轮胎运动参数侦测系统技术方案

本发明专利技术是一种轮胎运动参数侦测系统，包括：至少一波发射源，跟随一轮胎转动，并且向该轮胎内壁发射至少一源波；至少一波感测器，跟随该至少一波发射源转动，并且依据该轮胎内壁反射的该至少一源波的一物理参数输出一量测讯号；以及一运算单元，接收该量测讯号，并且记录该至少一源波扫描经过该轮胎的一触地面的至少两个瞬间，该运算单元依据该至少两个瞬间运算该轮胎的一运动参数。

Tire movement parameter detection system

The invention relates to a tire movement parameter detection system, including at least one emission source, followed by a tire rotation, and the inner wall of the tyre to emit at least one source wave; at least one sensor, follow the at least one wave emission source to rotate, and on the basis of the at least one source wave physical parameters of the tire wall reflection the output of a measurement signal; and an arithmetic unit for receiving the measurement signal, and recording the at least one source wave scan after at least two moments of the tire contact surface, the operation unit according to the operation of at least two moments of the motion parameters of tire.

【技术实现步骤摘要】
轮胎运动参数侦测系统
本专利技术与充气轮胎的运动参数侦测系统有关，特别有关于一种靠轮胎的滚动与变形作用的非接触式量测装置。
技术介绍
自1979年起美国已累计公告轮胎触地面的相关专利达60件以上，其中只有几件与本专利技术近似。例如，US4180794号专利以轮胎内壁的光束反射量作为充气状态的指标；US6612164号专利以轮胎内壁上一参考点所反射的辐射，侦测胎面的纵向与横向位移。另外还有在轮胎内壁增加反射元件，依靠影像的明暗度评量轮胎变形状态的US6967590号专利；以及采用三角测量法获得触地面法向位移的德国DE3916176号专利；这些专利各自运用与解析轮胎内壁的反射，皆未论及十分关键的侧倾角度的变数。一种准确、完整而且简易的侦测系统应是所有前案共同的愿景，但也似乎仍然存在着一层神秘的面纱尚未完全揭开，故有提供一种新颖且具有进步性的轮胎运动参数侦测系统的必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轮胎运动参数侦测系统，其利用轮胎内壁上一点的反射角度每经过触地面即剧烈改变的特性，在量测讯号的时间轴上辨识出两个瞬间，若加上轮胎转动周期即可界定该触地面；若能辨识三个瞬间，便能据以运算摩擦力、位移量以及变形量三者至少其中的一的纵向数值。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：本专利技术轮胎运动参数侦测系统，包括：至少一波发射源，跟随一轮胎转动，并且向该轮胎内壁发射至少一源波；至少一波感测器，跟随该至少一波发射源转动，并且依据该轮胎内壁反射的该至少一源波的一物理参数输出一量测讯号；一运算单元，接收该量测讯号，并且记录该至少一源波扫描经过该轮胎的一触地面的至少两个瞬间，该运算单元依据该至少两个瞬间运算该轮胎的一运动参数。所述运算单元记录所述至少一源波扫描经过所述轮胎的所述触地面的三个瞬间，该运算单元依据所述三个瞬间运算该轮胎的纵向运动参数，该纵向运动参数包含摩擦力、位移量以及变形量三者至少其中之一。所述运算单元辨识所述量测讯号的一区域极值以及一区域时变率极值二者至少其中之一，并且记录所述区域极值及所述区域时变率极值二者至少其中之一的发生瞬间。所述的轮胎运动参数侦测系统，更包含一反射元件，该反射元件附着在所述轮胎内壁，该反射元件反射所述至少一源波。所述运算单元依据所述至少两个瞬间及所述轮胎的一转动周期运算该轮胎的一触地圆心角。所述至少两个瞬间由所述运算单元在所述轮胎转动至少一圈过程中记录所得。所述运算单元辨识所述量测讯号的一区域极值以及一区域时变率极值二者至少其中之一，并且记录所述区域极值及所述区域时变率极值二者至少其中之一的发生瞬间。所述的轮胎运动参数侦测系统，包括二波感测器，该二波感测器沿平行所述轮胎轴线方向间隔设置，所述运算单元依据对应该二波感测器的各所述量测讯号运算该轮胎的一侧倾角度。本专利技术的有益效果是：本专利技术轮胎运动参数侦测系统，其利用轮胎内壁上一点的反射角度每经过触地面即剧烈改变的特性，在量测讯号的时间轴上辨识出两个瞬间，若加上轮胎转动周期即可界定该触地面；若能辨识三个瞬间，便能据以运算摩擦力、位移量以及变形量三者至少其中的一的纵向数值，有助于交通运输的安全、舒适与节能。附图说明图1是本专利技术轮胎运动参数侦测系统的一实施例的剖视示意图。图2是该实施例的系统方块图。图3是该实施例的一光发射器的示意图。图4是该实施例的一光接收器的示意图。图5是该实施例操作在轮胎非受压区的剖视示意图。图6是该实施例操作在轮胎受压区一边缘的剖视示意图。图7是该实施例操作在轮胎受压区另一边缘的剖视示意图。图8及9是轮胎触地面的剖视示意图。图10及11是本专利技术的量测波形图。图13是轴向观视轮胎侧倾触地面的剖视示意图。图12及14是本专利技术第二与第三实施例的示意图。附图标号：2：光电模块；21：光束；22：反射光；23：光发射器；231：发光件；232：发光透镜；233：反光板；24：光接收器；241：光电转换电路；242：感光透镜；243：光栅；3：控制运算模块；31：微处理器；32：前置电路；4：电源模块；5：传送接收模块；6：压力感测模块；7：温度感测模块；8：充气式轮胎；81：轮框；811：外环面；82：充气胎体；821：内表面；83：反射元件；A、B、C、D：触地面四角；Axis：轴线；I：环线；R：轮胎半径；G、G1、G2：反射点；Center：胎心；H,H1,H2：轮框参考点；Θsole(N)：轮胎第N转的触地圆心角；Θtoe(N)：轮胎第N转的触地趾角；Θheel(N)：轮胎第N转的触地跟角；Θdev(T)：偏转角；Ttoe(N)：轮胎第N转的源波射线与触地面前缘交会时间；Tsole(N)：轮胎第N转的源波射线与触地面轴影线交会时间；Theel(N)：轮胎第N转的源波射线与触地面后缘交会时间；ω(N)：轮胎第N转的转动角速率；ΔZ：触地面法向位移；Period(N)：轮胎第N转的转动周期。具体实施方式以下仅以实施例说明本专利技术可能的实施态样，然并非用以限制本专利技术所欲保护的范畴。本专利技术轮胎运动参数侦测系统包括：至少一波发射源、至少一波感测器及一运算单元。该轮胎在本说明书中具有两种意义，可为一充气轮胎，或者一以充气轮胎与轮框组装而成的充气车轮。该至少一波发射源跟随该轮胎转动，并且向该轮胎内壁发射至少一源波(具有指向性)。该至少一波感测器跟随该至少一波发射源转动，并且依据该轮胎内壁反射的该至少一源波的一物理参数输出一量测讯号。该运算单元接收该量测讯号，并且记录该至少一源波扫描经过该轮胎的一触地面的至少两个瞬间，该运算单元依据该至少两个瞬间运算该轮胎的一运动参数。该运动参数包含轮胎转动周期。该至少两个瞬间加上该轮胎转动周期还能进一步推导五项轮胎运动参数，分别是荷重、触地面面积、触地面法向位移、转动速率以及侧倾角度等。以下配合图1至7说明本专利技术的一较佳实施例。充气式轮胎8包括一轮框81，及一安装于该轮框81并接触地面的充气胎体82，该轮框81具有一外环面811，该充气胎体82具有一内表面821。本实施例包含一光电模块2、一控制运算模块3、一电源模块4、一传送接收模块5、一压力感测模块6以及一温度感测模块7。在本实施例中，该至少一波发射源以及该至少一波感测器以该光电模块2为例，该运算单元以该控制运算模块3为例，其中该至少一波发射源可为不限定频率的电磁波或者声波。该运算单元可设于该充气式轮胎8的内部或外部，以有线或无线方式与该至少一波感测器通讯连接。该光电模块2设置于该轮框81，对该充气胎体82发射一光束21及接收该光束21由该内表面821反射的一反射光22，且根据该反射光22输出一光量测讯号。在本实施例中，该光束21为该至少一源波，该光量测讯号对应该至少一波感测器输出的该量测讯号；以下将以光量一词代表该光量测讯号所对应的该反射光22的一物理参数，但在其他的实施态样中也可以是电磁波或者声波的能量以及强度的相关参数。该光电模块2具有一用以发射该光束21的光发射器23，及一用以接收该反射光22以输出该光量测讯号的光接收器24。于本实施例中，该光发射器23为该至少一波发射源，该光接收器24为该至少一波感测器。参阅图1、2、5，该控制运算模块3设置于该轮框81且电连接该光发射器23与该光接收器24，根据该光量测讯号运算该充气式轮胎8的一触地圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮胎运动参数侦测系统，其特征在于，它包括：至少一波发射源，跟随一轮胎转动，并且向该轮胎内壁发射至少一源波；至少一波感测器，跟随该至少一波发射源转动，并且依据该轮胎内壁反射的该至少一源波的一物理参数输出一量测讯号；以及一运算单元，接收该量测讯号，并且记录该至少一源波扫描经过该轮胎的一触地面的至少两个瞬间，该运算单元依据该至少两个瞬间运算该轮胎的一运动参数。

【技术特征摘要】
2015.10.15 TW 1041338051.一种轮胎运动参数侦测系统，其特征在于，它包括：至少一波发射源，跟随一轮胎转动，并且向该轮胎内壁发射至少一源波；至少一波感测器，跟随该至少一波发射源转动，并且依据该轮胎内壁反射的该至少一源波的一物理参数输出一量测讯号；以及一运算单元，接收该量测讯号，并且记录该至少一源波扫描经过该轮胎的一触地面的至少两个瞬间，该运算单元依据该至少两个瞬间运算该轮胎的一运动参数。2.如权利要求1所述的轮胎运动参数侦测系统，其特征在于，所述运算单元记录所述至少一源波扫描经过所述轮胎的所述触地面的三个瞬间，该运算单元依据所述三个瞬间运算该轮胎的纵向运动参数，该纵向运动参数包含摩擦力、位移量以及变形量三者至少其中之一。3.如权利要求1所述的轮胎运动参数侦测系统，其特征在于，所述运算单元辨识所述量测讯号的一区域极值以及一区域时变率极值二者至少其中之一，并且记录所述区域极值及所述区域时变率极值二者至少其中之一的发生瞬间。4.如权利要求1所述的轮胎运动参数侦测系统，其特征在于，更包含一反射元件，该反射元件附着在所述轮胎内壁，该反射元件反射所述至少一源波。5.如权利要求1所述的轮胎运动参数侦测系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：林以专，
申请(专利权)人：筝风工程有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71