JP4262893B2 - 自動車の車輪におけるタイヤ圧力をモニターするデバイスから当該自動車に配置の評価ユニットへ信号を送る構成 - Google Patents

Description

【０００１】
この発明は、請求項１のプリアンブルに示されている特徴を有する構成に基づくものである。
【０００２】
この形式の構成は、ＤＥ １９５ １８ ８０６ Ａ１から知ることができるもので、これには、自動車のタイヤ圧力を圧力センサによりモニターすることが記載されており、この圧力センサは、前記車輪のバルブに又はバルブの一モジュール、すなわち、デバイスとして、バッテリー作動の電子計測及び制御回路、トランスミッター及び送信アンテナと共に前記バルブ内に配置されているものである。このユニットは、各タイヤに装着されていて、以下、車輪に装着の電子モジュールとしても指称される。それぞれの車輪に装着の電子モジュールにおける圧力センサにより供給される電子タイヤ圧力信号は、前記電子計測及び制御回路によりそれぞれのアイデンティフィケーション（識別）信号が補われ、ついで、デジタル無線信号に変換され、無線により中央受信、評価及び制御ユニットへ送られるもので、このユニットは、この目的のための受信アンテナに接続されている。
【０００３】
前記無線信号には、デジタルフォームの成分として、プリアンブル、アイデンティフィケーション信号、タイヤ圧力信号及びポストアンブルが含まれている。ドイツにおいては、無線周波数送信、すなわち、ＲＦ送信は、ＩＳＭバンドとして知られている４３３ＭＨｚのレンジで行われ、他のいくつかの国では、３１５ＭＨｚレンジ又は８６８ＭＨｚレンジになっている。車輪に装着の電子モジュールにより送られる無線信号は、この目的のために設けられた受信アンテナに受信される。
【０００４】
別個になった受信アンテナが自動車の各車輪に配置されている場合、該アンテナをそれぞれの車輪の近辺、特に、自動車シャシーの車輪ハウジングの壁に配置することが好ましい。しかしながら、前輪側に共通の第１のアンテナを配置し、後輪側に共通の第２のアンテナを配置することもでき、そして、これらアンテナを前記車輪のほぼ中間に配置することが好ましい。前記受信アンテナは、ＲＦ信号を送るのに適した特別のラインを介してＲＦレシーバー５へ送り、復調して得られるＬＦ信号を中央受信、評価及び制御ユニットへ送るもので、該ユニットにおいて、各アンテナ用の別々の受信チャンネルが設けられたＲＦレシーバーが前記各受信チャンネルのインプット側に入力される前記信号を増幅し、復調する。復調後、存在する前記ＬＦ信号、すなわち、低周波信号は、必要に応じてタイヤ圧に関する警報又は他の情報を前記デバイスの制御モジュールを介してドライバーに告知するために、デコードされ、評価される。
【０００５】
前記車輪に装着の電子モジュールは、バッテリー作動のもので、このバッテリーの耐用年数は、一般的には７年程度のものであるから、前記車輪に装着の電子モジュールは、電力消費が可能な限り最低の状態で動作するものでなければならない。したがって、その無線信号は、極めて微弱なものである。受信アンテナと中央受信、評価及び制御ユニットとの間の配線における低い信号レベルのため、これら配線を経て送られる信号を外部干渉から保護するには、前記配線に高価な対策を講じなければならない。DE 195 18 806 によるタイヤ圧モニターシステムの実施例においては、前記配線は、ケーブルを一対に撚り合わせたもので、費用がかかる手段でシールドされているものである。
【０００６】
このような手段で達成できる干渉保護安全策は、不完全なもので、費用がかさむものになっている。
【０００７】
この発明は、前記信号の送信にノイズが入らないようにし、これを費用がかからずに、しかも、車輪に装着の電子モジュールにおけるバッテリーの耐用寿命を短縮させることなく行うようにすることを目的とするものである。
【０００８】
前記の目的は、請求項１に規定の特徴をもつ方法により具現化される。
【０００９】
この発明のさらに有利な発展形は、従属の請求項の主題になっている。
【００１０】
この発明によれば、復調器を備えるＲＦ（無線周波数）レシーバーを中央評価及び制御ユニットに配置するものではなく、その代わりに、ＲＦレシーバーを各受信アンテナ側に配置するもので、このＲＦレシーバーは、シングルチャンネルの形式のもので、復調器を備え、電線には、ＲＦ信号の代わりに、専ら復調されたＬＦ（低周波）信号のみを送るように構成されている。ＬＦ信号を送るには、費用が嵩むシールドされたケーブルを必要とせず、安価で使用できるシールドされていない電線が使用できる。
【００１１】
これに付加される利点は、復調段階の結果として形成されたＬＦ信号が、従来技術によるツイストされた一対のケーブルを経て送られるＲＦ信号よりも干渉に対し影響を殆ど受けない事実の点である。
【００１２】
各個々の受信アンテナは、一つのモジュールにおいて、復調器を備える配置されたシングルチャンネルＲＦレシーバーと組み合わされていることが好ましい。これによって、受信アンテナとシングルチャンネルＲＦレシーバーとを結ぶ配線を最短のものにすることができ、干渉を受ける度合いを低くしなければならない場合に極めて好適なものになる。
【００１３】
前記シングルチャンネルＲＦレシーバーには、自動車の電気配線系統から電圧が印加されなければならない。この電圧の印加は、自動車の電気配線系統と各ＲＦレシーバーとを結ぶ別個の配線によって行われる。しかしながら、この電圧の印加は、別個の配線によらずとも、ＬＦ信号を送るようになっている配線を介して、自動車の電気配線系統から電圧が印加されている中央評価及び制御ユニットから行うようにすることが好ましい。この印加される電圧は、直流電圧であるから、送るべき前記ＬＦ信号に重畳により電圧を加えることができる。
【００１４】
ＤＥ １９６ ０８ ４７８ Ａ１から、受信アンテナで受信した無線信号の強さ（受信したアンプリチュード）を評価することにより、中央評価及び制御ユニットの手段により個々のアイデンティファイヤー（識別子）をもつ信号を伝送する車輪に装備の電子モジュールの車輪の自動車における正確な位置を検知できることが知られている。この発明による構成により、自動的に車輪の位置を検知することを可能にするにようにするには、前記中央評価及び制御ユニットに、無線で送られてきて、復調されたＬＦ信号に加えて、それぞれの受信アンテナにより受信される信号の強さ、例えば、受信される信号の場の強度に関する情報が与えられなければならない。
【００１５】
この情報は、また、技術用語においてＲＳＳＩとして略記されることができる（Received Signal Strength Indicator＝受信した場の強度の尺度）。これは、種々の手段で達成できる。
【００１６】
無線伝送の信号のＲＳＳＩレベルに比例する強さをもつアナログ信号は、前記シングルチャンネルＲＦレシーバーで作られる。アナログ信号を発生させるには、伝送された信号をファンアウトし、一つのブランチをコンデンサーにより集積する。ついで、このコンデンサーに蓄積された電圧が受信したＲＳＳＩレベルの尺度になる。
【００１７】
前記アナログ信号は、負荷インデペンデント直流として別個の配線を経て中央評価及び制御ユニットへ送られる。前記アナログ信号は、復調されたＬＦ信号が送られる電線と同じ電線で送られることが好ましい。さらに、前記シングルチャンネルＲＦレシーバーへの電圧印加を同じ配線を介して行うようにすれば、直流電圧は、前記評価及び制御ユニットからの供給電圧として既に使用されているので、前記ＲＳＳＩ情報は、直流電圧として伝送できない。むしろＲＳＳＩ情報は、この場合、レシーバー／復調器から共同使用の単一電線を経て電流信号として前記中央評価及び制御ユニットへ送られ、そこで前記ＬＦ信号とＲＦ信号とを別個に評価することができるようになる。
【００１８】
他方、前記シングルチャンネルＲＦレシーバーを無線で受信の信号のＲＳＳＩレベルがローカルに評価できるように適切に構成し、前記ＲＳＳＩレベルをデジタル信号に変換し、すでに受信され、復調された受信のデジタル信号と共に前記レベルを中央評価及び制御ユニットへ送ることができる。このデジタルＲＳＳＩ信号は、前記復調デジタル信号の受信の前後いずれにおいても伝送されることができる。
【００１９】
この発明のさらなる利点は、前記シングルチャンネルＲＦレシーバーと復調器とによるアッセンブリーのものを適切に構成して、自動車に搭載のＢＵＳシステムのデータプロトコルを一つのインターフェースにおいて発生できるようにした点である。存在する前記ＢＵＳシステムを介して受信アンテナ、ＲＦレシーバー及び復調器からなる部材類を前記中央評価及び制御ユニットにリンクさせることができる。この発明により、それぞれの受信アンテナ、ＲＦレシーバー及び復調器をアッセンブリーとすることにより、それぞれのアッセンブリーがＢＵＳ能力をもつインテリジェントなＲＦセンサーになる。前記中央評価及び制御ユニットは、既に利用可能なＢＵＳインターフェースを介してタイヤ圧情報を受け、同様に、ＢＵＳインターフェースを介してアウトプット信号（インジケータ、分析判断及び制御信号）をアウトプットできる。前記ＲＦレシーバーへの電圧印加もＢＵＳシステムを経て行える。この発明の展開により、従来技術のように、前記ＢＵＳシステムとは別個に、受信アンテナと前記中央評価及び制御ユニットとをさらに結ぶことは、不要になる。
【００２０】
この発明のいくつかの実施の態様を添付の図面に略図的に図解する。図示の実施の態様においては、同一部分又は相互に対応する部分には、同じ符号が付してある。
【００２１】
図１は、自動車２の四つの車輪１を略図で示す。各車輪１には、車輪に装着の電子モジュール３、すなわち、デバイス３が装着されている。各車輪に装着の電子モジュールは、バルブを備える一つのモジュールとして構成されており、車輪のタイヤの内部のバルブベースに配置されている。これら車輪に装着の電子モジュール３は、互いに同一のものであって、それぞれの車輪１に対し同じ位置に装着されている。各車輪に装着の電子モジュール３は、（図示されていないが）電池、すなわち、バッテリー、関連の計測・制御電子部品（エレクトロニクス）、すなわち、制御回路が集積された、好ましくはピエゾ電気圧力センサ及び送信（センディング）アンテナに伝えるＲＦステージをもつ発信機（トランスミッター）を備える。前記トランスミッターは、圧力信号を発信するもので、これらの信号は、前記圧力センサでピックアップされ、前記計測・制御電子部品（エレクトロニクス）のより処理されたデジタルＲＦ信号の形をしたもので、これら信号は、さらにそれぞれの車輪に装着の電子モジュールのアイデンティファイヤー特性を含んでいる。
【００２２】
各車輪１に近接して、受信アンテナ４が自動車のシャシー２の車輪ハウジング内に設けられている。各受信アンテナ４には、復調器６をもつシングルチャンネルＲＦレシーバー５が配置されており。このＲＦレシーバー５と復調器６とは、一つのコンポーネントを形成し、電線７を介して中央評価・制御ユニット８に接続され、前記ユニットは、例えば、自動車１のインスツルメントパネルの後側に配置される。
【００２３】
前記評価・制御ユニット８は、ＬＦレシーバーモジュール９、前記信号を評価し、制御操作を行うマイクロプロセッサ１０、ＢＵＳインターフェース１２のためのＢＵＳドライバー１１ならびに診断判定インターフェース１４のためのドライバー１３を備え、前記ＢＵＳインターフェースを介して、タイヤの空気圧及び前記評価・制御ユニットの操作と設定のための信号に関する警告信号及び他の情報を前記インスツルメントパネルにディスプレイするために自動車特定のデータＢＵＳを介して伝送することができるようになっている。前記評価・制御ユニット８には、図面で示されているように、評価・制御ユニット８と自動車の電池１５とを結ぶ自動車配線系統から電圧が印加される。関連の復調器６をもつシングルチャンネルＲＦレシーバー５へは、前記評価・制御ユニット８と前記ＬＦ信号を伝えるために設けられた配線７とを介して電圧が印加される。
【００２４】
図２に示す実施の態様は、シングルチャンネルＲＦレシーバー５及び復調器６により構成されるコンポーネンツがそれらのアウトプットインターフェース１６で自動車に実装されているＢＵＳシステム１７のデータプロトコルを直に発生させる点で図１に示す実施の態様と異なるものである。ついで、前記評価・制御ユニット８がすでに利用のＢＵＳインターフェース１２を介して直にその情報を受ける。この場合においては、従来技術のように、受信アンテナ４と前記評価・制御ユニット８を別途結ぶことは不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 自動車におけるタイヤ圧力のモニターシステムの必須のコンポーネンツの配置構成の略図。
【図２】 図１に較べると、自動車に実装のＢＵＳシステムを用いるように変更したタイヤ圧力のモニターシステムのコンポーネンツに関する別の手段を示す変更したものを示すもの。

Claims (11)

1. 自動車の車輪（１）のタイヤ圧力をモニターするデバイス（３）からの信号を伝送する構成であって、
   バルブに関連付けられて前記タイヤ内に配置されているもので、
   前記タイヤ圧力を測定し、圧力についての電気信号を発生するように構成された圧力センサと、
   制御回路と、
   電力源としてのバッテリーと、
   前記制御回路の制御のもとに、前記圧力についての電気信号を、無線周波数（以下、ＲＦという）信号にして送信する送信アンテナをもつトランスミッターとを備え、
   複数の受信アンテナのそれぞれを、前記自動車（２）の個々の車輪（１）又は車輪（１）のグループに対して配置するとともに、前記受信アンテナ（４）を介してシングルチャンネルＲＦレシーバー（５）により前記ＲＦ信号を受信し、前記シングルチャンネルＲＦレシーバー（５）に備えられた復調器（６）により前記ＲＦ信号を低周波数（以下、ＬＦという）信号にして、中央評価・制御ユニット（８）に伝送するものであり、
   前記復調器（６）から少なくとも前記中央評価・制御ユニット（８）までの電気配線（７）には前記ＲＦ信号の代わりに前記ＬＦ信号が伝送されるもの。
2. 前記電気配線（７）は、シールドされていないものであることを特徴とする請求項１に記載の構成。
3. 各受信アンテナ（４）と復調器（６）を備えて配置した前記シングルチャンネルＲＦレシーバー（５）とは、単体のモジュールに組み合わされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の構成。
4. 前記シングルチャンネルＲＦレシーバー（５）には、前記ＬＦ信号を伝送するための電気配線（７）を介して前記中央評価・制御ユニット（８）から、作動に必要な電圧が供給されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の構成。
5. 前記シングルチャンネルＲＦレシーバー（５）は、受信したＲＳＳＩレベルに比例した強さのアナログ信号を発生するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の構成。
6. 前記アナログ信号は、直流電圧であることを特徴とする請求項５に記載の構成。
7. 前記アナログ信号は、負荷に関係しない直流電圧であることを特徴とする請求項５に記載の構成。
8. 前記アナログ信号は、別の配線を介して前記中央評価・制御ユニット（８）へ伝送される請求項６又は請求項７に記載の構成。
9. 前記アナログ信号は、前記ＬＦ信号も伝送される同じ電気配線（７）を介して前記中央評価・制御ユニット（８）へ伝送される請求項６又は請求項７に記載の構成。
10. 前記シングルチャンネルＲＦレシーバー（５）が受信したＲＳＳＩレベルに比例した強さのアナログ信号を発生するように構成され、かつ、前記シングルチャンネルＲＦレシーバー（５）が前記タイヤ圧力情報を含む復調されたデジタルの受信信号と共に前記受信したＲＳＳＩ信号をそれぞれの電気配線（７）を介して前記中央評価・制御ユニット（８）へ伝送することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の構成。
11. 前記シングルチャンネルＲＦレシーバー（５）と復調器（６）とを備えるコンポーネントは、このコンポーネントのアウトプットインターフェース（１６）において、自動車に実装されたＢＵＳシステム（１７）のデータプロトコルを発生させ、これが前記中央評価・制御ユニット（８）へ前記復調された信号を伝送することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の構成。

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