(57)【要約】【課題】バッテリー電源が不要で、比較的簡単で安価に実施することができる自動車タイヤパラメータを監視する方法およびシステムを提供する。【解決手段】圧力および温度のような自動車タイヤパラメータを監視するための無電池型タイヤパラメータセンサシステム。電源システム、プロセッサ／トランスミッタ、センサ、および電源コイルを基板に実装したセンサアセンブリを備える。このアセンブリをタイヤの側壁上または側壁中あるいはトレッド壁上またはトレッド壁中に取り付ける。磁石を自動車上タイヤ回転時に電源コイルが通過する通路の近傍に取り付ける。電源コイルは、移動する際に磁界を通過し、センサアセンブリ各部用の動作電圧を発生する。電源システムは、増倍電圧整流器、電圧レギュレータ、およびキャパシタを備える。２つ以上のセンサアセンブリを同じタイヤに取り付けて、異なるパラメータ監視することも可能である。【選択図】図３
2008001342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車タイヤのパラメータを監視するためのタイヤパラメータセンサアセンブリであって、
基板と、  
入力端子および出力端子を有しかつ前記基板に実装した未調整入力電圧を調整出力電圧に変換する電源システムと、
前記基板に実装したタイヤパラメータ値を表す監視信号を供給するためのタイヤパラメータセンサと、
前記基板に実装し、前記センサに接続した前記監視信号を送信信号に変換するためのプロセッサ／トランスミッタ・ユニットであって、前記電源システムの前記出力端子に接続した電源入力端子を有するプロセッサ／トランスミッタ・ユニットと、
前記基板に実装しかつ前記電源システムの前記入力端子に接続した電源コイルと、
を含み、  
前記電源コイルが、磁界に遭遇する都度前記未調整入力電圧を発生し、かつ前記電源システムが前記調整出力電圧を発生して前記プロセッサ／トランスミッタ／ユニットを動作させるタイヤパラメータセンサアセンブリ。
【請求項２】
前記電源コイルを、基板上前記電源システム、前記タイヤパラメータセンサ、前記プロセッサを取り囲む位置に配設した請求項１に記載の発明。
【請求項３】
前記電源システムが、前記電源システムの入力端子を有しかつ出力を有する電圧増倍回路と、前記電圧増倍回路の前記出力に接続した入力を有しかつ出力を有する電圧レギュレータと、前記電圧レギュレータの前記出力に接続したキャパシタを含む請求項１に記載の発明。
【請求項４】
前記電圧増倍回路がコックロフト−ウォルトン電圧増倍回路である前記請求項３に記載の発明。
【請求項５】
前記電源システムが第１、第２の入力端子を備え、かつ前記電源コイルが、各々前記電源システムの前記第１、第２の入力端子の中の異なる１つに接続した１対の端子を備えた請求項１に記載の発明。
【請求項６】
さらに自動車に回転可能に取り付けたタイヤを含み、前記タイヤパラメータセンサアセンブリを前記タイヤにこれと共に回転するよう取り付けた請求項１に記載の発明。
【請求項７】
前記タイヤが側壁を有し、前記タイヤパラメータセンサアセンブリを前記タイヤの前記側壁に取り付けた請求項６に記載の発明。
【請求項８】
前記タイヤが側壁を有し、前記タイヤパラメータセンサアセンブリを前記タイヤの前記側壁中に取り付けた請求項６に記載の発明。
【請求項９】
前記タイヤがトレッド壁を有し、前記タイヤパラメータセンサアセンブリを前記タイヤの前記トレッド壁中に取り付けた請求項６に記載の発明。
【請求項１０】
さらに磁石を含み、自動車上前記タイヤの回転に伴って前記電源コイルが前記磁石より発生する前記磁界の磁力線に遭遇する位置に前記磁石を取り付けた請求項６に記載の発明。
【請求項１１】
自動車タイヤのパラメータを監視するための車載型タイヤパラメータセンサシステムであって、
回転可能に取り付けたタイヤおよび支持部材を有する自動車と、
前記支持部材から前記タイヤがある方向へ伸びる磁力線を持つ磁界を発生する前記支持部材に取り付けた磁石と、
前記パラメータをタイヤパラメータセンサアセンブリと、
を含み、前記タイヤパラメータセンサアセンブリが、基板と、入力端子および出力端子を有しかつ前記基板に実装した未調整入力電圧を調整出力電圧に変換する電源システムと、前記基板に実装したタイヤパラメータ値を表す監視信号を供給するためのタイヤパラメータセンサと、前記基板に実装し、前記センサに接続した前記監視信号を送信信号に変換するためのプロセッサ／トランスミッタ・ユニットであって、前記電源システムの前記出力端子に接続した電源入力端子を有するプロセッサ／トランスミッタ・ユニットと、前記基板に実装しかつ前記電源システムの前記入力端子に接続した電源コイルとを含み、
前記タイヤパラメータセンサアセンブリを前記タイヤ上、前記電源コイルが前記タイヤの回転に伴い前記磁界に遭遇して前記未調整入力を発生する結果、前記電源システムが前記調整出力電圧を発生して前記プロセッサ／トランスミッタ／ユニットを動作させるような位置に取り付けた、車載型タイヤパラメータセンサシステム。
【請求項１２】
前記電源コイルを、基板上前記電源システム、前記タイヤパラメータセンサおよび前記プロセッサを取り囲む位置に配設した請求項１１に記載の発明。
【請求項１３】
前記電源システムが、前記電源システムの入力端子を有しかつ出力を有する電圧増倍回路と、前記電圧増倍回路の前記出力に接続した入力を有しかつ出力を有する電圧レギュレータと、前記電圧レギュレータの前記出力に接続したキャパシタを含む請求項１１に記載の発明。
【請求項１４】
前記電圧増倍回路がコックロフト−ウォルトン電圧増倍回路である前記請求項１３に記載の発明。
【請求項１５】
前記タイヤが側壁を有し、前記タイヤパラメータセンサアセンブリを前記タイヤの前記側壁に取り付けた請求項１１に記載の発明。
【請求項１６】
前記タイヤが側壁を有し、前記タイヤパラメータセンサアセンブリを前記タイヤの前記側壁中に取り付けた請求項１１に記載の発明。
【請求項１７】
前記タイヤがトレッド壁を有し、前記タイヤパラメータセンサアセンブリを前記タイヤの前記トレッド壁中に取り付けた請求項１２に記載の発明。
【請求項１８】
前記自動車が回転可能に取り付けた複数のタイヤおよび複数の支持部材を備え、さらに前記パラメータを監視するための複数の対応するタイヤパラメータセンサアセンブリで、各々基板と、入力端子および出力端子を有しかつ前記基板に実装した未調整入力電圧を調整出力電圧に変換する電源システムと、前記基板に実装したタイヤパラメータ値を表す監視信号を供給するためのタイヤパラメータセンサと、前記基板に実装し、前記センサに接続した前記監視信号を送信信号に変換するためのプロセッサ／トランスミッタ・ユニットであって、前記電源システムの前記出力端子に接続した電源入力端子を有するプロセッサ／トランスミッタ・ユニットと、前記基板に実装しかつ前記電源システムの前記入力端子に接続した電源コイルと、を含み、
前記タイヤパラメータセンサアセンブリを各々前記複数の中の対応する各タイヤ上、前記電源コイルが各々前記対応する各タイヤの回転に伴い前記対応する磁石より発生する磁界に遭遇して、前記未調整入力を発生する結果、前記電源システムが前記調整出力電圧を発生して前記プロセッサ／トランスミッタ／ユニットを動作させるような位置に取り付けた、
請求項１１に記載の発明。
【請求項１９】
さらに自動車タイヤの第２のパラメータを監視するための第２のタイヤパラメータセンサアセンブリを含み、前記第２のタイヤパラメータセンサアセンブリが、第２の基板と、入力端子および出力端子を有しかつ前記第２の基板に実装した未調整入力電圧を調整出力電圧に変換するための第２の電源システムと、前記第２の基板に実装した前記第２のタイヤパラメータ値を表す監視信号を供給するための第２のタイヤパラメータセンサと、前記第２基板に実装し、前記第２センサに接続した前記監視信号を送信信号に変換するためのプロセッサ／トランスミッタ・ユニットであって、前記第２の電源システムの前記出力端子に接続した電源入力端子を有する第２のプロセッサ／トランスミッタ・ユニットと、前記第２の基板に実装しかつ前記第２の電源システムの前記入力端子に接続した第２の電源コイルとを含み、
前記第２のタイヤパラメータセンサアセンブリを前記タイヤ上、前記第２の電源コイルが前記タイヤの回転に伴い前記磁界に遭遇して前記未調整入力を発生する結果、前記第２の電源システムが前記調整出力電圧を発生して前記第２のプロセッサ／トランスミッタ・ユニットを動作させるような第２の位置に取り付けた、
請求項１２に記載の発明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車タイヤパラメータ監視システムに関するものである。より詳しくは、本発明は、誘導発電式直流電源で動作するタイヤパラメータ監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤパラメータ監視システムは周知であり、自動車における個々の空気タイヤの１つ以上の関心対象パラメータを監視し、自動車の１つ以上のタイヤにおける、監視中のパラメータが所定の安全範囲外の値に達したときいつでも、運転者あるいは車載コンピュータシステムに注意信号を与えるために一般的に用いられている。パラメータは、通常、タイヤ内圧、温度、タイヤ内空気温度、タイヤ横力、あるいはその他関心対象のパラメータである。注意信号は、通常、タイヤパラメータセンサに接続されたマイクロプロセッサによって制御される高周波信号発生器により発生し、センサが測定するタイヤパラメータが所定の正常動作範囲を逸脱したときいつでも発生して、高パラメータ状態あるいは低パラメータ状態であることを知らせる。この高周波信号は車載レシーバに送信され、レシーバはその注意信号を使って（警報灯またはディスプレイを作動させることにより）視覚的に、または（可聴警報を作動させることにより）聴覚的に、あるいはその両方で運転者に警告する。センサ回路の電源は、通常、バッテリーから供給されるので、バッテリー残量が有効レベル以下に落ちると、バッテリーを交換しなければならない（交換可能な場合）。周知の一部のシステムでは、バッテリーを交換することができないため、バッテリーの有効寿命が尽きたときはセンサアセンブリ全体をそっくり交換しなければならない。
【０００３】
タイヤ内圧を監視するタイヤパラメータセンサシステムは、本願と同一譲受人に譲渡された「外部取り付けタイヤ空気圧センサシステム」について２００３年１月２１日出願の同時係属特許出願第１０／３４６，４９０号公報（以下、’４９０号出願とする）に開示されたものがあり、同出願の開示内容は参照によって本願に援用する。このシステムは、ブリッジ回路の１分岐路に基本的に線形可変の抵抗特性を持つ機械的ひずみセンサを設けて、それを取り付けたタイヤの内圧を測定するものである。この形態のセンサは、自動車環境でたびたび遭遇する機械的振動の影響を比較的受けにくい。その上、この電気回路（すなわちブリッジ回路）の構成は、比較的簡単で、よく知られた性能特性を持っており、また動作が比較的信頼できるということが明らかにされている。しかしながら、このセンサシステムは、有効寿命が、システムに電源を供給するために使用するバッテリーのエネルギー容量によって制限される。より詳しくは、センサ回路は、自動車の電気系統が起動されると、必須のバッテリーによってその後連続的に電源を供給されるので、バッテリーの有効寿命がバッテリーのエネルギー容量と総動作時間によって制限されてしまう。この欠点は、各構成部分を設置上の制約条件から物理的寸法が比較的小さいものにする必要によっていっそう大きくなる。したがって、バッテリーはサイズが厳しく制限され、バッテリー交換ということが、上記のような周知のセンサシステムを取り付ける効果に対する大きな制約となる。
【０００４】
本願と同一譲受人に譲渡された「感度および節電性能を改良したタイヤ空気圧センサシステム」に関して２００５年１１月４日出願の同時係属特許出願第１１／２６７，７７５号公報（同出願の開示内容は参照によって本願に援用する）に、バッテリーの有効寿命を長くする節電装置を組み込んだタイヤ空気圧監視システムが開示されている。この節電装置は、タイヤ速度が一定の速度しきい値に達した後タイヤ速度に関連した一定の測定期間だけ電力を供給する、すなわちその期間だけバッテリーから電力を引き出すようにしたタイヤの速度に関連づけた方法で、バッテリーからタイヤ空気圧監視システムへの電力供給を制限するものである。好ましくは、この測定期間は、所与の寸法のタイヤがあらかじめ選択した回転数だけ回転し終えるのに必要な時間に関連づけられる。この場合、バッテリー電力がシステムに連続的に供給されることはないので、バッテリーの有効寿命は、同じ種類のバッテリーをシステム各部にバッテリーが連続して電気的に接続されるタイヤパラメータ監視システムで使用する場合と比べて改善される。
【０００５】
上に説明した節電装置は、システムバッテリーの有効寿命、したがってシステム全体にかなりの改良をもたらすが、すべてのバッテリーはエネルギー容量に限界があり、いつかは完全に電力を消耗する。このような枯渇状態になると、交換が可能ならばバッテリーを交換しなければならない。システムの設計によってバッテリーを交換することができない場合は、システムごと新品と交換しなければならない。
【０００６】
また、バッテリーを電源とするタイヤパラメータ監視システムには、そのほかにも次のような短所がある。まず、バッテリーは他のシステム構成要素と比べてコストが高い。例えば、高品質リチウム電池のコストはセンサアセンブリ全体のコストの約半分である。さらに、バッテリーはシステムの重量をかなり増加させ、システム重量の５０パーセントはどうしてもバッテリーの重量が占める。
【０００７】
これまで、システム各部が必要とする電源をバッテリーで供給しなくても済むタイヤパラメータセンサシステムを設計しようとする努力がなされてきた。このような設計の１つが、２００４年１２月９日公開の米国特許出願公開第２００４／０２４４４７４Ａ１号公報に開示されており、同出願の開示内容は参照によって本願に援用する。この設計は、特別設計になるハブアセンブリを各車輪で使用し、そのハブアセンブリは、車輪上または車輪内に設けたセンサ素子用の交流電源電圧を永久磁石とコイルによって電磁誘導により発電するようにした固定子と回転子を有する。この設計は、バッテリーをなくすのには効果的であるが、各車輪に特別なハブアセンブリを設ける必要があり、これはセンサシステムのかなりのコスト増を招くと共に、自動車への取り付けに相当な専門知識・技術を必要とする。
【０００８】
図１は、バッテリーを使わないタイヤパラメータセンサシステム設計を目指したもう一つの取り組み方を示し、図中、符号１０は、パッシブトランスポンダとして構成されたＲＦＩＤタグを用いた公知のシステムの全体を表す。図示のように、自動車の各タイヤにはそれぞれ対応するＲＦＩＤタグが取り付けられている。例えば、左前（Ｌ．Ｆ．）タイヤ１１はタグ１２を持ち、右前（Ｒ．Ｆ．）タイヤ１３はタグ１４を持ち、左後ろ（Ｌ．Ｒ．）タイヤ１５はタグ１６を持ち、右後ろ（Ｒ．Ｒ．）タイヤ１７はタグ１８を持つ。これらの各タグ１２、１４、１６、１８は、タグへの電力の電磁伝達を可能にするための小さなアンテナ（通常ダイポールアンテナ（図示省略））を有する。各タグ１２、１４、１６、１８に近接させて、それぞれ対応するアンテナ２０、２１、２２、２３が配設してある。これらの各アンテナ２０、２１、２２、２３は、システム動作を制御する中央送受信装置２５に接続されている。各タグ１２、１４、１６、１８はパッシブトランスポンダとして構成されており、それぞれ対応するアンテナが中央送受信装置２５により起動されたとき、各アンテナから受け取る電磁エネルギーから動作電力を得る。このシステム設計は、各タグ１２、１４、１６、１８についてそれぞれ別個にバッテリーを備える必要はないが、大きく次のような２つの欠点を免れない。まず、各アンテナは、有効エネルギー伝達距離が比較的短いというＲＦＩＤタグシステムに固有の特徴の故に、対応するタグに密に近接させて設けなければならない。この要件によってアンテナ設置場所は厳しい制約を受け、各アンテナは、対応するタグに実装したダイポールアンテナに対して正確な位置に配設しなければならない。次に、中央送受信装置２５と個々のアンテナ２０、２１、２２、２３との間には、電気ケーブルを布線しなければならない。そのために、経時による機械的摩耗、電気的干渉、熱応力を回避するようケーブルの布線路を注意深く設定することが要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上に述べたような欠点のない無電池型のタイヤパラメータセンサシステムを得ようとして行われたこれまでの努力は、未だ成功するに至っていない。
【００１０】
本発明は、バッテリー電源が不要で、比較的簡単で安価に実施することができる自動車タイヤパラメータを監視する方法およびシステムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
最も広範な態様における本発明は、自動車タイヤのパラメータを監視するタイヤパラメータセンサアセンブリであって、基板と、第１、第２の入力端子を有し、前記基板に実装した未調整入力電圧を調整出力電圧に変換する電源システムと、前記基板に実装したタイヤパラメータ値を表す監視信号を供給するためのタイヤパラメータセンサと、前記基板に実装し、前記センサに接続した前記監視信号を送信信号に変換するためのプロセッサ／トランスミッタ・ユニットであって、前記電源システムの出力端子に接続した電源入力端子を有するプロセッサ／トランスミッタ・ユニットと、各々前記電源システムの前記第１、第２の入力端子のいずれか異なる入力端子に接続した一対の端子を有し、前記基板に実装した電源コイルと、を含むイヤパラメータセンサアセンブリにある。
【００１２】
電源コイルは、コイル面積と可能なコイル巻数を最大化するために、基板上電源システム、タイヤパラメータセンサ、プロセッサ／トランスミッタ・ユニットを取り巻く位置に配設することが好ましい。
【００１３】
電源システムは、電源システム入力端子を有すると共に出力を有する電圧増倍回路（好ましくはコックロフト−ウォルトン電圧増倍回路）、前記電圧増倍回路の前記出力に接続した入力を有すると共に出力を有する電圧レギュレータ、前記電圧レギュレータの前記出力に接続されたキャパシタを備える。
【００１４】
このセンサアセンブリは、前記基板をタイヤの側壁またはタイヤのトレッド壁の内面または外面に接着その他によりしっかり固着する、タイヤ製造時にセンサアセンブリをタイヤの側壁構造内に組み込む、あるいはタイヤ製造時にセンサアセンブリをタイヤのトレッド壁構造中に組み込む等、いくつかの異なる仕方でタイヤに実装する。
【００１５】
自動車にタイヤを回転可能に取り付けた状態で、磁石を自動車に設けた支持部材上、その磁石から発生する磁力線が前記センサアセンブリの区域まで及ぶ位置に取り付ける。
【００１６】
動作については、タイヤが回転すると、磁石が発生する磁界を電源コイルが通過することによって、電源コイルに未調整入力電圧が誘導される。この未調整入力電圧は電源システムによって調整出力電圧となり、プロセッサ／トランスミッタ・ユニットにこれを動作させる調整直流電源を供給する。
【００１７】
各自動車タイヤには、通常、少なくとも１つのセンサアセンブリを備えると共に、対応する数の磁石を自動車のそれぞれの支持部材に固着して、各センサアセンブリの電源コイルに未調整電圧を誘導するのに必要な磁界を発生させる。２つ以上のセンサアセンブリを単一のタイヤに取り付けることによって、２つ以上の異なるタイヤパラメータの監視を行うようにすることもできる。これらのアセンブリは、同一磁石を共用するよう配設することも、複数の磁石を各々異なるセンサアセンブリ専用として取り付けることもできる。
【００１８】
本発明は、有輪車両・自動車のタイヤパラメータ監視システムに電力を供給するための無尽蔵の電源を提供するという問題にとって格好の解決手段をもたらす。本発明のシステムは、新車製造時に自動車に実装することもできるし、アフターマーケット品目として実装することもできる。さらに、タイヤパラメータ監視システムがない現用の自動車にも、最新技術水準のシステムを比較的低コストで容易に後付け装備することができる。このことは、特に、何らかのタイヤパラメータ監視装置の設置を義務づけている法域において益するところが大きい。本発明のセンサアセンブリは、バッテリー電源で電子回路を動作させる周知のアセンブリよりも相当軽量である。さらに、本発明により製造したセンサアセンブリの有効寿命は、バッテリーの寿命より十分長い電子部品の稼働寿命とタイヤの有効寿命のみによって決まる。同じタイヤに２つ以上のセンサアセンブリを取り付けて、タイヤ内圧、タイヤ壁温度、タイヤ内空気温度等のような異なるタイヤパラメータを測定することが可能である。最後に、本発明のセンサアセンブリは、その軽量さと安価さの故に、タイヤ製造工程でタイヤに組み込むことで、自動車に新しいタイヤを取り付けるときセンサアセンブリが自動車に付加されるようにすることができる。
【００１９】
本発明の本質および長所のより完全な理解を期すために、以下、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
添付図面を参照して、図１は、パッシブトランスポンダとして構成されたＲＦＩＤタグ、およびそれぞれ対応するアンテナが中央送受信装置２５により起動されたとき各アンテナから受け取る電磁エネルギーから得られる動作電力を用いる前述の従来技術のタイヤパラメータ監視システムを示す概略図である。図１のシステムの制約および短所については前に説明した。
【００２１】
図２は、単一の車輪とタイヤの斜視図で、タイヤの側壁面にタイヤパラメータセンサを取り付けた状態を示す。この図から明らかなように、自動車のタイヤ２７は車輪２８に取り付けられている。タイヤ２７の側壁には、図３〜５に詳細に図解したタイヤパラメータセンサアセンブリ３０が取り付けてある。
【００２２】
図３は、本発明のタイヤパラメータセンサアセンブリ３０の平面図である。この図から明らかなように、センサアセンブリ３０は、タイヤパラメータセンサ３１、コンビネーション型のマイクロコンピュータユニット／トランスミッタ３２（ＭＣＵ／トランスミッタ３２）、アンテナ３３、電源システム３４、電源コイル３５を備え、これらの要素はすべて基板３６に実装してある。センサ３１は、前記’４９０号出願に開示のひずみセンサ、タイヤ壁温度センサ、タイヤ内空気温度センサ等のような数多く知られているタイヤパラメータセンサの中の任意のものを使用することができる。好ましくは、ＭＣＵ／トランスミッタ３２は、タイヤパラメータ測定結果を含む高周波情報信号を発生するトランスミッタ部、およびこのトランスミッタ部の動作を監視し、制御すると共に、センサ出力信号をサンプリングし、サンプリングした信号を測定データに変換してトランスミッタ部に供給するマイクロコンピュータを備えた市販のフリースケール型ＭＣ６８ＨＣ９０８ＲＦ２ユニットまたはこれと同等ものを使用する。アンテナ３３は、図示のようなダイポールアンテナを用いることができ、受信信号を周知の方法で運転者注意信号に変換できる対応するレシーバユニット（図示省略）へ、トランスミッタ部で発生した送信信号を放射できるようにトランスミッタの出力にアンテナ３３を接続にする。電源システム３４と電源コイル３５は、電力を上記のシステム各部に供給するよう機能する。
【００２３】
基板３６は、好ましくは、システム各部３１〜３５に対して良好な固着特性を持ち、かつ自動車タイヤ２７の外壁面または内壁面に対する接着性に優れ、あるいはタイヤ側壁中への取り付けに適合する比較的薄く、ＰＴＦＥのような可撓性を持つ誘電体材料で製造する
【００２４】
電源コイル３５は、従来の被着・成膜技術を用い、銅のような金属のオーム性導体材料で基板３６の表面に形成される。コイルの各巻の線幅、コイルの巻数、および基板３６の平面内のコイル面積はすべて、当業者には設計上の選択の問題である。電源コイル３５の自由端は、製造時に任意の適切なボンディング技術を用いて電源システム３４の入力端子に電気的に接続する。
【００２５】
図４を参照する。電源システム３４は、電源コイル３５の両端にそれぞれ接続した一対の入力端子４１、４２、抵抗器４５を介して電圧レギュレータ４７の一方の入力に接続した第１の出力端子４３、および電圧レギュレータ４７の共通入力端子４８に接続した第２の共通出力端子４８を有する増倍電圧整流器部４０を備える。増倍電圧整流器部４０は、好ましくは、入力端子４１、４２間にかかる入力電圧を、主としてこの増倍電圧整流器部に実装された各々キャパシタＣｉとダイオードＤｉ（ただし、ｉは１から総段数ｎまでの整数）からなる段の数によって決まる値の増倍率だけ増倍することができるコックロフト−ウォルトン増倍電圧整流器として構成された回路を使用する。図４に示す特定例の場合、ｎ＝５である。電圧レギュレータ４７は、比較的広い範囲にわたって変化する未調整入力電圧を大きさがＭＣＵ／トランスミッタ３２の高信頼性動作に必要な範囲内でほんの僅かしか変化しない比較的安定な直流出力電圧に変換することができる周知のいくつかの電圧レギュレータ回路の中の任意のものを用いることが可能である。
【００２６】
電圧レギュレータ４７の動作電圧出力は、キャパシタ４９の一方の電極に接続する。キャパシタ４９の他方の電極は電圧増倍回路の共通端子４８に接続する。電源電圧出力端子５１、５２は、ＭＣＵ／トランスミッタ３２に調整直流電圧を供給するためにＭＣＵ／トランスミッタ３２の電源入力端子に接続する。
【００２７】
図５は、自動車タイヤ５５の外側壁面５４に取り付けた本発明の単一のタイヤ空気圧センサアセンブリ３０と対応する固定磁石５７の側面図で、一部断面にて示す。この図に示すように、磁石５７は、タイヤ５５を回転可能に取り付けた自動車側の固定支持部材に固着させる。支持部材５８は、タイヤ５５の側壁５４の適度な近傍位置であって、磁石５７を、タイヤ５５がその回転軸の回りに回転するのに伴いセンサシステム３０に実装した電源コイル３５の巻線が磁石５７から出る磁力線を確実に横切る位置に取り付けることが可能な自動車の任意の構造部材とすることができる。従って、動作時には、タイヤ５５の回転に伴って、センサシステム３０の電源コイル３５が磁石５７から発生する磁界を周期的に通過し、これによって電源コイル３５に電流が誘導される。磁石５７と電源コイル３５との間の離隔距離は、システムの電子回路を高信頼度でもって動作させるに十分な電圧を発生させるのに、約６インチ（約１５．２４ｃｍ）で有効であることが明らかになっている。離隔距離をこれより小さくすれば、より多くのエネルギーをシステムに伝達することが可能になる。
【００２８】
図６は、タイヤ５５の回転に伴って図４の回路ポイントＡ、Ｂ、Ｃに生じる電圧波形をＡ）〜Ｃ）に示す。図６のＡに示すように、電源コイル３５に生じ、増倍電圧整流器部４０の入力に供給される電圧は一連の正弦波で、その波間の間隔はタイヤ５５の回転速度の関数である。図６のＢに示すように、増倍電圧整流器の段４０の出力に生じる電圧は未調整直流電圧で、その最小値はＭＣＵ／トランスミッタ３２の高信頼性動作に必要な最小電圧より少なくとも僅かに高い。この例においては、この電圧値を公称電源入力電圧が直流３ボルトのＭＣＵ／トランスミッタ３２の場合で、直流５ボルトとする。図６のＣに示すように、電圧レギュレータ４７の出力に生じる電圧は比較的一定した直流電源電圧で、理想的にはＭＣＵ／トランスミッタ３２について規定された最適動作電圧に等しい電圧である。この例の場合、この電圧値は直流３ボルトである。さらに図６のＣに示すように、ＭＣＵ／トランスミッタ３２のトランスミッタ部が送信動作モードにあるときは常に、電圧レギュレータ４７の出力に生じる電源電圧はキャパシタ４９の緩慢な放電のために緩やかに僅かに低下する。
【００２９】
これまで説明した本発明のシステムの場合、ＭＣＵ／トランスミッタ３２に必要な平均電力は、トランスミッタが毎秒１送信の速度で１ミリ秒間送信モードで動作するときで、約５マイクロワットである。したがって、電源コイル３５と基板３６のサイズは、比較的小さくすることができる（約１．５インチ（１２．７ｃｍ）×１インチ（２．５４ｃｍ）台）。その結果、極めて望ましいことには、自動車タイヤの壁面または壁中に取り付けるのに非常に軽量なユニットが得られる。
【００３０】
図７は、本発明のシステムの他の構成による取り付け態様を示す。この図に示すように、センサアセンブリ３０は自動車タイヤ５５の側壁構造中に組み込まれている。これは、タイヤ５５の製造時に周知の製造技術を用いて実施することが可能である。この態様の構成では、固定磁石５７は、基本的に図５の実施形態と同様にして、自動車の固定支持部材５８に固着する。図７の取り付け態様の構成の主な長所は、センサアセンブリ３０とタイヤの側壁面とを接着剤を用いて固着する必要が全くなくなり、センサアセンブリが接着剤の経時劣化により、また極端な周囲環境条件（極端な周囲温度の変化、過度の湿気または乾燥状態のような）の存在下でタイヤ側壁から分離しやすくなる問題もすべて解消するということである。ここで留意しなければならないのは、センサアセンブリ３０は、必要に応じて、自動車タイヤの側壁内面に固着することもできるということである。
【００３１】
図８は、本発明のシステムのさらに他の構成による取り付け態様を示す。この図に示すように、センサアセンブリ３０は自動車タイヤ５５のトレッド壁構造中に組み込まれている。これは、タイヤ５５の製造時に周知の製造技術を用いて実施することが可能である。この態様の構成では、固定磁石５７は自動車タイヤ５５の上方に位置する自動車の構造部材６０に固着する。構造部材６０は、例えば、自動車フェンダの下壁面、フェンダを補強するために使われるストラット部材、内側スプラッシュパン、あるいはタイヤのトレッド壁に対向する部分を持つ任意の構造部材であってもよい。この構成による取り付け態様は、センサアセンブリ３０に実装したセンサ３１が、タイヤ５５のトレッド壁の中央部に配設したときに最良のセンサデータをもたらす場合に好適となる。
【００３２】
これまで、本発明を１タイヤ分の単一ユニットとして説明してきたが、実際には自動車の各タイヤにタイヤパラメータセンサアセンブリ３０を備えることになる。本発明の多くの実施形態において、タイヤ内圧用の第１のセンサアセンブリ３０と、タイヤ壁温度または他の関心対象のパラメータを監視するための第２のセンサアセンブリ３０というように、各自動車タイヤにセンサアセンブリ３０を２つ以上設けることが望ましい場合もある。このように複数のセンサアセンブリを実装する場合、その取り付け態様は、各センサアセンブリの電源コイル３５に電流を誘導するのに必要な磁界を得るために、磁石５７が１つしか要らないような構成とすることが可能である。例えば、２つのセンサアセンブリを使用する実施例では、それらの両方のセンサアセンブリをタイヤ側壁中で各々同じタイヤ半径を基準とした異なる角位置に鋳込むことが可能である。このような例では、磁石５７は１つで十分である。１つの側壁装着センサアセンブリと１つのトレッド壁装着センサアセンブリを用いる実施形態（図８のような）においては、２つの磁石５７が必要になる。
【００３３】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、比較的構造が簡単で、実装しやすく、しかもシステムの電子回路に必要な電源を供給するバッテリーが不要な簡単かつ安価なタイヤパラメータセンサシステムが得られる。その結果、タイヤパラメータセンサシステムの有効寿命は、自動車タイヤおよびシステムの電子回路の有効寿命のみによって制限される。さらに、本発明のシステムの重量は、バッテリーを使用してシステムの電子回路に必要な電力を供給するタイヤパラメータセンサシステムの重量より相当軽いその上、本発明のタイヤパラメータセンサシステムは、タイヤ製造時にタイヤ中に組み込む、車輪に取り付ける前のタイヤの内壁に実装する、車輪に取り付けた後のタイヤの外側壁に実装するというように、様々な実装方式に対応することが可能である。
【００３４】
以上、本発明を特定の実施形態との関連で説明したが、必要に応じて、種々の修正態様、変更態様、均等物を用いることが可能である。したがって、以上の説明は、本発明を制限する意味で解釈するべきではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲の記載によって限定されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】受動型ＲＦＩＤタグをおよび個々のアンテナからの電磁エネルギー結合を利用して各タグに電源を供給する従来技術のタイヤパラメータ監視システムの概略図である。
【図２】１つの車輪とタイヤの斜視図で、タイヤの側壁面にタイヤパラメータセンサを取り付けた状態を示す。
【図３】本発明のタイヤパラメータセンサアセンブリの平面図である。
【図４】図３のセンサアセンブリにおける電源システム部分の回路図である。
【図５】自動車タイヤの外側壁面に取り付けた本発明の単一のタイヤ空気圧センサアセンブリおよび対応する固定磁石の側面図で、一部断面にて示す。
【図６】図４の電源システム部分のいくつかの点における電力信号をＡ〜Ｃに示す一組の波形図である。
【図７】自動車タイヤの側壁中に取り付けた本発明の単一のタイヤパラメータセンサアセンブリおよび対応する固定磁石の側面図で、一部断面にて示す。
【図８】自動車タイヤのトレッド壁中に取り付けた本発明の単一のタイヤパラメータセンサアセンブリと対応する固定磁石の側面図で、一部断面図にて示す。
【符号の説明】
【００３６】
３０  センサシステム、３１  センサ、３２  トランスミッタ、３３  アンテナ、３４  電源システム、３５  コイル、３６  基板
【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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