(57)【要約】  本発明は、車両ホイール（１）に割り当てられた電子式ホイールユニット（２）の動作を制御する装置および方法に関しており、これはつぎの方法ステップを有する。すなわち、  少なくとも１つの状態検出装置（３）を用いてホイール（１）の動作状態についてのデータを検出するステップ、および／または少なくとも１つのエネルギー検出装置（４，４′）を用い、ジェネレータ（５）および／またはエネルギー蓄積装置（６）によって瞬時に前記電子式ホイールユニット（２）に供給されるエネルギーについてのデータを検出するステップと、  少なくとも１つの状態検出装置（３）および／または少なくとも１つのエネルギー検出装置（４，４′）に接続された中央制御ユニット（９）を用い、少なくとも１つの状態検出装置（３）および／または少なくとも１つのエネルギー検出装置（４，４′）によって検出したデータに依存して、前記の電子式ホイールユニット（２）の動作を制御し、これによって決定される電子式ホイールユニット（２）のエネルギー消費を制御するステップとを有する。
2007512176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両ホイール（１）に割り当てられた電子式ホイールユニット（２）の動作を制御する方法において、
該方法は、
少なくとも１つの状態検出装置（３）を用いてホイール（１）の動作状態についてのデータを検出するステップと、
少なくとも１つのエネルギー検出装置（４，４′）を用い、ジェネレータ（５）およびエネルギー蓄積装置（６）によって瞬時に前記電子式ホイールユニット（２）に供給されるエネルギーについてのデータを検出するステップと、
少なくとも１つの状態検出装置（３）および少なくとも１つのエネルギー検出装置（４，４′）に接続された中央制御ユニット（９）を用い、少なくとも１つの状態検出装置（３）と少なくとも１つのエネルギー検出装置（４，４′）によって検出したデータに依存して、前記の電子式ホイールユニット（２）の動作を制御し、これによって決定される電子式ホイールユニット（２）のエネルギー消費を制御するステップと、
あらかじめ定めたホイール（１）の重要な動作状態中には、ジェネレータ（５）によって瞬時に供給されるエネルギーよりも少なくとも一時的に多くのエネルギーを消費する機能を保証し、また
あらかじめ定めたホイール（１）の比較的重要でない動作状態中には、ジェネレータ（５）のエネルギー供給の点から見て供給可能な程度以下に低減された機能を保証して、前に過剰に消費されたエネルギーまたはさらに消費すべきエネルギーに対する埋め合わせとして、ジェネレータ（５）によってエネルギー蓄積装置（６）を充電するステップとを有することを特徴とする、
車両ホイール（１）に割り当てられた電子式ホイールユニット（２）の動作を制御する方法。
【請求項２】
前記電子式ホイールユニット（２）をエネルギー蓄積装置（６）に直接接続してエネルギー供給を行う、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記のエネルギー蓄積装置（６）をジェネレータ（５）と電子式ホイールユニット（２）との間に設ける、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記のジェネレータ（５）から受信した信号を適切に変換して処理する充電電子装置（７）を伴って前記エネルギー蓄積装置（６）を構成する、
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記のエネルギー蓄積装置（６）を再充電可能なバッテリ、コンデンサ、ゴールドキャップコンデンサ、プリント基板に組み込まれたシート形アキュムレータなどとして構成する、
請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
割り当てられたホイール（１）の加速度、バイブレーション、ノイズ、力、運動、温度、圧力などについてのデータを検出する複数の状態検出装置（３）を設ける、
請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記のジェネレータ（５）の瞬時のエネルギー供給量およびエネルギー蓄積装置（６）の瞬時の使用状態を検出する複数のエネルギー検出装置（４，４′）を設ける、
請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記の中央制御ユニット（９）により、少なくとも１つの状態検出装置（３）および／または少なくとも１つのエネルギー検出装置（４，４′）から、つぎの動作状態についてのデータを受信して評価する、すなわち、
例えば走り始めた後の所定の時間である走行開始の動作状態；
初期化プロシージャが例えば車両受信器にて動作する初期化の動作状態；
位置決定プロシージャが例えば車両受信器にて動作する位置決定の動作状態；
例えばホイール（１）の圧力が閾値を下回ったおよび／または速度が閾値を上回ったリスク状態である動作状態；
例えばホイール（１）の圧力が閾値を大きく下回った危険状態である動作状態；
例えばジェネレータ（５）の出力側にて大きなエネルギーが供給される場合および／またはエネルギー蓄積装置（６）の充填レベルが低い場合のエネルギーシステムの充電状態である動作状態についてのデータを受信して評価する、
請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記の中央制御ユニット（９）により、検出したデータに依存して電子式ホイールユニット（２）のつぎの制御、すなわち、
電子式ホイールユニット（２）の送信頻度；
電子式ホイールユニット（２）の測定頻度；
伝送の確実さを改善するための無線メッセージの繰り返しの頻度；
電子式ホイールユニット（２）の測定精度；
電子式ホイールユニット（２）によってどの測定を行うかの選択；
電子式ホイールユニット（２）の電流節約モードへの移行または当該モードからの移行；
電子式ホイールユニット（２）とエネルギー蓄積装置（６）との接続、
伝送するデータの適合化ないしは選択の制御などを行い、ここでは、例えばエネルギー節約のためにメッセージを最も必要なデータ（Ｉ識別子だけ、また場合によって付加的に圧力データおよび温度データ）に低減し、これに対してエネルギー節約が強制されない際には較正データおよび作製データを含めた完全なセンサデータを伝送する、
請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記の中央制御ユニット（９）を無線接続を介して電子式ホイールユニット（２）に接続する、
請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記の複数の状態検出装置（３）および／または複数のエネルギー検出装置（４，４′）をパッシブに作動可能なセンサとして構成する、
請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ジェネレータ（５）をエネルギー変換器として構成する、
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
車両ホイール（１）に割り当てられた電子式ホイールユニット（２）の動作を制御する装置において、
該装置は、
ホイール（１）の動作状態についてのデータを検出する少なくとも１つの状態検出装置（３）と、
ジェネレータ（５）およびエネルギー蓄積装置（６）によって瞬時に前記電子式ホイールユニット（２）に供給されるエネルギーについてのデータを検出する少なくとも１つのエネルギー検出装置（４，４′）と、
少なくとも１つの状態検出装置（３）と少なくとも１つのエネルギー検出装置（４，４′）によって検出したデータに依存して、前記の電子式ホイールユニット（２）の動作を制御し、またこれによって決定される電子式ホイールユニット（２）のエネルギー消費を制御する、前記の少なくとも１つの状態検出装置（３）および少なくとも１つのエネルギー検出装置（４，４′）に接続された中央制御ユニット（９）とを有しており、
当該の中央制御ユニット（９）により、
あらかじめ定めたホイール（１）の重要な動作状態中には、ジェネレータ（５）によって瞬時に供給されるエネルギーよりも少なくとも一時的に多くのエネルギーを消費する機能が保証され、また
あらかじめ定めたホイール（１）の比較的重要でない動作状態中には、ジェネレータ（５）のエネルギー供給の点から見て供給可能な程度以下に前記機能が低減されて、前に過剰に消費されたエネルギーまたはさらに消費すべきエネルギーに対する埋め合わせとしてジェネレータ（５）によってエネルギー蓄積装置（６）が充電されることを特徴とする、
車両ホイール（１）に割り当てられた電子式ホイールユニット（２）の動作を制御する装置。
【請求項１４】
前記電子式ホイールユニット（２）は、エネルギー供給のためにエネルギー蓄積装置（６）に直接接続されている、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記のエネルギー蓄積装置（６）はジェネレータ（５）と電子式ホイールユニット（２）との間に設けられている、
請求項１３または１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記のエネルギー蓄積装置（６）は、ジェネレータ（５）から受信した信号を適切に変換して処理する充電電子装置（７）を伴って構成されている、
請求項１３から１５までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記のエネルギー蓄積装置（６）は、再充電可能なバッテリ、コンデンサ、ゴールドキャップコンデンサ、プリント基板に組み込まれたシート形アキュムレータなどとして構成されている、
請求項１３から１６までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
割り当てられたホイール（１）の加速度、バイブレーション、ノイズ、力、運動、温度、圧力などについてのデータを検出する複数の状態検出装置（３）が設けられている、
請求項１３から１７までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記のジェネレータ（５）の瞬時のエネルギー供給およびエネルギー蓄積装置（６）の瞬時の使用状態を検出する複数のエネルギー検出装置（４，４′）が設けられている、
請求項１３から１８までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記の中央制御ユニット（９）により、少なくとも１つの状態検出装置（３）および／または少なくとも１つのエネルギー検出装置（４，４′）から、つぎの動作状態についてのデータが受信されて評価され、すなわち、
例えば走り始めた後の所定の時間である走行開始の動作状態、
初期化プロシージャが例えば車両受信器にて動作する初期化の動作状態、
位置決定プロシージャが例えば車両受信器にて動作する位置決定の動作状態、
例えばホイール（１）の圧力が閾値を下回ったおよび／または速度が閾値を上回ったリスク状態である動作状態、
例えばホイール（１）の圧力が閾値を大きく下回った危険状態である動作状態、
例えばジェネレータ（５）の出力側にて大きなエネルギーが供給される場合および／またはエネルギー蓄積装置（６）の充填レベルが低い場合のエネルギーシステムの充電状態である動作状態についてのデータが受信されて評価される、
請求項１３から１９までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記の中央制御ユニット（９）により、検出されたデータに依存して電子式ホイールユニット（２）のつぎの制御、すなわち、
電子式ホイールユニット（２）の送信頻度；
電子式ホイールユニット（２）の測定頻度；
伝送の確実さを改善するための無線メッセージの繰り返しの頻度；
電子式ホイールユニット（２）の測定精度；
電子式ホイールユニット（２）によってどの測定を行うかの選択；
電子式ホイールユニット（２）の電流節約モードへのまたは当該モードからの移行；
電子式ホイールユニット（２）とエネルギー蓄積装置（６）との接続；
伝送するデータの適合化ないしは選択の制御などが行われ、ここでは、例えばエネルギー節約のためにメッセージが必要なデータ（Ｉ識別子だけ、また場合によって付加的に圧力データおよび温度データ）に低減され、これに対してエネルギー節約が強制されない際には較正データおよび作製データを含めた完全なセンサデータが伝送される、
請求項１３から２０までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記の中央制御ユニット（９）は、無線接続を介して電子式ホイールユニット（２）に接続されている、
請求項１３から２１までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記の複数の状態検出装置（３）および／または複数のエネルギー検出装置（４，４′）はパッシブに作動可能なセンサとして構成されている、
請求項１３から２２までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記ジェネレータ（５）はエネルギー変換器として構成されている、
請求項１３から２３までのいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のホイールに割り当てられたホイール電子装置を制御する方法および装置に関し、例えば設けられているエネルギーリザーバを最適にないしは走行状態に適合して最大限に利用することに関する。
【０００２】
１つまたは複数のタイヤを有する任意の車両に適用可能ではあるが、本発明ならびにその根底にある問題を乗用車に関連して詳しく説明する。
【０００３】
車両分野におけるアクティブおよびパッシッブな安全システムは、車両の発展においてますます大きな役割を演じるようになっている。顧客の期待が求めているのは、車両搭乗者に対する安全性を高めることを目指した性能および快適さである。
【０００４】
エアバッグ、衝突保護およびベルトテンショナなどのパッシッブかつアクティブな安全システムとならんで、アクティブな走行安全性は、その可能性がますます大きくなるに伴って重要性が増している。ここでの展開の目標は、瞬時の走行状態を迅速に検出して、場合によって生じ得るクリティカルな状態にアクティブに直ちに介入するか、ないしは走行状態を手動で変更するための相応の信号をドライバに供給することができる制御システムである。
【０００５】
例えばタイヤ圧を監視することが可能であり、ここではタイヤ圧の値がクリティカルな場合、上記の制御システムはその不足を示すことができ、ドライバはこれに応じて、相応に反応することができる。タイヤ圧監視システムにおいて必要であるのは、例えば、圧力、温度、加速度および場合によって別の測量を検出して例えば、車両固定の中央評価ユニットに伝送するタイヤ内部の複数のセンサを統合することである。
【０００６】
自動車を安全にまた経済的にも動作させるためには、タイヤの所定の特性量がわかっていることが極めて重要である。例えば、パンクしたタイヤまたはわずかな動作圧力しか加わっていないタイヤは、今日の自動車への要求において、安全上極めて危険である。今日のタイヤのそれ自体としての積極的な非常時特性により、自動車ドライバは上述したようなタイヤの欠陥を直に容易に識別できないのである。例えば、パンクしたタイヤであっても、８０ｋｍ／ｈまでは実質的に快適さを損なうことなく安定した走行が可能であり、その際には自動車ドライバは、音によってまたは実質的に変化した走行特性によって、このようなエラー状態に気がつくことができないのである。速度が一層高くなると、このようなタイヤは突然、コントロール不能な状態になる。
【０００７】
したがってタイヤがパンクした車両は、市街地を通って走行する際には、問題のない振る舞いをすることができる。しかしながらアウトバーンに乗ったとたんにこの車両は、速度が一層高くなった際にドライバがコントロールできない事態に陥ってしまい、その際に警告指示が発せられなかったということにもなりかねないのである。
【０００８】
また１つのホイールのキャンパおよびトーが不所望に誤って設定されることにより、または内部のタイヤ構造の欠陥により、さらに別の障害が発生することがある。これらの欠陥も即座にタイヤに重大な損傷を起こすことがあり、例えば、これらの欠陥は、アウトバーンにおける高速走行時のフルブレーキングにおいて、コントロールの利かない危険な状況に車両を陥らせやすいのである。
【０００９】
従来技術によれば、リムにもタイヤにも取り付けることの可能なホイール取付形電子装置がタイヤに設けられて、例えば、センサ装置によるタイヤ圧、車道状態またはホイール負荷が監視される。これらのホイール取付形電子装置にはその機能を発揮するために電気エネルギーが必要である。
【００１０】
すべてのコンポーネントは、より包括的なドライバアシストシステムの一部としてのタイヤ情報システムにまとめることができる。ここでたどられるのは、タイヤ情報システムの互いに異なる基本的な２つのアプローチの発展である。すなわち、バッテリサポート形システムと、バッテリレスシステムである。タイヤの使用条件は極端であることに起因して電気機械式の伝送路よりも、無線ないしは電磁波による信号伝送が一般に定着している。
【００１１】
バッテリサポート形システムの利点は、例えば、圧力などのタイヤパラメタの測定に対しても、続いて行われる車両への情報の無線伝送に対しても共にエネルギー供給がバッテリから行われることである。このために必要な車両アーキテクチャは、付加的な周辺部はわずかである。すなわち、４つのタイヤ電子装置と、接続を行う信号処理部を有する中央の無線受信器とだけで十分なのである。
【００１２】
しかしながらバッテリサポート形タイヤ情報システムの欠点は重大である。すなわち、タイヤ内部に設けられるバッテリは、相応のコストによって調整しなければならないアンバランスを付加的に形成するのである。さらにタイヤは、例えばトラックにおいて極めて長い寿命を有する。すなわちそのタイヤの長期耐用であり、これに相応して長く使用される。このため、バッテリは極めて長い寿命を有し、全動作時間にわたって所望の機能を保証できなければならないのである。長い寿命に加えてこのようなバッテリは、広い温度範囲において高い信頼性で使用できなければならない。慣用のバッテリの出力電圧は、冬期の使用における値と、夏真っ盛りの外気温における長時間使用の値との間では極めて大きく変動し得る。上に述べた要求および別の要求により、現在ではあまりに高価で相応にかさばった実現形態になってしまうのである。
【００１３】
このために過去にもすでにさまざまなバッテリレスシステムが提案されており、これはつぎのように動作原理に基づいている。すなわち、
ａ）  タイヤ電子装置には、電磁場によってエネルギーが供給され、このエネルギーがタイヤパラメタの測定にも情報伝送にも共に使用される。通例、このアプローチには分散配置された４つのアンテナが必要であり、これらのアンテナはホイールハウスの領域に取り付けられて、十分な電界強度を供給する。上に述べたバッテリサポート形システムと比べると、このことは各車両およびその周囲において大きな付加コストになってしまう。
【００１４】
ｂ）  例えば、圧電式ジェネレータにより、または機械式ジェネレータにより、タイヤにおいてタイヤ電子装置が運動する際に得られる運動エネルギーが利用されて、上記の電子装置が給電される。例えばいわゆる自動巻時計と同じである。
【００１５】
一般的にバッテリレスシステムはバッテリサポート形システムに比べて、ほぼ制限のない寿命およびシステムによって決まるメンテナンスフリーという利点を有する。したがってバッテリシステムを本発明の発展形態の出発点として選択する。
【００１６】
ｂ）によるアプローチの利点はさらに、走行動作時につねに十分な量のエネルギーが供給され、ひいては送信出力が得られ、これによってタイヤ情報が中央の受信器に送信されることである。したがって車両に中央の無線受信器を１つ設けるので十分である。これはバッテリサポート形システムの場合と同じである。
【００１７】
従来技術では殊にバッテリレスコンセプトのアプローチが行われ、ここでは必要な電気エネルギーは、非接触で伝送されるか、または機械的なエネルギーを電気エネルギーに変換する変換素子によって形成される。このエネルギーは、例えば、摩擦作用（Walkarbeit）、バイブレーション、タイヤの振動（Reifenschwingung）またはこれらに類似するものから得られるタイヤの機械的な変形エネルギーを電気エネルギーに変換することによってバッテリレスで供給される。変換素子として、例えば圧電素子が使用され、これはタイヤの外部か、または平らにタイヤ内部に組み込まれる。
【００１８】
すでに上で述べたように従来技術では一般にジェネレータと、中間エネルギー蓄積器とが最終的な負荷、すなわちこの場合は電子式ホイールユニットに直接接続されている。しかしながらこのアプローチにおいて不利であることが判明したのは、電子式ホイールユニットの使用レディ状態（Einsatzbereitschaft）が、ジェネレータのエネルギー供給ないしは、中間に接続されるエネルギー蓄積器の特性に依存するという事実である。所定の状況おける動作レディ状態（Betriebsbereitschaft）が、狙い通りに目指されることはない。しかしながら例えばタイヤ圧制御システムにおいて、所定の走行状態により、電子式ホイールユニットの動作レディ状態が一層良好であることが要求される。これに対する例は、走行動作の開始中の各ホイールの初期化および位置決定フェーズである。従来技術によれば、ジェネレータによって給電されるホイールユニットには、走行動作の開始中、もっぱら速度が低いことに起因して、またこれに伴ってエネルギー供給がわずかであることによって起因して、必要なエネルギーがなく、有利には一層頻繁に、例えば６０秒の間隔の代わりに１５秒の間隔で例えば信号を無線メッセージで送信したいのにそれができないのである。
【００１９】
電子式ホイールユニットの動作レディ状態が一層良好である別の例は、車両速度が高い走行状態であり、この走行状態では、安全上の危険性が高まることによって、高い送信頻度が要求される。このため、従来技術によるこのアプローチの欠点は、車両の所定の走行状態において、エネルギーを供給するジェネレータないしは中間蓄積器の利用に制限が生じ得ることであり、電子式ホイールユニットの確実な機能が保証されないことにある。したがって所定の走行状態において電子式ホイールユニットの確実な動作を保証するため、付加的な補助バッテリを設けなければならなかったのであり、これは結果的に付加的なコストになっていた。
【００２０】
したがって本発明の課題は、方法および装置を提供し、この方法および装置により、車両の所定の走行状態においても、簡単かつコスト的に有利に十分なエネルギーが電子式ホイールユニットに供給され、すべての走行状態において確実な動作が保証されるようにすることである。
【００２１】
この課題は本発明により、方法については請求項１の特徴部分に記載した特徴的構成を有する方法によって、また装置については請求項１５の特徴部分に記載した特徴的構成を有する装置によって解決される。
【００２２】
本発明の基礎にあるアイデアは、ホイールの動作状態についてのデータを検出する少なくとも１つの状態検出装置、および／または、ジェネレータおよび／またはエネルギー蓄積装置によって瞬時にホイール電子装置に供給されるエネルギーについてのデータを検出する少なくとも１つのエネルギー検出装置を設けることである。少なくとも１つの状態検出装置および／または少なくとも１つのエネルギー検出装置の検出したデータに依存し、少なくとも１つの状態検出装置および／または少なくとも１つのエネルギー検出装置に接続された中央制御ユニットを用いて、ホイール電子装置の動作を制御し、ひいてはこれによって決定されたエネルギー消費を適切に制御する。これにより、ホイールの動作状態があまりクリティカルでない場合には、電子式ホイールユニットを、エネルギー消費の少ないモードで作動させて、中間に接続されたエネルギー蓄積器を場合によっては元のように再生ないしは充電することができる。その一方でホイールの動作状態がクリティカルである際には電子式ホイールユニットは、例えば、通常動作に比べて増大させた送信頻度、繰り返しレート、繰り返し頻度などでデータを送信するために、エネルギー消費の比較高いモードで作動される。この際には例えば、前にエネルギー蓄積装置に蓄積したエネルギーを用いることができる。
【００２３】
これにより、本発明は従来技術によるアプローチに比べてつぎのような利点を有する。すなわち、中央制御ユニットにより、ホイールの瞬時の動作状態および／または電子式ホイールユニットに瞬時に供給されるエネルギーが検出され、この全体的な状況に依存して電子式ホイールユニットの挙動が所期のように制御され、これにより、ジェネレータから供給されるエネルギーよりも多くのエネルギーを少なくとも一時的に消費する機能が、殊に重要な動作状態中に保証されるのである。したがって状況に依存した電子式ホイールユニットの挙動が保証され、ここでこの挙動により、一方では公知のジェネレータの利用可能性が制限されるという欠点が、また他方では補助バッテリの必要性がなくなるのである。電子式ホイールユニットの使用レディ状態をこのように良好にすることによって、例えば、走行の開始フェーズにおいて、殊に確実な位置決定および初期化が可能になるのである。
【００２４】
ここで初期化とは、例えばつぎのことであると理解されたい。すなわち、この機能によって解決されるのは、車両が、これに割り当てられたホイール電子装置と、偶然に同様に受信した未知のホイール電子装置とを自動的に区別できなければならないという問題である。背景となっているのは、新しい（つまり最初は未知である）ホイール電子装置が、ドライバ／メカニックによって取り付けられたかもしれないという可能性である。上記のシステムは、このような新しいホイール電子装置を自動的に習得できるようにすべきである。典型的な解決手段では、発進の後、定めた時間中にホイール電子装置の識別子が車両受信器によって受信される頻度が解析される。対応する機能は、発進後の最小の数分間に頻繁にメッセージが伝送されればされるほど、それだけ安定になり、またそれだけ迅速に収斂する。
【００２５】
これに対して位置決定とは、例えばつぎのことであると理解されたい。すなわち、位置の交換も自動的に検出すべきである。ここでは、例えば、カーブ走行時の加速度、走行状況に対して絶対的または相対的な受信電磁場強度、ホイールの回転方向の変化などのさまざまな解析が行われる。初期化時と同様に一般に発進後にホイール電子装置が頻繁に送信を行えば行うほど、一般にはそれだけ迅速に上記のさまざまな手順が収斂する。ここでも上記のシステムは、送信レディ状態が良好になることによって機能性が改善される。
【００２６】
本発明の有利な実施形態および発展形態は、従属請求項ならびに図面の図に関連した説明に記載されている。
【００２７】
有利な１発展形態では上記の電子式ホイールユニットをエネルギー蓄積装置に直接接続してエネルギーを供給する。この際に上記のエネルギー蓄積装置は有利には上記のジェネレータと電子式ホイールユニットとの間に設けられる。有利には上記のエネルギー蓄積装置は、ジェネレータから受信した信号を有利に変換して処理する充電電子装置を伴って構成される。エネルギー蓄積装置は、例えば、再充電可能なバッテリ、コンデンサ、ゴールドキャップコンデンサ、プリント基板に組み込まれたシート形アキュミュレータなとから構成される。当然のことながらエネルギー蓄積装置に対してはさらに別の実施形態が可能である。
【００２８】
別の有利な実施形態によれば、例えば、ホイールの加速度データ、バイブレーションデータ、ノイズデータ、力、運動、温度データ、圧力データその他を検出する複数の状態検出装置が設けられる。上記の中央制御ユニットは、すべての状態検出装置に接続されており、受信した複数の信号の個々の信号または任意の信号の組み合わせを評価し処理することができる。中央制御ユニットは、例えば、個々の信号によって検出した全体的な状況を評価して適切な駆動制御を行う。別の動作状態は、例えば、外部から所期のように入力された状態変化とすることができる。これによって例えば電気、磁気または電磁気信号をセンシングすることができる。ここでこれらの信号は、車両固定の送信器から出力されて、ホイールの動作状態がシグナリングされる。
【００２９】
別の有利な実施形態によれば、ジェネレータの瞬時のエネルギー供給およびエネルギー蓄積装置の使用状態を検出する複数のエネルギー検出装置を設ける。有利にはエネルギー検出装置は複数のセンサとして構成されており、これらは完全にパッシブに作動される。すなわちここでは状態量の変化により、必要な動作エネルギーがそれ自体で生成されて、この変化がセンサを介して中央制御ユニットに示されるのである。このようなセンサの例は、機械的な変形を検出する圧電素子、誘電を用いて電磁気信号を検出するセンサコイル、温度変化を検出する焦電素子またはサーモパイル装置などである。
【００３０】
有利には上記の中央制御ユニットにより、状態検出装置および／またはエネルギー検出装置から受信した、つぎの動作状態についてのデータを評価する。すなわち、例えば、走行しはじめた後の所定の時間である走行開始の動作状態；初期化プロシージャが、例えば、車両受信器において動作するホイールの初期化の動作状態；位置決定プロシージャが車両受信器において動作するホイールの位置決定の動作状態；例えば、圧力が閾値を下回ったおよび／または速度が閾値を上回ったリスクレンジの動作状態；例えばホイールの圧力が閾値を大きく下回った危険レンジの状態の動作状態；例えば、ジェネレータ出力側において大きなエネルギーが供給されるおよび／またはエネルギー蓄積装置の充填レベルが低い際の充電レンジの動作状態；例えばジェネレータ出力側においてエネルギー供給が少なくおよび／またはエネルギー蓄積装置の充填レベルが高い際などの放電レンジの動作状態などのデータを評価するのである。
【００３１】
別の有利な実施形態によれば、上記の中央制御ユニットにより、検出したデータに依存して電子式ホイールユニットのつぎの制御を行う。すなわち、送信頻度、測定頻度、測定精度、ホイールユニットの電流節約モードへの移行または当該モードからの移行、伝送の確実さを改善するための無線メッセージの繰り返しの頻度；電子式ホイールユニットによってどの測定を行うかの選択；電子式ホイールユニットとエネルギー蓄積装置との接続；伝送するデータの適合化ないしは選択の制御などを行い、ここでは、例えばエネルギー節約のためにメッセージを最も必要なデータ（Ｉ識別子だけ、また場合によって付加的に圧力データおよび温度データ）に低減し、これに対してエネルギー節約が強制されない際には較正データおよび作製データを含めた完全なセンサデータなどを伝送する。
【００３２】
例えば、上記の中央制御ユニットにより、殊に重要な動作状態中に、ジェネレータおよび／またはエネルギー蓄積装置によって瞬時に供給されるエネルギーよりも少なくとも一時的に多くのエネルギーを消費する機能が保証される。その一方、この中央制御ユニットにより、あまり重要でない動作状態中、有利には上記の機能がジェネレータのエネルギー供給の点から見て利用可能な程度以下に低減され、前に過剰に消費されたエネルギーまたはさらに消費すべきエネルギーに対する調整としてエネルギー蓄積装置を補充する。したがって重要な走行状態、例えば走行動作の開始時にも電子式ホイールユニットの機能の信頼性が保証される。
【００３３】
本発明を以下、図面の概略図に示した実施例に基づいて詳しく説明する。ここで
図１は、ホイール式車両に組み込まれた、本発明の実施例による装置の概略図を示しており、
図２は、本発明の有利な実施形態による装置のブロック図を示している。
【００３４】
図面の図において、特に断らない限り、同じコンポーネントないしは機能的に同じコンポーネントには同じ参照符号が付されている。
【００３５】
図１には車両に設けられた装置の概略図が示されており、この装置により、ホイール１に割り当てられた電子式ホイールユニット２の動作が本発明の有利な実施例にしたがって制御される。
【００３６】
図１からわかるように、各車両ホイール１は有利には１つずつ割り当てられた電子式ホイールユニット２を有し、これらは、例えばタイヤまたはリムの内面ないしはリムのエッジに取り付けられている。以下では、割り当てられた電子式ユニット２を有するホイール１に基づいて本発明を詳しく説明する。当然のことながら本発明はすべてのホイールに同様に適用可能である。
【００３７】
測定したホイール状態量の伝送は、電子式ホイールユニット２により、このホールユニットから中央制御ユニット９に対して行われ、例えば、無線接続および対応する無線受信器８によって行われ、ここでこの無線受信器８は、中央制御ユニット９に直接接続されている。同様に図１に示されている中央制御ユニット９は、有利には複数のセンサ３に接続されており、これらはホイール１のさまざま動作状態をセンシングする。
【００３８】
ここではセンサ３を、自動車に別個に設けられたセンサとして構成するか、または電子式ホイールユニット２に組み込まれるセンサないしはこれに直接接続されたセンサとして構成することが可能である。有利には例えばホイール１の圧力、温度、加速度を検出するために設けられた複数のセンサ３を、中央制御ユニット９および電子式ホイールユニット２によって同時に利用する。
【００３９】
センサ３により、ホイール１の瞬時の動作状態を推定することの可能な量がセンシングされる。このような測定量は、例えば、ホイール１の加速度、バイブレーション、ノイズ、力、運動、温度、圧力または別の状態量とすることが可能である。
【００４０】
さらに外部から所期のように入力された状態変化をセンサ３によって検出し、検出したデータを上記の中央制御ユニットに送信することも可能である。例えば、電気、磁気または電磁気信号をセンサ３によって検出することができ、これらは車両固定の送信器から出力されて、対応するホイール１の瞬時の動作状態がシグナリングされる。
【００４１】
さらにこの実施例の装置は、１つまたは複数のエネルギー検出装置４，４′を有している。これらを図２に基づいて詳しく説明する。エネルギー検出装置４，４′は、ホイールユニットにエネルギーを供給するジェネレータ５の瞬時のエネルギー供給と、有利には電子式ホイールユニット２とジェネレータ５との間に接続されるエネルギー蓄積器６の瞬時の充填レベルないしは使用状態とを検出する。
【００４２】
ジェネレータ５は、例えば機械的なエネルギーを電気エネルギーに変換する任意に構成されたエネルギー変換器とすることが可能である。このようなジェネレータの例は、特許明細書US 5 741 966に記載されている。
【００４３】
有利にはセンサ３ないしはエネルギー検出装置４，４′を完全にパッシブに作動可能な装置として構成して、検出すべき状態量の変化それ自体によってエネルギーが生成されて、この状態量の変化が相応するセンサないしは相応する装置を介して中央制御ユニット９に伝送されるようにする。例えば、これらのセンサは、機械的な変形を検出する圧電式素子として、誘導を用いて電磁気信号を検出するセンサコイルとして、または類似のものとして構成することができる。
【００４４】
図２には本発明の有利な実施形態による、本発明の装置の個々のコンポーネントのブロック図が示されている。図２からわかるように中央制御ユニット９は、上ですでに述べたようにセンサ３と、ジェネレータ５のエネルギー検出装置４と、一時的に蓄積を行うエネルギー蓄積器６のエネルギー検出装置４′とに接続されている。これによって中央制御ユニット９は、個々の装置３，４および４′によって受信したデータを評価することにより、ジェネレータ５および中間に接続されたエネルギー蓄積器６が瞬時に供給するエネルギーならびにホイールの瞬時の動作状態を検出する。
【００４５】
図２にさらに示されているように、中央制御ユニット９は、例えば無線接続を介して電子式ホイールユニット２ないしはホイール電子装置２に接続されている。ホイール電子装置２そのものは、そのエネルギー供給のためにエネルギー蓄積器６を介してジェネレータ５に接続されている。エネルギー蓄積器６は、有利には充電電子装置７を有しており、これは、エネルギーを生成するジェネレータ５から受信した信号を適切に変換して、またエネルギー蓄積器６により、直接利用されるようにこの信号を処理する。
【００４６】
中央制御ユニット９は、１つまたは複数のセンサ３の１つまたは複数の信号から、ホイール１の瞬時の動作状態を特徴付ける対応した信号を生成する。結果的に得られるこの信号は、例えば、ホイール１のつぎの動作状態のうちの１つまたは複数を表すことができる。すなわち、例えば走行はじめた後の所定の時間である走行開始；有利には初期化プロシージャが車両受信器において動作する初期化；位置決定プロシージャが同様に、例えば車両受信器において動作する位置決定；例えば、閾値をした下回る圧力および／または閾値を上回る速度を検出した際のリスク動作状態；例えば圧力が閾値を大きく下回る危険動作状態などを表すことができるのである。さらにエネルギー検出装置４および／または４′のデータは、中央制御ユニット９によって別個にまたはセンサ３の信号と関連して評価することができる。これにより、例えば、結果的に得られる信号を中央制御ユニット９によって生成することもでき、ここでこの信号は、例えば、ジェネレータ５とエネルギー蓄積装置６とからなるエネルギーシステムの充電状態を示す。例えば中央制御ユニット９によって検出できるのは、このエネルギーシステムが、例えば、ジェネレータ出力側において大きなエネルギーが供給される際および／またはエネルギー蓄積器６の充電レベルが低い際に充電状態になっていることである。さらに中央制御ユニット９は場合によっては、エネルギーシステムの放電状態を、相応して対応づけられた信号によって示すこともできる。これは例えば、ジェネレータ出力側においてエネルギー供給が少ない、および／またはエネルギー蓄積器６の充電レベルが高い場合である。
【００４７】
制御ユニット９は、ホイール１の走行状態およびエネルギーシステムのエネルギー状態を特徴付ける信号を電子式ホイールユニット２に送信し、この電子式ホイールユニット２の動作を制御して、検出した瞬時の走行状態および瞬時のエネルギー供給に適合した、電子式ホイールユニット２のモードが実行されるようにする。
【００４８】
したがって電子式ホイールユニット２の動作ないしはモードは、中央制御ユニット９によって検出した信号によって制御され、ひいてはホイール電子装置２のエネルギー消費は、中央制御ユニット９により、コスト的に有利にまたホイールおよびエネルギー状態に適合されて制御されるのである。例えば、中央制御ユニット９は、検出した信号、すなわち、ホイール１の走行状態に依存して、またエネルギーシステムによって供給されるエネルギーリザーバに依存して、ホイール電子装置の送信頻度；ホイール電子装置の測定頻度；伝送の確実さを改善するための無線メッセージの繰り返しの頻度；ホイール電子装置の測定精度；ホイール電子装置によってどの測定を行うかの選択；ホイール電子装置の電力消費モードへの移行またはこのモードからの移行、およびホイール電子装置とエネルギー蓄積器との接続などを適切に調整するのである。
【００４９】
したがって中央制御ユニット９は、検出した信号に依存して電子ホイールユニット２の挙動を変化させて、例えば、殊に重要な動作状態中に、ジェネレータ５によって瞬時に提供されるエネルギーよりも少なくとも一時的に多くのエネルギーを消費する機能を保証するのである。比較的重要でない動作状態中、場合によってはジェネレータ５のエネルギー供給から見て利用可能な程度以下に上記の機能を低減して、前に過剰に消費したエネルギーまたはなお過剰に消費すべきエネルギーに対する埋め合わせとしてエネルギー蓄積器６を充電ないしは充填する。これによって、例えば、走行の始めに十分なエネルギーが生成されずにエネルギーを供給できない動作状態中であっても、確実かつ走行状態に適合された電子式ホイールユニット２の機能が保証され、この際に付加的な補助バッテリは使用する必要がないのである。
【００５０】
上記の中央制御ユニット９により、適切に設計されたエネルギー蓄積器６と共に、電子式ホイールユニット２の状況に依存した挙動が実現され、この挙動によって公知のジェネレータの利用可能性の制限が取り除かれる。例えば、殊に走行の開始フェーズに上記のように電子式ホイールユニット２の使用レディ状態を良好にすることにより、割り当てられたホイールの位置決定および／または初期化が可能になる。
【００５１】
ここまで本発明を有利な実施例に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施例に制限されず、多様に変更可能である。
【００５２】
例えば、電子式ホイールユニット２をジェネレータ５に直接接続して、電子ホイールユニットにエネルギー供給することができる。この際には検出した所定の動作状態においてのみ、エネルギー蓄積装置６を接続して電子式ホイールユニット２にエネルギー供給するのである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】ホイール式車両に組み込まれた、本発明の実施例による装置の概略図である。
【図２】本発明の有利な実施形態による装置のブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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