CN112590463B - 轮胎磨损测定装置及利用其的轮胎磨损测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供对轮胎的加速度的极值的趋势进行利用来测定轮胎胎面的磨损率的技术。本发明一实施例的利用轮胎的加速度极值的轮胎磨损测定装置包括：信号接收部，对于轮胎内部的各个位置测定设置于车辆的轮胎的内部的加速度；信号分析部，从信号接收部接收信号信息，利用轮胎内部的加速度信号中的与作为轮胎的半径方向的轴方向相垂直的纵向加速度的极值，推定轮胎的胎面磨损率；发送部，从信号分析部接收作为与轮胎的胎面磨损率相关的信息的分析信息来进行发送；以及控制模块，通过从发送部接收分析信息来生成与设置有轮胎的车辆相关的控制信号。另一方面，通过利用数学模型(Flexible Ring Tire Model)来证明了物理变化。

Description

轮胎磨损测定装置及利用其的轮胎磨损测定方法

技术领域

本发明涉及利用轮胎的加速度极值的轮胎磨损测定装置及利用其的轮胎磨损测定方法，更详细地，涉及利用轮胎的加速度的极值的趋势来测定轮胎胎面的磨损率的技术。

背景技术

在车辆的结构要素中，唯一与路面接触的轮胎直接关系到车辆的转弯和制动性能，若轮胎产生磨损，则存在发生无法正常发挥制动和转弯性能的情况的问题，磨损的轮胎直接关系到车辆的安全。具体地，轮胎的磨损会导致湿滑路面上的制动距离变长，这有可能直接导致车辆事故。

因此，正在积极研发实时对轮胎的胎面等测定磨损率并根据轮胎的磨损率自动告知轮胎的更换时期的***。

在美国公开专利第2017-0113495号(发明的名称：Indirect tire wear stateestimation system)中，在推测车辆的负荷后，基于此来推定基于行驶距离的磨损率，为了推定磨损率，需要与很多因素相关的信息，存在效率差的局限性。并且，在美国授权专利第8,483,976号(发明的名称：Method for estimating tire wear and apparatus forestimating tire wear)和美国授权专利第8,061,191号(发明的名称：Method andapparatus for detecting wear of tire)中，通过对于轮胎进行检测的方法测定了轮胎的磨损率，这将很难得到具有一惯性的结果，存在未考虑实际车辆行驶条件的局限性，在实际情况中，在准确判断轮胎磨损方面存在局限性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国公开专利第2017-0113495号

专利文献2：美国授权专利第8,483,976号

专利文献3：美国授权专利第8,061,191号

发明内容

技术问题

用于解决如上所述的问题的本发明的目的在于，利用加速度传感器测定轮胎的加速度信号并通过分析这种加速度信号来测定轮胎胎面的磨损量。

本发明所要解决的技术问题并不局限于以上所提及的技术问题，未提及的其他技术问题可由本发明所属技术领域的普通技术人员通过以下记载明确理解。

解决问题的手段

用于实现如上所述的目的的本发明的特征在于，其结构包括：信号接收部，对于上述轮胎内部的各个位置测定设置于车辆的轮胎的内部的加速度；信号分析部，从上述信号接收部接收信号信息，利用上述轮胎内部的加速度信号中的与作为上述轮胎的半径方向的轴方向相垂直的纵向加速度的极值，推定上述轮胎的胎面磨损率；发送部，从上述信号分析部接收作为与上述轮胎的胎面磨损率相关的信息的分析信息来进行发送；以及控制模块，通过从上述发送部接收上述分析信息来生成与设置有上述轮胎的车辆相关的控制信号，当上述信号接收部对上述轮胎与路面之间的接触部位进行加速度测定时，获取加速度的极值。

在本发明的实施例中，上述信号分析部通过向以下数学式代入加速度的极值来导出上述轮胎的胎面的厚度，从而计算推定上述轮胎的胎面磨损率，上述数学式通过排除上述轮胎的速度、负荷以及空气压的影响度来进行的正规化而获取，

数学式：

在本发明的实施例中，在上述信号分析部预先设定存储与作为上述轮胎的固有常数值的α相关的数据。

在本发明的实施例中，上述控制模块可包括：车辆控制部，用于对上述车辆进行控制；以及信息传递部，从上述发送部接收上述分析信息来向上述车辆控制部进行传递，上述车辆控制部可利用上述分析信息来判断上述轮胎的更换时期。

在本发明的实施例中，上述控制模块还可包括用于显示上述轮胎的更换时点或上述轮胎的更换服务信息的显示部。

用于实现如上所述的目的的本发明包括：第一步骤，对于上述轮胎内部的各个位置测定轴方向上的上述轮胎内部的加速度；第二步骤，利用上述轮胎内部的加速度信号中的与作为上述轮胎的半径方向的轴方向相垂直的纵向加速度的极值来推定上述轮胎的胎面磨损率；第三步骤，利用上述轮胎的胎面磨损率信息来判断上述轮胎的更换时期；以及第四步骤，向上述车辆的使用人员及与上述车辆相连接的外部的综合控制***传递与上述轮胎的更换时期相关的信息。

发明的效果

具有如上所述的结构的本发明的效果如下，即，利用加速度传感器测定轮胎的加速度信号，由此抽取轮胎的加速度的极值，通过对此进行的分析来推定轮胎的胎面磨损率，从而可实时测定轮胎的磨损量。

而且，本发明具有如下的效果，即，不仅向车辆的使用人员传递与轮胎的磨损量相关的信息，还向综合控制***进行共享，从而体现对于轮胎更换的自动服务。

本发明的效果并不限定于以上的效果，应理解为包括可从本发明的详细说明或发明要求保护范围中所记载的本发明的结构推导的所有效果。

附图说明

图1为本发明一实施例的轮胎磨损测定装置的结构的简图。

图2为与本发明一实施例的轮胎与路面相接触时的形状相关的简图和与加速度信号相关的图表。

图3为对本发明一实施例的基于轮胎的胎面磨损量(mm)的轮胎的加速度信号极值变化进行比较的图表。

图4至图6为对本发明一实施例的基于轮胎的速度、负荷以及空气压变化的轮胎加速度的极值变化进行比较的图表。

图7为与对本发明一实施例的轮胎的纵向加速度的极值进行曲线绘图的结果相关的图表。

图8为对本发明一实施例的轮胎的基于磨损量的加速度的极值进行比较的图表。

图9为与对本发明一实施例的基于从加速度传感器获取的实际信号的加速度的极值进行曲线绘图的结果相关的图表。

图10为示出本发明一实施例的基于轮胎胎面的磨损的经正规化的加速度的极值的趋势的图表。

图11为对本发明一实施例的加速度的极值的趋势和轮胎的实际磨损量进行比较的图表。

附图标记的说明

10：轮胎

100：测量模块

110：信号接收部

120：信号分析部

130：发送部

200：控制模块

210：车辆控制部

220：信息传递部

230：显示部

具体实施方式

以下，参照附图对本发明进行说明。但是，可通过多个不同的实施方式体现本发明，因此，本发明并不限定于在本说明书中说明的实施例。而且，为了明确说明本发明，在附图中省略了与说明无关的部分，在说明书全文中，对于相似的部分赋予了相似的附图标记。

在说明书全文中，当表示某个部分与其他部分“相连接(联接、接触、结合)”时，这不仅表示“直接连接”的情况，还包括在中间设置其他部件来“间接连接”的情况。并且，当表示某个部分“包括”某个结构要素时，若没有特别相反的记载，则意味着还可包括其他结构要素，而不是排除其他结构要素。

在本说明书中使用的术语仅用于说明特定的实施例，而不是用于限定本发明。只要未在文中明确表示其他含义，则单数的表达包括复数的表达。在本说明书中，“包括”或“具有”等的术语用于指定在本说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的存在，而不是预先排除一个或一个以上的其他特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。

以下，将参考附图来详细说明本发明。

图1为本发明一实施例的轮胎磨损测定装置的结构的简图。如图1所示，本发明包括：信号接收部110，对于轮胎内部的各个位置测定设置于车辆的轮胎的内部的加速度；信号分析部120，从信号接收部110接收信号信息，利用轮胎内部的加速度信号中的与作为轮胎的半径方向的轴方向相垂直的纵向加速度的极值，推定轮胎的胎面磨损率；发送部130，从信号分析部120接收作为与轮胎的胎面磨损率相关的信息的分析信息来进行发送；以及控制模块200，通过从发送部130接收分析信息来生成与设置有轮胎的车辆相关的控制信号，当信号接收部110对轮胎与路面之间的接触部位进行加速度测定时，可获取加速度的极值。

其中，可通过使信号接收部110、信号分析部120以及发送部130相结合来形成作为一个模块的测量模块100，这种测量模块100可与设置于车辆的单个轮胎相连接，还可与设置于车辆的所有轮胎相连接。

而且，控制模块200包括：车辆控制部210，用于执行对于车辆的控制；以及信息传递部220，从发送部130接收分析信息来向车辆控制部210传递，车辆控制部210可通过利用分析信息来判断轮胎的更换时期。并且，控制模块200还可包括用于显示轮胎的更换时点或轮胎的更换服务信息的显示部230。

信号接收部110可包括多个加速度传感器，多个加速度传感器可分别对轮胎胎面的内部的多个位置测定轴方向加速度。而且，可向各个加速度传感器依次赋予编码，由此，可依次收集由各个加速度传感器测定的测定信号来实现数据化。而且，接收分析信息的发送部130能够以无线方式或有线方式向控制模块200的信息传递部220传递分析信息，为此，信息传递部220和发送部130可通过无线方式或有线方式相连接。

车辆控制部210可在执行对于车辆的控制的同时以无线连接的方式与车辆外部的综合控制***相连接。作为根据轮胎的磨损率预设的与轮胎的更换时期相关的信息的更换时期信息预先存储于车辆控制部210，车辆控制部210可通过对更换时期信息和实时轮胎磨损率进行比较判断来生成与轮胎的更换剩余时间、轮胎更换时点相关的信息。而且，综合控制***可通过利用从车辆控制部210接收的信息来向车辆控制部210传递与在设置于相应车辆的轮胎的更换时点库存中剩下的轮胎的数量、轮胎的可更换修理中心等相关的对于轮胎更换服务的信息，车辆控制部210可通过向显示部230传递与轮胎更换服务相关的信息来使显示部230显示如上所述的信息。而且，可通过在显示部230显示由车辆控制部210生成的与轮胎的更换剩余时间、轮胎更换时点等相关的信息，从而向使用人员传递。

以下，对信号分析部120推定轮胎的胎面磨损率的数学式的导出过程进行说明。

图2为与本发明一实施例的轮胎与路面相接触时的形状相关的简图和与加速度信号相关的图表。具体地，在图2中，上部的简图示出形状产生变形的轮胎，下部的图表为基于轮胎的旋转生成的加速度信号的图表。如图2所示，纵向加速度信号可在与路面相接触的轮胎的接触部位两侧末端形成极值。即，如上所述的纵向加速度的极值可很好地反映轮胎与路面之间的接触特性和在接触面附近的轮胎的性质特性。

如上所述，可通过在轮胎的胎面内部的各个位置设置加速度传感器来测定轮胎的加速度信号，在本发明的轮胎磨损测定装置中，将利用加速度的极值，信号分析部120可利用从信号接收部110传递的加速度信号中的从与相对于路面的轮胎的接触部位相邻设置的加速度传感器传递的加速度信号，或可利用从与相对于路面的轮胎的接触部位相邻设置的加速度传感器中的生成最大信号的加速度传感器传递的加速度信号。

能够以根据轮胎的磨损呈现出的两种轮胎的状态变化为基础来分析基于轮胎的磨损率增加的轮胎的纵向加速度的极值的趋势变化。基于轮胎的磨损的第一个轮胎状态变化可以为轮胎的弯曲刚性的变化。随着轮胎的磨损增加，轮胎的胎面厚度将减少，由此还可使轮胎的弯曲刚性减少。这种基于轮胎的磨损的轮胎的胎面弯曲刚性的减少有可能导致在轮胎的接触部位(区域)产生更大的轮胎变形。

图3为对本发明一实施例的基于轮胎的胎面磨损量(mm)的轮胎的加速度信号极值变化进行比较的图表。图3中，横轴表示轮胎的旋转角度(rotation(deg))，纵轴表示纵向加速度(longitudinal acceleration)。具体地，图3为与通过柔性环(Flexible Ring)轮胎模型形成的轮胎旋转时产生的加速度信号相关的图表，可利用其来对基于各个轮胎的胎面磨损量的加速度信号极值变化进行比较。在此情况下，柔性环轮胎模型分析可通过利用计算机程序来执行，这里使用的计算机程序可利用Python或矩阵实验室(Matlab)等来计算数学式，可通过利用如上所述的计算机程序进行的模拟来执行柔性环轮胎模型分析。并且，可通过利用ANSYS、NASTRAN、ABAQUS等的有限单元法(FEM)程序来验证数学模型的趋势。以下相同。

在图3中，曲线a为与没有轮胎的胎面磨损量的情况相关的曲线，曲线b为与轮胎的胎面磨损量为2mm的情况相关的曲线，曲线c为与轮胎的胎面磨损量为4mm的情况相关的曲线，曲线d为与轮胎的胎面磨损量为6mm的情况相关的曲线。如图3所示，随着产生轮胎的磨损，轮胎的弯曲刚性将减少，最终，可确认到，在轮胎的接触部位产生的形状变形将增加。而且，这可意味着在轮胎的接触部位的两个末端产生曲率变化。

最终，轮胎的胎面磨损越增加，相对于路面的轮胎的接触部位两个末端上的纵向加速度信号极值可增加。这种基于轮胎的磨损的弯曲刚性的减少有可能在轮胎的接触部位引起更大的轮胎变形，这可意味着在轮胎的接触部位接触两个末端上的曲率变化将增加。轮胎的磨损越增加，接触部位两个末端的纵向加速度信号可增加，即，纵向加速度的极值可增加。

并且，另一方面，在第二轮胎的状态变化中，随着轮胎的磨损增加，轮胎的胎面质量可减少，轮胎的胎面刚性可增加。而且，可随着轮胎的胎面刚性增加，使得轮胎的胎面固有振动数增加。并且，在轮胎进行旋转的情况下，可在某个时点使相接触的路面与轮胎之间的接触部位末端瞬间解除接触(release)，在此情况下，若将轮胎的胎面假设成单纯形态的质量弹簧阻尼***(mass spring damper system)，则该***的固有振动数越大，瞬间的加速度将变大，由于这种趋势，则随着产生轮胎的胎面磨损，轮胎的胎面固有振动数将增加，由此有可能使轮胎的接触部位两个末端的纵向加速度信号值增加。这在图3的结果中变得明确，如图3所示，在通过柔性环轮胎模型对基于轮胎的磨损的纵向加速度信号的极(peak)值进行比较的结果，可确认到，轮胎的磨损越增加，轮胎的纵向加速度的极值越增加。

但是，即使加速度的极值以如上所述的方式随着产生轮胎的磨损而发生改变，直接将纵向加速度的极值用作轮胎磨损推定因素存在很多局限性。

图4至图6为对本发明一实施例的基于轮胎的速度、负荷以及空气压变化的轮胎加速度的极值变化进行比较的图表。在图4至图6中，横轴表示轮胎的旋转角度，纵轴表示纵向加速度。具体地，图4为示出基于轮胎的速度变化的轮胎加速度的极值变化的图表。在图4中，曲线a为与轮胎的速度达到30km/h(kph)的情况相关的曲线，曲线b为与轮胎的速度达到65km/h(kph)的情况相关的曲线，曲线c为与轮胎的速度达到100km/h(kph)的情况相关的曲线。

并且，图5为示出基于轮胎的负荷变化的轮胎加速度的极值变化的图表。在图5中，曲线a为与轮胎的负荷达到5000N的情况相关的曲线，曲线b为与轮胎的负荷达到6000N的情况相关的曲线，曲线c为与轮胎的负荷达到7000N的情况相关的曲线，曲线d为与轮胎的负荷达到8000N的情况相关的曲线。

而且，图6为示出基于轮胎的空气压变化的轮胎加速度的极值变化的图表。在图6中，曲线a为与轮胎的负荷达到1.5bar的情况相关的曲线，曲线b为与轮胎的负荷达到1.7bar的情况相关的曲线，曲线c为与轮胎的负荷达到1.9bar的情况相关的曲线，曲线d为与轮胎的负荷达到2.1bar的情况相关的曲线。

如图4至图6所示，由于纵向加速度的极值在轮胎中很受轮胎的速度、负荷以及空气压的影响，因而为了仅确认轮胎的磨损对于加速度的极值产生的影响，需去除与轮胎的速度、负荷以及空气压相关的影响度。

由此，基于柔性环轮胎模型，以去除轮胎的速度、负荷或空气压的影响的方式根据基于轮胎的磨损的信号特性判断轮胎的纵向加速度的极值。下述数学式1可表示轮胎的纵向加速度的极值。

数学式1

Acc_x＝f₀(Ω，F_z，p₀，h)

其中，Acc_x为加速度的极值，h为轮胎的胎面厚度，Ω为轮胎的角速度，p₀为轮胎的空气压，F_z为轮胎的负荷。以下相同。

在数学式1中，可对相同的纵向加速度的极值执行对于角速度(速度)的正规化，理论上，基于柔性环轮胎模型的纵向加速度可由数学式2来表示。

数学式2

其中，ν可以为轮胎的纵向距离向量变化量。

而且，若假设成在柔性环轮胎模型中不会在轮胎内部产生基于旋转阻力的衰减效果，则即使轮胎的角速度发生改变，轮胎的纵向加速度也可具有恒定的值。因此，可由数学式3表示轮胎的纵向加速度的极值。

数学式3

Acc_x＝f₀(Ω，F_z，p₀，h)＝Ω²f₁(F_z，p₀，h)

其中，各个系数和字母所表示的含义与在上述数学式中所使用的系数和字母所表示的含义相同。

而且，可通过3种假设来更简单地定义数学式3，其中，3种假设(Assumption)如下。

Assumption 1：(F_z，p₀)and h₀ are independent.

Assumption 2：f₂(F_z，p₀)＝f_θ(θ_r)

Assumption 3：

即，轮胎的负荷(F_z)、空气压(p₀)以及轮胎胎面的初始厚度(h0)被定义为自变量(Assumption 1)，轮胎的负荷(F_z)和空气压(p₀)的函数(f₂(F_z，p₀))将被替换成与轮胎的角速度(θr)相关的函数(f_θ(θ_r))(Assumption 2)，与轮胎的角速度(θr)相关的函数(f_θ(θ_r))可被定义为

其中，α为与轮胎相关的固有常数值，c为常数。以下相同。

最终，可由数学式4表示数学式3。

数学式4

为了与作为以相对简单的方式表示如上所述的假设的与轮胎的纵向加速度相关的数学式的数学式4进行验证，进行了利用柔性环轮胎模型的模拟。在此情况下，如数学式4那样，从影响度中排除了与轮胎的纵向加速度的极值相关的轮胎速度的影响，也可发现由设置于轮胎的加速度传感器获取的实际加速度信号，因而在将轮胎的速度固定成65km/h之后，对轮胎的磨损量(wear，0～6mm)、空气压(1.5bar～2.1bar)以及负荷(5000～8000N)发生改变的条件进行了模拟。

图7为与对本发明一实施例的轮胎的纵向加速度的极值进行曲线绘图的结果相关的图表。在图7中，曲线a为在将轮胎的磨损量设定成0mm的情况下与轮胎的空气压和负荷发生改变的条件相关的曲线，曲线b为在将轮胎的磨损量设定成2mm的情况下与轮胎的空气压和负荷发生改变的条件相关的曲线，曲线c为在将轮胎的磨损量设定成4mm的情况下与轮胎的空气压和负荷发生改变的条件相关的曲线，曲线d为在将轮胎的磨损量设定成6mm的情况下与轮胎的空气压和负荷发生改变的条件相关的曲线。其中，横轴(x轴)表示轮胎的接触部位末端的角度(contact angle)，纵轴(y轴)表示轮胎纵向加速度的极值(peak value oflongitudinal acceleration)。

最终，通过数学式4对通过如上所述的模拟求得的轮胎的纵向加速度的极值进行曲线绘图的结果，可得到如图7所示的结果。并且，可确认到，对于所有条件，纵向加速度的极值均被良好配置(fitting)。最终，可确认到，作为纵向加速度的极值的表达式的数学式4能很好地表示实际值。即，可确认到，作为以上假设的数学式，数学式4已通过柔性环轮胎模型得到实验验证。像数学式4这样的纵向加速度的极值的表达式可适用于将实际通过轮胎的加速度传感器测量的纵向加速度的极值加工成轮胎的磨损推定因素的过程。

图8为对本发明一实施例的轮胎的基于磨损量的加速度的极值进行比较的图表。具体地，图8为通过实际实验对基于轮胎的磨损量的纵向加速度的极值进行比较的图表。在图8中，横轴表示轮胎的旋转角度，纵轴表示纵向加速度。对通过柔性环轮胎模型分析的基于磨损的轮胎的纵向加速度的极值的趋势是否在实际轮胎的加速度信号也被观察到进行了分析，进而，执行了用于将轮胎的纵向加速度的极值用作磨损推定因素的处理。如图8所示，看实际数据可知，根据轮胎胎面的磨损来通过实际轮胎测定的纵向加速度的极值很受轮胎的磨损的影响。

如图8所示，与柔性环轮胎模型相同，轮胎的纵向加速度极值可受到轮胎的速度、负荷或空气压的影响。因此，可能需要去除这种影响的过程。作为所需过程的正规化可基于数学式5进行，可通过轮胎的角速度(Ω)、接触角度(θr)以及厚度(h)的函数来表示轮胎的纵向加速度的极值。即，可通过从以上模型假设的数学式导出数学式5。

数学式5

其中，f_h(h)为从轮胎的加速度信号函数中对与轮胎的速度、负荷以及空气压相关的因素进行去除的函数。剩余的各个系数和字母所表示的含义与在上述数学式中所使用的系数和字母所表示的含义相同。

在上述数学式5中，若知道根据轮胎决定的因素α的值，则可由此得到仅与轮胎的胎面厚度(h)相关的函数(左边)，即仅与轮胎磨损相关的函数。而且，信号分析部120可通过向数学式5代入加速度的极值来导出轮胎的胎面的厚度，从而可计算推定轮胎的胎面磨损率，上述数学式5通过排除轮胎的速度、负荷以及空气压的影响度来进行的正规化而获取。具体地，可通过对轮胎的胎面的厚度的减少量和轮胎的胎面的最初厚度进行比较计算，来计算推定轮胎的胎面磨损率。并且，作为与轮胎相关的固有常数值的α的数据可预先设定并存储于信号分析部120。

图9为与对本发明一实施例的基于从加速度传感器获取的实际信号的加速度的极值进行曲线绘图的结果相关的图表。以实际的由轮胎的加速度传感器检测到的加速度信号为基础，可利用数学式5导出α的值，如上所述，α的值可被设定为轮胎的固有因素来预先存储于信号分析部120并进行使用。

图10为示出本发明一实施例的基于轮胎胎面的磨损的经正规化的加速度的极值的趋势的图表，图11为对本发明一实施例的加速度的极值的趋势和轮胎的实际磨损量进行比较的图表。在图10中，横轴表示轮胎胎面的实际磨损量(mm)，纵轴表示经正规化的加速度的极值(Normalized longitudinal peak)。而且，在图11中，纵轴表示利用柔性环轮胎模型计算的磨损量(mm)，横轴表示轮胎胎面的实际磨损量(mm)。

如图10和图11所示，针对多种条件采用/分析重新定义并正规化的纵向加速度的极值。具体地，以改变轮胎的空气压(Pressure)、负荷(Load)、速度(Velocity)等的方式按轮胎的磨损等级对总共12个条件(3种负荷条件×4种空气压条件)进行了比较分析。其中，各个点表示各种条件的结果，实线可以为连接对于各个磨损量的各个点的平均值来形成的曲线。

如图10和图11中的结果所示，呈现出如下的趋势，即，随着轮胎的胎面磨损的增加，经过正规化的纵向加速度极值持续增加。

通过如上所述的步骤，对基于轮胎的磨损的纵向加速度的极值进行了正规化，对基于轮胎的磨损的加速度的极值的趋势进行了分析。最终，确认到，随着产生轮胎的磨损，经正规化的纵向加速度极值在模拟、实验中均呈现出值变小的趋势。

具体地，在以这种经过正规化的纵向加速度的极值为基础来进行磨损推定并对其性能进行评价的情况下，仅以经过正规化的纵向加速度的极值为基础的轮胎的磨损推定结果，可确认到图10及图11所示的性能。由于经过正规化的纵向加速度的极值的趋势以与轮胎胎面的磨损等级无关的方式呈现出恒定的倾斜度，从而可确认到，在任何磨损等级下都呈现出相似的推定性能。

通过如上所述的结构，利用加速度传感器测定了轮胎的加速度信号，由此抽取轮胎的加速度的极值，通过对此进行分析来推定轮胎的胎面磨损率，从而可实时测定轮胎的磨损量。而且，不仅向车辆的使用人员传递与轮胎的磨损量相关的信息，还向综合控制***进行共享，从而可体现对于轮胎更换的自动服务。

以下，对利用本发明的轮胎磨损测定装置的轮胎磨损测定方法进行说明。

在第一步骤中，可对于轮胎内部的各个位置测定轴方向上的轮胎内部的加速度。而且，在第二步骤中，利用轮胎内部的加速度信号中的与作为轮胎的半径方向的轴方向相垂直的纵向加速度的极值来推定轮胎的胎面磨损率。接着，在第三步骤中，可利用轮胎的胎面磨损率信息来判断轮胎的更换时期。之后，在第四步骤中，可向车辆的使用人员及与车辆相连接的外部的综合控制***传递与轮胎的更换时期相关的信息。

与利用本发明的轮胎磨损测定装置的轮胎磨损测定方法相关的剩余事项可与如上所述的本发明的轮胎磨损测定装置的相关事项相同。

以上对本发明的说明仅属于例示，本发明所属技术领域的普通技术人员就能够理解，可在不改变本发明的技术思想或必要特征的情况下，变形成不同的具体实施方式。因此，以上记述的多个实施例在所有层面都仅属于例示性的，而不能理解为限定性的。例如，以单一形态说明的各个结构要素可被分散，同样，以分散形态说明的多个结构要素可形成相结合的形态。

本发明的范围由后述的发明要求保护范围来表示，应解释为从发明要求保护范围的含义、范围以及与之等同的概念导出的所有变更或变形实施方式均属于本发明的范围。

Claims (5)

1.一种轮胎磨损测定装置，其特征在于，

包括：

信号接收部，对于上述轮胎内部的各个位置测定设置于车辆的轮胎的内部的加速度，

信号分析部，从上述信号接收部接收信号信息，利用上述轮胎内部的加速度信号中的与上述轮胎的半径方向相垂直的纵向加速度的极值，推定上述轮胎的胎面磨损率，

发送部，从上述信号分析部接收作为与上述轮胎的胎面磨损率相关的信息的分析信息来进行发送，以及

控制模块，通过从上述发送部接收上述分析信息来生成与设置有上述轮胎的车辆相关的控制信号；

当上述信号接收部对上述轮胎与路面之间的接触部位进行加速度测定时，获取加速度的极值，

上述信号分析部通过向以下数学式代入加速度的极值来导出上述轮胎的胎面的厚度，从而计算推定上述轮胎的胎面磨损率，上述数学式通过排除上述轮胎的速度、负荷以及空气压的影响度来进行的正规化而获取，

数学式：

其中，Acc_x为加速度的极值，h为上述轮胎的胎面厚度，Ω为上述轮胎的角速度，θr为上述轮胎与路面之间的接触角度，α为上述轮胎的固有常数值，而且，f_h(h)为从上述轮胎的加速度信号函数去除与上述轮胎的速度、负荷以及空气压相关的因素的函数。

2.根据权利要求1所述的轮胎磨损测定装置，其特征在于，在上述信号分析部预先设定存储与作为上述轮胎的固有常数值的α相关的数据。

3.根据权利要求1所述的轮胎磨损测定装置，其特征在于，

上述控制模块包括：

车辆控制部，用于对上述车辆进行控制，以及

信息传递部，从上述发送部接收上述分析信息来向上述车辆控制部进行传递；

上述车辆控制部利用上述分析信息来判断上述轮胎的更换时期。

4.根据权利要求1所述的轮胎磨损测定装置，其特征在于，上述控制模块还包括用于显示上述轮胎的更换时点或上述轮胎的更换服务信息的显示部。

5.一种轮胎磨损测定方法，其特征在于，

包括：

第一步骤，对于上述轮胎内部的各个位置测定上述轮胎内部的加速度；

第二步骤，利用上述轮胎内部的加速度信号中的与上述轮胎的半径方向相垂直的纵向加速度的极值来推定上述轮胎的胎面磨损率；

第三步骤，利用上述轮胎的胎面磨损率信息来判断上述轮胎的更换时期；以及

第四步骤，向车辆的使用人员及与上述车辆相连接的外部的综合控制***传递与上述轮胎的更换时期相关的信息，

其中，上述第二步骤通过向以下数学式代入加速度的极值来导出上述轮胎的胎面的厚度，从而计算推定上述轮胎的胎面磨损率，上述数学式通过排除上述轮胎的速度、负荷以及空气压的影响度来进行的正规化而获取，

数学式：

其中，Acc_x为加速度的极值，h为上述轮胎的胎面厚度，Ω为上述轮胎的角速度，θr为上述轮胎与路面之间的接触角度，α为上述轮胎的固有常数值，而且，f_h(h)为从上述轮胎的加速度信号函数去除与上述轮胎的速度、负荷以及空气压相关的因素的函数。

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