JP5864084B2 - タイヤ圧監視方法およびシステム - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤ内に存在する空気圧を測定する圧力センサと、圧力情報を送信する送信器と、呼び掛け信号を受信する受信器と、を含むホイールエレクトロニクスを用いて、車両タイヤの空気圧を監視する方法に関する。
モーター付き車両のタイヤ圧を監視するために、圧力を測定するセンサと、圧力情報を無線送信する送信器と、を含むデバイスが使用される。これらのデバイスは一般に、ホイールエレクトロニクスと呼ばれ、空気タイヤ内に配設される。ホイールエレクトロニクスは、例えば、バルブ基部またはリムに取り付けることができる。
ホイールエレクトロニクスにより送信される圧力情報は、車両内または車両上に取り付けた受信器で受信することができる。かかるタイヤ圧監視システムは、車両タイヤの不十分な空気圧または危険な圧力低下を運転者に知らせることができる。ホイールエレクトロニクスは、呼び掛け信号の受信により送信活動がトリガできるものが、特に有利である。かかるホイールエレクトロニクスでは、車両上に配設されたセントラルユニットが、必要に応じてホイールエレクトロニクスに呼び掛けを行うことにより、個々の車両タイヤに関する情報を得ることができる。
ホイールエレクトロニクスがそのエネルギー需要を補填するのが、バッテリーからであるか、機械‐電気エネルギー変換器または熱‐電気エネルギー変換器からであるかを問わず、実行できる最も経済的なエネルギー消費を達成することは、ホイールエレクトロニクスの開発および改良において追求される不変の目標である。
従って、本発明の目的は、ホイールエレクトロニクスのエネルギー消費をいかにして削減することができるか、その方法を明らかにすることである。
この目的は、請求項１に記載の特徴を有するタイヤ圧監視方法により、および請求項１７に記載のタイヤ圧監視システムにより、達成される。本発明の有利な改良形態は、従属請求項の主題である。
本発明に記載の方法では、送信命令を符号化したコマンド部の前に数個のパルスを有する調整部を含むパルス列を、呼び掛け信号として使用する。このような方法で、呼び掛け信号のパルスを増幅するために用いる増幅率を、ホイールエレクトロニクスにおいて調整し、コマンド部を受信してその数値を求めるために必要な率にすることができる。呼び掛け信号の受信条件は、車両固有のホイールハウスの幾何図形的配列を含め、いくつかの要因によって左右され、従って、かなりの変動を受ける。本発明に記載の方法を用いると、増幅を、具体的な事例における受信条件のために必要な率に低減することができる。これにより、ホイールエレクトロニクスの動作を、より経済的なものにすることができる。
調整部は、好ましくは３〜１０個のパルスを含み、３〜７個のパルスが特に好ましい。この大きさは、必要な増幅率を確実に割り出すために十分な数のパルスが利用できるだけでなく、また、不必要に長い受信活動も避けられるという利点を有する。
受信条件は、従ってまた、必要な増幅も、パルスの端縁で特によく割り出すことができる。その結果として、調整部用には短パルスが有利である。調整部のパルスは、好ましくは、システム精度の文脈内において等しい長さを有する。例えば、調整部のパルスは全て、同一の長さで、コマンド部に存在するビットストリングにおいて数値０を符号化する長さと同じであることができる。
コマンド部は好ましくは、調整部のパルスより長いパルス、特に、調整部のパルスの少なくとも２倍の長さのパルスを含む。それに関して、コマンド部はまた、調整部のパルスと同じ長さかまたはそれより短い長さでさえあるパルスを含んでもよい。コマンド部は、例えば、長パルスが数値１を符号化し短パルスが数値０を符号化するビットストリングであることができる。この場合、短パルスは好ましくは、調整部のパルスと同じ長さを有する。
本発明の有利な改良形態では、パルス列が、調整部とコマンド部との間でスタートパルスを含み、かかるスタートパルスは、調整部に存在するパルスの少なくとも２倍の長さ、好ましくは少なくとも３倍の長さ、特に、少なくとも４倍の長さである。スタートパルスは、好ましくはまた、コマンド部に存在するパルスより長い。このような方法で、調整部の最終パルスが誤ってコマンド部のパルスとして解釈されるのを防ぐことができる。例えば、スタートパルスは、１を符号化したパルスより長く、かつ、０を符号化したパルスより長いものであることができる。スタートパルスは好ましくは、調整部のパルスおよびコマンド部のパルスのパルス継続期間の和と少なくとも同じ長さである。例えば、スタートパルスは、コマンド部において０を記述したパルスと１を記述したパルスとの和に等しい長さ、好ましくはそれを超える長さであることができる。
本発明のさらに有利な改良形態では、パルス列は、調整部の前にウェイクアップパルスを含む。ウェイクアップパルスは好ましくは、調整部より長い。有利なことに、ウェイクアップパルスを用いて、ホイールエレクトロニクスが継続的に受信準備状態にされないようにすることができる。呼び掛け信号を形成するパルス列が先頭にウェイクアップパルスを含むため、ホイールエレクトロニクスが、パルスに特徴的な強度が受信器に存在するか否かを定期的間隔でチェックする場合には、十分である。かかる強度が存在する場合、受信器は、呼び掛け信号の後続部を受信するために受信準備状態に留まる。存在しない場合、ホイールエレクトロニクスは、省エネルギー状態に戻ることができる。特に好ましい実施形態では、ウェイクアップパルスの継続期間は、パルス列の継続期間の、少なくとも３分の２のような、半分以上を占める。
ホイールエレクトロニクス内に存在する送信器は、好ましくはＨＦ送信器であり、これは無線周波数送信器である。よって、ホイールエレクトロニクスは、無線周波数信号の形で圧力情報を送信する。送信は好ましくは、４３３ＭＨｚのような、ＩＳＭバンドと呼ばれる１００ＭＨｚを超える周波数で、または３１５ＭＨｚ域もしくは８６８ＭＨｚ域で実行される。呼び掛け信号用には、低周波数領域（ＬＦ）が好ましい。５０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚの領域が特に適している。搬送波が、送信器のスイッチの入切によるもののような、上記の周波数領域において変調されたパルス幅であるという観点から、呼び掛け信号のパルス列を生成することができる。
添付の図面を参照しながら例示的実施形態において、本発明のさらなる詳細および利点を説明する。
図１に示した車両のタイヤ圧を監視するシステムは、車両の各空気タイヤ内にそれぞれ配設された複数のホイールエレクトロニクス１、並びに圧力センサ１ａ、温度センサ１ｂ、制御ユニット１ｃ、バッテリーまたは発電機のような電源１ｄ、ＨＦ送信機１ｅおよびＬＦ受信器１ｆを含む。さらに、このシステムはセントラルユニット２を含み、かかるセントラルユニットは、静止した状態で車両上に配設され、かつ、呼び掛け送信器３および少なくとも１個のＨＦ受信器４が接続されている。
呼び掛け送信器３が、例えば５０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ、特に１００ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚの搬送周波数を有するＬＦ信号を出すため、呼び掛け信号１０は、相対的に狭い領域を有する。従って好ましくは、車両軸の特定端に配設されたホイールのホイールエレクトロニクス１に対して呼び掛けを行うために、車両軸の各端を呼び掛け送信器３に関連づける。
その一方でホイールエレクトロニクスは、ＨＦ信号の形で圧力情報を出す。使用するＨＦ搬送周波数は、好ましくは少なくとも１００ＭＨｚである。例えば、４３３ＭＨｚ、３１５ＭＨｚまたは８６８ＭＨｚがホイールエレクトロニクス１用には一般的である。従って、ホイールエレクトロニクス１が出す信号は、より広い領域を有し、そのため、一般に、単一の受信器４をセントラルユニット２に接続するだけで十分である。ただし、また、複数の受信器４をセントラルユニット２に接続することも可能であり、例えば、専用の受信器４を各軸に、または各ホイール位置にさえ、関連づけることも可能である。
ホイールエレクトロニクス１の送信活動は、呼び掛け信号１０の受信によりトリガされる。呼び掛け信号１０は、図２に模式的に示したパルス列の形で送信される。
呼び掛け信号１０は、ウェイクアップパルス１１で始まる。ウェイクアップパルス１１の後には、数個、例えば５個、のパルス１２ａを含む調整部１２が続く。調節部の後には、スタートパルス１３が続き、その後には、ホイールエレクトロニクス１に対する送信命令を符号化したコマンド部１４が続く。コマンド部１４は、例えば、ホイールエレクトロニクス１を促して現行の圧力情報を出させることができる。別の可能性としては、コマンド部１４がホイールエレクトロニクス１を促して、それに搭載されたソフトウェアのバージョンのような、型情報を出させるということがある。
図示した実施形態では、ウェイクアップパルス１１は、パルス列１０の継続期間の半分以上を占める。ウェイクアップパルス１１は、調整部１２より長く、かつ、コマンド部１４より長い。ウェイクアップパルス１１は、好ましくは、コマンド部１４の継続期間と調整部１２の継続期間との和より長い。ウェイクアップパルス１１が長くなればなるほど、ホイールエレクトロニクスでのサンプリングを粗間隔にすることができる。その結果として、ウェイクアップパルスが長くなればなるほど、エネルギー要求事項、さらには、混信に対するホイールエレクトロニクスの弱さも、小さくなる。ウェイクアップパルスの最大長さの上限は、システムの所望応答時間により画定される。
ホイールエレクトロニクス１は、呼び掛け信号１０がアクティブであるか否かをチェックするために、受信器１ｆを定期的に作動させる。ホイールエレクトロニクス１の受信器１ｆが作動する時間間隔を、ウェイクアップパルス１１より短く選択することにより、呼び掛け信号１０の調整部１２の期間中ずっとホイールエレクトロニクス１が受信準備状態であることは、エネルギー消費をほとんど必要としない。
ウェイクアップパルス１１がアクティブであるか否かを割り出すためには、ホイールエレクトロニクス１の受信器１ｆを、１／２ミリ秒またはそれ未満のようなごく短い時間、作動させるだけで十分である。このために必要なエネルギーは非常に少ない。と言うのも、ホイールエレクトロニクス１の受信器１ｆが、その時間の大部分、電源を切られているためである。好ましくは、ホイールエレクトロニクス１の受信器１ｆは、ウェイクアップパルス１１の継続期間の少なくとも２／３、好ましくは少なくとも３／４、ただしウェイクアップパルス１１の継続期間未満、に等しい時間間隔で作動される。
図示した実施形態では、受信器は、３２ミリ秒ごとに１／２ミリ秒未満の間、作動する。図示した実施形態では、ウェイクアップパルス１１の継続期間は４２ミリ秒である。また、ウェイクアップパルス１１の継続期間は、それより長くも短くも容易に選択することができる。ただし、ウェイクアップパルス１１が短くなればなるほど、ホイールエレクトロニクス１が頻繁な作動を必要とすることを、考慮に入れなければならない。ウェイクアップパルス１１が長くなることは、より経済的にホイールエレクトロニクス１が動作するという利点を有するが、その分、圧力情報に関する呼び掛けをホイールエレクトロニクス１に対して行うために必要な時間が増すことを意味する。ウェイクアップパルス１１の継続期間用に特に有利な範囲は、３０〜２００ミリ秒、特に３５〜１００ミリ秒である。
調整部１２が、ウェイクアップパルス１１の後に続き、数個のパルス１２ａを有する。調整部１２は、好ましくは３〜１０個のパルス１２ａを含み、３〜７個が特に好ましい。調整部１２に存在するパルス１２ａを用いて、信号増幅を優勢な受信条件に適応させ、ホイールエレクトロニクス１がエラーなく呼び掛け信号１０のコマンド部１４を理解してその数値を求めることができるようにする。ホイールエレクトロニクス１の受信器１ｆ内に存在する増幅器の増幅率を調整して必要な大きさにすることにより、ホイールエレクトロニクス１の省エネルギー性の特に高い動作を実現することができる。なぜなら、不必要に大きい信号増幅を避けることができるためである。
調整部１２のパルス１２ａは、好ましくは、システム精度の文脈内において等しい長さを有する。例えば、調整部のパルス１２ａは、コマンド部１４において０を記述するために用いる長さを有することができる。
調整部１２とコマンド部１４との間に、パルス列はスタートパルス１３を含む。スタートパルス１３は、ホイールエレクトロニクス１が、調整部１２のパルス１２ａをコマンド部１４の一部として解釈するのを防ぐ。スタートパルス１３は、調整部１２に存在するパルス１２ａの少なくとも２倍の長さ、好ましくは３倍の長さ、特に、少なくとも４倍の長さである。図示した実施形態では、スタートパルス１３は、調整部１２のパルス１２ａの５倍の長さである。スタートパルス１３は、好ましくはまた、コマンド部１４に存在するパルス１４ａ、１４ｂより長い。それが特に好ましいのは、スタートパルス１３が、調整部１２のパルス１２ａおよびコマンド部１４のパルス１４ａ、１４ｂのパルス継続期間の和と少なくとも同じ長さの場合である。一般に、それが有利であるのは、スタートパルス１３が、調整部１２のパルス１２ａの３〜１０倍の長さ、特に、調整部１２のパルス１２ａの４〜６倍の長さの場合である。
コマンド部１４が、スタートパルス１３の後に続く。コマンド部１４は、好ましくは、短パルス１４ａおよび長パルス１４ｂの形でビットストリングを含む。この目的を達するために、短パルス１４ａは０を符号化することができ、長パルス１４ｂは１を符号化することができる。上述の通り、コマンド部１４の短パルス１４ａの長さは、調整部１２のパルス１２ａの長さと一致することができる。
上記のホイールエレクトロニクス１は、運転中に生じる加速力により閉じるローラースイッチを含んでもよい。その場合、有利なことにホイールエレクトロニクス１は、走行中、指定の時間間隔で自動的に圧力測定を行うことができる。ホイールエレクトロニクス１が危険な圧力低下を発見した場合、それに該当する圧力情報は、呼び掛け信号により要求されていない場合であっても送信することができる。送信を行うように呼び掛け信号１０により促すことができるだけでなく、また、自動送信も行えるホイールエレクトロニクス１は、例えば、特許文献１で知られている。
１…ホイールエレクトロニクス
１ａ…圧力センサ
１ｂ…温度センサ
１ｃ…制御ユニット
１ｄ…電源
１ｅ…ＨＦ送信器
１ｆ…ＬＦ受信器
２…セントラルユニット
３…呼び掛け送信器
４…ＨＦ受信器
１０…呼び掛け信号
１１…ウェイクアップパルス
１２…調整部
１２ａ…パルス
１３…スタートパルス
１４…コマンド部
１４ａ…短パルス
１４ｂ…長パルス
１ａ…圧力センサ
１ｂ…温度センサ
１ｃ…制御ユニット
１ｄ…電源
１ｅ…ＨＦ送信器
１ｆ…ＬＦ受信器
２…セントラルユニット
３…呼び掛け送信器
４…ＨＦ受信器
１０…呼び掛け信号
１１…ウェイクアップパルス
１２…調整部
１２ａ…パルス
１３…スタートパルス
１４…コマンド部
１４ａ…短パルス
１４ｂ…長パルス
Claims (16)
- タイヤ内に存在する空気圧を測定する圧力センサと、圧力情報を送信する送信器と、呼び掛け信号を受信する受信器と、を含むホイールエレクトロニクスを用いて、車両タイヤの空気圧を監視する方法であって、
前記ホイールエレクトロニクスの送信活動が、前記呼び掛け信号の受信によりトリガされ、前記呼び掛け信号が、前記ホイールエレクトロニクスに対する送信命令を符号化したコマンド部を含むパルス列として送信され、
前記パルス列が、前記コマンド部の前に、数個のパルスを有する調整部を含み、且つ、前記調整部と前記コマンド部との間に、一つのスタートパルスを含み、
前記コマンド部は、前記調整部に存在するパルスよりも長いパルスを含み、
前記スタートパルスが、１を符号化したパルスよりも長く、且つ、０を符号化したパルスよりも長く、前記調整部に存在する前記パルスの少なくとも２倍の長さ、少なくとも３倍の長さ、及び、少なくとも４倍の長さのいずれかであり、前記コマンド部に含まれる前記長いパルスよりも長いことを特徴とするタイヤ圧監視方法。 - タイヤ内に存在する空気圧を測定する圧力センサと、圧力情報を送信する送信器と、呼び掛け信号を受信する受信器と、を含むホイールエレクトロニクスを用いて、車両タイヤの空気圧を監視する方法であって、
前記ホイールエレクトロニクスの送信活動が、前記呼び掛け信号の受信によりトリガされ、前記呼び掛け信号が、前記ホイールエレクトロニクスに対する送信命令を符号化したコマンド部を含むパルス列として送信され、
前記パルス列が、前記コマンド部の前に、数個のパルスを有する調整部を含み、且つ、前記調整部の前にウェイクアップパルスを含み、前記ウェイクアップパルスが前記コマンド部より長いことを特徴とするタイヤ圧監視方法。 - 請求項１において、前記パルス列が、前記調整部の前にウェイクアップパルスを含むことを特徴とするタイヤ圧監視方法。
- 請求項１又は３において、前記スタートパルスが、前記調整部のパルスおよび前記コマンド部のパルスのパルス継続期間の和と少なくとも同じ長さであることを特徴とするタイヤ圧監視方法。
- 請求項１、３、４のいずれかにおいて、前記スタートパルスが、前記調整部のパルスの３〜１０倍の長さ、及び、前記調整部のパルスの４〜６倍の長さのいずれかであることを特徴とするタイヤ圧監視方法。
- 請求項２又は３において、前記ウェイクアップパルスが前記調整部より長いことを特徴とするタイヤ圧監視方法。
- 請求項２、３、６のいずれかにおいて、前記ウェイクアップパルスが、前記コマンド部および前記調整部の継続期間の和より長いことを特徴とするタイヤ圧監視方法。
- 請求項２、３、６、７のいずれかにおいて、前記ウェイクアップパルスの継続期間が、前記パルス列の継続期間の半分以上を占めることを特徴とするタイヤ圧監視方法。
- 請求項１乃至８のいずれかにおいて、前記コマンド部が、前記調整部の前記パルスの少なくとも２倍の長さのパルスを含むことを特徴とするタイヤ圧監視方法。
- 請求項１乃至９のいずれかにおいて、前記コマンド部が、短パルスおよび長パルスの形でビットストリングを含むことを特徴とするタイヤ圧監視方法。
- 請求項１０において、前記調整部が短パルスの列として形成され、前記短パルスの長さが、前記コマンド部の前記短パルスと一致することを特徴とするタイヤ圧監視方法。
- 請求項１乃至１１のいずれかにおいて、前記調整部が、３〜１０個のパルスを含むことを特徴とするタイヤ圧監視方法。
- 請求項１乃至１２のいずれかにおいて、前記調整部が、３〜７個のパルスを含むことを特徴とするタイヤ圧監視方法。
- タイヤ内に存在する空気圧を測定する圧力センサと、圧力情報を送信する送信器と、呼び掛け信号を受信する受信器と、を有するホイールエレクトロニクスと、
呼び掛け信号を出す呼び掛け送信器と、
圧力情報を受信する受信器と、を含むタイヤ圧監視システムであって、
前記ホイールエレクトロニクスの送信活動が、呼び掛け信号の受信によりトリガされ、前記呼び掛け信号が、前記ホイールエレクトロニクスに対する送信命令を符号化したコマンド部を含むパルス列として送信され、
前記パルス列が、前記コマンド部の前に、数個のパルスを有する調整部を含み、且つ、前記調整部と前記コマンド部との間に、一つのスタートパルスを含み、
前記コマンド部は、前記調整部に存在するパルスよりも長いパルスを含み、
前記スタートパルスが、１を符号化したパルスよりも長く、且つ、０を符号化したパルスよりも長く、前記調整部に存在する前記パルスの少なくとも２倍の長さ、少なくとも３倍の長さ、及び、少なくとも４倍の長さのいずれかであり、前記コマンド部に含まれる前記長いパルスよりも長いことを特徴とするタイヤ圧監視システム。 - タイヤ内に存在する空気圧を測定する圧力センサと、圧力情報を送信する送信器と、呼び掛け信号を受信する受信器と、を有するホイールエレクトロニクスと、
呼び掛け信号を出す呼び掛け送信器と、
圧力情報を受信する受信器と、を含むタイヤ圧監視システムであって、
前記ホイールエレクトロニクスの送信活動が、呼び掛け信号の受信によりトリガされ、前記呼び掛け信号が、前記ホイールエレクトロニクスに対する送信命令を符号化したコマンド部を含むパルス列として送信され、
前記パルス列が、前記コマンド部の前に、数個のパルスを有する調整部を含み、且つ、前記調整部の前にウェイクアップパルスを含み、前記ウェイクアップパルスが前記コマンド部より長いことを特徴とするタイヤ圧監視システム。 - 請求項１４又は１５において、前記ホイールエレクトロニクスの受信器が増幅器を含み、前記調整部に存在する前記パルスを用いて、前記コマンド部の数値を求めるのに必要な増幅率を調整することを特徴とするタイヤ圧監視システム。
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