JP2005535492A - 車両タグリーダ - Google Patents

Abstract

質問の性質に応じて２つのモードのうち一方で遠隔質問器と通信するタイヤセンサ。質問器は、設計のオプションに必要であれば車両全体にわたり分布して設けられる。さらに、質問器は、トランスポンダが質問器のレンジ内に位置していると考えられる理由がある場合トランスポンダに質問するだけである。質問器及びトランスポンダは、車両のタイヤの動作中又は非動作中に種々の通信モードで動作するよう構成されたものであるのがよい。トランスポンダは、タイヤ状態に関する情報をタイヤ周りで検出された環境又は他の情報に関する質問器に伝送することができる。

Description

本発明は、タイヤのコンディションを報告する目的で車両タイヤと関連付けされたワイヤレス通信装置に関する。

車両が一層複雑になってきたので、車両設計者は、性能を修正して安全性を向上させるためにより多くのパラメータを変化させている。性能を変えるよう修正可能な一パラメータは、車両のタイヤ内の圧力である。車両のタイヤ内の圧力の意図しない変化により、望ましくない性能のばらつきが生じる場合がある。これら性能のばらつきは、燃料消費量のばらつきだけでなく安全性の問題を含む。車両タイヤ内の圧力のモニタを可能にする幾つかの技術的努力が行われている。タイヤ内の圧力を単にモニタすることに加えて、モニタから得られるデータを、情報を用いることができる場所に伝送する必要もある。

タイヤが回転しているので通信上の問題に対するワイヤを用いる解決策は非実用的である。圧力モニタは、タイヤの回転がワイヤを利用した通信リンクを邪魔しないようにタイヤそれ自体に取り付けられると共に好ましくはその内部に取り付けられる必要がある。ワイヤレスによる解決策は、多くの利点をもたらすので幾つかのシステムが提案されている。代表的な解決策では、恐らくはトランスポンダが圧力検出装置に結合された状態で車内に設置される。質問器が、トランスポンダにワイヤレスで質問してトランスポンダが圧力センサから引き出された情報で応答する。

車両の設計は互いに異なっているので、種々の設計のトランスポンダを提供すると有利である。多様な設計のトランスポンダを提供することにより、トランスポンダを車両に組み込む際に設計者のオプションを多く得ることができ、より良好な設計が最終結果として得られる場合がある。今日まで、質問器を車両内に分布又は分散して配置する仕方については教示が不足していた。これと同様に、トランスポンダがどのように応答するかは、質問器の必要性に応じて変更可能な検出システムのパラメータである。かくして、デュアルモード又はマルチモードトランスポンダを提供することにより、設計者にとって利点が得られる場合がある。

本発明は、タイヤのコンディション(条件又は状況)をモニタするための、タイヤに設置されるワイヤレス通信装置の使用、及び、質問装置を用いたこれらのタイヤのコンディションの報告に関する。車両上でのタイヤ条件のモニタは、車両が休止状態又は運動中に行われる。車両に搭載された質問リーダを用いてタイヤと関連したトランスポンダ又はＲＦＩＤを介してタイヤ条件を検出する場合、特別な考慮をしなければならない。タイヤに設置されるトランスポンダは、車両が動いているとき、タイヤの回転中にいつでも質問リーダのレンジ内に存在するわけではない。本発明の２つの特徴は、質問器及びトランスポンダを用いて車両内のタイヤ圧力をモニタする場合、車両設計者に多くのオプションを与えるよう設計されている。最後の特徴は、追加の機能をトランスポンダに導入することにある。

本発明の第１特徴では、車両全体にわたって種々の形態で質問器を分散して配置し、それにより車両コンポーネントをレイアウトする際の融通性を設計者に与える。第１の実施形態では、質問器は、トランスポンダから受け取ったデータからタイヤ圧力を求めるために十分な処理電力と共に車輪ウェル内に位置する。質問器の出力は、車両制御システムに送られてこれにより用いられる。電力は、これから質問器に送電される。

第２の実施形態では、電力は、車両制御システムから送られ、質問器は、ベースバンド信号を送り戻し、車両制御システムは次にこれを処理してタイヤの圧力を求める。

第３の実施形態では、アンテナだけが車輪ウェル内に配置される。トランスポンダからの変調信号を受信し、これを車両制御システムに送り、この車両制御システムは、処理の全てを行う。

本発明の別の特徴は、タイヤと連係したトランスポンダにどのように質問するかに関する。電磁エミッションに関する問題に起因して、質問器は比較的低電力が供給されるものであるのがよい。例えば、質問器を車両の車輪ウェル内に配置した場合、トランスポンダは、トランスポンダがタイヤの回転の下半分にあるときには応答しない場合がある。かくして、適正な応答を確実にし、電力及び時間を節約し又はエミッションを減少させるためには、トランスポンダがその回転の上半分又は一部にあるときにのみトランスポンダに質問することが望ましい。本発明のこの特徴は、トランスポンダがタイヤの回転中に所在する場所を突き止め、次に、トランスポンダが質問器に近接しているときにのみトランスポンダに質問する。

トランスポンダの所在場所を突き止める例示の技術では、車両制御システムとインタフェースを取り車輪の向きを修得し、そして経験的に所在場所を突き止めて車両制御システムとインタフェースを取って速度を変化させながらその所在場所を追跡することである。この特徴と組み合わせて、トランスポンダと質問器との一層効率的な通信を促進するよう設計されたアンテナ構造の幾つかの構造的バリエーションがある。

本発明の第３の特徴では、受け取った質問信号のタイプに基づいて別の仕方で応答するデュアルモードトランスポンダが提供される。第１のモードでは、トランスポンダは、コンテンションアクセスプロトコルで動作し、それによりトランスポンダにメモリを連係させた場合、これへのデータのダウンロードが可能になる。コンテンションに基づくアクセスにより、単一の質問器が多数のトランスポンダに同時に取り組むことができる。トランスポンダは、トランスポンダが受け取っている信号のタイプに基づいて第２のモードに入ることができる。例示の実施形態では、トランスポンダが所定期間、ＲＦ場に入るが、ＲＦ場が振幅変調（ＡＭ）データ変調方式を有していない場合、トランスポンダは、その圧力センサからの読み及びチェックサムをＲＦ場が十分である限り、可能な限り迅速に伝送する。

当業者であれば、添付の図面と関連して好ましい実施形態についての以下の詳細な説明を読むと本発明の範囲及びその追加の特徴を理解できよう。
本願に添付され、その一部をなす添付の図面は、本発明の幾つかの特徴を記載しており、本明細書と共に本発明の原理を説明するのに役立つ。

以下に記載する実施形態は、当業者が本発明を実施することができるようにするのに必要な情報を示すと共に、本発明の最適実施態様を示している。添付の図面に照らして以下の説明を読むと、当業者であれば、本発明の技術的思想及び本明細書においては具体的には説明しないこれら技術的思想の用途を認識できよう。これら技術的思想及び用途は、開示の範囲及び特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に属することは理解されるべきである。

本発明は、車両及びタイヤの設計者にオプションを提供することを目的としている。具体的に説明すると、車両コントローラに多くの情報を提供しようとして、タイヤ圧力又は他のタイヤ条件を検出してトランスポンダ及び質問器を有するワイヤレス接続手段により記録することができる。本発明は、質問システムを提供して車両に関するタイヤ条件を質問する(応答指令信号を送る)際、追加の機能及び設計の機会についてこれら要素の幾つかの変形例を提供する。 図１は、従前通り車体１２及びタイヤ１４を備えた車両１０を示している。車体１２は、車両動作中にタイヤ１４を実質的に収納する車輪ウェル１６を備えるのがよい。車両コントローラ１８を車両１０に関連させるのがよく、この車両コントローラは、車体１２内に収納される。トランスポンダ２０をタイヤ１４のうち１以上の中に位置決めするのがよく、かかるトランスポンダは、それぞれ対応関係にある質問器２２とワイヤレスで情報のやり取りをし、かかる質問器は、少なくとも一部がそれぞれの車輪ウェル１６内又はトランスポンダ２０とワイヤレス通信状態を可能にするのに十分タイヤ１４に近接した他の場所に位置決めされている。

図２は、関連のトランスポンダ２０を備えたタイヤ１４の詳細図である。タイヤ１４は、よく理解されているようにリム２４及びトレッド要素２６を有するのがよい。トランスポンダ２０は、タイヤ１４内に位置決めされており、このトランスポンダ２０は、アンテナ２８及びワイヤレス通信回路３０を有するのがよい。タイヤ条件センサ３２をトランスポンダ２０に関連させるのがよい。タイヤ条件センサ３２は、圧力センサ、温度センサ、湿度センサ、トレッドセンサ又はタイヤ１４に関する環境条件又はタイヤ１４それ自体に関する状態を測定し又は検出する任意他形式のセンサであってよい。ワイヤレス通信回路３０及びタイヤ条件センサ３２を必要に応じ又は所望に応じて単一ユニットの状態に統合してもよい。ワイヤレス通信回路３０、アンテナ２８及びタイヤ条件センサ３２に関するそれ以上の情報は、米国特許第５，１８１，４２３号明細書、第４，５２９，９６１号明細書、第５，４７３，９３８号明細書、第６，０８７，９３０号明細書、第５，９７７，８７０号明細書、第５，５６２，７８７号明細書、第５，４６３，３７４号明細書、第５，８４４，１３０号明細書、第５，５４１，５７４号明細書、第４，１６０，９７１号明細書、２００２年６月６日に出願された米国特許出願第１０／１６４４５９号明細書（発明の名称：Capacitive Pressure Sensor）に見出すことができ、これら特許文献の全ての記載内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。例示の実施形態では、ワイヤレス通信回路３０は、２０００年１０月３日に出願された米国特許出願第０９／６７８，２７１号明細書（発明の名称：Wireless Communication Device and Method）に示されているようなONETAG（登録商標）又は２００２年７月１８日に出願された米国特許出願第０９／６１８，５０５号明細書（発明の名称：Wireless Communication Device and Method）に示されているようなMICROINSERT （登録商標）から成り、これら両方の特許文献の記載内容を本明細書の一部を形成するものとして引用する。なお、これら米国特許出願の両方の記載内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。なお、これらは、本発明の譲受人によって市販されている。これら装置は、ワシントン州９８２０３−９２８０エベレット・サーティーンシックススアベニューウエスト６００１所在のインターメック（INTERMEC）社によって市販されているINTELLITAG質問器と互換性がある。米国特許出願第６０／３７８，３８４号明細書（発明の名称：RFID Temperature Device and Method）は、温度センサを開示しており、この特許文献の開示内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。湿度センサの一例は、米国特許第６，３４２，２９５号明細書（発明の名称：Moisture Sensor ）に開示されており、この米国特許の記載内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。トレッドセンサの一例は、米国特許第６，０２８，５０３号明細書（発明の名称：System for the Detection of Tyre Tread Separation ）に開示されており、この米国特許明細書の開示内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。任意形式のセンサをタイヤ条件センサ３２として用いることができることは注目されるべきである。

質問器２２は、図３Ａ〜図３Ｃに概略的に示されている。質問器２２は、アンテナ３４、復調器３６及びベースバンドプロセッサ３８を有するのがよい。さらに、フィルタ、ミキサ等が周知のように存在するのがよい。車両１０の設計者に追加の設計上のオプションを与えるため、質問器２２を多種多様な形態で分散して設けるのがよい。図３Ａに示すように、アンテナ３４、復調器３６及びベースバンドプロセッサ３８は全て、単一ユニットの状態に統合され、車輪ウェル１６内に位置決めされている。処理されたデータ及び電力は、リンク４０により車両コントローラ１８及びベースバンドプロセッサ３８に対して往来する。

図３Ｂは、ベースバンドプロセッサ３８が車両コントローラ１８に組み込まれているが、アンテナ３４及び復調器３６は、単一ユニットの状態に統合されて車輪ウェル１６内に位置決めされた実施形態を示している。復調されているが未処理の信号及び電力は、リンク４２により車両コントローラ１８及び復調器３６に対して往来する。

図３Ｃは、ベースバンドプロセッサ３８及び復調器３６が車両コントローラ１８内に組み込まれた第３の実施形態を示している。アンテナ３４だけが、車輪ウェル１６内に位置決めされている。生の非復調信号及び電力は、リンク４４によりアンテナ３４及びベースバンドプロセッサ３８に対して往来する。

これら３つの実施形態は一緒になって、質問器を車両内に組み込む際に設計者が用いる種々のオプションを提供している。上述したように、多くのオプションを設けることにより、設計者にとっての融通性が高くなり、設計者の設計基準を満たす許容可能な設計を配置できる可能性が高くなる。これら３つの実施形態はINTERMEC装置にマッチしていないが、INTERMEC装置のコンポーネントは、当業者によりかかる構造の状態に分割できることは注目されたい。

ハードウェアのこの技術背景では、本発明の他の特徴のうち幾つかを以下に説明する。従来、幾つかのシステムは、質問器２２でトランスポンダ２０に連続的に質問していた。これにより、電力が無駄になり、電磁干渉（ＥＭＣ）の問題及びＦＣＣ遵守問題が生じる。車両が一層複雑になり、これと関連して回路構成が多くなると、クロストーク及び一過性高周波（ＲＦ）エミッションの恐れが一層深刻になる。かくして、選択的に質問できることにより、設計者には、これら問題に取り組む上でのオプションが多く与えられる。選択的な質問は又、質問器２２が近くの車両に取り付けられているトランスポンダ２０又は車両１０の他のタイヤ１４に取り付けられているトランスポンダ２０に誤って質問するのを阻止することができる。これらは全て設計相中における問題であるが、別の問題は速度の問題である。典型的には、質問器２２は、まず最初にデータシーケンスを伝送してタイヤ条件センサ３２からの読みを開始する必要がある。この次に、トランスポンダ２０からのデータの受け取りが行われる。この質問及び応答は、或る時間の長さを占める。トランスポンダ２０が最初のデータシーケンスの最初のバイトが送られたときに視界に無ければ、メッセージの残りは無駄になり、トランスポンダ２０は、別のメッセージが送られるまで視界の中に留まらなければならず、潜在的に、必要な時間の長さは２倍になり、しかもトランスポンダ２０の読取り可能な車両速度が半分になる。正確な同期により、データを読み取るのにプロトコルの１サイクルだけが必要であり、これにより最大速度が得られる。

図４に示すように、質問器２２は、電磁場４６を発生し、この電磁場は、例示の実施形態では、ローブの形をした（葉形の）場である。電磁場４６の正確な周波数は、設計上の選択の問題であるが、代表的にはＲＦ場である。トランスポンダ２０は電磁場４６内に位置しているとき、トランスポンダ２０に質問することが望ましい場合がある。かくして、トランスポンダ２０の円周方向位置４８を求めて質問が電磁場４６に入るトランスポンダ２０に遅れずに近接して開始できるようにする必要がある。トランスポンダ２０の円周方向位置４０を求める２つの技術が、図７及び図９に示されている。円周方向位置４８から、トランスポンダ２０の質問を開始させる時間の窓を引き出すことができる。

トランスポンダ２０に質問するのに適当な時間の窓を武器にして、アンテナ構造に修正を施して的が絞られた質問が生じるようにする。基本的な目的は、質問器２２とトランスポンダ２０との間の通信を最適化してほぼ連続した通信が得られるようにすることにある。これを達成する一方法は、多数のアンテナを用いることによってである。多数のアンテナが同時に送信を行うと、グループの放射パターンは、干渉誘導雑音で歪むようになる場合がある。

トランスポンダ２０の所在場所及び速度は知られているので、アンテナは、タイヤ１４の狭い回転円弧にわたってトランスポンダ２０と通信する必要があるに過ぎない。さらに、多数のアンテナを既知の位置及び速度に基づいて順次発火するのがよく、それにより歪みに関する問題が解決される。２つのかかるアンテナ構造７０が、図５及び図６に示されている。図５の第１の実施形態では、複数の送信アンテナ７２が、単一の受信アンテナ７４と関連して用いられている。図示の実施形態では、５つの送信アンテナ７２Ａ〜７２Ｅが示されている。ただし、これよりも少ない数又は多い数の送信アンテナ７２を必要に応じ又は所望に応じて用いてもよいことは理解されるべきである。送信アンテナ７２Ａ〜７２Ｅは、これに対応した電磁ローブ７６Ａ〜７６Ｅを発生させる。ローブ７６Ａ〜７６Ｅは、幅が狭く、トランスポンダ２０の予想所在場所に達するほど十分遠くまで延びている。トランスポンダ２０は、受信アンテナ７４によって受信された電磁信号に応答する。トランスポンダ２０からの反射信号は一般にＳＮ比が２０ｄＢ〜５０ｄＢなので、受信アンテナ７４のローブ構造は、送信アンテナ７２のものと同じほど正確である必要はない。

アンテナ構造７０の図６に示す第２の実施形態は、複数の二重機能アンテナ７８Ａ〜７８Ｅを車輪ウェル１６周りに配置している。各アンテナ７８は、集束ローブ８０で電磁信号の送受信の両方を行う。トランスポンダ２０はアンテナ７８の視界の中を通ると、アンテナは順次機能を変更して最大ダウンリンク、送信、クリティカルパス、適当なアップリンク及び受信を達成することができる。例えば、当初、第１のアンテナ７８Ａは送信モードにあり、第２のアンテナ７８Ｂは、受信モードにあった。残りのアンテナ７８Ｃ〜７８Ｅは、互いに切り離されているのがよい。トランスポンダ２０が第２のアンテナ７８Ｂの前に動くと、第２のアンテナ７８Ｂを用いて送信し、他方第１及び第３のアンテナ７８Ａ，７８Ｃは、受信のために用いられる。残りのアンテナ７８Ｄ，７８Ｅは、切離し状態のままである。次に、トランスポンダ２０が第３のアンテナ７８Ｃの前に効果的に位置するローブ８０Ｃ内に入ることができ、したがって第３のアンテナ７８Ｃは、送信のために用いられ、第２及び第４のアンテナ７８Ｂ，７８Ｄは、受信のために用いられる。第１及び第５のアンテナ７８Ａ，７８Ｅは、互いに切り離されている。このプロセスは、トランスポンダ２０がローブ８０Ｅ又はアンテナ構造７０の最後のローブを出るまで続く。

図７は、トランスポンダ２０の所在場所の突き止めの第１の実施形態を示している。本発明を車両１０が動作していない間に実施できるが、説明の目的上、本発明は車両が動作している状態で実施されるものと仮定する。かくして、プロセスは、車両１０が始動したときに開始する（ブロック１００）、当初、質問器２２によるトランスポンダ２０の取得前に、質問器２２は、電磁場４６を出す（ブロック１０２）。

トランスポンダ２０は、タイヤ１４の回転の関数として電磁場４６に入る（ブロック１０４）。変形例として、トランスポンダ２０は、電磁場４６を稼働状態にするや否や電磁場４６に位置していてもよい。いずれの場合においても、トランスポンダ２０は、周知のように質問信号に応答する（ブロック１０６）。質問器２２又は車両コントローラ１８は、トランスポンダ２０が応答した経過時間を求めることができる（ブロック１０８）。トランスポンダ２０が電磁場４６内で出発した場合又はスプリアス第１信号のそれを減少させるため、決定は、応答の最初のエッジが応答が無い後で検出されるまで待機するのがよい。すなわち、決定器（車両コントローラ１８又は質問器２２）は、まず最初に応答が無いことを確認し、質問器２２は、アクティブ状態のままであり、応答がある期間の測定の開始前に応答が検出されるまで待機する。信号が質問器２２のところで受信されていることを指示するエッジが検出されると、待機状態が終わり、測定が始まる。

時間の決定及び車輪１４のサイズから、円周方向速度４８を求めることができる（ブロック１１０）。車輪１４のサイズは、トランスポンダ２０の通る円弧を求める。電磁場４６内に位置する円弧の部分を計算した時間で割り算し、円周方向速度をそれにより求める。応答が無いことをいったん検出すると、質問器２２を非動作状態にするのがよい（ブロック１１２）。車輪１４の円周方向速度及びサイズにより、車両コントローラ１８又は質問器２２は、トランスポンダ２０が再び電磁場４６に入るまでの予想時間を計算することができる（ブロック１１４）。電磁場４６の外部に位置する円弧の部分を円周方向速度４８で割り算すると時間の推定値が得られる。

質問器２２を再入の予想時間の直前にオンにし又は再動作状態にするのがよい（ブロック１１６）。好ましい実施形態では、応答が無いことを検出して確認し、次にトランスポンダ２０は、電磁場４６に入り、その結果応答が得られる。これは同様に、道理にかなって加速と減速に対応する。「再入の予想時間直前」という言い方は、車両１０による考えられる限り最高の速度で加速を可能にするものと解釈されるものとする。

決定は、車両１０がオフにされた場合に行われる（ブロック１１８）。答えがノーであれば、プロセスは繰り返す。答えがイエスであれば、プロセスは終了する（ブロック１２０）。正確な事象の順序は、指示されるように行われる必要は無く、プロセスの再構成が計画されることに注目すべきである。

図７に記載した第２の実施形態では、追加のハードウェアが必要な場合がある。この追加のハードウェアを説明するため、車両コントローラ１８が複数の入力に接続された状態で概略的に示されている図８を参照されたい。具体的に説明すると、車両コントローラ１８は、走行距離計５０、タコメータ５２、アクスルセンサ５４、トランスミッションセンサ５６及び（又は）燃料噴射コンピュータ５８並びに質問器２２に接続されている。種々の入力から、車両コントローラ１８は、或る程度の正確さで車輪１４の回転を求めることができ、車両コントローラ１８を保有した状態で既に得られている知識からトランスポンダ２０の所在場所及び速度を演繹することができる。入力の全てを用いる必要は無く、車輪１４の回転速度を導くために或るものよりも一層処理を必要とするものがある。他のセンサ又は入力も又、必要ならば又は所望ならば使用できる。

加うるに、データ、例えば、エンジンをオフにする前のトランスポンダ２０の最後の所在場所を記憶できるメモリ６０を車両コントローラ１８に連係させるのがよい。

これら入力では、トランスポンダ２０の所在場所に応じて質問器２２をオンにし又はオフにする第２の実施形態を図９を参照して説明する。車両１０は、例えば点火をオンにしたときに始動する（ブロック１５０）。車両コントローラ１８は、メモリ６０を参照してトランスポンダ２０の最後の円周方向所在場所を求める（ブロック１５２）。これは、工場での較正、最後にタイヤ１４を回転させると共に（或いは）交換した整備士又は車両１０を運転した最後の時点からの蓄積によって求められて入力されているのがよい。変形例としてこれは、経験的に、例えば図７の方法により求めることができる。

車両コントローラ１８又は質問器２２は、トランスポンダ２０が電磁場４６の作用中に電磁場４６の領域内にあるかどうかを判定する（ブロック１５４）。答えがノーであれば、車両コントローラ１８は、入力、例えばアクスルセンサ５４又はトランスミッションセンサ５６を参照してトランスポンダ２０の所在場所を求め、その現在の所在場所から、トランスポンダ２０が電磁場４６の領域に入ったときの車両の速度を求める（ブロック１５６）。ブロック１５６の決定後、又はブロック１５４の答えがイエスであれば、質問器２２を動作状態にする（ブロック１５８）。トランスポンダ２０が電磁場４６の領域の外部にあれば、質問器２２を電磁場４６の領域内へのトランスポンダ２０の予想到着直前にオンにする。

質問器２２はトランスポンダ２０が電磁場４６内に位置している間、トランスポンダ２０から応答信号を受け取る（ブロック１６０）。車両コントローラ１８又は質問器２２は、トランスポンダ２０が電磁場４６を出たかどうかを判定する（ブロック１６２）。答えがノーであれば、プロセスは繰り返しを行う。答えがイエスであれば、質問器２２をオフにする（ブロック１６４）。

車両コントローラ１８は、車両をオフにしたかどうかを判定する（ブロック１６６）。答えがノーであれば、プロセスは指示されるように繰り返しを行う。答えがイエスであれば、プロセスは終了する（ブロック１６８）。
この場合も又、上述したように、方法の正確な順序は、指示されるように直線的である必要はなく、工程の順序の変更が計画されると共に幾つかの工程を連続ではなく同時に行うことも計画される。

本発明の第３の特徴は、トランスポンダ２０が、トランスポンダ２０の受けるＲＦ場のタイプに応じて少なくともデュアルモード機能をどのように有することができるかに関している。製造中、多くのトランスポンダ２０及びタイヤ１４は、互いに近接して位置するのがよい。かかる場合、トランスポンダ２０が第１の様式で応答して単一の質問器２２が例えばタイヤ１４の製造中、トランスポンダ２０に質問することができるよう第１のモードで動作することが望ましい場合がある。しかしながら、これは、各トランスポンダ２０の応答時間を遅くする。というのは、質問器２２が互いに異なるトランスポンダ２０を区別しなければならないからである。しかしながら、トランスポンダ２０がタイヤ１４に装着されている場合、即ち、車両１０の運転中、トランスポンダ２０と質問器２２が迅速に通信できるよう第２のモードで動作することが望ましい場合がある。というのは、バンド幅について他のトランスポンダ２０ともはや競合せず、かくして、トランスポンダ２０は、第２の様式で応答するからである。他のモードも又、必要に応じ又は所望に応じてトランスポンダ２０に組み込まれるのがよい。このデュアルモダリティを示すフローチャートが示されている図１０を参照されたい。

まず最初に、トランスポンダ２０がＲＦ場に入る（ブロック２００）。これは、ＲＦ場４６又は例えば製造環境中に存在している場であるのがよい。トランスポンダ２０は、場に対する振幅変調（ＡＭ）成分があるかどうかを判定する（ブロック２０２）。変形例として、既知のバイトが存在していることは、同一の役割を果たすことになり、この場合、段階は、トランスポンダ２０が既知のバイトが存在しているかどうかを判定するのと等価な段階になる。答えがノーであれば、ＡＭ成分は無く（かくして、トランスポンダが場４６に類似した場に存在していることを指示している）、トランスポンダ２０は、タイヤ条件センサ３２から引き出された圧力データ及び利用可能なほどの速度及びバンド幅でチェックサムを伝送し始める（ブロック２０４）。トランスポンダ２０は次に、トランスポンダ２０が依然として場４６内にあるかどうかを判定する（ブロック２０６）。答えがノーであれば、プロセスは終了し（ブロック２０８）、ついにはトランスポンダ２０は新たなＲＦ場を検出する（ブロック２００）。ブロック２０６の答えがイエスであれば、トランスポンダ２０は、場４６が変化したかどうかを判定する（ブロック２１０）。ブロック２１０の答えがノーであれば、プロセスは指示されるように繰り返しを行う。ブロック２１０の答えがイエスであれば、トランスポンダは、モードを切り換えるのがよい（ブロック２１２）。

しかしながら、ブロック２０２での決定により、場に対するＡＭ成分があること（又は、既知のバイトが存在していること）が指示されると、トランスポンダ２０は、コンテンションアクセスプロトコルモードに入ることができる（ブロック２１４）。これは、必要に応じ又は所望に応じて時分割多重システム、周波数分割多重システム等を含むのがよい。例示のコンテンションアクセスプロトコルは、イーサネット（登録商標）接続に通常用いられているキャリヤ検出多重アクセス（ＣＳＭＡ）プロトコルを利用したものである。

トランスポンダ２０は、許可されると情報及びデータを伝送し（ブロック２１６）、この伝送により、トランスポンダ２０がこのモードに入るようにする場によって要求される情報が運ばれる（ブロック２１８）。トランスポンダ２０は、トランスポンダ２０が依然として場（図示せず）にあるかどうかの判定及び（又は）場が変化したかどうかの判定を行うことができる（ブロック２２０）。場が変化していれば、トランスポンダ２０は、モードを切り換えるのがよい（ブロック２１２）。しかしながら、場が変化していなければ、トランスポンダ２０は、指示されるようなプロセスを繰り返すのがよい。

上述のことは、ＡＭ場又は既知のバイトが存在しているかどうかの試験と呼ばれているが、これと均等に、連続ＲＦ場又は連続クロック信号により変調される場が存在しているかどうかの試験も又用いるとトランスポンダ２０がタイヤ条件センサ３２からデータを連続すると共にできるだけ迅速に送るモードへの進入をトリガすることができる。クロックの可能性は、これによりトランスポンダ２０がタイヤ条件センサ３２の出力を測定することができる基準としてクロック周波数（正確であることが知られている）を用いることができるので関心のある変形例である。

決定段階のうちの幾つかは明記されておらず、場の存否が決定を引き起こす場合のあることは注目されたい。これは、トランスポンダ２０がアクティブな装置ではなくパッシブな装置である場合に特にそうである。しかしながら、トランスポンダ２０、特にワイヤレス通信回路３０は、必要ならば又は所望ならば複雑な機能を有するインテリジェンス及びメモリを有するのがよい。また、本発明は、圧力を含むタイヤ１４に関する任意の種類の情報の伝送を含む場合のあることは注目されたい。なお、この情報は、圧力情報には限られない。

当業者であれば、本発明の好ましい実施形態の改良例及び改造例を認識できよう。かかる全ての改良例及び改造例は、本明細書に開示した技術的思想の範囲及び特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に含まれると解される。タイヤ１４の圧力がモニタされるが、圧力に代え又は圧力に加えて他のタイヤ条件も又本発明によりモニタできることは注目されるべきである。

本発明の例示の実施形態の圧力検出のためのタイヤを装備した車両を示す図である。 本発明の例示の実施形態としてのトランスポンダ及び圧力検出装置を備えたタイヤを示す図である。 本発明の一特徴としての分散型質問器の一実施形態を示す図である。 本発明の一特徴としての分散型質問器の別の実施形態を示す図である。 本発明の一特徴としての分散型質問器の別の実施形態を示す図である。 車輪ウェル内で相互作用する質問器とトランスポンダの例示の側面図である。 本発明に用いられるアンテナ構造の第１の実施形態を示す図である。 本発明に用いられるアンテナ構造の第２の実施形態を示す図である。 質問器の一部上のトランスポンダ所在場所の第１の実施形態のフローチャートとしての図である。 トランスポンダの設置を目的とした質問器及びこれに対する入力の略図である。 質問器の一部上のトランスポンダ所在場所の第２の実施形態のフローチャートとしての図である。 本発明の２モード機能の例示の実施形態のフローチャートとしての図である。

Claims (40)

1. タイヤに関するコンディションを検出するためのトランスポンダであって、
   タイヤに関するコンディションを検出するようになったタイヤコンディションセンサと、
   少なくとも２つの動作モードを有する制御システムとを有し、該制御システムは、
   圧力センサに通信可能に接続され、
   該圧力センサからの情報を遠隔地に、該遠隔地が前記制御システムにどのように質問するかに応じて、前記少なくとも２つの動作モードのうちの一つのモードで、伝送する、
   トランスポンダ。
2. 前記少なくとも２つの動作モードのうち第１は、内容アクセスプロトコルから成る、請求項１記載のトランスポンダ。
3. 前記少なくとも２つの動作モードのうち一方は、連続応答操作から成る、請求項１記載のトランスポンダ。
4. 前記少なくとも２つの動作モードのうち一方は、ＡＭ方式を欠いているＲＦ場によってトリガされる、請求項１記載のトランスポンダ。
5. 前記タイヤコンディションセンサは、圧力センサと、温度センサと、湿度センサと、トレッドセンサとから成る群から選択される、請求項１記載のトランスポンダ。
6. トランスポンダを動作させる方法であって、
   ２つの動作モードを有するトランスポンダを用意し、
   タイヤコンディションセンサをトランスポンダに連係させ、
   前記トランスポンダが第１のタイプのＲＦ場中に存在しているときに第１のモードで動作し、
   前記トランスポンダが第２のタイプのＲＦ場中に存在しているときに第２のモードで動作することを含む、
   方法。
7. ２つの動作モードを有するトランスポンダを用意する工程が、車両のタイヤ内で動作するようになったトランスポンダを用意することを含む、請求項６記載の方法。
8. 第１のモードで動作させる工程が、コンテンションアクセスプロトコルモードで動作させることを含む、請求項６記載の方法。
9. 第２のモードで動作させる工程が、ＲＦ場が十分である限りタイヤコンディションセンサからの読み及びチェックサムを伝送することを含む、請求項６記載の方法。
10. 前記トランスポンダが第２のタイプのＲＦ場中に存在しているときに第２のモードで動作させる工程は、前記第２のタイプのＲＦ場がＡＭ方式を欠いているときに前記第２のモードで動作させることを含む、請求項６記載の方法。
11. 前記タイヤコンディションセンサは、圧力センサと、温度センサと、湿度センサと、トレッドセンサとから成る群から選択される、請求項６記載の方法。
12. 質問器を車両と関連付けして、車両のタイヤに取り付けられたトランスポンダに質問する方法であって、
    車両タイヤ上のトランスポンダの円周方向位置を突き止め、
    トランスポンダが質問器の近くで弧をなして移動したときに、窓の中にあるトランスポンダに質問し、
    トランスポンダが窓の外にあると予測されたときにはトランスポンダに質問しないことを含む、
    方法。
13. トランスポンダの円周方向位置を突き止める工程が、円周方向位置を経験的に突き止めることを含む、請求項１２記載の方法。
14. トランスポンダの円周方向位置を突き止める工程が、自動車コントローラを参照して円周方向位置を突き止めることを含む、請求項１３記載の方法。
15. トランスポンダに質問する工程が、自動車のタイヤと関連した車輪ウェル内に位置決めされたアンテナでトランスポンダに質問することを含む、請求項１３記載の方法。
16. トランスポンダに質問する工程が、トランスポンダからの信号を復調器で復調させることを含む、請求項１３記載の方法。
17. トランスポンダからの信号を復調させる工程が、信号をアンテナに近接して配置された復調器で復調させることを含む、請求項１６記載の方法。
18. トランスポンダからの信号を復調させる工程が、信号をアンテナから遠隔に配置された復調器で復調させることを含む、請求項１６記載の方法。
19. 復調後、ベースバンド信号を処理することを含む、請求項１６記載の方法。
20. 復調後に、ベースバンド信号を処理する工程が、ベースバンド信号を復調器から遠隔の場所で処理することを含む、請求項１９記載の方法。
21. 復調後にベースバンド信号を処理する工程が、ベースバンド信号を復調器に近接した場所で処理することを含む、請求項１９記載の方法。
22. 車両のタイヤに関連したタイヤコンディションを検出することを含む、請求項１２記載の方法。
23. 質問を受けると、タイヤ内で検出されたタイヤコンディションを質問器に報告することを含む、請求項２２記載の方法。
24. タイヤコンディションを検出する前記工程が、車両タイヤ内の圧力コンディションを検出し、車両タイヤの温度を検出し、車両タイヤの周りの湿度を検出し、車両タイヤのトレッドを検出することを含む群から選択された工程である、請求項２２記載の方法。
25. ワイヤレス通信システムであって、
    車両タイヤに関連したタイヤコンディションを検出するようになったタイヤコンディションセンサと、
    前記タイヤコンディションセンサと関連付けられ、車両タイヤ内に位置決めされるようになったトランスポンダと、
    少なくとも一部が車輪ウェルに位置決めされるようになった質問器と、
    制御システムとを有し、制御システムは、
    車両タイヤ上の前記トランスポンダの円周方向位置を突き止め、
    前記トランスポンダが前記質問器の近くで弧をなして移動したときに前記質問器を介して窓の中にあるトランスポンダに質問し、
    前記トランスポンダが窓の外にあると予測されときには前記トランスポンダに質問しないようになっている、
    ワイヤレス通信システム。
26. 前記質問器は、アンテナと、復調器と、ベースバンドプロセッサとを有する、請求項２５記載のワイヤレス通信システム。
27. 前記復調器は、車輪ウェル内に位置決めされるようになっている、請求項２６記載のワイヤレス通信システム。
28. 前記ベースバンドプロセッサは、車輪ウェルに位置決めされるようになっている、請求項２６記載のワイヤレス通信システム。
29. 前記復調器は、車輪ウェルから離されて位置決めされるようになっている、請求項２６記載のワイヤレス通信システム。
30. 前記ベースバンドプロセッサは、車輪ウェルから離されて位置決めされるようになっている、請求項２６記載のワイヤレス通信システム。
31. 前記トランスポンダは、所定タイプの電磁場の存否に応じて少なくとも２つのモードで動作するようになっている、請求項２５記載のワイヤレス通信システム。
32. 前記タイヤコンディションセンサは、圧力センサと、温度センサと、湿度センサと、トレッドセンサとから含む群から選択される、請求項２５記載のワイヤレス通信システム。
33. 車両の車輪に位置決めされたトランスポンダと通信し、トランスポンダからのタイヤコンディション情報を受け取るようになったワイヤレス通信回路と、
    車両の車輪ウェル周りにアレイ状に配列されるようになった、トランスポンダとワイヤレスで通信するための複数のアンテナとを有する、
    質問器。
34. 前記複数のアンテナは、複数の送信アンテナと、単一の受信アンテナとを有する、請求項３３記載の質問器。
35. 前記複数のアンテナは、送信アンテナと受信アンテナの両方として動作する複数のアンテナから成る、請求項３３記載の質問器。
36. 前記複数のアンテナは、トランスポンダが複数のアンテナの前で弧をなして移動したときに、順次、動作状態にされたり非動作状態にされたりするようになっている、請求項３４記載の質問器。
37. トランスポンダに積極的に送受信していないアンテナは、非動作状態にされる、請求項３６記載の質問器。
38. トランスポンダに質問する方法であって、
    トランスポンダが車両の車輪ウェル内で回転したときに、トランスポンダの位置及び速度を突き止め、
    車輪ウェル内に位置決めされた複数のアンテナのうち別々のものを順次用いてトランスポンダと通信することを含む、
    方法。
39. 複数のアンテナのうち別々のものを順次用いる工程が、アンテナによる送信、アンテナによる受信及びアンテナを非動作状態にすることを順次行うことを含む、請求項３８記載の方法。
40. 複数のアンテナのうち別々のものを順次用いる工程が、最初にアンテナによる受信を行うことを含む、請求項３９記載の方法。

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