JP5346099B2 - Tire pressure sensor system with improved sensitivity and power saving - Google Patents
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Description
本発明は、自動車用タイヤ圧力センサに関する。さらに具体的に言えば、本発明は、感
度が向上したセンサ・システムと節電装置とを使用して、車両タイヤのタイヤ内圧を監視
する電池式の方法とシステムに関する。
The present invention relates to an automobile tire pressure sensor. More specifically, the present invention relates to a battery-powered method and system for monitoring the tire internal pressure of a vehicle tire using a sensor system with improved sensitivity and a power saving device.
タイヤ圧力センサ・システムが知られており、これらのシステムは、一般に、自動車の個々の空気タイヤの内部空気圧を監視するために、また、車両タイヤのうちの1つまたは複数の内部空気圧が危険なほど低いか、または危険なほど高いときはいつでも運転者に警告信号を提供するために、使用される。この警告信号は、一般に、タイヤ圧力センサに接続されたマイクロプロセッサで制御されるRF(無線周波数)信号発生器により、生成される。その場合、タイヤ圧力センサで測定されたタイヤ内圧が、所定の正常動作範囲外にあるときはいつでも、この警告信号が生成されて、高圧力状態か、低圧力状態のいずれかを知らせる。このRF信号は、車両に搭載されている受信器に送られる。この受信器は、その警告信号を使用して、運転者に、目に見える方法(警告ランプまたは警告ディスプレイを作動させる方法)か、聞こえる方法(可聴アラームを作動させる方法)のいずれか、あるいはその両方法で運転者に警告する。このセンサ回路への電力は、電池により供給される。ただし、利用できる電力が有効レベルよりも低下したときには、この電池を取り替えなければならない。 Tire pressure sensor systems are known, and these systems are generally used to monitor the internal air pressure of individual pneumatic tires in a motor vehicle, and the internal air pressure of one or more of the vehicle tires is dangerous. Used to provide a warning signal to the driver whenever it is so low or dangerously high. This warning signal is typically generated by an RF (Radio Frequency) signal generator controlled by a microprocessor connected to a tire pressure sensor. In that case, whenever the tire pressure measured by the tire pressure sensor is outside a predetermined normal operating range, this warning signal is generated to indicate either a high pressure condition or a low pressure condition. This RF signal is sent to a receiver mounted on the vehicle. The receiver uses the warning signal to give the driver either a visible way (how to activate a warning lamp or warning display), a way of hearing (how to activate an audible alarm), or Warning the driver in both ways. Electric power to the sensor circuit is supplied by a battery. However, this battery must be replaced when the available power drops below the effective level.
本発明の譲受人に譲渡された同時係属中の2003年1月21日出願の「External Mount Tire Pressure Sensor System(外部取付け式のタイヤ圧力センサ・システム)」と称する特許出願第10/346,490号(その開示内容は、参照によって本明細書中に組み入れられている)に開示されているような公知のタイヤ圧力システムは、電気ブリッジ回路の1つのブランチ(分岐)中の本質的に直線の可変抵抗特性を持つ機械的ひずみセンサ(mechanical strain sensor)を用いて、この機械的ひずみセンサが取り付けられているタイヤの内圧を測定する。このタイプのセンサは、自動車環境において定期的に遭遇される機械的振動に比較的に鈍感である。さらに、この電気回路(すなわち、電気ブリッジ回路)の構成は、比較的に単純であり、周知の性能特性を持ち、また、動作が適度に信頼できることがわかっている。
機械的ひずみセンサとブリッジ回路を用いる公知センサ回路が効果的であるにもかかわらず、そのような装置の性能を制限するような固有の制約がある。まず第1に、ただ1つの可変抵抗素子(ひずみゲージ)だけが、このブリッジ回路の1つのブランチに組み込まれているという事実により、このセンサ回路の感度は、使用されるただ1つのひずみゲージの可変抵抗の範囲に限定される。これは、このセンサ・システムの電位測定範囲を制限する。さらに、この公知センサ回路は、この可変抵抗ひずみセンサの熱抵抗率と、上記ブリッジ回路を形成する固定抵抗の異なる係数により、測定精度の不良を起こしやすい。第2に、このセンサ回路は、不可欠な電池から絶えず電力を供給されるから、この電池の有効寿命は、電池のエネルギー容量により制限される。このような欠点は、構成部品が、取付け制約条件により、比較的に小さい物理サイズを持つ必要性のため、いっそうひどくなる。その結果、電池の交換が、そのような公知センサ・システムの効力に対する主な制約となっている。 Despite the effectiveness of known sensor circuits using mechanical strain sensors and bridge circuits, there are inherent limitations that limit the performance of such devices. First of all, due to the fact that only one variable resistance element (strain gauge) is incorporated in one branch of the bridge circuit, the sensitivity of the sensor circuit is that of only one strain gauge used. It is limited to the range of variable resistance. This limits the potential measurement range of this sensor system. Furthermore, this known sensor circuit is liable to cause a measurement accuracy defect due to the different coefficients of the thermal resistance of the variable resistance strain sensor and the fixed resistance forming the bridge circuit. Second, since the sensor circuit is constantly powered from the essential battery, the useful life of the battery is limited by the energy capacity of the battery. Such drawbacks are exacerbated by the need for the component to have a relatively small physical size due to mounting constraints. As a result, battery replacement is a major constraint on the effectiveness of such known sensor systems.
上記の欠点のない単純であるが、正確で、長持ちするタイヤ圧力監視システムを提供する試みが、今日までうまくいっていない。 Attempts to provide a simple but accurate and long-lasting tire pressure monitoring system without the above drawbacks have not been successful to date.
本発明は、公知装置よりも感度が高く、かつ、温度変動により耐えることができる可変抵抗センサ・アセンブリを用いて、車両タイヤ内圧を監視する方法とシステムおよび長い電池有効寿命をもたらす節電ユニットを含む。 The present invention includes a method and system for monitoring vehicle tire internal pressure using a variable resistance sensor assembly that is more sensitive than known devices and can withstand temperature fluctuations, and a power saving unit that provides a long battery life. .
装置の第1の面では、本発明は、空気タイヤに結合されて、タイヤ内圧を示す抵抗値を提供する可変抵抗変位センサと、この変位センサ素子に結合されて、不十分なタイヤ内圧に対応する抵抗値をRF発生器起動信号に変換するプロセッサと、このプロセッサで起動されて、危険タイヤ圧力警告信号を送るRF発生回路とを持つ改良されたタイヤ圧力センサ・システムを含む。この改良品は、第1と第2の別々のストレッチ・センサを有する可変抵抗センサ・アセンブリを含み、それぞれのストレッチ・センサが、可変抵抗素子を含む第1のたわみ層と第2のたわみ支持層とを持ち、しかも、可変抵抗素子が互いに向き合うように、第1のストレッチ・センサの第1のたわみ層と、第2のストレッチ・センサの第1のたわみ層とが向かい合った状態で、個々のストレッチ・センサを配置している。これらの可変抵抗素子は、4つのブランチを持つ電気ブリッジ回路に挿入される。すなわち、これらの4つのブランチのうち第1の一対は、直列に接続されている固定抵抗素子を持ち、これらの4つのブランチのうち第2の一対は、直列に接続されている第1のストレッチ・センサと第2のストレッチ・センサの可変抵抗素子を持つ。 In a first aspect of the device, the present invention is a variable resistance displacement sensor coupled to a pneumatic tire to provide a resistance value indicative of tire internal pressure, and coupled to the displacement sensor element to accommodate insufficient tire internal pressure. And an improved tire pressure sensor system having a processor that converts a resistance value to an RF generator activation signal and an RF generation circuit that is activated by the processor to send a dangerous tire pressure warning signal. The improvement includes a variable resistance sensor assembly having first and second separate stretch sensors, wherein each stretch sensor includes a first flex layer and a second flex support layer including variable resistance elements. And the first flexible layer of the first stretch sensor and the first flexible layer of the second stretch sensor face each other so that the variable resistance elements face each other. A stretch sensor is installed. These variable resistance elements are inserted into an electric bridge circuit having four branches. That is, the first pair of these four branches has fixed resistance elements connected in series, and the second pair of these four branches has a first stretch connected in series. -It has a variable resistance element of the sensor and the second stretch sensor.
この基本実施態様の好ましい変形例では、この可変抵抗センサ・アセンブリはさらに、第3と第4の個々のストレッチ・センサも含み、しかも、第3のストレッチ・センサと第4のストレッチ・センサがそれぞれ、可変抵抗素子を含む第1のたわみ層と、第2のたわみ支持層とを持っている。第3のストレッチ・センサの第2のたわみ支持層と、第4のストレッチ・センサの第2のたわみ支持層とが向かい合った状態で、第3と第4の個々のストレッチ・センサを相互に配置している。さらに、第3のストレッチ・センサの第1のたわみ層も、第2のストレッチ・センサの第2のたわみ支持層と向かい合った状態で配置されている。これらの可変抵抗素子は、4つのブランチを持つ電気ブリッジ回路に挿入される。すなわち、これら4つのブランチのうち第1のブランチは、第1のストレッチ・センサの可変抵抗素子を持ち、これら4つのブランチのうち第2のブランチは、第4のストレッチ・センサの可変抵抗素子を持ち、これら4つのブランチのうち第3のブランチは、第2のストレッチ・センサの可変抵抗素子を持ち、さらに、これら4つのブランチのうち第4のブランチは、第3のストレッチ・センサの可変抵抗素子を持っている。第1のブランチと第2のブランチは直列に接続され、また、第3のブランチと第4のブランチも直列に接続される。 In a preferred variation of this basic embodiment, the variable resistance sensor assembly further includes third and fourth individual stretch sensors, wherein the third stretch sensor and the fourth stretch sensor are respectively The first flexible layer including the variable resistance element and the second flexible support layer are provided. The third and fourth individual stretch sensors are arranged relative to each other with the second flex support layer of the third stretch sensor and the second flex support layer of the fourth stretch sensor facing each other. doing. Furthermore, the first flexible layer of the third stretch sensor is also arranged facing the second flexible support layer of the second stretch sensor. These variable resistance elements are inserted into an electric bridge circuit having four branches. That is, the first branch of these four branches has the variable resistance element of the first stretch sensor, and the second branch of these four branches has the variable resistance element of the fourth stretch sensor. A third of the four branches has a variable resistance element of the second stretch sensor, and a fourth branch of the four branches has a variable resistance of the third stretch sensor. I have an element. The first branch and the second branch are connected in series, and the third branch and the fourth branch are also connected in series.
上記実施態様の双方において、このブリッジ回路中のオーム電気接続部は、温度変化による抵抗変化を、これらの抵抗部品の構成により確実に相殺できるようにしている。 In both of the above embodiments, the ohmic electrical connection in this bridge circuit ensures that resistance changes due to temperature changes can be offset by the configuration of these resistive components.
上記プロセッサ、RF発生回路、可変抵抗センサ・アセンブリ、電池を含むタイヤ圧力センサ・システムの構成部品はすべて、少なくとも可変抵抗センサ・アセンブリの下に横たわるたわみ部分を持つ共通支持基板に実装されている。この支持基板は、タイヤの側壁、すなわち外壁か内壁のいずれかに取り付けられるか、あるいは、タイヤ形成処理の間にタイヤの側壁に埋め込まれることもある。表面取付け設置では、摺動自在にタイヤ側壁に取り付けられたセンサ案内が、可変抵抗センサ・アセンブリの自由端を捕捉する。可変抵抗センサ・アセンブリの他端はタイヤ側壁に取り付けられる。このような配置構成は、可変抵抗センサ・アセンブリの長手方向の過度の伸張と早すぎる故障を防止する。 The tire pressure sensor system components, including the processor, RF generator circuit, variable resistance sensor assembly, and battery, are all mounted on a common support substrate having at least a flexible portion lying under the variable resistance sensor assembly. The support substrate may be attached to the tire sidewall, either the outer wall or the inner wall, or may be embedded in the tire sidewall during the tire forming process. In surface mount installation, a sensor guide slidably attached to the tire sidewall captures the free end of the variable resistance sensor assembly. The other end of the variable resistance sensor assembly is attached to the tire sidewall. Such an arrangement prevents excessive stretching and premature failure of the variable resistance sensor assembly.
装置の第2の面では、本発明は、空気タイヤに結合されるときに、タイヤ内圧を示す抵抗値を与える可変抵抗センサ、この可変抵抗センサに結合されて、不十分なタイヤ内圧に対応する抵抗値をRF発生器起動信号に変換するプロセッサ、および、このプロセッサで起動されるときに、危険タイヤ圧力警告信号を送るRF発生回路を持つタイヤ圧力センサ・システムに用いられる節電ユニットを含む。この節電ユニットは、タイヤ速度に関係するやり方で、可変抵抗センサへの電力の印加を制限して、タイヤ速度が速度しきい値に達した後、タイヤ速度に関係する測定期間の間でのみ、電力が加えられ、この電池から電力が得られるようにしている。好ましくは、この測定期間は、所与のサイズのタイヤが、あらかじめ選ばれた回転数に達するのに必要な時間に関係する。 In a second aspect of the apparatus, the present invention provides a variable resistance sensor that provides a resistance value indicative of tire internal pressure when coupled to a pneumatic tire, coupled to the variable resistance sensor to accommodate insufficient tire internal pressure. A power saving unit for use in a tire pressure sensor system having a processor that converts a resistance value into an RF generator activation signal and an RF generation circuit that sends a dangerous tire pressure warning signal when activated by the processor. This power saving unit limits the application of power to the variable resistance sensor in a manner related to the tire speed, and only during the measurement period related to the tire speed after the tire speed reaches the speed threshold, Electric power is applied so that electric power can be obtained from this battery. Preferably, this measurement period relates to the time required for a given size tire to reach a preselected speed.
この節電ユニットは、電源(特定の実施形態では、電池)に結合される入力端子、可変抵抗センサに電力を供給する出力端子、タイヤが第1の所定速度に達したときに入力端子を出力端子に接続し、また、タイヤの速度が第1の所定速度よりも低下したときには出力端子から入力端子を切り離す車両速度感知可能スイッチを持っている。一実施態様では、車両速度感知可能スイッチは、出力端子に接続された第1の部分と自由端とを持つ導電性接触部材(例えば、ばね)と、入力端子に接続された第1の部分と、自由端に取り付けられた質量部材とを持つ導電性ピボット部材(揺動部材)(例えば、ばねまたはピボットアーム)とを含む。この質量部材は、タイヤが第1の所定速度に達すると、導電性接触部材の自由端と物理的に接触するように取り付けられており、したがって、それにより、入力端子から出力端子に電力を伝達できる。好ましくは、この質量部材は、対向する端部を持っている。また、車両速度感知可能スイッチは、出力端子に接続された第1の接触部材と第2の接触部材を備えており、しかも、第1の接触部材が、この質量部材の対向する端部の一端の進路に自由端を持っており、また、第2の接触部材が、この質量部材の対向する端部の他端の進路に自由端を持っている。このような配置構成では、車両タイヤ上に節電ユニットを位置づけることが容易となる。 The power saving unit includes an input terminal coupled to a power source (in a specific embodiment, a battery), an output terminal for supplying power to the variable resistance sensor, and an input terminal when the tire reaches a first predetermined speed. And a vehicle speed sensing switch that disconnects the input terminal from the output terminal when the tire speed falls below the first predetermined speed. In one embodiment, the vehicle speed sensitive switch includes a conductive contact member (eg, a spring) having a first portion connected to the output terminal and a free end, and a first portion connected to the input terminal. And a conductive pivot member (swing member) (eg, spring or pivot arm) with a mass member attached to the free end. This mass member is mounted in physical contact with the free end of the conductive contact member when the tire reaches a first predetermined speed, thereby transferring power from the input terminal to the output terminal. it can. Preferably, the mass member has opposite ends. The vehicle speed sensing switch includes a first contact member and a second contact member connected to the output terminal, and the first contact member is one end of the opposite end of the mass member. The second contact member has a free end in the other end of the opposite end of the mass member. With such an arrangement, it is easy to position the power saving unit on the vehicle tire.
代替実施態様では、磁力で作動できるリードスイッチが、入力端子と出力端子との間に結合され、また、磁石が、ピボットアームの自由端に取り付けられて、タイヤが第1の所定速度に達するとリードスイッチを作動させる。 In an alternative embodiment, a magnetically actuable reed switch is coupled between the input terminal and the output terminal, and a magnet is attached to the free end of the pivot arm so that the tire reaches a first predetermined speed. Activate the reed switch.
代替実施態様は、上記節電ユニットはさらに、上記プロセッサに結合された制御信号出力端子も含み、また、上記車両速度感知可能スイッチは、タイヤが、第1の所定速度とは異なる(好ましくは、第1の所定速度よりも速い)第2の所定速度に達したときには電力入力端子を制御信号出力端子に接続し、また、タイヤの速度が第2の所定速度よりも低下したときには制御信号出力端子から入力端子を切り離す制御信号手段を含む。この制御信号を受信すると、この制御信号は、ここで、さらに短い別の測定期間を使用できることを上記プロセッサに指示するものとして役立つ。この別の測定期間も、タイヤが、あらかじめ選ばれた回転数に達するのに必要な時間に関係する。 In an alternative embodiment, the power saving unit further includes a control signal output terminal coupled to the processor, and the vehicle speed sensitive switch has a tire different from the first predetermined speed (preferably, the first The power input terminal is connected to the control signal output terminal when the second predetermined speed is reached (which is faster than the predetermined speed of 1), and from the control signal output terminal when the tire speed is lower than the second predetermined speed. Control signal means for disconnecting the input terminal is included. Upon receipt of this control signal, this control signal now serves as an indication to the processor that another shorter measurement period can be used. This additional measurement period is also related to the time required for the tire to reach a preselected speed.
この実施態様では、そのスイッチ構成は、第1の実施態様において用いられるスイッチと本質的に同一である。この制御信号手段は、上記制御信号出力端子に接続された第1の部分と自由端とを持つ接触部材を含み、また、このスイッチ中の質量部材は、タイヤが第2の所定速度に達すると、上記接触部材の自由端と物理的に接触するように取り付けられている。第1の実施態様と同様に、この質量部材は、好ましくは、対向する端部を持っている。また、この制御信号手段は、制御信号出力端子に接続された第1の接触部材と第2の接触部材を含み、第1の接触部材が、この質量部材の対向する端部の一端の進路に自由端を持っており、また、第2の接触部材が、この対向する端部の他端の進路に自由端を持っている。 In this embodiment, the switch configuration is essentially the same as the switch used in the first embodiment. The control signal means includes a contact member having a first portion connected to the control signal output terminal and a free end, and the mass member in the switch is configured so that the tire reaches a second predetermined speed. And is attached so as to be in physical contact with the free end of the contact member. Similar to the first embodiment, the mass member preferably has opposing ends. Further, the control signal means includes a first contact member and a second contact member connected to the control signal output terminal, and the first contact member is in a path of one end of the opposite end portion of the mass member. It has a free end, and the second contact member has a free end in the path of the other end of the opposite end.
プロセス(処理)の面から、本発明は、空気タイヤに結合されるとタイヤ内圧を示す抵抗値を与える可変抵抗センサと、この可変抵抗センサに結合されて、不十分なタイヤ内圧に対応する抵抗値をRF発生器起動信号に変換するプロセッサと、このプロセッサで起動され、危険タイヤ圧力警告信号を送るRF発生回路とを持つ電動式タイヤ圧力センサ・システムにおいて電力消費を削減する方法であって、(a)電源を提供するすテップと、(b)持続時間がタイヤ速度に関係するタイヤ圧力測定期間の間、可変抵抗センサに電力を加えるステップとを含む。電力を加えるステップ(b)は、好ましくは、(i)タイヤ速度が第1のタイヤ速度しきい値に達するまで、可変抵抗センサへの電力の印加を防止するステップ、(ii)タイヤ速度が第1のタイヤ速度しきい値に達すると、第1のタイヤ速度しきい値にて、あらかじめ選ばれたタイヤ回転数に必要となる期間に関係する測定期間の間、可変抵抗センサに電力を供給するステップと、(iii)タイヤ速度が第1のタイヤ速度しきい値よりも低下すると、可変抵抗センサへの電力の印加を終了するステップを含む。 From a process standpoint, the present invention provides a variable resistance sensor that provides a resistance value indicative of tire internal pressure when coupled to a pneumatic tire, and a resistance that is coupled to the variable resistance sensor to accommodate insufficient tire internal pressure. A method for reducing power consumption in an electric tire pressure sensor system having a processor that converts a value into an RF generator activation signal and an RF generation circuit that is activated by the processor and sends a dangerous tire pressure warning signal, (A) a step of providing a power source and (b) applying power to the variable resistance sensor during a tire pressure measurement period whose duration is related to tire speed. The step (b) of applying power preferably comprises: (i) preventing application of power to the variable resistance sensor until the tire speed reaches a first tire speed threshold; and (ii) the tire speed is When a tire speed threshold value of 1 is reached, power is supplied to the variable resistance sensor at a first tire speed threshold value for a measurement period related to a period required for a preselected tire speed. And (iii) ending application of electric power to the variable resistance sensor when the tire speed falls below a first tire speed threshold value.
この方法はさらに、電力を加えるステップ(b)を変更して、タイヤ速度が第2のタイヤ速度しきい値に達すると、この測定期間の長さを、第2のタイヤ速度しきい値にて、あらかじめ選ばれたタイヤ回転数に必要となる期間に関係する別の値に変更するステップをさらに含めることで、第2の測定期間も提供することがある。 The method further modifies step (b) of applying power so that when the tire speed reaches a second tire speed threshold, the length of this measurement period is set at the second tire speed threshold. The second measurement period may also be provided by further including a step of changing to another value related to the period required for the preselected tire speed.
本発明は、空気タイヤを装備した車両において、タイヤ内圧を監視する問題に好都合なソリューションを与える。このシステムは、新品タイヤの製造、新車の製造の間、あるいは、アフターマーケットの製品として、設置されることもある。さらに、タイヤ圧力センサ・システムの付いてない既存車両には、比較的に安い費用で、最新式システムを容易に取り付けることができる。これは、あらゆるロードカー上に、低タイヤ圧力警告装置を要求する法域において、特に有益である。このセンサ・アセンブリは、測定感度を大幅に向上させ、また、節電ユニットは、電力消費を大幅に削減し、このことは、電源として比較的に近寄れない(手が届かない)電池を使用している設備においては、とりわけ重要である。 The present invention provides a convenient solution to the problem of monitoring tire pressure in a vehicle equipped with pneumatic tires. This system may be installed during the manufacture of new tires, the manufacture of new cars, or as an aftermarket product. In addition, existing vehicles that do not have a tire pressure sensor system can be easily installed with a state-of-the-art system at a relatively low cost. This is particularly beneficial in jurisdictions requiring low tire pressure warning devices on any road car. This sensor assembly greatly improves the measurement sensitivity, and the power saving unit significantly reduces power consumption, which uses relatively inaccessible (unreachable) batteries as a power source. This is especially important for existing equipment.
本発明の性質および利点をより完全に理解するために、添付図面とともに、以下の詳細な説明を参照すべきである。 For a fuller understanding of the nature and advantages of the present invention, reference should be made to the following detailed description taken together with the accompanying figures.
ここで、図面に移ると、図1は、ブリッジ回路にただ1つのストレッチ・センサを用いる従来技術の単一タイヤ圧力モニタ回路の略図である。この図に見られるように、全体を参照番号10で表すモニタ回路は、図示されるようにそれぞれが固定抵抗Rをオーム接続している3つの付加ブランチを持つブリッジ回路の1つのブランチに、オーム接続されたただ1つのストレッチ・センサ12を含む。ストレッチ・センサ12は、センサ本体の直線長手方向変位によって、予測可能な大きさだけ変化するオーム抵抗の性質を持つ公知構成部品である。ストレッチ・センサ12は、薄い可変抵抗素子15が取り付けられている第1の層14と、第1の層14を支持し、かつストレッチ・センサ12に対して機械的強度を高める第2のベース層とを持っている。固定抵抗Rはすべて、抵抗値が等しい。DC電源(図示されてない)からの基準電圧Vinが、ブリッジ回路10の2つのノードに印加される。ストレッチ・センサ12は、内圧に応じて撓むように、車両タイヤ(図示されてない)に取り付けられている。ストレッチ・センサ12の抵抗値は、タイヤ内圧により撓む大きさと、その撓みが発生する方向によって決まる。図1に示されるように、ストレッチ・センサ12が第1の方向に曲がるときには、その抵抗の値が大きくなる(R+r)。ここで、Rは、ストレッチ・センサ12の静止抵抗値であり、また、rは、ストレッチ・センサ12の撓みによる付加抵抗値である。同様に、ストレッチ・センサ12が反対の方向に撓むときには、その抵抗の値が小さくなる(R−r)。そのストレッチ・センサの抵抗が変化すると、それに応じて、その測定電圧Voutは変化し、したがって、タイヤ
内圧の測定値を与える。
Turning now to the drawings, FIG. 1 is a schematic diagram of a prior art single tire pressure monitor circuit that uses only one stretch sensor in a bridge circuit. As can be seen in this figure, the monitor circuit, generally designated by
図2は、本発明により、ブリッジ回路20に4つのストレッチ・センサ(22a〜22d)を持つ単一タイヤ圧力モニタ回路の斜視図である。この図に見られるように、それぞれのセンサ・アセンブリ22は、可変抵抗素子を載せた第1の層24と、ベース層25とをそれぞれが持つ4つの二層ストレッチ・センサから成っている。これらのストレッチ・センサのうちの2つ(22a、22b)は、これらの第1の層が向かい合った状態で配置される一方、他の2つのストレッチ・センサ(22cと22d)は、背中合わせに配置されている。同一方向に向いている2つのストレッチ・センサ(22aと22c)は注釈R+rを付けて図2に示されており、同一方向に向いているが、ただし、ストレッチ・センサ(22aと22c)とは逆向きである2つのストレッチ・センサ(22bと22d)は、注釈R−rを付けて示されている。これらのストレッチ・センサは、図2に示されるようにオーム接続されている。その場合、R+rのセンサは、ブリッジ回路20の2つの向かい合わせのブランチ中に配置され、また、R−rのセンサは、ブリッジ回路20の他の2つの向かい合わせのブランチ中に配置されている。このような配置では、測定抵抗値が、タイヤ内圧の純粋な関数となるように、熱の影響によるどんな抵抗変化も電気的に完全に相殺される。センサ・アセンブリ22は、以下に記載する方法で、物理的にタイヤに取り付けられる。
FIG. 2 is a perspective view of a single tire pressure monitor circuit having four stretch sensors (22a-22d) in the
図3は、ブリッジ回路の直列に接続されたブランチに2つのストレッチ・センサが配置されている単一タイヤ圧力モニタ回路の代替実施形態を示す図2に類似した斜視図である。この図に見られるように、それぞれのセンサ・アセンブリ32は、可変抵抗素子を載せた第1の層24と、ベース層25とをそれぞれが持つ2つの二層ストレッチ・センサから成っている。2つのストレッチ・センサ(32a、32b)は、R+r、R−rの構成において、これらの第1の層が向かい合った状態で配置されている。これらの単層センサは、図3に示されるようにオーム接続されている。その場合、R+rのセンサと、R−rのセンサは、ブリッジ回路30の隣接するブランチ中に、直列接続で配置されている。ブリッジ回路30の他の2つのブランチは、抵抗値Rが等しい固定抵抗素子26を備えている。このような配置では、熱の影響による可変抵抗素子のどんな変化も、電気的に完全に相殺され、また、熱の影響による固定抵抗素子Rのどんな変化も、電気的に完全に相殺されて、測定抵抗値がタイヤ内圧の純粋な関数となる。センサ・アセンブリ32は、以下に述べられるやり方で、物理的にタイヤに取り付けられる。
FIG. 3 is a perspective view similar to FIG. 2 showing an alternative embodiment of a single tire pressure monitoring circuit in which two stretch sensors are arranged in series connected branches of the bridge circuit. As can be seen in this figure, each
図4は、図1の従来技術のブリッジ回路と、図2と図3に示される本発明の2つの実施形態の比較感度を示している。この図に見られるように、図1に示されるただ1つのセンサの従来技術装置では、出力電圧Voutの大きさはr/4Rの関数である。図3の2つのセンサの実施形態では、出力電圧Voutの大きさはr/2Rの関数である。図2の4つのセンサの実施形態では、出力電圧Voutの大きさはr/Rの関数である。当業者には理解されるように、図2の実施形態は、従来技術の配置構成と比べて、4倍の感度増をもたらす一方で、図3の実施形態は、2倍の感度増をもたらす。これは、測定能力の大幅な向上を表している。 FIG. 4 shows the comparative sensitivity of the prior art bridge circuit of FIG. 1 and the two embodiments of the present invention shown in FIGS. As can be seen in this figure, in the prior art device of only one sensor shown in FIG. 1, the magnitude of the output voltage Vout is a function of r / 4R. In the two sensor embodiment of FIG. 3, the magnitude of the output voltage Vout is a function of r / 2R. In the four sensor embodiment of FIG. 2, the magnitude of the output voltage Vout is a function of r / R. As will be appreciated by those skilled in the art, the embodiment of FIG. 2 provides a 4-fold increase in sensitivity compared to the prior art arrangement, while the embodiment of FIG. 3 provides a 2-fold increase in sensitivity. . This represents a significant improvement in measurement capability.
図5は、主要構成部品の物理的レイアウトを示す本発明によるタイヤ圧力監視システム50の略斜視図である。この図に見られるように、タイヤ圧力監視システム50の主要構成部品は、集積回路51、電池52、ストレッチ・センサ・アセンブリ(22または32)、アンテナ54、動き検出器55(以下に述べられる)を含む。これらの構成部品は、基板層56に、所望の任意のやり方で(例えば、適切な接着剤を用いて)取り付けられる。集積回路51は、通常、RF監視システムに見出される能動電子部品を持っている。集積回路51は、このような構成が当業者によく知られているので、さらに詳しくは説明しない。アンテナ54は、通常のやり方で、集積回路51のRF部に結合される。ストレッチ・センサ・アセンブリ(22、32)は、集積回路51に含まれるブリッジ回路にオーム接続される。電池52は、集積回路51の電源入力端子に接続される。基板層56は、適切な接着剤を用いて取付け層57に接着される。少なくとも、基板層56と取付け層57のうち、ストレッチ・センサ・アセンブリ(22または32)の下に横たわる部分は、正確な抵抗値を与えるために、ストレッチ・センサ・アセンブリ(22または32)に、タイヤ側壁とともにたわむ程度の充分なたわみ性がなければならない。表面取付け設置(以下に述べられる)は、固定端(59a、59b)を持つ概ねU字形のセンサ案内58が、ストレッチ・センサ・アセンブリ(22または32)および基板層56と取付け層57のストレッチ・センサ・アセンブリ(22または32)の下に横たわる部分を摺動自在に捕捉する。センサ案内58は、ストレッチ・センサ・アセンブリ(22または32)を、タイヤ側壁のすぐ隣りに保つような寸法にしている一方で、センサ案内58の中で、ストレッチ・センサ・アセンブリ(22または32)の摺動動作を可能にしている。
FIG. 5 is a schematic perspective view of a tire
ストレッチ・センサ・アセンブリ(22、32)は、基板層56と取付け層57の概ね長方形の下部を第1のタイヤ固定地点(外側タイヤ表面、内側タイヤ表面、または内部固定地点(下記参照))に接着することで、ストレッチ・センサ・アセンブリ(22または32)の下端が第1のタイヤ固定地点に固定される。センサ案内58の固定端(59a、59b)は、第2のタイヤ固定地点に固定される。ストレッチ・センサ・アセンブリ(22、32)の下端がタイヤ固定地点に固定され、また、ストレッチ・センサ・アセンブリ(22、32)がセンサ案内58により、タイヤ側壁のすぐ近くに摺動自在に保持されるという事実により、タイヤ内圧の変化によりタイヤ側壁の外形が変化すると、ストレッチ・センサ・アセンブリ(22、32)は、タイヤの外形の変化とともにたわむ。しかしながら、ストレッチ・センサ・アセンブリ(22、32)の下端だけが第1のタイヤ固定地点に固定されているので、ストレッチ・センサ・アセンブリ(22、32)がその全体の長さにわたってしっかりと接着されていれば発生するであろう破壊点まで、ストレッチ・センサ・アセンブリ(22、32)を引き伸ばすことはない。このような取付け構成により、ストレッチ・センサ・アセンブリ(22、32)の早すぎる故障が防止される。
The stretch sensor assembly (22, 32) has a generally rectangular lower portion of the
図6に示されるように、本発明による単一タイヤ圧力監視システム50は、取付け層57(図5)をタイヤ側壁の適切な場所に取り付けることで、タイヤ61の外壁に取り付けることができる。これは、エポキシ接着剤などの適切な接着剤を用いて、取り付けることができる。好ましくは、単一タイヤ圧力監視システム50は、例えばベルクロ(Velcro)商標のもとに販売されているマジックテープ(登録商標)方式(2部分フック面・ループ面取付け方式)を用いて、タイヤ側壁に接着されてもよい。このような構成は、取り付けられたタイア圧力感知システムに対する振動減衰を増す。
As shown in FIG. 6, the single tire
図7は、タイヤ圧力感知システム50の2つの代替設置を示す車両タイヤ・車輪アセンブリを通して切断した断面図である。この図に見られるように、タイヤ圧力感知システム50は、上述の取付け機構を用いて、車両タイヤの側壁61に取り付けられてもよい。電池52には容易に手が届くから、このような設置により、消耗した電池52を容易に取り替えることができる。別法として、タイヤ圧力感知システム50は、タイヤを車輪63に取り付ける前に、タイヤ内壁62に取り付けられることもある。このような構成は、機械的磨耗や厳しい環境条件から、タイヤ圧力感知システム50の構成部品を保護するが、ただし、電池52が取替えを必要とするときには、車輪63からタイヤを取り外さなければならないという欠点がある。
FIG. 7 is a cross-sectional view taken through a vehicle tire and wheel assembly showing two alternative installations of the tire
図8は、タイヤ圧力センサ・システムの他の代替設置を示す図7に類似した断面図である。この図に見られるように、タイヤ圧力センサ・システム50は、外壁61と内壁62との間のタイヤ内部に埋め込まれる。タイヤ成形処理に必要な温度は、タイヤ圧力センサ・システム50の構成部品の温度許容差と比べて、比較的に低いから、このような内部設置は実行可能である。タイヤ圧力センサ・システム50の構成部品がまるごと、タイヤ材料に囲まれているから、図示される内部構成は、これらの構成部品を最大限保護する。しかしながら、電池52が消耗しても、このような構成では、電池52を取り替えることができない。
FIG. 8 is a cross-sectional view similar to FIG. 7 showing another alternative installation of the tire pressure sensor system. As seen in this figure, the tire
タイヤ内圧を決定するのに用いられる抵抗測定処理は、上で参照された係属中の米国特許出願第10/346,490号に開示されているものと非常に類似している。ストレッチ・センサ・アセンブリ(22、32)の測定抵抗値は、タイヤ圧力センサ・システム50が、舗装面から最小距離の所にあって、かつ最大変位を受ける(舗装面にもっとも近い)ときの最大値Rmaxと、タイヤ圧力センサ・システム50が、舗装面から最大距離の所にあって(舗装面からもっとも遠い)、かつ最小変位を受けるときの最小値Rminとの間で、様々である。タイヤ圧力を算出するのに使用されるパラメータは、差R=(Rmax)−(Rmin)である。このパラメータは、集積回路51中のプログラムされた回路により計算される。この値が、2つの所定しきい値で定められた所定の許容範囲内にあるときには、このタイヤ内圧が、その許容範囲内にあるから、いかなる信号も、アンテナ54からは送信されない。Rの値が、所定の第1のしきい値よりも大きく、低圧状態を意味するときには、集積回路51は、内部RF送信器を作動させ、それにより、アンテナ54から低圧信号が送信される。同様に、Rの値が、所定の第2のしきい値よりも小さく、高圧状態を意味するときには、集積回路51は、内部RF送信器を作動させ、それにより、アンテナ54から高圧信号が送信される。このような低圧信号または高圧信号は、従来の搭載受信回路(図示されてない)により受信されて、そこで、この低圧信号または高圧信号を、可視インジケータ、可聴アラーム、あるいはその両方のように、感知可能な警告信号に変換する。一般に、この受信回路は、この低圧信号と高圧信号を、上記の警告インジケータを作動させるのに使用できる形式にデコードするデコーダを含む。このような受信器の代表的な例は、米国特許第5,900,808号、米国特許第6,175,301号、米国特許第6,453,737号に示され、説明されている。この受信回路は、従来のものであって、当業者にはよく知られているから、さらに詳細な説明は、必要でないであろう。
The resistance measurement process used to determine the tire pressure is very similar to that disclosed in the above-referenced pending US patent application Ser. No. 10 / 346,490. The measured resistance value of the stretch sensor assembly (22, 32) is the maximum when the tire
電池を節約するために、抵抗測定は、連続的でなく、定期的に行われる。例えば、まず最初にRの初期値を計算する。Rの値が、第1のしきい値よりも小さく、かつ、第2のしきい値よりも大きい(すなわち、タイヤ圧力が、その許容範囲内にあることを示す)場合には、集積回路51は、1分間待って、次に、パラメータRの別の計算を続ける。いずれかの計算から、Rの値が、2つのしきいレベルで定められる範囲外にある(すなわち、第1のしきい値よりも大きいか、あるいは、第2のしきい値よりも小さい)場合には、集積回路51は、1分間よりも短い期間(10秒)待って、次に、パラメータRの別の計算を行う。その結果として、Rの別の値が、これら2つのしきい値で定められる範囲外にある場合には、集積回路51は、RF送信器を作動させて、タイヤの低圧信号または高圧信号を発生させる。その結果として、次に続くRの値が、これら2つのしきい値で定められる範囲外にない場合には、集積回路51は、1分間待って、次の計算を続ける。 In order to save battery power, resistance measurements are made periodically rather than continuously. For example, first, an initial value of R is calculated. If the value of R is less than the first threshold and greater than the second threshold (ie, indicating that the tire pressure is within its tolerance), the integrated circuit 51 Wait one minute and then continue with another calculation of parameter R. From any calculation, the value of R is outside the range defined by the two threshold levels (ie, greater than the first threshold or less than the second threshold) The integrated circuit 51 waits for a period of less than 1 minute (10 seconds) and then performs another calculation of the parameter R. As a result, if another value of R is outside the range defined by these two thresholds, integrated circuit 51 activates the RF transmitter to generate a tire low or high pressure signal. Let As a result, if the next value of R is not outside the range defined by these two thresholds, the integrated circuit 51 waits for one minute and continues with the next calculation.
さらに電池の節電を図るためために、電池52から集積回路51への電力を、動き検出器55の制御のもとに選択的に加える。動き検出器55の第1の実施形態55Aは、図9に示されている。この図に見られるように、電池52の一方の端子(この実施形態では正の端子)は、動き検出器55Aの第1の端子91に接続されている。端子91は、質量ブロック95の揺動進路94に沿って設けられた一対の接触ばね(92、93)にオーム接続されている。導電材料から作られた質量ブロック95は、ピボットばね(揺動ばね)96の上端に取り付けられる。ピボットばね96も、導電材料から作られている。ピボットばね96の下端は電源出力端子98にオーム接続されている。電源出力端子98は、集積回路51の電源入力端子に接続されている。
Further, in order to save battery power, power from the battery 52 to the integrated circuit 51 is selectively applied under the control of the motion detector 55. A first embodiment 55A of motion detector 55 is shown in FIG. As seen in this figure, one terminal of the battery 52 (positive terminal in this embodiment) is connected to the
動作の際、タイヤ圧力センサ・システム50を取り付けている車両タイヤが静止しているときには、質量ブロック95が、接触ばね92と接触ばね93の中央に位置づけられ、かつ、ピボットばね96の作用により、この位置に保たれる。この中央位置では、質量ブロックが、接触ばね(92、93)から離れており、その結果、電池52からの電流は、出力端子98には流れず、しかも、電力はまったく消費されない。車両タイヤが回転し始めると、質量ブロック95は、タイヤ側壁上の動き検出器55の向きと、タイヤの回転方向に応じて、接触ばね92か、接触ばね93のいずれかの方向に、遠心力の影響のもとに揺動進路94に沿ってふられる。タイヤの回転速度が所定の値(例えば、10m.p.h)に達すると、質量ブロック95は、2つの接触ばね(92、93)の一方と接触するのに充分な距離だけ、ふられる。ここで、電源入力端子91と電源出力端子98との間で、オーム電気回路が確立されて、電池52から集積回路51にDC電流が流れることもある。集積回路51に電力を加えるときのタイヤ速度は、設計者の好みの問題であって、当業者にとって妥当と見なされる値に設定できることに留意されたい。電池52と集積回路51との間で、電源接続が確立されると、上述のタイヤ圧力測定処理が開始する。
In operation, when the vehicle tire mounting the tire
図10は、動き検出器55Bの代替実施形態を示している。この実施形態では、ピボットばね96を、ピボットアーム101に代えている。ピボットアーム101は、その下端が固定基準点に揺動自在に取り付けられており、しかも、ピボットアーム101の上端には、強磁性質量ブロック103が取り付けられている。動き検出器55Bの固定基準点には、永久磁石105が取り付けられている。図10の実施形態の働きは、図9の実施形態と非常に類似しているが、タイヤの回転による遠心力の大きさが質量ブロック103と永久磁石105との間の磁気保持力の大きさを超えるまで、質量ブロック103と永久磁石105との間の磁力が質量ブロック103を、接触ばね92または接触ばね93から離しておくという違いがある。
FIG. 10 shows an alternative embodiment of
図10Aと図10Bは、動き検出器55Cの他の代替実施形態を示している。図10Aは、作動しない状態での動き検出器55Cを示しているが、一方、図10Bは、作動した状態での動き検出器55Cを示している。この実施形態では、ピボットアーム101は、その上端に磁石106が取り付けられている。永久磁石105が、動き検出器55Cの固定基準点に取り付けられている。接触ばね(92、93)を、磁力で作動する常開接触リードスイッチ108に代えている。リードスイッチ108は、入力端子91にオーム接続された第1の端子109と、端子98にオーム接続された第2の端子110とを持っている。図10Aと図10Bの実施形態の働きは、以下の通りである。タイヤの回転による遠心力の大きさが、磁石106と磁石105との間の磁気保持力の大きさよりも小さいときには、ピボットアーム101と磁石106は、図10Aに示される姿勢に保たれ、また、そのような姿勢では、磁石106は、リードスイッチ108を作動しない状態にとどめ、かつ端子91と端子98との間で電力をまったく伝達しないほど、リードスイッチ108から離れている。タイヤの回転による遠心力の大きさが、磁石106と磁石105との間の磁気保持力の大きさを超えるときには、ピボットアーム101と磁石106を回転させて(図10Bでは反時計回りに)、磁石106がリードスイッチ108に近づくようにし、リードスイッチ108中のコンタクトを閉じさせ、それにより、端子91と端子98をオーム接続して、電池52から集積回路51に電力を伝達する。図10Aと図10Bには、ただ1つのリードスイッチ108が示されているが、一対のリードスイッチ108が動き検出器55C内に使用され、図9の実施形態に示される接触ばね(92、93)の場所に類する場所に位置づけられてもよい。
10A and 10B show another alternative embodiment of motion detector 55C. FIG. 10A shows the motion detector 55C in a non-actuated state, while FIG. 10B shows the motion detector 55C in an actuated state. In this embodiment, the
ここで、明らかであるように、タイヤ圧力センサ・システム50の電源回路に動き検出器(55A〜55C)を含めることは、タイヤが回転自在に取り付けられている車両が、静止しているか、あるいは、タイヤ圧力が重大問題とはならない速度にて移動しているときに、集積回路51へのDC電力の印加を妨げることで、電池52の有効寿命を長くすることができる。図11に示される多段動き検出器55Dを用いれば、さらなる節電を達成できる。この図に見られるように、多段動き検出器55Dには、動き検出器55Aと同一の要素(91、92、93、95、96、98)が取り入れられている。さらに、多段動き検出器55Dは、追加の一対の電源接触ばね(112、113)も含む。接触ばね(112、113)は、質量ブロック95の揺動進路94の両端に沿って取り付けられているが、ただし、接触ばね(92、93)の内側接触面の外側寄りにある揺動進路94沿いの地点に配置されている。電源接触ばね(112、113)は、集積回路51の専用入力ポートに接続された追加出力端子115と並列にオーム接続されている。接触ばね(112、113)と出力端子115の目的は、タイヤ回転速度が、質量ブロック95と、接触ばね92か接触ばね93のいずれかとの接触により表される値よりも大きい所定値を達成したことを知らせる制御信号を集積回路51に供給することである。例えば、接触ばね(92、93)と質量ブロック95が接触し、かつ、集積回路51に電力を加えさせてタイヤ圧力測定処理を可能にするときの回転速度を制御する機械的パラメータは、10m.p.h.にセットされる一方で、接触ばね(112、113)と質量ブロック95が接触し、かつ、その制御信号を発生させるときの回転速度を制御する機械的パラメータは、50m.p.h.にセットされる。出力端子115上の制御信号は、以下の目的で使用される。
Here, as will be apparent, including a motion detector (55A-55C) in the power circuit of the tire
タイヤ圧力測定処理の間、センサ・アセンブリ50に電流が加えられると、電池52から著しい量の電力が消費される。多段動き検出器55Dを用いれば、集積回路51は、この測定期間を、車両速度に応じて、タイヤ圧力の正確な測定を行うのに必要な期間に限定することで、この測定処理の間に加えられる総電流量を最小限に抑えることができる。図12Aと図12Bは、0.32mの半径を持つ205/65R15タイヤに対して、このような電力加減手法(power tailoring technique)を示している。10m.p.h.の車両速度では、この特定タイヤの1回転に必要な時間は、0.45秒である。したがって、RminとRmaxの測定値を得るのに必要な最小期間は、0.45秒である。集積回路51に電力を加えるとき、所与の任意時点でのタイヤの角度位置が、本システムでは確定できないから、電力を加えた後で、タイヤのまる2回転の間、タイヤ圧力測定処理を可能にすることが賢明である。図12Aを参照すると、10m.p.h.の車両速度では、0.90秒の間、タイヤ圧力測定処理を可能にする。この0.90秒は、この測定処理を可能にした後で、タイヤのまる2回転に必要な時間である。したがって、動き検出器55Dでは、電力を、電池52から、導電路端子91、ピボットばね96、質量ブロック95、接触ばね92または接触ばね93、電源出力端子98を介して、集積回路51に伝達した後で、出力端子115上の制御信号が休止状態であるか、あるいはデアサート(不能に)されたときには、このタイヤ圧力測定処理を、0.90秒の間、可能にする。
During the tire pressure measurement process, a significant amount of power is consumed from the battery 52 when current is applied to the
50m.p.h.の車両速度では、同一タイヤの1回転に必要な時間は、0.09秒であり、また、まる2回転では、0.18秒が必要である。したがって、RminとRmaxの信頼できる測定値を得るために設定される最小期間は、0.18秒である。図12Bを参照すると、50m.p.h.の車両速度では、0.18秒の間、このタイヤ圧力測定処理を可能にする。この0.18秒は、この測定処理を可能にした後で、タイヤのまる2回転に必要な時間である。したがって、多段動き検出器55Dでは、電力を、電池52から、導電路端子91、ピボットばね96、質量ブロック95、接触ばね92または接触ばね93、電源出力端子98を介して、集積回路51に伝達し、また、電力を、電池52から、導電路端子91、ピボットばね96、質量ブロック95、接触ばね112または接触ばね113、出力端子115を介して、集積回路51に伝達した(それにより、この制御信号をアサートした(アクティブにした))後で、このタイヤ圧力測定処理を、0.18秒の間だけ、可能にする。
50 m. p. h. At the vehicle speed of 1, the time required for one rotation of the same tire is 0.09 seconds, and for two full rotations, 0.18 seconds are required. Therefore, the minimum period set to obtain a reliable measurement of Rmin and Rmax is 0.18 seconds. Referring to FIG. 12B, 50 m. p. h. At a vehicle speed of 0.18 seconds, this tire pressure measurement process is enabled. This 0.18 second is the time required for two full rotations of the tire after enabling this measurement process. Therefore, in the multistage motion detector 55D, power is transmitted from the battery 52 to the integrated circuit 51 via the
ここで、明らかになるように、多段動き検出器55Dは、なおタイヤ圧力の正確な測定値を得ることができるようにしながらも、タイヤ圧力測定処理の間、電力消費を制限している。多段動き検出器55Dは、動き検出器55Aの共通要素を参照して述べられてきたが、多段動き検出器55Dは、動き検出器55Bと動き検出器55Cの共通要素を用いて構成できるものとする。さらに、追加の段を多段動き検出器55Dに加えて、上述の2つのしきい値よりも多くて、かつ異なる速度しきい値を取り入れることができるものとする。例えば、図11に示される接触ばね(112、113)よりも広い間隔にて、追加の一組の接触ばねを取り付けて、さらに短い電源投入期間で、第3のさらに速い速度しきい値を指定する。さらに、この測定期間は、要望があれば、この好ましい実施形態における2回転の例とは異なるタイヤ回転数に基づかせることができる。
Here, as will become apparent, the multi-stage motion detector 55D limits power consumption during the tire pressure measurement process while still allowing an accurate measurement of the tire pressure to be obtained. The multistage motion detector 55D has been described with reference to the common elements of the motion detector 55A, but the multistage motion detector 55D can be configured using the common elements of the
これらの好ましい実施形態は、ここまでは1本のタイヤに対して、ただ1つのユニットとして述べられてきたが、実際には、車両のそれぞれのタイヤは、タイヤ圧力センサ・システム50を装備することになる。様々なコード化機構(encoding arrangement)に、個々のセンサを一意的に識別させることができ、また、不適当に膨らんだ特定のタイヤを識別するように警告インジケータを構成できる。
Although these preferred embodiments have been described so far as a single unit for a single tire, in practice each tire of a vehicle is equipped with a tire
ここで、明らかになるように、本発明は、構造が比較的に単純であって、かつ、ただ1つのストレッチ・センサを用いる公知システムよりも高い測定感度を持っている単純で、安価なタイヤ圧力センサ・システムを提供する。さらに、本発明によるタイヤ圧力センサ・システムは、製造の間にタイヤに組み込まれ、また、タイヤを車輪に取り付ける前ではタイヤの内壁に取り付けられ、また、タイヤを車輪に取り付けた後ではタイヤの外壁に取り付けられるような様々な設置様式を受け入れることができる。さらに、本発明の動き検出器部分は、電力消費を制限し、したがって、電池の寿命を長くする。最後に、本発明は、空気タイヤを用いるあらゆる車両において、タイヤ安全性を監視する正確で、かつ信頼できるシステムを提供する。 Here, as will become apparent, the present invention is a simple, inexpensive tire that is relatively simple in construction and has a higher measurement sensitivity than known systems using only one stretch sensor. A pressure sensor system is provided. Furthermore, the tire pressure sensor system according to the present invention is incorporated into the tire during manufacture, and is attached to the inner wall of the tire before attaching the tire to the wheel, and the outer wall of the tire after attaching the tire to the wheel. It can accept various installation styles such as can be attached to. Furthermore, the motion detector portion of the present invention limits power consumption and thus extends battery life. Finally, the present invention provides an accurate and reliable system for monitoring tire safety in any vehicle using pneumatic tires.
本発明は、特定の好ましい実施形態を参照して述べられてきたが、要望に応じて、様々な変更例、代替実施形態、およびそれらと同等なものを使用できる。要望があれば、例えば対になった接触ばね(92、93)を、質量ブロック支持部材のピボット中心線に沿って位置づけられたただ1つのばねに代えてもよい。ただ1つのばねが使用される場合には、車両の前進移動時に集積回路51に電力が確実に加えられるようにするために、タイヤ上で、このセンサ・システムを適正な方向に向けるように注意を払わなければならない。さらに、本発明は、このセンサをタイヤ側壁に取り付けるために接着剤を使用をすることを基準として述べられてきたが、センサをタイヤ側壁に取り付ける目的で、適切と見なされる場合には、他の公知手法を使用してもよい。それゆえ、上記のものは、本発明を限定するものと見なされるべきではなく、併記の特許請求の範囲により定められる。 Although the present invention has been described with reference to certain preferred embodiments, various modifications, alternative embodiments, and equivalents can be used as desired. If desired, for example, the paired contact springs (92, 93) may be replaced with a single spring positioned along the pivot centerline of the mass block support member. If only one spring is used, care must be taken to orient the sensor system on the tire to ensure that power is applied to the integrated circuit 51 when the vehicle moves forward. Have to pay. Furthermore, although the present invention has been described with reference to the use of an adhesive to attach the sensor to the tire sidewall, other cases may be considered as appropriate for the purpose of attaching the sensor to the tire sidewall. A known method may be used. Therefore, the above should not be considered as limiting the invention, but is defined by the appended claims.
22…センサ・アセンブリ、22a〜22d…ストレッチ・センサ、24…第1のたわみ層、25…第2のたわみ支持層(ベース層) 22 ... Sensor assembly, 22a-22d ... Stretch sensor, 24 ... First flex layer, 25 ... Second flex support layer (base layer)
Claims (5)
前記車両速度感知可能スイッチが、前記出力端子に接続された第1の部分と自由端とを持つ導電性接触部材と、前記入力端子に接続された第1の部分と自由端に取り付けられた質量部材とを持つ導電性ピボット部材とを含み、また、前記質量部材が、前記タイヤが前記第1の所定速度に達すると、前記導電性接触部材の前記自由端と物理的に接触するように取り付けられ、
前記質量部材が対向する端部を持っており、前記車両速度感知可能スイッチが前記出力端子に接続された第1の接触部材と第2の接触部材を含み、前記第1の接触部材が前記対向する端部の一端の進路に自由端を持っており、また、前記第2の接触部材が、前記対向する端部の他端の進路に自由端を持っている
ことを特徴とするタイヤ圧力センサ・システム。 A variable resistance sensor coupled to a pneumatic tire to provide a resistance value indicative of tire internal pressure; a processor coupled to the variable resistance sensor for converting a resistance value corresponding to insufficient tire internal pressure into an RF generator activation signal; and an RF generator that is activated by the processor sending a dangerous tire pressure warning signal, a tire pressure sensor system having a power saving unit, the to limit the application of power to said variable resistance sensor, wherein the power saving unit, power supply An input terminal coupled to the variable resistance sensor; an output terminal for supplying power to the variable resistance sensor; and when the tire reaches a first predetermined speed, the input terminal is connected to the output terminal; and the speed of the tire A vehicle speed sensing switch that disconnects the input terminal from the output terminal when the speed falls below the first predetermined speed ,
A conductive contact member having a first part connected to the output terminal and a free end, and a mass attached to the first part connected to the input terminal and the free end. A conductive pivot member having a member, and the mass member is mounted in physical contact with the free end of the conductive contact member when the tire reaches the first predetermined speed. And
The mass member has an opposite end, and the vehicle speed sensing switch includes a first contact member and a second contact member connected to the output terminal, and the first contact member is the opposite member. The second contact member has a free end in the path of the other end of the opposite end, and the second contact member has a free end in the path of one end of the end. Tire pressure sensor system .
(a)電源を提供するステップと、
(b)持続時間がタイヤ速度に関係するタイヤ圧力測定期間の間、前記可変抵抗センサに電力を加えるステップと、
を含み、
前記電力を加えるステップ(b)が、
(i)前記タイヤ速度が第1のタイヤ速度しきい値に達するまで、前記可変抵抗センサへの電力の印加を防止するステップと、
(ii)前記タイヤ速度が前記第1のタイヤ速度しきい値に達すると、前記第1のタイヤ速度しきい値にて、あらかじめ選ばれたタイヤ回転数に必要となる期間に関係する測定期間の間、前記可変抵抗センサに電力を供給するステップと、
(iii)前記タイヤ速度が前記第1のタイヤ速度しきい値よりも低下すると、前記可変抵抗センサへの電力の印加を終了するステップと、
を含み、
前記電力を加えるステップ(b)が、前記タイヤ速度が第2のタイヤ速度しきい値に達すると、前記測定期間の長さを、前記第2のタイヤ速度しきい値にて、あらかじめ選ばれたタイヤ回転数に必要となる期間に関係する別の値に変更するステップをさらに含むことを特徴とする方法。 A variable resistance sensor coupled to a pneumatic tire to provide a resistance value indicative of tire internal pressure; a processor coupled to the variable resistance sensor for converting a resistance value corresponding to insufficient tire internal pressure into an RF generator activation signal; and A method of reducing power consumption in an electric tire pressure sensor system having an RF generation circuit that is activated by a processor and sends a dangerous tire pressure warning signal, comprising:
(A) providing a power source;
(B) applying power to the variable resistance sensor during a tire pressure measurement period whose duration is related to tire speed;
Only including,
The step (b) of applying the power comprises:
(I) preventing application of power to the variable resistance sensor until the tire speed reaches a first tire speed threshold;
(Ii) When the tire speed reaches the first tire speed threshold value, a measurement period related to a period required for a tire rotational speed selected in advance at the first tire speed threshold value; Supplying power to the variable resistance sensor,
(Iii) ending application of power to the variable resistance sensor when the tire speed falls below the first tire speed threshold;
Including
In step (b) of applying power, when the tire speed reaches a second tire speed threshold, the length of the measurement period is pre-selected at the second tire speed threshold. The method further comprising the step of changing to another value related to the period required for the tire speed .
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