[发明专利]用于判断轮胎内部故障的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于判断车辆行驶期间轮胎出现诸如剥离等的内部故障的方法。

背景技术

轮胎具有胎体帘布层和带束部的层叠结构，所述胎体帘布层和带束部各自为覆有橡胶的纤维帘线或金属帘线构件。结果，如果在车辆行驶期间过多的负荷作用在这些构件的粘合区域，则可能出现称作为“龟裂”的现象，其中，帘线端和覆盖的橡胶彼此剥离而使得橡胶中产生裂纹。如果出现在轮胎周向的不同点处的龟裂能够连在一起，则它们会造成层叠构件彼此剥离。

如果剥离周向地或轴向地在轮胎中扩大，则车辆行驶期间出现爆胎的可能性增大。

因此，期望开发出一种技术，用于提早检测任何剥离现象，并在爆胎即将发生之前对司机进行警告。

在检测诸如剥离等的轮胎内部故障的技术领域中，提出过各种方法。在其中的一种方法(例如，参见专利文献1)中，将温度传感器嵌入轮胎的容易出现内部故障的胎肩区。然后测量车辆行驶期间轮胎的温度，并且根据温度的变化来检测轮胎的内部故障。这种方法利用的是轮胎内部故障造成局部发热从而导致故障点附近温度升高。更具体地，在出现任何剥落(剥离)之前，通过检测胎面中的温度升高来检测轮胎的内部故障。

在提出的用于检测轮胎内部故障的另一种方法(例如，参见专利文献2)中，热敏铁氧体片(其具有在预定温度范围内的居里点)以预定间距沿着轮胎环形部的周向布置。此外，安装在车体侧的是磁体，所述磁体形成的环形磁路与轮胎的环形部和围绕在环形磁路外围的线圈相交。并且测量由与轮胎转动相关联的通量密度改变在线圈中激发的电动势，并根据所测量的波形来间接地检测轮胎的胎肩区的变形，由此检测轮胎的内部故障。

现有技术文献

专利文献

专利文献一：日本特开2005-67447

专利文献二：日本特开2004-69462

发明内容

发明要解决的问题

然而，在利用嵌入轮胎内的温度传感器的方法中，传感器埋入在可能出现剥离的带束端附近的胎肩区的橡胶中。因而，传感器和周围橡胶之间的边界界面可能成为橡胶中新裂纹的起始点，其可能会造成轮胎故障。此外，对用于提取输出信号的测量系统的需要可能会加大设备的复杂性。

同样地，使用嵌入在胎肩区中的热敏铁氧体片的方法需要沿着易出现剥离的胎肩区的周向嵌入多个热敏铁氧体片。从实际的角度看，这样的需求是不期望的。此外，在存在大量的由轮胎的转速导致的对轮胎的输入的情况下，线圈中激发的电动势随着热敏铁氧体和磁轭之间的距离(间隙)的改变而变化。因此，难以检测具有一定稳定度的电动势。

本发明用于解决传统方法中的上述问题，并且本发明的目的是提供一种方法，用于在不影响轮胎特性的情况下准确地判断诸如剥离等的轮胎内部故障。

用于解决问题的方案

本发明人对没有诸如剥离等的内部故障的轮胎(正常轮胎)以及具有剥离的轮胎(故障轮胎)的路面接触性能进行了调查，从而认识到故障轮胎在胎面中心区倾向于具有较短的地面接触长度。

图9A和9B是示出轮胎在胎面中心区的周向变形的轮廓的图。图9A是示意图，并且图9B是示出通过对所述示意图中示出的推测进行分析得到的确认结果的图。同样地，注意在图9A中，实线表示故障轮胎的周向变形的轮廓图，而点划线表示正常轮胎的周向变形的轮廓图。假设由于剥离导致轮胎的径向向外膨胀量减少，因此所示的故障轮胎的胎面中心区的地面接触长度变短。

此外，图10是示出在车辆速度为80km/hr的情况下，轮胎在胎面中心区的径向加速度波形的示例的图。由点划线所表示的正常轮胎的径向加速度波形和由实线所表示的故障轮胎的径向加速度波形之间的比较表明，故障轮胎的凸出点(接地面以外的轮胎最向外膨胀的点)处峰值水平相对较低。

在图10中，由于凸出点的峰的周期大致为0.004秒，因此将凸出点附近振动的频率估计为240Hz~250Hz。包括了这些频率的频率范围是如下的频带，所述频带包括通过对轮胎径向加速度的时序波形进行频率分析而获得的频谱中出现的峰中的峰频率第二低的峰的频率。

因此，通过将下述频率范围的振动分量的振动幅度与正常轮胎的振动分量的振动幅度相比较，可以准确地判断轮胎中是否出现内部故障。所述频率范围包括通过对车辆行驶期间胎面中心区的轮胎振动进行频率分析所获得的频谱中出现的峰中的峰频率第二低的峰的频率。