專利名稱：車輛輪胎、估計輪胎抓地性的方法和車輛駕駛輔助方法
專利說明車輛輪胎、估計輪胎抓地性的方法和車輛駕駛輔助方法 本發(fā)明涉及要安裝在車輛上的輪胎，更確切地說，是涉及要安裝于兩輪車輛，例如摩托車上的輪胎。本發(fā)明還涉及估計輪胎抓地性的方法以及此類車輛的駕駛輔助方法。雖然本發(fā)明并不局限于這樣的應用，但是這里參考一摩托車輪胎來描述本發(fā)明?，F(xiàn)在，輪胎，尤其是摩托車輪胎的增強件通常是通過堆疊一層或多層簾布層，通常被稱為“胎體簾布層”、“胎冠簾布層”等形成的。這種指定增強件的方式來源于輪胎的生產過程，該生產過程包括制造一系列簾布層形式的半成品，準備通常沿經度方向分布的加強鋼絲簾線，然后組裝或堆疊簾布層來制造輪胎原坯。剛生產出來的簾布層是平的，而且尺寸很大，隨后要根據指定產品的尺寸裁剪。在第一階段，簾布層要充分平坦地裝配起來。然后，這樣制成的原坯通過成型獲得輪胎普遍具有的環(huán)狀外形。然后把被稱為“成品”的半成品組裝在原坯上，得到的產品就可以送去硫化了。這樣的“傳統(tǒng)”型生產過程，尤其是在制造輪胎原胚的階段，要用錨固件(通常是胎圈鋼絲)把胎體增強件錨固或固定在輪胎胎圈的區(qū)域上。因此，在此類過程中，構成胎體增強件的所有(或只有其一部分)簾布層的一部分圍繞設置在輪胎胎圈中的胎圈鋼絲被卷起。這樣，胎體增強件就被固定在胎圈上了。雖然制造簾布層和其裝配體的方法很多，但在工業(yè)中普遍采用的這種傳統(tǒng)過程使本領域的技術人員要使用反映這一過程的詞匯；因此被廣泛接受的術語尤其包括術語“簾布層”、“胎體”、“胎圈鋼絲”、“成型”來指明從平面輪廓變?yōu)榄h(huán)狀輪廓，等等。根據前面的定義，確切地說，現(xiàn)在有些輪胎不含有“簾布層”或“胎圈鋼絲”。例如，文件EP 0 582 196描述了不使用簾布層形式的半成品制造的輪胎。例如，不同增強結構的增強元件被直接用于橡膠混合物的相鄰層，然后再被整體應用于后續(xù)層的環(huán)形胎芯，這樣的結構可以直接獲得與所制造輪胎的最終輪廓相近的外形。因此，在這種情況下，就不存在任何“半成品”、“簾布層”和“胎圈鋼絲”?；桩a品，例如橡膠混合物和鋼絲或纖維形式的增強元件，可以直接應用于胎芯。當此胎芯是環(huán)狀時，原胚就不再需要定型以從平面變成環(huán)形了。而且，此文件中描述的輪胎也沒有繞在胎圈鋼絲上的“傳統(tǒng)的”胎體簾布層。這種固定方式被在該胎側增強結構相鄰的位置安放圓周簾線所代替，然后再整體嵌于錨固或粘合的橡膠混合物中。還有一些將半成品裝配于環(huán)形胎芯的過程尤其適用于快速、有效和簡便地在胎心上安裝。最后，也能夠利用同時包含某些半成品的混合體來制造某些部分(例如簾布層、胎圈鋼絲等)，而直接應用混合體和/或增強元件來制造其他部分。在本文中，為了考慮到最近制造和產品設計領域的技術發(fā)展，傳統(tǒng)術語例如“簾布層”、“胎圈鋼絲”等被獨立于所用制造過程的中性術語或術語有利地代替。因此，“胎體類增強線”或“胎側增強線”的說法是傳統(tǒng)過程中的胎體簾布層增強件和按照不使用半成品過程制造出的輪胎的相應增強件(通常用在胎側水平)的有效表述。對于它的部分，“錨固區(qū)域”可等效地代表在傳統(tǒng)過程中圍繞胎圈鋼絲的胎體簾布層的“傳統(tǒng)”翻轉以及由圓周增強件、橡膠混合物和相鄰的通過使用環(huán)形胎芯制造的底部區(qū)域的胎側增強部分構成的裝配體。輪胎的經度方向，或圓周方向，是對應輪胎的周長方向并被輪胎的運動方向定義。圓周平面或圓周剖面是垂直于輪胎旋轉軸的面。赤道面是通過胎面中心或胎冠的圓周面。輪胎的橫斷方向或軸向方向平行于輪胎的轉動軸。半徑面包含輪胎的轉動軸。就像所有其他輪胎一樣，摩托車輪胎都是輻射狀的，這樣的輪胎的結構包括由一或兩層與圓周方向夾角在65度至90度之間的增強元件構成的胎體增強件，該胎體增強件被胎冠增強件沿半徑方向覆蓋，胎冠增強件至少是由一般的織物增強元件構成。但是，非輻射狀輪胎也和本發(fā)明相關。本發(fā)明還與部分輻射狀輪胎相關，即胎體增強件的增強元件在該胎體增強件上至少有部分是輻射狀的，例如在輪胎胎冠對應的部分。根據輪胎將被用于摩托車的前輪還是后輪，已經提出多種胎冠增強結構。對于該胎冠增強件，第一種結構包括使用單獨的圓周鋼纜，這種結構更適用于后輪。第二種結構的靈感直接來自于普遍使用的客車輪胎的結構，使用該結構是為了改善抗磨損能力，這種結構包括使用至少兩層工作胎冠增強元件，這些增強元件在每層內互相平行，但是層與層之間互相交叉并與圓周方向成銳角，這樣的輪胎更適用于摩托車的前輪。所述的這兩個工作胎冠層可以至少與一層圓周元件相連，圓周元件通常是通過至少一條外包橡膠的增強元件的螺旋式旋轉獲得的。輪胎胎冠結構的選擇直接影響到輪胎的某些性能，例如耐磨性能、耐久性、抓地性或駕駛的舒適度，特別對于摩托車來說，還包括穩(wěn)定性。但是，輪胎的其他參數例如構成胎面的橡膠混合物的性質也影響該輪胎的性能。例如，構成胎面的橡膠混合物的選擇和性質是和耐磨性能相關的重要參數。構成胎面的橡膠混合物的選擇和性質也影響輪胎的抓地性。而且，對于本領域的技術人員來說眾所周知的是，橡膠混合物的物理化學性能隨溫度變化，因此，溫度對輪胎胎面的性能也有影響。本發(fā)明的目的是提出一種輪胎，從而使車輛的操作最優(yōu)化，更確切地說，是根據該輪胎的胎面抓地性使車輛的使用最優(yōu)化。按照本發(fā)明通過一種輪胎實現(xiàn)這一目標，該輪胎包括至少一個由增強元件構成的胎體類增強結構，增強元件被錨定在輪胎任意一側的胎圈上，胎圈的基座將要安裝在輪輞座上，每一胎圈都通過胎側輻射狀向外延伸，胎側輻射狀向外與胎面結合，胎圈、胎側和胎面部分由橡膠混合物構成，該輪胎包括至少一個測量胎面橡膠混合物內部溫度的設備，該設備緊固于胎面橡膠混合物中。根據本發(fā)明提出的輪胎含有測量胎面橡膠混合物溫度的設備，這樣就可以獲得關于輪胎性能的信息，例如特別是對輪胎抓地性有直接影響的變形能力。此信息可以被駕駛員獲得，這樣駕駛員就可以改變自己的駕駛行為和對車輛——更準確地說——對輪胎的使用。置于輪胎胎面橡膠混合物中能夠使測量設備非常準確地測量橡膠混合物的溫度值，而材料的性能正受該溫度影響。根據本發(fā)明的第一個可變實施例，該系統(tǒng)能發(fā)出傳遞該系統(tǒng)緊固點溫度的信號。這樣的實施體尤其便利，因為它無需有線連接就可以傳輸溫度信息。根據本發(fā)明的第一個可變實施例，溫度測量系統(tǒng)，例如無線溫度傳感器，可以被例如無線電波查詢。這樣的系統(tǒng)方便地與橡膠混合物中的無線電天線以及車輛上的無線電天線相連，以在詢問器和傳感器之間建立無線電連接。此系統(tǒng)的另一個優(yōu)點是無需在橡膠混合物中安裝能源，例如電池，就可以工作，該能源可能與安放在車輛上的詢問器相連。根據本發(fā)明的第二個可變實施例，系統(tǒng)與轉轂相連以傳輸載有該系統(tǒng)緊固點溫度的信號。這樣的連接使傳感器可以被供能，并且由轉轂傳輸的信號可以被傳送到置于車輛上用于處理所述信號的設備中。如前所述，本發(fā)明提出的輪胎尤其適于安裝在摩托車上，因為平衡性、穩(wěn)定性和對摩托車的駕駛直接受輪胎抓地性的影響。同樣，摩托車輪胎抓地性的減小對于駕駛員來說是基本的信息。生產出來的摩托車輪胎有一定的曲率，該曲率通常大于0.2，這樣摩托車就可以傾斜一定角度使用。因此，根據摩托車的使用情況，是直線還是曲線駕駛，與地面接觸的胎面部分是不同的。本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例提出的輪胎包含至少三個檢測胎面橡膠混合物內部溫度的設備。根據本優(yōu)選實施例，當溫度測量設備在輪胎中沿軸向分布時，就能夠知道與地面接觸的胎面橡膠混合物的溫度。為了使溫度測量設備的安放更方便，本發(fā)明所提出的輪胎更適宜使用前面提到的“硬芯”或“剛性?！敝圃旒夹g來生產。如前所述，這類輪胎最好使用硬芯或環(huán)芯方法制造，因為這樣的過程不需要成型工序，因此特別能夠把溫度測量設備置于實際的最終位置，而且能夠準確地識別該最終位置。這是因為硬芯類型的生產中可以根據預先確定的標定插入溫度測量設備。胎體類增強結構有利地包括與圓周方向夾角為65度至90度的增強元件。在胎體類增強結構和胎面之間，還有胎冠增強結構。根據輪胎將被用于摩托車的前輪還是后輪，傳統(tǒng)的摩托車輪胎的胎冠增強結構有所不同。對于該胎冠增強結構，第一種結構包括使用單獨的圓周鋼纜，這種結構更適用于后輪位置。第二種結構的靈感直接來自于普遍使用的客車輪胎的結構，使用該結構是為了改善抗磨損能力，這種結構包括使用至少兩層胎冠增強元件，這些增強元件在每層內互相平行，但是層與層之間互相交叉并與圓周方向成銳角，這樣的輪胎更適用于摩托車的前輪。所述的這兩個胎冠層可由至少與一層圓周元件輻射狀覆蓋。根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，輪胎的胎冠增強結構包括至少兩層增強元件，兩層元件之間的夾角在20度至160度之間，并最好在40度至100度之間。根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，工作層的增強元件由織物材料制成。優(yōu)選地，一層圓周增強元件的增強元件由金屬和/或織物和/或玻璃制成。本發(fā)明特別提供了不同性質的增強元件在同一層圓周增強元件中的使用。更優(yōu)選地，該層圓周增強元件所采用的增強元件的彈性模量大于6000N/mm2。本發(fā)明還提出了估計輪胎抓地性的方法，該方法包括通過至少一個緊固在該輪胎胎面橡膠混合物內的溫度測量設備來測量胎面的內部溫度。根據對胎面內部溫度的測量，只能有效地估計抓地性，其他性質，例如特別是胎面的表面溫度也是更準確地確定輪胎抓地性所必需的。根據本發(fā)明的第一個可變實施例，在車輛開始行駛之前估計抓地性。根據本發(fā)明的第二個可變實施例，在車輛行駛中估計抓地性。本發(fā)明還提出利用至少一個緊固在輪胎胎面橡膠混合物中的溫度測量設備來估計該輪胎的抓地性。根據本發(fā)明的第一個可變實施例，在車輛行駛前使用溫度測量設備。根據本發(fā)明的第二個可變實施例，在車輛行駛中使用溫度測量設備。本發(fā)明還提出了一種車輛駕駛，尤其是摩托車駕駛，的輔助方法，根據該方法，輪胎含有至少一個緊固在胎面橡膠混合物中的設備，該設備測量胎面橡膠混合物的內部溫度，該系統(tǒng)緊固點的溫度信號被傳輸到執(zhí)行設備，執(zhí)行設備通知駕駛員并/或調節(jié)電源、扭矩和/或車輛的速度。本發(fā)明所述的過程可以在任意時刻把信息傳輸給駕駛員，允許一種駕駛方式或反之糾正車輛的駕駛方式以使駕駛方式適應胎面的抓地性，或至少是胎面與地面接觸部分的抓地性。根據本發(fā)明的第一個可變實施例，傳遞該系統(tǒng)緊固點溫度的信號通過無線溫度傳感器傳輸，無線溫度傳感器可以被例如無線電波查詢，并有利地與橡膠混合物中的無線電天線以及車輛上的無線電天線相連。根據本發(fā)明的第二個實施例，傳遞該系統(tǒng)緊固點溫度的信號是通過轉轂連接實現(xiàn)的。本發(fā)明的另一特別優(yōu)選實施例提供了溫度測量、信號和信息傳輸以及/或車輛開始行駛前實施的調整。根據該實施例，車輛駕駛員可以在車輛行駛前就獲得該信息并知道該如何駕駛車輛。本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例提供了溫度測量、信號和信息傳輸以及/或車輛行駛過程中實施的調整。根據該實施例，車輛駕駛員可以在車輛行駛過程中獲得該信息并知道該如何駕駛車輛。如本發(fā)明所述的駕駛輔助方法的不同實施例提供了與傳輸到執(zhí)行設備的溫度相關的信息，執(zhí)行設備通過限制例如電源、扭矩和/或速度的方式來調整車輛的駕駛。本發(fā)明的一個變體特別為在行駛中調節(jié)車輛提供了執(zhí)行設備，以便接收額外測得的輪胎外表面溫度，更優(yōu)的是輪胎與地面接觸面的溫度。此第二溫度測量為提供了關于胎面特性和該胎面抓地性的額外信息。本發(fā)明還提出在構成固定到車輛上的輪胎胎面的橡膠材料中使用至少一套溫度測量系統(tǒng)，例如前面所述的那些，來輔助車輛的駕駛，該測量系統(tǒng)安裝在胎面橡膠混合物內。根據本發(fā)明的第一個可變實施例，在車輛行駛前使用溫度測量系統(tǒng)。根據本發(fā)明的第二個可變實施例，在車輛行駛中使用溫度測量系統(tǒng)。根據下面參照

圖1和圖2對本發(fā)明實施例的描述，本發(fā)明其他先進的細節(jié)和特征將顯而易見，其中圖1是按照本發(fā)明第一個可變實施例的輪胎切平面視圖，圖2是按照本發(fā)明第二個可變實施例的輪胎切平面視圖。圖1和圖2不是按比例繪制以使讀者更容易理解。圖1所示的輪胎1包括由單層2構成的胎體增強件，層2包括織物制成的增強元件。層2由輻射狀排列的增強元件構成。增強元件沿半徑方向的位置由該增強元件所在角度確定；輻射狀排列對應該元件相對于經度方向的角度，該角度在65度至90度之間。該胎體層2錨定在輪胎1任意一側的胎圈3上，胎圈3的基座將被安裝在輪輞座上。每一胎圈3通過胎側4沿半徑方向向外延伸，胎側4沿半徑方向向外與胎面5連結。這樣構成的輪胎1的曲率大于0.15，并最好大于0.3。曲率定義為Ht/Wt，即胎面高度與胎面最大寬度的比值。如果輪胎是用于摩托車的前輪，曲率范圍最好在0.25至0.5之間，如果是用于后輪，則曲率范圍最好在0.2至0.5之間。輪胎1還包括胎冠增強件6，其細節(jié)沒有在圖中顯示。如前所述，胎冠增強件可以包括至少一層增強元件——各層增強元件互相平行并與圓周方向成銳角——和/或一層圓周增強元件。如果胎冠增強件包括至少兩層與圓周方向成銳角的增強元件，則一層增強元件與下一層增強元件交叉并且彼此之間的角度在40度至100度之間。根據本發(fā)明，輪胎包括測量胎面5的橡膠混合物內部溫度的設備7。測量設備7可以是例如無線溫度傳感器，可以被例如無線電波查詢，并方便地與橡膠混合物中的無線電天線和車輛上的無線電天線相連。實施例的細節(jié)沒有在圖中顯示。這類傳感器的優(yōu)點是不需要能量供應，它通過改變其接收和轉發(fā)出去的波來提供其周圍橡膠混合物溫度的信息。因此，根據本實施例，傳感器和接收此傳感器發(fā)出信號的執(zhí)行設備之間不必使用導體連接。接收由傳感器發(fā)出的信號的執(zhí)行設備對信號進行分析并與駕駛員通信，或者直接作用于車輛。這樣，駕駛員就可以從駕駛輔助中受益，輔助駕駛提示或強制駕駛員限制對車輛的使用。特別在駕駛摩托車時，此信息當然成為一種安全工具，例如輪胎在彎處以傾斜姿勢行駛時，對輪胎抓地性趨勢的了解可以防止跌倒。因此，駕駛員可以方便地調整速度、功率和/或扭矩，它們都是胎面橡膠混合物溫度的函數。本發(fā)明所述輪胎的另一優(yōu)點是可以通過在一給定時刻使輪胎處于更適合當時條件的狀態(tài)來限制輪胎的磨損。圖1只顯示出胎面5里的一個溫度測量設備7。根據本發(fā)明的其他可變實施例，在胎面圓周內可以分布幾個溫度測量設備。圖2顯示了本發(fā)明的第二個實施例，它更適用于摩托車。根據此實施例，輪胎包括至少三個測量胎面5的橡膠混合物的內部溫度的設備7、7’、7”，溫度測量設備沿胎面5的軸寬方向分布。第一個溫度測量設備7置于輪胎1的赤道面上，當摩托車沿直線行駛時，它可以測量胎面5與地面接觸部分的內部溫度。其他兩個溫度測量設備7’和7”置于輪胎1的胎面5的軸向外側部分，當摩托車沿曲線行駛時，則以傾斜姿勢使用輪胎1，此時，7’和7”每一個給出胎面5與地面接觸的軸向外側部分的內部溫度。在圖1所示的情況中，本發(fā)明的可變實施例提出在胎面圓周內分布幾個溫度測量設備。無論是本發(fā)明的哪種類型的實施例，每個測量設備測得的與胎面內部溫度相關的數據都被傳輸給執(zhí)行設備。該執(zhí)行設備有利地包括軟件型數據處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠考慮來自于每個輪胎的數據以及在摩托車的情況下來自前后輪的數據來定義指令。這樣，執(zhí)行設備就可以按照給定的時間間隔一直給出駕駛輔助指令了。然后，指令被傳輸給車輛駕駛員，駕駛員就能夠調整駕駛方式，或者直接傳輸給處理器以限制車輛的性能，例如功率、扭矩和/或速度。這樣的指令在駕駛期間特別靈敏，但是還要在駕駛之前確定其有效性以保證行駛是在最佳狀態(tài)下開始的。如前所述，安裝了這樣的輪胎的車輛可能還包括測量輪胎表面溫度的溫度傳感器。例如它們可能是紅外傳感器。與輪胎胎面表面溫度相關的數據是一種信息補充，它能夠進一步改善車輛駕駛狀況。
權利要求
1.一種輪胎，包括至少一個由增強元件構成的胎體類增強結構，增強元件被錨定在輪胎任意一側的胎圈上，胎圈的基座將要安裝在輪輞座上，每一胎圈都通過胎側輻射狀向外延伸，胎側輻射狀向外與胎面結合，胎圈、胎側和胎面部分由橡膠混合物構成，該輪胎的特征在于包括至少一個測量胎面橡膠混合物內部溫度的設備，還在于該設備緊固于胎面橡膠混合物中。
2.如權利要求1所述的輪胎，其特征在于該設備發(fā)出傳遞該系統(tǒng)的緊固點溫度的信號。
3.如權利要求1或2所述的輪胎，其特征在于該設備是無線溫度傳感器，可以被例如無線電波查詢。
4.如權利要求1所述的輪胎，其特征在于該設備與轉轂相連，以傳遞該設備的緊固點溫度的信號。
5.如權利要求1至4之一所述的輪胎，其特征在于該輪胎包括至少三個測量胎面橡膠混合物內部溫度的設備。
6.如權利要求1至5之一所述的輪胎的使用，用于兩輪馬達驅動車輛，例如摩托車中。
7.一種估計輪胎抓地性的方法，包括用至少一個固定在該輪胎胎面橡膠混合物內的溫度測量設備來測量胎面的內部溫度。
8.使用至少一個固定在輪胎胎面橡膠混合物內的溫度測量設備來估計該輪胎的抓地性。
9.一種車輛駕駛輔助方法，該車輛包括輪胎或車輪安裝組件，其特征在于輪胎包括至少一個固定在胎面橡膠混合物內的設備以測量該胎面橡膠混合物的內部溫度，其特征在于傳遞該設備的緊固點溫度的信號被傳輸給執(zhí)行設備，其特征在于該執(zhí)行設備通知駕駛者并/或調整車輛的功率和/或扭矩和/或速度。
10.如權利要求9所述的車輛駕駛輔助方法，其特征在于傳遞該系統(tǒng)的緊固點溫度的信號通過無線溫度傳感器傳輸，該無線溫度傳感器可以被例如無線電波查詢，并與橡膠混合物中的無線電天線以及車輛上的無線電天線相連。
11.如權利要求9所述的車輛駕駛輔助方法，其特征在于傳遞該系統(tǒng)的緊固點溫度的信號通過轉轂連接傳輸。
12.如權利要求9至11之一所述的車輛駕駛輔助方法，其特征在于溫度檢測、信號和信息的傳輸和/或調整在車輛開始行駛前進行。
13.如權利要求9至11之一所述的車輛駕駛輔助方法，其特征在于溫度檢測、信號和信息的傳輸和/或調整在車輛行駛中進行。
14.如權利要求9至13之一所述的車輛駕駛輔助方法，其特征在于執(zhí)行設備接收輪胎外表面的溫度測量值，更優(yōu)的是輪胎與地面接觸面的溫度測量值。
15.至少一個溫度測量系統(tǒng)在構成安裝在車輛上的輪胎胎面的橡膠材料中的使用，用于輔助該車輛的駕駛，該測量系統(tǒng)固定于胎面橡膠混合物中。
16.至少一個如權利要求15所述的溫度測量系統(tǒng)在車輛開始行駛前的使用。
17.至少一個如權利要求15所述的溫度測量系統(tǒng)在車輛行駛中的使用。
18.至少一個如權利要求15至17之一所述的溫度測量系統(tǒng)的使用，用在兩輪馬達驅動車輛，例如摩托車中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輪胎，該輪胎包括至少一個由增強元件構成的胎體類增強結構，增強元件被錨定在輪胎任意一側的胎圈上，胎圈的基座將要安裝在輪輞座上，每一胎圈都通過胎側輻射狀向外延伸，胎側輻射狀向外與胎面結合，胎圈、胎側和胎面部分由橡膠混合物構成。根據本發(fā)明，該輪胎包括測量胎面橡膠混合物內部溫度的設備。本發(fā)明還提出了一種估計輪胎抓地性的方法、一種車輛駕駛輔助方法以及至少一套溫度測量系統(tǒng)在構成輪胎胎面的橡膠材料中的使用。
文檔編號B62J99/00GK101031441SQ200580033094
公開日2007年9月5日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權日2004年9月29日
發(fā)明者P·普羅斯特 申請人:米其林技術公司, 米其林研究和技術股份有限公司