in Bezug auf die Wellenform v berechnet, dass der Befestigungszustand des Sensormoduls 20 gut ist, wenn das Verhältnis der kurzen Strecke zu der langen Strecke der Strecke SO und der Strecke OF in einem Bereich von 0,4 bis 1,0 liegt. Der Prozess fährt mit Schritt S4 fort, wenn der Befestigungszustand gut ist, und kehrt dann zu Schritt S1 zurück, wenn der Befestigungszustand nicht gut ist.
Als Nächstes fährt der Prozess mit Schritt S4 fort, und die Berechnungseinheit 14 der Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 korrigiert die Wellenformdaten der Spannung basierend auf dem Luftdruck und der Temperatur, die von der Luftdruckerfassungseinheit 17 und der Temperaturerfassungseinheit 18 erfasst wurden. Zu diesem Zeitpunkt bezieht sich ein Korrekturvorgang durch die Berechnungseinheit 14 darauf, dass, zum Beispiel wenn der von der Luftdruckerfassungseinheit 17 erfasste Luftdruck relativ niedrig ist, das Ausmaß der Änderung in dem gesamten Reifen tendenziell ansteigt und folglich auch die Wellenformdaten als Ganzes ansteigen. Somit führt die Berechnungseinheit 14 eine Korrektur durch, so dass die Wellenformdaten der Spannung in einem vorher festgelegten Verhältnis reduziert werden. Die auf diese Weise durchgeführte Korrektur durch die Berechnungseinheit 14 kann die Genauigkeit des Bestimmens des Fortschritts des Verschleißes des Laufflächenabschnitts 1 verbessern. Dann speichert die Berechnungseinheit 14 die korrigierten Wellenformdaten in dem Speicherbereich 13. Es ist zu beachten, dass der Luftdruck innerhalb eines Reifens je nach Temperatur innerhalb des Reifens variiert und somit wird die von der Temperaturerfassungseinheit 18 erfasste Temperatur zur Korrektur des Luftdrucks verwendet.
Als Nächstes fährt der Prozess mit Schritt S5 fort, und die Berechnungseinheit 14 der Reifeninformationserfassungsvorrichtung10 berechnet aus den Wellenformdaten in dem vorher festgelegten Geschwindigkeitsbereich, der in dem Speicherbereich 13 gespeichert ist, einen Indexwert der Spannungsänderung. Dabei kann die Berechnungseinheit 14 einen Spitzenamplitudenwert zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert in den Wellenformdaten berechnen (siehe 5(a)) oder kann einen Bereich der Wellenformdaten (siehe 5(b)) als den Indexwert der Spannungsänderung berechnen. Genauer berechnet die Berechnungseinheit 14 einen Spitzenamplitudenwert D1 (V) der Wellenformdaten d1, wie in 5(a) veranschaulicht, oder berechnet einen Bereich der Wellenformdaten d1 (der Bereich des angezeigten schattierten Bereichs), wie in 5(b) veranschaulicht. Dann speichert die Berechnungseinheit 14 den berechneten Indexwert der Spannungsänderung in dem Speicherbereich 13. Es ist zu beachten, dass der durch die Berechnungseinheit 14 berechnete Spitzenamplitudenwert D1 einen Wert des Reifens T in einem Neuzustand angibt.
Als Nächstes fährt der Prozess mit Schritt S6 fort und die Bestimmungseinheit 15 der Reifeninformationserfassungsvorrichtung10 bestimmt den Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts 1 durch Vergleichen des durch die Berechnungseinheit 14 berechneten Indexwerts der Spannungsänderung mit Referenzinformationen. In einem Fall, in dem ein Indexwert der Spannungsänderung ein Spitzenamplitudenwert ist, Referenzinformationen, die verglichen werden sollen, zum Beispiel eine Änderungsrate in Bezug auf den Spitzenamplitudenwert in einem Neuzustand sind und die Änderungsrate auf 150 % eingestellt ist, vergleicht die Bestimmungseinheit 15 eine Änderungsrate basierend auf dem von der Berechnungseinheit 14 berechneten Spitzenamplitudenwert mit der vorstehend beschriebenen vorher festgelegten Änderungsrate (150 %), um die Größenbeziehung zwischen den Änderungsraten zu bestimmen, und wenn die vorher festgelegte Änderungsrate überschritten wird, folgert die Bestimmungseinheit 15, dass ein Bestimmungskriterium erfüllt ist. Der Bestimmungsvorgang endet, wenn das Bestimmungskriterium wie oben beschrieben erfüllt ist. Wenn andererseits das Bestimmungskriterium nicht erfüllt ist, kehrt der Prozess zu Schritt S1 zurück.
Es ist zu beachten, dass 4 ein Beispiel zeigt, in dem der Fortschritt des Verschleißes bestimmt wird, nachdem der Befestigungszustand des Sensormoduls 20 bestimmt wurde, aber das Erfassungsverfahren ist nicht auf das Beispiel beschränkt. Der Ablauf des Bestimmungsvorgangs kann wie angemessen geändert werden. Zum Beispiel können die Bestimmung des Befestigungszustands des Sensormoduls 20 und die Bestimmung des Verschleißfortschritts parallel durchgeführt werden. Alternativ kann in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Befestigungszustand des Sensormoduls 20 normal ist, der Schritt (S1 bis S2) des Bestimmens des Befestigungszustands des Sensormoduls 20 in einem beliebigen Zeitraum weggelassen werden.
Die vorstehend beschriebene Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 schließt mindestens ein Sensormodul 20, das auf der Reifeninnenoberfläche angeordnet ist, und die Bestimmungseinheit 15, die den Befestigungszustand des Sensormoduls 20 auf der Grundlage des von dem Sensormodul 20 gelieferten Messwerts bestimmt, ein. Somit ist es möglich, den Befestigungszustand des Sensormoduls 20 unter Verwendung des vom Sensormodul 20 gelieferten Messwerts zu bestimmen und auch den Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts 1 genau zu erfassen, während das Sensormodul 20 normal funktioniert. Außerdem ist es durch Nutzung des vom Sensormodul 20 gelieferten Messwerts nicht erforderlich, eine Vorrichtung hinzuzufügen, die zum Bestimmen des Befestigungszustands des Sensormoduls 20 bestimmt ist, und somit kann eine Erhöhung der Kosten vermieden werden. Es ist zu beachten, dass die Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 zusätzlich mit einer dedizierten Vorrichtung zum Bestimmen des Befestigungszustands des Sensormoduls 20 versehen sein kann.
Bei der Reifeninformationserfassungsvorrichtung berechnet die Berechnungseinheit 14 vorzugsweise beim Erfassen des Verschleißes des Reifens T die Strecke SO und die Strecke OF von dem Schnittpunkt O, den Startpunkt S der Wellenform v und den Endpunkt F der Wellenform v, und die Bestimmungseinheit 15 bestimmt, dass der Befestigungszustand des Sensormoduls 20 gut ist, wenn das Verhältnis der kurzen Strecke zu der langen Strecke der Strecke SO und der Strecke OF in einem Bereich von 0,4 bis 1,0 liegt. Dies kann die Genauigkeit des Bestimmens des Befestigungszustands des Sensormoduls 20 erhöhen. Hier sind die Strecke SO und die Strecke OF nicht notwendigerweise gleichwertig, und es ist nur erforderlich, dass das Verhältnis der kurzen Strecke zu der langen Strecke in einem Bereich von 0,4 bis 1,0 liegt. Wenn das Verhältnis der kurzen Strecke zu der langen Strecke innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs liegt, ist das Sensormodul 20 ordnungsgemäß im Reifen angebracht. Wenn das Verhältnis weniger als 0,4 beträgt, ist das Sensormodul 20 nicht ordnungsgemäß befestigt, und es ist keine genaue Erfassung möglich.
Außerdem kann beim Erfassen des Verschleißes des Reifens T die Berechnungseinheit 14 eine absolute Differenz |P1-B| zwischen dem Wert P1 des ersten Scheitelpunkts p1 und dem Wert B der Basislinie BL der Wellenformdaten und eine absolute Differenz |B-P2| zwischen dem Wert B der Basislinie BL der Wellenformdaten und dem Wert P2 des zweiten Scheitelpunkts p2 berechnen, und die Bestimmungseinheit 15 kann bestimmen, dass der Befestigungszustand des Sensormoduls 20 gut ist, wenn das Verhältnis |P1-B|/|B-P2| der absoluten Differenz |P1-B| zur absoluten Differenz |B-P2| in einem Bereich von 0,2 bis 5,0 liegt. In diesem Fall berechnet die Berechnungseinheit 14 vorzugsweise das vorstehend beschriebene Verhältnis auf der Grundlage der Wellenformdaten von 10 Umdrehungen oder mehr des Reifens T, und der Durchschnittswert davon liegt in einem Bereich von 0,5 bis 2,0. Dies kann die Genauigkeit des Bestimmens des Befestigungszustands des Sensormoduls 20 erhöhen. Hier kann, wenn das Verhältnis |P1-B|/|B-P2| kleiner als 0,2 ist, ein Erfassungsfehler an dem vorderen Bodenkontaktrand des Reifens auftreten. Umgekehrt kann, wenn das Verhältnis 5,0 überschreitet, ein Erfassungsfehler an dem hinteren Bodenkontaktrand des Reifens auftreten, oder die absolute Differenz |P1-B| kann aufgrund einer Beschädigung der Basis des Sensormoduls 20 maximiert werden.
Außerdem kann die Berechnungseinheit 14 beim Erfassen des Verschleißes des Reifens T den Schnittpunkt O und die Bereiche A1 und A2 der Wellenformen v1 und v2 auf einer Seite bzw. der anderen Seite von der Wellenformmittelachse M berechnen, und die Bestimmungseinheit 15 kann bestimmen, dass der Befestigungszustand des Sensormoduls 20 gut ist, wenn das Verhältnis der kleinen Fläche zu der großen Fläche der Fläche A1 und der Fläche A2 in einem Bereich von 0,4 bis 1,0 liegt. Dies kann die Genauigkeit des Bestimmens des Befestigungszustands des Sensormoduls 20 erhöhen. Hier sind die Fläche A1 der Wellenform v1 und die Fläche A2 der Wellenform v2 nicht notwendigerweise gleichwertig, und es ist nur erforderlich, dass das Verhältnis der kleinen Fläche zu der großen Fläche in einem Bereich von 0,4 bis 1,0 liegt. Wenn das Verhältnis der kleinen Fläche zu der großen Fläche innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs liegt, ist das Sensormodul 20 ordnungsgemäß im Reifen angebracht. Wenn das Verhältnis weniger als 0,4 beträgt, ist das Sensormodul 20 nicht ordnungsgemäß befestigt, und es ist keine genaue Erfassung möglich.
In der vorstehend beschriebenen Beschreibung werden in der Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 die Wellenformdaten einer Drehung des Reifens T verwendet, um den Indexwert der Spannungsänderung zu berechnen, und der berechnete Indexwert und die Referenzinformationen werden verglichen, um den Verschleiß des Reifens T zu bestimmen, wobei allerdings die Wellenformdaten einer Mehrzahl von Drehungen des Reifens T verwendet werden können. 6 veranschaulicht Wellenformdaten für einen vorher festgelegten Zeitraum, der in dem Speicherbereich 13 gespeichert ist. Das heißt, die Wellenformdaten in dem vorher festgelegten Zeitraum schließen Wellenformdaten für eine Mehrzahl von Drehungen des Reifens T ein. Die gepunkteten Linien in 6 zeigen vorher festgelegte Schwellenwerte an, und wie zu erkennen ist, liegt eine Mehrzahl von Abschnitten vor, die die vorher festgelegten Schwellenwerte in den Wellenformdaten für den vorher festgelegten Zeitraum überschreiten. Beschrieben wird ein Fall, in dem die Wellenformdaten für eine Mehrzahl von Rotationen des Reifens T verwendet werden.
In der Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 berechnet die Berechnungseinheit 14 beim Erfassen des Verschleißes des Reifens T die Häufigkeit der Überschreitung des vorher festgelegten Schwellenwerts aus den Wellenformdaten in dem vorher festgelegten Geschwindigkeitsbereich und dem vorher festgelegten Zeitraum, die in dem Speicherbereich 13 gespeichert sind. Ferner kann die Berechnungseinheit 14 die berechneten Wellenformdaten in dem Speicherbereich 13 speichern und die gespeicherten Wellenformdaten auslesen und Berechnung durchführen.
Hier ist der vorher festgelegte Geschwindigkeitsbereich ein Geschwindigkeitsbereich, in dem eine untere Grenze -5 km/h in Bezug auf eine optionale Geschwindigkeit [km/h] und eine obere Grenze +5 km/h in Bezug auf die optionale Geschwindigkeit beträgt. Die optionale Geschwindigkeit kann zum Beispiel innerhalb eines Bereichs von 30 km/h bis 60 km/h eingestellt sein. Der vorher festgelegte Zeitraum kann zum Beispiel innerhalb eines Bereichs von 0,1 [s] bis 10,0 [s] eingestellt sein. Ferner kann der vorher festgelegte Schwellenwert auf eine Spannung [V] eingestellt sein, bei der basierend auf dem zuvor beschriebenen vorher festgelegten Geschwindigkeitsbereich und dem vorher festgelegten Zeitraum bestimmt werden kann, dass der Laufflächenabschnitt 1 abgenutzt ist. Der vorher festgelegte Schwellenwert kann für sowohl einen oberen Grenzbereich als auch einen unteren Grenzbereich oder für einen davon eingestellt werden. Weiterhin kann zum Beispiel der vorher festgelegte Schwellenwert basierend auf einer Reifengröße angemessen definiert werden.
In einem Fall, in dem die Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 die Luftdruckerfassungseinheit 17 und die Temperaturerfassungseinheit 18 einschließt, kann beim Erfassen des Verschleißes des Reifens T die Berechnungseinheit 14 die Wellenformdaten oder den vorher festgelegten Schwellenwert basierend auf dem von der Luftdruckerfassungseinheit 17 erfassten Luftdruck und der von der Temperaturerfassungseinheit 18 erfassten Temperatur korrigieren. Dabei liest die Berechnungseinheit 14 die Wellenformdaten in dem vorher festgelegten Geschwindigkeitsbereich und dem vorher festgelegten Zeitraum oder den im Speicherbereich 13 gespeicherten vorher festgelegten Schwellenwert aus und führt Korrekturen durch und speichert die korrigierten Wellenformdaten oder den korrigierten vorher festgelegten Schwellenwert in dem Speicherbereich 13.
Beim Erfassen des Verschleißes des Reifens T bestimmt die Bestimmungseinheit 15 den Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts 1 basierend auf der Häufigkeit der Überschreitung des vorher festgelegten Schwellenwerts, der von der Berechnungseinheit 14 berechnet wird. Dabei liest die Bestimmungseinheit 15 die Wellenformdaten in dem vorher festgelegten Geschwindigkeitsbereich und dem vorher festgelegten Zeitraum aus dem Speicherbereich 13 aus und führt die Bestimmung durch.
Die Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 funktioniert in den Schritten S1 bis S3 von 4 auf die gleiche Weise, aber in Schritt S4 von 4 kann die Berechnungseinheit 14 der Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 die Wellenformdaten der Spannung oder den vorher festgelegten Schwellenwert basierend auf dem Luftdruck und der Temperatur, die von der Luftdruckerfassungseinheit 17 bzw. der Temperaturerfassungseinheit 18 erfasst werden, korrigieren. Zu diesem Zeitpunkt bezieht sich ein Korrekturvorgang durch die Berechnungseinheit 14 darauf, dass, zum Beispiel wenn der von der Luftdruckerfassungseinheit 17 erfasste Luftdruck relativ niedrig ist, das Ausmaß der Änderung in dem gesamten Reifen tendenziell ansteigt und folglich auch die Wellenformdaten als Ganzes ansteigen. Somit führt die Berechnungseinheit 14 eine Korrektur durch, so dass die Wellenformdaten der Spannung in einem vorher festgelegten Verhältnis reduziert werden. Die auf diese Weise durchgeführte Korrektur durch die Berechnungseinheit 14 kann die Genauigkeit des Bestimmens des Fortschritts des Verschleißes des Laufflächenabschnitts 1 verbessern. Dann speichert die Berechnungseinheit 14 die korrigierten Wellenformdaten oder den korrigierten vorher festgelegten Schwellenwert in dem Speicherbereich 13. Es ist zu beachten, dass der Luftdruck innerhalb eines Reifens je nach Temperatur innerhalb des Reifens variiert und somit wird die von der Temperaturerfassungseinheit 18 erfasste Temperatur zur Korrektur des Luftdrucks verwendet.
In Schritt S5 von 4 kann die Berechnungseinheit 14 der Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 die Häufigkeit der Überschreitung des vorher festgelegten Schwellenwerts aus den Wellenformdaten in dem vorher festgelegten Geschwindigkeitsbereich und dem vorher festgelegten Zeitraum, die in dem Speicherbereich 13 gespeichert sind, berechnen. Dabei führt die Berechnungseinheit 14 eine Maskierung der Wellenformdaten basierend auf dem vorher festgelegten Schwellenwert durch und berechnet die Häufigkeit der Überschreitung. Insbesondere kann die Häufigkeit der Überschreitung berechnet werden, indem eine Maskierung durchgeführt wird, um Abschnitte zu extrahieren, die den vorher festgelegten Schwellenwert überschreiten, und indem die Anzahl der Abschnitte gezählt wird, die den vorher festgelegten Schwellenwert in den Wellenformdaten nach der Maskierung überschreiten (siehe 7). Dann speichert die Berechnungseinheit 14 die berechneten Wellenformdaten in dem Speicherbereich 13.
In Schritt S6 von 4 kann die Bestimmungseinheit 15 der Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 den Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts 1 basierend auf der Häufigkeit der Überschreitung des von der Berechnungseinheit 14 berechneten vorher festgelegten Schwellenwerts bestimmen. Zum Beispiel folgert in einem Fall, in dem ein Bestimmungskriterium für die Häufigkeit der Überschreitung im Voraus auf 15 Mal eingestellt ist, die Bestimmungseinheit 15, dass das Bestimmungskriterium nicht erfüllt ist, wenn die Häufigkeit der Überschreitung in den Wellenformdaten zu einem bestimmten Zeitpunkt 10 Mal beträgt, und dass das Bestimmungskriterium erfüllt ist, wenn die Häufigkeit der Überschreitung in den Wellenformdaten zum anderen Zeitpunkt 15 Mal beträgt. Das Bestimmungskriterium kann zum Beispiel als die Anzahl der Überschreitungen des vorher festgelegten Schwellenwerts oder als ein Verhältnis zu der Anzahl der Überschreitungen im Neuzustand eingestellt werden. Der Bestimmungsvorgang endet, wenn das Bestimmungskriterium wie oben beschrieben erfüllt ist. Wenn andererseits das Bestimmungskriterium nicht erfüllt ist, kehrt der Prozess zu Schritt S1 zurück. Alternativ ist es in einem Fall, in dem der Befestigungszustand des Sensormoduls 20 bereits als normal bestimmt wurde, möglich, den Schritt (S1 bis S3) des Bestimmens des Befestigungszustands in einem beliebigen Zeitraum (zum Beispiel kann dieser von einer Minute bis eine Woche eingestellt werden) wegzulassen. Wie vorstehend beschrieben, funktioniert die Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 in einem Fall, in dem die Wellenformdaten der Mehrzahl von Rotationen des Reifens T verwendet werden, anders als wenn die Wellenformdaten einer Drehung des Reifens T verwendet werden, aber in jedem Fall kann der Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts 1 genau erfasst werden.
8 veranschaulicht ein Abwandlungsbeispiel einer Vorgehensweise eines Erfassungsverfahrens unter Verwendung einer Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 8 führt die Bestimmungseinheit 15 der Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 mindestens zwei Bestimmungsvorgänge durch und bestimmt basierend auf den Ergebnissen dieser Bestimmungsvorgänge abschließend den Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts 1. Die in 8 veranschaulichte Vorgehensweise ist bis Schritt S6 mit der in 4 veranschaulichten identisch. Als Nächstes fährt der Prozess von Schritt S6 mit Schritt S7 fort, und die Spannungserfassungseinheit 12 erfasst die von dem Element 11 erzeugte Spannung, und die Geschwindigkeitserfassungseinheit 16 erfasst die Fahrzeuggeschwindigkeit oder Reifendrehzahl. Als Nächstes fährt der Prozess mit Schritt S8 fort und die Berechnungseinheit 14 korrigiert basierend auf dem Luftdruck und der Temperatur, die von der Luftdruckerfassungseinheit 17 bzw. der Temperaturerfassungseinheit 18 erfasst wurden, die Wellenformdaten oder den vorher festgelegten Schwellenwert. Dann speichert die Berechnungseinheit 14 die korrigierten Wellenformdaten oder den korrigierten vorher festgelegten Schwellenwert in dem Speicherbereich 13. Als Nächstes fährt der Prozess mit Schritt S9 fort, und die Berechnungseinheit 14 berechnet den Indexwert der Spannungsänderung oder die Frequenz der Überschreitung des vorher festgelegten Schwellenwerts aus den Daten der Wellenform in dem vorher festgelegten Geschwindigkeitsbereich oder dem vorher festgelegten Geschwindigkeitsbereich und dem vorher festgelegten Zeitraum, die in dem Speicherbereich 13 gespeichert sind. Dann speichert die Berechnungseinheit 14 den berechneten Indexwert der Spannungsänderung oder die berechneten Wellenformdaten in dem Speicherbereich 13. Als Nächstes fährt der Prozess mit Schritt S10 fort, und die Bestimmungseinheit 15 führt den zweiten Bestimmungsvorgang durch. Dabei endet der Bestimmungsvorgang, wenn ein beliebiges Bestimmungskriterium erfüllt ist. Wenn andererseits das Bestimmungskriterium nicht erfüllt ist, kehrt der Prozess zu Schritt S7 zurück. Was den zweiten Bestimmungsvorgang durch die Bestimmungseinheit 15 betrifft, können der erste Bestimmungsvorgang (Schritte S4 bis S6) und der zweite Bestimmungsvorgang (Schritte S7 bis S10) am selben Tag durchgeführt werden, oder der erste Bestimmungsvorgang und der zweite Bestimmungsvorgang können an verschiedenen Tagen durchgeführt werden.
Durch Durchführen von mindestens zwei Bestimmungsvorgängen durch die Bestimmungseinheit 15, wie vorstehend beschrieben, kann das Auftreten eines unerwarteten Fehlers in abschließenden Bestimmungsergebnissen reduziert werden, und die Genauigkeit des Bestimmens des Fortschritts des Verschleißes des Laufflächenabschnitts 1 kann verbessert werden.
In der Ausführungsform von 8 wurde ein Beispiel, in dem die Anzahl der Wiederholungen der Bestimmung durch die Bestimmungseinheit 15 zwei ist, beschrieben, aber die Anzahl der Wiederholungen der Bestimmungsvorgänge ist nicht speziell darauf beschränkt und kann auf eine beliebige Anzahl von Wiederholungen gleich oder größer als zwei Mal eingestellt werden. Zudem ist in der Ausführungsform von 8 ein Beispiel, in dem der Prozess zu Schritt S7 zurückkehrt, wenn das Bestimmungskriterium in Schritt S10 nicht erfüllt ist, der Prozess kann jedoch dazu konfiguriert sein, um zu Schritt S1 zurückzukehren, wenn das Bestimmungskriterium in Schritt S10 nicht erfüllt ist.
9 veranschaulicht einen Luftreifen (Reifen T), der ein Erfassungsziel der Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. 10 bis 12 veranschaulichen das Sensormodul 20 oder den Behälter 30, der am Reifen T montiert ist. In 10 und 12 stellt ein Pfeil Tc eine Reifenumfangsrichtung dar, und ein Pfeil Tw stellt eine Reifenbreitenrichtung dar.
Wie in 9 veranschaulicht, schließt ein Reifen T den Laufflächenabschnitt 1, der in Reifenumfangsrichtung verläuft und eine Ringform aufweist, ein Paar Seitenwandabschnitte 2, 2, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts 1 angeordnet sind, und ein Paar Wulstabschnitte 3, 3, die auf einer Innenseite der Seitenwandabschnitte 2 in Reifenradialrichtung angeordnet sind, ein.
Eine Karkassenschicht 4 ist zwischen dem Paar Wulstabschnitte 3, 3 montiert. Die Karkassenschicht 4 schließt eine Mehrzahl von verstärkenden Cordfäden ein, die in der Reifenradialrichtung verlaufen, und ist von einer Reifeninnenseite zu einer Reifenaußenseite um einen Wulstkern 5 gefaltet, der in jedem der Wulstabschnitte 3 angeordnet ist. Ein Wulstfüller 6, der eine dreieckige Querschnittsform aufweist und aus einer Kautschuk- bzw. Gummizusammensetzung ausgebildet ist, ist am Außenumfang des Wulstkerns 5 angeordnet. Außerdem ist eine Innenseelenschicht 9 in einem Bereich zwischen dem Paar Wulstabschnitte 3, 3 auf einer Reifeninnenoberfläche Ts angeordnet. Die Innenseelenschicht 9 bildet die Reifeninnenoberfläche Ts.
Andererseits ist eine Mehrzahl von Gürtelschichten 7 auf der Außenumfangsseite der Karkassenschicht 4 in dem Laufflächenabschnitt 1 eingebettet. Die Gürtelschichten 7 schließen eine Mehrzahl von verstärkenden Corden ein, die in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung geneigt sind, und die verstärkenden Corde sind derart angeordnet, dass sie sich zwischen den Schichten überschneiden. In den Gürtelschichten 7 ist der Neigungswinkel der verstärkenden Cordfäden in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung derart eingestellt, dass er in einen Bereich von zum Beispiel 10° bis 40° fällt. Es werden vorzugsweise Stahlcorde als die verstärkenden Corde der Gürtelschichten 7 verwendet. Um die Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit zu verbessern, ist mindestens eine Gürteldeckschicht 8, die durch Anordnen von verstärkenden Corden in einem Winkel von beispielsweise nicht mehr als 5° in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung ausgebildet ist, auf einer Außenumfangsseite der Gürtelschichten 7 angeordnet. Organische Fasercordfäden wie Nylon und Aramid werden vorzugsweise als die verstärkenden Cordfäden der Gürteldeckschicht 8 verwendet.
Es ist zu beachten, dass die vorstehend beschriebene Reifeninnenstruktur ein typisches Beispiel für einen Luftreifen darstellt, aber der Luftreifen nicht darauf beschränkt ist.
Mindestens ein Behälter 30 aus Gummi ist in einem Bereich befestigt, der dem Laufflächenabschnitt 1 der Reifeninnenoberfläche Ts des Reifens T entspricht. Das Sensormodul 20 ist in den Behälter 30 eingesetzt. Der Behälter 30 schließt einen Öffnungsabschnitt 31 ein, in den das Sensormodul 20 eingesetzt ist, und ist über eine Haftmittelschicht 32 mit der Reifeninnenoberfläche Ts verbunden. Da das Sensormodul 20 konfiguriert ist, um frei in dem Behälter 30 untergebracht zu werden, kann das Sensormodul 20 zum Zeitpunkt des Austauschs, des Ausfalls oder dergleichen ausgetauscht werden. Da der Behälter 30 außerdem aus Gummi besteht, dehnt sich der Behälter 30 in geeigneter Weise aus und zieht sich zusammen, wenn das Sensormodul 20 in den Öffnungsabschnitt 31 eingesetzt und aus diesem herausgenommen wird.
Beispiele für das Material des Behälters 30 schließen ChloroprenKautschuk (CR), Butyl-Kautschuk (IIR), Naturkautschuk (NR), AcrylnitrilButadien-Copolymer-Kautschuk (NBR), Butadien-Kautschuk (BR), StyrolButadien-Kautschuk (SBR) oder dergleichen ein, wobei ein einzelnes Material oder eine Mischung aus zwei oder mehr Materialien verwendet werden kann. Da diese Materialien ein ausgezeichnetes Haftvermögen an Butyl-Kautschuk, der die Reifeninnenoberfläche Ts bildet, aufweisen, kann ein ausreichendes Haftvermögen zwischen dem Behälter 30 und der Reifeninnenoberfläche Ts sichergestellt werden, wenn der Behälter 30 aus einem beliebigen der vorstehend genannten Materialien gebildet ist.
Wie in 12 veranschaulicht, schließt das Sensormodul 20 ein Gehäuse 21 und ein elektronisches Bauteil 22 ein. Das Gehäuse 21 weist eine hohle Struktur auf und nimmt das elektronischen Bauteil 22 in sich auf. Das elektronische Bauteil 22 kann derart konfiguriert sein, dass es gegebenenfalls einen Sender, einen Empfänger, eine Steuerschaltung, eine Batterie zusammen mit einem Sensor 23 einschließt, der die vorstehend beschriebenen Reifeninformationen wie Spannung, Geschwindigkeit, Luftdruck und Temperatur des Reifens T erfasst. Als der Sensor 23 kann zum Beispiel ein Geschwindigkeitssensor (die Geschwindigkeitserfassungseinheit 16), ein Drucksensor (die Luftdruckerfassungseinheit 17) oder ein Temperatursensor (die Temperaturerfassungseinheit 18) zusammen mit einem piezoelektrischen Sensor (das Element 11 und die Spannungserfassungseinheit 12) verwendet werden. Insbesondere schließt der piezoelektrische Sensor das Element 11 ein, das basierend auf der Verformung des Laufflächenabschnitts 1 während der Reifenrotation Spannung erzeugt. Der piezoelektrische Sensor unterscheidet sich von einem Beschleunigungssensor des piezoelektrischen Typs. Neben den vorstehend beschriebenen Sensoren kann zudem ein Beschleunigungssensor oder ein Magnetsensor verwendet werden. Außerdem ist das Sensormodul 20 so konfiguriert, dass es in der Lage ist, die vom Sensor 23 erfassten Reifeninformationen an einen Speicherbereich 13 zu übertragen. Um das Halten des Sensormoduls 20 zu erleichtern, kann ferner ein aus dem Gehäuse 21 herausragender Knopfabschnitt 24 bereitgestellt werden, und der Knopfabschnitt 24 kann die Funktion einer Antenne haben. Es ist zu beachten, dass die interne Struktur des in 12 veranschaulichten Sensormoduls 20 ein Beispiel des Sensormoduls ist und dass die interne Struktur nicht darauf beschränkt ist.
Der Behälter 30 ist über eine Haftmittelschicht 32 an die Reifeninnenoberfläche geklebt. Der Behälter 30 schließt einen Basisabschnitt 33, der eine Plattenform aufweist und mit der Reifeninnenoberfläche Ts verbunden ist, einen Rohrabschnitt 34, der eine zylindrische Form aufweist und von dem Basisabschnitt 33 absteht, und einen Gehäuseabschnitt 35 ein, der in dem Rohrabschnitt 34 gebildet ist. Der Gehäuseabschnitt 35 steht mit dem Öffnungsabschnitt 31 in Verbindung, der eine kreisförmige Form aufweist. Somit weist der Gehäuseabschnitt 35 eine im Wesentlichen viereckige Querschnittsform mit dem Basisabschnitt 33 als eine Bodenoberfläche und dem Öffnungsabschnitt 31 als eine obere Oberfläche auf. Das Sensormodul 20 weist eine zylindrische Form mit einer konischen oberen Oberfläche auf und ist in dem Gehäuseabschnitt 35 untergebracht. Es ist zu beachten, dass die Formen des Basisabschnitts 33, des Rohrabschnitts 34 und des Gehäuseabschnitts 35 nicht auf eine bestimmte Form beschränkt sind und entsprechend der Form des in den Behälter 30 einzusetzenden Sensormoduls 20 auf geeignete Weise geändert werden können.
Die Klebstoffschicht 32 unterliegt keinen Einschränkungen und muss nur die Gummizusammensetzung verkleben. Beispielsweise wird als Klebstoffschicht 32 vorzugsweise ein Klebstoff auf Cyanacrylatbasis (Sofortklebstoff) oder ein Klebstoff auf Polyurethanbasis verwendet. Ein Klebstoff auf Cyanacrylatbasis ist geeignet, da die Arbeitszeit für die Installation des Behälters 30 auf der Reifeninnenoberfläche Ts reduziert werden kann, und ein Klebstoff auf Polyurethanbasis ist geeignet, da das Haftvermögen an dem vulkanisierten Gummi ausgezeichnet ist. Als die Klebstoffschicht 32 kann ein Klebeband, ein vulkanisierter Klebstoff, der natürlich vulkanisiert wird (vulkanisierbar bei normaler Temperatur), oder ein Lochreparaturmittel, das als Notfallbehandlung verwendet wird, wenn ein Luftreifen durchstochen ist, verwendet werden. Wenn ein vulkanisierter Klebstoff als die Klebstoffschicht 32 verwendet wird, ist es unnötig, eine Grundierungsbehandlung durchzuführen, die zum Befestigen des Behälters unter Verwendung eines Klebebands benötigt wird, und somit kann die Produktivität verbessert werden. Es ist zu beachten, dass die Grundierungsbehandlung (Grundschichtbehandlung) vorab auf die Reifeninnenoberfläche aufgebracht wird, um das Haftvermögen zu verbessern.
Der vorstehend beschriebene Luftreifen schließt an der Reifeninnenoberfläche Ts mindestens einen Behälter 30 aus Gummi ein, der konfiguriert ist, um zum Einsetzen des Sensormoduls 20 verwendet zu werden. Der Behälter 30 schließt den Basisabschnitt 33, der eine Plattenform aufweist und mit der Reifeninnenoberfläche Ts über die Haftmittelschicht 32 verbunden ist, den Rohrabschnitt 34, der von dem Basisabschnitt 33 absteht, den Gehäuseabschnitt 35, der in dem Rohrabschnitt 34 gebildet ist, und den Öffnungsabschnitt 31, der mit dem Gehäuseabschnitt 35 in Verbindung steht, ein. Dementsprechend ist es möglich, einen Vorgang des Einsetzens des Sensormoduls 20 in den Behälter 30 einfach durchzuführen und das Sensormodul 20 durch Festziehen des Behälters 30 sicher zu halten, um zu verhindern, dass das Sensormodul 20 herausfällt.
Vorzugsweise ist der Behälter 30 in dem vorstehend beschriebenen Luftreifen über die Haftmittelschicht 32 an die Reifeninnenoberfläche Ts gebunden und als die Rauigkeit der Reifeninnenoberfläche Ts liegt eine arithmetische mittlere Höhe Sa in einem Bereich von 0,3 µm bis 15,0 µm und eine maximale Höhe Sz liegt in einem Bereich von 2,5 µm bis 60,0 µm. Durch entsprechendes Einstellen der arithmetischen mittleren Höhe Sa und der maximalen Höhe Sz als die Rauigkeit der Reifeninnenoberfläche Ts auf diese Weise kann die Haftfläche zwischen der Reifeninnenoberfläche Ts und der Haftmittelschicht 32 vergrößert werden und das Haftvermögen zwischen der Reifeninnenoberfläche Ts und dem Behälter 30 kann wirksam verbessert werden. Wenn die arithmetische mittlere Höhe Sa 15,0 µm überschreitet und die maximale Höhe Sz 60,0 µm überschreitet, kann die Haftmittelschicht 32 den Unebenheiten der Reifeninnenoberfläche Ts nicht mehr folgen, und das Haftvermögen nimmt tendenziell ab. Es ist zu beachten, dass die arithmetisch mittlere Höhe Sa und die maximale Höhe Sz Werte sind, die gemäß ISO25178 gemessen werden und unter Verwendung einer handelsüblichen Messmaschine für Oberflächeneigenschaften (z. B. einem Formanalyse-Lasermikroskop oder einer 3D-Formmessmaschine) gemessen werden können. Das Messverfahren kann ein beliebiges von einer einen Kontakt einschließenden Art oder einer kontaktlosen Art sein.
In 9 und 11 ist der Behälter 30 auf einer in Reifenbreitenrichtung inneren Seite des Bodenkontaktrands angeordnet. Außerdem kann der Behälter 30 auf einer Seite in Reifenbreitenrichtung in Bezug auf die Reifenmittellinie CL vorgespannt sein. Der Sensor 23 in dem in den Behälter 30 eingesetzten Sensormodul 20 kann die Reifeninformationen genau erfassen.
In dem vorstehend beschriebenen Luftreifen ist der Behälter 30 vorzugsweise so eingestellt sein, dass er die folgenden Abmessungen aufweist. Eine Breite Lc1 des Öffnungsabschnitts 31 des Behälters 30 und eine innere Breite Lc2 der Bodenoberfläche des Behälters 30 erfüllen vorzugsweise eine Beziehung Lc1 < Lc2. Dadurch, dass auf diese Weise die Breite Lc1 des Öffnungsabschnitts 31 schmaler als die innere Breite Lc2 der Bodenoberfläche des Behälters 30 gebildet wird, wird eine Begrenzungskraft auf der Seite der oberen Oberfläche des Behälters 30 erhöht, und ein Herausfallen des in dem Behälter 30 eingesetzten Sensormoduls 20 kann wirksam verhindert werden. Dementsprechend können sowohl die Verarbeitbarkeit beim Einsetzen des Sensormoduls 20 als auch eine Halteeigenschaft des Behälters 30 in kompatibler Weise bereitgestellt werden. Sowohl die Breite Lc1 des Öffnungsabschnitts 31 als auch die innere Breite Lc2 der Bodenoberfläche des Behälters 30 werden in einem Zustand gemessen, in dem das Sensormodul 20 nicht in den Behälter 30 eingesetzt ist.
Außerdem liegt eine durchschnittliche Dicke des Behälters 30 vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 mm bis 5,0 mm. Durch entsprechendes Einstellen der durchschnittlichen Dicke des Behälters 30 auf diese Weise ist es möglich, die Verarbeitbarkeit beim Einsetzen des Sensormoduls 20, die Halteeigenschaft des Behälters 30 und die Bruchfestigkeit des Behälters 30 auf ausgewogene Weise zu verbessern. Hierbei kann der Behälter 30 beim Einsetzen des Sensormoduls 20 leicht brechen, wenn die durchschnittliche Dicke des Behälters 30 dünner als 0,5 mm ist. Wenn die durchschnittliche Dicke des Behälters 30 dicker als 5,0 mm ist, wird die Steifigkeit des Behälters 30 übermäßig groß, und das Sensormodul 20 kann nicht leicht eingesetzt werden. Die durchschnittliche Dicke des Behälters 30 wird durch Messen der Dicke des Gummis, aus dem der Behälter 30 besteht, erhalten.
Insbesondere erfüllen der Behälter 30 und das Sensormodul 20 vorzugsweise die folgende Abmessungsbeziehung. Die Breite Lc1 des Öffnungsabschnitts 31 des Behälters 30 und eine maximale Breite Lsm des in den Behälter 30 einzusetzenden Sensormoduls 20 erfüllen vorzugsweise eine Beziehung 0,10 ≤ Lc1/Lsm ≤ 0,95, mehr bevorzugt erfüllen sie eine Beziehung 0,15 ≤ Lc1/Lsm ≤ 0,80 und am meisten bevorzugt erfüllen sie eine Beziehung 0,15 ≤ Lc1/Lsm ≤ 0,65. Durch entsprechendes Einstellen des Verhältnisses der Breite Lc1 des Öffnungsabschnitts 31 des Behälters 30 zu der maximalen Breite Lsm des Sensormoduls 20 können auf diese Weise ein Herausfallen des Sensormoduls 20 wirksam verhindert und die Verarbeitbarkeit beim Einsetzen des Sensormoduls 20 sowie die Halteeigenschaft des Behälters 30 verbessert werden. In dem in 12 veranschaulichten Sensormodul 20 entspricht die maximale Breite Lsm einer Breite Ls2 der unteren Oberfläche.
Ferner erfüllen die Breite Lc1 des Öffnungsabschnitts 31 des Behälters 30, die innere Breite Lc2 der Bodenoberfläche des Behälters 30, eine Breite Ls1 einer oberen Oberfläche des Sensormoduls 20 und eine Breite Ls2 einer unteren Oberfläche des Sensormoduls 20 vorzugsweise eine Beziehung Lc1 < Ls1 ≤ Ls2 ≤ Lc2. Außerdem ist die obere Oberfläche des Sensormoduls 20 vorzugsweise in einer konischen Form ausgebildet, sodass sie eine Beziehung Ls1 < Ls2 erfüllt. Durch entsprechendes Einstellen der Breiten des Behälters 30 und des Sensormoduls 20 kann auf diese Weise ein Herausfallen des Sensormoduls 20 wirksam verhindert werden. Alternativ ist es beim Sensormodul 20 auch möglich, eine Form zu verwenden, bei der sich der Durchmesser allmählich von seiner oberen Oberfläche in Richtung der unteren Oberfläche verringert. In diesem Fall werden bevorzugt Beziehungen Ls2 < Ls1 und Ls2 ≤ Lc2 und Lc1 < Ls1 erfüllt.
Außerdem liegt das Verhältnis der Höhe Hc des Behälters 30 mit eingesetztem Sensormodul 20 zu einer Höhe (maximale Höhe) Hs des Sensormoduls 20 vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 1,5, mehr bevorzugt in einem Bereich von 0,6 bis 1,3 und am meisten bevorzugt in einem Bereich von 0,7 bis 1,0. Durch entsprechendes Einstellen des Verhältnisses der Höhe Hc des Behälters 30 zu der Höhe Hs des Sensormoduls 20 auf diese Weise kann ein Herausfallen des Sensormoduls 20 wirksam verhindert werden. Wenn der Knopfabschnitt 24 im Sensormodul 20 bereitgestellt wird, ist die Höhe Hs des Sensormoduls 20 eine Höhe, die den Knopfabschnitt 24 einschließt (siehe 12). Außerdem schließt die Höhe Hc des Behälters 30 keine Höhe des Basisabschnitts 33 ein und ist eine Höhe des zylindrischen Abschnitts 34 (siehe 12).
In dem vorstehend beschriebenen Luftreifen weist der Gummi, der den Behälter 30 bildet, vorzugsweise die folgenden physikalischen Eigenschaften auf. Die Reißdehnung EB liegt vorzugsweise in einem Bereich von 50 % bis 900 %, und der Modul bei 300%iger Dehnung (M300) liegt vorzugsweise in einem Bereich von 2 MPa bis 15 MPa. Durch entsprechendes Einstellen der Reißdehnung EB und des Moduls (M300) auf diese Weise ist es möglich, die Verarbeitbarkeit beim Einsetzen des Sensormoduls 20, die Halteeigenschaft des Behälters 30 und die Bruchfestigkeit des Behälters 30 auf ausgewogene Weise zu verbessern.
Beispiele
Es wurden Reifen der Beispiele 1 bis 6 mit einer Reifengröße von 275/40R21 hergestellt. Die Reifen schließen mindestens ein Sensormodul, das auf der Reifeninnenoberfläche angeordnet ist, ein Element, das auf dem Sensormodul montiert und konfiguriert ist, um eine Spannung basierend auf einer Verformung eines Laufflächenabschnitts während der Reifendrehung zu erzeugen, eine Spannungserfassungseinheit, die konfiguriert ist, um die durch das Element erzeugte Spannung zu erfassen, einen Speicherbereich, der konfiguriert ist, um Wellenformdaten der von der Spannungserfassungseinheit über die Zeit erfassten Spannung zu speichern, eine Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, um aus den in dem Speicherbereich gespeicherten Wellenformdaten eine Symmetrie der Wellenformdaten zu berechnen, die ein Indexwert des Befestigungszustands des Sensormoduls ist, und den Indexwert der Spannungsänderung aus den im Speicherbereich gespeicherten Wellenformdaten berechnet, und eine Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um den Befestigungszustand des Sensormoduls basierend auf der Symmetrie der durch die Berechnungseinheit berechneten Wellenformdaten zu bestimmen, und einen Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts durch Vergleichen des Indexwerts der durch die Berechnungseinheit berechneten Spannungsänderung mit Referenzinformationen bestimmt, ein. Das Sensormodul ist über einen Behälter, in dem das Sensormodul untergebracht ist, an der Reifeninnenoberfläche befestigt. Der Behälter weist einen Öffnungsabschnitt auf, in den das Sensormodul eingesetzt ist. Das Verhältnis einer Breite Lc1 des Öffnungsabschnitts zu einer maximalen Breite Lsm des Sensormoduls (Lc1/Lsm) wird gemäß Tabelle 1 eingestellt.
Die Testreifen wurden durch nachstehend beschriebene Testverfahren hinsichtlich Befestigungszustandserfassungsleistung, Verschleißerfassungsleistung, Verarbeitbarkeit beim Einsetzen des Sensormoduls und Beständigkeit bewertet, und die Ergebnisse werden zusammen in Tabelle 1 angegeben.
Befestigungszustandserfassungsleistung:
Für jeden Testreifen wurde der Befestigungszustand des Sensormoduls durch die Reifeninformationserfassungsvorrichtung bestimmt. Zum Beispiel wurden beim Reifen von Beispiel 1 die Wellenformdaten, wie in 2 veranschaulicht, erhalten. Wie in der Zeichnung gezeigt, wurde bestätigt, dass die Wellenformdaten eine Symmetrie aufwiesen, wenn der Befestigungszustand des Sensormoduls gut war. Das heißt, die Wellenformdaten sind als Indexwert des Befestigungszustands des Sensormoduls nützlich, und eine Korrelation zwischen der Spannung und dem Befestigungszustand des Sensormoduls wurde bestätigt. Beispiele 2 bis 6 zeigen ebenfalls „gut“ in Tabelle 1, wenn eine Korrelation zwischen der Spannung und dem Befestigungszustand des Sensormoduls vorlag.
Verschleißerfassungsleistung:
Für jeden Testreifen wurde der Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts durch die Reifeninformationserfassungsvorrichtung bestimmt. Im Reifen von Beispiel 1 wurden zum Beispiel die Wellenformdaten, wie in 13 veranschaulicht, erhalten. Wie veranschaulicht, stieg der Spitzenamplitudenwert der Wellenformdaten zu jedem Zeitpunkt allmählich an, wenn die Abnutzung des Laufflächenabschnitts von einem Neuzustand A zu einem späten Abnutzungsstadium D fortschritt (wenn ein Verhältnis einer Rillentiefe zu jedem Zeitpunkt zu einer Rillentiefe in einem Neuzustand abnimmt). Das heißt, der Spitzenamplitudenwert der Wellenformdaten ist als ein Indexwert der Spannungsänderung nützlich und eine Korrelation zwischen der Spannung und der Rillentiefe wurde bestätigt. Beispiele 2 bis 6 zeigen ebenfalls „gut“ in Tabelle 1, wenn eine Korrelation zwischen der Spannung und der Rillentiefe vorlag.
Verarbeitbarkeit beim Einsetzen des Sensormoduls
Für jeden Testreifen wurde die Zeit gemessen, die zum Einsetzen des Sensormoduls in den auf der Reifeninnenoberfläche bereitgestellten Behälter erforderlich ist. Die Bewertungsergebnisse sind als Indexwerte unter Verwendung des Kehrwerts der Messwerte ausgedrückt, wobei Beispiel 1 der Indexwert 100 zugewiesen wird. Je größer der Indexwert ist, desto einfacher ist das Einsetzen des Sensormoduls.
Beständigkeit:

Jeder Testreifen wurde auf ein Rad mit einer Felgengröße von 21x9,5J montiert, und ein Fahrtest wurde unter Verwendung einer Trommelprüfmaschine unter den Bedingungen von einem Luftdruck von 120 kPa, einer Last von 102 % in Bezug auf die maximale Last, einer Fahrgeschwindigkeit von 81 km/h und einer Fahrstrecke von 10000 km durchgeführt. Nach der Durchführung des Tests wurde visuell bestätigt, ob ein Bruch des Behälters oder ein Herausfallen des Sensormoduls vorlag. Die Bewertungsergebnisse sind als das Vorhandensein eines Bruchs des Behälters und das Vorhandensein eines Herausfallens des Sensormoduls ausgedrückt. Tabelle 1

Tabelle 1
	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5	Beispiel 6
Verhältnis der Breite Lc1 des Öffnungsabschnitts zu der maximalen Breite Lsm des Sensormoduls (Lc1/Lsm)	0,09	0,10	0,50	0,90	0,90	0,95
Befestigu ngszustandserfassungsleistung	Gut	Gut	Gut	Gut	Gut	Gut
Verschleißerfassungsleistung	Gut	Gut	Gut	Gut	Gut	Gut
Verarbeitbarkeit beim Einsetzen des Sensormoduls	100	101	103	105	105	106
Beständigkeit (Vorhandensein von Bruch des Behälters)	Ja	Nein	Nein	Nein	Nein	Nein
Beständigkeit (Vorhandensein eines Herunterfallens des Sensormoduls)	Nein	Nein	Nein	Nein	Nein	Ja

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, wiesen die Reifeninformationserfassungsvorrichtungen der Beispiele 1 bis 6 eine gute Befestigungszustandserfassung und eine gute Verschleißerfassung auf. Die Luftreifen der Beispiele 2 bis 6 haben die Verarbeitbarkeit beim Einsetzen des Sensormoduls im Vergleich zum Beispiel 1 verbessert. Die Luftreifen der Beispiele 3 bis 5 wiesen keinen Bruch des Behälters und kein Herausfallen des Sensormoduls auf.
Bezugszeichenliste

1: Laufflächenabschnitt
2: Seitenwandabschnitt
3: Wulstabschnitt
10: Reifeninformationserfassungsvorrichtung
11: Element
12: Spannungserfassungseinheit
13: Speicherbereich
14: Berechnungseinheit
15: Bestimmungseinheit
16: Geschwindigkeitserfassungseinheit
17: Luftdruckerfassungseinheit
18: Temperaturerfassungseinheit
20: Sensormodul
30: Behälter
Ts: Reifeninnenfläche
CL: Reifenmittellinie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 200918667 A [0003]

Claims

Reifeninformationserfassungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um Reifeninformationen zu erfassen, die mindestens eines von Verschleiß eines Reifens, Verformung des Reifens, einem Straßenoberflächenzustand, einem Bodenkontaktzustand des Reifens, Vorhandensein des Ausfalls des Reifens, einem Fahrverlauf des Reifens oder einem Lastzustand des Reifens einschließen, wobei die Reifeninformationserfassungsvorrichtung umfasst: mindestens ein Sensormodul, das auf einer Reifeninnenoberfläche angeordnet ist; und eine Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um einen Befestigungszustand des Sensormoduls basierend auf einem von dem Sensormodul gelieferten Messwert zu bestimmen.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, umfassend: ein Element, das an dem Sensormodul montiert und konfiguriert ist, um eine Spannung basierend auf einer Verformung eines Laufflächenabschnitts während der Reifendrehung zu erzeugen; eine Spannungserfassungseinheit, die konfiguriert ist, um die durch das Element erzeugte Spannung zu erfassen; einen Speicherbereich, der konfiguriert ist, um Wellenformdaten der durch die Spannungserfassungseinheit erfassten Spannung im zeitlichen Verlauf zu speichern; und eine Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, um aus den Wellenformdaten, die in dem Speicherbereich gespeichert sind, eine Symmetrie der Wellenformdaten zu berechnen, die ein Indexwert des Befestigungszustands des Sensormoduls ist, wobei die Bestimmungseinheit den Befestigungszustand des Sensormoduls basierend auf der Symmetrie der Wellenformdaten bestimmt, die durch die Berechnungseinheit berechnet wird.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Berechnungseinheit eine Wellenform extrahiert, die einen ersten Scheitelpunkt und einen zweiten Scheitelpunkt einschließt, die auf einer Seite bzw. der anderen Seite von einer Basislinie der Wellenformdaten gebildet sind, und eine Strecke SO und eine Strecke OF von einem Schnittpunkt O, wo eine Linie, die den ersten Scheitelpunkt und den zweiten Scheitelpunkt verbindet, die Basislinie der Wellenformdaten schneidet, einen Startpunkt S der Wellenform und einen Endpunkt F der Wellenformdaten berechnet und die Bestimmungseinheit bestimmt, dass der Befestigungszustand des Sensormoduls gut ist, wenn ein Verhältnis einer kurzen Strecke zu einer langen Strecke der Strecke SO und der Strecke OF in einem Bereich von 0,4 bis 1,0 liegt.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Berechnungseinheit eine Wellenform extrahiert, die einen ersten Scheitelpunkt und einen zweiten Scheitelpunkt einschließt, die auf einer Seite bzw. der anderen Seite von einer Basislinie der Wellenformdaten gebildet sind, und eine absolute Differenz |P1-B| zwischen einem Wert P1 des ersten Scheitelpunkts und einem Wert B der Basislinie der Wellenformdaten und einer absoluten Differenz |B-P2| zwischen dem Wert B der Basislinie der Wellenformdaten und einem Wert P2 des zweiten Scheitelpunkts berechnet und die Bestimmungseinheit bestimmt, dass der Befestigungszustand des Sensormoduls gut ist, wenn ein Verhältnis |P1-B1/1 B-P2| der absoluten Differenz |P1-B| zu der absoluten Differenz |B-P2| in einem Bereich von 0,2 bis 5,0 liegt.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Berechnungseinheit eine Wellenform extrahiert, die einen ersten Scheitelpunkt und einen zweiten Scheitelpunkt einschließt, die auf einer Seite bzw. der anderen Seite von einer Basislinie der Wellenformdaten gebildet sind, und einen Schnittpunkt O, wo eine Linie, die den ersten Scheitelpunkt und den zweiten Scheitelpunkt verbindet, die Basislinie der Wellenformdaten schneidet, und Flächen A1 und A2 der Wellenform auf beiden Seiten einer Wellenformmittelachse, die durch den Schnittpunkt O verläuft und senkrecht zu der Basislinie der Wellenformdaten ist, berechnet und die Bestimmungseinheit bestimmt, dass der Befestigungszustand des Sensormoduls gut ist, wenn ein Verhältnis von einer kleinen Fläche zu einer großen Fläche der Fläche A1 und der Fläche A2 in einem Bereich von 0,4 bis 1,0 liegt.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Berechnungseinheit einen Indexwert der Spannungsänderung aus den im Speicherbereich gespeicherten Wellenformdaten berechnet und die Bestimmungseinheit einen Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts durch Vergleichen des Indexwerts der durch die Berechnungseinheit berechneten Spannungsänderung mit Referenzinformationen bestimmt.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, umfassend eine Geschwindigkeitserfassungseinheit, die konfiguriert ist, um Fahrzeuggeschwindigkeit oder Reifendrehzahl zu erfassen, wobei im Speicherbereich die Wellenformdaten der von der Spannungserfassungseinheit erfassten Spannung im zeitlichen Verlauf zusammen mit der von der Geschwindigkeitserfassungseinheit erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit oder Reifendrehzahl gespeichert werden, die Berechnungseinheit einen Indexwert der Spannungsänderung aus Wellenformdaten in einem vorher festgelegten Geschwindigkeitsbereich berechnet, der in dem Speicherbereich gespeichert ist, und die Bestimmungseinheit den Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts durch Vergleichen des durch die Berechnungseinheit berechneten Indexwerts der Spannungsänderung mit Referenzinformationen, die dem vorher festgelegten Geschwindigkeitsbereich entsprechen, bestimmt.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die Berechnungseinheit als den Indexwert der Spannungsänderung einen Spitzenamplitudenwert zwischen einem Maximalwert P1 und einem Minimalwert P2 in den Wellenformdaten berechnet.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß den Ansprüchen 2 bis 5, umfassend eine Geschwindigkeitserfassungseinheit, die konfiguriert ist, um Fahrzeuggeschwindigkeit oder Reifendrehzahl zu erfassen, wobei im Speicherbereich die Wellenformdaten der von der Spannungserfassungseinheit erfassten Spannung im zeitlichen Verlauf zusammen mit der von der Geschwindigkeitserfassungseinheit erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit oder Reifendrehzahl gespeichert werden, eine Berechnungseinheit die Häufigkeit der Überschreitung eines vorher festgelegten Schwellenwerts aus den im Speicherbereich gespeicherten Wellenformdaten in einem vorher festgelegten Geschwindigkeitsbereich und einem vorher festgelegten Zeitraum berechnet, und die Bestimmungseinheit den Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts basierend auf der Häufigkeit der Überschreitung des durch die Berechnungseinheit berechneten vorher festgelegten Schwellenwerts bestimmt.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, umfassend eine Luftdruckerfassungseinheit, die konfiguriert ist, um Luftdruck innerhalb eines Reifens zu erfassen, wobei die Berechnungseinheit die Wellenformdaten oder den vorher festgelegten Schwellenwert basierend auf dem von der Luftdruckerfassungseinheit erfassten Luftdruck korrigiert.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Bestimmungseinheit mindestens zwei Bestimmungsvorgänge durchführt und abschließend den Fortschritt des Verschleißes des Laufflächenabschnitts basierend auf Ergebnissen der Bestimmungsvorgänge bestimmt.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei das Sensormodul mindestens das Element und die Spannungserfassungseinheit einschließt und das Sensormodul an der Reifeninnenoberfläche mittels eines Behälters fixiert ist, in den das Sensormodul eingeführt ist.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei der Behälter über eine Haftmittelschicht an die Reifeninnenoberfläche gebunden ist, und als Rauigkeit der Reifeninnenoberfläche eine arithmetische mittlere Höhe Sa in einem Bereich von 0,3 µm bis 15,0 µm und eine maximale Höhe Sz in einem Bereich von 2,5 µm bis 60,0 µm liegt.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei eine Breite Lc1 eines Öffnungsabschnitts des Behälters und eine Innenbreite Lc2 einer Bodenoberfläche des Behälters eine Beziehung Lc1 < Lc2 erfüllen.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Breite Lc1 des Öffnungsabschnitts des Behälters und eine maximale Breite Lsm des Sensormoduls eine Beziehung 0,10 ≤ Lc1/Lsm ≤ 0,95 erfüllen.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Breite Lc1 des Öffnungsabschnitts des Behälters, die Innenbreite Lc2 der Bodenoberfläche des Behälters, eine Breite Ls1 einer oberen Oberfläche des Sensormoduls und eine Breite Ls2 einer unteren Oberfläche des Sensormoduls eine Beziehung Lc1 ≤ Ls1 ≤ Ls2 ≤ Lc2 erfüllen.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei eine durchschnittliche Dicke des Behälters in einem Bereich von 0,5 mm bis 5,0 mm liegt.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei ein Verhältnis einer Höhe Hc des Behälters mit eingesetztem Sensormodul zu einer Höhe Hs des Sensormoduls in einem Bereich von 0,5 bis 1,5 liegt.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei eine Reißdehnung EB des Gummis, der den Behälter bildet, in einem Bereich von 50 % bis 900 % liegt, und ein Modul des Gummis, der den Behälter bildet, bei 300%iger Dehnung in einem Bereich von 2 MPa bis 15 Mpa liegt.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei der Behälter auf einer in Reifenbreitenrichtung inneren Seite eines Bodenkontaktrands angeordnet ist.
Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 19, wobei das Element ein piezoelektrisches Element ist.