專利名稱：用來判斷在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行的漏氣保用輪胎的剩余運行壽命和壽命終點的方法 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來判斷在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間漏氣保用輪胎的剩余壽命和末期的方法和設(shè)備以及一種記錄程序的記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
最近，就安裝在車輛上的充氣輪胎的安全操作而論，注意到車輛每臺都設(shè)有探測設(shè)備，該探測設(shè)備進(jìn)行在諸如輪胎內(nèi)部壓力降低、過載或超速等之類的縮短輪胎運行壽命的異常服務(wù)條件下，運行狀態(tài)的探測；預(yù)測諸如爆胎等之類的故障發(fā)生的運行狀態(tài)的探測；等等。
例如，內(nèi)部壓力監(jiān)視設(shè)備監(jiān)視輪胎內(nèi)部壓力，并且當(dāng)內(nèi)部壓力異常降低時，通過操作警報等引起駕駛員注意。
而且，作為一種用來探測在其中故障發(fā)生概率較高的異常運行條件的技術(shù)，WO 01/17806 A1等公開了例如一種監(jiān)視輪胎溫度以便當(dāng)溫度的上升比率或溫度的絕對值超過一定閾值時判斷運行條件的異常性的技術(shù)(WO 01/17806等)。
然而，上述常規(guī)探測技術(shù)兩者都僅僅判斷包括輪胎內(nèi)部壓力的運行條件是否異常，而不是定量地判斷運行條件的異常程度(或嚴(yán)重性)。為此，駕駛員能知道在判斷時運行條件是否異常，而不能知道關(guān)于是否應(yīng)該迅速停止在此運行條件下的連續(xù)運行或者是否通過改變諸如減速等之類的運行條件而實現(xiàn)該連續(xù)運行的信息。具體地說，駕駛員不能知道關(guān)于如果連續(xù)運行是可能的話，剩下的可運行距離是多少公里的所謂輪胎的剩余壽命的信息、或剛好在輪胎故障之前的信息，就是說，關(guān)于所謂輪胎的剩余壽命的末期的信息。
特別是，基于如下假設(shè)即使輪胎內(nèi)部壓力(包括輪胎內(nèi)部壓力是零(表壓))由于發(fā)生刺破等而異常地降低使輪胎變形到漏氣保用狀態(tài)下，輪胎也能連續(xù)地運行一定距離，而開發(fā)有漏氣保用輪胎，例如通過插入內(nèi)部支撐形成的所謂芯型漏氣保用輪胎、通過把加強橡膠布置在輪胎內(nèi)表面一側(cè)處的至少側(cè)壁部分上形成的所謂側(cè)加強漏氣保用輪胎、通過把另一個輪胎插入在輪胎的內(nèi)部形成的所謂雙層漏氣保用輪胎。在這些輪胎中，考慮到安全操作，非常重要的是定量地得到關(guān)于在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間漏氣保用輪胎的剩余壽命和末期的信息。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的在于，提供能夠預(yù)測當(dāng)在當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下連續(xù)運行時直到漏氣保用輪胎引起故障可運行的時間和/或距離、或者能夠判斷漏氣保用輪胎的剩余壽命的一種方法、一種設(shè)備及一種記錄程序的記錄介質(zhì)。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供能夠預(yù)測當(dāng)在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行時剛好在漏氣保用輪胎中發(fā)生故障之前的時間、或者能夠判斷漏氣保用輪胎的剩余壽命的末期的一種方法、一種設(shè)備及一種記錄程序的記錄介質(zhì)。
一般地說，當(dāng)輪胎開始運行時，在負(fù)載下的運行期間由輪胎的重復(fù)變形引起熱量產(chǎn)生，而升高輪胎件的溫度。
作為一種用來測量輪胎件的溫度的方法，一般是一種其中溫度傳感器被布置在與輪胎的花紋表面相對的輪胎殼體中并且探測輪胎花紋表面的溫度的方法，如在JP-A-3-262715中公開的那樣。
然而，即使當(dāng)測量輪胎件的溫度時，也不一定要麻煩輪胎件的溫度測量部分。而且，輪胎表面溫度容易經(jīng)受諸如室外氣溫等之類的外部因素的影響，而易引起輪胎表面溫度測量值的較大誤差。因此，有一種作為其之間的關(guān)系測量溫度與故障不一定相一致的情形。
本發(fā)明人已經(jīng)注意到一種設(shè)有用來探測輪胎的異常性的探測設(shè)備的車輛，就安全重要性方面，近來已經(jīng)對該車輛進(jìn)行了高強度開發(fā)，并且本發(fā)明人通過把一個能夠測量輪胎內(nèi)氣溫的探測單元添加到上述探測設(shè)備上，檢查在輪胎內(nèi)氣溫與故障之間的關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)得到非常良好的關(guān)系。而且，輪胎內(nèi)氣溫的測量與直接測量輪胎件的溫度的情形相比，具有幾乎不受諸如室外氣溫等之類的外部因素的影響、溫度傳感器的布置容易、溫度測量容易等優(yōu)點。另外，即使在難以確定故障發(fā)生概率較高部分的情況下也能便利地應(yīng)用。
此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)運行時間是t時，在內(nèi)部壓力、負(fù)載及運行速度是恒定的運行條件下，輪胎內(nèi)氣溫T近似由指數(shù)函數(shù)f(t)表示，就是說，T＝f(t)＝T0-Aexp(-Bt)(其中T0是預(yù)測飽和達(dá)到溫度，而A和B是系數(shù))。
而且，盡管輪胎內(nèi)氣溫T能由與運行時間t有關(guān)的指數(shù)函數(shù)近似，但如果它達(dá)到引起構(gòu)成輪胎的橡膠件性能變化的溫度，例如以后描述的轉(zhuǎn)變溫度，則它往往偏離基于指數(shù)函數(shù)的預(yù)測。在這種情況下，也發(fā)現(xiàn)，由線性函數(shù)T＝f(t)＝T1+Ct(其中T1是測量溫度，而C是每單位時間測量溫度的變化比率)近似具有良好的一致性。
此外，發(fā)現(xiàn)在諸如輪胎內(nèi)部壓力降低、過載或超速等之類的異常使用條件下每單位時間輪胎的變形量變大，并因此熱量產(chǎn)生量變大而在運行期間使輪胎內(nèi)氣溫升高，并且當(dāng)輪胎內(nèi)氣溫達(dá)到統(tǒng)計學(xué)上故障發(fā)生的極限溫度時引起故障，以及在相同種類的輪胎中極限溫度近似恒定而與運行條件無關(guān)。
另外，發(fā)現(xiàn)剛好在輪胎中的故障發(fā)生之前識別到由測量的輪胎內(nèi)氣溫計算的溫度變化比率的急劇增大。
因此，基于上述知識實現(xiàn)本發(fā)明(第一至第六發(fā)明)，并且本發(fā)明的概述如下。
(1)一種用來在裝有漏氣保用輪胎系統(tǒng)的車輛中判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，該漏氣保用輪胎系統(tǒng)包括漏氣保用輪胎和探測單元，每個探測單元布置在相應(yīng)輪胎中并且能夠測量輪胎的給定溫度，該方法的特征在于，當(dāng)由于與刺破發(fā)生等伴隨的內(nèi)部壓力的異常降低而使漏氣保用輪胎中的至少一個漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行時，測量在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行的漏氣保用輪胎的給定溫度，并且基于測量的給定溫度判斷漏氣保用輪胎的剩余壽命(第一發(fā)明)。
(2)一種根據(jù)項(1)的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中基于測量的給定溫度的升高程度判斷剩余壽命。
(3)一種根據(jù)項(1)的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中由基于測量的給定溫度計算的直到漏氣保用輪胎故障的可運行時間和/或距離判斷剩余壽命。
(4)一種根據(jù)項(1)、(2)或(3)的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中輪胎的給定溫度是輪胎內(nèi)氣溫。
(5)一種根據(jù)項(4)的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中當(dāng)由于與刺破發(fā)生等伴隨的內(nèi)部壓力的極端降低而漏氣保用輪胎中的至少一個漏氣保用輪胎連續(xù)運行在漏氣保用狀態(tài)下時，在預(yù)先設(shè)置統(tǒng)計學(xué)上故障發(fā)生的極限溫度之后，在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間在漏氣保用輪胎內(nèi)測量輪胎內(nèi)氣溫，并且通過使用輪胎內(nèi)氣溫的測量值和由輪胎內(nèi)氣溫的這些測量值計算的數(shù)據(jù)計算預(yù)測達(dá)到極限溫度的時間，以及把計算的運行時間和/或運行距離轉(zhuǎn)換成直到漏氣保用輪胎中發(fā)生故障時的可運行時間和/或距離。
(6)一種根據(jù)項(5)的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中在要測量的輪胎內(nèi)氣溫T相對于連續(xù)運行時間t的關(guān)系在各種漏氣保用運行狀態(tài)下預(yù)先被確定為函數(shù)f(t)之后，當(dāng)漏氣保用輪胎從測量輪胎內(nèi)氣溫的時間點起連續(xù)運行在當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下時，通過使用函數(shù)f(t)計算預(yù)測達(dá)到極限溫度的運行時間和/或運行距離。
(7)一種根據(jù)項(6)的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中函數(shù)f(t)近似由f(t)＝T0-Aexp(-Bt)表示(其中T0是預(yù)測飽和達(dá)到溫度，而A和B是系數(shù))，并且當(dāng)漏氣保用輪胎從測量輪胎內(nèi)氣溫的時間點起連續(xù)運行在當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下時，通過使用函數(shù)f(t)計算預(yù)測達(dá)到極限溫度的運行時間和/或運行距離。
(8)一種根據(jù)項(7)的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中系數(shù)B是恒定值，并且由測量溫度和其每單位時間的溫度變化速率計算系數(shù)A和預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0，并且當(dāng)漏氣保用輪胎從測量輪胎內(nèi)氣溫的時間點起連續(xù)運行在當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下時，通過使用函數(shù)f(t)并為此代入計算值，計算預(yù)測達(dá)到極限溫度的運行時間和/或運行距離。
(9)一種根據(jù)項(8)的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中在作為比極限溫度低的給定溫度的轉(zhuǎn)變溫度附近，函數(shù)f(t)不同，并且當(dāng)輪胎內(nèi)氣溫是比轉(zhuǎn)變溫度低的溫度區(qū)域時近似由f(t)＝T0-Aexp(-Bt)表示(其中T0是預(yù)測飽和達(dá)到溫度，而A和B是系數(shù))，并且把預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0比轉(zhuǎn)變溫度低的情形判斷為能夠連續(xù)地在漏氣保用狀態(tài)下長時間運行的安全模式，而把預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0比轉(zhuǎn)變溫度高的情形判斷為預(yù)測在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間故障發(fā)生的危險模式，以及當(dāng)漏氣保用輪胎從測量輪胎內(nèi)氣溫的時間點起連續(xù)運行在當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下時，通過使用函數(shù)f(t)計算預(yù)測達(dá)到極限溫度的運行時間和/或運行距離。
(10)一種根據(jù)項(9)的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中函數(shù)f(t)近似由f(t)＝T1+Ct表示(其中T1是測量的溫度，而C是每單位時間測量的溫度的變化比率)，并且當(dāng)漏氣保用輪胎從測量輪胎內(nèi)氣溫的時間點起連續(xù)運行在當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下時，通過使用函數(shù)f(t)計算預(yù)測達(dá)到極限溫度的運行時間和/或運行距離。
(11)一種根據(jù)項(1)-(10)任一項的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中漏氣保用輪胎是一種其中加強橡膠布置在輪胎的內(nèi)表面?zhèn)忍幍闹辽佥喬?cè)壁部分上的所謂的側(cè)加強漏氣保用輪胎。
(12)一種記錄用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的程序的記錄介質(zhì)，在該記錄介質(zhì)中，該程序被記錄以用計算機(jī)執(zhí)行根據(jù)項(1)-(11)任一項的方法(第二發(fā)明)。
(13)一種通過執(zhí)行根據(jù)項(4)-(11)任一項的方法用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的設(shè)備，該設(shè)備包括探測單元，布置在相應(yīng)漏氣保用輪胎中，并且能夠測量在這些輪胎中的至少輪胎內(nèi)氣溫；計算裝置，當(dāng)漏氣保用輪胎連續(xù)運行在當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下時，用來由輪胎內(nèi)氣溫的測量值至少計算預(yù)測達(dá)到極限溫度的運行時間和/或運行距離；及存儲裝置，用來至少存儲要與由計算裝置計算的數(shù)據(jù)相比較的原始數(shù)據(jù)(第三發(fā)明)。
(14)一種用來在裝有漏氣保用輪胎系統(tǒng)的車輛中判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的末期的方法，該漏氣保用輪胎系統(tǒng)包括漏氣保用輪胎和探測單元，每個探測單元布置在相應(yīng)輪胎中并且能夠測量至少輪胎內(nèi)氣溫，該方法的特征在于，當(dāng)由于與刺破發(fā)生等伴隨的內(nèi)部壓力的異常降低而使漏氣保用輪胎中的至少一個漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行時，測量在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行的漏氣保用輪胎中的輪胎內(nèi)氣溫，并且計算在每個測量時刻溫度變化的比率，以及把一個其中計算的溫度變化比率變得高于剛好在計算之前計算的溫度變化的比率的時間點判斷為漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間漏氣保用輪胎的剩余壽命的末期(第四發(fā)明)。
(15)一種根據(jù)項(14)的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的末期的方法，其中在預(yù)先把統(tǒng)計學(xué)上故障發(fā)生的極限溫度設(shè)置為用來判斷漏氣保用輪胎的剩余壽命的末期的條件之后，要增加的是漏氣保用輪胎中的輪胎內(nèi)氣溫達(dá)到極限溫度附近。
(16)一種根據(jù)項(14)或(15)用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間漏氣保用輪胎的剩余壽命的末期的方法，其中作為用來判斷連續(xù)運行在漏氣保用狀態(tài)下的漏氣保用輪胎的剩余壽命的末期的條件，當(dāng)要測量的輪胎內(nèi)氣溫T由畫成隨運行連續(xù)時間t增大的曲線的函數(shù)f(t)表示時，要增加的是函數(shù)f(t)的二階導(dǎo)數(shù)f(t)″的值是正值。
(17)一種根據(jù)項(14)、(15)或(16)用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間漏氣保用輪胎的剩余壽命的末期的方法，其中漏氣保用輪胎是一種其中加強橡膠布置在輪胎的內(nèi)表面?zhèn)忍幍闹辽佥喬?cè)壁部分上的所謂的側(cè)加強漏氣保用輪胎。
(18)一種記錄用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間漏氣保用輪胎的剩余壽命的末期的程序的記錄介質(zhì)，在該記錄介質(zhì)中，該程序被記錄以用計算機(jī)執(zhí)行根據(jù)項(14)-(17)任一項的方法(第五發(fā)明)。
(19)一種通過執(zhí)行根據(jù)項(14)-(17)任一項的方法用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間漏氣保用輪胎的剩余壽命的末期的設(shè)備，該設(shè)備包括探測單元，每個布置在相應(yīng)輪胎中，并且能夠測量至少輪胎內(nèi)氣溫；計算裝置，用來由輪胎內(nèi)氣溫的測量值至少計算溫度變化比率；及存儲裝置，用來至少存儲要與由計算裝置計算的數(shù)據(jù)相比較的原始數(shù)據(jù)(第六發(fā)明)。
(20)一種根據(jù)項(19)用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間漏氣保用輪胎的剩余壽命的末期的設(shè)備，其中計算裝置除溫度變化比率之外還計算二階導(dǎo)數(shù)f(t)″的值。
(21)一種根據(jù)項(19)或(20)用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期問漏氣保用輪胎的剩余壽命的末期的設(shè)備，其中用存儲裝置存儲的原始數(shù)據(jù)是已經(jīng)計算的溫度變化比率和二階導(dǎo)數(shù)f(t)″的值和/或極限溫度。


圖1是示意圖，表示根據(jù)本發(fā)明的用來判斷漏氣保用輪胎的剩余壽命和末期的設(shè)備的一個實施例(第三和第六發(fā)明)。
圖2A-2C是示意圖，分別表明在圖1中表示的探測單元的各種實施例。
圖3是曲線圖，傾向性地表示當(dāng)連續(xù)運行在各種運行條件下時輪胎內(nèi)氣溫的轉(zhuǎn)變。
圖4是曲線圖，表示當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度由加強橡膠的彈性模量的溫度變化設(shè)置時的一個實施例。
圖5是流程圖，表示用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間漏氣保用輪胎的剩余壽命的方法的一個實施例。
圖6是流程圖，表示用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間漏氣保用輪胎的剩余壽命的末期的方法的一個實施例。
圖7是方塊圖，表示在本發(fā)明的設(shè)備中使用的探測單元的構(gòu)造。
圖8是當(dāng)用時間與溫度之間的關(guān)系比較在實際運行期間來自溫度傳感器的輸出時的曲線。
具體實施例方式
參照下面的附圖將詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的用來判斷漏氣保用輪胎的剩余壽命的設(shè)備的一個實施例(第三和第六發(fā)明)。
在圖1中表示的判斷設(shè)備1包括探測單元4，能夠測量漏氣保用輪胎2的給定溫度，優(yōu)選地，能測量至少輪胎內(nèi)部3的溫度；計算裝置5，當(dāng)輪胎連續(xù)運行在當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下時，用來由輪胎內(nèi)氣溫的測量值至少計算預(yù)測達(dá)到以后提到的預(yù)先設(shè)置的極限溫度TL的運行時間和/或運行距離；及存儲裝置6，用來至少存儲用于與用計算裝置5計算的數(shù)據(jù)相比較的原始數(shù)據(jù)。
而且，這里使用的術(shù)語“漏氣保用輪胎”不僅包括其中具有月牙形截面的加強橡膠被布置在輪胎的至少側(cè)壁部分上的所謂側(cè)加強漏氣保用輪胎，而且也包括把環(huán)形剛性體插入到由輪胎和車輪限定的空腔中的所謂芯型漏氣保用輪胎、和進(jìn)一步把具有較小直徑的輪胎插入到輪胎中的所謂管型漏氣保用輪胎。而且，這里使用的術(shù)語“輪胎的給定溫度”除輪胎內(nèi)氣溫外包括輪胎的表面溫度和輪胎件的溫度，并且如果能間接地理解輪胎的溫度，則也包括車輪的溫度等。
探測單元4布置在輪胎2中，并且可以例如整體附加到具有圓柱形閥桿7的車輪8上，閥桿7用于抽吸輪胎2中的空氣，如圖1中所示。圖2A中表示探測單元4的構(gòu)造的一個實施例。圖2A中表示的探測單元4主要由如下構(gòu)成一個溫度傳感器9，測量在輪胎內(nèi)部3中的溫度；一個信號轉(zhuǎn)換單元(未表示)，用來把由溫度傳感器9探測的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；一個無線電發(fā)射器11，用來把轉(zhuǎn)換的信號數(shù)據(jù)發(fā)射到位于車體一側(cè)處的接收器10(圖1)；及一個殼體12，用來密封地把溫度傳感器9和發(fā)射器11容納在一起。通過探測單元4能準(zhǔn)確地測量在輪胎2內(nèi)的氣溫。而且，優(yōu)選地是，溫度傳感器9如此構(gòu)成，從而只有溫度傳感部分9a不容納在殼體12中，并且暴露在輪胎2的內(nèi)部3中，以便使溫度傳感部分9a直接與內(nèi)部3中的大氣接觸。
而且，圖2B和2C表示探測單元4的另一個實施例，其中與在圖2A的實施例中相同的件由相同的標(biāo)號指示，并且省略其解釋。
圖2B中表示的實施例與圖2A中表示的實施例的不同之處在于溫度傳感部分9a的布置。就是說，在圖2B表示的實施例中，殼體12的一部分凹下以形成直接與外部大氣相通的接收部分16，并且溫度傳感部分9a布置在接收部分16中。而且，接收部分16的開口由與殼體12分離的一個殼體17覆蓋，以便覆蓋溫度傳感部分9a。殼體17通過形成多個小孔或用金屬絲網(wǎng)構(gòu)成，從而大氣能從其穿過，借此輪胎2中的大氣直接與溫度傳感部分9a相接觸。在圖2B表示的實施例中，溫度傳感部分9a能被保護(hù)在輪胎2的大氣內(nèi)，免受諸如與外來物質(zhì)碰撞等之類的事故。
圖2C表示的實施例與圖2A表示的實施例不同之處在于，殼體12設(shè)有一個外部傳感器輸入電路18。外部傳感器輸入電路18被連接到發(fā)射器11上，并且構(gòu)成為把由連接到外部傳感器輸入電路18的一個外部傳感器下載的數(shù)據(jù)發(fā)射到位于車體側(cè)處的接收器10。盡管在該實施例中表示一個外部傳感器輸入電路18，但如有必要，電路的數(shù)量自然能增加。而且，在外部傳感器與外部傳感器輸入電路18之間的連接能由諸如未表示的連接器等之類的常規(guī)已知的裝置進(jìn)行。
在圖2C表示的實施例中，當(dāng)溫度傳感器9布置在輪胎2中另一個地方作為外部傳感器時，經(jīng)外部傳感器輸入電路18得到的溫度數(shù)據(jù)能從探測單元4發(fā)射到位于車體側(cè)處的接收器10，以便用在通過計算裝置5的計算中。在把多個溫度傳感器提供為另一個外部傳感器的情況下，通過基于在多個地方的溫度數(shù)據(jù)實現(xiàn)計算能進(jìn)一步提高各種預(yù)測和判斷的精度。而且，當(dāng)加速傳感器布置在輪胎中的另一個地方作為一個外部傳感器時，經(jīng)外部傳感器輸入電路得到的加速數(shù)據(jù)能從探測單元4發(fā)射到位于車體側(cè)處的接收器10，以便用在通過計算裝置5的計算中。在把多個加速傳感器提供為另一個外部傳感器的情況下，通過添加加速數(shù)據(jù)能實現(xiàn)計算，并因此像以上那樣能進(jìn)一步提高各種預(yù)測和判斷的精度。
圖7是方塊圖，表示探測單元4的構(gòu)造。探測單元4由一個用來測量輪胎內(nèi)溫度的溫度傳感器9、一個構(gòu)成控制單元的MPU 19、及一個用來發(fā)射溫度數(shù)據(jù)的發(fā)射器11構(gòu)成。MPU 19包括數(shù)據(jù)下載裝置20，用來以給定的下載周期下載由溫度傳感器9測量的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)輸出裝置21，用來以給定的輸出周期把數(shù)據(jù)輸出到發(fā)射器11；及數(shù)據(jù)輸入-輸出定時控制裝置22，用來控制輸出定時。而且，發(fā)射器11設(shè)有用來發(fā)射數(shù)據(jù)的發(fā)射天線23。
圖8是用時間與溫度之間的關(guān)系比較在實際運行期間來自溫度傳感器的輸出的曲線圖。在圖8中，表示的是通過使用滑環(huán)由輪胎2內(nèi)的溫度傳感器測量的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)作為一個標(biāo)準(zhǔn)值、由探測單元4測量的數(shù)據(jù)作為發(fā)明的例子、及由常規(guī)探測單元測量的數(shù)據(jù)作為常規(guī)的例子。如從圖8看到的那樣，發(fā)明的例子與常規(guī)的例子相比在所有區(qū)域之上都靠近標(biāo)準(zhǔn)值，并因此發(fā)明的例子與常規(guī)的例子相比能測量準(zhǔn)確的溫度。
而且，優(yōu)選地是使用例如電阻溫度表(熱敏電阻)、熱電偶等作為溫度傳感器9。
盡管圖1的探測單元4表示僅進(jìn)行溫度測量的構(gòu)造，但它可以并入例如用來測量內(nèi)部壓力的構(gòu)造。在后一種情況下，能同時使用信號轉(zhuǎn)換單元、發(fā)射器等。
在本發(fā)明中表示的是，一種通過僅測量輪胎內(nèi)氣溫而間接測量輪胎溫度的情形。然而，除輪胎內(nèi)氣溫外能直接測量輪胎件的溫度。在后一種情況下，有可能更準(zhǔn)確地計算數(shù)據(jù)。
在測量輪胎件的溫度的情況下，優(yōu)選的是，測量有較高可能性引起故障的輪胎件部位的溫度，如帶的端部、在側(cè)加強漏氣保用輪胎中的側(cè)加強橡膠等。而且，通過用來設(shè)置極限溫度的試驗?zāi)軐崿F(xiàn)對具有較高可能性引起故障的部位的確定。
在圖1中，判斷設(shè)備1除探測單元4之外包括一個接收器單元15，接收器單元15在輪胎外側(cè)處，更具體地說，在車體側(cè)13處，用來接收和處理從探測單元4發(fā)射的數(shù)據(jù)。
接收器單元15包括一個接收器10，用來接收從探測單元4發(fā)射的數(shù)據(jù)；計算裝置5，用來通過使用用接收器10接收的輪胎內(nèi)氣溫的測量值計算各種數(shù)據(jù)；及存儲裝置6，用來存儲要與由計算裝置5計算的數(shù)據(jù)相比較的原始數(shù)據(jù)等，計算裝置5布置在輪胎外側(cè)處，更具體地說，在車體側(cè)13處。而且，一個用來顯示由計算裝置5計算的結(jié)果的顯示器14布置在圖1中。
接收器單元15通過與探測單元4整體合并在一個共用殼體內(nèi)可以布置在車輪內(nèi)。在這種情況下，接收器單元15與布置在相應(yīng)車輪中的探測單元4對應(yīng)地布置。另一方面，當(dāng)接收器單元15布置在與探測單元4分離的車體側(cè)13處時，有可能用單個接收器單元15執(zhí)行來自布置在車輪每一個中的探測單元4的數(shù)據(jù)的計算處理。
在存儲裝置6中存儲的是要與由計算裝置5計算的數(shù)據(jù)相比較的原始數(shù)據(jù)。而且，如有必要，可以存儲極限溫度、轉(zhuǎn)變溫度、以后提到的指數(shù)函數(shù)f(t)的系數(shù)B等。
而且，可以存儲每單位時間測量溫度的變化比率和通過對以后提到的指數(shù)函數(shù)f(t)求微分兩次而得到的二階導(dǎo)數(shù)f(t)″的計算值等。
另外，當(dāng)把計算機(jī)用作計算裝置5時，能容納存儲器裝置6。
因此，根據(jù)本發(fā)明的判斷設(shè)備1通過采用上述構(gòu)造能判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間漏氣保用輪胎的剩余壽命和末期。
其次，與行動的描述一起詳細(xì)解釋其中已經(jīng)實現(xiàn)本發(fā)明的細(xì)節(jié)。而且，通過使用借助于側(cè)加強漏氣保用輪胎試驗的結(jié)果來解釋它們。
圖3傾斜性地表示當(dāng)輪胎在各種運行條件下運行時輪胎內(nèi)氣溫的測量值與運行時間之間的關(guān)系。
首先，當(dāng)經(jīng)受正常內(nèi)部壓力和正常負(fù)載的輪胎開始在通常(正常)狀態(tài)下運行時，測量的輪胎內(nèi)氣溫近似按照指數(shù)函數(shù)(T＝T0′-A′exp(-B′t))隨運行時間t升高(見在圖3中由虛線畫出的曲線D)，但是輪胎內(nèi)氣溫在比統(tǒng)計學(xué)上故障發(fā)生的極限溫度低的溫度下恒定地飽和并且沒有溫度的升高，從而即使運行很長時間也不會引起輪胎的故障。
其次，當(dāng)漏氣保用運行在正常運行的途中開始時，輪胎內(nèi)氣溫進(jìn)一步升高。在這種情況下，發(fā)現(xiàn)測量的輪胎內(nèi)氣溫從漏氣保用運行開始起近似按照指數(shù)函數(shù)(T＝T0-Aexp(-Bt))隨運行時間t升高。而且，還發(fā)現(xiàn)，按照預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0存在于三個溫度區(qū)域I-III任一個內(nèi)的情況，輪胎內(nèi)氣溫由不同的指數(shù)函數(shù)曲線來表示。
就是說，圖3中表示的曲線A是這樣一種情形輪胎內(nèi)部壓力、運行速度及負(fù)載的條件不是很嚴(yán)重，并且預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0存在于比極限溫度和轉(zhuǎn)變溫度兩者的溫度都低的溫度區(qū)域I內(nèi)，以后提到的轉(zhuǎn)變溫度是比極限溫度低的特定溫度。當(dāng)運行條件與這種情形相對應(yīng)時，即使運行繼續(xù)很長時間，也不會引起輪胎故障。
而且，曲線B是這樣一種情形輪胎內(nèi)部壓力、運行速度及負(fù)載的條件非常嚴(yán)重，并且預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0存在于比極限溫度高的溫度區(qū)域III內(nèi)。當(dāng)運行條件與這種情形相對應(yīng)時，在較短時間的連續(xù)運行中引起輪胎故障。
此外，曲線C是這樣一種情形輪胎內(nèi)部壓力、運行速度及負(fù)載的條件比曲線A的嚴(yán)重但比曲線B的輕微，并且預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0存在于極限溫度與轉(zhuǎn)變溫度之間的溫度區(qū)域II內(nèi)。在這種情況下，當(dāng)測量的輪胎內(nèi)氣溫上升超過轉(zhuǎn)變溫度時，輪胎的重復(fù)變形量由于側(cè)加強橡膠的彈性模量的降低而特別地增大而增加熱量產(chǎn)生的量，從而輪胎內(nèi)氣溫進(jìn)一步升高而在預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0處不飽和并且最終達(dá)到極限溫度，從而輪胎最終往往導(dǎo)致產(chǎn)生故障。
因此，根據(jù)第一發(fā)明的用來判斷輪胎的剩余壽命的方法基于以上結(jié)果而實現(xiàn)，并且具體地在于當(dāng)在漏氣保用輪胎中的至少一個漏氣保用輪胎2由于刺破發(fā)生等伴隨的內(nèi)部壓力極端降低而連續(xù)運行在漏氣保用狀態(tài)下時，在預(yù)先設(shè)置統(tǒng)計學(xué)上故障發(fā)生的極限溫度之后，測量在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行的漏氣保用輪胎2中的輪胎內(nèi)氣溫，并且通過使用輪胎內(nèi)氣溫的測量值和由輪胎內(nèi)氣溫的這些測量值計算的數(shù)據(jù)而計算預(yù)測達(dá)到極限溫度的時間，以及把計算的運行時間和/或運行距離轉(zhuǎn)換成直到漏氣保用輪胎導(dǎo)致產(chǎn)生故障的可運行時間te和/或距離de。
通過進(jìn)行在例如低內(nèi)部壓力、過載及高速的運行條件下的室內(nèi)轉(zhuǎn)鼓(indoor drum)試驗以測量直到故障發(fā)生的溫度轉(zhuǎn)變，能設(shè)置極限溫度TL。優(yōu)選地，在與本發(fā)明的方法和設(shè)備的實際應(yīng)用中相同的條件下(輪胎內(nèi)氣溫的測量位置、在測量中使用的溫度傳感器等)，實現(xiàn)溫度測量。而且，為了安全，極限溫度可以設(shè)置成比由試驗確定的值低的數(shù)值。而且，在運行輪胎中的輪胎內(nèi)氣溫的測量優(yōu)選地在與用來設(shè)置極限溫度的試驗中相同的條件下實現(xiàn)。由于本發(fā)明中的估計目標(biāo)特別是輪胎內(nèi)氣溫的變化狀態(tài)，所以溫度探測單元4優(yōu)選地是使用具有小熱容量的溫度傳感器9。溫度傳感器9優(yōu)選地布置在輪胎中的這樣一個位置處，使得不會妨礙在溫度傳感部分9a與要測量的輪胎內(nèi)大氣(空氣)之間的熱傳導(dǎo)。
而且，優(yōu)選的是，在各種漏氣保用運行狀態(tài)下把要測量的輪胎內(nèi)氣溫T相對于連續(xù)運行時間t的關(guān)系預(yù)先確定為函數(shù)f(t)之后，當(dāng)漏氣保用輪胎從測量輪胎內(nèi)氣溫的時間點起連續(xù)運行在當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)時，通過使用函數(shù)f(t)計算預(yù)測達(dá)到極限溫度的運行時間和/或運行距離，并且把計算的運行時間和/或運行距離轉(zhuǎn)換成直到故障發(fā)生的可運行時間和/或距離。
而且，盡管按照要求的預(yù)測精度和由極限溫度的試驗得到的實際溫度轉(zhuǎn)變等，函數(shù)f(t)能使用二次表達(dá)式或階次比二次表達(dá)式高的多項式，但基本上優(yōu)選的是，它由指數(shù)函數(shù)f(t)＝T0-Aexp(-Bt)近似表示(其中T0是預(yù)測飽和達(dá)到溫度，而A和B是系數(shù))。
而且，在函數(shù)f(t)中的系數(shù)B是與在輪胎與室外空氣之間的熱傳導(dǎo)有關(guān)的系數(shù)，并且能認(rèn)為是恒定值(優(yōu)選地，范圍為0.10-0.13)，從而它能預(yù)先設(shè)置為常數(shù)。而且，系數(shù)B的值可以由在恒定運行條件下的多個時間點處的輪胎內(nèi)氣溫的測量值確定。
如果系數(shù)B是恒定值，則系數(shù)A和預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0能由當(dāng)前測量溫度和其每單位時間的變化比率計算。通過使用函數(shù)f(t)并為此代入計算的值，能計算相對于相應(yīng)運行條件當(dāng)輪胎從測量輪胎內(nèi)氣溫的時間點起連續(xù)運行在當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下時預(yù)測達(dá)到極限溫度TL的可運行時間。
另外，能把預(yù)測達(dá)到極限溫度TL的運行距離確定為當(dāng)前運行速度和計算的可運行時間的乘積。
而且，為了除去由噪聲生成的測量溫度的可變分量，優(yōu)選的是進(jìn)行例如經(jīng)濾波器消除高頻分量、基于在恒定時間內(nèi)的運行平均的計算等使之平滑。
此外，在轉(zhuǎn)變溫度TC附近，函數(shù)f(t)往往不同，轉(zhuǎn)變溫度TC是比上述極限溫度低的給定溫度。
為此，當(dāng)輪胎內(nèi)氣溫存在于比轉(zhuǎn)變溫度低的溫度區(qū)域中時，函數(shù)f(t)由f(t)＝T0-Aexp(-Bt)近似表示(其中T0是預(yù)測飽和達(dá)到溫度，而A和B是系數(shù))，其中把預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0比轉(zhuǎn)變溫度TC低的情形判斷為能夠在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行很長時間的安全模式，而把預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0比轉(zhuǎn)變溫度高的情形判斷為預(yù)測在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間故障發(fā)生的危險模式，并且當(dāng)輪胎從測量輪胎內(nèi)氣溫的時間點起連續(xù)地運行在當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下時，通過使用函數(shù)f(t)能計算預(yù)測達(dá)到極限溫度的運行時間和/或運行距離。
轉(zhuǎn)變溫度TC被轉(zhuǎn)換成一時間點的溫度，在該時間點，由例如用來設(shè)置極限溫度TL的試驗測量的溫度轉(zhuǎn)變脫離指數(shù)函數(shù)f(t)＝T0-Aexp(-Bt)，或者如果能確定引起故障的橡膠件，則可以由橡膠件的性能的溫度依賴性設(shè)置轉(zhuǎn)變溫度TC。在后一種情況下，必需考慮在輪胎內(nèi)氣溫與橡膠件的溫度之間的偏離。例如，當(dāng)在側(cè)加強漏氣保用輪胎的情況下引起故障的橡膠件是側(cè)加強橡膠時，并且在這種情況下，如圖4所示，能由側(cè)加強橡膠的彈性模量E′的溫度依賴性設(shè)置轉(zhuǎn)變溫度。
而且，當(dāng)輪胎內(nèi)氣溫存在于比轉(zhuǎn)變溫度TC高的溫度區(qū)域內(nèi)時，函數(shù)f(t)由f(t)＝T1+Ct近似表示(其中T1是測量溫度，而C是每單位時間測量溫度的變化比率)。當(dāng)輪胎從測量輪胎內(nèi)氣溫的時間點起連續(xù)運行在當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下時，通過使用函數(shù)f(t)能計算預(yù)測達(dá)到極限溫度TL的運行時間和/或運行距離。
在這種情況下，每單位時間測量的溫度的變化比率，就是說，溫度變化比率T′可以使用由例如在恒定時間內(nèi)得到的溫度的測量值確定的每單位時間的平均變化比率。
圖5作為流程圖，表示用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間漏氣保用輪胎的剩余壽命的方法的一個實施例。
在圖5中，用來探測內(nèi)部壓力的裝置布置在用來總是監(jiān)視內(nèi)部壓力的探測單元4中，并且在內(nèi)部壓力低于例如100kPa的時間點開始判斷操作(運行期間剩余壽命的判斷)。在這種情況下，可以發(fā)出關(guān)于運行在低內(nèi)部壓力下的警報。
在判斷操作開始之后，進(jìn)行輪胎內(nèi)氣溫的測量和每單位時間變化比率T′(溫度變化比率)的計算。并且，判斷溫度變化比率T′是否大于一個標(biāo)準(zhǔn)溫度變化比率，例如0.3℃/分，其中在不大于0.3℃/分的情況下，認(rèn)為溫度變化比率是0.3℃/分，而在大于0.3℃/分的情況下，使溫度變化比率T′為溫度變化比率的測量值。
其次，判斷測量的輪胎內(nèi)氣溫是否低于轉(zhuǎn)變溫度TC。
當(dāng)測量的輪胎內(nèi)氣溫T比轉(zhuǎn)變溫度TC低時，通過把T＝T0-Aexp(-Bt)用作輪胎內(nèi)氣溫T與連續(xù)運行時間t之間的關(guān)系表達(dá)式并且把系數(shù)B轉(zhuǎn)換為恒定值，例如0.11，確定預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0和系數(shù)A。當(dāng)預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0比轉(zhuǎn)變溫度TC低時，即使輪胎從測量輪胎內(nèi)氣溫的時間點起連續(xù)運行在當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下，氣溫T也不會達(dá)到極限溫度TL并且故障不會發(fā)生，從而預(yù)測達(dá)到極限溫度TL的可運行時間te和可運行距離de在車輛中諸如顯示面板之類的顯示器1 4中指示為無窮大。
當(dāng)預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0不比轉(zhuǎn)變溫度TC低時，在從測量輪胎內(nèi)氣溫的時間點起連續(xù)運行在當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下期間，計算直到輪胎內(nèi)氣溫達(dá)到轉(zhuǎn)變溫度TC的時間t1，并且由T＝T1+Ct確定在轉(zhuǎn)變溫度TC的和其之后的溫度變化比率C，以計算直到輪胎內(nèi)氣溫從轉(zhuǎn)變溫度TC達(dá)到極限溫度TL的時間t2，由此使可運行時間te為t1+t2，并且由可運行時間和運行速度的乘積計算可運行距離de，并且它們被指示在顯示器14中。
另一方面，當(dāng)輪胎內(nèi)氣溫T不比轉(zhuǎn)變溫度TC低時，通過把T＝T1-Ct用作輪胎內(nèi)氣溫T與連續(xù)運行時間t之間的關(guān)系表達(dá)式，由測量的輪胎內(nèi)氣溫來確定溫度變化比率C，由此計算直到輪胎內(nèi)氣溫達(dá)到極限溫度TL的可運行時間te和可運行距離de，以指示在顯示器14中。
在可運行時間te和可運行距離de被指示在顯示器14中之后，連續(xù)地或以給定時間間隔進(jìn)行輪胎內(nèi)氣溫的測量和溫度變化比率T′的計算，以重復(fù)如上所述的一系列步驟。
因而，在當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下連續(xù)運行期間，當(dāng)把預(yù)測達(dá)到極限溫度的運行時間te和/或運行距離de通知給駕駛員時，駕駛員能定量地理解當(dāng)前運行狀態(tài)的嚴(yán)重性，并因此采取諸如減速等的適當(dāng)行動。
而且，為了達(dá)到理解運行狀態(tài)的便利和要由駕駛員采取的行動的具體化，可以按照預(yù)測時間或距離給出一步接一步的警報。例如，當(dāng)預(yù)測的可運行時間小于30分鐘時，給出用來提示緊急減速和停止的警報A，而當(dāng)預(yù)測的可運行時間不小于30分鐘，并且預(yù)測的飽和達(dá)到溫度T0不低于極限溫度時，給出用來提示減速的警報B。
此外，當(dāng)預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0比轉(zhuǎn)變溫度TC低時，把可運行時間te和可運行距離de指示為無窮大。然而，這種指示不是清楚地指當(dāng)前運行條件是否是正常運行條件，或者內(nèi)部壓力、負(fù)載等是否是異常運行條件但是為可運行條件。因此，當(dāng)要求清楚地區(qū)分它們時，更優(yōu)選的是，進(jìn)一步添加用來給出警報的構(gòu)造，例如通過考慮測量溫度的絕對值的估計、由內(nèi)部壓力警報機(jī)構(gòu)等探測的內(nèi)部壓力的值。
具體地說，考慮到當(dāng)測量的輪胎內(nèi)氣溫是在正常運行條件下不能達(dá)到的值或探測的內(nèi)部壓力的值小于100kPa、并且預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0小于極限溫度TL時，發(fā)出警報C。
而且，當(dāng)通過駕駛員的行動降低測量的輪胎內(nèi)氣溫時或者當(dāng)每單位時間的溫度變化比率T′為負(fù)時，預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0變得低于極限溫度TL，但這種情形優(yōu)選的是具有根據(jù)上述的構(gòu)造。具體地說，在判斷操作開始之后，進(jìn)行輪胎內(nèi)氣溫的測量和每單位時間變化的比率T′(溫度變化比率)的計算，并且如果溫度變化比率T′比作為標(biāo)準(zhǔn)值的溫度變化比率負(fù)得多，則希望連續(xù)地提醒駕駛員注意，同時把這樣一種溫度變化比率作為標(biāo)準(zhǔn)值。
盡管以上是基于駕駛員采取行動的假設(shè)，但它也能應(yīng)用于車輛的直接控制，例如通過按照預(yù)測的可運行時間te或距離de操作速度限制器、輸出限制器等。
作為判斷操作的開始時段，提到內(nèi)部壓力降低到上述一定值的時間點、開始車輛運行的時間點、測量的輪胎內(nèi)氣溫升高到恒定值的時間點等等。
一種根據(jù)第二發(fā)明記錄用來判斷漏氣保用輪胎的剩余壽命的程序的記錄介質(zhì)，是記錄用來借助于計算機(jī)實現(xiàn)上述方法的程序的記錄介質(zhì)。
根據(jù)第四發(fā)明用來判斷剩余壽命的末期的方法在于，一種漏氣保用輪胎系統(tǒng)包括漏氣保用輪胎2和探測單元4，每個探測單元4布置在相應(yīng)輪胎2中并且能夠測量至少輪胎內(nèi)氣溫，在裝有這樣一種漏氣保用輪胎系統(tǒng)的車輛中，當(dāng)由于與刺破發(fā)生等伴隨的內(nèi)部壓力的異常降低而使漏氣保用輪胎中的至少一個漏氣保用輪胎2在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行時，測量在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行的漏氣保用輪胎2中的輪胎內(nèi)氣溫，并且計算在每個測量時刻溫度變化的比率T′，以及把一個其中計算的溫度變化比率變得高于剛好在計算之前計算的溫度變化比率的時間點判斷為漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間漏氣保用輪胎2的剩余壽命的末期。
此外，作為用來判斷漏氣保用輪胎2的剩余壽命的末期的條件，在預(yù)先設(shè)置極限溫度TL之后，優(yōu)選的是補充這樣一種特征漏氣保用輪胎2中的輪胎內(nèi)氣溫達(dá)到極限溫度TL附近。
作為用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行的漏氣保用輪胎2的剩余壽命的末期的條件，還優(yōu)選的是補充這樣一種特征當(dāng)測量的輪胎內(nèi)氣溫T由畫成隨運行連續(xù)時間t增大的曲線的函數(shù)f(t)表示時，函數(shù)f(t)的二階導(dǎo)數(shù)f(t)″的值是正值。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，剛好在漏氣保用狀態(tài)下運行的輪胎產(chǎn)生故障之前，有這樣一種趨勢如在圖3的曲線B和C中所示，在函數(shù)f(t)的曲線上存在從上凸形變到下凸形的拐點P1和P2。因此，如果改變函數(shù)f(t)的二階導(dǎo)數(shù)f(t)″的值從負(fù)值到正值的時間點，就是說，產(chǎn)生拐點P1和P2的時間點，被判斷為輪胎剩余壽命的末期，則駕駛員能剛好在故障發(fā)生之前采取適當(dāng)行動。
而且，在剩余壽命的末期的判斷中使用的測量溫度的二階導(dǎo)數(shù)f(t)″(＝T″)的值，能通過進(jìn)一步對在恒定時間段內(nèi)得到的每單位時間的測量溫度的變化比率T′(溫度變化比率)求微分來確定。
圖6作為流程圖，表示用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間漏氣保用輪胎2的剩余壽命的末期的方法的一個實施例。
在圖6中，用來探測內(nèi)部壓力的裝置被布置在例如探測單元4中以便恒定地監(jiān)視內(nèi)部壓力，并且在內(nèi)部壓力降低到例如100kPa的時間點處開始預(yù)測操作(運行期間剩余壽命的判斷)。在這種情況下，可以給出運行在低內(nèi)部壓力下的警報。
在判斷操作的開始之后，測量輪胎內(nèi)氣溫以判斷在測量的輪胎內(nèi)氣溫與極限溫度TL之間的差是否不大于一個恒定值(在圖3中不大于3℃)，并且重復(fù)輪胎內(nèi)氣溫的測量，直到測量值變得大于該恒定值，并且在測量值成為恒定值的時間點處，由輪胎內(nèi)氣溫的測量值首先計算每單位時間的變化比率T′(溫度變化比率)，并且進(jìn)一步計算溫度變化比率T′的每單位時間的變化比率T″。
通過把變化比率T″從負(fù)值變到正值的時間點判斷為輪胎的剩余壽命的末期，向駕駛員發(fā)出警報。
因而，根據(jù)第四發(fā)明用來判斷輪胎的剩余壽命的末期的方法，能準(zhǔn)確地向駕駛員給出剩余壽命的末期，更嚴(yán)格地說，向駕駛員給出剛好在輪胎故障之前的時間點，從而駕駛員能在故障發(fā)生之前采取緊急行動。
盡管以上是基于駕駛員采取行動的假設(shè)，但也能應(yīng)用于車輛的直接控制，例如在判斷剩余壽命的預(yù)測末期的時間點，通過操作速度限制器、輸出限制器等。
作為判斷操作的開始時段，提到內(nèi)部壓力降低到上述一定值的時間點、開始車輛運行的時間點、測量的輪胎內(nèi)氣溫升高到恒定值的時間點等等。
一種根據(jù)第五發(fā)明記錄用來判斷漏氣保用輪胎的剩余壽命的程序的記錄介質(zhì)，是記錄用來借助于計算機(jī)實現(xiàn)上述方法的程序的記錄介質(zhì)。
盡管僅相對于本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行了以上描述，但在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以做出各種修改。
實施例一種根據(jù)發(fā)明的輪胎能夠判斷剩余壽命和其末期兩者的設(shè)備應(yīng)用于裝有漏氣保用輪胎系統(tǒng)的車輛，該漏氣保用輪胎系統(tǒng)包括側(cè)加強漏氣保用輪胎(輪胎尺寸245/40ZR18)和探測單元，每個探測單元布置在相應(yīng)輪胎中并且能夠測量輪胎內(nèi)氣溫和其內(nèi)部壓力，并且實際上由該設(shè)備進(jìn)行判斷，這在下面解釋。
布置在車輪側(cè)的探測單元包括溫度探測裝置，該溫度探測裝置包括溫度傳感器、內(nèi)部壓力探測裝置、對于這些探測裝置共用的信號轉(zhuǎn)換裝置、及發(fā)射器。電阻溫度表用作溫度傳感器，并且通過把溫度傳感器的溫度傳感部分布置成暴露在輪胎內(nèi)部中來測量輪胎內(nèi)氣溫。探測單元的布置位置是輪緣上閥的位置。
而且，布置在車體側(cè)的接收器單元除接收器外包括一個指示計算結(jié)果的顯示器14、一個計算裝置及一個存儲裝置。而且，極限溫度、轉(zhuǎn)變溫度、及指數(shù)函數(shù)f(t)的系數(shù)B(B＝0.11)存儲在存儲裝置中。
通過改變在室內(nèi)轉(zhuǎn)鼓試驗中的運行條件(輪胎內(nèi)部壓力、負(fù)載及運行(轉(zhuǎn)動)速度)和測量直到輪胎中發(fā)生故障的輪胎內(nèi)氣溫的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)極限溫度和轉(zhuǎn)變溫度的設(shè)置。由這些運行試驗結(jié)果，把極限溫度設(shè)置在103℃而把轉(zhuǎn)變溫度設(shè)置在90℃。以10秒的間隔測量輪胎內(nèi)氣溫。通過使用在過去3分鐘得到的數(shù)據(jù)，計算測量的輪胎內(nèi)氣溫的每單位時間變化比率T′和變化比率T′的每單位時間的變化比率T″。而且，把由車輛的速度表得到的數(shù)據(jù)或由安裝在車輪上的加速度表測量的離心力計算的值用作計算距離所需要的速度數(shù)據(jù)。通過與圖5和圖6的那些步驟相同的步驟分別實現(xiàn)用來判斷輪胎剩余壽命和其末期的一系列步驟。
(1)試驗結(jié)果1(判斷輪胎剩余壽命的結(jié)果)在裝有判斷設(shè)備的車輛的漏氣保用運行中，當(dāng)在判斷直到故障發(fā)生的可運行時間是60分鐘的運行條件下運行進(jìn)一步繼續(xù)時，在約65分鐘后由輪胎產(chǎn)生振動，并且繼續(xù)運行是不可能的。在這時，輪胎內(nèi)氣溫是103℃。此后，當(dāng)割開有故障輪胎檢查故障部位時，已經(jīng)證實側(cè)加強橡膠是故障部位，因為裂紋產(chǎn)生在側(cè)加強橡膠中。
而且，當(dāng)在預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0低于轉(zhuǎn)變溫度的運行條件下繼續(xù)運行，并且預(yù)測達(dá)到極限溫度的時間成為無窮大時，即使在約280km的運行之后也沒有引起故障。
此外，當(dāng)通過從預(yù)測達(dá)到極限溫度的時間是30分鐘的這樣一種運行條件減速到預(yù)測達(dá)到極限溫度的時間成為無窮大的這樣一種運行條件而繼續(xù)運行時，即使在約200km的運行之后也沒有引起故障。
(2)試驗結(jié)果2(判斷輪胎剩余壽命的末期的結(jié)果)在裝有判斷設(shè)備的車輛的漏氣保用運行中，當(dāng)在判斷直到故障發(fā)生的可運行時間是60分鐘的運行條件下運行進(jìn)一步繼續(xù)時，在約66分鐘后輪胎內(nèi)氣溫達(dá)到101℃，并且在該時間點變化比率T″變到一個正負(fù)值，以及發(fā)出用來宣布剩余壽命的末期的警報。作為在警報后運行進(jìn)一步繼續(xù)的結(jié)果，在2分鐘后由輪胎產(chǎn)生振動(在總共約68分鐘后)，并且運行不能繼續(xù)。在這種情況下，輪胎內(nèi)氣溫是103℃。然后，當(dāng)割開有故障輪胎檢查故障部位時，已經(jīng)證實側(cè)加強橡膠是故障部位，因為裂紋產(chǎn)生在側(cè)加強橡膠中。
而且，當(dāng)車輛運行在由判斷設(shè)備判斷沒有故障發(fā)生的運行條件下時，不發(fā)出用來宣布剩余壽命的末期的警報，并且即使在約280km的運行之后也沒有引起輪胎故障。
工業(yè)應(yīng)用性根據(jù)第一至第三發(fā)明，當(dāng)漏氣保用輪胎連續(xù)運行在當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下時，產(chǎn)生有能夠預(yù)測直到故障發(fā)生的可運行時間和/或距離的顯著效果，就是說，判斷漏氣保用輪胎的剩余壽命。
而且，根據(jù)第四至第六發(fā)明，當(dāng)漏氣保用輪胎連續(xù)運行在漏氣保用運行狀態(tài)下時，產(chǎn)生有能夠預(yù)測剛好在故障發(fā)生之前的時間點的顯著效果，就是說，判斷漏氣保用輪胎的剩余壽命的末期。
權(quán)利要求
1.一種用來在裝有漏氣保用輪胎系統(tǒng)的車輛中判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，該漏氣保用輪胎系統(tǒng)包括漏氣保用輪胎和探測單元，每個所述探測單元布置在所述相應(yīng)輪胎中并且能夠測量所述輪胎的給定溫度，該方法的特征在于，當(dāng)由于與刺破發(fā)生等伴隨的內(nèi)部壓力的異常降低而使所述漏氣保用輪胎中的至少一個漏氣保用輪胎在所述漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行時，測量在所述漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行的所述漏氣保用輪胎的所述給定溫度，并且基于所述測量的給定溫度判斷所述漏氣保用輪胎的剩余壽命。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中，基于所述測量的給定溫度的升高程度判斷所述剩余壽命。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中，由基于所述測量的給定溫度計算的直到所述漏氣保用輪胎故障的可運行時間和/或距離，判斷所述剩余壽命。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中，所述輪胎的所述給定溫度是輪胎內(nèi)氣溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中，當(dāng)由于與刺破發(fā)生等伴隨的所述內(nèi)部壓力的極端降低而使所述漏氣保用輪胎中的至少一個漏氣保用輪胎連續(xù)運行在所述漏氣保用狀態(tài)下時，在預(yù)先設(shè)置統(tǒng)計學(xué)上故障發(fā)生的極限溫度之后，在所述漏氣保用狀態(tài)下所述連續(xù)運行期間在所述漏氣保用輪胎中測量所述輪胎內(nèi)氣溫，并且通過使用所述輪胎內(nèi)氣溫的所述測量值和由所述輪胎內(nèi)氣溫的這些測量值計算的數(shù)據(jù)，計算預(yù)測達(dá)到所述極限溫度的時間，以及把所述計算的運行時間和/或運行距離轉(zhuǎn)換成直到所述漏氣保用輪胎中發(fā)生故障時的可運行時間和/或距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中，在要測量的輪胎內(nèi)氣溫T相對于連續(xù)運行時間t的關(guān)系在各種漏氣保用運行狀態(tài)下預(yù)先被確定為函數(shù)f(t)之后，當(dāng)所述漏氣保用輪胎從測量所述輪胎內(nèi)氣溫的時間點起連續(xù)運行在所述當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下時，通過使用所述函數(shù)f(t)計算預(yù)測達(dá)到所述極限溫度的所述運行時間和/或所述運行距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中，所述函數(shù)f(t)近似由f(t)＝T0-Aexp(-Bt)表示(其中T0是預(yù)測飽和達(dá)到溫度，而A和B是系數(shù))，并且當(dāng)所述漏氣保用輪胎從測量所述輪胎內(nèi)氣溫的時間點起連續(xù)運行在所述當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下時，通過使用所述函數(shù)f(t)計算預(yù)測達(dá)到所述極限溫度的所述運行時間和/或所述運行距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中，所述系數(shù)B是恒定值，并且由所述測量溫度和其每單位時間的溫度變化速率計算所述系數(shù)A和所述預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0，并且當(dāng)所述漏氣保用輪胎從測量所述輪胎內(nèi)氣溫的時間點起連續(xù)運行在所述當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下時，通過使用所述函數(shù)f(t)并為此代入計算的值，計算預(yù)測達(dá)到所述極限溫度的所述運行時間和/或所述運行距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中，在作為比所述極限溫度低的給定溫度的轉(zhuǎn)變溫度附近，所述函數(shù)f(t)不同，并且當(dāng)所述輪胎內(nèi)氣溫是比所述轉(zhuǎn)變溫度低的溫度區(qū)域時近似由f(t)＝T0-Aexp(-Bt)表示(其中T0是預(yù)測飽和達(dá)到溫度，而A和B是系數(shù))，并且把所述預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0比所述轉(zhuǎn)變溫度低的情形判斷為能夠連續(xù)地在所述漏氣保用運行狀態(tài)下長時間運行的安全模式，而把所述預(yù)測飽和達(dá)到溫度T0比所述轉(zhuǎn)變溫度高的情形判斷為預(yù)測在所述漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間故障發(fā)生的危險模式，以及當(dāng)所述漏氣保用輪胎從測量所述輪胎內(nèi)氣溫的時間點起連續(xù)運行在所述當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下時，通過使用所述函數(shù)f(t)計算預(yù)測達(dá)到所述極限溫度的所述運行時間和/或所述運行距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中，所述函數(shù)f(t)近似由f(t)＝T1+Ct表示(其中T1是測量的溫度，而C是每單位時間測量的溫度的變化比率)，并且當(dāng)所述漏氣保用輪胎從測量所述輪胎內(nèi)氣溫的時間點起連續(xù)運行在所述當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下時，通過使用所述函數(shù)f(t)計算預(yù)測達(dá)到所述極限溫度的所述運行時間和/或所述運行距離。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10任一項所述的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的方法，其中，所述漏氣保用輪胎是一種其中加強橡膠布置在所述輪胎的內(nèi)表面?zhèn)忍幍闹辽倨鋫?cè)壁部分上的所謂的側(cè)加強漏氣保用輪胎。
12.一種記錄用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的程序的記錄介質(zhì)，在該記錄介質(zhì)中，所述程序被記錄以用計算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到11任一項所述的方法。
13.一種通過執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求4至11任一項所述的方法用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的設(shè)備，該設(shè)備包括探測單元，布置在所述相應(yīng)漏氣保用輪胎中，并且能夠測量在這些輪胎中的至少輪胎內(nèi)氣溫；計算裝置，當(dāng)所述漏氣保用輪胎連續(xù)運行在所述當(dāng)前漏氣保用運行狀態(tài)下時，用來由所述輪胎內(nèi)氣溫的所述測量值至少計算預(yù)測達(dá)到所述極限溫度的運行時間和/或運行距離；及存儲裝置，用來至少存儲要與由所述計算裝置計算的數(shù)據(jù)相比較的原始數(shù)據(jù)。
14.一種用來在裝有漏氣保用輪胎系統(tǒng)的車輛中判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的末期的方法，該漏氣保用輪胎系統(tǒng)包括漏氣保用輪胎和探測單元，每個探測單元布置在所述相應(yīng)輪胎中并且能夠測量至少輪胎內(nèi)氣溫，該方法的特征在于，當(dāng)由于與刺破發(fā)生等伴隨的內(nèi)部壓力的異常降低而使所述漏氣保用輪胎中的至少一個漏氣保用輪胎在所述漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行時，測量在所述漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行的所述漏氣保用輪胎中的所述輪胎內(nèi)氣溫，并且計算在每個測量時刻溫度變化的比率，以及把一個其中所述計算的溫度變化比率變得高于剛好在所述計算之前計算的所述溫度變化比率的時間點判斷為漏氣保用輪胎在所述漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的所述剩余壽命的末期(第四發(fā)明)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的末期的方法，其中，在預(yù)先把統(tǒng)計學(xué)上故障發(fā)生的極限溫度設(shè)置為用來判斷所述漏氣保用輪胎的所述剩余壽命的所述末期的條件之后，要增加的是所述漏氣保用輪胎中的所述輪胎內(nèi)氣溫達(dá)到所述極限溫度附近。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的末期的方法，其中，作為一種用來判斷連續(xù)運行在所述漏氣保用狀態(tài)下的所述漏氣保用輪胎的所述剩余壽命的所述末期的條件，當(dāng)要測量的所述輪胎內(nèi)氣溫T由畫成隨運行連續(xù)時間t增大的曲線的函數(shù)f(t)表示時，要增加的是所述函數(shù)f(t)的二階導(dǎo)數(shù)f(t)″的值是正值。
17.根據(jù)權(quán)利要求14、15或16所述的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的末期的方法，其中，所述漏氣保用輪胎是一種其中加強橡膠布置在所述輪胎的內(nèi)表面?zhèn)忍幍闹辽倨鋫?cè)壁部分上的所謂的側(cè)加強漏氣保用輪胎。
18.一種記錄用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的末期的程序的記錄介質(zhì)，在該記錄介質(zhì)中，所述程序被記錄以用計算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求14至17任一項所述的方法。
19.一種通過執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求14至17任一項所述的方法用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的末期的設(shè)備，該設(shè)備包括探測單元，每個布置在所述相應(yīng)輪胎中，并且能夠測量至少輪胎內(nèi)氣溫；計算裝置，用來由所述輪胎內(nèi)氣溫的所述測量值至少計算溫度變化比率；及存儲裝置，用來至少存儲要與由所述計算裝置計算的數(shù)據(jù)相比較的原始數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的末期的設(shè)備，其中，所述計算裝置除所述溫度變化比率之外還計算所述二階導(dǎo)數(shù)f(t)″的值。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的用來判斷漏氣保用輪胎在漏氣保用狀態(tài)下連續(xù)運行期間的剩余壽命的末期的設(shè)備，其中，用所述存儲裝置存儲的所述原始數(shù)據(jù)是所述已經(jīng)計算的溫度變化比率和所述二階導(dǎo)數(shù)f(t)″的值和/或所述極限溫度。
全文摘要
提供一種確定繼續(xù)行駛在漏氣保用條件下的漏氣保用輪胎的剩余行駛壽命和該壽命的末期的方法等。確定輪胎的剩余行駛壽命的方法的特征如下。一種漏氣保用輪胎系統(tǒng)設(shè)有漏氣保用輪胎(2)和探測單元，該探測單元提供在輪胎(2)中并且能夠測量輪胎(2)的至少一個空腔(3)的氣溫，在具有這種漏氣保用輪胎系統(tǒng)的車輛中，預(yù)先設(shè)置極限溫度，其中極限溫度是空腔內(nèi)氣溫，在該氣溫下，當(dāng)輪胎(2)在輪胎內(nèi)部壓力因為輪胎(2)的刺破等而異常下降時造成的漏氣保用條件下繼續(xù)行駛時，在統(tǒng)計學(xué)上說故障發(fā)生。測量連續(xù)行駛在漏氣保用條件下的漏氣保用輪胎的空腔內(nèi)氣溫，并且然后使用測量的空腔內(nèi)氣溫和使用該溫度計算的數(shù)據(jù)，估計漏氣保用輪胎直到它故障能行駛的時間和/或距離。
文檔編號B60C23/20GK1681673SQ0382176
公開日2005年10月12日 申請日期2003年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月12日
發(fā)明者市原永司, 今村吉德, 山田建彥 申請人:株式會社普利司通