(57)【要約】タイヤの磁気側壁トーション（ＳＷＴ）シグネチャを用いて、タイヤ圧の変化、あるいは差し迫ったトレッドセパレーションまたは他の破損を示すものであるかもしれない変化等の、タイヤ状態の変化をリアルタイムで検出するシステムおよび方法。タイヤの測定した磁気シグネチャを、損傷のない状態あるいは許容できる状態におけるそのタイヤを表す格納された磁気シグネチャと比較する。測定された磁気シグネチャが格納された磁気シグネチャと大きく異なるか、またはタイヤ圧の変化が検出された場合、このシステムおよび方法は、運転者にそれに関わる警告を発し、かつ／または例えば車両を減速することによってその破損しつつあるタイヤの影響を修正、あるいは少なくとも緩和するために自動的に対策をとる車両制御システムに入力を行う。
2005522680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアルタイムでタイヤの状態の変化を検出する方法において、
（ａ）少なくとも一個のセンサとタイヤの側壁との間の変動するエアギャップの長さに関わる出力を有する該少なくとも一個のセンサを設定し、
（ｂ）複数のデータを含む格納されたシグネチャを設定し、
（ｃ）該少なくとも一個のセンサから集積された複数のデータを含む測定されたシグネチャを該少なくとも一個のセンサから読み出し、
（ｄ）該格納されたシグネチャ及び測定されたシグネチャから、格納されたシグネチャと測定されたセンサとの間の偏差を表す偏差値を判定し、
（ｅ）該偏差値および所定のしきい値からタイヤ状態が変化したかどうかを判定する、
各段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
リアルタイムでタイヤの状態の変化を検出するシステムにおいて、
（ａ）少なくとも一個のセンサとタイヤの側壁との間の変動するエアギャップの長さに関わる出力を有する該少なくとも一個のセンサを設定する手段と、
（ｂ）複数のデータを含む格納されたシグネチャを設定する手段と、
（ｃ）該少なくとも一個のセンサから集積された複数のデータを含む測定されたシグネチャを該少なくとも一個のセンサから読み出す手段と、
（ｄ）該格納されたシグネチャ及び測定されたシグネチャから、格納されたシグネチャと測定されたセンサとの間の偏差を表す偏差値を判定する手段と、
（ｅ）該偏差値および所定のしきい値からタイヤ状態が変化したかどうかを判定する手段と、
でなる各段階を含むことを特徴とするシステム。
【請求項３】
別の少なくとも一個のタイヤを有する車両の、タイヤの状態の変化をリアルタイムで検出する方法において、
（ａ）少なくとも一個のセンサとタイヤの側壁との間の変動するエアギャップの長さに関わる出力を有する該少なくとも一個のセンサを設定し、
（ｂ）別の少なくとも一個のセンサと該別の少なくとも一個のタイヤの側壁との間の変動するエアギャップの長さに関わる出力を有する該別の少なくとも一個のセンサを設定し、
（ｃ）該少なくとも一個のセンサから集積した複数のデータを含む測定されたシグネチャを該少なくとも一個のセンサから読み出し、
（ｄ）該別の少なくとも一個のセンサから集積した複数のデータを含む別の少なくとも一つの測定されたシグネチャを該別の少なくとも一個のセンサから読み出し、
（ｅ）該測定されたシグネチャから及び該別の少なくとも一つの測定されたシグネチャから、該測定されたシグネチャと該別の少なくとも一つの測定されたセンサとの間の偏差を表す偏差値を判定し、
（ｆ）該偏差値および所定のしきい値からタイヤの状態が変化したかどうかを判定する、
各段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
別の少なくとも一個のタイヤを有する車両の、タイヤの状態の変化をリアルタイムで検出するシステムにおいて、
（ａ）少なくとも一個のセンサとタイヤの側壁との間の変動するエアギャップの長さに関わる出力を有する該少なくとも一個のセンサを設定する手段と、
（ｂ）別の少なくとも一個のセンサと該別の少なくとも一個のタイヤの側壁との間の変動するエアギャップの長さに関わる出力を有する該別の少なくとも一個のセンサを設定する手段と、
（ｃ）該少なくとも一個のセンサから集積した複数のデータを含む測定されたシグネチャを該少なくとも一個のセンサから読み出す手段と、
（ｄ）該別の少なくとも一個のセンサから集積した複数のデータを含む別の少なくとも一つの測定されたシグネチャを該別の少なくとも一個のセンサから読み出す手段と、
（ｅ）該測定されたシグネチャから及び該別の少なくとも一つの測定されたシグネチャから、該測定されたシグネチャと該別の少なくとも一つの測定されたセンサとの間の偏差を表す偏差値を判定する手段と、
（ｆ）該偏差値および所定のしきい値からタイヤの状態が変化したかどうかを判定する手段、
とでなる各段階を含むことを特徴とするシステム。
【請求項５】
前記該偏差値および所定のしきい値からタイヤ状態が変化したかどうかを判定する段階は、惨事につながるタイヤの破損が差し迫っているかどうかを該偏差値および所定のしきい値から判定する段階を含むことを特徴とするクレーム１または３のいずれかに記載のリアルタイムでタイヤの状態の変化を検出する方法。
【請求項６】
前記該偏差値および所定のしきい値からタイヤ状態が変化したかどうかを判定する段階は、タイヤに対する構造的変化が起こったかどうかを該偏差値および所定のしきい値から判定する段階を含むことを特徴とするクレーム１または３のいずれかに記載のリアルタイムでタイヤの状態の変化を検出する方法。
【請求項７】
前記該偏差値および所定のしきい値からタイヤ状態が変化したかどうかを判定する段階は、タイヤ圧の変化が起こったかどうかを該偏差値および所定のしきい値から判定する段階を含むことを特徴とするクレーム１または３のいずれかに記載のリアルタイムでタイヤの状態の変化を検出する方法。
【請求項８】
前記該偏差値および所定のしきい値からタイヤ状態が変化したかどうかを判定する手段は、惨事につながるタイヤの破損が差し迫っているかどうかを該偏差値および所定のしきい値から判定する手段を備えることを特徴とするクレーム２または４のいずれかに記載のリアルタイムでタイヤの状態の変化を検出するシステム。
【請求項９】
前記該偏差値および所定のしきい値からタイヤ状態が変化したかどうかを判定する手段は、タイヤに対する構造的変化が起こったかどうかを該偏差値および所定のしきい値から判定する手段を備えることを特徴とするクレーム２または４のいずれかに記載のリアルタイムでタイヤの状態の変化を検出するシステム。
【請求項１０】
前記該偏差値および所定のしきい値からタイヤ状態が変化したかどうかを判定する手段は、タイヤ圧の変化が起こったかどうかを該偏差値および所定のしきい値から判定する手段を備えることを特徴とするクレーム２または４のいずれかに記載のリアルタイムでタイヤの状態の変化を検出するシステム。
【請求項１１】
タイヤ状態の変化が起こったことの警告を設定する段階をさらに含むことを特徴とするクレーム１または３または５または６または７のいずれかに記載のリアルタイムでタイヤの状態の変化を検出する方法。
【請求項１２】
タイヤ状態の変化が起こったことの警告を設定する手段をさらに備えることを特徴とするクレーム２または４または９または１０または１１のいずれかに記載のリアルタイムでタイヤの状態の変化を検出するシステム。
【請求項１３】
リアルタイムでタイヤ圧を判定する方法において、
（ａ）少なくとも一個のセンサとタイヤの側壁との間の変動するエアギャップの長さに関わる出力を有する該少なくとも一個のセンサを設定し、
（ｂ）該少なくとも一個のセンサとタイヤの側壁との間のエアギャップの長さに関わるデータを該少なくとも一個のセンサから読み出し、
（ｃ）該少なくとも一個のセンサとタイヤの側壁との間のエアギャップの長さに関わるデータからタイヤの測定圧力値を判定する、
各段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記該少なくとも一個のセンサとタイヤの側壁との間のエアギャップの長さに関わるデータからタイヤの測定圧力値を判定する段階は、
（ａ）該少なくとも一個のセンサとタイヤの側壁との間のエアギャップの長さに関わる導き出された値を計算し、
（ｂ）該導き出された値をタイヤの測定圧力値に変換する、
各段階を含むことを特徴とするクレーム１３記載のリアルタイムでタイヤ圧を判定する方法。
【請求項１５】
前記導き出された値をタイヤの測定圧力値に変換する段階は、
（ａ）タイヤ圧力値の格納値を少なくとも該少なくとも一個のセンサとタイヤの側壁との間のエアギャップの長さに関わる値の関数として有するルックアップテーブルを設定し、
（ｂ）該導き出された値からタイヤの測定圧力値を計算する過程において前記ルックアップテーブルを使用する、
各段階を含むことを特徴とするクレーム１４記載のリアルタイムでタイヤ圧を判定する方法。
【請求項１６】
前記導き出された値をタイヤの測定圧力値に変換する段階は、
（ａ）タイヤ圧力値の格納値を少なくとも車両速度、および該少なくとも一個のセンサとタイヤの側壁との間のエアギャップの長さに関わる値の関数として有するルックアップテーブルを設定し、
（ｂ）該導き出された値からタイヤの測定圧力値を計算する過程において前記ルックアップテーブルを使用する、
各段階を含むことを特徴とするクレーム１４記載のリアルタイムでタイヤ圧を判定する方法。
【請求項１７】
前記導き出された値をタイヤの測定圧力値に変換する段階は、
（ａ）タイヤ圧力値の格納値を少なくともタイヤの負荷、車両速度、および該少なくとも一個のセンサとタイヤの側壁との間のエアギャップの長さに関わる値の関数として有するルックアップテーブルを設定し、
（ｂ）該導き出された値からタイヤの測定圧力値を計算する過程において前記ルックアップテーブルを使用する、
各段階を含むことを特徴とするクレーム１４記載のリアルタイムでタイヤ圧を判定する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は一般にタイヤ力学の分野に関連し、特にタイヤの変形の測定値を用いた、タイヤ圧の変化、あるいは差し迫ったトレッドセパレーションまたは他の破損を示すものであるかもしれない変化等の、タイヤ状態の変化の検出に関する。
【０００２】
（関連出願の相互参照）
この出願は以下の各特許および審査中の出願に関連するものと考えられ、それらのすべてを言及することによって、その全体を本文書に一体的に組み入れる：Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．Ｎｏｓ．５，８９５，８５４；  ５，９１３，２４０；  ５，９２６，０１７；  ５，９６４，２６５；  ６，１６１，４３１；  および  ６，３０８，７５８；  および  Ｕ．Ｓ．  Ｐａｔｅｎｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒ．Ｎｏ．０９／５８４，２３０．
【背景技術】
【０００３】
（発明の背景）
米国特許Ｎｏｓ．５，８９５，８５４  および  ６，３０８，７５８および同時審査中の米国特許願書Ｓｅｒ．Ｎｏ．０９／５９４，２３０は、少なくとも一個所以上の所定の位置において、磁気を帯びさせた磁化可能粒子をしみ込ませたゴム混合物を有する空気（ゴム）タイヤを備えた車両用車輪を開示している。その特許において述べられているように、そこで開示されたタイヤを、スリップ調節システムにおいて用いることができる。磁気を帯びさせる位置は、タイヤの側壁における一本以上の環状バンド、すなわち縦または周方向に設けられ、タイヤの周方向にそって異なった半径で配置された一列以上の磁化の異なる連続部分を有することが望ましい。その’８５４特許において明示された目的の一つは、ＡＢＳ（Ａｎｔｉ−ｌｏｃｋ  Ｂｒａｋｅ  ｓｙｓｔｅｍ）のための車輪の回転速度および／またはスリップ調節のためのタイヤに作用する縦方向の力（ねじり力）等の、最近の車両を運転するために必要な情報を入手可能にする空気（ゴム）タイヤを有する車両用車輪を提供することにある。
【０００４】
その特許によれば、生成された磁化および空間的な磁化の差は磁界センサによって検出することができ、スリップ調節システムのための、特にＳＷＴシステム（側壁トーション測定システム）のための、ＳＷＴセンサ入力信号（側壁トーション・センサ入力信号）として有用である。同特許においてさらに述べられているように、できる限り正確に（ＡＢＳにおける一列またはＳＷＴにおける二列）の二個所のマークを通過する時間間隔の変化を検出することが可能であるためには、周方向の磁化をできる限り四辺形的に実現すること、すなわち磁化が凝集領域（コードバー）内においてほぼ均等であり、何よりもまずこの領域の境界においてできる限り大きな傾斜で変化することが望ましいと、以前は考えられていた。これとは対照的に、車輪の回転を検出する従来のＡＢＳシステムついては、タイヤの周方向の磁化は正弦曲線的に実現されれば十分であると述べている。
【０００５】
したがって、ＳＷＴセンサを用いたＳＷＴシステムの基本的な機能は、タイヤの接線方向におけるねじれ変形を測定し、そのねじれ変形を利用して印加されている駆動または制動トルクを計算することにあった。同時審査中の米国特許願書  Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｏ．０９／５８４，２３０  は、ＳＷＴセンサを縦方向のトルクを効率的に測定するために用いることを可能にし、かつそのＳＷＴセンサを用いたタイヤに作用する横方向の力および他の力やトルクを予測するために、タイヤに作用する横方向および接線方向の力を取り除くシステムおよび方法を提供している。
【０００６】
いろいろな繋ぎめの位置、材料の厚さの少しの違い等の各タイヤに固有の構成のために、それぞれのタイヤは、ＳＷＴ磁気センサによって検出可能なそれ独自の磁界側壁”指紋”または”シグネチャ”を有している。これらのシグネチャは、それぞれのタイヤに固有のものである場合も、そうでない場合もある。図１は、タイヤの一回転について、タイヤの磁化領域の円周方向の磁極数に対してプロットした磁界を示す、そのようなタイヤ・シグネチャの一つである。図１は、そのシグネチャのよりはっきりとした幾つかの特徴の原因であるタイヤの物理的特性、ビルダ・スプライス、サイドウォール・スプライス、およびストックプレパレーション・スプライスを一般的に示している。このシグネチャはタイヤの回転毎に繰り返される。特許願書Ｓｅｒ．Ｎｏ．０９／５９４，２３０におけるシステムおよび方法を含めて、上述したＳＷＴシステムの出願においては、このシグネチャの個々の特徴は、タイヤに作用する力を判定する役割としてはほとんど見過ごされていた。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（発明の要旨）
本発明によれば、それぞれのタイヤに対するこの固有の磁界側壁シグネチャを無視するか、またはノイズとして取り扱う必要はなく、むしろ、任意のタイヤのシグネチャにおける変化を、例えばカット、パンクチュア、ピンホール、トレッドセパレーション、側壁異常（例えば側壁の縁石上での削れ、側壁気泡、および側壁”アンジッピング”な）等によって引き起こされるかもしれない差し迫ったタイヤの破損等のタイヤ状態の変化の兆候たりうること、およびタイヤの磁界側壁シグネチャにおける変化を検出することによって、差し迫ったタイヤの破損の早期の警告を発しうることが発見された。また、タイヤが古くなるにつれて、その磁界側壁シグネチャは、異なる直流オフセットを用いることによって、本質的にそのままであることも発見された。しかも、タイヤの一方の側部におけるある種の切迫したタイヤ破損を、そのタイヤの他方の側部におけるそのタイヤの磁界側壁シグネチャにおける変化によって検出できることも発見された。
【０００８】
したがって、本発明は、タイヤの磁界側壁シグネチャにおける変化を検出することによってタイヤ状態の変化を判定するシステムおよび方法を提供するものである。一般に、このシステムおよび方法においては、タイヤの現在の磁気シグネチャを、損傷のない状態のそのタイヤを表す格納された磁気シグネチャと比較する。現在の磁気シグネチャが格納された磁気シグネチャと大きく異なる場合、このシステムおよび方法は、運転者にそれに関わる警告を発し、かつ／または例えば車両を減速することによってその破損しつつあるタイヤの影響を修正、または少なくとも緩和するための対策を自動的にとるところの車両制御システムに入力を行う。
【０００９】
したがって、本発明は、ＳＷＴセンサ等のタイヤ変形センサを用いた、タイヤの状態の変化を判定するシステムおよび方法の提供に効果を奏する。
【００１０】
また、本発明は、ＳＷＴセンサ等のタイヤ変形センサを用いた、切迫したタイヤ破損を判定するシステムおよび方法の提供に効果を奏する。
【００１１】
本発明のこれらおよび他の効果は、発明の詳細な説明によってより明確となる。
【００１２】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
各図特にまず図２において、本発明に係る車両制御システム２０を概略的に示す。基本的には、車両制御システム２０は、少なくとも一個のタイヤ側壁変形センサと回路コミュニケーションのあるタイヤ状態検出ユニット２２を備えている。本明細書において”回路コミュニケーション”とは、装置間の通信伝達関係を示すために用いられる。直接的電気および光学接続、および間接的電気および光学接続が回路コミュニケーションの例である。一方からの信号が他方によって受信された場合、それら二つの装置は、その信号がそれら以外の装置によって変更されたかどうかにかかわらず、回路コミュニケーションを有するものとする。例えば、変圧器、オプトアイソレータ、デジタルまたはアナログバッファ、アナログインテグレータ、他の電子回路機構、ファイバ・光学トランシーバ、あるいは衛星であっても、それらの少なくとも一つによって隔てられた二つの装置は、一方からの信号が他方に到達するのであれば、その信号が中間の装置によって変更されていても、回路コミュニケーションを有する。最後の例として、互いには直接接続されていないが、共にＣＰＵ等の第三の装置とインタフェースを有することが可能な二つの装置は回路コミュニケーションを有している。本明細書で用いられる”入力”とは信号または数値のことであり、”出力”とは信号または数値のことである。文脈から明らかにそうでない場合を除いて、”信号”および”数値”の各用語は本明細書においては互いに置き換え可能に用いられる。タイヤ側壁変形センサは、磁気タイヤ側壁トーション（ＳＷＴ）センサであることが望ましい。タイヤ状態検出ユニット２２は、少なくとも一個のＳＷＴセンサからの入力および別の少なくとももう一つのセンサ入力を受け取り、かつあらかじめ集積されたデータから求められた定数を有するあらかじめプログラムされた数式を実行することによってデータ分析を行って少なくともそのＳＷＴ入力からタイヤ状態（またはタイヤ状態の変化）を判定する、あらかじめプログラムされた図示しないプロセッサを有している。また、タイヤ状態検出ユニット２２は、何らかの必要な信号調節（適切な信号増幅、ローパスフィルタリング、および／またはハイパスフィルタリング等）およびＳＷＴセンサに付随するデータ処理を行うこともできる。
【００１３】
図２の好ましい実施例において、タイヤ状態検出ユニット２２は、車両２０のそれぞれのタイヤ３０に対して一対の磁気ＳＷＴセンサ２６、２８と回路コミュニケーションを有しているが、しかしながら、タイヤ状態検出ユニット２２を、車両２０のそれぞれのタイヤ３０について単一の磁気ＳＷＴセンサ２６を備えて使用することもできる。タイヤ状態検出ユニット２２は、少なくとも一つのアクチュエータ３４を介して車両２０と回路コミュニケーションを有し、かつその動的状態に影響を与える制御ユニット３２と回路コミュニケーションを有していることが好ましい。当業者に公知の制御ユニット３２およびアクチュエータ３４の例としては、以下のものの一つ以上の結合および組み合せがあげられる。ブレーキアクチュエータを備えたＡＢＳ制御ユニット、ブレーキおよびスロットルアクチュエータを備えたトラクション制御システム（ＴＣＳ）制御ユニット、ブレーキおよびスロットルアクチュエータを備えた電子安定制御（ＥＳＣ）（インテグレーテッド車両ダイナミックス（ＩＶＤ）またはＥＳＰとしても知られる）制御ユニット、ロックド差動制御ユニット、サスペンション制御ユニット、ブレーキアクチュエータを備えたブレーキ補助制御ユニット、車両スロットルアクチュエータを備えたインテリジェントクルーズ制御ユニット、ステアリングアクチュエータを備えたステアリング補助制御ユニット、空気抜け検知制御ユニット、ナビゲーション制御ユニット、転倒防止（反転倒ブレーキング（ＡＲＢ）としても知られる）制御ユニット、およびブレーキアクチュエータを備えたブレーキ・バイ・ワイヤ制御ユニットなどがあり、これらはすべて、例えば自動的にエンジンスピードを減じかつ自動的に制動力を加えて車両を減速することによって検出されたタイヤ状態の変化に反応するようにプログラムすることが可能である。ここで重要なことは、これらの例示的制御ユニット３２およびアクチュエータ３４が、（縦方向の力および／または加速に対する）縦方向加速度計、（横方向の力および／または加速に対する）横方向加速度計、垂直負荷センサ、ホイールスピードセンサ、およびヨーレートセンサのうちの少なくとも一つのセンサを必要とすることであり、これらはすべて、同時審査中の米国特許願書Ｓｅｒ．Ｎｏ．０９／５８４，２３０にしたがって一つ以上のＳＷＴセンサによって置き換えることができる。
【００１４】
また、本発明のこの好ましい実施例は、タイヤ状態またはタイヤ状態の変化の表示を運転者に提供するメッセージセンター３６を備えている。限定するものではないが、例えば、本発明にしたがって、メッセージセンター３６は、（ｉ）少なくとも一つのタイヤが十分に膨らんでいないという警告、（ｉｉ）少なくとも一つのタイヤが許容可能なしきい値を超える法線方向の負荷をうけているという警告、（ｉｉｉ）惨事につながるタイヤの破損が切迫していることの警告のうちの少なくとも一つの視覚的および／または聴覚的および／またはその他の表示を運転者に提供することができる。
【００１５】
タイヤ状態検出ユニット２２は、アナログおよびデジタル回路機構、プロセッサおよび同様のもののいろいろな組み合せによって実現することができる。制御ユニットは、別個の回路機構および／またはプロセッサ、あるいはタイヤ状態検出ユニット２２を実現するために用いられた回路機構および／またはプロセッサによって実現することができる。タイヤ状態検出ユニット２２のデータ処理およびデータ分析部分は、信号調節が図示しない専用のアナログ回路機構で行われるとものとして、単一のプロセッサにおいて実現されることが望ましい。
【００１６】
タイヤ状態検出ユニット２２は、車両上のそれぞれのタイヤ３０についての、例えば公称のシグネチャ、磁極の数等の情報を必要とすることがある。したがって、タイヤ状態検出ユニット２２のプロセッサは、各タイヤについてその情報を取得する何らかの方法を有することが必要となる。タイヤ状態検出ユニット２２は、例えばＳＷＴセンサの一つに（タイヤ側壁に埋め込まれたバーコード等の形態のあらかじめ選択した一連の磁気遷移等の）磁気コードをタイヤ側壁から直接読ませる、それを介してタイヤの種類が選択されるかあるいは他の情報が入力される任意に接続可能なコンピュータまたはインタフェースペンダント等の外部装置１２０と交信する等の、幾通りかの方法でこの情報を取得することができる。さらに、あるいはその代わりに、タイヤ状態検出ユニット２２は、任意に接続可能なコンピュータまたはインタフェースペンダント等の外部装置１２０から、タイヤ情報を直接または間接に受け取る通信回路機構を有することができる。
【００１７】
次に図３において、一対のＳＷＴセンサ２６、２８を、対応する磁気タイヤ３０とともに概略的に示す。図３において概略的に示すように、ＳＷＴセンサ２６、２８とともに用いられる磁気タイヤ３０は、多数の磁極性が交互するバンド３８を有することが望ましい。磁気タイヤ３０は、例えば米国特許Ｎｏ．５，８９５，８５４において教示され、または米国特許Ｎｏ．６，３０８，７５８において教示される幾通りかの方法、あるいは例えばあらかじめ磁化された薄い素材の交互バンドを設定し、グリーンタイヤの側壁に隣接して交互する磁気バンド埋め込み、そのグリーンタイヤを加硫するなどの幾通りかの他の方法で作ることができる。ＳＷＴセンサ２６、２８自体は、タイヤ３０の側壁の磁化領域と作用しあうように、それに充分に近接して配置された磁気抵抗（ＭＲ）センサ、ホール効果センサ、またはフラックスゲートセンサ等の磁気センサであることが好ましい。ＭＲセンサは、ある程度のエアギャップを許容し、かつすでに広くテストされているという利点がある。フラックスゲートセンサは、１ないし２インチの間のエアギャップを許容する利点を有し、デファレンシャルモードにおいて使用され得るという更なる利点（例えばＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓのＰｏｌａｋ  Ｃｏ．のフラックスゲートセンサ）も有する。ホール効果センサは、比較的小さなエアギャップであることを必要とする欠点がある。２個のＳＷＴセンサを用いた場合、一方のセンサ２６をトレッド４０近傍に配置し、他方のセンサ２８をビード４２の近傍に配置することが望ましい。一個だけのＳＷＴセンサを用いる場合、ＳＷＴセンサ２６を、より高い感度をもたらすために、ビード４２よりもトレッド４０に近く配置することが望ましい。
【００１８】
次に図４および図５において、センサ２６、２８の車両サスペンションストラット５０への取り付けを示す。センサ２６、２８は、取り付けブラケット５２を介してサスペンションストラット５０に取り付けられることが好ましい。図４および図５において、センサ２６、２８は、Ｐｈｉｌｉｐｓ社のモデルナンバーＫＭＺ１０Ａの磁気抵抗（ＭＲ）センサである。取り付けブラケット５２は、ホール効果センサ２６、２８の平坦な端部が磁気タイヤ３０の側壁に略並行となるような形状であることが望ましい。ＭＲセンサ２６、２８の平坦な端部は、タイヤ３０に横方向の力が作用していないときに磁気タイヤ３０の側壁の表面から１２．５ｍｍのところにあるのが望ましい。横方向の力が存在するとき、エアギャップは、約８ｍｍから約２５ｍｍの範囲にあると予測することができる。タイヤの側壁は一般に、はっきりと湾曲していることから、取り付けブラケット５２が、センサ２６、２８に対する一対の斜め向きの（すなわち平行でない）表面５４、５６をそれぞれ設定することが好ましい。取り付けブラケット５２は、取り付けブラケット５２をストラット５０と一体的に形成し、図４および図５に示したボルト５８およびナット６０等の好適な留め具を用いる等の好適な手段、または他の何らかの好適な手段によって、サスペンションストラット５０に固定することができる。センサ２６、２８は、例えば図４および図５に示したボルト６２およびナット６４等の好適な留め具を用いる好適な手段、または何らか他の好適な手段によって、取り付けブラケット５２に固定することができる。ワイヤ６６、６８が、センサ２６、２８の、タイヤ状態検出ユニット２２との回路コミュニケーションを設定する。
【００１９】
図４および図５におけるセンサ２６、２８は、１８０°の位置（１２時の位置）に配置されている。本発明の目的のため、すなわちタイヤ状態の変化を判定するためには、必要とされる一個のセンサを、タイヤの磁化部分に近接した、タイヤの円周にそった例えば９０°位置等の、ほとんど、どの場所に配置してもかまわない。
【００２０】
タイヤ状態検出ユニット２２は、少なくとも、センサ２６と側壁との間の変動するエアギャップの長さに関連する（そして好ましくはそれを表す）外側磁気センサ２６からの振幅入力を、入力として受け入れることが望ましい。（図１に示したもののような）各タイヤ３０の磁気シグネチャがデジタル化され、タイヤ状態および／またはタイヤ状態の変化を判定するために、タイヤ状態検出ユニット２２によって用いられることが好ましい。タイヤ状態検出ユニット２２は、（ａ）（一つのＳＷＴセンサの各領域の期間から求められ、タイヤの半径によって反転、計量化された）車両のスピードに関わる（そして好ましくはそれを表す）数値、および（ｂ）（同時審査中の米国特許願書Ｓｅｒ．Ｎｏ．０９／５８４，２３０において教示されるように求めることができる）各タイヤに作用する横方向の力に関わる（そして好ましくはそれを表す）数値も、補助的な入力として受け入れることが一層好ましい。スピードの入力は、タイヤ状態検出ユニットが、高速における遠心力の側壁に対する影響、低速における弛緩現象のタイヤに対する影響を計算に入れることを可能にする。横方向の力についての入力は、タイヤ状態検出ユニットが、タイヤのシグネチャにおける変化がタイヤの物理的構造の変化の結果であるか、あるいはタイヤに作用している何らかの動的力の結果であるかをより高い信頼性をもって判定することを可能にする。
【００２１】
これらのタイヤの磁気シグネチャは、特にタイヤの試運転期間後においては、極めて強固なものである。図６−図９は、タイヤのいろいろな試運転マイレッジ（０から１９２０キロメータ）において採られた複数の磁気シグネチャ平均（タイヤの磁化領域の円周にそった極数に対して、平均ＳＷＴセンサ電圧振幅をプロットしたデータプロット）を示している。図６−図９に示したデータを集積するために用いたタイヤは、側壁を磁気粒子（ストロンチウム・フェライト）を加えて変更したＰ２７５／６０Ｒ１７タイヤである。そしてこのタイヤを、合計で９６磁極になる４８のＮ−Ｓ磁極対を含むように磁化し、トレッド摩耗試験装置でテストした。図６−図９の各図の１０通りのプロットのそれぞれが、そのタイヤの十個のシグネチャ（１０回のタイヤ回転）の平均値を示しており、すなわち、各走行距離について各タイヤの各極のセンサ電圧振幅を１０回サンプリングして平均したものである。図６は、図示しない９０°内側位置に置かれたＳＷＴセンサについての１０通りの異なる試運転走行距離における、複数の平均シグネチャを示している。図７は、図示しない９０°外側位置に置かれたＳＷＴセンサについての１０通りの異なる試運転走行距離における、複数の平均シグネチャを示している。図８は、１８０°内側位置（例えばセンサ２８の位置）に置かれたＳＷＴセンサについての１０通りの異なる試運転走行距離における、複数の平均シグネチャを示している。図９は、１８０°外側位置（例えばセンサ２６の位置）に置かれたＳＷＴセンサについての１０通りの異なる試運転走行距離における、複数の平均シグネチャを示している。図１０−図１３は、図６−図９のプロットを、各図の１０通りのプロットのそれぞれに対するＤＣオフセットを差し引くことによって零が平均となるようにずらして示している。具体的には、各プロットの平均値を計算し、各プロットに対するこの平均値をそのプロットから差し引く。図１０−図１３の零平均プロットを見るとわかるように、タイヤが試運転を重ねるのにしたがって、（タイヤが試運転中に慣れてくるにつれて予測されるＤＣオフセットの変化である）ＤＣオフセットの変化以外には、シグネチャの変化はほとんどない。このことは、図１０−図１３のプロットの分散を示す分散散乱プロットである図１４−図１７によって確認される。図６−図９のシグネチャは試運転期間におけるものであるが、タイヤの磁気シグネチャは、試運転期間後、そして長期の走行試験後においても極めて安定したままである。
【００２２】
大まかに言って、本発明は、磁気タイヤシグネチャのリアルタイムの判定、それらの磁気シグネチャの損傷のないタイヤ（または受入可能なタイヤ）を表す格納されたシグネチャとの比較、そして測定されたシグネチャの格納されたシグネチャからの偏差が大きい場合に、タイヤ状態に変化が起こったと結論し、かつ（上述のように、メッセージセンター３６を介して運転者に警告するか、または車両上の制御ユニット３２にエンジンスピードを低下させかつ／または車両のブレーキをかけさせる等の）適切な対策をとることを目的としている。
【００２３】
具体的には、タイヤ状態検出ユニット２２は、一つ以上のタイヤ磁気シグネチャをリアルタイムで（すなわち合理的な同期間内にかつ別個の場所における後処理を必要とせずに）分析して、少なくとも一つのタイヤに構造的変化が起こったかどうかを判定する。これには、タイヤ状態検出ユニット２２が、タイヤにおける構造的変化を示すシグネチャの変化を、（角を曲がる最中等に）車両に作用する力、（例えば一つのタイヤが「ポットホール」のへり等の障害物にぶつかるなどの）一個のタイヤに作用する力、試運転途中にタイヤが”古くなる”等の他の要因によって引き起こされるシグネチャの変化から区別することが含まれる。車両に作用する力は、一般に断続的（「間隔をおいて起きたり無くなったりして、継続しない」）に起こり、複数のタイヤに影響するものである。単一のタイヤに作用する力も、一般に断続的である。試運転期間におけるシグネチャの変化は、上述したように、シグネチャ全体に影響を与える（すなわち磁気センサ電圧のＤＣオフセットとなって現れる）。したがって、一般に、一個のタイヤのシグネチャの繰り返し起こる部分的な変化は、そのタイヤの構造的変化を示すものである。”繰り返し起こる”とは、シグネチャにおけるその変化がほぼ同じ状態でとどまるか、あるいは例えば図２６のように悪化する（基線からの偏差が大きくなり続ける）ことを意味する。”部分的な変化”とは、シグネチャの変化がそのシグネチャの一部分に起こっているのに他の部分に起こらないか、あるいはその変化が（シグネチャ全体のＤＣオフセットまたは持続的に角を曲がり続ける途中にみられるようなシグネチャ全体に対する比較的均一な変化と対照して）、シグネチャの一部分において、他の部分においてよりもずっと劇的なものであることを意味する。
【００２４】
また、一側部における構造的変化（パンクチュア等の弾性の変化）が、そのタイヤの他方の側部のシグネチャの繰り返し起こる部分的な変化として検出できることがわかっている。具体的には、タイヤを放射状に切り取った複数のほぼＵ字形のスライスでなっているとみなして、一つのスライスのどこかにおける構造的変化は、そのスライスの磁化側壁の磁気シグネチャの繰り返し起こる部分的な変化を引き起こす。
【００２５】
したがって、タイヤ状態の変化を検出するために、タイヤ状態検出ユニット２２は、少なくとも一つのタイヤ磁気シグネチャをリアルタイムで分析して、一個のタイヤの構造的変化を示すそのタイヤのシグネチャにおける繰り返し起こる部分的な変化を検出する。
【００２６】
図１８は、本発明のタイヤ状態検出ユニット２２によって実行されるコード１００を全体的に示すハイレベル・フローチャートである。まず、ステップ１０２において、信号調節された正弦波ＳＷＴセンサデータを、センサ２６、２８から集積する。データは、例えば、毎秒２５，０００から７５，０００の間のサンプル数を集める。代わりの方法として、ゼロ交差をポスト・トリガ（および／またはプレ・トリガ）として用いて、各磁極に対するピーク振幅を判定することができる。シグネチャが、格納されたシグネチャと共通の基準点、例えば共通の磁極等から集められたデータを表していることが重要である。この極を”０極”という。勿論、測定されたシグネチャが、格納されたシグネチャからずれることが有り得る。”０極”は、格納されたシグネチャに対する９６（またはｎ）通りのすべての可能なアライメントについて、最小２乗適合化を行って設定することが望ましい。最小２乗誤差の最も小さいアライメントが、格納されたシグネチャと同じアライメントに対応する。
【００２７】
次にステップ１０４において、この信号調整済み正弦波ＳＷＴセンサデータを処理して、磁気シグネチャを求める。この好ましい実施例においては、二個のセンサ２６、２８（または２６’または２８’）間の位相差およびそれら二つの振幅が、信号調整済み正弦波ＳＷＴセンサデータの各ピークおよびゼロ交差から計算される。具体的には：
（ａ）位相差を以下のように求める：（ｉ）すべてのデータから平均値を差し引き、（ｉｉ）各ピーク領域および各谷間領域においてピークまたは谷間にそって多項式関数をあてはめ、（ｉｉｉ）得られた多項式関数の最大値／最小値を（例えば微分をゼロにして水平接線を求めることによって）判定し、（ｉｖ）一方の信号のピーク／谷間の時間を、他方の信号のピーク／谷間の時間から差し引き、（ｖ）得られた差分を、対応する”半期間”（直前のピーク／谷間からその谷間／ピークまでの時間）で割って、位相差が車両速度に左右されないようにする。
【００２８】
（ｂ）外側ＳＷＴセンサ２６からの信号の振幅を以下のようにして求める：（ｉ）センサ２６からのすべてのデータから平均値を差し引き、（ｉｉ）各ピーク領域および各谷間領域においてピークまたは谷間にそって多項式関数をあてはめ、（ｉｉｉ）得られた多項式関数の最大値／最小値を（例えば微分をゼロにして水平接線を求めることによって）判定し、（ｉｖ）処理された信号を（例えば各データポイントの絶対値をとることによって）修正し、（ｖ）各最大値におけるあてはめられた多項式関数の振幅をその信号の振幅として用いる。
【００２９】
（ｃ）外側ＳＷＴセンサ２８からの信号の振幅を以下のようにして求める：（ｉ）センサ２８からのすべてのデータから平均値を差し引き、（ｉｉ）各ピーク領域および各谷間領域においてピークまたは谷間にそって多項式関数をあてはめ、（ｉｉｉ）得られた多項式関数の最大値／最小値を（例えば微分をゼロにして水平接線を求めることによって）判定し、（ｉｖ）処理された信号を（例えば各データポイントの絶対値をとることによって）修正し、（ｖ）各最大値におけるあてはめられた多項式関数の振幅をその信号の振幅として用いる。
各センサからの信号の正弦波的性質が、あてはめられた多項式関数を実際のセンサデータの代わりに用いることを容易にしている。また、あてはめられた多項式関数を位相および振幅入力に用いることが、そうでなかった場合に計算エラーを引き起こすかもしれない、ノイズを平滑にするかまたは取り除くために役立っている。
【００３０】
次に１０６において、タスク１０４において求められた少なくとも一つの振幅または位相シグネチャ（および別法においては二つ以上の振幅シグネチャと位相シグネチャ）および対応する格納されたシグネチャを分析することによって、判断基準を判定する。例えば、一つの振幅または位相シグネチャの統計学的分散を用いて、タイヤ状態の変化を検出することができると考えられる。９６極のすべてについて振幅または位相の統計学的分散を表す（標準方式で計算された）単一の統計学的分散値が、差し迫ったトレッドセパレーションの徴候を示し得ると考えられるが、このタスク１０６において用いられる特定の判断基準を、タイヤ毎にそのタイヤの特有の構成によって変え、またどの破損形態を検出するのかによって変えてもよい。また、（標準方式で計算された）規格に合わせた正規化された残差を用いることもできる。複合のパラメータおよび判断基準の利用は、本発明にしたがって予測されるところである。例えば、所定のしきい値を超えた、９６極すべてについての振幅の分散を表す単一の分散値は、例えば少なくとも一極における振幅の部分的な変化によって示されるようなタイヤシグネチャの部分的変化があったことを示すものも存在した場合に、差し迫った破損を示す際に特に有用である。この他の可能な判断基準としては、調和解析、ローレンツ・アトラクター・プロット、調和歪曲解析が含まれるが、それらに限られるものではない。
【００３１】
次にタスク１０８において、本発明のタイヤ状態検出ユニット２２は、ステップ１０６において求められた判断基準のいずれか一つ以上が、許容可能なしきい値を超えているかどうかを判定する。ここで用いられる特定のしきい値は、タイヤ毎にタイヤのその種類に特有の構成によって変え、また、どの破損形態を検出するかによって変えることができる。これらのしきい値は、以下でより詳細に述べるように、特定の破損状態を被りつつあるタイヤからデータを集めることによって決定することが好ましい。
【００３２】
ステップ１０６において求められた判定基準が許容可能なしきい値を超えた場合、本発明のシステムは、１１０において制御ユニット３２を介して適切な処置を取り、かつ／またはタスク１１２において、視覚的および／または聴覚的および／またはその他の表示を運転者に提供することが望ましい。タスク１１０において、少なくとも一つの制御ユニット３２（および付随するアクチュエータ３４）を介して行われる適切な処置は、例えば、自動的に車両速度を制限する、自動的にエンジンスピードを低下させる、自動的にブレーキ力を加えて車両を遅くする、ステアリングの感度を（例えばＥＳＰで）低下させる、少なくとも一つの制御ユニット３２（ＥＳＰ、ＡＢＳ、ＴＣＳ等）を自動的に控えめな動作モードにする、および／または少なくとも一つの制御ユニット３２（ＡＲＢ等）を自動的に”高度警戒”動作モードにする等のうちの少なくとも一つというような、いろいろな態様をとることができる。タスク１１２における、運転者への視覚的および／または聴覚的および／またはその他の表示の提供も、（ｉ）少なくとも一つのタイヤが充分に膨らんでいないことの警告をする、（ｉｉ）少なくとも一つのタイヤが許容可能なしきい値を超える法線方向の荷重を受けていることの警告をする、（ｉｉｉ）惨事につながるタイヤの破損が切迫していることの警告をする等の、いろいろな態様をとることができる。
【００３３】
タスク１１０および／またはタスク１１２を行った後、および１０８において判断基準が許容可能なしきい値を超えなかった場合、このコードは次に１１４において、格納されたシグネチャを更新する時がきたかどうかを判定する。この判定は、例えば、格納されたシグネチャが最後に更新されてからの運転距離または回転数、しきい値（シグネチャ振幅における部分的な増加または減少のないことなどによって判定された合格基準）を超えるシグネチャにおける許容可能なＤＣシフトの検出、（ユーザに一定の時間、タイヤ状態検出ユニット２２と回路コミュニケーションにある図示しないボタン押させることによる等の）ユーザからの入力、および／または外部装置１２０を介しての入力等のいくつかの確定した要素のいずれか一つ以上に基づいてなされるものである。格納されたシグネチャを更新する時機でない場合、このコードは分岐してタスク１０２に戻って再びプロセス１００を繰り返す。そうである場合は、コードは次に（例えば１０回転の平均である）平均シグネチャを計算し、１１６において、そのシグネチャを図示しないメモリに格納する。そして、コードは、分岐してコード１０２に戻り、再びプロセス１００を繰り返す。
【００３４】
一般に、ステップ１０８において用いるしきい値は、特定の破損状態を被りつつある特定のタイヤからＳＷＴ磁気シグネチャデータを集めることによって決定することが望ましい。例えば、タイヤを、（ｉ）プライベルト間の特にベルトエッジにおいてゴム層を過度に薄くさせる、（ｉｉ）カーカスとベルトとの間または二つのベルトプライの間に、それら二層間の接着力を低下させる物質を加える、（ｉｉｉ）例えばプライコードの切断で構造部材を切るなどして、試験および妥当性確認のためだけに、それらに意図的にいろいろな傷をつけて製造することができ、それらが破損するのにしたがってそれらからＳＷＴ磁気シグネチャデータを集めることができる。加えて、あるいは代わりに、普通のタイヤあるいは傷があることがわかっているタイヤを、例えば、それらを十分膨らんでいない状態で使用する、それらを過度の高速で使用する、および／またはそれらを過度に大きな法線方向の力を加えながら使用するなどして、それらに応力を加えることによって破損させることができ、それらが破損するのにしたがってそれらからＳＷＴ磁気シグネチャデータを集めることができる。図１９は、タイヤを破損させ、かつ破損中にＳＷＴシグネチャデータを集めるために用いられた車両性能試験装置のテスト用セットアップを示す。タイヤ３０を車両性能試験装置に取り付け、一対のＳＷＴ磁気センサ２６、２８、２６’、２８’を９０°および１８０°位置（それぞれ３時および１２時）に配置した。ドラム１２５を用いて、極めて大きな荷重（例えば１７００ポンド（約７５００Ｎ）がかかった状態で（毎時約１５０マイル（すなわち約２４０ｋｐｈ））の過度の速度でタイヤ３０を走行させた。このタイヤに対するこれらおよびその他のテスト条件を、図２０および図２１に示す。このタイヤにおいては、図２０および図２１に示したデータに約５４０秒の時点で、惨事につながる破損（具体的には初期のベルトエッジのトレッドセパレーションによって誘発されたカーカスの破断）を生じた。このタイヤに適用した手順は、基本的には段階速度耐久性試験を改変したものである。位相および振幅シグネチャの両方を各位置において測定した。磁界データに加えて、ｋＮで示す垂直負荷および毎秒の回転数としてのタイヤ速度を、毎秒７５，０００サンプルのサンプリングレートで集積した。３０秒間のデータを、五つのシーケンシャル・ファイルにしてコンピュータに集積かつ格納した。いつタイヤが破損するかは予測できないため、五つのファイルのデータが集積された後は、このシーケンスを最初のファイルから繰り返す。したがって、タイヤの破損以前の１５０秒間をさかのぼって各事象の連続的記録が入手可能であった。（ファイルをハードディスクに書き込み、データ集積を再開するための時間によって、３０秒毎にわずかな中断が起こった。）  また、破損の徴候となる何らかの音を検出するために、図示しないマイクロフォンを用いた。図２２、２３および２４は、タイヤが破損した時間にわたってのＳＷＴシグネチャデータを示す、ウォーターフォール・プロットである。図２２および図２３を見ると、内側センサ２８および外側センサ２６の両方のシグネチャの振幅が、このタイヤ破損に向かって著しく大きくなっていることが明らかである。また、シグネチャにおけるこの変化が悪化し続ける（基線からの偏差が大きくなり続ける）ことも明らかである。図２５は、タイヤが破損するのにしたがっての、タイヤの各種の計算されたパラメータのデータプロットを示している。具体的には、図２５は、一定時間の内側センサ２８のシグネチャ振幅の分散、一定時間の外側センサ２６のシグネチャ振幅の分散、および一定時間の位相シグネチャの分散を示している。ここで、両方のシグネチャ振幅の分散が、約２３０秒（”Ａ”点）においてデータにおける著しい増加を示し、惨事につながる破損の直前に急激に上昇している。この特定のタイヤにおいて、カーカスの破断は、タイヤ３０のセンサ２６、２８、２６’、２８’が配置されたのとは反対側で発生したのに、センサのある側のシグネチャの変化が検出されたことに注目すべきである。
【００３５】
別の例として、図２６は、タイヤのトレッドセパレーションによる破損の直前における、一連の九つのＳＷＴ磁気シグネチャを示している。図２６のデータは、９０°内側センサ位置２８’からとられたものである。図２６の各こまがタイヤの一回転を示し、したがって、水平軸上に秒数で示した各時点から始まる単一のＳＷＴ振幅シグネチャを示している。図２６のデータは、それぞれのシグネチャから、（格納されたシグネチャ等の）共通のシグネチャを差し引くことによって調整している。トレッドセパレーションによるタイヤの破損は、このデータの約１４秒時点において発生している。（最初のこまに示された）基線からのシグネチャの著しい変化が、第二のこまの２．８６秒マークにおいてはっきりと見られ、おそらくはトレッドセパレーションが大きくなったことに対応して、後続のこま毎に大きくなっている。図２６に示したシグネチャにおいて、繰り返し起こる部分的な変化があることに注目するものである。また、シグネチャにおける変化は、明らかに悪化し続けている（基線からの偏差が大きくなり続けている）。
【００３６】
本発明のこのシステムを、タイヤ圧およびタイヤ圧の変化を判定するために使用することもできる。この用途においては、車両の各タイヤに対して、少なくとも一個のＳＷＴセンサ２６を用いることが望ましい。磁気ＳＷＴシグネチャを用いてタイヤ圧を測定できるのは、タイヤの側壁の輪郭が、タイヤ圧の関数として変化するからである。したがって、圧力が上昇しているか低下しているかによって、側壁がセンサに向かって近づくかあるいはそこから遠ざかるのにしたがって、タイヤ圧の変化を磁気シグネチャ平均における正または負のＤＣシフトとして検出することができる。例えば角を曲がるときの力（および他の横からの力）、車両速度（タイヤはスピードが上がるに連れて押しつぶされたようになる傾向がある）等の、他の要素が、ＳＷＴシグネチャ平均に影響を与えることがある。
【００３７】
本発明の簡単なタイヤ圧システムにおいては、ブレーキをかけずに、曲がらず、かつ他の変動する横方向の力または法線方向の力がかからない状態で直線を運転しているときのように、車両が定常の状態にある間に、そのシステムによって（タイヤ圧を判定するか、またはタイヤ圧の変化を判定する等の）タイヤ圧分析を行うことが必要である。この情報は、ＥＳＰシステムまたは類似のシステムによるか、あるいは各タイヤに作用する種々の力やモーメントを求めるためにＳＷＴデータを用いる、同時審査中の米国特許願書Ｓｅｒ．Ｎｏ．０９／５８４，２３０において教示されるシステムのようなシステムから取得することができる。代わりに、あるいはそれに加えて、本発明のより複雑なタイヤ圧システムにおいて、他の要素によって引き起こされたＳＷＴデータへの影響からタイヤ圧によって引き起こされたＳＷＴデータに対する影響を分離することによって、各タイヤに作用する種々の力およびモーメントを用いて（タイヤ圧またはタイヤ圧の変化を判定する等の）タイヤ圧分析を行うことが可能である。
【００３８】
一般に、タイヤ圧は、リアルタイムで各タイヤのＳＷＴ磁気シグネチャ平均値を求め、多次元的ルックアップテーブルを用いて各タイヤの圧力を計算することによって判定される。勿論、当業者公知のように、ルックアップテーブルを圧力を計算する過程に用いることができ、圧力を計算する際の他のステップには、ルックアップテーブルにおける離散的な記載を補間することを含めてもよい。このルックアップテーブルは、複数のタイヤ圧を、（ａ）ＳＷＴシグネチャの平均（またはＳＷＴデータから派生する他の値）および（ｂ）車両速度の関数として格納していることが望ましい。他のパラメータを用いることができる（例えば各タイヤにかかる法線方向の負荷であり、その場合、ルックアップテーブルは、（ａ）ＳＷＴシグネチャの平均（またはＳＷＴデータから派生する他の値）、（ｂ）車両速度および（ｃ）法線方向の負荷の、関数として複数のタイヤ圧を格納することになる）。測定されたタイヤ圧が所定のしきい値圧力を下回るか、あるいは受け入れ可能なレート以上で低下し始めた場合、上述したように、メッセージセンター３６が、少なくとも一つのタイヤが充分に膨らんでいないかまたは漏れていることの、視覚的および／または聴覚的および／またはその他の表示を運転者に提供することができる。
【００３９】
それに加えて、あるいは代わりに、各タイヤの基線シグネチャ平均値を計算、格納し、ＳＷＴデータをリアルタイムで集積し、各タイヤのシグネチャ平均値をリアルタイムで求め、求めたシグネチャ平均値を格納した基線シグネチャ平均値と比較することによって、タイヤ圧の変化を絶対圧力値を求めることなく検出することができる。個々のタイヤのシグネチャ平均からの偏差が、そのタイヤの圧力の損失として解釈される。
【００４０】
試験の結果は、ＳＷＴデータを用いて、５ｐ．ｓ．ｉ程度の変化を検出できることを示している。各タイヤが計器装着ハブ（例えば各タイヤに作用する三つの直交する力および三つのモーメントを測定する、共にＧＳＥ，Ｉｎｃ．社のＭｏｄｅｌ  ２４２イレトロニクスおよびＭｏｄｅｌ  ６６１３ホイールセンサ等）を備え、かつタイヤを動態的に膨張／収縮させかつ圧力センサでタイヤ圧を測定するための付加的機能を備えた状態で、各タイヤにＳＷＴセンサを装着した試験車両を用いて、車両をいろいろな速度で動かしながら膨張圧を動態的に変化させた。例えば、２０ｍｐｈ，  ３０ｍｐｈ，  ４０ｍｐｈ，  ５０ｍｐｈ，  ６０ｍｐｈ，  ７０ｍｐｈの各速度について、タイヤ圧を最初は６０ｐｓｉに設定し、これらのそれぞれの速度で運転しながら、約１−２分の期間に約１５ｐｓｉになるように空気を抜いた。集積されたデータの分析は、ＳＷＴデータを用いて５ｐ．ｓ．ｉ程度の変化を検出できることを示している。このようなデータは、ＳＷＴデータおよび速度データ（および可能なら法線方向の負荷などの他のパラメータ）を上述したように各タイヤの絶対圧力（またはタイヤ圧に関わる他の数値）に変換するために用いる、ルックアップ・テーブルを生成するためにも使われる。
【００４１】
本発明をその実施例の説明によって示し、かつそれらの実施例をかなり詳細に説明してきたが、添付のクレームの範囲をそのような詳細にわたって限定または制限することは、本出願人の意図するところではない。付加的な効果および変更は、当業者には容易に明らかなものである。例えば、ここで説明したＳＷＴセンサはアナログ電流出力を有しており、その代わりに、本発明の教示にしたがってなされたシステムにおいて、周波数ドメインの出力を有するセンサを用いることができる。また、ここで説明したＳＷＴセンサは磁気センサであり、本発明の教示にしたがってなされたシステムにおいて、他の側壁ねじれセンサを用いることができる。さらに、ここで用いられたところの”シグネチャ”の用語は、一般にタイヤの一回転に対応するデータを表すために使用されるものであるが、その用語はそのように限定されるべきではなく、一回転以上または以下のものも意味し得る。故に、より広い観点に立っての本発明は、特定の詳細、代表的な装置および方法、および提示かつ詳述された説明のための例示によって制限されるものではない。したがって、本出願人の普遍的な発明的概念の本旨または範囲から逸脱することなく、そのような詳細から新たな発展をなすことができる。
【００４２】
この明細書に組み入れられかつその一部をなす添付の図面において本発明の実施例を図示し、それらが、上述の本発明の一般的な説明および以下の詳細な説明と共に、この発明の原理を例示するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、ＳＷＴ磁気センサによって検出された磁界側壁”指紋”または”シグネチャ”の一例である（Ｇａｕｓｓで表した磁界を、タイヤの一回
【図２】図２は、本発明に係るシステムの概略ブロック図である。
【図３】図３は、本発明のシステムおよび方法で用いる交互する極性の磁気バンドを有するタイヤ、および対応するセンサの側面図である。
【図４】図４は、サスペンションストラットに固定され、かつタイヤの磁気側壁に近接して二つの磁気センサを保持した取り付けブラケットの斜視図である。
【図５】図５は、図４に示した取り付けブラケットおよびセンサの拡大図であり、図５’は、図５の元となった取り付けブラケットおよびセンサの写真である。
【図６】図６は、タイヤのいろいろな試運転マイレッジにおける複数の磁気シグネチャ（タイヤの磁化領域の円周にそった極数に対してプロットしたＳＷＴセンサ電圧振幅のデータプロット）である。
【図７】図７は、タイヤのいろいろな試運転マイレッジにおける複数の磁気シグネチャ（タイヤの磁化領域の円周にそった極数に対してプロットしたＳＷＴセンサ電圧振幅のデータプロット）である。
【図８】図８は、タイヤのいろいろな試運転マイレッジにおける複数の磁気シグネチャ（タイヤの磁化領域の円周にそった極数に対してプロットしたＳＷＴセンサ電圧振幅のデータプロット）である。
【図９】図９は、タイヤのいろいろな試運転マイレッジにおける複数の磁気シグネチャ（タイヤの磁化領域の円周にそった極数に対してプロットしたＳＷＴセンサ電圧振幅のデータプロット）である。
【図１０】図１０は、零を中心として図６−図９のプロットを示すデータプロットである。
【図１１】図１１は、零を中心として図６−図９のプロットを示すデータプロットである。
【図１２】図１２は、零を中心として図６−図９のプロットを示すデータプロットである。
【図１３】図１３は、零を中心として図６−図９のプロットを示すデータプロットである。
【図１４】図１４は、図１０−図１３の零を中心としたシグネチャのプロットの分散を示す分散散布図である。
【図１５】図１５は、図１０−図１３の零を中心としたシグネチャのプロットの分散を示す分散散布図である。
【図１６】図１６は、図１０−図１３の零を中心としたシグネチャのプロットの分散を示す分散散布図である。
【図１７】図１７は、図１０−図１３の零を中心としたシグネチャのプロットの分散を示す分散散布図である。
【図１８】図１８は、本発明のタイヤ状態検出ユニットによって実行されるコードを全体として示すハイレベル・フローチャートである。
【図１９】図１９は、タイヤを破損させ、かつ破損過程におけるＳＷＴシグネチャデータを集積させるために用いられた車両性能試験装置の試験設定を示す。
【図２０】図２０は、図１９の試験設定を用いて破損させたタイヤに対する試験条件を示すデータプロットである。
【図２１】図２１は、図１９の試験設定を用いて破損させたタイヤに対する試験条件を示すデータプロットである。
【図２２】図２２は、図１９の試験設定を用いて破損させたタイヤの、ある時間にわたるＳＷＴシグネチャデータを示すウォーターフォールプロットである。
【図２３】図２３は、図１９の試験設定を用いて破損させたタイヤの、ある時間にわたるＳＷＴシグネチャデータを示すウォーターフォールプロットである。
【図２４】図２４は、図１９の試験設定を用いて破損させたタイヤの、ある時間にわたるＳＷＴシグネチャデータを示すウォーターフォールプロットである。
【図２５】図２５は、図１９の試験設定を用いて破損させたタイヤに対する各種の計算されたパラメータのデータプロットを示す図である。
【図２６】図２６は、タイヤのトレッドセパレーションによる破損直前の、一連の九つのＳＷＴ磁気シグネチャを示す図である。
【図１】
2005522680.tif 000003
【図２】
2005522680.tif 000004
【図３】
2005522680.tif 000005
【図４】
2005522680.tif 000006
【図５】
2005522680.tif 000007
【図６】
2005522680.tif 000008
【図７】
2005522680.tif 000009
【図８】
2005522680.tif 000010
【図９】
2005522680.tif 000011
【図１０】
2005522680.tif 000012
【図１１】
2005522680.tif 000013
【図１２】
2005522680.tif 000014
【図１３】
2005522680.tif 000015
【図１４】
2005522680.tif 000016
【図１５】
2005522680.tif 000017
【図１６】
2005522680.tif 000018
【図１７】
2005522680.tif 000019
【図１８】
2005522680.tif 000020
【図１９】
2005522680.tif 000021
【図２０】
2005522680.tif 000022
【図２１】
2005522680.tif 000023
【図２２】
2005522680.tif 000024
【図２３】
2005522680.tif 000025
【図２４】
2005522680.tif 000026
【図２５】
2005522680.tif 000027
【図２６】
2005522680.tif 000028
【国際調査報告】
2005522680.tif 000029
2005522680.tif 000030
2005522680.tif 000031