JP4426146B2 - 空気タイヤに取り付けられるパッチ - Google Patents

Description

【０００１】
技術分野
本発明は、一般にタイヤの状態をモニターする方法と機器に関し、特に、急迫している故障を診断するために、空気タイヤの状態をモニターする方法と機器に関する。
【０００２】
発明の背景
石炭、鉄鉱石、他の鉱物のようなかさばる物質を輸送するために、鉱業界は最大積載量が通常２５０トンに達するオフロード（Off-The-Road(ＯＴＲ)）自動車を使用しており、その結果、過度に大きい内部応力が、日々の使用においてこのような自動車のタイヤにかかることになる。過度な速度での運転を含む多くの要因に主として起因する、このような内部応力は、このようなタイヤにとっては非常に有害なので、このタイヤを取り替えなければならないのは珍しいことではない。他方、ＯＴＲ自動車の生産性を最大にするために、使用者が任意の所与のタイヤの内部の物理的状態が限界に近いことに気づくまでＯＴＲ自動車は通常、できるだけ速く運転される。そのときには、限界に近い状態を引き起こした内部応力を取り除き、それによってタイヤの寿命を延ばすために、運転者は、タイヤ圧力が低下した場合には自動車を停止させ、著しく高い温度状態の場合には、自動車の速度を落とす。このように、ＯＴＲ自動車の速度は、任意の所与の時間で、運転者のタイヤの状態についての認識に基づいて制御される。そして、もし運転者の認識が間違っていれば、自動車の生産性は無駄に下がる。
【０００３】
したがって、ＯＴＲ自動車の運転者に、自動車の生産性を最大にするため、このような自動車のタイヤのいろいろな状態に関する正確な情報を確実に与えるようにすることが鉱業界にとって長年必要であった。
【０００４】
ごく最近は、各タイヤの切迫した故障に関連した各状態を検出し、ＯＴＲ自動車の運転者にこのような状態に関するタイムリーな情報を与える集積回路を、ＯＴＲ自動車の各タイヤ内に搭載することによって、上記の必要を満たすいろいろな試みが従来技術でなされてきている。
【０００５】
例えば、Kochらに与えられた米国特許5,562,787号は、自動車のタイヤの各状態をモニターする方法と機器を開示した。この機器はタイヤの内部に接続することができ、送信器を有する集積回路を含むモニター装置を有する。さらに、このモニター装置は集積回路に接続された複数のセンサを含む。これらセンサはタイヤの各状態を連続的に検出し、集積回路に対応する信号を出力する。集積回路は、タイヤの状態信号を周期的にサンプルし、各サンプルを各標準値と比較し、この比較に基づいて各タイヤ状態信号を生成し、任意のタイヤ状態信号がタイヤの限界状態を示しているとき、自動車の運転者に情報信号を出力するようにプログラムされている。さらに、集積回路は、通常は休止しているが、運転者からの励起信号の受信に応答して、運転者にその現在のタイヤ状態信号に関する情報信号を運転者に送信するように、プログラムされている。さらに、集積回路は、履歴、記録保持目的で周期的なタイヤ状態信号に対応するデータを保存し、別の励起信号の受信に応答してこのような履歴データを送信器に送信させるようにプログラムされていることもある。
【０００６】
１９９９年８月１８日に公開されたヨーロッパ特許公開明細書ＥＰ０９３６０８９Ａ２で述べられているように、このようなモニター装置がタイヤ内に搭載されたとき通常さらされる応力、歪み、衝撃、周期的な疲労を避けるために、従来技術の集積回路は、取り付けられた送信器とセンサとともに、ウレタン、エポキシ、ポリスチレン樹脂、固いゴムの化合物か何かのような堅い、あるいはやや堅い材料で封止されている。この封止は、次にこれに接続されるバッテリーとともに組み立てられる。従来技術では電子タイヤタグとして知られている、出来上がった組立体は、そのハウジングを形成する未加工のゴム材料で包まれ、このハウジングは、その後、タイヤ組立体を形成する構造的な未加工のゴム材料に付け加えられ、加硫されたタイヤを形成するために、一緒に硫化される。このように、加硫されたタイヤは、タイヤ内に埋め込まれ、その一部を形成する電子タイヤタグを含み、タイヤが破棄されると、破棄される。
【０００７】
このような電子タイヤタグの修理と取り替えをするために、上記の米国特許の譲受人に譲渡された上記のヨーロッパ特許は、このようなタグを取り外し可能なようにタイヤ内に搭載する方法と機器を開示している。この機器は、タイヤとともに硫化されてもよいが、好ましくは別々に硫化して、硫化されたタイヤに取り付けられるゴムのパッチを含む。ゴムのパッチは内部にキャビティが形成されているハウジングを含む。キャビティはサイドウォールを有し、電子タイヤタグをキャビティ中に取り外しできるように受け入れるように大きさが決められている。このヨーロッパ特許の電子タグは、送信器、センサ、バッテリーを含む、上記の米国特許の構造を含み、上記の米国特許が引用によって上記ヨーロッパ特許に含まれ、かつ、その一部をなしていることに注意されたい。さらに、上記ヨーロッパ特許は封止部から延びるアンテナを任意に含むことを要求している。アンテナを備えるものとすると、タグがゴムのパッチのハウジングに取り外し可能に接続されるときにアンテナを受け入れる対向するスロットが、ハウジングのサイドウォールに形成される。タグをハウジング内に保持するために、ハウジングとタグはそれぞれ、タグが取り外し可能なように、ハウジングにピン止めされ、キー溝をつけられ、ねじで接続され、あるいはハウジングに固定される、ヨーロッパ特許で述べた構造のようなコンパチブルな接続手段を備える。
【０００８】
上記従来技術の上述の進歩にもかかわらず、ＯＴＲ自動車のタイヤの温度状態に関する、このような自動車の運転者に与えられるデータは、種々の要因のために、タイヤの限界的な状態を依然として正確には反映していない。例えば、従来技術の実施は、電子タグにかかる応力、歪み、衝撃振動、周期的な疲労の作用を最小にするために、タイヤのインナーライナーの中央に電子タイヤタグを搭載することである。したがって、モニター装置は、温度がタイヤの切迫した故障を示す限界的な状態を最もよく示す、タイヤの領域からかなりの距離離れた位置のタイヤ温度、すなわち、プライ、ベルト、周囲のゴム材料の亀裂が内部の応力が大きくなるため生じる、ベルトのサイドエッジ、したがって、タイヤのショルダー部の近くの温度をサンプルする。検出された温度とこのようなサイドエッジにおける温度の差を補償するために、上記従来技術の集積回路は、インナーライナーの中心からタイヤのショルダー部の近傍の温度を計算するために、スケーリング定数を検出された温度に適用するアルゴリズムを有する。あいにく、所与のタイヤのインナーライナーの中心のタイヤ温度は、タイヤのショルダー部の温度よりも著しく低く、タイヤの構造が変わると変化する。
【０００９】
したがって、タグの配置のこの問題に加えて、従来技術のアルゴリズムは、温度サンプリングセンサがベルトのサイドエッジから離れている距離を補償するために、タイヤのセンターラインで測定された温度に一定の温度因子を加えることに基づくこのような計算のために、ベルトのサイドエッジの温度を正確に計算できないということがわかった。温度センサの配置とこのような計算によって、ＯＴＲ自動車の運転者に誤った情報を与えることになるので、運転者がこのような自動車の速度を落とすのが速すぎることがある。この結果生じる、このような自動車の生産性に対する悪影響は、鉱業界にとってコストが大きくなることである。
【００１０】
発明の概要
本発明によると、中央のトレッドと、このトレッドの内側で半径方向に配置された、半径方向に延びる１つあるいは複数のベルトと、このベルトの内側で半径方向に配置され、半径方向に延びるインナーライナーを有する空気タイヤと組み合わされ、電子タグをタイヤ内に搭載する機器は、タイヤのインナーライナー上に搭載するための第１のサイドと、アーチ状の形をした第２のサイドと、雌ねじがきられた部材を含むパッチと、タグのサイドから延びる部分を有し、かつ、パッチの雌ねじがきられた部材にねじこむことができる、雄ねじがきられた部材を有することを特徴とする。雄ねじがきられた部材が延びてくるタグのサイドはフラットである。雄ねじがきられた部材は雌ねじがきられた部材にねじこまれるとき、タグのフラットなサイドがパッチのアーチ状のサイドと接する。また、雄ねじがきられた部材は雌ねじがきられた部材にねじこまれるとき、タグのフラットなサイドがパッチのアーチ状のサイドと部分的に接し、タグのフラットなサイドの約半分がパッチのアーチ状のサイドとほぼ接する。タグはほぼ矩形をしており、サイドはほぼまっすぐである。雌ねじがきられた部材はナットを含み、雄ねじがきられた部材はボルトを含む。
【００１１】
電子タグは、使用時、ベルトのエッジに隣接したタイヤのインナーライナーの温度である第１の温度を検出し、タイヤ内の空気温度である第２の温度を検出し、タイヤ内の空気圧力を検出するようになっている。
【００１２】
定義
「ビード」は一般に、タイヤの内側半径方向の端の部分のいずれかの中に配置される環状の形の部材を意味する。
【００１３】
「ビード部」は一般に、ビードを含む、タイヤのカーカスの対向する半径方向内側の端部、ビードのあたりで曲げられたプライ部、ビードやプライ部の周囲のゴム材料のいずれかを意味する。
【００１４】
「カーカス」は一般に、ビードやプライを含むが、ベルト構造、プライの上のアンダートレッドとトレッドを含まないタイヤの構造を意味する。
【００１５】
「赤道面」は、タイヤの回転軸に垂直に広がり、トレッドの中心を通る想像上の平面、あるいは、トレッドの円周のセンターラインを含む平面を意味する。
【００１６】
「プライ」は一般に、ゴムで被覆された、半径方向に配置される材料の、コードで強化された層を意味する。
【００１７】
「半径方向」はタイヤの回転軸から向かって、あるいは離れて広がっていく方向を意味する。
【００１８】
「サイドウォール」は一般に、タイヤの半径方向に広がる部分を意味する。
【００１９】
「トレッド幅」は、横の断面図で見たときにタイヤのトレッドの外周の円弧の長さを意味する。
【００２０】
好ましい実施形態の説明
図面に示したように、同じ参照番号は、いくつかの図面にわたって、同じあるいは対応する部品を示している。
【００２１】
図１は、ホイールのリム１２に取り付けられた、ＯＴＲ自動車１１用の典型的な空気タイヤ１０の部分的な横断面図の半分を示している。タイヤ１０はおおむね環状で、仮想の赤道面１４に関して対称に配置されているので、タイヤ１０の他の部分の半分の横断面図は同じあるいは対応する部品を含み、説明はタイヤ１０の他の半分にも同じように当てはまると理解されるべきである。
【００２２】
タイヤ１０がホイールのリム１２上に搭載されたとき加圧空気が入るキャビティ１６を有するタイヤ１０は一般に、数字１８で一般に示された対向するサイドを有する中央トレッド１６を有する。さらに、タイヤ１０は、トレッド１６の半径方向内側で中央に配置された、ベルト２０と２２によって代表される、半径方向に延びる複数のベルトを含む。ベルト２０は対向するサイドエッジ２３を有し、ベルト２２は対向するサイドエッジ２４を有する。さらに、タイヤ１０は対向するサイドウォール２７を有するカーカス２５を含む。各サイドウォール２７は、対向するトレッドサイド１８と一緒になり、そこから内側に半径方向に延び、一般に数字２８で示される対向するショルダー部をトレッドサイド１８とともに形成する。カーカス２５はまた、その半径方向の内側端に対向するビード部２９を含む。各ビード部２９は、ビード部２９をホイールのリム１２に接するようにする、環状の形をしたビード２９Ａをその内部に含む。さらに、カーカス２５は、ベルト２０と２２の内側半径方向に配置された、１つあるいは複数のプライ３０を含む。プライ３０は対向するビード２９Ａの間に半径方向に延び、そのまわりで曲げられている。そして、カーカス２５は、プライ３０の内側半径方向に配置された、半径方向に延びるインナーライナー３５を含む。
【００２３】
本発明によると、電子タイヤタグ４０（図１と図２）は、タイヤ１０のインナーライナー３５に最も近く、したがって、タイヤ１０のショルダー部２８に隣接した、ベルト２０のサイドエッジ２３の半径方向内側に、ほぼ直接に位置する領域において、タイヤ１０のインナーライナー３５に固定して取り付けられるのが好ましい。タグ４０はこれによって、タイヤ１０が最も厚く、熱を逃しそうにない、インナーライナー３５の領域に隣接して位置するので、この位置で行われた温度測定は、タイヤ１０の内部故障が切迫しているかどうかを判定することに最も密接に関連している。この故障は通常、タイヤ１０のショルダー部２８のベルト２０と２２、プライ３３、周囲の硫化ゴム材料３６の亀裂を引き起こす内部応力に起因する。図１はまた、典型的なＯＴＲ自動車１１のタイヤトレッド１６の幅「ｗ１」、すなわち、約３〜４フィートと、それに接続されたタグ４０の幅「ｗ２」、すなわち、約３インチの相対的な寸法を示している。
【００２４】
電子タグ４０（図１と図２）は一般に、マイクロコントローラ４２と、マイクロコントローラ４２に電気的に接続されたタイヤ１０のインナーライナー３５の温度をサンプルする、第１の温度検出部４４を含む。さらに、タグ４０は、マイクロコントローラ４２に電気的に接続され、タイヤ１０内の空気温度をサンプルする、第２の温度検出部４６を含む。さらに、タグ４０は一般に、タイヤ１０内の空気圧力をサンプルするために、マイクロコントローラ４２に電気的に接続された圧力検出部４８を含む。さらに、タグ４０は、マイクロコントローラ４２に電気的に接続され、温度・圧力検出部４４、４６、４８によって取得されたそれぞれのサンプルに関する関連する情報を送信する送信器部５０を含む。さらに、タグ４０はマイクロコントローラ４２に従来と同じように電気的に接続され、マイクロコンピュータに電力を供給するバッテリー５１を含むのが好ましい。圧力検出部４８はタグ４０から延びる管状部５２を含む。さらに、送信器部５０はアンテナ５８を含むのが好ましい。タグ４０はまた、タグ４０をタイヤ１０に接続する接続部６０を含む。接続部６０は、雌ねじがきられた第１のナット６２と、雄ねじがきられたボルト６４を含むのが好ましい。ボルト６４は第１のナット６２に半永久的にねじ込まれて接続されており、タグ４０から延びるねじがきられた部分６４を有する。タグ４０は、ウレタンで被覆されたエポキシおよびガラスのビードの混合物のような封止材料６５で全体を封止されるのが好ましい。
【００２５】
封止されたタグ４０（図２）は、タイヤ１０のインナーライナー３５に直接接続されないのが好ましい。むしろ、本発明によれば、雌ねじがきられた第２のナット７１が内部に埋め込まれた硫化されたゴムパッチ７０がタイヤ１０のインナーライナー３５に取り付けられている。パッチ７０は、タイヤ１０のインナーライナー３５に接続できる、おおむね円の周囲を有するほぼフラットなサイド７２と、パッチの反対側に位置するアーチの形をした内側のサイド７３によって定められた、レンズの形をした横断面を有するのが好ましい。パッチ７０のサイド７２は、ショルダー部２８でタイヤ１０のインナーライナー３５のほぼアーチの形をした領域に接するように位置するために大きさが決められている。パッチ７０のサイド７３はタイヤ１０の内側を向いている。封止されたタグ４０は、ほぼ矩形の横断面を有し、かつ、ほぼまっすぐなサイド７４を含む。封止されたタグ４０は、タグ４０から延びているボルト部分６４Ａを第２のナット７１にねじで接続することにより、パッチ７０に接続されている。パッチ７０のアーチ型の横表面７３のために、取り付けられたタグ４０のサイド表面７４は、パッチ７０のアーチ型の表面７３のほぼ半分、パッチ７０から離れている。表面７３のおおむね円の中央部分７３Ａは、タグ４０のボルト部分６４Ａがパッチ７０のナット７１にねじで接続されるとき、表面７４にほぼ接する。同時に、接続されたタグ４０のボルト部分６０（図１）は温度の異常を検出するために、タイヤ１０のショルダー部２８で、ベルトエッジ２１に隣接しているインナーライナー３５の領域にほぼ接して位置している。接続されたタグ４０は１つあるいは複数のベルト２０，２２の端部に隣接したショルダー部２８に位置しているのが好ましいが、タイヤ１０のセンターライン１４の近く、あるいは、その上にタグ４０を配置することも本発明の範囲に含まれる。
【００２６】
第１の温度検出部４４（図２）は、それから、プリント回路基板（ＰＣＢ）のような相互接続基板４を介して、ボルト６４に、その温度、すなわち、パッチ７０が取り付けられているインナーライナー３５の温度を検出するために、従来と同じように熱的に接続される。
【００２７】
パッチ７０の上記アーチ状の横断面（図２）は、パッチ７０と取り付けられたタグ４０、あるいはタグ４０と取り付けられたナット７１がタイヤの回転中にタイヤ１０から離れるのを防ぐと考えられている。これに関連して、パッチ７０とタグ４０が接続されるインナーライナー３５の領域に隣接したタイヤトレッド１６（図１）が回転して地面に接触すると、トレッド１６、したがって、インナーライナー３５と取り付けられたパッチ７０の半径方向外向きに延びたサイド７２は平らになる。その後、パッチ７０とタグ４０が接続されるインナーライナー３５の領域に隣接したタイヤトレッド１６（図１）が回転して地面から離れると、トレッド１６、したがってインナーライナー３５と取り付けられたパッチの半径方向外向きに延びるサイド７２は突然、図１に示されたアーチの形をとる。インナーライナー３５と、図１に示されたアーチの形に一致するパッチの半径方向向きに延びるほぼフラットなサイド７２が突然変形する結果、パッチ７０と取り付けられたタグ４０にかけられたたわみ応力は、パッチ７０と取り付けられたタグ４０、あるいは、タグ４０と取り付けられたナット７１が、タイヤの回転中にタイヤ１０のインナーライナー３５から最終的に離れることを引き起こす。パッチ７０の内向きに延びるサイド７３は図２に示したようにアーチの形をしているとき、パッチ７０は、取り付けられたタグ４０に大きなたわみ応力をかけることなくたわむことができる。
【００２８】
図３に非常に詳しく示すように、マイクロコントローラ４２は、ｐ１からｐ２８のポートを有する第１の従来のマイクロプロセッサ８０を含む。第１のマイクロプロセッサ８０は内部に従来のアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器８２を含む。さらに、第１のマイクロプロセッサ８０は内部に、マイクロプロセッサ８０の複数のポートｐ２−ｐ５、ｐ７に従来と同じように電気的に接続される従来のマルチプレクサ８２Ａを含む。さらに、マイクロプロセッサ８０は内部にポートｐ９とｐ１０に接続される従来のクロック回路８３を含む。
【００２９】
さらに、送信器部５０（図３）は、各データ線、リセットリード線「Ｌｄ」と「Ｌｒ」を介して各リセット信号「Ｒｓ」とデータ信号「Ｄｓ」を受信・送信する、ポートｐ１１で第１のマイクロプロセッサ８０に電気的に従来と同じように接続された内部計数回路８５を有する第２の従来のマイクロプロセッサ８４を含む。第１および第２の温度検出部４４と４６（図４）は、第１および第２の温度サンプリング信号「Ｔｓ１」および「Ｔｓ２」をポートｐ２およびｐ３に出力するために、ポートｐ２およびｐ３で、第１のマイクロプロセッサ８０に直接電気的に接続されるのが好ましい。場合によっては、マイクロコントローラ４２は、第１および第２の温度検出部４４、４６と第１のマイクロプロセッサ８０の間に接続され、増幅された温度サンプリング信号Ｔｓ１およびＴｓ２をポートｐ２およびｐ３に出力する、第１および第２の演算増幅器９０および９２を含む。さらに、マイクロコントローラ４２は、ポート７において圧力検出部４８と第１のマイクロプロセッサ８０の間に従来と同じように電気的に接続される機器増幅器９５を含むのが好ましい。さらに、マイクロコントローラ４２は、圧力検出部４８に直接接続されるのが好ましい、各参照電圧信号「Ｖｒｅｆ」を出力する、従来の参照電圧生成部９６を含むのが好ましい。参照電圧生成部９６は、参照電圧サンプル信号「Ｖｒｅｆ」を第１のマイクロプロセッサ８０に出力するため、ポートｐ５で、第１のマイクロプロセッサ８０にさらに従来と同じように接続されるのが好ましい。場合によっては、マイクロコントローラ４２もまた、参照電圧生成部９６と圧力検出部４８の間に従来と同じように電気的に接続され、増幅された参照電圧サンプル信号Ｖｒｅｆを出力する第３の演算増幅器９８を含む。圧力検出部４８（図１）はタイヤキャビティ１６まで延びる管状部５２（図２）を介してタイヤ１０の空気圧を測定し、空気圧に対応した第１および第２のアナログ圧力信号「Ｐｓ１」および「Ｐｓ２」（図４および図５）を機器増幅器９５に出力する。そして、機器増幅器９５は、圧力信号Ｐｓ１とＰｓ２の間の違いに対応するアナログ圧力差サンプル信号「Ｐｄｓ」を生成し、ポートｐ７で第１のマイクロプロセッサ８０に出力する。圧力差サンプルＰｄｓは一般に、検出された圧力がフルスケール極限のとき最大になり、タイヤ１０の空気が完全に無くなったとき最小になる。
【００３０】
マイクロコントローラ４２（図３）はさらに、ポートｐ９とｐ１０で第１のマイクロプロセッサ８０、したがって、クロック回路８３にそれぞれ電気的に接続されたクロック入力リード線「Ｃｉｎ」およびクロック出力リード線「Ｃｏｕｔ」を有する従来の発振器１００を含む。
【００３１】
さらに、マイクロコントローラ４２（図３）は、両端が送信器部５０のデータリード線Ｌｄおよびリセットリード線Ｌｒに、そして、第１のマイクロプロセッサ８０のポートｐ１３に従来と同じように電気的に接続された、従来のウォッチドッグタイミング部１０５を含むのが好ましい。ウォッチドッグタイミング部１０５は、従来の、内部にある低周波計数発振器１０７を有する第３の従来のマイクロプロセッサ１０６を含む。さらに、ウォッチドッグタイミング部１０５は、第３のマイクロプロセッサ１０６の外に高周波発振器１０８を含む。内部計数発振器１０７は、所定の時間間隔の間、連続する秒連続的にカウントし、所定の時間間隔の間をカウントすると、カウント信号Ｃｓをリセット信号生成発振器１０８に出力し、再び、新しいカウントを始める。ウォッチドッグタイミング部１０５は、送信器データ信号Ｄｓと第１のマイクロプロセッサ８０のポートｐ１３で電圧信号Ｖｓ１を検出しないと、カウント信号Ｃｓを受信したとき、リセット信号生成発振器１０８はウェークアップリセット信号「Ｗｕｐ」を、第１のマイクロプロセッサ８０のポートｐ１に接続された従来のハイインピーダンスプルアップ抵抗１１０を介して、リセットリード線Ｌｒ上の送信器のマイクロプロセッサ８４と第１のマイクロプロセッサ８０の双方に出力する。
【００３２】
マイクロコントローラ４２はまた、単一極、二重偏向の電子スイッチ１１２を含む。スイッチ１１２は、ポート１５で、第１のマイクロプロセッサ８０に電気的に接続され、入力信号を受信する入力信号リード線「Ｌｃ」を含むのが好ましい。さらに、スイッチ１１２は、送信器部５０と第１のマイクロプロセッサ８０の間に延びるデータリード線Ｌｄにポート１１で電気的に接続された共通のリード線「Ｌｃ」を有する。さらに、スイッチ１１２は、ポートｐ１７とｐ１８で第１のマイクロプロセッサ８０にそれぞれ電気的に接続された、通常閉および通常開のスイッチリード線「Ｌｎｃ」および「Ｌｎｏ」を含む。スイッチ１１２が通常開の位置にあるとき、第１のマイクロプロセッサ８０のポートｐ１８からのデータは、送信器部５０のデータリード線Ｌｄに送信器部５０で使用されるために加えられる。スイッチ１１２が通常閉の位置にあるとき、送信器部５０のデータリード線Ｌｄ上のデータは、マイクロプロセッサ８０のポートｐ１７にマイクロプロセッサ８０で使用されるために加えられる。スイッチ１１２は通常、送信器部５０に温度、圧力、参照電圧レベル、送信器電圧レベルのデータ１１４を出力するために、通常開の位置にある。このようなデータ１１４を出力した後、第１のマイクロプロセッサ８０はポートｐ１５からの信号１１６をスイッチ１１２に印加し、その結果、スイッチ１１２は通常開の位置に切り替わる。すると、送信器部５０は肯定応答信号１１８を第１のマイクロプロセッサ８０に出力し、データ１２２を第１のマイクロプロセッサ８０に返す。このようなデータ１２２が肯定応答信号１１８なしに返された場合は、第１のマイクロプロセッサ８０は、スイッチ１１２を通常開の位置に戻し、肯定応答信号１２４が第１のマイクロプロセッサ８０に出力されるか、データが少なくとも２回データリード線Ｌｄに印加されるまで、データ１２２の出力等を繰り返す。
【００３３】
バッテリー５１は、第１の従来の保存キャパシタ１２６を有し、第１のマイクロプロセッサ８０のポートｐ２０、スイッチ１１２、ウォッチドッグタイミング部１０５に、それぞれの起動のために、第１の安定化入力電圧「Ｖｓ１」を出力する、第１のＲＣ回路１２４によって、第１のマイクロプロセッサ８０に従来と同様に電気的に接続されている。さらに、バッテリー５１は、第２の従来の保存キャパシタ１３０を有し、第２の安定化入力電圧「Ｖｓ２」を送信器部５０に出力する、第２のＲＣ回路１２８によって、送信器部５０に従来と同様にして電気的に接続されている。マイクロコントローラ４２（図３と図４）は、第２の保存キャパシタ１３０と第１のマイクロプロセッサ８０のポートｐ４の間に電気的に従来と同じように接続され、送信器部入力電圧Ｖｓ２を検出し、入力電圧サンプル信号「Ｖｓ２ｓ」を第１のマイクロプロセッサ８０のポートｐ５に出力する送信器電圧検出部１３６もまた含むのが好ましい。送信器入力電圧検出部１３６は、第１のマイクロプロセッサ８０に直列に接続された第１のハイインピーダンス抵抗１４０と第１のマイクロプロセッサ８０への両端にグラウンド「Ｇ１」に接続された第２のハイインピーダンス抵抗１４２を含むハイインピーダンス電圧分割回路１３８を含むのが好ましい。場合によっては、増幅された送信器電圧入力サンプル信号Ｖｓ２ｓを送信器入力電圧検出部１３６は、電圧分割回路１３８の第１の抵抗１４０と第１のマイクロプロセッサ８０の間に従来と同じように電気的に接続され、第１のマイクロプロセッサ８０に出力する第４の演算増幅器１４１を含んでもよい。第１のマイクロプロセッサ８０は、検出部４４、４６と、参照電圧生成部９６と、機器増幅器９５へと、それぞれを作動させるため、延びる電圧出力リード線「Ｖｓ１」をさらに含む。さらに、第１、第２、第３、第４の演算増幅器９０、９２、９８、１４０のいずれかを備えているとすると、電圧出力リード線Ｖｓ１はまた、それを作動させるため、そこへと延びる。
【００３４】
第１、第２、第３のマイクロプロセッサ８０、８４、１０６のそれぞれは通常、以後の説明および以下の方法に属する各ステップを実行するようにプログラムされている。タグ４０（図１）が、空気を充填され、ＯＴＲ自動車によって代表される自動車１１のホイールリム１２に搭載されたタイヤ１０に装備されるとき、図５と図６に示された方法が開始される（ステップ２００）。その後、第１のマイクロプロセッサ８０と送信器部５０、したがってその第２のマイクロプロセッサ８４は同時に起動される（ステップ２０２と２０４）。送信器部５０の第２のマイクロプロセッサ８４は次に、１．４秒の時間間隔で例示される所定の時間間隔の終わりにパルス２１０（ステップ２０６）を生成する。パルス２０６は、第２のマイクロプロセッサ８４によって、内部パルスカウンタ８５（ステップ２０８）に印加され、これに続いて、第２のマイクロプロセッサ８４は、一例として１５２のパルスカウント数である、所定のパルスカウントがされたかどうかを調べるステップ２１２を実行する。「Ｎｏ」の返事が返ってきたとすると（ステップ２１０）、処理はステップ２０６に戻って、ステップ２１２の質問に対して「Ｙｅｓ」が返されるまでステップ２０６、ステップ２１０、２１２が繰り返される。本発明の要旨と範囲を逸脱しない限り、パルスカウンタ８５は、一例として、１５２パルスのカウントである所定のカウントがロードされ、連続したパルス２１０がパルスカウンタ８５に印加されるのに応答してゼロまで連続的にカウントダウンするようプログラムされている。いずれの場合も、ステップ２１２の質問に対して「Ｙｅｓ」が返答されると、第２のマイクロプロセッサ８４はパルスカウンタ８３をリセットし（ステップ２１４）、上記のパルス生成・カウントプロセスを再開するために、処理をステップ２０６に戻し、第１のマイクロプロセッサ８０に別のカウント信号２１６を出力する。
【００３５】
カウント信号２１６を検出すると（図５）、第１のマイクロプロセッサ８０は、第１および第２の温度検出部４４および４６、参照電圧生成部９６、送信器電圧検出部１３６、圧力検出部４８にそれらを作動状態にするために電圧Ｖｓ１を印加する（それぞれステップ２２０、２２２、２２４、２２６、２２８）。その結果、第１および第２の温度検出部４４および４６はそれぞれ、タイヤインナーライナー３５とタイヤキャビティ１６の各温度を表わす第１および第２の温度サンプルＴｓ１およびＴｓ２を第１のマイクロプロセッサ８０に出力する（ステップ２３０およびステップ２３２）。さらに、参照電圧生成部９６は、参照電圧Ｖｒｅｆを表わす参照電圧サンプルＶｒｅｆｓを第１のマイクロプロセッサ８０に出力する（ステップ２３４）。さらに、送信器電圧検出部１３６は、送信器電圧Ｖｓ２の代表値である送信器電圧サンプルＶｓ２ｓを第１のマイクロプロセッサ８０に出力する（ステップ２３６）。そして、タイヤ圧力機器増幅器は、タイヤ１０の空気圧力Ｐｓ１を表わす圧力差サンプルＰｄｓを第１のマイクロプロセッサ８０に出力する（ステップ２３８）。
【００３６】
第１のマイクロプロセッサ８０のマルチプレクサ８２Ａは従来と同様に、そのポートｐ２−ｐ５とｐ７を連続的にスキャンし、Ａ／Ｄコンバータに温度と圧力の信号を連続的に印加する。Ａ／Ｄコンバータ８２は、各第１および第２の温度サンプルＴｓ１ｓおよびＴｓ２ｓを、それぞれが１℃あたり１０ｍＶの電圧レベルを有する各デジタル温度信号Ｖｔ１ｓおとびＶｔ２ｓに連続的に、変換し、圧力差サンプルＰｄｓを、１平方インチあたり１パウンドにつき１６ｍＶの電圧レベルを有するデジタル圧力差信号Ｖｐｄｓに変換する（ステップ２４６）。第１のマイクロプロセッサ８０はその後、各デジタル温度サンプル信号Ｖｔ１ｓおよびＶｔ２ｓが、９５℃の温度によって例示される高温に対応する所定の電圧レベルよりも大きいかどうか、そして、デジタル圧力差サンプル信号Ｖｐｄｓが、１平方インチあたり８０パウンドの圧力によって例示される低圧に対応する所定の電圧レベルよりも小さいかどうか、あるいは、１平方インチあたり１２０パウンドの圧力によって例示される高圧に対応する所定の電圧レベルよりも大きいかどうかを連続的に調べる（ステップ２５０および２５２）。ステップ２５０およびステップ２５２の各調査に対する「Ｎｏ」が返答されると、第１のマイクロプロセッサ８０は、各デジタル温度サンプル信号Ｖｔ１ｓおよびＶｔ２ｓが、最後の温度サンプルが取得されてから、±２℃の温度変化によって例示される、選択された温度変化に対応する所定の電圧量だけ変化したかどうか、そして、デジタル圧力差サンプル信号Ｖｐｄｓが、最後の圧力差サンプルが取得されてから、１平方インチあたり±２パウンドの圧力変化によって例示される、選択された圧力変化に対応する所定の電圧量だけ変化したかどうか調べる（ステップ２５４およびステップ２５６）。ステップ２５４とステップ２５６の各ステップに対して「Ｎｏ」が返答されると、処理はステップ２０２に戻される。
【００３７】
一方、ステップ２５０、２５２、２５４、２５６（図６）のいずれか１つの調査に対して「Ｙｅｓ」が返答されると、好ましくない温度サンプルＶｔｓ１あるいはＴｔｓ２、または、好ましくない圧力差サンプル信号Ｖｄｓ、または双方が取得される。すると、第１のマイクロプロセッサ８０は、もしこのような温度サンプル信号Ｖｔ１ｓおよびＶｔ２ｓのいずれかが好ましくない場合、温度サンプル信号Ｖｔ１ｓおよびＶｔ２ｓの双方を送信器マイクロプロセッサ８４のデータリード線Ｌｄに出力し（ステップ２６０）、もしこのような圧力差サンプル信号Ｖｐｄｓが好ましくない場合、圧力差サンプル信号Ｖｐｄｓを送信器マイクロプロセッサ８４のデータリード線Ｌｄに出力し（ステップ２６０）、もしこのような温度サンプル信号Ｖｔ１ｓおよびＶｔ２ｓ、圧力差サンプル信号Ｖｐｄｓのいずれかが好ましくない場合、温度サンプル信号Ｖｔ１ｓおよびＶｔ２ｓの双方と、圧力差サンプル信号Ｖｐｄｓを送信器マイクロプロセッサ８４のデータリード線Ｌｄに印加する（ステップ２６０）。さらに、温度または圧力差サンプル信号Ｖｔｓ１、Ｖｔｓ２、Ｖｐｄｓのいずれかが好ましくないと、第１のマイクロプロセッサ８０はアラーム信号「Ａｌｍ」を生成し、送信器マイクロプロセッサ８４のデータリード線Ｌｄに出力する（ステップ２６０）。上記のアラーム信号Ａｌｍ、サンプル信号Ｖｔｓ１、Ｖｔｓ２、および／またはＶｐｄｓを受信すると、送信器部８４は、このような信号Ａｌｍ、Ｖｔｓ１、Ｖｔｓ２、および／またはＶｐｄｓを複数回、例えば１２回、リモート受信機１５０に送信するのが好ましく（ステップ２６２）、これに続くステップ２６３で、送信肯定応答信号ＡＣＫをマイクロプロセッサ８０のステップ２０２に出力し、それによって処理をステップ２０２に戻す。多重信号送信を得る上記の方法は、送信信号Ａｌｍ、Ｖｔｓ１、Ｖｔｓ２、および／または、Ｖｐｄｓが、送信器部５０によるオリジナルの送信のときに、本発明の範囲に含まれない、他の入力信号をスキャンするリモート受信機１５０によって確実に受信されるために用いられた。
【００３８】
信号Ａｌｍ、Ｖｔｓ１、Ｖｔｓ２、および／またはＶｐｄｓを送信器部５０に出力する（ステップ２６０）ことに加えて、第１のマイクロプロセッサ８０は、上記肯定応答信号ＡＣＫが受信されたかどうかを調べる（ステップ２６４）。ステップ２６４の調査に対して「Ｎｏ」が返答されたとすると、ステップ２６０は繰り返され（２６６）、この後、第１のマイクロプロセッサ８０は上記肯定応答信号ＡＣＫが受信されたかどうかを再び調べる（ステップ２６８）。ステップ２６８に対して「Ｎｏ」が返答されたとすると、ステップ２６０が再び繰り返され（ステップ２７０）、この後、第１のマイクロプロセッサに処理を戻す（ステップ２０２）。ステップ２６４またはステップ２６６のいずれかに対して「Ｙｅｓ」が返答されると、処理は再びステップ２０２に戻される。
【００３９】
図３およびステップ２４０（図５）に示されているように、第１のマイクロプロセッサ８０のマルチプレクサ８２Ａは、送信器入力電圧サンプル信号Ｖｓ２ｓと参照電圧サンプル信号Ｖｒｅｆｓを求めてポートｐ４とｐ５を連続的にスキャンする。このような信号Ｖｓ２ｓを検出すると、マイクロプロセッサ８０は、送信器入力電圧サンプル信号Ｖｓ２ｓが低いかどうかを連続的に調べる（ステップ２９０）。ステップ２９０の調査に対する回答が「Ｎｏ」とすると、処理はステップ２０２に戻され、ステップ２９２の調査に対する回答が「Ｎｏ」だとすると、処理はまたステップ２０２に戻される。しかしながら、ステップ２９０および２９２のいずれか、あるいは双方が「Ｎｏ」だとすると、サンプル信号Ｖｓ２ｓのいずれか、あるいは双方が好ましくないことを意味する。第１のマイクロプロセッサ８０はアラーム信号Ａｌｍを、好ましくない各サンプル信号Ｖｓ２ｓあるいはＶｒｅｆｓに対して生成し（ステップ２９４）、送信器部５０の第２のマイクロプロセッサ８４のデータリード線Ｌｄに出力する。上記のアラーム信号Ａｌｍ、サンプル信号Ｖｓ２ｓまたはＶｒｅｆｓ、または双方を受信すると、送信器部８４は、このような信号Ａｌｍ、Ｖｓ２ｓを複数回、例えば１２回、上で述べた理由により、リモート受信機１５０に送信する（ステップ２９６）のが好ましく、この後ステップ２９８に送信肯定応答信号ＡＣＫを第１のマイクロプロセッサ８０に出力し、それによって処理をステップ２０２に戻す。
【００４０】
さらに、信号Ａｌｍ、Ｖｓ２ｓ、または双方を送信器部５０に出力することに加え、第１のマイクロプロセッサ８０は上記の肯定応答信号ＡＣＫが受信されたかどうか調べる（ステップ３００）。ステップ３００の調査に対して「Ｎｏ」が回答されたとすると、ステップ２９６は繰り返され（ステップ３０２）、これによって、第１のマイクロプロセッサ８０は上記肯定応答信号ＡＣＫが受信されたかどうかを再び調べる（ステップ３０４）。ステップ３０４もまた「Ｎｏ」が返答されたとすると、ステップ２９６が再び繰り返され（ステップ３０６）、これに続いて、第１のマイクロプロセッサに処理を戻す（ステップ２０２）。ステップ３０２と３０６のいずれかあるいは双方における回答が「Ｎｏ」だとすると、処理はまた第１のマイクロプロセッサ８０のステップ２０２に戻される。
【００４１】
本発明のタグ４０（図１）は、リモートコンピュータ１５０に電気的に普通に接続されるリモートコンピュータ１５０（図６）とディスプレイ１６０を含むモニターシステム１４９に組み込むことができる。リモート受信機１５０は、平均の温度サンプル信号Ｖｔｓａｖｇを生成するために、各温度サンプル信号Ｖｔ１ｓとＶｔ２の総和を計算し、総和を数２で割るように従来と同様にプログラムされている従来のマイクロプロセッサ１５２を含むことができる。さらに、リモートコンピュータのマイクロプロセッサ１５２は、ディスプレイ１６０に、送信器部５０から受信した各アラーム信号Ａｌｍ、サンプル信号Ａｌｍ、Ｔｔ１ｓ、Ｔｔ２ｓ、Ｖｓ２ｓ、Ｖｒｅｆｓ、Ｖｐｄｓを表示させ、リモートマイクロプロセッサ１５２によって生成された温度サンプル信号平均Ｖｔｓａｖｇを表示するように従来と同様にプログラムされている。
【００４２】
本明細書で説明された本発明をいくつかのその実施形態において示してきたが、多くの代替、修正、変更が上記の教えを考慮して当業者にとって自明であることが明らかである。したがって、本発明は、添付された請求項の要旨と範囲に含まれるようなすべての代替、修正、変更を含むことを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の、内部に電子タイヤタグが搭載された空気タイヤの部分的な、半分の断面図である。
【図２】 タグの封止部および取り付け構造を示す、図１のタグの全般的な詳細の拡大された横断面図である。
【図３】 本発明の電子制御システムの一部のブロック図である。
【図４】 図３に示された電子制御システムの他の部分のブロック図である。
【図５】 本発明の方法の一部を示すフローチャートである。
【図６Ａ】 図４に示された方法の他の一部分を示すフローチャートである。
【図６Ｂ】 図４に示された方法の他の一部分を示すフローチャートである。

Claims (12)

1. 空気タイヤ（１０）内に取り付けられるパッチにおいて、
   前記タイヤのインナーライナー上に取付けられる第１のサイド（７２）と、アーチ状の形をした第２のサイド（７３）と、電子タグ（４０）のサイド（７４）を有し雄ねじがきられた部材（６４）をねじこむように受け入れる、雌ねじがきられた部材（７１）と、を有するパッチ（７０）を備えていることと、
   前記雄ねじがきられた部材が、前記雌ねじがきられた部材にねじこまれたときに、前記電子タグ（４０）は、前記パッチ（７０）の外部にあり、前記電子タグ（４０）の前記サイド（７４）は、少なくとも部分的に前記パッチ（７０）の前記アーチ状の形をしたサイド（７３）と接することと、
   を特徴とするパッチ。
2. 前記雄ねじがきられた部材が延びてくる前記タグの前記サイドは平坦であることを特徴とする、請求項１に記載のパッチ。
3. 前記雄ねじがきられた部材が前記雌ねじがきられた部材にねじこまれるときに、前記タグの平坦な前記サイドの半分は、前記パッチの前記アーチ状の形をしたサイドに接することを特徴とする、請求項１に記載のパッチ。
4. 前記雌ねじがきられた部材はナット（７１）を含むことを特徴とする、請求項１に記載のパッチ。
5. 前記パッチは、前記タイヤのショルダー部（２８）に隣接して前記インナーライナーに取付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のパッチ。
6. 前記パッチは、前記タイヤの厚さが最大となる前記インナーライナーの領域で前記インナーライナーに取付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のパッチ。
7. 前記パッチは、前記タイヤが最も熱を逃しにくい前記インナーライナーの領域で前記インナーライナーに取付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のパッチ。
8. 前記パッチは、前記タイヤの内部損傷が切迫しているかどうかを判定する上で温度サンプルが最も密接に関連する前記インナーライナーの領域で前記インナーライナーに取付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のパッチ。
9. 前記パッチは加硫されたゴムを含むことを特徴とする、請求項１に記載のパッチ。
10. 前記タグはほぼ矩形をしており、前記サイドはほぼまっすぐであることを特徴とする、請求項１に記載のパッチ。
11. 前記雌ねじがきられた部材はナット（７１）を含み、
    前記雄ねじがきられた部材はボルト（６４）を含む、
    ことを特徴とする、請求項１に記載のパッチ。
12. 前記電子タグは、使用時に、前記ベルトのエッジに隣接した前記タイヤのインナーライナーの温度である第１の温度を検出し（４４）、前記タイヤ内の空気温度である第２の温度を検出し（４６）、かつ、前記タイヤ内の空気圧力を検出する（４８）ようにされていることを特徴とする、請求項１に記載のパッチ。

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