JP3516917B2 - タイヤに影響する車両状態をモニタするためのシステム及び方法 - Google Patents
タイヤに影響する車両状態をモニタするためのシステム及び方法Info
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- B60C23/06—Signalling devices actuated by deformation of the tyre, e.g. tyre mounted deformation sensors or indirect determination of tyre deformation based on wheel speed, wheel-centre to ground distance or inclination of wheel axle
- B60C23/061—Signalling devices actuated by deformation of the tyre, e.g. tyre mounted deformation sensors or indirect determination of tyre deformation based on wheel speed, wheel-centre to ground distance or inclination of wheel axle by monitoring wheel speed
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60C23/0491—Constructional details of means for attaching the control device
- B60C23/0494—Valve stem attachments positioned inside the tyre chamber
Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、車両タイヤの接地面の摩
耗、緩衝性能、バランス状態、及び（又は）車輪の回転
速度をモニタするためのシステム及び方法に関する。
耗、緩衝性能、バランス状態、及び（又は）車輪の回転
速度をモニタするためのシステム及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料消費だけでなく、自動車のハンドリ
ング性能、例えば車両の操縦と制動は、タイヤの状態に
よって影響される。ハンドリング性能は、十分に機能部
分していないショック・アブソーバだけでなく、アンバ
ランスな状態であるタイヤの不適切な膨張やタイヤの異
常な摩耗によっても影響されることになる。
ング性能、例えば車両の操縦と制動は、タイヤの状態に
よって影響される。ハンドリング性能は、十分に機能部
分していないショック・アブソーバだけでなく、アンバ
ランスな状態であるタイヤの不適切な膨張やタイヤの異
常な摩耗によっても影響されることになる。
【０００３】タイヤ摩耗のかなりのパーセンテージが、
タイヤ接地面の異常な摩耗によるものであると推定され
る。そのため、車両耐用期間の間に、追加のコストを払
って、タイヤの追加セットが必要となる。したがって、
このコストを減じるために、不適切なバランス、十分に
機能部分していないショック・アブソーバ、及び不適切
なタイヤ圧を含め、タイヤ接地面の異常な摩耗及びタイ
ヤに影響を与える他の状態について、運転手に警報する
ことが望まれる。
タイヤ接地面の異常な摩耗によるものであると推定され
る。そのため、車両耐用期間の間に、追加のコストを払
って、タイヤの追加セットが必要となる。したがって、
このコストを減じるために、不適切なバランス、十分に
機能部分していないショック・アブソーバ、及び不適切
なタイヤ圧を含め、タイヤ接地面の異常な摩耗及びタイ
ヤに影響を与える他の状態について、運転手に警報する
ことが望まれる。
【０００４】Ｓｍａｒｔｉｒｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ社から
現時点で入手可能なタイヤ監視システムでは、車輪に取
り付けられた無線のセンサ、及び運転手の視界及び手の
届く範囲内に取り付けられたディスプレイ受信器を使用
して、車輪タイヤ内の気圧及び温度をモニタするための
無線技術を使用する。１つのセンサが各車輪に取り付け
られ、タイヤがそのセンサを覆って取り付けられ、各セ
ンサは、圧力変換器、温度変換器、遠心スイッチ、無線
送信機、及びリチウム・バッテリを保持する。ディスプ
レイ・モジュールは、所要圧力、実際の圧力、圧力状態
及び温度を表示する。このシステムは、温度及び圧力情
報を提供するが、接地面の摩耗、バランス及び緩衝性能
に関する情報を提供しない。
現時点で入手可能なタイヤ監視システムでは、車輪に取
り付けられた無線のセンサ、及び運転手の視界及び手の
届く範囲内に取り付けられたディスプレイ受信器を使用
して、車輪タイヤ内の気圧及び温度をモニタするための
無線技術を使用する。１つのセンサが各車輪に取り付け
られ、タイヤがそのセンサを覆って取り付けられ、各セ
ンサは、圧力変換器、温度変換器、遠心スイッチ、無線
送信機、及びリチウム・バッテリを保持する。ディスプ
レイ・モジュールは、所要圧力、実際の圧力、圧力状態
及び温度を表示する。このシステムは、温度及び圧力情
報を提供するが、接地面の摩耗、バランス及び緩衝性能
に関する情報を提供しない。
【０００５】さらに、アンチロック・ブレーキ・システ
ム（ＡＢＳ）及び統合車両コントローラ（ＩＶＣ）が、
各車輪の回転速度を示す情報の入力を要求する。現時点
では、車輪速度センサが各車輪に設けられ、これらセン
サは一般に、回転しながらタイヤを支える車軸に同軸で
取り付けられる磁気ディスクでできた歯車と、各タイヤ
の速度を示す周波数を持つ交流センサ信号を提供するよ
う、各歯車にある間隔を置いて隣接して設置されるピッ
クアップ・コイルとからなる。他の機能部分も有するセ
ンサを用いて、この種のセンサを不要とすることが望ま
しい。
ム（ＡＢＳ）及び統合車両コントローラ（ＩＶＣ）が、
各車輪の回転速度を示す情報の入力を要求する。現時点
では、車輪速度センサが各車輪に設けられ、これらセン
サは一般に、回転しながらタイヤを支える車軸に同軸で
取り付けられる磁気ディスクでできた歯車と、各タイヤ
の速度を示す周波数を持つ交流センサ信号を提供するよ
う、各歯車にある間隔を置いて隣接して設置されるピッ
クアップ・コイルとからなる。他の機能部分も有するセ
ンサを用いて、この種のセンサを不要とすることが望ま
しい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、タイヤ接地面
の摩耗、緩衝性能、車両タイヤのバランス状態及び車輪
回転速度のうちの少なくとも１つをモニタするためのシ
ステム及び方法に関係する。
の摩耗、緩衝性能、車両タイヤのバランス状態及び車輪
回転速度のうちの少なくとも１つをモニタするためのシ
ステム及び方法に関係する。
【０００７】本発明によって、少なくとも車両タイヤの
接地面の摩耗をモニタするためのシステム及び方法が提
供される。該システム及び方法は、加速度信号を提供す
るために、半径方向と横方向の加速度の少なくとも１つ
を検知するセンサを使用する。その信号は、信号を処理
する少なくとも１つのプロセッサに提供される。単一の
プロセッサあるいは複数のプロセッサが使用されてもよ
い。センサ及び少なくとも１つのプロセッサは、車輪上
に、例えば保護ケーシング内に内包されてタイヤ内部か
タイヤ外側のいずれかのリムの上に取り付けられること
ができる。少なくとも１つのプロセッサが、センサから
の加速度信号に応答し、半径方向と横方向の加速度の少
なくとも１つについて少なくとも１つの共振周波数を決
定し、決定された少なくとも１つの共振周波数を少なく
とも１つの記憶された周波数と比較し、その比較に基づ
いてタイヤ接地面の摩耗を決定し、運転手の情報ディス
プレイに送信されるタイヤ接地面の摩耗を示す情報信号
を提供する。その信号は、警告信号であるか、接地面の
摩耗の量的表示のいずれかであることができる。
接地面の摩耗をモニタするためのシステム及び方法が提
供される。該システム及び方法は、加速度信号を提供す
るために、半径方向と横方向の加速度の少なくとも１つ
を検知するセンサを使用する。その信号は、信号を処理
する少なくとも１つのプロセッサに提供される。単一の
プロセッサあるいは複数のプロセッサが使用されてもよ
い。センサ及び少なくとも１つのプロセッサは、車輪上
に、例えば保護ケーシング内に内包されてタイヤ内部か
タイヤ外側のいずれかのリムの上に取り付けられること
ができる。少なくとも１つのプロセッサが、センサから
の加速度信号に応答し、半径方向と横方向の加速度の少
なくとも１つについて少なくとも１つの共振周波数を決
定し、決定された少なくとも１つの共振周波数を少なく
とも１つの記憶された周波数と比較し、その比較に基づ
いてタイヤ接地面の摩耗を決定し、運転手の情報ディス
プレイに送信されるタイヤ接地面の摩耗を示す情報信号
を提供する。その信号は、警告信号であるか、接地面の
摩耗の量的表示のいずれかであることができる。
【０００８】特に、少なくとも１つのプロセッサは、例
えば、車両サスペンション時定数より長い時間に渡って
測定されたタイヤの半径方向と横方向の加速度の少なく
とも１つについて少なくとも１つの共振周波数を決定す
るために、加速度信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を
行うことにより、加速度信号の離散的フーリエ変換（Ｄ
ＦＴ）を計算する。例えば、少なくとも１つのプロセッ
サは、タイヤの半径方向及び（あるいは）横方向の加速
度の３０〜６０Ｈｚ範囲内の共振周波数を決定するため
に、半径方向及び（あるいは）横方向の加速度信号の高
速フーリエ変換を行い、そうして周波数シフトを決定す
るために、その共振周波数を、タイヤの摩耗が全くない
ことを示す３０〜６０Ｈｚ範囲内の記憶された共振周波
数と比較し、その周波数シフトに基づいて、タイヤ接地
面の摩耗を決定する。
えば、車両サスペンション時定数より長い時間に渡って
測定されたタイヤの半径方向と横方向の加速度の少なく
とも１つについて少なくとも１つの共振周波数を決定す
るために、加速度信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を
行うことにより、加速度信号の離散的フーリエ変換（Ｄ
ＦＴ）を計算する。例えば、少なくとも１つのプロセッ
サは、タイヤの半径方向及び（あるいは）横方向の加速
度の３０〜６０Ｈｚ範囲内の共振周波数を決定するため
に、半径方向及び（あるいは）横方向の加速度信号の高
速フーリエ変換を行い、そうして周波数シフトを決定す
るために、その共振周波数を、タイヤの摩耗が全くない
ことを示す３０〜６０Ｈｚ範囲内の記憶された共振周波
数と比較し、その周波数シフトに基づいて、タイヤ接地
面の摩耗を決定する。
【０００９】タイヤが取り付けられるリム上かタイヤ内
部に装備される送信器は、その無線で送信される情報信
号を受信するために、車両に搭載されている受信器に無
線で情報信号を送信することが望ましい。
部に装備される送信器は、その無線で送信される情報信
号を受信するために、車両に搭載されている受信器に無
線で情報信号を送信することが望ましい。
【００１０】本発明の別の側面においては、車輪に付け
られたショック・アブソーバの少なくとも緩衝性能をモ
ニタするためのシステム及び方法が提供される。該シス
テム及び方法は、加速度信号を提供するために、少なく
ともタイヤの半径方向加速度を検知するセンサを用い
る。その信号は、その信号を処理する少なくとも１つの
プロセッサに提供される。単一のプロセッサか複数のプ
ロセッサが使用されてもよい。そのセンサ及び少なくと
も１つのプロセッサは、車輪上に、例えば保護ケーシン
グ内に入れてタイヤ内部かタイヤ外側のいずれかのリム
の上に取り付けられることができる。少なくとも１つの
プロセッサは、センサからの加速度信号に応答し、例え
ば車両サスペンション時定数より長い時間に渡って測定
された加速度信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行う
ことによって、加速度信号の離散的フーリエ変換（ＤＦ
Ｔ）を計算し、そして例えば０．５〜２．０Ｈｚの範囲
内で、半径方向加速度のフーリエ成分の振幅を決定し、
その振幅の形状を、車両にとって新しいショック・アブ
ソーバであることを示す例えば０．５〜２．０Ｈｚの範
囲内での記憶された振幅の形状と比較し、その振幅の形
状に見られる記憶された振幅以上の何等かの変化に基づ
いて緩衝性能を決定し、運転手用の情報ディスプレイに
緩衝性能を示す情報信号を送信する。
られたショック・アブソーバの少なくとも緩衝性能をモ
ニタするためのシステム及び方法が提供される。該シス
テム及び方法は、加速度信号を提供するために、少なく
ともタイヤの半径方向加速度を検知するセンサを用い
る。その信号は、その信号を処理する少なくとも１つの
プロセッサに提供される。単一のプロセッサか複数のプ
ロセッサが使用されてもよい。そのセンサ及び少なくと
も１つのプロセッサは、車輪上に、例えば保護ケーシン
グ内に入れてタイヤ内部かタイヤ外側のいずれかのリム
の上に取り付けられることができる。少なくとも１つの
プロセッサは、センサからの加速度信号に応答し、例え
ば車両サスペンション時定数より長い時間に渡って測定
された加速度信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行う
ことによって、加速度信号の離散的フーリエ変換（ＤＦ
Ｔ）を計算し、そして例えば０．５〜２．０Ｈｚの範囲
内で、半径方向加速度のフーリエ成分の振幅を決定し、
その振幅の形状を、車両にとって新しいショック・アブ
ソーバであることを示す例えば０．５〜２．０Ｈｚの範
囲内での記憶された振幅の形状と比較し、その振幅の形
状に見られる記憶された振幅以上の何等かの変化に基づ
いて緩衝性能を決定し、運転手用の情報ディスプレイに
緩衝性能を示す情報信号を送信する。
【００１１】本発明の別の側面においては、車両タイヤ
の少なくともバランス状態をモニタするためのシステム
及び方法が提供される。該システム及び方法は、加速度
信号を提供するために、タイヤについての少なくとも半
径方向加速度を検知するセンサを使用する。その信号
は、その信号を処理する少なくとも１つのプロセッサに
提供される。単一のプロセッサか複数のプロセッサが使
用されてもよい。センサと少なくとも１つのプロセッサ
は、車輪上に、例えば保護ケーシング内に入れてタイヤ
内部かタイヤ外側のいずれかのリムの上に取り付けられ
ることができる。少なくとも１つのプロセッサは、セン
サからの加速度信号に応答し、例えば車両サスペンショ
ン時定数より長い持続時間に渡って測定された加速度信
号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うことによって、
加速度信号の離散的フーリエ変換（ＤＦＴ）を計算し、
例えば５〜１４Ｈｚの範囲内で、半径方向加速度のフー
リエ成分の振幅を決定し、その振幅を、車両にとって仕
様で事前に決められたバランスのとれたタイヤであるこ
とを示す例えば５〜１４Ｈｚの範囲内での記憶された振
幅と比較し、そして、その振幅に見られる記憶された振
幅以上の増加に基づいて、仕様で事前に決められたタイ
ヤのバランス状態からどこか外れたところがあるかを決
定する。
の少なくともバランス状態をモニタするためのシステム
及び方法が提供される。該システム及び方法は、加速度
信号を提供するために、タイヤについての少なくとも半
径方向加速度を検知するセンサを使用する。その信号
は、その信号を処理する少なくとも１つのプロセッサに
提供される。単一のプロセッサか複数のプロセッサが使
用されてもよい。センサと少なくとも１つのプロセッサ
は、車輪上に、例えば保護ケーシング内に入れてタイヤ
内部かタイヤ外側のいずれかのリムの上に取り付けられ
ることができる。少なくとも１つのプロセッサは、セン
サからの加速度信号に応答し、例えば車両サスペンショ
ン時定数より長い持続時間に渡って測定された加速度信
号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うことによって、
加速度信号の離散的フーリエ変換（ＤＦＴ）を計算し、
例えば５〜１４Ｈｚの範囲内で、半径方向加速度のフー
リエ成分の振幅を決定し、その振幅を、車両にとって仕
様で事前に決められたバランスのとれたタイヤであるこ
とを示す例えば５〜１４Ｈｚの範囲内での記憶された振
幅と比較し、そして、その振幅に見られる記憶された振
幅以上の増加に基づいて、仕様で事前に決められたタイ
ヤのバランス状態からどこか外れたところがあるかを決
定する。
【００１２】本発明のさらに別の側面においては、車輪
の少なくとも回転速度をモニタするためのシステム及び
方法が提供される。該システム及び方法は、加速度信号
を提供するために少なくともタイヤの半径方向加速度を
検知するセンサを使用する。そして、トランシーバが、
アンチロック・ブレーキ・システムあるいは統合車両コ
ントローラのような車両コントローラへ、車輪回転速度
を示す例えば０〜２５Ｈｚの範囲内の半径方向の信号周
波数を送信する。このシステムは、現時点で使用されて
いる車輪速度センサに取って代わって、使用されること
ができる。
の少なくとも回転速度をモニタするためのシステム及び
方法が提供される。該システム及び方法は、加速度信号
を提供するために少なくともタイヤの半径方向加速度を
検知するセンサを使用する。そして、トランシーバが、
アンチロック・ブレーキ・システムあるいは統合車両コ
ントローラのような車両コントローラへ、車輪回転速度
を示す例えば０〜２５Ｈｚの範囲内の半径方向の信号周
波数を送信する。このシステムは、現時点で使用されて
いる車輪速度センサに取って代わって、使用されること
ができる。
【００１３】
【発明の実施の態様】本発明は、車輪あるいはタイヤの
半径方向及び横方向の加速度の少なくとも１つの測定結
果に基づいて、タイヤ接地面の摩耗、緩衝性能、タイヤ
のバランス状態、及び、車輪の回転速度の少なくとも１
つをモニタするためのシステム及び方法を提供する。本
発明に従って、車輪の接地面の摩耗、緩衝性能、バラン
ス状態、及び回転速度を、単独であるいは任意の組合せ
で測定することができる。接地面の摩耗、緩衝性能、バ
ランス状態及び車輪回転速度のいずれかの組み合わせ又
はすべてをモニタすることに加えて、本発明は、タイヤ
内の温度及び圧力をモニタするために使用することがで
きる。
半径方向及び横方向の加速度の少なくとも１つの測定結
果に基づいて、タイヤ接地面の摩耗、緩衝性能、タイヤ
のバランス状態、及び、車輪の回転速度の少なくとも１
つをモニタするためのシステム及び方法を提供する。本
発明に従って、車輪の接地面の摩耗、緩衝性能、バラン
ス状態、及び回転速度を、単独であるいは任意の組合せ
で測定することができる。接地面の摩耗、緩衝性能、バ
ランス状態及び車輪回転速度のいずれかの組み合わせ又
はすべてをモニタすることに加えて、本発明は、タイヤ
内の温度及び圧力をモニタするために使用することがで
きる。
【００１４】図１は、本発明の実施例について説明する
ブロック図である。図１に示されるように、１つ以上の
センサが、車輪リム上のタイヤ内部かタイヤ外部のいず
れかに、車輪あるいはタイヤにおける状態を検知するた
めに装備される。少なくとも１つの半径方向加速度計２
は、タイヤの半径方向加速度を測定するために装備され
る。半径方向加速度によって、半径方向すなわちタイヤ
の回転軸線に垂直な方向での、タイヤの加速度が表され
る。また横方向加速度計４が、タイヤの横方向加速度を
測定するために装備される。横方向加速度によって、横
方向すなわちタイヤの回転軸に沿ったタイヤの加速度、
すなわちドアとドアを結ぶ方向の加速度が表される。ま
た温度と圧力センサ６も装備されている。例えば、Ｓｍ
ａｒｔｉｒｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ社のタイヤ・モニタリン
グ・システムと同じようなやり方で、温度変換器及び圧
力変換器が装備され操作されてもよい。また、車両が動
いている時だけシステムのスイッチが入れられ、車両が
止まっている時はスイッチが切られるかスリープ・モー
ドに切り替えられ、それによってバッテリーの寿命が延
びる遠心スイッチ（示されていない）を含んでいてもよ
い。
ブロック図である。図１に示されるように、１つ以上の
センサが、車輪リム上のタイヤ内部かタイヤ外部のいず
れかに、車輪あるいはタイヤにおける状態を検知するた
めに装備される。少なくとも１つの半径方向加速度計２
は、タイヤの半径方向加速度を測定するために装備され
る。半径方向加速度によって、半径方向すなわちタイヤ
の回転軸線に垂直な方向での、タイヤの加速度が表され
る。また横方向加速度計４が、タイヤの横方向加速度を
測定するために装備される。横方向加速度によって、横
方向すなわちタイヤの回転軸に沿ったタイヤの加速度、
すなわちドアとドアを結ぶ方向の加速度が表される。ま
た温度と圧力センサ６も装備されている。例えば、Ｓｍ
ａｒｔｉｒｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ社のタイヤ・モニタリン
グ・システムと同じようなやり方で、温度変換器及び圧
力変換器が装備され操作されてもよい。また、車両が動
いている時だけシステムのスイッチが入れられ、車両が
止まっている時はスイッチが切られるかスリープ・モー
ドに切り替えられ、それによってバッテリーの寿命が延
びる遠心スイッチ（示されていない）を含んでいてもよ
い。
【００１５】半径方向加速度計２及び横方向加速度計４
は、２軸加速度計として装備されてもよい。さらに、接
線加速度が測定される３軸加速度計を用いてもよい。接
線加速度は、タイヤの円周の接線方向の加速度である。
は、２軸加速度計として装備されてもよい。さらに、接
線加速度が測定される３軸加速度計を用いてもよい。接
線加速度は、タイヤの円周の接線方向の加速度である。
【００１６】半径方向加速度計２と横方向加速度計４
（例えば、２軸加速度計の形式）、及び装備される任意
の他のセンサ（例えば、温度及び圧力センサ６や遠心ス
イッチ）が、番号８によって示される１つ以上の信号処
理回路に、信号を送信する。信号処理回路８のうちの少
なくともいくつか、できればすべてが、タイヤ内部かタ
イヤ外部のどちらかの車輪リム上に装備されることが望
ましい。センサと信号処理回路の１つ以上が、マイクロ
プロセッサを用いて、特定のカスタム・アプリケーショ
ン向けに統合された単一のセンサに結合されることがで
きる。
（例えば、２軸加速度計の形式）、及び装備される任意
の他のセンサ（例えば、温度及び圧力センサ６や遠心ス
イッチ）が、番号８によって示される１つ以上の信号処
理回路に、信号を送信する。信号処理回路８のうちの少
なくともいくつか、できればすべてが、タイヤ内部かタ
イヤ外部のどちらかの車輪リム上に装備されることが望
ましい。センサと信号処理回路の１つ以上が、マイクロ
プロセッサを用いて、特定のカスタム・アプリケーショ
ン向けに統合された単一のセンサに結合されることがで
きる。
【００１７】図１で示されるように、少なくとも１つの
信号処理回路８は、いくつかの機能部分を持っている。
１つの機能部分１０（あるいは、単一のマイクロプロセ
ッサが装備される場合はプロセッサの一部分）が、半径
方向加速度計２からの出力と、横方向加速度計４、温度
及び圧力センサ６、及び遠心スイッチからの出力を受信
し、そしてセンサ２、４及び６に電力を供給する。別の
機能部分１２（あるいは、単一のプロセッサが装備され
る場合は信号処理回路８の一部分）が、センサ２、４及
び６からのアナログ信号をデジタル信号に転換するアナ
ログ・デジタル変換器である。
信号処理回路８は、いくつかの機能部分を持っている。
１つの機能部分１０（あるいは、単一のマイクロプロセ
ッサが装備される場合はプロセッサの一部分）が、半径
方向加速度計２からの出力と、横方向加速度計４、温度
及び圧力センサ６、及び遠心スイッチからの出力を受信
し、そしてセンサ２、４及び６に電力を供給する。別の
機能部分１２（あるいは、単一のプロセッサが装備され
る場合は信号処理回路８の一部分）が、センサ２、４及
び６からのアナログ信号をデジタル信号に転換するアナ
ログ・デジタル変換器である。
【００１８】マイクロプロセッサ１４（あるいは、単一
のプロセッサが使用される場合は信号処理回路８の別の
一部分）が、以下に記述されるように、接地面の摩耗、
緩衝性能、バランス状態及び（又は）車輪回転速度を決
定するために、センサからのデジタル化された出力を処
理し、運転手に情報信号を送信すべきかどうかに関する
決定を下す。運転手に情報信号を送信する旨の決定がマ
イクロプロセッサ１４によってなされる場合、送信器１
６（あるいは、単一のプロセッサが使用される場合は信
号処理回路８の一部分）が、その情報信号を車輪から送
信アンテナ１８を介して無線送信する。
のプロセッサが使用される場合は信号処理回路８の別の
一部分）が、以下に記述されるように、接地面の摩耗、
緩衝性能、バランス状態及び（又は）車輪回転速度を決
定するために、センサからのデジタル化された出力を処
理し、運転手に情報信号を送信すべきかどうかに関する
決定を下す。運転手に情報信号を送信する旨の決定がマ
イクロプロセッサ１４によってなされる場合、送信器１
６（あるいは、単一のプロセッサが使用される場合は信
号処理回路８の一部分）が、その情報信号を車輪から送
信アンテナ１８を介して無線送信する。
【００１９】送信された無線信号は、車両に搭載されて
いる受信器２２のアンテナ２０によって受信される。そ
の情報信号はマイクロプロセッサ２４によって処理さ
れ、車体制御モジュールあるいは情報ディスプレイ２６
に送られる。情報信号は、可聴警報を伴うか又は伴わな
い警告信号であるか、あるいは、相対的な接地面の摩
耗、ショック・アブソーバ及び（又は）バランス状態を
示す量的な読み出しデータである。車輪回転速度の場
合、その信号は、アンチロック・ブレーキ・システムあ
るいは統合車両コントローラのような、車両コントロー
ラに提供される。
いる受信器２２のアンテナ２０によって受信される。そ
の情報信号はマイクロプロセッサ２４によって処理さ
れ、車体制御モジュールあるいは情報ディスプレイ２６
に送られる。情報信号は、可聴警報を伴うか又は伴わな
い警告信号であるか、あるいは、相対的な接地面の摩
耗、ショック・アブソーバ及び（又は）バランス状態を
示す量的な読み出しデータである。車輪回転速度の場
合、その信号は、アンチロック・ブレーキ・システムあ
るいは統合車両コントローラのような、車両コントロー
ラに提供される。
【００２０】この分野の当業者によって明らかなよう
に、運転手用の情報ディスプレイは、バックミラー上の
ダッシュボードか、あるいはオーバーヘッド・コンソー
ルのどちらかに装備される。
に、運転手用の情報ディスプレイは、バックミラー上の
ダッシュボードか、あるいはオーバーヘッド・コンソー
ルのどちらかに装備される。
【００２１】図２は、システムの車輪取付部分の実施例
の概要を示す図である。図２の実施例では、信号処理回
路８及び送信器アンテナ１８だけでなく、センサ２、４
及び６も、タイヤ内部のリム上に装備される。それら
は、タイヤのバルブ・ステム３０のまわりに、調節して
取り付けることができるケーシング２８の内部に装備さ
れる。この実施例では、ケーシング２８がタイヤ内部の
バルブ・ステム３０のまわりに装備されていが、当業者
に理解されるように、他の配置も可能である。例えば、
センサ及び少なくとも１つのマイクロプロセッサは、セ
ンサが車輪の回転軸から一定の間隔で配置されて保護さ
れる限り、リムのいかなる場所にも、例えばタイヤ外部
のリム上のケーシング内に装備されることもできる。ま
た図２の保護ケーシング２８は、バルブ・ステム３０上
にケーシング２８を取り付けずに、ケーシングをリムに
取り付けるための取り付け用バンドを使用して、タイヤ
内部に装備させることができる。
の概要を示す図である。図２の実施例では、信号処理回
路８及び送信器アンテナ１８だけでなく、センサ２、４
及び６も、タイヤ内部のリム上に装備される。それら
は、タイヤのバルブ・ステム３０のまわりに、調節して
取り付けることができるケーシング２８の内部に装備さ
れる。この実施例では、ケーシング２８がタイヤ内部の
バルブ・ステム３０のまわりに装備されていが、当業者
に理解されるように、他の配置も可能である。例えば、
センサ及び少なくとも１つのマイクロプロセッサは、セ
ンサが車輪の回転軸から一定の間隔で配置されて保護さ
れる限り、リムのいかなる場所にも、例えばタイヤ外部
のリム上のケーシング内に装備されることもできる。ま
た図２の保護ケーシング２８は、バルブ・ステム３０上
にケーシング２８を取り付けずに、ケーシングをリムに
取り付けるための取り付け用バンドを使用して、タイヤ
内部に装備させることができる。
【００２２】図２の実施例では、半径方向加速度計２及
び横方向加速度計４が、２軸加速度計５として装備され
ている。また温度と圧力センサ６は、ケーシング２８の
中に装備されてい。図１の機能部分１０、１２、１４及
び１６を持つ、単一の、特定アプリケーション向けの信
号処理回路８は、ケーシング２８の中に装備され、アン
テナ１８も同様である。信号処理回路８及びセンサ５、
６へ電力を提供するためのバッテリー１９も装備され
る。バッテリーは、リチウム・バッテリであることが望
ましい。装備されたケーシング２８及びこれらの素子
は、事実上、保守不要である。この点に関して、マイク
ロプロセッサ、すなわちマイクロプロセッサ機能部分１
０、１２、１４のいくつかあるいはすべてが、車両に搭
載されて受信器２２のマイクロプロセッサ２４の中に装
備されることが可能であるが、マイクロプロセッサすな
わち機能部分１０、１２及び１４は、バッテリの寿命を
延命するために車輪装置の上に装備されることが好まし
い。バッテリの寿命は、接地面の摩耗、緩衝性能、及び
バランス状態を決定するための情報を、マイクロプロセ
ッサ又はマイクロプロセッサの機能部分１４で処理する
ことによって、また接地面の摩耗、緩衝性能、及び（又
は）バランス状態が著しく変化した場合、例えば許容レ
ベルを越えて悪化したような場合だけ、情報信号を送信
することによって、温存されることができる。この手法
で送信数を制限することによって、バッテリーの寿命を
延長することができる。もちろん、センサ２、４及び６
の１つ以上から、連続してあるいは断続的に受信器２２
に信号を送信すること、そしてマイクロプロセッサ２４
でその信号を処理することも可能である。
び横方向加速度計４が、２軸加速度計５として装備され
ている。また温度と圧力センサ６は、ケーシング２８の
中に装備されてい。図１の機能部分１０、１２、１４及
び１６を持つ、単一の、特定アプリケーション向けの信
号処理回路８は、ケーシング２８の中に装備され、アン
テナ１８も同様である。信号処理回路８及びセンサ５、
６へ電力を提供するためのバッテリー１９も装備され
る。バッテリーは、リチウム・バッテリであることが望
ましい。装備されたケーシング２８及びこれらの素子
は、事実上、保守不要である。この点に関して、マイク
ロプロセッサ、すなわちマイクロプロセッサ機能部分１
０、１２、１４のいくつかあるいはすべてが、車両に搭
載されて受信器２２のマイクロプロセッサ２４の中に装
備されることが可能であるが、マイクロプロセッサすな
わち機能部分１０、１２及び１４は、バッテリの寿命を
延命するために車輪装置の上に装備されることが好まし
い。バッテリの寿命は、接地面の摩耗、緩衝性能、及び
バランス状態を決定するための情報を、マイクロプロセ
ッサ又はマイクロプロセッサの機能部分１４で処理する
ことによって、また接地面の摩耗、緩衝性能、及び（又
は）バランス状態が著しく変化した場合、例えば許容レ
ベルを越えて悪化したような場合だけ、情報信号を送信
することによって、温存されることができる。この手法
で送信数を制限することによって、バッテリーの寿命を
延長することができる。もちろん、センサ２、４及び６
の１つ以上から、連続してあるいは断続的に受信器２２
に信号を送信すること、そしてマイクロプロセッサ２４
でその信号を処理することも可能である。
【００２３】本発明は、タイヤの半径方向及び（又は）
横方向方向の加速度が、接地面の摩耗、緩衝性能、バラ
ンス状態、及び（又は）車輪回転速度に関する情報を提
供するために使用されることができるということを、本
発明者が初めて発見したことにより、提供されるもので
ある。本発明者は、タイヤ共振周波数の大きな要素が、
接地面の深さに関係していて、タイヤが摩耗するにつれ
て共振周波数が変わるということを発見した。ある範囲
内の半径方向加速度の信号振幅の増加は、ショック・ア
ブソーバが機能部分していないか又は十分に機能部分し
ていないかを示し、また一方で、別の周波数範囲の半径
方向加速度の信号振幅の増加は、タイヤの不均衡が増大
したことを示す。さらに、半径方向の信号周波数は、車
輪回転速度を示し、アンチロック・ブレーキ・システム
あるいは統合車両コントローラのような車両コントロー
ラに、車輪回転速度データを提供するために使用され
る。
横方向方向の加速度が、接地面の摩耗、緩衝性能、バラ
ンス状態、及び（又は）車輪回転速度に関する情報を提
供するために使用されることができるということを、本
発明者が初めて発見したことにより、提供されるもので
ある。本発明者は、タイヤ共振周波数の大きな要素が、
接地面の深さに関係していて、タイヤが摩耗するにつれ
て共振周波数が変わるということを発見した。ある範囲
内の半径方向加速度の信号振幅の増加は、ショック・ア
ブソーバが機能部分していないか又は十分に機能部分し
ていないかを示し、また一方で、別の周波数範囲の半径
方向加速度の信号振幅の増加は、タイヤの不均衡が増大
したことを示す。さらに、半径方向の信号周波数は、車
輪回転速度を示し、アンチロック・ブレーキ・システム
あるいは統合車両コントローラのような車両コントロー
ラに、車輪回転速度データを提供するために使用され
る。
【００２４】例えば、３０〜６０Ｈｚ範囲での半径方向
又は横方向のタイヤ・シェル共振周波数のシフトは、タ
イヤの摩耗が増大していることを示す。半径方向又は横
方向のタイヤ・シェル共振周波数を、新しいタイヤにお
いて測定あるいは計算された基準となる周波数と比較す
ることによって、本発明は、タイヤの摩耗の増大を指摘
することができる。その周波数範囲は、車両とタイヤの
種類に応じて異なっていてもよい。
又は横方向のタイヤ・シェル共振周波数のシフトは、タ
イヤの摩耗が増大していることを示す。半径方向又は横
方向のタイヤ・シェル共振周波数を、新しいタイヤにお
いて測定あるいは計算された基準となる周波数と比較す
ることによって、本発明は、タイヤの摩耗の増大を指摘
することができる。その周波数範囲は、車両とタイヤの
種類に応じて異なっていてもよい。
【００２５】特に、接地面の摩耗をモニタするために、
車両サスペンション時定数より長い時間に渡って、半径
方向加速度が半径方向加速度計２によって測定される
か、横方向加速度が横方向加速度計４によって測定され
るか、あるいは半径方向と横方向の加速度の両方が、２
軸（あるいは３軸）加速度計５によって測定される。乗
用車については、車両サスペンション定数が、例えば
０．５〜１．０秒といったように、通常は１秒かそれ未
満であり、その場合には、車両サスペンション時定数よ
り約１０〜２０倍長い時間に渡って、例えば１０秒間、
測定されることが好ましい。測定された加速度信号は、
マイクロプロセッサ又は機能部分１０に送信され、Ａ／
Ｄ変換されてアナログ・デジタル変換器１２に供給され
る。その後、デジタル信号は、タイヤの半径方向と横方
向の加速度の少なくとも１つについての少なくとも１つ
の共振周波数を決定するために、機能部分１４に供給さ
れ、該機能部分により、例えば加速度信号の高速フーリ
エ変換（ＦＦＴ）を行うことにより、加速度信号の離散
的フーリエ変換（ＤＦＴ）が行われる。タイヤの半径方
向及び（又は）横方向の加速度の３０〜６０Ｈｚ範囲で
の共振周波数を決定するために、言い換えればその範囲
内でのピーク周波数を選択することによって、例えば０
〜１５０Ｈｚといった十分に大きな周波数範囲に渡っ
て、半径方向及び（又は）横方向の加速度信号の高速フ
ーリエ変換（ＦＦＴ）が行われる。機能部分１４は、周
波数シフトを決定するために、その共振周波数を、例え
ばタイヤの摩耗が全くないことを示す３０〜６０Ｈｚの
範囲内における記憶された共振周波数と比較する。すな
わち、機能部分１４は、周波数シフトを決定するため
に、半径方向加速度の共振周波数を、例えばタイヤの摩
耗が全くないことを示す３０〜６０Ｈｚ範囲における半
径方向加速度用の記憶された共振周波数と比較し、そし
て（又は）横方向加速度の共振周波数を、例えばタイヤ
の摩耗が全くないことを示す３０〜６０Ｈｚの範囲内に
おける横方向加速度用の記憶された共振周波数と比較
し、そして周波数シフトに基づくタイヤ接地面の摩耗を
決定する。これにより、送信回路１６によって送信アン
テナ１８から送信される情報信号を提供する。その信号
は、受信器２２のアンテナ２０によって受信され、マイ
クロプロセッサ２４によって処理され、警報表示（可聴
警報を備えるか、又は備えない）及び（又は）量的な読
み出しとして運転手用の情報ディスプレイ２６に送られ
る。その周波数範囲は、車両やタイヤの種類に応じて異
なってもよい。
車両サスペンション時定数より長い時間に渡って、半径
方向加速度が半径方向加速度計２によって測定される
か、横方向加速度が横方向加速度計４によって測定され
るか、あるいは半径方向と横方向の加速度の両方が、２
軸（あるいは３軸）加速度計５によって測定される。乗
用車については、車両サスペンション定数が、例えば
０．５〜１．０秒といったように、通常は１秒かそれ未
満であり、その場合には、車両サスペンション時定数よ
り約１０〜２０倍長い時間に渡って、例えば１０秒間、
測定されることが好ましい。測定された加速度信号は、
マイクロプロセッサ又は機能部分１０に送信され、Ａ／
Ｄ変換されてアナログ・デジタル変換器１２に供給され
る。その後、デジタル信号は、タイヤの半径方向と横方
向の加速度の少なくとも１つについての少なくとも１つ
の共振周波数を決定するために、機能部分１４に供給さ
れ、該機能部分により、例えば加速度信号の高速フーリ
エ変換（ＦＦＴ）を行うことにより、加速度信号の離散
的フーリエ変換（ＤＦＴ）が行われる。タイヤの半径方
向及び（又は）横方向の加速度の３０〜６０Ｈｚ範囲で
の共振周波数を決定するために、言い換えればその範囲
内でのピーク周波数を選択することによって、例えば０
〜１５０Ｈｚといった十分に大きな周波数範囲に渡っ
て、半径方向及び（又は）横方向の加速度信号の高速フ
ーリエ変換（ＦＦＴ）が行われる。機能部分１４は、周
波数シフトを決定するために、その共振周波数を、例え
ばタイヤの摩耗が全くないことを示す３０〜６０Ｈｚの
範囲内における記憶された共振周波数と比較する。すな
わち、機能部分１４は、周波数シフトを決定するため
に、半径方向加速度の共振周波数を、例えばタイヤの摩
耗が全くないことを示す３０〜６０Ｈｚ範囲における半
径方向加速度用の記憶された共振周波数と比較し、そし
て（又は）横方向加速度の共振周波数を、例えばタイヤ
の摩耗が全くないことを示す３０〜６０Ｈｚの範囲内に
おける横方向加速度用の記憶された共振周波数と比較
し、そして周波数シフトに基づくタイヤ接地面の摩耗を
決定する。これにより、送信回路１６によって送信アン
テナ１８から送信される情報信号を提供する。その信号
は、受信器２２のアンテナ２０によって受信され、マイ
クロプロセッサ２４によって処理され、警報表示（可聴
警報を備えるか、又は備えない）及び（又は）量的な読
み出しとして運転手用の情報ディスプレイ２６に送られ
る。その周波数範囲は、車両やタイヤの種類に応じて異
なってもよい。
【００２６】車輪に付けられたショック・アブソーバの
緩衝性能をモニタするために、本発明のシステム及び方
法は、加速度信号を提供するためのタイヤの少なくとも
半径方向加速度を検知するセンサ２を使用する。その信
号は、加速度計２を制御し、アナログ・デジタル変換器
１２に信号を送信する信号処理回路すなわち機能部分１
０に提供される。その後、そのデジタル信号は、例え
ば、車両サスペンション時定数より長い時間に渡って測
定された加速度信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行
うことによって、加速度信号の離散的フーリエ変換（Ｄ
ＦＴ）を計算するマイクロプロセッサ機能部分１４に送
信され、例えば０．５〜２．０Ｈｚ範囲内で半径方向加
速度のフーリエ成分の振幅を決定し、その振幅を、車両
にとって新しいショック・アブソーバであることを示す
例えば０．５〜２．０Ｈｚ範囲内の記憶された振幅と比
較し、決定された振幅が記憶された振幅よりも増大した
場合に、緩衝性能を決定し、そして、緩衝性能情報は、
送信回路１６によって送信アンテナ１８から送信され
る。その信号は、受信器２２のアンテナ２０によって受
信され、マイクロプロセッサ２４によって処理され、警
報表示（可聴警報を備えるか、備えない）及び（又は）
量的な読み出しとして運転手用の情報ディスプレイ２６
に送られる。その周波数範囲は、車両やタイヤの種類に
応じて異なってもよい。
緩衝性能をモニタするために、本発明のシステム及び方
法は、加速度信号を提供するためのタイヤの少なくとも
半径方向加速度を検知するセンサ２を使用する。その信
号は、加速度計２を制御し、アナログ・デジタル変換器
１２に信号を送信する信号処理回路すなわち機能部分１
０に提供される。その後、そのデジタル信号は、例え
ば、車両サスペンション時定数より長い時間に渡って測
定された加速度信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行
うことによって、加速度信号の離散的フーリエ変換（Ｄ
ＦＴ）を計算するマイクロプロセッサ機能部分１４に送
信され、例えば０．５〜２．０Ｈｚ範囲内で半径方向加
速度のフーリエ成分の振幅を決定し、その振幅を、車両
にとって新しいショック・アブソーバであることを示す
例えば０．５〜２．０Ｈｚ範囲内の記憶された振幅と比
較し、決定された振幅が記憶された振幅よりも増大した
場合に、緩衝性能を決定し、そして、緩衝性能情報は、
送信回路１６によって送信アンテナ１８から送信され
る。その信号は、受信器２２のアンテナ２０によって受
信され、マイクロプロセッサ２４によって処理され、警
報表示（可聴警報を備えるか、備えない）及び（又は）
量的な読み出しとして運転手用の情報ディスプレイ２６
に送られる。その周波数範囲は、車両やタイヤの種類に
応じて異なってもよい。
【００２７】車両タイヤのバランス状態をモニタするた
めに、本発明のシステム及び方法は、加速度信号を提供
するためのタイヤの少なくとも半径方向加速度を検知す
るセンサ２を使用する。その信号は、加速度計２を制御
し、アナログ・デジタル変換器１２に信号を送信する信
号処理回路すなわち機能部分１０に提供される。その
後、そのデジタル信号は、例えば、車両サスペンション
時定数より長い時間に渡って測定された加速度信号の高
速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うことによって、加速度
信号の離散的フーリエ変換（ＤＦＴ）を計算する機能部
分１４に送信され、例えば５〜１４Ｈｚ範囲内で半径方
向加速度のフーリエ成分の振幅を決定し、その振幅を、
車両にとって仕様で事前に決められたバランス状態にあ
るタイヤであることを示す例えば５〜１４Ｈｚの範囲内
での記憶された振幅と比較し、決定された振幅に記憶さ
れた振幅以上の何等かの増大が見られた場合に、仕様で
事前に決められたタイヤのバランス状態からどこか外れ
たところがあることを決定し、そして、送信回路１６及
びアンテナ１８を介して、仕様で事前に決められたバラ
ンス状態からのずれの信号を送信する。その信号は、受
信器２２のアンテナ２０によって受信され、マイクロプ
ロセッサ２４によって処理され、運転手用の情報ディス
プレイに送られる。その周波数範囲は、車両やタイヤの
種類に応じて異なってもよい。
めに、本発明のシステム及び方法は、加速度信号を提供
するためのタイヤの少なくとも半径方向加速度を検知す
るセンサ２を使用する。その信号は、加速度計２を制御
し、アナログ・デジタル変換器１２に信号を送信する信
号処理回路すなわち機能部分１０に提供される。その
後、そのデジタル信号は、例えば、車両サスペンション
時定数より長い時間に渡って測定された加速度信号の高
速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うことによって、加速度
信号の離散的フーリエ変換（ＤＦＴ）を計算する機能部
分１４に送信され、例えば５〜１４Ｈｚ範囲内で半径方
向加速度のフーリエ成分の振幅を決定し、その振幅を、
車両にとって仕様で事前に決められたバランス状態にあ
るタイヤであることを示す例えば５〜１４Ｈｚの範囲内
での記憶された振幅と比較し、決定された振幅に記憶さ
れた振幅以上の何等かの増大が見られた場合に、仕様で
事前に決められたタイヤのバランス状態からどこか外れ
たところがあることを決定し、そして、送信回路１６及
びアンテナ１８を介して、仕様で事前に決められたバラ
ンス状態からのずれの信号を送信する。その信号は、受
信器２２のアンテナ２０によって受信され、マイクロプ
ロセッサ２４によって処理され、運転手用の情報ディス
プレイに送られる。その周波数範囲は、車両やタイヤの
種類に応じて異なってもよい。
【００２８】車輪の車輪回転速度をモニタするために、
本発明のシステム及び方法は、加速度信号を提供するた
めのタイヤの少なくとも半径方向加速度を検知するセン
サ２を使用する。そうして、送信回路１６及びアンテナ
１８を含むトランシーバが、アンチロック・ブレーキ・
システム（ＡＢＳ）あるいは統合車両コントローラ（Ｉ
ＶＣ）のような車両コントローラの受信器に、車輪回転
速度を示す０〜２５Ｈｚ範囲の半径方向の信号周波数を
送信する。このシステムは、現時点で使用されている車
輪速度センサに代わって使用されることができる。本発
明が、接地面の摩耗、緩衝性能及び（又は）車両タイヤ
のバランス状態をモニタするために、車両に組み込まれ
る場合、本発明のシステム及び方法を使用することによ
って、現時点で使用されている車輪速度センサを不要と
し、よって該センサに関連する経費を不要とする。
本発明のシステム及び方法は、加速度信号を提供するた
めのタイヤの少なくとも半径方向加速度を検知するセン
サ２を使用する。そうして、送信回路１６及びアンテナ
１８を含むトランシーバが、アンチロック・ブレーキ・
システム（ＡＢＳ）あるいは統合車両コントローラ（Ｉ
ＶＣ）のような車両コントローラの受信器に、車輪回転
速度を示す０〜２５Ｈｚ範囲の半径方向の信号周波数を
送信する。このシステムは、現時点で使用されている車
輪速度センサに代わって使用されることができる。本発
明が、接地面の摩耗、緩衝性能及び（又は）車両タイヤ
のバランス状態をモニタするために、車両に組み込まれ
る場合、本発明のシステム及び方法を使用することによ
って、現時点で使用されている車輪速度センサを不要と
し、よって該センサに関連する経費を不要とする。
【００２９】接地面の摩耗が全くない状態、仕様及び事
前に決められたバランス、及び新しいショック・アブソ
ーバであることを示す記憶された値は、測定され計算さ
れることができる。例えば、新しいタイヤ及び新しいシ
ョック・アブソーバを備えた新車のためのＯＥＭ組立工
場において、所定の車輪／車両の速度及び各タイヤに対
する予定のタイヤ空気圧で、加速度の半径方向及び横方
向の成分のＦＦＴ（０．５〜１５０Ｈｚ）をとり、半径
方向加速度信号に対する０．５〜２Ｈｚの周波数範囲
（ショック・アブソーバの性能を決定するための車のバ
ネ上質量の共振周波数）と、半径方向加速度信号の０〜
１４Ｈｚの範囲（タイヤの回転数／速度、及びタイヤ・
バランスを決定するための範囲）と、半径方向及び（又
は）横方向の加速度信号の３０〜６０Ｈｚの範囲（タイ
ヤ・シェルの１次半径方向共振を決定するための）とで
の基準信号（振幅及び周波数の両方）を画定することが
できる。所定のタイヤ空気圧で、ピーク周波数成分及び
振幅となるように、タイヤ空気圧信号のＦＦＴが決定さ
れる。これらの基準数値は、マイクロプロセッサ中に搭
載されるメモリに記憶される。車両が路上にある間、本
発明のシステム及び方法は、周期的にこれらの信号をモ
ニタし、判明している車輪／車両の速度でこれらの数値
を計算し、モニタされた信号を基準数値と比較すること
ができる。これらの信号に著しい偏りがあれば、警報を
発するために使用される。例えば０．５〜２Ｈｚの範囲
での半径方向の信号振幅の増大は、ショック・アブソー
バが十分に機能していないことを示す。例えば５〜１４
Ｈｚの範囲での半径方向の信号振幅の増大は、タイヤの
不均衡が増大していることを示す。例えば３０〜６０Ｈ
ｚの範囲内での半径方向のタイヤ・シェル共振周波数の
シフトは、タイヤの摩耗が増大していることを示す。例
えば３０〜６０Ｈｚの範囲での横方向のタイヤ・シェル
共振周波数のシフトは、タイヤの摩耗が増大しているこ
とを示す。例えば０〜２５Ｈｚの範囲での半径方向の信
号周波数は、ＡＢＳとＩＶＣのアプリケーションのため
の車輪回転速度として使用されることができる。
前に決められたバランス、及び新しいショック・アブソ
ーバであることを示す記憶された値は、測定され計算さ
れることができる。例えば、新しいタイヤ及び新しいシ
ョック・アブソーバを備えた新車のためのＯＥＭ組立工
場において、所定の車輪／車両の速度及び各タイヤに対
する予定のタイヤ空気圧で、加速度の半径方向及び横方
向の成分のＦＦＴ（０．５〜１５０Ｈｚ）をとり、半径
方向加速度信号に対する０．５〜２Ｈｚの周波数範囲
（ショック・アブソーバの性能を決定するための車のバ
ネ上質量の共振周波数）と、半径方向加速度信号の０〜
１４Ｈｚの範囲（タイヤの回転数／速度、及びタイヤ・
バランスを決定するための範囲）と、半径方向及び（又
は）横方向の加速度信号の３０〜６０Ｈｚの範囲（タイ
ヤ・シェルの１次半径方向共振を決定するための）とで
の基準信号（振幅及び周波数の両方）を画定することが
できる。所定のタイヤ空気圧で、ピーク周波数成分及び
振幅となるように、タイヤ空気圧信号のＦＦＴが決定さ
れる。これらの基準数値は、マイクロプロセッサ中に搭
載されるメモリに記憶される。車両が路上にある間、本
発明のシステム及び方法は、周期的にこれらの信号をモ
ニタし、判明している車輪／車両の速度でこれらの数値
を計算し、モニタされた信号を基準数値と比較すること
ができる。これらの信号に著しい偏りがあれば、警報を
発するために使用される。例えば０．５〜２Ｈｚの範囲
での半径方向の信号振幅の増大は、ショック・アブソー
バが十分に機能していないことを示す。例えば５〜１４
Ｈｚの範囲での半径方向の信号振幅の増大は、タイヤの
不均衡が増大していることを示す。例えば３０〜６０Ｈ
ｚの範囲内での半径方向のタイヤ・シェル共振周波数の
シフトは、タイヤの摩耗が増大していることを示す。例
えば３０〜６０Ｈｚの範囲での横方向のタイヤ・シェル
共振周波数のシフトは、タイヤの摩耗が増大しているこ
とを示す。例えば０〜２５Ｈｚの範囲での半径方向の信
号周波数は、ＡＢＳとＩＶＣのアプリケーションのため
の車輪回転速度として使用されることができる。
【００３０】警報を発するためのしきい値を決定するた
めに、各プラットホームに対して演繹的に参照テーブル
を作成するための、速度、圧力及び摩耗の範囲に渡る、
一連のカリブレーション・テストを、タイヤの標準的な
セットに対して行なうことができる。周波数を設定する
ために工場内のすべての車輪を測定しカリブレーション
する代わりに、既知の車輪モジュールを備えた所定のプ
ラットホームに対しては、そのセット用の既存のカリブ
レーション・データを装填することで充分である場合も
ある。この参照テーブルは、ＯＥＭ工場で決定ソフトウ
ェアと共に、マイクロプロセッサの中に符号化される。
めに、各プラットホームに対して演繹的に参照テーブル
を作成するための、速度、圧力及び摩耗の範囲に渡る、
一連のカリブレーション・テストを、タイヤの標準的な
セットに対して行なうことができる。周波数を設定する
ために工場内のすべての車輪を測定しカリブレーション
する代わりに、既知の車輪モジュールを備えた所定のプ
ラットホームに対しては、そのセット用の既存のカリブ
レーション・データを装填することで充分である場合も
ある。この参照テーブルは、ＯＥＭ工場で決定ソフトウ
ェアと共に、マイクロプロセッサの中に符号化される。
【図１】本発明に係るシステムの一実施例を説明するた
めのブロック図である。
めのブロック図である。
【図２】本発明の方法及びシステムの中で使用すること
ができる、一体化されたセンサ及びプロセッサ装置の実
施例の外観図である。
ができる、一体化されたセンサ及びプロセッサ装置の実
施例の外観図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｇ０１Ｍ 1/16 Ｇ０１Ｍ 17/02 Ｂ
(72)発明者 キャロル・エイ・エバーハード
アメリカ合衆国カリフォルニア州90274,
ローリング・ヒルズ・エステイツ，ウィ
ロウウッド・ロード 5118
(72)発明者 ジョージ・ダブリュー・マクイヴァー
アメリカ合衆国カリフォルニア州90277,
リダンド・ビーチ，ノース・ポーリナ
801
(72)発明者 バリー・ダンブリッジ
アメリカ合衆国カリフォルニア州90505,
トーランス，コートニー・ウェイ 3614
(72)発明者 トーマス・エイ・ズィマーマン
アメリカ合衆国カリフォルニア州90275,
ランチョ・パロス・ヴァーデス，パープ
ルリッジ・ドライブ 6909
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01M 17/02
B60C 19/00
B60C 23/02
B60C 23/20
G01H 13/00
G01M 1/16
Claims (28)
- 【請求項１】 車両タイヤに関する少なくともタイヤ接
地面の摩耗をモニタするためのシステムであって、 加速度信号を提供するために、タイヤの半径方向及び横
方向の少なくとも一方の加速度を検知するセンサと、 運転手用の情報ディスプレイと、 センサからの加速度信号に応答して動作し、タイヤの半
径方向及び横方向の加速度の少なくとも一方についての
少なくとも１つの共振周波数を決定し、決定された少な
くとも１つの共振周波数を少なくとも１つの記憶された
周波数と比較し、その比較結果に基づいて、タイヤ接地
面の摩耗を決定し、運転手用の情報ディスプレイに、タ
イヤ接地面の摩耗を示す情報信号を提供するプロセッサ
とからなることを特徴とするシステム。 - 【請求項２】 請求項１記載のシステムにおいて、プロ
セッサは、車両サスペンション時定数より長い時間に渡
って測定されたタイヤの半径方向及び横方向の加速度の
少なくとも一方についての少なくとも１つの共振周波数
を決定するために、加速度信号の離散的フーリエ変換
（ＤＦＴ）を計算することを特徴とするシステム。 - 【請求項３】 請求項２記載のシステムにおいて、セン
サ及びプロセッサはタイヤ内部に装備されていることを
特徴とするシステム。 - 【請求項４】 請求項３記載のシステムにおいて、該シ
ステムはさらに、 タイヤが取り付けられるリム上かタイヤ内部に装備さ
れ、無線で情報信号を送信する送信器と、 該送信機から送信された情報信号を受信するための車両
に搭載された受信器とからなることを特徴とするシステ
ム。 - 【請求項５】 請求項４記載のシステムにおいて、情報
信号が警報信号であり、プロセッサは、タイヤ接地面が
許容レベルを越えて摩耗したかどうかを判定し、タイヤ
接地面が許容レベルを越えて摩耗したと判定される場合
に、運転手用の情報ディスプレイに警報信号を提供する
ことを特徴とするシステム。 - 【請求項６】 請求項４記載のシステムにおいて、セン
サは、半径方向及び横方向の加速度を測定する２軸加速
度計であることを特徴とするシステム。 - 【請求項７】 請求項４記載のシステムにおいて、セン
サは、半径方向、横方向、及び縦方向の加速度を測定す
る３軸加速度計であることを特徴とするシステム。 - 【請求項８】 請求項４記載のシステムにおいて、該シ
ステムはさらに、タイヤ圧を検知し、プロセッサにその
タイヤ圧を示す信号を提供するタイヤ内部に装備される
圧力センサを備えていることを特徴とするシステム。 - 【請求項９】 請求項８記載のシステムにおいて、該シ
ステムはさらに、タイヤ内部の温度を検知し、プロセッ
サにタイヤ内部の温度を示す信号を提供するタイヤ内部
に装備される温度センサを備えていることを特徴とする
システム。 - 【請求項１０】 請求項２記載のシステムにおいて、セ
ンサは、タイヤの少なくとも半径方向加速度を検知し、
プロセッサは、タイヤの半径方向加速度信号の高速フー
リエ変換を行ってタイヤの半径方向加速度の３０〜６０
Ｈｚの範囲内の共振周波数を決定し、その共振周波数
を、タイヤの摩耗が全くないことを示す３０〜６０Ｈｚ
の範囲内の記憶された共振周波数と比較して周波数シフ
トを決定し、該周波数シフトに基づいて、タイヤ接地面
の摩耗を決定することを特徴とするシステム。 - 【請求項１１】 請求項２記載のシステムにおいて、セ
ンサは、タイヤの少なくとも横方向加速度を検知し、プ
ロセッサは、タイヤの横方向加速度信号の高速フーリエ
変換を行ってタイヤの横径方向加速度の３０〜６０Ｈｚ
の範囲内の共振周波数を決定し、その共振周波数を、タ
イヤの摩耗が全くないことを示す３０〜６０Ｈｚの範囲
内の記憶された共振周波数と比較して周波数シフトを決
定し、該周波数シフトに基づいて、タイヤ接地面の摩耗
を決定することを特徴とするシステム。 - 【請求項１２】 請求項１１記載のシステムにおいて、
センサは、タイヤの半径方向加速度も検知し、プロセッ
サは、タイヤの半径方向加速度信号の高速フーリエ変換
を行ってタイヤの半径方向加速度の３０〜６０Ｈｚの範
囲内の共振周波数を決定し、その共振周波数を、タイヤ
の摩耗が全くないことを示す３０〜６０Ｈｚの範囲内の
記憶された共振周波数と比較して周波数シフトを決定
し、該周波数シフトに基づいて、タイヤ接地面の摩耗を
決定することを特徴とするシステム。 - 【請求項１３】 請求項１０記載のシステムにおいて、
プロセッサは、０．５〜２．０Ｈｚ範囲内の半径方向加
速度のフーリエ成分の大きさを決定し、その大きさを車
両にとって新しいショック・アブソーバであることを示
す０．５〜２．０Ｈｚ範囲内の記憶された大きさと比較
し、決定された大きさの記憶された大きさを超えた部分
の大きさに基づいて、ショック・アブソーバの緩衝性能
を決定することを特徴とするシステム。 - 【請求項１４】 請求項１０記載のシステムにおいて、
プロセッサは、５〜１４Ｈｚの範囲内の半径方向加速度
のフーリエ成分の大きさを決定し、その振幅を予め仕様
で設定されたバランス状態にあるタイヤであることを示
す５〜１４Ｈｚの範囲内の記憶された大きさと比較し、
決定された大きさの記憶された大きさを超えた部分の大
きさに基づいて、タイヤのバランス状態が仕様で設定さ
れたバランス状態から外れているかどうかを決定するこ
とを特徴とするシステム。 - 【請求項１５】 請求項１記載のシステムにおいて、セ
ンサは少なくとも半径方向加速度を検知し、システムは
さらに、アンチロック・ブレーキ・システム及び統合車
両コントローラの少なくとも１つへ、車輪回転速度を示
す０〜２５Ｈｚ範囲内の半径方向信号の周波数を送信す
るトランシーバを備えていることを特徴とするシステ
ム。 - 【請求項１６】 請求項２記載のシステムにおいて、セ
ンサ及びプロセッサは、タイヤ外部の車輪のリム上に装
備されていることを特徴とするシステム。 - 【請求項１７】 車両タイヤに関する少なくともタイヤ
接地面の摩耗をモニタするための方法において、 加速度信号を提供するためにタイヤの半径方向及び横方
向の加速度の少なくとも一方を検知する加速度検出ステ
ップと、 加速度信号に基づいて、タイヤの半径方向及び横方向の
加速度の少なくとも一方の少なくとも１つの共振周波数
を決定する共振周波数決定ステップと、 該決定された共振周波数を少なくとも１つの記憶された
周波数と比較し、その比較に基づいてタイヤ接地面の摩
耗を決定する摩耗決定ステップと、 タイヤ接地面の摩耗を示す情報信号を提供するステップ
と、 運転手用の情報ディスプレイに、タイヤ接地面の摩耗を
示す情報信号を送信する送信ステップとからなることを
特徴とする方法。 - 【請求項１８】 請求項１７記載の車両タイヤに関する
少なくともタイヤ接地面の摩耗をモニタするための方法
であって、共振周波数決定ステップは、車両サスペンシ
ョン時定数より長い時間に渡って測定された加速度信号
の離散的フーリエ変換（ＤＦＴ）を計算するステップ
と、少なくとも１つの共振周波数を表す加速度信号のフ
ーリエ成分の少なくとも１つのピークを決定するステッ
プとからなることを特徴とする方法。 - 【請求項１９】 請求項１８記載の方法において、該方
法はさらに、タイヤが取り付けられるリム上かタイヤ内
部に装備される送信器から、車両に搭載されている受信
器へ、情報信号を無線で送信するステップを含んでいる
ことを特徴とする方法。 - 【請求項２０】 請求項１８記載の方法において、加速
度検出ステップは、２軸加速度計によってタイヤの半径
方向及び横方向の加速度を検知するステップであること
を特徴とする方法。 - 【請求項２１】 請求項１８記載の方法において、該方
法はさらに、タイヤの縦方向加速度を測定するステップ
を含んでいることを特徴とする方法。 - 【請求項２２】 請求項１９記載の方法において、摩耗
決定ステップは、タイヤ接地面が許容レベルを越えて摩
耗したかどうかを判定するステップを含み、情報信号が
警報信号であり、送信ステップは、タイヤ接地面の摩耗
が許容レベルを越えていると判定される場合に、その警
報信号を運転手用の情報ディスプレイに送信するステッ
プを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２３】 請求項１８記載の方法において、 加速度検出ステップは、タイヤの半径方向加速度を検知
するステップを含み、 共振周波数決定ステップは、タイヤの半径方向加速度の
高速フーリエ変換を行って、タイヤの半径方向加速度の
３０〜６０Ｈｚ範囲の共振周波数を決定するステップを
含み、 摩耗決定ステップは、決定された共振周波数と、タイヤ
の摩耗がないことを示す３０〜６０Ｈｚの範囲の記憶さ
れた共振周波数と比較して周波数シフトを決定するステ
ップと、該決定された周波数シフトに基づいてタイヤ接
地面の摩耗を決定するステップとを含んでいることを特
徴とする方法。 - 【請求項２４】 請求項１８記載の方法において、 加速度検出ステップは、タイヤの横方向加速度を検知す
るステップを含み、 共振周波数決定ステップは、タイヤの横方向加速度信号
の高速フーリエ変換を行ってタイヤの横方向加速度の３
０〜６０Ｈｚ範囲の共振周波数を決定するステップを含
み、 摩耗決定ステップは、決定された共振周波数と、タイヤ
の摩耗がないことを示す３０〜６０Ｈｚの範囲内での記
憶された共振周波数と比較して周波数シフトを決定する
ステップと、該決定された周波数シフトに基づいてタイ
ヤ接地面の摩耗を決定するステップを含むことを特徴と
する方法。 - 【請求項２５】 請求項１８記載の方法において、 加速度検出ステップは、タイヤの半径方向及び横方向の
加速度の両方を検知するステップを含み、 共振周波数決定ステップは、タイヤの半径方向加速度及
び横方向加速度の高速フーリエ変換を行って、タイヤの
半径方向加速度の３０〜６０Ｈｚの範囲の共振周波数及
びタイヤの横方向加速度の３０〜６０Ｈｚの範囲の共振
周波数を決定するステップを含み、 摩耗決定ステップは、タイヤの半径方向に関して決定さ
れた共振周波数とタイヤの摩耗がないことを示す３０〜
６０Ｈｚの範囲の記憶された共振周波数と比較して周波
数シフトを決定するステップと、タイヤの横方向に関し
て決定された共振周波数とタイヤの摩耗がないことを示
す３０〜６０Ｈｚの範囲の記憶された共振周波数と比較
して周波数シフトを決定するステップと、これら決定さ
れた周波数シフトに基づいてタイヤ接地面の摩耗を決定
するステップとを含んでいるむことを特徴とする方法。 - 【請求項２６】 請求項１８記載の方法において、該方
法はさらに、 ０．５〜２．０Ｈｚ範囲内の半径方向加速度のフーリエ
成分の大きさを決定するステップと、 決定された大きさを、車両にとって新しいショック・ア
ブソーバであることを示す０．５〜２．０Ｈｚ範囲内で
の記憶された大きさと比較するステップと、 決定された大きさの記憶された大きさを超えた部分の大
きさに基づいて、ショック・アブソーバの緩衝性能を決
定するステップとからなることを特徴とする方法。 - 【請求項２７】 請求項１８記載の方法において、該方
法はさらに、 ５〜１４Ｈｚ範囲内の半径方向加速度のフーリエ成分の
大きさを決定するステップと、 決定された大きさを、車両の仕様で予め設定されたタイ
ヤのバランス状態であることを示す５〜１４Ｈｚ範囲内
の記憶された大きさと比較するステップと、 決定された大きさの記憶された大きさを超えた部分の大
きさに基づいて、タイヤのバランス状態が仕様で設定さ
れたバランス状態から外れていることを決定するステッ
プとからなることを特徴とする方法。 - 【請求項２８】 請求項１８記載の方法において、該方
法はさらに、アンチロック・ブレーキ・システム及び統
合両コントローラの少なくとも１つへ、車輪回転速度を
示す０〜２５Ｈｚ範囲内の半径方向の信号周波数を送信
するステップを含んでいることを特徴とする方法。
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