(57)【要約】  各車輪にそれぞれ一つ組み込まれたタイヤ空気圧センサーモジュールと、各車輪にそれぞれ一つ組み込まれた、その時々のタイヤ空気圧に対応する信号を自動車内に固定された受信機に送信する機器と、その時々のタイヤ空気圧に対応する信号を受信して、評価するとともに、更に、回転する各車輪に対応する、自動車上に位置を固定して配置された回転数センサーから供給される信号を受け取る、自動車内に固定して配置された中央制御機器とを有し、この制御機器が、タイヤ空気圧センサーモジュールの信号と回転数センサーの信号とから、タイヤ空気圧センサーモジュールの取付位置を決定する自動車用タイヤ空気圧制御システムであって、タイヤ空気圧センサーモジュールと中央制御機器の両方が、互いにデータを交換するための送受信機を備えており、中央制御機器が、車輪回転数信号の周期により指標を付与した信号をタイヤ空気圧センサーモジュールの受信機に送出し、タイヤ空気圧センサーモジュールが、車輪の回転のために時間的に変化する受信電界強度の推移を受信信号内に含まれる指標の周期時間と関連付けることによって、中央制御機器から送出された信号の受信電界強度を評価するタイヤ空気圧制御システムを提示する。
2008518836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各車輪にそれぞれ一つ組み込まれたタイヤ空気圧センサーモジュールと、
各車輪にそれぞれ一つ組み込まれた、その時々のタイヤ空気圧に対応する信号を自動車内に固定された受信機に送信する機器と、
その時々のタイヤ空気圧に対応する信号を受信して、評価するとともに、更に、回転する各車輪に対応する、自動車上に位置を固定して配置された回転数センサーから供給される信号を受け取る、自動車内に固定して配置された中央制御機器とを有し、
この制御機器が、タイヤ空気圧センサーモジュールの信号と回転数センサーの信号とから、タイヤ空気圧センサーモジュールの取付位置を決定する、
自動車用タイヤ空気圧制御システムにおいて、
タイヤ空気圧センサーモジュールと中央制御機器の両方が、互いにデータを交換するための送受信機を備えていることと、
中央制御機器が、車輪回転数信号の周期により指標を付与した信号をタイヤ空気圧センサーモジュールの受信機に送出することと、
タイヤ空気圧センサーモジュールが、車輪の回転のために時間的に変化する受信電界強度の推移を、受信信号内に含まれる指標の周期時間と関連付けることによって、中央制御機器から送出された信号の受信電界強度を評価することと、
を特徴とするタイヤ空気圧制御システム。
【請求項２】
中央制御機器が、周期的な指標を付与した信号を生成するために、車輪回転数センサー毎の時間的な周期により短い時間長で送信信号を変調することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧制御システム。
【請求項３】
中央制御機器が、周期的な指標を付与した信号を生成するために、車輪回転数センサー毎の時間的な周期により、それぞれ短い時間長で送信信号を送出するか、或いはそれぞれ短い時間長で送信信号を中断して、その時間長以外では送信信号レベルを一定とすることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ空気圧制御システム。
【請求項４】
タイヤ空気圧センサーモジュールが、中央制御機器から伝送された信号の周期とタイヤ空気圧センサーモジュール内での受信電界強度の変化周期との間の一致を検出して、無線信号により中央制御機器に通報することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧制御システム。
【請求項５】
中央制御機器が、一定の送信信号を送出し、その送信信号は、車輪回転数信号から検出した、車輪が完全に一回転する時点において、短い時間長で中断されることと、各タイヤ空気圧センサーモジュールは、受信信号内のそのようにして生成されたキーイングギャップと特徴的な値、有利には、極値との時間的な間隔が、受信電界強度信号の推移内において、時間的に一定となることを監視することとを特徴とする請求項２に記載のタイヤ空気圧制御システム。
【請求項６】
中央制御機器が、車輪回転数信号から検出した、車輪が完全に一回転する時点において、短い時間長の間持続する送信信号を送出し、タイヤ空気圧センサーモジュールが、送信信号の受信毎に、その時々の受信電界強度信号の値を求めて、複数の順番に続く受信電界強度信号の振幅が一定であることを検査することを特徴とする請求項２に記載のタイヤ空気圧制御システム。
【請求項７】
中央制御機器が、車輪回転数信号から検出した、車輪が完全に一回転する時点において、短い時間長の間持続する送信信号を送出し、タイヤ空気圧センサーモジュールが、送信信号の受信毎に、その時々の受信電界強度信号の値を求めて、中央制御機器に伝送することと、中央制御機器は、複数の順番に続く受信電界強度信号の振幅が一定であることを検査することとを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧制御システム。
【請求項８】
中央制御機器が、車輪回転数信号から検出した、車輪が完全に一回転する時点において、送信信号の周波数又は位相の短い時間長のキーイングを行い、タイヤ空気圧センサーモジュールが、送信信号の受信毎に、受信信号の周波数又は位相の値を求めることと、各タイヤ空気圧センサーモジュールは、受信信号内のそのようにして生成されたキーイングギャップと特徴的な値、有利には、極値との時間的な間隔が、受信電界強度信号の推移内において、時間的に一定となることを監視することとを特徴とする請求項２に記載のタイヤ空気圧制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、請求項１の上位概念にもとづく自動車用タイヤ空気圧制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最新の自動車では、電子式タイヤ空気圧制御システムが益々広く普及しつつある。そのために、自動車の各車輪タイヤには、タイヤ空気圧センサーが組み込まれており、その測定信号は、無線で受信機に送信される。負担を軽減するために、全てのタイヤ空気圧センサーが、その信号を単一のセンター受信機に送信することが、その目的に適ったことである。その場合、受信ユニットが、相異なる信号を相異なる車輪に一義的に対応付けなければならないという問題が生じる。
【０００３】
タイヤ空気圧制御装置による車輪位置の対応付け方法を実行するタイヤ空気圧制御システムが、特許文献１により周知である。その場合、二つの相異なる時点において、それぞれ一定の時間間隔に渡って持続する高周波信号が、車輪センサーモジュールから送信されて、中央制御機器の受信機により受信され、それに対応する電界信号が記録されて、記録された両方の信号推移における信号の有意な位置を互いに比較するか、或いは信号の推移全体さえも互いに比較して、車輪の同じ回転角の位置を決定している。次に、車輪が、二つの時間間隔において、明らかに同じ回転角を占める位置の間の時間長を測定する。それと同時に、位置を固定された追加の回転数センサーによって、個々の各車輪の回転数を検出している。タイヤ空気圧センサーを備えた車輪センサーモジュールの個々の車輪位置への対応付けは、どの車輪が、検出した時間長において、整数回の車輪回転を行ったかという判断基準にもとづき行われている。
【０００４】
そのようなタイヤ空気圧制御システムでは、中央制御機器がその時々の車輪センサーモジュールの取付位置を求めるための高周波信号が、車輪センサーモジュールによって送信され、そのため、車輪センサーモジュールの内部エネルギー源に比較的大きな負荷がかかるということが欠点である。更に、この初期化プロセスを規則的な間隔で、例えば、車両を始動する毎に繰り返さなければならない。しかし、通常車輪センサーモジュールは、それぞれ独自の限られた容量のエネルギー源しか備えておらず、更に、その容量は、車輪タイヤの通常の耐用年数、即ち、７〜１０年に対して十分なものとすべきである。
【特許文献１】欧州特許出願第１０５２１１９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のことから、この発明の課題は、車輪センサーモジュールに関する位置の検出を出来る限りエネルギーを節約する手法で行うタイヤ空気圧制御システムを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、この発明にもとづき、請求項１に記載した特徴によって解決される。
【０００７】
この発明によるタイヤ空気圧制御システムでは、中央制御機器と車輪センサーモジュールの両方が高周波トランシーバーとして実現されている、即ち、それぞれ送受信機を備えており、それによって、車輪センサーモジュールと中央制御機器の間において両方向で信号を交換することができる。
【０００８】
タイヤ空気圧センサーの個々の車輪位置への特にエネルギーを節約した形での対応付けは、そのために、高周波信号の送出が、車輪センサーモジュールから中央制御機器にではなく、その逆に中央制御機器から車輪センサーに行われることによって達成される。
【０００９】
この高周波信号は、各車輪の回転時間に対応する周期を持つ指標を含むものである。指標を付与された高周波信号は、全ての車輪センサーモジュールによって受信される。車輪センサーモジュール内の受信機が、自動車に搭載された固定式送信アンテナに対して相対的に回転するので、各受信信号の電界強度の推移が、その時々の車輪の回転によって生じる相異なる周期的な成分を持つこととなる。この周期的な成分を高周波信号に含まれる指標と比較することによって、各車輪センサーモジュールは、受信した指標の周期が各自の回転速度に一致するか否かを検出することができる。一致した場合、車輪センサーモジュールは、中央制御機器に短い検出信号を送信し、それによって、その時々の車輪センサーモジュールの位置が確認されることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下において、図面にもとづき、この発明を詳しく説明し、この場合、タイヤ空気圧制御システムの基本的な構成の他に、車輪位置の対応付けに関する二つの実現可能なフローも提示している。
【００１１】
図１には、タイヤ空気圧制御システムを備えた自動車の構造を模式的に図示している。この自動車には、評価電子回路の他に、図面でＨＦトランシーバーと表示した少なくとも一つの両方向無線機と、内部及び／又は外部ＨＦアンテナとを備えた中央制御機器が有る。
【００１２】
更に、中央制御機器は、少なくとも自動車のデータバスシステム（ＬＩＮ，ＣＡＮ）と接続されており、そのバスシステムを介して、車両の各車輪に組み込まれた車輪回転数センサーからの回転数信号を受け取る。これらの車輪回転数センサーは、通常既に車両の別のアプリケーションに対して、例えば、自動車のアンチロックブレーキシステムに対して存在し、従って、データバスシステム上に現れる回転数信号は、この発明によるタイヤ空気圧制御システムによって利用されることとなる。
【００１３】
車両の四つのタイヤには、それぞれ車輪センサーモジュールが取り付けられている。信号が自動車内の固定的なセンサー取付位置に精確に対応付けることができる四つの車輪回転数センサーと異なり、特に、タイヤの交換によって、対応付けが常に変化する可能性が有るので、信号の所定の車輪位置への車輪センサーモジュールの対応付けと、そのためそれにより検出したタイヤ空気圧信号の対応付けも難なく実現可能である。
【００１４】
従って、個々の車輪センサーモジュールとその取付位置との間の対応付けは、規則的である、即ち、例えば、車両の始動毎に、ボタンの押下や車載コンピュータによる要求等により検査されるか、或いは新たに行われる。車輪センサーモジュールの構造は、図２にブロック接続図で図解されている。タイヤ内部に配置されている車輪センサーモジュールは、例えば、小さい構造のボタン電池として実現することができ、車輪センサーモジュールの別の構成要素に電気エネルギーを供給するバッテリーから構成されている。この場合、タイヤの耐用年数全体の間、即ち、少なくとも７年は、通常バッテリーの交換が予定されていないので、これらの構成要素の電力消費量は、出来る限り少なくすべきである。
【００１５】
更に、車輪センサーモジュールは、少なくとも一つのマイクロコントローラを有し、このマイクロコントローラは、タイヤ空気圧を検出するために、少なくとも一つの空気圧センサーの信号を評価する。有利には、車輪センサーモジュールは、別のセンサー、例えば、タイヤの温度を測定するためのセンサー及び／又は加速度センサーを備えることもできる。
【００１６】
マイクロコントローラは、図面でＨＦトランシーバーと表示した両方向送受信機と接続されており、その送受信機とは、同じく中央制御機器の両方向送受信機が通信することができる。
【００１７】
そのために、ＨＦトランシーバーと接続されたアンテナは、送信アンテナと受信アンテナの両方の役割を果たす。
【００１８】
車輪センサーモジュールは、タイヤと接続されており、そのためその回転運動が、自動車の車体に対して相対的に連動しているので、車輪の回転と共に、車輪センサーモジュールのアンテナの受信条件も変化する。
【００１９】
即ち、車輪センサーモジュールのアンテナと送信アンテナとの間隔の変化と、受信アンテナの位置に対して相対的なＨＦ信号の偏波方向の変化と、車両の別の構成要素による遮蔽の変化とにより規定される通り、一定の送信電界強度で中央制御機器から送出されたＨＦ信号は、アンテナが車両の車輪と共に回転するために、車輪センサーモジュールでの受信電界強度が一定とはならず、推移が周期期間に渡って変化する、車輪の回転と同期した電界強度信号となる。
【００２０】
評価のためにＨＦトランシーバーからマイクロコントローラに与えられる典型的な信号の推移が、図３の曲線Ａで図示されている。更に、図３にもとづき、車輪センサーモジュールを自動車の車輪位置に対応付けるためのフローを明らかにすることができる。そのために、車輪の個々の車輪位置での車輪回転数が、タイヤの円周、タイヤ空気圧、カーブ走行などの様々な制御変量に依存して変わるという事実を活用する。
【００２１】
車輪センサーモジュールの位置を決定するために、中央制御機器は、（既知の位置に有る）車輪回転数センサーの車輪回転数信号を評価するとともに、車輪が完全に一回転する毎に、車輪の回転時間と比べて短い時間間隔の間、ＨＦ信号の送出を中断し、それ以外の時間間隔では、ＨＦ信号を一定とする。
【００２２】
そのため、車輪センサーモジュールにより受信される電界強度は、図３の曲線Ｂ又はＣに図示されている通りの推移に対応する。車輪センサーモジュールにより受信される信号の電界強度の推移において、送信信号の信号の中断により、特徴的な長方形の低下が生じている。ここで、マイクロコントローラは、これらの受信電界強度における低下と電界強度の推移の別の特徴的な位置、特に、電界強度曲線の極値の位置との間の時間的な間隔を評価する。
【００２３】
ここで、例えば、電界強度の推移の最小値と電界強度の中断との間の時間的な間隔が、曲線Ｂに示されている通り、複数の車輪回転に渡って一定のままであれば、中央制御機器により変調された車輪回転数パルスは、その信号の推移を評価している車輪センサーモジュールに対応するものである。
【００２４】
それと異なり、それ以外の車輪センサーモジュールでは、曲線Ｃに図示されている通り、車輪の回転回数が増大するにつれて、受信電界強度の推移における特徴的な位置間の時間的な間隔が変化している。
【００２５】
別の実現可能な評価方法が、図４に図示されている。曲線Ａは、又もや、一定のＨＦ信号が中央制御機器によって送出された際に車輪センサーモジュールにより記録される通りの電界強度の推移を示している。しかし、ここでは、中央制御機器は、時間的に一定に持続する信号ではなく、詳しくは制御機器により選定された車輪が一回転する毎に、それぞれ短時間長だけ一定な信号を送信している。
【００２６】
ここで、各車輪センサーモジュールは、パルス状の信号を記録し、その受信電界強度は、受信時点でのその時々の瞬間的な車輪位置に依存する。送出された車輪回転数信号に対応する車輪では、回転により生じる電界強度の変化が、車輪回転数信号と同期し、その結果車輪が一回転する毎に生じるパルスは、常に電界強度の推移の同じ位相上で生じ、そのため一定の電界強度信号を提供することとなる。
【００２７】
従って、マイクロコントローラは、順番に続く電界強度信号が常に同じ信号値を有すること（曲線Ｂ）を確認した場合、その当該の車輪センサーモジュールが、その瞬間に車輪回転信号を伝送している車輪位置に有ることを中央制御機器に通報する。その他の全ての車輪センサーモジュールでは、電界強度信号値は、車輪の回転に伴って変化している（曲線Ｃ）。
【００２８】
これに代わる別の評価方法として、中央制御機器からパルス状の信号を受けた場合、全ての車輪センサーモジュールが、受信した信号の電界強度の値を制御機器に返送するものと規定することもできる。制御機器は、複数のパルスを送出した後に、どの車輪センサーモジュールにおいて、受信電界強度が複数の車輪回転に渡って一定のままであるかを決定して、それにより、対応する車輪センサーモジュールを検出するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】タイヤ空気圧制御システムを備えた自動車
【図２】車輪センサーモジュール
【図３】車輪センサーモジュールにより受信された高周波信号の電界強度の推移
【図４】車輪センサーモジュールにより受信された高周波信号の電界強度の推移
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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