(57)【要約】タイヤに使用するための温度モニタシステムが提供される。温度モニタシステムは、車両に支持されている一つ以上の温度センサを含む。温度センサの内の一つは、タイヤ上の第１のロケーションの温度を表わす第１のセンサ出力信号を発生することができる。更に、タイヤ上の第２のロケーションの温度を表わす第２のセンサ出力信号を発生することもできる。第１及び第２のセンサ出力信号を受ける信号処理装置が設けられる。その信号処理装置は、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす処理装置出力信号を発生する。この処理装置出力信号信号は、第１及び第２のセンサ出力信号によって示されるような第１及び第２のロケーションの間の特定の温度差に応答して発生される。表示装置が、その処理装置信号を受けて、車両のユーザに、タイヤが潜在的な損傷状態にあることを示す。
2007511397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々車両に支持されている、タイヤ上の第１及び第２のロケーション間の温度差を検出するための第１の温度センサ、及び前記タイヤ上の第３及び第４のロケーション間の温度差を検出するための第２の温度センサを有する一対の温度センサと、
第１及び第２の温度センサと通信関係にあり、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす処理装置出力信号を発生する信号処理装置と、
前記信号処理装置と通信関係にあって、タイヤが潜在的な損傷状態にあることを車両のユーザに表示する表示装置と
を具備する、タイヤの状態をモニタするための装置。
【請求項２】
前記処理装置出力信号は、第１及び第２のロケーション間の特定の温度差、又は、第３及び第４のロケーション間の特定の温度差の何れかに応答して発生される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記特定の温度差は少なくとも摂氏５度である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１及び第２のロケーションが、タイヤの外表面上、タイヤのラジアルベルト部の第１の側縁にすぐ近くのロケーションであり、前記第１のロケーションは、前記第２のロケーションから周方向に離れており、前記第３及び第４のロケーションが、タイヤの外表面上、タイヤのラジアルベルト部の第２の側縁にすぐ近くのロケーションであり、前記第３のロケーションは、前記第４のロケーションから周方向に離れている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の温度センサが赤外線センサである、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の温度センサは、前記第１及び第２のロケーション間の少なくとも摂氏５度温度差及び前記第３及び第４のロケーション間の少なくとも摂氏５度温度差を、５０ミリ秒の期間にわたって測定するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記信号処理装置は、前記第１及び第２のロケーション間の少なくとも摂氏５度温度差又は前記第３及び第４のロケーション間の少なくとも摂氏５度温度差が約１０分より長い時間の間生じたときのみ、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす前記処理装置出力信号を発生するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記信号処理装置は、少なくとも摂氏５度温度差スパイクが前記第１及び第２の温度センサの何れか一方によって検出され、且つ前記温度差スパイクが、所定の期間の間に、時間経過と共に増大しながら長時間の間続くようになった場合のみ、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす前記処理装置出力信号を発生するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１及び第２のロケーション間の温度差又は前記第３及び第４のロケーション間の温度差が、所定の時間にわたって増大し続けている場合のみ、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす前記処理装置出力信号を発生するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記表示装置は、ランプ、発光ダイオード、計器及び音声インジケータから成るグループから選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
タイヤの外表面上で、タイヤのラジアルベルト部の第１の側縁にすぐ近くのロケーションであって、互いに周方向に離れている第１及び第２のロケーションと、タイヤの外表面上で、タイヤのラジアルベルト部の第２の側縁にすぐ近くのロケーションであって、互いに周方向に離れている第３及び第４のロケーションとを有するタイヤの状態をモニタするための装置であって、
各々車両に支持されており、前記タイヤ上の前記第１及び第２のロケーション間の温度差を検出するための第１の温度センサと、前記タイヤ上の前記第３及び第４のロケーション間の温度差を検出するための第２の温度センサとを有する一対の温度センサと、
前記第１及び第２の温度センサと通信関係にあって、前記第１及び第２のロケーション間の少なくとも摂氏５度の温度差又は前記第３及び第４のロケーション間の少なくとも摂氏５度の温度差が約１０分より長い時間にわたって生じているときに、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす処理装置出力信号を発生する信号処理装置と、
前記信号処理装置と通信関係にあって、タイヤが潜在的な損傷状態にあることを車両のユーザに表示する表示装置と
を具備する、タイヤの状態をモニタするための装置。
【請求項１２】
タイヤ上の第１のロケーションの温度を表わす第１のセンサ出力信号と、タイヤ上の第２のロケーションの温度を表わす第２のセンサ出力信号とを発生する、車両に支持されている第１の温度センサと、
前記第１及び第２のセンサ出力信号を受けて、前記第１及び第２のセンサ出力信号によって表示される前記第１及び第２のロケーション間の特定の温度差に応答して、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす処理装置出力信号を発生する信号処理装置と、
前記処理装置出力信号を受けて、タイヤが潜在的な損傷状態にあることを、車両のユーザに示す表示装置と
を具備する、タイヤの状態をモニタするための装置。
【請求項１３】
前記特定の温度差は少なくとも摂氏５度である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２のロケーションは、タイヤの外表面上、タイヤのラジアルベルト部の第１の側縁にすぐ近くのロケーションであり、前記第１のロケーションは、前記第２のロケーションから周方向に離れている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
タイヤ上の第３のロケーションの温度を表わす第３のセンサ出力信号と、タイヤ上の第４のロケーションの温度を表わす第４のセンサ出力信号とを発生する、車両に支持されている第２の温度センサを更に具備しており、前記信号処理装置は、前記第３及び第４のセンサ出力信号を受けて、前記第３及び第４のセンサ出力信号によって表示される前記第３及び第４のロケーション間の特定の温度差に応答して前記処理装置出力信号を発生する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記第３及び第４のロケーション間の温度差は少なくとも摂氏５度である、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第３及び第４のロケーションは、タイヤの外表面上、タイヤのラジアルベルト部の第２の側縁にすぐ近くのロケーションであり、前記第３のロケーションは、前記第４のロケーションから周方向に離れている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１の温度センサは赤外線センサである、請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
前記温度センサは、前記第１及び第２のロケーション間の少なくとも摂氏５度温度差を５０ミリ秒の期間にわたって測定するように構成されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項２０】
前記信号処理装置は、前記第１及び第２のロケーション間の少なくとも摂氏５度温度差が約１０分より長い時間の間生じたときのみ、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす前記処理装置出力信号を発生するように構成されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項２１】
前記信号処理装置は、少なくとも摂氏５度温度差が前記第１の温度センサによって検出され、且つ前記温度差スパイクが、所定の期間の間に、時間経過と共に増大しながら長時間の間続くようになった場合のみ、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす前記処理装置出力信号を発生するように構成されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１及び第２のロケーション間の温度差が、所定の時間にわたって増大し続けている場合のみ、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす前記処理装置出力信号を発生するように構成されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項２３】
前記表示装置は、ランプ、発光ダイオード、計器及び音声インジケータから成るグループから選択される、請求項１２に記載の装置。
【請求項２４】
タイヤ上の第１のアレイロケーションの温度を表わす第１のアレイロケーション出力信号と、タイヤ上の第２のアレイロケーションの温度を表わす第２のアレイロケーション出力信号とを発生する、車両に支持されているサーマルアレイと、
前記第１及び第２のアレイロケーション出力信号を受けて、当該第１及び第２のアレイロケーション出力信号によって示されている前記第１及び第２のアレイロケーション間の特定の温度差に応答して、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす処理装置出力信号を発生する信号処理装置と、
前記処理装置出力信号を受けて、車両のユーザに、タイヤが潜在的な損傷状態にあることを表示する表示装置と
を具備している、タイヤの状態をモニタするための装置：
【請求項２５】
タイヤ上の第１のロケーションの温度を表わす第１のセンサ出力信号を発生し、
タイヤ上の第２のロケーションの温度を表わす第２のセンサ出力信号を発生し、
前記第１及び第２のセンサ出力信号を受け、
前記第１及び第２のセンサ出力信号によって表わされる特定の温度差に応答して、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす処理装置出力信号を発生し、
前記処理装置出力信号に応答してタイヤが潜在的な損傷状態にあることをユーザに表示する、
ことを含む、タイヤの状態をモニタする方法。
【請求項２６】
更に、
タイヤ上の第３のロケーションの温度を表わす第３のセンサ出力信号を発生し、
タイヤ上の第４のロケーションの温度を表わす第４のセンサ出力信号を発生し、
前記第３及び第４のセンサ出力信号によって表わされる特定の温度差に応答して、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす処理装置出力信号を発生する、
ことを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
各々車両に支持されて、タイヤ上の異なるロケーションでの温度をそれぞれ検出するための第１及び第２の温度センサを有する一対の温度センサと、
第１及び第２の温度センサと通信関係にあり、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす処理装置出力信号を発生する信号処理装置と、
前記信号処理装置と通信関係にあって、タイヤが潜在的な損傷状態にあることを車両のユーザに表示することの表示装置と
を具備する、タイヤの状態をモニタするための装置。
【請求項２８】
前記処理装置出力信号は、前記第１の温度センサによって検出された温度と前記第２の温度センサによって検出された温度との間の特定の温度差に応答して発生される、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記特定の温度差は少なくとも摂氏５度である、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記第１の温度センサによって検出された温度と前記第２の温度センサによって検出された温度との間の少なくとも約摂氏５度温度差が約１０分より長い時間の間生じたときのみ、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす前記処理装置出力信号が発生される、請求項２７に記載の装置。
【請求項３１】
車両によって支持されて、車両の少なくとも２つの異なるタイヤ上のロケーションの温度を検出するように配置される少なくとも２つのセンサと、
前記少なくとも２つのセンサと通信関係にあって、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす処理装置出力信号を発生する信号処理装置と、
前記信号処理装置と通信関係にあって、車両のユーザに、少なくとも一つのタイヤが潜在的な損傷状態にあることを表示する表示装置と、
を具備する、タイヤの状態をモニタするための装置、
【請求項３２】
少なくとも４つのセンサが車両によって支持されて、車両の４つの異なるタイヤ上のロケーションの温度を検出するように配置されている、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
車両の前輪タイヤの両方のタイヤ上のロケーションの温度が測定され、車両の２つの異なる前輪タイヤで測定される温度を比較して、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす処理装置出力信号が発生される、請求項３１に記載の装置。
【請求項３４】
車両の２つの後輪タイヤ上のロケーションの温度が測定され、車両の２つの異なる後輪タイヤで検知される温度に基づいて、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす処理装置出力信号が発生される、請求項３１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、タイヤと、チューブレス空気タイヤのためのタイヤ・アセンブリとに関するものである。詳細に述べるならば、本発明は、タイヤの温度、及び／又は、動作にとって望ましくない状態にタイヤがあることを示すための、タイヤに使用される温度モニタシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両を支持する空気タイヤは、車両の最高の性能及び安全に保証するために自動車のオペレータによって適切に維持されなければならない。タイヤが圧力不足で過荷重で高温環境で駆動されているような場合、タイヤはトレッドベルト剥離を含む損傷を生じることもある。このような場合、ラジアルベルトがタイヤのトレッド部から剥離して、タイヤは使用不能になる。
【０００３】
トレッドベルト剥離の前兆は、タイヤの一部の過熱である場合もある。タイヤの温度上昇は、トレッドベルト剥離に伴って生じるだけでなく、タイヤ損傷が差し迫っている場合に生じる場合もある。自動車が動いていないときに、タイヤの温度の測定値は比較的簡単である。しかし、車両走行中は、タイヤの温度は測定困難なパラメータになる。従来のモニタシステムは、タイヤ内部の構成要素の内の少なくとも１つに、温度モニタシステムを組み合わせて、タイヤの温度を測定するようにしていた。
【０００４】
従来の測定システムは、タイヤの内部の壁に付けられる装置内に温度センサを配置していた。このような形式のシステムには、複雑さや、装置をタイヤ内部に取り付けることに伴う余分なコストや、タイヤ性能低下などの問題がある。これは、タイヤ内にシステムを取り付けた結果である可能性もある。なぜならば、それは、タイヤのアンバランスとなって、タイヤの不均一で速い磨耗を引き起こす。更には、車両の操縦性を悪化させるかもしれない。その上、ストレス、ひずみ、衝撃変動、周期的な疲労により、タイヤに取り付けられている温度システムを損傷する可能性もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、タイヤが望ましくない状態にあることを自動車のユーザに知らせるために、タイヤに使用する温度検出システムを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の様々な特徴及び効果は、以下の記載に一部説明し、また以下記載から明らかになり、また本発明の実施からわかるであろう。
【０００７】
本発明は、例えばトレッドベルト剥離のようなタイヤにとって望ましくない状態を検出するシステムを提供する。トレッドベルト剥離を検出するために、タイヤの表面の温度を測定するため温度モニタシステムが提供される。トレッドベルト剥離のためのタイヤ内で発生した熱は、最終的に、外表面へ導かれ、そして、タイヤが望ましくない状態にあることをドライバに警告するために温度モニタシステムによって評価することができる。タイヤの第１のロケーションでの温度が、記録され、タイヤ上の第２のロケーションでの温度と比較することができる。第１及び第２のロケーションの間の温度差が、トレッドベルト剥離が生じていることを表わしている場合もある。
【０００８】
温度モニタ装置は、車両に支持されている第１の温度センサを有している。第１の温度センサは、タイヤ上の第１のロケーションの温度を表わす第１のセンサ出力信号を発生する。更に、第１の温度センサは、タイヤ上の第２のロケーションの温度を表わす第２のセンサ出力信号を発生することもできる。そこで、信号処理装置が第１及び第２のセンサ出力信号を受けて、このデータの評価を実行する。タイヤの潜在的な損傷状態を表わす処理装置出力信号を、第１及び第２のロケーション間の特定の温度差に応答して発生することができる。表示装置が、処理装置出力信号を受けて、車両のユーザに、タイヤが潜在的な損傷状態にあることを表示する。
【０００９】
更に、タイヤの外表面上の異なるロケーションのみで、第１の温度センサと同じ測定を行う第２のセンサが、温度モニタシステムに組み込むこともできる。本発明は特定の温度差に限定されるものではないが、本発明の１つの実施例においては、ドライバに警告する適当な信号を発生するための第１及び第２のロケーション間の温度差は、少なくとも摂氏５度とすることができる。
【００１０】
本発明によれば更に、タイヤ上の異なるロケーションでの温度を検出する一対のセンサが車両に支持されている、タイヤをモニタするための装置が提供される。信号処理装置が一対の温度センサと通信関係にあって、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす処理装置出力信号を発生する。更に、表示装置が、信号処理装置と通信関係にあって、タイヤが潜在的な損傷状態にあることをユーザに表示することができる。
【００１１】
本発明によれば更に、少なくとも２つのセンサが車両に支持されて、車両の少なくとも２つの異なるタイヤ上のロケーションでの温度を検出するために配置されている、タイヤの状態をモニタする装置が提供される。加えて、信号処理装置が、センサと通信関係に設けられて、タイヤの潜在的な損傷状態を表す処理装置出力信号を発生する。更に加えて、表示装置が信号処理装置と通信関係に設けられて、車両のユーザに、タイヤが潜在的な損傷状態であることを表示することができる。
【００１２】
本発明によれば更に、誤ったトレッドベルト剥離警告の可能性を減少又は解消するように温度モニタシステムが構成されている実施例が提供される。例えば、事故を避けるために車両ドライバが急ブレーキをかけたときに、誤警報が生じる可能性がある。この場合、タイヤの外表面上に局所化された一時的なホットスポットが生じる。このような状況を実際のトレッドベルト剥離状態とを区別するために、少なくとも約摂氏５度の温度差が約１０分を超える時間の間測定される場合にだけ、処理装置出力信号を発生するように信号処理装置は構成することができる。
【００１３】
加えて、誤警報を少なくし且つトレッドベルト剥離状態を正確に表示するために温度モニタシステムの他の構成も可能である、例えば、少なくとも摂氏５度の温度差が検出されて、所定の時間の間に、時間経過と共に増大しながら長時間の間続くようになった場合のみ、タイヤの潜在的な損傷状態を表わす処理装置出力信号を信号処理装置が発生するようにすることができる。これは、タイヤの外表面上のホットスポットが大きさを成長していることを示しており、トレッドベルト剥離が生じているとドライバに警告するための基準として使用することができる。
【００１４】
第１及び第２のロケーション間の温度差が所定の時間にわたって増大し続けているときに、信号処理装置は処理装置出力信号を発生するように構成することができる。この温度差の増大は、数日にわたって、数週間にわたって、又は数月にわたって測定することができる。
【００１５】
本発明によれば、タイヤの状態をモニタするために使用できる方法が提供される。本発明の方法は、タイヤ上の第１及び第２のロケーションでの温度を表わす第１及び第２のセンサ出力信号を発生する段階を含む。第１及び第２のセンサ出力信号を受けて、処理装置出力信号を発生することができる。その処理装置出力信号は、タイヤの潜在的な損傷状態を表わしており、第１及び第２のセンサ出力信号によって表わされている特定の温度差に応答して発生される。更に、本発明の方法は、タイヤが潜在的な損傷状態にあることをユーザに表示する段階を含む。
【００１６】
本発明は、タイヤの温度を検出するための一つ以上の温度センサを必ずしも有する必要がない温度モニタシステムを含むものであると理解されたい。例えば、本発明の１つの実施例において、温度センサの代わりにサーマルアレイが設けられる。このサーマルアレイは、タイヤ表面上の２つ以上のロケーションでの温度を測定することができ、トレッドベルト剥離のような望ましくない状態の潜在的な可能性が生じそうかどうか判定するための情報を信号処理装置を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明による実施例を詳細に参照し、本発明による実施例の１つ以上の実施例を図面に図解する。各実施例は、本発明を説明するために示すものであり、本発明を限定することを意味しない。例えば、１つの実施例の一部として図示又は説明した特徴は、他の実施例に適用して、第３の実施例を構成することもできる。本発明は、このような更にそのほかの変更及びバリエーションも含むものである。
【００１８】
本発明によれば、タイヤのための温度モニタシステムが提供される。本システムは、図１で示す温度センサ３８を具備している。その温度センサ３８は、物体の温度を測定することができる赤外線センサとすることができる。物体は、物体の温度の関数として直接熱を発する。温度センサ３８は、物体から発せられるエネルギーを測定するため熱電対として機能して、そのエネルギー量と比例した信号を発生する。このように、温度センサ３８は、物体に実際に接触することなく、物体の温度を測定することができる。
【００１９】
本出願において、トレッドベルト剥離のような望ましくない状態が発生する可能性があることを自動車ドライバに知らせるために、温度センサ３８の使用は、タイヤの温度を検出するに有効である。図２は、本発明の１つの実施例によるタイヤ１０及び付随する温度センサ３８及び４０の断面図を示す。タイヤ１０は、第１のサイドウォール９０、第２のサイドウォール９２、第１のビード部２２、第２のビード部２４、ラジアルベルト部６２、そして、トレッド部１４を有するクラウン１６を具備する。本発明は、サイドウォール９０及び９２、ビード部２２及び２４、ラジアルベルト部６２及びクラウン１６がどのような横断面形状でも使用でき、図２に示す特定な形状に限定されるものではない。このように、本発明によれば、どのような形式の空気式又は非空気式のタイヤ１０も使用できる。
【００２０】
更に、本発明に使用されるタイヤトレッド部１４が、いかなる形状でもよく、特定の型式に限定されるものではない。サイドウォール９０及び９２はクラウン１６から延びている。第１のビード部２２が、第１のサイドウォール９０の一端にあり、そして、第２のビード部２４は、第２のサイドウォール９２の一端にある。空洞１８が、ホイールリム１２とタイヤ１０との間に形成される。タイヤ構造の完全性が損なわれると、タイヤ１０の一部が層剥離又は分離して、タイヤ構成要素が擦れることにより熱を発生する。タイヤの構成要素が分離し続けると、タイヤの構成要素が互いに離れてしまう。トレッドベルト剥離は、そのような状態の１つである。典型的には、トレッドベルト剥離は、剥離ゾーン８６及び８８として図示しているタイヤ１０の一部分で生じる。剥離ゾーン８６は、ラジアルベルト部６２の一方の側縁６４のすぐ近くに位置している。同様に、剥離ゾーン８８は、ラジアルベルト部６２の他方の側縁６６のすぐ近くに位置している。
【００２１】
ラジアルベルト部６２内の互いに接触している固定されていないワイヤーが互いに擦れることにより、熱が剥離ゾーン８６及び８８において発生される。時間と共に、この熱は、タイヤの外表面６０へ伝導してゆき、タイヤの外表面６０上にホットスポットを形成する。本発明は、タイヤ１０にとって望ましくない状態が発生していることを判定するために、タイヤ１０の外表面６０上のこの熱を検出する。
【００２２】
第１及び第２の温度センサ３８及び４０が車両２０のタイヤハウス９４内に位置している本発明の実施例を図１に図示している。温度センサ３８及び４０が、任意の適切な公知の接続装置、例えば、ネジ、ボルト、及び／又はクランプによって、タイヤハウス９４に取り付けることができる。更に、温度センサ３８及び４０はタイヤハウス９４内に配置することは必須でない。本発明の他の実施例では、温度センサ３８及び４０は、車両２０の車台に配置してもよい。第１の温度センサ３８は、タイヤ１０上の第１のロケーション４２の温度を測定するように配置される。タイヤ１０の回転で、第１のロケーション４２は、第１の温度センサ３８の第１の視界５６の外へ移動し、一方、第２のロケーション４４が、第１の温度センサ３８の第１の視界５６内に移動してゆく。この時点で、第２のロケーション４４の温度を測定することができる。以上からわかるように、第１の温度センサ３８は、タイヤ１０の回転により、タイヤ１０の全周上のタイヤ１０の部分を測定できるように配置されている。それ故、本実施例では、第１の温度センサ３８の第１の視界５６内に来るタイヤ１０の周囲の任意の数のロケーションを測定することができる。
【００２３】
第２の温度センサ４０は、タイヤ１０上の第３のロケーション４６を測定するできるように配置される。第１の温度センサ３８と同様に、第２の温度センサ４０は、タイヤ１０の周囲の様々なロケーションを測定することができる。そのようなロケーションの１つが第４のロケーションであり、タイヤ１０の回転により第４のロケーション４８が第２の温度センサ４０の第２の視界５８内に移動することにより、第２の温度センサ４０によって測定される。
【００２４】
或いは、サイドウォール９０及び９２の一つ以上がセンサ３８及び４０の視界５６及び５８内にあるように、第１及び／又は第２の温度センサ３８及び４０を位置づけることができる。第２のサイドウォール９２、ここではインボードサイドウォールの温度を測定する実施例が、図１０に示される。
【００２５】
図２を更に参照すると、第１の温度センサ３８の第１の視界５６が第１のロケーション４２でタイヤ１０の外表面６０に当たるように第１の温度センサ３８が図示されている。同様に、第２の温度センサ４０の第２の視界５８には、タイヤ１０の外表面６０上の第３のロケーション４６が入っている。温度センサ３８及び４０の視界５６及び５８は、温度センサ３８及び４０の構成によって決定することができる。異なる寸法及び形状の視界５６及び５８を有する異なる温度センサ３８及び４０を、本発明の他の実施例では使用することができる。
【００２６】
本発明の別の実施例では、タイヤ６０に対して第１及び第２の温度センサ３８及び４０を近づけたり離して位置付けることにより、タイヤ６０に当たる視界５６及び５８も変わる。例えば、温度センサ３８及び４０をタイヤ１０の近くに配置する場合、外表面６０上の視界５６及び５８は比較的小さい。温度センサ３８及び４０を外表面６０から離す程、外表面６上の視界５６及び５８は大きくなる。本発明は、所望の温度検出を実現するために温度センサ３８及び４０の様々な位置決めを検討する。しかし、本発明の１つの実施例による温度センサ３８及び４０は、温度センサ３８及び４０が外表面６０に近いほど、より正確に温度検出する。本発明の他の実施例では、タイヤ１０のより大きい部分上の温度を測定するために、温度センサ３８及び４０が外表面６０から離して配置できることも理解されたい。
【００２７】
上述したように、剥離ゾーン８６及び８８の望ましくない状態は、剥離ゾーン８６及び８８の過熱を引き起こし、その過熱は、最終的に、第１のロケーション４２及び第３のロケーション４６におけるタイヤ１０の外表面６０へ伝導する。従って、この過熱は、温度センサ３８及び４０によって測定することができる。図５は、第１及び第２の出力信号７８及び８０を有する第１の温度センサ３８を示している概略図である。第１のセンサ出力信号７８が第１のロケーション４２の測定から得られた温度を表わすことができ、第２のセンサ出力信号８０が第２のロケーション４４の温度を表わすことができる。１つの実施例においては、第１及び第２のセンサ出力信号７８及び８０が、タイヤ１０が回転しているとき、異なる時点で検出された同一センサからの信号である。これら信号は、信号処理装置５０に供給される。１つの実施例においては、信号処理装置５０はマイクロプロセッサとすることができる。信号処理装置５０は、処理装置出力信号５２が発生されなければならないかどうか決定するために、第１及び第２のセンサ３８及び４０からの信号を処理できる例えばデジタル信号処理回路のようなどのような形式の電気回路でもよい。適切な信号処理装置５０の構成及び／又は選択は、当業者にとって周知であり、本発明は、様々な形式及び形状の信号処理装置５０を有する実施例を含むものである。
【００２８】
同様に、第２の温度センサ４０は、第３及び第４のセンサ出力信号８２及び８４を発生する。第３のセンサ出力信号８２がタイヤ１０上の第３のロケーション４６の温度を表わし、他方、出力信号８４がタイヤ１０上の第４のロケーション４８上の温度を表わす。これら２つの信号８２及び８４は、第１の温度センサ３８からの信号と同様に、信号処理装置５０に送られる。第３及び第４のセンサ出力信号８２及び８４は、タイヤ１０が回転している間に、異なる時点で検出された同一センサからの単一の出力とすることができる。
【００２９】
信号処理装置５０への信号７８、８０、８２及び８４の送信は、有線接続を介してでも又は無線伝送でもよい。また、各温度センサ３８及び４０の１つに１つずつで、２つの信号処理装置５０を設けてもよい。その場合には、１つの信号処理装置５０及び第１の温度センサ３８を１つの一体的な装置として形成し、第２の温度センサ４０及び信号処理装置５０を同様に別の一体的な装置として形成することができる。更に、本発明は、車両上の全ての４つのタイヤ１０からの信号が評価のために信号処理装置５０へ送られるようになされた実施例も含むものである。或いは、４つの別々の信号処理装置５０を車両２０に設けて、４つの別々の信号処理装置５０の各々が、車両２０上の４つのタイヤ１０のそれぞれに配置したセンサ３８及び４０からの入力信号を受けるようにもできる。車両２０が４つのタイヤ１０より少ない又は多い数のタイヤを有している場合には、信号処理装置５０及びセンサ３８及び４０のそれぞれの数や寸法を決めることができる。従って、本発明は、１つ以上の信号処理装置５０が車両内に使用されて、センサからの検出情報を評価して処理装置出力信号５２を発生する様々な実施例を含むものである。
【００３０】
処理装置出力信号５２は、有線接続を介して又は無線伝送を介して表示装置５４に送られる。表示装置５４は、車両２０のドライバに、望ましくない状態がタイヤ１０の内の一つ以上のタイヤに生じていることをドライバに知らせるために、車両のドライバに信号を発することができる車両２０内のコンピュータであってもよい。本発明の様々な実施例において、表示装置５４は、ランプでも、発光ダイオードでも、計器でも、音声インジケータでもよい。このように、本発明は、特定の形式の表示装置５４に限定されるものでなく、当業者にとって公知のいかなる形のものとすることができる。例えば、図６は、車両２０のダッシュボードの計器群９６内に配置された表示装置５４を図示している。表示装置５４は、タイヤ１０が望ましくない状態になっているときに、例えばトレッドベルト剥離を起こしているときに明るく表示されるタイヤを表わすアイコンにより、その状態を車両２０のドライバに知らせるライトである。
【００３１】
本明細書において説明するように、処理装置出力信号５２は、タイヤ１０が望ましくない状態にあることを表わす信号である。しかし、信号処理装置５０から他の信号を出力させて、タイヤ１０の他の状態、例えば、正常動作を示す信号を発することもできることも理解されたい。
【００３２】
本発明の様々な実施例において温度センサ３８及び４０の他の構成が可能であることは理解されよう。例えば、本発明は、第１及び第２の温度センサ３８及び４０が各々タイヤ１０上の異なるロケーションでの温度を検出するように配置された実施例を提供する。この場合、信号処理装置５０は、第１の温度センサ３８によって測定された温度と第２の温度センサ４０によって測定された温度とを比較することにより、第１及び第２の温度センサ３８及び４０によって測定されたタイヤ１０上の異なるロケーション間の温度差、温度変動、又はその他の温度の比較に応答して、処理装置出力信号５２を発生することができる。このように、本発明は、第１の温度センサ３８又は第２の温度センサ４０によって温度が検出された場合だけでなく、第１の温度センサ３８及び第２の温度センサ４０の両方によって温度が検出された場合にも、処理装置出力信号５２が発生される実施例も含むものと理解されたい。
【００３３】
更に、本発明は、車両２０の異なるタイヤ１０上のロケーションの温度を検出するように第１及び第２の温度センサ３８及び４０が配置することができる実施例を提供する。この場合、車両２０の１つのタイヤ１０上の温度と車両２０の他のタイヤ１０上の温度とを比較して、処理装置出力信号５２を発生することができる。更に、本発明では、車両２０の任意の数のタイヤ１０の温度を検出することもできる。例えば、典型的な乗用車２０の場合、４つのタイヤ１０全てに少なくとも１つのセンサを設けて、各タイヤ１０の少なくとも１つのロケーションの温度を測定する。この場合、処理装置出力信号５２は、４つのタイヤ１０の内の任意のタイヤの温度を比較して発生することができ、例えば、２つの異なるタイヤ１０間で検出温度を比較して発生することができる。本発明の１つの実施例では、処理装置出力信号５２は、車両の前輪タイヤ１０間の温度差を比較して発生することができる。同様に、処理装置出力信号５２は、２つの異なる後輪タイヤ１０間で検出温度を比較して発生することができる。しかし、前輪タイヤ１０と後輪タイヤ１０との間には動作上の違いがあるために、前輪タイヤ１０と後輪タイヤ１０との間で検出温度を比較することは有用でない可能性があることは注意されたい。しかし、本発明の様々な実施例においては、車両２０の前輪タイヤ１０と後輪タイヤ１０との間の温度差を比較して処理装置出力信号５２を発生することもできることを理解されたい。
【００３４】
処理出力装置５０は、第１及び第２の温度センサ３８及び４０からの入力信号に応答して処理装置出力信号５２を発生するように様々な態様に構成するとができる。そのような例として、第１又は第２の温度センサ３８又は４０によって検出された温度の所定の上昇に応答して処理装置出力信号５２を発生することができる。或いは、第１のロケーション４２の温度を例えば、第３のロケーション４６の温度と比較して、第１の温度センサ３８によって検出された温度差に応答して処理装置出力信号５２を発生することもできる。上述したように、トレッドベルト剥離により起こされる熱は、トレッドベルト剥離による熱を生じていない第３のロケーションのようなタイヤ１０の他の部分より第１のロケーションを高温にする。本発明の別の実施例では、誤警報の可能性を最小にするか解消するように信号処理装置５０を構成することが望ましい。誤警報は、例えばドライバがタイヤ１０に急ブレーキをかけてロックした場合に、発生される可能性がある。このような行為は、タイヤ１０の外表面６０上に一次的な局部ホットスポットを発生させることがある。この一次的な局部ホットスポットは、第１又は第２の温度センサ３８又は４０によって検出されて、信号処理装置５０によってトレッドベルト剥離を表わす状態であると判定される可能性がある。表示装置５４によって繰り返して誤警報が発せられると、実際のトレッドベルト剥離状態がシステムに検出されたときにも、ドライバが表示装置５４を無視するように慣らしてしまう可能性がある。
【００３５】
本発明は、システムによって検出される誤警報を減少し又は解消するように構成できる。例えば、図４は、信号処理装置５０が偽検出の可能性を減らすように構成されている例を示している。図４からわかるように、タイヤ１０が回転して、第１のロケーション４２が第１の温度センサ３８に検出され、次いで第２のロケーション４４が第１の温度センサによって検出される。温度対時間又はロケーションのグラフを示す。図４のグラフの横軸上のタイヤ１０の外表面６０上の連続するロケーションでの検出温度を示している。図面からわかるように、タイヤ１０が回転しているために、検出温度は繰り返されて、時間軸にわたってタイヤ１０の様々なロケーションでの温度を表わすデータを発生する。本発明のこの実施例では、タイヤ１０の外表面６０の大部分は、摂氏５０度の温度であると測定されている。これは、タイヤ１０の第２のロケーション４４が第１の温度センサ３８によって測定されているたびに該当する。しかし、第１のロケーション４２は、トレッドベルト剥離のために熱上昇を起こしている。この熱上昇は、グラフにおいて温度スパイク７０として示されている。第１のロケーション４２と第２のロケーション４４との間の温度差６８は、摂氏５度の温度差６８として測定されている。第１の温度センサ３８が第１のロケーション４２を測定するたびに、この温度スパイク７０は生じる。
【００３６】
誤警報の可能性を減らすために、信号処理装置５０は、摂氏５度以上の温度差６８が約１０分を超える時間の間測定された場合にだけ、タイヤ１０が望ましくない状態にあることを表わす処理装置出力信号５２発生することができる。この時間は、本発明のシステムによって検出したいトレッドベルト剥離や他の望ましくない状態に起因しないタイヤの外表面６０上の孤立した温度上昇の発生を除外するに十分でなければならない。これらの温度及び時間の値は本発明の実施例を示すだけのものであり、本発明を限定するものではない。
【００３７】
誤検出の可能性を減らすためには信号処理装置５０の他の構成も可能である。図７は、タイヤ１０の第１及び第２のロケーション４２及び４４が第１の温度センサ３８によって測定されている他の構成を示す。検出温度対時間又はロケーションの示す一対のグラフを図示する。早い時間７２での検出を図示する。第２のロケーション４４に対して摂氏５度の温度スパイク７０が第１のロケーション４２で生じている。遅い時間７４の検出は同一タイヤの測定値である。この遅い時間は、早い時間７２での検出から、１日後、１週間後、１ヶ月後、又は数ヶ月後でもよい。
【００３８】
遅い時間７４の検出は、第１のロケーション４２での温度スパイク７０を示している。このロケーションでの温度スパイク７０は、早い時間７２で検出して予め記録してある温度スパイク７０より高くなっている。この時間又はロケーションの増大は、第１のロケーションのホットスポットが、タイヤ１０の外表面の周りに周方向に成長して続けていることを示している。この状態は、トレッドベルト剥離を表しており、トレッドベルト剥離を検出する一方で誤警報の可能性を解消するように信号処理装置５０によって検出することができる。本発明の１つの実施例では、時間又はロケーションでの差は２５％の増大である。早い時間７２と遅い時間７４の両方で測定された温度差６８は、約摂氏５度以上である。この点で、トレッドベルト剥離が生じているかどうか、又は誤警報が検出されているかどうかを判別するために、信号処理装置５０が追加の基準を捜すこともできる。この追加基準は、タイヤ１０の外表面６０上のホットスポットのサイズの増大であってもよい。
【００３９】
本発明の別の構成は、誤警報の可能性を解消する一方でトレッドベルト剥離を検出する他の構成を含む。図８及び図８Ａは、タイヤ１０が第１及び第２のロケーション４２及び４４で測定される構成に示す。ここで、第１及び第２のロケーション４２及び４４間の温度差６８は、早い時間７２で測定されている。この温度差６８が摂氏５度である必要はない。タイヤ１０の外表面６０上の温度が遅い時間７４で再び測定されている。ここで、温度差は、早い時間７２で記録した温度差６８に比較して摂氏２度増大しているように記録されている。更に最近の時間７６での検出値が記録され、時間７４での前の測定値から摂氏４度の増加した温度差６８を有する温度スパイク７０を示す。図面からわかるように、時間７２、７４及び７６での温度測定は、時間の進行と共に、温度スパイク７０の温度差６８が増大していることを示す。所定の時間にわたる温度差６８のこの増大は、トレッドベルト剥離又は他の望ましくない状態が発生していると車両２０のドライバに警告するために処理装置出力信号５２を信号処理装置５０に発生させるように命令するために用いることができる。発明の１つの実施例では、ドライバに警告するように処理装置出力信号５２を発生するためには、摂氏５度以上の温度差が２ヵ月の期間にわたって測定されるようにすることもできる。しかし、本発明の他の実施例においては、様々な温度差６８及び時間量を使用することができる。
【００４０】
車両２０の１つのタイヤ１０を別のタイヤ１０と比較することにより、誤警報を減らすことができる。例えば、ドライバが急ブレーキをかけると、別々のタイヤ１０は、同様な局所的なホットスポットを生じる。２つのタイヤ１０間の熱パターンが類似しているならば、運転条件が多分原因であるだろう。この状況は、誤警報が発せられたこと、そしておそらくトレッドベルト剥離ではないことを示唆している。
【００４１】
第１及び第２の温度センサ３８及び４０を使用するように上述したが、本発明の１つの実施例では、一対の温度センサ３８及び４０ではなく単一のセンサ３８だけが使用される。更に、温度センサ３８及び４０は、車両２０のタイヤ１０の内の任意の数のタイヤの温度を測定するように設けることもできる。
【００４２】
本発明は、温度センサ３８及び４０を使用する代わりに、サーマルアレイ９８を使用することができる実施例を更に含むものである。図３は、アレイの視界１００がタイヤ１０上に広がるようにサーマルアレイ９８は配置されている実施例を図示している。サーマルアレイ９８は、測定されるアレイ視界１００内に様々なロケーションを含めることができる。例えば、サーマルアレイ９８は、第１のアレイロケーション１０２で温度を測定することに加えて、第３のアレイロケーション１０４で温度を測定することができるようにもできる。このように、タイヤ１０のトレッドベルト剥離ゾーン８６及び８８にすぐ近くの温度を、単一のサーマルアレイ９８によって測定することができる。サーマルアレイ９８からのデータは、信号処理装置５０に入力され、処理装置出力信号５２を発生するために上述した方法で評価することができる。このように、本発明は、タイヤ１０がトレッドベルト剥離のような望ましくない状態にあるかどうか判定するためにタイヤ１０の温度が検出されるどのような構成も含むものである。
【００４３】
図９は、タイヤ１０がサーマルアレイ９８によって測定されている状態を示している。第１のアレイロケーション１０２は測定されている一方、第２のアレイロケーション１１０がアレイ視界１００の外にある。タイヤ１０の回転で、第２のアレイロケーションが、アレイ視界１００内に移動し、一方、第１のアレイロケーション１０２は、アレイ視界１００の外に移動する。第１のアレイロケーション出力信号１０６、第２のアレイロケーション出力信号１０８、第３のアレイロケーション出力信号１１２が、前述したように、サーマルアレイ９８から評価のために信号処理装置５０に出力することができる。サーマルアレイ９８は、タイヤ１０の外表面６０上の他のロケーション、例えば第３のアレイロケーション１０４が測定されるようにもできる。この情報は、信号処理装置５０によって評価されても、又は、車両２０内の他のシステムで使用することもできる。サーマルアレイ９８によって測定されるロケーションは、他の実施例に関して上述したように、剥離ゾーン８６及び８８にすぐ近くの外表面６０上のロケーションとすることができる。
【００４４】
本発明は、様々な方法で温度を検出して処理装置信号５２が出力される様々な実施例をも含むことは理解されたい。上述したように、第１及び第２の温度センサ３８及び４０が同一のタイヤに設けられ、第１の温度センサ３８が所定の限度より大きい温度を検出したとき及び／又は第２の温度センサ４０が所定の限度より大きい温度を検出したとき、処理装置出力信号５２を生することができる。加えて、第１及び第２の温度センサ３８及び４０で検出された温度の間の温度差の絶対値を求めて、その絶対値が所定の値より大きいとき、処理装置出力信号５２を発生することができる。更に、ある期間にわたって第１の温度センサ３８によって検出される温度の変化を評価し、その温度変化が、処理装置出力信号５２を発生するための所定の値より大きいとき、処理装置出力信号５２を発生することができる。同様に、或る時間にわたって第２の温度センサ４０によって検出される温度変化を計算して、その変化が所定の値を越えたとき、処理装置出力信号５２を発生することができる。
【００４５】
加えて、第１の温度センサ３８によって検出されるタイヤ１０上の測定点での温度の変化が所定の値より大きいときに、処理装置出力信号５２が発生される本発明の他の実施例もある。同様に、第２の温度センサ４０によって測定されるタイヤ１０上のロケーションと比較して第２の温度センサ４０によって検出される温度の変化が所定の値より大きいとき、処理装置出力信号５２を発生することができる。同一センサによって検出されるタイヤのまわりのロケーションの温度を比較することにより温度変化が判定されたとき、それはタイヤ１０上の局所化されたホットスポットを示しており、処理装置出力信号５２を発生する。
【００４６】
例えば、一対のタイヤ１０上の温度が測定されて比較される本発明の更に別の実施例もある。この場合、一対のセンサを第１のタイヤ１０に配置し、もう一対のセンサを第２のタイヤ１０に配置することができる。そして、第１のタイヤ１０上の一方のセンサによって検出される温度と第２のタイヤ１０上の一方のセンサによって検出される温度との差の絶対値が所定の値より大きいとき、処理装置出力信号５２を発生することができる。同様に、第１及び第２のタイヤ１０上の他方のセンサに検出される温度間の温度差の絶対値が計算されて、その絶対値が所定の値より大きいとき、処理装置出力信号５２を発生することができる。本発明の１つの実施例では、上述した温度差の所定の値は摂氏５度とすることができる。加えて、一つ以上のタイヤ上の一つ以上のロケーションでの温度を比較して処理装置出力信号５２を発生するための他の構成及び方法も本発明の様々な実施例によれば可能である。
【００４７】
請求項の範囲及びそれらの均等の範囲の中に入る上述したタイヤのための温度モニタシステムの実施例に適用できる様々な変更及び修正を本発明は含むものであると理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明によるタイヤのための温度モニタシステムの実施例の斜視図であり、一対の温度センサが、タイヤの温度を測定するために車両のタイヤハウス内に支持されていることを図示している。
【図２】本発明による温度モニタシステムの実施例の部分断面図であり、第１及び第２の温度センサが、タイヤの外表面の温度を測定するために配置されていることを図示している。
【図３】本発明による温度モニタシステムの実施例の部分断面図であり、サーマルアレイが、タイヤの外表面の温度を測定するために配置されていることを図示している。
【図４】温度センサによって測定されているタイヤの立面図と、タイヤの外表面上の様々なロケーションで測定した温度のグラフであり、タイヤの第２のロケーションと比較してタイヤの第１のロケーションで、５度の温度スパイクが測定されているように図示されている。
【図５】本発明による温度モニタシステムの実施例の概略図であり、信号処理装置が、第１及び第２の温度センサから入力を受けて、表示装置によって受けられる処理装置出力信号を発生していることを図示している。
【図６】本発明による１つの実施例の車両のダッシュボードの正面平面図であり、表示装置が、車両のドライバに表示される計器集合体内で明るくなる光であることを図示している。
【図７】温度センサによって測定されているタイヤの立面図と、タイヤの外表面上の様々なロケーションで測定した温度の一対のグラフであり、各グラフは、時間軸上での様々な時点での温度を表示して、タイヤの外表面上のホットスポットのサイズの増大を図解している。
【図８】タイヤの外表面上の様々なロケーションで測定した温度の３つのグラフであり、３つのグラフは、時間軸上での異なる３つの時点での測定値を表示して、第１のロケーションでの温度差が時間経過と共に増大し続けていることを図解している。
【図８Ａ】温度センサによって測定されているタイヤの立面図である。
【図９】本発明の１つの実施例によるサーマルアレイによって測定されているタイヤの立面図である。
【図１０】本発明による温度モニタシステムの実施例の部分的な断面図であり、第１及び第２の温度センサが、センサがタイヤのサイドウォールの外表面の温度を測定するように配置されていることを図解している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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