(57)【要約】自動車タイヤ内の圧力は車輪に依存しない装置（１）によって決定される。この装置は自動車車輪（４）と一緒に振動する自動車シャーシ（３，１４）の要素（２）に機械的に充分に固定連結されている。車輪回転速度情報と車軸周波数分析を組合せ評価することにより、好ましくは絶対的なタイヤ圧力を決定するために、装置（１）はセンサ信号処理のための電子要素を備えた信号予備処理要素（６）を備えている。この信号予備処理要素は導電性要素接続部（９）によって、磁気センサ要素（７）と加速度センサ要素（８）または組合せられた磁気／加速度センサ要素（５）に接続されている。この場合、磁気センサ要素（７）または磁気／加速度センサ要素（５）は車輪側の磁気エンコーダ（１６）に接続されている。パラメータ決定を改善するために特に、少なくとも２個の車輪（４）の振動状態が分析される。
2005524054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ自動車車輪（４）と一緒に振動する自動車シャーシ（３，１４）の要素（２）に機械的に連結可能である、車軸加速度と車輪回転速度を組合せ検出するための装置（１）において、センサ信号予備処理のための電子要素を有する信号予備処理要素（６）を備え、この信号予備処理要素が導電性の要素接続部（９）を介して、磁気センサ要素（７）と加速度センサ要素（８）または組合せられた磁気／加速度センサ要素（５）に接続され、磁気センサ要素または組合せられた磁気／加速度センサ要素（５）が車輪側の磁気式エンコーダ（１６）に作用連結されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１の前提部分に記載の装置において、装置がセンサ信号予備処理のための電子要素を有する信号予備処理要素（６）を備え、この信号予備処理要素が導電性要素接続部（９）を介して磁気センサ要素（７）に接続され、加速度センサ（８）が信号予備処理要素（６）の同じチップに統合されているかまたは信号予備処理要素（６）のケーシング内に配置され、磁気センサ要素（７）または磁気／加速度センサ要素（５）が車輪側の磁気式エンコーダ（１６）に作用連結されていることを特徴とする装置。
【請求項３】
信号予備処理要素（６）と磁気センサ要素（７）と加速度センサ要素（８）が１つのチップケーシング（１１）内に配置され、このチップケーシング（１１）が環境の影響に対して保護するために共通の１つの埋め込み物質によって包囲されていることを特徴とする、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
要素接続部（９）が共通のリードフレーム（１０）の一部であることを特徴とする、請求項１〜３の少なくとも一つに記載の装置。
【請求項５】
加速度センサ要素（８）と信号予備処理要素（６）がサンドイッチ状に配置され、加速度センサ要素（８）と信号予備処理要素（６）の間の要素接続部（９′）が湾曲していることを特徴とする、請求項１〜４の少なくとも一つに記載の装置。
【請求項６】
複数の車輪回転速度センサの車輪回転速度情報を評価し、現在の走行状態に関する情報を考慮して異なる対の車輪の車輪回転速度情報の比を求めることによって、タイヤ圧力低下（ＤＤＳ）を推定する、車輪回転速度に基づく方法によって自動車タイヤ内の圧力を決定するための方法において、方法が、特別なタイヤパラメータによって、加速度センサ（８）によって感知される少なくとも１個の車輪（４）の振動状態に関する情報を、パラメータの決定を改善するために利用することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６の前提部分に記載の方法において、方法が、それぞれ加速度センサ（８）によって感知される少なくとも２個の車輪（４）の振動状態に関する情報を、パラメータ決定を改善するために利用し、各々のタイヤ絶対圧力とタイヤ種類を決定するために必要なパラメータが、車輪回転速度に基づく圧力低下検出のデータと、車軸周波数分析からのデータの結合評価によって直接決定されることを特徴とする方法。
【請求項８】
少なくとも２個の車輪（４）で実施される車軸周波数分析のために、異なる車軸の車輪（４）が選択され、この車輪（４）が異なる寸法を有することができることを特徴とする、請求項６または７記載の方法。
【請求項９】
加速度センサ（８）と車輪回転速度センサ（７）が、請求項１〜５の少なくとも１つに記載の装置によって実施されることを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
車輪の半径の比が車輪回転速度センサ信号の評価によって決定されることを特徴とする、請求項６〜９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
タイヤ圧力がすべての車輪位置の車輪回転速度情報と、少なくとも２つの車輪位置の車軸振動との評価によって決定されることを特徴とする、請求項６〜１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
車軸周波数分析の際に、車軸振動が抑制され、圧力とタイヤ種類に依存する、タイヤ固有振動（振り子振動）の振動数範囲だけがそれぞれのスペクトルからろ波されるように、予備選択が行われることを特徴とする、請求項６〜１１のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１３】
パラメータが相対的なタイヤ圧力値であり、改善された決定が、相対的なタイヤ圧力値が所定の不確実性を有する絶対圧力値によって置き換えられることにあることを特徴とする、請求項６〜１２のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１４】
振り子運動の固有振動数に対する車輪荷重および／または速度の影響が、計算で考慮されることを特徴とする、請求項６〜１３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１５】
速度変化と異なるブレーキ力および駆動力分配とによって生じるタイヤ圧力変動が、タイヤ特有のパラメータを決定するために利用されることを特徴とする、請求項６〜１４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１６】
制御装置の“リセットボタン”によって、予め定められたタイヤの空気圧が生じることを特徴とする、請求項６〜１４の少なくとも一つに記載の方法。
【請求項１７】
タイヤの絶対圧力が車輪個々に決定され、車両室内に配置された表示装置で表示されることを特徴とする、請求項６〜１６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１８】
方法が統合されたブレーキ制御装置（１３）においてデジタル計算ユニットによって実施されることを特徴とする、請求項６〜１７の少なくとも一つに記載の方法。
【請求項１９】
タイヤ圧力の正確な値が、複数の車輪半径情報と車軸周波数情報の平均値を統計的に求めることによって得られることを特徴とする、請求項６〜１８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２０】
タイヤ特有のパラメータが、ＤＤＳ情報と車軸周波数分析情報と、摩耗や老化によるタイヤ運転上の変化等を調整することにより、連続的に補正されることを特徴とする、請求項６〜１９のいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載の装置と、請求項６の前提部分に記載の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ圧力監視またはタイヤ圧力決定のための方法が例えば特許文献１によって知られている。この方法は、圧力センサの助けを借りずに、個々の自動車車輪の長期間の回転状態を評価することによって、タイヤ圧力低下を計算することができる。この方法は例えば“ＤＤＳ”（タイヤ圧力低下検出システム）の名前で自動車で使用される。実質的に車輪回転速度情報に基づく間接的な測定方法により、ＤＤＳ法は、カーブ走行、加速度、制動、タイヤ交換等によって発生するタイヤ回転速度に対する影響を、できるだけ確実に検出し、この量の影響を除去するために、得られた車輪回転速度データを補正しなければならない。
【０００３】
圧力低下検出の質は特に、特別な走行状態をどれほど正確に検出できるかに依存する。そこで、圧力低下検出を改善するために、車軸の振動が加速度センサによって検出および処理される。
【０００４】
車輪回転速度センサのほかに加速度センサを備えた車輪回転速度センサが特許文献２によって公知である。しかし、このセンサ装置は製造が複雑で、広い取付けスペースが必要である。
【０００５】
車輪回転速度情報を正確に検出するために更に、特許文献３と４に記載されているようなチップ技術の高価値の車輪回転速度センサモジュールが必要である。上記の車輪回転速度センサモジュールは車輪と一緒に回転する磁化されたエンコーダからなっている。エンコーダはアクティブ式磁気センサ要素によって走査される。検出された車輪回転速度情報は、電流インターフェースを介して、ＡＢＳ，ＥＳＰおよび上記のＤＤＳに適した統合されたブレーキ制御装置に伝送される。
【０００６】
他方では、アクティブ制御の車輪緩衝システムによってドライビング状態とドライビング快適性を改善する必要がある。このアクティブ制御の車輪緩衝システムのために、車軸の範囲において加速度センサが必要である。このような車軸加速度センサによって感知された車軸振動に基づいて、車軸周波数分析を行うことができる。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７２１４８０号公報
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許第３８０９８８６号公報
【特許文献３】ドイツ連邦共和国特許出願第４４４５１２０号明細書
【特許文献４】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９２２６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、車輪回転速度情報と車軸周波数分析の組合せ評価による、タイヤ圧力、好ましくは絶対的なタイヤ圧力の決定にある。そのために、加速度センサと車輪回転速度センサを互いに結合して互いに調和した全体モジュールを形成する統合された車輪モジュールセンサユニットを提供すべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は請求項１，２記載の装置と、請求項６，７記載の方法によって解決される。      
【０００９】
“車輪に依存しない”タイヤ圧力表示システムは本発明により、車輪回転速度に基づく公知の“ＤＤＳ”に基づいて当てられる。ＤＤＳによる純粋な回転速度情報によって、その都度２個の車輪のタイヤ充填圧力の圧力差だけを表示することができる。補足的に実施される車軸周波数分析によって、正確で絶対的な“車輪に依存しない”タイヤ圧力表示のために必要な付加的な情報が得られる。車軸周波数分析が１個の車輪でのみ行われると、絶対的な空気圧力を決定するために、特有のタイヤパラメータの入力が必要である。
【００１０】
少なくとも２個の車輪の車軸周波数分析を行う場合、絶対的なタイヤ圧力決定のために必要なパラメータは、ＤＤＳデータと車軸周波数データの組合せ評価によって直接決定可能である。
【００１１】
すなわち、本発明では、バッテリで運転されるセンサモジュールを車輪に組み込まないで、絶対的な車輪圧力値が決定される。
【００１２】
関連するタイヤ固有周波数の範囲が充分によく知られているので、車軸周波数のために、完全なフーリエ解析を行う必要がない。車軸振動の１つだけのフーリエ成分を適切に解析することで充分である。従って、車軸周波数分析のための計算作業を、技術的に妥当な程度に抑えることできる。
【００１３】
車軸の加速度センサによるタイヤ特性の決定は、タイヤの所定の固有運動だけが車軸に伝達されるという利点がある。このろ波効果により、周波数分析が非常に簡単になる。
【００１４】
本発明では、車輪回転速度センサと加速度センサが一緒に、特に共通の１つの装置内で組合せられて、車軸に機械的に固定連結される。
【００１５】
本発明による方法と本発明による装置は、商用車と乗用車を含む自動車で使用可能である。
【００１６】
本発明による装置は特に、インターフェースと必要な電流供給部が一緒に利用可能であると同時に、製作が低コストであるという利点がある。更に、全体システムの信頼性が、環境の影響を受けないようにシールされた共通の１つのケーシング内への統合によって上昇する。
【００１７】
更に、本発明による装置によって、統合された制御システムが統合されたブレーキ制御装置で実現可能である。このブレーキ制御装置は共通の電子制御装置内で、それ自体公知のごとく実施される機能ＤＤＳ，ＡＢＳ，ＥＰＳ等を、サスペンションコントロールと組み合わせて行う。
【００１８】
他の有利な実施形は従属請求項と図に基づく実施の形態の次の説明から明らかになる。
【００１９】
使用されるＤＤＳ法の観点から他の効果が生じる。なぜなら、付加的に存在する車軸加速度データがＤＤＳを改善するために使用可能であるからである。ＤＤＳシステムと車軸周波数分析のデータは相互に直接的に関連しない。更に、速度、車輪荷重、カーブ走行等に対するＤＤＳデータおよび車軸周波数データの機能的な依存関係ははっきりと異なる。従って、それと関連する広い情報幅は、全体としてタイヤ圧力コントロールアラームの高い安全性につながる。原理的には、例えばタイヤが摩耗しているときあるいは自動車がでこぼこ道を走行するときに、例えば回転速度に基づく圧力低下検出のために、問題のある走行状態を確実に検出することができる。
【００２０】
本発明の有利な実施の形態では、車輪の振動状態をそれぞれ長い時間にわたって観察および記憶することにより、それ自体公知のＤＤＳ法が拡張される。この場合、データ圧縮またはデータろ波によって、メモリのための必要場所を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、ばね要素１５を介して車体１４に連結された車輪懸架装置３を示している。この車輪懸架装置には、タイヤとリムとホイールベアリング１８とからなる車輪４が振動可能に連結されている。車輪懸架装置３には固定要素２を介して組合せセンサ１が動かないように機械的に固定されている。この組合せセンサは磁気センサ要素７と加速度センサ８を含んでいる。加速度センサ８として例えばそれ自体公知のマイクロメカニック（微視的力学）センサを使用することができる。このセンサは例えばシリコンの基板にエッチングされている。マイクロメカニック加速度センサを使用する際、加速度センサを信号処理ユニットのチップに一体化することができ、有利である。１６は車輪４と一緒に回転するエンコーダである。
【００２２】
図２は同様に、車輪４と一緒に回転する磁化されたエンコーダ１６からなるセンサ装置を概略的に示している。このエンコーダは空隙を介して組合せセンサ要素１に磁気的に結合されている。磁気センサ要素７は磁気抵抗ブリッジ回路によってエンコーダ１６の磁界を検出する。磁気センサ要素７の電気信号はケーシングに入れられた別個のチップ要素６内の電子処理回路に供給される。同様に、加速度センサ要素８の電気信号が電子処理回路に付加的に供給される。この処理回路で処理されたセンサ信号は導電線１７を経て電子ブレーキ制御装置（ＥＣＵ）１３に供給される。一般的に、各自動車車輪４は図２ａのセンサ１を備えている。制御装置１３に案内される他のセンサ要素の信号ラインは図示していない。センサ要素１とＥＣＵ１３の間のインターフェースは好ましくは２本または３本のワイヤを有する電流インターフェースである。この場合、センサ信号は好ましくはパルス形状の信号によって符号化されて伝送される。部分図ｂ）に示した実施の形態では、サンドイッチ状のブロックを形成してスペースを節約するために、加速度センサ８が加速度センサ要素８と信号処理要素６の間の電気的な接続部９′で折り曲げられている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による装置を振動要素に取付けるための一例を示す図である。
【図２】本発明による装置を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１            組合せセンサ、センサ
２            固定要素
３            車輪懸架装置
４            車輪
５            組合せ式磁気／加速度センサ
６            チップ要素、信号処理要素
７            磁気センサ要素、車輪回転速度センサ
８            加速度センサ、加速度要素
９，９′      （６と８の間の）電気接続部
１０          リードフレーム
１１          チップハウジング
１２          埋め込み体
１３          ブレーキ制御装置（ＥＣＵ）、制御装置
１４          車体
１５          ばね要素
１６          （磁気式）エンコーダ
１７          導電線
１８          ホイールベアリング
【図１】
2005524054.tif 000003
【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【国際調査報告】
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2005524054.tif 000008
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