JP4975687B2 - タイヤの特性パラメーターの監視システム - Google Patents

Description

本発明は、車輌に取り付けられるタイヤの少なくとも１つの特性パラメーターを監視するためのシステムに関する。

特に、本発明は、タイヤ自体の内部に配置されたセンサを使用して、タイヤの内部において、たとえば圧力、温度および／または加速度などの特性パラメーターを感知する可能性に関する。

車輪は、車輌と道路との間の接続部であり、ニューマチックサスペンション（penumatic suspension）を車輌および車輌の荷重に提供し、タイヤを通して、路上における満足な挙動を提供する機能を果たす。車輌のサスペンションは、車輪の内部に含まれた圧縮空気の量によって提供される。

タイヤは、複数の構成部品、第１に紡織繊維または金属カーカスプライにより形成される内部が中空のトロイダル状構造を備え、カーカスプライの縁部は、ビードワイヤとして周知されている少なくとも１対の環状補強コアに取り付けられ、ビードワイヤは周方向に伸張不能であり、各々がカーカスの内周縁部に沿って画定された２個のビード内に挿入され、ビードはタイヤを対応する支持リムに取り付けるためのものである。

カーカスプライは、一方のビードから他方のビードまで軸方向に走る支持構造であって、エラストマー材料層中に埋め込まれた複数の紡織繊維または金属コードを備えるトロイダル状構造を形成する支持構造を備える。いわゆる「ラジアル」タイプのタイヤの場合、上記のコードは本質的に、タイヤの回転軸を含む平面に存在する。

このカーカス周囲にリングを形成するのは、互いに上に巻かれていわゆる「ベルトパック」を画定する１本または複数のゴム引き布帛ストリップから構成される、ベルト構造として周知されている環状上部構造と、ベルトパックの周囲に巻かれて、タイヤが路面と転動接触するためのレリーフ構造を成形されたエラストマー材料のトレッドバンドである。

いわゆる「チューブレス」タイプのタイヤ、つまり使用時に内側チューブが不要であるタイヤの場合、カーカスの内面は、一般に、空気不浸透性の１つまたは複数のエラストマー材料層であるいわゆる「ライナー」で被覆される。最後に、カーカスは、その他の公知の構成部品、つまり縁部、シム（shim）および充填剤をタイヤの特定の構造に応じて備えることができる。

ニューマチック型車輪は、トロイダル状キャビティを画定して、対応するリム上に取り付けられるタイヤを備え、リムは、中心のウェルと、タイヤのビードが接触する２個のビードシートとが設けられた底面とを備え、これらのビードシートの各々は、軸方向外側位置の末端の半径方向表面（ショルダー）と、対向する軸方向内側の環状突出部で、ビードを対応するシート上に係止する突出部との間に、軸方向に画定される。

「チューブレス」タイヤの場合、圧縮空気はタイヤと支持リムとの間に収用される。タイヤ内面上のライナーは、空気をタイヤ内部の圧力に維持する。このタイヤは、一般に前記リムのドロップセンター上に配置される膨張バルブを通して膨張する。

このタイプのタイヤは、たとえば特許出願ＥＰ９２８６８０号明細書に記載されている。

タイヤのサスペンション機能を維持するもう１つの方法は、タイヤとリムとの間に挿入されて、車輪から突出する膨張バルブを通してチューブ内に射出される圧縮空気で膨張する内側チューブを使用することである。

タイヤとリムとの間に挿入された内側チューブは、膨張して円環形を与えることが可能な管状本体を備える。内側チューブは、一般にエラストマー材料から製造され、膨張バルブを通して膨張する。

内側チューブの膨張バルブは、一般に、内側チューブに取り付けるための基部と、基部に固定され、膨張および収縮動作のために起動させられる機構を収用する円筒状外囲（シャンク）とを備える。

不正確に膨張したタイヤは、車輌の効率を低下させ、特に、最も重要な欠点のいくつかのみを挙げると、燃料消費量を増加させ、ハンドリングが不良になり、タイヤの磨耗が増加する。

したがって、最も重要なことは、車輌のタイヤの圧力を連続的に監視できることである。また、動いているタイヤの挙動を検査することが望まれる場合、その他のパラメーター、たとえば加速度、およびタイヤ内に生じる変形を監視できることである。

米国特許第５，５４０，０９２号明細書には、タイヤの圧力を監視するためのシステムであって、圧力感知ユニットと、タイヤが装備されている車輌に符号化信号を送信するためのユニットとを備えるシステムが開示されている。送信ユニットは、タイヤの内部または外部に取り付けることができる。この符号化信号の転送は、送信ユニットと固定アンテナとの間の誘導結合（inductive coupling）により行なわれる。この送信ユニットには、バッテリが電源を供給する。

米国特許第５，５６２，７８７号明細書には、タイヤの状態、たとえばタイヤ内の空気の圧力および温度を監視するための方法が開示されている。この方法は、タイヤの内面に取り付けられるか、または前記タイヤが取り付けられるリムの壁部に挿入される、プログラム可能な電源内蔵デバイスを使用する。このデバイスは、スイッチングデバイスを使用して作動または不作動状態にすることが可能な電源と、前記情報を監視するためのセンサと、集積回路と、増幅器と、アンテナとを備える。車輌上または離れた位置に配置された送受信機は、プログラム可能な電源内蔵デバイスに応答指令信号を送信し（interrogate）、このデバイスは、所定の情報を含む無線周波信号で応答する。プログラム可能な電源内蔵デバイスは、電源を作動状態にするようにスイッチングデバイスに命令する前記遠隔送受信機によって、作動される。

米国特許第６，２１７，６８３号明細書には、タイヤの状態に関する情報を監視するためのモジュールがタイヤ自体の内部に挿入され、固定機構によりタイヤの内面に取り付けられる、タイヤ監視デバイスが開示されている。この固定機構は、タイヤのカーカスの表面に取り付けられる固定部分と、前記モジュールに取り付けられるもう１つの部分とを備える。前記第１および第２部分は共に、前記モジュールをタイヤのカーカスの内面に接触した状態に維持する。監視システムの１つの用途は、タイヤの圧力を測定することである。測定結果は、無線周波信号により外部に送信される。

特許出願ＷＯ第９９２９５２４号には、エラストマー材料中にカプセル化され、タイヤのトロイダル状領域、好ましくは前記タイヤの赤道平面付近に取り付けられる、タイヤ圧力センサが開示されている。このセンサは、接着剤によりタイヤの内面に取り付けられるか、またはタイヤ製造時にエラストマー材料を硬化させて取り付けられる。

本願特許出願人は、タイヤの特性パラメーターを測定する上記の方法は、行なった測定に対応する信号をタイヤから送信するための装置が必要であることに気付いた。この信号に関連する情報は、タイヤの外部で復号される。

本願特許出願人は、タイヤの特性パラメーターの感知に関連する情報の量は、拡張通過帯域を有する信号（a signal having an extended pass-band）の送信を要する量であると考えた。特に、タイヤから捕捉され、タイヤの外部で復号して、有意義な方法で解釈することができる信号、たとえば加速度信号を送信するには、この信号のサンプリングされた送信を少なくとも６ｋＨｚの周波数で行なわなければならない（１．６×１０^−４秒ごとに少なくとも１回のサンプル）。たとえば、各々のサンプルは、少なくとも１０ビットの送信を必要とし（８ビットの情報＋２制御ビット）、その結果６０ ０００ビット／秒の送信を必要とする。

欧州無線通信委員会（ＥＲＣ）が２００２年４月に発行し、車内用の無線周波数の使用を規定する勧告７０−０３は、この目的に使用できる周波数として４３２．９ＭＨｚを挙げている。この周波数では、規格により課せられる制約の点で、約４０ ０００ビット／秒の情報を送信することができる。したがって、この量は、上記の有意義な解釈には不十分である。

また、本願特許出願人は、このような量の情報をタイヤ内部から送信するには、タイヤ内部で十分な電力、たとえば０．５ワットが必要であることに気付いた。この電力は、大型の重いバッテリにより供給することができ、当然、タイヤ内部に取り付けることは難しい。

本願特許出願人は、感知信号がタイヤ内部で事前処理されてから送信される場合、外部に送信する必要がある情報の量は、タイヤ外部の受信機が感知信号を再構成する能力に適合することを発見した。さらに、事前処理された信号をタイヤから送信するのに必要な電力量は、未処理信号を送信するのに必要な電力量よりはるかに少ない。

本願特許出願人は、これらのパラメーターを感知し、対応する信号を符号化し、タイヤ内部における符号化または事前処理の後、これらの信号を送信するのに必要な電気エネルギーを生成することで、定期的に交換する必要があるバッテリを使用する必要のないこと、および、こうした交換の実施に熟練した技術者が後続の作業を行なう必要のないことも発見した。この電気エネルギーは、タイヤの運動を利用することにより有利に生成される。

可動ユニットは寸法が小さく、重量が限られているため、車輌が移動している時のタイヤの挙動に対する影響はわずかであり、機械構成部品および電子構成部品を同一の基板（ウェハ）上に集積できるＭＥＭＳ技術（マイクロエレクトロメカニカルシステム）を用いて製造することができる。ＭＥＭＳ技術でデバイスを製造するために、ウェハ、好ましくはシリコンウェハを使用し、ウェハ上に、前記機械構成部品と接続されて電気信号を制御／処理するための電子構成部品と共に集積されたマイクロメカニカル構造が、フォトリソグラフィの次に化学的エッチングを行なうことにより、製造される。

本発明の第１態様は、車輌に取り付けられたタイヤの少なくとも１つの特性パラメーターを感知するためのシステムであって、
・前記タイヤに結合された可動ユニットであって、
・前記少なくとも１つの特性パラメーターを感知するためのデバイスと、前記少なくとも１つの特性パラメーターに関連する信号をタイヤから送信するためのデバイスとを備える可動ユニットと、
・前記車輌に結合可能で、前記可動ユニットから信号を受信するためのデバイスを備える固定ユニットとを備え、
前記可動ユニットが、前記感知デバイスが生成した信号の事前処理を行い、前記事前処理した信号を前記送信デバイスに送る処理ユニットおよび記憶デバイスを備えることを特徴とするシステムに関する。

好ましくは、前記可動ユニットは、前記処理ユニットおよび前記送信デバイスに供給可能な電気エネルギー生成デバイスを備える。

好ましくは、前記記憶デバイスは、前記信号の前記事前処理を実行することが可能な少なくとも１つの事前記憶手順を含む。

好ましくは、前記少なくとも１つの特性パラメーターに関連する信号は、前記処理ユニットによりディジタル信号に変換される。

好ましくは、前記感知デバイス、前記送信デバイス、前記処理ユニットおよび前記記憶デバイスは１個の基板上に製造される。

好ましくは、前記可動ユニットはＭＥＭＳ技術により製造される。

好ましくは、前記生成デバイスは、タイヤに加わる機械的応力に応じて、自動的に電気エネルギーを充電するコンデンサを備える。
好ましくは、前記コンデンサは、固定プレートと、前記応力に応じて互いに対して移動する可動プレートとを備える。

好ましくは、前記固定プレートおよび前記可動プレートは、前記応力に応じて互いの距離を変化させる。

好ましくは、前記固定プレートおよび前記可動プレートは、１対のばねにより互いに接続される。

特に、前記固定プレートおよび前記可動プレートは、それぞれ固定支持体および可動支持体に接続される。

好ましくは、この可動プレートの運動は、１対の端部停止要素により拘束される。

好ましくは、前記感知デバイス、前記送信デバイス、前記処理ユニットおよび前記生成デバイスは１個の基板上に製造される。

本発明のもう１つの態様は、車輌に取り付けられるタイヤの少なくとも１つの特性パラメーターを感知する方法であって、
−前記少なくとも１つの特性パラメーターに関連する信号を前記タイヤ内部で感知する段階と、
−記憶デバイス内に事前記憶された手順を用いて前記信号を前記タイヤ内部で処理する段階と、
−処理された信号を前記タイヤから送信する段階とを含む方法に関する。

好ましくは、前記処理段階は、この信号をディジタル化する段階を含む。

好ましくは、前記処理段階は、この信号をフィルタリングする段階を含む。
好ましくは、前記処理段階は、この信号を前記記憶デバイス内に事前記憶された閾値と比較する段階を含む。

本発明のもう１つの態様は、車輌に取り付けられたタイヤの少なくとも１つの特性パラメーターを感知するための可動ユニットであって、前記少なくとも１つの特性パラメーターを感知するためのデバイスと、前記少なくとも１つの特性パラメーターに関連する信号をタイヤから送信するためのデバイスとを備え、前記感知デバイスが生成した信号の事前処理を行ない、前記事前処理した信号を前記送信デバイスに送る処理ユニットおよび記憶デバイスを備えることを特徴とする可動ユニットに関する。

本発明のもう１つの態様は、
−タイヤと、
−前記タイヤ用の支持リムと、
−前記タイヤに結合された可動ユニットと、前記タイヤの少なくとも１つの特性パラメーターを感知するためのデバイスと、前記少なくとも１つの特性パラメーターに関連する信号をタイヤから送信するためのデバイスとを備える車輪であって、
前記可動ユニットが、前記感知デバイスが生成した信号の事前処理を行なって、前記事前処理した信号を前記送信デバイスに送る処理ユニットおよび記憶デバイスを備えることを特徴とする車輪に関する。

その他の特徴および利点は、本発明の様々な態様に関する好ましいが排他的ではない実施態様の詳細な説明で分かる。

以下で、添付の図面に関して説明するが、図面は、単に案内のために示すのであり、制限するものではない。

図１は、一例として、「チューブレス」として公知のタイプ、つまり内側チューブを備えないタイプのタイヤ１１と、支持リム１２とを備える車輪１を示す。このタイヤは、本質的に公知の方法で前記リムのドロップセンター上に一例として配置される膨張バルブ１３を介して膨張する。

タイヤは、複数の構成部品、第１に、２個のビード１４および１４’を有する紡織繊維または金属のカーカスにより形成される内部が中空のトロイダル状構造から構成され、各々のビードは、カーカスの内周縁部に沿って画定され、タイヤをタイヤの支持リム１２上に保持する。前記カーカスは、ビードワイヤとして公知で、前記ビード内に挿入される、少なくとも１対の環状補強コア１５および１５’を備える。

カーカスは、紡織または金属コードを含む補強プライ１６から成る支持構造を備える。このプライは、軸方向に一方のビードから他方のビードまで配置されてトロイダル状プロファイルを与え、その端部は各々対応するビードワイヤに接続される。

いわゆるラジアルタイプのタイヤの場合、上記のコードは、事実上、タイヤの回転軸を含む平面に存在する。

このカーカス周囲にリングを形成するのは、ベルト構造として周知されている環状構造１７であって、通常、互いに上に巻かれる１本または複数のゴム引き布帛ストリップから構成され、いわゆる「ベルトパック」を画定する環状構造、及び、ベルトパックの周囲に巻かれて、タイヤが路面と転動接触するためのレリーフ構造を成形されたエラストマー材料のトレッドバンド１８である。２個のエラストマー側壁１９および１９’も、カーカス上の軸方向に対向する側方位置に配置され、各々の側壁は、対応するビームの外縁から半径方向外側に延在する。

いわゆる「チューブレス」タイプのタイヤの場合、カーカスの内面は、一般に、空気不浸透性の１つまたは複数のエラストマー材料層であるライナー１１１で被覆される。最後に、カーカスは、その他の公知の構成部品、つまりエッジ、シム（shim）および充填剤をタイヤの特定の構造に応じて備えることができる。

同時に、これらの構成部品は、タイヤの弾性、剛性および耐変形性という機械的特性を決定し、かかる特性は、タイヤに印加される力の系と、タイヤに生じる対応する変形の大きさとの間の関係を構成する。

本明細書の目的上、「エラストマー材料」という用語は、補強充填剤および／または各種のプロセス添加剤と適切にアマルガム化する少なくとも１種類のポリマーベースから形成された化合物を意味する。

本発明に基づく、車輌に取り付けられたタイヤの特性パラメーターを監視するためのシステムは、好ましくは前記車輌に配置された固定ユニット２と、前記タイヤに結合された可動ユニット３とを備える。

図２は、前記固定ユニット２のブロック図であり、好ましくは、前記可動ユニットからの信号を受信するための受信デバイス２１と、受信アンテナ２２とを備える。

受信デバイスは、好ましくは、前記アンテナに接続された無線周波受信機を備え、好ましくは電気変調デバイスも備える。

前記固定ユニットに供給する必要がある電気エネルギーは、好ましくは、適切な駆動回路（図示しない）を介して、車輌のバッテリにより直接供給される。さらに、前記固定ユニットは、前記感知パラメーターを表示するために車輌に搭載された適切なデバイスと有利に通信する。たとえば、膨張圧力は、車輌のダッシュボード上の特殊なディスプレイ上に有利に表示される。

前記可動ユニット３は、図３のブロック図に示されており、信号を前記固定ユニットに送信するための送信デバイス３１と、タイヤの特性パラメーターを感知するための感知デバイス３２とを備え、感知デバイスは、これらのパラメーターを測定するための少なくとも１個のセンサを備える。

前記少なくとも１個のセンサの例としては、圧力センサ、温度センサ、加速度センサ、回転運動センサ（タイヤの回転数）、またはこれらの組合せが挙げられる。

この可動ユニットは、処理ユニット（プロセッサ）３４及びメモリデバイス３５もまた備える。このメモリデバイスは、処理ユニットに対する事前記憶された命令を含み、センサが行なった測定に関する情報を記憶できる書換え可能なメモリロケーションも含む。電気エネルギーを分配するためのデバイス３６は、好ましくは、前記処理ユニット、前記メモリデバイス、前記固定ユニットに送信するためのデバイス、およびこれらの動作に必要な電気エネルギーを感知するための前記デバイスに、適切に分配する。

この可動ユニット内では、センサが感知した信号は、タイヤから送信するために適切に符号化または事前処理することができる。たとえば、信号は、特定のタイヤを識別するコードと関連させて、車輌の他のタイヤから来る類似信号との混同を防止することができる。

本発明によると、こうした符号化または事前処理は、前記送信デバイスにより、タイヤ外部にある受信機の能力に適合する情報量を含む事前処理信号をタイヤから送信し、この信号を有意義な方法で解釈することも可能にする。

本発明の目的上、この信号の有意義な解釈とは、前記信号から、タイヤ外部にある、たとえば固定ユニット内に収容された復号デバイスが、たとえば最小値および最大値を決定するために、感知信号のプロファイルを再構成できることを意味する。

符号化または事前処理の一例を、タイヤ上の１点の３軸加速（triaxial acceleration）に関連する信号に関して（３本のデカルト軸ｘ、ｙおよびｚの系に関して）、以下で説明する。

この信号は、３本のデカルト軸の前記系に対する、この点の加速度の３つの成分ａ_ｘ、ａ_ｙおよびａ_ｚを表す。前記信号は、好ましくはフィルタリングされる（たとえば、重要ではない高周波数成分をフィルタで除去するために、「ローパス」フィルタにより）。ＲＭＳ（２乗平均）の計算も行なわれ、これは、信号の最大値がその平均値からどの程度異なるかを即座に与える計算である。もう１つの処理段階では、最大値及びその平均値を見出すために、時間に関して信号を微分する。これらの処理段階は、好ましくは、対応するセンサから受信した信号が、ディジタル信号に変換された後に行なわれる。つまり、これらのディジタル演算は、単に前記メモリから、前記処理ユニットに対する命令を含む、記憶された手順を読み出すことにより、ソフトウェアで行なうことができるからである。

上記の実施例では、値を取得して、適切なバイト数によりディジタル形式で表現したら、これらの値を互いに比較して、タイヤと地面との間の摩擦係数を計算する（これは、同様に適切なバイト数で表現される）。この数は送信機に送信され、送信機は、車輌に取り付けられた固定ユニットにこの数を送信する。

その他の事前処理段階は、読み出した圧力値に対応する信号に関して行なわれ、圧力値は、不揮発性メモリ内に事前記憶された、特定の温度に関する正確な公称（nominal）膨張圧力と比較される。この比較の結果は、実際の膨張圧力が公称圧力から予め決められた値だけ異なる場合にのみ、タイヤから送信される。

可動ユニットは、好ましくはＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム）技術により製造する。この技術は、同一基板（ウェハ）上に、機械および電子構成部品を極端に小さい空間量で集積することを可能にする。ＭＥＭＳ技術を使用してデバイスを製造するために、基板、好ましくはシリコン上で、フォトリソグラフィの次に化学的エッチングを施すことにより、機械構成部品と接続されて電気信号を制御／処理することが可能な電子構成部品と共に集積されたマイクロメカニカル構造が製造される。

ＭＥＭＳ技術の一例は、たとえば、「マイクロサーキットおよびエレクトロパッケージングの国際ジャーナル」（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ）発行の表題「ＭＥＭＳパッケージングのためのマルチチップモジュールファンダリの改造」（Ａｄａｐｔｉｎｇ ｍｕｌｔｉｃｈｉｐ ｍｏｄｕｌｅ ｆｏｕｎｄｒｉｅｓ ｆｏｒ ＭＥＭＳ ｐａｃｋａｇｉｎｇ）、１９９８年発行、第２１巻、２号、２１２〜２１８ページに記載されている。

ＭＥＭＳ技術の主な利点は、極端に小さい構造を大量生産規模で製造する能力である。たとえば、シリコンの単一ウェハ上に、何千個もの同じＭＥＭＳ構成部品のコピーを同時に製造することが可能である。さらに、個々の構成部品は、単結晶シリコンおよびその酸化物から有利に製造される。この方法では、取得された表面の品質（the quality of the surfaces obtained）は、機械的強度の点で、構成部品の特性をほぼ「理想的」にする。

一例として、本願特許出願人は、小さい「サスペンディッドマス（suspended mass）」を前記シリコンウェハの表面に形成することにより製造されるＭＥＭＳ加速度計センサを製造するのに必要な工程を以下で説明する。これらの工程は、
− 前記ウェハ上に、フォトリソグラフィにより、サスペンディッドマスおよびその支持要素に対応する領域を描く工程と、
− ホウ素または酸化シリコンなどの化学物質で前記領域にドーピングしてから、前記領域をフッ化水素酸中に浸漬して、前記領域を化学的エッチングに対して比較的不活性にする工程と、
− ウェハを化学的エッチングして、前記マスおよびその支持体周囲からシリコンを除去して、前記マス周囲に開放チャネルを形成する工程と、
− 前記マスが上に懸垂される小さいキャビティを形成する工程と、
− 前記キャビティ周囲に、集積回路の製造に使用される方法に類似する方法により、サスペンディッドマスと、サスペンディッドマスが内部に挿入されるキャビティの底部との間の距離を測定することが可能な回路を形成する工程とを含む。

この距離は、前記マスの支持体を偏向させる、前記マスに作用する力の大きさに対応し、その結果、加速度の大きさを与える。

この方法により製造される加速度計は、その制御電子回路を含めて２．５×２．５×０．２５ｍｍ以下の体積を占める。したがって、６”シリコンウェハ上では、１５００〜２０００個の加速度計を製造することができる。

前記感知デバイスに含まれる圧力センサは、ＭＥＭＳ技術で、露出面に作用するタイヤ内部の空気の圧力により変形するシリコンダイヤフラムを形成することにより、製造することができる。この変形は、ダイヤフラムと固定導電面との間のキャパシタンスの変化として測定される。

加速度センサは、同様に、ＭＥＭＳ技術で、シリコンダイヤフラム中にマス（mass）を挿入することにより製造することができ、マスは、加速度が加わると、加速下の前記マスの積に等しい力（a force equal to the product of the mass under the acceleration）の作用を受ける。上記のとおり、ダイヤフラムの変形は、キャパシタンスの変化として測定することができる。

一般に、上記のセンサのすべては、ＭＥＭＳ技術により同一の基板上に製造することができる。同様に、ＭＥＭＳ技術は、たとえば図４のダイヤフラムに従って、この基板上に可動ステーションを含むすべてのデバイスを製造するために、使用することができる。

前記可動ユニットに可能な１つの構造を図４に示す。特に、前記可動ユニットは、好ましくは、様々な構成部品がその上に配置される基板上に、製造される。

図４の可動ユニットは、可動ユニットに加わる応力（たとえば、遠心力またはタイヤの内面の変形）に応じて電気エネルギーを生成する、電気エネルギー生成デバイス３３を備える。このデバイスは、好ましくは、センサ、処理ユニット（プロセッサ）３４およびメモリデバイス３５のように、同じ基板上に製造される。

このデバイスは、ＭＥＭＳ技術を用いて製造することができる。特に、１９９７年８月にジャーナル・エレクトロニクス・レターズ（ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ Ｅｌｅｃｒｔｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）で発行された「電磁マイクロ発電機の開発」（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｍｉｃｒｏｇｅｎｅｒａｔｏｒ）という表題の文書から、コンデンサの２個のプレートが互いに対して移動した直後、プレートを通過する電荷（以前にコンデンサに供給された）が一定であれば、２個のプレート間の電圧が増加することは、公知である。

本発明によると、システムはこの基板内に製造され、コンデンサの一方のプレートはこの基板内に固定され、第２のプレートは減衰ばね（damping spring）に接続される。第２プレートの「振動（oscillating）」表面に振動を加えると、コンデンサは、電気エネルギーを低電位レベルからより高いレベルに増加させる。次に、より高い電位は、隔離された容量性容器（capacitive vessel）内に有利に蓄えて、必要に応じて使用することができる。

上記のように基板上に形成されたこのデバイスの一例を図５に示す。このデバイスは、それぞれに固定金属プレート５２または５２’が取り付けられた２個の固定支持体５１、５１’と、可動金属プレート５４が取り付けられた可動支持体５３とを備える。

前記可動支持体は、２個のばね５５および５５’により、前記２個の固定支持体に接続される。このばねの対は、可動支持体５３および可動プレート５４が、図５に二重矢印Ｆで示す方向に移動することを可能にする。前記方向におけるこの可動支持体の運動は、対向する２個の端部ストップ５６および５６’により制限される。前記２個の固定支持体５１、５１’は、好ましくは前記基板（図５に示さない）に取り付けられる。タイヤが転動すると、タイヤに加わる応力により、一般に図５の二重矢印Ｆの２方向において、２個の固定プレートに対する可動プレートの上記運動が生じる。可動プレートおよび固定プレートは、予め決められた電荷容量を有するコンデンサを形成する。このコンデンサは、可動ユニットをタイヤ内に配置する前に、電圧を単にコンデンサに供給することにより、事前に充電することができる。移動するタイヤ上に作用する応力、特にタイヤの加速および減速による応力は、プレートの上記の運動を生成し、コンデンサの端子における電位差を形成する。得られた電位差は分配デバイス３６内に蓄えられ、可動ユニットの他のデバイスが利用することができる。

基板は、好ましくは前記可動ユニットの表面積全体に延在する外側コーティングにより広く被覆されるが、センサの敏感な領域の位置に対応する部分は除く。これらの領域は、前記特性パラメーターが測定されるボリューム（the volume）と通信しなければならないからである。

この外側コーティングは、前記可動ユニットとタイヤの内面との間に、本質的に安定した結合状態を生成するのに役立つ。

この可動ユニットは、好ましくは、タイヤに作用する上記の応力がユニットをタイヤの内面から離脱させない適切な接着剤により、タイヤ内面のタイヤのクラウン領域に取り付ける。

この可動ユニットは小型で軽量である。この可動ユニットは、好ましくは５ｇ未満であり、最大占有体積は２ｃｍ^３である。こうした可動ユニットは、回転時のタイヤの平衡状態に影響を及ぼさない。

タイヤの支持リム上に取り付けられ、可動ユニットがタイヤ内部に挿入されたタイヤの断面図である。 車輌に結合された本発明による前記感知システムの固定ユニットのブロック図である。 タイヤに結合された本発明による感知システムの前記可動ユニットのブロック図である。 前記可動ユニットの３次元分解図である。 前記可動ユニット内に組み立てられた電気エネルギー生成デバイスの略分解図である。

Claims (11)

1. 車輌に取り付けられたタイヤの少なくとも１つの特性パラメーターを感知するためのシステムであって、
   ・前記タイヤに結合された可動ユニットであって、
   ・前記少なくとも１つの特性パラメーターを感知するためのデバイスと、前記少なくとも１つの特性パラメーターに関連する信号をタイヤから送信するためのデバイスとを備える前記可動ユニットと、
   ・前記車輌に結合可能で、前記可動ユニットから信号を受信するためのデバイスを備える固定ユニットとを備え、
   前記可動ユニットが、前記感知デバイスが生成した信号の事前処理を行い、前記事前処理した信号を前記送信デバイスに送る処理ユニットおよびメモリデバイスを備え、
   前記可動ユニットが、前記処理ユニットおよび前記送信デバイスに供給することが可能な電気エネルギー生成デバイスを備え、
   前記電気エネルギー生成デバイスは、前記タイヤが転動するときに前記タイヤに加わる機械的応力に応じて、自動的に電気エネルギーを充電するコンデンサを備え、前記コンデンサは、固定プレートおよび可動プレートを備え、
   前記固定プレートおよび前記可動プレートが、前記タイヤが転動するときに前記タイヤに加わる前記応力に応じて互いからの距離を変化させる、システム。
2. 前記メモリデバイスが、前記信号の前記事前処理を実行することが可能な少なくとも１つの事前記憶された手順を含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記少なくとも１つの前記特性パラメーターに関連する前記信号が、前記処理ユニットによりディジタル信号に変換される、請求項１に記載のシステム。
4. 前記感知デバイス、前記送信デバイス、前記処理ユニットおよび前記メモリデバイスが１個の基板上に製造される、請求項１に記載のシステム。
5. 前記可動ユニットがＭＥＭＳ技術により製造される、請求項４に記載のシステム。
6. 前記固定プレートおよび前記可動プレートが、１対のばねにより互いに接続される、請求項１に記載のシステム。
7. 前記固定プレートおよび前記可動プレートが、それぞれ固定支持体および可動支持体に接続される、請求項１に記載のシステム。
8. この可動プレートの前記運動が、１対の端部停止要素により拘束される、請求項１に記載のシステム。
9. 前記感知デバイス、前記送信デバイス、前記処理ユニットおよび前記生成デバイスが、１個の基板上に製造される、請求項１に記載のシステム。
10. 車輌に取り付けられたタイヤの少なくとも１つの特性パラメーターを感知するための可動ユニットであって、前記少なくとも１つの特性パラメーターを感知するためのデバイスと、前記少なくとも１つの特性パラメーターに関連する信号を前記タイヤから送信するためのデバイスとを備え、
    前記感知デバイスが生成した信号の事前処理を行ない、前記事前処理した信号を前記送信デバイスに送る処理ユニットおよびメモリデバイスを備え、
    前記可動ユニットが、前記処理ユニットおよび前記送信デバイスに供給することが可能な電気エネルギー生成デバイスを備え、
    前記電気エネルギー生成デバイスは、前記タイヤが転動するときに前記タイヤに加わる機械的応力に応じて、自動的に電気エネルギーを充電するコンデンサを備え、前記コンデンサは、固定プレートおよび可動プレートを備え、
    前記固定プレートおよび前記可動プレートが、前記タイヤが転動するときに前記タイヤに加わる前記応力に応じて互いからの距離を変化させる、可動ユニット。
11. −タイヤと、
    −前記タイヤ用の支持リムと、
    −前記タイヤに結合された可動ユニットと、前記タイヤの少なくとも１つの特性パラメーターを感知するためのデバイスと、前記少なくとも１つの特性パラメーターに関連する信号をタイヤから送信するためのデバイスとを備える車輪であって、
    前記可動ユニットが、前記感知デバイスが生成した信号の事前処理を行ない、前記事前処理した信号を前記送信デバイスに送る処理ユニットおよびメモリデバイスを備え、
    前記可動ユニットが、前記処理ユニットおよび前記送信デバイスに供給することが可能な電気エネルギー生成デバイスを備え、
    前記電気エネルギー生成デバイスは、前記タイヤが転動するときに前記タイヤに加わる機械的応力に応じて、自動的に電気エネルギーを充電するコンデンサを備え、前記コンデンサは、固定プレートおよび可動プレートを備え、
    前記固定プレートおよび前記可動プレートが、前記タイヤが転動するときに前記タイヤに加わる前記応力に応じて互いからの距離を変化させる、車輪。

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