(57)【要約】      （修正有）【課題】トレッド剥離、トレッド摩耗、不均一トレッド摩耗、タイヤバランス、異物検出などの空気タイヤの異常を検出するための方法及び装置を開示する。【解決手段】レーダー信号解析手法と共にドップラー微小パワーインパルスレーダー技術を利用しての空気タイヤのタイヤ関連異常を検出する。或る範囲の調波に基づいてレーダー信号を解析することによって、様々な検知可能な異常を信号解析により識別する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦ信号をタイヤの一部に放射して当該タイヤからの反射信号を受信するように配置され、出力に出力信号を発生するレーダートランシーバと、
前記レーダートランシーバの前記出力に接続された入力と、出力とを有する信号プロセッサと
を具備しており、前記信号プロセッサは、前記レーダートランシーバが受信した前記反射信号の内の選択した調波に基づいて信号解析を実行し、選択したタイヤ関連パラメータ又は異常を表す出力信号を前記出力に出力することを特徴とするタイヤ監視装置。
【請求項２】
前記信号プロセッサは、前記レーダートランシーバが受信した前記反射信号の内の選択した調波範囲の調波に基づいて信号解析を実行することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ監視装置。
【請求項３】
前記信号プロセッサは、前記選択した調波範囲内の調波エネルギーの平均エネルギーに基づいて信号解析を実行することを特徴とする請求項２に記載のタイヤ監視装置。
【請求項４】
前記信号プロセッサは、前記選択した調波範囲内の調波分布の重心に基づいて信号解析を実行することを特徴とする請求項２に記載のタイヤ監視装置。
【請求項５】
前記信号プロセッサは、前記選択した調波範囲内の調波分布の重心に基づいて信号解析を実行することを特徴とする請求項３に記載のタイヤ監視装置。
【請求項６】
前記調波範囲は、選択したタイヤ関連パラメータ又は異常の基づいて選択されることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ監視装置。
【請求項７】
前記タイヤ関連パラメータ又は異常は、バランス及びアライメントであり、前記選択した調波範囲は、第１調波から第２調波の範囲であることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ監視装置。
【請求項８】
前記タイヤ関連パラメータ又は異常は、トレッドベルト剥離及び不均一トレッド摩耗であり、前記選択した調波範囲は、第３調波から第ｎ調波の範囲であり、ここでｎはトレッドパターンに関係する基本調波であることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ監視装置。
【請求項９】
前記タイヤ関連パラメータ又は異常は、トレッド摩耗であり、前記選択した調波範囲は、第ｎ調波から第ｍ調波の範囲であり、ここでｎはトレッドパターンに関係する基本調波であり、ｍはトレッドパターンエネルギーの整数倍調波であることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ監視装置。
【請求項１０】
前記レーダートランシーバはドップラーレーダートランシーバであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ監視装置。
【請求項１１】
前記レーダートランシーバはドップラー微小パワーインパルスレーダートランシーバであることを特徴とする請求項１０に記載のタイヤ監視装置。
【請求項１２】
ＲＦ信号をタイヤの一部に放射し、
放射を受けたタイヤからの反射信号を受信し、
受信した前記反射信号の内の選択した調波を解析して、選択したタイヤ関連パラメータを検出することを特徴とする、タイヤ関連パラメータを検出する方法。
【請求項１３】
前記解析は、解析のために前記反射信号の調波範囲を選択し、選択した調波範囲の調波を解析して、選択したタイヤ関連パラメータを検出することを特徴とする、請求項１２に記載のタイヤ関連パラメータを検出する方法。
【請求項１４】
前記選択した調波範囲の調波の前記解析は、前記選択した調波範囲内の調波エネルギーの平均エネルギーを評価することを含むことを特徴とする、請求項１３に記載のタイヤ関連パラメータを検出する方法。
【請求項１５】
前記選択した調波範囲の調波の前記解析は、前記選択した調波範囲内の調波分布の重心を評価することを含むことを特徴とする、請求項１４に記載のタイヤ関連パラメータを検出する方法。
【請求項１６】
前記選択した調波範囲の調波の前記解析は、前記選択した調波範囲内の調波分布の重心を評価することを含むことを特徴とする、請求項１３に記載のタイヤ関連パラメータを検出する方法。
【請求項１７】
調波範囲の前記選択は、検出したいタイヤ関連パラメータに基づいて行うことを特徴とする、請求項１３に記載のタイヤ関連パラメータを検出する方法。
【請求項１８】
前記選択したタイヤ関連パラメータは、バランス及びアライメントであり、前記選択した調波範囲は、第１調波から第２調波の範囲であることを特徴とする、請求項１７に記載のタイヤ関連パラメータを検出する方法。
【請求項１９】
前記選択したタイヤ関連パラメータは、トレッドベルト剥離及び不均一トレッド摩耗であり、前記選択した調波範囲は、第３調波から第ｎ調波の範囲であり、ここでｎはトレッドパターンに関係する基本調波であることを特徴とする、請求項１７に記載のタイヤ関連パラメータを検出する方法。
【請求項２０】
前記選択したタイヤ関連パラメータは、トレッド摩耗であり、前記選択した調波範囲は、第ｎ調波から第ｍ調波の範囲であり、ここでｎはトレッドパターンに関係する基本調波であり、ｍはトレッドパターンエネルギーの整数倍調波であることを特徴とする、請求項１７に記載のタイヤ関連パラメータを検出する方法。
【請求項２１】
ＲＦ信号の放射と反射信号の受信は、ドップラーレーダートランシーバによって行うことを特徴とする、請求項１２に記載のタイヤ関連パラメータを検出する方法。
【請求項２２】
ＲＦ信号の放射と反射信号の受信は、ドップラー微小パワーインパルスレーダートランシーバによって行うことを特徴とする、請求項２１に記載のタイヤ関連パラメータを検出する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、ドップラーレーダー技術を利用しての空気タイヤの異常及び／又は特性の検出に関するものである。より具体的に述べれば、本発明は、ドップラー微小パワーインパルスレーダー（ＭＩＲ）を利用して、限定的ではないが例えばトレッド剥離、トレッド摩耗、トレッド不均一摩耗、タイヤバランス、異物検出などの空気タイヤの異常を検出するための方法及び装置を開示するものである。
【０００２】
トレッドベルト剥離は、周知の潜在的危険の問題である。空気圧不足で、過荷重状態で、温度の高い気候下で使用されるタイヤは、トレッドベルト剥離を生じる場合がある。このトレッドベルト剥離は、製造不良タイヤや再生不良タイヤ（いわゆるリーキャップタイヤ）に関係している場合もある。高速走行中にトレッドが空気タイヤから剥離すると、トレッドベルト剥離は、重大な結果となる場合がある。本発明は、このような状態や他の状態を検出して、ドライバにそのような状態を警告できるようにする装置及び方法を開示する。
【背景技術】
【０００３】
実際に発生した故障や今にも発生しそうな故障を検出して、そのような故障をドライバに警告して、ドライバが注意し且つ対策を講じることができるようにするために、使用中のタイヤの監視する努力が従来よりなされている。そのような努力の１つが、下記特許文献１に記載されている。
【特許文献１】米国特許第５４３６６１２号明細書（Aduddel）
【０００４】
上記特許文献１では、トラック上の複数の位置に複数のマイクロホンと無線発信機とを配置している。発信機は、複数のマイクロホンで検出された音を、ドライバのところに置かれた受信機に向けて無線送信する。この方法により、ドライバは、異常音を聴くことができ、聴いた場合には、適切な対策を講じることができる。
【特許文献２】米国特許第６２４４９４０号明細書（Phelanほか）
【０００５】
上記特許文献２は、タイヤのインナーライナに取り付けることによりタイヤの内部に設置することができるパッチを開示している。パッチは、タイヤの温度と圧力を監視するセンサを支持している。異常を感知すると、車両のドライバに対して警告を発することができる。他のタイヤ温度監視技術が、下記の特許文献３に開示されている。
【特許文献３】米国特許第４５７０１５２号明細書（Moltonほか）
【０００６】
上記特許文献３は、多数の永久磁石をタイヤボディ内の埋込んでいる。タイヤの走行により発生する過剰な熱によって、永久磁石の磁界に変動が生じる。その変動を検出して、車両のドライバに警告を発する。
タイヤを監視するため、特にトレッド剥離を監視するための更に別の公知技術が、下記の特許文献４に記載されている。
【特許文献４】米国特許第６０２８５０８号明細書（Manson）
【０００７】
この特許文献４に開示される距離測定装置を利用したシステムは、センサから監視対象のタイヤの表面までの距離を検出するために、発信機と受信機とを組合せたセンサを使用されている。そして、センサからタイヤの表面までの距離が所定量を越えると、警報が発せられるように構成されている。
空気タイヤを監視するため更に別の公知技術が、下記の特許文献５に記載されている。
【特許文献５】米国特許出願公開第ＵＳ２００２／０１８９３３６Ａ１号（McEwan）
【０００８】
この特許文献５によれば、異なる型のタイヤ異常を監視するために、空気タイヤに対して様々な位置に複数のレーダーセンサをするを配置している。例えば、特許文献５は、タイヤトレッドの接線部分に対して放射するようにレーダーユニットを配置して、トレッドが無くなると、反射レーダー信号が検知可能な程減少するようにしたトレッド損耗検出を開示している。更に特許文献５は、タイヤの接線部分に対して放射するようにレーダーユニットを配置して、平均振幅とピーク振幅とを比較してレーダー反射波信号を検査する、タイヤに入り込んだ異物の検出を開示している。ほかのタイヤに係る特性や異常が、レーダーユニットを様々に配置することによって、検知できる。例えば、サイドウォールに対して放射するようにレーダーユニットを配置することによってサイドウォールの特性を検査できる。また、例えばタイヤを取り付けることができるホイールのスポーク又は開口に対して放射するようにレーダーユニットを配置することによって、回転速度を検出できる。
【０００９】
タイヤの損耗及びタイヤ保護の技術の分野において様々な技術が知られているが、上記した理想的な特徴や性能特性の全てを全体として一体化した技術は未だ出現していない。
本明細書において上述した公知文献以外にも、下記文献を挙げることができる。
【非特許文献１】Science & Technology Review 1996年１月／２月号「Micropower Impulse Rader（微小パワーインパルスレーダー）」
【００１０】
上記した全ての米国特許文献の開示の全内容は、ここに引用することにより、本明細書に組み入れる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記した問題を解決せんとするものであり、タイヤの損耗及びタイヤ保護の技術の分野、特にタイヤ異常検出に関するものである。
【００１２】
広義で言うならば、本出願において開示する技術の例の或る目的は、タイヤ異常の検出のための改良した装置及びそのための方法を提供せんとするものである。より詳細には、本出願において開示する実施例の或る目的は、タイヤ異常の指示及び測定のためにＭＩＲ（微小パワーインパルスレーダー）技術を使用する改良した装置及びそのための方法を提供せんとするものである。
【００１３】
本発明の或る実施例の別の目的は、タイヤトレッド剥離の始まりの検出、並びに、それ以外のタイヤ関連異常、例えば、限定されるものではないが、トレッド摩耗、トレッド不均一摩耗、タイヤバランス及びアライメント、タイヤに刺さった異物などの検出のための改良した装置及びそのための方法を提供せんとするものである。
【００１４】
本発明の或る実施例の更に別の目的は、上述したMoltonほかの米国特許第４５７０１５２号明細書の埋込み磁石又は上述したPhelanほかの米国特許第６２４４９４０号明細書のパッド取付センサのようにタイヤ自体の何か特別な特徴を必要とすることなく、タイヤ関連異常を検出する改良した装置及びそのための方法を提供せんとするものである。
【００１５】
本発明の或る実施例の更に別の目的は、タイヤ取付センサを付加的に設ける必要なく、どのような空気タイヤにも係るタイヤ関連異常を検出するための改良した装置及びそのための方法を提供せんとするものである。
【００１６】
本発明の実施例の更に別の目的は、単一の固定センサを使用して、複数のタイヤ関連特性及び異常を検出するための改良した装置及びそのための方法を提供せんとするものである。
【００１７】
本発明のその他の目的及び効果は、以下の詳細な説明において述べると共に、以下の詳細な説明から当業者には明らかになる筈である。更に、以下に詳細に説明し図解する本発明の特徴や工程に対する変更や修正は、本発明の精神から離れることなく、本発明の様々な実施例や使用方法において実現可能であることも理解される筈である。変更や修正は、以下に説明し図解する手段や特徴や工程をそれらに均等な手段や特徴や工程に置換することや、様々な部品、特徴、工程などの機能上や動作上や位置上の反転などを含むが、それらに限定されるものではない。
【００１８】
更に、本発明の様々な実施例や様々な現在好ましい実施例は、ここに開示する特徴や部品や工程や配置やそれらの均等物の様々な組合せや配置（図面に明確に示されていない又は図面を参照しての詳細な説明に記載さていない特徴や部品や工程や配置の組合せも含む）を含むものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の特徴によるならば、車両に取付られている空気タイヤのトレッド表面及びその下の層を検査するためにＭＩＲ（微小パワーインパルスレーダー）技術を使用する、タイヤ関連異常を検出するための改良した装置及びそのための方法が提供される。
【００２０】
本発明の特に具体的な実施例によるならば、適切な信号処理装置及び方法と共にドップラーレーダーシステムを使用して、空気タイヤにおけるタイヤトレッド剥離の始まりおよびそのほかのタイヤ関連異常を検出するための改良した装置及びそのための方法が提供される。
【００２１】
本明細書の発明の概要において必ずしも説明していない本発明の他の実施例は、本明細書の発明の概要において言及した特徴や部品や工程、及び／又は本明細書において別に検討している他の特徴や部品や工程の性質の様々の組合せも含むこともできる。
本明細書の他の部分を検討することにより、当業者は、上記した実施例の特徴をより良く理解できるであろう。
【実施例】
【００２２】
当業者に向けた本発明の最良態様を含む本発明の十分で実施可能な開示を、以下、添付図面を参照して行う。
なお、本明細書及び図面に亘って同一参照番号を、本発明の同一又は同様な特徴を示すために使用する。
【００２３】
発明の概要の項で説明したように、本発明は特に、適切な信号処理装置及び方法と共にドップラーレーダーシステムを使用して、空気タイヤの異常を検出するための改良した装置及びそのための方法に係るものである。
【００２４】
図１は、空気タイヤ１の典型的な空気タイヤの横断面図を示している。空気タイヤ１は、トレッドブロック部分２と、サイドウォール部分５と、ビード部分６と、ビード４と、ベルト部分７とからなっている。更に図１には、トレッドベルト剥離が発生する可能性のある大体の領域３が図示されており、詳細に後述する。
【００２５】
図２は、空気タイヤ１の別の典型的な横断面図を示している。図２に示す空気タイヤ１は、図１に示す空気タイヤ１の構成要素の全てを含んでいるが、トレッドベルト剥離が発生する可能性のある僅かに異なる領域３’を図解するために強調してある。図２には、タイヤ１内の異常を検出するための本発明による装置の典型例を図示している。図示しているように、方向性アンテナ９と微小パワーインパルスレーダー（ＭＩＲ）トランシーバユニットからなるドップラーレーダーユニット８が図示されている。ドップラーレーダーユニット８からの電気信号は信号処理ユニット１１に送られ、その信号処理ユニット１１からの電気信号は信号利用手段１２に送られる。これらは詳細に後述する。
【００２６】
図２に示すように、ドップラーレーダーユニット８のアンテナ８は、タイヤ１のトレッドブロック領域１０の外面に向けられており、タイヤ１のトレッドブロック領域１０の外面に向けて放射する。ドップラーレーダーユニット８と信号処理ユニット１１とは協働して、タイヤ表面またはタイヤ表面の下のトレッドベルトがアンテナ９に接近しているとき、タイヤ表面またはタイヤ表面の下のトレッドベルトの速度の急激な変化を検出するように動作する。ドップラーレーダーユニット８が発生する電気信号は、タイヤ表面またはタイヤ表面の下のトレッドベルトの半径方向の速度に比例している。
【００２７】
本発明の技術の作用を更に説明するために、「トレッドベルト剥離」の概念を簡単に説明することが適当であろう。現象としてのトレッドベルト剥離は、空気タイヤのトレッドパッケージからのスティールベルトの剥離に関係している。トレッドベルト剥離は、ゴムと金属との結合が弱い開始点で始まり、更に、引き裂かれてゆく。そして、その開始点は、タイヤゴムの老化と共に、更に、撓みが局部加熱を生じる度に、成長する。開始点の成長と共に、ポケットが形成される。トレッドベルト剥離が進行してゆくと、ポケットが成長し、更に合体してゆく。トレッドベルト剥離は、シェアーログラフィ(shearography)として知られている技術を利用して測定できる。空気タイヤのトレッドベルト剥離を測定するために使用される１つの典型的なシェアーログラフィ技術は、圧力室内にテスト対象のタイヤを置く。テスト対象タイヤを、常圧で、例えばＣＣＤビデオカメラで撮影し、イメージをメモリに記憶する。その後、圧力室から空気を抜いて、テスト対象タイヤを再撮影する。タイヤ内の空気ポケット、すなわち、トレッドベルト剥離を示す場所は、タイヤの外表面の空気圧が減少しているので、膨張し、その結果、タイヤを変形させる。変形状態で撮影されたタイヤのイメージが、記憶してあるイメージから電子的に減算され、その結果得られる差のイメージが表示される。その表示されるイメージは、モニタ上に干渉縞として表示され、タイヤ内のトレッドベルト剥離の箇所を明らかにする。当然であるが、上記したテスト方法は、テストとしては有効であるが、走行している車両に使用する場合には全く不適当である。本発明は、トレッドベルト剥離検出の比較／確認のために有効な非破壊的技術を提案する。
【００２８】
上述したように本発明は、トレッドベルト剥離の始まりを検出するためにドップラー微小パワーインパルスレーダー（ＭＩＲ）トランシーバユニット８を使用する。本発明により使用するドップラー微小パワーインパルスレーダー（ＭＩＲ）の特定な例には、上述したMcEwanの米国特許出願公開公報に開示されるドップラーレーダートランシーバ又はその他の市場で入手可能な製品がある。前述したように、本発明は、トレッドベルト剥離の始まりやそのほかのタイヤ関連異常を検出するために、微小パワーインパルスレーダー（ＭＩＲ）装置が発生する信号を処理し解析する信号プロセッサを使用する。この本発明の概念を図解するために、図３を参照する、図３は、テスト用タイヤの１回転の間に、微小パワーインパルスレーダー（ＭＩＲ）装置から出力される出力電圧データの典型例のグラフを示している。このテスト用タイヤは、上述した技術の同様な技術を使用したシェアーログラフィで測定して明らかなトレッドベルト剥離が全くないものである。本発明の技術を使用してテスト対象タイヤ中のトレッドベルト剥離の有無を検出するために、図３に示すようなデータを、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）による調和解析を利用して解析する。その目的のため、所与の１回転に対応するサンプルの数を知らねばならない。図３と図４を参照すると、既知のサンプリング周波数、例えば、４００００サンプル／秒で、回転中のサンプル数を得ることができ、標準的な離散フーリエ変換（ＤＦＴ）解析を使用できる。そのような処理の結果をプロットでき、図４に示すように表される。図４において、微小パワーインパルスレーダー（ＭＩＲ）装置から得られた電圧信号の平方として「エネルギー」を表しており、任意の単位で表されている。従って、図４は、「エネルギー」（任意単位）対「テスト中のタイヤの回転速度に基づく調波」の比較を表している。
【００２９】
図５と図６は、同様な解析を示しており、図５のデータは、テスト中のタイヤの１５回転での平均を表しており、図６のグラフは、図５のデータを使用した、図４と同様な解析結果を表している。
【００３０】
図４及び図６に示す導き出されたエネルギースペクトルからトレッドベルト剥離や他のタイヤ異常を判定するために、以下の技術を使用できる。最初、調波エネルギースペクトルの平均エネルギーＥavを、以下の式を使用して計算できる。
【００３１】
【数１】
2005186929.tif 000003
そして、調波分布の重心、ＣＭを以下のように計算できる。
【００３２】
【数２】
2005186929.tif 000004
ここで、Ｅｉは、調波スペクトルのｉ番目のエネルギー成分であり、Ｎはサンプル数である。
【００３３】
式１から計算される値は増大し、式２から計算される値は減少することが予想されよう。この予想を確認するために、シェアーログラフィによる測定で、トレッドベルト剥離の量が異なる数個のタイヤ（タイヤＡからタイヤＤ）をテストした。図７は、それらタイヤでの調波分布におけるエネルギー分布の重心対平均エネルギー（任意単位）をプロットしている。タイヤＡは、トレッドベルト剥離がほとんどなく、タイヤＤは、テストしたタイヤの中でトレッドベルト剥離が最も大きかった。特定な調波に絞った特別なアルゴリズムとは異なり、これら２つの値を利用する利点は、ＣＭとＥａｖが、タイヤの型式や直径やテスト条件によって大きく変化する可能性のある値ではなく、むしろトレッドベルト剥離を呈する全タイヤの一般的な挙動に係っていることである。この基本的なテストアルゴリズムに対して幾つかの変更修正が更に可能である。第１の変更は、図７からわかるように２次元的な表示を１次元測定を変えることに係る。これを実施する方法の１つは、以下の比を使用することである。
【００３４】
【数３】
2005186929.tif 000005
【００３５】
エネルギー定数が決定され且つ式３が適用されるときにタイヤが与えるべき値が予め分かっていないので、式３は、測定した初期値を使用して正規化すなわち標準化すべきである。複数のタイヤをテストする場合、タイヤＡについてＧを測定でき、タイヤＢ、Ｃ、Ｄのための正規化ファクターＧ0として使用できる。
トレッドベルト剥離広がりのテストでは、新しいタイヤの初期値を測定でき、その値を、それ以降の測定のための正規化ファクターとして使用できる。すなわち、ｊ番目の測定の値は以下のようになる。
【００３６】
【数４】
2005186929.tif 000006
【００３７】
ここで、Ｇ0は、初期測定の値である。殆どの場合、最初の測定の値は、理想状態にあるタイヤを表しており、それ以降の状態の測定に際して参照されるものである。正規化を利用することは、２つのことを達成できる。第一に、ドップラー微小パワーインパルスレーダー（ＭＩＲ）でトレッドベルト剥離や他のタイヤ異常を測定する際に検討されなければならないレーダーパワーの変動及びレーダー位置の変動を除去できる。第二に、テスト対象の特定なタイヤについて、すなわち、エネルギーレベルが何であるか、特別なトレッドパッケージのＣＭ、及び車両効果を特別に知る必要がなくなる。
【００３８】
別の変更は、基本的な測定に対してなすことができるものであり、時間基準の安定化及び平均化の改良に関するものである。完璧に滑らかなではない道路上を車両が走行する場合に相当量のノイズが発生する。このノイズは、ドップラー微小パワーインパルスレーダー（ＭＩＲ）の車両上の取り付け位置や、車両の複数のタイヤの相対的に独立した動きを含む複数の音源から発生する。この相対的な動きは、ドップラーに基づくシステムにおいて電圧ノイズを発生するであろう時間に間に、或る運動量となる。大きな振幅のノイズが存在する場合には、サンプリングした信号をフィルターリングする必要がある。最も基本的なフィルターリング方法では、信号を単純に時間平均することであり、例えば、図５及び図６に図解したデータを集めて時間平均する。しかし、沢山のサンプルに対して平均をとる場合には、安定した時間基準が必要である。
【００３９】
トレッドベルト剥離の様々な徴候を評価する過程において沢山のテストを実行した。これらのテストの１つに、初めは新しかったタイヤに発生していたようなトレッドベルト剥離を識別しようとしたトレッドベルト剥離の広がりの研究がある。トレッドベルト剥離広がりのテストの過程において、トレッドベルト剥離測定を混乱させる可能性がある他の影響が複数あることが分かった。これらの影響の第一は、不均一摩耗である。トレッドベルト剥離広がりのテストにおいて、試験対象タイヤの一つは、相当量の不均一摩耗が広がり始めたが、トレッドベルト剥離はなかった。トレッドベルト剥離のために開発した同一測定技術を使用した場合、不均一摩耗の広がりは、トレッドベルト剥離と実質的類似性を示したことがわかった。他方、不均一摩耗がより広がると、調波分布の重心（ＣＭ）が、平均エネルギーと同様には、高速で変化しないことがわかった。そこで、測定式３の変更は以下のようになる。
【００４０】
【数５】
2005186929.tif 000007
【００４１】
実際、測定値に対する平均エネルギーの影響を減少することは、不均一摩耗に対する測定感度を弱めると思われる。更にテストして、不均一摩耗だけでなくトレッド摩耗に対してトレッドベルト剥離検出器が非常に感応することがわかった。それはトレッド摩耗を測定するに利点があると考えられるが、トレッドベルト剥離測定に問題がある可能性がある。測定は、平均エネルギーの増大と調波分布の重心（ＣＭ）の移動に基づくが、解析する調波の無原則的な選択は、トレッドベルト剥離が不正確な測定となる。
【００４２】
上記した影響を考えると、ウインドー処理が必要となる。ウインドー処理は、検討する調波の範囲を選択することによって、関心対象の現象を変えて解析を実施することを意味する。例えば、第３調波から第ｎ調波の範囲の調波を検討することによって、トレッドベルト剥離と不均一摩耗を測定することができた。ここで、ｎは、上述した方法を使用した場合のトレッドパターンに関する基本調波である。第ｎ調波から第ｍ調波の範囲の調波を選択することによって、試験対象タイヤのトレッド摩耗を測定できた。ここで、ｍは、平均エネルギーを測定した、トレッドパターンエネルギーの整数倍（２倍）調波である。更に、第１調波と第２調波を観察して、バランスとアライメントとを測定できた。典型的な例では、ｎは第６０調波であり、ｍは第１２０調波である。調波の範囲に関してウインドー処理を使用して、トレッドベルト剥離または他のタイヤ異常を同定できるので、以下のような区分関数関係が導かれる。
【００４３】
【数６】
2005186929.tif 000008
【００４４】
ここで、ｆ（ＣＭｊ）、ｇ（Ｅａｖｉ）、ｌ（ＣＭｊ）、ｍ（Ｅａｖｉ）は、十分な測定を実現する経験的に決定される関数であり、研究対象の現象に対して十分な感度を実現できる経験的に決定される重み付け関数である。重心の異なる値毎に、様々な現象の広がりに違いがあることが観察されるので、式６において、「ａ」は、挙動を正しく区分するために的確に選択された実数値の定数である。式６で定義される区分関数は、トレッドベルト剥離、トレッド摩耗、不均一摩耗を、十分識別しつつ測定するために使用可能な沢山な関数のためのテンプレートを提供する。
【００４５】
以上、タイヤ関連異常を検出するための装置とそのための方法、特に、微小パワーインパルスレーダー（ＭＩＲ）と、タイヤの特定な型の異常乃至は欠陥を検出する根拠として調波の範囲に関係した信号解析技術とを使用する装置とそのための方法を説明した。本発明では、内部パッチ又は他のセンサのような特別に追加するものを必要とせず、空気タイヤ自体の変更なく空気タイヤに監視技術を適用でき且つ使用されるハードウエアが簡単であるので、本発明の沢山の利点が理解できよう。しかし、特別に追加するものを必要としないが、タイヤ関連のハードウエアを追加して本発明を実施することを排除するものではない。
【００４６】
以上、特定な実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、上記した記載を理解した上で、当業者が上記実施例を変更し修正し又は上記実施例の均等物を容易に実現できることは理解できるであろう。従って、上記実施例の開示は、例示に過ぎず、限定を意味するものではない。また、上記実施例の開示は、当業者にとって容易に実現できる変更、修正、追加を除外するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】トレッド剥離が生じる可能性のある領域を図解するための典型的な空気タイヤの横断面図。
【図２】本発明による検出装置と共に、ベルト剥離領域を図解するための同様な典型的な空気タイヤの横断面図。
【図３】ドップラー微小パワーインパルスレーダー装置の典型的な出力電圧データを示すグラフ。
【図４】図３のグラフのデータに基づいた典型的な調和解析を例示するグラブ。
【図５】タイヤ１５回転平均でのドップラー微小パワーインパルスレーダー装置の典型的な出力電圧データを示すグラフ。
【図６】図５のグラフのデータに基づいた典型的な調和解析を例示するグラブ。
【図７】本発明の方法の効果を説明する典型的な解析結果を例示するグラブ。
【符号の説明】
【００４８】
１  空気タイヤ
２  トレッドブロック部分
３、３’  トレッドベルト剥離が発生する可能性のある領域
４  ビード
５  サイドウォール部分
６  ビード部分
７  ベルト部分
８  ドップラーレーダーユニット（ドップラー微小パワーインパルスレーダー（ＭＩＲ）トランシーバユニット）
９  方向性アンテナ
１０  タイヤのトレッドブロック領域
１１  信号処理ユニット
１２  信号利用手段
【図１】
2005186929.tif 000009
【図２】
2005186929.tif 000010
【図３】
2005186929.tif 000011
【図４】
2005186929.tif 000012
【図５】
2005186929.tif 000013
【図６】
2005186929.tif 000014
【図７】
2005186929.tif 000015