(57)【要約】  車輪から車両のボディー領域に配置された電子的な評価機器又は制御機器へのタイヤ状態変数に関する信号を伝送する自動車用伝送装置であって、特に、車輪のハブ（３）を介して回転可能な形でボディーに取り付けられている車輪に配置された一つ以上のセンサー用構造部品（１４）によりタイヤ状態変数を検出することが可能な装置において、場の結合を生成するためのローター（６ａ）と回転しないステーター（６ｂ）から構成され、一つ以上の場の結合素子（２０，２２，２７ａ，２７ｂ，２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂ，３４ａ，３４ｂ，３９ａ，３９ｂ，４２，４３）が狭い空隙（２４）により分離された形で互いに向かい合っている結合機器を車輪のハブに統合して、電界、磁界又は電磁界によるエネルギー及び／又は信号の結合を行い、車輪の回転数の検出を可能とすることを特徴とする装置である。そのために、ローター（６ａ）及び／又はステーター（６ｂ）は、周方向に対して二つ以上のセクターに区分されており、これらのセクターが、ローター（６ａ）とステーター（６ｂ）の回転数に依存した場の結合のために、相異なる透磁率を有するものである。
2008524680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪から車両のボディー領域に配置された電子的な評価機器又は制御機器へのタイヤ状態変数に関する信号を伝送する自動車用伝送装置であって、特に、車輪のハブ（３）を介して回転可能な形でボディーに取り付けられている車輪に配置された一つ以上のセンサー用構造部品（１４）によりタイヤ状態変数を検出することが可能な装置において、
場の結合を生成するためのローター（６ａ）と回転しないステーター（６ｂ）から構成され、一つ以上の場の結合素子（２０，２２，３４ａ，３４ｂ，３９ａ，３９ｂ）が狭い空隙（２４）により分離された形で互いに向かい合っている結合機器を車輪のハブに統合して、電界、磁界又は電磁界によるエネルギー及び／又は信号の結合を行い、ローター（６ａ）及び／又はステーター（６ｂ）が、周方向に対して二つ以上のセクターに区分されており、これらのセクターが、ローター（６ａ）とステーター（６ｂ）の回転数に依存した場の結合のために、相異なる磁気結合を呈することを特徴とする装置。
【請求項２】
ローター（６ａ）及び／又はステーター（６ｂ）の周方向に対して順番に並んだセクターの透磁率の大きさが、交互に変化することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
当該のセクターが、半径方向と軸方向の平面内において、相異なる形状及び／又は相異なる材料を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
一定数のセクター内には、強磁性材料が含まれていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項５】
ローター（６ａ）及び／又はステーター（６ｂ）が、複合材から構成され、複合材の組成がセクター毎に異なることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項６】
この装置との電子的な接続が、ローター側及びステーター側において、差込み式コネクターによって実現されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項７】
車輪のハブ（３）が、それに統合された電気機械的な信号・結合機器（６ａ，６ｂ）を有することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項８】
ケーブル形状の電気信号用差込み式接続部（７ａ，１１，１２）が、ハブから測定値検出機器まで配備されることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項９】
筐体内に入った電子構造部品（８）及び／又は電子制御ユニット（ＥＣＵ）向けケーブル接続部（１０）との接続を実現するために、ケーブル形状の差込み式接続部（７ｂ，９）が配備されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１０】
当該の結合機器が、ローター巻線（２０）を備えたローターとステーター巻線（２２）を備えたステーターから成る板コイルを有することを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１１】
当該の結合機器が、ローター巻線を組み込んだローターとステーター巻線を組み込んだステーターから成る、互いに囲い合った円筒コイルで構成されることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１２】
ローター巻線（２０）及び／又はステーター巻線（２２）が、セクター毎に相異なる数の巻線を有することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
ローター巻線（２０）及び／又はステーター巻線（２２）、或いはこれらの一定数の巻線が、セクター毎に相異なる軸方向又は半径方向の層として実現されることを特徴とする請求項１０から１２までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１４】
この装置のローター（６ａ）及び／又はステーター（６ｂ）が、ハブに組み込まれた一つ以上のボールベアリング（１９）の部分と機械的に接続されることを特徴とする請求項１から１３までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１５】
ローター（６ａ）とステーター（６ｂ）の本体部が、非磁気誘導及び非電気誘導材料から構成されることを特徴とする請求項１から１４までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１６】
当該の結合機器が、フェライト製外板内に組み込まれた二つ以上の単層の巻線で実現されることを特徴とする請求項１から１５までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１７】
当該の結合機器が、それと対応する本体部内に直接組み込まれた複層の巻線で実現されることを特徴とする請求項１から１６までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１８】
当該の結合機器が、シールド用外板内に組み込まれた二層の巻線で実現されることを特徴とする請求項１から１７までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１９】
当該の結合機器が、シールド用外板（３３ａ，３３ｂ）内に組み込まれた二つ以上の巻線（３２ａ，３２ｂ）と、フェライト製外板（３５ａ，３５ｂ）内に組み込まれた更に二つ以上の巻線（３４ａ，３４ｂ）とで実現されることを特徴とする請求項１から１８までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項２０】
ローター（６ａ）及び／又はステーター（６ｂ）の筐体（５２）とローター巻線（２０）及び／又はステーター巻線（２２）のヨーク（５１）が、一つの部品として統合されていることを特徴とする請求項１から１９までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項２１】
ローター巻線（２０）及び／又はステーター巻線（２２）のヨーク（５１）が、薄板、フェライト、ナノ結晶又はアモルファスの強磁性合金、或いはプラスチックボンデッド強磁性材料から構成されることを特徴とする請求項１から２０までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項２２】
当該の結合機器には、更に、センサー用構造部品内の電子回路を動作させるための供給電圧を発生する発電機が統合されていることを特徴とする請求項１から２１までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項２３】
当該の発電機が、ステーター側の常磁性区画のリングとローター側の鉄心（３８ｂ）を備えたコイル構造（３８ａ）とから構成されることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
リム（１）、空気タイヤ（２）及び車輪と共に回転する一つ以上のセンサー用構造部品（１３）を有する、センサー構造の車両の車輪において、この車輪が、請求項１から２３までのいずれか一つに記載の装置により電気的に接続されるとともに、その接続を解除することが可能な信号接続部を備えていることを特徴とする車輪。
【請求項２５】
当該のセンサー用構造部品が、センサー素子（１４）と信号・エネルギー伝送用構造部品（１３）とを有し、これらのセンサー素子と信号・エネルギー伝送用構造部品が、特に、共通の構成部品として統合されていることを特徴とする請求項２４に記載の車輪。
【請求項２６】
当該のセンサー用構造部品が、一つ以上のセンサー信号を処理するための電子回路を備えた一つ以上のセンサーを有することを特徴とする請求項２４又は２５に記載の車輪。
【請求項２７】
センサー用構造部品が、タイヤに組み込まれていることを特徴とする請求項２４から２６までのいずれか一つに記載の車輪。
【請求項２８】
センサー用構造部品にエネルギーを供給するためのエネルギー伝送用構造部品が配備されていることを特徴とする請求項２４から２７までのいずれか一つに記載の車輪。
【請求項２９】
当該の伝送装置との電気接続部が、差込み式コネクターを有することを特徴とする請求項２４から２８までのいずれか一つに記載の車輪。
【請求項３０】
当該のセンサー用構造部品が、そのセンサー用構造部品内に統合されたバッテリーにより直流エネルギーを供給されることを特徴とする請求項２４から２９までのいずれか一つに記載の車輪。
【請求項３１】
エネルギー供給及び信号伝送用構造部品が、タイヤの外殻領域に位置を固定して繋止されたセンサー用測定機器と協力して動作して、この測定機器の場の結合により信号伝送及び／又はエネルギー供給を実行し、その場合特に、トランスポンダー形式によるエネルギー伝送が行われることを特徴とする請求項２４から３０までのいずれか一つに記載の車輪。
【請求項３２】
当該の場の結合が、電界、磁界又は電磁界にもとづき行われることを特徴とする請求項２４から３１までのいずれか一つに記載の車輪。
【請求項３３】
当該の場の結合が、光、音響又は熱放射にもとづき行われることを特徴とする請求項２４から３２までのいずれか一つに記載の車輪。
【請求項３４】
センサー用測定機器（１５）が、その測定機器に統合された発電機により直流エネルギーを供給されることを特徴とする請求項２４から３３までのいずれか一つに記載の車輪。
【請求項３５】
結合機器への出力にプラグを備えるとともに、タイヤ側にタイヤ内部との電気機械的な差込み式接続を可能とするリム用コンセントを備えたケーブルが、リムに組み込まれており、このリム用コンセントには、センサー用構造部品を電気機械的に差し込んで繋止し位置を固定することができることを特徴とする請求項２４から３４までのいずれか一つに記載の車輪。
【請求項３６】
当該のリム用コンセントは、それが気密にタイヤ内部に突き出る形でリムの本体部に組み込まれて位置を固定されていることを特徴とする請求項３５に記載の車輪。
【請求項３７】
当該のセンサー／電子手段を備えたセンサー用構成部品が、タイヤ状態変数の電気信号を生成して、その信号を結合機器を介して筐体内に入った電子構造部品及び／又は電子制御ユニット（ＥＣＵ）に伝えることを特徴とする請求項２４から３６までのいずれか一つに記載の車輪。
【請求項３８】
タイヤ状態変数には、空気圧、空気温度、タイヤ温度、車輪接触力、制動トルク及び車輪回転数の中の一つ以上が含まれることを特徴とする請求項２４から３７までのいずれか一つに記載の車輪。
【請求項３９】
タイヤ状態変数には、タイヤのタイプ及び／又はタイヤの動作状態の特性値が含まれることを特徴とする請求項２４から３８までのいずれか一つに記載の車輪。
【請求項４０】
車輪が、リムとタイヤから成るコンポジットホイールであり、タイヤが、リムと固く接続されるとともに、特に、加硫されたものであることを特徴とする請求項２４から３９までのいずれか一つに記載の車輪。
【請求項４１】
請求項２４から４０までのいずれか一つに記載の自動車の車輪と取り外し可能な形で固定されて、電気機械的な接続部を形成する、自動車に取り付けられた請求項１から２３までのいずれか一つに記載の伝送装置からタイヤ状態変数を伝送するためのシステム。
【請求項４２】
当該のセンサー用構造部品が、筐体内に入った電子構造部品及び／又は電子制御ユニット（ＥＣＵ）から供給される交流エネルギーを結合機器を介して取得することを特徴とする請求項４１に記載のシステム。
【請求項４３】
当該のセンサー用構造部品は、当該の伝送装置が車輪の回転エネルギーから得た交流エネルギーを供給されて取得することを特徴とする請求項４１又は４２に記載のシステム。
【請求項４４】
このシステムが、筐体内に入った電気制動制御ユニット（ＥＣＵ）とのケーブル形状の電気信号接続部を有することを特徴とする請求項４１から４３までのいずれか一つに記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
一般的に、新型自動車のブレーキシステムは、特に、制動時における自動車の安全性を高めるのに寄与する一定数の安全機能又は補助手段、例えば、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）や電子走行安定性プログラム（ＥＳＰ）を備えている。その場合、そのようなシステムを制御するために、通常電子制御・調節ユニット（ＥＣＵ）が用いられている。この制御・調節ユニットの入力信号として、様々なパラメータ、特に、タイヤ状態変数が必要である。タイヤ状態変数は、主に電子的に制御されるブレーキ応答によって車両の安全性を自動的に向上する役割を果たしている。更に、運転者にとって興味の有る情報、例えば、測定したタイヤ空気圧を別個の表示ユニットを介して運転者に表示する形で提供する手段も存在する。
【０００２】
タイヤ状態変数としては、特に、物理的な状態、例えば、内部空気圧、空気温度、タイヤゴムチューブの温度、ゴムチューブの変形、タイヤのノイズスペクトルや、タイヤの年数、構造形式又はタイプ、例えば、夏又は冬用タイヤが分かるタイヤの特性値又は特徴なども検出される。更に、例えば、タイヤ横方向力、車輪トルク、タイヤ接触力などの自動車の走行動特性制御に必要な車輪パラメータが測定される。
【０００３】
タイヤ状態変数は、通常自動車の一つ、複数又は全部の車輪に関して検出又は測定される。回転する車輪又はタイヤで測定した信号を自動車に伝送することが可能であるためには、好適な伝送システムが必要である。車輪の動作しているセンサーに関するタイヤ状態変数を自動車の受信機に無線で伝送する周知の伝送システムにおいて、従来の送信電界強度では、通常送信機が同じ搬送周波数帯域を使用しているので、受信信号が、あらゆる受信方向で、不利には、隣の車両でも受信することが可能であることが欠点である。タイヤ状態変数用の伝送装置を開発する際に、高い周波数による方法を用いる場合、十分な送信カバレッジを実現すべきであると同時に、他方では同一チャネル干渉を十分に抑圧すべきである、或いは複数の送信機と受信機間のその他の望ましくない結合を防止すべきであるという問題が発生する。
【０００４】
これらの問題を防止するために、回転する車輪と自動車間でデータを非接触により伝送することができる、所謂ハブカプラが知られている。この場合、動作原理は、車輪と自動車間の誘導結合である。そのために、結合機器又はハブカプラが、自動車の一つ以上の車輪ハブに配置されて、場の結合を生成するための結合機器は、ローターと回転しないステーターから構成され、その一つ以上の場の結合素子は、狭い空隙により分離された形で互いに向かい合っており、場の結合が、電界、磁界又は電磁界により行われている。このハブカプラの利点は、測定システムからの信号を伝送するだけでなく、タイヤ内部の測定システムに供給するエネルギーを伝送することができることに有る。更に、ハブカプラには、タイヤ内部に配置された測定システムにエネルギーを供給するための発電機を統合することができる。
【０００５】
ステーターとローターから成る結合機器は、基本的に誘導結合のために一定数のステーター及びローター巻線を有し、これらの巻線は、板コイルとしても円筒コイルとしても実現することができ、これらの巻線は、ステーターとローターから互いに狭い空隙により間隔を開けられている。所望の伝送可能な電力及び／又はシールドに関する所望の要件に応じて、巻線領域内におけるステーターとローターの本体は、フェライト又は鉄板製の半分体の外板或いはシールド用外板として構成することができる。これらの本体は、皿のように空隙を挟んだマントルとコアの形態でローターとステーターの巻線を一緒に包み込む形で巻線内に組み込まれている。
【０００６】
前述したハブカプラでは、ハブカプラを備えた測定システムとＡＢＳブレーキ設備の両方を有する自動車に関して、各ハブにはハブカプラに追加して、車輪回転数センサーも必要であることが欠点である。ハブカプラと車輪回転数センサーが、構成によっては同じ構造空間内で競合することが問題である。更に、回転数センサーの動作方式が、同じく磁界の測定に準拠する場合が有るので、ハブカプラの磁界が、回転数センサーに妨害を及ぼす可能性が有る。
【０００７】
通常信号を供給する構造、例えば、エンコーダー、格子又は歯車を点状に走査するホール効果測定器又は磁気抵抗センサーをベースとする車輪回転数測定器を採用している場合の別の欠点は、信号を供給する構造の製作技術的な誤差により、セクターが相異なる角度を跨がってしまう所謂磁極ピッチ誤差が生じて、回転数が一定の場合に瞬間的な回転数の変動が生じているように見える場合が有り、そのことが、制御システム、例えば、ＡＢＳでの擾乱に繋がる虞が有ることである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のことから、この発明の課題は、車輪から車両のボディー領域に配置された電子制御又は評価機器へのタイヤ状態変数に関する信号の伝送装置であって、特に、車輪のハブを介して回転可能な形でボディーに取り付けられている車輪に配置された一つ以上のセンサー用構造部品によりタイヤ状態変数を検出することが可能であり、車輪の回転数を検出することが可能な伝送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、この発明にもとづき、車輪から車両のボディー領域に配置された電子的な評価機器又は制御機器へのタイヤ状態変数に関する信号を伝送する自動車用伝送装置であって、特に、車輪のハブを介して回転可能な形でボディーに取り付けられている車輪に配置された一つ以上のセンサー用構造部品によりタイヤ状態変数を検出することが可能な伝送装置において、場の結合を生成するためのローターと回転しないステーターから構成され、一つ以上の場の結合素子が空隙により分離された形で互いに向かい合っている結合機器を車輪のハブに統合して、電界、磁界又は電磁界によるエネルギー及び／又は信号の結合を行い、ローター及び／又はステーターが、周方向に対して二つ以上のセクターに区分されており、これらのセクターが、ローターとステーターの回転数に依存した場の結合に関して、相異なる磁気結合を呈することを特徴とする伝送装置によって解決される。
【００１０】
この場合、この発明は、ハブカプラを備えた車輪で車輪回転数を検出するためには、ハブカプラへの車輪回転数測定機能の統合を行うことが、競合する構造空間の問題を解消することとなるので最善であるとの考察を出発点としている。更に、この発明は、通常ハブカプラを配置した自動車のハブが精密な部品であるので、前述したハブカプラが比較的大きな電力伝送能力を有するとの考察を出発点としている。従って、ハブカプラの一次側と二次側間に非常に小さい空隙を実現することができ、その結果回転するシステムで問題となるような一次側の電圧が低い場合でも、伝送可能な電力が、測定回路の所要量を明らかに上回るものとなる。即ち、ハブカプラによる回転数の測定値を取得する際の電力消費のために結合電力が低下することが、測定回路へのエネルギー供給を損なうようなことはない。
【００１１】
更に、この発明は、電磁界誘導による既存のハブカプラでも、一次側と二次側の結合が得られるとともに、回転数測定機能を簡単に実現するためには、この結合が回転数に依存しなければならないとの考察を出発点としている。
【００１２】
相異なる透磁率を有するセクターによりローターとステーターを構成する結果、ハブカプラの両側間の磁気結合が一定の角度では密となるか、或いは大きな結合係数が得られる一方、別の角度では、小さい結合係数となるものである。そうすることによって、ハブカプラの両側が回転した場合、この両側間の回転角の作用が結合に組み込まれて、一回転する際の車輪回転数の回転作用全体が、全てのセクターを重畳したものから構成されることとなる。
【００１３】
有利には、均一な出力信号のために、ローター及び／又はステーターの順番に並んだセクターの透磁率の大きさが交互に変化するようにする。
【００１４】
それに代わって、有利には、セクターは、半径方向と軸方向の面内において、相異なる形状及び／又は相異なる材料を有する。この場合、強磁性材料又はその他の磁界の変化を生じさせる、或いは透磁率に影響を与える材料を使用することによってのみ、区画毎に相異なる大きさの磁気結合が得られる。
【００１５】
そのため、この発明の目的に適うこととして、一定数のセクターに強磁性材料が含まれるようにする。
【００１６】
ローター及び／又はステーターの筐体の巻線を界磁巻線と同時に回転数に依存した場の結合と統合するために、有利には、ローター及び／又はステーターは、複合材から構成され、この複合材の組成が、セクター毎に異なるものとする。
【００１７】
この発明の目的に適うこととして、好適な透磁率のために、ローター巻線及び／又はステーター巻線のヨークは、薄板、フェライト、ナノ結晶又はアモルファスの強磁性合金、或いはプラスチックボンデッド強磁性材料から構成される。
【００１８】
有利には、この発明による装置の簡単な構造のために、ローター及び／又はステーターの筐体とローター巻線及び／又はステーター巻線のヨークは、一つの部品に統合されるものとする。
【００１９】
この発明の目的に適うこととして、回転数に依存した場の結合に関する別の可能性は、ローター巻線及び／又はステーター巻線がセクター内に相異なる数の巻線を有する場合に実現される。
【００２０】
有利には、セクター内での相異なる結合のために、ローター巻線及び／又はステーター巻線、或いはこれらの一定数の巻線が、セクター毎に相異なる軸方向又は半径方向の層で実現される。
【００２１】
この発明により実現される利点は、特に、ハブカプラに回転数測定機能を統合することができたことに有る。そうすることによって、別個の回転数センサーと比べて、回転数測定機能に関する追加負担が大幅に低減される。更に、この発明により、回転が全てのセクターに渡って平均して測定されるので、従来の回転数センサーで発生する磁極ピッチ誤差を明らかに低減することができる。
【００２２】
様々なタイヤ状態変数の信号伝送、車輪内部の測定システムへのエネルギー供給及び回転数測定機能などの、前述したハブカプラが満たすことができる全ての機能を考察すると、機能当りの低い価格を達成することができ、効果に対する費用の比率が小さいために、前述したハブカプラが自動車に採用される可能性が向上されることとなる。
【００２３】
この発明の別の有利な実施構成は、従属請求項と、この発明を詳しく説明する役割を果たす、以下の図面に関する記述から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１には、車輪用ユニットと、自動車のボディーと接続され、車輪と取り外し可能な形で連結されたハブカプラとから構成される、ハブカプラの形式のタイヤ状態変数用伝送システムが模式的に図示されている。車輪は、リム１とタイヤ２から構成され、ボルト４を用いてハブ３に接続されている。ハブ３は、少なくとも一つ以上の軸受を有し、回転する車輪と、車両のボディーのステアリングナックル５などの車輪に対して位置を固定された部分との間の機械的なインタフェースを構成している。タイヤ状態変数を伝送するために、車輪のハブ３には、ローター６ａと回転しないステーター６ｂが組み込まれている。ハブカプラでは、電気的な効果を生じさせる電気機械的な結合素子が、ほんの狭い空隙２４で分離された形で互いに向かい合っており、電磁界によるエネルギーと信号の結合が行われている。
【００２５】
ハブカプラとの電気的な接続は、ローター側では差込み式コネクター７ａによって、ステーター側では差込み式コネクター７ｂによって実現されている。ハブ３の近傍に有る位置を固定されたステアリングナックル５には、筐体内に入った電子構造部品８が配置され、この構造部品は、ハブカプラの信号処理と交流供給のための電子回路を有し、差込み式ケーブル９を介してハブカプラと接続されている。構造部品８と詳しく図示されていない自動車の電子制御・調節ユニット（ＥＣＵ）との間には、電気接続部１０が有る。リブ１には、別の差込み式コネクター１１が有り、この実施例ではコンセント１１として実現されており、特に、リブ１の構成部品としてのリブ用コンセントを構成している。リブ１には、ハブカプラとリブ用コンセントを互いに電気的に接続する差込み式ケーブル１２が組み込まれている。リブ１の内側には、測定器１４にエネルギーを供給する役割を果たす構造部品１３が配置されている。そのために、測定器１４は、一定数のセンサーを有し、タイヤ２の内部に特有の一つ以上のタイヤ状態変数を検出する役割を果たしている。
【００２６】
この実施例では、図２に図示されている通り、二つの別個の結合パスを有する伝送システム又はハブカプラが構成されている。この場合、一方の結合パスＲ１／Ｓ１は、測定器１４から自動車に信号を伝送する役割を果たし、他方の結合パスＲ２／Ｓ２は、セミアクティブ方式で測定器１４にエネルギーを供給する役割を果たしている。そのために、構造部品８には、処理段の他に、差込み式接続部（ＳＶ２）７ｂを介してハブカプラ（Ｒ／Ｓ）６ａ，６ｂと接続された交流供給部ＷＶが更に配置されている。差込み式接続部ＳＶ１は、構造部品１３のエネルギー処理段ＥＡと繋がっており、そこでは、整流と平滑化の後に、測定器（ＭＶ）１４を動作させるための直流電圧が準備される。両方の結合パスは、それぞれ高効率のために好適な相異なる周波数で動作する。
【００２７】
図３では、伝送装置を見易くするために、ハブカプラを拡大して模式的に図示しており、ローター６ａとステーター６ｂは、電磁界を生成するために、周方向に延びる板コイルを備えている。しかし、この場合、ローター巻線２０とステーター巻線２２は、簡単化して図示されており、その結果図３では、別個の結合パスを見分けることはできない。
【００２８】
そのため、図４には、ローター６ａとステーター６ｂの一部を半径方向の断面で図示している。この場合、信号伝送用の結合パスは、ローター側とステーター側にそれぞれ単層の巻線３２ａと３２ｂを有し、それらの巻線は、シールド用外板３３ａと３３ｂ内に組み込まれている。フェライト製外板３５ａと３５ｂ内に組み込まれた二つの二層の巻線３４ａと３４ｂは、ステーター６ｂからローター６ａへの交流によるエネルギー伝送のために結合する役割を果たし、巻線３２ａと３２ｂよりも低い周波数で動作する。結合の数、層の数、組み込み形式、及びローター６ａとステーター６ｂの材料形式に関する巻線の実現形態は、所望の特定の用途に応じて適宜適合、変更することができる。一つの有利な実施構成は、分離された結合パスを持たない。
【００２９】
以下において、ハブカプラと共に、エネルギー及び信号伝送の機能に加えて、車輪回転数を検出する役割を果たす、ローター６ａとステーター６ｂの特別な実施形態について述べる。この場合、その用途は、ローター６ａとステーター６ｂの二つの向かい合った巻線群に関し、その原理からして全ての種類の結合用巻線と共に用いることが可能であるため、前述した結合用巻線のどれがそれに関連するかは厳密には特定されない。
【００３０】
回転数に依存した結合挙動のために、ローター６ａとステーター６ｂは、周方向に対して磁気結合の大きさが異なる区画又はそのためセクター毎に異なる透磁率を有する。図５に図示されている通り、そのためにローター６ａとステーター６ｂは、それぞれ２２．５°毎の１６個のセクターに区分されており、断面Ａ−Ａでのセクターと断面Ｂ−Ｂでのセクターが交互に配置されている。平面図では、二次側巻線又はローター６ａのヨーク５１だけを見ることができる。このヨークは、ローター巻線２０を取り囲んでいる。ローター６ａの下には、一次側のヨーク５１内に組み込まれたステーター巻線２２を備えたステーター６ｂが有る。
【００３１】
透磁率又は磁気結合の大きさを交互に変化させるために、ローター６ａとステーター６ｂの相異なる実施形態が可能であり、図６〜１２に図示されている。この場合、断面Ａ−Ａは磁気結合が小さい区画を、断面Ｂ−Ｂは磁気結合が大きい区画をそれぞれ表している。
【００３２】
図６には、大きな磁気結合のために、ローター６ａとステーター６ｂのヨーク５１は、側方のフランジを備えており、その結果断面Ｂ−Ｂでの空隙の横断面が拡大されることにより、動作時に小さい磁気抵抗が得られる。図７には、同じ原理で実現され、安定性とハブ３への固定を改善するために、ローター６ａとステーター６ｂのヨーク５１が筐体５２内に収容されている。図８では、交互に変化する磁気結合の大きさが、ヨーク又はヨーク面を持たず、そのためそこでは磁気結合が低下する、断面Ａ−Ａのセクターにより実現されている。
【００３３】
図９では、区画の相異なる結合のために、相異なる大きさの空隙２４が選定されている。小さい結合のために、高い結合の区画よりも大きな空隙が、軸方向に対して選定されている。
【００３４】
図１０では、筐体５２に関して、相異なるフェライト密度の複合材を用いて、それにより相異なる透磁率を設定することによって、区画毎に相異なる磁気結合が実現されている。この場合、ローター巻線２０とステーター巻線２２は、筐体５２内に直接組み込まれており、その結果別個の部品としてのヨークが不要となっている。
【００３５】
図１１では、区画化のために、空隙２４が、同じくそれぞれ相異なる大きさで選定されており、この実施形態では、強磁性のヨークは使用されていない。図１２では、同様の構成が実現されており、その場合ローター巻線２０とステーター巻線２２の半径方向の間隔に関して、半径方向の間隔の相異なる大きさが、図１１とは反対に構成されている。
【００３６】
図１３には、ローター６ａ又はステーター６ｂの巻線３２の軸方向から見た平面断面図が図示されている。この構成では、巻線をセクター上に交互に変化する形で集中させることによって、区画毎の相異なる磁気結合が実現されている。
【００３７】
図１４には、前述した構成の回転数を検出するのに好適な測定回路が図示されている。この場合、電圧源Ｖ１は、一次コイルＬ１に１２５ｋＨｚの周波数の電流を発生させる。パルス源の振幅は、５Ｖである。Ｌ１は、ハブカプラＬ１，Ｌ２を介してＣ２と結合している。二次回路Ｌ２，Ｃ２に誘導される電圧は、ブリッジ整流器Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４により整流されて、Ｃｓに印加される。センサーと信号処理部から成る実効的な回路は、シンク側としての負荷抵抗ＲＬによってモデル化されている。この回路の測定データが得られる出力は、電圧源Ｖｄａｔａによりモデル化されている。この電圧源は、スイッチングトランジスタとして実現されたスイッチＳを開閉する。それによって、共振回路Ｌ２，Ｃ２には、コンデンサＣｍｏｄが、Ｖｄａｔａに応じて追加されることとなる。その結果生じる共振周波数の変化は、測定抵抗Ｒｍにおいて電圧の変化を生じさせる。この電圧は、乗算器Ｍで復調されて、１２５ＫＨｚの搬送波の無い出力信号がＶ１から得られる。そのために、この電圧は、同じく、この実施例でＲＣ回路網である位相調整器網Ｐを介して乗算器Ｍに供給される。
【００３８】
このようにして得られた電圧が、図１５に図示されている。Ｖ１は、１２５ＫＨｚの＋／−５Ｖの方形波電圧である。Ｖｄａｔａは、８ＫＨｚの方形波電圧によってシミュレートされる。両方の信号は、負荷抵抗ＲＬに対する電圧Ｖ（ＲＬ）に含まれるが、その電圧の変化は比較的小さい。車両側回路の出力電圧Ｕａは、明らかにデータ源Ｖｄａｔａに追従し、その結果Ｕａから測定データを取得することができる。両方の曲線Ｕａは、ハブカプラの一次側と二次側の二つの相異なる回転位置における最大結合係数ｋ１と最小結合係数ｋ２での推移を表している。回転数は、Ｕａの平均値を測定することによって検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】タイヤ状態変数の伝送システム
【図２】二つの別個の結合パスを有する伝送システムの原理図
【図３】板コイルを備えた伝送システム
【図４】伝送システムのローター６ａとステーター６ｂの部分断面図
【図５】ローター６ａとステーター６ｂの平面断面図
【図６】ローター６ａとステーター６ｂの一つの実施形態における図５のＡ−ＡとＢ−Ｂでの部分断面図
【図７】ローター６ａとステーター６ｂの一つの実施形態における図５のＡ−ＡとＢ−Ｂでの部分断面図
【図８】ローター６ａとステーター６ｂの一つの実施形態における図５のＡ−ＡとＢ−Ｂでの部分断面図
【図９】ローター６ａとステーター６ｂの一つの実施形態における図５のＡ−ＡとＢ−Ｂでの部分断面図
【図１０】ローター６ａとステーター６ｂの一つの実施形態における図５のＡ−ＡとＢ−Ｂでの部分断面図
【図１１】ローター６ａとステーター６ｂの一つの実施形態における図５のＡ−ＡとＢ−Ｂでの部分断面図
【図１２】ローター６ａとステーター６ｂの一つの実施形態における図５のＡ−ＡとＢ−Ｂでの部分断面図
【図１３】ローター６ａ又はステーター６ｂの巻線を軸方向から見た平面断面図
【図１４】電子評価回路
【図１５】図１４の評価回路の電圧推移
【符号の説明】
【００４０】
１    リム
２    タイヤ
３    ハブ
４    ボルト
５    ステアリングナックル
６ａ  ローター
６ｂ  ステーター
７ａ，７ｂ  差込み式コネクター
８    構造部品
９    差込み式ケーブル
１０    電気接続部
１１    差込み式コネクター
１２    差込み式ケーブル
１３    構造部品
１４    測定器
１７    ハブの回転可能な形に軸支された部分
１８    ハブの固定された部分
１９    ボールベアリング
２０    ローター巻線
２１    コンセント
２２    ステーター巻線
２３    コンセント
２４    空隙
３２ａ，３２ｂ    巻線
３３ａ，３３ｂ    シールド用外板
３４ａ，３４ｂ    巻線
３５ａ，３５ｂ    フェライト製外板
５１    ヨーク
５２    筐体
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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