JP2022520499A - タイヤ - Google Patents

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Abstract

本発明は、第1トレッドエリア部分(111)と、電源(330)と、送信装置と、加速度計(10)と、節電モードおよび通常モードで作動するように構成される制御ユニット(50)とを有する空気タイヤ(100)に関する。第1トレッドエリア部分(111)の加速度を加速度計(10)で検知することにより、第1トレッドエリア部分(111)と表面(900)との接触が検出される。第1トレッドエリア部分(111)がタイヤの接地面(20)にあるとの検出の後に通常モードから節電モードへ切り替わるように制御ユニット(50)が構成され、第1トレッドエリア部分が接地面(20)にあるとの検出から、タイヤの回転速度に依存する第1指定時間が経過した時に節電モードから通常モードへ切り替わるように制御ユニット(50)が構成される。本発明はさらに、監視方法およびシステムに関する。【選択図】図3c

Description

本発明は、タイヤの加速度を検知するための加速度計を格納するタイヤに関する。本発明はさらに、タイヤを有する監視システムに関する。本発明はさらに、タイヤを有する監視方法に関する。
タイヤ内の空気圧など対象の測定値を検知するための装置をタイヤが備えうることは周知である。しかしながら、走行中の自動車のタイヤのその瞬間での接地面長さを測定するための商業的に実現可能な手法はない。現在、タイヤの接地面長さは、例えば静的な地表設置装置により判断されうる。
本発明の態様は、独立請求項の記載内容を特徴とする。好適な実施形態は従属請求項に開示されている。これらおよび他の実施形態は明細書および図に開示される。
空気タイヤは、回転軸線を中心に回転するように構成されうる。タイヤは、第1トレッドエリア部分を有するトレッドを有し、タイヤが使用される時に表面との接触を形成するようにトレッドが形成され、トレッドと表面との接触のエリアは、前縁部と後縁部とを有する接地面を形成する。
タイヤは、第1トレッドエリア部分と回転軸線との間に配設される加速度計を有すると有利である。さらにタイヤは、バッテリなどの電源および/またはエネルギー獲得装置を有しうる。さらにタイヤは、好ましくはアンテナを有する送信装置を有しうる。
タイヤはさらに、節電モードおよび通常モードで作動するように構成される制御ユニットを有し、通常モードでは加速度計により加速度を測定するように制御ユニットが構成され、節電モードでは加速度計により加速度を測定しないことによって電力を節約するように制御ユニットが構成される。
第1トレッドエリア部分と表面との接触は、第1トレッドエリア部分の加速度を加速度計により検知することにより検出され、加速度計の信号は、接地面での第1トレッドエリア部分の通過中における第1トレッドエリア部分の変形を示す。さらに、例えば時間を測定するためのタイマを加速度計の信号とともに使用することにより、タイヤが1回転を行うのに必要な時間が判断されうる。
現在速度でタイヤが1回転を行うのに必要な時間が少なくとも一定の精度で判断される時に、第1トレッドエリア部分が接地面にあることの検出の後に通常モードから節電モードへ切り替わるように制御ユニットが構成されうる。さらに、接地面の前縁部および/または後縁部を検出するために、第1トレッドエリア部分が接地面にあるとの検出から、タイヤが1回転を行うのに必要な時間の0.10と0.99倍の間などの、タイヤの回転速度に依存する第1指定時間が経過した時に、節電モードから通常モードへ切り替わるように制御ユニットが構成されうる。
さらに、現在速度でタイヤが1回転を行うのに必要な時間が少なくとも一定の精度で判断される時に、第1トレッドエリア部分が接地面の後縁部にあるとの検出の後に通常モードから節電モードへ切り替わるように制御ユニットが構成されうる。さらに、接地面の前縁部を検出するために、第1トレッドエリア部分が接地面の後縁部にあるとの検出から、タイヤが1回転を行うのに必要な時間の0.10と0.99倍の間などタイヤの回転速度に依存する第1指定時間が経過した時に、節電モードから通常モードへ切り替わるように制御ユニットが構成されうる。
さらに、現在速度でタイヤが1回転を行うのに必要な時間が少なくとも一定の精度で判断される時に、第1トレッドエリア部分が接地面の前縁部にあるとの検出の後に通常モードから節電モードへ切り替わるように制御ユニットが構成されうる。さらに、第1トレッドエリア部分が接地面の前縁部にあるとの検出から、タイヤが1回転を行うのに必要な時間の0.01と0.05倍の間などタイヤの回転速度に依存する第2指定時間が経過した時に、節電モードから通常モードへ切り替わるように制御ユニットが構成されうる。
エネルギーを節約するため、タイヤが1回転を行うのに必要な時間の最低で20%は節電モードにあるように制御ユニットが構成されると、有利である。
接地面長さは加速度測定に基づいて判断され、第1トレッドエリア部分と表面との接触は、第1トレッドエリア部分の加速度を加速度計により検知し、この測定とともにタイマを使用して、1回転に必要な時間と、最後に、接地面を通過するのに使用される時間とを判断して接地面長さを取得することにより検出される。
制御ユニットは、接地面長さの判断の後に通常モードから節電モードへ切り替わるように構成されうる。さらに、制御ユニットは、
所定値を超えるタイヤ圧の変化、
自動車両の走行開始、好ましくは所定の停止時間を超える期間にわたる車両の静止に続く走行開始、および/または、
外部コマンドによる制御ユニットの起動、
に起因して節電モードから通常モードへ切り替わるように構成されうる。
加速度計の測定周波数は200Hzと8000Hzの間でありうる。制御ユニットが通常モードであってタイヤを有する車両の速度が5km/hと30km/hとの間である時に、加速度計の測定周波数は、好ましくは最低で200Hz、より好ましくは最低で300Hz、最も好ましくは最低で400Hzであって、好ましくは最高で1000Hz、より好ましくは最高で900Hz、最も好ましくは最高で800Hzである。
さらに、制御ユニットが通常モードであってタイヤを有する車両の速度が30km/hと50km/hの間である時に、加速度計の測定周波数は、好ましくは最低で200Hz、より好ましくは最低で400Hz、最も好ましくは最低で800Hzであって、好ましくは最高で7000Hz、より好ましくは最高で6000Hz、最も好ましくは最高で4000Hzである。
さらに、制御ユニットが通常モードであってタイヤを有する車両の速度が50km/hと100km/hとの間である時に、加速度計の測定周波数は、好ましくは最低で2000Hz、より好ましくは最低で3000Hz、最も好ましくは最低で4000Hzであって、好ましくは最高で10000Hz、より好ましくは最高で8000Hz、最も好ましくは最高で6000Hzである。ゆえに、低いエネルギー消費量を保持しながら信頼できる測定結果を得ることが可能である。
空気タイヤはさらに、第1指定時間および/または第2指定時間を判断するように構成されるプロセッサを有するモジュールを有しうる。さらに、モジュールは、圧力センサと温度センサとを有しうる。さらに、送信装置は、タイヤの圧力、タイヤの温度、そしてタイヤの接地面長さに関係するデータを、好ましくはゲートウェイ装置および/またはクラウドサーバユニットへ送信するように構成されうる。
空気タイヤを有する監視システムは、少なくとも
処理ユニットと、
パラメータおよび計算の値についてのデータ記憶ユニットと、
処理ユニットにより実行されるコンピュータコードと、
を有するゲートウェイ装置を有しうる。
ゲートウェイ装置は、
タイヤ剛性特徴と、
タイヤの圧力と、
タイヤの温度と、
タイヤの接地面長さと、
に基づいて、タイヤに影響する荷重を判断するように構成されうる。
監視システムは、少なくとも1本のタイヤ、好ましくは少なくとも2本のタイヤ、より好ましくは少なくとも3本のタイヤ、最も好ましくは少なくとも4本のタイヤを有する車両を有し、ゲートウェイ装置は、タイヤの各々について判断された荷重に基づいて車両に影響する総荷重を判断するように構成されうる。
エネルギーを節約するための監視方法は、以下のステップ、すなわち、
第1トレッドエリア部分の加速度を加速度計で検知することにより第1トレッドエリア部分と表面との接触を検出するステップであって、加速度計の信号が接地面での第1トレッドエリア部分の通過中に第1トレッドエリア部分の変形を示すステップと、
取得された信号を使用して、タイヤが1回転を行うのに必要な時間を判断するステップと、
取得された信号を使用して、第1トレッドエリア部分が接地面にある時を検出するステップと、
第1トレッドエリア部分が接地面にあるとの検出の後に通常モードから節電モードへ制御ユニットを切り替えるステップと、
第1トレッドエリア部分が接地面にあるとの検出から、タイヤが1回転を行うのに必要な時間の0.15と0.99倍の間など、タイヤの回転速度に依存する第1指定時間が経過した時に、節電モードから通常モードへ切り替えるステップと、
を有する。
この方法はさらに、以下のステップ、すなわち、
加速度信号、タイヤ剛性特徴、圧力測定、および/または、タイヤの温度に基づいて、タイヤへの荷重を判断するステップ、
を有しうる。
一般的に、加速度測定はタイヤの予想寿命よりはるかに急速にバッテリを消費し、ゆえにこの種の測定は商業的使用には実現可能ではない。本発明により、加速度計の総測定時間が減少しうる。さらに、接地面長さ判断のために信頼できる測定を得ることがやはり可能である。ゆえに、タイヤ電子機器のエネルギー消費量が実質的に削減されうる。さらに、新規の解決法により、タイヤについて判断された荷重など、接地面長さ判断に基づく解析の結果は、より多くのエネルギーを測定に使用する解決法と同じように正確でありうる。
ゆえに、本解決法により、タイヤの接地面長さの監視に関係するエネルギー消費量を最小にすることが可能である。
タイヤの荷重についての情報は、例えば、
最適タイヤ圧が荷重に依存するので最適タイヤ膨張、
例えば電気自動車についての航続距離判断、および/または、
例えば自律走行車についての制動距離推定、
に使用されうる。
電子モジュールは、加速度計の近くに固定配置されうる。ゆえに、電子モジュールは読取装置として機能しうる。このような機構は、電子モジュールと加速度計との間での信頼できる相互作用を可能にする。さらに、このような機構は、タイヤの内側に存在する空気圧など、対象の測定値を検知するための他のセンサを電子モジュールが備えることを可能にする。
タイヤはさらに、タイヤの内表面に接続される容器を有し、この容器にモジュールの一部が設置されうる。モジュールの一部―アンテナまたはその一部―が少なくとも第2開口部に延在するように少なくとも第1開口部と第2開口部とを画定しうる一または複数の壁部を容器が有しうる。ゆえに、容器の壁部がモジュールの第1部のみを側方から囲繞しうるので、モジュールの残部―少なくともアンテナの一部など―が容器の外側に配設される。このように配設されるアンテナの事例では、容器の外側に配設されるアンテナの一部は、容器の一または複数の壁部により囲繞されるモジュールの第1部分に好ましくは電気接続される。このような機構は、とりわけ径方向における機械的支持を提供することにより、また容器内でモジュールが回転するのを防止することにより、モジュールおよび/または加速度計をより確実に所定箇所に保持することを可能にする。
さらに、容器の外側に所在するモジュールの部分または複数部分の一つであるようにアンテナの少なくとも一部を配設することは、容器の少なくとも第2開口部に延在するように付加的な一または複数の延在部材をモジュールに配設する必要があるという上記の長所を有する。またさらに、容器の外側に所在するモジュールの部分または複数の部分の一つであるようにアンテナの少なくとも一部を配設することは、容器の壁部および/または容器内に収容されるモジュールの他の部分により信号が妨害されないので、アンテナの信号強度を向上させるという付加的な長所を有する。
本解決法により、低エネルギー消費量での信頼できる接地面判断が加速度センサにより取得されうる。
タイヤを図示する。 1bはタイヤの接地面を図示する。1cはタイヤの回転中の加速度信号を図示する。 一実施形態によるシステムの作動原理を示す。 一実施形態によるシステムの作動原理を示す。 一実施形態によるシステムの作動原理を示す。 加速度測定のための作動原理を示す。 加速度測定のための作動原理を図示する。 加速度測定のための作動原理を図示する。 加速度測定のための作動原理を図示する。 加速度測定のための作動原理を図示する。 加速度測定のための作動原理を図示する。 加速度計を有するタイヤを半断面図で図示する。 加速度計を有するタイヤを半断面図で図示する。 幾つかの例による、容器に設置されるモジュールを側方から斜めに見た状態で図示する。 幾つかの例による、容器に設置されるモジュールを側方から見た断面で図示する。 タイヤの内表面に装着される容器を側方から斜めに見た状態で図示する。 突部と隆起部とを有する容器を側方から見た断面で図示する。
図は、開示された解決法の一般原理を図示することを意図している。それゆえ、図の図解は必ずしも一定縮尺でもシステムコンポーネントの正確なレイアウトを示唆するものでもない。
本出願において、「接地面」の語は、自動車両のタイヤ100の、表面900との接触状態にある部分を指す。ゆえに、道路などの表面900に触れるタイヤのトレッドの部分である。一般的に、自動車両のタイヤ100の接地面は道路と自動車両との間の唯一の接続部である。接地面はタイヤのフットプリントとも呼ばれうる。
本出願において、「接地面長さ」の語はタイヤの接地面の長さを指す。
本出願において、「回転」の語はタイヤ100の回転を指す、つまり1回転ごとにタイヤ100はその外周に実質的に等しい距離を移動する。言い換えると、タイヤ100の外周はタイヤの完全な1回転と実質的に等しい。
本出願において、「第1トレッドエリア部分」の語は、加速度計と同じタイヤの径方向にあるトレッドのエリアを指す、つまり第1トレッドエリア部分111と回転軸線AXRとの間に加速度計10が配設される。
本出願において、「接地面の前縁部」は、接地面の始点、つまりタイヤの現在位置で第1トレッドエリア部分111が表面900と接触する点を指す。
本出願において、「接地面の後縁部」の語は、接地面の端部、つまりタイヤの現在位置で第1トレッドエリア部分111が表面900との接触から離れる点を指す。
図1a~1b,図2a,図3a~3e,図4a~4b,図5a~5bは、加速度計10を有するタイヤまたはタイヤの少なくとも一部を開示している。図6a~6bは、好ましくは加速度計10を有するタイヤの容器を開示している。他の図は、タイヤと加速度計10とを有するシステムの作動原理を開示している。
タイヤ100は空気タイヤでありうる。このようなタイヤは、例えば、乗用車またはオートバイなど乗用の自動車両のためのタイヤでありうる。このようなタイヤ100は、例えば、トラック、キャタピラ、収穫機、またはフロントローダなどの重機のためのいわゆる重量タイヤでありうる。
このようなタイヤ100は一般的に、タイヤ100の通常使用中に路面などの表面900との接触状態にあるトレッド120を有する。このようなトレッド120は一般的に、複数のトレッドブロック110を有するトレッドパターン114を有する。
トレッド120は第1トレッドエリア部分111を有する。トレッドは、タイヤ100が使用される時に表面900との接触を形成するように構成されうる。トレッド120と表面900との接触のエリアは、前縁部21と後縁部22とを有する接地面20を形成する。
あるタイプのタイヤ100について一般的であるように、タイヤ100は、トレッド120とタイヤ100の内表面130との間に配設される補強ベルトを有しうる。周知のように、このようなタイヤ100は回転軸線AXRを中心として回転し、その事例では、タイヤ100の構成部品に対して径方向SRに外向き遠心力が作用する。
以下でより詳しく記載されるように、タイヤ100は(例えば図4a,図4b,図5aに示された)モジュール300を有しうる。好ましくは、モジュール300は電子的つまり電子モジュール300である。モジュール300はタイヤ100そのものに配置される。モジュール300そのものは、対象の測定値を検知するためのセンサ10,30,30a,30bを有しうる。タイヤは、タイヤの内表面130に接続される容器400を有し、この容器400にモジュール300の一部が設置されうる。
タイヤ100は少なくとも一つの加速度計10を有する。加速度計10は容器400の内側に、または少なくとも部分的に容器400の内側に設置されうる。こうして、電子モジュール300は加速度計10の近くに固定配置され、この加速度計のために電子モジュールが読取装置として機能しうる。このような機構は、電子モジュールと加速度計10との間での信頼できる相互作用を可能にする。加速度計10はモジュール300の近く、モジュール300の内側、または少なくとも部分的にモジュールの内側に載置され、こうしてモジュール300の電源とアンテナ312と通信回路310とを使用できる。加速度計10が少なくとも部分的にモジュール300および/または容器400の内側に取り付けられる時に、可撓性で確実な設置を得ることが可能である。さらに、信頼できるデータを取得するため、内表面130の近くに、好ましくはタイヤの内表面130に加速度計が取り付けられうる。一実施形態では、少なくとも部分的にタイヤ100の内表面130の内側に加速度計が取り付けられる。さらに、タイヤの内側に存在する空気圧など、対象の測定値を検知するための他のセンサを電子モジュールが備えうる。
加速度計10の場所における表面900上のタイヤ100のトレッドエリアは、第1トレッドエリア部分111と呼ばれる。言い換えると、第1トレッドエリア部分111は、加速度計10に最も近いタイヤ100のトレッドエリアである。
加速度計10とタイヤ100の内表面130との間の距離d10は、0mmと30mmの間、好ましくは10mm未満でありうる。それゆえ、信頼できるデータを得ることが可能である。
タイヤは、一つの加速度計または幾つかの加速度計を有しうる。タイヤが一つより多い加速度計10を有する場合に、第1トレッドエリア部分は、加速度を測定する第1加速度計10が載置されるエリアを指す。さらに、この事例で、加速度を測定する任意の第2加速度計10が載置されるエリアを指す第2トレッドエリア部分等々も設けられる。しかしながら、測定のエネルギー消費量など実用的な理由ゆえに、一つのタイヤ100について加速度計10が一つのみ設置されると最も有利である。ゆえに、エネルギーを節約するために一つのタイヤ100がまさに一つの加速度計10を有すると有利である。
第1トレッドエリア部分111の加速度を加速度計10で検知することにより、第1トレッドエリア部分111と表面900との接触が検出されうる。加速度計10の信号は、第1トレッドエリア部分111の接地面20の通過中における第1トレッドエリア部分111の変形を示しうる。言い換えると、第1トレッドエリア部分111の加速度を加速度計10で検知することにより、第1トレッドエリア部分111と表面900との接触が検出されうる。
加速度計10は、第1トレッドエリア部分と回転軸線AXRとの間において空気タイヤ100の内表面130に配設されうる。
幾つかの事柄が接地面長さ20Lへの作用を有する。接地面長さ20Lは、例えば、タイヤ100の圧力、タイヤ100の温度、タイヤ100の特徴、道路の表面900、そしてタイヤ100への荷重に依存しうる。接地面長さは、例えばタイヤ100の総表面長さ(外周)のおよそ5%でありうる。
タイヤ100の荷重が増加する時には、一般的にタイヤ100の接地面長さ20Lが増加する。さらに、膨張圧が増加する時には、一般的に接地面長さ20Lが減少する。さらに、接地面長さは、タイヤ幾何学形状および剛性など、タイヤの物理的特性に依存する。
加速度計10は、例えば、径方向および/または接線方向の加速度計10でありうる。加速度計10は、例えば1、2、または3本の測定軸線で加速度を測定できる。ゆえに、加速度計10は径方向、接線方向、または軸方向に配向されうる。加速度計10が接線方向加速度計であると最も好ましい。接線方向加速度計では、例えば径方向加速度計よりも正確に接地面が測定および解析されうる。
加速度計10が接地面20にある時には実質的に平坦領域にあり、こうしておよそ1G(およそ9.8m/s)の加速度が検知されうる。加速度計10が前縁部および/または後縁部にある時には、高い加速度、いわゆるピークが一般的に検知される。これは図1cに図示されている。ゆえに、加速度計10は、接地面20の前縁部21と後縁部22とを判断するのに使用されうる。
径方向加速度計が使用される場合に、タイヤが回転して加速度計10が表面900との接触から離れると、高い遠心加速度が検知される。逆に、加速度計10が接地面20にある、つまり回転していない時には、低い加速度が検知される。縁部(前縁部および後縁部)は、高い値と低い値との間で加速度が移行する点で判断される。ゆえに、接地面20の二つの縁部、つまり前縁部および後縁部を示す加速度データにより接地面長さ20Lが判断されうる。しかしながら、より正確および/またはより容易に解析されるデータを得るため、好ましくは接線方向加速度が使用される。
加速度計10の測定周波数は、最低で200Hzまたは最低で500Hz、より好ましくは最低で800Hzまたは最低で1000Hz、そして最も好ましくは最低で2000Hzまたは最低で4000Hzでありうる。測定周波数が高くなると、測定の精度が上昇するだろう。200Hzの測定周波数は、自動車の速度が非常に低い時のみ使用されうる。しかしながら、測定周波数が高いほど、タイヤ電子機器のエネルギー消費量は高い。ゆえに、エネルギーを節約するため、加速度計10の測定周波数は好ましくは最高で10000Hz、より好ましくは最高で7000Hz、最も好ましくは最高で6000Hzである。
タイヤ100が1回転を行うのに必要な時間は、時間を測定しながら加速度を測定することにより判断されうる。タイヤ100が1回転を行うのに必要な時間は、例えば、
加速度を測定し、第1トレッドエリア部分111が1回目と2回目に接地面20の前縁部21に達する時を判断し、1回転にどれだけの時間が必要であるかを解析することにより、および/または、
加速度を測定し、第1トレッドエリア部分が1回目と2回目に接地面20の後縁部22に達する時を判断し、第1トレッドエリア部分が接地面20の後縁部22に2回目に達するのにどれだけの時間が必要とされるか、つまり1回転にどれだけの時間が必要とされるかを解析することにより、および/または、
加速度を測定し、第1トレッドエリア部分111が1回目と2回目に接地面20に達する時を判断し、1回転にどれだけの時間が必要であるかを解析することにより、および/または、
加速度を測定して第1トレッドエリア部分111が最初に接地面20の前縁部21に、次に接地面20の後縁部22に、そして最後に2回目に接地面の前縁部21に達する時を判断し、1回転にどれだけの時間が必要とされるかを解析することにより、
判断されうる。
表面900上で転動するタイヤにより引き起こされるノイズなどのノイズにより、加速度信号が攪乱されうる。ゆえに、加速度信号は好ましくはフィルタリングされる。一実施形態では、データをフィルタリングすることにより重力の作用が除去される、および/または、第1トレッドエリア部分111の場所を判断するのに重力の作用が使用される。
1回転の持続時間と、
接地面の縁部と、
タイヤの1回転の間に第1トレッドエリア部分111が接地面20に滞在する時間と、
を検出するようにフィルタリング結果が解析されうる。
時間を測定しながら、タイヤのトレッドライニングなどタイヤの内表面130、最も好ましくは少なくとも部分的に容器400の内側に好ましくは取り付けられる加速度計10によって、回転しているタイヤ100の加速度を検知することにより、接地面長さ20Lが検出されうる。
タイヤ100の回転周期の判断は、前縁部21または後縁部22での連続的な加速度変化の発生の間の時間に基づく。
1回転の持続時間と、加えて前縁部21と後縁部22との間の持続時間とを判断するために、タイヤ100は、時間を測定するためのタイマを有しうる。タイマは好ましくは電気タイマである。タイマはプロセッサおよび/または加速度計10に結合されうる。
データを取得して送信するツールを設けるのに使用される電子モジュール300(例えば図4a~4bと図5aに図示)が好ましくは用意される。タイマは好ましくは、タイヤ100のモジュール300の内側に配置される。
電子モジュール300は、電子モジュール300の機能に動力供給するための電気を提供する動力源330、好ましくはバッテリなどの電源330と、無線接続を行うアンテナ312と、アンテナ312を介して測定および通信を実施する通信回路310などの通信インサートとを有しうる。通信インサートは好ましくはバッテリの上方に配置される。それゆえ、アンテナ312は、改善された、および/または、最適な信号強度および適用範囲を取得するように配置されうる。さらに、バッテリは、タイヤの内表面の近くに装着されることにより、タイヤの内表面の近くにモジュールが確実に装着されうるモジュールの質点を取得できる。
通信インサートは好ましくは、
さらにアンテナに接続される送信器に連結されうるタイヤ100のプロセッサと、
圧力センサと、
加速度センサと、
任意で、温度センサと、
に結合される。
タイヤ100は、例えば、容器に、および/または、電子モジュール300に挿入されるような加速度計10を有しうる。加速度計10はタイヤ100の内表面に挿入されてもよい。モジュール300は、電源およびアンテナなど幾つかの必要な特徴を加速度計10に提供する。ゆえに、加速度計は好ましくは少なくとも部分的にモジュール300の内側にあるか、少なくともモジュール300に結合されるかこれとの接触状態にある。さらに、信頼できる加速度の測定のため、加速度計10は好ましくはタイヤの内表面との接続状態に配置される。
加速度計10は、タイヤ100の製造時に、製造の直後に、または例えば第三者によるアフターマーケット設置として、タイヤ100に設置されうる。タイヤ100は、一以上の加速度計10、例えば、加速度計の設置位置でのタイヤ100の加速度を検知するための一つまたは二つの加速度計10を有しうる。エネルギーを節約するためタイヤ100が加速度計10を一つのみ有すると、最も有利である。
加速度計10と電子モジュール300との間の相互作用のために、電子モジュール300とともに加速度計10が好ましくはタイヤ100の内表面130に配置される。さらに、加速度計の適切な動作のため、加速度計は信頼できるやり方でタイヤ100に固定されるべきである。
タイヤ100の内表面130への電子モジュール300の配置は、加速度計10とともに電子モジュール300の少なくとも一部が設置される容器400をタイヤ100の内表面130上の位置に配設することにより行われうる。ゆえに、加速度計と電子モジュール300の少なくとも一部とを受容および収容するのに容器400が適応するように、タイヤ100の内表面130に接続される容器400が好ましくは設けられる。
電子モジュール300または少なくともその一部は、タイヤ100の製造時に、タイヤ100の製造の直後に、または例えば第三者によるアフターマーケット設置として、容器400に設置されうる。
容器400は、例えば加硫中にタイヤ100に直接製造されうる。しかしながら好ましくは、タイヤ100が加硫された後に容器400がタイヤ100に固定されうる。これは、タイヤ100そのものの従来の製造方法の使用を可能にする。例えば以下に開示されるように適当な接着剤を使用することにより、容器400がタイヤ100に固定されうる。
モジュール300はタイヤ100の内表面130に配設され、内表面130はトレッド120と反対にある。内表面130は空気タイヤ100の内部の表面でありうる。特に、空気タイヤの内側にモジュール300が配設される時には、加速度、圧力、そして温度を測定するのにモジュールが使用されうる。このような目的のため、モジュール300は二次センサ機構30を有しうる。このような二次センサ機構30は、モジュール300がある環境を測定するように構成される一または複数のセンサを有する。二次センサ機構30は、例えば温度センサ30aと圧力センサ30bのうち少なくとも一方、好ましくはその両方を有しうる。
それゆえ、容器400は、タイヤの加速度を測定するのに使用される加速度計10(つまり加速度センサ)に加えて、二次センサ機構30を有しうる。このような二次センサ機構30は、タイヤ100内での圧力および/または温度など対象の測定値を検知するように構成されうる。二次センサ機構30が、中に存在する空気圧などタイヤ100の内部に関する対象の測定値を検知しようとする場合には、好ましくは二次センサ機構30のセンサがタイヤ100の内部に露出される。このような二次センサ機構30のセンサの、タイヤ100の内部への露出は、例えば、容器400の第1開口部410を介したものでありうる。このようなセンサは例えば、電子モジュール300の通信回路310またはアンテナ312に組み込まれるかこれと結合されうる。
タイヤ100はさらに、対象の一または複数の測定値を指示する他の指示器を有しうる。このような対象の測定値は、例えば、トレッド120の摩耗度、タイヤ100の外側の直近環境に存在する水分などの条件、またはタイヤ100が受ける何らかの力を含みうる。
タイヤ100に設置される加速度計10は、回転しているタイヤとともに急速に移動する。例えば、一般的な乗用車が100km/hで走行する時に、そのタイヤは毎秒約14回転を受ける。ゆえに、加速度計10の適切な動作のために、加速度計10は信頼できるやり方でタイヤ100に固定されるべきである。
加速度計10は、少なくとも部分的に容器400内で、および/または、少なくとも部分的にモジュール300内で、その設置位置に機械的支持により固着される。加えて、可鋳性材料を配設することにより固着が行われうる。このような可鋳性材料は接着剤でありうる。このような可鋳性材料は、例えば、エポキシ、ポリウレタン、アクリル、シリコーン、または別の熱硬化ポリマーや熱可塑性ポリマー系の接着剤でありうる。
加速度計10は、タイヤ100の内表面130に接続されるように配設されうる。ゆえに、加速度計10はタイヤの内表面130に当接するかこれに装着されうる。
タイヤ100の加速度を測定する時に、加速度計10はエネルギーを消費する。それゆえ、化学エネルギーを電気に変換するように構成されるバッテリなどのエネルギー源が、加速度計を使用するのに必要とされる。しかしながら、加速度測定は、この測定の処理および送信とともに、多量のエネルギーを消費しうる。ゆえに、バッテリ寿命はタイヤ100の使用可能時間より実質的に低い。
エネルギーを節約するために、タイヤは制御ユニット50を有しうる。制御ユニットは好ましくはモジュール300と接続されるかこれに結合される、および/または、モジュール300の内側に配置される。制御ユニット50は、節電モードと通常モードで作動するように構成されうる。通常モードにおいて、制御ユニット50は加速度計10により加速度を測定するように構成されうる。節電モードにおいて、制御ユニット50は、加速度計10により加速度を測定しないことにより電力を節約するように構成されうる。ゆえに、制御ユニット50は加速度計(つまり加速度を測定するセンサ)をオン/オフにすることが可能である。これは、例えば、タイヤの回転速度、つまりタイヤの表面の第1トレッドエリア部分の現在位置に依存する。
加速度センサつまり加速度計10は、タイヤの加速度を測定するのに使用されうる。本解決法によれば、加速度計10は常に加速度を測定するわけではない。ゆえに、加速度計10は、
節電モードと、
通常モードつまり測定モードと、
でありうる。ゆえに、加速度測定のエネルギー消費量を減少させることが可能である。
節電モードでは、タイヤ接地面20の特徴データの計算および監視に関係する活動が停止される。言い換えると、節電モードでは、表面900上でのタイヤの接地面20の長さを表すデータの計算および監視に関係する活動が停止されうる。
通常モードでは、タイヤ接地面20の特徴データの計算および監視に関係する活動が開始されうる。ゆえに、通常モードで、加速度計10はタイヤ100の加速度を測定している。通常モードは、例えば以下のステップ、すなわち、
加速度計により未加工値を測定するステップ、
任意で、未加工値からフィルタリング値を判断するステップ、
接地面20の前縁部21を判断するステップ、
接地面20の後縁部22を判断するステップ、および、
例えば、判断された
前縁部21および後縁部22、および/または、
接地面長さ20L
を、前に判断された値などの基準値と比較することにより、データの信頼性を検査するステップ、
を有しうる。
取得された加速度計信号が車両加速度の影響について補正されうる。さらに、重力および/または道路粗度の作用を除去するように信号がフィルタリングされうる。
加速度計信号のピーク値(図1cに図示)は、接地面20の前縁部および後縁部を検出するのに使用されうる。それゆえ、タイマにより、1回転の持続時間と、タイヤの1回転中に第1トレッドエリア部分111が接地面20に滞在する時間とが判断されうる。持続時間は、接地面長さを判断するのに使用される。さらに、データが検査されて、加速度計10が適切に作動していると判断されうる。
制御ユニット50は所定の理由で起動されうる。タイヤ100の圧力が著しく増加または減少した時に接地面長さ20Lが解析されうる。圧力は、例えば、運転者による圧力調整および/またはタイヤへの荷重の修正ゆえに、圧力が変化しうる。ゆえに、最低で0.2バールなど所定量だけタイヤの圧力が増加または減少した後に制御ユニット50が通常モードに切り替わると有利である。
さらに、車両荷重は静止中に修正されてもよい。それゆえ、所定の停止時間を超える期間にわたる車両の静止の後に走行開始が検出された時に、接地面長さ20Lが好ましくは判断される。車両が走行を開始した後に節電モードから通常モードへ制御ユニットが切り替わった後の所定の停止時間が判断されうる。言い換えると、所定の停止時間を超える期間にわたるタイヤの静止に続くタイヤの移動開始により、節電モードから通常モードへ制御ユニットを切り替える。エネルギー消費量を節約するため、この所定の停止時間は、最短で1分、好ましくは最短で5分、最も好ましくは最短で10分でありうる。さらに、車両が走行を開始した後に節電モードから通常モードへ制御ユニットが切り替わった後の所定の停止時間は、信頼できるデータを取得するため、最長で40分、より好ましくは最長で30分、最も好ましくは最長で20分でありうる。言い換えると、車両の停止時間が所定の停止時間を超えた場合には、車両が走行を開始した後に制御ユニットが節電モードから通常モードに切り替わる。
さらに、車両の他の特性を判断するために接地面長さ特徴が必要とされる。ゆえに、制御ユニット50は、例えば、車両の他の特性のために接地面長さが必要とされる時に、外部コマンドによる制御ユニット50の起動ゆえに節電モードから通常モードへ切り替わるように構成されうる。
制御ユニット50が通常モードである時に、加速度計10は測定を開始し、これは1と1000回転の間など幾つかのタイヤ回転について持続しうる。好ましくは、最少で10回転、より好ましくは最少で15回転について測定が持続する。それゆえ、信頼できるデータを取得することが可能である。さらに、好ましくは最多で100回転、より好ましくは最多で50回転、最も好ましくは最多で30回転について測定が持続する。それゆえ、エネルギー消費量は可能な限り小さい、つまりエネルギー消費量と信頼できる充分なデータとの間の関係が最適化されうる。
一実施形態では、接地面長さに関係して取得されたデータが充分信頼できる、つまり接地面長さに関係して取得されたデータが、測定された少なくとも2回の連続回転の間で実質的に同じである(つまり所定リミット内である)と制御ユニット50が判断した後に、通常モードから節電モードへ切り替わるように制御ユニット50が構成される。言い換えると、接地面について判断された長さの精度が充分に良好である、つまり所定リミット内であるとの検出の後に通常モードから節電モードへ切り替わるように制御ユニット50が構成されうる。これはエネルギー消費量をさらに減少させうる。それゆえ、制御ユニット50は、例えば、
所定値を超えるタイヤ圧の変化、
自動車両の走行開始、および/または、
外部コマンドによる制御ユニットの起動、
ゆえに節電モードから通常モードへ切り替わりうる。
自動車両が走行している時にタイヤ100への荷重は変化せず、こうして、とりわけタイヤの圧力がそれほど大きく変化しない場合には、自動車両の荷重が変化しない限り制御ユニット50は好ましくは節電モードである。ゆえに、自動車両が走行中である、つまり自動車両の速度が0km/hより高い限りは接地面長さの判断の後に節電モードであるように制御ユニット50が構成されうる。さらに、制御ユニット50は好ましくは、自動車両が止まっている、つまり自動車両の速度が0km/hである時に節電モードであるように構成される。制御ユニットは好ましくは、自動車両の速度が最初に0km/hまで低下し、そして停止時間が所定の停止時間を超え、最後に車両が加速されて速度が最低で1km/hになった後に、節電モードから通常モードへ切り替わるように構成される。
ゆえに制御ユニット50は、接地面長さ20Lが判断された後に自動車両が停止するまで節電モードであるように構成されうる。代替的に、接地面長さ20Lが再検査されるまで所定時間にわたって節電モードであるように制御ユニット50が構成されてもよい。これは、タイヤ100のモジュール300のエネルギー消費量を著しく節約しうる。
それゆえ、自動車両の速度が0km/hである場合に節電モードであるように制御ユニット50が構成されうる。さらに、制御ユニット50は、自動車両の速度が50km/h以上、より好ましくは70km/h以上、そして最も好ましくは90km/h以上である時に節電モードであるように構成されうる。
ゆえに、制御ユニット50は、車両の1回の始動時ごとに1分未満は通常モードにある。これはエネルギー消費量を著しく減少させうる。さらに、制御ユニット50は、タイヤの1回転に使用される時間の最低で20%、より好ましくは最低で50%、最も好ましくは最低で80%は節電モードであり、ゆえに、エネルギー節約が実質的に高められる。
モジュール300のプロセッサは、接地面20の長さを表す一連の値を計算するようにプログラムされうる。
さらに、タイヤ100は送信モードを有しうる。ゆえに、制御ユニット50は送信モードでありうる。送信モードでは、タイヤ接地面20の少なくとも特徴データがタイヤ100の外部へ、好ましくはゲートウェイ装置600および/またはクラウドサービス500へ送信されうる。
送信モードでは、モジュール300のプロセッサにより、取得された値が車両のゲートウェイ装置600またはクラウドサーバユニット500へ送信される。通常モードの間または送信モードの間に接地面の長さを表す値が計算されうる。
送信データは、タイヤ100への荷重を推定するのに使用されうる。送信モードは以下のステップ、すなわち、
タイヤのエネルギー消費量を節約するため、接地面の長さ、タイヤの圧力、そしてタイヤの外側でのタイヤの温度を表す値を、好ましくはゲートウェイ装置600またはクラウドサーバユニット500へ、そして最も好ましくはゲートウェイ装置600へ送信するステップ、
を有しうる。
ゆえに、取得され好ましくは検査された加速度パラメータ、または加速度パラメータから取得された値がタイヤ100から外部へ伝達され、加速度計10がオフに切り替えられうる。送信の後に、制御ユニット50は節電モードに切り替えられうる。一実施形態において、送信シーケンスが前に測定されたシーケンスと少なくとも所定量は異なる場合には、測定された値が信頼できるものであることを再検査するため、および/または、より信頼できる新たなデータを得るために、制御ユニット50はまた通常モードに切り替わりうる。
タイヤ圧の変化が上述した他の理由から所定値を超えない場合には少なくとも、自動車両が走行を開始する度に1回のみ接地面長さ20Lおよび/または加速度データを表す値を送信するようにモジュール300が構成されると、最も有利である。ゆえに、所定の精度を有する結果のみがタイヤ100内のモジュール300から送られる。これはタイヤ100についての莫大なエネルギー節約になりうる。ゆえに、ゲートウェイ装置600は、最も有利な状況では、自動車両の1回の始動の度に一つのタイヤについて一つの接地面長さ20Lのみを得ることができる。
タイヤ100のエネルギー消費量を節約するため、制御ユニット50は、前縁部と後縁部とが測定されるタイヤ100の回転中にも部分的に節電モードでありうる。加速度計が接地面20の前縁部および後縁部にある時のみ加速度が測定される必要があるので、これが行われうる。この種の節電モードはタイヤ100のエネルギー消費量を著しく減少させうる。
図3a~3eにおいて灰色エリアは加速度計10の位置を示し、この加速度計10の位置で加速度が好ましくは測定される。さらに、図2dは作動原理の一例を示す。
1回転ごとに、タイヤ100は外周と実質的に等しい距離を移動する。タイヤ100が1回転するのに必要な時間が好ましくは判断される。
自動車両が走行を開始する時に、加速度計10の場所は一般的には分かっていない。ゆえに、加速度計10の場所が最初に判断されうる。図3aは、加速度計10の場所が分かっていない開始時の状況を図示している、つまり加速度計10の位置が分かっていない時に加速度が好ましくは測定される加速度計10の位置を示す。この事例では、タイヤの回転全体にわたって加速度計10がオンであるので、タイヤ100の1回転に多量のエネルギーが必要とされうる。
タイヤ100の各回転で、接地面20の前縁部21および後縁部22をより精密に知ることができる。タイヤ100の1回転の持続時間と加速度計10の位置とが大まかに判断されると、加速度を常に測定する必要はない。それゆえ、タイヤ100の回転の少なくとも一部で制御ユニット50が節電モードであってもよい。ゆえに、加速度計が1回転の間にオンである時間を減少させることが可能である。バッテリなど、タイヤの電源330を交換または充電するのは困難なので、これは有益である。
タイヤの1回転中に加速度が測定されることが好ましい加速度計10の位置を灰色で示す図3a~3eに、これが図示されている。測定の開始時(図3a)、タイヤの少なくとも第1回転の後(図3bおよび/または図3c)、そして後縁部22および前縁部21がかなり充分に分かっている時(図3dおよび/または図3e)である。言い換えると、灰色は、加速度計10が加速度を測定している加速度計10の位置を図示している。
第1トレッドエリア部分が接地面、好ましくは接地面20の後縁部22にあるとの検出の後に通常モードから節電モードへ切り替わるように制御ユニット50が構成されうる。さらに、第1トレッドエリア部分が接地面にある、および/または、接地面から離れたとの検出から第1指定時間が経過した時に節電モードから通常モードへ切り替わるように制御ユニット50が構成されうる。これは図3b~3cに図示されており、灰色エリアは加速度計10の位置を示し、加速度の場所が大まかに分かっている時に好ましくはこの位置で加速度が測定される。この場合、加速度計10が接地面20の近くに配置されていない時に加速度計10はオフであり、こうしてかなり多くのエネルギーが節約されうる。
さらに、最後にタイヤの1回転の持続時間とともにその瞬間での加速度計の位置は、実質的に充分に分かっている。ゆえに、第1指定時間の持続時間が増加されうる。図3dは、タイヤの1回転中の非常に短い時間のみ加速度計10がオンであるというほぼ最適な状況を示す。ゆえに、タイヤの1回転中のかなり長い時間、加速度計10がオフである。ゆえに、加速度測定が行われない節電モードゆえに、タイヤ100のエネルギー消費量を減少させることが可能である。
最も有利な状況が図3eに開示されている。この事例では、加速度計10の位置が充分に分かっており、加速度計10は接地面20の前縁部21および後縁部22の近くでのみオンになる。この事例では、第1トレッドエリア部分が接地面20の後縁部22にあるとの検出の後に通常モードから節電モードへ切り替わるように制御ユニット50が構成され、第1トレッドエリア部分が後縁部22にあるとの検出から第1指定時間が経過した時に節電モードから通常モードへ切り替わるように制御ユニット50が構成されうる。さらに、第1トレッドエリア部分が接地面20の前縁部21にあるとの検出の後に通常モードから節電モードへ切り替わるように制御ユニット50が構成され、第1トレッドエリア部分が前縁部21にあるとの検出から第2指定時間が経過した時に節電モードから通常モードへ切り替わるように制御ユニット50が構成されうる。ゆえに、タイヤ電子機器の莫大なエネルギー節約を得ることが可能である。しかしながら、エネルギーを節約して信頼できる結果を取得するには、図3dに図示されている状況が最良の折衷案でありうる。
1回転に使用される時間は自動車両の速度に依存する。それゆえ、第1指定時間もタイヤ100の回転速度に依存する。さらに、第2指定時間もタイヤ100の回転速度に依存する。
第1指定時間は、例えば、タイヤが1回転を行うのに必要な時間の0.15と0.99倍の間でありうる。
第1指定時間は、タイヤが1回転を行うのに必要な時間の、最低で0.20倍、より好ましくは最低で0.50倍、最も好ましくは最低で0.85倍でありうる。ゆえに、エネルギー節約を増加させることが可能である。
さらに、第1指定時間は、タイヤが1回転を行うのに必要な時間の0.98倍未満、より好ましくは0.95倍未満、最も好ましくは0.90倍未満でありうる。ゆえに、エネルギー消費量の実質的に良好な減少を伴う信頼できる測定を得ることが可能である。
第2指定時間は、タイヤが1回転を行うのに必要な時間の最低で0.00倍、より好ましくは最低で0.01倍、最も好ましくは最低で0.02倍でありうる。ゆえに、加速度計10が接地面を通過するのに使用される時間全体が測定されないので、エネルギー消費量をさらに減少させることが可能である。さらに、第2指定時間は、タイヤが1回転を行うのに必要な時間の0.05倍未満、より好ましくは0.04倍未満、最も好ましくは0.03倍未満でありうる。ゆえに、信頼できる測定を得ることが可能である。
エネルギーを節約するため前縁部および後縁部を判断するのに加速度計10が使用される時に、制御ユニット50は、タイヤ100の1回転の時間の最低で20%または最低で30%、より好ましくは最低で50%または最低で60%、最も好ましくは最低で70%または最低で80%、オフであるように構成されうる。節電時間の増加とともにエネルギー節約が増加されうる。
さらに、信頼できるデータを取得するため前縁部および後縁部を判断するのに加速度計10が使用される時に、タイヤ100の1回転の時間の99%未満、より好ましくは90%未満、最も好ましくは85%についてオフであるように制御ユニットが構成されうる。
接地面20に関係して測定されたデータは、信頼できるデータを取得するためタイヤ100のプロセッサによりデジタル的にフィルタリングされうる。
好ましくは、信頼できるデータを取得するのにローパスフィルタが使用される。ローパスフィルタを使用することにより、低い測定周波数が使用される時でもより信頼できるデータを取得することが可能である。例えば、ローパスフィルタを使用することにより、フィルタを伴わない場合より測定周波数は90%も低くなりうる。一例では、フィルタを使用せずに信頼できるデータを取得するのに1回転につき1000~2000回の測定という測定周波数が必要とされ、逆に、ローパスフィルタが使用される時に信頼できるデータを取得するには、1回転につき100から200回の測定という測定周波数が必要とされる。それゆえ、ローパスフィルタの使用は、タイヤのモジュールのエネルギー消費量をさらに節約できる。
接地面の長さ20Lを判断する第1フィルタリング値が、接地面長さの長さを判断する第2フィルタリング値と比較されうる。第1フィルタリング値と第2フィルタリング値とが互いに充分に近い(所定リミット内である)場合に、制御ユニットは送信モードに切り替わりうる。第1フィルタリング値および第2フィルタリング値の互いとの違いが大き過ぎる場合には、接地面長さに関係する新たな測定が好ましくは得られる。
接地面20の長さを判断する少なくとも3個または5個、そして最も好ましくは少なくとも10個のフィルタリング値が判断されると有利であり、信頼できる送信データを取得するように互いに比較されると有利である。さらに、エネルギーを節約するため、取得されたデータが充分に信頼できるとの判断の後に初めて、接地面の長さに関係する測定データが送信され、こうして、接地面20の長さに関係する好ましくは2以下、より好ましくは1以下の測定データが、接地面長さの1回の判断の間に送信される。
エネルギー消費量をさらに減少させるため、判断された接地面長さの精度が充分に良好である、つまり所定リミット内であるとの検出の後に通常モードから節電モードへ切り替わるように制御ユニット50が構成されうる。
タイヤ100の接地面20の特徴は、自動車両の走行の最初の数分の間、例えば最初の5分間、または最初の100秒の間に計算されうる。さらに、接地面長さ20Lがやはり関連性があって既知であることを保証するため、接地面20の特徴が例えば1時間に3から7回計算されうる。しかしながら、前に送信された値とは異なる値のみが好ましくはタイヤの外側へ、好ましくはゲートウェイ装置600へ送られる。
タイヤ100の電源330はバッテリでありうる。好ましくは、電子モジュール300のコンポーネントおよび機能にエネルギーを提供するのにバッテリが使用される。加速度計10は電子モジュール300の電源330を使用する。
電源330は、例えば機械および/または化学エネルギーを電気エネルギーに変換するように構成される。代替的に、または加えて、電源は磁気エネルギーを電気に変換するように構成されるコンポーネントを有しうる。代替的に、または加えて、電源はこのような電気エネルギーを貯蔵する高容量コンデンサ(例えば超コンデンサ)を有しうる。このような高容量コンデンサは、磁気または機械エネルギーをそれぞれ電気に変換するコンポーネントにより誘導的または機械的に充電されうる。本願での高容量コンデンサは、最低で1μFのDC静電容量を有するコンデンサを指す。
電源330は、バッテリおよび/またはコンデンサを要素の一つとして有しうる圧電エネルギー獲得装置または摩擦電気エネルギー獲得装置などのエネルギー獲得装置を有しうる。電源330が化学エネルギーを電気に変換することにより電気を提供するように構成されるバッテリであると最も好ましい。それゆえ、単純で費用効果の高い解決法を達成することが可能である。
電子モジュール300のためのエネルギー源として機能する電源330、例えばバッテリは、径方向SRに関して、図5bに図示されている例の事例のようにアンテナ312のレベルとタイヤ100の内表面130との間と、アンテナ312のレベルと容器400の第2端部408との間のいずれかに置かれうる。電子モジュールは、常磁性材料で製作されるコンポーネントを有しうる。この事例で、電源330と、常磁性または強磁性材料で製作されるコンポーネントとの好ましくは少なくとも一方は、径方向SRに関して、アンテナ312のレベルとタイヤ100の内表面130との間に置かれる。
一次誘導コンポーネント320の磁場により誘起されるバッテリなどの電源330内の電流の減少または除去のために一次誘導コンポーネント320をモジュール330が有する場合には少なくとも、電源330が磁気遮蔽されることが好ましい。ゆえに、常磁性または強磁性材料で製作されるコンポーネントがモジュール300に設けられうる。
タイヤは、アンテナ312(図5a~5bに図示)を有しうる。アンテナ312は電子モジュール300の通信回路310に組み込まれうるか、通信回路310から分離されているがこれに電気接続されうる。例えば、図5aおよび図5bに示されているように、通信回路310が接合されるのと同じ回路基板にアンテナ312が形成されうる。回路基板は可撓性でありうる。可撓性構造はタイヤに最も適している。回路基板は好ましくはプリント回路基板またはリードフレームの形態である。
アンテナ312が送信するように構成される情報は、加速度計10により測定される加速度測定と、圧力センサ30bにより測定される圧力測定とともに、温度センサ30aにより測定される温度測定に関連しうる。
ゆえに、アンテナ312が送信するように構成される情報は、加速度計10の測定ばかりでなく、図4bに示されているように電子モジュール300そのものの二次センサ機構30による対象の測定値の検知にも関連しうる。ゆえに、アンテナ312により、接地面長さなど、圧力、温度、そして加速度に関係する情報が、有用な表示、解析、および/または、診断の目的のため、タイヤ100から他のどこかへ無線で伝送されうる。好ましくは、加速度計10および圧力センサの測定、好ましくは温度センサに基づく測定に基づく値を少なくとも送信するようにアンテナ312が構成される。
アンテナ312が送信するように構成される情報はさらに、電子モジュール300で読み取られる受動回路の対象の測定値の検出など他のデータに関連しうる。
タイヤ100、そして最も好ましくはその中のモジュール300は、少なくともタイヤの加速度および圧力、そして温度を測定するように構成されうる。また、一実施形態において、モジュール300は測定データを使用して荷重を判断するように構成されるが、判断に使用するエネルギーが多過ぎるので、これは有益ではない。モジュール300は、荷重を示す加速度および圧力などのデータを、受信データを使用して荷重の値を判断するように構成されるゲートウェイ装置600またはクラウドサーバユニット500へさらに送ることができるので、最も有利である。
モジュール300は、測定された少なくとも幾つかのパラメータをゲートウェイ装置600へ、またはクラウドサーバユニット500へ直接送ることができる。好ましくは、モジュール300は、エネルギーを節約するためモジュール300の近くに置かれるゲートウェイ装置へデータを送るように構成される。これは図2a~cに図示されている。
空気タイヤ100はさらに、加速度計10からのデータを処理するように構成されるプロセッサを有しうる。タイヤ100のプロセッサがモジュール300の内側にあると有利である。タイヤ100の接地面長さ20Lを解析するため、および/または、タイヤ100の接地面特徴に関係する解析結果が例えばゲートウェイ装置600へさらに送られるのに充分なほど正確であるかどうかを判断するために、タイヤ100のプロセッサが必要とされうる。
タイヤ100のプロセッサは、加速度測定に基づいて、
接地面20の前縁部21、
接地面20の後縁部22、および/または、
接地面長さ20L
を解析するように構成されうる。
さらに、タイヤ100のプロセッサは、第1指定時間を少なくとも判断するように構成されうる。さらに、タイヤ100のプロセッサはこの第2指定時間を判断するように構成されうる。
しかしながら、タイヤ100のプロセッサは、タイヤ100のエネルギー消費量を節約するために例えばタイヤ100の荷重を解析するように構成されないことが好ましい。ゲートウェイ装置600および/またはクラウドサービスユニット500でタイヤ100の荷重が解析されると有利である。
空気タイヤ100は、プロセッサにより実行されるコンピュータコードを記憶するための、そして電子モジュール300の動作中にデータを記憶するためのメモリも有しうる。
通信回路310は、測定されたデータをゲートウェイ装置600へ送信するのに使用されうる。通信回路310は制御ユニット50を有しうる。代替例で、モジュール300は別の制御ユニット50を有しうる。
監視システムは、タイヤ100の荷重を測定するのに使用されうる。このようなシステムはタイヤ100(つまり加速度計10と好ましくはこれに装着されるモジュール300とを備えるタイヤ)と、ゲートウェイ装置600および/またはクラウドサーバユニット500とを有する。タイヤ100のモジュール300は、タイヤ100の外側へ、好ましくはゲートウェイ装置600へデータを送るように構成されうる。ゲートウェイ装置600は、モジュール300からなど、タイヤ100からデータを受信するように構成されうる。ゲートウェイ装置600はユーザと通信するように構成されうる。ゲートウェイ装置600は、クラウドサーバユニット500と通信するように構成されうる。
本出願で開示されるように、接地面長さ20Lつまりタイヤ変形は、加速度計10からのデータに基づいて計算されうる。さらに、タイヤ100の圧力、温度、そして物理的特性を示す情報とともに接地面長さ20Lの情報が使用されると、タイヤへの荷重が判断されうる。言い換えると、タイヤの剛性特徴ととともに使用される時にタイヤ100への荷重を判断するのにセンサ10,30a,30bの出力が使用されうる。
例えば
タイヤの圧力、
任意でタイヤの温度、
タイヤの剛性特徴(つまりタイヤの物理特性)、そして
タイヤの接地面長さ20L
が分かっている時に、タイヤ100への荷重が計算されうる。
電子モジュール300は、加速度計10の結果を読み取るように構成されうる。さらに、電子モジュールは圧力センサの結果を読み取るように構成されうる。さらに、電子モジュールは、温度センサの結果を読み取るように構成されうる。通信回路310は第1電気回路と第2電気回路と第3電気回路とを有し、測定されたデータを、送信器を介してタイヤ100の外側へ送信するのに使用されうる。
加速度変化を検知してこの変化を表す出力を提供するように加速度計10が構成されうる。通信回路310の第1電気回路は、加速度計出力を受けてこの測定に基づいて信号を提供するように構成されうる。
圧力センサ30bは空洞内の空気の圧力を検知し、この圧力を表す出力を提供するように構成されうる。通信回路310の第2電気回路は、圧力センサ出力を受けて空気圧を表す信号を提供するように構成されうる。
温度センサ30aは、空洞内の空気の温度を検知してこの温度を表す出力を提供するように構成されうる。通信回路310の第3電気回路は、この温度センサ出力を受けて空気温度を表す信号を提供するように構成されうる。
タイヤ100の送信器は、第1、第2、および第3の電気回路に結合されうる。さらに、送信器はこの信号を表す信号を送信するのに適応している。
ゆえに、タイヤの圧力および温度と、タイヤ100の加速度、好ましくは接線加速度とが、タイヤ100への荷重を判断するために測定されると有利である。タイヤの各々の圧力および温度とタイヤの径方向加速度とが測定されると、最も有利である。さらに、測定に基づくデータが好ましくはさらに先へ、最も好ましくはゲートウェイ装置600へ送信される。ゆえに、好ましくはタイヤ100の送信器により送信される信号を受信するように配置されるゲートウェイ装置600内の受信器を車両が好ましくは有する。
タイヤ100とゲートウェイ装置600とを有する自動車両は、
タイヤ剛性特徴、つまりタイヤの物理的特性、
圧力センサから取得された信号の少なくとも一部、
加速度センサから取得された信号の少なくとも一部、
任意で温度センサから取得された信号の少なくとも一部、
を少なくとも使用してタイヤ100に影響する荷重を判断するように構成されうる。
タイヤ100、最も好ましくはタイヤ100のモジュール300は、測定結果(センサ10,30a,30bの解析および/またはフィルタリング後の出力など、センサの出力)を、例えば図2a~cに一例が描かれているゲートウェイ装置600へ伝送するための手段をさらに有しうる。
ゲートウェイ装置600は、ゲートウェイ装置のディスプレイ、ゲートウェイ装置の処理ユニット(つまりゲートウェイ装置のプロセッサ)、ゲートウェイ装置とゲートウェイ装置のプロセッサにより実行されるコンピュータコードのメモリデータ記憶ユニット、例えばオペレータディスプレイおよびキーボード(不図示)を有するユーザインタフェースを有しうる。ゲートウェイ装置のデータ記憶ユニットは、パラメータおよび計算の値を記憶する。オペレータディスプレイはステータス情報および警告を提供できる。
ゲートウェイ装置600は、接地面長さの値、および/または、加速度に基づく値と、解析された荷重など他の値とを、例えばユーザのために表示するように構成されうる。ゲートウェイ装置600は、加速度および/または荷重に基づく値をリミット値と比較するように構成されうる。ゲートウェイ装置600は、信号を送る、および/または、結果を表示する、および/または、結果をさらに使用するように構成されうる。例えば、ゲートウェイ装置600は、加速度および/または解析後の荷重データを送るように構成されうる。このような情報は、ユーザのために、および/または、クラウドサーバユニット500へ送られる、および/または、他のプロセスに使用されうる。一実施形態では、値がリミット値内にあってもなくても、データが送られる、および/または、さらなる処理に使用される。しかしながら、加速度の値および/または解析された荷重の値がリミット値を超えた時のみデータを送るようにゲートウェイ装置600が構成されてもよい。
ゲートウェイ装置600は、タイヤ、好ましくはタイヤ100のモジュール300により送信される信号などのデジタルデータを受信する受信器または送受信器を有しうる。通信目的のため、短距離および/または長距離通信接続を介して、他の幾つかの装置、例えばクラウドサービスユニット500と通信可能である通信インタフェースをゲートウェイ装置600が備えうる。ゆえに、監視システムはさらに、クラウドサービスユニット500を車両の遠隔に有しうる。
言い換えると、携帯電話ネットワークなどのサービスプロバイダと通信するようにゲートウェイ装置600が構成されうる。例えば、携帯電話ネットワークを介してクラウドサービスユニット500と通信するようにゲートウェイ装置600が構成されうる。代替例で、タイヤ100、好ましくはタイヤ100のモジュール300は、携帯電話ネットワークなどのサービスプロバイダと直接、または例えば携帯電話ネットワークを介して、通信できる。しかしながら、ゲートウェイ装置600をモジュール300のかなり近くに有すると、モジュール300の電力消費量を減少させる。モジュール300の電源330は交換または充電が困難であるので、これは有益である。ゆえに、タイヤ100が、タイヤ100のかなり近くのゲートウェイ装置600と通信して、携帯ネットワークなどのサービスプロバイダと直接には通信しないことが最も好ましい。
タイヤ100、最も好ましくはアンテナ312を有するタイヤ100の電子モジュール300と、タイヤ100から距離を置いた受信装置との間の無線相互作用は、数十センチメートルから数メートルなど、少なくとも数十センチメートルの範囲で好ましくは作動する。好ましくは、最大で50メートルまたは最大で20メートル、より好ましくは最大で10メートルまたは最大で8メートル、そして最も好ましくは最大で5メートル、モジュール300から離れて配置されるゲートウェイ装置600へデータを送るように、モジュール300が構成される。好ましくは、ゲートウェイ装置600はさらに、クラウドサーバユニット500へデータを送り、これからデータを受信するように構成される。
このような情報の伝搬は、例えばブルートゥースデータ接続を前提としうる。ゆえに、モジュール300はブルートゥース(登録商標)技術を通してゲートウェイ装置600と通信するように構成されうる。ブルートゥースデータ接続が使用される場合には、状態と使用されるブルートゥースプロトコルのバージョンとに応じて数メートルから数十メートル以上の最大範囲を有しうる。モジュール300は、2.4GHzから2.485GHzの周波数範囲の電波を使用してゲートウェイ装置600と無線で通信するように構成されうる。
監視システムがタイヤの各々について一つのゲートウェイ装置600と一つのモジュールとを有して、このモジュール300がゲートウェイ装置600へデジタル情報を送信すると有利である。各タイヤが位置しているところをゲートウェイ装置600のプロセッサが確認できるように、タイヤの各々が識別されうる。
ゲートウェイ装置600はさらに、センサからの出力を受信するためのセンサインタフェースと、受信したセンサからの出力に少なくとも基づいてタイヤ100への荷重を解析するための解析要素とを有しうる。
ゲートウェイ装置600の動作のために電力を供給する電源も設けられる。
センサ10,30,30a,30bは、タイヤ100の加速度、圧力、そして温度を測定するのに使用されうる。モジュール300はゲートウェイ600(図2a~bに図示)へデータを送信するように構成されうる。このような情報の伝搬は、二方向、つまり電子モジュール300へ、そして電子モジュールからのものでありうる。しかしながら、モジュール300からゲートウェイ装置600へ情報が一方向にのみ送信されることが好ましい。一方向のみの情報の送信はモジュール300のエネルギー、ゆえにタイヤ100のエネルギーを節約しうる。
ゲートウェイ装置600は、車両のすべてのタイヤから、および/または、複数の車両の全てのタイヤからのデータ送信を受信するように構成されうる。
電子モジュール300から受信装置へ、つまりタイヤ100からある距離に置かれるゲートウェイ装置600へ無線で情報を送信するようにアンテナ312が配設されうる。ゲートウェイ装置600は、例えば、タイヤ100を備える自動車両、または自動車両の運転者または乗員の携帯電話、または作業場の診断装置に一時的または永続的に設置される装置でありうる。ゲートウェイ装置600は自動車両に一体化されうる。ゆえに、一実施形態では、ゲートウェイ装置が車両に設置される。好ましくは、ゲートウェイ装置600は携帯電話である。
上記のように、ゲートウェイ装置600はさらに、例えばコンピュータサーバまたはクラウドサーバユニット500へこの情報を送信しうる。ゆえに、情報を解析するのにコンピュータサーバまたはクラウドサーバユニット500が使用されうる。タイヤ100のエネルギー消費量をさらに減少させるため、好ましくはゲートウェイ装置600および/またはクラウドサーバユニット500で情報が解析される。ゆえに、タイヤへの荷重を判断するのにゲートウェイ装置600のプロセッサが使用されうる。
タイヤは、電子モジュール300とトレッドブロック110との間に置かれる補強ベルトを有しうる。補強ベルトは、タイヤ100の内側に配設されるワイヤメッシュまたはベルトでありうる。補強ベルトの目的はタイヤを補強することであるので、好ましくは、補強ベルトは大きな孔を画定しない。より精密には、好ましくは、補強ベルトは、最小で0.5cmの面積を有する孔を画定しない。
補強ベルトは金属を有しうる。補強ベルトは鋼を有しうるか、鋼から成りうる。補強構造は鋼メッシュを有しうる。加えて、または代替的に、補強ベルトは繊維材料を有しうる。補強ベルトの繊維材料は、綿、レーヨン、ポリアミド(ナイロン)、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、そしてポリパラフェニンテレフタルアミド(ケブラー)のうち少なくとも一つを有しうる。
タイヤは積層体155を有しうる。積層体155は繊維材料を有しうる。第2補強構造155の繊維材料は、綿、レーヨン、ポリアミド(ナイロン)、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリパラフェニレンテレフタルアミド(ケブラー)のうち少なくとも一つを有しうる。積層体155の目的もタイヤ100を補強することである。
電子モジュール300またはその少なくとも一部は、容器400内の設置位置に機械的支持により固着されうる。さらに、加速度計は好ましくは容器400内に固定される。加えて、容器400と電子モジュール300との間、または容器400に設置される電子モジュール300の一部に可鋳材料を配設することにより、さらなる固着が設けられうる。例えば、電子モジュール300が容器400へ挿入され、その後で可鋳材料が容器400に成形されるように、容器400は電子モジュール300のための鋳型として機能しうる。これは、モジュール300および/または加速度計10について非常に信頼できる設置を可能にする。このような可鋳材料は接着剤でありうる。このような可鋳材料は例えば、エポキシ、ポリウレタン、アクリル、シリコーン、または熱硬化性ポリマーや熱可塑性ポリマー系の接着剤でありうる。
容器400は、接着剤によりタイヤ100の内表面130に接続されうる(図6aに図示)。このような事例では、容器400とタイヤ100の内表面130との間に接着剤460が設けられる。このような接着剤460は、例えば、熱硬化性ポリマーまたは熱可塑性ポリマー系の接着剤を有しうる。エポキシとポリウレタンとアクリルとを有するグループから接着剤460が選択されると適当である。
さらに、加速度計10はタイヤ100の内表面130に接着剤により接続されうる。その事例では、加速度計とタイヤ100の内表面130との間に接着剤が設けられる。このような接着剤は、例えば、熱硬化性ポリマーまたは熱可塑性ポリマー系の接着剤を有しうる。接着剤がエポキシ接着剤、ポリウレタン接着剤、シアノアクリレート接着剤、および/または、アクリル接着剤を有すると有利である。より好ましくは、エポキシ接着剤、ポリウレタン接着剤、シアノアクリレート接着剤、そしてアクリル接着剤から成るグループから接着剤が選択される。この事例でも、加速度計10は好ましくは少なくとも部分的に容器400の内側にある。
容器400は一または複数の壁部402を有しうる。このような壁部402は例えば、ゴムまたは別の熱可塑性エラストマなどのポリマー材料を有しうる。例えば、容器400は実質的に円形の壁部402を有しうる。別の例として、容器400は四つの壁部など、一より多い壁部402を有しうる。壁部402は、加速度計10および/または電子モジュール300、あるいは電子モジュール300の、容器400に設置される部分に支持を提供しうる。とりわけ径方向SRでの付加的な支持のため、壁部402の内側は表面粗度を有しうる。このような表面粗度は、加速度計および/または電子モジュール300と容器400の壁部402の内側との間、および/または、上述した可鋳材料と容器400の壁部402の内側との間に高い摩擦またはグリップを提供しうる。このような表面粗度の粗度値Rは、例えば最小で5μmでありうる。このような表面粗度は、例えばサンドブラストによりもたらされるか、壁部402に固有の製造誘発特性でありうる。上記は、必要な変更を加えて、電子モジュール300の表面粗度にも当てはまる。
容器400の壁部402は、少なくとも第1開口部410と第2開口部420とを画定しうる。容器400の壁部402は、例えば、第1開口部410と第2開口部420と第3開口部とを画定しうる。別の代替例として、容器400の壁部402は、第1開口部410と第2開口部420と第3開口部と第4開口部―等々を画定しうる。つまり、第1開口部410に加えて、容器400の側面において壁部402に一以上の開口部が設けられうる。
第2開口部420および/または容器400の側面の付加的な開口部は、電子モジュール300の一部を第2開口部420に延在させるという目的を果たし、壁部402は電子モジュール300の第1部分301つまり残部のみを側方から囲繞する。言い換えると、電子モジュール300の第1部分301のみが容器400内に収容されるのに対して、電子モジュール300の第2部分302は第2開口部420から容器400の外側に延出する。ゆえに、電子モジュールの第2部分302の一部は容器400の外側に残る。電子モジュール300の第2部分302が第2開口部420から容器400の外側に延在することは、とりわけ径方向SRでの電子モジュール300に機械的支持を提供することにより、また電子モジュール300が容器400内で回転するのを防止することにより、電子モジュール300を所定箇所により確実に保持するという技術的効果を有する。例えば、壁部402は少なくとも電子モジュール300の電源330を側方から囲繞しうる。
図5に図示されているように、こうして容器400の外側に配設される電子モジュール300の一または複数の部分は、例えば、アンテナ312またはアンテナ312の少なくとも一部を有することができる。アンテナ312またはアンテナの一部は、モジュール300の第2部分302および第3部分303に配設されうる。無線情報送信機能を可能にするため、アンテナ312は、容器の壁部402により囲繞される電子モジュール300の第1部分301に電気接続されうる。
容器の外側に所在する電子モジュール300の一部となるようにアンテナ312の少なくとも一部を配設すると、容器400の第2開口部420と可能であれば第3および別の開口部とに延在するように、付加的に延在する一または複数の部材を電子モジュール300に配設する必要があるという上記の長所が得られる。
容器400の外側に所在する電子モジュール300の一部となるようにアンテナ312の少なくとも一部を配設すると、容器400の壁部402および/または容器400内に収容される電子モジュール300の他の部分により信号が妨害されないので、アンテナ312の信号強度を向上させるという付加的な長所が得られる。補強ベルト150はすでに、鋼を有する場合にはとりわけ、アンテナ312とタイヤ100の外側の受信装置との間で信号を減衰するので、補強ベルト150を有するタイヤ100においてこれは特に有利でありうる。
容器400の第1端部407がタイヤ100の内表面130に接続されて第1端部407の反対にある第2端部408が第1開口部410を画定するように、容器400が配設されうる。つまり、第1端部407はタイヤの内表面130に当接してこれに装着されるが、第2端部408は容器400の第1開口部410を画定する。このような事例で、容器400は最初にタイヤの内表面130に装着され、その後で、容器400内の設置位置での電子モジュール300の部分的所在について上の説明と同様にして、電子モジュール300が容器400に設置されうる。
容器400は、電子モジュール300の第1部分301を受容するように構成される容器400の内部が第1開口部410に向かってテーパ状であるような形状を有しうる。これは、容器400からの電子モジュール300の移動に壁部402が抵抗するという効果を有する。
タイヤ100の内表面130に容器400が接続される時にタイヤ100の内表面130にフランジ405が接続されるように、容器400の第1端部407はフランジ405を有しうる。このようなフランジ405は、容器400とタイヤ100の内表面130との間の接触面積を拡大するという長所を有する。ゆえに、タイヤ100の内表面130に容器400が接着剤で接続される場合に、フランジ405は接着剤460のための面積を拡大し、これにより容器400とタイヤ100の内表面130との間での一層強力な接着力を可能にする。このようなフランジ405は、円形または実質的に円形、非円形または実質的に非円形でありうる。
例えば射出成形または圧縮成形などの成形により、容器400が製造されうる。多様な材料が接合されるように例えば予成形後の容器400を硬化することにより、多種のゴムなど多様な材料が上の記載に従って容器400の構築に使用されうる。例えば、接着など周知の方法により構成要素を接合することによっても、多様な材料が上の記載に従って容器400の構築に使用されうる。
タイヤ100のアンテナ312およびその中のモジュール、または容器の第2開口部420から延出するその部分は、タイヤ100の内表面130からある距離に置かれうる。アンテナ312とタイヤの表面130との間の距離は、アンテナ312が内表面130との直接接触状態にないので、タイヤ100が受けてタイヤの内表面130へ伝達される衝撃をアンテナ312が機械的に直接受けることはないという長所を有する。
容器400の壁部402は、突部450または幾つかの突部450を有しうる。このような突部450は容器400の内側に置かれて内向きに突出しうる。このような突部450は、容器400内の設置位置で付加的な機械的支持を電子モジュール300に提供することにより、容器400内の設置位置への電子モジュール300の確かな保持を促進する。
容器400の内側床部403は隆起部455を有しうる。このような隆起部455は、容器400内での電子モジュール300の正しい設置位置に関する案内を電子モジュール300に提供するのに使用されうる。このような事例で、電子モジュール300は、(明確には図示されていない)その下表面に対応の凹部を有する。
開示される監視方法は、以下のステップを有しうる。
第1トレッドエリア部分の加速度を加速度計10で検知することにより第1トレッドエリア部分と表面900との接触を検出するステップであって、この加速度計10の信号が接地面の第1トレッドエリア部分の通過中における第1トレッドエリア部分の変形を示すステップ。
取得された加速度信号を使用して、タイヤが1回転を行うのに必要な時間を判断するステップ。
取得された加速度信号を使用することにより、第1トレッドエリア部分が接地面、好ましくは接地面20の後縁部22にある時を検出するステップ。
検出の後に通常モードから節電モードへ制御ユニット50を切り替えるステップ。
第1トレッドエリア部分が接地面20の後縁部22にあるとの検出から、タイヤが1回転を行うのに必要な時間の0.15と0.99倍などタイヤの回転速度に依存する第1指定時間が経過した時に、節電モードから通常モードへ切り替えるステップ。
この方法はさらに、
取得された加速度信号を使用することにより第1トレッドエリア部分が接地面20の前縁部21にある時を検出することと、
第1トレッドエリア部分が接地面20の前縁部21にあるとの検出の後に、通常モードから節電モードへ制御ユニットを切り替えることと、
タイヤが1回転を行うのに必要な時間の0.01と0.05倍の間などタイヤの回転速度に依存する第2指定時間が経過した時に、節電モードから通常モードへ制御ユニットを切り替えることと、
を有する。
この方法はさらに、
タイヤ100の圧力を測定すること、
タイヤ100の温度を測定すること、
例えば、
タイヤ100の接地面長さ20L、
タイヤ100のタイヤ剛性特徴、
タイヤ100の圧力、
タイヤ100の温度、
を使用して、タイヤ100への荷重を判断すること、
をさらに有しうる。
この方法はさらに、
タイヤ100の各々への荷重を測定することにより車両の荷重を判断すること、
を有しうる。
各々がタイヤを有する複数の車輪により支持される車両の総質量および質量分布を判断するための方法であって、各タイヤがタイヤと表面900との間に接地面20を有し、接地面20が前縁部21と後縁部22との間にあって、タイヤの各々の幾何学的パラメータが既知である方法は、以下のステップ、すなわち、
圧力センサ30bにより圧力を測定するステップ、
圧力を表す信号を発生させるステップ、
温度センサ30aにより温度を測定するステップ、
温度を表す信号を発生させるステップ、
加速度計10により加速度を測定するステップ、
タイヤ100の回転周期を判断するステップ、
本出願に開示の節電モードを使用して接地面20の前縁部21および後縁部22を検出するステップ、
接地面長さ20Lを表す信号を発生させるステップ、
発生された信号をゲートウェイ装置600へ送信するステップ、
任意で、発生された信号をクラウドサーバユニット500へ送信するステップ、
発生されたタイヤからの信号とタイヤの既知の幾何学的パラメータとに基づいてゲートウェイ装置600および/またはクラウドサーバユニットでタイヤ100の総質量を計算するステップ、
を有しうる。
ゆえに、本出願に開示されているように、節電モードを有する新規の解決法によりエネルギー消費量の最小化が得られる。それゆえ、タイヤのバッテリの交換または充電が困難である場合でも、タイヤの接地面長さが加速度計で判断されうる。
10 加速度計
20 接地面
20L 接地面長さ
21 前縁部
22 後縁部
30 二次センサ機構
30a 温度センサ
30b 圧力センサ
50 制御ユニット
100 タイヤ
110 トレッドブロック
111 第1トレッドエリア部分
114 トレッドパターン
120 トレッド
130 内表面
155 積層体
300 モジュール
301 第1部分
302 第2部分
303 第3部分
310 通信回路
312 アンテナ
320 一次誘導コンポーネント
330 電源
400 容器
402 壁部
403 床部
405 フランジ
407 第1端部
408 第2端部
410 第1開口部
420 第2開口部
450 突部
455 隆起部
460 接着剤
500 クラウドサーバユニット
600 ゲートウェイ装置
900 表面
AXR タイヤの回転軸線
450 突部の高さ
10 加速度計とタイヤ内表面の間の距離
SC 周方向
SR 径方向

Claims (16)

  1. 回転軸線(AXR)を中心に回転するように構成される空気タイヤ(100)であり、
    第1トレッドエリア部分(111)を有するトレッド(120)であって、タイヤ(100)が使用される時に表面(900)との接触を形成するように構成されるトレッド(120)であり、トレッド(120)と前記表面(900)との前記接触のエリアが、前縁部(21)と後縁部(22)とを有する接地面(20)を形成する、トレッド(120)と、
    電源(330)と、
    送信装置と、
    前記第1トレッドエリア部分(111)と前記回転軸線(AXR)との間に配設される加速度計(10)と、
    節電モードと通常モードで作動するように構成される制御ユニット(50)であって、
    前記通常モードで前記加速度計(10)により加速度を測定するように前記制御ユニット(50)が構成され、
    前記節電モードで前記加速度計(10)により加速度を測定しないことにより電力を節約するように前記制御ユニット(50)が構成される、
    前記制御ユニット(50)と、
    を有する前記タイヤ(100)であって、
    前記加速度計(10)により加速度を検知することにより前記第1トレッドエリア部分(111)と前記表面(900)との前記接触が検出され、
    前記タイヤが1回転を行うのに必要な時間が判断され、
    前記第1トレッドエリア部分(111)が前記接地面(20)、好ましくは前記接地面の前記後縁部(22)にあるとの検出の後に、前記通常モードから前記節電モードへ切り替わるように前記制御ユニット(50)が構成され、
    前記接地面の前記前縁部(21)および/または前記後縁部(22)を検出するため、前記第1トレッドエリア部分が前記接地面(20)、好ましくは前記接地面の前記後縁部(22)にあるとの検出から、前記タイヤが1回転を行うのに必要な時間の0.10と0.99倍の間など前記タイヤの回転速度に依存する第1指定時間が経過した時に、前記節電モードから前記通常モードへ切り替わるように前記制御ユニット(50)が構成される、
    空気タイヤ(100)。
  2. 前記第1トレッドエリア部分(111)が前記接地面(20)の前記後縁部(22)にあるとの検出の後に前記通常モードから前記節電モードへ切り替わるように前記制御ユニット(50)が構成され、前記第1トレッドエリア部分が前記接地面(20)の前記後縁部にあるとの検出から、前記タイヤが1回転を行うのに必要な時間の0.10と0.98倍の間など前記タイヤの回転速度に依存する第1指定時間が経過した時に前記節電モードから前記通常モードへ切り替わるように前記制御ユニット(50)が構成されることを特徴とする、請求項1に記載の空気タイヤ。
  3. 前記第1トレッドエリア部分が前記接地面(20)の前記前縁部(21)にあるとの検出の後に前記通常モードから前記節電モードへ切り替わるように前記制御ユニット(50)が構成され、
    前記第1トレッドエリア部分が前記接地面の前記前縁部にあるとの検出から、前記タイヤが1回転を行うのに必要な時間の0.01と0.05倍の間など前記タイヤの回転速度に依存する第2指定時間が経過した時に前記節電モードから前記通常モードへ切り替わるように前記制御ユニット(50)が構成される、
    ことを特徴とする、先行請求項のいずれかに記載の空気タイヤ。
  4. 前記タイヤが1回転を行うのに必要な時間の最低で20%、好ましくは最低で30%は前記節電モードであるように前記制御ユニット(50)が構成され、前記タイヤの前記1回転の間に前記加速度計により前記前縁部および/または前記後縁部が検出されることを特徴とする、先行請求項のいずれかに記載の空気タイヤ。
  5. 前記接地面長さ(20L)の判断の後に前記通常モードから送信モードへ切り替わるように前記制御ユニット(50)が構成され、前記送信モードにおいて前記タイヤの前記接地面長さ(20L)に関係するデータを前記タイヤの外側へ送信するように前記送信装置が構成されることを特徴とする、先行請求項のいずれかに記載の空気タイヤ。
  6. 前記制御ユニット(50)が、
    前記接地面長さ(20L)の判断の後に、および/または、
    前記接地面長さ(20L)に関係するデータが送信された後に、
    前記通常モードから前記節電モードへ切り替わるように構成されることを特徴とする、先行請求項のいずれかに記載の空気タイヤ。
  7. 所定値を超えるタイヤ圧の変化に起因して前記節電モードから前記通常モードへ切り替わるように前記制御ユニット(50)が構成されることを特徴とする、請求項6に記載の空気タイヤ。
  8. 自動車両の走行開始、好ましくは所定の停止時間を超える期間にわたる前記車両の静止に続く前記車両の走行開始に起因して前記節電モードから前記通常モードへ切り替わるように前記制御ユニット(50)が構成されることを特徴とする、請求項6または7に記載の空気タイヤ。
  9. 外部コマンドによる前記制御ユニット(50)の起動に起因して前記節電モードから前記通常モードへ切り替わるように前記制御ユニット(50)が構成されることを特徴とする、請求項6または7または8に記載の空気タイヤ。
  10. 前記制御ユニット(50)が前記通常モードであって前記タイヤ(100)を有する車両の速度が5km/hと30km/h未満の間である時に、前記加速度計の測定周波数が200と1000Hzの間、より好ましくは400と800Hzの間であり、
    前記制御ユニット(50)が前記通常モードであって前記タイヤ(100)を有する車両の速度が30km/hと50km/h未満の間である時に、前記加速度計の測定周波数が200と7000Hzの間、より好ましくは400と6000Hzの間であり、
    前記制御ユニット(50)が前記通常モードであって前記タイヤ(100)を有する車両の速度が50km/hと100km/hの間である時に、前記加速度計の測定周波数が1000と7000Hzの間、より好ましくは2000と6000Hzの間である、
    ことを特徴とする、先行請求項のいずれかに記載の空気タイヤ。
  11. 前記空気タイヤ(100)がさらに、
    前記第1指定時間と、任意で前記第2指定時間も判断するように構成されるプロセッサ、
    を有するモジュール(300)を有することを特徴とする、先行請求項のいずれかに記載の空気タイヤ。
  12. 前記タイヤがさらに、
    圧力センサ(30b)と、
    温度センサ(30a)と、
    を有し、
    前記送信装置が、
    前記タイヤの圧力と、
    前記タイヤの温度と、
    前記タイヤの接地面長さ(20L)と、
    に関係するデータを送信するように構成されることを特徴とする、先行請求項のいずれかに記載の空気タイヤ。
  13. 監視システムが少なくとも、
    タイヤ(100)のタイヤ剛性特徴と、
    前記タイヤ(100)の接地面長さと、
    前記タイヤ(100)の圧力と、
    に基づいて、前記タイヤ(100)に影響する荷重と、
    そして任意で前記タイヤ(100)の温度、および/または、前記タイヤと前記表面(900)との間の摩擦と、
    を判断するように構成される、先行請求項のいずれかに記載の空気タイヤを有する監視システム。
  14. 処理ユニットと、
    パラメータおよび計算の値についてのデータ記憶ユニットと、
    前記処理ユニットにより実行されるコンピュータコードと、
    を有するゲートウェイ装置(600)を監視システムがさらに有し、
    前記ゲートウェイ装置(600)が、少なくとも、
    前記タイヤ(100)の前記タイヤ剛性特徴と、
    前記タイヤ(100)の前記接地面長さと、
    前記タイヤ(100)の前記圧力と、
    に基づいて、前記タイヤ(100)に影響する前記荷重と、
    そして任意で、前記タイヤ(100)の前記温度、および/または、前記タイヤと前記表面(900)との間の前記摩擦と、
    を判断するように構成される、請求項13に記載の監視システム。
  15. 先行請求項1から12のいずれかに記載の少なくとも一つの前記タイヤ(100)を有する車両を監視システムが有し、前記少なくとも一つのタイヤについて判断された荷重に基づいて、車両に影響する総荷重を判断するように前記ゲートウェイ装置(600)が構成されることを特徴とする、請求項13または14に記載の監視システム。
  16. 空気タイヤ(100)のエネルギー消費量を節約するための監視方法であって、
    前記タイヤの第1トレッドエリア部分(111)と前記タイヤの回転軸線(AXR)との間に配設される加速度計により加速度を検知することによって加速度信号を取得するステップと、
    前記タイヤ(100)の前記第1トレッドエリア部分と表面(900)との接触を前記加速度計(10)により検出するステップと、
    取得された前記加速度信号を使用して前記タイヤ(100)が1回転を行うのに必要な時間を判断するステップと、
    取得された前記加速度信号を使用して、前記第1トレッドエリア部分が接地面(20)、好ましくは前記接地面の後縁部(22)にある時を検出するステップと、
    前記第1トレッドエリア部分が前記接地面(20)、好ましくは前記接地面の前記後縁部(22)にあるとの前記検出の後に通常モードから節電モードへ制御ユニット(50)を切り替えるステップと、
    前記第1トレッドエリア部分が前記接地面、好ましくは前記接地面(20)の前記後縁部(22)にあるとの前記検出から、前記タイヤが1回転を行うのに必要な時間の0.15と0.99倍の間など前記タイヤの回転速度に依存する第1指定時間が経過した時に、前記節電モードから前記通常モードへ切り替わるステップと、
    を有する監視方法。
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