JP2005158054A - 位置信号を用いて少なくとも１つの回転部材の少なくとも１つのパラメータを決定するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電力消費を最適化しながら通信を確実にできるように、トランスポンダが送信／受信コーン内にあるとき、アンテナとトランスポンダとの間の通信を同期化させることを可能にし、かつ、車両の動作状態に通信周波数を適応させることが可能である決定システムを提供すること。
【解決手段】 各回転部材１に対して設けられたアセンブリは、トランスポンダ３、コーダ５、位置センサ６、及び、デバイス４を備える。同期化ユニット７は各センサ６および各検知デバイス４に接続されている。アセンブリのトランスポンダ３が検知デバイスの通信手段の送信／受信コーン内にあるとき、デバイス７ａは検知デバイス４の活性化位置を決定する。活性化デバイス７ｂはコーダ５の位置を活性化位置と比較することによって、一つのパラメータまたは複数のパラメータを測定するために、アセンブリの検知デバイス４を活性化させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、固定された構造に対して回転する少なくとも１つの部材の少なくとも１つのパラメータを決定するためのシステム、このようなパラメータを少なくとも１つ決定する方法、およびこのようなシステムを備えた自動車に関する。

本発明は、自動車両のタイヤの圧力、温度、変形または摩耗などの少なくとも一つのパラメータの決定に通常適用される。
これを行うために、
一つのパラメータまたは複数のパラメータを測定することが可能である、タイヤに回転自在に固定されているトランスポンダと、
車両のシャシーに固定された、励起信号をトランスポンダに送信し、測定値または複数の測定値を受信することが可能であるアンテナを備える、トランスポンダから発せられるパラメータまたは複数のパラメータを検知するためのデバイスとを、各タイヤに対して、どのようにして使用するかについては、すでに知られている。

トランスポンダと検知デバイスの間の通信を可能にするために、検知デバイス上のアンテナが、通常ホイール通路内の、トランスポンダの運動領域に近接して配置されている。
したがって、検知デバイスを活性化することによって、トランスポンダによって測定された一つのパラメータまたは複数のパラメータの値を周期的に得て、この値をシステム、たとえばそれを監視および／または使用する車両上の安全システムに使用可能にすることが可能である。

提起されている一つの問題は、デバイスとトランスポンダとの間の十分な通信を得ることを可能にする検知デバイスを活性化するための手順の構築に関する。これは、アンテナが所与の送信／受信コーンを有するとき、トランスポンダがこのコーン内に配置されているとき活性化を行われなければならないためである。

第１の解決法によると、検知デバイスを連続的に活性化することが提案されているが、これはいくつかの欠点を有する。とりわけ、トランスポンダが送信／受信コーン内に配置されていないとき、部分的に不必要な高い電力消費を生じさせる。また、これは、各回転でトランスポンダに作用を及ぼすが、このことは特定の走行状態下では不必要であり、能動型トランスポンダの場合、そのバッテリ出力を不必要に消費する。

電力消費を制限しようと試みるために、第２の解決法によると、固定された周波数で検知デバイスを活性化させることが提案されている。しかし、この解決法もまた、いくつかの欠点を有する。なによりもまず、この解決法では、検知デバイスが活性化されているときトランスポンダが確実に送信／受信コーン内にあるようにすることが不可能である。特に、所定の活性化周波数に対してそのための条件が満たされないトランスポンダの回転速度が存在し、このことは、車両に対する安全機能の一つのパラメータまたは複数のパラメータの使用を不適合にする。また、この解決法は、たとえば車両の動作状態に応じた、所定の周波数での一つのパラメータまたは複数のパラメータの決定を保証しない。

第２の解決法の欠点を解決しようと試みるため、対応する送信／受信コーンを増加させるためにアンテナのサイズを増加させることが提案されている。しかし、この可能性が、通信のシャドウ・エリアが常に存在するため完全に解決することなくこれらの欠点を制限することが可能であるだけであるということ以外に、アンテナのサイズの増加は、ホイール・アーチ内への組込みの制約の増加、ならびに、より高い出力およびしたがって電力消費を生じさせる。

これらの欠点をすべて解決するために、本発明は、電力消費を最適化しながら通信を確実することが可能であるように、トランスポンダが送信／受信コーン内にあるとき、アンテナとトランスポンダの間の通信を同期化させることを可能にする一方、車両の動作状態に通信周波数を適応させることが可能である決定システムを特に提案する。

この目的のために、第１の態様によると、本発明は、固定された構造に対して回転する少なくとも１つの部材の少なくとも１つのパラメータを決定するためのシステムであって、各回転部材に対して、アセンブリが設けられ、そのアセンブリは、
該回転部材に回転自在に固定され、かつ、決定される一つのパラメータまたは複数のパラメータを測定することが可能なトランスポンダと、
該回転部材に回転自在に固定されたコーダと、
該固定された構造に固定され、かつ、該コーダに対向して、読取り距離をおいて配置されており、固定された構造に対する該コーダの角度位置を表す信号を送達することが可能な電子回路を備えたセンサと、
該固定された構造に固定され、励起信号を該トランスポンダに送信すること、および一つの測定値または複数の測定値を受信することが可能な通信手段を備え、該トランスポンダから発せられた一つのパラメータまたは複数のパラメータを検知するためのデバイスとを備え、前記システムがまた、
該アセンブリの該トランスポンダが前記検知デバイスの通信手段の送信／受信コーン内にあるときに、アセンブリの該デバイスの活性化位置を決定するためのデバイスと、該コーダの位置を該活性化位置と比較することによって、一つのパラメータまたは複数のパラメータを測定するために該アセンブリの該検知デバイスを活性化させることが可能な活性化デバイスとを備え、各センサ及び各検知デバイスに接続された同期化ユニットを有するシステムを提案する。

一実施形態では、前記活性化デバイスが、前記活性化位置に対して前記コーダの位置信号をリセットする手段を備える。
第２の態様によると、本発明は、活性化位置を決定し、次に、コーダの位置が前記活性化位置と等しいとき、前記活性化デバイスが、前記検知デバイス活性化を動作させるまたは有効にする初期手順を備えた、このようなシステムを用いて固定された構造に対して回転する少なくとも１つの部材の少なくとも１つのパラメータを決定する方法を提案する。

特定の実施形態では、活性化デバイスがリセット手段を備えるとき、決定方法は、活性化位置を決定する初期手順を含み、その後、コーダの位置信号が検知デバイスの活性化を可能にするまたは有効にするために、コーダのリセット位置に応じて、前記活性化位置に対してリセットされる。

第３の態様によると、本発明は、各アセンブリが、前記車両のタイヤの少なくとも１つのパラメータを決定するように配置されている、このようなシステムを備えた自動車を提案する。

本発明のその他の目的および利点は、本発明による決定システムを備える車両を概略的に示す添付の図面を参照して与えられる以下の説明で明らかになるであろう。

本発明は、固定された構造２に対して回転する少なくとも一つの回転部材１の少なくとも一つのパラメータを決定するためのシステムに関する。図１に関連して説明する実施形態によると、このシステムは、自動車両の少なくとも一つのタイヤ１の少なくとも一つのパラメータを決定するように意図されている。特に、システムは、自動車両上のすべてのタイヤ１の圧力、温度、変形および／または摩耗の決定を可能にする。

これを行うために、システムは、各タイヤ１に対して、決定される一つのパラメータまたは複数のパラメータを測定することが可能であるトランスポンダ３と、トランスポンダ３から発せられる一つのパラメータまたは複数のパラメータを検知するためのデバイス４とから成るアセンブリから成る。トランスポンダ３は、タイヤ１に回転自在に固定され、検知デバイス４は、トランスポンダ３に近接して、車両のシャシー２に固定されている。他の適用例によると、トランスポンダ３は、ホイールに、またはホイールがその上に装着されている軸受に固定されてもよい。

決定システムは、検知デバイス４を活性化させることによって、トランスポンダ３によって測定された一つのパラメータまたは複数のパラメータの値を周期的に得ること、およびこの値を、たとえば車両安全システムなどの、値を監視および／または使用するシャシー２に対して固定されたシステムに使用可能にすることを可能にする。特に、一つのパラメータまたは複数のパラメータの自動的な決定は、異常の場合に運転者に警告することを可能にする。また、一つのパラメータまたは複数のパラメータは、ホイール・アンチ・ロック（ＡＢＳ），方向制御（ＥＳＰ）または電子ステアリング補助（ＥＳＡ）などの運転補助システムで使用することが可能であり、それによって決定されたパラメータの値に応じてこれらのシステムの動作を適応させることが可能である。

トランスポンダ３および検知デバイス４から成るアセンブリは、従来から公知である。
検知デバイス４は、たとえば無線周波数などの励起信号をトランスポンダ３に送信し、一つの測定値または複数の測定値を受信することが可能であるたとえば指向性アンテナの形態の通信手段から成る。

トランスポンダ３は、測定および通信を行うためにそれ自体のバッテリによって電力を供給されているかどうか、またはこれらの機能が、検知デバイス４から発せられる励起信号によって誘発されたかどうかに応じて、能動タイプまたは受動タイプにすることが可能である。タイヤ１の圧力を決定するために、トランスポンダ３は、表面音波（ＳＡＷ）タイプのものであってもよい。

本発明による車両では、アンテナは、それにタイヤ１が装着されているホイール・アーチ内に収容され、トランスポンダ３は、タイヤ１のバルブ内に収容されている。したがって、アンテナとトランスポンダ３との間の距離が短縮され、このことが、タイヤ１とシャシー２との間の測定値の通信のために必要な電力を最適化することを可能にする。変形形態では、特にタイヤの変形および摩耗を測定するために、タイヤ１の接地面に配置されるトランスポンダ３を提供することも可能である。

アセンブリはまた、タイヤ１に回転自在に固定されたコーダ５と、車両のシャシー２に固定されたセンサ６とを備えている。特に、コーダ５および／またはセンサ６は、たとえば出願人による仏国特許出願公開第２７００５８８号明細書に記載のようなホイール・ベアリングに配置することが可能である。コーダ５は、軸受の回転するレースに特に回転自在に固定されることが可能であり、センサ６は、コーダ５に対向して、かつ、コーダ５から所定の読取距離をおいて配置するため、固定レースに結合される、またはそれから分離されることが可能である。

コーダ５の機能は、タイヤ１についての角度位置情報を送達することである。一実施形態によると、コーダ５は、Ｎ極およびＳ極の連続から形成されたトラックをその表面上に備える磁気リングから形成されている。

コーダ５と対向して、コーダ５から所定の読取距離を隔てて、シャシー２に対するコーダ５の角度位置を表す信号を送達することが可能な電子回路を備えたセンサ６が設けられている。

一実施形態によると、センサ６は、トラックと対向して配置された少なくとも２つの感知素子から成る。特定の実施例では、感知素子が、ホール効果センサ、マグネトレジスタおよび巨大なマグネトレジスタを含むグループから選択される。

この実施形態で使用されるセンサ６は、感知素子を用いて２つの周期的な電子信号Ｓ１、Ｓ２を直交して送達することが可能である。また、複数の配列された感知素子から信号Ｓ１およびＳ２を得ることの原理は、たとえば、出願人による仏国特許出願公開第２７９２４０３号明細書に記載されている。

信号Ｓ１、Ｓ２から、電子回路は、コーダの角度位置だけでなく、その回転速度ならびにその回転方向を表す直交する方形デジタル信号Ａ、Ｂを送達することが可能である。
一実施形態によると、電子回路はまた、出力信号の解像度の増大を可能にする、たとえば、出願人による仏国特許出願公開第２７５４０６３号明細書に記載されているタイプの補間回路から成る。特に、１度未満のコーダ５の角度位置の解像度を得ることが可能である。

センサ６は、たとえばＡｓＧａなどの、シリコン基板または同等のものの上に集積されることが可能であり、それによって、特定の用途のために特化された集積回路を形成することが可能である。この回路は、要求に応じて部分的にまたは全体的に設計された集積回路を参照するためにＡＳＩＣと呼ばれることがある。

磁気センサ／コーダ・アセンブリに関して説明が示されているが、光学タイプの技術を使用する同様の方式で、本発明を実施することも可能である。たとえば、コーダ５は、上記で開示した多極の磁気パターンと同様の光学パターンを形成するように、主トラックおよび回転パルス・トラックがその上にエッチングされた金属またはガラスのターゲットから形成され、次に感知素子が、光学検知器から形成されてもよい。

電子回路は、初期位置から、コーダ５の角度位置の変動を決定することが可能な計数手段を備える。例示的な実施形態では、計数手段は、角度位置の値が、検知された信号ＡおよびＢのエッジの数に対応する角度値だけ増加または減少されるレジスタから成り、システムが作動されるときの初期値はたとえばゼロに固定されている。したがって、処理デバイスは、初期値に対するコーダ５の相対位置を知ることを可能にする。

一つのアセンブリまたは複数のアセンブリに加えて、システムは、各センサ６および各検知デバイス４と接続された、コンピュータの形態の同期化ユニット７を備えている。ユニットは、アセンブリのトランスポンダ３が、前記検知デバイスのアンテナの送信／受信コーン内にあるとき、アセンブリの検知デバイスの活性化位置を決定するためのデバイス７ａと、コーダの位置を活性化位置と比較することによって、一つのパラメータまたは複数のパラメータを測定するために検知デバイス４を活性化させることが可能な活性化デバイス７ｂとから成る。

ユニット７は、ユニット７に電力を供給擦るバッテリの寿命、特には、トランスポンダが活動状態にある場合にトランスポンダ３に電力を供給するバッテリの寿命、を最適化するように、トランスポンダ３のコーン内の通過と検知デバイス４の活性化との同期化を可能にする。

一実施形態では、活性化デバイス７ｂは、活性化位置に対するコーダ５の位置信号をリセットする手段を備え、それによって、前記位置に対する前記コーダ５の絶対位置信号を、したがってコーダ５はタイヤに回転自在に固定されているため、タイヤ１の絶対位置信号を送達する。

本発明によるシステムを使用する決定方法は、活性化位置を決定する初期手順を備え、次に、コーダ５の位置が前記活性化位置と等しくなったとき、活性化デバイスが、検知デバイス４の活性化を可能にする、または有効にする。

活性化デバイス７ｂがリセット手段を備えるとき、方法は、活性化位置の決定後、コーダのリセット位置に応じて検知デバイス４の活性化を可能にするまたは有効にするために、前記活性化位置に対するコーダ５の位置信号のリセットを可能にする。

活性化デバイス７ｂが活性化を可能にするとき、タイヤ１の動作状態に応じて決定される可変の問合せ周期で活性化を行うことが可能である。特に、これらの状態は、測定された一つのパラメータまたは複数のパラメータ（圧力、温度）、速度または路面状態（たとえば雨または雪の状態）など、車両の走行状態またはタイヤ１の位置（前部または後部）の関数であってもよい。

例示的な実施形態では、
閾値以下では、活性化時間が周波数ｆ_iで活性化を行うように決定され、
閾値を越えている場合には、活性化時間がｆ_iの倍数の周波数で活性化を行うように決定されるように、車両に対する少なくとも１つの速度閾値を定義することが可能である。

後部タイヤ１の圧力を、前部タイヤの圧力よりも頻繁に決定することが決定されてもよい。
これを行うために、同期化ユニット７はまた、適切なパラメータおよび必要な条件を供給され、前記デバイスは、これが有効にされる活性化のタイミング手段を備える。

一実施形態によると、初期決定手順は、検知デバイス４によって測定された信号が十分であるとき、コーダ５の位置と等しい活性化位置の活性化デバイス７ｂ内での決定および記録によって、検知デバイス４の、固定された周波数、たとえば毎秒の活性化によって実行されることが可能である。

この手順は、本発明による一つのパラメータまたは複数のパラメータの決定の前に、決定システムが作動されるたびごとに、起動されることが可能である。
一実施形態によると、連続的または周期的に検出されることが可能な活性化位置を最適化する双方向手順を提供することが可能である。

最適化手順は、たとえばその信号対ノイズ比、通信誤差または通信されるパワーなどの、検知デバイス４から発せられた信号の品質を解析することが可能である。この品質が第１の閾値以下である場合、所定のステップ、たとえば１度の角度だけ、活性化位置を増加および／または減少させる。別法として、手順は、対応する信号の品質を解析することによって、信号の品質が最大である最適化された活性化位置を得るために、活性化位置を増加および／または減少させることを可能にする。この最適化された位置が、新しい活性化位置として次に使用される。

本方法の一実施形態によると、第１の閾値よりも小さい第２の信号品質閾値が、同期化ユニット７内で使用される。したがって、信号品質が第２の閾値以下である場合、最適化手順の代わりに活性化位置の決定の位置を起動させることが可能である。特に、この実施形態は、一つのパラメータまたは複数のパラメータが決定されたときにシステム内の電力供給が遮断された場合、同期化をリセットするために決定手順を初期化することを可能にする。また、この実施形態は、最適化手法が、最適化された位置に収束することが不可能な場合、最適化の過程で決定する手順を開始することを可能にする。

本発明による決定システムを備えた自動車両を示す図。

符号の説明

Ａ，Ｓ１，Ｓ２…信号、ｆｉ…周波数、１…タイヤ，回転部材、２…構造、３…トランスポンダ、４，７ａ…デバイス、４…検知デバイス、５…コーダ、６…センサ、７…同期化ユニット、７ｂ…活性化デバイス。

Claims (11)

1. 固定された構造（２）に対して回転する少なくとも１つの部材（１）の少なくとも１つのパラメータを決定するためのシステムであって、
   各回転部材（１）に対して、アセンブリが設けられ、そのアセンブリは、
   該回転部材（１）に回転自在に固定され、かつ、決定される一つのパラメータまたは複数のパラメータを測定することが可能なトランスポンダ（３）と、
   該回転部材（１）に回転自在に固定されたコーダ（５）と、
   該固定された構造（２）に固定され、かつ、該コーダ（５）に対向して、読取り距離をおいて配置されており、固定された構造（２）に対する該コーダ（５）の角度位置を表す信号を送達することが可能な電子回路を備えたセンサ（６）と、
   該固定された構造（２）に固定され、励起信号を該トランスポンダ（３）に送信すること、および一つの測定値または複数の測定値を受信することが可能な通信手段を備え、該トランスポンダ（３）から発せられた一つのパラメータまたは複数のパラメータを検知するためのデバイス（４）とを備え、
   前記システムがまた、
   該アセンブリの該トランスポンダ（３）が前記検知デバイスの通信手段の送信／受信コーン内にあるときに、アセンブリの該デバイス（４）の活性化位置を決定するためのデバイス（７ａ）と、該コーダ（５）の位置を該活性化位置と比較することによって、一つのパラメータまたは複数のパラメータを測定するために該アセンブリの該検知デバイス（４）を活性化させることが可能な活性化デバイス（７ｂ）とを備え、各センサ（６）及び各検知デバイス（４）に接続された同期化ユニット（７）を有するシステム。
2. 前記活性化デバイス（７ｂ）が、前記活性化位置に対して前記コーダ（５）の位置信号をリセットする手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記コーダ（５）が、Ｎ極とＳ極の連続によって形成されたトラックをその表面上に備える磁気リングから形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
4. 活性化位置を決定し、次に前記コーダ（５）の位置が前記活性化位置と等しいとき、前記活性化デバイス（７ｂ）が、前記検知デバイス（４）の活性化を活性化させるまたは有効にする初期手順を備えることを特徴とする、請求項１に記載のシステムを用いて固定された構造（２）に対して回転する少なくとも１つの部材（１）の少なくとも１つのパラメータを決定する方法。
5. 前記活性化位置を決定し、その後、前記コーダ（５）の位置信号が、該コーダ（５）のリセット位置に応じて、前記検知デバイス（４）の活性化を可能にするまたは有効にするために、前記活性化位置に対してリセットされる初期手順を備えることを特徴とする、請求項２に記載のシステムを用いて固定された構造（２）に対して回転する少なくとも１つの部材（１）の少なくとも１つのパラメータを決定する方法。
6. 前記初期手順が、固定された周波数で前記検知デバイス（４）を活性化させることによって実施され、前記デバイスによって測定された信号が十分であるとき、前記コーダ（５）の位置と等しい活性化位置を決定することを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
7. 前記検知デバイス（４）から発せされる信号の品質が解析され、品質が第１の閾値より低い場合、活性化位置が、新しい活性化位置として前記活性化デバイス（７ｂ）によって次に使用される新しい最適化された位置を決定するために、所定のステップだけ増加および／または減少される、活性化位置を最適化する反復手順を備えることを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記信号の品質が、前記第１の閾値以下である第２の閾値以下である場合、活性化位置を決定する手順が、前記最適化する手順の代わりに実行される、請求項７に記載の方法。
9. 前記活性化デバイス（７ｂ）が活性化を有効にするとき、これは前記回転部材（１）の動作状態に応じて決定される可変の問合せ周期において有効化されることを特徴とする請求項４から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 各アセンブリが、前記車両のタイヤ（１）の少なくとも１つのパラメータを決定するように配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステムを備えた車両。
11. 前記通信手段が前記タイヤ（１）が装着されているホイール・アーチ内に収容され、かつ、前記トランスポンダ（３）が該タイヤ（１）のバルブ内に収容されていることを特徴とする請求項１０に記載の車両。

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