JP2004535977A - 遠隔タイヤ圧力監視システム - Google Patents

Abstract

本発明は、許容できないほど低いタイヤ圧力またはタイヤ圧力の危険な降下が起こると警報を発生させる車両のホイールのタイヤ圧力用の遠隔タイヤ圧監視システムに関する。本発明のシステムはさらに、ホイール搭載測定モジュールがそれぞれのホイール上のそれらの所望位置から移動すると警報を発生させる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明はそれぞれが圧力測定センサを有するホイール搭載モジュールと、センサ信号を評価するために、特に無線で、前記モジュールと通信し、タイヤ圧力が圧力しきい値未満に降下する場合、および／または圧力損失が絶対値に関し損失しきい値を上回る場合に警報信号を発生させるコントロールユニットとを有する車両のホイールにおけるタイヤ圧力の遠隔タイヤ圧力監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
基本的に３つの構成要素を有するタイヤ圧力監視システムを備えたシリーズ生産された自動車は、もうすでに市販されており、ホイールリムの空気弁上に配置されるホイール搭載モジュールは、タイヤ内の圧力および温度に関するデータ信号をそれを介して発信させるバッテリ給電式無線送信器だけでなく温度および圧力測定センサを具備する。これらのデータ信号はデータバスを介して中央コントロールユニットに無線通信アンテナによって送られ、そこでさらに処理される。適切であれば、特に０．２バール／分よりも急速な圧力損失が生じる場合、警報信号が発生される。さらに警報信号は圧力が圧力しきい値未満に降下する場合にも発生され得る。
【０００３】
特許文献１は警報信号が発生されるとき、車両のどのホイールが不具合であるかも指示できるように車両の個々のホイールへのデータ信号の割り当てに関する。この目的のため、一方でホイールの半径方向のホイール搭載モジュールの加速度（遠心加速度）を、他方でホイールの周方向のモジュールの加速度（行路に沿う加速度）を決定できるようにするためにホイール搭載モジュールに加速度のセンサシステムを追加的に適切に備えるようになっている。遠心加速度の積分を決定することによって、所定時間内にホイールによって補足される移動量を決定することができる。コーナリング中の操舵可能なフロントホイールおよび（少なくとも基本的に）操舵不能なリアホイールを有する車両のフロントホイールの移動量はリアホイールの対応移動量よりも大きいかまたは小さいので遠心加速度の積分を評価することによってリアホイールとフロントホイールとを区別することができる。
【０００４】
さらにホイールが車両の一方の側から車両の他方の側に位置が入れ替えられる場合、信号がそれらのサインを互いにやり取りするように、行路に沿う加速度を評価することによって、車両の右側のホイールと左側のホイールとを区別することができる。
【０００５】
特許文献２（特許文献３に等しい）は、車両の個々のホイールへの評価信号の割り当てに関する。ここでは信号振幅が、経時平均されるとホイール間で相異があるように車両上で、ホイール搭載モジュールのデータ信号を受信するために使用される、無線通信アンテナの配備の可能性も参考にされる。この目的のために無線通信アンテナは距離および強度に関しホイール搭載モジュールによって様々に検査されるように配置される。
【０００６】
【特許文献１】
独国特許出願公開第 １９７ ３５ ６８６ Ａ１号明細書
【特許文献２】
独国特許出願公開第 １９８ ５６ ８６１ Ａ１号明細書
【特許文献３】
国際公開第００／３４０６２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的はホイール搭載モジュールがそのリム搭載設定点位置から外れてもタイヤ圧力監視システム内で警報信号を発生できることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的はホイール搭載モジュールが、それぞれのモジュールがそのホイール設定点位置から移動すると変化するパラメータのセンサシステムを有し、コントロールユニットが上記パラメータに対応する変化があると生じる信号を（対応する）警報信号に変換することによって本発明により達成される。
【０００９】
本発明はホイール搭載モジュールに、ホイール内のモジュール位置の関数として、ゆえにモジュールがその設定点位置から外れると変化するパラメータのセンサシステムを提供するという一般的概念に立脚している。同時に、本発明は、コントロールユニットが上記パラメータのこのような変化を正しく「解釈」し、警報信号の発生を確実にできるようにする。
【００１０】
このようにリムから移動するホイール搭載モジュールが車両が走行中のタイヤの内部で、タイヤが破壊するかも知れない、完全に制御されない動きを起こし得るということが考慮され、それに応じてこの極めて危険な動作状態は検出され、ドライバに知らされなければならない。
【００１１】
本発明はホイール搭載モジュールが設定点位置にあるか無いかの検出に適しているパラメータも、感知されるか、または他の理由で感知されるべきであるということも考慮に入れている。結果的に本発明はモジュールがその設定点位置から移動したとき、またはその後にそれによって発生される信号変化をコントロールユニットが「検出」できるということによってのみ有利に実施される。
【００１２】
それぞれのモジュールを車両のホイールに割り当てるために監視されるべきである遠心加速度や行路に沿っての加速度は、モジュールがタイヤ内部に投じられるか、またはタイヤのリムからある距離を置いて引きずられる場合、非常に明瞭に変化する。
【００１３】
さらにタイヤ内のモジュールによって感知される温度は、かなり位置にも依存するので、リムからモジュールが外れると温度の急上昇につながる。
【００１４】
他方、タイヤの内部温度はタイヤ内の空気の加熱が通常動作中のタイヤ圧力に与える影響を感知できるようにするために、感知されるべきである。
【００１５】
対応する信号評価によって、通常動作の場合と危険なシステム故障の場合との両方で対応するパラメータを利用することもゆえに可能である。
【００１６】
さらに本発明の有利な特徴に関し、特許請求の範囲および図面の説明を参照して、本発明の特に好ましい実施形態をより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図面を参照するに、自動車は通常では操舵されないリアホイール２だけでなく操舵可能なフロントホイール１を有する。コーナリングが行われるとき、これらのホイールは、破線で例示される異なる長さの曲線行路を辿り、ほぼスリップのない移動があるとき、それらは共通ステアリングポールを中心に走行する。
【００１８】
基本的に周知の方法で、ホイール１および２はそれぞれ、リム３、およびリム搭載弁５によって、空気が充填されるか、またはそれらの空気圧を抜くことができるタイヤ４を有する。
【００１９】
それぞれの場合で加速度センサだけでなく空気圧センサ、温度センサ、およびデータ信号をそれぞれのセンサ信号に発信する、後者に割り当てられた、無線通信器を有するホイール搭載モジュール６は、リム搭載弁５に取り付けられる。センサおよび通信器の両方とも、モジュール６内に配備されるバッテリから電気エネルギーが給電される。
【００２０】
上記データ信号は、少なくとも１本のアンテナ７によって無線で受信され、データ信号を評価し、同時に車載センサシステムのさらなる信号をも好ましくは考慮に入れることができるコントロールユニット８に送られる。
【００２１】
コントロールユニット８は、表示装置または信号送信器９を作動させ、基本的に次のように動作する。
【００２２】
ホイール搭載モジュール６によって送信され、圧力および温度に関する測定データから、コントロールユニット８が温度依存タイヤ圧力を決定する、ゆえにそれが許容範囲内にあるか、および／または圧力の危険な急速降下が生じているかをチェックすることができる。コントロールユニット８はそれに応じて、表示装置または信号送信器９を作動させるので、それは、好ましくは多様な危険状況に応じて異なる警報信号を発生させることができる。例えば、許容できない圧力降下があると、ドライバは運転を停止することを要求されるが、タイヤ圧力が低許容範囲内にある場合では一回の信号だけが発生され、それでタイヤ圧力を直ちに増加させることをドライバは要求される。
【００２３】
上記警報信号が発生されると、どのホイール１および２が不具合であるかを指示または知らせることも可能である。
【００２４】
この目的のために、圧力および温度に関するデータ信号が送信されると、コントロールユニット８も、それぞれのモジュール搭載加速度センサによって決定された行路に沿った加速度および遠心加速度に関するホイール搭載モジュールからのデータを受信する。ホイール搭載モジュールが同じ配向で全ホイールリムに設置される場合、決定される行路に沿った加速度は、それらのサインに関し、車両の様々の側でのホイールに対し相異があり、すなわちサインを評価することだけで、右側ホイールと左側ホイールを区別できる。さらに、遠心加速度の積分は、ホイール１および２がコーナリング中に相異する長さの行路を走行する場合、絶対値に関し差がある。その結果、コントロールユニット８は、フロントホイール１とリアホイール２を区別できる。
【００２５】
さらにアンテナ７の対応する位置決めによって相異するホイール間を区別することも可能である。ホイール１および２からの距離に関して相異があるか、またはモジュール端送信器の無線信号に関して相異があるようにアンテナ７を遮蔽することによって、相異するホイール１および２と関連付けられるデータ信号が相異する信号レベルを有するようにすることが可能である。
【００２６】
最後に、コントロールユニットは妥当性についてモジュール６のデータ信号から決定された情報をチェックするためにハンドル信号またはエンジンコントロールシステムからのステアリングホイール信号を追加的に受信し、評価できる。
【００２７】
その結果、コントロールユニットは、高い信頼度で個々のホイール１および２へのデータ信号の割り当てを決定でき、警報信号が発生されるとホイールへの割り当ても可能となる。
【００２８】
本発明の重要な特定の特徴は、コントロールユニット８がホイール搭載モジュール６が割り当てられたリム３から外れた状態になったときに不可避的に生じるような「不規則な」加速度データを正しく評価できることである。このような場合、外れたモジュールは、割り当てられたリム３上の設定点位置のモジュール６の通常動作とかなり違うように移動され、それに応じて違うように加速される。その結果、コントロールユニット８が表示装置または信号送信器９によってドライバにそれぞれのホイールを停止および／または修理することを要求する状況に至る。
【００２９】
エネルギーを節約するために、モジュール６は一般に比較的長い時間間隔でしかデータ信号を送信しない。そのため好ましくは、タイヤ圧の欠如、および／または不適当な圧力降下および／または関連リム３からのモジュール６の脱落のような危険な状況を検出できるようにするために、モジュールは割り当てられたセンサのデータの内部評価を実行するようになっている。この場合、データ信号は、それぞれの危険な状況に関する特定の特性データと共に、直ちに、好都合に発生される。
【００３０】
関連リムからのモジュール６の脱落は様々な方法で検出される。
【００３１】
例えば、外れたモジュール６は、コントロールユニットに送信され、モジュールが正しい位置にあるときホイールの半径、接線および横方向を指すモジュール６の軸に関する加速度信号が、車両の現在運転状態と比較されることによって検出できる。ここでは、各モジュール６は、加速度信号を送信するためにコントロールユニット８によって誘発されて選択的に信号を送信する。代わりに、規則的に送信される信号も分析できる。移動速度、ヨー角速度および加速度についての既知情報が与えられれば、車両の加速度および減速度および／または操舵角、特性加速度値が予測される。逸脱している場合、モジュール６がリムから脱落状態となっていることを推測でき、ゆえにコントロールユニット８が警報を発する。
【００３２】
さらに、またはあるいは、コントロールユニット８に送信され、モジュール６が正しい位置にあるときホイールの半径、接線および横方向を指すモジュール６の軸に関する加速度信号が、互いに対し固有の相関関係を持たなければならないことによってそれぞれのリムから脱落した状態になっているモジュール６を検出することも可能である。不規則な挙動がコントロールユニット８内で検出される場合、モジュール６がリムから脱落した状態であることを推測することが可能であり、コントロールユニット８は警報を発する。ここでは、モジュール６は、加速度信号を送信するために選択的にコントロールユニットによって誘発される。代わりに、信号をコントロールユニット８によって規則的に送信し、分析することもできる。
【００３３】
さらにリムから脱落した状態になっているモジュール６は、モジュール６が、互いに関する個々の構成要素のそれらの相関関係に関し、正しい位置にあるときホイールの半径、接線および横方向を指すモジュール６の軸に関する加速度信号をモジュール６が独立的に評価することによって検出される。通常の固有の相関関係から逸脱する不規則な挙動がここで検出される場合、モジュール６が緩んだ状態となっていることを推測することが可能であり、モジュール６は、次にドライバに警報を出力できるコントロールユニット８に対応する信号を独立的に送る。
【００３４】
緩みが生じたモジュール６もまた、コントロールユニット８に送られ、車両上の全モジュール６の半径、接線および横方向に関する速度信号が、少なくとも事実上同時に送られ、評価され、互いに比較される場合に検出される。緩みが生じたモジュール６はここでは、他のモジュール６からかなり逸脱する信号パターンを示し、ゆえに検出される。ここでは、全モジュール６は、同じ運転状況での全モジュール６からの加速度信号の組合せを受信するために短時間窓の範囲内で誘発されるべきである。
【００３５】
最後に、緩みが生じたモジュール６は、コントロールユニットに送られる車両上の全モジュール６の温度値がコントロールユニット８内で評価され、互いに比較されることによって検出される。緩みが生じたモジュール６は、このような状況で他のモジュール６とかなり相異する温度信号を出力し、検出される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明によるタイヤ圧力監視システムを備えた自動車の概略図を示す。

Claims (9)

1. それぞれが圧力測定センサを有するホイール搭載モジュール（６）、センサ信号を評価するために、前記モジュール（６）と、特に無線で通信し、タイヤ圧力が圧力しきい値未満に降下する場合、および／または圧力損失が損失しきい値を上回る場合に警報信号を発生させるコントロールユニット（８）とを有する車両のホイール（１、２）におけるタイヤ圧力の遠隔タイヤ圧力監視システムであって、
   前記ホイール搭載モジュール（６）は、前記それぞれのモジュールがそのホイール搭載設定点位置から移動すると変化するパラメータのセンサシステムを有し、前記コントロールユニット（８）は、前記パラメータに対応する変化があると生じる信号を警報信号に変換することを特徴とする遠隔タイヤ圧力監視システム。
2. それぞれが圧力測定センサおよび加速度センサを有するホイール搭載モジュール（６）と、センサ信号を評価するために、前記モジュール（６）と、特に無線で、通信し、タイヤ圧力が圧力しきい値未満に降下する場合、および／または圧力損失が絶対値に関し損失しきい値未満に降下する場合に警報信号を発生させるコントロールユニット（８）とを有し、前記コントロールユニットが、相異するホイールを区別するかまたは感知するために、適切であれば、さらなるセンサシステムの信号と共に加速度信号を評価する、車両のホイール（１、２）におけるタイヤ圧力の遠隔タイヤ圧力監視システムであって、
   前記コントロールユニット（８）は、モジュールがそのホイール搭載設定点位置から移動すると生じる前記加速度信号の変化を警報信号に変換することを特徴とする遠隔タイヤ圧力監視システム。
3. 「モジュールが設定点位置に存在しない」前記警報信号は、前記圧力が前記圧力しきい値未満に降下する場合、または前記圧力損失が前記しきい値を上回る場合の前記警報信号と相異することを特徴とする請求項１あるいは２に記載のタイヤ圧力監視システム。
4. 通常動作中比較的長時間の間隔でしか前記コントロールユニット（８）と通信しない前記モジュール（６）は、前記センサ信号の内部評価を実行し、危険な状況が検出されると直ちに前記コントロールユニットとの通信を始めることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のタイヤ圧力監視システム。
5. 前記コントロールユニット（８）は、センサシステムから車両状態パラメータについての情報を受信し、前記モジュール（６）から予測される、前記ホイールに固定された前記モジュールが正しい位置にあるとすると、前記ホイールの半径、横および／または接線方向の前記モジュールの加速度を表す加速度信号を前記情報から決定し、それらを前記モジュール（６）によって実際に出力される前記信号と比較し、許容範囲を上回る逸脱があると警報信号が発生されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のタイヤ圧力監視システム。
6. 前記コントロールユニット（８）は、前記モジュール（６）によって送られ、前記ホイールに固定された前記モジュールが正しい位置にあるとすると、前記加速度構成要素間の固有の相関関係のため、前記ホイールの半径、横および／または接線方向の前記加速度を表す加速度信号をチェックし、許容範囲を上回る逸脱があると警報信号を発生させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のタイヤ圧力監視システム。
7. 各モジュール（６）は、そのセンサシステムによって供給され、前記ホイールに固定された前記モジュールが正しい位置にあるとすると、前記加速度構成要素間の固有の相関関係のため、前記ホイールの半径、横および／または接線方向のそれらの加速度を表す加速度信号をチェックし、許容範囲を上回る逸脱があると、各モジュール（６）は、好ましくは直ちに、次に警報信号を発生させる前記コントロールユニット（８）に対応する信号を送ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のタイヤ圧力監視システム。
8. 前記コントロールユニット（８）は前記モジュール（６）の全てから少なくとも事実上同時に、前記ホイールに固定された前記モジュールが正しい位置にあるとすると、前記ホイールの半径、横および／または接線方向のそれらの加速度を表す加速度信号を呼び出すかまたは受信し、前記コントロールユニット（８）は、前記モジュールの１つが、他のモジュールの信号から過剰に逸脱する信号を送る場合に警報信号を発生させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のタイヤ圧力監視システム。
9. 前記モジュール（６）は温度センサを有し、前記コントロールユニット（８）は、モジュールが他の知らされた温度から過剰に逸脱する温度を知らせる場合に警報信号を発生させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のタイヤ圧力監視システム。