車両における少なくとも１つのホイールのロケーティングのための方法、センサ、検出器及びシステム
本発明は車両（１）における少なくとも１つのホイール（２ａ〜２ｄ）のロケーティングのための方法に関する。ここでは、
ａ）ホイール（２ａ〜２ｄ）に取付けられている第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）からのホイール（２ａ〜２ｄ）位置（Ｐ１〜Ｐ６）を示す信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）を受信するステップと、
ｂ）ホイール（２ａ〜２ｄ）の角度位置を測定しさらに車両（１）の特定の位置に対応付ける第２のセンサ（５ａ〜５ｄ）の測定値（Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄ）を受信するステップと、
ｃ）前記測定値（Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄ）に関する第１の信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）の位相位置（Ｗ１ａ〜Ｗ３ａ，Ｗ１ｂ〜Ｗ１ｂ）を確定するステップと、
ｄ）前記位相位置（Ｗ１ａ〜Ｗ３ａ，Ｗ１ｂ〜Ｗ１ｂ）が所定の監視期間において所定の許容範囲（ＷＴａ，ＷＴｂ）内に留まっている場合に、第２のセンサ（５ａ〜５ｄ）に第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）を割当てるステップが含まれる。
ａ）ホイール（２ａ〜２ｄ）に取付けられている第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）からのホイール（２ａ〜２ｄ）位置（Ｐ１〜Ｐ６）を示す信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）を受信するステップと、
ｂ）ホイール（２ａ〜２ｄ）の角度位置を測定しさらに車両（１）の特定の位置に対応付ける第２のセンサ（５ａ〜５ｄ）の測定値（Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄ）を受信するステップと、
ｃ）前記測定値（Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄ）に関する第１の信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）の位相位置（Ｗ１ａ〜Ｗ３ａ，Ｗ１ｂ〜Ｗ１ｂ）を確定するステップと、
ｄ）前記位相位置（Ｗ１ａ〜Ｗ３ａ，Ｗ１ｂ〜Ｗ１ｂ）が所定の監視期間において所定の許容範囲（ＷＴａ，ＷＴｂ）内に留まっている場合に、第２のセンサ（５ａ〜５ｄ）に第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）を割当てるステップが含まれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両における少なくとも１つのホイールのロケーティングのための方法に関している。さらに本発明は、ホイール若しくはホイールに組付けられたタイヤに取付けられるセンサ、並びに車両における少なくとも１つのホイールのロケーティングのための検出器に関している。最後に本発明は車両における少なくとも１つのホイールのロケーティングのためのシステムにも関している。
【０００２】
最近の車両は頻繁にタイヤ空気圧コントロールシステムないしはタイヤ情報システムを備えている。これらのシステムでは、タイヤに設けられたセンサから様々な測定量の測定値（例えば空気圧、タイヤ温度、タイヤ負荷など）が受信ユニットに送信されている。それらのセンサには、測定値伝送の際に一緒に送信される一義的な通し番号が割当てられており、それによって受信器はこの通し番号に基づいて測定値に、１つのタイヤを一義的に割当てることが可能となる。これについては例えば欧州特許発明第６２６９１１号明細書に記載がある。
【０００３】
しかしながらまだ通し番号だけでは、車両において確定している取付け位置まで割り出すことはできず、そのため多くの車両においては、ホイールロケーティングシステムが装備されている。ここでの"ロケーティング"の目的とは、各通し番号に１つの取付け位置を割当てることである。このことは、車両における所定の位置に測定値を割当て、タイヤ（空気圧）に関する問題発生の際にドライバに、例えば"圧力低下、左方、全輪"などの警告表示と共に相応の情報を提供することによって可能となる。その上さらに、自動的なロケーティング機能は、車両におけるタイヤ／ホイールの適切な取付けに関する検査も可能にし、エラーが見つかった場合には、警告表示をドライバに示すことも可能である。その際には、適切な車軸への取付けのみならず適切な側への取付けに関しても考慮され得る。例えば、よくある扁平率の低い幅広な後輪用タイヤをフロントアクスルに取付け、誤った回転方向での取付けがなされているような状況では警告表示をトリガすることができる。
【０００４】
ホイールロケーティングには一連のアプローチが存在する。タイヤ／ホイールの適切な取付けを検査する手法は、タイヤ／ホイールの回転方向を評価して、この回転方向からタイヤ／ホイールが取付けられている場所を逆推論することからなる。
【０００５】
この目的のために頻繁に用いられているシステムは、既に前述したようなタイヤ空気圧を直接監視しているシステム、つまりセンサが、回転するタイヤの中に直接組み込まれているシステムである。これらのセンサは通常は無線によってそのデータを、車両内に組み込まれている受信ユニットに伝送している。受信電界強度の測定によってホイールの位置を推定することも可能である。これについては独国特許出願公開第１０３４２２９７号公報が参照できる。いずれにせよこのことはセンサの送信電力にも依存し、この送信電力はセンサのバッテリー強度にも依存している。また頻繁に中央受信ユニットの取付け位置は任意に選択することができず、そのため場合によっては多義的で曖昧な信号しか得ることができない。それに対する代替案として各ホイールに個別の受信ユニットを割当てることも可能であるが、しかしながらこのことは技術的に非常に複雑となる。
【０００６】
本発明の課題は、簡単な方法で、車両におけるホイールのロケーティング（位置特定）を可能にする方法、センサ、検出器及びシステムを提供することである。
【０００７】
この課題は、請求項１の特徴部分に記載された本発明の方法により、及び／又は請求項６の特徴部分に記載された本発明のセンサにより、及び／又は請求項１０の特徴部分に記載された本発明の検出器により、及び／又は請求項１４の特徴部分に記載された本発明のシステムによって解決される。
【０００８】
これに応じて本願発明による車両における少なくとも１つのホイールのロケーティングのための方法においては、以下のステップが実施される。すなわち、
ａ）ホイールに取付けられている第１のセンサからのホイール位置を示す信号を受信するステップ、
ｂ）ホイールの角度位置を測定しさらに車両の特定の位置に対応付ける第２のセンサの測定値を受信するステップ、
ｃ）測定値に関する第１の信号の位相位置を確定するステップ、
ｄ）前記位相位置が所定の監視期間中に所定の許容範囲内に留まっている場合に、第２のセンサに第１のセンサを割当てるステップ。
【０００９】
さらに本発明によれば、ホイール又はホイールに組込まれたタイヤに取付け、当該ホイールの位置を示す信号を送信し、当該ホイールのさらなるパラメータを測定するために設けられるセンサが提供される。
【００１０】
さらに本発明によれば上記課題の解決のために、車両における少なくとも１つのホイールのロケーティングのための検出器が提供されており、この検出器は以下の手段を含んでいる。すなわち、
ａ）ホイールに取付けられている第１のセンサからのホイール位置を示す信号を受信するための手段、
ｂ）ホイールの角度位置を測定し車両の特定の位置に対応付ける第２のセンサの測定値を受信するための手段、
ｃ）測定値に関する第１の信号の位相位置を検出するための手段、
ｄ）前記位相位置が所定の監視期間中に所定の許容範囲内に収まっている場合に、第２のセンサに第１のセンサを割当てるための手段を含んでいる。
【００１１】
最後に本発明の課題の解決のために、車両における少なくとも１つのホイールをロケーティングするためのシステムが提案されており、このシステムは、本発明による検出器と、該検出器との通信のために設けられた本発明による第１のセンサと、前記検出器との通信のために設けられた第２のセンサとを含んでいる。
【００１２】
ここでは本発明が、請求項１に記載のように、車両における少なくとも１つのタイヤのロケーティングのための方法の意味で読み取れるだけでなく、複数のタイヤのロケーティングにも関連していることを述べておく。なお本願で用いられている用語「ホイール」は、本願の別の部分では概念的に「タイヤ」に置換えてもらっても差し支えない。
【００１３】
本発明の利点はとりわけ、比較的僅かな技術的コストのみで１つのホイールの位置特定ができるようになることである。場合によって存在する第２のセンサも（これらはいずれにせよＡＢＳシステム（アンチロックブレーキシステム）やＥＳＰシステム（電子制御式横滑り防止装置）に必要とされるものである）も、本発明においては共に有効に活用できる。本発明のさらなる利点は、比較的エラーに対する耐性があり、さらに無線伝送区間の散発的な途切れが生じても機能を維持できることである。
【００１４】
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に関連した発明の詳細な説明からも明らかとなる。
【００１５】
有利には、第１のセンサは、ホイールの予め定められた所定の位置において信号を送信する。この場合ホイールの角度位置の測定値をセンサから検出器に伝送する必要性はなく、ただパルス状の信号を、ホイールが予め定められた所定の位置に達したときに発するだけで十分である。このような信号は一方では複雑性があまりないという利点があり、他方でも、ホイールの角度に関する固定値から出発できるので、方法ステップの処理に関する利点も得られる。もちろんホイールが所定の位置に達した場合には、その他のデータ、例えばタイヤの空気圧についてのデータも伝送できる。
【００１６】
その場合有利には、ホイールの所定の位置として、空間に対するホイールの角度位置、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面への進入、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面からの離脱、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面中央への到達、からなるグループのうちの１つ又は複数が設定される。これらの位置は、簡単に求めることができ、それ故本発明の枠内での使用に向いている。その場合に注意しなければならないことは、タイヤ接地面への進入とそこからの離脱の際に、角度位置も空気圧などのタイヤ負荷と共に変化することである。前述した予め定められる所定のホイール位置の検出に対して、特に加速度センサや圧電センサが適している。この加速度センサは、ホイール回転軸に対して横方向の加速度を測定でき、前記圧電センサはタイヤ接地面への進入又はタイヤ接地面からの離脱、並びにタイヤ接地面の移動を検出できるものである。
【００１７】
特に有利には、監視期間は、少なくとも２つのホイールの回転数が所定の差分を有するように選択される。ホイールを車両における所定の位置に一義的に対応付けられるようにするためには、ホイールの回転数の差分が有利に用いられる。前記監視期間は、第３のステップｄ）の実施と共にそのような差分が生じるまで待機することによって確定されてもよい。監視期間はここでは固定的に設定されるのではなく、定められた条件の達成によって動的に生じる。
【００１８】
さらに特に有利には、監視期間の確定のために、車両が所定の作動状況に入るまで待機される。ホイール回転数の差分の評価の他に、本発明による方法の開始及び／又は終了が出現する作動状況を待機することも可能である。例えばカーブ走行の開始と終了を横方向加速度測定センサを用いて確定することも可能である。カーブ走行開始の際には、本発明による方法が開始され、さらにカーブ走行の終了が確定されステップｄ）の実行が開始されるまではステップａ）からｃ）までが繰返し実行される。このカーブ走行の他に、ホイール間で回転数に差分が生じるその他の作動状況を評価することももちろん可能である。例えば頻繁にホイールの空転が生じる過度な加速及び制動操作である。また車両の完全に"普通"の作動状況もホイールのロケーティングのために用いることができ、これによって、本発明による方法の実施が、ドライバから全く知覚されることなくバックグラウンドにおいて行われるようになる。それに対して設けられていた固有の測定プロシージャ（これは車両の持ち主によって開始されるためおよそ煩わしく感じられる）は、実施する必要がない。
【００１９】
さらに有利には、第１のセンサがさらなるパラメータとして、タイヤ温度、タイヤ空気圧、又はタイヤ負荷からなるグループの１つまたは複数を測定する。前述したパラメータに対するセンサは最近の車両においてはいずれにせよ既存のものであり、そのため本発明による機能のために拡張するだけでよい。ここではセンサのタイヤないしホイールへの取付けに関する利点が得られる。なぜなら複数の機能に対して唯１つのセンサを取付けるだけでよいからである。
【００２０】
本発明による測定システムでは最終的に有利には、第１のセンサの信号を受信する角度位置を確定するための手段と、第１のセンサを第２のセンサに対応付けるための手段が半導体チップに設けられ、受信手段はそのようなチップの少なくとも１つの入力側及び／又は無線受信モジュールである。前記半導体チップは小型でエラーにも強く容易に入手可能である。それ故本発明による機能は、そのような半導体チップ、例えばメモリを備えたマイクロプロセッサにおいて有利に実行され得る。また本発明による方法の統合化、ないしそれに必要な手段は、いずれにせよ既存のオンボード電子部品において可能である。
【００２１】
前述した本発明による実施例と改善例は、任意の方式で組合わせが可能である。
以下の明細書では本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明によるシステムを備えた車両の平面図と側面図
【図２】本発明による検出器の重要な構成要素を示した図
【図３】ホイールの詳細図
【図４】第１及び第２のセンサの信号の時間経過を表した図
【００２３】
これらの図面中、同じ構成要素並びに機能が同じ構成要素には他に理由がない限り同じ符号が付されている。
【００２４】
図１は、車両１の側面図および平面図を示す。車両１は、それぞれに設けられている第１のセンサ４ａ〜４ｄを備えたホイール２ａ〜２ｄと、車両１における少なくとも１つのホイール２ａ〜２ｄをロケーティングするための測定システム３と、車両１における所定の位置に対応付けられている４つの第２のセンサ５ａ〜５ｄを含んでいる。図示の例では第２のセンサ５ａは、左方前輪に、第２のセンサ５ｂは右方前輪に、第２のセンサ５ｃは左方後輪に、そして第２のセンサ５ｄは右方後輪に配置されている。
【００２５】
図2には、測定システム３の詳細が示されている。この測定システムには、無線を介して伝送された第１のセンサ４ａ〜４ｄの信号Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄを検出する受信器６と、第２のセンサ５ａ〜５ｄの信号Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄの検出のための入力側モジュール７が含まれている。さらにこの測定システム３は、マイクロコントローラ８及びメモリ９を含む。メモリ９はとりわけ、本発明による方法に必要なデータ並びにシーケンスを記憶するために設けられ得る。通常はこの方法は、メモリ9内のプログラムの形態でファイルされている。マイクロコントローラ8はメモリを読み出し、当該方法をステップ毎に処理する。測定システム３は、車両１の別の制御タスクも実行するオンボードコンピュータ（図示されていない）の一部であってもよい。場合によっては監視機器の部分が物理的ブロックではなく機能ブロックとして見なされてもよい。しかしながら以下では簡略化のために、測定システム３が別個の装置であるものとする。
【００２６】
図３は、ホイール２ａの拡大図を示す。このホイール２ａは、路面１３上にあり、リム１０と、該リム１０に取付けられているタイヤ１１とバーラインディスク１２を含んでいる。ホイール負荷によってタイヤ１１はタイヤ接地面Ａ（接触面とも称する）の領域において変形し、そこでは路面の形態を受け入れる。図示の例では平面である。
それに対して第１のセンサ４ａはホイール２ａの所定の位置に設けられ、信号Ｓ４ａを送信している。これは例えば次のような空間、すなわち３時方向の空間Ｐ１，９時方向の空間Ｐ５、１２時方向の空間Ｐ６に関するホイールの角度位置であってもよい。そのような位置は、例えばホイール２ａに固定的に設けられた加速度センサを用いて公知の手法で比較的簡単に求めることが可能である。なぜならセンサに作用する重力加速度は常に地心に向いているからである。これは必ずしも必要というわけではないが、ホイール２ａの位置を正確に求めるべき場合には、重畳された加速度、例えば遠心加速度、車両加速度、斜面走行などを考慮しなければならない。重力加速度の方向の評価の他にももちろん車両１の加速や減速の際の長手方向加速度の方向も評価されなければならない。そのような作動状況の出現は、ホイール回転数の差分によって、あるいは車両１に組込まれている加速度センサを用いて検出することが可能である。それにより、例えば再び３時方向の位置Ｐ１、９時方向の位置Ｐ５、及び１２時方向の位置Ｐ６が識別され得る。
【００２７】
しかしながら６時方向の位置Ｐ３自体が空間内の位置である場合には、加速度センサを用いて求めることは困難である。なぜならそこでは接地面Ａの移動全体に亘って重力加速度は１つの単一のポイントだけに作用するわけではないからである。それ故前記位置Ｐ３は、位置Ｐ２及びＰ４と共に処理される。ホイール２ａの位置として詳細には、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面への進入（Ｐ２）、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面からの離脱（Ｐ４）、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面の中央への到達（Ｐ３）が設定され得る。このような適用ケースにおいては例えば圧電センサが用いられてもよい。この圧電センサはタイヤ接地面の領域においては湾曲せず、タイヤ接地面以外の領域では僅かに湾曲し、移行領域においては大きく湾曲する。このような変形パターンからはホイール２ａの位置が推論できる。タイヤ接地面Ａはとりわけタイヤ負荷と空気圧に依存しているので、位置Ｐ２とＰ４はホイール２ａの（一定の）位置とは空間内においては同一ではない。
【００２８】
有利には圧電結晶によって電気エネルギーに変換される変形エネルギーは、第１のセンサ４ａのエネルギー供給のためにも用いられる。場合によってはバッテリー自体を完全に省くことも可能である。しかしながら既存のバッテリーを支援すること、ないしは所定の期間に亘ってエネルギー供給を保証するコンデンサを充電することも可能である。圧電素子から生成される電圧の極性が入れ替わるために、付加的に整流器が設けられる。
【００２９】
図示の例では、センサ４ａ〜４ｄが信号Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄをホイール２ａ〜２ｄの所定の位置Ｐ１〜Ｐ６に送信する。もちろん図示の経過は、検出器３が所定の時点においてホイール２ａ〜２ｄの所定の位置Ｐ１〜Ｐ６を問い合わせた場合にも機能する。
【００３０】
第２のセンサ５ａは、ホイール２ａの角度位置を測定するために設けられている。このことは図示の例ではそれ自体公知の手法で反射若しくはフォークライトバリア及びバーラインディスク１２を用いて行われる。明／暗の相違が第２のセンサ５ａによって識別され、後置接続された電子回路を用いて角度位置に換算される。しかしながらライトバリアからカウントされたパルス自体を直接、角度相当分として後続処理することも可能である。バーラインディスク１２上で捕捉された明／暗の変化の数が多ければ高い角度分解能が可能になり、少なければ低い角度分解能しか得られない。車両構造においては頻繁にのこぎり状ディスクやパーフォレーテッドディスク（有孔ディスク）も用いられる。前記のこぎり状ディスク若しくはパーフォレーテッドディスクが金属性である場合には、汚れに対する耐性を高めるために光学センサの代わりに、ホールセンサが用いられる。もちろん基本的には容量性のピックアップと誘導性のピックアップがホイール２ａの角度位置の測定に対して考えられる。
【００３１】
ホイール２ａ〜２ｄの角度位置は例えば既存のＡＢＳシステム（アンチロックブレーキシステム）やＥＳＰシステム（電子制御式横滑り防止装置）で必要なものである回転数信号の評価によって少ないコストで検出することが可能である。この場合所定の時点、例えばイグニッションスイッチのスイッチオンの時点で、ホイール回転数センサの１つのセグメント（又は歯）がゼロ点（基準点）として定められる。この位置に関連して後続の角度値はそのときに通過するセグメント（ないし歯）の数に基づいて算出される。
【００３２】
最終的には第２のセンサ５ａが第１のセンサ４ａと同じ構造であることも考えられる。一例として例えばドライブアクスルに設けられた加速度センサなどである。第１のセンサ４ａと第２のセンサ５ａの間の違いは、第２のセンサ５ａが車両１における１つの位置に対応付けられていることである。第２のセンサ５ａは当該実施例では左方前輪のホイールボックスに割当てられている。
【００３３】
図４は、左方前輪の第１のセンサ４ａと、２つの第２のセンサ５ａ（左方前輪）及び５Ｂ（右方前輪）のタイムチャートである。ここでは信号Ｓ５ａ（上方）と信号Ｓ５ｂ（下方）が示されている。
【００３４】
信号Ｓ５ａは、のこぎり状の経過を示しており、この場合１つの歯がホイール２ａの一回転、すなわち０°〜３６０°の角度に相当している。信号Ｓ５ｂものこぎり状の経過を示しているが、これはより少ない周波数で経過している。このことは、第２のセンサ５ｂが設けられているホイール２ｂがホイール２ａよりもゆっくり動いていることを意味している。つまり車両１は右方向のカーブを走行していることになる。
【００３５】
以下では本発明による方法ないし測定システム3の機能を、図１〜4に基づいて詳細に説明する。測定システム３は、リクエストに基づいて、または繰り返し時点において、本発明による方法の実施を開始する。
【００３６】
第１のステップａ）では、ホイール２ａに取付けられている第１のセンサ４ａの信号Ｓ４ａが受信される。図示の例では、９時の方向の位置Ｐ５が受け入れられる。信号の伝送はここでは無線を介して行われているが、これ以外の伝送手段も基本的には可能である。
【００３７】
第２のステップｂ）では、第２のセンサ５ａ及び５ｂの信号Ｓ５ａ、Ｓ５ｂが受信される。これらは図４に示されている経過に相応している。第２のセンサ５ａ、５ｂの分解能がより低い場合には、この経過はステップ状に成り得る。
【００３８】
ここで示唆されていることは、特に前記ステップａ）とステップｂ）が、示されている順番で完全に平行して処理できないことである。さらに全ての第１のセンサ４ａ〜４ｄの信号と全ての第２のセンサ５ａ〜５ｄの信号が周期的に検出される。図示の例では、分かり易くする理由から、第１のセンサ４ａの信号と２つの第２のセンサ５ａ、５ｂの信号だけを取り上げて評価している。
【００３９】
第３のステップｃ）では、どの位相位置Ｗ１ａ〜Ｗ３ａにおいて第１のセンサ４ａの信号Ｓ４ａが受信されているかが確定される。時点ｔ１では信号Ｓ４ａは位相位置Ｗ１ａにおいて受信され、時点ｔ２では位相位置Ｗ２ａにおいて受信され、時点ｔ３では位相位置Ｗ３ａにおいて受信される。位相位置Ｗ１ａ〜Ｗ３ａは一定に維持されるのではなく、所定の変化にさらされる。このことは例えばセンサの測定誤差やいわゆる"ジッター"、すなわち測定ないしは測定値伝送の時間変動に起因している。
【００４０】
測定及び測定値伝送に対する一定の時間のもとでの角度ずれに対するさらなる理由はホイールの回転数にもある。すなわち回転数によっては、一定の処理時間の間に様々な角度ずれを引き起こすことがあるが、このことはホイール２ａ〜２ｄのロケーティング（位置特定）を困難にし、場合によってはロケーティングそのものを実施できなくする。それに対して本願では有利には測定システム３において、ホイール位置Ｐ１〜Ｐ６への到達から、検出器３における信号Ｓ４ａ〜信号Ｓ４ｄの受信までに、全ての時間遅延が既知となる。それにより前述したような影響が考慮できる。このことは例えばホイール位置Ｐ１〜Ｐ６への到達から信号Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄの受信までの間に一定の時間間隔を設けることによって達成できる。ここでは、例えばセンサ４ａ〜４ｄの電子回路によって、ホイール位置Ｐ１〜Ｐ６への到達から信号Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄの受信までの間のホイール回転数に依存する時間遅延分だけ待機することによって角度のずれが一定に維持される。またシステム時間が統一されている場合にはタイムスタンプの利用も可能である。そのようなケースでは付加的にホイール位置Ｐ１〜Ｐ６に対して検出器３によって評価可能なタイムスタンプが付される。
【００４１】
本質的でかつとりわけ不確かな時間のずれは、検出器３とセンサ４ａ〜４ｄ若しくは５ａ〜５ｄとの間の通信バス（例えばＣＡＮバス）を用いた通信中に生じる。つまりいずれかのバスにおいては所定の若しくは一定の伝送時間が保証できないことがあり得る。有利にはここでも実際の時間遅延が検出器３において考慮できるようにするために、測定値にタイムスタンプが付される。
【００４２】
前述したような理由から許容範囲ＷＴａが設けられる。図示の例では、許容範囲ＷＴａが次のように設定される。すなわち検出された第１の位相位置Ｗ１ａが当該許容範囲ＷＴａの中心に位置するように設定される。但しこれは一例に過ぎず、その他の、許容範囲の設定も同様に可能である。それに類似して位相位置Ｗ１ｂ〜Ｗ３ｂを求めて許容範囲ＷＴｂが設定される。
【００４３】
第４のステップｄ）では、位相位置Ｗ１ａ〜Ｗ３ａが所定の期間において予め定められた許容範囲ＷＴａ内に留まる場合に、第１のセンサ４ａが第２のセンサ５ａに対応付けられる。
【００４４】
このステップのよりよい理解のために、第１のセンサ４ａが車両１の所定の箇所に先験的に割り当てできないことを再度明確にする。第１のセンサ４ａは１つのホイール２ａ若しくはタイヤ１１に割当てられる。しかしながらホイール２ａ若しくはタイヤ１１は、例えば夏タイヤから冬タイヤへの取り替えの際などには車両１の任意の箇所に取付けられる。このことは、例えばセンサ４ａがタイヤ空気圧の監視のためにも設けられ、車両１の所定の箇所、例えば"左方前輪"に割り当てられない場合には問題を引き起こす。
【００４５】
図４からは、信号Ｓ４ａの位相位置Ｗ１ａ〜Ｗ３ａが図４に示されている全期間に亘って信号Ｓ５ａに対する許容範囲ＷＴａ内に留まり、第２の信号Ｓ５ｂに対する許容範囲ＷＴｂは第２の検出の時点で既に逸脱していることが明らかである。これによって、第１のセンサ４ａを備えたホイール２ａは、第２のセンサ５ｂが対応付けられている車両１の箇所に取付けることは不可能であることがわかる。さもないと信号Ｓ４ａの位相位置を信号Ｓ５ｂと相関付けなければならなくなるからである。図示の例では第１のセンサ４ａが第２のセンサ５ａに割当てられ、そしてホイール２ａが車両１の所定の箇所、詳細には左方前輪に割当てられている。
【００４６】
本発明による方法は基本的には、各第１のセンサ４ａ〜４ｄ毎に個別に実行され得るが、第１のセンサ４ａ〜４ｄの全てが一度に対応付けられてもよい。
【００４７】
監視期間は基本的には次のように選択される。すなわち信号Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄが所定の第２のセンサ５ａ〜５ｄに一義的に対応付けられるように選択される。直接的な時間情報の代わりに、少なくとも２つのホイール２ａ〜２ｄの回転又は回転数に所定の差分をもたせる基準を用いてもよい。具体的には例えばカーブ走行を観察した場合、各ホイール２ａ〜２ｄはそれぞれの固有のカーブラインを走行し、それに伴って各ホイール２ａ〜２ｄには異なる回転が生じる。しかしながら空転しているホイールやロックしているホイール２ａ〜２ｄではそのような回転数の差分が生じ得る。換言すれば、このことは、所定の作動状況に陥った場合には、前記ホイール２ａ〜２ｄが車両１の所定の位置に割当てられるまで待機されることを意味する。
【００４８】
タイヤを最初に車両に装着する場合、又はタイヤを新しく買い換えた場合、ないしは自家用車において通常の夏タイヤから冬タイヤへの半年毎の入換え周期の場合には、そのような作動状況が現われるまでの十分な待機時間が許容される。そのような所定の作動状況の出現は、第４の方法ステップｄ）の肯定的な実施のためのトリガであり得る。
【００４９】
もちろんこのロケーティング方法を、車両の比較的長い駐車時間の後、例えば車両の少なくとも１つのタイヤを入換えるのに十分な位の時間の後で開始することも考えられる。当該の方法をそれぞれ比較的長い駐車時間の後で開始させる場合には、タイヤの交換がいずれにせよ検出され、その位置が求められることが保証される。そのような基準の出現はステップａ）における当該方法の開始に対するトリガであり得る。しかしながら経済的に望ましくない場合には、ステップａ）〜ｃ）を連続的に実施してもよいし、比較的長い駐車期間の出現が当該方法のステップｄ）に対するトリガであってもよい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両における少なくとも１つのホイールのロケーティングのための方法に関している。さらに本発明は、ホイール若しくはホイールに組付けられたタイヤに取付けられるセンサ、並びに車両における少なくとも１つのホイールのロケーティングのための検出器に関している。最後に本発明は車両における少なくとも１つのホイールのロケーティングのためのシステムにも関している。
【０００２】
最近の車両は頻繁にタイヤ空気圧コントロールシステムないしはタイヤ情報システムを備えている。これらのシステムでは、タイヤに設けられたセンサから様々な測定量の測定値（例えば空気圧、タイヤ温度、タイヤ負荷など）が受信ユニットに送信されている。それらのセンサには、測定値伝送の際に一緒に送信される一義的な通し番号が割当てられており、それによって受信器はこの通し番号に基づいて測定値に、１つのタイヤを一義的に割当てることが可能となる。これについては例えば欧州特許発明第６２６９１１号明細書に記載がある。
【０００３】
しかしながらまだ通し番号だけでは、車両において確定している取付け位置まで割り出すことはできず、そのため多くの車両においては、ホイールロケーティングシステムが装備されている。ここでの"ロケーティング"の目的とは、各通し番号に１つの取付け位置を割当てることである。このことは、車両における所定の位置に測定値を割当て、タイヤ（空気圧）に関する問題発生の際にドライバに、例えば"圧力低下、左方、全輪"などの警告表示と共に相応の情報を提供することによって可能となる。その上さらに、自動的なロケーティング機能は、車両におけるタイヤ／ホイールの適切な取付けに関する検査も可能にし、エラーが見つかった場合には、警告表示をドライバに示すことも可能である。その際には、適切な車軸への取付けのみならず適切な側への取付けに関しても考慮され得る。例えば、よくある扁平率の低い幅広な後輪用タイヤをフロントアクスルに取付け、誤った回転方向での取付けがなされているような状況では警告表示をトリガすることができる。
【０００４】
ホイールロケーティングには一連のアプローチが存在する。タイヤ／ホイールの適切な取付けを検査する手法は、タイヤ／ホイールの回転方向を評価して、この回転方向からタイヤ／ホイールが取付けられている場所を逆推論することからなる。
【０００５】
この目的のために頻繁に用いられているシステムは、既に前述したようなタイヤ空気圧を直接監視しているシステム、つまりセンサが、回転するタイヤの中に直接組み込まれているシステムである。これらのセンサは通常は無線によってそのデータを、車両内に組み込まれている受信ユニットに伝送している。受信電界強度の測定によってホイールの位置を推定することも可能である。これについては独国特許出願公開第１０３４２２９７号公報が参照できる。いずれにせよこのことはセンサの送信電力にも依存し、この送信電力はセンサのバッテリー強度にも依存している。また頻繁に中央受信ユニットの取付け位置は任意に選択することができず、そのため場合によっては多義的で曖昧な信号しか得ることができない。それに対する代替案として各ホイールに個別の受信ユニットを割当てることも可能であるが、しかしながらこのことは技術的に非常に複雑となる。
【０００６】
本発明の課題は、簡単な方法で、車両におけるホイールのロケーティング（位置特定）を可能にする方法、センサ、検出器及びシステムを提供することである。
【０００７】
この課題は、請求項１の特徴部分に記載された本発明の方法により、及び／又は請求項６の特徴部分に記載された本発明のセンサにより、及び／又は請求項１０の特徴部分に記載された本発明の検出器により、及び／又は請求項１４の特徴部分に記載された本発明のシステムによって解決される。
【０００８】
これに応じて本願発明による車両における少なくとも１つのホイールのロケーティングのための方法においては、以下のステップが実施される。すなわち、
ａ）ホイールに取付けられている第１のセンサからのホイール位置を示す信号を受信するステップ、
ｂ）ホイールの角度位置を測定しさらに車両の特定の位置に対応付ける第２のセンサの測定値を受信するステップ、
ｃ）測定値に関する第１の信号の位相位置を確定するステップ、
ｄ）前記位相位置が所定の監視期間中に所定の許容範囲内に留まっている場合に、第２のセンサに第１のセンサを割当てるステップ。
【０００９】
さらに本発明によれば、ホイール又はホイールに組込まれたタイヤに取付け、当該ホイールの位置を示す信号を送信し、当該ホイールのさらなるパラメータを測定するために設けられるセンサが提供される。
【００１０】
さらに本発明によれば上記課題の解決のために、車両における少なくとも１つのホイールのロケーティングのための検出器が提供されており、この検出器は以下の手段を含んでいる。すなわち、
ａ）ホイールに取付けられている第１のセンサからのホイール位置を示す信号を受信するための手段、
ｂ）ホイールの角度位置を測定し車両の特定の位置に対応付ける第２のセンサの測定値を受信するための手段、
ｃ）測定値に関する第１の信号の位相位置を検出するための手段、
ｄ）前記位相位置が所定の監視期間中に所定の許容範囲内に収まっている場合に、第２のセンサに第１のセンサを割当てるための手段を含んでいる。
【００１１】
最後に本発明の課題の解決のために、車両における少なくとも１つのホイールをロケーティングするためのシステムが提案されており、このシステムは、本発明による検出器と、該検出器との通信のために設けられた本発明による第１のセンサと、前記検出器との通信のために設けられた第２のセンサとを含んでいる。
【００１２】
ここでは本発明が、請求項１に記載のように、車両における少なくとも１つのタイヤのロケーティングのための方法の意味で読み取れるだけでなく、複数のタイヤのロケーティングにも関連していることを述べておく。なお本願で用いられている用語「ホイール」は、本願の別の部分では概念的に「タイヤ」に置換えてもらっても差し支えない。
【００１３】
本発明の利点はとりわけ、比較的僅かな技術的コストのみで１つのホイールの位置特定ができるようになることである。場合によって存在する第２のセンサも（これらはいずれにせよＡＢＳシステム（アンチロックブレーキシステム）やＥＳＰシステム（電子制御式横滑り防止装置）に必要とされるものである）も、本発明においては共に有効に活用できる。本発明のさらなる利点は、比較的エラーに対する耐性があり、さらに無線伝送区間の散発的な途切れが生じても機能を維持できることである。
【００１４】
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に関連した発明の詳細な説明からも明らかとなる。
【００１５】
有利には、第１のセンサは、ホイールの予め定められた所定の位置において信号を送信する。この場合ホイールの角度位置の測定値をセンサから検出器に伝送する必要性はなく、ただパルス状の信号を、ホイールが予め定められた所定の位置に達したときに発するだけで十分である。このような信号は一方では複雑性があまりないという利点があり、他方でも、ホイールの角度に関する固定値から出発できるので、方法ステップの処理に関する利点も得られる。もちろんホイールが所定の位置に達した場合には、その他のデータ、例えばタイヤの空気圧についてのデータも伝送できる。
【００１６】
その場合有利には、ホイールの所定の位置として、空間に対するホイールの角度位置、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面への進入、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面からの離脱、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面中央への到達、からなるグループのうちの１つ又は複数が設定される。これらの位置は、簡単に求めることができ、それ故本発明の枠内での使用に向いている。その場合に注意しなければならないことは、タイヤ接地面への進入とそこからの離脱の際に、角度位置も空気圧などのタイヤ負荷と共に変化することである。前述した予め定められる所定のホイール位置の検出に対して、特に加速度センサや圧電センサが適している。この加速度センサは、ホイール回転軸に対して横方向の加速度を測定でき、前記圧電センサはタイヤ接地面への進入又はタイヤ接地面からの離脱、並びにタイヤ接地面の移動を検出できるものである。
【００１７】
特に有利には、監視期間は、少なくとも２つのホイールの回転数が所定の差分を有するように選択される。ホイールを車両における所定の位置に一義的に対応付けられるようにするためには、ホイールの回転数の差分が有利に用いられる。前記監視期間は、第３のステップｄ）の実施と共にそのような差分が生じるまで待機することによって確定されてもよい。監視期間はここでは固定的に設定されるのではなく、定められた条件の達成によって動的に生じる。
【００１８】
さらに特に有利には、監視期間の確定のために、車両が所定の作動状況に入るまで待機される。ホイール回転数の差分の評価の他に、本発明による方法の開始及び／又は終了が出現する作動状況を待機することも可能である。例えばカーブ走行の開始と終了を横方向加速度測定センサを用いて確定することも可能である。カーブ走行開始の際には、本発明による方法が開始され、さらにカーブ走行の終了が確定されステップｄ）の実行が開始されるまではステップａ）からｃ）までが繰返し実行される。このカーブ走行の他に、ホイール間で回転数に差分が生じるその他の作動状況を評価することももちろん可能である。例えば頻繁にホイールの空転が生じる過度な加速及び制動操作である。また車両の完全に"普通"の作動状況もホイールのロケーティングのために用いることができ、これによって、本発明による方法の実施が、ドライバから全く知覚されることなくバックグラウンドにおいて行われるようになる。それに対して設けられていた固有の測定プロシージャ（これは車両の持ち主によって開始されるためおよそ煩わしく感じられる）は、実施する必要がない。
【００１９】
さらに有利には、第１のセンサがさらなるパラメータとして、タイヤ温度、タイヤ空気圧、又はタイヤ負荷からなるグループの１つまたは複数を測定する。前述したパラメータに対するセンサは最近の車両においてはいずれにせよ既存のものであり、そのため本発明による機能のために拡張するだけでよい。ここではセンサのタイヤないしホイールへの取付けに関する利点が得られる。なぜなら複数の機能に対して唯１つのセンサを取付けるだけでよいからである。
【００２０】
本発明による測定システムでは最終的に有利には、第１のセンサの信号を受信する角度位置を確定するための手段と、第１のセンサを第２のセンサに対応付けるための手段が半導体チップに設けられ、受信手段はそのようなチップの少なくとも１つの入力側及び／又は無線受信モジュールである。前記半導体チップは小型でエラーにも強く容易に入手可能である。それ故本発明による機能は、そのような半導体チップ、例えばメモリを備えたマイクロプロセッサにおいて有利に実行され得る。また本発明による方法の統合化、ないしそれに必要な手段は、いずれにせよ既存のオンボード電子部品において可能である。
【００２１】
前述した本発明による実施例と改善例は、任意の方式で組合わせが可能である。
以下の明細書では本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明によるシステムを備えた車両の平面図と側面図
【図２】本発明による検出器の重要な構成要素を示した図
【図３】ホイールの詳細図
【図４】第１及び第２のセンサの信号の時間経過を表した図
【００２３】
これらの図面中、同じ構成要素並びに機能が同じ構成要素には他に理由がない限り同じ符号が付されている。
【００２４】
図１は、車両１の側面図および平面図を示す。車両１は、それぞれに設けられている第１のセンサ４ａ〜４ｄを備えたホイール２ａ〜２ｄと、車両１における少なくとも１つのホイール２ａ〜２ｄをロケーティングするための測定システム３と、車両１における所定の位置に対応付けられている４つの第２のセンサ５ａ〜５ｄを含んでいる。図示の例では第２のセンサ５ａは、左方前輪に、第２のセンサ５ｂは右方前輪に、第２のセンサ５ｃは左方後輪に、そして第２のセンサ５ｄは右方後輪に配置されている。
【００２５】
図2には、測定システム３の詳細が示されている。この測定システムには、無線を介して伝送された第１のセンサ４ａ〜４ｄの信号Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄを検出する受信器６と、第２のセンサ５ａ〜５ｄの信号Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄの検出のための入力側モジュール７が含まれている。さらにこの測定システム３は、マイクロコントローラ８及びメモリ９を含む。メモリ９はとりわけ、本発明による方法に必要なデータ並びにシーケンスを記憶するために設けられ得る。通常はこの方法は、メモリ9内のプログラムの形態でファイルされている。マイクロコントローラ8はメモリを読み出し、当該方法をステップ毎に処理する。測定システム３は、車両１の別の制御タスクも実行するオンボードコンピュータ（図示されていない）の一部であってもよい。場合によっては監視機器の部分が物理的ブロックではなく機能ブロックとして見なされてもよい。しかしながら以下では簡略化のために、測定システム３が別個の装置であるものとする。
【００２６】
図３は、ホイール２ａの拡大図を示す。このホイール２ａは、路面１３上にあり、リム１０と、該リム１０に取付けられているタイヤ１１とバーラインディスク１２を含んでいる。ホイール負荷によってタイヤ１１はタイヤ接地面Ａ（接触面とも称する）の領域において変形し、そこでは路面の形態を受け入れる。図示の例では平面である。
それに対して第１のセンサ４ａはホイール２ａの所定の位置に設けられ、信号Ｓ４ａを送信している。これは例えば次のような空間、すなわち３時方向の空間Ｐ１，９時方向の空間Ｐ５、１２時方向の空間Ｐ６に関するホイールの角度位置であってもよい。そのような位置は、例えばホイール２ａに固定的に設けられた加速度センサを用いて公知の手法で比較的簡単に求めることが可能である。なぜならセンサに作用する重力加速度は常に地心に向いているからである。これは必ずしも必要というわけではないが、ホイール２ａの位置を正確に求めるべき場合には、重畳された加速度、例えば遠心加速度、車両加速度、斜面走行などを考慮しなければならない。重力加速度の方向の評価の他にももちろん車両１の加速や減速の際の長手方向加速度の方向も評価されなければならない。そのような作動状況の出現は、ホイール回転数の差分によって、あるいは車両１に組込まれている加速度センサを用いて検出することが可能である。それにより、例えば再び３時方向の位置Ｐ１、９時方向の位置Ｐ５、及び１２時方向の位置Ｐ６が識別され得る。
【００２７】
しかしながら６時方向の位置Ｐ３自体が空間内の位置である場合には、加速度センサを用いて求めることは困難である。なぜならそこでは接地面Ａの移動全体に亘って重力加速度は１つの単一のポイントだけに作用するわけではないからである。それ故前記位置Ｐ３は、位置Ｐ２及びＰ４と共に処理される。ホイール２ａの位置として詳細には、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面への進入（Ｐ２）、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面からの離脱（Ｐ４）、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面の中央への到達（Ｐ３）が設定され得る。このような適用ケースにおいては例えば圧電センサが用いられてもよい。この圧電センサはタイヤ接地面の領域においては湾曲せず、タイヤ接地面以外の領域では僅かに湾曲し、移行領域においては大きく湾曲する。このような変形パターンからはホイール２ａの位置が推論できる。タイヤ接地面Ａはとりわけタイヤ負荷と空気圧に依存しているので、位置Ｐ２とＰ４はホイール２ａの（一定の）位置とは空間内においては同一ではない。
【００２８】
有利には圧電結晶によって電気エネルギーに変換される変形エネルギーは、第１のセンサ４ａのエネルギー供給のためにも用いられる。場合によってはバッテリー自体を完全に省くことも可能である。しかしながら既存のバッテリーを支援すること、ないしは所定の期間に亘ってエネルギー供給を保証するコンデンサを充電することも可能である。圧電素子から生成される電圧の極性が入れ替わるために、付加的に整流器が設けられる。
【００２９】
図示の例では、センサ４ａ〜４ｄが信号Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄをホイール２ａ〜２ｄの所定の位置Ｐ１〜Ｐ６に送信する。もちろん図示の経過は、検出器３が所定の時点においてホイール２ａ〜２ｄの所定の位置Ｐ１〜Ｐ６を問い合わせた場合にも機能する。
【００３０】
第２のセンサ５ａは、ホイール２ａの角度位置を測定するために設けられている。このことは図示の例ではそれ自体公知の手法で反射若しくはフォークライトバリア及びバーラインディスク１２を用いて行われる。明／暗の相違が第２のセンサ５ａによって識別され、後置接続された電子回路を用いて角度位置に換算される。しかしながらライトバリアからカウントされたパルス自体を直接、角度相当分として後続処理することも可能である。バーラインディスク１２上で捕捉された明／暗の変化の数が多ければ高い角度分解能が可能になり、少なければ低い角度分解能しか得られない。車両構造においては頻繁にのこぎり状ディスクやパーフォレーテッドディスク（有孔ディスク）も用いられる。前記のこぎり状ディスク若しくはパーフォレーテッドディスクが金属性である場合には、汚れに対する耐性を高めるために光学センサの代わりに、ホールセンサが用いられる。もちろん基本的には容量性のピックアップと誘導性のピックアップがホイール２ａの角度位置の測定に対して考えられる。
【００３１】
ホイール２ａ〜２ｄの角度位置は例えば既存のＡＢＳシステム（アンチロックブレーキシステム）やＥＳＰシステム（電子制御式横滑り防止装置）で必要なものである回転数信号の評価によって少ないコストで検出することが可能である。この場合所定の時点、例えばイグニッションスイッチのスイッチオンの時点で、ホイール回転数センサの１つのセグメント（又は歯）がゼロ点（基準点）として定められる。この位置に関連して後続の角度値はそのときに通過するセグメント（ないし歯）の数に基づいて算出される。
【００３２】
最終的には第２のセンサ５ａが第１のセンサ４ａと同じ構造であることも考えられる。一例として例えばドライブアクスルに設けられた加速度センサなどである。第１のセンサ４ａと第２のセンサ５ａの間の違いは、第２のセンサ５ａが車両１における１つの位置に対応付けられていることである。第２のセンサ５ａは当該実施例では左方前輪のホイールボックスに割当てられている。
【００３３】
図４は、左方前輪の第１のセンサ４ａと、２つの第２のセンサ５ａ（左方前輪）及び５Ｂ（右方前輪）のタイムチャートである。ここでは信号Ｓ５ａ（上方）と信号Ｓ５ｂ（下方）が示されている。
【００３４】
信号Ｓ５ａは、のこぎり状の経過を示しており、この場合１つの歯がホイール２ａの一回転、すなわち０°〜３６０°の角度に相当している。信号Ｓ５ｂものこぎり状の経過を示しているが、これはより少ない周波数で経過している。このことは、第２のセンサ５ｂが設けられているホイール２ｂがホイール２ａよりもゆっくり動いていることを意味している。つまり車両１は右方向のカーブを走行していることになる。
【００３５】
以下では本発明による方法ないし測定システム3の機能を、図１〜4に基づいて詳細に説明する。測定システム３は、リクエストに基づいて、または繰り返し時点において、本発明による方法の実施を開始する。
【００３６】
第１のステップａ）では、ホイール２ａに取付けられている第１のセンサ４ａの信号Ｓ４ａが受信される。図示の例では、９時の方向の位置Ｐ５が受け入れられる。信号の伝送はここでは無線を介して行われているが、これ以外の伝送手段も基本的には可能である。
【００３７】
第２のステップｂ）では、第２のセンサ５ａ及び５ｂの信号Ｓ５ａ、Ｓ５ｂが受信される。これらは図４に示されている経過に相応している。第２のセンサ５ａ、５ｂの分解能がより低い場合には、この経過はステップ状に成り得る。
【００３８】
ここで示唆されていることは、特に前記ステップａ）とステップｂ）が、示されている順番で完全に平行して処理できないことである。さらに全ての第１のセンサ４ａ〜４ｄの信号と全ての第２のセンサ５ａ〜５ｄの信号が周期的に検出される。図示の例では、分かり易くする理由から、第１のセンサ４ａの信号と２つの第２のセンサ５ａ、５ｂの信号だけを取り上げて評価している。
【００３９】
第３のステップｃ）では、どの位相位置Ｗ１ａ〜Ｗ３ａにおいて第１のセンサ４ａの信号Ｓ４ａが受信されているかが確定される。時点ｔ１では信号Ｓ４ａは位相位置Ｗ１ａにおいて受信され、時点ｔ２では位相位置Ｗ２ａにおいて受信され、時点ｔ３では位相位置Ｗ３ａにおいて受信される。位相位置Ｗ１ａ〜Ｗ３ａは一定に維持されるのではなく、所定の変化にさらされる。このことは例えばセンサの測定誤差やいわゆる"ジッター"、すなわち測定ないしは測定値伝送の時間変動に起因している。
【００４０】
測定及び測定値伝送に対する一定の時間のもとでの角度ずれに対するさらなる理由はホイールの回転数にもある。すなわち回転数によっては、一定の処理時間の間に様々な角度ずれを引き起こすことがあるが、このことはホイール２ａ〜２ｄのロケーティング（位置特定）を困難にし、場合によってはロケーティングそのものを実施できなくする。それに対して本願では有利には測定システム３において、ホイール位置Ｐ１〜Ｐ６への到達から、検出器３における信号Ｓ４ａ〜信号Ｓ４ｄの受信までに、全ての時間遅延が既知となる。それにより前述したような影響が考慮できる。このことは例えばホイール位置Ｐ１〜Ｐ６への到達から信号Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄの受信までの間に一定の時間間隔を設けることによって達成できる。ここでは、例えばセンサ４ａ〜４ｄの電子回路によって、ホイール位置Ｐ１〜Ｐ６への到達から信号Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄの受信までの間のホイール回転数に依存する時間遅延分だけ待機することによって角度のずれが一定に維持される。またシステム時間が統一されている場合にはタイムスタンプの利用も可能である。そのようなケースでは付加的にホイール位置Ｐ１〜Ｐ６に対して検出器３によって評価可能なタイムスタンプが付される。
【００４１】
本質的でかつとりわけ不確かな時間のずれは、検出器３とセンサ４ａ〜４ｄ若しくは５ａ〜５ｄとの間の通信バス（例えばＣＡＮバス）を用いた通信中に生じる。つまりいずれかのバスにおいては所定の若しくは一定の伝送時間が保証できないことがあり得る。有利にはここでも実際の時間遅延が検出器３において考慮できるようにするために、測定値にタイムスタンプが付される。
【００４２】
前述したような理由から許容範囲ＷＴａが設けられる。図示の例では、許容範囲ＷＴａが次のように設定される。すなわち検出された第１の位相位置Ｗ１ａが当該許容範囲ＷＴａの中心に位置するように設定される。但しこれは一例に過ぎず、その他の、許容範囲の設定も同様に可能である。それに類似して位相位置Ｗ１ｂ〜Ｗ３ｂを求めて許容範囲ＷＴｂが設定される。
【００４３】
第４のステップｄ）では、位相位置Ｗ１ａ〜Ｗ３ａが所定の期間において予め定められた許容範囲ＷＴａ内に留まる場合に、第１のセンサ４ａが第２のセンサ５ａに対応付けられる。
【００４４】
このステップのよりよい理解のために、第１のセンサ４ａが車両１の所定の箇所に先験的に割り当てできないことを再度明確にする。第１のセンサ４ａは１つのホイール２ａ若しくはタイヤ１１に割当てられる。しかしながらホイール２ａ若しくはタイヤ１１は、例えば夏タイヤから冬タイヤへの取り替えの際などには車両１の任意の箇所に取付けられる。このことは、例えばセンサ４ａがタイヤ空気圧の監視のためにも設けられ、車両１の所定の箇所、例えば"左方前輪"に割り当てられない場合には問題を引き起こす。
【００４５】
図４からは、信号Ｓ４ａの位相位置Ｗ１ａ〜Ｗ３ａが図４に示されている全期間に亘って信号Ｓ５ａに対する許容範囲ＷＴａ内に留まり、第２の信号Ｓ５ｂに対する許容範囲ＷＴｂは第２の検出の時点で既に逸脱していることが明らかである。これによって、第１のセンサ４ａを備えたホイール２ａは、第２のセンサ５ｂが対応付けられている車両１の箇所に取付けることは不可能であることがわかる。さもないと信号Ｓ４ａの位相位置を信号Ｓ５ｂと相関付けなければならなくなるからである。図示の例では第１のセンサ４ａが第２のセンサ５ａに割当てられ、そしてホイール２ａが車両１の所定の箇所、詳細には左方前輪に割当てられている。
【００４６】
本発明による方法は基本的には、各第１のセンサ４ａ〜４ｄ毎に個別に実行され得るが、第１のセンサ４ａ〜４ｄの全てが一度に対応付けられてもよい。
【００４７】
監視期間は基本的には次のように選択される。すなわち信号Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄが所定の第２のセンサ５ａ〜５ｄに一義的に対応付けられるように選択される。直接的な時間情報の代わりに、少なくとも２つのホイール２ａ〜２ｄの回転又は回転数に所定の差分をもたせる基準を用いてもよい。具体的には例えばカーブ走行を観察した場合、各ホイール２ａ〜２ｄはそれぞれの固有のカーブラインを走行し、それに伴って各ホイール２ａ〜２ｄには異なる回転が生じる。しかしながら空転しているホイールやロックしているホイール２ａ〜２ｄではそのような回転数の差分が生じ得る。換言すれば、このことは、所定の作動状況に陥った場合には、前記ホイール２ａ〜２ｄが車両１の所定の位置に割当てられるまで待機されることを意味する。
【００４８】
タイヤを最初に車両に装着する場合、又はタイヤを新しく買い換えた場合、ないしは自家用車において通常の夏タイヤから冬タイヤへの半年毎の入換え周期の場合には、そのような作動状況が現われるまでの十分な待機時間が許容される。そのような所定の作動状況の出現は、第４の方法ステップｄ）の肯定的な実施のためのトリガであり得る。
【００４９】
もちろんこのロケーティング方法を、車両の比較的長い駐車時間の後、例えば車両の少なくとも１つのタイヤを入換えるのに十分な位の時間の後で開始することも考えられる。当該の方法をそれぞれ比較的長い駐車時間の後で開始させる場合には、タイヤの交換がいずれにせよ検出され、その位置が求められることが保証される。そのような基準の出現はステップａ）における当該方法の開始に対するトリガであり得る。しかしながら経済的に望ましくない場合には、ステップａ）〜ｃ）を連続的に実施してもよいし、比較的長い駐車期間の出現が当該方法のステップｄ）に対するトリガであってもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１）における少なくとも１つのホイール（２ａ〜２ｄ）のロケーティングのための方法において、
ａ）ホイール（２ａ〜２ｄ）に取付けられている第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）からのホイール（２ａ〜２ｄ）位置（Ｐ１〜Ｐ６）を示す信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）を受信するステップと、
ｂ）ホイール（２ａ〜２ｄ）の角度位置を測定しさらに車両（１）の特定の位置に対応付ける第２のセンサ（５ａ〜５ｄ）の測定値（Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄ）を受信するステップと、
ｃ）前記測定値（Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄ）に関する第１の信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）の位相位置（Ｗ１ａ〜Ｗ３ａ，Ｗ１ｂ〜Ｗ１ｂ）を確定するステップと、
ｄ）前記位相位置（Ｗ１ａ〜Ｗ３ａ，Ｗ１ｂ〜Ｗ１ｂ）が所定の監視期間において所定の許容範囲（ＷＴａ，ＷＴｂ）内に留まっている場合に、第２のセンサ（５ａ〜５ｄ）に第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）を割当てるステップとを含んでいることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）がホイール（２ａ〜２ｄ）の所定の位置（Ｐ１〜Ｐ６）において信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）を送信している、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ホイール（２ａ〜２ｄ）の所定の位置（Ｐ１〜Ｐ６）として、空間に対するホイール（２ａ〜２ｄ）の角度位置、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面（Ａ）への進入、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面（Ａ）からの離脱、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面（Ａ）の中央への到達、からなるグループのうちの１つ又は複数が設定される、請求項２記載の方法。
【請求項４】
監視期間が、少なくとも２つのホイール（２ａ〜２ｄ）の回転数において所定の差分が生じるように選択される、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
監視期間の確定のために、車両（１）の所定の作動状況の出現を待機する、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
ホイール（２ａ〜２ｄ）又はホイール（２ａ）に組込まれるタイヤ（１１）に取付け、ホイール（２ａ〜２ｄ）の位置（Ｐ１〜Ｐ６）を示す信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）を送信し、ホイール（２ａ〜２ｄ）又はタイヤ（１１）のさらなるパラメータを測定するために設けられていることを特徴とするセンサ（４ａ〜４ｄ）。
【請求項７】
ホイール（２ａ〜２ｄ）の所定の位置（Ｐ１〜Ｐ６）において信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）を送信するために設けられている、請求項６記載のセンサ。
【請求項８】
前記ホイール（２ａ〜２ｄ）の所定の位置（Ｐ１〜Ｐ６）として、空間に対するホイール（２ａ〜２ｄ）の角度位置、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面（Ａ）への進入、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面（Ａ）からの離脱、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面（Ａ）の中央への到達、からなるグループのうちの１つ又は複数が設定される、請求項７記載のセンサ。
【請求項９】
タイヤ温度、タイヤ空気圧、ホイール負荷からなるグループのうちの１つ又は複数がさらなるパラメータとして設定される、請求項６から８いずれか１項記載のセンサ。
【請求項１０】
車両（１）における少なくとも１つのホイール（２ａ〜２ｄ）のロケーティングのための検出器（３）において、
ａ）ホイール（２ａ〜２ｄ）に取付けられている第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）からのホイール（２ａ〜２ｄ）位置（Ｐ１〜Ｐ６）を示す信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）を受信するための手段と、
ｂ）ホイール（２ａ〜２ｄ）の角度位置を測定しさらに車両（１）の所定の位置に対応付ける第２のセンサ（５ａ〜５ｄ）の測定値（Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄ）を受信するための手段と、
ｃ）前記測定値（Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄ）に関する第１の信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）の位相位置（Ｗ１ａ〜Ｗ３ａ，Ｗ１ｂ〜Ｗ１ｂ）を確定するための手段と、
ｄ）前記位相位置（Ｗ１ａ〜Ｗ３ａ，Ｗ１ｂ〜Ｗ１ｂ）が所定の監視期間において所定の許容範囲（ＷＴａ，ＷＴｂ）内に留まっている場合に、第２のセンサ（５ａ〜５ｄ）に第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）を割当てるための手段とを含んでいることを特徴とする検出器。
【請求項１１】
監視期間が、少なくとも２つのホイール（２ａ〜２ｄ）の回転数において所定の差分が生じるように選択される、請求項１０記載の検出器。
【請求項１２】
監視期間の確定のために、車両（１）の所定の作動状況の出現を待機する、請求項１０又は１１記載の検出器。
【請求項１３】
第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）の信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）を受信する角度位置を確定するための手段が設けられ、第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）と第２のセンサ（５ａ〜５ｄ）を対応付けるための手段が１つの半導体チップに配設されており、受信手段が前記半導体チップの少なくとも１つの入力側及び／又は無線受信モジュール自体である、請求項１０から１２いずれか１の検出器。
【請求項１４】
車両（１）における少なくとも１つのホイール（２ａ〜２ｄ）のロケーティングのためのシステムにおいて、請求項１０〜１３いずれか１項記載の検出器（３）と、該検出器（３）との通信のために設けられている請求項６から９いずれか１項記載の第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）と、前記検出器（３）との通信のために設けられている第２のセンサ（５ａ〜５ｄ）が含まれていることを特徴とするシステム。
【請求項１】
車両（１）における少なくとも１つのホイール（２ａ〜２ｄ）のロケーティングのための方法において、
ａ）ホイール（２ａ〜２ｄ）に取付けられている第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）からのホイール（２ａ〜２ｄ）位置（Ｐ１〜Ｐ６）を示す信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）を受信するステップと、
ｂ）ホイール（２ａ〜２ｄ）の角度位置を測定しさらに車両（１）の特定の位置に対応付ける第２のセンサ（５ａ〜５ｄ）の測定値（Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄ）を受信するステップと、
ｃ）前記測定値（Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄ）に関する第１の信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）の位相位置（Ｗ１ａ〜Ｗ３ａ，Ｗ１ｂ〜Ｗ１ｂ）を確定するステップと、
ｄ）前記位相位置（Ｗ１ａ〜Ｗ３ａ，Ｗ１ｂ〜Ｗ１ｂ）が所定の監視期間において所定の許容範囲（ＷＴａ，ＷＴｂ）内に留まっている場合に、第２のセンサ（５ａ〜５ｄ）に第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）を割当てるステップとを含んでいることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）がホイール（２ａ〜２ｄ）の所定の位置（Ｐ１〜Ｐ６）において信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）を送信している、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ホイール（２ａ〜２ｄ）の所定の位置（Ｐ１〜Ｐ６）として、空間に対するホイール（２ａ〜２ｄ）の角度位置、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面（Ａ）への進入、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面（Ａ）からの離脱、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面（Ａ）の中央への到達、からなるグループのうちの１つ又は複数が設定される、請求項２記載の方法。
【請求項４】
監視期間が、少なくとも２つのホイール（２ａ〜２ｄ）の回転数において所定の差分が生じるように選択される、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
監視期間の確定のために、車両（１）の所定の作動状況の出現を待機する、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
ホイール（２ａ〜２ｄ）又はホイール（２ａ）に組込まれるタイヤ（１１）に取付け、ホイール（２ａ〜２ｄ）の位置（Ｐ１〜Ｐ６）を示す信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）を送信し、ホイール（２ａ〜２ｄ）又はタイヤ（１１）のさらなるパラメータを測定するために設けられていることを特徴とするセンサ（４ａ〜４ｄ）。
【請求項７】
ホイール（２ａ〜２ｄ）の所定の位置（Ｐ１〜Ｐ６）において信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）を送信するために設けられている、請求項６記載のセンサ。
【請求項８】
前記ホイール（２ａ〜２ｄ）の所定の位置（Ｐ１〜Ｐ６）として、空間に対するホイール（２ａ〜２ｄ）の角度位置、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面（Ａ）への進入、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面（Ａ）からの離脱、タイヤ周面における１つのポイントのタイヤ接地面（Ａ）の中央への到達、からなるグループのうちの１つ又は複数が設定される、請求項７記載のセンサ。
【請求項９】
タイヤ温度、タイヤ空気圧、ホイール負荷からなるグループのうちの１つ又は複数がさらなるパラメータとして設定される、請求項６から８いずれか１項記載のセンサ。
【請求項１０】
車両（１）における少なくとも１つのホイール（２ａ〜２ｄ）のロケーティングのための検出器（３）において、
ａ）ホイール（２ａ〜２ｄ）に取付けられている第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）からのホイール（２ａ〜２ｄ）位置（Ｐ１〜Ｐ６）を示す信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）を受信するための手段と、
ｂ）ホイール（２ａ〜２ｄ）の角度位置を測定しさらに車両（１）の所定の位置に対応付ける第２のセンサ（５ａ〜５ｄ）の測定値（Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄ）を受信するための手段と、
ｃ）前記測定値（Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄ）に関する第１の信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）の位相位置（Ｗ１ａ〜Ｗ３ａ，Ｗ１ｂ〜Ｗ１ｂ）を確定するための手段と、
ｄ）前記位相位置（Ｗ１ａ〜Ｗ３ａ，Ｗ１ｂ〜Ｗ１ｂ）が所定の監視期間において所定の許容範囲（ＷＴａ，ＷＴｂ）内に留まっている場合に、第２のセンサ（５ａ〜５ｄ）に第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）を割当てるための手段とを含んでいることを特徴とする検出器。
【請求項１１】
監視期間が、少なくとも２つのホイール（２ａ〜２ｄ）の回転数において所定の差分が生じるように選択される、請求項１０記載の検出器。
【請求項１２】
監視期間の確定のために、車両（１）の所定の作動状況の出現を待機する、請求項１０又は１１記載の検出器。
【請求項１３】
第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）の信号（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ）を受信する角度位置を確定するための手段が設けられ、第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）と第２のセンサ（５ａ〜５ｄ）を対応付けるための手段が１つの半導体チップに配設されており、受信手段が前記半導体チップの少なくとも１つの入力側及び／又は無線受信モジュール自体である、請求項１０から１２いずれか１の検出器。
【請求項１４】
車両（１）における少なくとも１つのホイール（２ａ〜２ｄ）のロケーティングのためのシステムにおいて、請求項１０〜１３いずれか１項記載の検出器（３）と、該検出器（３）との通信のために設けられている請求項６から９いずれか１項記載の第１のセンサ（４ａ〜４ｄ）と、前記検出器（３）との通信のために設けられている第２のセンサ（５ａ〜５ｄ）が含まれていることを特徴とするシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２０１１−５２７９７１（Ｐ２０１１−５２７９７１Ａ）
【公表日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１７９６１（Ｐ２０１１−５１７９６１）
【出願日】平成２１年９月２２日（２００９．９．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０６２２４５
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０３４７０３
【国際公開日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【出願人】（５０８０９７８７０）コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (205)
【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｖａｈｒｅｎｗａｌｄｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ９， Ｄ−３０１６５ Ｈａｎｎｏｖｅｒ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２２日（２００９．９．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０６２２４５
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０３４７０３
【国際公開日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【出願人】（５０８０９７８７０）コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (205)
【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｖａｈｒｅｎｗａｌｄｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ９， Ｄ−３０１６５ Ｈａｎｎｏｖｅｒ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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