内置传感器的轮胎和轮胎状态的推定方法技术

为了精确稳定地推定行驶中轮胎的状态，在车辆中装配内置传感器轮胎，其在位于轮胎胎面的轮胎带束层的径向外侧及胎面块的接地部的径向内侧的胎面橡胶内，相对于轮胎轴方向中心，以等距离埋设压力传感器（１１Ａ、１１Ｂ），利用来自上述压力传感器（１１Ａ、１１Ｂ）的压力值的持续时间和来自轮速传感器（１４）的轮速，通过检测相对于上述轮胎轴向中心的车体侧的接地长度Ｌ↓［Ａ］和车体反向侧的接地长度Ｌ↓［Ｂ］，计算作为所述接地长度Ｌ↓［Ａ］、Ｌ↓［Ｂ］之比的接地长度比Ｒ＝Ｌ↓［Ａ］／Ｌ↓［Ｂ］以推定横向力，计算作为接地长度Ｌ↓［Ａ］和接地长度Ｌ↓［Ｂ］的平均值的平均接地Ｌ↓［ＡＢ］以求出在作用于轮胎上的载荷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内置传感器的轮胎和轮胎状态的推定方法
本专利技术涉及胎面部中内置有传感器的内置传感器轮胎以及对在利用该轮胎的车辆行驶时的轮胎状态进行推定的方法。
技术介绍
为了提高汽车行驶的安全性，必须精确推定轮胎产生的横向力、载荷或轮胎与路面之间的摩擦系数(路面摩擦系数μ)等，并反馈于车辆控制中。例如，通过这些信息，可以对ABS刹车系统进行更精确的控制，从而进一步提高安全性。以往，作为通过传感器推定轮胎中产生的力的方法，提出以下方案：例如，在使轮胎侧壁磁化的同时，通过设置在轮胎外部的磁性传感器推定上述轮胎侧部的扭曲程度，通过推定的扭曲程度推定轮胎的前后力，并且，利用轮胎承受横向力时带束层的整体变形，由上述磁性传感器的检测输出值推定在轮胎中产生的横向力(例如，参见美国专利第5895854号)
技术实现思路
但是，上述以往的方法虽然可以精确测定轮胎的前后力，但对于横向力而言，由于增益较小，因此，会出现精度问题。此外，由于随时间的变化，磁化的轮胎侧部的磁力会渐渐变弱，这将导致推定值的不准确，尤其是对增益较小的横向力的检测非常困难。本专利技术是针对以上问题作出的，其目的在于对横向力、载荷等轮胎行驶中的状态进行精确、稳定地推定，从而提高车辆的行驶安全性。本专利技术的专利技术人经过深入研究发现，当行驶中的轮胎中产生横向力时，根据上述横向力的大小，轮胎踏面的车身侧与外侧的接地长度-->是不同的，通过分别检测行驶中轮胎的车身侧与外侧的接地长度，能够精确推定出受横向力或载荷作用的轮胎的状态。本专利技术就是基于这一发现而实现的。详细地说，当在轮胎中产生横向力时，构成包括胎面与带束层的轮胎在其踏面部受到轮胎轴方向的力。这时，由于轮胎胎面变形，因此，其接地形状如图15(a)、(b)的模式图所示，相对于轮胎轴方向中心一侧的接地长度变长，另一侧的接地长度变短。因此，通过检测轮胎踏面的变形，考虑到可以监测对轮胎施加的力，并且研究出几种检测方法并加以实施。结果，对相对于轮胎踏面的轮胎轴方向中心两侧(车身侧、车身反向侧＝外侧)的2个点的接地长度进行测量，并对两者之比(接地长度比)与横向力大小的关系进行研究，结果发现，上述接地长度比与横向力大小具有良好的相关关系。特别是，当这两个点与轮胎轴方向中心距离相等时，呈现出极好的相关关系。此外，即使在产生横向力时，由于上述2个点接地长度的平均值与载荷之间也具有良好的相关关系，因此，仍可以精确求出作用于轮胎上的载荷。因此，通过在轮胎胎面中设置传感器以分别检测行驶中的轮胎车身侧与外侧的接地长度，就可正确检测出横向力、载荷等轮胎中产生的力，从而精确推定出轮胎的状态。此外，这一关系在轮胎的抓地极限附近也同样适用，当滑移角增大且横向力接近上限值时，接地长度比也与横向力一样，上升到一定的值之后就不再增加了。本申请的技术方案1中记载的专利技术为内置有用于检测行驶中轮胎状态的传感器的轮胎，其特征在于：在轮胎带束层的径方向外侧的胎面橡胶内至少装有2个轮胎输入检测装置，这些检测装置用于检测来自路面作用于轮胎胎面的输入。技术方案2中记载的专利技术的特征在于，在技术方案1中记载的内置传感器轮胎中，上述轮胎输入检测装置内的2个检测装置相对于轮胎轴方向中心，分别设置在轴向相等距离的对称位置。技术方案3中记载的专利技术的特征在于，在技术方案1或2中记载的-->内置传感器轮胎中，上述轮胎输入检测装置设置于胎面接地区的径方向内侧。技术方案4中记载的专利技术的特征在于，在技术方案1～3中任一项记载的内置传感器轮胎中，上述轮胎输入检测装置是由检测方向为轮胎径向的压力传感器构成的。技术方案5中记载的专利技术的特征在于，在技术方案1～3中任一项记载的内置传感器轮胎中，上述轮胎输入检测装置是由检测方向为轮胎圆周方向的压力传感器构成的。技术方案6中记载的专利技术涉及推定行驶中轮胎状态的方法，其特征在于：利用技术方案1～5中任一项记载的内置传感器轮胎和轮速测量装置，检测轮胎胎面上至少2处的接地长度，基于上述检测的接地长度检测横向力或载荷等在轮胎中产生的力，以推定行驶中轮胎的状态。技术方案7中记载的专利技术的特征在于，在技术方案6中记载的轮胎状态推定方法中，分别检测轮胎胎面中相对于轮胎的轴向中心、位于轴向相等距离的对称位置处的接地长度，并由上述接地长度之比推定轮胎中产生的横向力。技术方案8中记载的专利技术的特征在于，在技术方案6中记载的轮胎状态推定方法中，分别检测轮胎胎面中相对于轮胎轴向中心、位于轴向相等距离的对称位置处的接地长度，并由这些接地长度的平均值推定作用于轮胎上的载荷。技术方案9中记载的专利技术的特征在于，在技术方案7中记载的轮胎状态推定方法中，分别检测轮胎胎面中相对于轮胎轴向中心、位于轴向相等距离的对称位置处的接地长度，并由这些接地长度的平均值推定作用于轮胎上的载荷，同时，利用所推定的载荷推定值来修正上述横向力推定值。技术方案10中记载的专利技术的特征在于，在技术方案6中记载的轮胎状态推定方法中，根据上述轮胎输入检测值的接地前半部分与接地后半部分的数值比和轮胎胎面中相对于轮胎轴向中心、位于轴向相等-->距离的对称位置处的接地长度之比，推定轮胎的姿态角。技术方案11中记载的专利技术的特征在于，在技术方案7中记载的轮胎状态推定方法中，根据上述轮胎输入检测值的接地前半部分与接地后半部分的数值比和轮胎胎面中相对于轮胎轴向中心、位于轴向相等距离的对称位置处的接地长度之比，推定轮胎的姿态角，同时，利用所推定的姿态角推定值，修正上述横向力推定值。技术方案12中记载的专利技术的特征在于，在技术方案6中记载的轮胎状态推定方法中，分别检测轮胎胎面中相对于轮胎轴向中心、位于轴向距离相等的对称位置处的接地长度，并根据上述接地长度之比的变化程度推定轮胎是否接近抓地极限。技术方案13中记载的专利技术的特征在于，在技术方案6中记载的轮胎状态推定方法中，分别检测轮轮胎胎面中相对于轮胎轴方向中心、在轴向距离相等的对称位置处的接地长度，并根据上述接地长度之比的变化程度推定轮胎与路面之间的摩擦系数(路面摩擦系数)。技术方案14中记载的专利技术的特征在于，在技术方案13中记载的轮胎状态推定方法中，从驱动轮的轮速和从动轮的轮速计算滑移率，并根据所计算出的滑移率来修正上述推定的路面摩擦系数。此外，技术方案15中记载的专利技术涉及推定行驶中轮胎状态的方法，其特征在于：监测利用技术方案1～5中任一项记载的内置传感器轮胎检测的轮胎胎面中相对于轮胎轴向中心、位于沿轴向距离相等的对称位置处的轮胎输入检测值之比，在该比值超过预先设定的阈值的时间持续规定时间以上时，推定轮胎出现了单边磨损。根据本专利技术，通过在车辆中装有内置传感器轮胎，其中，所述内置传感器轮胎在轮胎带束层径向外侧的胎面橡胶内装有至少2个轮胎输入检测装置，这些检测装置用于检测来自路面作用于轮胎胎面的输入，由此检测行驶的轮胎状态，从而能够检测行驶时轮胎踏面的情况，特别是轮胎轴向上的接地长度的不同，因此，能够精确检测出轮胎中产生的横向力。而且，从上述接地长度还可精确推定出轮胎载荷等行驶中的轮胎状态、轮胎的姿势角以及路面摩擦系数。此外，通过对轮-->胎胎面中位于相对轮胎轴向中心沿轴向距离相等的对称位置处的轮胎输入检测值之比进行监测，还可以推定轮胎出现单边磨损。这时，上述轮胎输入检测装置内的2个相对于轮胎轴向中心、分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内置传感器轮胎，其内置有用于检测行驶中轮胎状态的传感器，其特征在于：在轮胎带束层的径方向外侧的胎面橡胶内至少装有２个轮胎输入检测装置，这些检测装置用于检测从路面作用于轮胎胎面部的输入。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-8-19 295454/20031.一种内置传感器轮胎，其内置有用于检测行驶中轮胎状态的传感器，其特征在于：在轮胎带束层的径方向外侧的胎面橡胶内至少装有2个轮胎输入检测装置，这些检测装置用于检测从路面作用于轮胎胎面部的输入。2.根据权利要求1所述的内置传感器轮胎，其特征在于：上述轮胎输入检测装置中的2个检测装置分别设置在相对于轮胎轴方向中心沿轴向距离相等的轴对称位置。3.根据权利要求1或2中所述的内置传感器轮胎，其特征在于：上述轮胎输入检测装置设置于胎面接地块部的径方向内侧。4.根据权利要求1～3中任一项所述的内置传感器轮胎，其特征在于：上述轮胎输入检测装置由检测方向为轮胎径向的压力传感器构成。5.根据权利要求1～3中任一项所述的内置传感器轮胎，其特征在于：上述轮胎输入检测装置由检测方向为轮胎圆周方向的压力传感器构成。6.一种轮胎状态推定方法，其特征在于：利用权利要求1～5中任一项记载的内置传感器轮胎和轮速测量装置，检测轮胎胎面部的至少2处的接地长度，并根据上述检测的接地长度推定行驶中轮胎的状态。7.根据权利要求6所述的轮胎状态推定方法，其特征在于：分别检测轮胎胎面部中位于相对轮胎轴向中心沿轴向距离相等的轴对称位置处的接地长度，并由上述接地长度之比推定轮胎上产生的横向力。8.根据权利要求6所述的轮胎状态推定方法，其特征在于：分别检测轮胎胎面部中位于相对轮胎轴向中心沿轴向距离相等的轴对称位置处的接地长度，并由这些接地长度的平均值推定作用于轮胎上的载荷。-->9.根据权利要求6所述的轮胎状态推定方法，其特征在于：分别检测轮胎胎面部中位于相对轮胎轴向...

【专利技术属性】
技术研发人员：森永启诗，
申请(专利权)人：株式会社普利司通，
类型：发明
国别省市：JP[日本]