轮胎信息感测装置的制作方法

1.本发明涉及一种轮胎信息感测装置，更详细而言涉及一种能基于从设置于充气轮胎的传感器模块供给的测定值判定传感器模块的安装状态并且准确地感测轮胎信息的轮胎信息感测装置。


背景技术：

2.在充气轮胎中，例如将加速度传感器设置于轮胎内来测定加速度，基于该测定值对轮胎信息(胎面部的磨耗状态)进行评价(例如，参照专利文献1)。如此一来，需要确认在轮胎内设置传感器时，传感器是否相对于轮胎而安装在正确的位置且是否正常地发挥功能。然而，不进行基于由传感器测定出的测定值判定传感器的安装状态。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2009-18667号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的问题
7.本发明的目的在于提供一种能基于从设置于充气轮胎的传感器模块供给的测定值判定传感器模块的安装状态并且准确地感测轮胎信息的轮胎信息感测装置。
8.用于解决技术问题的方案
9.用于达成上述目的的本发明的轮胎信息感测装置感测包括轮胎的磨耗、轮胎的变形、路面状态、轮胎的接地状态、轮胎的故障的有无、轮胎的行驶历史记录以及轮胎的载荷状态中的至少一个的轮胎信息，所述轮胎信息感测装置的特征在于，具备：至少一个传感器模块，配置于轮胎内表面；和判定部，基于从该传感器模块供给的测定值判定所述传感器模块的安装状态。
10.发明效果
11.在本发明中，具备：至少一个传感器模块，配置于轮胎内表面；和判定部，基于从传感器模块供给的测定值判定传感器模块的安装状态，因此能使用从传感器模块供给的测定值来判定传感器模块的安装状态，进而，在传感器模块正常发挥功能的状态下感测轮胎信息。
12.在本发明的轮胎信息感测装置中，优选的是，具有：元件，搭载于传感器模块，基于轮胎旋转中的胎面部的变形产生电压；电压检测部，检测由元件产生的电压；存储区域，存储由电压检测部检测出的电压的经时的波形数据；和运算部，根据存储于存储区域的波形数据运算作为传感器模块的安装状态的指标值的波形数据的对称性，判定部基于由运算部运算出的波形数据的对称性判定传感器模块的安装状态。就元件基于轮胎旋转中的胎面部的变形产生的电压而言，噪声少，能进行计测和解析，并且这样的电压为用于判断传感器模块的安装状态的有效的指标，因此优选。
13.优选的是，运算部提取包括形成于波形数据的基线的两侧的第一峰点和第二峰点的波形，根据连结第一峰点和第二峰点的线与波形数据的基线交叉的交叉点o、波形的开始点s、波形的结束点f计算线段so和线段of，在线段so和线段of中的短线段与长线段之比为0.4～1.0的情况下，判定部判定为传感器模块的安装状态良好。由此，能提高传感器模块的安装状态的判定精度。
14.优选的是，运算部提取包括形成于波形数据的基线的两侧的第一峰点和第二峰点的波形，计算第一峰点的值p1与波形数据的基线的值b的差值绝对值|p1-b|和波形数据的基线的值b与第二峰点的值p2的差值绝对值|b-p2|，在差值绝对值|p1-b|与差值绝对值|b-p2|之比|p1-b|/|b-p2|为0.2～5.0的情况下，判定部判定为传感器模块的安装状态良好。由此，能提高传感器模块的安装状态的判定精度。
15.优选的是，运算部提取包括形成于波形数据的基线的两侧的第一峰点和第二峰点的波形，计算连结第一峰点和第二峰点的线与波形数据的基线交叉的交叉点o以及穿过交叉点o并与波形数据的基线正交的波形中心轴的两侧的波形的面积a1、a2，在面积a1和面积a2中的小面积与大面积之比为0.4～1.0的情况下，判定部判定为传感器模块的安装状态良好。由此，能提高传感器模块的安装状态的判定精度。
16.优选的是，运算部根据存储于存储区域的波形数据运算电压变化的指标值，判定部将由运算部运算出的电压变化的指标值与参照信息进行比较来判定胎面部的磨耗的发展状态。由此，能判定传感器模块的安装状态，准确地感测胎面部的磨耗的发展状态。
17.优选的是，本发明的轮胎信息感测装置具有检测车辆速度或轮胎旋转速度的速度检测部，存储区域将由电压检测部检测出的电压的经时的波形数据与由速度检测部检测出的车辆速度或轮胎旋转速度一并进行存储，运算部根据存储于存储区域的规定的速度范围内的波形数据运算电压变化的指标值，判定部将由运算部运算出的电压变化的指标值与对应于规定的速度范围的参照信息进行比较来判定胎面部的磨耗的发展状态。由此，能判定传感器模块的安装状态，准确地感测胎面部的磨耗的发展状态。
18.优选的是，运算部计算波形数据中的最大值p1与最小值p2之间的峰振幅值作为电压变化的指标值。由此，能提高胎面部的磨耗的发展状态的判定精度。
19.优选的是，本发明的轮胎信息感测装置具有检测车辆速度或轮胎旋转速度的速度检测部，存储区域将由电压检测部检测出的电压的经时的波形数据与由速度检测部检测出的车辆速度或轮胎旋转速度一并进行存储，运算部根据存储于存储区域的规定的速度范围和规定时间内的波形数据运算相对于规定的阈值的超出频率，判定部基于由运算部运算出的相对于规定的阈值的超出频率判定胎面部的磨耗的发展状态。由此，能准确地感测胎面部的磨耗的发展状态。
20.优选的是，本发明的轮胎信息感测装置具有检测轮胎内部的气压的气压检测部，运算部基于由气压检测部检测出的气压校正波形数据或规定的阈值。由此，能提高胎面部的磨耗的发展状态的判定精度。
21.优选的是，判定部执行至少两次判定作业，基于这些判定作业的结果最终地判定胎面部的磨耗的发展状态。由此，能抑制最终的判定结果中的突发性的错误的产生，能提高胎面部的磨耗的发展状态的判定精度。
22.传感器模块至少包括元件和电压检测部，传感器模块通过供传感器模块插入的容
capacity(负载能力)”，但在轮胎为轿车用的情况下，设为相当于所述载荷的80％的载荷。
附图说明
33.图1是表示由本发明的实施方式构成的轮胎信息感测装置的一个例子的说明图。
34.图2是表示存储于由本发明的实施方式构成的轮胎信息感测装置的存储区域的波形数据的一个例子的曲线图。
35.图3是表示存储于由本发明的实施方式构成的轮胎信息感测装置的存储区域的波形数据的其他例子的曲线图。
36.图4是表示使用了由本发明的实施方式构成的轮胎信息感测装置的感测方法的顺序的一个例子的流程图。
37.图5的(a)、图5的(b)分别是图3的波形数据的说明图。
38.图6是表示存储于由本发明的实施方式构成的轮胎信息感测装置的存储区域的波形数据的其他例子的曲线图。
39.图7是图6的波形数据的由运算部实现的掩蔽处理后的曲线图。
40.图8是表示使用了由本发明的实施方式构成的轮胎信息感测装置的感测方法的顺序的变形例的流程图。
41.图9是表示通过由本发明的实施方式构成的轮胎信息感测装置判定磨耗状态的充气轮胎的子午线剖面图。
42.图10是表示安装于图9的充气轮胎的容纳体的俯视图。
43.图11是表示在图9的容纳体插入有传感器模块的状态的立体剖面图。
44.图12是表示在图9的容纳体插入有传感器模块的状态的剖面图。
45.图13是表示实施例1的充气轮胎中的在多个时间点的波形数据的曲线图。
具体实施方式
46.以下，参考附图，对本发明的构成详细地进行说明。图1是表示由本发明的实施方式构成的轮胎信息感测装置的图。
47.轮胎信息感测装置10在感测轮胎t(例如，参照图9)的轮胎信息时，基于从传感器模块20供给的测定值判定传感器模块20的安装状态是否良好。而且，轮胎信息感测装置10基于从传感器模块20供给的测定值感测轮胎t的轮胎信息。
48.轮胎信息是由轮胎的磨耗、轮胎的变形、路面状态、轮胎的接地状态、轮胎的故障的有无、轮胎的行驶历史记录以及轮胎的载荷状态构成的组。可以从该组中选择至少一个用作轮胎信息。轮胎信息不限于上述的组，也可以适当追加。以下，对将轮胎t的磨耗(胎面部1的磨耗的发展状态)作为轮胎信息来感测的轮胎信息感测装置10进行说明。
49.如图1所示，轮胎信息感测装置10具备：元件11，搭载于传感器模块20，基于轮胎旋转中的胎面部1的变形产生电压；电压检测部12，检测由元件11产生的电压；存储区域13，存储由电压检测部12检测出的电压的经时的波形数据；运算部14，根据存储于存储区域13的波形数据运算作为传感器模块20的安装状态的指标值的波形数据的对称性；和判定部15，基于由运算部14运算出的波形数据的对称性判定传感器模块20的安装状态。
50.轮胎信息感测装置10除了具有电压检测部12以外，还可以具有检测车辆速度或轮
胎旋转速度的速度检测部16、检测轮胎内部的气压的气压检测部17或检测轮胎内部的温度的温度检测部18。此外，在轮胎信息感测装置10中，除此以外还可以适当附加输入装置、输出装置、显示器等装置。
51.在轮胎信息感测装置10中，存储区域13、运算部14和判定部15作为数据处理装置19发挥功能。该数据处理装置19处理从以电压检测部12为代表的检测部输入的数据。向数据处理装置19的数据输入无论由有线或无线中的哪一种实现均可。
52.为了获取轮胎信息，传感器模块20至少包括元件11和电压检测部12。此外，传感器模块20可以以与元件11和电压检测部12一并适当包括气压检测部17和温度检测部18的方式搭载传感器类。
53.元件11为电压检测部12的构成部件，包括于电压检测部12。元件11只要是能与轮胎旋转中的胎面部1的变形量(变形能量)成比例地产生电压的元件即可，没有特别限定。例如，可以使用压电元件作为这样的元件11。该压电元件以元件直接或间接地抵接于轮胎内表面的方式配置，构成为能通过该元件感测胎面部1的变形。元件间接地抵接于轮胎内表面是指，例如在元件隔着传感器模块20的壳体抵接于轮胎内表面或者元件被由橡胶等形成的保护层覆盖而使该元件隔着保护层抵接于轮胎内表面等，即使在元件与轮胎内表面之间夹存了其他构件也能感测胎面部1的变形。如此一来，压电元件是基于轮胎旋转中的胎面部1的变形而产生电压的结构，因此噪声不易进入，能进行精密的感测。
54.电压检测部12为检测带电的元件11中的电位差的电位传感器。电压检测部12由于包括基于轮胎旋转中的胎面部1的变形而产生电压的元件11，因此与感测应变的应变传感器不同。此外，速度检测部16可以检测通过车辆侧的速度计得到的测定数据(车辆速度)，或者也可以使用能检测轮胎旋转速度的传感器来检测轮胎旋转速度。而且，可以将压力传感器用作气压检测部17，将温度传感器用作温度检测部18。
55.在存储区域13中存储由电压检测部12检测出的电压的经时的波形数据。在此，存储区域13可以由硬盘等外部存储装置、ram(random access memory：随机存储器)等内部存储装置或者这些的组合构成。图2是表示存储于存储区域13的波形数据的图。在图2中，纵轴为电压[v]，横轴为经过时间[μs]，示出了轮胎t旋转一圈的量的波形数据。在轮胎t旋转一圈期间，波形(电压)在轮胎t的周上的点位于接地前端时和位于接地后端时迎来峰值(最大值或最小值)。此外，图3是表示存储于存储区域13的波形数据的其他例子的图。在图3中，波形数据d1为轮胎t的新品时的数据，波形数据d2为轮胎t的胎面部1的磨耗发展后的状态(磨耗后期)的数据。即，当轮胎t的胎面部1的磨耗发展时，位于接地前端时和位于接地后端时的电压的峰值存在变大的倾向。需要说明的是，就图2和图3所示的波形数据而言，为表示代表性的例子的数据，不限定于此。
[0056]
此外，在轮胎信息感测装置10具有速度检测部16的情况下，存储区域13将由电压检测部12检测出的电压的波形数据与由速度检测部16检测出的车辆速度或轮胎旋转速度一并进行存储。即车辆速度或轮胎旋转速度与电压的波形数据建立关联并一体地存储于存储区域13。而且，在轮胎信息感测装置10具有气压检测部17和温度检测部18的情况下，存储区域13将由电压检测部12检测出的电压的波形数据与由气压检测部17和温度检测部18检测出的气压和温度一并进行存储。即气压和温度与电压的波形数据建立关联并一体地存储于存储区域13。
[0057]
在感测传感器模块20的安装状态时，运算部14根据存储于存储区域13的波形数据运算作为传感器模块20的安装状态的指标值的波形数据的对称性。此时，运算部14读出存储于存储区域13的波形数据并执行运算，将运算后的传感器模块20的安装状态的指标值储存于存储区域13。此外，运算部14能基于轮胎t旋转多圈的量的波形数据进行运算，为了防止误判定，优选旋转五圈以上的波形数据。
[0058]
具体而言，运算部14在运算波形数据的对称性时，根据存储于存储区域13的波形数据，提取包括形成于该波形数据的基线bl的两侧的第一峰点p1(在图2中为成为最大值的点)和第二峰点p2(在图2中为成为最小值的点)的波形v，进行以下的(a)～(c)中任一个运算处理。该基线bl为波形数据中的数值的基准线，并不一定是表示零来作为数值的线(在图2中基线bl的值b为电压0[v])。此外，就基线bl而言，可以使用通过移动平均处理去除高频噪声、平缓的变位倾向(趋势)而获得的近似线。需要说明的是，波形数据的对称性是指波形v1与波形v2彼此处于相对于交叉点o点对称的关系，且处于相对于波形中心轴m线对称的关系，但可以不必具有完全的对称性。
[0059]
(a)在提取出的波形v中，运算部14根据连结第一峰点p1和第二峰点p2的线l与基线bl交叉的交叉点o、波形v的开始点s、波形v的结束点f计算线段so和线段of。运算部14计算线段so和线段of中的短线段与长线段之比。
[0060]
(b)在提取出的波形v中，运算部14计算第一峰点p1的值p1与波形数据的基线bl的值b的差值绝对值|p1-b|和波形数据的基线bl的值b与第二峰点p2的值p2的差值绝对值|b-p2|。运算部14计算差值绝对值|p1-b|与差值绝对值|b-p2|之比|p1-b|/|b-p2|。
[0061]
(c)在提取出的波形v中，运算部14计算连结第一峰点p1和第二峰点p2的线l与基线bl交叉的交叉点o以及穿过交叉点o并与基线bl正交的波形中心轴m的两侧的波形v1的面积a1和波形v2的面积a2(图2所示的斜线部分的各面积)。运算部14计算面积a1和面积a2中的小面积与大面积之比。
[0062]
在感测轮胎t的磨耗时，运算部14根据存储于存储区域13的波形数据运算电压变化的指标值。此时，运算部14能将运算后的指标值储存于存储区域13，再读出所储存的指标值并执行运算。在此，可以将波形数据中的最大值与最小值之间的峰振幅值、波形数据的面积用作电压变化的指标值。此外，运算部14也能从存储区域13读出两个电压变化的指标值，计算相对于一方的电压变化的指标值的另一方的电压变化的指标值的变化率。运算部14例如可以由存储器或cpu(central processing unit：中央处理器)构成。
[0063]
此外，在轮胎信息感测装置10具有速度检测部16的情况下，在感测轮胎t的磨耗时，运算部14根据存储于存储区域13的规定的速度范围的波形数据运算电压变化的指标值。在此，规定的速度范围是指将从任意速度[km/h]-5km/h设为下限，将从任意速度 5km/h设为上限的速度范围。作为任意速度，例如可以在30km/h～60km/h的范围内设定。
[0064]
而且，在轮胎信息感测装置10具有气压检测部17和温度检测部18的情况下，在感测轮胎t的磨耗时，运算部14能基于由气压检测部17检测出的气压和由温度检测部18检测出的温度，校正波形数据或由波形数据获得的电压变化的指标值。此时，运算部14读出存储于存储区域13的波形数据或电压变化的指标值并执行校正，将校正后的波形数据或电压变化的指标值储存于存储区域13。
[0065]
在感测传感器模块20的安装状态时，判定部15基于由运算部14运算出的波形数据
的对称性判定传感器模块20的安装状态。具体而言，判定部15进行以下的(a)～(c)中任一个判定处理。此时，判定部15从存储区域13读出波形数据的对称性的指标值并执行判定。需要说明的是，判定部15可以构成为，基于由运算部14计算出的线段so和线段of，计算线段so和线段of中的短线段与长线段之比。
[0066]
(a)在运算部14计算出波形v的线段so和线段of的情况下，判定部15在线段so和线段of中的短线段与长线段之比为0.4～1.0的情况下判定为传感器模块20的安装状态良好。
[0067]
(b)在运算部14计算出波形v的差值绝对值|p1-b|和差值绝对值|b-p2|的情况下，判定部15在差值绝对值|p1-b|与差值绝对值|b-p2|之比|p1-b|/|b-p2|为0.2～5.0的情况下判定为传感器模块20的安装状态良好。
[0068]
(c)在运算部14计算出波形v的面积a1和面积a2的情况下，判定部15在面积a1和面积a2中的小面积与大面积之比为0.4～1.0的情况下判定为传感器模块20的安装状态良好。
[0069]
在感测轮胎t的磨耗时，判定部15对由运算部14运算出的电压变化的指标值与参照信息进行比较，判定胎面部1的磨耗的发展状态。此时，判定部15从存储区域13读出电压变化的指标值并执行判定。与电压变化的指标值进行比较的参照信息是用于判断为胎面部1正在磨耗的基准。作为参照信息，可以使用相对于新品时的电压变化的指标值的比率或者可以使用预先设定的阈值。在具体例子中，可以设定相对于新品时的电压变化的指标值的任意变化率[％]或者针对特定的电压变化的指标值设定事先验证过的阈值。需要说明的是，由判定部15得到的判定结果例如可以显示于设于车辆的显示器。
[0070]
此外，在轮胎信息感测装置10具有速度检测部16的情况下，在感测轮胎t的磨耗时，判定部15将由运算部14运算出的电压变化的指标值与对应于规定的速度范围的参照信息进行比较，判定胎面部1的磨耗的发展状态。
[0071]
图4是表示使用了由本发明的实施方式构成的轮胎信息感测装置的感测方法的顺序的图。在感测安装于轮胎t的传感器模块20的安装状态和轮胎t的胎面部1的磨耗的发展状态时，在步骤s1中，轮胎信息感测装置10的电压检测部12检测基于轮胎t的旋转中的胎面部1的变形产生的电压。此时，存储区域13存储由电压检测部12检测出的电压的经时的波形数据。
[0072]
而且，在步骤s1中，速度检测部16检测车辆速度或轮胎旋转速度，存储区域13将由电压检测部12检测出的电压的波形数据与由速度检测部16检测出的车辆速度或轮胎旋转速度一并进行存储。此外，气压检测部17和温度检测部18分别检测气压和温度，存储区域13将由电压检测部12检测出的电压的波形数据与由气压检测部17和温度检测部18检测出的气压和温度一并进行存储。
[0073]
接着前进至步骤s2，轮胎信息感测装置10的运算部14根据存储于存储区域13的波形数据运算作为传感器模块20的安装状态的指标值的波形数据的对称性。例如，在提取出的波形v中，运算部14根据交叉点o、波形v的开始点s以及波形v的结束点f计算出线段so和线段of，从而计算线段so和线段of中的短线段与长线段之比。然后，运算部14将运算后的该短线段与长线段之比储存于存储区域13。
[0074]
接着前进至步骤s3，轮胎信息感测装置10的判定部15基于由运算部14运算出的波形数据的对称性判定传感器模块20的安装状态。例如，在运算部14针对波形v计算出线段so和线段of的情况下，判定部15在线段so和线段of中的短线段与长线段之比处于0.4～1.0的
范围时导出传感器模块20的安装状态良好的结论。在该安装状态良好的情况下前进至步骤s4，在安装状态并非良好的情况下返回至步骤s1。
[0075]
接着前进至步骤s4，轮胎信息感测装置10的运算部14基于由气压检测部17和温度检测部18检测出的气压和温度，校正电压的波形数据。此时，作为运算部14的校正作业，例如在由气压检测部17检测出的气压比较低的情况下，轮胎整体的变化量存在增加的倾向，因此，结果上，波形数据也存在整体变大的倾向。因此，运算部14以使电压的波形数据以规定的比率减小的方式进行校正。通过运算部14像这样校正，能提高胎面部1的磨耗的发展状态的判定精度。然后，运算部14将校正后的波形数据储存于存储区域13。需要说明的是，轮胎内部的气压根据轮胎内部的温度而变动，因此由温度检测部18检测出的温度用于对气压的校正。
[0076]
接着前进至步骤s5，轮胎信息感测装置10的运算部14根据存储于存储区域13的规定的速度范围内的波形数据运算电压变化的指标值。此时，运算部14既可以计算波形数据中的最大值与最小值之间的峰振幅值作为电压变化的指标值(参照图5的(a))，也可以计算波形数据的面积作为电压变化的指标值(参照图5的(b))。更具体而言，运算部14如图5的(a)所示计算波形数据d1的峰振幅值d1[v]或者如图5的(b)所示计算波形数据d1的面积(图示的斜线部分的面积)。然后，运算部14将运算后的电压变化的指标值储存于存储区域13。需要说明的是，由运算部14计算出的峰振幅值d1表示轮胎t的新品时的值。
[0077]
接着前进至步骤s6，轮胎信息感测装置10的判定部15将由运算部14运算出的电压变化的指标值与参照信息进行比较来判定胎面部1的磨耗的发展状态。例如，将电压变化的指标值设为峰振幅值，将比较的参照信息设为相对于新品时的峰振幅值的变化率，在将该变化率设定为150％的情况下，判定部15对基于由运算部14运算出的峰振幅值的变化率与上述预先设定的变化率(150％)进行比较并判定大小关系，在超过上述预先设定的变化率时导出满足判定基准的结论。如此一来在满足判定基准的情况下结束判定作业。另一方面，在不满足判定基准的情况下返回至步骤s1。
[0078]
需要说明的是，在图4中示出了在判定传感器模块20的安装状态后判定磨耗的发展状态的例子，但不限定于此，可以如下等适当变更判定作业的流程：并列进行传感器模块20的安装状态的判定和磨耗的发展状态的判定或者在传感器模块20的安装状态被判定为正常的情况下，在任意期间省略判定安装状态的步骤(s1～s3)。
[0079]
在上述轮胎信息感测装置10中，具备：至少一个传感器模块20，配置于轮胎内表面；和判定部15，基于从传感器模块20供给的测定值判定传感器模块20的安装状态，因此能利用从传感器模块20供给的测定值来判定传感器模块20的安装状态，进一步在传感器模块20正常地发挥功能的状态下准确地感测胎面部1的磨耗的发展状态。此外，通过利用从传感器模块20供给的测定值，可以不追加设置传感器模块20的安装状态的判定专用的设备，因此能避免成本的增加。需要说明的是，也可以在轮胎信息感测装置10追加设置判定传感器模块20的安装状态的专用的设备。
[0080]
在上述轮胎信息感测装置中，优选的是，在感测轮胎t的磨耗时，运算部14根据交叉点o、波形v的开始点s以及波形v的结束点f计算出线段so和线段of，判定部15在线段so和线段of中的短线段与长线段之比为0.4～1.0的情况下判定为传感器模块20的安装状态良好。由此，能提高传感器模块20的安装状态的判定精度。在此，线段so与线段of可以不相同，
只要短线段与长线段之比为0.4～1.0即可。在短线段与长线段之比处于上述范围的情况下，传感器模块20正常地安装于轮胎内，在小于0.4的情况下，传感器模块20未被正常地安装，无法进行准确的感测。
[0081]
此外，可以设为，在感测轮胎t的磨耗的感测时，运算部14计算第一峰点p1的值p1与波形数据的基线bl的值b的差值绝对值|p1-b|和波形数据的基线bl的值b与第二峰点p2的值p2的差值绝对值|b-p2|，判定部15在差值绝对值|p1-b|与差值绝对值|b-p2|之比|p1-b|/|b-p2|为0.2～5.0的情况下判定为传感器模块20的安装状态良好。此时，优选的是，运算部14基于轮胎t旋转十圈以上的量的波形数据计算上述比，其平均值为0.5～2.0。由此，能提高传感器模块20的安装状态的判定精度。在此，在上述比|p1-b|/|b-p2|小于0.2的情况下，在轮胎的接地前端发生了感测不良，反之在超过5.0的情况下，可能在轮胎的接地后端发生了感测不良或差值绝对值|p1-b|因传感器模块20的底座的损伤等而极大化。
[0082]
而且，可以设为，在感测轮胎t的磨耗时，运算部14计算交叉点o和波形中心轴m的两侧的波形v1、v2的面积a1、a2，判定部15在面积a1和面积a2中的小面积与大面积之比为0.4～1.0的情况下判定为传感器模块20的安装状态良好。由此，能提高传感器模块20的安装状态的判定精度。在此，波形v1的面积a1与波形v2的面积a2可以不相同，只要小面积与大面积之比为0.4～1.0即可。在小面积与大面积之比处于上述范围的情况下，传感器模块20正常地安装于轮胎内，在小于0.4的情况下，传感器模块20未被正常地安装，无法进行准确的感测。
[0083]
在上述说明中，在轮胎信息感测装置10中，利用轮胎t旋转一圈的量的波形数据来运算电压变化的指标值，对运算出的指标值与参照信息进行比较并判定轮胎t的磨耗，但也可以利用轮胎t旋转多圈的量的波形数据。图6是表示存储于存储区域13的规定时间的量的波形数据的图。即，规定时间的量的波形数据为包括轮胎t旋转多圈的量的波形数据的数据。图6的虚线表示规定的阈值，可知在规定时间的量的波形数据中有多处超过了规定的阈值的部位。对利用了这样的轮胎t旋转多圈的量的波形数据的情况进行说明。
[0084]
在轮胎信息感测装置10中，在感测轮胎t的磨耗时，运算部14根据存储于存储区域13的规定的速度范围和规定时间内的波形数据运算相对于规定的阈值的超出频率。此外，运算部14能将运算后的波形数据储存于存储区域13，再读出所储存的波形数据并执行运算。
[0085]
在此，规定的速度范围是指将从任意速度[km/h]-5km/h设为下限，将从任意速度 5km/h设为上限的速度范围。作为任意速度，例如可以在30km/h～60km/h的范围内设定。此外，作为规定时间，例如可以在0.1[秒]～10.0[秒]的范围内设定。而且，作为规定的阈值，可以设定为能基于上述的规定的速度范围和规定时间判断为胎面部1正在磨耗的电压[v]。就规定的阈值而言，可以对上限范围和下限范围这双方或仅任一方进行设定。而且，规定的阈值例如可以基于轮胎尺寸适当确定。
[0086]
此外，在感测轮胎t的磨耗时，在轮胎信息感测装置10具有气压检测部17和温度检测部18的情况下，运算部14能基于由气压检测部17检测出的气压和由温度检测部18检测出的温度，校正波形数据或规定的阈值。此时，运算部14读出存储于存储区域13的规定的速度范围和规定时间内的波形数据或规定的阈值并执行校正，将校正后的波形数据或规定的阈值储存于存储区域13。
[0087]
在感测轮胎t的磨耗时，判定部15基于由运算部14运算出的相对于规定的阈值的超出频率判定胎面部1的磨耗的发展状态。此时，判定部15从存储区域13读出规定的速度范围和规定时间内的波形数据并执行判定。
[0088]
此外，在图4的步骤s1～s3中，轮胎信息感测装置10同样地发挥功能，但在图4的步骤s4中，可以是，轮胎信息感测装置10的运算部14基于由气压检测部17和温度检测部18检测出的气压和温度，校正电压的波形数据或规定的阈值。此时，作为运算部14的校正作业，例如在由气压检测部17检测出的气压比较低的情况下，轮胎整体的变化量存在增加倾向，因此，结果是，波形数据也存在整体变大的倾向。因此，运算部14以使电压的波形数据以规定的比率减小的方式进行校正。通过运算部14像这样校正，能提高胎面部1的磨耗的发展状态的判定精度。然后，运算部14将校正后的波形数据或规定的阈值储存于存储区域13。需要说明的是，轮胎内部的气压根据轮胎内部的温度而变动，因此由温度检测部18检测出的温度用于对气压的校正。
[0089]
在图4的步骤s5中，可以是，轮胎信息感测装置10的运算部14根据存储于存储区域13的规定的速度范围和规定时间内的波形数据运算相对于规定的阈值的超出频率。此时，运算部14基于规定的阈值对波形数据进行掩蔽(masking)，计算超出频率。具体而言，进行提取超过了规定的阈值的量的掩蔽处理，基于该掩蔽处理后的波形数据(参照图7)，对超过了规定的阈值的部位的数量进行计数，由此能计算出超出频率。然后，运算部14将运算后的波形数据储存于存储区域13。
[0090]
在图4的步骤s6中，可以是，轮胎信息感测装置10的判定部15基于由运算部14运算出的相对于规定的阈值的超出频率判定胎面部1的磨耗的发展状态。例如，在将超出频率的判定基准预先设定为15次的情况下，判定部15导出如下结论：若某时间点的波形数据的超出频率为10次，则不满足判定基准，若其他时间点的波形数据的超出频率为15次，则满足判定基准。判定基准例如可以设定为相对于规定的阈值的超出次数或者相对于新品时的超出次数的比率。如此一来，在满足判定基准的情况下结束判定作业。另一方面，在不满足判定基准的情况下返回至步骤s1。或者，也可以在传感器模块20的安装状态已经被判定为正常的情况下，在任意期间(例如，可以设定为1分钟～1周)省略判定安装状态的步骤(s1～s3)。如上所述，轮胎信息感测装置10在利用了轮胎t旋转多圈的量的波形数据的情况下，以与利用了轮胎t旋转一圈的量的波形数据的情况不同的方式发挥功能，但在哪种情况下都能准确地感测胎面部1的磨耗的发展状态。
[0091]
图8是表示使用了由本发明的实施方式构成的轮胎信息感测装置的感测方法的顺序的变形例的图。在图8中，轮胎信息感测装置10的判定部15执行至少两次判定作业，基于这些判定作业的结果最终地判定胎面部1的磨耗的发展状态。图8所示的顺序与图4所示的顺序直至步骤s6为止相同。在步骤s6之后前进至步骤s7，电压检测部12检测由元件11产生的电压，速度检测部16检测车辆速度或轮胎旋转速度。接着前进至步骤s8，运算部14基于由气压检测部17和温度检测部18检测出的气压和温度校正波形数据或规定的阈值。然后，运算部14将校正后的波形数据或规定的阈值储存于存储区域13。接着前进至步骤s9，运算部14根据存储于存储区域13的规定的速度范围或规定的速度范围和规定时间内的波形数据运算电压变化的指标值或相对于规定的阈值的超出频率。然后，运算部14将运算后的电压变化的指标值或波形数据储存于存储区域13。接着前进至步骤s10，判定部15执行第二次判
定作业。此时，在满足任意判定基准的情况下结束判定作业。另一方面，在不满足判定基准的情况下返回至步骤s7。在此，在判定部15执行第二次判定作业时，可以在同一日执行第一次判定作业(步骤s4～s6)和第二次判定作业(步骤s7～s10)或者也可以在不同日执行第一次判定作业和第二次判定作业。
[0092]
通过如上所述那样，判定部15执行至少两次判定作业，能抑制最终的判定结果中的突发的错误的产生，能提高胎面部1的磨耗的发展状态的判定精度。
[0093]
需要说明的是，在图8的实施方式中，示出了将由判定部15实现的判定次数设为两次的例子，但没有特别限定，只要是多次即可，可以设定为任意次数。此外，在图8的实施方式中，示出了在步骤s10中不满足判定基准的情况下返回至步骤s7的例子，但也可以构成为在步骤s10中不满足判定基准的情况下返回至步骤s1。
[0094]
图9是表示通过由本发明的实施方式构成的轮胎信息感测装置10判定的充气轮胎(轮胎t)的图。图10～图12是表示安装于轮胎t的传感器模块20或容纳体30的图。需要说明的是，在图10和图12中，箭头tc表示轮胎周向，箭头tw表示轮胎宽度方向。
[0095]
如图9所示，轮胎t具备：胎面部1，沿轮胎周向延伸而呈环状；一对侧壁部2、2，配置于所述胎面部1的两侧；和一对胎圈部3、3，配置于该侧壁部2的轮胎径向内侧。
[0096]
在一对胎圈部3、3间装架有胎体层4。该胎体层4包括沿轮胎径向延伸的多根增强帘线，绕配置于各胎圈部3的胎圈芯5从轮胎内侧向外侧折回。在胎圈芯5的外周上配置有剖面三角形的由橡胶组合物形成的胎边芯6。并且，在轮胎内表面ts的一对胎圈部3、3之间的区域配置有内衬层9。该内衬层9形成轮胎内表面ts。
[0097]
另一方面，在胎面部1处的胎体层4的外周侧埋设有多层带束层7。这些带束层7被配置为包括相对于轮胎周向倾斜的多根增强帘线，并且增强帘线在层间相互交叉。在带束层7中，增强帘线相对于轮胎周向的倾斜角度例如被设定在10
°
～40
°
的范围。作为带束层7的增强帘线，优选使用钢帘线。以提高高速耐久性为目的，在带束层7的外周侧配置有相对于轮胎周向以例如5
°
以下的角度排列增强帘线而成的至少一层带束覆盖层8。作为带束覆盖层8的增强帘线，优选使用尼龙、芳纶等有机纤维帘线。
[0098]
需要说明的是，上述的轮胎内部结构是表示充气轮胎的代表性的例子的结构，但不限定于此。
[0099]
在轮胎t的轮胎内表面ts的与胎面部1对应的区域至少固定有一个橡胶制的容纳体30。容纳体30供传感器模块20插入。容纳体30具有供传感器模块20插入的开口部31并通过粘接层32与轮胎内表面ts接合。传感器模块20构成为自由地容纳于容纳体30，因此能在传感器模块20更换时期、故障时等适当进行更换。此外，由于容纳体30为橡胶制因此能在将传感器模块20从开口部31放入/取出时进行伸缩，因此优选。
[0100]
作为容纳体30的材料，可举例示出：氯丁二烯橡胶(cr：chloroprene rubber)、丁基橡胶(iir：isobutylene isoprene rubber)、天然橡胶(nr：natural rubber)、丙烯腈-丁二烯共聚橡胶(butadiene-acrylonitrile rubber，nbr)、丁二烯橡胶(br：butadiene rubber)、丁苯橡胶(sbr：styrene-butadiene rubber)等，可以单独使用或使用混合两种以上的混合物。这些材料由于与构成轮胎内表面ts的丁基橡胶的粘接性优异，因此在容纳体30由上述材料构成的情况下，能确保容纳体30与轮胎内表面ts的足够的粘接性。
[0101]
如图12所示，传感器模块20包括壳体21和电子部件22。壳体21具有中空结构，在其
内部容纳电子部件22。电子部件22可以构成为适当将发送器、接收器、控制电路和电池等与用于获取轮胎t中的上述的电压、速度、气压、温度等轮胎信息的传感器23一并进行包括。作为传感器23，例如可以将速度传感器(速度检测部16)、压力传感器(气压检测部17)或温度传感器(温度检测部18)与压电传感器(元件11和电压检测部12)一并使用。特别是，压电传感器中包括基于轮胎旋转中的胎面部1的变形产生电压的元件11。该压电传感器为与压电型的加速度传感器不同的传感器。除了上述的各种传感器之外，也可以使用加速度传感器、磁传感器。此外，传感器模块20构成为能将由传感器23获取到的轮胎信息向存储区域13发送。而且，为了易于抓持传感器模块20，可以设置从壳体21突出的捏手部24，可以使该捏手部24承载天线的功能。需要说明的是，图12所示的传感器模块20的内部结构是表示传感器模块的一个例子的结构，不限定于此。
[0102]
容纳体30通过粘接层32接合于轮胎内表面ts。容纳体30具有接合于轮胎内表面ts的板状的基部33、从基部33突出的圆筒状的筒部34以及形成于筒部34内的容纳部35。该容纳部35与圆形的开口部31连通。如此一来，容纳部35具有以基部33为底面并以开口部31为上表面的大致四边形的剖面形状。容纳部35中容纳有上表面形成为锥状的圆柱状的传感器模块20。需要说明的是，基部33、筒部34和容纳部35的形状没有特别限定，可以根据向容纳体30插入的传感器模块20的形状适当改变。
[0103]
粘接层32没有特别限定，只要是能粘接橡胶组合物的层即可。例如，作为粘接层32，使用氰基丙烯酸酯系的粘接剂(瞬间粘接剂)或聚氨酯系的粘接剂为好。在为氰基丙烯酸酯系的粘接剂的情况下，能缩短将容纳体30设置于轮胎内表面ts的作业时间，在为聚氨酯系的粘接剂的情况下，与硫化橡胶的粘接性优异，因此优选。此外，作为粘接层32，可以使用胶带、自然硫化的(在常温下可硫化的)硫化粘接剂、或用作充气轮胎漏气的情况下的应急处置的漏气轮胎修补剂等。在将硫化粘接剂用作粘接层32的情况下，可以不进行使用胶带等固定容纳体所需要的底漆处理，能提高生产性。需要说明的是，底漆处理(底涂处理)是指为了提高粘接性而对轮胎内表面预先实施的处理。
[0104]
在上述充气轮胎中，在轮胎内表面ts具备用于插入传感器模块20的至少一个橡胶制的容纳体30，容纳体30具有通过粘接层32接合于轮胎内表面ts的板状的基部33、从基部33突出的筒部34、形成于筒部34内的容纳部35以及与容纳部35连通的开口部31，因此将传感器模块20插入容纳体30时的作业容易，并且能通过容纳体30的紧固来可靠地保持传感器模块20，防止传感器模块20的脱落。
[0105]
在上述充气轮胎中，优选的是，容纳体30通过粘接层32而接合于轮胎内表面ts，作为轮胎内表面ts的粗糙度，算术平均高度sa为0.3μm～15.0μm的范围，并且最大高度sz为2.5μm～60.0μm的范围。通过像这样适当设定算术平均高度sa和最大高度sz作为轮胎内表面ts的粗糙度，能增大轮胎内表面ts与粘接层32的粘接面积，能有效地改善轮胎内表面ts与容纳体30之间的粘接性。当算术平均高度sa超过15.0μm，并且最大高度sz超过60.0μm时，粘接层32无法追随轮胎内表面ts的凹凸，粘接性存在降低的倾向。需要说明的是，算术平均高度sa和最大高度sz为依据iso25178测定的值，可利用市售的表面性状测定仪(例如形状解析激光显微镜、3d形状测定仪)来测定。测定方法可以是接触式和非接触式中任一种。
[0106]
在图9和图11中，容纳体30与接地端相比配置于轮胎宽度方向内侧。此外，容纳体30可以相对于轮胎中心线cl偏向存在于轮胎宽度方向的一侧。插入至容纳体30的传感器模
块20内的传感器23能准确地获取轮胎信息。
[0107]
在上述充气轮胎中，容纳体30设定为以下这样的尺寸为好。优选的是，容纳体30的开口部31的宽度lc1与容纳体30的底面的内宽lc2满足lc1《lc2的关系。通过像这样使开口部31的宽度lc1比容器30的底面的内宽lc2窄，能增强容纳体30的上表面侧的约束力，能有效地防止插入至容纳体30的传感器模块20的脱落。由此，能兼顾插入传感器模块20时的作业性和容纳体30的保持性。需要说明的是，容纳体30中的开口部31的宽度lc1和底面的内宽lc2均为在传感器模块20未插入至容纳体30的状态下测定的宽度。
[0108]
此外，优选的是，容纳体30的平均厚度为0.5mm～5.0mm。通过像这样适当设定容纳体30的平均厚度，能平衡良好地改善插入传感器模块20时的作业性、容纳体30的保持性以及容纳体30的耐断裂性。在此，当容纳体30的平均厚度比0.5mm薄时，容纳体30容易在插入传感器模块20时断裂，当容纳体30的平均厚度比5.0mm厚时，容纳体30的刚性变得过大，无法容易地插入传感器模块20。需要说明的是，容纳体30的平均厚度是测定构成容纳体30的橡胶的厚度而得出的厚度。
[0109]
特别优选的是，容纳体30与传感器模块20满足以下的尺寸的关系。就容纳体30的开口部31的宽度lc1与向容纳体30插入的传感器模块20的最大宽度lsm而言，优选的是，满足0.10≤lc1/lsm≤0.95的关系，更优选的是，满足0.15≤lc1/lsm≤0.80的关系，最优选的是，满足0.15≤lc1/lsm≤0.65的关系。通过像这样适当设定容纳体30的开口部31的宽度lc1与传感器模块20的最大宽度lsm之比，能有效地防止传感器模块20的脱落，能改善插入传感器模块20时的作业性和容纳体30的保持性。需要说明的是，在图12的传感器模块20中，最大宽度lsm相当于下表面的宽度ls2。
[0110]
此外，优选的是，容纳体30的开口部31的宽度lc1、容纳体30的底面的内宽lc2、传感器模块20的上表面的宽度ls1以及传感器模块20的下表面的宽度ls2满足lc1《ls1≤ls2≤lc2的关系。而且，更优选的是，传感器模块20的上表面形成为锥状，满足ls1《ls2的关系。通过像这样适当设定容纳体30和传感器模块20的各宽度，能有效地防止传感器模块20的脱落。此外，在传感器模块20中，也可以采用直径从其上表面朝向下表面逐渐变小的形态。在该情况下，优选的是，满足ls2《ls1且ls2≤lc2且lc1《ls1的关系。
[0111]
而且，就插入有传感器模块20的状态下的容纳体30的高度hc与传感器模块20的高度(最大高度)hs之比而言，优选的是，为0.5～1.5的范围，更优选的是，为0.6～1.3的范围，最优选的是，为0.7～1.0的范围。通过像这样适当设定容纳体30的高度hc与传感器模块20的高度hs之比，能有效地防止传感器模块20的脱落。需要说明的是，在传感器模块20设定有捏手部24的情况下，传感器模块20的高度hs是包括捏手部24的高度(参照图12)。此外，容纳体30的高度hc为筒部34的高度而不包括基部33的高度(参照图12)。
[0112]
在上述充气轮胎中，构成容纳体30的橡胶具有以下的物性为好。优选的是，断裂伸长率eb为50％～900％，300％伸张时的模量(m300)为2mpa～15mpa。通过像这样适当设定断裂伸长率eb和模量(m300)，能平衡良好地改善插入传感器模块20时的作业性和容纳体30的保持性与容纳体30的耐断裂性。
[0113]
实施例
[0114]
制作了如下的实施例1～6的轮胎：轮胎尺寸275/40r21，具备：至少一个传感器模块，配置于轮胎内表面；元件，搭载于传感器模块，基于轮胎旋转中的胎面部的变形产生电
压；电压检测部，检测由元件产生的电压；存储区域，存储由电压检测部检测出的电压的经时的波形数据；运算部，根据存储于存储区域的波形数据运算作为传感器模块的安装状态的指标值的波形数据的对称性，并且根据存储于存储区域的波形数据运算电压变化的指标值；和判定部，基于由运算部运算出的波形数据的对称性判定传感器模块的安装状态，并且将由运算部运算出的电压变化的指标值与参照信息进行比较来判定胎面部的磨耗的发展状态，传感器模块通过容纳传感器模块的容纳体固定于轮胎内表面，容纳体具有供传感器模块插入的开口部，将开口部的宽度lc1与传感器模块的最大宽度lsm之比(lc1/lsm)像表1那样设定。
[0115]
针对这些试验轮胎，通过下述试验方法来评价安装状态感测性能、磨耗感测性能、插入传感器模块时的作业性以及耐久性，将其结果一并示于表1。
[0116]
安装状态感测性能：
[0117]
针对各试验轮胎，通过轮胎信息感测装置判定了传感器模块的安装状态。例如，在实施例1的轮胎中，获得了如图2所示的波形数据。如图所示，能确认到在传感器模块的安装状态良好的情况下，波形数据具有对称性。即，波形数据作为传感器模块的安装状态的指标值是有用的，在电压与传感器模块的安装状态之间确认到相关性。针对实施例2～6，也在电压与传感器模块的安装状态之间存在相关性的情况下，在表1中表示为“良好”。
[0118]
磨耗感测性能：
[0119]
针对各试验轮胎，通过轮胎信息感测装置判定了胎面部的磨耗的发展状态。例如，在实施例1的轮胎中，获得了如图13所示的波形数据。如图所示，能确认到随着胎面部的磨耗从新品时a起至磨耗后期d而发展(在各时间点的槽深度相对于新品时的槽深度的比率变低)，各时间点的波形数据的峰振幅值逐渐增加。即，波形数据的峰振幅值作为电压变化的指标值是有用的，在电压与槽深度之间确认到相关性。针对实施例2～6，也在电压与槽深度之间存在相关性的情况下，在表1中表示为“良好”。
[0120]
插入传感器模块时的作业性：
[0121]
针对各试验轮胎，测定了将传感器模块插入至设于轮胎内表面的容纳体的作业的所需时间。评价结果以指数来表示，该指数使用测定值的倒数并将实施例1设为100。该指数值越大意味着传感器模块的插入作业越容易。
[0122]
耐久性：
[0123]
将各试验轮胎分别安装于轮辋尺寸21
×
9.5j的车轮上，并在气压120kpa、相对于最大负载载荷102％、行驶速度81km、行驶距离10000km的条件下使用转鼓试验机实施了行驶试验后，通过目测确认了容纳体的破损或传感器模块的脱落的产生。评价结果示出了容纳体的破损的有无和传感器模块的脱落的有无。
[0124]
[表1]
[0125][0126]
由该表1可知，就实施例1～6的轮胎信息感测装置而言，安装状态感测性能和磨耗感测性能均为良好。实施例2～6的充气轮胎与实施例1相比，改善了插入传感器模块时的作业性。就实施例3～5的充气轮胎而言，不存在容纳体的破损和传感器模块的脱落。
[0127]
附图标记说明
[0128]
1：胎面部；
[0129]
2：侧壁部；
[0130]
3：胎圈部；
[0131]
10：轮胎信息感测装置；
[0132]
11：元件；
[0133]
12：电压检测部；
[0134]
13：存储区域；
[0135]
14：运算部；
[0136]
15：判定部；
[0137]
16：速度检测部；
[0138]
17：气压检测部；
[0139]
18：温度检测部；
[0140]
20：传感器模块；
[0141]
30：容纳体；
[0142]
ts：轮胎内表面；
[0143]
cl：轮胎中心线。