WO2020145070A1 - 異常監視システム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an abnormality monitoring system.
- a technology in which a vehicle is provided with a sensor that detects a substance generated as a sign of an automobile failure and a concentration of the substance (for example, Patent Document 2).
- a concentration of the substance for example, Patent Document 2.
- the detection result of the concentration of a substance that occurs as a sign of a failure is compared with a threshold value, and an alarm is generated when the detection result of the sensor is equal to or higher than the threshold value.
- Patent Document 1 and Patent Document 2 erroneous detection is avoided, or a tire in which an abnormality may have occurred is specified from among a plurality of tires provided in a vehicle. There is room for improvement in what to do.
- an abnormality monitoring system includes a gas sensor provided in the inner cavity of a tire provided in a vehicle or in the vicinity of the tire, and detection of the gas sensor.
- a determination unit that determines whether there is an abnormality in the tire based on the result, and an output unit that outputs data based on the determination result of the determination unit, the gas sensor, when abnormal heat generation occurs in the tire
- a volatile substance is detected, and the volatile substance is a substance derived from an additive added when the tire is manufactured.
- the abnormality monitoring system may include a plurality of gas sensors, and the determination unit may make a determination based on the detection results of the plurality of gas sensors.
- the vehicle includes a plurality of tires, the plurality of gas sensors are provided corresponding to each of the plurality of tires, the determination unit, the detection result of each of the plurality of gas sensors The presence or absence of abnormality of the tire may be determined by comparing the above.
- the plurality of gas sensors are provided at different positions of the vehicle, and the determination unit compares the detection results of the plurality of gas sensors to determine whether or not there is an abnormality in the tire. May be determined.
- the plurality of gas sensors include a gas sensor provided at a position near the tire and a gas sensor provided at a position apart from the vicinity of the tire, and the determination unit is, The presence/absence of abnormality of the tire may be determined by comparing the detection results of the plurality of gas sensors.
- the tire of the vehicle may volatilize the gas of the thiazole compound due to a temperature rise, and the gas sensor may detect at least the concentration of the gas of the thiazole compound.
- the tire of the vehicle may further include a gas sensor that volatilizes a gas of a type other than the thiazole-based compound due to a temperature rise and detects a concentration of a gas of a type other than the thiazole-based compound.
- the gas sensor includes a gas sensor that corresponds to each of a plurality of types of gas and detects the concentration of each gas, and the tire of the vehicle is a plurality of types of substances that volatilize due to a temperature increase, and have boiling points different from each other by a predetermined temperature or more. It may contain a substance.
- the determination unit Further including a temperature sensor for detecting the temperature of the outer surface of the tire or the lumen of the tire, the determination unit, based on the detection result of the gas sensor and the detection result of the temperature sensor, the presence or absence of abnormality of the tire May be determined.
- the determination unit may determine that there is a possibility of abnormal heat generation in the tire of the vehicle when the same gas is detected by the gas sensor after a lapse of a predetermined time after the gas is detected by the gas sensor.
- the judging unit may judge the presence or absence of abnormality of the tire by comparing the detection result of the gas sensor with a predetermined threshold value.
- the determination unit further includes a speed sensor that detects a traveling speed of the vehicle, the determination unit has a plurality of types of predetermined thresholds that can be selected, and the determination unit detects the speed sensor from among the plurality of types of the predetermined thresholds. The determination may be performed using a threshold value selected based on the result.
- an air pressure sensor for detecting the air pressure of the inner cavity of the tire and a temperature sensor for detecting the temperature of the outer surface of the tire or the inner cavity of the tire
- the determination unit for detecting the air pressure of the tire
- the air pressure sensor for detecting the temperature of the outer surface of the tire or the inner cavity of the tire
- the presence/absence of abnormality of the tire may be determined based on the detection result of at least one of the sensor and the detection result of the gas sensor.
- the gas sensor is provided in the vicinity of the other temperature sensor, and the detection result of the other temperature sensor The presence/absence of abnormality of the tire may be determined based on the detection result of the gas sensor.
- the present invention it is possible to avoid erroneous detection and easily identify a tire in which an abnormality may have occurred among a plurality of tires provided on a vehicle.
- FIG. 1 is a diagram showing an example of arrangement of gas sensors in a vehicle.
- FIG. 2 is a diagram showing an example of arrangement of gas sensors in a vehicle.
- FIG. 3 is a block diagram showing the functions of the abnormality monitoring system.
- FIG. 4 is a flowchart showing an example of main operations of the abnormality monitoring system.
- FIG. 5 is a flowchart showing an example of the determination operation of the abnormality monitoring system that determines the position element of the gas sensor arranged in the vehicle.
- FIG. 6 is a flowchart showing a more specific example of the determination operation of FIG.
- FIG. 7 is a flowchart showing a more specific example of the determination operation of FIG. FIG.
- FIG. 8 is a figure which shows the other example of arrangement
- FIG. 9 is a diagram illustrating an example of another abnormality monitoring system that determines by considering a position element.
- FIG. 10 is a flowchart showing an example of the determination operation using the gas detection result by the gas sensor provided on the front surface of the vehicle.
- FIG. 11 is a flowchart showing another example of the determination operation using the gas detection result by the gas sensor provided on the front surface of the vehicle.
- FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an abnormality monitoring system that makes a determination in consideration of a time factor.
- FIG. 13 is a flowchart showing an example of the determination operation of the abnormality monitoring system.
- FIG. 10 is a flowchart showing an example of the determination operation using the gas detection result by the gas sensor provided on the front surface of the vehicle.
- FIG. 11 is a flowchart showing another example of the determination operation using the gas detection result by the gas sensor provided
- FIG. 14 is a flowchart showing another example of the determination operation of the abnormality monitoring system.
- FIG. 15 is a flowchart showing an example of the determination operation of the abnormality monitoring system.
- FIG. 16 is a flowchart showing an example of the determination operation of the abnormality monitoring system.
- FIG. 17 is a flowchart showing an example of the determination operation of the abnormality monitoring system.
- FIG. 18 is a diagram showing an example of an abnormality monitoring system that makes a determination in consideration of the traveling speed of the vehicle.
- FIG. 19 is a flowchart showing an example of the determination operation of the abnormality monitoring system.
- FIG. 20 is a diagram illustrating an example of an abnormality monitoring system that determines the tire pressure and temperature in consideration.
- FIG. 21 is a flowchart showing an example of the determination operation of the abnormality monitoring system.
- FIG. 22 is a flowchart showing another example of the determination operation of the abnormality monitoring system.
- FIG. 23 is a diagram showing an example of changes in the amount of volatilization with respect to changes in temperature.
- FIG. 24 is a diagram showing an example of a chromatogram obtained by gas chromatography.
- FIG. 25 is a diagram showing an example of a chromatogram obtained by gas chromatography.
- FIG. 26 is a diagram showing an example of a chromatogram obtained by gas chromatography.
- FIG. 27 is a diagram showing an example of a chromatogram obtained by gas chromatography.
- FIGS. 1 and 2 are diagrams showing an example of arrangement of gas sensors in vehicle 200. 1 and 2 show an example of arrangement of gas sensors when the vehicle 200 is a lorry.
- a vehicle 200 includes a gas sensor 1A or a gas sensor 1A'. Both the gas sensor 1A and the gas sensor 1A' correspond to the wheels of the tire T.
- the gas sensor 1A is provided near the tire T so as to correspond to the wheels of the tire T.
- the gas sensor 1 ⁇ /b>A′ is provided inside the tire T, that is, in the inner cavity thereof, corresponding to the wheels of the tire T. It can be considered that both the gas sensor 1A and the gas sensor 1A' are provided corresponding to the tire T.
- the vehicle 200 may include both the gas sensor 1A near the tire T and the gas sensor 1A' in the inner cavity of the tire T.
- the vicinity of the tire T is, for example, an inner surface of the tire house 201, that is, a position facing the tire. Since the gas sensor 1A detects a substance that volatilizes from the tire T, it is preferably provided at a position facing the tire T.
- the gas sensor 1A' provided in the inner cavity of the tire T may have a built-in battery for supplying electric power required for its own operation. In addition, electric power may be supplied to the gas sensor 1A' from a battery outside the tire T. Power may be generated in the inner cavity of the tire T and the obtained power may be supplied to the gas sensor 1A'.
- the gas sensors 1A, 1A' detect volatile substances when abnormal heat generation occurs in the tire T.
- the volatile substance is a substance derived from an additive added when manufacturing the tire T.
- a vehicle 200 has two tires on the front wheels and eight tires on the rear wheels.
- the front wheels TFL and TFR of the vehicle 200 are attached to different wheels of the same axle SF.
- FIG. 2 four tires TMR1, TMR2, TML1 and TML2 on the front side of the rear wheels of the vehicle 200 are attached to the same axle SM.
- the tires TMR1 and TMR2 are mounted on the same wheel as double tires.
- the tires TML1 and TML2 are attached to the same wheel as a double tire.
- FIG. 2 four tires TRR1, TRR2, TRL1 and TRL2 on the rear side of the rear wheels of vehicle 200 are attached to the same axle SR.
- the tires TRR1 and TRR2 are mounted on the same wheel as double tires.
- the tires TRL1 and TRL2 are mounted on the same wheel as double tires.
- a plurality of gas sensors 1A, 1B, 1C and 1D are arranged in the vehicle 200.
- the plurality of gas sensors 1A, 1B, 1C and 1D are provided corresponding to wheels different from each other.
- the gas sensor 1A is provided near the front tire TFL of the vehicle 200 (for example, in the tire house).
- the gas sensor 1B is provided in the vicinity of the tire TFR of the front wheels of the vehicle 200 (for example, in the tire house).
- the gas sensor 1C is provided in the vicinity of the tire TRL1 on the rear side of the rear wheels of the vehicle 200 (for example, in the tire house).
- the gas sensor 1D is provided in the vicinity of the tire TRR1 on the rear side of the rear wheel of the vehicle 200 (for example, in the tire house).
- the plurality of gas sensors 1A, 1B, 1C and 1D are provided at different positions of the vehicle 200.
- FIG. 3 is a block diagram showing the functions of the abnormality monitoring system 100.
- the abnormality monitoring system 100 includes a control unit 10, a storage device 20, and an alarm unit 30.
- the control unit 10 is a device that integrally controls the operation of the abnormality monitoring system 100, and includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read-Only Memory), a RAM (Random-Access Memory), and the like.
- the control unit 10 also includes an acquisition unit 11, a determination unit 12, and an input/output unit (I/O) 13. Specifically, these functions are realized by the CPU of the control unit 10 reading and executing various programs.
- the acquisition unit 11 acquires data from various sensors such as a gas sensor.
- the data acquired by the acquisition unit 11 is stored in the storage device 20.
- the input/output unit (I/O) 13 functions as an input unit that inputs data from various sensors such as a gas sensor.
- the input/output unit (I/O) 13 also functions as an output unit that outputs data based on the determination result of the determination unit 12.
- the storage device 20 is a device that stores various programs 21 and various data 22 used for processing in the control unit 10.
- the storage device 20 is composed of, for example, a non-volatile memory or a magnetic storage device.
- the alarm unit 30 is a device that outputs an alarm to the driver of the vehicle 200.
- the alarm unit 30 outputs an alarm based on an alarm signal output from the control unit 10.
- the control unit 10 outputs an alarm signal when it determines that there is a possibility of abnormal heat generation in the tire of the vehicle.
- the alarm unit 30 outputs an alarm to the driver of the vehicle 200.
- the warning is given by, for example, voice output or display output.
- the alarm unit 30 may output an alarm to the driver of the vehicle 200 and may output an alarm to an external device.
- FIG. 4 is a flowchart showing an example of main operations of the abnormality monitoring system 100.
- a power generation device (not shown) of the vehicle 200 has started (step S1).
- the power generation device of the vehicle 200 is, for example, an engine or an electric motor. For example, it may be determined that the power generation device has started when it is detected that the ignition switch of vehicle 200 is turned on.
- step S1 If it is determined in step S1 that the power generation device of the vehicle 200 has started (Yes in step S1), the abnormality monitoring system 100 starts operating (step S2).
- the determination unit 12 determines whether or not each tire of the vehicle 200 has an abnormality (step S3).
- the alarm unit 30 outputs an alarm (step S4).
- the abnormality monitoring system 100 determines whether to end the operation (step S5).
- the operation of the abnormality monitoring system 100 ends (Yes in step S5, step S6).
- step S1 If it is determined in step S1 that the power generation device of the vehicle 200 has not started (No in step S1), the process returns to step S1. If it is determined that there is no abnormality in step S3 (No in step S3) and if the operation is not ended in step S5 (No in step S5), the process returns to step S3, and the abnormality monitoring system 100 continues the operation.
- FIG. 5 is a flowchart showing an example of the determination operation of the abnormality monitoring system 100 that makes determination by considering the position element of the gas sensor arranged in the vehicle 200.
- the determination operation of FIG. 5 is performed as a subroutine for the main operation shown in FIG.
- the abnormality monitoring system 100 determines whether or not gas is detected by any of the gas sensors (step S11).
- the abnormality monitoring system 100 determines the gas concentration detected by the gas sensor and the gas concentration detected by the other gas sensor. It is compared and it is determined whether or not the difference is equal to or more than a predetermined threshold value (step S12). That is, regarding the detected gas concentration, it is determined whether the difference between the plurality of gas sensors is equal to or more than a predetermined threshold value.
- the abnormality monitoring system 100 may have abnormal heat generation in the tire of the vehicle when the difference in gas concentration between the plurality of gas sensors is equal to or more than a predetermined threshold value (Yes in step S12). (Step S13). After that, the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S14).
- step S12 If the difference in gas concentration between the gas sensors is not equal to or greater than the predetermined threshold value as a result of the determination in step S12 (No in step S12), the abnormality monitoring system 100 may cause erroneous recognition due to environmental factors surrounding the vehicle. The determination is made (step S15). After that, the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S14).
- step S11 the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S14) when no gas is detected by any of the gas sensors (No in step S11).
- the gas concentrations detected by the plurality of gas sensors are compared, and it is determined that there is a possibility of abnormal heat generation in the tires of the vehicle only when the difference between them is equal to or greater than a predetermined threshold value. .. Therefore, the possibility of erroneous recognition due to environmental factors around the vehicle can be eliminated, and the possibility of abnormal heat generation of the tire of the vehicle can be determined more accurately.
- detecting the excessive temperature rise of the tire in advance it is possible to prevent the occurrence of abnormal heat generation in the tire to cause a burst, and the heat of the vehicle to heat the tire to cause a failure or a fire.
- FIG. 6 and 7 are flowcharts showing a more specific example of the determination operation of FIG. 6 and 7 show the determination operation using the gas sensors 1C and 1D of FIG.
- the gas sensor 1C is provided corresponding to the tires TRL1 and TRL2 mounted as double tires on the same wheel of the axle SR.
- the gas sensor 1C targets the tires TRL1 and TRL2.
- the gas sensor 1D is provided corresponding to the tires TRR1 and TRR2 mounted as double tires on the same wheel of the axle SR.
- the gas sensor 1D targets the tires TRR1 and TRR2.
- the abnormality monitoring system 100 determines whether or not gas is detected by the gas sensor 1C (step S11a).
- the abnormality monitoring system 100 determines the gas concentration detected by the gas sensor 1C and the gas concentration detected by the other gas sensor 1D. Are compared, and it is determined whether the difference is greater than or equal to a predetermined threshold value (step S12a).
- step S12a if the difference in gas concentration is equal to or more than a predetermined threshold value (Yes in step S12a), the abnormality monitoring system 100 may cause abnormal heat generation in the tire at the wheel position detected by the gas sensor 1C. It is determined that there is (step S13a). After that, the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S14).
- the abnormality monitoring system 100 determines that there is a possibility of erroneous recognition due to environmental factors around the vehicle if the difference in gas concentration is not equal to or more than the predetermined threshold value (No in step S12a) ( Step S15). After that, the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S14).
- the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S14) when the gas sensor 1C does not detect the gas as a result of the determination in step S11a (No in step S11a).
- the abnormality monitoring system 100 determines whether or not gas is detected by the gas sensor 1C (step S11a).
- the abnormality monitoring system 100 determines the gas concentration detected by the gas sensor 1C and the gas concentration detected by the other gas sensor 1D. Are compared, and it is determined whether the difference is greater than or equal to a predetermined threshold value (step S12a).
- step S12a the abnormality monitoring system 100 determines that there is a possibility of abnormal heat generation in the tire of the own vehicle when the difference in gas concentration is equal to or more than a predetermined threshold value (Yes in step S12a) (step S13). ). After that, the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S14).
- the abnormality monitoring system 100 determines that there is a possibility of erroneous recognition due to environmental factors around the vehicle if the difference in gas concentration is not equal to or more than the predetermined threshold value (No in step S12a) ( Step S15). After that, the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S14).
- the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S14) when the gas sensor 1C does not detect the gas as a result of the determination in step S11a (No in step S11a).
- FIG. 8 is a diagram showing another example of arrangement of gas sensors when the vehicle is a freight vehicle.
- the vehicle 200a shown in FIG. 8 is different from the vehicle 200 shown in FIG. 2 in that the gas sensor 1F is provided on the front surface of the vehicle.
- the gas sensor 1F is provided at a position distant from the vicinity of the tire.
- the position away from the vicinity of the tire means the position of the front part of the vehicle where the running wind can be obtained without being affected by the gas volatilized from the tire, the upper part of the car body, the side part of the car body (other than near the tire), the rear part of the car body, The position where the outside air, such as the outer contour portion of the vehicle body, is likely to come into direct contact.
- the gas sensor 1F targets outside air as a measurement target and can detect gas contained in the outside air.
- the plurality of gas sensors 1A, 1B, 1C and 1D, and the gas sensor 1F are provided at different positions of the vehicle 200.
- the gas sensor 1F may be provided inside the air conditioner or the ventilation device mounted on the vehicle 200. In that case, the air taken into the ventilation passage from the outside air inlet of the air conditioner or the ventilation device is regarded as outside air, and is set as the measurement target of the gas sensor 1F. That is, a gas sensor installed in the path of the ventilation path for introducing the outside air in the air conditioner or the ventilation device mounted on the vehicle 200 may be used.
- the gas sensor of the air purifying device may be used as the gas sensor 1F.
- FIG. 9 is a diagram showing an example of another abnormality monitoring system 100a that determines by considering the position element.
- the abnormality monitoring system 100a differs from the abnormality monitoring system 100 described with reference to FIG. 3 in that the control unit 10 acquires the detection result of the gas sensor 1F provided on the front surface of the vehicle 200a. ..
- the gas sensor 1F provided on the front surface of the vehicle 200a hardly detects the volatile gas of each tire of the vehicle 200a. Therefore, the gas sensor 1F provided on the front surface of the vehicle 200a can detect gas due to environmental factors around the vehicle 200a.
- the possibility of abnormal heat generation of the tire can be determined in consideration of the surrounding environmental factors.
- FIG. 10 is a flowchart showing an example of the determination operation using the gas detection result by the gas sensor 1F provided on the front surface of the vehicle 200a.
- the abnormality monitoring system 100a compares the gas concentration detected by the gas sensor 1F with the gas concentration detected by the gas sensor 1A, and determines whether or not there is a difference between them (step S21). If there is a difference in the concentration of the gas to be detected as a result of the determination in step S21 (Yes in step S21), then the abnormality monitoring system 100a detects the difference and the concentration of the gas detected by the gas sensor 1F and the gas sensor 1B. It is determined whether or not there is a difference equal to or more than a predetermined value with respect to the difference between the gas concentration and the gas concentration (step S22).
- the abnormality monitoring system 100 determines that there is a possibility of abnormal heat generation in the tire at the wheel position of the gas sensor 1A (step S23) when there is a difference of a predetermined value or more (Yes in step S22). .. After that, the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S24).
- the abnormality monitoring system 100a determines that there is a possibility of erroneous recognition due to environmental factors around the vehicle (step S25) when there is no difference equal to or more than a predetermined value (No in step S22). .. After that, the abnormality monitoring system 100a returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S24).
- the abnormality monitoring system 100a returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S24) when there is no difference in the detected gas concentrations as a result of the determination in step S21 (No in step S21).
- the gas sensor 1F for the outside air that measures the outside air at a position at least distant from the vicinity of the tire of the vehicle is provided, and the detection results of volatile substances in the gas sensors 1A to 1D provided in the tire cavity or near the tire are provided.
- the presence or absence of tire abnormality can be determined by comparing the detection result of volatile substances by the outside air gas sensor 1F.
- the detection accuracy is improved by comparing the detection result of the outside air different from the detection result of the vicinity of the tire or the tire cavity as described above. Further, by comparing with the detection result of the outside air, it is possible to distinguish from volatile substances derived from heat generation of rubber components other than tires, for example, sliding components such as fan belts.
- FIG. 11 is a flowchart showing another example of the determination operation using the gas detection result by the gas sensor 1F provided on the front surface of the vehicle 200a.
- the abnormality monitoring system 100a determines whether or not there is a prominent value in the gas concentrations detected by the four gas sensors 1A to 1D (step S31).
- the case where there is a prominent value is, for example, a case where the concentration of the gas detected by a certain gas sensor is twice or more the concentration of the gas detected by another gas sensor. If the result of determination in step S31 is that there is a protruding value (Yes in step S31), the abnormality monitoring system 100a then compares the gas concentration of the protruding value with the gas concentration detected by the gas sensor 1F. Then, it is determined whether or not there is a difference of a predetermined value or more (step S32).
- the abnormality monitoring system 100a determines that there is a possibility of abnormal heat generation in the tires of the own vehicle when there is a difference of a predetermined value or more as a result of the determination in step S32 (Yes in step S32) (step S33). After that, the abnormality monitoring system 100a returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S34).
- step S32 determines that there is a possibility of erroneous recognition due to environmental factors around the vehicle (step S35). .. After that, the abnormality monitoring system 100a returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S34).
- the abnormality monitoring system 100a returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S34) when there is no difference in the detected gas concentrations as a result of the determination in step S31 (No in step S31).
- FIG. 12 is a figure which shows the example of the abnormality monitoring system 100b which determines considering a time element.
- the abnormality monitoring system 100b is different from the abnormality monitoring system 100 described with reference to FIG. 3 in that the control unit 10 has a timer 14.
- the timer 14 measures the elapsed time from the time of detection by the gas sensor.
- FIG. 13 is a flowchart showing an example of the determination operation of the abnormality monitoring system 100b.
- the determination operation of FIG. 13 is performed as a subroutine for the main operation shown in FIG.
- the abnormality monitoring system 100b determines whether or not gas is detected by any of the gas sensors (step S41).
- the abnormality monitoring system 100b measures the time by the timer 14 (step S42) and performs the process until a predetermined time elapses. Wait (No in step S42).
- the abnormality monitoring system 100b determines again whether or not gas has been detected by the same gas sensor (step S43).
- the same gas sensor detects gas again as a result of the determination in step S43 (Yes in step S43)
- the abnormality monitoring system 100b determines that there is a possibility of abnormal heat generation in the tire of the own vehicle (step S44). After that, the abnormality monitoring system 100b returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S45).
- the abnormality monitoring system 100b returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S45) when no gas is detected by any of the gas sensors as a result of the determination in step S41 (No in step S41). As a result of the determination in step S43, if the same gas sensor does not detect gas (No in step S43), the abnormality monitoring system 100b returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S45).
- FIG. 14 is a flowchart showing another example of the determination operation of the abnormality monitoring system 100b.
- the determination operation of FIG. 14 is performed as a subroutine for the main operation shown in FIG.
- the abnormality monitoring system 100b determines whether or not gas is detected by any of the gas sensors (step S51).
- the abnormality monitoring system 100b measures the time by the timer 14 and detects the gas in the same gas sensor until a predetermined time elapses. It is determined whether or not to continue (step S52).
- step S52 If the same gas sensor continues to detect gas until the predetermined time by the timer 14 has elapsed (Yes in step S52), the abnormality monitoring system 100b determines that there is a possibility of abnormal heat generation in the tire of the vehicle (step S53). ). After that, the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S54).
- step S51 the abnormality monitoring system 100b returns to the main operation shown in FIG. 4 when no gas is detected by any gas sensor (No in step S51) (step S54).
- step S52 when the abnormality monitoring system 100b stops detecting gas in the same gas sensor before the predetermined time has elapsed (No in step S52), the abnormality monitoring system 100b returns to the main operation illustrated in FIG. 4 (step S54). ..
- the gas is detected by the gas sensor, it is determined that there is a possibility of abnormal heat generation in the tire of the own vehicle only when the gas is continuously detected for a predetermined time. Therefore, the possibility of erroneous detection of the gas sensor can be eliminated, and the possibility of abnormal heat generation of the tire of the vehicle can be determined more accurately.
- the gas is detected by the gas sensor, if the same gas is detected by the gas sensor after a predetermined time has elapsed, it is determined that there is a possibility of abnormal heat generation in the tire of the vehicle.
- the tire may have abnormal heat generation.
- different substances may be added at different places, such as a substance corresponding to the gas A added to the cap rubber of the tread of the tire and a substance corresponding to the gas B added to the side rubber of the tire.
- FIG. 15 is a flowchart showing an example of the determination operation of the abnormality monitoring system 100.
- the determination operation of FIG. 15 is performed as a subroutine for the main operation shown in FIG.
- the abnormality monitoring system 100 determines whether or not the gas A is detected by the gas sensor a (step S61). As a result of the determination in step S61, the abnormality monitoring system 100 determines whether the gas sensor a detects the gas A (Yes in step S61), and then determines whether the gas sensor b detects the gas B (step S62). .. When the gas sensor b detects the gas B as a result of the determination in step S62 (Yes in step S62), the abnormality monitoring system 100 determines that there is a possibility of abnormal heat generation in the tire of the vehicle (step S63). After that, the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S64).
- step S61 the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 when the gas sensor a does not detect the gas A (No in step S61) (step S64).
- step S62 if the gas sensor b does not detect the gas B (No in step S62), the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S64).
- FIG. 16 is a flowchart showing an example of the determination operation of the abnormality monitoring system 100.
- the determination operation of FIG. 16 is performed as a subroutine for the main operation shown in FIG.
- the abnormality monitoring system 100 determines whether or not the gas A is detected by the gas sensor a (step S71). As a result of the determination in step S71, the abnormality monitoring system 100 determines whether the gas sensor a detects the gas A (Yes in step S71), and then determines whether the gas sensor b detects the gas B (step S72). When the gas sensor b detects the gas B as a result of the determination in step S72 (Yes in step S72), the abnormality monitoring system 100 further determines whether or not the gas C is detected in another gas sensor c (step S73). ..
- step S73 When the gas sensor c detects the gas C as a result of the determination in step S73 (Yes in step S73), the abnormality monitoring system 100 determines that there is a possibility of abnormal heat generation in the tire of the own vehicle (step S74). After that, the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S75).
- step S71 if the gas sensor a does not detect the gas A (No in step S71), the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S75).
- step S72 if the gas sensor b does not detect the gas B (No in step S72), the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S75).
- step S73 when the gas sensor c does not detect the gas C (No in step S73), the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S75).
- FIG. 17 is a flowchart showing an example of the determination operation of the abnormality monitoring system 100.
- the determination operation of FIG. 17 is performed as a subroutine for the main operation shown in FIG.
- the abnormality monitoring system 100 determines whether or not the gas A is detected by the gas sensor a (step S81).
- the gas sensor a detects the gas A as a result of the determination in step S81 (Yes in step S81)
- the abnormality monitoring system 100 determines that there is a possibility of abnormal heat generation in the tire of the vehicle (step S82).
- the possibility of abnormal heat generation at this stage is “small”.
- the abnormality monitoring system 100 gives a warning indicating that the possibility of abnormal heat generation is “small”.
- the abnormality monitoring system 100 determines whether or not the gas B is detected by the gas sensor b (step S83). When the gas sensor b detects the gas B as a result of the determination in step S83 (Yes in step S83), the abnormality monitoring system 100 determines that there is a possibility of abnormal heat generation in the tire of the vehicle (step S84). The possibility of abnormal heat generation at this stage is “medium”. At this time, the abnormality monitoring system 100 issues a warning indicating that the possibility of abnormal heat generation is “medium”.
- the abnormality monitoring system 100 determines whether or not the gas C is detected by the gas sensor c (step S85). When the gas sensor c detects the gas C as a result of the determination in step S85 (Yes in step S85), the abnormality monitoring system 100 determines that there is a possibility of abnormal heat generation in the tire of the vehicle (step S86). The possibility of abnormal heat generation at this stage is “high”. At this time, the abnormality monitoring system 100 issues a warning indicating that the possibility of abnormal heat generation is “high”. After that, the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S87).
- step S81 the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 when the gas A is not detected by the gas sensor a (No in step S81) (step S87).
- step S83 if the gas sensor b does not detect the gas B (No in step S83), the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S87). If the result of the determination in step S85 is that the gas sensor c does not detect the gas C (No in step S85), the abnormality monitoring system 100 returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S87).
- a speed sensor may be added and the determination may be made in consideration of the vehicle speed.
- the abnormality in the tire temperature is determined using different thresholds depending on whether the traveling speed of the vehicle is less than the predetermined speed or not less than the predetermined speed.
- the predetermined speed is preferably set, for example, between 5 km/h and 60 km/h.
- the predetermined speed may be set in two stages and two types of threshold values may be used.
- a wind speed sensor may be added to make the determination in consideration of the wind speed at the position of the own vehicle.
- FIG. 18 is a diagram showing an example of an abnormality monitoring system 100c that makes a determination in consideration of the traveling speed of the vehicle.
- the abnormality monitoring system 100c is different from the abnormality monitoring system 100 described with reference to FIG. 3 in that it has a speed sensor 2 and a wind speed sensor 3.
- the speed sensor 2 detects the traveling speed of the vehicle.
- the wind speed sensor 3 detects the wind speed at the position of the host vehicle.
- FIG. 19 is a flowchart showing an example of the determination operation of the abnormality monitoring system 100c.
- the determination operation of FIG. 19 is performed as a subroutine for the main operation shown in FIG.
- the abnormality monitoring system 100c determines whether or not gas is detected by any of the gas sensors (step S91).
- the abnormality monitoring system 100c determines whether the traveling speed detected by the speed sensor 2 is equal to or higher than a predetermined speed when the abnormality monitoring system 100c detects gas in any of the gas sensors as a result of the determination in step S91 (Yes in step S91). It is determined whether or not (step S92).
- the abnormality monitoring system 100c uses the threshold value for high speed to determine whether the gas concentration detected by the gas sensor is equal to or higher than the threshold value for high speed. It is determined whether or not (step S93). As a result of the determination in step S93, if the gas concentration detected by the gas sensor is equal to or higher than the threshold value at the time of high speed (Yes in step S93), the abnormality monitoring system 100c determines that there is a possibility of abnormal heat generation in the tire of the vehicle. Yes (step S94). After that, the abnormality monitoring system 100c returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S95).
- the abnormality monitoring system 100c uses the low speed threshold value and the gas concentration detected by the gas sensor is equal to or higher than the low speed threshold value. It is determined whether or not (step S96). As a result of the determination in step S96, if the gas concentration detected by the gas sensor is equal to or higher than the threshold value at the time of low speed (Yes in step S96), the abnormality monitoring system 100c determines that there is a possibility of abnormal heat generation in the tire of the vehicle. Yes (step S94). After that, the abnormality monitoring system 100c returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S95).
- the abnormality monitoring system 100c determines that the gas is not detected by any of the gas sensors (No in step S91), or as a result of the determination in step S93, the concentration of the gas detected by the gas sensor is If it is not higher than the threshold for high speed (No in step S93), or if the result of the determination in step S96 is that the concentration of the gas detected by the gas sensor is not higher than or equal to the threshold for low speed (No in step S96), the result shown in FIG. The operation returns (step S95).
- the detection result of the wind velocity sensor 3 may be used.
- the determination unit 12 may perform determination using different thresholds depending on whether the wind speed detected by the wind speed sensor 3 is equal to or higher than a predetermined value or lower than the predetermined value.
- An air pressure sensor or a temperature sensor may be added to detect the tire air pressure or temperature, and the determination unit 12 may make a determination in consideration of the detection results.
- FIG. 20 is a diagram showing an example of an abnormality monitoring system 100d that makes determinations in consideration of tire air pressure and temperature.
- the abnormality monitoring system 100d is different from the abnormality monitoring system 100 described with reference to FIG. 3 in that it has an air pressure sensor 4 and a temperature sensor 5.
- the air pressure sensor 4 is installed in the inner cavity of each tire and measures the air pressure of the tire.
- the temperature sensor 5 is, for example, a sensor that is attached to the housing of the air pressure sensor 4 and measures the temperature of the air in the tire lumen. Further, a non-contact type sensor that measures the temperature of the outer surface of the tire may be used.
- the air pressure sensor 4 is already provided, it is preferable to add a temperature sensor in the housing.
- the air pressure sensor 4 and the temperature sensor can share the power source. Since the air pressure in the tire lumen increases as the temperature in the tire lumen increases, it seems that measuring both the air pressure and the temperature is redundant. In reality, the tire may flatten (or slow leak) to lower the air pressure, which may increase the tire deflection and generate heat. Therefore, it is effective to measure both the air pressure and the temperature in order to detect such a case.
- an air pressure sensor 4 that detects the tire air pressure is further included, and a tire temperature abnormality is determined using the detection results of the gas sensors 1A to 1D and the measured value of the air pressure sensor 4.
- the detection accuracy is improved by determining the temperature abnormality of the tire by using both the gas detection result by the gas sensor and the air pressure measurement result by the air pressure sensor.
- the detection accuracy can be improved by using both the gas detection result and the air pressure sensor measurement result.
- FIG. 21 is a flowchart showing an example of the determination operation of the abnormality monitoring system 100d.
- the determination operation of FIG. 21 is performed as a subroutine for the main operation shown in FIG.
- step S102 determines that the air pressure value is equal to or higher than a predetermined value (Yes in step S102). After that, the abnormality monitoring system 100d returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S104).
- step S102 determines that the air pressure value is not equal to or greater than the predetermined value (No in step S102). If the result of determination in step S102 is that the air pressure value is not equal to or greater than the predetermined value (No in step S102), the abnormality monitoring system 100d determines that there is a possibility of erroneous recognition due to environmental factors around the vehicle (step S105). ). After that, the abnormality monitoring system 100d returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S104).
- step S101 the abnormality monitoring system 100d returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S104) when no gas is detected by any gas sensor (No in step S101).
- the determination may be performed in consideration of the value of the temperature detected by the temperature sensor 5. For example, when the value of the air pressure detected by the air pressure sensor 4 is equal to or higher than a predetermined value and the value of the temperature detected by the temperature sensor 5 is equal to or higher than the predetermined value, the process proceeds to step S103, and the air pressure sensor 4 detects the value. If the value of the air pressure is not greater than or equal to the predetermined value, or if the value of the temperature detected by the temperature sensor 5 is not greater than or equal to the predetermined value, the process may proceed to step S105.
- FIG. 22 is a flowchart showing another example of the determination operation of the abnormality monitoring system 100d. In this example, the determination operation of FIG. 22 is performed as a subroutine for the main operation shown in FIG.
- step S102a determines that the temperature value is equal to or higher than a predetermined value (Yes in step S102a). After that, the abnormality monitoring system 100d returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S104).
- the abnormality monitoring system 100d determines that there is a possibility of erroneous recognition due to environmental factors around the vehicle when the temperature value is not equal to or higher than the predetermined value (No in step S102a) (step S105). ). After that, the abnormality monitoring system 100d returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S104).
- step S101 the abnormality monitoring system 100d returns to the main operation shown in FIG. 4 (step S104) when no gas is detected by any gas sensor (No in step S101).
- a gas sensor suitable for use in the above-described abnormality monitoring system detects a substance that volatilizes with a temperature rise among substances contained in a tire. By performing gas sensing on a volatile substance, an abnormal temperature rise of the tire can be detected at low cost.
- the gas sensor may be a semiconductor gas sensor, an electrochemical gas sensor, a biosensor method, or the like.
- the gas that can be detected by the gas sensor is predetermined, and the specific gas is detected.
- the gas to be detected and the gas sensor have a one-to-one correspondence.
- the substances contained in the additive compounded into the tire have a different molecular structure from that at the time of compounding due to a chemical reaction, but some remain unreacted. Further, the substance contained in the additive may be volatilized without changing the molecular structure as it is, but in many cases, part of the molecular structure (such as a group) is separated and volatilized. Therefore, the molecular structure of the substance X contained in a certain additive is not always the same as the volatile substance X'caused by it.
- the substance X that volatilizes without changing the molecular structure as it is and the substance X′ that partly separates and volatilizes the molecular structure are substances derived from the substance X.
- FIG. 23 is a diagram showing an example of changes in the amount of volatilization with respect to changes in temperature.
- FIG. 23 shows an example of changes in the volatilization amounts of the substances Y and Z, which are additives.
- Each of the substance Y and the substance Z has a unique boiling point.
- the substance Y and the substance Z are detected by the corresponding gas sensors.
- volatilization starts at a temperature lower than the temperature at which the boiling point is reached. After that, when the temperature of the tire rises, the volatilization amount of the substance Y and the substance Z increases, and the gas concentration rises.
- the volatilization amount of the substance Y and the substance Z is proportional to the concentration detected by the gas sensor.
- the volatilization amount of the substance Y exceeds the detection threshold TH of the corresponding gas sensor
- the substance Y is detected by the gas sensor.
- the volatilization amount of the substance Z exceeds the detection threshold TH of the corresponding gas sensor, the substance Z is detected by the gas sensor.
- FIG. 24 to 27 are diagrams showing examples of chromatograms obtained by gas chromatography.
- 24 to 27 show examples of substances that volatilize due to residues of additives such as vulcanization accelerators, vulcanization retarders, and antioxidants.
- FIG. 24 is a diagram showing an example of a chromatogram when the cap rubber of the tread portion of the tire is heated at 120° C.
- FIG. 25 is a diagram showing an example of a chromatogram when the cap rubber of the tread portion of the tire is heated at 165° C.
- FIG. 26 is a diagram showing an example of a chromatogram when the side rubber of the tire is heated at 120° C.
- FIG. 27 is a diagram showing an example of a chromatogram when the side rubber of the tire is heated at 165° C. 24 to 27, the horizontal axis represents the holding time and the vertical axis represents the intensity.
- the possibility of abnormal heat generation of the tire can be determined by detecting benzothiazole with a gas sensor. That is, for a tire in which the gas of the thiazole compound is volatilized by the temperature rise, the gas may be detected using at least a gas sensor that detects the concentration of the gas of the thiazole compound.
- benzothiazole and quinoline were volatilized from the cap rubber when heated to 165°C. It is considered that benzothiazole was volatilized from the residue of N-tert-butyl-2-benzothiazolesulfenamide, which is a vulcanization accelerator.
- the quinoline is considered to have volatilized from the residue of poly(2,2,4 trimethyl 1,2 dihydroquinoline) which is an antioxidant.
- the possibility of abnormal heat generation of the tire can be determined by detecting at least one of benzothiazole and quinoline with a gas sensor.
- methyl isobutyl ketone and benzothiazole were volatilized from the side rubber when heated to 120°C. It is considered that benzothiazole was volatilized from N-tert-butyl-2-benzothiazolesulfenamide, which is a vulcanization accelerator.
- the possibility of abnormal heat generation in the tire can be determined by detecting at least one of methyl isobutyl ketone and benzothiazole with a gas sensor.
- benzothiazole, quinoline and phthalimide were volatilized from the side rubber when heated to 165°C. It is considered that benzothiazole was volatilized from the residue of N-tert-butyl-2-benzothiazolesulfenamide, which is a vulcanization accelerator.
- the quinoline is considered to have volatilized from the residue of poly(2,2,4 trimethyl 1,2 dihydroquinoline) which is an antioxidant.
- the phthalimide volatilized from the residue of N-(cyclohexylthio)phthalimide which is a vulcanization retarder.
- the possibility of abnormal heat generation of the tire can be determined by detecting at least one of benzothiazole, quinoline, and phthalimide with a gas sensor.
- each of the above gas sensors preferably includes at least a gas sensor that detects the concentration of the thiazole-based compound. This makes it possible to detect the volatilization of the residue of the vulcanization accelerator contained in the rubber.
- benzothiazole can be detected.
- a sensor for detecting the concentration of the amine compound may be added. This improves the certainty that the source of the detected substance is a tire.
- each of the above gas sensors includes at least a gas sensor that detects the concentration of a thiazole-based compound, and a gas sensor that detects the concentration of another type of gas, and the vehicle tire has the above-mentioned other type due to a temperature increase.
- the gas (1) is volatilized. That is, for tires that volatilize the gas of the thiazole-based compound and the gas of the type other than the thiazole-based compound due to the temperature rise, the gas sensor that detects the concentration of the gas of the thiazole-based compound and the type of gas other than the thiazole-based compound are detected.
- the gas may be detected using a gas sensor.
- gas when gas is detected by both gas sensors, it is determined that there is a possibility of abnormal heat generation in the tire, so that the accuracy of the determination can be increased. In combination with the tire, it can be more accurately distinguished from the abnormal tire temperature rise that occurs in the tires of other vehicles.
- the other type of gas amine compounds, ketones, quinoline (derived from antioxidant), and phthalic acid derivative (derived from residue of vulcanization retarder) are preferable.
- a volatile substance may be enclosed in a microcapsule and mixed with the rubber of a tire. Since the melting point of the microcapsules can be freely designed, the components volatilize when reaching an arbitrary temperature. Therefore, if the microcapsules in which a specific component volatilizes when the temperature reaches the abnormal temperature is mixed with the rubber of the tire and the component is detected by the gas sensor, the abnormal heat generation of the tire can be detected stepwise. .. If the volatile substances corresponding to the respective temperatures are encapsulated in separate microcapsules and mixed in the rubber of the tire, the gas sensor detects the volatile substances stepwise, so that the heat generation of the tire can be detected stepwise.
- a material containing a component that volatilizes as the temperature rises may be applied to at least a part of the tire surface.
- the gas sensor may be installed near the tire outside the tire such as in a tire house, or may be installed in the inner cavity of each tire integrally with the air pressure sensor. Depending on the vehicle, an air pressure sensor may be provided in the inner cavity of each tire. If a gas sensor is provided integrally with the air pressure sensor, the power source of the air pressure sensor and the power source of the gas sensor can be shared.
- a temperature sensor for measuring the temperature of the braking device near the wheel and a gas sensor integrated with or near the temperature sensor are provided, and both the measurement result of the temperature of the braking device and the gas detection result are used.
- the temperature abnormality of the tire may be determined. It is possible to distinguish between the case where the tire itself is abnormally generating heat and the case where the temperature of the tire is rising due to radiant heat or heat conduction due to abnormal heat generation of the vehicle body.
- the alarm signal output from the control unit 10 may be transmitted to an external device of the abnormality monitoring system, and the external device may output an alarm to the driver of the vehicle 200 or an operation manager outside the vehicle. ..
- the alarm signal may be transmitted to the mobile communication network
- the control signal may be transmitted from the server device in the mobile communication network to a communication terminal (for example, a mobile phone or a smartphone) used by the driver of the vehicle 200 or the operation manager. .. Accordingly, even if the alarm unit 30 is not provided, the alarm can be transmitted to the driver of the vehicle 200 or the operation manager by the mobile phone or the smartphone.
- a communication terminal for example, a mobile phone or a smartphone
- the alarm can be transmitted to the driver of the vehicle 200 or the operation manager by the mobile phone or the smartphone.
- the vehicle 200 is a truck or a bus
- the vehicle 200 may be equipped with an ECU (Electronic Control Unit) to configure a travel control system.
- ECU Electronic Control Unit
- the warning signal output from the control unit 10 is input to the ECU of the vehicle 200 to output a warning to the driver, but also the travel control system performs a forced or automatic speed limit. May be.
- the speed may be automatically suppressed by inputting an alarm signal output from the control unit 10 to the ECU.
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Abstract
誤検出を回避し、車両に設けられている複数のタイヤのうち、異常が発生した可能性があるタイヤを容易に特定する。異常監視システム100は、車両に設けられたタイヤの内腔またはタイヤの近傍に設けられたガスセンサ1A~1Dと、各ガスセンサ1A~1Dの検出結果に基づいてタイヤの異常の有無の判定を行う判定部12と、判定部12の判定結果に基づくデータを出力する入出力部13とを含む。ガスセンサ1A~1Dは、タイヤに異常発熱が生じた際の揮発物質を検出する。揮発物質は、タイヤを製造するときに添加された添加剤に由来する物質である。
Description
本発明は、異常監視システムに関する。
走行中の車両において、タイヤに異常が発生すると走行に支障が生じるおそれがある。このため、タイヤの異常を早期に検出することが望ましい。空気入りタイヤの材料が過熱され、タイヤ材料の分解を引き起こす破損温度レベルに達した際に発生する浮遊分子を検出するセンサを用いる技術が知られている(例えば、特許文献1)。この技術においては、センサによって、タイヤ全体の温度又はタイヤ空洞部内に含まれる空気の温度が破損温度レベルに達する前に検出する。
また、自動車の故障の予兆として発生する物質及びその物質の濃度を検出するセンサを車両に設けておく技術が知られている(例えば、特許文献2)。この技術においては、故障の予兆として発生する物質の濃度の検出結果と閾値とを比較して、センサの検出結果が閾値以上である場合には、警報を発生する。
しかしながら、特許文献1および特許文献2に開示されている技術においては、誤検出を回避したり、車両に設けられている複数のタイヤのうち、異常が発生した可能性があるタイヤを特定したりすることに関して改善の余地がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、誤検出を回避し、車両に設けられている複数のタイヤのうち、異常が発生した可能性があるタイヤを容易に特定できる異常監視システムを提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のある態様による異常監視システムは、車両に設けられたタイヤの内腔または前記タイヤの近傍に設けられたガスセンサと、前記ガスセンサの検出結果に基づいて前記タイヤの異常の有無の判定を行う判定部と、前記判定部の判定結果に基づくデータを出力する出力部とを含み、前記ガスセンサは、前記タイヤに異常発熱が生じた際の揮発物質を検出し、前記揮発物質は、前記タイヤを製造するときに添加された添加剤に由来する物質である。
また、異常監視システムにおいて、複数のガスセンサを含み、前記判定部は、複数の前記ガスセンサの検出結果に基づいて判定を行ってもよい。
また、異常監視システムにおいて、前記車両は複数のタイヤを含み、複数の前記ガスセンサは、前記複数のタイヤそれぞれに対応して設けられており、前記判定部は、複数の前記ガスセンサのそれぞれの検出結果を比較することにより、前記タイヤの異常の有無の判定を行ってもよい。
また、異常監視システムにおいて、複数の前記ガスセンサは、前記車両の異なる位置に設けられており、前記判定部は、複数の前記ガスセンサのそれぞれの検出結果を比較することにより、前記タイヤの異常の有無の判定を行ってもよい。
また、異常監視システムにおいて、複数の前記ガスセンサは、前記タイヤの近傍の位置に設けられているガスセンサと、前記タイヤの近傍より離れた位置に設けられているガスセンサとを含み、前記判定部は、複数の前記ガスセンサのそれぞれの検出結果を比較することにより、前記タイヤの異常の有無の判定を行ってもよい。
また、前記車両のタイヤは、温度上昇によってチアゾール系化合物のガスを揮発し、前記ガスセンサは、少なくとも前記チアゾール系化合物のガスの濃度を検出するものであってもよい。
さらに、前記車両のタイヤは、温度上昇によって前記チアゾール系化合物以外の種類のガスを揮発し、前記チアゾール系化合物以外の種類のガスの濃度を検出するガスセンサをさらに含んでもよい。
前記ガスセンサは、複数種類のガスそれぞれに対応し、各ガスの濃度を検出するガスセンサを含み、前記車両のタイヤは、温度上昇によって揮発する複数種類の物質であって、沸点が互いに所定温度以上異なる物質を含んでもよい。
前記タイヤの外表面または前記タイヤの内腔の温度を検出する温度センサをさらに含み、前記判定部は、前記ガスセンサの検出結果と前記温度センサの検出結果とに基づいて、前記タイヤの異常の有無を判定してもよい。
前記判定部は、前記ガスセンサにおいてガスを検出した後、所定時間経過後に前記ガスセンサにおいて同じガスを検出している場合に、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定してもよい。
前記判定部は、前記ガスセンサの検出結果を所定閾値と比較することによって、前記タイヤの異常の有無を判定してもよい。
前記車両の走行速度を検出する速度センサをさらに含み、前記判定部は、選択可能な複数種類の所定閾値を有し、前記判定部は、複数種類の前記所定閾値のうち、前記速度センサの検出結果に基づいて選択した閾値を用いて前記判定を行ってもよい。
前記タイヤの内腔の空気圧を検出する空気圧センサと前記タイヤの外表面または前記タイヤの内腔の温度を検出する温度センサとの少なくとも一方をさらに含み、前記判定部は、前記空気圧センサと前記温度センサとの少なくとも一方の検出結果と、前記ガスセンサの検出結果とに基づいて、前記タイヤの異常の有無を判定してもよい。
前記車両の車輪近傍に設けられた制動装置の温度を検出する他の温度センサをさらに含み、前記ガスセンサは、前記他の温度センサの近傍に設けられており、前記他の温度センサの検出結果と前記ガスセンサの検出結果とに基づいて、前記タイヤの異常の有無を判定してもよい。
本発明によれば、誤検出を回避し、車両に設けられている複数のタイヤのうち、異常が発生した可能性があるタイヤを容易に特定できる。
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の各実施形態の説明において、他の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。各実施形態により本発明が限定されるものではない。また、各実施形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。なお、この実施形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
[ガスセンサの配置]
図1および図2は、車両200におけるガスセンサの配置の例を示す図である。図1および図2は、車両200が貨物自動車である場合のガスセンサの配置の例を示す。
図1および図2は、車両200におけるガスセンサの配置の例を示す図である。図1および図2は、車両200が貨物自動車である場合のガスセンサの配置の例を示す。
図1において、車両200は、ガスセンサ1A、または、ガスセンサ1A’を備えている。ガスセンサ1A、ガスセンサ1A’は、いずれもタイヤTの車輪に対応している。ガスセンサ1Aは、タイヤTの車輪に対応して、タイヤTの近傍に設けられる。ガスセンサ1A’は、タイヤTの車輪に対応して、タイヤTの内部すなわち内腔に設けられる。ガスセンサ1A、ガスセンサ1A’は、いずれもタイヤTに対応して設けられていると考えることもできる。なお、車両200は、タイヤTの近傍のガスセンサ1AとタイヤTの内腔のガスセンサ1A’との両方を備えていてもよい。
ここで、タイヤTの近傍とは、例えば、タイヤハウス201の内部表面、すなわちタイヤに面した位置である。ガスセンサ1Aは、タイヤTから揮発する物質を検出するため、タイヤTに面した位置に設けられていることが好ましい。
タイヤTの内腔に設けられたガスセンサ1A’は、自身の動作に必要な電力を供給するための電池を内蔵していてもよい。また、タイヤTの外部の電池からガスセンサ1A’に電力が供給されてもよい。タイヤTの内腔において発電し、得られた電力をガスセンサ1A’に供給してもよい。
ガスセンサ1A、1A’は、タイヤTに異常発熱が生じた際の揮発物質を検出する。揮発物質は、タイヤTを製造するときに添加された添加剤に由来する物質である。
図2において、車両200は、前輪に2つのタイヤ、後輪に8つのタイヤを備えている。車両200の前輪のタイヤTFLおよびタイヤTFRは、同じ車軸SFの異なる車輪に取付けられている。
図2において、車両200の後輪の前側の4つのタイヤTMR1、TMR2、TML1およびTML2は、同じ車軸SMに取付けられている。タイヤTMR1とタイヤTMR2とはダブルタイヤとして同じ車輪に取付けられている。タイヤTML1とタイヤTML2とはダブルタイヤとして同じ車輪に取付けられている。
図2において、車両200の後輪の後側の4つのタイヤTRR1、TRR2、TRL1およびTRL2は、同じ車軸SRに取付けられている。タイヤTRR1とタイヤTRR2とはダブルタイヤとして同じ車輪に取付けられている。タイヤTRL1とタイヤTRL2とはダブルタイヤとして同じ車輪に取付けられている。
本例では、複数のガスセンサ1A、1B、1Cおよび1Dを車両200に配置している。複数のガスセンサ1A、1B、1Cおよび1Dは、互いに異なる車輪に対応して設けられている。ガスセンサ1Aは、車両200の前輪のタイヤTFLの近傍(例えば、タイヤハウス内)に設けられている。ガスセンサ1Bは、車両200の前輪のタイヤTFRの近傍(例えば、タイヤハウス内)に設けられている。ガスセンサ1Cは、車両200の後輪の後側のタイヤTRL1の近傍(例えば、タイヤハウス内)に設けられている。ガスセンサ1Dは、車両200の後輪の後側のタイヤTRR1の近傍(例えば、タイヤハウス内)に設けられている。このように、複数のガスセンサ1A、1B、1Cおよび1Dは、車両200の異なる位置に設けられている。
[異常監視システムの機能]
図3は、異常監視システム100の機能を示すブロック図である。図3において、異常監視システム100は、制御部10と、記憶装置20と、警報部30とを備える。制御部10は、異常監視システム100の動作を統括的に制御する装置であり、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read-Only Memory)、RAM(Random-Access Memory)などを備える。また、制御部10は、取得部11と、判定部12と、入出力部(I/O)13とを有する。具体的には、制御部10のCPUが、各種のプログラムを読み込んで実行することにより、これらの機能が実現される。
図3は、異常監視システム100の機能を示すブロック図である。図3において、異常監視システム100は、制御部10と、記憶装置20と、警報部30とを備える。制御部10は、異常監視システム100の動作を統括的に制御する装置であり、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read-Only Memory)、RAM(Random-Access Memory)などを備える。また、制御部10は、取得部11と、判定部12と、入出力部(I/O)13とを有する。具体的には、制御部10のCPUが、各種のプログラムを読み込んで実行することにより、これらの機能が実現される。
取得部11は、ガスセンサなど各種センサのデータを取得する。取得部11が取得したデータは、記憶装置20に記憶される。入出力部(I/O)13は、ガスセンサなど各種センサのデータを入力する入力部として機能する。また、入出力部(I/O)13は、判定部12の判定結果に基づくデータを出力する出力部として機能する。
記憶装置20は、制御部10での処理に用いられる各種プログラム21や各種データ22を格納する装置である。記憶装置20は、例えば、不揮発性メモリあるいは磁気記憶装置により構成される。
警報部30は、車両200の運転者に対して警報を出力する装置である。警報部30は、制御部10から出力される警報信号に基づいて警報を出力する。制御部10は、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定した場合に、警報信号を出力する。警報部30は、車両200の運転者に対して警報を出力する。警報は、例えば音声出力や表示出力によって行われる。また、警報部30は、車両200の運転者に対して警報を出力するとともに、外部装置に向けて警報を出力してもよい。
[異常監視システムの主要な動作]
図4は、異常監視システム100の主要動作などの例を示すフローチャートである。図4において、最初に、車両200の動力発生装置(図示せず)が始動したか否かの判定が行われる(ステップS1)。車両200の動力発生装置とは、例えば、エンジン、電動機である。例えば、車両200のイグニッションスイッチがオンになったことを検出したときに、動力発生装置が始動したと判定してもよい。
図4は、異常監視システム100の主要動作などの例を示すフローチャートである。図4において、最初に、車両200の動力発生装置(図示せず)が始動したか否かの判定が行われる(ステップS1)。車両200の動力発生装置とは、例えば、エンジン、電動機である。例えば、車両200のイグニッションスイッチがオンになったことを検出したときに、動力発生装置が始動したと判定してもよい。
ステップS1において、車両200の動力発生装置が始動したと判定された場合(ステップS1においてYes)、異常監視システム100は動作を開始する(ステップS2)。
異常監視システム100においては、車両200の各タイヤについて、異常があるか否か判定部12が判定する(ステップS3)。ステップS3において、異常があると判定された場合(ステップS3においてYes)、警報部30による警報を出力する(ステップS4)。その後、異常監視システム100は動作を終了するか否か判定する(ステップS5)。動作を終了する場合、異常監視システム100の動作は終了する(ステップS5においてYes、ステップS6)。
なお、ステップS1において、車両200の動力発生装置が始動していないと判定された場合(ステップS1においてNo)、ステップS1に戻る。ステップS3において異常なしと判定された場合(ステップS3においてNo)、および、ステップS5において動作を終了しない場合(ステップS5においてNo)、ステップS3に戻り、異常監視システム100は動作を継続する。
[位置要素を考慮して判定する異常監視システム]
図5は、車両200に配置されているガスセンサの位置要素を考慮して判定する異常監視システム100の判定動作の例を示すフローチャートである。本例では、図5の判定動作を、図4に示す主要動作に対するサブルーチンとして行う。
図5は、車両200に配置されているガスセンサの位置要素を考慮して判定する異常監視システム100の判定動作の例を示すフローチャートである。本例では、図5の判定動作を、図4に示す主要動作に対するサブルーチンとして行う。
図5において、異常監視システム100は、いずれかのガスセンサにおいてガスを検出したか否か判定する(ステップS11)。異常監視システム100は、ステップS11の判定の結果、いずれかのガスセンサにおいてガスを検出した場合(ステップS11においてYes)、そのガスセンサによって検出されるガス濃度と他のガスセンサによって検出されるガス濃度とを比較し、その差異が所定の閾値以上か否か判定する(ステップS12)。つまり、検出されるガス濃度について、複数のガスセンサ間での差異が所定の閾値以上か否か判定する。
異常監視システム100は、ステップS12の判定の結果、複数のガスセンサ間でのガス濃度の差異が所定の閾値以上である場合(ステップS12においてYes)、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する(ステップS13)。その後、異常監視システム100は、図4に示す主要動作に戻る(ステップS14)。
異常監視システム100は、ステップS12の判定の結果、ガスセンサ間のガス濃度の差異が所定の閾値以上でない場合(ステップS12においてNo)、車両の周囲の環境要因などによる誤認識の可能性があると判定する(ステップS15)。その後、異常監視システム100は、図4に示す主要動作に戻る(ステップS14)。
異常監視システム100は、ステップS11の判定の結果、いずれのガスセンサにおいてもガスを検出していない場合(ステップS11においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS14)。
以上の動作によれば、複数のガスセンサにおいて検出したガスの濃度を比較し、それらの差が所定の閾値以上である場合に限って、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する。このため、車両の周囲の環境要因などによる誤認識の可能性を排除し、自車のタイヤの異常発熱の可能性をより正確に判定できる。タイヤの過度な温度上昇を事前に検出することにより、タイヤに異常発熱が発生してバーストしたり、車両の熱によりタイヤが加熱されて故障や火災が発生したりするのを未然に防止できる。
また、タイヤが異常発熱する場合、複数のタイヤ全てにおいて異常発熱が同時に発生する場合は少ないため、複数のタイヤの検出結果を比較することにより、誤検出を抑止することができる。
図6および図7は、図5の判定動作のより具体的な例を示すフローチャートである。図6および図7は、図2のガスセンサ1Cおよび1Dを利用した判定動作を示す。ガスセンサ1Cは、車軸SRの同じ車輪にダブルタイヤとして取付けられているタイヤTRL1およびタイヤTRL2に対応して設けられている。ガスセンサ1Cは、タイヤTRL1およびタイヤTRL2を検出対象とする。ガスセンサ1Dは、車軸SRの同じ車輪にダブルタイヤとして取付けられているタイヤTRR1およびタイヤTRR2に対応して設けられている。ガスセンサ1Dは、タイヤTRR1およびタイヤTRR2を検出対象とする。
図6において、異常監視システム100は、ガスセンサ1Cにおいてガスを検出したか否か判定する(ステップS11a)。異常監視システム100は、ステップS11aの判定の結果、ガスセンサ1Cにおいてガスを検出した場合(ステップS11aにおいてYes)、そのガスセンサ1Cによって検出されるガス濃度と、他のガスセンサ1Dによって検出されるガス濃度とを比較し、その差異が所定の閾値以上か否か判定する(ステップS12a)。
異常監視システム100は、ステップS12aの判定の結果、ガス濃度の差異が所定の閾値以上である場合(ステップS12aにおいてYes)、ガスセンサ1Cが検出対象とする車輪位置のタイヤにおいて異常発熱の可能性があると判定する(ステップS13a)。その後、異常監視システム100は、図4に示す主要動作に戻る(ステップS14)。
異常監視システム100は、ステップS12aの判定の結果、ガス濃度の差異が所定の閾値以上でない場合(ステップS12aにおいてNo)、車両の周囲の環境要因などによる誤認識の可能性があると判定する(ステップS15)。その後、異常監視システム100は、図4に示す主要動作に戻る(ステップS14)。
異常監視システム100は、ステップS11aの判定の結果、ガスセンサ1Cにおいてガスを検出していない場合(ステップS11aにおいてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS14)。
また、図7において、異常監視システム100は、ガスセンサ1Cにおいてガスを検出したか否か判定する(ステップS11a)。異常監視システム100は、ステップS11aの判定の結果、ガスセンサ1Cにおいてガスを検出した場合(ステップS11aにおいてYes)、そのガスセンサ1Cによって検出されるガス濃度と、他のガスセンサ1Dによって検出されるガス濃度とを比較し、その差異が所定の閾値以上か否か判定する(ステップS12a)。
異常監視システム100は、ステップS12aの判定の結果、ガス濃度の差異が所定の閾値以上である場合(ステップS12aにおいてYes)、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する(ステップS13)。その後、異常監視システム100は、図4に示す主要動作に戻る(ステップS14)。
異常監視システム100は、ステップS12aの判定の結果、ガス濃度の差異が所定の閾値以上でない場合(ステップS12aにおいてNo)、車両の周囲の環境要因などによる誤認識の可能性があると判定する(ステップS15)。その後、異常監視システム100は、図4に示す主要動作に戻る(ステップS14)。
異常監視システム100は、ステップS11aの判定の結果、ガスセンサ1Cにおいてガスを検出していない場合(ステップS11aにおいてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS14)。
図8は、車両が貨物自動車である場合のガスセンサの配置の他の例を示す図である。図8の車両200aは、図2に示す車両200とは異なり、車両の前面にガスセンサ1Fが設けられている。ガスセンサ1Fは、タイヤの近傍より離れた位置に設けられる。タイヤ近傍より離れた位置とは、タイヤから揮発するガスの影響を受けずに走行風を得られる車両前部の位置や、車体の上部、車体の側部(タイヤ近傍以外)、車体の後部など、車体の外輪郭部等の外気が直接当たりやすい位置である。ガスセンサ1Fは、外気を測定対象とし、外気に含まれるガスを検出することができる。このように、複数のガスセンサ1A、1B、1Cおよび1D、ならびにガスセンサ1Fは、車両200の異なる位置に設けられている。車両200に搭載されている、空調装置または換気装置の内部にガスセンサ1Fを設けても良い。その場合、空調装置または換気装置の外気導入口から通風路に取り込まれた空気を外気とみなし、ガスセンサ1Fの測定対象とする。つまり、車両200に搭載されている空調装置または換気装置における、外気を導入する通風路の経路内に設置されたガスセンサを用いても良い。なお、空気清浄装置が車両に設けられている場合、空気清浄装置のガスセンサを上記のガスセンサ1Fとして利用してもよい。
図9は、位置要素を考慮して判定する他の異常監視システム100aの例を示す図である。図9において、異常監視システム100aが図3を参照して説明した異常監視システム100と異なる点は、制御部10が、車両200aの前面に設けられたガスセンサ1Fの検出結果を取得する点である。車両200aの前面に設けられたガスセンサ1Fは、車両200aの各タイヤの揮発ガスをほとんど検出しない。このため、車両200aの前面に設けられたガスセンサ1Fは、車両200aの周囲の環境要因によるガスを検出することができる。ガスセンサ1Fによるガスの検出結果を利用することにより、周囲の環境要因を考慮して、タイヤの異常発熱の可能性を判定することができる。
図10は、車両200aの前面に設けられたガスセンサ1Fによるガスの検出結果を利用した判定動作の例を示すフローチャートである。図10において、異常監視システム100aは、ガスセンサ1Fが検出するガスの濃度と、ガスセンサ1Aが検出するガスの濃度とを比較し、それらに差があるか否か判定する(ステップS21)。異常監視システム100aは、ステップS21の判定の結果、検出するガスの濃度に差がある場合(ステップS21においてYes)、次に、その差と、ガスセンサ1Fが検出するガスの濃度とガスセンサ1Bが検出するガスの濃度との差異との間に所定値以上の差があるか否か判定する(ステップS22)。
異常監視システム100は、ステップS22の判定の結果、所定値以上の差がある場合(ステップS22においてYes)、ガスセンサ1Aの車輪位置のタイヤにおいて異常発熱の可能性があると判定する(ステップS23)。その後、異常監視システム100は、図4に示す主要動作に戻る(ステップS24)。
異常監視システム100aは、ステップS22の判定の結果、所定値以上の差がない場合(ステップS22においてNo)、車両の周囲の環境要因などによる誤認識の可能性があると判定する(ステップS25)。その後、異常監視システム100aは、図4に示す主要動作に戻る(ステップS24)。
異常監視システム100aは、ステップS21の判定の結果、検出するガスの濃度に差がない場合(ステップS21においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS24)。
以上のように、車両の少なくともタイヤ近傍より離れた位置の外気を測定する外気用のガスセンサ1Fを設けておき、タイヤ内腔またはタイヤ近傍に設けられたガスセンサ1A~1Dにおける揮発物質の検出結果と外気用のガスセンサ1Fによる揮発物質の検出結果とを比較することにより、タイヤ異常の有無を判定できる。
ここで、例えば、連続した高速走行時など、全てのタイヤの温度が徐々に上昇する場合には誤検出する可能性がある。このため、上記のようにタイヤ近傍やタイヤ内腔の検出結果とは別の外気についての検出結果と比較することにより、検出精度が向上する。また、外気についての検出結果と比較することにより、タイヤ以外のゴム部品、例えばファンベルト等の摺動部品の発熱に由来する揮発物質と区別することができる。
図11は、車両200aの前面に設けられたガスセンサ1Fによるガスの検出結果を利用した判定動作の他の例を示すフローチャートである。図11において、異常監視システム100aは、4つのガスセンサ1A~1Dが検出するガスの濃度について、突出した値があるか否か判定する(ステップS31)。突出した値がある場合とは、例えば、あるガスセンサが検出するガスの濃度が他のガスセンサが検出するガスの濃度に対して2倍以上である場合である。異常監視システム100aは、ステップS31の判定の結果、突出した値がある場合(ステップS31においてYes)、次に、その突出した値のガスの濃度とガスセンサ1Fが検出するガスの濃度とを比較し、それらに所定値以上の差があるか否か判定する(ステップS32)。
異常監視システム100aは、ステップS32の判定の結果、所定値以上の差がある場合(ステップS32においてYes)、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する(ステップS33)。その後、異常監視システム100aは、図4に示す主要動作に戻る(ステップS34)。
異常監視システム100aは、ステップS32の判定の結果、所定値以上の差がない場合(ステップS32においてNo)、車両の周囲の環境要因などによる誤認識の可能性があると判定する(ステップS35)。その後、異常監視システム100aは、図4に示す主要動作に戻る(ステップS34)。
異常監視システム100aは、ステップS31の判定の結果、検出するガスの濃度に差がない場合(ステップS31においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS34)。
[時間要素を考慮して判定する異常監視システム]
図12は、時間要素を考慮して判定する異常監視システム100bの例を示す図である。図12において、異常監視システム100bが、図3を参照して説明した異常監視システム100と異なる点は、制御部10がタイマー14を有する点である。タイマー14は、ガスセンサによる検出時点からの経過時間などを計測する。
図12は、時間要素を考慮して判定する異常監視システム100bの例を示す図である。図12において、異常監視システム100bが、図3を参照して説明した異常監視システム100と異なる点は、制御部10がタイマー14を有する点である。タイマー14は、ガスセンサによる検出時点からの経過時間などを計測する。
図13は、異常監視システム100bの判定動作の例を示すフローチャートである。本例では、図13の判定動作を、図4に示す主要動作に対するサブルーチンとして行う。
図13において、異常監視システム100bは、いずれかのガスセンサにおいてガスを検出したか否か判定する(ステップS41)。異常監視システム100bは、ステップS41の判定の結果、いずれかのガスセンサにおいてガスを検出した場合(ステップS41においてYes)、タイマー14によって時間を計測し(ステップS42)、所定時間が経過するまで処理を待つ(ステップS42においてNo)。
異常監視システム100bは、タイマー14による所定時間が経過した場合(ステップS42においてYes)、再び同じガスセンサにおいてガスを検出したか否か判定する(ステップS43)。異常監視システム100bは、ステップS43の判定の結果、再び同じガスセンサにおいてガスを検出した場合(ステップS43においてYes)、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する(ステップS44)。その後、異常監視システム100bは、図4に示す主要動作に戻る(ステップS45)。
異常監視システム100bは、ステップS41の判定の結果、いずれのガスセンサにおいてもガスを検出していない場合(ステップS41においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS45)。異常監視システム100bは、ステップS43の判定の結果、同じガスセンサにおいてガスを検出していない場合(ステップS43においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS45)。
以上の動作によれば、ガスセンサにおいてガスを検出した後、所定時間経過後にそのガスセンサにおいて再度同じガスを検出している場合に、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する。このため、ガスセンサの誤検出などの可能性を排除し、自車のタイヤの異常発熱の可能性をより正確に判定できる。
図14は、異常監視システム100bの判定動作の他の例を示すフローチャートである。本例では、図14の判定動作を、図4に示す主要動作に対するサブルーチンとして行う。
図14において、異常監視システム100bは、いずれかのガスセンサにおいてガスを検出したか否か判定する(ステップS51)。異常監視システム100bは、ステップS51の判定の結果、いずれかのガスセンサにおいてガスを検出した場合(ステップS51においてYes)、タイマー14によって時間を計測し、所定時間が経過するまで同じガスセンサにおいてガスを検出し続けるか否か判定する(ステップS52)。
異常監視システム100bは、タイマー14による所定時間が経過するまで同じガスセンサにおいてガスを検出し続けた場合(ステップS52においてYes)、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する(ステップS53)。その後、異常監視システム100は、図4に示す主要動作に戻る(ステップS54)。
異常監視システム100bは、ステップS51の判定の結果、いずれのガスセンサにおいてもガスを検出していない場合(ステップS51においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS54)。異常監視システム100bは、ステップS52の判定の結果、所定時間が経過する前に、同じガスセンサにおいてガスを検出しなくなった場合(ステップS52においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS54)。
以上の動作によれば、ガスセンサにおいてガスを検出した後、所定時間継続してガスを検出した場合に限って、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する。このため、ガスセンサの誤検出などの可能性を排除し、自車のタイヤの異常発熱の可能性をより正確に判定できる。この場合においても、ガスセンサにおいてガスを検出した後、所定時間経過後にそのガスセンサにおいて同じガスを検出している場合に、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する。
[複数種類のガスとガスセンサとのペアを用いる場合]
ところで、検出対象である複数種類のガスとガスセンサとのペアを複数用意しておき、すべてのペアのガスセンサにおいてガスを検出した場合に、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定してもよい。例えば、あるガスAとこのガスAを検出するガスセンサaとのペアと、他のガスBとこのガスBを検出する他のガスセンサbとのペアとを用意する。ガスAおよびガスBは、共に、タイヤから揮発する物質によるガスである。そして、ガスセンサaとガスセンサbとを同じタイヤの近傍に設けておく。ガスセンサaがガスAを検出し、かつ、ガスセンサbがガスBを検出した場合に、そのタイヤに異常発熱の可能性があると判定する。なお、ガスAに対応する物質をタイヤのトレッドのキャップゴムに添加し、ガスBに対応する物質をタイヤのサイドゴムに添加するなど、異なる場所に異なる物質を添加しておいてもよい。こうすることにより、ガスAを検出した場合にはタイヤのトレッドが異常発熱したことがわかり、ガスBを検出した場合にはタイヤのサイドゴムが異常発熱したことがわかる。つまり、検出したガスによって、タイヤにおいて異常発熱した箇所を特定することができる。
ところで、検出対象である複数種類のガスとガスセンサとのペアを複数用意しておき、すべてのペアのガスセンサにおいてガスを検出した場合に、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定してもよい。例えば、あるガスAとこのガスAを検出するガスセンサaとのペアと、他のガスBとこのガスBを検出する他のガスセンサbとのペアとを用意する。ガスAおよびガスBは、共に、タイヤから揮発する物質によるガスである。そして、ガスセンサaとガスセンサbとを同じタイヤの近傍に設けておく。ガスセンサaがガスAを検出し、かつ、ガスセンサbがガスBを検出した場合に、そのタイヤに異常発熱の可能性があると判定する。なお、ガスAに対応する物質をタイヤのトレッドのキャップゴムに添加し、ガスBに対応する物質をタイヤのサイドゴムに添加するなど、異なる場所に異なる物質を添加しておいてもよい。こうすることにより、ガスAを検出した場合にはタイヤのトレッドが異常発熱したことがわかり、ガスBを検出した場合にはタイヤのサイドゴムが異常発熱したことがわかる。つまり、検出したガスによって、タイヤにおいて異常発熱した箇所を特定することができる。
図15は、異常監視システム100の判定動作の例を示すフローチャートである。本例では、図15の判定動作を、図4に示す主要動作に対するサブルーチンとして行う。
図15において、異常監視システム100は、上記ガスセンサaにおいてガスAを検出したか否か判定する(ステップS61)。異常監視システム100は、ステップS61の判定の結果、ガスセンサaにおいてガスAを検出した場合(ステップS61においてYes)、次に、上記ガスセンサbにおいてガスBを検出したか否か判定する(ステップS62)。異常監視システム100は、ステップS62の判定の結果、ガスセンサbにおいてガスBを検出した場合(ステップS62においてYes)、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する(ステップS63)。その後、異常監視システム100は、図4に示す主要動作に戻る(ステップS64)。
異常監視システム100は、ステップS61の判定の結果、上記ガスセンサaにおいてガスAを検出していない場合(ステップS61においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS64)。異常監視システム100は、ステップS62の判定の結果、上記ガスセンサbにおいてガスBを検出していない場合(ステップS62においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS64)。
以上の動作によれば、すべてのペアのガスセンサにおいてガスを検出した場合に、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する。このため、ガスセンサの誤検出などの可能性を排除し、自車のタイヤの異常発熱の可能性をより正確に判定できる。
検出対象である複数種類のガスとガスセンサとのペアの数を増加してもよい。図16は、異常監視システム100の判定動作の例を示すフローチャートである。本例では、図16の判定動作を、図4に示す主要動作に対するサブルーチンとして行う。
図16において、異常監視システム100は、ガスセンサaにおいてガスAを検出したか否か判定する(ステップS71)。異常監視システム100は、ステップS71の判定の結果、ガスセンサaにおいてガスAを検出した場合(ステップS71においてYes)、次に、ガスセンサbにおいてガスBを検出したか否か判定する(ステップS72)。異常監視システム100は、ステップS72の判定の結果、ガスセンサbにおいてガスBを検出した場合(ステップS72においてYes)、さらに、他のガスセンサcにおいてガスCを検出したか否か判定する(ステップS73)。異常監視システム100は、ステップS73の判定の結果、ガスセンサcにおいてガスCを検出した場合(ステップS73においてYes)、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する(ステップS74)。その後、異常監視システム100は、図4に示す主要動作に戻る(ステップS75)。
異常監視システム100は、ステップS71の判定の結果、上記ガスセンサaにおいてガスAを検出していない場合(ステップS71においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS75)。異常監視システム100は、ステップS72の判定の結果、上記ガスセンサbにおいてガスBを検出していない場合(ステップS72においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS75)。異常監視システム100は、ステップS73の判定の結果、上記ガスセンサcにおいてガスCを検出していない場合(ステップS73においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS75)。
以上の動作によれば、すべてのペアのガスセンサにおいてガスを検出した場合に、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する。このため、ガスセンサの誤検出などの可能性を排除し、自車のタイヤの異常発熱の可能性をより正確に判定できる。
ところで、タイヤの製造において本来用いない物質をタイヤに添加しておき、その物質に由来して揮発するガスを検出するようにしてもよい。その物質は、タイヤ毎にユニークなものとしておけば、揮発するガスを検出することによって、異常発熱の可能性のあるタイヤを特定することができる。つまり、特定のガスを揮発する物質をタイヤに添加しておき、そのガスとガスセンサとのペアを用意する。特定のガスをタイヤごとにユニークなガスとすることにより、検出したガスにより、異常発熱の可能性があるタイヤをより正確に特定することができる。さらに、2種類以上の物質をタイヤ毎にユニークに組み合わせてタイヤに添加しておけば、多数のタイヤを備えた車両についても、ガスセンサで検出したガスの組合せによって、異常発熱の可能性のあるタイヤを特定することができる。
検出対象である複数種類のガスとガスセンサとのペアを複数用意しておき、ペアの1つのガスセンサがガスを検出する毎に警告を出力するようにしてもよい。このとき、異常発熱の可能性の程度を段階的に警告することが好ましい。図17は、異常監視システム100の判定動作の例を示すフローチャートである。本例では、図17の判定動作を、図4に示す主要動作に対するサブルーチンとして行う。
図17において、異常監視システム100は、ガスセンサaにおいてガスAを検出したか否か判定する(ステップS81)。異常監視システム100は、ステップS81の判定の結果、ガスセンサaにおいてガスAを検出した場合(ステップS81においてYes)、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する(ステップS82)。この段階での異常発熱の可能性は「小」とする。このとき、異常監視システム100は、異常発熱の可能性は「小」であることを示す警告を行う。
異常監視システム100は、ガスセンサbにおいてガスBを検出したか否か判定する(ステップS83)。異常監視システム100は、ステップS83の判定の結果、ガスセンサbにおいてガスBを検出した場合(ステップS83においてYes)、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する(ステップS84)。この段階での異常発熱の可能性は「中」とする。このとき、異常監視システム100は、異常発熱の可能性は「中」であることを示す警告を行う。
異常監視システム100は、ガスセンサcにおいてガスCを検出したか否か判定する(ステップS85)。異常監視システム100は、ステップS85の判定の結果、ガスセンサcにおいてガスCを検出した場合(ステップS85においてYes)、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する(ステップS86)。この段階での異常発熱の可能性は「大」とする。このとき、異常監視システム100は、異常発熱の可能性は「大」であることを示す警告を行う。その後、異常監視システム100は、図4に示す主要動作に戻る(ステップS87)。
異常監視システム100は、ステップS81の判定の結果、上記ガスセンサaにおいてガスAを検出していない場合(ステップS81においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS87)。異常監視システム100は、ステップS83の判定の結果、上記ガスセンサbにおいてガスBを検出していない場合(ステップS83においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS87)。異常監視システム100は、ステップS85の判定の結果、上記ガスセンサcにおいてガスCを検出していない場合(ステップS85においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS87)。
[車両の速度を考慮して判定する異常監視システム]
ところで、車両の走行速度によってタイヤハウス内の気流の速度が異なるため、タイヤから発生したガスの拡散状態が異なる。車両の走行速度が大きい場合は、タイヤハウス内の気流の速度は大きい。車両の走行速度が小さい場合は、タイヤハウス内の気流の速度は小さい。このため、車両の走行速度がガスセンサの検出結果に影響し、判定に誤りが生じる可能性がある。また、車両が道路上で停止中や渋滞中においては、他の車両のタイヤから揮発するガスや車両の周囲の環境がガスセンサの検出結果に影響し、判定に誤りが生じる可能性がある。
ところで、車両の走行速度によってタイヤハウス内の気流の速度が異なるため、タイヤから発生したガスの拡散状態が異なる。車両の走行速度が大きい場合は、タイヤハウス内の気流の速度は大きい。車両の走行速度が小さい場合は、タイヤハウス内の気流の速度は小さい。このため、車両の走行速度がガスセンサの検出結果に影響し、判定に誤りが生じる可能性がある。また、車両が道路上で停止中や渋滞中においては、他の車両のタイヤから揮発するガスや車両の周囲の環境がガスセンサの検出結果に影響し、判定に誤りが生じる可能性がある。
このような判定の誤りを避けて適切に判定するため、速度センサを追加し、車両の速度を考慮して判定してもよい。この場合、例えば、車両の走行速度が所定速度未満である場合と、所定速度以上である場合とで、異なる閾値を用いてタイヤの温度の異常を判定する。所定速度は、例えば、5km/hから60km/hの間に設定すると好ましい。所定速度を2段階とし、2種類の閾値を用いても良い。さらに、風速センサを追加し、自車両の位置における風速を考慮して判定してもよい。
図18は、車両の走行速度を考慮して判定する異常監視システム100cの例を示す図である。図18において、異常監視システム100cが、図3を参照して説明した異常監視システム100と異なる点は、速度センサ2、風速センサ3を有する点である。速度センサ2は自車の走行速度を検出する。風速センサ3は、自車両の位置における風速を検出する。
図19は、異常監視システム100cの判定動作の例を示すフローチャートである。本例では、図19の判定動作を、図4に示す主要動作に対するサブルーチンとして行う。
図19において、異常監視システム100cは、いずれかのガスセンサにおいてガスを検出したか否か判定する(ステップS91)。異常監視システム100cは、異常監視システム100cは、ステップS91の判定の結果、いずれかのガスセンサにおいてガスを検出した場合(ステップS91においてYes)、速度センサ2で検出した走行速度が所定速度以上か否か判定する(ステップS92)。
異常監視システム100cは、ステップS92の判定の結果、走行速度が所定速度以上である場合(ステップS92においてYes)、高速時の閾値を用い、ガスセンサによって検出したガスの濃度が高速時の閾値以上か否か判定する(ステップS93)。異常監視システム100cは、ステップS93の判定の結果、ガスセンサによって検出したガスの濃度が高速時の閾値以上である場合(ステップS93においてYes)、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する(ステップS94)。その後、異常監視システム100cは、図4に示す主要動作に戻る(ステップS95)。
また、異常監視システム100cは、ステップS92の判定の結果、走行速度が所定速度以上でない場合(ステップS92においてNo)、低速時の閾値を用い、ガスセンサによって検出したガスの濃度が低速時の閾値以上か否か判定する(ステップS96)。異常監視システム100cは、ステップS96の判定の結果、ガスセンサによって検出したガスの濃度が低速時の閾値以上である場合(ステップS96においてYes)、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する(ステップS94)。その後、異常監視システム100cは、図4に示す主要動作に戻る(ステップS95)。
異常監視システム100cは、ステップS91の判定の結果、いずれかのガスセンサにおいてもガスを検出していない場合(ステップS91においてNo)、または、ステップS93の判定の結果、ガスセンサによって検出したガスの濃度が高速時の閾値以上でない場合(ステップS93においてNo)、または、ステップS96の判定の結果、ガスセンサによって検出したガスの濃度が低速時の閾値以上でない場合(ステップS96においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS95)。
以上のように車両の速度によって閾値を変えることでその影響を考慮した判定が可能になる。なお、タイヤハウス内の気流の速度は、風速の影響を受けるため、風速センサ3の検出結果を利用してもよい。風速センサ3によって検出する風速が所定値以上である場合と所定値未満である場合とで、判定部12において異なる閾値を用いて判定してもよい。
[タイヤの空気圧や温度を考慮して判定する異常監視システム]
空気圧センサや、温度センサを追加し、タイヤの空気圧や温度を検出し、判定部12においてそれらの検出結果を考慮して判定してもよい。
空気圧センサや、温度センサを追加し、タイヤの空気圧や温度を検出し、判定部12においてそれらの検出結果を考慮して判定してもよい。
図20は、タイヤの空気圧や温度を考慮して判定する異常監視システム100dの例を示す図である。図20において、異常監視システム100dが、図3を参照して説明した異常監視システム100と異なる点は、空気圧センサ4、温度センサ5を有する点である。空気圧センサ4は、各タイヤの内腔に設置され、タイヤの空気圧を測定する。温度センサ5は、例えば、空気圧センサ4の筐体に併設されて、タイヤ内腔の空気の温度を測定するセンサである。また、タイヤの外表面の温度を測定する非接触式のセンサでもよい。空気圧センサ4がすでに設けられている場合については、その筐体内に温度センサを追加することが好ましい。このようにすれば、空気圧センサ4と温度センサとが、電源を共用することができる。なお、タイヤ内腔の温度が上昇するとタイヤ内腔の空気圧も上昇するので、空気圧と温度との両方を測定することは、一見、重複しているように思われる。現実には、タイヤがパンク(またはスローリーク)して空気圧が低下し、それによってタイヤたわみが大きくなって発熱する場合もある。したがって、そのような場合を検知するためには空気圧と温度との両方を測定することは有効である。
本例では、タイヤの空気圧を検出する空気圧センサ4をさらに含み、上記ガスセンサ1A~1Dによる検出結果と、上記空気圧センサ4の測定値とを用いてタイヤの温度異常を判定する。温度上昇に伴い、タイヤ内腔の空気も暖められて空気圧が上昇する場合がある。このため、ガスセンサによるガスの検出結果と空気圧センサによる空気圧の測定結果との両方を用いてタイヤの温度異常を判定することにより、検出精度が向上する。タイヤが異常発熱した場合は、タイヤの空気圧も上昇するため、ガスの検出結果と空気圧センサの測定結果との両方を用いることによって、検出の精度を高めることができる。
図21は、異常監視システム100dの判定動作の例を示すフローチャートである。本例では、図21の判定動作を、図4に示す主要動作に対するサブルーチンとして行う。
図21において、異常監視システム100dは、いずれかのガスセンサにおいてガスを検出したか否か判定する(ステップS101)。異常監視システム100dは、異常監視システム100dは、ステップS101の判定の結果、いずれかのガスセンサにおいてガスを検出した場合(ステップS101においてYes)、空気圧センサ4において検出した空気圧の値が所定値以上か否か判定する(ステップS102)。
異常監視システム100dは、ステップS102の判定の結果、空気圧の値が所定値以上である場合(ステップS102においてYes)、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する(ステップS103)。その後、異常監視システム100dは、図4に示す主要動作に戻る(ステップS104)。
異常監視システム100dは、ステップS102の判定の結果、空気圧の値が所定値以上でない場合(ステップS102においてNo)、車両の周囲の環境要因などによる誤認識の可能性があると判定する(ステップS105)。その後、異常監視システム100dは、図4に示す主要動作に戻る(ステップS104)。
異常監視システム100dは、ステップS101の判定の結果、いずれのガスセンサにおいてもガスを検出していない場合(ステップS101においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS104)。
ところで、図21のステップS102において、温度センサ5において検出した温度の値も考慮して判定を行ってもよい。例えば、空気圧センサ4において検出した空気圧の値が所定値以上であり、かつ、温度センサ5において検出した温度の値が所定値以上である場合にステップS103の処理に進み、空気圧センサ4において検出した空気圧の値が所定値以上でない場合または温度センサ5において検出した温度の値が所定値以上でない場合にステップS105の処理に進むようにしてもよい。
また、図21のステップS102において、空気圧センサ4において検出した空気圧の値は考慮せず、温度センサ5において検出した温度の値を考慮して判定を行ってもよい。図22は、異常監視システム100dの判定動作の他の例を示すフローチャートである。本例では、図22の判定動作を、図4に示す主要動作に対するサブルーチンとして行う。
図22において、異常監視システム100dは、いずれかのガスセンサにおいてガスを検出したか否か判定する(ステップS101)。異常監視システム100dは、異常監視システム100dは、ステップS101の判定の結果、いずれかのガスセンサにおいてガスを検出した場合(ステップS101においてYes)、温度センサ5において検出した温度の値が所定値以上か否か判定する(ステップS102a)。
異常監視システム100dは、ステップS102aの判定の結果、温度の値が所定値以上である場合(ステップS102aにおいてYes)、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する(ステップS103)。その後、異常監視システム100dは、図4に示す主要動作に戻る(ステップS104)。
異常監視システム100dは、ステップS102aの判定の結果、温度の値が所定値以上でない場合(ステップS102aにおいてNo)、車両の周囲の環境要因などによる誤認識の可能性があると判定する(ステップS105)。その後、異常監視システム100dは、図4に示す主要動作に戻る(ステップS104)。
異常監視システム100dは、ステップS101の判定の結果、いずれのガスセンサにおいてもガスを検出していない場合(ステップS101においてNo)、図4に示す主要動作に戻る(ステップS104)。
[ガスセンサ]
上記の異常監視システムに用いて好適なガスセンサは、タイヤに含まれる物質の中で温度上昇に伴って揮発する物質を検出する。揮発する物質に対してガスセンシングを行うことで安価にタイヤの異常な温度上昇を検出できる。ガスセンサは、半導体式ガスセンサや、電気化学式ガスセンサ、バイオセンサ方式等、いずれでもよい。
上記の異常監視システムに用いて好適なガスセンサは、タイヤに含まれる物質の中で温度上昇に伴って揮発する物質を検出する。揮発する物質に対してガスセンシングを行うことで安価にタイヤの異常な温度上昇を検出できる。ガスセンサは、半導体式ガスセンサや、電気化学式ガスセンサ、バイオセンサ方式等、いずれでもよい。
ガスセンサが検出することができるガスは予め決まっており、その特定のガスを検出する。検出対象のガスとガスセンサとは一対一に対応する。互いに異なる複数種類のガスをガスセンサで検出する場合、検出対象のガスそれぞれに対応するガスセンサを用意する必要がある。すなわち、ガスとガスセンサとのペアを複数用意する必要がある。
[ガスセンサによる検出]
タイヤに配合した添加剤に含まれる物質は、化学反応を起こして配合時とは分子構造が異なるものもあるが、未反応のまま残っているものもある。また、添加剤に含まれる物質が、そのまま分子構造を変えずに揮発する場合もあるが、多くは分子構造の一部(~基など)が分離して揮発する。従って、ある添加剤に含まれる物質Xの分子構造と、それが原因となる揮発物質X’とは同一であるとは限らない。そのまま分子構造を変えずに揮発する物質X、および、分子構造の一部が分離して揮発する物質X’は、いずれも物質Xに由来する物質である。
タイヤに配合した添加剤に含まれる物質は、化学反応を起こして配合時とは分子構造が異なるものもあるが、未反応のまま残っているものもある。また、添加剤に含まれる物質が、そのまま分子構造を変えずに揮発する場合もあるが、多くは分子構造の一部(~基など)が分離して揮発する。従って、ある添加剤に含まれる物質Xの分子構造と、それが原因となる揮発物質X’とは同一であるとは限らない。そのまま分子構造を変えずに揮発する物質X、および、分子構造の一部が分離して揮発する物質X’は、いずれも物質Xに由来する物質である。
また、物質によって揮発し易さは異なり、揮発しやすい物質は沸点に到達する温度よりも低い温度で揮発する。図23は、温度の変化に対する揮発量の変化の例を示す図である。図23は、添加剤である物質Yおよび物質Zについて、揮発量の変化の例を示す。物質Y、物質Zは、それぞれ固有の沸点を有する。物質Y、物質Zは、それぞれ対応するガスセンサによって検出される。
図23に示すように、物質Y、物質Zについては、沸点に到達する温度よりも低い温度で揮発が開始される。その後、タイヤの温度が上昇すると、物質Y、物質Zの揮発量が増加し、ガスの濃度が上昇する。物質Y、物質Zの揮発量は、ガスセンサによる検出濃度に比例する。物質Yの揮発量が対応するガスセンサの検出閾値THを超えると、物質Yがガスセンサによって検出される。物質Zの揮発量が対応するガスセンサの検出閾値THを超えると、物質Zがガスセンサによって検出される。
図23に示すように、タイヤの温度を徐々に上げた場合、ある物質が揮発する濃度は温度に対して幅を持つ。このことより、ガスセンサにおいて濃度検出に閾値を設定し、濃度が閾値を超えた場合を「検出」と呼ぶのであって、物質の揮発が開始された時点が「検出」ではない。
[ガスセンサによって検出される物質の例]
図24~図27は、ガスクロマトグラフィーによって得られるクロマトグラムの例を示す図である。図24~図27は、加硫促進剤、加硫遅延剤、老化防止剤などの添加剤の残渣に由来して揮発する物質の例を示す。図24は、タイヤのトレッド部のキャップゴムを120℃で加熱した場合のクロマトグラムの例を示す図である。図25は、タイヤのトレッド部のキャップゴムを165℃で加熱した場合のクロマトグラムの例を示す図である。図26は、タイヤのサイドゴムを120℃で加熱した場合のクロマトグラムの例を示す図である。図27は、タイヤのサイドゴムを165℃で加熱した場合のクロマトグラムの例を示す図である。図24~図27において、横軸は保持時間、縦軸は強度である。
図24~図27は、ガスクロマトグラフィーによって得られるクロマトグラムの例を示す図である。図24~図27は、加硫促進剤、加硫遅延剤、老化防止剤などの添加剤の残渣に由来して揮発する物質の例を示す。図24は、タイヤのトレッド部のキャップゴムを120℃で加熱した場合のクロマトグラムの例を示す図である。図25は、タイヤのトレッド部のキャップゴムを165℃で加熱した場合のクロマトグラムの例を示す図である。図26は、タイヤのサイドゴムを120℃で加熱した場合のクロマトグラムの例を示す図である。図27は、タイヤのサイドゴムを165℃で加熱した場合のクロマトグラムの例を示す図である。図24~図27において、横軸は保持時間、縦軸は強度である。
図24を参照すると、120℃に加熱した場合、キャップゴムからベンゾチアゾール(Benzothiazole)の残渣が揮発したことがわかる。ベンゾチアゾールは、加硫促進剤であるN-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミドの残渣に由来して揮発したと考えられる。ベンゾチアゾールをガスセンサで検出することによって、タイヤの異常発熱の可能性を判定できる。つまり、温度上昇によってチアゾール系化合物のガスを揮発するタイヤについては、少なくともチアゾール系化合物のガスの濃度を検出するガスセンサを用いてガスを検出すればよい。
図25を参照すると、165℃に加熱した場合、キャップゴムから、ベンゾチアゾールおよびキノリン(Quinoline)が揮発したことがわかる。ベンゾチアゾールは、加硫促進剤であるN-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミドの残渣に由来して揮発したと考えられる。キノリンは、老化防止剤であるポリ(2,2,4トリメチル1,2ジヒドロキノリン)の残渣に由来して揮発したと考えられる。ベンゾチアゾール、キノリンの少なくとも一方をガスセンサで検出することによって、タイヤの異常発熱の可能性を判定できる。
図26を参照すると、120℃に加熱した場合、サイドゴムからメチルイソブチルケトン(Methyl Isobutyl ketone)およびベンゾチアゾールが揮発したことがわかる。ベンゾチアゾールは、加硫促進剤であるN-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミドに由来して揮発したと考えられる。メチルイソブチルケトン、ベンゾチアゾールの少なくとも一方をガスセンサで検出することによって、タイヤの異常発熱の可能性を判定できる。
図27を参照すると、165℃に加熱した場合、サイドゴムからベンゾチアゾール、キノリンおよびフタルイミド(Phthalimide)が揮発したことがわかる。ベンゾチアゾールは、加硫促進剤であるN-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミドの残渣に由来して揮発したと考えられる。キノリンは、老化防止剤であるポリ(2,2,4トリメチル1,2ジヒドロキノリン)の残渣に由来して揮発したと考えられる。フタルイミドは、加硫遅延剤であるN‐(シクロヘキシルチオ)フタルイミドの残渣に由来して揮発したと考えられる。ベンゾチアゾール、キノリン、フタルイミドの少なくとも1つをガスセンサで検出することによって、タイヤの異常発熱の可能性を判定できる。
以上のことから、上記の各ガスセンサは、少なくともチアゾール系化合物の濃度を検出するガスセンサを含むことが好ましい。これにより、ゴムに含まれる加硫促進剤の残渣が揮発したものを検出できる。特に、ベンゾチアゾールを検出できる。また、他にアミン系化合物の濃度を検出するセンサを追加しても良い。これにより、検出した物質の出所がタイヤであることの確かさが向上する。
また、上記の各ガスセンサは、少なくともチアゾール系化合物の濃度を検出するガスセンサと、さらに他の種類のガスの濃度を検出するガスセンサとを含み、かつ、車両のタイヤは、温度上昇によって上記他の種類のガスが揮発することが好ましい。つまり、温度上昇によってチアゾール系化合物のガスおよびチアゾール系化合物以外の種類のガスを揮発するタイヤについては、チアゾール系化合物のガスの濃度を検出するガスセンサとともに、チアゾール系化合物以外の種類のガスを検出するガスセンサを用いてガスを検出すればよい。そして、両方のガスセンサにおいてガスを検出した場合に、タイヤに異常発熱の可能性があると判定することにより、判定の正確さを高めることができる。タイヤとの組み合わせにより、他の車両のタイヤで発生している異常なタイヤ温度上昇との区別がより高精度になる。上記他の種類のガスとしては、アミン系化合物や、ケトン類、キノリン(老化防止剤に由来する)、フタル酸誘導体(加硫遅延剤の残渣に由来する)が好ましい。さらに、一般的なタイヤには配合されない物質をタイヤに配合しておくのも好ましい。そのような物質に由来するガスについては、そのガスの検出に特化したガスセンサを用意すれば検出できる。
さらに、上記の各ガスセンサは、複数種類のガスそれぞれに対応し、各ガスの濃度を検出するガスセンサを含み、かつ、車両のタイヤは、温度上昇によって揮発する複数種類の物質であって、沸点が互いに所定温度以上異なる物質を含むことが好ましい。上記所定温度は、例えば10℃である。これにより、沸点が互いに10℃以上異なる物質に由来するガスを順次検出することにより、タイヤの温度上昇を段階的に検出することができる。
[変形例]
上記の各異常監視システムについては、以下の変形例が考えられる。
(1)マイクロカプセルに揮発物質を封入し、それをタイヤのゴムに混合しても良い。マイクロカプセルは、融点を自由に設計できるため、任意の温度に達した時に成分が揮発する。このため、異常温度に相当する温度に達した時に特定の成分が揮発するマイクロカプセルをタイヤのゴムに混合しておき、その成分をガスセンサで検出すれば、タイヤの異常発熱を段階的に検出できる。各温度に対応する揮発物質を別々のマイクロカプセルに封入し、それをタイヤのゴムに混合しておけば、ガスセンサは揮発物質を段階的に検出するので、タイヤの発熱を段階的に検出できる。
上記の各異常監視システムについては、以下の変形例が考えられる。
(1)マイクロカプセルに揮発物質を封入し、それをタイヤのゴムに混合しても良い。マイクロカプセルは、融点を自由に設計できるため、任意の温度に達した時に成分が揮発する。このため、異常温度に相当する温度に達した時に特定の成分が揮発するマイクロカプセルをタイヤのゴムに混合しておき、その成分をガスセンサで検出すれば、タイヤの異常発熱を段階的に検出できる。各温度に対応する揮発物質を別々のマイクロカプセルに封入し、それをタイヤのゴムに混合しておけば、ガスセンサは揮発物質を段階的に検出するので、タイヤの発熱を段階的に検出できる。
(2)温度上昇に伴って揮発する成分を含む材料を、タイヤ表面の少なくとも一部に塗布しておいてもよい。摩耗に伴って消失しないようにするために、トレッド部の溝底や、タイヤサイド部の表面などに上記材料を塗布することが好ましい。この場合、タイヤ表面からガスが揮発するので、上記(1)のようにゴムに混合する場合よりも、ガスセンサの検出感度が向上する。
(3)ガスセンサはタイヤハウスなどタイヤの外側でタイヤの近傍に設置されてもよいが、空気圧センサと一体的に各タイヤの内腔に設置されても良い。車両によっては、各タイヤの内腔に空気圧センサを設けることがあり、空気圧センサと一体的にガスセンサを設ければ、空気圧センサの電源とガスセンサの電源とを共用することができる。
(4)車輪近傍の制動装置の温度を測定する他の温度センサと、その温度センサと一体にまたは近傍にガスセンサを備え、制動装置の温度の測定結果とガスの検出結果との両方を用いてタイヤの温度異常を判定してもよい。タイヤ自体が異常発熱している場合と、車体の異常発熱の輻射熱または熱伝導によりタイヤの温度が上昇している場合とを区別することができる。
(5)各タイヤの内腔と外側近傍との両方にガスセンサを設けてもよい。こうすることにより、異常発熱が発生したタイヤについては、そのタイヤの内腔と外側近傍との両方のガスセンサが同じガスを検出する。これに対し、他の正常なタイヤについては内腔と外側との両方のガスセンサがガスを検出しないか、または外側近傍のガスセンサだけがガスを検出する。このため、各タイヤの内腔と外側近傍との両方にガスセンサを設けることにより、車両に設けられている複数のタイヤのうちの異常発熱が発生したタイヤを特定することができる。同じ車輪に取付けられているダブルタイヤについても、異常発熱が発生したタイヤを特定することができる。
(6)制御部10から出力される警報信号を、異常監視システムの外部の装置に送信し、外部の装置から車両200の運転者や車両の外の運行管理者に警報を出力してもよい。例えば、警報信号を移動通信網に送信し、移動通信網内のサーバ装置から車両200の運転者や運行管理者が使用する通信端末(例えば、携帯電話機やスマートフォン)に制御信号を送信してよい。これにより、警報部30を設けなくても、携帯電話機やスマートフォンによって車両200の運転者や運行管理者に警報を伝えることができる。特に、車両200がトラックやバスである場合において、移動通信網を介して、運行管理センターのような組織に設けられている通信端末に信号を送信することが好ましい。
(7)車両200にECU(Electronic Control Unit)が搭載されて走行制御システムが構築されている場合がある。その場合には、制御部10から出力される警報信号を車両200のECUに入力し、運転者に対して警報を出力するだけでなく、走行制御システムによって強制的又は自動的に速度制限を行ってもよい。例えば、高速道路を走行している場合に、制御部10から出力される警報信号をECUに入力することによって、自動的な速度抑制を行ってもよい。
1A、1B、1C、1D、1F ガスセンサ
2 速度センサ
3 風速センサ
4 空気圧センサ
5 温度センサ
10 制御部
11 取得部
12 判定部
13 入出力部
14 タイマー
20 記憶装置
21 各種プログラム
22 各種データ
30 警報部
100、100a、100b、100c、100d 異常監視システム
200、200a 車両
201 タイヤハウス
2 速度センサ
3 風速センサ
4 空気圧センサ
5 温度センサ
10 制御部
11 取得部
12 判定部
13 入出力部
14 タイマー
20 記憶装置
21 各種プログラム
22 各種データ
30 警報部
100、100a、100b、100c、100d 異常監視システム
200、200a 車両
201 タイヤハウス
Claims (14)
- 車両に設けられたタイヤの内腔または前記タイヤの近傍に設けられたガスセンサと、前記ガスセンサの検出結果に基づいて前記タイヤの異常の有無の判定を行う判定部と、前記判定部の判定結果に基づくデータを出力する出力部とを含み、
前記ガスセンサは、前記タイヤに異常発熱が生じた際の揮発物質を検出し、
前記揮発物質は、前記タイヤを製造するときに添加された添加剤に由来する物質である異常監視システム。 - 複数のガスセンサを含み、
前記判定部は、複数の前記ガスセンサの検出結果に基づいて判定を行う請求項1に記載の異常監視システム。 - 前記車両は複数のタイヤを含み、
複数の前記ガスセンサは、前記複数のタイヤそれぞれに対応して設けられており、
前記判定部は、複数の前記ガスセンサのそれぞれの検出結果を比較することにより、前記タイヤの異常の有無の判定を行う請求項2に記載の異常監視システム。 - 複数の前記ガスセンサは、前記車両の異なる位置に設けられており、
前記判定部は、複数の前記ガスセンサのそれぞれの検出結果を比較することにより、前記タイヤの異常の有無の判定を行う請求項2に記載の異常監視システム。 - 複数の前記ガスセンサは、前記タイヤの近傍の位置に設けられているガスセンサと、前記タイヤの近傍より離れた位置に設けられているガスセンサとを含み、
前記判定部は、複数の前記ガスセンサのそれぞれの検出結果を比較することにより、前記タイヤの異常の有無の判定を行う請求項2に記載の異常監視システム。 - 前記車両のタイヤは、温度上昇によってチアゾール系化合物のガスを揮発し、
前記ガスセンサは、少なくとも前記チアゾール系化合物のガスの濃度を検出する請求項1に記載の異常監視システム。 - 前記車両のタイヤは、温度上昇によって前記チアゾール系化合物以外の種類のガスを揮発し、
前記チアゾール系化合物以外の種類のガスの濃度を検出するガスセンサをさらに含む請求項6に記載の異常監視システム。 - 前記ガスセンサは、複数種類のガスそれぞれに対応し、各ガスの濃度を検出するガスセンサを含み、
前記車両のタイヤは、温度上昇によって揮発する複数種類の物質であって、沸点が互いに所定温度以上異なる物質を含む請求項1に記載の異常監視システム。 - 前記タイヤの外表面または前記タイヤの内腔の温度を検出する温度センサをさらに含み、
前記判定部は、前記ガスセンサの検出結果と前記温度センサの検出結果とに基づいて、前記タイヤの異常の有無を判定する請求項8に記載の異常監視システム。 - 前記判定部は、前記ガスセンサにおいてガスを検出した後、所定時間経過後に前記ガスセンサにおいて同じガスを検出している場合に、自車のタイヤに異常発熱の可能性があると判定する請求項1に記載の異常監視システム。
- 前記判定部は、前記ガスセンサの検出結果を所定閾値と比較することによって、前記タイヤの異常の有無を判定する請求項1から請求項10のいずれか1つに記載の異常監視システム。
- 前記車両の走行速度を検出する速度センサをさらに含み、
前記判定部は、選択可能な複数種類の所定閾値を有し、
前記判定部は、複数種類の前記所定閾値のうち、前記速度センサの検出結果に基づいて選択した閾値を用いて前記判定を行う請求項10に記載の異常監視システム。 - 前記タイヤの内腔の空気圧を検出する空気圧センサと前記タイヤの外表面または前記タイヤの内腔の温度を検出する温度センサとの少なくとも一方をさらに含み、
前記判定部は、前記空気圧センサと前記温度センサとの少なくとも一方の検出結果と、前記ガスセンサの検出結果とに基づいて、前記タイヤの異常の有無を判定する
請求項1に記載の異常監視システム。 - 前記車両の車輪近傍に設けられた制動装置の温度を検出する他の温度センサをさらに含み、
前記ガスセンサは、前記他の温度センサの近傍に設けられており、
前記他の温度センサの検出結果と前記ガスセンサの検出結果とに基づいて、前記タイヤの異常の有無を判定する
請求項1から請求項13のいずれか1つに記載の異常監視システム。
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