JP2017075944A - タイヤの運動パラメータセンシングシステム - Google Patents

Abstract

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

Description

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

図６〜図１１を参照する。図６〜図１１に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。

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

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

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

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

矢印ＨＧとＧ点上の反射集中方向とからなる夾角は偏向角θｄｅｖ（Ｔ）である。

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

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

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

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

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

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

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

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

タイヤは等角速度で回転しないが、一般の乗用車（Ｆａｍｉｌｙ ｓａｌｏｏｎ）のタイヤが１周すると最高で２．５ｍ進み、走行速度が高速になると、タイヤのＮ回転目及びＮ＋１回転目の回転角速度が同じであると見なすことができ、上述の二式からかなり正確に推定することができる。例えば、直線で加速するレーシングカーの数値を推定する場合、タイヤの回転角度の変位は、θｔｒａｖｅｌ（Ｔ）＝１３８９Ｔ^２＋１０００Ｔであり、仮にθｓｏｌｅ（Ｎ）が２０°に常に等しく、Ｔｔｏｅ（１）＝０ Ｓｅｃである場合、θｔｒａｖｅｌ（Ｔ）＝２０°、３６０°、３８０°、７２０°、７４０°、１０８０°及び１１００°の角度の時間を得てから、上述の二式からＰｅｒｉｏｄ（１）＝０．２５９５Ｓｅｃ、θｓｏｌｅ（１）＝２０．８°；Ｐｅｒｉｏｄ（２）＝０．１８０２Ｓｅｃ、θｓｏｌｅ（２）＝２０．２°；Ｐｅｒｉｏｄ（３）＝０．１４６８Ｓｅｃ、θｓｏｌｅ（３）＝２０．０°が得られる。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Claims (11)

1. 少なくとも１つの検出波発射源と、少なくとも１つの検出波センサと、演算ユニットとを備えるタイヤの運動パラメータセンシングシステムであって、
   前記検出波発射源は、タイヤに伴って回転するとともに、前記タイヤの内壁に向けて少なくとも１つの検出波を射出し、
   前記検出波センサは、前記検出波発射源に伴って回転し、前記タイヤの内壁が反射する少なくとも１つの検出波の物理的パラメータに基づいて計測信号を出力し、
   前記演算ユニットは、計測信号を受信し、前記検出波がスキャンし、前記タイヤが地面に接触する少なくとも２つの瞬間を記録し、前記演算ユニットは、少なくとも２つの瞬間に基づいて前記タイヤの運動パラメータを演算することを特徴とする、
   タイヤの運動パラメータセンシングシステム。
2. 前記演算ユニットは、前記少なくとも１つの検出波をスキャンして前記タイヤの接地面の３つの瞬間を記録し、前記演算ユニットは、前記３つの瞬間に基づいて前記タイヤの縦方向の前記運動パラメータを演算し、前記縦方向の運動パラメータは、摩擦力、変位量及び変形量のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。
3. 前記演算ユニットは、前記計測信号の局所の極値及び局所の時間率極値のうちの一つを識別し、前記局所の極値及び前記局所の時間率極値のうちの一つが発生した瞬間を記録することを特徴とする請求項１に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。
4. 前記タイヤの内壁に取り付けられ、前記少なくとも１つの検出波を反射する反射部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。
5. 前記演算ユニットは、少なくとも２つの瞬間と、前記タイヤの回転周期とに基づいて前記タイヤの接地中心角を演算することを特徴とする請求項１に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。
6. 前記少なくとも２つの瞬間は、前記演算ユニットにより前記タイヤが少なくとも１周回転する過程で記録して得ることを特徴とする請求項１に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。
7. 前記演算ユニットは、前記計測信号の局所の極値及び局所の時間率極値のうちの一つを識別し、前記局所の極値及び前記局所の時間率極値のうちの一つが発生した瞬間を記録することを特徴とする請求項５に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。
8. 前記タイヤの内壁に取り付けられ、前記少なくとも１つの検出波を反射する反射部材をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。
9. 前記検出波センサは、前記タイヤの軸線方向に対して平行に間隔をおいて設置された２つの検出波センサであり、前記演算ユニットは、前記２つの検出波センサの各計測信号に基づいて前記タイヤの側方傾斜角度を演算することを特徴とする請求項５に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。
10. 前記演算ユニットは、前記計測信号の局所の極値及び局所の時間率極値のうちの一つを識別し、前記局所の極値及び前記局所の時間率極値のうちの一つが発生した瞬間を記録することを特徴とする請求項９に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。
11. 前記タイヤの内壁に取り付けられ、前記少なくとも１つの検出波を反射する反射部材をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のタイヤの運動パラメータセンシングシステム。

Images