特表 2024-535321 回転する車輪から走行状態を検出するデバイス及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-30

(54)【発明の名称】回転する車輪から走行状態を検出するデバイス及び方法

(51)【国際特許分類】

   B60C 23/00 20060101AFI20240920BHJP

   B60C 23/04 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

B60C23/00 Z

B60C23/04 120C

B60C23/04 160Z

B60C23/04 150B

B60C23/04 210

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024517567

(86)(22)【出願日】2022-09-22

(85)【翻訳文提出日】2024-03-19

(86)【国際出願番号】 US2022076890

(87)【国際公開番号】W WO2023049817

(87)【国際公開日】2023-03-30

(31)【優先権主張番号】63/247,245

(32)【優先日】2021-09-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/947,466

(32)【優先日】2022-09-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100129296

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 博昭

(72)【発明者】

【氏名】ヴィヴェック， ヴィブ

(72)【発明者】

【氏名】グリスウォルド， ライアン

(72)【発明者】

【氏名】ジー， ジョン

(57)【要約】

センサアセンブリは、車両の車輪上に取り付け可能な１つ以上のセンサと、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号に基づいて、車両の走行状態を決定するために１つ以上のセンサに電気的に結合された１つ以上のプロセッサと、を含み得る。センサ信号に基づいて、車両の走行状態を決定するための方法、並びに車輪とセンサアセンブリとを含む車輪アセンブリもまた、開示される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

方法であって、
車両の車輪に隣接して取り付けられた１つ以上のエネルギーハーベスティングセンサから第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号を受信することと、
前記第１のセンサ信号及び前記第２のセンサ信号に基づいて、前記車両の走行状態を決定することと、を含む。

【請求項2】

前記第１のセンサ信号が、前記１つ以上のエネルギーハーベスティングセンサのうちの第１のエネルギーハーベスタからのものであり、
前記第２のセンサ信号が、前記１つ以上のエネルギーハーベスティングセンサのうちの第２のエネルギーハーベスタからのものであり、前記第２のエネルギーハーベスタが、前記第１のエネルギーハーベスタとは異なる、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１のエネルギーハーベスタが、前記車輪上の第１の半径方向に位置し、
前記第２のエネルギーハーベスタが、前記車輪上の第２の半径方向に位置し、前記第２の半径方向が、少なくとも１５°のオフセット角度によって前記第１の半径方向からオフセットされている、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記第１のセンサ信号が、第１の期間にわたる前記１つ以上のエネルギーハーベスティングセンサのうちの第１のセンサからのものであり、
前記第２のセンサ信号が、前記第１の期間とは異なる第２の期間にわたる前記第１のセンサからのものである、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記第１のセンサ信号及び前記第２のセンサ信号の重ね合わせを取得することを更に含み、
前記第１のセンサ信号及び前記第２のセンサ信号に基づいて、前記車両の前記走行状態を決定することが、前記第１のセンサ信号及び前記第２のセンサ信号の前記重ね合わせに基づいて、前記車両の前記走行状態を決定することを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記第１のセンサ信号と前記第２のセンサ信号との間の差を取得することを更に含み、前記第１のセンサ信号及び前記第２のセンサ信号に基づいて、前記車両の前記走行状態を決定することが、前記第１のセンサ信号と前記第２のセンサ信号との間の前記差に基づいて、前記車両の前記走行状態を決定することを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記車両の決定された前記走行状態によって、前記車両のブレーキの動作を調整することを更に含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記車両の前記決定された走行状態によって、前記車両のモータの動作を調整することを更に含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記１つ以上のエネルギーハーベスティングセンサが、圧電材料からなるカンチレバーを備えるエネルギーハーベスタを備える、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記車両の前記走行状態を決定することが、前記車両の加速、前記車両の減速、前記車両の旋回、又は前記車両の制動のうちの１つ以上を識別することを含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

センサアセンブリであって、
車両の車輪に隣接して取り付け可能な１つ以上のエネルギーハーベスティングセンサと、
前記１つ以上のエネルギーハーベスティングセンサから第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号に基づいて、前記車両の走行状態を決定するために前記１つ以上のエネルギーハーベスティングセンサと通信する１つ以上のプロセッサと、を備える。

【請求項12】

前記１つ以上のセンサが、タイヤビードエリアと前記車輪のリムとの間に取り付け可能である、請求項１１に記載のセンサアセンブリ。

【請求項13】

前記１つ以上のエネルギーハーベスティングセンサが、前記第１のセンサ信号を提供するための第１のセンサと、前記第２のセンサ信号を提供するための、前記第１のセンサとは異なる第２のセンサと、を含む、請求項１１又は１２に記載のセンサアセンブリ。

【請求項14】

前記センサアセンブリが、前記車輪上の第１の半径方向に位置する前記第１のセンサと、第２の半径方向に位置する前記第２のセンサとを有するように構成されており、前記第２の半径方向が、少なくとも１５°のオフセット角度によって前記第１の半径方向からオフセットされている、請求項１１～１３のいずれか一項に記載のセンサアセンブリ。

【請求項15】

前記１つ以上のセンサが、第１の期間にわたる前記第１のセンサ信号と、前記第１の期間とは異なる第２の期間にわたる前記第２のセンサ信号とを提供するための第１のセンサを含む、請求項１１～１４のいずれか一項に記載のセンサアセンブリ。

【請求項16】

前記第１のセンサ信号又は前記第２のセンサ信号のうちの少なくとも１つを記憶するためのメモリを更に備える、請求項１１～１５のいずれか一項に記載のセンサアセンブリ。

【請求項17】

前記１つ以上のプロセッサが、前記第１のセンサ信号及び前記第２のセンサ信号の重ね合わせを取得し、前記第１のセンサ信号及び前記第２のセンサ信号の前記重ね合わせに基づいて、前記車両の前記走行状態を決定するために構成されている、請求項１１、１３～１６のいずれか一項に記載のセンサアセンブリ。

【請求項18】

前記１つ以上のプロセッサが、前記第１のセンサ信号と前記第２のセンサ信号との差を取得し、前記第１のセンサ信号と前記第２のセンサ信号との前記差に基づいて、前記車両の前記走行状態を決定するために構成されている、請求項１１、１３～１６のいずれか一項に記載のセンサアセンブリ。

【請求項19】

前記１つ以上のプロセッサが、前記車両の前記決定された走行状態によって、前記車両のブレーキの動作を調整するために構成されている、請求項１１、１３～１８のいずれか一項に記載のセンサアセンブリ。

【請求項20】

前記１つ以上のプロセッサが、前記車両の前記決定された走行状態によって、前記車両のモータの動作を調整するために構成されている、請求項１１、１３～１８のいずれか一項に記載のセンサアセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、概して、車両センサに関し、より具体的には、車両のタイヤ、リム、及び車輪に取り付け可能な車両センサに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車センシング技術における進歩は、自動車車両の安全性及び性能を改善し、それは、既存の電子安全システムを補完するための高度なセンシング用途であるために、より大きな需要を引き起こしている。

【発明の概要】

【0003】

かかる需要は、温度、圧力、加速、並びにタイヤ、車輪、及び自動車車両に及ぼされる力（静的及び動的）の測定を要求している。しかしながら、これらのセンサの多くは、動作及びデータ伝送のために電力を必要とする。加えて、データの頻繁な測定（及び伝送）は、かかるセンサに必要とされる電力量を増加させている。エネルギー貯蔵デバイス（例えば、リチウムイオン電池）は、容量が限られており、多くの場合、低い耐久性、交換の困難性、及び持続可能性が劣るといった課題が存在する。かかるエネルギー貯蔵デバイスは、典型的には、加速された放電サイクルにさらされ、センサモジュール全体の頻繁な又は早まった交換をもたらし、それによって、自動車車両の所有及び保守の全体的コストを増加させる。

【0004】

本明細書において説明されるデバイス及び方法は、センサモジュールに電力を提供するための従来のデバイス及び方法に関連付けられた課題に対処する。エネルギーハーベスティングデバイス（例えば、車輪の回転、加速、減速、及び／又は振動など、自動車車両から利用可能な運動エネルギー、熱エネルギー、光エネルギー、及び機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機）を利用することにより、従来のエネルギー貯蔵デバイスを置き換え得るし、又は併用して使用する場合、かかるエネルギー貯蔵デバイスの平均寿命を延ばすことができる。かかるエネルギーハーベスティングデバイスは、典型的には、エネルギー源（例えば、運動、熱、光、又は機械エネルギー）が容易に利用可能な場所（例えば、車輪に取り付けられたタイヤのビードエリアに隣接する場所）に取り付けられる。追加的に、エネルギーハーベスティングデバイスは、エネルギーハーベスティングデバイスからの電気信号が、エネルギーハーベスティングデバイス並びにエネルギーハーベスティングデバイスが取り付けられているタイヤ及び／又は車輪の一部分の動作に関する情報を含むので、それ自体でセンサとして使用され得る。特に、エネルギーハーベスティングデバイスが、ソースエネルギーが容易に利用可能である場所に取り付けられる場合、エネルギーハーベスティングデバイスは、ソースエネルギーにおける変化（例えば、運動、熱、光、又は振動などの機械エネルギー）を検出する際に高い感度を有し得る。

【0005】

いくつかの実施形態によれば、方法は、車両の車輪に隣接して取り付けられた１つ以上のセンサから第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号を受信することと、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号に基づいて、車両の走行状態を決定することと、を含む。

【0006】

いくつかの実施形態によれば、センサアセンブリは、車両の車輪上に取り付け可能な１つ以上のセンサと、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号に基づいて、車両の走行状態を決定するために１つ以上のセンサに電気的に結合された１つ以上のプロセッサと、を含む。

【0007】

いくつかの実施形態によれば、車輪アセンブリは、車輪と、本明細書において説明される任意のセンサアセンブリと、を含む。センサアセンブリは、車輪に隣接して取り付けられる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

開示されるデバイス及び方法は、エネルギーハーベスティングデバイスと、タイヤ及び／又は車輪の内側に配置される他の電気構成要素との間の電気的接続を可能にする。

【0009】

説明される様々な実施形態のより良い理解のために、以下の図面とともに、下記の発明を実施するための形態を参照されたい。ここで、参照番号は図面全体を通して対応する部分を指す。

【図1A】いくつかの実施形態に係る、自動車の部品を図示する概略図である。

【図1B】いくつかの実施形態に係る、車輪上に取り付けられたエネルギーハーベスティングデバイスを図示する概略図である。

【図1C】いくつかの実施形態による、車輪上に取り付けられたエネルギーハーベスティングデバイスを有する自動車を例解する概略図である。

【図1D】いくつかの実施形態に係る、タイヤを図示する。

【図1E】いくつかの実施形態に係る、図１Ｄに示されたタイヤの断面図である。

【図1F】いくつかの実施形態に係る、エネルギーハーベスタを図示する概略図である。

【図2A】いくつかの実施形態に係る、エネルギーハーベスタからの例示的な信号を示す。

【図2B】いくつかの実施形態に係る、エネルギーハーベスタからの信号を処理するために使用される例示的な電気構成要素を示す。

【図3A】いくつかの実施形態に係る、車輪上に取り付けられたエネルギーハーベスティングデバイスを図示する概略図である。

【図3B】いくつかの実施形態に係る、エネルギーハーベスタからの信号を処理するために使用され得る、例示的な電気構成要素を示す。

【図3C】いくつかの実施形態に係る、車輪上に取り付けられたエネルギーハーベスティングデバイスを図示する概略図である。

【図4A】いくつかの実施形態に係る、その進行方向における車両の加速及び減速を示す、加速度計からの出力とともに、２つのエネルギーハーベスタからの例示的信号を示す。

【図4B】いくつかの実施形態に係る、図４Ａに示された２つのエネルギーハーベスタからの信号間の差異を示す。

【図4C】いくつかの実施形態に係る、図４Ｂに示された差信号の拡大図である。

【図4D】いくつかの実施形態に係る、センサモジュールからの参照波形を示す。

【図4E】いくつかの実施形態に係る、図４Ｄに示された参照波形の異なる領域の拡大図を示す。

【図4F】いくつかの実施形態に係る、例示的な相互相関プロセスを示す。

【図4G】いくつかの実施形態に係る、例示的な相関マッピングを示す。

【図5A】いくつかの実施形態に係る、ブレーキアクチュエータのアクティブ制御を図示するブロック図である。

【図5B】いくつかの実施形態に係る、モータのアクティブ制御を図示するブロック図である。

【図6】いくつかの実施形態に係る、車両の車輪に隣接して取り付けられた１つ以上のセンサからの信号を処理する方法を図示するフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

これらの実施例として添付の図面に示される実施形態を参照する。以下の説明では、様々な記載された実施形態の十分な理解を提供するために、多数の特定の詳細が記載される。しかしながら、当業者にとって、様々な記載された実施形態が、これらの具体的な詳細なしで実践され得ることは明らかであろう。他の例では、当業者によく知られている方法、手順、構成要素、回路、及びネットワークは、実施形態の態様を不必要に不明瞭にしないように、詳細には説明されない。

【0011】

図１Ａは、いくつかの実施形態に係る、車両１００（例えば、自動車）の部品を図示する概略図である。いくつかの実施形態では、車両１００は、車輪１０４と、車輪１０４上に取り付けられたタイヤ１０２と、を含む。

【0012】

図１Ｂは、いくつかの実施形態に係る、車輪１０４に隣接して取り付けられた（例えば、車輪１０４上に取り付けられた）エネルギーハーベスティングデバイス１０６を図示する概略図である。図１Ｂでは、エネルギーハーベスティングデバイス１０６は、車輪１０４のリムに隣接して配置されている。エネルギーハーベスティングデバイス１０６を車輪１０４のリムに隣接して配置することは、遠心力、その変形、及び／又は関連する振動を、エネルギーハーベスティング（例えば、運動エネルギーや機械エネルギーを電気エネルギーに変換すること）に利用するエネルギーハーベスティングデバイスにとって有利である。図１Ｂは、車輪１０４上に取り付けられた１つのエネルギーハーベスティングデバイス１０６のみを示しているが、いくつかの実施形態では、２つ以上のエネルギーハーベスティングデバイスが、車輪１０４上に取り付けられる。いくつかの実施形態では、エネルギーハーベスティングデバイス１０６は、自動車から反対側に向いた車輪の側面上のリムに隣接して配置される。いくつかの実施形態では、エネルギーハーベスティングデバイス１０６は、自動車に向かい合った車輪の側面上のリムに隣接して配置される。

【0013】

図１Ｃは、いくつかの実施形態に係る、車輪１０４上に取り付けられたエネルギーハーベスティングデバイス１０６を有する自動車１００図示する概略図である。いくつかの実施形態では、各車輪１０４は、１つ以上のエネルギーハーベスティングデバイスを含む。いくつかの実施形態では、自動車１００は、エネルギーハーベスティングデバイス１０６と通信（例えば、ワイヤレス通信）する電気構成要素（例えば、コントローラー）を含み、エネルギーハーベスティングデバイス１０６からのデータを集約するように構成される。いくつかの実施形態では、電気構成要素は、エネルギーハーベスティングデバイス１０６からの集約されたデータに基づいて、走行状態、ブレーキ状態、及び／又は荷重分布を決定するように構成される。

【0014】

図１Ｄは、いくつかの実施形態による、タイヤ１０２を例解する。タイヤ１０２は、側壁１１２及びトレッド領域１９４を有し、電気コネクタは電気的にエネルギーハーべスティングデバイスと、タイヤ１０２内に設置された一つ以上の電気構成要素を接続するために、側壁１１２及びトレッド領域１９４上に取り付けられ得る。図１Ｄはまた、平面ＩＤを示し、ここから図１Ｅに示された断面が取得される。

【0015】

図１Ｅは、いくつかの実施形態による、図１Ｄに示されたタイヤ１０２の断面図である。タイヤ１０２は、２つの側壁１１２－１と１１２－２との間に延在するトレッド領域１９４を有する（タイヤが車輪上に取り付けられる向きに応じて、これらの側壁のうちの一方は外側側壁と呼ばれ得、他方は内側側壁と呼ばれ得、逆もまた同様である）。タイヤ１０２は、外側表面１１４と内側表面１１６を有し、外側表面１１４は、外側側壁１１２－１上の外側表面１１４の一部分１１４－１と内側側壁１１２－２上の外側表面１１４の一部分１１４－２とを含み、内側表面１１６は、内側側壁１１２－２上の内側表面１１６の一部分１１６－２とを含む。タイヤ１０２はまた、ビード領域１１８－１及び１１８－２を有し、ビード領域１１８－１及び１１８－２は、タイヤ１０２が車輪１０４上に取り付けられるとき、車輪１０４のリム１９２に接触する。図１Ｅでは、ビード領域１１８－１及び１１８－２はまた、ビードワイヤ１２２－１及び１２２－２を含む。図１Ｅでは、タイヤはまた、トレッド領域１９４内に１つ以上のベルト１２４を含む。

【0016】

タイヤ１０２は開いた形状を有するが（例えば、空気は、タイヤが車輪に取り付けられていないとき、タイヤの中心に向かって開口部を通って側壁１１２－１と１１２－２との間の空間１２０に自由に入ることができる）、タイヤ１０２が車輪上に取り付けられるとき、車輪のリム１９２は、空間１２０内の空気が空間１２０内に維持されるように、開口部を封止する。本明細書において、この空間１２０は、タイヤ１０２の内部空間と呼ばれる。

【0017】

いくつかの構成では、１つ以上の電気構成要素１４０がタイヤ１０２の空間１２０内に位置し（例えば、回転、加速、減速、振動、温度、圧力などを測定する１つ以上のセンサ）、一方で１つ以上のエネルギーハーベスティングデバイスが空間１２０の外部に配置する（例えば、リム１９２又はそのリムリップとビード領域１１８－１又は１１８－２との間の領域１３０）。いくつかの実施形態では、電気コネクタ１４２は、電力及び／又は電気信号を、空間１２０の外部に配置する１つ以上のエネルギーハーベスティングデバイスから、空間１２０内に配置する１つ以上の電気構成要素１４０に中継する。いくつかの実施形態では、車両は、車両の各車輪におけるそれぞれの電気構成要素に通信可能に結合された１つ以上のプロセッサを含む。例えば、電気構成要素の各セットは、特定の車輪のためのエネルギーハーベスタ信号を処理／分析するように構成され、プロセッサは、車輪間のエネルギーハーベスタ信号を処理／分析する（例えば、比較する）ように構成される。

【0018】

図１Ｆは、いくつかの実施形態に係る、エネルギーハーベスタ４００（エネルギー発生器、エネルギーハーベスタモジュール、又はエネルギーハーベスティングセンサとも呼ばれる）を図示する概略図である。いくつかの実施形態では、本明細書において説明されたエネルギーハーベスタ（例えば、図１Ｂに関して説明されたエネルギーハーベスタ１０６）のうちの１つ以上は、エネルギーハーベスタ４００の構造に対応するか、又は類似する構造を有する。

【0019】

図１Ｆでは、エネルギーハーベスタ４００は、カンチレバー４０２を含む。いくつかの実施形態では、カンチレバー４０２は、一端によって支持された突出ビームである。いくつかの実施形態では、カンチレバー４０２は、図１Ｆに示されるように、その長さに沿って均一な幅及び均一な厚さを有する。いくつかの実施形態では、カンチレバー４０２は、（１）その長さに沿って不均一な幅を有するが、その厚さはその長さに沿って均一のままである、（２）その長さに沿って不均一な厚さを有するが、その幅はその長さに沿って均一のままである、又は（３）その長さに沿って不均一な幅及び不均一な厚さを有する。

【0020】

いくつかの実施形態では、カンチレバー４０２は、圧電材料４０４を含む。圧電材料の例としては、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸カリウム、タングステン酸ナトリウム、Ｂａ２ＮａＮｂ５Ｏ５、Ｐｂ２ＫＮｂ５Ｏ５、単結晶酸化亜鉛、ランガサイト、オルトリン酸ガリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸ナトリウムカリウム、ビスマスフェライト、ニオブ酸ナトリウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ビスマスナトリウム、石英、ベルリナイト、トパーズ、チタン酸鉛、並びにポリフッ化ビニリデン、ポリアミド、パラリン－Ｃ、ポリイミド、及びポリ塩化ビニリデンなどの圧電ポリマーが挙げられる。圧電材料は、適用された機械的歪みに応答して、電荷を生成することが可能である。このため、カンチレバー４０２が湾曲すると、圧電材料は電荷を供給し、この電荷は、カンチレバー４０２がどれだけ湾曲するか（例えば、カンチレバー４０２の自由端の変位）の結果として、歪みの振幅及び歪み率を示唆する。同様に、カンチレバー４０２が振動するとき、カンチレバー４０２内の圧電材料は、カンチレバー４０２の振動に対応する（発振）電気信号を供給する。

【0021】

カンチレバー４０２の長さ、幅、及び厚さは、エネルギーハーベスタ４００の所望の性能を取得するように選択される。いくつかの実施形態では、長さは、１ｃｍ～３０ｃｍ、１ｃｍ～１０ｃｍ、５ｃｍ～１５ｃｍ、１０ｃｍ～２０ｃｍ、１５ｃｍ～２５ｃｍ、２０ｃｍ～３０ｃｍ、１ｃｍ～５ｃｍ、５ｃｍ～１０ｃｍ、１０ｃｍ～１５ｃｍ、１５ｃｍ～２０ｃｍ、２０ｃｍ～２５ｃｍ、２５ｃｍ～３０ｃｍ、１ｃｍ～３ｃｍ、２ｃｍ～４ｃｍ、３ｃｍ～５ｃｍ、４ｃｍ～６ｃｍ、５ｃｍ～７ｃｍ、６ｃｍ～８ｃｍ、７ｃｍ～９ｃｍ、又は８ｃｍ～１０ｃｍである。いくつかの実施形態では、長さは、およそ１ｃｍ、およそ２ｃｍ、およそ３ｃｍ、およそ４ｃｍ、およそ５ｃｍ、およそ６ｃｍ、およそ７ｃｍ、およそ８ｃｍ、およそ９ｃｍ、およそ１０ｃｍ、およそ１５ｃｍ、およそ２０ｃｍ、およそ２５ｃｍ、又はおよそ３０ｃｍである。いくつかの実施形態では、幅は、１ｃｍ～１０ｃｍ、５ｃｍ～１５ｃｍ、１０ｃｍ～２０ｃｍ、１ｃｍ～５ｃｍ、５ｃｍ～１０ｃｍ、１０ｃｍ～１５ｃｍ、１５ｃｍ～２０ｃｍ、１ｃｍ～４ｃｍ、２ｃｍ～５ｃｍ、３ｃｍ～６ｃｍ、４ｃｍ～７ｃｍ、５ｃｍ～８ｃｍ、６ｃｍ～９ｃｍ、又は７ｃｍ～１０ｃｍである。いくつかの実施形態では、幅は、およそ１ｃｍ、およそ２ｃｍ、およそ３ｃｍ、およそ４ｃｍ、およそ５ｃｍ、およそ６ｃｍ、およそ７ｃｍ、およそ８ｃｍ、およそ９ｃｍ、およそ１０ｃｍ、およそ１５ｃｍ、又はおよそ２０ｃｍである。いくつかの実施形態では、カンチレバー４０２の厚さは、１００μｍ～５ｍｍ、１００μｍ～３ｍｍ、１ｍｍ～４ｍｍ、２ｍｍ～５ｍｍ、１００μｍ～１ｍｍ、５００μｍ～１．５ｍｍ、１ｍｍ～２ｍｍ、１．５ｍｍ～２．５ｍｍ、２ｍｍ～３ｍｍ、２．５ｍｍ～３．５ｍｍ、３ｍｍ～４ｍｍ、３．５ｍｍ～４．５ｍｍ、４ｍｍ～５ｍｍ、１００μｍ～５００μｍ、５００μｍ～１ｍｍ、１ｍｍ～１．５ｍｍ、１．５ｍｍ～２ｍｍ、２ｍｍ～２．５ｍｍ、又は２．５ｍｍ～３ｍｍである。いくつかの実施形態では、カンチレバー４０２の厚さは、およそ１００μｍ、およそ２００μｍ、およそ３００μｍ、およそ４００μｍ、およそ５００μｍ、およそ６００μｍ、およそ１ｍｍ、およそ２ｍｍ、およそ３ｍｍ、およそ４ｍｍ、又はおよそ５ｍｍである。いくつかの実施形態では、カンチレバー４０２内の圧電材料の層の厚さは、１０μｍ～１ｍｍ、１００μｍ～５００μｍ、２００μｍ～６００μｍ、３００μｍ～７００μｍ、４００μｍ～８００μｍ、５００μｍ～９００μｍ、６００μｍ～１ｍｍ、５０μｍ～１５０μｍ、１００μｍ～２００μｍ、１５０μｍ～２５０μｍ、２００μｍ～３００μｍ、２５０μｍ～３５０μｍｍｍ、３００μｍ～４００μｍ、３５０μｍ～４５０μｍ、４００μｍ～５００μｍ、５００μｍ～６００μｍ、６００μｍ～７００μｍ、７００μｍ～８００μｍ、又は８００μｍ～９００μｍである。いくつかの実施形態では、カンチレバー４０２内の圧電材料の層の厚さは、およそ１００μｍ、およそ２００μｍ、およそ３００μｍ、およそ４００μｍ、およそ５００μｍ、およそ６００μｍ、およそ７００μｍ、およそ８００μｍ、およそ９００μｍ、およそ１ｍｍ、およそ２ｍｍ、およそ３ｍｍ、およそ４ｍｍ、又はおよそ５ｍｍである。

【0022】

いくつかの実施形態では、カンチレバー４０２は、圧電材料の単一層を含む。いくつかの実施形態では、カンチレバー４０２は、圧電材料の２つ以上の層を含む。いくつかの実施形態では、圧電材料の２つ以上の層は、絶縁材料又は導電材料のうちの１つ以上のインターリーブ層によって分けられる。

【0023】

図１Ｆはまた、カンチレバー４０２の１つの端部を支持、固定するように構成されたクランプ４０６を示す。図１Ｆでは、クランプ４０６は、プレート形状を有する。しかしながら、任意の他の形状を有するクランプが使用されてもよい。図１Ｆは、クランプ４０６がカンチレバー４０２の先端に位置することを示しているが、クランプ４０６は、カンチレバー４０２の先端に合わされる必要はない。例えば、クランプ４０６は、カンチレバー４０２の先端からオフセットして（例えば、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍなどだけ）配置されてもよく、そのため、クランプ４０６がカンチレバー４０２上に配置されるとき突出部が存在する。いくつかの実施形態では、カンチレバー４０２は、クランプ４０６から単一方向に延在する。いくつかの実施形態では、カンチレバー４０２は、クランプ４０６から複数の方向（例えば、２つの反対方向）に延在する。

【0024】

いくつかの実施形態では、クランプ４０６及び／又はカンチレバー４０２は、カンチレバー４０２及びクランプを、基部（例えば、車輪のリム及び／又は他の構成要素）に固定するために、１つ以上の貫通孔を有する。例えば、クランプ４０６及びカンチレバー４０２を固定するために、対応する貫通孔を通してねじを配置し得る。代替的に、カンチレバー４０２を固定するために、他の機構が使用されてもよい。例えば、クランプ４０６及びカンチレバー４０２は、クランプ４０６及びカンチレバー４０２を固定するために、クリップが挿入されるスリットを有してもよい。別の例では、カンチレバー４０２は、その基部と一体化され得、その場合、クランプ４０６は省略される。いくつかの実施形態では、クランプ４０６及び／又はカンチレバー４０２は、エネルギーハーベスタ４００を車輪（例えば、車輪のリム及び／又はタイヤ）に取り付けるための１つ以上の構成要素を含む。いくつかの実施形態では、エネルギーハーベスタ４００は、タイヤ１０２の内部空間１２０に取り付けられる（例えば、カンチレバーがタイヤ１０２の内側表面の変形に起因する歪みを受容するようにタイヤのリムに取り付けられる）ように構成される。いくつかの実施形態では、エネルギーハーベスタ４００は、タイヤ１０２の外部空間１３０に取り付けられる（例えば、カンチレバーがタイヤ１０２の外側表面の変形に起因する歪みを受容するようにタイヤのリムに取り付けられる）ように構成される。

【0025】

図２Ａは、いくつかの実施形態に係る、エネルギーハーベスタ１０６からの例示的な信号（例えば、電気信号）を示す。エネルギーハーベスタ１０６からの信号は、エネルギーハーベスタ１０６が取り付けられた車輪１０４が回転している間（例えば、エネルギーハーベスタ１０６を有する車両が走行している間）に生成される。

【0026】

図２Ｂは、いくつかの実施形態に係る、エネルギーハーベスタ１０６からの信号を処理するために使用される例示的な電気構成要素を示す。図２Ｂでは、アナログフロントエンド（analog front end、ＡＦＥ）回路２０２は、２つの異なる時点、又は２つの異なる時間窓（図２Ａに示されるｔ１及びｔ２）内で、エネルギーハーベスタ１０６によって生成された信号を受信及び処理する。いくつかの実施形態では、ＡＦＥ回路２０２は、第１の時間においてエネルギーハーベスタ１０６から受信された信号が、第１の時間に続く第２の時間においてエネルギーハーベスタ１０６から受信された信号と比較される（又は処理される）ように、エネルギーハーベスタ１０６からの信号を記憶するためのメモリを含む（又はメモリに結合される）。いくつかの実施形態では、ＡＦＥ回路２０２は、第１の時間においてエネルギーハーベスタ１０６から受信された信号が、第２の時間においてエネルギーハーベスタ１０６から受信された信号と比較される（又は処理される）ように、伝搬遅延回路を含む（又は伝搬遅延回路に結合される）。いくつかの実施形態では、ＡＦＥ回路２０２は、第１の時間においてエネルギーハーベスタ１０６から受信された信号、及び第２の時間においてエネルギーハーベスタ１０６から受信された信号を結合する（例えば、ＡＦＥ回路２０２は、第１の時間においてエネルギーハーベスタ１０６から受信された信号及び第２の時間においてエネルギーハーベスタ１０６から受信された信号の重ね合わせを表す信号を生成する、又は第１の時間においてエネルギーハーベスタ１０６から受信された信号と第２の時間においてエネルギーハーベスタ１０６から受信された信号との間の差を表す信号を生成する）。

【0027】

図２Ｂでは、アナログ－デジタル変換器（analog-to-digitalconverter、ＡＤＣ）２０４は、ＡＦＥ回路２０２からの結合信号を受信し、ＡＤＣ２０４からの（デジタル）出力は、１つ以上のプロセッサ２０６に供給される。いくつかの実施形態では、１つ以上のプロセッサ２０６は、デジタル論理回路を備える。いくつかの実施形態では、ＡＦＥ回路２０２、ＡＤＣ２０４、及び１つ以上のプロセッサ２０６は、図１Ｅに示される１つ以上の電気構成要素１４０に対応するか、又はそれに含まれる。いくつかの実施形態では、ＡＦＥ回路２０２、ＡＤＣ２０４、及び１つ以上のプロセッサ２０６は、別々にパッケージ化される。いくつかの実施形態では、ＡＦＥ回路２０２、ＡＤＣ２０４、及び１つ以上のプロセッサ２０６は、単一のパッケージに（例えば、単一の半導体パッケージ内に）統合される。

【0028】

図２Ｂに図示されるように、結合信号は、車両が定常状態で移動している（及び車輪が定常状態で回転している）とき、正弦波であり得る。このため、いくつかの実施形態では、１つ以上のプロセッサ２０６は、結合信号が正弦波であるかどうかを決定する（例えば、フーリエ変換を実行し、異なる周波数成分の数及び振幅に基づいて、結合信号が正弦波であるかどうかを決定することによって）。いくつかの実施形態では、合成信号が正弦波（又は実質的に正弦波）であるという決定に従って、車両（及び／又は車輪）は、定常状態にあるとみなされる。一方、車両が加速しているか又は減速している間（並びに／又はブレーキクリープ、きしみ、及びジャークなどの他の車両の事象が発生している間、並びに／又は凸凹道、道路のくぼみ、及び滑りやすい道などの道路条件が車両や車輪によって経験されている間、及び／又は車輪上の車両重量分布が不均一である間）、結合信号は正弦波ではない可能性がある。このため、いくつかの実施形態では、合成信号が正弦波でない（又は実質的に正弦波でない）という決定に従って、車両（及び／又は車輪）は、定常状態にないとみなされる。いくつかの実施形態では、複数の車輪（例えば、車両の車輪の各々）から結合信号が受信され、結合信号間の差が、車輪間の性能差（例えば、荷重分布、タイヤ膨張、タイヤ摩耗などに起因する）を決定するために使用される。

【0029】

図３Ａでは、いくつかの実施形態に係る、２つのエネルギーハーベスタ１０６－１及び１０６－２が、車輪１０４に隣接して配置されることを除いて、図３Ａは、図１Ｂと同様である。いくつかの実施形態では、エネルギーハーベスタ１０６－１及びエネルギーハーベスタ１０６－２は、車輪１０４の中心から反対方向に配置される（例えば、車輪１０４の中心からエネルギーハーベスタ１０６－１への方向及び車輪１０４の中心からエネルギーハーベスタ１０６－２への方向によって形成される角度は、１８０°である）。いくつかの実施形態では、２つのエネルギーハーベスタは、実質的に互いに対向している（例えば、それらの間の角度は、１６０°～２００°の範囲内にある）。

【0030】

図３Ｂでは、いくつかの実施形態に係る、ＡＦＥ回路２０２が、１つのエネルギーハーベスタの代わりに、２つの別個のエネルギーハーベスタ（例えば、図３Ａに示されるエネルギーハーベスタ１０６－１及び１０６－２）から信号を受信することを除いて、図３Ｂは、図２Ｂと同様である。いくつかの実施形態では、ＡＦＥ回路２０２は、エネルギーハーベスタ１０６－１から受信された信号及びエネルギーハーベスタ１０６－２から受信された信号を結合する（例えば、ＡＦＥ回路２０２は、エネルギーハーベスタ１０６－１から受信した信号及びエネルギーハーベスタ１０６－２から受信した信号の重ね合わせる、又はエネルギーハーベスタ１０６－１から受信した信号とエネルギーハーベスタ１０６－２から受信した信号との間の差を表す信号を生成する）。いくつかの実施形態では、２つのエネルギーハーベスタからの信号は、一斉に（例えば、同時に）生成される。このため、一方若しくは両方のエネルギーハーベスタからの信号を記憶する、又は一方若しくは両方のエネルギーハーベスタからの信号を遅延させるための電気構成要素は、かかる構成において必要とされない場合がある。

【0031】

図２Ｂ及び図３Ｂは、ある電気構成要素を示しているが、いくつかの実施形態では、追加の構成要素（例えば、信号を反転させること又は信号を位相整合させることなどの追加の動作を実行するため）が使用され得る。いくつかの実施形態では、図２Ｂ及び図３Ｂに関して説明される動作は、追加の又はより少ない構成要素を使用して実施される（例えば、特定の動作は、２つ以上の構成要素によって実施され得る）。いくつかの実施形態では、図２Ｂ及び図３Ｂに示される２つ以上の構成要素は、組み合わされるか、又は統合され得る。簡潔にするために、かかる詳細は、本明細書では繰り返さない。

【0032】

図３Ｃでは、いくつかの実施形態に係る、２つのエネルギーハーベスタ１０６－１及び１０６－２が、反対方向に配置されていないことを除いて、図３Ｃは、図３Ａと同様である。例えば、車輪１０４の中心からエネルギーハーベスタ１０６－１への方向、及び車輪１０４の中心からエネルギーハーベスタ１０６－２への方向によって形成される角度は、１８０°ではない（例えば、１°、５°、１０°、１５°、２０°、２５°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、６５°、７０°、８０°、９０°、１００°、１１０°、１２０°、１３０°、１４０°、１５０°、１６０°、１７０°、若しくは１７９°、又は前述の値のうちの任意の２つの間の間隔内である）。２つのエネルギーハーベスタを互いに隣接して配置すること（例えば、４５°、３０°、１５°、１０°、又は５°未満の角度）は、いくつかの場面において、道路状態の不規則性（例えば、隆起）を検出することを容易にする。

【0033】

図３Ｃに示されるように、２つより多いエネルギーハーベスタは、車輪１０４に隣接して取り付けられ得る。例えば、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、又はそれ以上のエネルギーハーベスタが、車輪１０４に隣接して取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、エネルギーハーベスタは、車輪１０４に隣接して放射状に対称に配置される。

【0034】

図４Ａは、いくつかの実施形態に係る、進行方向における車両の加速及び減速を示す加速度計からの出力とともに、２つのエネルギーハーベスタ（図３Ａに示されるように反対側に配置される）からの例示的信号を示す。具体的には、図４Ａは、第１のエネルギーハーベスタ４０２（Ｃｈ０）、第２のエネルギーハーベスタ４０４（Ｃｈ１）、及び車両加速度計４０６からの例示的な信号を示す。

【0035】

図４Ｂは、いくつかの実施形態に係る、進行方向における車両の加速及び減速を示す加速度計からの出力とともに、２つのエネルギーハーベスタからの例示的信号間の差を示す。具体的には、図４Ｂは、第１のエネルギーハーベスタと第２のエネルギーハーベスタとの間の例示的な信号差４０８を示す。図４Ｂは、車両加速度計４１０からの信号を更に示す。

【0036】

図４Ｃは、進行方向における車両の加速及び減速を示す加速度計からの出力とともに、図４Ｂに示された信号の差の拡大図である。図４Ｃは、いくつかの実施形態に係る、エネルギーハーベスタが、制動動作が適用された直後（例えば、１秒、０．９秒、０．８秒、０．７秒、０．６秒、０．５秒、０．４秒、０．３秒、０．２秒未満など）に（信号４０８において）車両の制動を検出することを示す。

【0037】

図４Ｄは、いくつかの実施形態に係る、センサモジュールからの参照波形４１１を示す。図４Ｄは、領域４１２、４１４、４１６、４１８、及び４２０によって示される波形４１１の別個の部分を示す。図４Ｅは、いくつかの実施形態に係る、図４Ｄに示される波形の異なる領域の拡大図を示す。いくつかの実施形態では、領域４１２は、車両の加速に対応している。いくつかの実施形態では、領域４１４は、車両が加速状態から一定速度状態に遷移することに対応している。いくつかの実施形態では、領域４１６は、一定速度で進行している（例えば、加速の状態から一定速度の状態に遷移している）車両に対応している。いくつかの実施形態では、領域４１８は、一定速度から減速を開始する（例えば、一定速度の状態から減速の状態に遷移する）車両に対応している。いくつかの実施形態では、領域４２０は、車両の減速に対応している。

【0038】

いくつかの実施形態では、相互相関メトリック（例えば、一方の他方に対する変位の関数としての２つの系列の類似性の尺度）が、車両移動における状態変化を識別するために使用される。図４Ｆは、いくつかの実施形態による、例示的な相互相関プロセスを示す。図４Ｆに示されるように、参照信号４３０が取得される（例えば、車両が一定速度で進行している領域４１６に対応する）。参照信号４３０は、出力相関グラフ４３４を生成するために入力信号４３２と相互相関される。相関グラフ４３４の最大値は、グラフ４３６に示されるようにプロットされる。いくつかの実施形態では、（正規化された）相互相関は、参照ベクトル及び入力ベクトルの長さを合わせることによって計算される。いくつかの実施形態では、入力信号は、参照信号と同じ長さを有するようにサンプリングされる（例えば、入力信号の部分集合が、参照信号内のデータプロットの数に基づいて選択されるし、逆もまた同様である）。いくつかの実施形態では、相互相関は、サンプル毎に入力信号をシフトすることによって計算される（例えば、２ミリ秒（ｍｓ）、４ｍｓ、８ｍｓ、又は１６ｍｓ）。

【0039】

いくつかの実施形態では、（正規化された）相互相関は、各走行状態（例えば、一定速度、加速、減速、及び一定速度と加速／減速との間の遷移）について計算される。ある場面では、参照データとして使用される一定速度と他のデータとの相関は、他の状態において高い。いくつかの実施形態では、走行状態が変化するタイミングは、相互相関から計算される。このようにして、本明細書において説明されるセンサモジュールは、ブレーキタイミングを検出するために使用することができる。

【0040】

図４Ｇは、いくつかの実施形態に係る、例示的な相関マッピングを示す。図４Ｇに示されるように、いくつかの実施形態により、入力相関グラフ４３１は、加速状態４５０にマッピングされ、入力相関グラフ４３３は、加速から定速状態４４４にマッピングされ、入力相関グラフ４３５は、定速状態４４８にマッピングされ、入力相関グラフ４３７は、定速から減速状態４４２にマッピングされ、及び入力相関グラフ４３９は、減速状態４４６にマッピングされる。いくつかの実施形態では、一定速度状態が、相関マッピングのための参照信号として使用される。いくつかの実施形態では、走行状態の境界は、速度が一定速度状態へ及び一定速度状態から遷移する位置で最高値を示す。グラフ４６０は、状態４４２、４４４、４４６、４４８、及び４５０に対するセンサモジュールからの対応している波形を示す。

【0041】

図５Ａは、いくつかの実施形態に係る、ブレーキアクチュエータのアクティブ制御を図示するブロック図である。図５Ａでは、ブレーキ入力信号（例えば、ブレーキペダルからの）が、ブレーキ制御システムに供給され、これはブレーキアクチュエータを作動させるか（ブレーキをかけるため）、又はブレーキアクチュエータを作動停止させる（ブレーキを解除するため）ための制御信号を提供する。いくつかの実施形態では、１つ以上のエネルギーハーベスタからの信号は、ブレーキ制御システムが、ブレーキアクチュエータに、修正された制御信号を供給するように、ブレーキ制御システムに提供される。例えば、ブレーキ制御システムがブレーキアクチュエータに制御信号を供給している間（オペレータがブレーキペダルを押圧したことを示すブレーキ入力信号に従って）、ブレーキ制御システムは、１つ以上の車輪（又はタイヤ）が、スリップしていることを示す信号を１つ以上のエネルギーハーベスタから受信し、スリップを示す信号が受信されなくなるまで、アンチロック制動が作動するために（例えば、パルス制御信号を提供する）ブレーキアクチュエータに供給される制御信号を修正し得る。いくつかの実施形態では、ブレーキ制御システムは、車両の複数の車輪（例えば、各車輪）におけるそれぞれのエネルギーハーベスタから信号を受信する。いくつかの実施形態では、ブレーキ制御システムは、対応するエネルギーハーベスタ信号に基づいて、各車輪を個別に修正する（例えば、各車輪において別個のアンチロック制動動作を適用する）。

【0042】

図５Ｂは、いくつかの実施形態に係る、モータ（例えば、電気モータ、燃焼機関、又は両方）のアクティブ制御を図示するブロック図である。いくつかの実施形態では、車両運転制御システムは、モータに制御信号を供給する（例えば、ブレーキ入力信号及び／又はアクセル入力信号に基づいて）。いくつかの実施形態では、１つ以上のエネルギーハーベスタからの信号もまた、車両運転制御システムに提供され、車両運転制御システムは、１つ以上のエネルギーハーベスタから受信される信号に基づいて、モータに供給される制御信号を修正する。例えば、車両運転制御システムは、１つ以上のエネルギーハーベスタから受信した信号に基づいて、１つ以上のクルーズ制御設定を調整する。いくつかの実施形態では、車両サスペンションシステムは、１つ以上のエネルギーハーベスタから受信した信号に基づいて調整される。いくつかの実施形態では、車両サスペンションシステムは、車両のそれぞれの車輪上のエネルギーハーベスタからのそれぞれの信号の比較に基づいて、調整される。例えば、車両安定性及び乗り心地は、各車輪からの特定のフィードバック信号に基づいて、別々に制御される。いくつかの実施形態では、車両は、複数のモータ運転を含み、各モータ運転は、車輪からのフィードバック信号に基づいて、（別々に）調整される。例えば、運転制御は、異なる車輪からのフィードバック信号に基づいて、各運転システムに別々に適用される。

【0043】

図６は、いくつかの実施形態に係る、車両の車輪に隣接して取り付けられた１つ以上のセンサからの信号を処理する方法６００を図示するフロー図である。いくつかの実施形態では、方法６００は、車両に取り付けられた制御回路（例えば、１つ以上のプロセッサ）によって実行される。例えば、方法６００は、電気構成要素１４０によって実行され得る。

【0044】

方法６００は、車両（例えば、車両１００）の車輪（例えば、車輪１０４）に隣接して取り付けられた１つ以上のセンサ（例えば、１つ以上のエネルギーハーベスタ、振動センサなど）から第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号を受信すること（６１０）を含む。

【0045】

いくつかの実施形態では、第１のセンサ信号は、１つ以上のセンサのうちの第１のセンサからのものであり、第２のセンサ信号は、１つ以上のセンサのうちの、第１のセンサとは異なる第２のセンサからのものである。例えば、図３Ａ及び図３Ｂに関して説明されるように、エネルギーハーベスタ１０６－１及び１０６－２は、別個のセンサ信号を１つ以上の電気構成要素１４０（例えば、ＡＦＥ回路２０２）に供給する。

【0046】

いくつかの実施形態では、第１のセンサは、車輪上の第１の半径方向に位置し、第２のセンサは、車輪上の第１の半径方向とは異なる、第２の半径方向に位置する。いくつかの実施形態では、第２の半径方向は、第１の半径方向と反対である（例えば、図３Ａのエネルギーハーベスタ１０６－１及び１０６－２）。いくつかの実施形態では、第２の半径方向は、少なくとも１５°のオフセット角度で、第１の半径方向からオフセットされる（例えば、図３Ｃのエネルギーハーベスタ１０６－１及び１０６－２）。

【0047】

いくつかの実施形態では、第１のセンサ信号は、第１の期間にわたる１つ以上のセンサのうちの第１のセンサからのものであり、第２のセンサ信号は、第１の期間とは異なる、第２の期間にわたる１つ以上のセンサのうちの第１のセンサからのものである。例えば、図２Ａ及び図２Ｂに関して説明されたように、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号は、異なる時間（例えば、ｔ１及びｔ２）において、同じセンサ（例えば、図１Ｂに示される単一のエネルギーハーベスタ１０６）によって収集される。

【0048】

方法６００は、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号に基づいて、車両の走行状態（例えば、加速、減速、他の車両の事象、道路状態、荷重分布など）を決定すること（６２０）を含む。

【0049】

いくつかの実施形態では、方法６００はまた、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号の重ね合わせを取得することを含む（例えば、ＡＦＥ回路２０２は、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号の重ね合わせを供給するように構成され得る）。第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号に基づいて、車両の走行状態を決定することは、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号の重ね合わせに基づいて、車両の走行状態を決定することを含む。

【0050】

いくつかの実施形態では、方法６００はまた、第１のセンサ信号と第２のセンサ信号との間の差を取得することを含む（例えば、ＡＦＥ回路２０２は、第１のセンサ信号と第２のセンサ信号との間の差を供給するように構成され得る）。第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号に基づいて、車両の走行状態を決定することは、第１のセンサ信号と第２のセンサ信号との間の差に基づいて、車両の走行状態を決定することを含む。

【0051】

いくつかの実施形態では、方法６００はまた、車両の走行状態を示す情報を供給することを含む。例えば、走行状態を示す情報は、１つ以上のコントローラに提供され得る。

【0052】

いくつかの実施形態では、方法６００はまた、車両の決定された走行状態によって、車両のブレーキの動作を調整することを含む（例えば、図５Ａに示されるように、走行状態を示す情報をブレーキ制御システムに提供することによって）。

【0053】

いくつかの実施形態では、方法６００はまた、車両の決定された走行状態によって、車両のモータの動作を調整することを含む（例えば、図５Ｂに示されるように、車両運転制御システムに走行状態を示す情報を供給することによって）。

【0054】

（Ａ１）一態様では、いくつかの実施形態は、車両の走行状態（例えば、走行状態及び／又は道路条件）を決定する方法（例えば、方法６００）を含む。いくつかの実施形態では、方法は、センサモジュール、制御回路、及び／又は１つ以上のプロセッサ（例えば、電気構成要素１４０）において実行される。この方法は、（１）車両の車輪（例えば、車輪１０４）に隣接して取り付けられた１つ以上のエネルギーハーベスティングセンサ（例えば、エネルギーハーベスティングデバイス１０６）から第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号を受信することと、（２）第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号に基づいて、車両の走行状態を決定することとを含む。

【0055】

（Ａ２）Ａ１のいくつかの実施形態では、（ｉ）第１のセンサ信号は、１つ以上のエネルギーハーベスティングセンサのうちの第１のエネルギーハーベスタ（例えば、エネルギーハーベスティングデバイス１０６－１）からのものであり、（ｉｉ）第２のセンサ信号は、１つ以上のエネルギーハーベスティングセンサのうちの第２のエネルギーハーベスタ（例えば、エネルギーハーベスティングデバイス１０６－２）からのものであり、第２のエネルギーハーベスタは、第１のエネルギーハーベスタとは異なる。

【0056】

（Ａ３）Ａ２のいくつかの実施形態では、（ｉ）第１のエネルギーハーベスタは、車輪上の第１の半径方向に位置し、（ｉｉ）第２のエネルギーハーベスタは、車輪上の第２の半径方向に位置し、第２の半径方向は、少なくとも１５°のオフセット角度によって第１の半径方向からオフセットされている（例えば、図３Ａに図示されるように１８０度の角度だけオフセットされる）。

【0057】

（Ａ４）Ａ１のいくつかの実施形態では、（ｉ）第１のセンサ信号は、第１の期間にわたる１つ以上のエネルギーハーベスティングセンサのうちの第１のセンサからのものであり、（ｉｉ）第２のセンサ信号は、第１の期間とは異なる第２の期間にわたる第１のセンサからのものである。

【0058】

（Ａ５）Ａ１～Ａ４のいずれかのいくつかの実施形態では、方法は、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号の重ね合わせを取得することを更に含み、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号に基づいて、車両の走行状態を決定することは、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号の重ね合わせに基づいて、車両の走行状態を決定することを含む。

【0059】

（Ａ６）Ａ１～Ａ４のいずれかのいくつかの実施形態では、方法は、第１のセンサ信号と第２のセンサ信号との間の差を取得することを更に含み、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号に基づいて、車両の走行状態を決定することは、第１のセンサ信号と第２のセンサ信号との間の差に基づいて、車両の走行状態を決定することを含む。

【0060】

（Ａ７）Ａ１～Ａ６のいずれかのいくつかの実施形態では、方法は、車両の決定された走行状態によって、車両のブレーキの動作を調整することを更に含む。例えば、アンチロック制動システムの作動又は動作の調整である。

【0061】

（Ａ８）Ａ１～Ａ７のいずれかのいくつかの実施形態では、方法は、車両の決定された走行状態によって、車両のモータの動作を調整することを更に含む。例えば、決定された走行状態に基づいて、クルーズ制御システムの動作を調整する。

【0062】

（Ａ９）Ａ１～Ａ８のいずれかのいくつかの実施形態では、方法は、車両の決定された走行状態によって、車両の車両サスペンションシステムを調整することを更に含む。

【0063】

（Ａ１０）Ａ１～Ａ９のいずれかのいくつかの実施形態では、１つ以上のエネルギーハーベスティングセンサは、圧電材料からなるカンチレバーを備えるエネルギーハーベスタを備える。

【0064】

（Ａ１１）Ａ１～Ａ１０のいずれかのいくつかの実施形態では、車両の走行状態を決定することは、車両の加速、車両の減速、車両の旋回、又は車両の制動のうちの１つ以上を識別することを含む。

【0065】

（Ａ１２）Ａ１－Ａ１１のいずれかのいくつかの実施形態では、方法は、（ｉ）車両の第２の車輪に隣接して取り付けられる１つ以上のエネルギーハーベスティングセンサから第３のセンサ信号及び第４のセンサ信号を受信することと、（ｉｉ）第１及び第２のセンサ信号と第３及び第４のセンサ信号との間の比較に基づいて、車両の第２の走行状態を決定することとを更に含む。

【0066】

（Ａ１３）Ａ１～Ａ１２のいずれかのいくつかの実施形態では、方法は、車両の第２の走行状態によって、車両の制動システム、モータシステム、及び／又は車両サスペンションシステムの動作を調整することを更に含む。

【0067】

いくつかの実施形態では、本明細書において説明される方法（例えば、上記の方法６００及びＡ１～Ａ１３）は、センサアセンブリによって実行される。いくつかの実施形態によれば、センサアセンブリは、車両の車輪上に隣接して取り付け可能な（例えば、上部に取り付け可能な）１つ以上のセンサ（例えば、１つ以上のエネルギーハーベスタ１０６）と、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号に基づいて、車両の走行状態を決定するために１つ以上のセンサに電気的に結合された１つ以上のプロセッサ（例えば、１つ以上のプロセッサ２０６）とを含む。

【0068】

いくつかの実施形態では、１つ以上のセンサは、エネルギーハーベスティングモジュールを含む。

【0069】

いくつかの実施形態では、１つ以上のセンサは、タイヤビードエリアと車輪のリムとの間に配置される。

【0070】

いくつかの実施形態では、１つ以上のセンサは、第１のセンサ信号を提供するための第１のセンサと、第２のセンサ信号を提供するための、第１のセンサとは異なる、第２のセンサとを含む。

【0071】

いくつかの実施形態では、第１のセンサは、車輪上の第１の半径方向に位置し、第２のセンサは、車輪上の、第１の半径方向とは異なる、第２の半径方向に位置する。

【0072】

いくつかの実施形態では、第２の半径方向は、第１の半径方向と反対である。

【0073】

いくつかの実施形態では、第２の半径方向は、少なくとも１５°のオフセット角度によって第１の半径方向からオフセットされる。

【0074】

いくつかの実施形態では、第１のセンサは、第１の車輪に隣接して配置され、第２のセンサは、第２の車輪に隣接して配置される。例えば、第１のセンサは、（例えば、クランプ４０６を介して）第１の車輪のリムに取り付けられ、第２のセンサは、（例えば、クランプ４０６を介して）第２の車輪のリムに取り付けられる。

【0075】

いくつかの実施形態では、１つ以上のセンサは、第１の期間にわたる第１のセンサ信号、及び第１の期間とは異なる第２の期間にわたる第２のセンサ信号を供給するための第１のセンサを含む。

【0076】

いくつかの実施形態では、センサアセンブリはまた、第１のセンサ信号又は第２のセンサ信号のうちの少なくとも１つを記憶するためのメモリを含む。

【0077】

いくつかの実施形態では、１つ以上のプロセッサは、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号の重ね合わせを取得し、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号の重ね合わせに基づいて、車両の走行状態を決定するために構成される。

【0078】

いくつかの実施形態では、１つ以上のプロセッサは、第１のセンサ信号と第２のセンサ信号との差を取得し、第１のセンサ信号と第２のセンサ信号との差に基づいて、車両の走行状態を決定するために構成される。

【0079】

いくつかの実施形態では、１つ以上のプロセッサは、車両の決定された走行状態によって、車両のブレーキの動作を調整するために構成される。

【0080】

いくつかの実施形態では、１つ以上のプロセッサは、車両の決定された走行状態によって、車両のモータの動作を調整するために構成される。

【0081】

いくつかの実施形態によれば、車輪アセンブリは、車輪と、本明細書において説明される任意のセンサアセンブリとを含み、センサアセンブリは、車輪に隣接して取り付けられる（例えば、センサアセンブリは、車輪上に取り付けられる）。

【0082】

第１、第２などの用語が、様々な要素を説明するために本明細書において使用される場合があるが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきではないことも理解されるであろう。これらの用語は、ある要素を別の要素と区別するためにのみ使用される。例えば、様々な説明された実施形態の範囲から逸脱することなく、第１のカンチレバーは、第２のカンチレバーと称することができ、同様に、第２のカンチレバーは、第１のカンチレバーと称することができる。第１のカンチレバー及び第２のカンチレバーは、両方ともカンチレバーであるが、同じカンチレバーではない。

【0083】

本明細書の実施形態の説明において使用される専門用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、本特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。説明及び添付の特許請求の範囲の中で使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈において特に明確な指示がない限り、複数形も含むことを意図する。また、本明細書で使用されるとき、「及び／又は」という用語は、列挙する関連項目のうちの１つ以上の任意かつ全ての可能な組み合わせを指し、包含することも理解されるであろう。更に本明細書において使用されるとき、「備える（comprises）」及び／又は「備える（comprising）」という用語は、述べた特徴、整数、工程、動作、要素、及び／又は構成要素が存在することを規定するが、１つ以上の他の特徴、整数、工程、動作、要素、構成要素、及び／又はそれらのグループが存在すること、若しくは追加されることを除外しないことも理解されるであろう。

【0084】

説明の目的で、前述の記載は、特定の実施形態を参照して説明されている。しかしながら、上記の例示的な議論は、網羅的であること、又は本特許請求の範囲を、開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。上記の教示を考慮して、多くの変更及び変形が可能である。実施形態は、様々な説明された実施形態の原理及びその実際の適用を最良に説明するために選択及び説明され、それによって、当業者が原理及び考えられる特定の用途に適した様々な変更を伴う様々な説明された実施形態を最良に利用することができるようにする。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図1F】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図4F】

【図4G】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【国際調査報告】