【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤの内部の所要部分における温度を監視して、タイヤのこの部分の温度の異常を運転者に通知するためのタイヤの温度異常警報装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤの温度を監視してタイヤの温度を運転者に通知するタイヤの温度異常警報装置として、リム装着のタイヤ内圧警報装置に内蔵された温度センサを用いるものが従来から知られていて、この警報装置に用いられる温度センサは、半導体の電気特性が温度に依存して変化することを利用して、この電気特性の変化から温度を検知するものであり、温度センサで検出された温度データは、車体側に設けられた受信機に送信され、送信された温度データが設定した所定温度を超えると異常と判断され、その結果が運転者に通知される。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、このタイヤ内圧警報装置に内蔵された温度センサは、タイヤとリムとに囲まれたタイヤ内圧部の空気温度を測定しているに過ぎず、例えば、タイヤの内部のある部分が異常に発熱してセパレーションを起こしたりバーストしたりする可能性を知るためには、発熱した部分の温度を直接測定する必要があるが、実際の発熱は通常、タイヤ内部、特に剛性の異なる部材同士の境界で起こり、従来のタイヤ内圧警報装置に内蔵された温度センサをこの用途に用いようとしても、発熱部分とタイヤ内圧部の空気温度とは十分な相関がなく、実用上有効なものではなかった。
【０００４】
また、温度センサを内蔵するタイヤ内圧警報装置以外にも、タイヤの表面温度を赤外線放射計で測定する方法も考えられるが、これも同様に、表面温度を測定するだけなので、実際の発熱場所の温度を表わすものとはならない。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３５５２０３号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、タイヤ内部のゴム部分における温度を直接測定することにより、タイヤの故障に繋がる可能性のある異常の早期発見を可能にすることのできるタイヤの温度異常警報装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明はなされたものであり、その要旨構成ならびに作用を以下に示す。
【０００８】
請求項１に記載のタイヤの温度異常警報装置は、導電性部材を具えたタイヤの温度異常を警報する警報装置において、
この導電性部材の所定部分に対向する姿勢で、車両の非回転部分に取り付けられた温度測定プローブと、このプローブからの温度信号に基づいて前記導電性部材の近傍に位置するタイヤのゴム部分の温度異常判定を行う温度異常判定処理手段と、温度異常の場合このことを運転者に知らせる温度異常表示手段とを具え、
前記温度測定プローブは、導電性部材の渦電流により生起された磁束によって電流を誘起させる測定コイルを具えてなるものである。
【０００９】
導電性部材で発生する渦電流は磁束を生起し、この部材の近くに配置されたコイルに電流を誘起し、この誘起電流を測定することによって渦電流の大きさを知ることができる。ここで、一定の交番磁界を加えてこの導電性部材に渦電流を発生させたとき渦電流の大きさはこの部材の温度に一意的に依存するので、このことを利用して導電性部材もしくはこの部材の周囲の温度を測定する方法が知られている。
【００１０】
本発明のタイヤの温度異常警報装置は、タイヤがスチールコード等よりなるベルトやカーカスに代表されるような導電性部材を具えていること、および、繰り返し応力下で温度が最も高くなる部分はこれらの構成部材とゴム部材との境界であることに着目してなされたものであり、このタイヤの温度異常警報装置によると、温度測定プローブは、導電性部材の所定部分に対向する姿勢で設けられ、導電性部材の渦電流により生起された磁束によって電流を誘起させる測定コイルを具えているので、上述の原理により、タイヤの内部に配設された導電性部材の所定部分の温度を直接測定しこの所定部分の近傍にあるゴム部分の温度を正確に知ることができ、しかもこのゴム部分は温度上昇がもっとも著しく温度測定の対象となる部分であるので、タイヤの故障に繋がる可能性のある異常の早期発見を可能にすることができる。
【００１１】
請求項２に記載のタイヤの温度異常警報装置は、請求項１に記載するところにおいて、前記温度測定プローブを、車軸非回転部分もしくはこれと一体的に変位する部分に取り付けてなるものである。
【００１２】
このタイヤの温度異常警報装置によれば、温度測定プローブは、車軸非回転部分もしくはこれと一体的に変位する部分に取り付けられているので、これが、車軸のサスペンションを挟んだ反対側に設けられた場合に対比して、タイヤとともに回転するスチールベルト等の導電性部材と測定センサとの離隔距離の変動を最小に抑えることができ、測定センサに誘起される電流への、この離隔距離の変化の影響を抑制して、温度測定精度の悪化を防止することができる。ここで、車軸非回転部分もしくはこれと一体的に変位する部分は、車軸の非回転部分の他、これに締結された、例えばストラット部を含むものである。
【００１３】
請求項３に記載のタイヤの温度異常警報装置は、請求項１もしくは２に記載するところにおいて、導電性部材に渦電流を発生させる磁束を生起する励磁コイルと、励磁コイルに高周波交番電流を流す発振回路とを具えてなるものである。
【００１４】
このタイヤの温度異常警報装置によれば、磁束を検出する測定コイルと磁束を生起する励磁コイルとを別々に具えているので、それぞれのコイルごとに磁束のレベルを独立して設定することができ、それによって高い精度の磁束の生起および磁束の検出を可能にすることができる。
【００１５】
請求項４に記載のタイヤの温度異常警報装置は、請求項１もしくは２に記載するところにおいて、前記測定コイルに高周波交番電流を流す発振回路を具え、この測定コイルを、導電性部材に渦電流を発生させる磁束を生起するよう構成してなるものである。
【００１６】
このタイヤの温度異常警報装置によれば、一つのコイル、すなわち測定コイルだけで、磁束の検出と磁束の励磁とを行うので、タイヤ温度異常警報装置を簡易に構成することができる。
【００１７】
請求項５に記載のタイヤの温度異常警報装置は、請求項１〜４のいずれかに記載するところにおいて、前記導電性部材と前記測定コイルとの離隔距離を測定する距離センサを具えてなるものである。
【００１８】
このタイヤの温度異常警報装置によれば、導電性部材と前記測定コイルとの離隔距離を測定する距離センサを具えているので、電流値を温度に換算するに際して、前記離隔距離の測定結果を用いて離隔距離の変化の影響を排除することができる。
【００１９】
請求項６に記載のタイヤの温度異常警報装置は、請求項５に記載するところにおいて、距離センサの測定値に基づいて高周波交番電流を変化させるよう、前記発振回路を制御する発振回路制御手段を具えてなるものである。
【００２０】
このタイヤの温度異常警報装置によれば、このように発振回路を制御する発振回路制御手段を具えているので、予め準備した、請求項３に記載の前記関係式を用いて、離隔距離の測定値を基に発振回路を制御して渦電流の大きさを変え、電流値を温度に換算する際の離隔距離の変化の影響を排除することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図１ないし図６に基づいて説明する。
図１は、実施形態のタイヤ温度異常警報装置１０を示す構成図である。タイヤ温度異常警報装置１０は、回転しない車軸部Ｓに取り付けられた温度測定プローブ３と、このプローブ３からのデータを処理して温度信号を生成する温度測定制御装置４と、この温度信号に基づいてタイヤの内部の温度異常判定を行う温度異常判定処理手段８と、温度異常の場合にこのことを運転者に知らせる温度異常表示手段９とを具え、温度測定プローブ３および温度測定制御装置４はタイヤ温度測定装置７を構成する。ここで、タイヤ温度異常警報装置１０は、回転しない車軸部Ｓに設けるものとしたが、車軸部Ｓと一体的に変位する部分、例えば、ストラット部に設けることもできる。
【００２２】
図２は、タイヤ温度測定装置７を示す構成図である。子午線断面で示されるタイヤＴは、導電性部材の一つである、スチールコードよりなるスチールベルトＢを具え、車軸部Ｓにより軸支されたリムＲに装着されて設けられる。一方、タイヤ温度測定装置７を構成する温度測定プローブ３は、スチールベルトＢの所定部分Ｐに対向して設けられていて、所定部分Ｐに発生した渦電流により生起された磁束によって電流を誘起する測定コイル１と、タイヤＴの半径方向の変位を検出する変位計２と、これらを共通に取り付ける共通ベース３Ａとを具え、ステー３Ｂを介して車軸部Ｓに連結される。
【００２３】
変位計２は、タイヤＴの外周面までのタイヤ半径方向距離の変化を測定するものであり、タイヤの変形等により、測定コイル１とスチールベルトＢとのタイヤ半径方向離隔距離ｄが変化した場合、変位計２は測定コイル１と共通にベース３Ａに取り付けられているので、変位計２とタイヤＴの外周面までの距離も同じ量だけ変化し、タイヤＴの外周面までの変位を測定することによって、測定コイル１とスチールベルトＢとの離隔距離ｄを測定する距離センサとして機能させることができる。この場合、変位計２としては、例えばレーザ光や赤外線を用いたものが例とあげられる。
【００２４】
図３は、タイヤ温度測定装置７の測定原理および温度測定制御装置４の構成を示すブロック線図である。温度測定制御装置４は、測定コイル１に高周波交番電流を印可する発振回路１１、測定コイル１に流れる電流を測定するインダクタンス測定回路１２、この電流を温度に換算する温度換算部１３、変位計２を駆動するとともに変位計２から変位データを取り出す変位計制御部１４、および、変位計制御部１４からの変位データに基づいて発振回路１１を制御して、測定コイル１に印可する高周波交番電流を変化させる発振回路制御手段１５を具え、例えば、車軸部ＳのサスペンションＥを挟んだ反対側に位置する車体Ｄの、タイヤＴに近い部分に取り付けられる。
【００２５】
以下に、この装置を用いた温度の測定原理について説明する。発振回路１１により測定コイル１に印可された電流ｉは交番磁束ｆを発生させ、交番磁束ｆはスチールベルトＢの所定部分Ｐに渦電流ｉｅを発生させる。そしてこの渦電流ｉｅはさらに交番磁束ｆｅを生起しこの磁束ｆｅは、測定コイル１に交番電流ｉｄを誘起する。
【００２６】
そして、スチールベルトＢに発生する渦電流ｉｅの大きさは、スチールベルトＢの電気抵抗値、および、測定コイル１とスチールベルトＢとの離隔距離ｄに依存し、測定コイル１に誘起される電流ｉｄの大きさは、渦電流ｉｅと離隔距離ｄに依存する。また、スチールベルトＢの電気抵抗値は、スチールベルトＢに固有の定数と所定部分Ｐにおける温度Ｔｓとに依存する。したがって、離隔距離ｄが一定の条件下では、電流ｉｄは、スチールベルトＢの所定部分Ｐの温度Ｔｓだけに依存し、このことにより、予め準備した、電流ｉｄと温度Ｔｓとの関係を表わす換算式を用いて電流ｉｄから温度Ｔｓを求めることができ、そして、この温度ＴｓはスチールベルトＢの所定部分Ｐの近傍に位置するゴム部分Ｇの温度Ｔｇにほぼ等しいから、このことによりゴム部分Ｇの温度Ｔｇを求めることができる。
【００２７】
以上の説明において、離隔距離ｄを一定としたが、実際には、タイヤＴにおけるスチールベルトＢの所定部分Ｐの半径方向位置は、回転に伴うタイヤＴの変形や内圧によって変化するので、離隔距離ｄを一定とすることが難しい測定環境が多い。離隔距離ｄの変化を排除する第一の方法は、スチールベルトＢを所定温度に保持した条件下で、一定の電流ｉｄをコイルに誘起する、離隔距離ｄと渦電流ｉｅの大きさとの関係式を予め準備し、離隔距離ｄの測定値を基にこの関係式を用いて渦電流ｉｅの大きさを制御する方法であり、具体的には、渦電流ｉｅを直接制御する代わりに、印可交番電流ｉを制御して渦電流ｉｅを制御することができる。すなわち、温度Ｔｓを所定の温度Ｔｓ０に保持した条件下で電流ｉｄが一定の値ｉｄ０になるような、離隔距離ｄと印可交番電流ｉとの関係を予め求めておき、発振回路制御手段１５は、変位計２で逐次測定される離隔距離ｄに対応する印可交番電流ｉをこの関係式を用いて求め、発振回路１１に、この求められた交番電流ｉを測定コイル１に印可させるよう温度測定制御装置４を構成する。この構成において、測定された電流ｉｄが前記ｉｄ０であるならばこの場合はとりもなおさず温度Ｔｓが温度Ｔｓ０の場合であることになるが、測定された電流ｉｄが一定電流ｉｄ０と異なり差分Δｉｄ（＝ｉｄ−ｉｄ０）が発生する場合は、その差分ΔｉｄはスチールベルトＢの温度Ｔｓが所定温度Ｔｓ０からΔＴｓだけ変化したしたことによって発生するものと考えることができ、この温度の差分ΔＴｓと電流の差分Δｉｄとの関係式を予め求めておくことにより、電流値ｉｄから温度Ｔｓを求めることができ、この方法により離隔距離ｄの変化の影響を排除することができる。
【００２８】
図４は、離隔距離ｄの変化の影響を排除する第二の方法に係る温度測定制御装置４Ａの構成を示すブロック線図である。温度測定制御装置４Ａは、測定コイル１に高周波交番電流を印可する発振回路１１、測定コイル１に流れる電流を測定するインダクタンス測定回路１２、この電流を温度に換算する温度換算部１３Ａ、および、変位計２を駆動するとともに変位計２から変位データを取り出す変位計制御部１４を具える点では、前述の温度測定制御装置４と同じであるが、温度測定制御装置４と異なるのは、変位計制御部１４からの変位データが、直接、温度換算部１３Ａに入力される点である。
【００２９】
温度換算部１３Ａにおいては、スチールベルトＢの所定部分Ｐの温度Ｔｓを、誘起電流ｉｄと離隔距離ｄとの関数として準備しておき、これに、インダクタンス測定回路１２からの電流ｉｄの測定値と、変位計制御部１４からの離隔距離ｄの測定値とを代入して温度Ｔｓを温度表示装置５に出力する。この方法は、図２に示す前述の方法と同様に離隔距離ｄの影響を排除することができ、また、前述の方法に比較して発振回路制御手段１５を必要としないので装置を簡易に構成することができる。
【００３０】
図５は、タイヤ温度異常警報装置１０を構成するタイヤ温度測定装置７の変形例となるタイヤ温度測定装置２７を示す構成図である。タイヤＴが、導電性部材の一つである、スチールコードよりなるスチールベルトＢを具え、回転しない軸Ｓにより軸支されたリムＲに装着されて設けられること、タイヤ温度測定装置２７が、温度測定プローブ２３および温度測定制御装置２４よりなり、温度測定プローブ２３は、スチールベルトＢの所定部分Ｐに対向して設けられていて、所定部分Ｐに発生した渦電流により生起された磁束によって電流を誘起する測定コイル２１と、タイヤＴの半径方向の変位を検出する変位計２２と、これらを共通に取り付ける共通ベース２３Ａとを具え、ステー２３Ｂを介して車軸部Ｓに連結されること、また、温度測定制御装置２４は、例えば、車体Ｄの、タイヤＴに近い部分に取り付けられることについては、タイヤ温度測定装置７について説明したのと同様である。
【００３１】
このタイヤ温度測定装置２７がタイヤ温度測定装置７と異なる点は、測定コイル２１の他に、スチールベルトＢに渦電流を発生させる磁束を生起する励磁コイル２０が共通ベース２３Ａに取り付けられて具えられる点である。
【００３２】
図６は、タイヤ温度測定装置２７の測定原理および温度測定制御装置２４の構成を示すブロック線図である。温度測定制御装置２４は、励磁コイル２０に高周波交番電流を印可する発振回路３１、測定コイル２１に流れる電流を測定するインダクタンス測定回路３２、この電流を温度に換算する温度換算部３３、変位計２２を駆動するとともに変位計２２から変位データを取り出す変位計制御部３４、および、変位計制御部３４からの変位データに基づいて発振回路３１を制御して、励磁コイル２０に印可する高周波交番電流を変化させる発振回路制御手段３５を具える。
【００３３】
この装置３０において、発振回路３１により励磁コイル２０に印可された電流ｉは交番磁束ｆを発生させ、交番磁束ｆはスチールベルトＢの所定部分Ｐに渦電流ｉｅを発生させる。そしてこの渦電流ｉｅはさらに交番磁束ｆｅを生起しこの磁束ｆｅは、測定コイル２１に交番電流ｉｄを誘起する。
【００３４】
そして、スチールベルトＢに発生する渦電流ｉｅの大きさは、スチールベルトＢの電気抵抗値、および、励磁コイル２０とスチールベルトＢとの離隔距離ｄ０に依存し、測定コイル２１に誘起される電流ｉｄの大きさは、渦電流ｉｅと離隔距離ｄに依存する。
【００３５】
以上の通り、タイヤ温度測定装置７は、測定コイル１がスチールベルトＢに渦電流を発生させる励磁コイルの機能を兼ね備えた自己誘導型であるのに対し、変形例であるタイヤ温度測定装置２７は、測定コイル２１の他に、スチールベルトＢに渦電流を発生させるための励磁コイル２０を測定コイル２１とはを別個に具え、相互誘導型である。タイヤ温度測定装置２７は、励磁コイル２０と測定コイル２１とは明確な機能分担がなされているので、測定条件により検出感度やＳ／Ｎ比等の点で、第一の実施形態のものより有利である。
【００３６】
タイヤ温度測定装置２７はその他の点で、タイヤ温度測定装置７と全く同等である、したがって、この温度測定に際して、変位センサ２２からの変位データを用いて、離隔距離ｄの影響を排除することができ、離隔距離ｄの影響を排除する方法として、変位データを発振回路制御手段３５に入力する図６に示す方法と、変位データを直接温度換算部３３に入力する図示しない方法とがあることは、既に説明した通りである。なお、渦電流の大きさは励磁コイル２０とスチールベルトＢとの間の離隔距離ｄ０にも依存するので、温度測定にあたって離隔距離ｄ０の影響も排除するためには、励磁コイル２０が、変位センサ２２と一体的に設けられていることが必要である。
【００３７】
最後に、温度異常判定処理手段８について説明を加える。温度異常判定処理手段８は予め定められた温度正常範囲上限値ＴＵと、タイヤ温度測定装置７から入力した温度データを所定の時間間隔で比較し入力した温度データが上限値Ｔｕを越えると異常信号を温度異常表示手段９に出力するよう構成され、図７は、入力された温度データの時間変化の例を、横軸に時間、縦軸に出力温度データをとって示すグラフである。タイヤＴのスチールベルトＢの一方の幅方向端の周方向一部に異常が発生すると、その部分の温度は平衡状態から脱して急激に上昇を始める。図７において、ｔ１〜ｔ４はタイヤ回転一回分の周期を示し、ｔ４となる周期において、ｘ部で示す部分が、温度正常範囲上限値ＴＵを越え異常信号が出力されることを示している。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明に係るタイヤ温度異常警報装置１０によれば、タイヤ温度測定装置７、温度異常判定処理手段８および温度異常表示手段９を具え、タイヤ温度測定装置７は、タイヤＴを構成するスチールベルトＢ等の導電性部材の所定部分Ｐに渦電流を発生させ、この渦電流により生起された磁束によってタイヤＴの外に配置された測定コイル１に誘起される電流を測定し、所定の換算式に基づいてこの電流値を温度に換算して前記所定部分の近傍のゴム部分の温度を求めるよう構成されているので、タイヤの内部に配設されたスチールベルトＢ等の導電性部材の所定部分Ｐの温度を直接測定して、この所定部分Ｐの近傍にあるゴム部分の温度を正確に知ることができ、しかもこのゴム部分は温度上昇がもっとも著しく温度測定の対象となる部分であるので、タイヤの故障に繋がる可能性のある異常の早期発見を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態のタイヤ温度異常警報装置を示す構成図である。
【図２】タイヤ温度測定装置を示す構成図である。
【図３】タイヤ温度測定装置の測定原理および温度測定制御装置の構成を示すブロック線図である。
【図４】他の構成の温度測定制御装置を示すブロック線図である。
【図５】タイヤ温度測定装置の変形例を示す構成図である。
【図６】変形例のタイヤ温度測定装置の測定原理および温度測定制御装置の構成を示すブロック線図である。
【図７】入力された温度データの時間変化の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 測定コイル
２ 変位計
３ 温度測定プローブ
３Ａ 共通ベース
３Ｂ ステー
４、４Ａ 温度測定制御装置
７ タイヤ温度測定装置
８ 温度異常判定処理手段
９ 温度異常表示手段
１０ タイヤ温度異常警報装置
１１ 発振回路
１２ インダクタンス測定回路
１３、１３Ａ 温度換算部
１４ 変位計制御部
１５ 発振回路制御手段
２０ 励磁コイル
２１ 測定コイル
２２ 変位計
２３ 温度測定プローブ
２３Ａ 共通ベース
２３Ｂ ステー
２４ 温度測定制御装置
２５ 温度表示装置
２７ タイヤ温度測定装置
３１ 発振回路
３２ インダクタンス測定回路
３３ 温度換算部
３４ 変位計制御部
３５ 発振回路制御手段
Ｄ 車体
Ｔ タイヤ
Ｂ スチールベルト
Ｐ スチールベルトの所定部分
Ｒ リム
Ｓ 車軸部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tire temperature abnormality alarm device for monitoring a temperature in a required portion inside a tire and notifying a driver of an abnormal temperature in this portion of the tire.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a tire temperature abnormality alarm device that monitors a tire temperature and notifies a driver of the tire temperature, a device using a temperature sensor built in a rim-mounted tire internal pressure alarm device has been known. The temperature sensor used in the device detects the temperature from the change in the electrical characteristics of the semiconductor by utilizing the fact that the electrical characteristics of the semiconductor changes depending on the temperature.The temperature data detected by the temperature sensor is: When the temperature data transmitted to the receiver provided on the vehicle body exceeds the predetermined temperature, it is determined that the temperature is abnormal, and the result is notified to the driver. (For example, refer to Patent Document 1).
[0003]
However, the temperature sensor built into the tire internal pressure warning device only measures the air temperature of the tire internal pressure part surrounded by the tire and the rim, and for example, a portion inside the tire is abnormally heated. In order to know the possibility of separation or bursting, it is necessary to directly measure the temperature of the heated part, but the actual heat is usually generated inside the tire, especially at the boundary between members with different stiffness. As a result, even if an attempt is made to use a temperature sensor built into a conventional tire internal pressure alarm device for this purpose, there is no sufficient correlation between the heat generation portion and the air temperature of the tire internal pressure portion, and it is not practically effective.
[0004]
In addition to the tire internal pressure alarm device with a built-in temperature sensor, a method of measuring the surface temperature of the tire with an infrared radiometer is also conceivable. It does not represent temperature.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-355203 A (FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such problems, and by directly measuring the temperature of a rubber portion inside a tire, it is possible to early detect an abnormality that may lead to a tire failure. It is an object of the present invention to provide a tire temperature abnormality alarm device that can be used.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention has been made, and its gist configuration and operation will be described below.
[0008]
An alarm device for alarming abnormal temperature of a tire according to claim 1, which is an alarm device for alarming abnormal temperature of a tire having a conductive member,
A temperature measuring probe attached to a non-rotating portion of the vehicle in a position facing a predetermined portion of the conductive member, and a rubber portion of a tire located near the conductive member based on a temperature signal from the probe. Temperature abnormality determination processing means for performing temperature abnormality determination, and temperature abnormality display means for notifying the driver of this in the case of temperature abnormality,
The temperature measurement probe includes a measurement coil that induces a current by a magnetic flux generated by an eddy current of the conductive member.
[0009]
The eddy current generated in the conductive member generates a magnetic flux, induces a current in a coil arranged near the member, and the magnitude of the eddy current can be known by measuring the induced current. Here, when an eddy current is generated in this conductive member by applying a constant alternating magnetic field, the magnitude of the eddy current uniquely depends on the temperature of this member. A method for measuring the temperature around the member is known.
[0010]
The tire temperature abnormality alarm device of the present invention is that the tire is provided with a conductive member typified by a belt or carcass made of steel cord or the like, and a portion where the temperature is highest under repeated stress is The tire temperature abnormality probe is provided in a posture facing a predetermined portion of the conductive member according to the temperature abnormality alarm device for a tire. According to the above-described principle, the temperature of a predetermined portion of the conductive member disposed inside the tire is directly measured according to the above-described principle because the measurement coil induces a current by a magnetic flux generated by the eddy current of the conductive member. Since the temperature of the rubber portion near the predetermined portion can be accurately known, and since the temperature of the rubber portion is the most remarkable, the temperature is to be measured. It is possible to enable the early detection of anomalies that might lead to failure of the tire.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the tire temperature abnormality alarm device according to the first aspect, the temperature measurement probe is attached to an axle non-rotating portion or a portion that is displaced integrally therewith.
[0012]
According to the tire temperature abnormality alarm device, since the temperature measurement probe is attached to the axle non-rotating portion or the portion that is integrally displaced therewith, it is provided on the opposite side of the axle suspension. In contrast, the variation in the separation distance between the conductive member such as a steel belt rotating with the tire and the measurement sensor and the measurement sensor can be minimized, and the change in the separation distance to the current induced in the measurement sensor can be minimized. The influence can be suppressed, and the deterioration of the temperature measurement accuracy can be prevented. Here, the non-rotating portion of the axle or the portion that is displaced integrally therewith includes, for example, a strut portion fastened to the non-rotating portion of the axle in addition to the non-rotating portion.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the tire temperature abnormality alarm device according to the first or second aspect, wherein an exciting coil that generates a magnetic flux that generates an eddy current in the conductive member, and a high-frequency alternating current that flows through the exciting coil. And an oscillation circuit.
[0014]
According to this tire temperature abnormality alarm device, since the measurement coil for detecting the magnetic flux and the excitation coil for generating the magnetic flux are separately provided, the level of the magnetic flux can be set independently for each coil. , Thereby enabling high-precision generation and detection of magnetic flux.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the temperature abnormality alarm device for a tire according to the first or second aspect, further comprising an oscillation circuit for supplying a high-frequency alternating current to the measurement coil. Is generated to generate a magnetic flux that generates
[0016]
According to this tire temperature abnormality alarm device, since the detection of the magnetic flux and the excitation of the magnetic flux are performed by only one coil, that is, the measurement coil, the tire temperature abnormality alarm device can be easily configured.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a tire temperature abnormality alarm device according to any one of the first to fourth aspects, further comprising a distance sensor for measuring a separation distance between the conductive member and the measurement coil. It is.
[0018]
According to this temperature abnormality alarm device for a tire, since the distance sensor for measuring the separation distance between the conductive member and the measurement coil is provided, the current value is converted into temperature by using the measurement result of the separation distance. Thus, the influence of the change in the separation distance can be eliminated.
[0019]
According to a sixth aspect of the present invention, in the tire temperature abnormality alarm device according to the fifth aspect, the oscillating circuit control means for controlling the oscillating circuit so as to change the high-frequency alternating current based on the measurement value of the distance sensor. It is equipped.
[0020]
According to the tire temperature abnormality alarm device, since the oscillation circuit control means for controlling the oscillation circuit is provided as described above, the separation distance is measured using the relational expression according to claim 3 prepared in advance. By controlling the oscillation circuit based on the value, the magnitude of the eddy current is changed, and the influence of the change in the separation distance when converting the current value to the temperature can be eliminated.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a tire temperature abnormality alarm device 10 according to the embodiment. The tire temperature abnormality alarm device 10 includes a temperature measurement probe 3 attached to a non-rotating axle portion S, a temperature measurement control device 4 that processes data from the probe 3 to generate a temperature signal, and based on the temperature signal. The temperature measurement probe 3 and the temperature measurement control device 4 are provided with a temperature abnormality determination processing means 8 for performing a temperature abnormality determination inside the tire and a temperature abnormality display means 9 for notifying the driver of the temperature abnormality in the case of a temperature abnormality. The tire temperature measuring device 7 is configured. Here, the tire temperature abnormality warning device 10 is provided on the axle portion S that does not rotate, but may be provided on a portion that is displaced integrally with the axle portion S, for example, a strut portion.
[0022]
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating the tire temperature measurement device 7. The tire T shown in a meridional section has a steel belt B made of a steel cord, which is one of the conductive members, and is mounted on a rim R supported by an axle S. On the other hand, the temperature measuring probe 3 constituting the tire temperature measuring device 7 is provided so as to face a predetermined portion P of the steel belt B, and induces a current by a magnetic flux generated by an eddy current generated in the predetermined portion P. The vehicle includes a measuring coil 1, a displacement meter 2 for detecting a radial displacement of the tire T, and a common base 3A to which these are commonly mounted, and is connected to the axle S via a stay 3B.
[0023]
The displacement meter 2 measures the change in the radial distance of the tire T to the outer peripheral surface of the tire T. When the distance d between the measurement coil 1 and the steel belt B in the tire radial direction changes due to deformation of the tire or the like. Since the displacement meter 2 is attached to the base 3A in common with the measuring coil 1, the distance between the displacement meter 2 and the outer peripheral surface of the tire T also changes by the same amount, and the displacement to the outer peripheral surface of the tire T is measured. Thereby, it can function as a distance sensor that measures the separation distance d between the measurement coil 1 and the steel belt B. In this case, examples of the displacement meter 2 include one using laser light or infrared light.
[0024]
FIG. 3 is a block diagram illustrating the measurement principle of the tire temperature measurement device 7 and the configuration of the temperature measurement control device 4. The temperature measurement control device 4 includes an oscillation circuit 11 that applies a high-frequency alternating current to the measurement coil 1, an inductance measurement circuit 12 that measures a current flowing through the measurement coil 1, a temperature conversion unit 13 that converts the current into a temperature, and a displacement meter 2 And a displacement meter control unit 14 that extracts displacement data from the displacement meter 2 and controls the oscillation circuit 11 based on the displacement data from the displacement meter control unit 14 to generate a high-frequency alternating current applied to the measurement coil 1. The oscillation circuit control means 15 for changing is mounted on, for example, a portion of the vehicle body D located on the opposite side of the axle portion S across the suspension E, near the tire T.
[0025]
Hereinafter, the principle of measuring temperature using this apparatus will be described. Current i which is applied to the measurement coil 1 by the oscillation circuit 11 generates an alternating magnetic flux f, alternating magnetic flux f generates an eddy current i e in a predetermined portion P of the steel belt B. The eddy current i e is the magnetic flux f e to further rise to alternating magnetic flux f e induces an alternating current i d to the measurement coil 1.
[0026]
The magnitude of the eddy current ie generated in the steel belt B depends on the electric resistance value of the steel belt B and the separation distance d between the measurement coil 1 and the steel belt B. the size of the i d is dependent on the separation distance d between the eddy current i e. The electric resistance of the steel belt B is dependent on the temperature T s at the specific constant and predetermined portion P to the steel belt B. Therefore, the distance d is constant conditions, the current i d is dependent only on the temperature T s of a predetermined portion P of the steel belt B, by this, previously prepared, the current i d and the temperature T s it is possible to obtain the temperature T s of the current i d using a conversion formula representing a relationship, and, since the temperature Ts is approximately equal to the temperature T g of the rubber portion G located in the vicinity of the predetermined portion P of the steel belt B , it can be determined temperature T g of the rubber part G by this.
[0027]
In the above description, the separation distance d is constant. However, in practice, the radial position of the predetermined portion P of the steel belt B in the tire T changes due to the deformation and the internal pressure of the tire T due to rotation. There are many measurement environments where it is difficult to keep d constant. The first way to eliminate changes in the distance d under conditions of holding the steel belt B to a predetermined temperature, induces a constant current i d to the coil, the magnitude of the distance d and the eddy currents i e prepare the relational expression previously, a method for controlling the size of the distance d eddy currents i e using the relationship a measure based on the, in particular, to control eddy currents i e directly instead , it is possible to control the eddy currents i e by controlling the applied alternating current i. That is, as current i d under conditions maintaining the temperature T s at a predetermined temperature T s 0 is a constant value i d 0, is obtained in advance the relationship between the distance d between the applied alternating current i, The oscillating circuit control means 15 calculates the applied alternating current i corresponding to the separation distance d sequentially measured by the displacement meter 2 using this relational expression, and sends the obtained alternating current i to the measuring coil 1 by the oscillating circuit 11. The temperature measurement control device 4 is configured so as to be applied to. In this configuration, if the measured current id is the aforementioned id 0, in this case, the temperature T s is again the case where the temperature T s 0, but the measured current id is If different constant currents i d 0 of the difference Δi d (= i d -i d 0) occurs, the difference .DELTA.i d was the temperature T s of the steel belt B is changed by [Delta] T s from the predetermined temperature T s 0 can be thought of as occurring by, by previously obtained a relational expression between the difference .DELTA.i d of the difference [Delta] T s and the current of this temperature, it is possible to determine the temperature T s of the current value i d, the The method can eliminate the influence of the change in the separation distance d.
[0028]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a temperature measurement control device 4A according to a second method for eliminating the influence of a change in the separation distance d. The temperature measurement control device 4A includes an oscillation circuit 11 that applies a high-frequency alternating current to the measurement coil 1, an inductance measurement circuit 12 that measures a current flowing through the measurement coil 1, a temperature conversion unit 13A that converts the current into a temperature, and displacement. The temperature measurement control device 4 is the same as the above-described temperature measurement control device 4 in that the device 2 includes a displacement meter control unit 14 that drives the meter 2 and extracts displacement data from the displacement meter 2. The point is that the displacement data from the control unit 14 is directly input to the temperature conversion unit 13A.
[0029]
In temperature conversion section 13A, the temperature T s of a predetermined portion P of the steel belt B, advance prepared as a function of the induced current i d and distance d, to this, the current i d from the inductance measuring circuit 12 the measured value, by substituting the measured value of the distance d from the displacement meter control unit 14 outputs the temperature T s to the temperature display device 5. This method can eliminate the influence of the separation distance d similarly to the above-described method shown in FIG. 2, and does not require the oscillation circuit control means 15 as compared with the above-described method, so that the apparatus can be simply configured. can do.
[0030]
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a tire temperature measurement device 27 that is a modified example of the tire temperature measurement device 7 included in the tire temperature abnormality alarm device 10. The tire T is provided with a steel belt B made of a steel cord, which is one of the conductive members, and mounted on a rim R supported by a non-rotating shaft S. The temperature measuring probe 23 includes a measuring probe 23 and a temperature measuring controller 24. The temperature measuring probe 23 is provided to face a predetermined portion P of the steel belt B, and generates a current by a magnetic flux generated by an eddy current generated in the predetermined portion P. It comprises a measuring coil 21 to be induced, a displacement gauge 22 for detecting a radial displacement of the tire T, and a common base 23A for mounting these in common, and is connected to the axle S via a stay 23B. Regarding the fact that the temperature measurement control device 24 is attached to, for example, a portion of the vehicle body D close to the tire T, the description will be given of the tire temperature measurement device 7. The same as it was.
[0031]
The tire temperature measuring device 27 is different from the tire temperature measuring device 7 in that, in addition to the measuring coil 21, an exciting coil 20 for generating a magnetic flux for generating an eddy current in the steel belt B is attached to a common base 23A. Is a point.
[0032]
FIG. 6 is a block diagram illustrating the measurement principle of the tire temperature measurement device 27 and the configuration of the temperature measurement control device 24. The temperature measurement control device 24 includes an oscillation circuit 31 for applying a high-frequency alternating current to the excitation coil 20, an inductance measurement circuit 32 for measuring a current flowing through the measurement coil 21, a temperature conversion unit 33 for converting the current into a temperature, and a displacement meter 22. And a displacement meter control unit 34 for extracting displacement data from the displacement meter 22, and controlling the oscillation circuit 31 based on the displacement data from the displacement meter control unit 34 to generate a high-frequency alternating current applied to the exciting coil 20. An oscillation circuit control means 35 for changing the frequency is provided.
[0033]
In this apparatus 30, the current i which is applied to the exciting coil 20 by the oscillation circuit 31 generates an alternating magnetic flux f, alternating magnetic flux f generates an eddy current i e in a predetermined portion P of the steel belt B. The eddy current i e is the magnetic flux f e to further rise to alternating magnetic flux f e induces an alternating current i d to the measuring coil 21.
[0034]
The magnitude of the eddy currents i e which occurs steel belt B, the electric resistance of the steel belt B, and, depending on the distance d 0 between the excitation coil 20 and the steel belt B, is induced in the measurement coil 21 the magnitude of that current i d is dependent on the separation distance d between the eddy current i e.
[0035]
As described above, the tire temperature measuring device 7 is a self-induction type in which the measuring coil 1 also has the function of an exciting coil that generates an eddy current in the steel belt B, whereas the tire temperature measuring device 27 according to a modification is In addition to the measurement coil 21, an excitation coil 20 for generating an eddy current in the steel belt B is provided separately from the measurement coil 21, and is a mutual induction type. In the tire temperature measuring device 27, since the excitation coil 20 and the measuring coil 21 are clearly assigned functions, the tire temperature measuring device 27 is more advantageous than the first embodiment in terms of detection sensitivity, S / N ratio, and the like depending on measurement conditions. It is.
[0036]
In other respects, the tire temperature measuring device 27 is completely equivalent to the tire temperature measuring device 7. Therefore, in this temperature measurement, the influence of the separation distance d can be eliminated by using the displacement data from the displacement sensor 22. As a method for eliminating the influence of the separation distance d, there are a method shown in FIG. 6 for inputting displacement data to the oscillation circuit control means 35 and a method not shown for directly inputting displacement data to the temperature conversion unit 33. , As already described. Since the magnitude of the eddy current also depends on the separation distance d 0 between the excitation coil 20 and the steel belt B, in order to eliminate the influence of the separation distance d 0 in temperature measurement, the excitation coil 20 must be It is necessary to be provided integrally with the displacement sensor 22.
[0037]
Finally, the temperature abnormality determination processing means 8 will be described. A temperature abnormality judgment processing unit 8 a predetermined temperature normal range upper limit T U, if the temperature data input to compare the temperature data input from the tire temperature measuring device 7 at a predetermined time interval exceeds the upper limit Tu abnormal FIG. 7 is a graph showing an example of a change over time of the input temperature data with time on the horizontal axis and output temperature data on the vertical axis. When an abnormality occurs in a part of one end of the width direction of the steel belt B of the tire T in the circumferential direction, the temperature of the part goes out of the equilibrium state and starts to rise rapidly. In FIG. 7, t 1 ~t 4 shows a cycle tire rotation dose, in periodic serving as t 4, the portion indicated by x portion, that an abnormal signal exceeding the temperature normal range upper limit T U is output Is shown.
[0038]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the tire temperature abnormality alarm device 10 according to the present invention includes the tire temperature measurement device 7, the temperature abnormality determination processing unit 8, and the temperature abnormality display unit 9, and includes the tire temperature measurement device 7. Generates an eddy current in a predetermined portion P of a conductive member such as a steel belt B constituting the tire T, and is induced in a measuring coil 1 disposed outside the tire T by a magnetic flux generated by the eddy current. It is configured to measure the current and convert the current value to a temperature based on a predetermined conversion formula to determine the temperature of the rubber portion near the predetermined portion, so that the steel belt disposed inside the tire is By directly measuring the temperature of the predetermined portion P of the conductive member such as B, the temperature of the rubber portion near the predetermined portion P can be accurately known, and the temperature of the rubber portion increases more. Since it is subject to partial significantly temperature measurement, it is possible to allow early detection of abnormalities that might lead to failure of the tire.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a tire temperature abnormality alarm device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a tire temperature measuring device.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a measurement principle of a tire temperature measurement device and a configuration of a temperature measurement control device.
FIG. 4 is a block diagram showing a temperature measurement control device having another configuration.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a modified example of the tire temperature measuring device.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a measurement principle of a tire temperature measurement device according to a modification and a configuration of a temperature measurement control device.
FIG. 7 is a graph showing an example of a temporal change of input temperature data.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measurement coil 2 Displacement meter 3 Temperature measurement probe 3A Common base 3B Stay 4, 4A Temperature measurement control device 7 Tire temperature measurement device 8 Temperature abnormality judgment processing means 9 Temperature abnormality display means 10 Tire temperature abnormality alarm device 11 Oscillation circuit 12 Inductance measurement Circuits 13 and 13A Temperature conversion unit 14 Displacement meter control unit 15 Oscillation circuit control means 20 Excitation coil 21 Measurement coil 22 Displacement meter 23 Temperature measurement probe 23A Common base 23B Stay 24 Temperature measurement control device 25 Temperature display device 27 Tire temperature measurement device 31 Oscillation circuit 32 Inductance measurement circuit 33 Temperature conversion unit 34 Displacement gauge control unit 35 Oscillation circuit control means D Body T Tire B Steel belt P Predetermined part of steel belt R Rim S Axle
