判斷可缺氣行駛輪胎缺氣行駛壽命末期的方法和裝置的製作方法
2023-05-07 07:13:26
專利名稱：判斷可缺氣行駛輪胎缺氣行駛壽命末期的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種判斷在缺氣行駛(run-flat)狀態下可缺氣行駛輪胎的壽命末期的方法和裝置。
背景技術：
近來，在安裝在車輛上的充氣輪胎的安全操作方面，設置有用於檢測異常使用狀況下的行駛狀態以及預計發生爆裂等故障的行駛狀態的檢測裝置的輪胎引起了關注，所述異常使用狀況例如可能縮短輪胎行駛壽命的輪胎內壓的降低和負載或行駛速度的超過。
這種檢測裝置的一種已知類型是，例如，內壓監視裝置，其監視輪胎的內壓，並當內壓顯著地下降時通過發出警報等來警告司機引起注意。此外，日本特開平3-262715(JP 03-262715A)號公報公開了用於檢測輪胎的胎面部的表面溫度的方法，其中，將溫度傳感器設置在輪胎室中以面對輪胎的胎面部的表面。此外，WO 01/17806公開了監視輪胎的溫度從而當溫度的上升率或絕對值超過一定的閾值時判斷異常行駛狀況的技術。
然而，這些現有技術對包括輪胎內壓在內的行駛狀況僅判斷是否異常，而不在數量上測量異常行駛狀況的程度。因此，司機可以認識到發生了異常行駛狀況，但是不能得知是否可用該輪胎繼續行駛，即，其是否是輪胎的壽命末期。
尤其是對於可缺氣行駛輪胎的情況，可缺氣行駛輪胎的開發是用來保證即使由於輪胎被扎破導致輪胎內壓(包括表壓(gaugepressure)是零的輪胎內壓)降低並且輪胎變形到缺氣行駛狀態下也可以繼續行駛一定的距離。例如，側部補強可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下主要利用具有月牙形截面形狀並嵌入輪胎的側壁的補強構件來支撐負載。在某些行駛狀況下，保持缺氣行駛加重了對輪胎的損傷，最終輪胎容易損毀，因此在這種輪胎損傷的狀況下行駛是極其危險的。因此，知道輪胎壽命末期對於安全駕駛來說是非常重要的。
為了判斷這種側部補強可缺氣行駛輪胎的壽命末期，在WO04/14671中本發明人提出了一種用於計算可缺氣行駛輪胎的剩餘壽命的方法、裝置和記錄介質，其中測量在缺氣行駛狀態下輪胎繼續行駛時的輪胎溫度和行駛時間，並基於這些測量值和通過統計得到的輪胎發生故障的臨界溫度來計算剩餘的壽命。
發明內容
然而，使用WO 04/14671中所公開的方法，判斷為尚未達到壽命末期的輪胎可能在實際中偶爾會發生故障，從而不能在缺氣行駛狀態下進一步繼續行駛。
因此，本發明的目的是提供一種方法和裝置，用於判斷在缺氣行駛狀態下緊接在缺氣行駛不能再繼續之前的時間點，即判斷可缺氣行駛輪胎的壽命末期。
為了實現上述目的，本發明的第一方面是一種用於判斷可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下的壽命末期的方法，包括以下步驟在裝備有可缺氣行駛輪胎系統的車輛上監視輪胎內壓，以當輪胎內壓低於給定內壓時判斷為輪胎開始在缺氣行駛狀態下行駛，可缺氣行駛輪胎系統包括可缺氣行駛輪胎和輪胎信息發送器；在缺氣行駛期間測量輪胎的溫度；基於所測量的輪胎的溫度值計算每單位時間的溫度變化率；以及將溫度變化率與給定負閾值相比較，從而當溫度變化率小於給定閾值時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下的壽命末期。
給定內壓優選是100kPa(相對壓力)。
所測量的輪胎溫度優選是輪胎空洞內的氣氛溫度。
給定閾值優選是-4℃/min。
此外，該方法優選地包括將溫度變化率與剛在之前計算的溫度變化率進行比較從而當溫度變化率大於剛在之前計算的溫度變化率時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下的壽命末期的步驟。
此外，該方法優選地包括將所測量的輪胎溫度與通過統計得到的輪胎發生故障的臨界溫度相比較，從而當所測量的溫度高於臨界溫度時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下的壽命末期的步驟。
此外，該方法優選地包括計算描述所測量的輪胎溫度隨著繼續行駛時間t上升的曲線的函數f(t)的二階導數f(t)″，從而當f(t)″的值是正值時判斷可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下的壽命末期的步驟。
本發明的第二方面是一種用於判斷可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下的壽命末期的裝置，包括內壓檢測部，用於檢測輪胎內壓的異常下降；溫度測量部，用於測量輪胎溫度；輪胎信息發送器，用於發送來自內壓檢測部和溫度測量部的信息；輪胎信息接收器，用於從輪胎信息發送器接收信息；第一計算部，用於基於所接收的信息計算缺氣行駛的開始時刻；第二計算部，用於根據所接收的信息基於所測量的輪胎溫度計算每單位時間的溫度變化率；存儲器部，用於至少存儲溫度變化率的給定負閾值；以及第一判斷部，用於將由第二計算部計算的溫度變化率與存儲在存儲器部中的閾值相比較，從而當變化率小於給定閾值時，判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下的壽命末期。
此外，溫度測量部優選地測量輪胎空洞內的氣氛溫度。
此外，輪胎信息發送器優選地是應答器(transponder)。
此外，存儲在存儲器部中的閾值優選地是-4℃/min。
存儲器部存儲剛在之前計算的溫度變化率，該裝置優選地還包括第二判斷部，其將由第二計算部所計算的溫度變化率與存儲在存儲器部中的剛在之前計算的溫度變化率相比較，從而當溫度變化率大於剛在之前計算的溫度變化率時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下的壽命末期。
此外，存儲器部優選地存儲通過統計得到的輪胎發生故障的臨界溫度，並且該裝置優選地包括第三判斷部，用於將由溫度測量部所測量的輪胎溫度與存儲在存儲器部中的臨界溫度相比較，從而當所測量的輪胎溫度高於臨界值時判斷可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下壽命末期。
該裝置優選地包括第三計算部，用於計算描述所測量的輪胎溫度隨著繼續行駛時間t上升的曲線的函數f(t)的二階導數f(t)″；以及第四判斷部，用於當f(t)″的值是正值時判斷可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下壽命末期。
該裝置優選地包括警告部，用於當可缺氣行駛輪胎被判斷為處於缺氣行駛狀態下壽命末期時發出警告信號。
根據本發明，可以在可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下行駛的同時，判斷緊接在缺氣行駛無法再繼續之前的時間點，即判斷在缺氣行駛狀態下可缺氣行駛輪胎的壽命末期。
圖1示出根據本發明的第一方面的典型方法的流程圖。
圖2是示出輪胎的給定溫度T和行駛時間t之間關係的曲線圖。
圖3是示出根據本發明的第二方面的典型裝置的結構的框圖。
圖4是示出根據本發明的第二方面的另一個裝置的結構的框圖。
具體實施例方式
下面參考
本發明的實施例。圖1是根據本發明的第一方面判斷在缺氣行駛狀態下可缺氣行駛輪胎的壽命末期的典型方法的流程圖。
應用了本發明第一方面的未示出的車輛具有可缺氣行駛輪胎以及每一個都配置在各輪胎內的輪胎信息發送器。應當注意的是，用於此處的術語「可缺氣行駛輪胎」包括所謂的側部補強可缺氣行駛輪胎，其中具有月牙形截面形狀的補強橡膠至少配置在輪胎的側壁部；所謂的中心型可缺氣行駛輪胎，其中在輪胎和車輪所確定的空洞中插入環形剛體；以及所謂的管型可缺氣行駛輪胎，其中具有更小的直徑的輪胎進一步插入該輪胎中。還應當注意的是，用於此處的術語「輪胎信息發送器」是指用於以有線和/或無線方式將例如溫度和壓力等輪胎中的信息發送到車輛的裝置。
在第一步驟S1中，測量輪胎內壓，然後將輪胎內壓與給定的內壓相比較。如果輪胎內壓高於給定的壓力，則判斷為輪胎在正常狀態下行駛，並繼續監視輪胎內壓。如果輪胎內壓低於給定的壓力，則將該時間點判斷為缺氣行駛狀態的開始時刻。然後，在第二步驟S2中，測量輪胎的溫度。應當注意的是，用於此處的術語「輪胎溫度」不僅包括由輪胎和車輪所確定的空洞內的氣氛溫度，還包括輪胎的表面溫度、輪胎組成構件的溫度，以至可以間接獲得的輪胎溫度、車輪溫度。此外，在第三步驟S3中，基於在第二步驟中所測量的溫度計算每單位時間的溫度變化率。如果在單位時間內溫度上升，則「溫度變化率」是正值，如果在單位時間內溫度下降，則「溫度變化率」是負值。隨後，在第四步驟S4中，將溫度變化率與給定的負閾值相比較，如果溫度變化率低於該閾值，則判斷為輪胎處於缺氣行駛狀態下的壽命末期。由於閾值是負值，因此當判斷為輪胎處於缺氣行駛狀態下的壽命末期時，溫度變化率也是負值，即，在單位時間內所測量的輪胎溫度下降。
接下來，連同其操作，說明本發明人是如何完成本發明的。發明人注意到當可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下繼續行駛時，在所測量的輪胎溫度T和行駛時間t之間存在遵循圖2所示的指數函數f(t)的關係。在這種聯繫中，發明人發現輪胎溫度T隨著行駛時間t而上升，該輪胎溫度具有通過統計得到的輪胎發生故障的臨界溫度，緊接在缺氣行駛狀態下行駛的輪胎發生故障之前表示給定溫度的變化的曲線從向上凸的形狀轉變為向下凸的形狀。基於這些發現，發明人在WO 04/14671中提出一種用於判斷在缺氣行駛下繼續行駛的可缺氣行駛輪胎的壽命及其末期的方法、裝置和記錄介質。然而，通過該方法，判斷為尚未達到壽命末期的輪胎可能在實際中偶爾會發生故障，從而不能在缺氣行駛狀態下進一步繼續行駛。
本發明人反覆研究原因，發現了以下幾點。即，用於判斷壽命及其末期的現有方法僅考慮由於溫度上升所引起的輪胎組成構件的破壞所導致的故障，但是實際上，故障還可能是由在缺氣行駛狀態下的行駛期間承受大變形以及應力集中的側壁部的斷裂所導致的，該情況不能由基於溫度上升判斷壽命的現有方法來檢測。本發明人進一步對能夠容易地檢測出由側壁部的斷裂所導致的故障的方法進行了研究，然後發現當側壁部斷裂時，輪胎空洞的內部與大氣連通，因而具有低溫的外部空氣流入輪胎空洞中從而顯著地降低了輪胎溫度。因此，本發明人設想由側壁部的斷裂所導致的故障也可以通過檢測輪胎溫度的下降來檢測，即，基於所測量的輪胎溫度計算每單位時間的溫度變化率，然後將計算出的變化率與給定的負閾值相比較來判斷可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下壽命末期。因此，可以精確地判斷在缺氣行駛狀態下可缺氣行駛輪胎壽命末期。按照這種方法完成本發明。
可以在每個測量間隔計算溫度變化率，但是為了去除由於噪聲引起的所測量的溫度的波動成分，優選地，例如，過濾掉高頻成分或通過計算在一定時間內的運動平均值來平滑該變化率。
給定的輪胎內壓優選地是100kPa(相對壓力)。這部分是因為在正常行駛狀況期間輪胎內壓不可能取這樣低的壓力，還因為當輪胎內壓低於100kPa時，側壁部的上述彎曲變形變大從而導致破壞。
所測量的輪胎溫度優選地是輪胎的空洞內的氣氛溫度。可以採用其它溫度，例如輪胎組成構件的溫度作為輪胎溫度，但是由於當具有低溫的外部空氣流入輪胎的空洞時，首先在輪胎的空洞的氣氛中觀測到溫度的變化，因此通過採用輪胎的空洞的氣氛溫度作為輪胎溫度可以實現快速判斷。
給定的閾值優選地是-4℃/min。除了側壁部的斷裂之外，在缺氣行駛狀況期間輪胎溫度降低的一般原因是較慢的行駛速度、在溼的路面上行駛等。在這些情況下，溫度變化率最多是-2℃/min。鑑於這個原因，將閾值設為-4℃/min以明顯地區分由於一般原因所引起的溫度下降，其也可以精確地檢測由側壁部的斷裂所導致的溫度下降。
此外，該方法優選地包括如下步驟將溫度變化率與剛在之前計算的溫度變化率進行比較，從而當溫度變化率大於剛在之前計算的溫度變化率時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下壽命末期。如上所述，除了由於可缺氣行駛輪胎承受大的彎曲變形和應力集中引起的側壁部的斷裂所導致的故障，由於溫度上升引起輪胎組成構件的破壞也可能導致可缺氣行駛輪胎的故障。為了精確地判斷在缺氣行駛狀態下缺氣行駛的壽命末期，優選地檢測這兩種故障。根據發明人的研究，已知緊接在由於溫度上升所引起的故障發生之前，表示輪胎溫度變化的曲線從向上凸的形狀轉變為向下凸的形狀，如圖2所示。因此，可以通過檢測該轉變，即檢測溫度變化率大於剛在之前計算的溫度變化率，基於溫度上升來判斷在缺氣行駛狀態下可缺氣行駛輪胎的壽命末期。
該方法優選地包括如下步驟將所測量的輪胎溫度T與通過統計得到的輪胎發生故障的臨界溫度TL相比較，從而當所測量的溫度T高於臨界溫度TL時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下壽命末期。如上所述，通過統計已知在缺氣行駛狀況期間當輪胎溫度T超過臨界溫度TL時導致故障的可能性變得非常高。因此，當所測量的輪胎溫度T超過臨界溫度TL時，判斷為輪胎處於缺氣行駛狀態下壽命末期，從而保證了可缺氣行駛輪胎的安全運行。
該方法優選地包括如下步驟計算描述所測量的輪胎溫度隨著繼續行駛時間t上升的曲線的函數f(t)的二階導數f(t)″，從而當f(t)″的值是正值時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下壽命末期。如前所述，根據發明人進行的研究可知，緊接在由於溫度上升所導致的故障發生之前，表示輪胎溫度變化的曲線在拐點P從向上凸的形狀轉變為向下凸的形狀，如圖2所示。因此，可以判斷函數f(t)的二階導數f(t)″從負值變為正值的時間點，即上述拐點P作為缺氣行駛狀態下可缺氣行駛輪胎的壽命末期出現。因此，可缺氣行駛輪胎可以安全運行。
除了檢測由側壁的斷裂所導致的故障的步驟，即溫度變化率與給定的負閾值相比較從而當溫度變化率低於該閾值時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下壽命末期的第四步驟S4之外，該方法還可以包括如下步驟檢測由於溫度上升引起的輪胎組成構件的破壞所導致的故障的步驟，該步驟是將給定的溫度T與通過統計得到的輪胎發生故障的臨界溫度TL相比較，從而當給定溫度T高於臨界溫度TL時，判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀況下壽命末期的步驟；和/或計算描述所測量的輪胎溫度隨著繼續行駛時間t上升的曲線的函數f(t)的二階導數f(t)″，從而當f(t)″的值是正值時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下壽命末期的步驟。在這種情況下，優選地將這些步驟中的至少任意一個判斷為在缺氣行駛狀態下可缺氣行駛輪胎的壽命末期的時間點判斷為可缺氣行駛輪胎壽命末期。
接下來，說明根據本發明第二方面的裝置。圖3是示出根據第二方面的典型實施例的結構的框圖。用於判斷在缺氣行駛狀態下可缺氣行駛輪胎的壽命末期的裝置1具有內壓檢測部3，配置在可缺氣行駛輪胎2內，用於檢測輪胎2的內壓的異常下降；溫度測量部4，用於測量輪胎的溫度；以及輪胎信息發送器5，用於發送來自內壓檢測部3和溫度測量部4的信息。可以使用壓力傳感器、壓力開關等作為內壓檢測部3，可以使用電阻溫度計、熱電偶等作為溫度測量部4。在圖3中，僅設置一個內壓檢測部3和一個溫度測量部4，但是可以根據需要增加這些部的數量以測量在多個點處的內壓和溫度。
用於判斷在缺氣行駛狀態下可缺氣行駛輪胎的壽命末期的裝置1還具有輪胎信息接收器7，用於接收來自輪胎信息發送器5的信息；第一計算部8，用於基於所接收的信息計算缺氣行駛的開始時刻；第二計算部9，用於基於所測量的輪胎溫度，根據所接收的信息計算每單位時間的溫度變化率；存儲器部10，用於至少存儲溫度變化率的給定負閾值；以及第一判斷部11，用於將由第二計算部所計算的溫度變化率與存儲在存儲器部中的閾值相比較，從而當變化率小於給定的閾值時，判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下壽命末期。在圖3中，輪胎信息發送器5與輪胎信息接收器7之間的數據傳輸通過例如無線方式進行，但是其可以以有線的方式進行。
現在說明該裝置的操作。配置在可缺氣行駛輪胎2內的內壓檢測部3監視輪胎內壓，並通過輪胎信息發送器5和輪胎信息接收器7將關於輪胎內壓的信息發送到第一計算部8。第一計算部8計算缺氣行駛狀況的開始時刻，並輸出缺氣行駛開始信號。更具體地，例如，在內壓檢測部是壓力傳感器的情況下，第一計算部8將存儲在存儲器部10等的給定的輪胎內壓與所獲得的信息相比較。如果輪胎內壓下降到給定的內壓之下，該裝置判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態，並輸出缺氣行駛開始信號。作為選擇，例如在內壓檢測部3是壓力開關的情況下，該裝置將來自內壓檢測部3的信號從接通(ON)變為斷開(OFF)或從斷開變為接通的時間點判斷為缺氣行駛狀況的開始時刻，並輸出缺氣行駛開始信號。
另一方面，溫度測量部4測量輪胎溫度，並通過輪胎信息發送器5和輪胎信息接收器7將關於輪胎溫度的信息發送到第二計算部9。第二計算部9根據所發送的信息基於所測量的輪胎溫度計算每單位時間的溫度變化率，並輸出與溫度變化率相關的信號。可以在每個測量間隔計算溫度變化率，但是為了去除由於噪聲引起的所測量溫度的波動成分，優選地，例如，過濾掉高頻成分或通過計算在一定時間內的運動平均值來平滑該變化率。
當車輛在缺氣行駛狀況下行駛時，即從第一計算部8輸出缺氣行駛開始信號，第一判斷部11將從第二計算部9輸出的溫度變化率與在存儲器部10中存儲的給定閾值相比較。如果溫度變化率小於該閾值，則第一判斷部11判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下壽命末期，並輸出缺氣行駛末期信號。
因此，當側壁部由於彎曲變形而引起斷裂時，輪胎的空洞和大氣連通，因此具有低溫的外部空氣流入輪胎的空洞從而顯著地降低輪胎溫度。因此，輪胎每單位時間的溫度變化率小於給定的閾值，結果，通過裝置1可以檢測由側壁部的斷裂所導致的故障。
溫度測量部4優選地測量輪胎的空洞內的氣氛溫度。可以採用其它溫度，例如輪胎組成構件的溫度作為輪胎溫度，但是由於當具有低溫的外部空氣流入輪胎的空洞時，首先在輪胎的空洞的氣氛中觀測到溫度的變化，因此通過採用輪胎的空洞的氣氛溫度作為輪胎溫度可以實現快速判斷。
輪胎信息發送器5優選地是應答器(transponder)。可缺氣行駛輪胎2以很高的速度旋轉，因此輪胎信息發送器5很難與輪胎信息接收器7的信號線以及用於提供操作電能的電線耦合。通過使用應答器作為輪胎信息發送器5，可以省略這些線。
存儲在存儲器部中的給定的閾值優選地是-4℃/min。除了側壁部的斷裂之外，在缺氣行駛狀況期間降低輪胎溫度的一般原因是較慢的行駛速度、在溼的路面上行駛等。在這些情況下，溫度變化率最多是-2℃/min。鑑於這個原因，將閾值設為-4℃/min以明顯地區分由於一般原因所引起的溫度下降，其也可以精確地檢測由側壁部的斷裂所導致的溫度下降。
圖4是示出根據本發明的第二方面的另一個實施例的結構的框圖。如圖4所示，優選地，存儲器部10還存儲緊接在其之前計算的溫度變化率，並且裝置1還具有第二判斷部12，用於將由第二計算部9所計算的溫度變化率與緊接在其之前的、存儲在存儲器部10中的溫度變化率進行比較，從而噹噹前的溫度變化率大於緊接在其之前的溫度變化率時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下壽命末期。如上所述，除了由於可缺氣行駛輪胎承受大的彎曲變形和應力集中引起的側壁部的斷裂所導致的故障，由於溫度上升引起輪胎組成構件的破壞可以導致可缺氣行駛輪胎的故障。為了精確地判斷缺氣行駛狀態下可缺氣行駛輪胎的壽命末期，優選地檢測這兩種故障。根據發明人的研究，已知緊接在由於溫度上升所引起的故障發生之前，表示輪胎溫度變化的曲線從向上凸的形狀轉變為向下凸的形狀，如圖2所示。因此，可以通過檢測該轉變，即檢測溫度變化率大於緊接在其之前所計算的溫度變化率，基於溫度的上升判斷缺氣行駛狀態下可缺氣行駛輪胎的壽命末期。
同樣優選地，存儲器部10存儲通過統計得到的輪胎發生故障的臨界溫度TL，並且裝置1具有第三判斷部13，用於將由溫度測量部4所測量的輪胎溫度T與存儲在存儲器部10中的臨界溫度TL相比較，從而當所測量的輪胎溫度T高於臨界溫度TL時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下壽命末期。如上所述，通過統計已知在缺氣行駛狀況期間當輪胎溫度T超過臨界溫度TL時導致故障的可能性變得非常高。因此，當所測量的輪胎溫度T超過臨界溫度TL時，判斷為輪胎處於缺氣行駛狀態下壽命末期，從而保證了可缺氣行駛輪胎的安全運行。
此外，裝置1優選地包括第三計算部14，用於計算描述所測量的輪胎溫度隨著繼續行駛時間t上升的曲線的函數f(t)的二階導數f(t)″；以及第四判斷部15，用於當f(t)″的值是正值時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下壽命末期。如前所述，根據發明人進行的研究已知緊接在由於溫度上升所引起的故障發生之前，表示輪胎溫度變化的曲線在拐點P從向上凸的形狀轉變為向下凸的形狀，如圖2所示。因此，可以判斷函數f(t)的二階導數f(t)″從負值變為正值的時間點，即上述拐點P作為缺氣行駛狀態下可缺氣行駛輪胎的壽命末期出現。因此，可缺氣行駛輪胎可以安全運行。
此外，該裝置優選地包括警告部16，用於當判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下壽命末期時發出警告信號。通過警告司機關於輪胎處於輪胎的末期，司機可以迅速地採取合適的措施，例如將車輛退避到安全的場所。在這種情況下，可以採用顯示器和警告燈等視覺部、蜂鳴器、警報和聲音等聽覺部以及振動器等觸覺部作為警告部。作為選擇，將警告信號輸入速度限制器或輸出限制器以將其用於車輛的直接控制。
以上說明僅示出了本發明的部分優選實施例，可以在所附權利要求的範圍內進行各種改變。例如，可以分別設置第一計算部8、第二計算部9、第三計算部14、存儲器部1O、第一判斷部11、第二判斷部12、第三判斷部13和第四判斷部15，而這些部也可以集成在計算機中。
例子將如圖3所示用於判斷在缺氣行駛狀態下可缺氣行駛輪胎的壽命末期的裝置應用於裝備有側部補強的可缺氣行駛輪胎(輪胎大小245/40ZR 18)的車輛，在缺氣行駛狀態下實際駕駛該車輛，並確定輪胎壽命末期。以下說明其詳細內容。
在輪胎上配置電容型壓力傳感器作為內壓測量部。繞輪緣的瓣配置作為溫度測量部的電阻式溫度計。測量輪胎的空洞的內壓和溫度。每十秒測量內壓和溫度。根據一分鐘的平均溫度計算所測量的輪胎溫度的變化率。存儲在存儲器部中的給定閾值是-24℃/min。
在包括彎曲道路的試驗路線上在缺氣行駛狀態下駕駛車輛，直到判斷為處於壽命末期。當判斷為可缺氣行駛輪胎的壽命末期時溫度變化率是-36℃/min，作為目視檢測的結果，發現可缺氣行駛輪胎的側壁被洞穿。
產業實用性根據本發明，可以提供一種方法和裝置，用於判斷在缺氣行駛狀態下緊接在缺氣行駛不可能再繼續之前的時間點，即判斷可缺氣行駛輪胎的壽命末期。
權利要求
1.一種用於判斷可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下的壽命末期的方法，包括以下步驟在裝備有可缺氣行駛輪胎系統的車輛上監視輪胎內壓，以當所述輪胎內壓低於給定內壓時判斷為輪胎開始在缺氣行駛狀態下行駛，所述可缺氣行駛輪胎系統包括可缺氣行駛輪胎和輪胎信息發送器；在缺氣行駛期間測量輪胎的溫度；基於所測量的輪胎的溫度值計算每單位時間的溫度變化率；以及將所述溫度變化率與給定負閾值相比較，從而當所述溫度變化率小於所述給定閾值時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下的壽命末期。
2.根據權利要求1所述的用於判斷可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下的壽命末期的方法，其特徵在於，所述給定內壓是100kPa(相對壓力)。
3.根據權利要求1或2所述的用於判斷可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下的壽命末期的方法，其特徵在於，所測量的輪胎溫度是輪胎空洞內的氣氛溫度。
4.根據權利要求1到3中任一項所述的用於判斷可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下的壽命末期的方法，其特徵在於，所述給定的閾值是-4℃/min。
5.根據權利要求1到4中任一項所述的用於判斷可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下的壽命末期的方法，其特徵在於，還包括如下步驟將所述溫度變化率與剛在之前計算的溫度變化率進行比較，從而當所述溫度變化率大於所述剛在之前計算的溫度變化率時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下的壽命末期。
6.根據權利要求1到5中任一項所述的用於判斷可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下的壽命末期的方法，其特徵在於，還包括如下步驟將所測量的輪胎溫度與通過統計得到的輪胎發生故障的臨界溫度相比較，從而當所測量的溫度高於所述臨界溫度時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下的壽命末期。
7.根據權利要求1到6中任一項所述的用於判斷可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下的壽命末期的方法，其特徵在於，還包括如下步驟計算描述所測量的輪胎溫度隨著繼續行駛時間t上升的曲線的函數f(t)的二階導數f(t)″，從而當f(t)″的值是正值時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下的壽命末期。
8.一種用於判斷可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下的壽命末期的裝置，包括內壓檢測部，用於檢測輪胎內壓的異常下降；溫度測量部，用於測量輪胎溫度；輪胎信息發送器，用於發送來自所述內壓檢測部和所述溫度測量部的信息；輪胎信息接收器，用於從所述輪胎信息發送器接收信息；第一計算部，用於基於所接收的信息計算缺氣行駛的開始時刻；第二計算部，用於根據所接收的信息基於所測量的輪胎溫度計算每單位時間的溫度變化率；存儲器部，用於至少存儲所述溫度變化率的給定負閾值；以及第一判斷部，用於將由所述第二計算部計算的所述溫度變化率與存儲在所述存儲器部中的所述閾值相比較，從而當所述變化率小於所述給定閾值時，判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下的壽命末期。
9.根據權利要求8所述的用於判斷可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下的壽命末期的裝置，其特徵在於，所述溫度測量部測量輪胎空洞內的氣氛溫度。
10.根據權利要求8或9所述的用於判斷可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下的壽命末期的裝置，其特徵在於，所述輪胎信息發送器是應答器。
11.根據權利要求8到10中任一項所述的用於判斷可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下的壽命末期的裝置，其特徵在於，存儲在所述存儲器部中的所述閾值是-4℃/min。
12.根據權利要求8到11中任一項所述的用於判斷可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下的壽命末期的裝置，其特徵在於，所述存儲器部存儲剛在之前計算的溫度變化率，所述裝置還包括第二判斷部，所述第二判斷部將由所述第二計算部所計算的溫度變化率與存儲在所述存儲器部中的剛在之前計算的溫度變化率相比較，從而當所述溫度變化率大於所述剛在之前計算的溫度變化率時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下的壽命末期。
13.根據權利要求8到12中任一項所述的用於判斷可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下的壽命末期的裝置，其特徵在於，所述存儲器部存儲通過統計得到的輪胎發生故障的臨界溫度，所述裝置還包括第三判斷部，所述第三判斷部用於將由所述溫度測量部所測量的輪胎溫度與存儲在所述存儲器部中的所述臨界溫度相比較，從而當所測量的輪胎溫度高於所述臨界值時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下的壽命末期。
14.根據權利要求8到13中任一項所述的用於判斷可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下的壽命末期的裝置，其特徵在於，還包括第三計算部，所述第三計算部用於計算描述所測量的輪胎溫度隨著繼續行駛時間t上升的曲線的函數f(t)的二階導數f(t)″；以及第四判斷部，用於當f(t)″的值是正值時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下的壽命末期。
15.根據權利要求8到14中任一項所述的用於判斷可缺氣行駛輪胎在缺氣行駛狀態下的壽命末期的裝置，其特徵在於，還包括警告部，所述警告部用於當可缺氣行駛輪胎被判斷為處於缺氣行駛狀態下的壽命末期時發出警告信號。
全文摘要
本發明提供一種判斷可缺氣行駛輪胎缺氣行駛壽命末期的方法和裝置。該方法包括步驟S1，用於在裝備有可缺氣行駛輪胎系統的車輛上監視輪胎內壓，用以當該輪胎內壓低於給定的內壓時判斷為輪胎開始在缺氣行駛狀態下行駛，所述可缺氣行駛輪胎系統包括可缺氣行駛輪胎和輪胎信息發送器；步驟S2，用於在缺氣行駛期間測量輪胎的溫度；步驟S3，用於基於所測量的輪胎溫度值計算每單位時間的溫度變化率；以及步驟S4，用於將所述的變化率與給定的負閾值相比較，從而當所述溫度變化率小於所述給定的閾值時判斷為可缺氣行駛輪胎處於缺氣行駛狀態下壽命末期。
文檔編號B60C23/20GK1956857SQ20058001634
公開日2007年5月2日 申請日期2005年4月5日 優先權日2004年4月12日
發明者安倍敦, 市原永司 申請人:株式會社普利司通