Способ оценки состояния контакта шины, устройство для оценки состояния контакта шины и шина для оценки состояния контакта
Изобретение относится к способу оценки состояния контакта автомобильной шины с дорожной поверхностью. В способе оценки состояния контакта шины для оценки состояния контакта применена шина (20), имеющая ряд шашек. Множество шашек различной длины расположены в окружном направлении шины и имеют рисунок протектора, при котором задние грани соседних шашек ряда расположены с постоянным интервалом. При данном способе датчиком (11) ускорений, закрепленным на поворотном кулаке (23), регистрируются передаваемые от шины (20) к поворотному кулаку (23) периодические колебания, возникающие при последовательном отрыве от поверхности дороги задних кромок, посредством чего определяется частотная форма колебаний. При данном способе в зарегистрированной полосе частот определяется уровень колебаний частотной формы колебаний как по скорости (V), замеренной датчиком (12) угловой скорости, так и по указанному интервалу, в результате чего оценивается состояние контакта шины по величине данного уровня колебаний. Технический результат - обеспечение возможности точной оценки состояния контакта катящейся шины без прикрепления датчиков к шине. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 9 ил.
Данное изобретение относится к способу оценки состояния контакта шины, устройству для оценки состояния контакта и к шине, применяемой для оценки состояния контакта шины. Для повышения устойчивости движения автомобиля требуется точно оценивать коэффициент трения (коэффициент трения дороги) между шиной и дорогой или состояние контакта шины и затем передавать эти данные в контроллер автомобиля. Возможность заранее оценивать коэффициент трения дороги или состояние контакта шины позволяет осуществлять предварительное торможение при помощи тормозов, оборудованных антиблокировочной системой (АБС), перед выполнением действий по предотвращению опасной ситуации, например, таких как торможение или поворот рулевого колеса. Благодаря этому может быть дополнительно повышена безопасность автомобиля.
В качестве способа оценки коэффициента трения дороги, например, предлагался способ, содержащий этапы определения скорости колеса, определения колебания скорости Δω колеса при возникновении возмущения ΔТ в соответствии с указанным определенным сигналом ω скорости колеса, определении передаточной функции колеса, удовлетворяющей Δω, методом наименьших квадратов, оценки наклона характеристики µ дороги, оценки тормозной силы автомобиля в соответствии с соотношением между наклоном характеристики µ дороги и тормозной силой, определенной заранее, оценки наклона характеристики µ дороги при нулевом скольжении в соответствии с указанной тормозной силой и наклоном характеристики µ дороги (см. документ JP 2002-160620). Также, как показано на фиг.9, было предложено, что способ оценки коэффициента трения дороги содержит этапы формирования измерительного блока 52Н, расположенного выше поверхности протектора и измерительного блока 52L, расположенного ниже поверхности протектора на участке 51 протектора пневматической шины 50, приклеивания датчиков 53Н и 53L напряжений к боковой поверхности, которые параллельны каждому измерительному блоку в окружном направлении шины и оценивают коэффициент трения дороги в соответствии с разницей уровней напряжения, определенных двумя датчиками 53Н и 53L напряжений и отображением, указывающим взаимосвязь между уровнем напряжений и коэффициентом трения дороги, которое получают заранее (см. документ JP 2002-36836).
Однако согласно способу оценки наклона характеристики µ дороги при нулевом значении скольжения в соответствии с наклоном характеристики µ, определяемому заранее по скорости колеса и предварительно рассчитанной тормозной силе автомобиля, поскольку отсутствует информация о силе, возникающей между шиной и дорогой, требуется время для проведения ее предварительной оценки. Значит данный способ имеет ограниченные возможности по отслеживанию изменений дорожных условий.
Кроме того, согласно способу оценки коэффициента трения дороги по разнице в уровнях напряжений, определенной датчиками 53Н и 53L, которые соответственно приклеиваются с измерительными блоками 52Н и 52L, имеющими разную высоту, поскольку такой датчик, как, например, датчики 53Н и 53L напряжений, устанавливают в шашку протектора, непосредственно контактирующую с дорогой, существует проблема долговечности датчиков.
Для решения вышеуказанной проблемы было создано настоящее изобретение. Объектом настоящего изобретения являются способ точной оценки состояния контакта шины в процессе движения без приклеивания датчика к шине, устройство для этого способа и шины для этого способа.
В результате проведенных интенсивных исследований было обнаружено, что, поскольку амплитуда колебаний, возникающих при высвобождении задней кромки деформированной в пятне контакта шашки протектора, зависит от коэффициента трения дороги µ (или состояния скольжения шашки протектора), то при использовании шины с размещенными на одинаковом расстоянии в окружном направлении задними кромками шашек протектора колебания, передаваемые к неподрессоренной части автомобиля такой как, например, колесо, ступица колеса или поворотный кулак с периодом, соответствующим этому расстоянию, регистрируются на неподрессоренной части таким образом, что возможно точное определение состояния контакта шины без установки датчика на шину. На основе вышеуказанного открытия было создано настоящее изобретение.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения разработан способ оценки состояния контакта шины, содержащий этапы: установки шины, имеющей рисунок протектора, при котором задние участки шашек протектора или нерабочие шашки расположены в окружном направлении шины с постоянным интервалом, при этом шашка протектора сформирована множеством, состоящим из окружной канавки и поперечной канавки или канавки грунтозацепа, а нерабочая шашка выступает в осевом направлении шины от контактного участка, проходящего в окружном направлении шины; регистрации колебаний, передаваемых к неподрессоренной части автомобиля от шины на неподрессоренной части при отрыве от дороги задней кромки шашки протектора или нерабочей шашки; оценки состояния контакта шины в соответствии с амплитудой колебательной составляющей в полосе частот, соответствующей периоду зарегистрированных колебаний.
Предпочтительным является то, что регистрируют колебания, которые передаются к не вращающейся стороне, расположенной на боковой стороне колеса, через демпфирующий элемент, расположенный на не вращающейся стороне колеса.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения создано устройство для оценки состояния контакта шины, определяющее состояние контакта катящейся шины посредством шины, имеющей рисунок протектора, при котором задние участки шашек протектора или нерабочие шашки выполнены с постоянным шагом в окружном направлении шины, при этом шашка протектора сформирована множеством, состоящим из окружной канавки и поперечной канавки или канавки грунтозацепа, а нерабочая шашка выступает в осевом направлении шины от контактного участка, проходящего в окружном направлении шины, содержащее устройство регистрации колебаний, которое установлено на неподрессоренной части автомобиля и предназначено для регистрации колебаний неподрессоренной части; датчик скорости колеса, который определяет скорость колеса; блок задания зарегистрированной полосы частот, который задает полосу частот, применяемую при определении уровня колебаний в соответствии со скоростью, зарегистрированной датчиком скорости колеса, и периодом; устройство определения уровня колебаний, которое определяет амплитуду колебательной составляющей в полосе частот, заданной блоком задания зарегистрированной полосы частот; блок оценки; состояния контакта шины, посредством которого осуществляется оценка состояния контакта шины в соответствии с амплитудой колебательной составляющей, определенной устройством определения уровня колебаний.
Предпочтительным является то, что устройство регистрации колебаний установлено на участке, на котором расположен не вращающийся элемент колеса и размещено на боковой стороне колеса.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения создана шина для оценки состояния контакта шины, в которой задние участки шашек протектора, образованных множеством окружных и поперечных канавок, или нерабочие шашки выполнены с постоянным интервалом в окружном направлении шины, и шашка протектора, и нерабочая шашка имеют разную длину в окружном направлении шины.
Согласно настоящему изобретению способ оценки состояния контакта шины содержит этапы: установки шины, имеющей рисунок протектора, при котором задние участки шашек протектора или нерабочие шашки размещены в окружном направлении шины с постоянным интервалом, при этом шашка протектора сформирована множеством, состоящим из окружной и поперечной канавок или канавки грунтозацепа, а нерабочая шашка выступает в осевом направлении шины от контактного участка, проходящего в окружном направлении шины; регистрации колебаний, передаваемых к неподрессоренной части автомобиля от шины на неподрессоренной части при отрыве от дороги задней кромки шашки протектора или нерабочей шашки; оценки состояния контакта шины в соответствии с амплитудой колебательной составляющей в полосе частот, соответствующей периоду зарегистрированных колебаний. Следовательно, возможна точная оценка состояния контакта катящейся шины без установки датчика на шину. Кроме того, поскольку отпадает необходимость установки датчика на шину, может быть также повышена долговечность датчика, поскольку возможна более быстрая замена датчика по сравнению со случаем установки датчика на шину. Также, поскольку способ согласно настоящему изобретению построен таким образом, что регистрируют колебания, которые передаются к не вращающейся стороне, расположенной на боковой стороне колеса, через демпфирующий элемент, расположенный на не вращающейся стороне колеса, данные от датчика передаются к корпусу автомобиля, благодаря чему может быть упрощена конструкция аппарата и исключено искажение данных без применения контактного токосъемника или радиоузла.
В качестве шины для оценки состояния контакта шины может оказаться предпочтительным применение шины, имеющей такой рисунок протектора, при котором задние участки шашек протектора, которые образованы множеством окружных канавок и поперечных канавок, и нерабочие шашки, которые выступают в окружном направлении шины от контактного участка и продолжаются в окружном направлении шины, размещены в окружном направлении шины с постоянным интервалом. Однако, в то время как длина в окружном направлении шины у шашек одинакова, ширина поперечной канавки также одинакова. Это может привести к увеличению шума, связанного с интервалом шашек. Согласно настоящему изобретению применяется шина, имеющая рисунок протектора, при котором задние участки шашки или нерабочие шашки размещены с постоянным интервалом, а длины шашек или нерабочих шашек различаются, для того, чтобы обеспечить оценку состояния контакта шины без увеличения шума, связанного с интервалом расположения шашек, за счет образования множества канавок разной ширины.
Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг.1 - блок-схема структуры устройства для определения состояния контакта шины согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения;
фиг.2 - конструкция колеса, оборудованного шиной для оценки состояния контакта согласно настоящему изобретению;
фиг.3 - пример рисунка протектора шины для оценки состояния контакта;
фиг.4 - шашка протектора в деформированном состоянии при движении шины;
фиг.5 - графическое изображение колебательного процесса, зарегистрированного на поворотном кулаке;
фиг.6 - схема другого примера рисунка протектора шины для оценки состояния контакта;
фиг.7 - схема еще одного примера рисунка протектора шины для оценки состояния контакта;
фиг.8 - графическое изображение изменения уровня колебаний при въезде автомобиля на дорогу с малым трением, с дороги с высоким трением;
фиг.9 - схема стандартного способа оценки коэффициента трения дороги.
Далее приводится описание предпочтительного варианта выполнения настоящего изобретения на основе прилагаемых чертежей.
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства 10 для оценки состояния контакта шины согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения. На фиг.2 показана конструкция колеса, оборудованного шиной 20 для оценки состояния контакта согласно настоящему изобретению. На каждом чертеже позицией 11 обозначен датчик ускорений, регистрирующий колебания, проходящие к поворотному кулаку 23 от шины 20 для оценки состояния контакта через колесо 21 и ступицу 22 колеса, позицией 12 обозначен датчик скорости колеса, регистрирующий угловую скорость колеса 21 при его качении, позицией 13 обозначен блок задания зарегистрированной полосы частот для определения уровня колебаний в соответствии со скоростью колеса, определенной датчиком скорости колеса и интервалом расположения задних кромок шашек протектора, позицией 14 обозначен частотный анализатор, определяющий частотную форму колебаний и, проводящий частотный анализ колебаний, зарегистрированных датчиком ускорений, позицией 15 обозначено устройство определения уровня колебаний, определяющее амплитуду колебательной составляющей в зарегистрированной полосе частот частотных форм колебаний, позицией 16 обозначен блок оценки состояния контакта шины, оценивающий состояние контакта в соответствии с амплитудой колебательной составляющей, зарегистрированной устройством определения уровня колебаний. Блок 13 задания зарегистрированной полосы частот, частотный анализатор 14, устройство 15 определения уровня колебаний и блок 16 оценки состояния контакта шины образуют вычислитель 17 устройства 10 для оценки состояния контакта шины.
В качестве датчика 11 ускорений предлагаются пьезоэлектрический датчик ускорений и датчик ускорений, аналогичный полупроводниковым датчикам напряжений. Это значит, что предпочтительным может оказаться применение датчика пьезоэлектрического типа, который является компактным и имеет превосходные частотные характеристики.
Поворотный кулак 23, на котором установлен датчик 11 ускорений, представляет собой не вращающуюся сторону колеса (неподрессоренную часть автомобиля), которая соединена со ступицей 22 колеса, вращающейся вместе с колесом 21, на котором установлены шина для оценки состояния контакта и подшипник. Узел тормозного механизма, условно не показанный на фиг.2, установлен на поворотном кулаке 23. Поворотный кулак 23 соединен с верхним рычагом 24 и нижним рычагом 25 блока подвески автомобиля, содержащего упругий элемент, условно не показанный на фиг.2, через демпфирующий элемент 26 такой как, например, резиновая втулка.
В качестве датчика 12 скорости предлагается поворотный датчик электроиндуктивного типа, содержащий ротор датчика, установленный на вращающейся части, и магнитный датчик, установленный на не вращающейся части.
Далее приводится описание шины, согласно настоящему изобретению, для оценки состояния контакта.
На фиг.3 показан пример рисунка протектора шины 20 для оценки состояния контакта (далее называемой "шина"). Шина 20 содержит множество окружных канавок 31, проходящих в окружном направлении шины, поперечных канавок 32, проходящих в осевом направлении шины и пересекающих окружные канавки 31, ряд 30В шашек протектора, образуемый множеством шашек 33 (33А-33С), образуемых окружными канавками 31 и поперечными канавками 32, расположен вдоль окружного направления шины, внешний контактный участок 34а, который образован окружными канавками, расположен снаружи по отношению к автомобилю после установки на автомобиль, внутренний контактный участок 34b, который расположен снаружи по отношению к автомобилю после установки на автомобиль, множество шашек 36 плечевой зоны, образуемых окружными канавками 31 и канавками 35 грунтозацепов.
Ряд 30В шашек протектора включает три шашки 33А, 33В и 33С, длины которых в окружном направлении являются различными. Шашки расположены таким образом, что расстояние d между задними кромками шашек 33, соседних в окружном направлении, одинаково по всей длине окружности. Более конкретно, если обозначить шашки 33А, 33В и 33С, соответственно, как А, В и С, и расположить их в порядке А, В, С, А, В, С, А, В,…, расстояние между задней кромкой 33а шашки 33А и задней кромкой 33В шашки 33В, расстояние между задней кромкой 33В шашки 33В и задней кромкой 33с шашки 33С и расстояние между задней кромкой 33с шашки 33С и задней кромкой 33а шашки 33А равны d.
На виде, перпендикулярном экваториальной плоскости, показанном на фиг.2, задние кромки 33а, 33b и 33с находятся на линиях, при продлении которых в радиальном направлении шины, ее окружность делится на N одинаковых угловых секторов, если считать, что шина имеет форму окружности. Число N разбиений далее называется "коэффициент повторяемости рисунка".
Далее приводится объяснение взаимосвязи между шиной 20 для оценки состояния контакта и ее контактным состоянием. При качении шины 20, как показано на фиг.4, степень деформации шашки 33 увеличивается в направлении зоны разгрузки. При разгрузке деформация исчезает, в результате чего шашка 33 начинает колебаться в окружном направлении (направлении вращения шины). Когда коэффициент р. трения дороги, по которой катится шина, имеет большую величину, шашка 33 остается изогнутой под действием дороги почти до момента разгрузки. С другой стороны, когда коэффициент µ трения дороги имеет малую величину, шашка 33 входит в зону скольжения на пути к зоне разгрузки, в результате чего возникает скольжение шашки 33. В результате на дороге с малым трением возникают колебания, соответствующие скольжению. С другой стороны, на дороге с асфальтовым покрытием из-за того, что скольжения не происходит, колебания возникают редко. При использовании шины 20, имеющей рисунок протектора, при котором расстояние d между задними кромками шашек 33, соседних в окружном направлении, является одинаковым по всей окружности шины, колебания возникают при каждом повороте шины всего на величину d=(L/N), где N - коэффициент повторяемости рисунка.
На фиг.5 показан график, полученный в результате частотного анализа передаваемых поворотному кулаку 23 колебаний, зарегистрированных датчиком 11 ускорений при движении автомобиля, на котором установлена шина для оценки состояния контакта, по дороге с асфальтовым покрытием и по дороге с малым трением со скоростью (скоростью колеса) V. Как показано на фиг.5, частотные формы колебаний в окрестности заданной частоты f (в данном случае составляющей около 180 Гц) в случае дороги с асфальтовым покрытием и в случае дороги с малым трением существенно различаются. То есть пик частотной характеристики на асфальтовой дороге не выражен, а у частотной характеристики дороги с малым трением появляется пик.
Поскольку заданная частота возникает каждый раз, когда шина 20 поворачивается всего на величину d=(L/N), она может быть определена следующим образом.
Поскольку период Т колебаний является величиной, которая образуется делением расстояния d=(L/N) между задними кромками шашки 33 на скорость V, то он может быть вычислен по формуле T=L/(N·V). Поэтому частота f=1/T=(N-V)/L является частотой пика амплитудно-частотной характеристики. Например, если L=2 м, N=60, V=22 км/ч, f=183 Гц.
В соответствии с конструкцией устройства 10 для оценки состояния контакта шины колебания, передаваемые на поворотный кулак 23 от шины через колесо 20 и ступицу 22 колеса при последовательном отрыве от дороги задних кромок 33а-33с шашек 33А-33С, регистрируются устройством 11 регистрации ускорений.
Зарегистрированные колебания передаются в частотный анализатор 14. Переданные колебания подвергаются частотному анализу для получения частотной формы колебаний. Полученная частотная форма колебаний затем предается в устройство 15 определения уровня колебаний. Скорость V колеса, которая является скоростью вращения колеса 21, на котором установлена шина 20, регистрируется датчиком 12 скорости колеса и передается в блок 13 задания зарегистрированной полосы частот. В блоке 13 задания зарегистрированной полосы частот определяется центральная частота f и ширина Δf полосы для определения колебательной составляющей по скорости V колеса, длине L окружности и коэффициенту N повторяемости рисунка, которая затем, как и зарегистрированная полоса частот, передается устройству 15 определения уровня колебаний. Что касается, например, Δf, то эта величина может быть приблизительно f/10.
Устройство 15 определения уровня колебаний определяет колебания Р в зарегистрированной частотной полосе частотной формы колебаний и передает их блоку 16. Блок 16 оценки состояния контакта шины сравнивает уровень Р колебаний с предварительно заданным пороговым значением К уровня колебаний и определяет, что дорога представляет собой дорогу с малым трением, если уровень Р колебаний больше чем пороговое значение К либо равен ему, и определяет, что дорога является дорогой с большим трением, когда уровень Р колебаний равен или меньше чем пороговое значение К.
Как описано выше, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения применяется шина 20, которая имеет ряд 30В шашек, на котором в окружном направлении расположено множество шашек 33А~33С различной длины в окружном направлении шины, и имеет рисунок протектора, при котором задние кромки соседних шашек ряда 30В шашек выполнены с заданным интервалом, периодические колебания, передаваемые на поворотный кулак 23 от шины 20 при отрыве задней кромки от дороги, регистрируются датчиком 11 ускорений, установленным на поворотном кулаке 23 для получения частотной формы колебаний, определяется уровень колебаний в зарегистрированной полосе частот, который вычисляется по скорости V колеса, замеренной датчиком 12 скорости колеса и интервалу, и производится оценка состояния контакта шины по величине уровня колебаний, благодаря чему обеспечивается точная оценка состояния контакта вращающейся шины без установки датчика на шину 20.
Кроме того, поскольку датчик 11 ускорений установлен на поворотном кулаке 23, являющимся не вращающимся элементом, данные о колебаниях могут быть получены с не вращающейся стороны колеса без применения контактного токосъемника, радиопередающего блока и тому подобных устройств.
Устройство 10 для оценки состояния контакта шины может также оценивать легкость перехода шины к скольжению, то есть состояние сцепления шины. Поэтому для управления состоянием движения автомобиля контроллер автомобиля сконфигурирован таким образом, что он содержит устройство 10 для оценки состояния контакта шины согласно настоящему изобретению и контроллер для управления состоянием движения автомобиля в соответствии с контактным состоянием шины, оцененным устройством 10. Благодаря этому обеспечивается дополнительное повышение безопасности автомобиля.
В вышеприведенном предпочтительном варианте выполнения изобретения описывается шина 20 для оценки состояния контакта, имеющая схему расположения шашек протектора, при которой имеется ряд 30В шашек, в котором в окружном направлении равномерно размещены шашки 33А-33С в последовательности А, В, С, А, В, С, А, В,…. Однако, как показано на фиг.6, при наличии двух рядов шашек два ряда шашек могут соответственно представлять собой ряды для регистрации колебаний в соответствии с шагом размещения задних кромок. Кроме того, только один ряд шашек из двух может являться рядом шашек для регистрации колебаний. Также способ размещения шашек 33А-33С в окружном направлении может быть произвольным, например А, В, С, В, А, С, А, С, …. Следовательно, не обязательным является расположение краев (задних кромок) соседних шашек с постоянным шагом, он может быть постоянным для каждой шашки или для каждой третьей шашки. Это означает, что необходимым условием является только то, чтобы расстояния между задними кромками шашек были выровнены.
Форма шашки 33 не обязательно должна ограничиваться шестигранником и на задней кромке может быть выполнен скошенный участок или тому подобный элемент.
Хотя в вышеописанном варианте выполнения изобретения имеется 3 типа шашек 33А-33С разной длины в окружном направлении, предпочтительным является размещение большого числа типов шашек, например 6 или 10 типов, поскольку это может улучшить соотношение S/N заданной частотной составляющей в частотной форме колебаний. Однако, принимая во внимание конструкцию рисунка протектора и сложность изготовления пресс-формы, подходящим числом можно считать 6-10 типов шашек.
Коэффициент N повторяемости рисунка выбирается в соответствии с постоянной длиной шашки, общей площадью контакта и тому подобными параметрами.
Рисунок протектора шины 20 для оценки состояния контакта не ограничивается вышеописанным рисунком расположения шашек. Как показано на фиг.7, шина может иметь рисунок протектора, при котором в окружном направлении шины сформирован прерывистый контактный участок, такой, что у шины имеется ребро 37, которое проходит в окружном направлении и имеет рисунок протектора с нерабочими шашками 38 (38А-38С). Точнее, нерабочие шашки 38А-38С образованы окружными канавками 31 и канавками 39 грунтозацепа и представляют собой контактные участки, проходящие в направлении окружной канавки 31 от ребра 37. В этом случае их длина в окружном направлении шины является различной. Кроме того, очевидно, что рисунок протектора имеет такую конфигурацию, при которой расстояния между задними кромками соседних нерабочих шашек 38, а именно расстояния между задней кромкой 38а нерабочей шашки 38А и задней кромкой нерабочей шашки 38В, между задней кромкой нерабочей шашки 38В и задней кромкой нерабочей шашки 38С, а также между задней кромкой 38с нерабочей шашки 38С и задней кромкой 38а нерабочей шашки 38А одинаковы.
Хотя в вышеприведенном варианте выполнения изобретения описывается только случай, при котором задние кромки 33а-33с шашек 33А-33С протектора и задние кромки 38а-38с нерабочих шашек 33А-33С расположены поперечно относительно окружного направления шины, это не является обязательным требованием, и задние кромки могут быть выполнены наклонными относительно окружного направления шины.
Хотя в вышеописанном варианте выполнения изобретения датчик 11 ускорений установлен на поворотном кулаке 23, колебания могут регистрироваться даже при его установке на элемент вращающейся стороны, такой как, например, колесо 21 или ступица 22 колеса. Однако, когда такой датчик, как датчик 11 ускорений, находится на элементе вращающейся стороны, необходимо, чтобы регистрируемый сигнал мог быть передан к борту автомобиля через контактный токосъемник или радиопередающий узел. При использовании контактного токосъемника или радиопередающего узла появляется опасность не только увеличения числа деталей, но и искажения данных из-за попадания в их состав шума. С другой стороны, даже при его установке на элемент с не вращающейся стороны колеса, поскольку верхний рычаг 24 и нижний рычаг 25 соединены через колесо 21 и демпфирующий элемент 26, возникают проблемы с точностью такие, как, например, поглощение колебаний, при котором уровень колебаний снижается или возникает задержка фазы. Для избежания этих проблем предпочтительно устанавливать датчик 11 ускорений на поворотный кулак 23, как это сделано в настоящем варианте выполнения изобретения.
Вычислитель 17 может устанавливаться на поворотный кулак 23, как показано на фиг.2 или на борт автомобиля.
Пример
Рисунок протектора, у которого задняя кромка центральной шашки была разделена на 60 равных частей по ее окружности, был выполнен на легковой шине размерности 225/45R17. Остальные элементы такие, как шашка плечевой зоны, были разделены на 45 равных частей.
Автомобиль, на котором была установлена шина, съезжал на дорогу с малым трением (µ=0.2) с асфальтовой дороги (µ=1.0) на скорости 22 км/ч. Поскольку длина окружности составляла 2 м, центральная частота в зарегистрированной полосе частот составила 183 Гц.
На фиг.5 показано графическое изображение колебательного процесса, полученное за счет установки датчика ускорений на неподрессоренной части (поворотном кулаке) автомобиля и проведения частотного анализа составляющих ускорений неподрессоренной части с разрешением 2 Гц за 1 с среднего времени.
Хотя на частотной форме колебаний для асфальтовой дороги и нет явно выраженного пика, было подтверждено, что для колебательных составляющих в приблизительно 180 Гц вычисленная частота является частотой пика частотной формы колебаний.
На фиг.8 показано изменение во времени величины колебательных составляющих в окрестности 180 Гц частотной формы колебаний. Фиг.8 подтверждает, что колебательные составляющие были малы при движении автомобиля по асфальтовой дороге и, что колебательные составляющие увеличились при съезде автомобиля на дорогу с малым трением.
Как было указано выше, согласно настоящему изобретению, поскольку состояние контакта шины может быть оценено без установки датчика на шину, возможно решение проблемы долговечности датчика при повышении безопасности движения автомобиля.
1. Способ оценки состояния контакта шины, в котором устанавливают шину, имеющую рисунок протектора, при котором задние участки шашек или нерабочие шашки выполнены с постоянным интервалом в окружном направлении шины, при этом шашка сформирована множеством, состоящим из окружной канавки и поперечной канавки или канавки грунтозацепа, а нерабочая шашка выступает в осевом направлении шины от контактного участка, проходящего в окружном направлении шины; регистрируют колебания, передаваемые к неподрессоренной части автомобиля от шины на неподрессоренной части при отрыве от дороги задней кромки шашки или нерабочей шашки; оценивают состояние контакта шины в соответствии с амплитудой колебательной составляющей в полосе частот, соответствующей периоду зарегистрированных колебаний.
2. Способ по п.1, в котором регистрируют колебания, передаваемые к невращающейся стороне, расположенной на боковой стороне колеса, через демпфирующий элемент, расположенный на невращающейся стороне колеса.
3. Устройство для оценки состояния контакта катящейся шины посредством шины, имеющей рисунок протектора, при котором задние участки шашек протектора или нерабочие шашки выполнены в окружном направлении шины с постоянным шагом, при этом шашка сформирована множеством, состоящим из окружной канавки и поперечной канавки или канавки грунтозацепа, а нерабочая шашка выступает в осевом направлении шины от контактного участка, проходящего в окружном направлении, при этом упомянутое устройство содержит устройство регистрации колебаний, расположенное на неподрессоренной части автомобиля и предназначенное для регистрации колебаний на неподрессоренной части; датчик скорости колеса, предназначенный для регистрации скорости колеса; а также блок задания зарегистрированной полосы частот, который задает полосу частот для определения уровня колебаний в соответствии со скоростью, зарегистрированной датчиком скорости колеса и периодом; устройство определения уровня колебаний, которое определяет амплитуду колебательной составляющей в полосе частот, заданной блоком задания зарегистрированной полосы частот; и блок оценки состояния контакта шины, посредством которого осуществляется оценка состояния контакта шины в соответствии с амплитудой колебательной составляющей, определенной устройством определения уровня колебаний.
4. Устройство по п.3, в котором устройство регистрации колебаний установлено на участке, на котором расположен невращающийся элемент колеса, и расположено на боковой стороне колеса.
