JP2007503354A - センサー通信システム - Google Patents

Abstract

車輪センサー通信システム（１０）は、一次側コイル（３０）と二次側コイル（３２）とを備え、これらのコイルは電磁変圧器として作動する。この変圧器は、自動車車輪組立回転接続装置を介して、機械的には連結していないが、電気的に連結している。電磁変圧器は、エネルギーとセンサー（１８）からのデータとを制御装置（１４）へ伝達する。

Description

本発明は、自動車センサーシステム、そして特に車輪ハブ組立品内部の回転接続部を介して作動する通信システムに関する。

自動車は、各タイヤの圧力を測定し、かつ自動車のドライバーに対して圧力の継続的監視を行うセンサーシステムを備えていることが多い。最近このようなシステムが業界において必須となっている。

このようなシステムは、通常自動車内部に取付けられた制御装置と、タイヤ圧力を検出し、かつ検出された圧力値を制御装置へ伝達するための、各タイヤ内に配置された遠隔の回路とを備えている。制御装置は検出されたタイヤ圧力値を受け取り、その値をドライバーに提示する。

おわかりのように、自動車の各タイヤ内の遠隔回路のために電力を供給し、かつこの遠隔の回路と接続することは、比較的困難である。一般的に、システムは一定の周波数帯域と特定の電力レベルに限定されている。これらの装置を管理する国内及び国際的規定には、テストを行い、ある一定の標準に対する認可を得ることが必要である。標準規格はＲＦ出力パワーが低いことから判断して、システムは一定の機能上の必要条件に合わせるのが難しい。一定の必要条件に合わせるために、特定のアプリケーションが各々、測定され、複数のパラメータに変えられる。難しいパラメータの一つは、タイヤ内における鋼の量の差とタイヤ間のばらつきである。他の難しいパラメータは、ＲＦ担持体が誤って変調している普通の運転状態における、タイヤ／車輪の回転速度と位置である。

その他の難しさは、電子回路が交換無しで確実に作動するために、かなりの電池寿命を備えなければならないことである。従来のシステムは、コインセルバッテリを使用していることが多く、このコインセルバッテリは長時間にわたる使用と温度が原因で死んだり、あるいは擦り減る。

さらに他の難しさは、システムが強靭でなければならないことである。現行のシステムは、バルブステム組立品内に内蔵されていることが多い。タイヤ交換の際、封止部あるいは電子回路に損傷を与えないように注意しなければならない。バルブステム箇所が露出しているので、従来のシステムは恒久的に損傷を与え、かつ機能的に破壊する外部ショックをこうむることがある。さらに、ステムが取付けられたセンサーが、オフセットしなければならない質量を有するので、タイヤのバランスをとることに注意しなければならない。

従って、最小限の干渉部を備えた回転接続仕打ちを介して作動する、タイヤに取付けられたセンサーシステムのための安価でかつ強靭な通信システムを提供することが望ましい。

本発明による車輪センサー通信システムは、自動車車輪ハブ組立のような回転接続部を介した通信を提供する。通信システムは、制御装置と電源部と車輪組立の各タイヤ内に取付けられたセンサーを備えている。車輪組立は各々、一次コイル及び二次コイルを備え、これらのコイルは機械的には連結していないが電気的には連結している変圧器として作動する。電磁変圧器はエネルギーと、機能的に供給するためのデータの転送を行う（provide）。

さらに、一次側コイルと二次側コイルは、盗難防止の特徴を備えている。というのも、制御装置が電磁誘導による損失を識別するように、二次側コイル３２が一次側コイル３０から解除されると、変圧器はもはや完全ではないからである。従って車輪の損失を表わすアラームが作動する。

従って、本発明は、最小限の干渉を備えた回転接続部を介して作動するタイヤに取付けられたセンサーシステムのための安価でかつ強靭な通信システムを提供する。

本発明を以下に実施例に基き図に関して詳しく説明する。

図１は自動車１２の内部に取付けられた車輪センサー通信システム１０の一般的概略図を示す。通信システムは、制御装置１４と、電源部１６と、各タイヤ１９内に取付けられたセンサー１８とを備えている。圧力、温度及び加速度を含んでいるが、それに限定はされない様々な実例と機能の多くは、本発明から利益を受けることがわかる。

ハブ組立品あるいはその類の物のような回転接続部２０は、自動車車体２２と各車輪１９の間に配置されている。制御装置１４は、機械的には連結していないが電気的には連結している回転接続部２０の内部に配置された電磁変圧器２４を介して、各自動車車輪１９内部に取付けられたセンサー１８と接続している。

図２を参照すると、回転接続部２０は、軸線Ａを規定するハブシャフト２６を備えている。ただ一つの回転接続部だけが記載されているが、回転接続部は各々、通常同等であることがわかる。ハブシャフト２６により、対応する車輪ハブ２８を介して軸線Ａを中心にして回転するための車輪１９が回転可能に据付けられている。車輪ハブ２８は通常、相対回転運動するためのハブシャフト２６を覆って伸縮する。特殊な回転接続部が示した実施形態で概略的に開示されたにもかわらず、他の回転接続部が本発明から同様に恩恵を得ていることがわかる。

変圧器２４は通常、ハブシャフト２６に取付けられた一次側コイル３０と車輪ハブ２８に取付けられた二次側コイル３２とを備えている。シャフト２６および／または車輪ハブ２８は、変圧器２４のコアとして働くことができる。一次側コイル３０は電源部１６から電力を受取り、かつ制御装置１４と接続している。一次側コイル３０と二次側コイル３２の少なくともその一部は、その間で電磁気リンクを供給するために軸線Ａを中心にして同心であるのが好ましい。言い換えれば、一次側コイル３０少なくともその一部は、二次側コイル３２の内側で伸縮する。電流は一次側コイル３０の中を流れ、結果としての磁気フラックスは、磁場を貫通しかつ二次側コイル３２を横切る電流を誘導し、電流は回路を貫流する。代替え案として、一次側コイル３０と二次側コイル３２は、軸線Ａに沿って軸方向に移動されるが、部分的なオーバーラップ部を備えている。

二次側コイル３２はセンサー１８と接続している。複数のセンサー１８‘が、二次側コイル３２と接続しており、この二次側コイルが一次側コイル３０と電気的に連結していることがわかる。電磁気的連結により、データとエネルギーはどちらも電力供給とデータリンクの目的で伝達することができる。このデータリンクは通信のために設けられ、かつ情報を制御装置１４に伝達する。エネルギー伝達の場合は、ハブが一次側であり、車輪が二次側である。データ伝達の場合は双方向である。データビットは一次側から来て、かつ二次側により受け取られるか、あるいはその逆もある。どの電子システムおよび／またはセンサーも車輪１９の内部に設けられた電源部を使用せずに作動できるように、連結されるエネルギーは回転接続部２０を介して動力源を提供する。

一次側コイル３０はハブシャフト２６の周囲に据付けられ、二次側コイル３２は車輪ハブ２８の内部に据付けられているので、システム１０はタイヤあるいは車輪の交換によりわずかに影響を受ける。言い換えれば、ハブシャフト２６と車輪ハブ２８の接続装置は、実質的に再現可能なので、再同期化は通常自動で行われる。

一次側コイル３０と二次側コイル３２は、盗難防止の特徴を備えている。一次側コイル３０の電源部を入れると、二次側コイル３２の解除が一次側コイル３０と接続した制御装置１４によりすぐに検出される。すなわち、制御装置が電磁誘導による損失を識別するように、二次側コイル３２が一次側コイル３０から解除されると、変圧器はもはや完全ではない。従ってアラームあるいはその類の物が作動することがある。

特殊な工程順序を示し、説明しそして請求しているが、特に断らない限り、工程は任意の順番で行われ、分離されあるいは組み合わされてもよく、かつ本発明から利益を得ることがわかる。

前述の説明は、限定により規定された説明に比べて模範的である。本発明の多くの変更と変形は、上記の教えを考慮すれば可能である。本発明の好ましい実施形態は開示されたが、普通の当業者の一人は、ある特定の変更が本発明の範囲内で生じることを認めるであろう。従って、従属請求項の範囲内において、本発明ははっきり限定して記載された通りのものとは違って実施されることがわかる。この理由で、本発明の請求項は、本発明の本当の範囲と内容を特定するために検討しなければならない。

タイヤ通信システムを備えた自動車の一般的概略図である。 タイヤセンサー通信システムを備えた回転接続部のブロック図である。

Claims (18)

1. 制御装置と、電源部と、回転可能に固定され、軸線に沿って取付けられた一次側コイルと、軸線を中心にして回転するために取付けられた二次側コイルと、前記二次側コイルと接続しているセンサーとを備え、
   前記一次側コイルが前記電源部により電力を供給されており、かつ前記制御装置と接続していることを特徴とする回転接続装置のための通信システム。
2. 前記一次側コイルの少なくとも一部が、前記二次側コイルの内側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 前記センサーが、圧力センサーを備えていることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
4. 前記一次側コイルが、ハブシャフトに据付けられていることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
5. 前記二次側コイルが、車輪ハブの内側に据付けられていることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
6. 前記センサーが、二次側コイルを介して前記一次側コイルと接続しており、かつ前記一次側コイルを介して前記制御装置と接続していることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
7. ハブシャフトに回転可能に取付けられた車輪ハブと、制御装置と、回転可能に固定され、かつ軸線に沿って前記ハブシャフトに取付けられた一次側コイルと、前記軸線を中心にして回転するために取付けられた二次側コイルと、前記二次側コイルと接続しているセンサーとを備え、
   前記一次側コイルが前記制御装置と接続しており、
   前記二次側コイルが軸線に沿って前記車輪ハブに据付けられていることを特徴とする車輪組立品のための通信システム。
8. 前記一次側コイルの少なくとも一部が、前記二次側コイルの内側に配置されていることを特徴とする請求項７記載の通信システム。
9. 前記センサーが、タイヤ内部に取付けられた圧力センサーを備えていることを特徴とする請求項７記載の通信システム。
10. 前記センサーが、タイヤ内部に取付けられた温度センサーを備えていることを特徴とする請求項７記載の通信システム。
11. 前記一次側コイルに電力が供給されるように構成されていることを特徴とする請求項７記載の通信システム。
12. （１）軸線に沿った回転可能に固定された一次側コイルを、軸線を中心にして回転するために取付けられた二次側コイルと電気的に連結する工程と、
    （２）一次側コイルに電力を供給する工程と、
    （３）センサーを二次側コイルに接続する工程と、
    （４）センサーからのデータを、電気的連結により制御装置に通信する工程とを備えていることを特徴とする回転接続装置を介した通信方法。
13. さらに、前記工程（１）の電気的連結の解除に応じて、アラームを作動させる工程を備えていることを特徴とする請求項１２記載の通信方法。
14. さらに、回転可能に固定された一次側コイルをハブシャフトに据付ける工程を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の通信方法。
15. さらに、二次側コイルをハブシャフトを覆って取付けられた車輪ハブに据付ける工程を備えていることを特徴とする請求項１４に記載の通信方法。
16. 前記工程（４）がさらにタイヤ圧力値を通信する工程を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の通信方法。
17. 前記工程（４）がさらにタイヤ温度を通信する工程を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の通信方法。
18. 前記工程（１）がさらに回転可能な一次側コイルと二次側コイルを車輪組立に据付ける工程を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の通信方法。

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