JP2003508298A - 乗り物のタイヤ内の圧力を監視し、無線で信号により通知するための装置 - Google Patents

乗り物のタイヤ内の圧力を監視し、無線で信号により通知するための装置

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JP2003508298A
JP2003508298A JP2001521573A JP2001521573A JP2003508298A JP 2003508298 A JP2003508298 A JP 2003508298A JP 2001521573 A JP2001521573 A JP 2001521573A JP 2001521573 A JP2001521573 A JP 2001521573A JP 2003508298 A JP2003508298 A JP 2003508298A
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pressure
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signal
receiver
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ノルマン，ノルベルト
キーンレ，アンドレーアス
シュルツアー，ギュンター，ロータル
ケスラー，ラルフ
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ベル アクチエンゲゼルシャフト
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    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver

Abstract

(57)【要約】 発明は、乗り物（２）のホイール（１）のタイヤ内の圧力または圧力の変化を監視し、無線で信号で知らせるための装置に関する。発明の装置は、車両（１）内または車両（１）上に提供される受信機から成り立つ。少なくとも１本のアンテナ（６、７）が受信機に関する。発明の装置は、タイヤ圧力信号を測定、評価、及び伝送するための、これ以降ホイール電子部品と呼ばれる装置（３）からも成り立つ。ホイール電子部品はタイヤの中に配列され、電気のソースとしての役割を果たす電池（２４）、タイヤの中で優勢である圧力を測定する圧力センサ、圧力センサによって提供される測定済み圧力信号を評価する評価回路、及び評価回路によって制御される送信機（２１）を備える。前記装置は、タイヤ内の圧力に関する、及び／またはホイール電子部品（３）の状態に関する情報を含む信号を受信機（９）に伝送する。ホイール電子部品（３）は、前記時間の距離（Ｔ ０）より短い時間期間（Ｔ１）の間時間の距離（Ｔ０）で活性化され、それ以外の場合は電気節約状態のままとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、請求項１の前文に指定される特徴を有するシステムに関する。その
種の装置は、ＷＯ ９３／０８０３５号から知られている。装置は、空気タイヤ
内に位置しており、空気タイヤの中で優勢である圧力にさらされているホイール
取り付け型の電子装置を備える。ホイール取り付け型電子装置は、電流ソースと
しての電池、空気タイヤ内で優勢である圧力を測定するための圧力センサ、圧力
センサによって供給される測定済みの圧力信号を評価するための電子評価回路、
及び評価回路によって制御され、それによって測定値から引き出される、タイヤ
内の圧力に関する情報を含む信号が受信機装置に伝送されるセンサを備える。
【０００２】 圧力センサは、半導体ベースの絶対圧力センサであり、それぞれの電流タイヤ
圧力に対応する電気出力信号を供給する。受信機装置は、ホイール取り付け型電
子装置及び起動装置内に備えられる受信手段がスタンバイ状態で保たれる電流節
約状態から、その通常の動作状態に転送することができる。それから、ホイール
取り付け型電子装置は圧力を測定し、絶対圧力に関する情報を含む信号を遠隔制
御装置に送出し、後者は、測定値その中から読み取ることのできる液晶ディスプ
レイを備える。順序制御は、圧力信号のタイムリな伝送を取り計らう。ホイール
取り付け型電子装置は、その後、それが電流の数マイクロアンペアを消費するそ
の電流節約状態に戻される。約３Ｖという名目電圧及び約５０ｍＡｈという容量
を有する、ボタン電池の寸法のリチウム電池は、このようにして、約２００回だ
け、タイヤ圧力を伝送できるようにする。５年という耐用年数が達成される場合
、圧力は、週に一度だけ調べることができる。これは、自動車業界の要件によっ
て判断すると、絶対的に不十分である。一方、ホイール取り付け型電子装置内で
の電池の交換はまったく可能であるか、あるいは高い費用をかけた場合にだけ可
能であるため、電池が、車両の耐用年数に釣り合った耐用年数を有することが望
まれている。他方、タイヤ圧力の効果的な監視は、週に１度ほどの少ない質問頻
度では可能ではない。タイヤ圧力が数秒という間隔で測定されている場合にだけ
検出可能である突然の圧力損失発生時に、危険な状況が運転者について発生する
ことがある。これを達成するために、高度なタイヤ圧力監視システムは、それが
測定されるたびにタイヤ圧力を伝送しないが、運転安全性を傷つける可能性のあ
る圧力偏差が明らかになるとき、あるいはときおり、ホイール取り付け型電子装
置の有用性が内部で点検され、受信機装置に報告されるときにだけそれを伝送す
る（ＤＥ第１９５ ２２ ４８６ Ｃ２号、「電子タイヤ圧力制御システム。さら
に高い運転安全性−さらに高い快適さ」と題されるＡＭＩ ＤＯＤＵＣＯ社出版
物）。これは、圧力が、ホイール取り付け型の電子装置内で測定されるだけでは
なく、評価されることを必要とし、そのためにホイール取り付け型電子装置は、
タイヤ圧力電子部品の送信機を制御し、必要な場合にだけ、つまり関連する圧力
偏差が決定されたとき、またはホイール取り付け型電子装置の有用性が報告され
なければならないとき、それに信号を伝送させる。ＡＭＩ ＤＯＣＵＣＯ Ｇｍｂ
Ｈは、電池式ホイール取り付け型電子装置の動作を厳格に最適化することによっ
てこのようにして成功し、後者の電流消費を非常に効果的に削減するので、ホイ
ール取り付け型電子装置は３秒ごとに圧力を測定し、５４秒ごとに信号を伝送す
るが、そうこうするうちに、３００ｍＡｈという充電容量の電池の耐用年数は少
なくとも７年である。電池の限られた耐用年数は、それにも関わらずそのタイヤ
圧力監視システムの基本的な悪条件として残った。
【０００３】 ホイール取り付け型電子装置内の電池の耐用年数に対するタイヤ圧力監視シス
テムの依存性を克服しようとする多くの試みがあった。運動中のタイヤの曲げる
作業から、またはこのプロセスの間に発生する熱からエネルギーを引き出し、こ
のようなエネルギーを電流に変換し、ホイール取り付け型電子装置の動作のため
に蓄熱器に給電するために後者を使用するだろう機械電気変換器または熱電気変
換器をホイール取り付け型電子装置に装備するという提案があった。しかしなが
ら、このような解決策は高価すぎ、運転動作中の荒い運転状態での必要とされる
信頼性及び耐用年数を提供しない。
【０００４】 別の提案は、ホイール取り付け型電子装置に必要とされるエネルギーを外部か
らトランスポンダによって供給することを提案する。ホイール取り付け型電子装
置の電流消費は、大部分は測定プロセスと伝送プロセスのためではなく、ホイー
ル取り付け型電子装置がスタンバイ状態に保たれなければならないとき、及び内
蔵クロックが動作するときの測定プロセス間での休止のためである。この種のタ
イヤ圧力監視システムは、ＳＳＩ社によってインターネットで説明される。ウェ
ブサイトは アンダによって訪問できる。トランスポンダ、つまり応答機は、独
自の電流源なしで動作し、受信される質問信号に応えて回答信号を伝送し、この
目的のために必要とされるエネルギーをまさに質問信号から引き出す無線システ
ムである。タイヤ圧力監視システムのケースでは、質問信号を伝送する質問機、
及びトランスポンダによって伝送される回答信号を受信する応答機が、この目的
のために乗り物内に備えられる。ＳＳＩからのタイヤ圧力監視システムは、四輪
の乗り物の場合にはホイール近くの車体のホイール窪みに配列される４本のアン
テナに接続される１台の送信機／受信機装置内で結合される質問機及び応答機を
有する。質問機は、ホイール取り付け型電子装置内に含まれるトランスポンダに
、規則正しい時間間隔で質問信号を送出し、トランスポンダは、電池も蓄電池も
備えず、測定動作を実行するため、及び測定結果を応答機に伝送して戻すために
それによって必要とされる電気エネルギーを同時にそれに伝送する、ホイール取
り付け型電子装置を起動する。トランスポンダ付きのホイール取り付け型電子装
置が配列され、車輪の内側で十分に遮蔽されていることが、本システムの不利な
点である。ホイールリム、タイヤの中の鋼ベルト、及びタイヤのゴムの中の充填
材が、質問機によって、及びトランスポンダによって伝送される信号を、非常に
激しく減衰するので、質問機の、及び応答機のアンテナは各ホイールに近接して
配列され、質問機の電力はホイール取り付け型電子装置を起動する、及び加えて
タイヤ圧力信号を再送するための十分な伝送電力を使用できるようにするほど十
分に高くなければならない。これにより、その解決策は非常に効果となるため、
それは現在まで実践で受け入れられていない。
【０００５】 ここで、タイヤ圧力の測定速度を減速する必要なく、タイヤ圧力監視システム
の電池式ホイール取り付け型電子装置内の電池の耐用年数をさらに延長する方法
を利用できるようにすることが、本発明の目的である。
【０００６】 この目的は、請求項１に述べられる特徴を有するシステムによって達成される
。発明の有利な追加の発展は、従属クレイムの主題である。
【０００７】 本発明は、電池に依存する既知の種類のシステムを、明白ではない方法で、電
池を使用する代わりにトランスポンダとともに動作するシステムの要素と結合し
、それにより２つの反対方向を向いた技術的な概念の優位点を活用するが、それ
らの不利な点を引き継ぐことのない結果を達成する。質問機により伝送される信
号に応答し、好ましくは別個のチップモジュールとして構成されるホイール取り
付け型電子装置に関連付けられる受信機は、完全なトランスポンダではないが、
本質的にその受信機構成要素だけを活用する。質問信号によって動作されるトラ
ンスポンダによって利用される無線送信機の代わりに、受信機は、電池式ホイー
ル取り付け型電子装置をトリガし、起動するトリガ回路だけを使用する。受信機
の動作に必要とされるエネルギーは、無線周波数質問信号から受信機によって引
き出されるが、既知のトランスポンダ解決策とは逆に、ホイール取り付け型電子
装置の残りの要素を供給しない。むしろ、それはただ、測定結果に基づき、後者
に、これが必要であることが判明した場合に、１つまたは複数の測定サイクルと
評価サイクルを実行させ、無線信号を受信機装置に伝送させるように、ホイール
取り付け型電子装置を起動する信号をトリガするだけであり、測定プロセス、評
価プロセス、及び信号通知プロセスのためのエネルギーは、電池から引き出され
ている。ホイール取り付け型電子装置を適切にプログラミングすることによって
事前に設定されてよい一定の時間期間の後、電子装置は、観測される圧力低下を
検証するため、及び／またはその追加進展を観察するために、圧力測定の評価結
果に基づき、それが追加測定を実行させられない限り、再び非活性化される。こ
のような追加測定は、基準に従って、及びＤＥ第１９５ ２２ ４８６ Ｃ２号及
びＡＭＩ ＤＯＤＵＣＯ出版物により開示される方法で実施されてよい。
【０００８】 完全なトランスポンダ解決策とは逆に、受信機は、電池式ホイール取り付け型
電子装置を起動するためのトリガ信号を生成するために使用されるだけである。
したがって、質問信号とともに伝送されなければならないエネルギーは、全体的
なホイール取り付け型電子装置を動作し、加えてその中に圧力情報が含まれてい
る無線応答信号を受信機装置に送信するために、ＳＳＩから既知のように、従来
の技術によってトランスポンダに供給されることが必要とされるエネルギーより
はるかに少なくなることがある。電池なしで、電池式ホイール取り付け型電子装
置と組み合わせて動作するトランスポンダの要素のこの普通ではない制限された
使用は、タイヤ圧力監視システム内の現在の特別な応用例に多大な優位点を与え
る。 ・その電流節約状態にあるホイール取り付け型電子装置の電流消費は、１μＡ以
下に削減できるだろう。 ・質問信号を伝送するために、各ホイールのホイール窪み内に別個のアンテナを
提供することはもはや必要ではない。これが、アンテナとその設置の費用を大幅
に削減する。別個のアンテナがそれぞれのホイール窪みの中でもはや必要とされ
ていないため、各ホイール窪みの中に無線周波数回線を通すことはもはや必要で
はない。むしろ、車両の真ん中に配列されてよい１本のアンテナまたは２本のア
ンテナで十分だろう。 ・質問機は、その費用を大幅に削減するのに役立つ、完全なトランスポンダ解決
策（ＳＳＩ）の電力と比較して大幅に低い定格電力を有してよい。 ・それぞれのホイール取り付け型電子装置に関連付けられる受信機は、現在、質
問信号を受信するため、及びそれをトリガ信号に変換するためだけであるが、ホ
イール取り付け型電子装置及びその送信機の動作のための電力を使用可能にする
ことは必要とされていないため、受信機は、完全なトランスポンダで使用される
定格より低い電力定格を有してよく、そのためより安価であってよい。今日、廉
価なトランスポンダは、接続済みアンテナ付きのチップモジュールの形を取るト
ランスポンダがその中に密封され、質問機及び応答機を含むカード読取装置によ
って非接点式で点検される、アイデンティティカードが使用される識別システム
（アクセス制御）内で多くの数が見られる。この目的のために使用されるトラン
スポンダは大量に生産されるため、それらは廉価で入手できる。その届く範囲（
トランスポンダと読取装置間の距離）は、約１メートル以上である。しかしなが
ら、発明によって、トランスポンダの応答チャネルが使用されていないことを考
えると、このようなトランスポンダには、１つの伝送方向、つまり質問機からト
ランスポンダの受信モジュールへだけで使用されるのであれば、さらに大きな範
囲も予想できる。その結果として、非接点識別システムで利用される種類の廉価
なトランスポンダモジュールは、このケースではその受信機モジュールだけが必
要とされ、その結果、受信機を含むチップモジュールも完全なトランスポンダチ
ップモジュールと比較して安価でなければならないが、本発明とともに使用する
ためにも適している。 ・ホイール取り付け型電子装置に関連付けられる受信機は、ホイール取り付け型
電子装置の電池から電流を引き出さない。トランスポンダでは普通であるように
、受信機は、実際には、質問信号を受信するためにスタンバイ状態で保たれるた
めに電流を必要としない。 ・ホイール取り付け型電子装置が、それ自体として電流を消費しない受信回路に
よって先行されるという事実を考慮すると、ＷＯ／第９３０８０３５号のケース
とは逆に、ホイール取り付け型電子装置をスタンバイ状態に保ち、その結果とし
て電流消費が削減される必要はない。 ・ホイール取り付け型電子装置は、受信機から伝送されるトリガ信号を通してそ
れを起動することが可能でなければならない限り、スタンバイ状態だけで保たれ
なければならない。ホイール取り付け型電子装置が揮発性メモリを備えるとき、
揮発性メモリは、データ損失を妨げるために一定の電圧で保たれなければならな
い。しかしながら、これは多大な電流消費を生じさせない。 ・ＡＭＩ ＤＯＤＵＣＯ出版物によって、及びＤＥ第１９５ ２２ ４８６ Ｃ２号
によって記述されるように既知の解決策のケースで、所定の時間間隔でそれを起
動することができるために、ホイール取り付け型電子装置の電流節約状態で動作
中に保たれなければならなかったホイール取り付け型電子装置の内蔵クロックは
、ホイール取り付け型電子装置がその電流節約状態にあるときに発明のケースで
はオフに切り替えられてよい。 ・質問機は、イグニションがオフにされるとき、あるいは車がロックされるとき
にオフに切り替えることができ、車がアンロックされるとき、またはイグニショ
ンシステムがオンに切り替えられるときにオンに切り替えることができる。乗り
物の作動していない状態ではホイール取り付け型電子装置の質問は発生せず、そ
れにより車の大部分がその耐用年数の９０％より多く作動していない状態にある
ために、電流消費は再度大幅に削減される。ホイール取り付け型電子装置のアク
ティブな動作は、このようにして乗り物が作動できる回数に限られる。それにも
関わらず、作動していない時間の間に発生した可能性のあるタイヤ内の安全性に
関連する圧力低下は検出され、信号で知らされる。これは、好ましくは、質問機
がイグニションシステムと同時に、あるいは車両がアンロックされ、その結果ホ
イール取り付け型電子装置が即座に質問され、発生した可能性のあるなんらかの
重大な圧力偏差を報告する機会を提供したときにオンに切り替えられる機構によ
って達成される。このようにして、運転者は、乗り物が移動を始める前にも、乗
り物の作動していない状態の間に発生した可能性のあるなんらかの重大な圧力偏
差を知らされる。これは、発明の本質的な安全に関連する態様である。 ・本発明のケースでは、ホイール取り付け型電子装置の電池が、従来の技術と比
較してはるかに多く節約されるという事実を考慮すると、ホイール取り付け型電
子装置を定格するときに、電池の長い耐用年数を達成するために、これまでに必
要なのと同じ極端な注意を電流節約に払う必要はもはやない。したがって、ホイ
ール取り付け型電子装置用の回路構成要素入力及びソフトウェア入力は、従来の
技術を基準にして削減できる。 ・電池の耐用年数を延長する代わりに、発明は、電池のサイズ、このようにして
その費用を削減する可能性も提供する。
【０００９】 本発明によるシステムは、ホイール取り付け型電子装置内で、それぞれの質問
の後に単一の測定及び評価プロセス及び必要な場合無線信号の伝送が続くように
操作することができる。これは、数秒の間隔で発生してよい。しかしながら、好
ましくは、システムは質問信号受信後に、ホイール取り付け型電子装置が単一の
圧力測定だけを実行するのではなく、例えば、数分のさらに長い時間期間で数秒
の規則正しい間隔で圧力測定及び評価を繰り返し、それからホイール取り付け型
電子装置のプログラミングによって規定されるように、その電流節約状態に自動
的に戻るように操作される。例えば、質問信号は、５分よりいくぶん短いアクテ
ィブな位相の間ホイール取り付け型電子装置を起動するために５分おきに送信で
きるだろう。これは、一方で、タイヤ圧力が運転状態で連続して監視され、他方
で、乗り物が停止されたときに、ホイール取り付け型電子装置がいずれにせよ一
定の運転後期間の最後にその電流節約状態に戻り、車両が再びアンロックされる
、及び／またはイグニションが再びオンに切り替えられるまでその状態に留まる
ことを保証するだろう。
【００１０】 ホイール取り付け型電子装置によって伝送される無線信号は、デジタル形式で
複数の部分、つまりプリアンブル、識別子、タイヤ圧力信号及びポストアンブル
を含む。無線信号は、無線周波数信号である。無線周波数伝送は、ドイツでは、
好ましくはＩＳＭ帯域として知られている４３３ＭＨｚ範囲で、一定のその他の
国々では３１５ＭＨｚ範囲または８６８ＭＨｚ範囲で達成される。ホイール取り
付け型電子装置によって伝送される無線信号は、この目的のために提供される受
信アンテナによって受信される。
【００１１】 別個の受信アンテナが各ホイールアンテナに関連付けられる場合、アンテナは
好ましくはそれぞれのホイールの近隣に、特に乗り物車体のホイール窪みの壁の
上に位置する。また、フロントホイールに共通の第１アンテナ及びリアホイール
に共通の第２アンテナを提供する可能性もあり、そのケースでは、アンテナは好
ましくはホイールの間のほぼ中間に配置される。受信アンテナは、特殊ＲＦ線路
を介してＲＦ信号を、アンテナごとに別個の受信チャネルが備えられるＲＦ受信
機がそれぞれのチャネルの入力で受信される信号を増幅、復調する中央受信評価
制御装置に伝送する。復調後に存在する低周波数信号は、装置の制御モジュール
を介して、運転者に、必要な場合に警告、またはタイヤ圧力に関するなんらかの
それ以外の情報を持たせるために復号され、評価される。
【００１２】 無線信号は、電流を節約するために弱い。受信アンテナと中央受信評価制御装
置の間の電線上での低信号レベルのために、電線が外部干渉影響から、伝送され
る信号を保護するためには、複雑な処置が必要とされる。ＤＥ第１９５ １８ ８
０６ Ａ１号によるタイヤ圧力監視システムの実践的な実施態様のケースでは、
電線は高価なシールド付き撚り対線である。
【００１３】 したがって、本発明の追加の開発により、好ましくは、電線がＲＦ信号の代わ
りにＬＦ信号を伝送するように、復調器付きの単一チャネルＲＦ受信機を各受信
アンテナに関連付けることが提供される。ＬＦ信号は、その伝送のために高価な
シールド付きケーブルを必要としない。代わりに、はるかに高価ではないシール
ドされていない電線が使用されてよい。そして、アンテナによって直接的に形成
されるＬＦ信号が、発明による撚り対線を介して伝送されるＲＦ信号よりはるか
に干渉を受けにくいという優位点もある。この点の詳細は、参照が明示的になさ
れるＤＥ第１９ ５６ ８９８Ａ１号に開示される。好ましくは、受信機装置の受
信アンテナは、質問機の伝送アンテナとして同時に使用される。有利なことに、
各アンテナは、独自の質問機と結合されてよく、その結果、質問の目的でＲＦ回
線を運転する必要はない。
【００１４】 ホイール取り付け型電子装置が、トリガされた後にアクティブに留まる時間機
関は、適切なプログラミングによってしっかりと事前に決定できるだけではなく
、運転状態で可変であり、タイヤ内で測定される１つまたは複数の物理的な状態
に応えて可変となるように選択することもできる。このような状態は、例えば、
ホイール取り付け型電子装置内にさらに備えられる遠心センサによって求められ
てよい、車両の速度であってよい。低リスク運転状態（低速運動及び停止状態）
の間、ホイール取り付け型電子装置が無線信号を送出する時間期間は、高速状態
の間よりはるかに長くてよい。測定速度及び伝送速度は、測定圧力またはその経
時的な変動に応えて可変であることが選択されてもよく、規則は、圧力低下が上
昇し、さらに迅速に進むときに、圧力が測定され、信号がより高い周波数で伝送
されるということである。これは、他方、通常の圧力があるとき、及び単にゆっ
くりとした圧力変化の間には、測定速度と伝送速度を、従来の技術に比較して引
き伸ばすことができることを意味する。これは、一方で、電流を節約するのに役
立ち、質問信号の頻度も削減できるようにする。運転状態で変化し、タイヤ内で
測定される、１つまたは複数の物理的な状態に応えて、どのように測定速度と伝
送速度を変えることができるのかについての詳細は、参照が明示してなされるＤ
Ｅ第１９８ ５６ ８６０Ａ１号に開示される。
【００１５】 一般的には、質問機の、及びホイール取り付け型電子装置の伝送電力は、質問
信号の無線伝送のため、及び圧力信号を受信するための１つの共通した中央アン
テナを使用する乗り物の４つのホイールの必要性をカバーするのに十分である。
しかしながら、最低限の条件として、受信機装置が、ホイール取り付け型電子装
置によって発せられる信号から、信号が受信されたホイールの車両内の実際の場
所を検出することができるという追加の要件があってよい。ＤＥ第１９８ ５６
８６１ Ａ１号は、それぞれのホイール窪みに別個のアンテナを有する代わりに
、各ホイールの隣に、２本のアンテナだけ、またはただ１本のアンテナが備えら
れるケースでも、ホイール取り付け型電子装置内の加速センサの助けを借りて、
ヒール位置に関する明確な結論を引き出す方法を開示する。 本発明によるシステムがそのアクティブな状態を仮定するさまざまな運転状態
は、ＤＥ第１９５ ２２ ４８６Ｃ２号に開示され、これ以降もう一度説明される
だろう。
【００１６】 １．最初の状態 タイヤ圧力はその名目値ｐ０にあり、一定である。これは、運動の開始時、及び
乗り物が低速で移動するときに優勢な状態である。タイヤ圧力が測定され、規則
正しい間隔ｔ０で前記測定値と比較される。２つの値の間に変動が検出されない
限り、ホイール取り付け型電子装置から受信機装置にデータが伝送される必要は
ない。例えば、測定値の取得または温度変化のための２つの圧力値間の小さな差
異さえ、差異が閾値？ｐ０を上回らない限り、受信機装置へのデータの伝送につ
ながらない。最後に測定された圧力値は、次に測定される値と比較されるために
、以前に測定された値の代わりに記憶される。現在の圧力値との比較のために、
最後に測定された圧力値の代わりに、過去に測定された複数の圧力の平均値を使
用することも可能である。
【００１７】 閾値が超えられたかどうかに関係なく、現在の圧力値を含む完全なデータ電報
が、ホイール取り付け型電子装置内の送信機によって、規則正しい時間間隔Ｔ０ ＞ｔ０で受信機装置に伝送される。規則正しいさらに大きな時間間隔で達成され
るこのような伝送は、システム監視の目的に役立ち、考えられるタイヤ圧力の漸
次的なドリフトの進展を判断できるようにする。
【００１８】 典型的な数値は、以下のとおりである。 ｔ０：１秒から１０秒 Ｔ０：０．５分から６０分 ？ｐ０：１０ｍｂａｒから１００ｍｂａｒ（１０３から１０４Ｎ／ｍ２）
【００１９】 ２．圧力低下のない運動 運動開始時、タイヤ圧力は初期値ｐ０を有する。運動中に遭遇される通常の屈曲
は、タイヤを、したがってタイヤ内の空気を、速度に応じて、さらに低い温度ま
たはさらに高い温度に加熱する効果がある。これにより、現在のタイヤ圧力が初
期圧力ｐ０を上回り、運転速度及び道路の特性に応えて変化するように、タイヤ
内の圧力が上昇する。タイヤ圧力の結果として生じる変動は、非常にゆっくりと
進展するため、圧力変動は、送信機が起動されないように時間間隔ｔ０内で閾値
？ｐ０に達しない。それにも関わらず、タイヤ内で優勢な圧力に関する情報は、
システム監視機能にも役立つデータ電報とともに時間間隔Ｔ０で受信機装置に伝
送される。データ電報に含まれる絶対タイヤ圧力に関する情報は、乗り物のすべ
てのタイヤでの、特に共通軸上にあるタイヤでのゆっくりとした圧力変動を検出
、評価するために、及びそれによって通常の屈曲作業から生じる圧力変動を特定
するために、受信機装置内に備えられるプロセッサによって使用される。
【００２０】 ３．ゆっくりとした圧力低下を伴なう運動 ゆっくりとした圧力低下は、圧力低下のない運動中のゆっくりとした圧力変化と
同じように求められる。ゆっくりとした圧力低下は、絶対圧力値及びさまざまな
タイヤの測定される圧力値の間の比較に基づいて受信機装置内のプロセッサによ
って特定される。
【００２１】 ４．急速な圧力低下 タイヤに対する及び弁に対する損傷によって引き起こされる急速な圧力低下のケ
ースでは、圧力ドリフトは非常に多大になるので、最後に形成された比較圧力信
号と現在の圧力信号間の圧力変化は、所定の閾値を超えるようになる。この場合
、圧力低下を示す信号は、受信機装置にただちに伝送できるだろう。しかしなが
ら、不測の不完全な測定を排除するために、信号は、好ましくは、閾値が超えら
れた直後には受信機装置に送信されない。むしろ、測定速度は最初に加速される
。つまり、時間間隔は、ｔ０からｔ１＜ｔ０へ、特に１ミリ秒から１００ミリ秒
というｔ１の値に所定の測定回数の間削減される。閾値が超えられたという事実
が次の測定によって、好ましくは次の２回から１０回の測定によって確かめられ
ると、送信機が起動され、圧力信号が受信機装置に伝送される。さらに高速で実
行される測定に関して、言うまでもなく、閾値が、圧力低下の同じ速度のために
、さらに短い時間間隔の間も相応して削減されなければならないことが考慮され
なければならない。圧力センサの限られた感度という点で、これは、通常、必要
な範囲まで可能ではないだろう。したがって、このケースでは、さらに高い測定
速度での所定数の測定が完了する、あるいは測定速度が再びその元の値（時間間
隔ｔ０）まで再び引き伸ばされるまで、時間間隔がｔ０からｔ１に削減される前
に最後に形成された比較圧力信号を、比較圧力信号として使用し続けることが好
ましい。
【００２２】 異なる解決策は、測定された圧力値が、例えば１０ｍｂａｒから１００ｍｂａ
ｒなど指定量、変化するたびに、さらに高い測定速度（時間間隔ｔ１）で圧力信
号を送信する可能性である。追加の圧力変化がもはや検出されない（閾値？ｐ０ より小さい圧力変化）場合、測定はさらに高い測定速度（時間間隔ｔ１）で一定
の時間続行されるか、あるいは所定の追加数の測定値がさらに高い測定速度（時
間間隔ｔ１）で受信されるかのどちらかであり、それ以降システムは元の低い方
の測定速度（時間間隔ｔ０）に戻される。
【００２３】 システムは、測定された圧力値が、例えば５ｂａｒなどの所定の最大値を超え
るか、あるいは１ｂａｒなどの所定の最小値を下回るときにも、該低い方の測定
速度に切り替え直されてよい。測定された圧力値が大幅に低下または上昇すると
、システムは再びさらに高い測定速度に切り替えられる。
【００２４】 ５．充填動作 充填中、圧力値は非常に急速に変わるので、（１０ｍｂａｒと１００ｍｂａｒの
間の）閾値は、通常の測定速度（１秒と１０秒の間の時間間隔ｔ０）で規則正し
く超えられる。したがって、急速な圧力低下のケースと同様に進行することが可
能である。しかしながら、通常、充填動作は重大ではないため、充填が完了した
ことを示すタイヤ圧力が再び安定化した後だけに圧力測定信号を伝送する可能性
もある。
【００２５】 ６．盗難管理 中央受信機装置が、乗り物が静止している時間に完全にオフに切り替えられない
が、単にときどきオフに切り替えられるか、あるいは例えば、５分から１０分に
１度の質問サイクルなどのさらに低い質問速度に切り替えられる場合、タイヤ圧
力監視システムは、盗難防止手段として乗り物ホイールを監視するためにも使用
できる。ホイール取り付け型電子装置は、ときおり、乗り物の状態に関する情報
を含むデータ電報を、やはり乗り物の静止状態にある乗り物の中の中央受信機装
置に送出するだろう。ホイールが盗まれると、データ電報は受信されず、これは
中央評価装置の評価回路によって発見され、警報によって応えられてよい。
【００２６】 ホイール取り付け型電子装置はタイヤ内の圧力を測定するために意図されるた
め、それはタイヤ内に配列される。これは、ＷＯ第９３／０８０３５号に説明さ
れるように、それを弁基部上に配置することによって達成できる。あるいはそれ
以外には、それはタイヤによって囲まれているホイールリムの領域内に配列され
てよい。ホイールに、圧力低下後の緊急状況でタイヤを安定化するために意図さ
れ、リムに取り付けられるときに緊急運転状態を維持する目的でタイヤのエアチ
ャンバ内に配列されるプラスチックのリングが備えられる場合、ホイール取り付
け型電子装置も、そのプラスチックリングの凹部の中に配列されてよい。
【００２７】 発明の１つの実施態様は、添付図面に概略して示される。
【００２８】 図１は、自動車２の４つのホイール１を概略表現で示す。各ホイール１には、
リム上または便基部上のどちらかでホイール１の空気タイヤの内側に、あるいは
−それぞれのホイールが緊急運転特定を持つホイールである場合には−ホイール
リムを取り囲むプラスチックリング内の凹部の中に取り付けられる統合型受信機
４付きのホイール取り付け型電子装置３が備えられる。ホイール取り付け型電子
装置３及び受信機４は、互いに同一であり、それぞれのホイール１を基準にして
同じ位置に取り付けられる。車両車体の床５の下に取り付けられているのは、車
両の長手方向中心線の領域に配列される２本のアンテナ６と７である。一方のア
ンテナ６は、フロントホイールの間に配置され、他方のアンテナ７はリアホイー
ルの間に配置される。２本のアンテナ６と７は、無線周波数回線８、例えば同軸
線路を介して、乗り物電池１０から電流を供給される車体内に配列される受信機
装置９と接続される。
【００２９】 図２のブロック図に見られるように、受信機装置９は、必須構成部品として、
アンテナ６と７の数に一致する２つのチャネル付きの無線周波数段１１、変調器
／復調器１２、信号を評価するため、及び制御機能のためのマイクロプロセッサ
１３、質問機１４、バスインタフェース１６のためで、計器パネル上に取り付け
られるバスドライバ１５、双方向バス１９を介してマイクロプロセッサ１３に接
続される手動制御機構１８と結合されるディスプレイ１７を備える。すべてのこ
れらの構成部品のための電圧供給は、受信機装置９と乗り物電池１０の２つのパ
ーツ間の接続によって図面中に表される、乗り物の電気システムによって提供さ
れる。
【００３０】 図３のブロック図に従って、ホイール取り付け型電気装置３は、関連付けられ
た測定評価制御回路付きの統合型圧力温度センサ、ＲＦ段２１、無線アンテナ２
２及びモジュール２０及びＲＦ段２１のために電流を供給する電池２４を含むモ
ジュール２０を備える。ＲＦ段２１は、無線アンテナ２２に給電する。モジュー
ル２０の中の圧力センサは、好ましくは圧電で動作しているセンサである。
【００３１】 受信アンテナ２３付きの受信機４は、ホイール取り付け型電子装置３に関連付
けられる。受信機４は、トランスポンダの受信機装置のように機能するため、電
池２４から電流を供給される必要がない。受信機４の出力で、モジュール２０の
トリガ入力に接続される鳥が回路２５が提供される。
【００３２】 図１から図３に示されるような発明は、以下のように動作する。
【００３３】 ホイール取り付け型電子装置３は、時間の大部分、その機能がおもにオフに切
り替えられ、それがトリガ回路２５から到着するトリガ信号を受信する準備が完
了しているために、及び揮発性メモリに記憶された可能性のあるデータを保存す
るために、１μＡ未満の電流を必要とするにすぎない電流節約状態に留まる。
【００３４】 乗り物がアンロックされるとき、及び／またはイグニションがオンに切り替え
られるとき、受信機装置９及びそれとともに質問機１４もオンに切り替えられ、
質問機は例えば５分という時間間隔ｔ０で質問信号を生成し、変調器／復調器１
２、ＲＦ段１１及びアンテナ６と７を介してその信号を送出する。質問信号は、
ホイール１のそれぞれで局所受信アンテナ２３によって受信され、受信機が、モ
ジュール２０へのトリガ回路２５を介してトリガ信号を出力させられるように、
質問信号によって伝達されるエネルギーで受信機４を起動する。その結果として
、後者は、その正常な状態に切り替えられ、内蔵クロックがモジュール２０内で
アクティブである間の所定時間期間Ｔ１＜Ｔ０、この状態で保たれる。便利なこ
とに、Ｔ１はＴ０よりわずかだけ短い。その通常の運転状態では、温度及び圧力
の測定値は、例えば数秒という所定の時間期間Ｔ０で実施される。測定が実行さ
れる。評価が警告信号を伝送しなければならないことを示す場合、またはスタン
バイ信号が伝送される場合にだけ、例えば、ホイール取り付け型電子装置が適切
に動作する規則正しい時間間隔ｔ０での受信機装置へのその信号は、マイクロプ
ロセッサ１３に、ＲＦ段１１に測定された圧力及び／または存在する場合には、
測定された圧力変化に関する情報を含み、さらに、受信機装置９が、信号が発せ
られたホイール１の位置に関する結論をそこから引き出すことができるそれぞれ
のホイール取り付け型電子装置の識別子特性を含むデジタル信号を出力させる。
【００３５】 無線アンテナ２２によって発せられる信号は、最も近くに位置し、変調器／復
調器１２によって復調され、マイクロプロセッサ１３によって処理される、おも
に２本のアンテナ６と７の一方によって受信される。マイクロプロセッサ１３は
、その結果、信号が例えば液晶ディスプレイに表示される表示装置１７にマイク
ロプロセッサ１３によって生成される表示信号を伝送するバスドライバ１５を制
御する。
【００３６】 ホイール取り付け型電子装置３は、それがその内蔵クロックによって再びオフ
に切り替えられるまで、事前に定められた時間間隔ｔ０で測定を反復する。個々
の測定の間では、それは、しかしながらその内蔵クロックが実行し、電流を消費
続ける電流節約状態を仮定する。質問信号によって開始された数分の時間期間Ｔ １ の最後に、内蔵クロックもオフに切り替えられ、ホイール取り付け型電子装置
は、発明によって、それが次の質問信号の到着によってのみ起動されるその極端
な電流節約状態に戻る。
【００３７】 受信機装置９の動作は、計器パネル内で配列される手動制御機構１８を介して
変えることができる。
【００３８】 受信機４は、このケースでは、応答信号を戻すためのトランスポンダ内に備え
られる逆チャネルが必要とされないという例外があるが、本来、トランスポンダ
のために使用される種類のチップモジュールから成り立ってよい。 そのチップモジュールが通常は使用に適している適切なトランスポンダは、Pfro
nten 87459, Rossbergweg 2,アマテック エレクトロニック コンポーネンツ
マニュファクチュアリング ゲーエムベーハー（AmaTech Electronic Component
s Manufacturing GmbH）から入手できる。それらは、非接点識別システム、特に
チェックカードフォーマットでのアイデンティティカードでの質問にためにアマ
テックによって提供される。 パーツリスト １．ホイール ２．乗り物 ３．ホイール取り付け型電子装置 ４．受信機 ５．床 ６．アンテナ ７．アンテナ ８．無線周波数線路 ９．受信機装置 １０．乗り物電池 １１．無線周波数段 １２．変調器／復調器 １３．マイクロプロセッサ １４．質問機 １５．バスドライバ １６．バスインタフェース １７．ディスプレイ装置 １８．手動制御機構 １９．双方向バス ２０．モジュール ２１．ＲＦ段 ２２．無線アンテナ ２３．受信アンテナ ２４．電池 ２５．トリガ回路
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車内のタイヤ圧力監視システムの必須構成部品の配列のブロッ
ク図を示す。
【図２】乗り物の中に提供される受信機装置のブロック図を示す。
【図３】受信機と組み合わされるホイール取り付け型電子装置のブロック図
を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュルツアー，ギュンター，ロータル ドイツ連邦共和国 ディー−75228 イス プリンゲン ルターストラーセ ３ (72)発明者 ケスラー，ラルフ ドイツ連邦共和国 ディー−76327 プフ ィンツタル レッシングストラーセ 12 Ｆターム(参考） 2F055 AA12 BB03 CC60 DD20 EE40 FF49 GG49 2F073 AA36 AB07 BB02 BC02 CC01 DD02 EE01 FF02 GG01

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】−電流源としての電池（２４）と、 −空気タイヤ内で優勢である圧力を受信するための圧力センサと、 ―圧力センサによって供給される測定済み圧力信号を評価するための評価回路と
    、 −評価回路によって制御され、タイヤ内の圧力及び／またはホイール取り付け型
    電子装置（３）の状態に関する情報を含む信号を受信機装置（９）に伝送する送
    信機（２１）と、 を備える、少なくとも１本のアンテナ（６，７）が関連付けられる乗り物（１）
    の中または上に備えられる受信機装置（９）と、これ以降「ホイール取り付け型
    電子装置」と呼ばれる、タイヤ圧力信号を測定、評価及び伝送するための、空気
    タイヤ内に配列される装置（３）から成り立つ、無線によって、乗り物（２）の
    ホイール（１）の空気タイヤ内の圧力または圧力の変化を監視し、信号で知らせ
    るためのシステムであって、 ホイール取り付け型電子装置（３）は、時間間隔（ｔ０）より短い時間の期間（
    Ｔ１）、時間間隔（ｔ０）で起動され、それ以外の場合電流節約状態にとどまり
    、質問機（１４）が乗り物（１）の上に提供されることと、質問機（１４）によ
    って送出される質問信号に反応し、その機能のために必要とされるエネルギーを
    電池（２４）からではなく、質問信号それ自体から引き出す受信機（４）が、同
    じホイール（１）上のホイール取り付け型電子装置（３）に関連付けられること
    と、 受信機（４）が、トリガ回路がトリガによって起動され、前述された時間期間（
    Ｔ１）の最後でその電流節約状態に戻るように、その出力がホイール取り付け型
    電子装置（３）のトリガ入力に接続されるトリガ回路（２５）を有することとを
    特徴とする、システム。
  2. 【請求項２】ホイール取り付け型電子装置（３）の電流節約状態が、それが
    トリガ信号の受信のためだけに反応状態に保たれ、必要ならば、揮発性メモリ内
    にデータを保存するためだけに電圧以下に保たれ、内蔵クロックがその状態でオ
    フに切り替えられることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】イグニションがオフに切り替えられるとき、あるいは乗り物（
    ２）がロックされるときに、質問機（４）及び受信機装置（９）がオフに切り替
    えられ、イグニションキーが操作されるとき、またはイグニションがオンに切り
    替えられるとき、または乗り物（２）がアンロックされるときにオンに切り替え
    られるように、質問機１４及び受信機装置（９）が乗り物（２）のロックシステ
    ムまたはイグニションロックに接続されることを特徴とする、請求項１または請
    求項２に記載のシステム。
  4. 【請求項４】ホイール取り付け型電子装置（３）が、いったん質問信号がそ
    れによって受信されると、それがその瞬間に開始するそのアクティブな時間期間
    （Ｔ１）の間に複数の測定サイクル及び評価サイクルを連続的に実行することを
    保証するように調整されることを特徴とする、請求項１から３に記載のシステム
    。
  5. 【請求項５】測定が２秒から４秒の間隔（ｔ０）で実施されることを特徴と
    する、請求項４に記載のシステム。
  6. 【請求項６】アクティブ時間期間（Ｔ１）が０．５分から１０分、好ましく
    は３分から５分であることを特徴とする、請求項４または請求項５に記載のシス
    テム。
  7. 【請求項７】変調器付きの単一チャネルＲＦ受信機が受信機装置（９）のそ
    れぞれのアンテナ（６、７）の近くに配列されることと、これらのアンテナ（６
    ，７）から受信機装置（９）につながる線路（８）がＲＦ信号よりむしろＬＦ信
    号を伝搬することを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のシステム。
  8. 【請求項８】質問機（１４）が、受信機装置（９）に関連付けられる各アン
    テナ（６、７）近くに配列されることを特徴とする、請求項７に記載のシステム
    。
  9. 【請求項９】ホイール取り付け型電子装置（３）が、その助けを借りてホイ
    ール取り付け型電子装置（３）の測定速度及び伝送速度を変えることのできる遠
    心センサを備えることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のシステム。
  10. 【請求項１０】ホイール取り付け型電子装置の測定速度及び／または伝送速
    度が、圧力及び／または経時的に発生する圧力の変化に応えて、ホイール取り付
    け型電子装置（３）内に提供される評価回路及び制御回路によって変えることが
    できることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のシステム。
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