(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に回転可能に取り付けられた所与のタイヤのパラメータを監視するための少なくとも１つのタイヤ・パラメータ・センサを有するタイヤ・パラメータ監視システムと共に使用されるタイヤ位置測定システムであって、このタイヤ位置測定システムは：  
前記車両の複数のタイヤにそれぞれ対応する複数のセンサ・ユニットであって、各センサ・ユニットが
前記タイヤが回転する度に磁場に遭遇し、前記磁場から位置信号を生成するための誘導コイルを備える磁気感知要素と、
前記位置信号とそれに対応するタイヤ・パラメータ・センサからタイヤ・パラメータ信号を受信し、処理するために、前記磁気感知要素に結合されたマイクロコントローラと、
前記処理された位置信号と前記タイヤ・パラメータ信号を受信位置に送信するための前記マイクロコントローラによって制御される信号生成器と、
を含む、複数のセンサ・ユニットと、
前記複数のセンサ・ユニットにそれぞれ対応する複数の磁石セットであって各磁石セットが複数の磁石を有するとともに前記複数のセンサ・ユニットのそれぞれの前記車両の位置に一意である磁場をそれぞれが生成する、複数の磁石セットと、
を備え、
前記それぞれの磁石セットの複数の磁石は回転不能に車両に固定されるとともに、対応するタイヤが回転する度に該磁石セットにより生成される磁場が対応する磁気感知要素と遭遇するように対応するセンサ・ユニットに近接した位置に配置され、これにより前記位置信号が生成され、さらに、前記それぞれの磁石セットは複数の同じ数の磁石が同一の並び方で配置されているがそのそれぞれの磁石の極性の並び方は前記それぞれの磁石セットで異なっていることを特徴とするシステム。
【請求項２】
Ｎ個の磁石により２ｅｘｐＮ個の位置を識別可能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記磁気感知要素に結合された入力および前記マイクロコントローラに結合された出力を有するアナログ・デジタル変換器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記マイクロコントローラに結合された出力を有するタイヤ・パラメータ・センサをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
複数のタイヤ・パラメータ・センサをさらに含み、複数のタイヤ・パラメータ・センサのそれぞれが、複数のタイヤ・パラメータ信号を前記マイクロコントローラに供給するための前記マイクロコントローラに結合された出力を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
車両に取り付けられたタイヤのタイヤ・パラメータの現行値を監視するタイヤ・パラメータ監視システムであって、前記システムは、
前記車両の異なるタイヤにそれぞれが関連付けられた複数のセンサ・ユニットであって、各センサ・ユニットが
対応するタイヤが回転するたび磁気感知要素が磁場に遭遇して位置信号を前記磁場から生成する誘導コイルを備える磁気感知要素と、
前記位置信号とそれに対応するタイヤ・パラメータ・センサからのタイヤ・パラメータ信号を受信し、処理するための前記磁気感知要素に結合されたマイクロコントローラと、
前記処理された位置信号と前記タイヤ・パラメータ信号を受信位置に送信するための前記マイクロコントローラによって制御される信号生成器と
を含む、複数のセンサ・ユニットと、
複数の異なる磁場を生成する複数の磁石セットであって、磁石の各セットはその複数の磁石が回転不能に車両に固定されるが、その固定位置は、前記関連付けられたタイヤが回転するたびに該磁石セットにより生成される磁場が前記対応するセンサ・ユニットの磁気感知要素と遭遇されるよう該センサ・ユニットに近接配置されるとともに、前記それぞれの磁石セットは複数の同じ数の磁石が同一の並び方で配置されているがそのそれぞれの磁石の極性の並び方は前記それぞれの磁石セットで異なっている、複数の磁石セットと
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項７】
Ｎ個の磁石により２ｅｘｐＮ個のタイヤの位置を識別可能であることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
それぞれの前記センサ・ユニットは、前記磁気感知要素に結合された入力と、前記マイクロコントローラに結合された出力を有するアナログ・デジタル変換器をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
各前記センサ・ユニットは、前記マイクロコントローラに結合された出力を有するタイヤ・パラメータ・センサをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記センサ・ユニットの少なくとも１つは、それぞれが前記マイクロコントローラに結合された出力を有する複数のタイヤ・パラメータ・センサをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
前記位置信号と前記センサ・ユニットからのタイヤ・パラメータ信号を受信して処理する受信器プロセッサをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項１２】
車両の複数のタイヤと一緒に回転するよう取り付けられた複数のセンサ・ユニットによって生成及び監視されるタイヤ・パラメータ信号とタイヤの位置とを相関させる方法であって、この方法は、
（ｉ）複数の磁石をそれぞれ含む複数の磁石セットを使って、前記複数のセンサ・ユニットに近接した複数の異なる磁場を生成するステップであって、前記複数の磁石セットはそれぞれ、車両の異なるタイヤに対して回転不能に取り付けられ、それぞれの前記複数の磁場はそれぞれの前記複数のタイヤに対応しているとともに、前記それぞれの磁石セットは複数の同じ数の磁石が同一の並び方で配置されているがそのそれぞれの磁石の極性の並び方は前記それぞれの磁石セットで異なっている、ステップと、
（ii）所与のセンサ・ユニットに配置された誘導コイルを備える磁気感知要素を前記近接した磁場を通過するように動かすことによって、各磁場を、電気センサ・ユニットの位置信号に変換するステップと、
（iii）それぞれの電気センサ・ユニットの位置信号によって指定された位置において、前記それぞれの電気センサ・ユニットの位置信号と前記センサ・ユニットからの前記タイヤ・パラメータ信号とを組み合わせるステップと、
（iv）ステップ（iii）において組み合わされた前記信号を受信位置に送信するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記それぞれの電気センサ・ユニットの位置信号はアナログ信号であり、変換する前記ステップ（ii）は、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するステップを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記受信位置においてステップ（iv）で送信された前記信号を処理するステップ（v）をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
処理する前記ステップ（v）は、所与のタイヤ・パラメータについて運転者助言信号を生成するステップを含む請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両タイヤ・パラメータ監視システムに関する。より具体的には、本発明は、永久磁石を使用するセンサ・ユニットの所在位置識別機能を有するタイヤ・パラメータ監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ・パラメータ監視システムは既知であり、車両の個々の空気タイヤにおいて重要な１つ又は複数のパラメータを監視し、通常は搭載コンピュータ・システムを介して、タイヤのパラメータに関する情報を含めて助言信号を運転者に提供するために、一般的に使用されている。個々のタイヤに配置された、又は個々のタイヤにおいて配置されたタイヤ・パラメータ監視システムの部分は、センサ・ユニットと呼ばれ、重要なパラメータを測定して、測定値を表す電気信号を生成することができる１つ又は複数のセンサ、電気信号に対応する無線信号を生成することができる信号生成器（通常は、ｒｆ信号生成器）、マイクロコントローラ（マイクロプロセッサ又はデジタル信号プロセッサなど）、電源に結合される。センサ回路への電力は、通常、バッテリによって提供され、バッテリは、利用可能なバッテリ電力が有用レベルより降下したとき、交換されなければならない（可能であれば）。いくつかの既知のシステムでは、バッテリを交換することができず、それにより、バッテリがその有用な寿命の終わりに到達したとき、センサ・アセンブリ全体が交換されなければならない。タイヤの内圧を監視するタイヤ・パラメータ・センサ・システムが、「Ｅｘｔｅｒｎａｌ  Ｍｏｕｎｔ  Ｔｉｒｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ」に対して２００５年１１月１日に発行された、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６９５９５９４号に開示されており、この開示は、参照によって本明細書に組み込まれている。有用なバッテリ寿命の延長を提供する電力節約ユニットを組み込むタイヤ圧力監視システムが、「Ｔｉｒｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｗｉｔｈ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ  Ａｎｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓａｖｉｎｇ」に対して２００７年５月２９日に発行された、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第７２２２５２３号に開示されており、この開示は、参照によって本明細書に組み込まれる。通常のバッテリを排除するタイヤ・パラメータ監視システムが、「Ｔｉｒｅ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｗｉｔｈ  Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｏｕｒｃｅ」に対する２００６年６月２２日に出願された、本発明の譲受人に譲渡された同時係属特許出願第１１／４７３２７８号（‘２７８出願）に開示されており、この開示は、参照によって本明細書に組み込まれている。
【０００３】
センサ・ユニットによって作成された助言信号は、（ａ）関連付けられた車両タイヤの所与のパラメータの現行値が所定の安全範囲内か、外か、（ｂ）パラメータの測定値、又は（ｃ）重要ないくつかの他のタイヤ・パラメータ情報を示すことが可能である。一般的なタイヤ・パラメータの例は、タイヤ内圧、タイヤ温度、内部タイヤ空気温度、ラテラル・タイヤ力である。いくつかの場合、パラメータは、車輪の角度モーメント、同軸度など、タイヤが上に取り付けられる車輪の条件に関係付けられる。
【０００４】
助言信号は、通常、タイヤ・パラメータ・センサに接続されたマイクロプロセッサによって制御されるｒｆ信号生成器によって生成され、助言信号は、システム設計の特徴、すなわち、システムが、範囲インジケータ値（範囲内／範囲外）、測定値、又は重要な他の情報を使用するか否かに応じて生成される。このｒｆ信号は、車両取付け受信器に送信され、この受信器は、助言信号を使用して、視覚的に（警告灯又は警告表示を活動化させることによって）、又は音声的（可聴警報を活動化させることによって）に、あるいはその両方によって、運転者に警告する。代替又は追加として、受信器は、制動制御、懸架装置制御などの車両制御システムを活動化させるために、将来の分析のためにパラメータのデータを記憶するために、又はあらゆる他の所望の目的についてなど、いくつかの他のシステムの目的について助言信号を使用することが可能である。
【０００５】
動作可能なシステムを提供するために、車両取付け受信器が受信した助言信号と、パラメータ条件が所与の助言信号によって指定されるタイヤの車両上の物理的位置とを相関させることが必要である。これまで、様々な技法が、この目的のために考案されてきた。一般的な技法は、識別信号をパラメータ条件と共に所与の助言信号に含めることである。識別信号は、パラメータ条件を生成するセンサ・ユニットに固有である。この固有の識別信号は、初期訓練モードでシステムを動作するのに必要な技能と訓練を有する技術者によって、車両上のタイヤの位置にまず相関される。各センサ・ユニットが車両上の物理的位置にまず相関された後、所与のセンサ・ユニットが生成し、かつ車両取付け受信器が受信した任意の助言信号を、パラメータ条件が助言信号によって指定されるタイヤの位置で一意に識別する。
【０００６】
このタイプの位置相関技法の欠点は、当初のタイヤとセンサ・ユニットの位置に対するあらゆる変更により、システムを再相関させる必要があることである。たとえば、車両のタイヤが、車両の整備の通常過程において異なる位置に再配置された場合、センサ・ユニットの物理的位置は、センサ・ユニットがタイヤ又はタイヤが取り付けられる（これが通常である）車輪に固定されている場合、変化し、各個々のセンサ・ユニットは、関連付けられたタイヤの物理的位置に再相関させなければならない。同じことが、（ａ）予備タイヤが車両のパンクしたタイヤと交換されたとき、（ｂ）１つ又は複数の新しいタイヤが車両の車輪に装備されて、車両に取り付けられるとき、（ｃ）新しいセンサ・ユニットが、適切に機能しなくなったユニットの代わりに装備されるときに当てはまる。上記で留意されたように、再相関は、必要な技能と訓練を有する人がシステムを訓練モードで動作させるという努力を必要とする。ある車両所有者は、必要な技能と訓練を獲得可能であるが、他の車両所有者は、獲得できない。後者は、車両のタイヤと車輪を再構成するとき、遅れや出費の増加に煩わされる。前者は、電子システムを再プログラムするのに必要なステップに習熟する際に付随する遅れに少なくとも煩わされる。
【０００７】
このタイプのセンサ・ユニット相関システムの変形形態は、タイヤのバルブ・ステムに装備された手動で作動可能な送信器を使用する。送信器は、スイッチを動作させるのに十分な軸方向距離だけ小さい物体をバルブ・ステムに挿入することによって作動させられ、それにより、送信器は、適切な信号を車両取付け受信器に送信し、受信器は、動作送信器からの信号を、送信器が付加されるタイヤに相関させることができる。このタイプのシステムの例が、２００６年２月１４日に発行された米国特許第６９９８９７５  Ｂ２号において開示されており、この開示は、参照によって本明細書に組み込まれている。このシステムは、当初のセンサ・ユニット／タイヤ位置構成に対するあらゆる変更により、センサ・ユニットが新しい構成と再相関されることを保証するために、ある準備を必要とする。
【０００８】
車両取付け受信器によって受信された助言信号と、パラメータ条件が所与の助言信号によって規定されるタイヤの車両上の物理的位置とを相関させるために使用される他の一般的な技法は、車両取付けコントローラに接続された特別な多重アンテナ質問器システム及びセンサ・ユニットの相補セットを組み込むことである。各アンテナは、１つのアンテナのみが任意の所与の質問期間中にコントローラに活動的に結合されるような方式で、コントローラに接続される。各アンテナは、所与のアンテナによって生成された質問信号が、本質的に関連センサ・ユニットのみに動作式に結合されるように十分に極めて接近させて、センサ・ユニットの異なる関連アンテナの１つに隣接して配置される。各センサ・ユニットは、関連アンテナからの質問信号に応答してパラメータ信号送信シーケンスを開始する回路を有し、そのシーケンス中、センサによって測定された値は、車両取付けコントローラに配置された受信器に送信され、そこで処理される。各個々の問合せアンテナの位置は固定されているので、車輪の位置に永続的に相関させることができる。したがって、コントローラが所与の問合せアンテナを活動化させると、後に受信されるパラメータ信号は、正確なタイヤ位置に自動的に相関される。このタイプのユニットの例が、２００３年８月７日に発表された米国特許出願公開第２００３／０１４５６５０  Ａ１号、及び米国特許第６８３８９８５  Ｂ２号において開示されており、これらの開示は、参照によって本明細書に組み込まれている。
【０００９】
上述された問合せアンテナ・システムの欠点は、タイヤ・パラメータ・センサ・ユニットに隣接して別の問合せアンテナを装備することが必要なことである。必要な電気ケーブルが、コントローラと個々のアンテナとの間に経路設定されなければならない。これは、時間の経過にわたる機械的摩擦、電気干渉、熱応力を避けるために、ケーブルを慎重に経路設定するという要件を課す。その結果、装備のコスト及びハードウエアの頑強性は、そのようなシステムを実施するかを判断するとき、懸念される因子となる。
【００１０】
上記で留意された欠点のない、簡単で、安価な、信頼性のある、精確なタイヤ・パラメータ感知システム用センサ・ユニット位置識別機能を提供する努力は、これまで成功していない。
【特許文献１】米国特許第６９５９５９４号
【特許文献２】米国特許第７２２２５２３号
【特許文献３】同時係属特許出願第１１／４７３２７８号
【特許文献４】米国特許第６９９８９７５  Ｂ２号
【特許文献５】米国特許出願公開第２００３／０１４５６５０  Ａ１号
【特許文献６】米国特許第６８３８９８５  Ｂ２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、実装が簡単で安価であり、高度に信頼性で、かつ精確なセンサ・ユニットの位置情報を提供する方法及びシステムを備える。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の装置態様では、本発明は、少なくとも１つのタイヤ・パラメータ・センサを有する車両取付けタイヤ・パラメータ監視システムに使用されるセンサ・ユニットを備え、センサ・ユニットは、磁気感知要素が遭遇する磁場から位置信号を生成する磁気感知要素と、位置信号とそれに関連付けられたタイヤ・パラメータ・センサからのタイヤ・パラメータ信号を受信して処理するための磁気感知要素に結合されたマイクロコントローラと、処理された位置信号及びタイヤ・パラメータ信号を受信位置に送信するためのマイクロコントローラによって制御される信号生成器とを含む。センサ・ユニットの磁気感知要素は、マイクロコントローラの入力に結合された出力を有する誘導コイルを備えることが好ましい。
【００１３】
センサ・ユニットは、アナログ位置信号をデジタル形態に変換するための磁気感知要素に結合された入力、及びマイクロコントローラに結合された出力を有するアナログ・デジタル変換器を含むことがさらに好ましい。
【００１４】
センサ・ユニットは、１つ又は複数のタイヤ・パラメータ・センサをさらに含み、１つ又は複数のタイヤ・パラメータ・センサのそれぞれが、マイクロコントローラによって処理される監視タイヤ・パラメータの現行値を供給するためのマイクロコントローラに結合された出力を有する。
【００１５】
第２の装置態様では、本発明は、車両上に取り付けられたタイヤのタイヤ・パラメータの現行値を監視するタイヤ・パラメータ監視システムを備え、システムは、それぞれが車両上の異なるタイヤに関連付けられる複数のセンサ・ユニットを備え、各センサ・ユニットは、その磁気感知要素が遭遇する磁場から位置信号を生成する磁気感知要素と、位置信号とそれに関連付けられたタイヤ・パラメータ・センサからのタイヤ・パラメータ信号を受信して処理するための磁気感知要素に結合されたマイクロコントローラと、処理された位置信号とタイヤ・パラメータ信号を受信位置に送信するためのマイクロコントローラによって制御される信号生成器と、複数の異なる磁場信号を生成する磁石の複数のセットとを含み、磁石の各セットは、それによって生成される磁場が、関連するタイヤが回転する際に対応するセンサ・ユニットによって遭遇される位置において、複数のセンサ・ユニットの異なる１つに接近させて配置される。各磁気感知要素は、誘導コイルを備えることが好ましい。
【００１６】
各センサ・ユニットは、アナログ位置信号をデジタル形態に変換するための、磁気感知要素に結合された入力、及びマイクロコントローラに結合された出力を有するアナログ・デジタル変換器を含むことが好ましい。
【００１７】
各前記センサ・ユニットは、１つ又は複数のタイヤ・パラメータ・センサをさらに含むことが好ましく、それぞれは、マイクロコントローラによって処理される監視タイヤ・パラメータの現行値を供給するためのマイクロコントローラに結合された出力を有する。
【００１８】
システムは、位置信号及びセンサ・ユニットからのタイヤ・パラメータ信号を受信して処理する受信器プロセッサをさらに含む。
【００１９】
処理の観点から、本発明は、車両上の複数のタイヤの異なるタイヤに関連付けられたセンサ・ユニットによって生成されたタイヤ・パラメータ信号と、パラメータがセンサ・ユニットによって監視されるタイヤの位置とを相関させる方法を備え、本方法は、
（ａ）センサ・ユニットに接近させて複数の異なる磁場信号を生成するステップであって、各異なる磁場信号は車両上の異なるタイヤ位置に関連付けられる、ステップと、
（ｂ）各異なる磁場信号を電気センサ・ユニットの位置信号に変換するステップと、
（ｃ）各電気センサ・ユニットの位置信号を、電気センサ・ユニット・センサ信号によって指定された位置において、センサ・ユニットからのタイヤ・パラメータ信号と組み合わせるステップと、
（ｄ）ステップ（ｃ）において組み合わされた信号を受信位置に送信するステップとを含む。
【００２０】
生成するステップ（ａ）は、それぞれが異なるタイヤに接近させて配置される永久磁石の複数のセットを使用するステップを含むことが好ましい。
【００２１】
変換するステップ（ｂ）は、所与のセンサ・ユニットの上に配置された磁気感知要素を近接磁場信号により移動させるステップを含むことが好ましい。
【００２２】
各電気センサ・ユニットの位置信号は、アナログ信号であることが好ましく、変換するステップ（ｂ）は、アナログ信号をデジタル信号に変換するステップを含むことが好ましい。
【００２３】
本方法は、受信位置において、ステップ（ｄ）で送信された信号を処理するステップ（ｅ）を含むことがさらに好ましく、処理するステップ（ｅ）は、所与のタイヤ・パラメータについて運転者助言信号を生成するステップを含むことが好ましい。
【００２４】
本発明の性質及び利点を完全に理解するために、添付の図面と関連して取り入れられた以下の詳細な記述を参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
ここで図面を参照すると、図１は、本発明のセンサ・ユニット位置識別機能を組み込むタイヤ・パラメータ感知システムの概略的な上面図である。４つのタイヤと車輪を有する車両を示すこの図からわかるように、各タイヤは、関連付けられたタイヤ・パラメータ・センサ・ユニットＳＵを有する。したがって、左前方タイヤ１１にはＳＵ１２が設けられ、右前方タイヤ１３にはＳＵ１４が設けられ、左後方タイヤ１５にはＳＵ１６が設けられ、右後方タイヤ１７にはＳＵ１８が設けられている。図６と関連して以下でより完全に記述されるように、各ＳＵ１２、１４、１６、１８は、タイヤ内圧、タイヤ温度、内部タイヤ空気温度、ラテラル・タイヤ力など、個々のタイヤ・パラメータの状態を監視する１つ又は複数のタイヤ・パラメータ・センサに接続される。そのようなセンサは、当技術分野では周知であり、冗長になることを避けるためにさらには記述されない。個々のＳＵ１２、１４、１６、１８の物理的位置は、設計の選択肢事項であり、適切な位置においてタイヤのカーカス内に（図３に示されるようにタイヤの内部側壁内、又は図５に示されるようにタイヤのトレッド壁内など）、あるいは車輪ハブの上に、関連するタイヤの外部側壁、タイヤの内部側壁を含むことが可能である。各ＳＵ１２、１４、１６、１８は、記述される目的のために磁場感知要素を組み込まれている。各ＳＵ１２、１４、１６、１８はまた、センサ信号と磁場信号を処理するマイクロコントローラ・ユニットを組み込まれると共に、タイヤ・パラメータ助言信号と磁場信号を中央受信器／プロセッサ２５に送信するｒｆ送信器ユニットを組み込まれている。中央受信器／プロセッサ２５は、磁場信号を使用して、タイヤ・パラメータ助言信号を適切なタイヤに関連付け、タイヤ・パラメータ助言信号を、従来の設計の表示／警報ユニット２６の駆動信号に変換し、ユニット２６において、パラメータの状態を使用者に表示することができ、危険なタイヤ条件を運転者に警告するために、可聴警報信号を生成する。
【００２６】
図２、３は、本発明による、センサ・ユニットの位置信号を提供するためにＳＵ１２、１４、１６、１８と関連して使用される１つの磁石ペア取付け構成を示す。図２は、磁石ペア取付け構成を示す概略的側面図であり、一方、図３は、図２の磁石取付け構成に対して動作関係で取り付けられたタイヤと車輪を示す概略的前面図である。図２を参照すると、一対すなわち１ペアの永久磁石３１、３２が、車輪取付けハブ３５に隣接する位置においてサスペンション要素３４に固定される。それにより、磁石３１、３２は、車輪とタイヤが回転するとき、車輪とタイヤに対して静止している。磁石３１、３２の正確な位置は、車輪とタイヤの幾何形状とセンサ・ユニットの位置の関数である。後ろから見て前方を見ている左前方タイヤ１１を示す図３からわかるように、タイヤ１１の側壁内に取り付けられたセンサ・ユニット１２に対して、磁石３１、３２は、センサ・ユニット１２に組み込まれた磁場感知要素に組合せ磁場が遭遇する位置で、サスペンション・ユニット３４に取り付けられている。したがって、タイヤ１１が回転しているときは、センサ・ユニット１２は、タイヤが回転するたびに、磁石３１、３２からの組合せ磁場に１回遭遇する。
【００２７】
図４、５は、本発明による、センサ・ユニットの位置信号を提供するためにＳＵ１２、１４、１６、１８と関連して使用される他の磁石ペア取付け構成を示す。この構成は、センサ・ユニットがタイヤのトレッド壁に取り付けられる装備で使用される。図４は、この磁石ペア取付け構成を示す概略的透視図であり、一方、図５は、図４の磁石取付け構成に対して動作関係で取り付けられたタイヤと車輪を示す概略的前面部分断面図である。図４を参照すると、一対の永久磁石３１、３２が、タイヤのトレッド壁３８の上面に隣接する位置において機械構成要素３７（フェンダなど）に固定される。それにより、磁石３１、３２は、車輪とタイヤが回転しているとき、車輪とタイヤに対して静止している。磁石３１、３２の正確な位置は、車輪とタイヤの幾何形状とセンサ・ユニットの位置の関数である。後方から見て前方を見ている左前方タイヤ１１を示す図５からわかるように、タイヤ１１のトレッド壁３８の内部に取り付けられたセンサ・ユニット１２に対して、磁石３１、３２は、組合せ磁場がセンサ・ユニット１２に組み込まれた磁場感知要素に遭遇する位置で、機械構成要素３７の上に取り付けられる。それにより、タイヤ１１が回転しているときは、センサ・ユニット１２は、タイヤが回転するたびに、磁石３１、３２からの組合せ磁場に１回遭遇する。
【００２８】
図６は、センサ・ユニットＳＵの好ましい実施形態の概略的なブロック図である。この図からわかるように、多重巻きコイルとして示された磁場感知要素４１は、２つの異なる回路経路に抵抗により接続される。上方に示した経路は、磁場感知要素４１の出力が接続される一対の入力端子を有するアナログ・デジタル変換器４２を備える。アナログ・デジタル変換器４２の出力は、マイクロコンピュータ・ユニット４３の入力に接続される。下方に示した経路は、磁場感知要素４１の出力が接続される一対の入力端子を有する整流器回路４５を備える。整流器回路４５の出力は、ＤＣ電力調整器回路４６に接続される。要素４５、４６は、関連するタイヤが回転するたびに、磁石３１、３２によって生成された磁場を通過するコイル４１において発生した電流からＤＣ電力を作り出すように機能する。このプロセスは、上述された‘２７８出願においてより完全に記載されている。
【００２９】
１つ又は複数のタイヤ・パラメータ・センサ４７が、センサの測定値を表すタイヤ・パラメータ電気信号をマイクロコンピュータ・ユニット４３に供給する。マイクロコンピュータ・ユニット４３は、これらの信号を磁場感知要素４１信号のデジタル・バージョンと組み合わせ、これらをｒｆ生成器４８に供給する。ｒｆ生成器４８は、受信信号を変換し、変換された信号を中央受信器プロセッサ２５に送信する。プロセッサで、受信信号は処理され、表示／警報ユニット２６を駆動するために使用される。受信信号は磁場識別信号を含むので、付随するタイヤ・パラメータ測定信号は、磁場識別信号に相関している。マイクロコンピュータ・ユニット４３とｒｆ生成器４８は、タイヤ・パラメータ測定結果及び磁場感知要素信号を含むｒｆ情報信号を生成する送信器セクションと、その送信器セクションの動作を監督し制御し、かつアナログ・デジタル変換器４２信号とセンサ出力信号を感知して、これらのサンプリングされた信号を、送信器セクションに供給される測定データに変換するマイクロコンピュータとを有する、市販のＦｒｅｅｓｃａｌｅタイプのＭＣ６８ＨＣ９０８ＲＦ２ユニット又は等価物において組み合わされることが好ましい。
【００３０】
図７は、所与のセンサ・ユニット１２、１４、１６、１８の位置を一意に識別する４つの異なる固有の磁場極性配向及び対応する関連電波を示す複合図である。図からわかるように、磁石３１、３２を、４つの異なる固有の磁場極性配向：ＮＳ、ＳＮ、ＳＳ、ＮＮと構成することができる。この図では、記号Ｎは、磁石によって生成される磁場の北極が見る人に面し、南極は、磁石の隠れた背面に位置し、一方、記号Ｓは、磁石によって生成される磁場の南極が見る人に面し、北極が磁石の隠された背面に位置することを表す。磁場感知要素４１が、磁石３１、３２の所与の組合せによって生成される複合磁場を通過するとき、結果として誘起されるアナログ電気信号は、４つの異なる磁場配向について図示された固有の形状を有する。各固有の形状は、車両上のタイヤ位置に永続的に割り当てられる。図７に示された例では、一番上の信号の形状は、前方右タイヤ位置に割り当てられ、次の信号形状は、左前方タイヤ位置に割り当てられ、次の信号形状は、後方右タイヤ位置に割り当てられ、一番下の信号形状は、後方左タイヤ位置に割り当てられる。当業者なら理解するように、信号形状の割当ては任意である。信号形状の割当ては、一意で不変であり、かつ中央受信器／プロセッサ２５にプログラムされることが必要である。このようにして、中央受信器／プロセッサ２５によって受信された任意のタイヤ・パラメータ測定信号を、付随する磁場感知要素信号によって送信位置に相関させることができる。
【００３１】
車両工場において本発明によるシステムを装備するとき、通常の品質制御手順は、磁石３１、３２の配向が、中央受信器／プロセッサ２５にプログラムされるタイヤ位置についての信号形状割当てに一致することを容易に保証することができる。同様に、アフターマーケット品目として本発明によるシステムを装備するとき、磁石３１、３２の配向が、タイヤ位置についての信号形状割当てに一致することにのみ気をつければよい。装備された後、タイヤを再配置することは、システムの精度や信頼性に影響を与えない。その理由は、センサ・ユニットの位置が送信センサ・ユニットの位置の識別に無関係であるからである。したがって、システムの動作に影響を与えずに、予備のタイヤを車両上のタイヤと交換することができる。
【００３２】
好ましい実施形態が、４つの走行タイヤを有する車両に関して記述されたが、本発明は、そのように限定されるものではない。５つ以上の走行タイヤを有する車両について、追加の磁石を各位置において追加することができ、３つ以上の成分を有するアナログ信号に適応するように、信号形状割当てを相応して変更することができる。図８は、最高で８つの個々のタイヤを一意に識別することができる３磁石構成を示す。一般的には、Ｎの磁石について、一意に識別することができる個々のタイヤの数は、２ｅｘｐＮである。
【００３３】
さらに、センサ・ユニットは、整流器回路４５及びＤＣ電力調整ユニット４６を備える誘導ＤＣ電力生成セクションを有するとして上記で記述されたが、所望であれば、このセクションを省略して、バッテリなどの他のＤＣ電力源を含むことが可能である。そのような構成では、位置信号とセンサ信号は、上述されたセンサ・ユニットにおけると同様に処理される。
【００３４】
この段階で明らかになるように、本発明は、実施が簡単で安価であり、信頼性が高く、かつ精確である、センサ・ユニット位置識別機能を組み込むタイヤ・パラメータ感知システムを提供する。車両工場において製造作業の一体的一部として、又は既存の車両に最新のタイヤ・パラメータ監視技術を後付するアフターマーケット設置者によって、本発明によるシステムの装備を容易に実装することができる。装備された後、位置情報の精度及び信頼性に影響を与えずに、タイヤを他の任意の位置に再配置することができる。
【００３５】
本発明は、特定の好ましい実施形態に関して記述されたが、様々な修正、代替実施形態、及び等価物が、所望に応じて使用されることが可能である。たとえば、所望に応じて、ホール効果センサ又はＭＲセンサなど、他の磁場感知要素が、簡単な多重巻きコイル要素の代わりに使用されることが可能である。したがって、上記は、添付の請求項によって確定される本発明を限定すると解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のセンサ・ユニット位置識別機能を組み込むタイヤ・パラメータ感知システムの概略的上面図である。
【図２】本発明による１つの磁石ペア取付け構成を示す概略的側面図である。
【図３】図２の磁石取付け構成に対して動作関係で取り付けられたタイヤと車輪を示す概略的前面図である。
【図４】本発明による他の磁石ペア取付け構成を示す概略的透視図である。
【図５】図４の磁石取付け構成に対して動作関係で取り付けられたタイヤと車輪を示す概略的な前方部分断面図である。
【図６】センサ・ユニットの好ましい実施形態の概略的ブロック図である。
【図７】４つの異なる固有の磁場極性配向と対応する関連電波を示す複合図である。
【図８】３つの磁石を使用する複数の固有磁場極性配向及び対応する８つの関連電波を示す複合図である。
【符号の説明】
【００３７】
ＳＵ  関連付けられたタイヤ・パラメータ・センサ・ユニット
１１  左前方タイヤ
１２、１４、１６、１８  ＳＵ
１３  右前方タイヤ
１５  左後方タイヤ
１７  右後方タイヤ
２５  中央受信器／プロセッサ
２６  表示／警報ユニット
３１、３２  永久磁石
３４  サスペンション要素
３５  車輪取付けハブ
３７  機械構成要素
３８  トレッド壁
４１  磁場感知要素
４２  アナログ・デジタル変換器
４３  マイクロコンピュータ・ユニット
４５  整流器回路
４６  ＤＣ電力調整器回路
４７  タイヤ・パラメータ・センサ
４８  ｒｆ生成器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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