[发明专利]用于轮胎磨损监测的可磨蚀传感器系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及在其整个寿命内对轮胎磨损进行实时监测的传感系统，更特别地涉及基于嵌入轮胎的胎面磨损传感器实施方式的传感系统。

背景技术

胎面磨损指示器的使用并不是新的，并且在许多国家胎面磨损指示器的使用是通过法律强制执行的。多种这类指示器是公知的。一个这种类型采用位于胎面下方的彩色标记来从视觉指示磨损。其它类型使用位于胎面沟槽中的补强桥类型元件。

所提及类型的彩色指示器的实际问题是：在轮胎磨损之前，操作者无法确定磨损的水平。当轮胎采用补强桥类型的磨损指示器时，可能难以确定磨损的水平。

美国专利No. 6,523,586公开了用于轮胎胎面的磨损指示器，其中，在一系列或者预定的紧密地定位的一组相关标记中，标记随着轮胎磨损而消失。虽然这向消费者提供连续的信息，但是形成轮胎的复杂性会增加，原因是需要形成多个不同标记，其只在所定量的磨损之后出现。

因此，被轻松地集成到轮胎中并且以被交通工具操作者轻松地监测的方式可靠地测量胎面磨损的胎面磨损指示器是所需的，并且是迄今为止未达成的。

发明内容

根据本发明的一个方面，交通工具轮胎和胎面磨损装置组件包括附着至一个或多个轮胎胎面元件的胎面磨损指示器。指示器被构造为多个沿径向层叠的传感器元件，其被操作地构造和定位成响应于传感器元件所附着至的胎面元件的渐进胎面磨损，而顺次牺牲性地磨蚀并发生电阻变化。传感器元件被电路系统连接，所述电路系统将来自传感器元件的数据信号通信至数据处理器，其指示传感器元件的累积电阻率的变化。数据处理器接收来自传感器元件的数据信号，并基于数据信号确定胎面元件的径向磨损水平。

在本发明的另一方面，传感器元件操作地受到由一个胎面元件的胎面磨损诱发的渐进侵蚀，由此产生传感器电阻率的可测量变化。在再一方面，所述组件进一步包括一个或多个插入针连接器，其进行操作以从胎体的腔体侧穿过轮胎胎体伸出，来与传感器元件接合并建立电接触。

根据本发明的再一方面，多个胎面磨损指示器附着在轮胎胎面之上，每个指示器处于相应胎面位置，并且各自安装至相应胎面元件。每个胎面磨损指示器被构造成具有沿径向层叠的传感器元件，以随着相应胎面元件逐渐磨损而顺次牺牲性地磨蚀并发生电阻率变化。插入针连接器被包括来从胎体的轮胎腔体侧穿过胎体伸出，并与相应胎面磨损指示器的传感器元件建立电接触接合。

本公开还提供以下技术方案：

1. 一种交通工具轮胎和胎面磨损装置组件，包括：

轮胎，其具有在径向外侧的多个胎面元件；

至少一个胎面元件从胎面的基底突出并具有所定的胎面深度；

胎面磨损指示器，其包括附着至所述一个胎面元件的至少一个牺牲性电阻传感器元件，所述一个传感器元件进行操作以响应于所述一个胎面元件上的渐进胎面磨损而逐渐改变电阻率；

电阻率测量器件，其连接至所述一个传感器元件来生成数据，所述数据指示所述一个传感器元件中的电阻率的测量变化；

数据处理器件，其基于所述一个传感器元件的电阻率的测量变化，来确定所述一个胎面元件的胎面磨损状态。

2. 如技术方案1所述的交通工具轮胎和胎面磨损装置组件，其中，所述胎面磨损指示器包括多个所述传感器元件，所述多个所述传感器元件以径向取向层叠方式配置在所述一个胎面元件内，平行于在径向外侧的与路面接合的胎面元件表面。

3. 如技术方案2所述的交通工具轮胎和胎面磨损装置组件，其中，所述轮胎的多个胎面元件是封闭轮胎空气腔体的轮胎胎体的径向外侧部件；并且其中所述组件包括插入针连接器器件，用于从所述轮胎的腔体侧穿过所述胎体伸出并接触相应的传感器元件。

4. 如技术方案1所述的交通工具轮胎和胎面磨损装置组件，其中，多个胎面磨损指示器分别附着至多个胎面元件，并且其中所述多个胎面磨损指示器将电阻率数据的变化传输至基于交通工具的远程电子数据处理器。

5. 如技术方案4所述的交通工具轮胎和胎面磨损装置组件，其中，所述电子数据处理器操作地分析电阻率数据的变化来推导胎面磨损状态，并将胎面磨损状态操作地通信至交通工具电子控制单元。

6. 如技术方案2所述的交通工具轮胎和胎面磨损装置组件，其中，所述多个传感器元件操作地受到由所述一个胎面元件的胎面磨损诱发的渐进侵蚀，由此产生电阻率的可测量变化。

7. 如技术方案6所述的交通工具轮胎和胎面磨损装置组件，其中，所述多个传感器元件包括具有互不相同的电阻。