(57)【要約】  乗物の車輪（１００）に取付け可能な少なくとも１つの非接触読取可能なデータキャリア（１）と、前記データキャリア（１）から放出される電磁信号（ＥＳ）を受信するために前記乗物に配置可能なリーダ（１０）とを備え、前記リーダ（１０）は受信した前記電磁信号（ＥＳ）の電界強度変動から前記車輪（１００）回転数を測定するように構成され、前記リーダ（１０）は、前記回転数及び前記車輪（１００）に割当てられ前記リーダが測定可能な円周、直径又は半径のような車輪外周基準値（ＲＵ）から、車輪外周上点の移動距離、及び／又は前記車輪（１００）の周速度（ＵＶ）のような車輪外周上点の移動距離から導出される値を計算するように構成された計算手段（１９）を持つシステム。
2008523360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物の車輪（１００）に取付け可能な少なくとも１つの非接触読取可能なデータキャリア（１）、及び前記データキャリア（１）から放出される電磁信号（ＥＳ）を受信するために前記乗物に配置可能なリーダ（１０）を備え、
前記リーダ（１０）は、受信した前記電磁信号（ＥＳ）の電界強度変動から前記車輪（１００）回転数を求めるように構成され、
前記リーダ（１０）は、前記回転数及び前記車輪（１００）に割当てられ前記リーダが測定可能な、円周、直径又は半径のような車輪外周基準サイズ（ＲＵ）から、車輪外周上点の移動距離、及び／又は前記車輪（１００）の周速度（ＵＶ）のような車輪外周上点の移動距離から導出される値を計算するように構成された計算手段（１９）を有することを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記データキャリア（１）は、配置された前記車輪（１００）の車輪外周基準値（ＲＵ）を電磁信号（ＥＳ）として送信するように構成されており、
前記リーダ（１０）は、前記データキャリア（１）から受信した前記電磁信号（ＥＳ）から前記乗物外周基準値（ＲＵ）を抽出し、この値を前記計算手段（１９）に提供するように構成された、請求項1記載のシステム。
【請求項３】
前記リーダ（１０）は、少なくとも１つの車輪外周基準値（ＲＵ）、及び該当する場合には、前記車輪外周基準値に割当てられた参照コード（ＢＣ）を保存するための前記計算手段（１９）と通信するデータメモリを有する、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記リーダ（１０）は、前記車輪外周基準値（ＲＵ）を入力するユーザインターフェース（１５）、及び該当する場合には、前記データメモリ（１６）内への記憶のための参照コード（ＢＣ）を有する、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記参照コード（ＢＣ）は、前記データキャリア（１）の固有識別コード（ＩＤ）を含む、請求項３記載のシステム。
【請求項６】
前記参照コード（ＢＣ）は、圧力値（Ｐ）を含んでおり、
前記データキャリア（１）は、配置された車輪タイヤ（１１０）のタイヤ圧力（Ｐ）を測定し、この値を参照コード（ＢＣ）として前記リーダ（１０）に送信するように構成される、請求項４又は５記載のシステム。
【請求項７】
前記リーダ（１０）は、前記データキャリア（１）に、乗車距離、運転時間、平均速度のような、車輪外周上点の移動距離又は前記車輪（１００）の周速度（ＵＶ）から得られるデータを送信するように構成されており、
前記データキャリア（１）は、受信した前記データを保存するための不揮発性メモリを有する、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記リーダ（１０）は、車輪外周上点の移動距離又は前記車輪（１００）の周速度（ＵＶ）から乗車距離を測定し、さらに前記乗車距離からタイヤ摩耗（ＡＢ）を測定し、該当する場合には、この値を前記データメモリ（１６）に保存するように構成された、請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記リーダ（１０）は、乗物とその積荷の重量による輪荷重（ＲＬ）を測る輪荷重センサ（２２）と通信し、
前記リーダ（１０）の前記計算手段（１９）は、前記輪荷重（ＲＬ）を前記データキャリア（１）に送信し、並びに／又は前記輪荷重（ＲＬ）により生じる前記車輪（１００）の変形から有効車輪直径の関連した変化を計算し、この計算にあたっては車輪外周上点の移動距離又は車輪周速度（ＵＶ）を考慮するように構成された、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記リーダ（１０）は、携帯電話内に統合されている、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
車輪タイヤ（１１０）中に設置する非接触読取可能なデータキャリア（１）であって、
前記データキャリア（１）はタイヤ圧力センサ（２）を有しており、
さらに前記データキャリア中の不揮発性メモリ（３）の中に、円周、直径又は半径のような有効車輪外周基準サイズ（ＲＵ）に対するタイヤ圧力（Ｐ）の割当てを含むテーブルを備えており、
前記データキャリア（１）は、前記テーブルを使い、前記タイヤ圧力センサ（２）が測定したタイヤ圧力（Ｐ）から関連した有効車輪外周基準値（ＲＵ）を求め、この値を電磁信号（ＥＳ）として放出するように構成されたことを特徴とする非接触データキャリア。
【請求項１２】
乗物の車輪（１００）に取付けられた非接触読取可能なデータキャリア（１）によって放出される電磁信号（ＥＳ）を受信する受信部（１２）を備えるリーダ（１０）であって、
前記リーダ（１０）は、受信した前記電磁信号（ＥＳ）の電界強度変動から車輪（１００）の回転数を求めるように構成され、
前記リーダ（１０）は、前記回転数と前記車輪（１００）に割当てられ前記リーダが測定可能な円周、直径又は半径のような車輪外周基準サイズ（ＲＵ）から、車輪外周上点の移動距離、及び／又は前記車輪（１００）の周速度（ＵＶ）のような車輪外周上点の移動距離から導出される値を計算するように構成された、計算手段（１９）を有することを特徴とするリーダ。
【請求項１３】
前記リーダは、前記データキャリア（１）から受信した前記電磁信号（ＥＳ）から前記車輪外周基準値（ＲＵ）を抽出するデータ読取手段（１４）を有し、この値を前記計算手段（１９）に提供する、請求項１２記載のリーダ。
【請求項１４】
前記リーダ（１０）は、少なくとも１つの車輪外周基準値（ＲＵ）、及び該当する場合には、前記車輪外周基準値（ＲＵ）に割当てられた参照コード（ＢＣ）を保存するための、前記計算手段（１９）と通信するデータメモリを有する、請求項１２記載のリーダ。
【請求項１５】
前記車輪外周基準値（ＲＵ）、及び該当する場合には、データメモリ（１６）内ストレージへの前記参照コード（ＢＣ）を入力するための、ユーザインターフェース（１５）を備えている、請求項１４記載のリーダ。
【請求項１６】
前記参照コード（ＢＣ）は、前記データキャリア（１）の１又はそれ以上の固有識別コード（ＩＤ）、タイヤ圧力値（Ｐ）及び摩耗値（ＡＢ）を含む、請求項１４記載のリーダ。
【請求項１７】
前記計算手段（１９）は、前記データキャリアに、移動距離、運転時間、平均速度のような、前記車輪外周上点の移動距離又は前記車輪（１００）の周速度（ＵＢ）から得られるデータを送信するように構成された、請求項１２記載のリーダ。
【請求項１８】
前記計算手段（１９）は、前記車輪外周上点の移動距離又は前記車輪（１００）の周速度（ＵＢ）から乗車距離を測定し、前記乗車距離から前記タイヤ摩耗（ＡＢ）を測定し、この値を前記データキャリア（１００）に保存するように構成された、請求項１７記載のリーダ。
【請求項１９】
乗物とその積荷の重量による輪荷重（ＲＬ）を測り、この値を前記計算手段（１９）に送信する輪荷重センサ（２２）を備え、
前記計算手段（１９）は、前記輪荷重（ＲＬ）を前記データキャリア（１）に送信し、並びに／又は
前記輪荷重（ＲＬ）により生じる前記車輪の変形から有効車輪直径の関連した変化を計算し、この値を前記車輪外周上点の移動距離又は前記車輪（１００）の周速度（ＵＶ）の計算で考慮するように構成された、請求項１２記載のリーダ。
【請求項２０】
請求項１２から１９いずれか１つに記載のリーダ（１０）が統合されている携帯電話。
【請求項２１】
車輪（１００）上に電磁信号を放出する非接触読取可能なデータキャリア（１）が取付けられている、乗物の車輪（１００）外周上点の移動距離を測定する方法であって、
前記車輪回転により生じる、前記リーダ（１０）が受信する前記電磁信号（ＥＳ）の電解強度変動の測定と、
前記電界強度変動による車輪（１００）の回転数の測定と、
円周、直径又は半径のような車輪（１００）に割当てられた車輪外周基準値（ＲＵ）の測定と、
前記回転数と前記車輪外周基準値（ＲＵ）から、車輪外周上点の移動距離、及び／又は前記車輪（１００）の周速度（ＵＶ）のような車輪外周上点の移動距離から導出される値の計算と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記データキャリア（１）は、電磁信号（ＥＳ）として配置された車輪（１００）の車輪外周基準値（ＲＵ）を放出する、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
少なくとも１つの車輪外周基準値（ＲＵ）、及び該当する場合には、前記車輪外周基準値（ＲＵ）に割当てられた参照コード（ＢＣ）が、前記リーダ（１０）に保存されている、請求項２１記載の方法。
【請求項２４】
前記参照コード（ＢＣ）は、前記データキャリア（１）の固有識別コード（ＩＤ）、及び／又はタイヤ圧力値（Ｐ）、及び／又はタイヤ摩耗値（ＡＢ）を含む、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
輪荷重センサ（２２）を用いて乗物とその積荷の重量により生じる輪荷重（ＲＬ）が測られ、前記輪荷重（ＲＬ）により生じる前記車輪（１００）の変形から、有効車輪直径の関連した変化が計算され、前記変化は前記車輪外周上点の移動距離及び前記車輪周速度（ＵＶ）の計算で考慮される、請求項２１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、乗物の車輪に取付け可能な、少なくとも１つの非接触読取可能なデータキャリア、及び乗物上に配置されデータキャリアから放出される電磁信号を受信するために可能なリーダを含み、このリーダが受信した電磁信号の電界強度変動から車輪回転数を求めるように構成されたシステムに関する。
【０００２】
この発明はさらに、タイヤ車輪内に適用する非接触読取可能なデータキャリアであって、データキャリアがタイヤ圧力センサ有するものに関する。
【０００３】
この発明はさらに、乗物の車輪に配置された非接触読取可能なデータキャリアから放出される電磁信号を受信するための受信部を持つリーダであって、リーダが受信した電磁信号の電界強度変動から車輪回転数を測定するように構成されたものに関する。
【０００４】
この発明はさらに、車輪上に電磁信号を放出する非接触読取可能なデータキャリアが取り付けられた、車輪外周上点の移動距離を測定する方法であって、リーダが受信する電磁信号の、車輪の回転により生じる電解強度変動の測定と、電界強度変動からの車輪回転数の測定とを含む方法に関する。
【背景技術】
【０００５】
特許文献１は、状態タイヤの中に設置された非接触読取可能なデータキャリア及び乗物上に設置されたリーダを備えた、乗物タイヤの少なくとも１つの動的な状態を測定するシステム及び方法を開示している。データキャリアとリーダの間の電磁結合の変動により、リーダ又はデータキャリアにおいて、角度位置、回転速度又は加速度のようなタイヤの動的な状態が測定される。
【特許文献１】国際公開第０１／１２４５３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、乗物タイヤの少なくとも１つの動的な状態を測定する公知のシステム及び方法では、使用される領域が制限されるという不利益が生じている。この公知システムの設計は明らかに、リーダ、及び随意にリーダにより測定されたデータの分析のためリーダと通信するコンピュータは、乗物に取り外せないように一体化されていて、前記文献に記載された動的な状態の少なくともいくつかを測定するには、ｋの乗物のタイヤは正確に規定された一定の直径又は円周を有していなくてはならない。しかしながら、例えば乗物の夏タイヤと冬タイヤの直径は相互に大幅に異なるので、この条件は個別の乗物でしばしば実現することができなくなり、したがって公知のシステムでは対応した測定の不正確さが生じる。このシステムは異なる又は変化するタイヤ直径を補償する機能を提供していない。
【０００７】
この発明の目的は、上記不利益を回避した、第１段落で示した種類のシステム、第２段落で示した種類のデータキャリア、第３段落で示した種類の装置、第４段落で示した種類の方法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による、回転中車輪の周速度を測定するシステムで上記目的を実現するため、この発明の特徴は提供され、この発明によるシステムは、次のとおり特徴づけることができる。すなわち、
【０００９】
乗物の車輪に取付け可能であり、非接触読取可能な少なくとも１つのデータキャリア、及び前記乗物に配置可能な、前記データキャリアから放出される電磁信号を受信するためのリーダを有し、前記リーダは受信した電磁信号の電界強度変動から前記車輪回転数を求めるように構成され、前記リーダは、前記回転数と前記車輪に割当てられ前記リーダが測定可能な円周、直径又は半径のような車輪外周基準サイズから、車輪外周上点の移動距離、及び／又は前記車輪の周速度のような車輪外周上点の移動距離から導出される値を計算するように構成された計算手段を有するシステムである。
【００１０】
この発明による、回転車輪の周速度を測定するデータキャリアで上記目的を実現するために、この発明の特徴は提供され、この発明によるデータキャリアは、次のとおり特徴づけることができる。すなわち、
【００１１】
タイヤ車輪中に設置する非接触読取可能なデータキャリアであって、前記データキャリアはタイヤ圧力センサを有し、並びにさらに前記データキャリア中の不揮発性メモリの中に、円周、直径又は半径のような有効車輪外周基準寸法に対するタイヤ圧力の割当てを含むテーブルが保存され、並びに前記データキャリアは前記テーブルを使い、前記タイヤ圧力センサにより測定されたタイヤ圧力から、関連した有効車輪外周基準値を測定し、及びこの値を電磁信号として放出するように構成されたデータキャリアである。
【００１２】
この発明による、回転車輪の周速度を測定するリーダで上記目的を達成するために、この発明の特徴は提供され、この発明によるリーダは、次のとおり特徴づけることができる。すなわち、
【００１３】
乗物の車輪に取付けられた非接触読取可能なデータキャリアによって放出される電磁信号を受信する受信部を備えるリーダであって、前記リーダは受信した電磁信号の電界強度変動から車輪の回転数を計算するように構成され、前記リーダは、前記回転数と前記車輪に割当てられ前記リーダにより求めることが可能な、円周、直径又は半径のような車輪外周基準寸法から、車輪外周上点の移動距離、及び／又は前記車輪の周速度のような車輪外周上点の移動距離から導出される値を計算するように構成された計算手段を持つリーダである。
【００１４】
この発明による、回転車輪の周速度を測定する方法で上記目的を達成するために、この発明の特徴は提供され、この発明による方法は、次のとおり特徴づけることができる。すなわち、
【００１５】
電磁信号を放出する非接触読取可能なデータキャリアが車輪上に取り付いている、乗物の車輪外周上点の移動距離を測定する方法で、前記車輪の回転により生じる前記リーダが受信する前記電磁信号の電解強度変動を測定し、前記電界強度変動による車輪の回転数を測定し、円周、直径又は半径のような車輪に割当てられた車輪外周基準値を測定し、前記回転数と前記車輪外周基準値から、車輪外周上点の移動距離、及び／又は前記車輪の周速度のような車輪外周上点の移動距離から導出される値を計算する方法である。
【発明の効果】
【００１６】
この発明による特徴により、異なる車輪や、変化するタイヤ車輪の空気圧とこれに関連した車輪円周の変化などの修正された条件に対し、単純な方法で対応することが可能になる。乗物の個々の車輪は異なる直径を取ることができ、この発明によるとこの異なる直径もまた個々に考慮されている。この発明による特徴により、例えば１つのスピードメータを種々の自転車に取り付けるように、１つのリーダを交互にいくつかの乗物上で使うことも可能である。さらに、車輪の変化もまた非接触データキャリアに戻して記録又は上書きすることができる。この発明によるシステムは車輪の傷に対してかなり影響を受けにくい。
【００１７】
この発明の一実施態様では、データキャリアは配置された車輪の車輪外周基準値を電磁信号として放出するように構成され、リーダはデータキャリアから受信した電磁信号から車輪外周基準値を抽出し、この値を計算手段に提供するように構成される。これらの措置により、リーダ内の計算手段が、正確な乗物外周基準値を常時利用できるという利点が得られる。乗物外周基準値の変化につながり得るあらゆる車輪変化の際、前記計算手段はオペレータの介入なしに更新された乗物外周基準値を直ちに使うので、乗物外周上点の移動距離及び／又は周速度の正確な計算が保障される。
【００１８】
有利には、リーダは、計算手段と通信し、少なくとも１つの乗物外周基準値と、必要に応じて乗物外周基準値に割当てられた参照コードを保存するデータメモリを有する。これらの対策により、乗物外周基準値のテーブルが前記リーダ内に作られるので、特にリーダが複数の乗物上で操作される場合、リーダの使用を実質的に単純にすることが可能になる。このようなテーブルは通常リーダの最初の動作時に１度だけ作る必要がある。
【００１９】
最も単純な場合、すなわち、周速度又は車輪外周上点の移動距離又は類似の値が、１つの特定の車輪タイプについてのみ計算される場合、データキャリアは１つの車輪外周基準値用のメモリ空間だけ持てば十分で、計算手段はこのメモリ空間にアクセスし、ここから乗物外周基準値を読み、周速度を計算する。車輪外周基準値の変化があると、データメモリ内のメモリ空間は新しい値で上書きされなければならない。しかしながら、データキャリアが、車輪外周基準値と車輪外周基準値にリンクした参照コードを含むテーブルを作るメモリ空間を提供することは、扱いを簡単にするために好ましい。
【００２０】
この発明の一実施態様では、参照コードは固有データキャリア識別コードを含み、車輪外周基準値と前記識別コードは１対１で割当てられる。特定種類の車輪は、この車輪種類を示す識別コードをリーダに転送する非接触読取可能なデータキャリアが付けられる。テーブルでは、対応する車輪外周基準値が識別コードに割当てられており、計算手段は識別コードの知識により関連した基準値を決定でき、この値を周速度又は距離の計算に利用することができる。
【００２１】
この発明のさらなる改良では、参照コードは車輪上のタイヤ圧力のような車輪の物理量を含む。車輪の有効直径はタイヤ圧力につれて変化する、すなわち、タイヤ圧力の変動は、正確に規定されたタイヤ圧力にのみ対応した標準直径に対するタイヤのずれにつながる。この発明のこの実施態様では、非接触読取可能なデータキャリアは、配置されたタイヤの圧力を測定し、この値をリーダに送信するタイヤ圧力センサを有する。これに加え、識別コードを送信してもよい。
【００２２】
この発明のこの実施態様における、リーダのデータキャリア中のテーブルは、それぞれ特定のタイヤ圧力値（又はタイヤ圧力範囲）に対応する複数の車輪外周基準値を持つように構成される。また、非接触読取可能なデータキャリアが識別コードも送信する場合には、テーブルを３次元的に構成できる。すなわち、（特定の車輪タイプに対応する）個々の識別子に対し、タイヤ圧力に再度依存する複数の車輪外周基準値が存在する。
【００２３】
この発明によるリーダは、不揮発データメモリ内に保存される対応したテーブルを工場で付されてもよい。しかしながら、この発明では、テーブルをユーザが（例えばキー入力で）手動で作るための、又はデータ送信コネクションなどを経由してサーバからダウンロードするためのユーザインターフェースをリーダ内に設けることも提案される。また、ユーザインターフェースは事前保存されたテーブルを含むメモリモジュールとプラグ接続するために構成されてもよい。このようなメモリモジュールは例えば車輪製造者によって提供され、ユーザを手動入力の必要から解放する。
【００２４】
この発明の有利な実施態様では、リーダは、データキャリアに対し、乗車距離、乗車時間、平均速度等といった、車輪外周上点の移動距離又は車輪周速度から得られるデータを送信するように構成される。データキャリアはリーダから受信したデータを保存するための不揮発性メモリを含む。このとき、これらのデータはリーダから独立してデータキャリア中に保存されたままなので、リーダを交換してもこのデータは新しいリーダで利用可能であり、新しいリーダはデータキャリアからデータを読み込み、この値を計算の基礎として新しいリーダ内の計算手段に提供する。
【００２５】
車輪の直径はタイヤ摩耗によって耐用期間中に減少することが知られている。車輪外周上点の移動距離又はタイヤの周速度の計算をできるだけ正確にするため、タイヤ摩耗も回転数から周速度への変換に含めることが必要である。これはリーダ又は読取可能な非接触データキャリアに保存され、タイヤの摩耗又は車輪直径に生じる変化と関連したタイヤの移動距離又は乗車時間を含むテーブルを使うことにより実現される。
【００２６】
有利には、タイヤ摩耗は、車輪外周基準値に割当てられた参照コードと同様に、及び該当する場合には、上記タイヤ圧力に加えても利用可能である。タイヤ圧力、摩耗、輪荷重などに応じて有効直径を計算するには、テーブルと同様の関数（例えば線形関数）が利用できる。乗物の輪荷重もまたタイヤの有効直径に影響する。従って車輪外周上点の移動距離又はタイヤ周速度の計算の正確性を増すため、この発明の改良形態では、リーダを、乗物と積荷の重さによって生じる輪荷重を測りその値をリーダの計算手段に転送する輪荷重センサと通信接続でつなぐことが提案される。
【００２７】
計算手段は受信した輪荷重を車輪中のデータキャリアに送り、及び／又は輪荷重による車輪のゆがみ又はこれに関連した有効車輪直径を計算し、測定したこの有効車輪直径を車輪表面上の点の移動距離又は車輪周速度の計算の基礎ととして利用する。
【００２８】
テーブルだけでなく、計算手段によって処理される等価な関数（例えば線形関数）によっても、有効直径は圧力、摩耗、輪荷重の関数として計算することができることに留意されたい。
【００２９】
この発明の特に好ましい実施態様では、リーダは携帯電話に統合されている。一体式ＮＦＣ（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）インターフェースを持つ携帯電話はすでに市場で利用でき、この携帯電話は非接触読取可能なデータキャリアと通信することができる。この発明によると、このような携帯電話はハードウェアの変更を要求することなく、リーダとしても利用することができる。単に携帯電話のオペレーティングシステムが提供されればよいので、結果として必要な機能はすでに利用可能である。これはこの発明の低コストな市場立ち上げを可能にし、顧客は自身の既存携帯電話を継続して利用でき単にファームウェア更新が必要なだけなので、顧客による広い支持を受けるだろう。
【００３０】
携帯電話に統合された前記リーダの特に好ましい適用領域は、自転車のスピードメータとしての利用である。ここでは、携帯電話は自転車のハンドルバーに取付けられたホルダに挿入され、前輪に取付けられた非接触読取可能なデータキャリアと通信し、自転車の乗り手に瞬間速度と、移動距離と、平均速度、乗車時間、残り時間などの自転車速度から得られる他のパラメータとを与え、可能ならばこれらの値を後から利用（例えばコンピュータ上での分析）するため保存することができる。
【００３１】
この発明のこれら及び他の側面はこの後に示される実施態様から明らかであり、実施態様を参照して説明されるが、この発明はこの実施態様だけに限られない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１は、回転する乗物車輪の周速度又は車輪外周上点の移動距離などが測定可能な、この発明によるシステムの実施例をブロック回路図として示している。このシステムは、乗物（図示していない）の車輪１００のタイヤ１１０上又は中に取付けできる、非接触読取可能なデータキャリア１を有する。車輪１００は回転でき、タイヤ１１０円周上の車輪周速度を矢印ＵＶで表す。データキャリア１はいわゆるＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）データキャリアとして形成される。この乗物は自転車、二輪又は四輪の自動車、又は類似の乗物でありうる。データキャリア１はデータ（詳細は後で述べる）を含む電磁信号ＥＳを放出する。
【００３３】
このシステムはさらに非接触読取可能なデータキャリア１から放出される電磁信号ＥＳを受信するように構成されたリーダ１０を有する。このため、リーダ１０はアンテナ１１と受信部１２を含む。例えばこのリーダ１０はＩＳＯ１４．４４３とＩＳＯ１５．６９３の標準に従うＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）装置として形成され、数センチから数十センチの限られた通信範囲を持つ。有利には、データキャリア１は自身で電力源を持たず、リーダ１０又は電磁結合による永久磁石によって供給されるパッシブなデータキャリアとして形成してもよい。永久磁石による電力供給のため、永久磁石を回転する車輪にとりつけ、データキャリアを回転する車輪に近い乗物に静的に取付けることも可能である。するとデータキャリアは回転している車輪上の永久磁石がデータキャリアを通過するときのみ信号を放出することになる。キャリア１がバッテリによる電力供給のあるアクティブなデータキャリアである場合には、車輪が停止した際に電源供給を停止できるように、傾斜スイッチ、遠心スイッチ又は類似のスイッチを備えることが望ましい。
【００３４】
データキャリア１の送信電力は低いので、車輪１００の回転と、この結果生じる、車輪１００と共に回転するデータキャリア１と静的なリーダ１０との間の距離の変動により、電磁信号ＥＳの電磁場強度の周期的な周期的な変動が、リーダ１０のアンテナ１１で生じる。図３はアンテナ１１で生じる電磁信号ＥＳの電界強度（ＲＦの強さ）を示す。よって電磁信号ＥＳに含まれるデータはリーダ１０で読み取り可能であり、求められる最小電界強度は図３で「リーダ閾値」として示されている。リーダ１０内には、受信した電磁信号ＥＳがそのリーダの閾値を超えたことを検知し、その閾値超過の検知のとき計算手段１９に検知信号ＤＳを送信する閾値弁別器１３を設ける。この閾値超過はデータキャリア１とリーダ１０が特定の近距離になったとき生じ、車輪１００の回転周期の開始を示す印を付ける。この時点から、リーダ１０内において、少なくとも図３の斜線領域で表されるリーダ閾値を電界強度が超えている限り、データ読取手段１４経由で電磁信号ＥＳからデータを読み込むことが可能である。電界強度の変動は車輪の回転とこれに関連したデータキャリア１とリーダ１０との距離の変化だけで生じるのではなく、データ送信のための電磁信号ＥＳの変調によっても生じることがあることに留意されたい。この変調は車輪の回転速度より十分高い周波数である。つまりこの車輪回転により生じる電界強度の変動は変調された電磁信号ＥＳのエンベロープとみなせ、このエンベロープはローパスフィルタによって測定することができる。
【００３５】
リーダ１０の計算手段１９はクロックジェネレータ１７につながり、連続する２つの検知信号ＤＳを受信する時間差によって車輪回転の持続周期を測定する。電磁信号ＥＳの振幅変動の代わりに、閾値弁別器１３は車輪１００の回転による電磁信号ＥＳの位相変動を検知することもできる。あるいは、データ読取手段１４がデータ読取を開始してデータを取得するまでの処理時間が、一定又は周期の長さに比べ無視できるほど小さいとみなせるなら、データ読取手段１４が電磁信号ＥＳからデータ読取を完了する時間を使って、車輪回転の周期が測定できる。データ読取手段１４は測定したデータをデータメモリ１６に書き込む。
【００３６】
上述したように、計算手段１９は車輪１００の回転周期を測定する。周期の逆数を求め、基準時間を乗算することで、計算手段１９は測定した周期から車輪１００の回転速度を計算する。この発明では、計算手段１９は、この回転数又は計算された速度から、車輪外周上点の移動距離、及び／又は車輪の周速度ＵＶのような車輪外周上点の移動距離から導出される値の計算を行うようにも構成される。このために計算手段１９は車輪１００の円周、直径や半径のような、車輪外周基準値ＲＵを必要とする。
【００３７】
この車輪外周基準値ＲＵはデータメモリ１６に保存され、この発明の１つの実施態様では、この乗物外周基準値ＲＵはデータキャリア１から直接供給される。このときデータキャリア１は電磁信号ＥＳに含まれた対応するデータをリーダ１０に送り、リーダ１０はデータ読取手段１４を使ってデータを抽出し、データメモリ１６に書き込む。あるいは、リーダ１０は車輪外周基準値ＲＵを入力し、データメモリ１６内に保存するためのユーザインターフェース１５を持つ。インターフェース１５はユーザが必要な入力をするための入力キーを持つことができる。しかし、ユーザインターフェース１５は、インターネットのようなデータネットワークを経由して車輪外周基準値ＲＵをダウンロードする構成にすることもできる。他の実施態様ではまた、ユーザインターフェース１５は、車輪外周基準値ＲＵが保存されるメモリカードと接続するための、例えばプラグコネクタのようなコネクタを有することもある。
【００３８】
データメモリ１６にアクセスすることにより、計算手段１９は車輪外周基準値ＲＵを検索し、回転速度と車輪外周基準値ＲＵの乗算操作によって、車輪の周速度ＵＶ及び／又は車輪外周上点の移動距離を計算することができる。車輪外周基準値ＲＵが車輪の円周である場合には、換算は最も単純である。車輪外周基準値ＲＵが車輪１００の半径又は直径である場合には、計算手段１９はまず車輪の円周を求めるため２π又はπとの乗算を実行する。計算された車輪１００の周速度ＵＶ又は距離などは、計算手段１９によってディスプレイ２０上に示される。
【００３９】
この発明の基本設計においてのみ、単に車輪外周基準値ＲＵはリーダ１０のメモリ１６に保存されることに留意されたい。この場合のリーダ１０は特定の車輪タイプの周速度だけを計算するように構成される。リーダ１０が異なる車輪円周をもつ異なる車輪タイプの周速度を測定しなくてはならないとき、その都度この車輪外周基準値ＲＵをデータメモリ１６でリセットしなければならない。
【００４０】
新しい車輪タイプに配置されたデータキャリア１が対応する乗物外周基準値ＲＵをリーダ１０に自動的に送信する場合、上記操作は自動的に行われるので、ユーザが調整をする必要はない。新しい車輪のデータキャリア１が乗物外周基準値ＲＵを送信しない場合、乗物タイプの変化の都度、ユーザは修正した乗物外周基準値ＲＵをユーザインターフェース１５により手動で入力しなくてはならない。
【００４１】
ユーザがリーダ１０を種々の自転車、例えばマウンテンバイクやレース用自転車で速度計として使いたい場合、この調整作業はユーザにとって不便である（また誤入力のリスクもある）。これは望ましいことではなく、従ってこの発明の改良した実施態様では、ユーザによる調整作業を極めて単純又は完全に不要にする対策を提供する。この対策では、データメモリ１６はいくつかの車輪外周基準値ＲＵ１、ＲＵ２、ＲＵｘと、この値に割当てられた参照コードＢＣをテーブル１６ａとして保存するように構成される。このテーブル１６ａの詳細を図４に示す。テーブル１６ａの第一列は乗物外周基準値ＲＵを含む。このテーブルの第二列には割当てられた参照コードＢＣが示される。これらの参照コードＢＣは最初、ある特定の車輪又は少なくとも１つの特定の車輪タイプに対して固有なデータキャリア１０の識別コードＩＤでもよい。次に、この参照コードＢＣは移動距離や乗車時間によっても表現できるタイヤ圧力Ｐやタイヤ摩耗ＡＢのような車輪の特性の物理量でもよい。
【００４２】
テーブル１６ａの設計により、例えば、マウンテンバイクとレース用自転車の利用者は、異なる識別コードＩＤ１とＩＤ２をもち、それぞれの自転車の車輪１００に取付けられた２つの非接触読取可能なデータキャリア１を持つことができる。リーダ１０の初期動作で、利用者はユーザインターフェース１５を使って、両自転車の車輪１００の車輪外周基準値ＲＵ１とＲＵ２と、車輪１００に取付けられたデータキャリア１の関連する識別コードＩＤ１とＩＤ２をプログラムする。この時点から、ユーザはリーダ１０の再プログラムの必要なく、このリーダ１０を任意の両自転車の速度計として利用できる。
【００４３】
有利には、リーダ１０は携帯電話に統合される。携帯電話はすでに市場で利用可能であり、受信部１２として機能するＮＦＣインターフェースを持つ。よってこのような携帯電話では単にリーダ１０の機能を提供するオペレーティングシステムを提供する必要があるだけで、ハードウェアの追加は必要ない。自転車利用者は、リーダの機能をもつ自身の携帯電話を自転車のハンドルバー上のホルダに取付け、乗車中この携帯電話はＮＦＣインターフェース経由で自転車の前車輪に取付けられたデータキャリア１からの信号ＥＳを受信する。このときＮＦＣインターフェースの受信感度とデータキャリア１の送信範囲はお互いが対応しているので、車輪の回転の際にＮＦＣインターフェースと車輪に取付けられたデータキャリア１は電磁信号ＥＳの受信電界強度の明確な変動を確立できるか、又はＮＦＣインターフェースはデータキャリア１からの信号ＥＳを、回転中にデータキャリア１が携帯電話との最小距離に近づいたときだけ受信することになる。
【００４４】
前述したように、参照コードＢＣはまたタイヤ圧力Ｐのような車輪の物理量でもよい。タイヤ圧力の変動によって有効車輪直径は正確に規定されたタイヤ圧力にのみ対応した公称直径から外れるため、このタイヤ圧力Ｐは重要である。従って計算手段１９による周速度の計算の正確性を増すために、タイヤ圧力を計算に含めるべきである。これは、テーブル１６ａが、例えば各車輪ごとに、タイヤ圧力に応じたいくつかの車輪外周基準値を含むことで実現される。識別コードＩＤ３とＩＤ４が割当てられた車輪の実際の実施例では、タイヤ圧力Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６（又はタイヤ圧力の範囲）に対応した、車輪外周基準値ＲＵ３、ＲＵ４、ＲＵ５、ＲＵ６が存在する。リーダ１０には対応するテーブル１６ａが工場で取付けられていてもよい。この発明の実施態様では、非接触読取可能なデータキャリア１はタイヤ圧力センサ２（図２参照）を有し、これにより配置された車輪１００のタイヤ圧力Ｐが測られ、リーダ１０に送信されることができる。これに加えて、識別コードＩＤもまた送信することができる。
【００４５】
さらに、計算手段１９は車輪１００の計算された周速度ＵＶから、移動距離、乗車時間、平均速度といった周速度ＵＶから得られる統計値を求め、その値を保存するよう構成され、これらのデータは、好ましくは送信部１８を経由して、これらのデータを保存する不揮発性メモリ３をもつデータキャリア１に、電磁信号ＳＳとして送信される。このようにデータキャリア１に保存されたデータはリーダ１０から独立しているので、リーダ１０を交換しても、このデータは新しいリーダに対し変更なく利用可能であり、計算手段１９によって計算の基礎として利用できる。
【００４６】
さらに、タイヤ１１０の直径は耐用期間中タイヤ摩耗によって減少し、緩やかに周速度ＵＶ中の計算エラーを増加させることことが知られている。タイヤ１１０の全耐用期間にわたり、できるだけ正確に周速度ＵＶ又は車輪外周上点の移動距離を計算するためには、タイヤ摩耗を、車輪回転数の前述した値への換算に含めることが必要である。この目的のため、テーブル１６ａ（図４参照）は識別コードＩＤ７の車輪向けにタイヤ摩耗値ＡＢ７、ＡＢ８を参照コードとして含んでいる。このタイヤ摩耗値ＡＢ７とＡＢ８は、乗車距離又は耐用期間を関数とした直径の補正値か、距離値又は耐用値の関数として設定でき、どちらのケースでも、計算手段１９は乗車距離又は耐用期間から直径の補正値を計算するための機能を含む。識別コードＩＤ７が割当てられた車輪に対し、タイヤ摩耗ＡＢ７、ＡＢ８に加え、タイヤ圧力Ｐ７、Ｐ８も周速度の計算に含めることが望ましい。
【００４７】
乗物の輪荷重もまたタイヤの有効直径に影響する。タイヤ１１０の周速度計算の正確性を増すため、リーダ１０は輪荷重センサ２２を有する（又は輪荷重センサ２２への通信接続される）。輪荷重センサ２２は乗物と積荷の重量による輪荷重を測り、輪荷重値ＲＬをリーダ１０の計算手段１９に送信する。計算手段１９は輪荷重ＲＬによるタイヤ１１の変形又は関連した有効車輪直径の変化を計算し、車輪周速度を計算するために有効車輪直径を利用する。さらに計算手段１９は受信した輪荷重ＲＬを、送信部１８を経由してデータキャリア１に転送する。
【００４８】
図２は本発明による非接触読取可能なデータキャリア１をブロック回路図により示す。データキャリア１はデータキャリア１の全てのプロセスをコントロールするコントローラ５を持つ。さらにデータキャリア１は、データキャリア１が内部に統合されているタイヤのタイヤ圧力Ｐを測定し、測定したタイヤ圧力値Ｐを、送信部／受信部６を経由してリーダに送信するコントローラ５に伝える、圧力センサ２を有する。このコントローラ５はさらに連続的に又は一定の時間間隔で、送信部／受信部６を経由して一意な識別コードＩＤを送信する。最終的に、このデータキャリア１は、乗車時間、乗車距離のような、リーダから受信したデータを恒久的に保存し、リーダによって検索できるような、不揮発性メモリ３を有する。
【００４９】
さらに、データキャリア１を改造して、タイヤ圧力を考慮するコントローラ５が車輪外周基準値ＲＵ又は不揮発性メモリ３に保存される対応する比較テーブルを計算でき、このコントローラはこれらの車輪外周基準値ＲＵ（該当する場合、識別コードＩＤと一緒に）をリーダ１０に送信する。比較テーブルの代わりに、車輪外周基準値ＲＵも、コントローラ５の数学機能を使うことによって計算可能である。
【００５０】
なお、車輪外周上点の移動距離は、この距離が車輪軸に関する座標系に関連し、乗物の移動距離に対応する車輪の円周に関連するように構成されるべきでもある。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】回転する車輪の周速度又は車輪外周上点の移動距離などを測定する、この発明によるシステムのブロック回路図を示す。
【図２】この発明による非接触読取可能なデータキャリアの線図を示す。
【図３】車輪に取付けられた非接触読取可能なデータキャリアが放出し、リーダが受信する電磁信号の、車輪速度による、周期的な電界強度変動を示す時系列図を示す。
【図４】リーダのデータメモリに保存されるテーブルを示す。
【図１】
2008523360.tif 000003
【図２】
2008523360.tif 000004
【図４】
2008523360.tif 000005
【図３】
2008523360.tif 000006
【国際調査報告】
2008523360.tif 000007
2008523360.tif 000008
2008523360.tif 000009