(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッドが少なくとも１つの測定要素（１）を有し、該測定要素（１）の表面はタイヤの１回転毎に路面と接触し、測定要素（１）はトレッドの表面方向から見て中央ゾーン（１０）を備え、該中央ゾーン（１０）は包囲ゾーン（１１）により囲まれており、中央ゾーン（１０）はトレッドの表面に垂直な方向の力に対する抵抗を有し、該抵抗は包囲ゾーン（１１）が呈するトレッドの表面に垂直な方向の力に対する抵抗より小さく、中央ゾーン（１０）内での測定を達成すべく配置されたセンサ（１２）を有し、該センサ（１２）は中央ゾーンの表面に加えられる少なくとも１つの接線方向力に感応することを特徴とするタイヤ。
【請求項２】
薄い切込み部（１３）が、中央ゾーン（１０）の表面の半径方向下方に位置する材料に作用する応力を、包囲ゾーン（１１）の下に位置する隣接材料が受けるから切り離すことを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
【請求項３】
前記中央ゾーン（１０）には、ウェルの形態の複数の切込み部（２３）が成形されていることを特徴とする請求項１または２記載のタイヤ。
【請求項４】
前記中央ゾーン（１０）の下に位置する材料のヤング率の方が、包囲ゾーン（１１）の下に位置する隣接材料のヤング率より小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のタイヤ。
【請求項５】
トレッドが少なくとも１つの測定要素（１）を有し、該測定要素（１１）の表面はタイヤの１回転毎に路面と接触し、測定要素（１）はトレッドの表面方向から見て中央ゾーン（１０）を備え、該中央ゾーン（１０）は包囲ゾーン（１１）により囲まれており、薄い切込み部（１３）が、中央ゾーン（１０）の表面の半径方向下方に位置する材料に作用する応力を、包囲ゾーン（１１）の下に位置する隣接材料が受ける応力から切り離し、中央ゾーン（１０）内での測定を達成すべく配置されたセンサ（１２）を有し、該センサ（１２）は中央ゾーン（１０）の表面に加えられる少なくとも１つの接線方向力に感応することを特徴とするタイヤ。
【請求項６】
前記薄い切込み（１３）の厚さは約０．３〜２ｍｍであることを特徴とする請求項２または５記載のタイヤ。
【請求項７】
前記薄い切込み部（１３）は少なくともその一部が傾斜していることを特徴とする請求項２、５または６のいずれか１項記載のタイヤ。
【請求項８】
トレッドが少なくとも１つの測定要素（１）を有し、該測定要素（１）の表面はタイヤの１回転毎に路面と接触し、測定要素（１）はトレッドの表面方向から見て中央ゾーン（１０）を備え、該中央ゾーンは包囲ゾーン（１１）により囲まれており、中央ゾーン（１０）にはウェルの形態の複数の切込み部（２３）が成形されており、中央ゾーン（１０）内での測定を達成すべく配置されたセンサ（１２）を有し、該センサ（２３）は中央ゾーン（１０）の表面に加えられる少なくとも１つの接線方向力に感応することを特徴とするタイヤ。
【請求項９】
ウェルの形態の前記複数の切込み部（２３）は少なくともその一部が傾斜していることを特徴とする請求項３または８記載のタイヤ。
【請求項１０】
トレッドが少なくとも１つの測定要素（１）を有し、該測定要素（１）の表面はタイヤの１回転毎に路面と接触し、測定要素（１）はトレッドの表面方向から見て中央ゾーン（１０）を備え、該中央ゾーン（１０）は包囲ゾーン（１１）により囲まれており、前記中央ゾーン（１０）の下に位置する材料のヤング率の方が、包囲ゾーン（１１）の下に位置する隣接材料のヤング率より小さく、中央ゾーン（１０）内での測定を達成すべく配置されたセンサ（１２）を有し、該センサ（１２）は中央ゾーン（１０）の表面に加えられる少なくとも１つの接線方向力に感応することを特徴とするタイヤ。
【請求項１１】
前記中央ゾーン（１０）の表面積は、包囲ゾーン（１１）の表面積に少なくとも実質的に等しいことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載のタイヤ。
【請求項１２】
符号Ｌrは好ましい転がり方向での測定要素（１）の長さ、Ｌgは好ましい転がり方向に対して垂直な方向での測定要素の長さ、Ｌ1は好ましい転がり方向での中央ゾーン（１０）の長さ、Ｌ2は好ましい転がり方向に対して垂直な方向での中央ゾーンの長さ、ｄrは好ましい転がり方向での包囲ゾーン（１１）に関して測定可能な最小長さ、ｄgは好ましい転がり方向に対して垂直な方向での包囲ゾーンに関して測定可能な最小長さであるとき、次の関係すなわち、
ｄr＞Ｌr／１０、ｄg＞Ｌg／１０、Ｌr／５＜Ｌ1＜４Ｌr／５およびＬg／５＜Ｌ2＜４Ｌg／５
を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載のタイヤ。
【請求項１３】
変形可能なトレッドを備えたホイールと転動路面との密着性の特性を検出する方法において、
ａ）タイヤの１回転毎に路面と接触する表面を備えた少なくとも１つの測定要素をトレッドに設ける段階を有し、測定要素は、トレッドの表面方向から見て、包囲ゾーンにより囲まれた中央ゾーンを備え、該中央ゾーンは、路面に対して平行な応力レベルで路面上を滑動するように配置され、前記応力レベルは、包囲ゾーンが滑動する路面に対して平行な応力レベルより実質的に小さく、
ｂ）中央ゾーンでの測定を行なうためのセンサを配置する段階を有し、該センサは中央ゾーンの表面に加えられる接線方向力を反映する少なくとも１つのパラメータに感応し、  ｃ）中央ゾーンの前記接触表面内の接線方向力を表す第１信号を発生する段階と、
ｄ）密着性の損失特性を表す第１信号の変化を検出する段階と、
ｅ）中央ゾーンの前記接触表面の摩擦能力の評価を行なう段階と、
ｆ）トレッドの密着能力の評価を行なう段階とを更に有することを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記第１信号の変化を検出する段階およびトレッドの密着能力の評価を行う段階は、次の作動すなわち、
ａ）中央ゾーンの接触表面内の垂直力を表す第２信号を発生し、
ｂ）第１および第２信号から、接線方向力と垂直力との比を表す第３信号を発生し、
ｃ）密着性の損失の第３信号特性の変化を検出し、
ｄ）中央ゾーンの接触表面の摩擦能力を評価し、
ｅ）摩擦能力に基いて、トレッドの密着能力を評価することからなることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
更に次の段階すなわち、
ａ）単一または複数の測定要素の外部のトレッドの接触表面のゾーン内の測定を行なうセンサを配置する段階を有し、該センサは、前記外部ゾーンの表面に加えられる接線方向力を反映する少なくとも１つのパラメータに感応し、
ｂ）単一または複数の測定要素の外部のトレッドの接触表面のゾーン内の接線方向力を表す第１関数トレッド信号を発生する段階と、
ｃ）単一または複数の測定要素の外部のトレッドの接触表面のゾーン内の垂直力を表す第２関数トレッド信号を発生する段階と、
ｄ）前記外部ゾーンと路面との接触開始の瞬間と接触終了の瞬間との間での第１関数トレッド信号の積分に基いて、タイヤの全幅に亘ってタイヤに加えられる接線方向力の表示特性を発生させる段階と、
ｅ）前記外部ゾーンと路面との接触開始の瞬間と接触終了の瞬間との間での第２関数トレッド信号の積分に基いて、タイヤの全幅に亘ってタイヤに加えられる垂直力の表示特性を発生する段階と、
ｆ）トレッドに加えられる接線方向力と垂直力との比と、トレッドの密着能力との差により「利用できる密着性の余裕」を決定する段階とを有することを特徴とする請求項１３または１４記載の方法。
【請求項１６】
変形可能なトレッドを備えたホイールと転動路面との密着性の特性を検出する方法において、
ａ）タイヤの１回転毎に路面と接触するように意図した表面をもつ少なくとも１つの測定要素をトレッドに設ける段階を有し、前記測定要素は、トレッドの表面から見て、包囲ゾーンにより囲まれた中央ゾーンを有し、該中央ゾーンは路面の表面に平行な応力レベルで路面上を滑動するように配置され、前記応力レベルは、包囲ゾーンが滑動する路面に平行な応力レベルより実質的に小さく、
ｂ）中央ゾーンでの測定を達成するセンサを配置する段階を有し、該センサは、中央ゾーンの表面に作用する接線方向力を反映する少なくとも１つのパラメータに感応し、
ｃ）単一または複数の測定要素の外部のトレッドの接触表面のゾーン内の測定を行なうセンサを配置する段階を有し、該センサは、前記外部ゾーンの表面に作用する接線方向力を反映する少なくとも１つのパラメータに感応し、
ｄ）中央ゾーン内の接線方向力を表す第１信号を発生する段階と、
ｅ）前記外部ゾーン内の接線方向力を表す第２信号を発生する段階と、
ｆ）前記第１信号と第２信号との比較に基いて利用できる密着性の余裕の表示特性を発生させる段階とを更に有していることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は路面への車両の密着性に関する。より詳しくは、本発明は、タイヤ（非空気入りタイヤまたは空気入りタイヤ）が装着された車両ホイールと路面との接触領域の物理的パラメータを得ることに基いて、車両ホイールと路面との密着性能を測定する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤと路面との間に生じる応力をリアルタイムに求めるため、タイヤが装着された車両が走行している間にタイヤのトレッドの永久的測定を行なうことは既に提案されている。ドイツ国特許出願ＤＥ３９３７９６６Ａ１はこの主題に関する技術である。しかしながら、どれほど関心が高くてもこの点に関する情報は不充分である。なぜならば、運転者、または「ＡＢＳ」または「ＥＳＰ」のような自動車技術分野で良く知られた呼称によりカバーされる自動装置でも、密着性の低下を予知することは依然として不可能だからである。従って、密着限度を超えたことを経験的に認知することで満足する他はなく、車両の制御のための作動をできる限り早く行なう必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この点に関し、特に、駆動力または制動力によりまたは走路変化により車両が大きな加速受ける場合に車両の挙動に瞬間的に影響を与える密着状態の表示を「リアルタイム」に得ることが要望されている。本発明の目的は、車両の運転時の安全余裕に関する現実的情報を得ることにより、上記要望を有効な態様で達成できる手段および方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、トレッドが少なくとも１つの測定要素を有し、該測定要素の表面はタイヤの１回転毎に路面と接触し、測定要素はトレッドの表面方向から見て中央ゾーンを備え、該中央ゾーンは包囲ゾーンにより囲まれており、中央ゾーンはトレッドの表面に垂直な方向の力に対する抵抗を有し、該抵抗は包囲ゾーンが呈するトレッドの表面に垂直な方向の力に対する抵抗より小さく、中央ゾーン内での測定を達成すべく配置されたセンサを有し、該センサは中央ゾーンの表面に加えられる少なくとも１つの接線方向力に感応することを特徴とするタイヤが提供される。
【０００５】
従って本発明は、残余のトレッドが密着限度を超えない場合、すなわちスリップしない場合でも、多くの転動環境において密着限度を超えるようにトレッドの一部を適合させることを提案する。前記部分について少なくとも１つの適当な測定が行なわれる場合には、密着能力（adherence potential）を知ることができるであろう。本願では、後述のように、必要とされる単一または複数のセンサをタイヤの外部に設けるか、タイヤの壁内に埋入される。
【０００６】
本願明細書において、用語「測定要素」とは、本発明の目的に適合する構造を有するタイヤのトレッドの一部を意味する。この測定要素による測定を達成するため、センサが移植される。本発明の目的に適合する構造は、包囲ゾーンにより囲まれた中央測定ゾーンを設けることおよびトレッドの大部分に使用されるものと同じ特性を付与することからなる。中央測定ゾーンの特性は、該ゾーンが包囲ゾーンに比べて可撓性が高い点で異なっている。中央ゾーンに可撓性を付与することにより、路面に作用する接触圧力を低減でき、これにより路面上での滑動が可能になる。「特性」とは、使用される材料の本質的特徴から生じる寄与、或る場合には材料の成形により与えられる形状により決定される寄与を有する全体的評価を意味し、後者の寄与の方が優勢である場合も含む。「重要な部分」とは、タイヤの設計者が当該タイヤに付与することを望む摩耗特性の関数としてのみ設計されたトレッドの部分を意味し、測定を行なうために望むものではない。
【０００７】
以下の記載において、「１つまたは他の要素の密着能力」とは、全体として最大の接線方向力（前記要素が、所与の位置で路面と接触する間に受ける全体的な力）と、前記要素に加えられる垂直力との比を意味する。
【０００８】
「摩擦能力」とは、路面上を滑動するゴム要素に所与の位置で加えられる局部的接線方向応力と局部的垂直応力との比をいうものとする。
【０００９】
「利用できる密着性の余裕（available adherence margin）」とは、要素の密着能力と、要素が接触領域を通る間に要素に実際に加えられる全体的接線方向力と全体的垂直力との比との差をいうものとする。
【００１０】
好ましくは、本発明はトレッドがゴムで形成されているタイヤに関する。
【００１１】
また、本発明は、変形可能なトレッドを備えたホイールと転動路面との密着性の特性を検出する方法において、
ａ）タイヤの１回転毎に路面と接触する表面を備えた少なくとも１つの測定要素をトレッドに設ける段階を有し、測定要素は、トレッドの表面方向から見て、包囲ゾーンにより囲まれた中央ゾーンを備え、該中央ゾーンは、路面に対して平行な応力レベルで路面上を滑動するように配置され、前記応力レベルは、包囲ゾーンが滑動する路面に対して平行な応力レベルより実質的に小さく、
ｂ）中央ゾーンでの測定を行なうためのセンサを配置する段階を有し、該センサは中央ゾーンの表面に加えられる接線方向力を反映する少なくとも１つのパラメータに感応し、
ｃ）中央ゾーンの前記接触表面内の接線方向力を表す第１信号を発生する段階と、
ｄ）密着性の損失特性を表す第１信号の変化を検出する段階と、
ｅ）中央ゾーンの前記接触表面の摩擦能力の評価を行なう段階と、
ｆ）トレッドの密着能力の評価を行なう段階とを更に有することを特徴とする方法に関する。
【００１２】
本発明は、本来的に、タイヤの密着能力と、タイヤに実際に加えられる接線方向力と垂直力との比との差により「利用できる密着性の余裕」を評価することを可能にする。非制限的例示として、米国特許第５ ９１３ ２４０号に開示されている手段を用いて、例えば長手方向の接線方向力並びに垂直力を評価することができる。しかしながら、トレッド内に設けられる測定的手段により接線方向力および垂直力の評価を行なうこともできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基いて説明する。
図１には、トレッド上にパターンが形成されたタイヤが示されている。パターンは単なる一例に過ぎず、これに限定されるものではない。パターンは、トレッド設計技術の規則に従って形状を検出できかつ変化できる或る数のブロックを有している。ここで、かなり深い凹部３により全周に亘って形成されたゴムのブロックは、ゴム「トレッドブロック」と呼ことにする。或る数の前記塊（loaves）は、これらの測定要素を作るのに適合したものである。
【００１４】
各測定要素１（図２および図３も参照されたい）には、中央ゾーン１０と、該中央ゾーン１０を包囲する包囲ゾーン１１とを有している。図３には、中央ゾーン１０の内部に配置されたセンサ１２が示されている。このようなセンサは、好ましくは、摩耗することを意図したトレッドの厚さ部分の内部に半径方向に配置される（「半径方向」とは、タイヤ技術分野で慣用的に使用されている意味に従って使用される）。センサは、応力または変位を測定できる。センサは、タイヤが転動中に、前記位置とは長手方向および横方向に反対側の接触表面でタイヤが受ける変形または応力に関する状態（単一または複数）を測定する。例えば、磁気要素１２０およびホール効果を有する少なくとも１つのデバイス１２１からなるホール効果デバイスが使用される。
【００１５】
図１〜図３には、塊に隣接する凹部３のサイズに比べて厚さの薄い切込み部１３が示されている。通常走行中にタイヤと路面との接触により生じる広範囲の応力において、測定要素１の中央ゾーン１０の全部とはいわないが大部分は、路面上を滑動する。滑動は、低速で自由転動（非トルク駆動）する場合（路面に強く密着する場合も含む）にも生じることが判明している。中央ゾーン１０のこの滑動現象は、少なくとも、路面との接触領域内の測定要素１が通過する度毎の部分間に生じる。滑動現象が測定要素１に確実に生じさせることにより、路面との摩擦能力（friction potential）を測定できる。これに対し、残余のトレッドでは小さい部分のみが路面上を滑動し、これらの滑動可能部分は、非常に小さ過ぎて摩擦能力が得られる活用可能な測定を行なうことはできない。
【００１６】
トレッドブロックの中央すなわち縁部１４から或る距離を隔てた位置では、接線方向の力（すなわち、車両のガイドを含む車両の全ての加速を与えかつ接触表面に生じる力）と、トレッドの摩耗部分の限界を超えて一層内部で測定できる平行力との間に優れた相関関係があることが注目されている。
【００１７】
第１実施形態によれば、薄い切込み部１３は、中央ゾーン１０の表面の半径方向下方に位置する材料に作用する応力を、包囲ゾーン１１の下に位置する隣接材料が受ける応力から切り離す。好ましくは、薄い切込み部１３の厚さは、約０．３〜２ｍｍであるのが好ましい。或る場合には、薄い切込み部１３の少なくとも一部は傾斜されている。
【００１８】
しかしながら、本発明は、トレッドに少なくとも１つの測定要素１が設けられたタイヤに関するものであり、測定要素１の表面はタイヤが回転する度毎に路面と接触することを意図している。測定要素は、トレッドの表面で見て、包囲ゾーン１１により囲まれた中央ゾーン１０を有する。薄い切込み部１３は、包囲ゾーン１１の下に位置する隣接材料に比べて、中央ゾーン１０の表面の半径方向下方に位置する材料に作用する応力を緩和する。センサ１２は中央ゾーン１０内の測定を達成するために配置されており、センサは、中央ゾーン１０の表面に加えられる少なくとも１つの接線方向力に感応する。
【００１９】
薄い切込み部１３により達成される応力の緩和により、非常に許容できる態様で考えられた測定を行なうことができる。これは、前記中央ゾーンが、包囲ゾーンにより付与される、トレッドの表面に対して垂直な方向の力に対する抵抗より小さい抵抗を、トレッドの表面に対して垂直な方向の力に付与するからであると考えられる。これにより、中央ゾーンの滑動を可能にするには大き過ぎる路面接触圧力の発生が防止される。従って、本発明の概略的構成は、上記前提部で述べた通りである。
【００２０】
本発明の長所は、このようにして、摩擦能力の測定を表示できるようにすることにより、タイヤが全部摩耗するまで利用できる密着性の余裕を含むことができることである。
【００２１】
ここに開示するものは、すべて、パターンのないトレッドにも使用できるものである。
【００２２】
この態様に適合するタイヤは、上記の全体としてトレッドに関連して主に使用される概念である「密着能力」の評価を可能にする。この態様に適合するタイヤはまた、これも上記概念である「摩擦能力」の評価を可能にする。
【００２３】
検出可能に配置される１つ以上の適当なセンサ１２を使用することにより、タイヤの全稼動寿命の間に前記測定を行うことができる。本来的に望まれることは、測定に特定されるタイヤのトレッドの部分はできる限り小さくすること、すなわち基本的に、前記部分がタイヤの性能を低下させないようにすることである。従って、測定に使用されるトレッドの部分は、１つまたは少数のゴム塊に制限することが有効である。タイヤの１回転につき１回の測定を行なうことにより所望の情報が得られる。図１０に示す優れた態様では、タイヤは、路面との接触領域２０内に少なくとも１つの測定要素が常に存在することを確保できる充分な数の測定要素を有している。車両についていえば、その全てのタイヤにこのような測定要素を設ける必要はなく、車両の一方の各側に１つのこのようなタイヤを装着すれば充分である。
【００２４】
本発明の他の実施形態を考えることもできる。中央ゾーンに、ウェルすなわち小さい直径の円筒形の孔の形態の複数の切込み部を成形することができる。或る場合には、ウェルの形態の前記切込み部の少なくとも一部を傾斜させておく。
【００２５】
しかしながら、本発明はまた、トレッドに少なくとも１つの測定要素１が設けられ、該測定要素１の表面がタイヤの１回転毎に路面と接触することを意図したタイヤであって、前記測定要素が、トレッドの表面方向から見たときに、包囲ゾーン１１により囲まれた中央ゾーン１０を有し、該中央ゾーン１０内には複数の切込み部が成形されており、中央ゾーン１０内での測定を達成するセンサ１２が配置されており、該センサ１２が中央ゾーン１０の表面に作用する少なくとも１つの接線方向の力に感応するように構成されたタイヤに関する。
【００２６】
このタイヤが図４に示されている。前記ウェルの形態の複数の切込み部２３の存在によって、極めて許容できる態様で考えられた測定を行なうことが可能になる。これは、中央ゾーンが、包囲ゾーンにより付与されるトレッド表面に対して垂直な方向の力に対する抵抗よりも小さい抵抗を、トレッド表面に対して垂直な方向の力に対して付与するからであると考えられる。
【００２７】
第３実施形態では、中央ゾーンの下に位置する材料のヤング率が、包囲ゾーンの下に位置する隣接材料のヤング率より小さい。しかしながら、本発明は、トレッドに少なくとも１つの測定要素１が設けられ、該測定要素１の表面がタイヤの１回転毎に路面と接触することを意図したタイヤであって、前記測定要素が、トレッドの表面方向から見たときに、包囲ゾーン１１により囲まれた中央ゾーン１０を有し、中央ゾーン１０の下に位置する材料のヤング係数が、包囲ゾーン１１の下に位置する隣接材料のヤング率より小さく、中央ゾーン１０内での測定を達成するセンサ１２が配置されており、該センサ１２が中央ゾーン１０の表面に作用する少なくとも１つの接線方向力に感応するように構成されたタイヤに関する。
【００２８】
これは図５に示されている。異なる材料の使用により、極めて許容できる態様で考えられた測定を行なうことが可能になる。これは、中央ゾーンが、包囲ゾーンにより付与されるトレッド表面に対して垂直な方向の力に対する抵抗よりも小さい抵抗を、トレッド表面に対して垂直な方向の力に対して付与するからであると考えられる。
【００２９】
上記変更形態は有効に結合して、タイヤの全稼動寿命の間に、密着能力の優れた測定精度を充分に保証できる、測定要素の中央ゾーンと路面との垂直接触圧力を維持できるように構成できる。
【００３０】
従って、閉じられた薄い切込み部による応力緩和の第１概念、ウェルの形態の複数の切込み部を成形する第２概念、および異なるヤング率の材料を使用する第３概念の上記概念の２つ以上の概念を結合できる。図６は、測定要素の第１実施形態と第３実施形態とを結合したものを示す。この場合、測定要素の中央ゾーンは、包囲要素を形成する材料のヤング率より大きいヤング率をもつ材料で形成することが考えられることに留意されたい。包囲要素の材料は、耐摩耗性および滑動傾向の増強または低下の度合いを促進させるため、一方向または他方向に調節できる。
【００３１】
図７は、測定要素の第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせたものを示す。本来的に、呈示した３つの実施形態の特徴を組み合わせることができる。
【００３２】
図８および図９は、要素の第１実施形態の２つの変更形態を示し、これらの実施形態では、ゴムブリッジ５が、中央ゾーン１０の下のゴムと、包囲ゾーン１１の下のゴムとを局部的に連結している。
【００３３】
広い意味での重要な注釈として、中央ゾーンの表面積は、少なくとも、包囲ゾーンの表面積に実質的に等しい場合には有効であることを述べておく。
【００３４】
図１１に示す本発明の他の態様によれば、タイヤは次のような特徴を有している。符号Ｌrは、矢印Ｆに示す好ましい転動方向での測定要素１の長さ、符号Ｌgは、前記好ましい転動方向に対して垂直な方向での測定要素の長さ、符号Ｌ1は、好ましい転動方向での中央ゾーン１０の長さ、符号Ｌ2は、好ましい転動方向に対して垂直な方向での中央ゾーン１０の長さ、符号ｄrは、好ましい転動方向での包囲ゾーン１１の長さ、符号ｄgは、好ましい転動方向に対して垂直な方向での包囲ゾーン１１の長さであり、次の関係すなわち、ｄr＞Ｌr／１０、ｄg＞Ｌg／１０、Ｌr／５＜Ｌ1＜４Ｌr／５およびＬg／５＜Ｌ2＜４Ｌg／５を有している。
【００３５】
最後に、図１２〜図１４には、中央ゾーンおよび包囲ゾーンに付与できる形状の幾つかの変更形態（変更形態は、実際には無限である）が示されている。しかしながら、好ましくは、次の規則すなわち、測定要素１の中央に中央ゾーン１０があるのが好ましい。
【００３６】
前提部で述べたように、本発明は、トレッドと路面との密着特性を検出する方法を提供する。
【００３７】
タイヤの摩擦能力および密着能力をリンクさせる予め確立された関係および他方では、例えば組み合わされるあらゆる路面条件に対するタイヤの最大密着能力が極く僅か向上する特性を用いた規則的リキャリブレーションの手順に基いて、測定要素の中央ゾーンに加えられる剪断応力の値および該剪断応力を表すあらゆる信号の値から、タイヤの密着能力の値を推測することができる。前記リキャリブレーション手順が必要な理由は、測定要素の中央ゾーンの下の圧力が、例えば、タイヤの作用する荷重および膨張圧力の同一条件についてタイヤに生じる摩耗に関連して、タイヤの使用中に増大すること、およびこの圧力増大が、測定要素の中央ゾーンに作用する剪断応力とタイヤの密着能力との関係に修正を加える変数をもたらすことにある。
【００３８】
測定要素の中央ゾーンに、同じ位置での垂直応力の測定手段が更に設けられているならば、剪断応力と垂直応力との比を計算することにより、測定要素の中央ゾーンと路面との間の摩擦係数を計算できる。この場合、タイヤの密着能力を評価するのに、規則的なリキャリブレーションを行うことは多分不用になるであろう。
【００３９】
従って、提案した検出方法の優れた変更形態では、前記第１信号の変化を検出することおよびタイヤの接触表面での密着能力の評価を行うことを目的とする段階は、次の作動すなわち、
ａ）中央ゾーンの接触表面内の垂直力を表す第２信号を発生し、
ｂ）第１および第２信号から、接線方向力と垂直力との比を表す第３信号を発生し、
ｃ）密着性の損失の第３信号特性の変化を検出し、
ｄ）中央ゾーンの接触表面の摩擦能力を評価し、
ｅ）摩擦能力に基いて、トレッドの密着能力を評価する作動とを有している。
【００４０】
本願において「測定要素」と呼ばれる部分より外部の部分、すなわち測定を行なうこととは無関係のトレッドの部分で測定を行なうことを考えることもできる。従って、本発明により提案される方法は、更に次の段階、すなわち、
ａ）単一または複数の測定要素の外部のトレッドの接触表面のゾーン内の測定を行なうセンサを配置する段階を有し、該センサは、前記外部ゾーンの表面に加えられる接線方向力を反映する少なくとも１つのパラメータに感応し、
ｂ）単一または複数の測定要素の外部のトレッドの接触表面のゾーン内の接線方向力を表す第１関数トレッド信号（first functional tread signal）を発生する段階と、
ｃ）単一または複数の測定要素の外部のトレッドの接触表面のゾーン内の垂直力を表す第２関数トレッド信号を発生する段階と、
ｄ）前記外部ゾーンと路面との接触開始の瞬間と接触終了の瞬間との間での第１関数トレッド信号の積分に基いて、タイヤの全幅に亘ってタイヤに加えられる接線方向力の表示特性を発生させる段階と、
ｅ）前記外部ゾーンと路面との接触開始の瞬間と接触終了の瞬間との間での第２関数トレッド信号の積分に基いて、タイヤの全幅に亘ってタイヤに加えられる垂直力の表示特性を発生させる段階と、
ｆ）トレッドに加えられる接線方向力と垂直力との比と、トレッドの密着能力との差により「利用できる密着性の余裕」を決定する段階とを更に有している。
【００４１】
本発明の対象とする他の特徴によれば、タイヤに実際に加えられる垂直力の測定または評価を行なうことなく「利用できる密着性の余裕」を評価することが提案される。このために、本発明は、変形可能なトレッドを備えたホイールと転動路面との密着性の特徴を検出する方法を提案し、この方法は次の段階すなわち、
ａ）タイヤの１回転毎に路面と接触するように意図した表面をもつ少なくとも１つの測定要素をトレッドに設ける段階を有し、前記測定要素は、トレッドの表面から見て、包囲ゾーンにより囲まれた中央ゾーンを有し、該中央ゾーンは路面の表面に平行な応力レベルで路面上を滑動するように配置され、前記応力レベルは、包囲ゾーンが滑動する路面に平行な応力レベルより実質的に小さく、
ｂ）中央ゾーンでの測定を達成するセンサを配置する段階を有し、該センサは、中央ゾーンの表面に作用する接線方向力を反映する少なくとも１つのパラメータに感応し、
ｃ）中央ゾーン内の接線方向力を表す第１信号を発生する段階と、
ｄ）前記第１信号により中央ゾーンの接触領域内に入る瞬間を検出する段階と、
ｅ）前記第１信号により、該第１信号が密着性の損失の変化特性を受ける瞬間を検出する段階と、
ｆ）接触領域内に入ったことを検出した瞬間と前記特徴変化を検出した瞬間との間の第１信号の関数に基いて、利用できる密着性の余裕の表示特性を発生する段階とを更に有している。
【００４２】
最後に、一変更形態として、本発明は、変形可能なトレッドを備えたホイールと転動路面との密着性の特徴を検出する方法を提案し、この方法は次の段階すなわち、
ａ）タイヤの１回転毎に路面と接触するように意図した表面をもつ少なくとも１つの測定要素をトレッドに設ける段階を有し、前記測定要素は、トレッドの表面から見て、包囲ゾーンにより囲まれた中央ゾーンを有し、該中央ゾーンは路面の表面に平行な応力レベルで路面上を滑動するように配置され、前記応力レベルは、包囲ゾーンが滑動する路面に平行な応力レベルより実質的に小さく、
ｂ）中央ゾーンでの測定を達成するセンサを配置する段階を有し、該センサは、中央ゾーンの表面に作用する接線方向力を反映する少なくとも１つのパラメータに感応し、
ｃ）測定要素（単一または複数）の外部のトレッドの接触表面のゾーン内の測定を行なうセンサを配置する段階を有し、該センサは、前記外部ゾーンの表面に作用する接線方向力を反映する少なくとも１つのパラメータに感応し、
ｄ）中央ゾーン内の接線方向力を表す第１信号を発生する段階と、
ｅ）前記外部ゾーン内の接線方向力を表す第２信号を発生する段階と、
ｆ）前記第１信号と第２信号との比較に基いて利用できる密着性の余裕の表示特性を発生させる段階とを更に有している。
【００４３】
路面に対するタイヤの密着能力は、車両に伝達されるガイド力、制動力および駆動力の最大レベルを直接決定する。これは、車両の運動性および路面保持性において重要な要素である。
【００４４】
幾つかの国で行なわれた統計的研究によれば、この密着能力と濡れた路面上での事故の危険性との間に否定できない関係があることが証明されている。すなわち、濡れた路面に対する密着能力のレベルが低いほど、事故の危険性は大きくなる。従って、路面ユーザの安全性は、密着能力によるところが大きい。
【００４５】
ここで、重要な安全ファクタは、密着限度に達する前に、できる限り早くタイヤの密着能力のレベルを評価できることである。なぜならば、車両の転動条件に適合する行動が早期にとられるならば、密着性が不充分な場合の事故を回避できる可能性が非常に高くなるからである。
【００４６】
本願で提案する設計原理はこの見地からも重要な長所を呈する。実際に、タイヤが自由に転動するときでも密着能力のレベルを評価でき、このため、定速で直線路を転動する状況から最大制動状況および加速状況または密着限度に近い旋回状況に至るまで、車両のあらゆる転動状態における密着能力を決定できる。かくして、利用できる密着能力を永久的に評価できる。
【００４７】
上記測定値に基いて、実際に使用される密着能力の部分を知ることができる。
【００４８】
次表には、この情報を知ることにより可能な用途が示されている。
【表１】
0004446461.tif 000002
【００４９】
単に、利用できる密着能力または密着能力に直接関連する情報を知ることに基いて、車両の運転者に次のことを知らせることができる。
【００５０】
→密着レベルが変化したとき：例えば、密着能力が或る変化レベルを超えて低下した場合には、可聴または可視態様の警告を運転者に与えて、運転者がその運転を変更するように奨励しかつ警戒心を高めさせる。
【００５１】
→遭遇した密着レベルの統計的ベースと比較して、所与の瞬間に運転者が利用できる相対密着レベルを知らせる：車両が転動しているときには、連続的にサンプリングされた情報が、車両または車両の外部に接続されたコンピュータシステムに移植されたデータベース（車両と通信できる集中データベース）を供給する。また、前記情報は、データベースに既に記憶されている統計的母集団と比較され、情報が対応する母集団の百分位数を決定する。この結果は、運転者に供給される情報の単一項目に変換される（例えば、利用できる密着性を示す同意レベル、例えば高、平均、低、極低）を表示することにより行なわれる）。
【００５２】
また、車両に次のような作動を行なうことができる。
【００５３】
→ホイールアンチロッキング、アンチスキッドおよび能動経路モニタリングシステム等の車両のシステムの制御戦略を適合させることにより：前記システムは密着レベルおよび予め定められた構造に従って、異なる戦略を所有できる；瞬間的密着レベルに基いて、殆どの適当な制御戦略を実施できる。
【００５４】
→車両の構成部品に適用される最適作用の決定を許容することにより：リアルタイムでの数値的シミュレーションをここで車両内で行なうことができる；密着レベルを知ることにより、車両の構成部品（例えばブレーキ）に適用される作動を確立し、応答を最適化できる；また、運転者により遂行される作動に対し車両を如何に応答させるかのシミュレーションを行なうことにより予知できかつこれにより運転者の作動を矯正させまたは不適当と思われる作動を補助することができる。
【００５５】
前記情報を中央データベースに通信することにより、他の道路使用者および道路網の保守のために応答する本体の知らせるため；現在の通信手段およびモバイル（例えばＧＰＳシステム）の位置は、車両により供給される密着能力に関する情報および道路の対応部分の正確な位置の各項目を割り当てることおよびこの情報を集中システムに送信できる。この情報に基いて、次のことができる。
【００５６】
→道路の他のユーザおよびこれらのユーザの車両が所与の位置に到達する前でも、前記ユーザおよび車両が所与の位置で利用できるレベルを知らせることができ、このため、車両の制御項目に必要なあらゆる矯正された測定値を大きな確度で予知できる。
【００５７】
→道路網管理者に、密着レベルに関する正確な統計的情報をリアルタイムで供給し、これにより、道路網のモニタリングのために或る国で行なわれている密着性の測定のための規則的作業を不要にできる。
【００５８】
利用できる密着能力に関するこの情報が、実際に使用される密着レベルに関する情報で補完される場合には、更に次のことができる。すなわち、
前記利用できる密着能力の使用割合を運転者に知らせることおよび密着限度に接近したことを運転者に警告すること。
【００５９】
車両のシステム（例えば、アンチロッキングシステムおよびアンチスキッドシステム）を、利用できる密着能力と使用されている密着能力との差から直接調整すること。
【００６０】
道路網を管理する人に統計的情報を供給して、管理人が、密着限度に最も頻繁に到達し従って事故の危険性がかなり考えられる道路網の位置を知ることができるようにすること。
【００６１】
例えば、ドイツ国特許ＤＥ３９３７９６６ Ａ１に開示されているようにして測定を行なうことができる。中央ゾーンの磁気要素は、測定要素が接線方向力または垂直力を受けたときにトレッド内に配置されたホール効果センサに対して相対変位を受ける位置で、測定要素により補完できる。ホール効果センサは、測定要素の表面に加えられる接線方向力を受けて磁気要素の最小変位または更にその変位を明瞭な態様で測定するように配置される。
【００６２】
変更形態として、米国特許第５ ８６４ ０５６号および第５ ５０２ ４３３号に開示されている測定を行なうこともできる。
【００６３】
このようにして測定された信号は計算ユニットに送られ、該計算ユニットは、本発明により提案された方法の１つに従って、密着能力および利用できる密着性の余裕を決定する。現在の技術は、トレッドおよび車両自体に移植された１つ以上の測定ユニットからの信号の送信好ましくは遠隔送信を可能にすること、および本願で取り扱う測定態様とは比較的関係の薄い送信を取り扱うことは本発明の目的ではないことに留意すべきである。
【００６４】
これらの計算された情報項目は、例えば運転者に知らせることができる装置に送られるか、例えば無線手段により、路面との密着能力に関する情報の集中化を可能にしかつ全ての道路ユーザに知らせるように設計された車両の外部のシステムに送られるか、或いはタイヤが装着された車両のシステムまたは構成部品の調整に再び使用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  測定環境に適合した測定要素の第１実施形態を示す、タイヤのトレッドの全体的部分図である。
【図２】  図１に示した測定要素の第１実施形態をより詳細に示す拡大図である。
【図３】  図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う半径方向断面図である。
【図４】  測定要素の第２実施形態を示す図面である。
【図５】  測定要素の第３実施形態を示す図面である。
【図６】  測定要素の第１実施形態と第３実施形態とを組み合わせた実施形態を示す図面である。
【図７】  測定要素の第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせた実施形態を示す図面である。
【図８】  測定要素の第１実施形態の第１変更形態を示す図面である。
【図９】  測定要素の第１実施形態の第２変更形態を示す図面である。
【図１０】  本発明の他の特徴を示す図面である。
【図１１】  本発明の他の特徴を示す拡大図である。
【図１２】  上記全ての実施形態に適用できる一変更形態を示す図面である。
【図１３】  上記全ての実施形態に適用できる他の変更形態を示す図面である。
【図１４】  上記全ての実施形態に適用できる他の変更形態を示す図面である。
【図１５】  第１実施形態を含む実施形態に適用できる変更形態を示す図面である。
【図１６】  第１実施形態を含む実施形態に適用できる他の変更形態を示す図面である。
【符号の説明】
１  測定要素
２  ゴムトレッドブロック
３  凹部
１０  中央ゾーン
１１  包囲ゾーン
１２  センサ
１３  薄い切込み部
１２０  磁気要素
１２１  ホール効果をもつデバイス
【図１】
0004446461.tif 000003
【図２】
0004446461.tif 000004
【図３】
0004446461.tif 000005
【図４】
0004446461.tif 000006
【図５】
0004446461.tif 000007
【図６】
0004446461.tif 000008
【図７】
0004446461.tif 000009
【図８】
0004446461.tif 000010
【図９】
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【図１０】
0004446461.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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