JP2004301680A - タイヤ装着用センサ装置及びセンサ装着タイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】電波のマルチパスなどによる通信品質の劣化を低減可能なタイヤ装着用センサ装置及びセンサ装着タイヤを提供する。
【解決手段】タイヤに装着され、タイヤ内部の空気圧を検出するセンサによる検出結果を電波によってタイヤの外部に送信するタイヤ装着用センサ装置において、同一平面内において互いに異なる方向の指向性を有するように異なる位置に配置された２個のアンテナ３１Ａ，３１Ｂを備えたセンサ装置３を構成し、これら２個のアンテナのそれぞれから、所定時間の送信期間内で、順次、タイヤ空気圧の検出結果を送信する。
【選択図】 図２
【解決手段】タイヤに装着され、タイヤ内部の空気圧を検出するセンサによる検出結果を電波によってタイヤの外部に送信するタイヤ装着用センサ装置において、同一平面内において互いに異なる方向の指向性を有するように異なる位置に配置された２個のアンテナ３１Ａ，３１Ｂを備えたセンサ装置３を構成し、これら２個のアンテナのそれぞれから、所定時間の送信期間内で、順次、タイヤ空気圧の検出結果を送信する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ装着用センサ装置に関し、特に電波のマルチパスなどによる通信品質の劣化を低減可能なタイヤ装着用センサ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の安全走行を行う上で、タイヤ空気圧などのタイヤの物理的な状態の点検は欠かすことができないことである。しかし、人手によってタイヤの点検を行う場合、手間と時間がかかるので、空気圧などのタイヤの物理的な状態を自動的に検出するタイヤモニタリングシステムが開発され、一般車両にも使用され始めた。
【０００３】
上記タイヤモニタリングシステムは、一般的にタイヤに装着されてタイヤの物理的な状態を検出してこの検出結果をワイヤレスで送信するセンサ装置と、センサ装置から送信されたデータを受信するモニタ装置とから構成されている。
【０００４】
上記センサ装置は、一般的にタイヤの内部に設けられており、リムに固定されたり或いはタイヤ内に埋設されて設けられることが多い。
【０００５】
さらに、タイヤの製造や修理の履歴情報を記憶できる機能を有するセンサ装置も知られており、このようなセンサ装置の場合は、記憶情報の改竄などを防止するためにタイヤ内に埋設されていることが多い。
【０００６】
また、車両走行中のタイヤの歪み状態や回転数、回転角速度などの空気圧以外の物理的状態を検出するセンサを設けたセンサ装置をタイヤに設けることにより、車両走行におけるスタビリティーコントロールの自動化に用いることが可能なタイヤモニタリングシステムも開発されている。
【０００７】
一方、米国では２０００年１１月に「ＴＲＥＡＤ法（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｃａｌｌ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ，Ａｃｃｏｕｎｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ａｃｔ）」が、日本では２００２年７月に「道路運送車両法の一部を改正する法律（改正道路運送車両法）」が成立した。
【０００８】
上記ＴＲＥＡＤ法は，リコールの報告義務の拡大やそれを怠ったときの罰則強化や、タイヤの表示項目の充実、タイヤ空気圧警報装置の義務付け、子供の拘束装置の改善などの自動車の安全のアウトラインを定めた法律であり、ＴＲＥＡＤ法でのタイヤ空気圧警報装置の義務付けに伴って、各製造メーカによりセンサ装置やタイヤモニタリングシステムが製造され、販売されるようになった。
【０００９】
センサ装置の従来例としては、特表平８−５０５９３９号公報に開示されるセンサ装置が知られている。
【００１０】
上記公報に開示される遠隔タイヤ圧力監視システムは、自動車内の低タイヤ圧力を表示するシステムであって、各車輪が、独自のコードを持った送信機を有し、自動車内の中央受信機によって、それぞれの送信機のコードを識別する。また、自動車の稼働中及び整備中にタイヤを交替する場合、送信機の位置を再学習するように、システムを再校正する。さらに、各送信機の特定用途向け集積回路符号器は、自動車上の２つ以上の送信機間の無線周波数の衝突を避けるために、独自のコードに応じて、異なる間隔でその情報を送るように、製造時にプログラムされている。
【００１１】
【特許文献１】
特表平８−５０５９３９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来例のセンサ装置では、ダイポールアンテナや、ホイップアンテナ、バーアンテナ等の多種のアンテナが１つ用いられており、センサ装置から輻射した電波がタイヤハウス内や路面等で散乱してマルチパスを生じた場合、その電波の伝搬経路によっては受信側における電界強度が低下して正確に受信できる確率の低下を招いていた。すなわち、マルチパスが生じることにより、タイヤ装着用センサ装置から輻射された電波による信号を受信側で正確に受信できないことがあった。
【００１３】
本発明の目的は上記の問題点に鑑み、電波のマルチパスなどによる通信品質の劣化を低減可能なタイヤ装着用センサ装置及びセンサ装着タイヤを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、タイヤに装着され、タイヤ内部の物理量を検出するセンサを有し、該センサによる検出結果を電波によってタイヤの外部に送信するタイヤ装着用センサ装置において、異なる位置に配置された２個以上のアンテナと、所定時間の送信期間内で前記２個以上のアンテナのそれぞれから順次前記検出結果を送信する手段とを備えているタイヤ装着用センサ装置を提案する。
【００１５】
本発明のタイヤ装着用センサ装置では、タイヤ内部の物理量がセンサによって検出され、該センサによる検出結果は電波によってタイヤの外部に送信される。この際、異なる位置に配置された２個以上のアンテナのそれぞれから所定時間の送信期間内で順次前記検出結果が送信される。これにより、センサ装置からは、それぞれ異なる位置に配置された２個以上のアンテナのそれぞれから電波が送信されるので、受信側ではこれら２個以上のアンテナから送信された電波のうちの少なくとも電界強度が最大となる電波を受信することによってセンサ装置からの信号を確実に受信することができる。
【００１６】
また、本発明は上記構成のタイヤ装着用センサ装置において、前記２個以上のアンテナは同一平面内において互いに異なる方向の指向性を有するように配置されているタイヤ装着用センサ装置を提案する。
【００１７】
本発明のタイヤ装着用センサ装置では、前記２個以上のアンテナが同一平面内において互いに異なる方向の指向性を有しているので、これらのアンテナから異なる方向に向けて送信された電波のうちの少なくとも電界強度が最大となる電波を受信することによってセンサ装置からの信号を確実に受信することができる。
【００１８】
また、本発明は上記構成のタイヤ装着用センサ装置において、前記アンテナを２つ備え、各アンテナは同一平面内において互いに直角な方向の指向性を有するように配置されているタイヤ装着用センサ装置を提案する。
【００１９】
本発明のタイヤ装着用センサ装置では、前記２個以上のアンテナが同一平面内において互いに直角な方向の指向性を有しているので、これらのアンテナから互いに直角な方向に向けて送信された電波のうちの少なくとも電界強度が最大となる電波を受信することによってセンサ装置からの信号を確実に受信することができる。
【００２０】
また、本発明は上記構成のタイヤ装着用センサ装置において、印刷配線回路基板を備え、前記アンテナが前記印刷配線回路基板上の印刷配線によって形成されているタイヤ装着用センサ装置を提案する。
【００２１】
本発明のタイヤ装着用センサ装置では、前記２個以上のアンテナのそれぞれが前記印刷配線回路基板上の印刷配線によって形成されているため、センサ装置の形状を小型化することができると共に製造工程を簡略化することができる。
【００２２】
また、本発明は上記構成のタイヤ装着用センサ装置において、前記センサはタイヤ内の空気圧を検出する圧力センサを含むタイヤ装着用センサ装置を提案する。
【００２３】
本発明のタイヤ装着用センサ装置では、前記圧力センサによってタイヤ内の空気圧が検出され、該空気圧の検出結果が前記２個以上のアンテナから送信される。
【００２４】
また、本発明は、上記構成のセンサ装置が装着されているタイヤを提案する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
【００２６】
図１は本発明の第１実施形態におけるタイヤ監視システムの全体を示す構成図、図２は本発明の第１実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の本体を示す平面図、図３は本発明の第１実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の電気系回路を示すブロック図である。
【００２７】
図１において、１は車両であり、例えば４輪の普通乗用車で、４つの車輪２のそれぞれにはタイヤの状態を検知するタイヤ装着用センサ装置（以下、単にセンサ装置と称する）３が設けられている。
【００２８】
また、運転席近傍にはコントローラ４ａと表示パネル４ｂとを含むモニタ装置本体４が設置されている。さらに、モニタ装置本体４に接続されたアンテナ５が車両のほぼ中央部に設けられている。
【００２９】
センサ装置３は、図２に示すように、プリント配線基板３０１と、プリント配線基板３０１に実装されたＩＣ（半導体集積回路）３０２〜３０４によって構成され、これらは図示せぬ絶縁性樹脂によって被覆されている。
【００３０】
ＩＣ３０２，３０３は後述するアンテナ切替器３２Ａ，３２ｂを構成するものであり、ＩＣ３０４は後述する整流回路３３、中央処理部３４、検波部３５、発信部３６、センサ部３７を構成するものである。
【００３１】
また、プリント配線基板３０１上には、後述する第１アンテナ３１Ａと第２アンテナ３１Ｂが直線状のプリント配線によって形成されており、例えば単一型のアンテナであり、互いに直角をなすように配置されている。これにより、各アンテナ３１Ａ，３１Ｂの指向性は、図３に示すように９０度異なる方向になる。尚、アンテナ３１Ａ，３１Ｂの種類は単一型に限定されることはなく、ダイポール型、逆Ｆ型、ループ型等多の種類であっても、その指向性の方向が異なる位置に配置されていれば良い。
【００３２】
一方、センサ装置３の電気系回路は、図４に示すように、第１アンテナ３１Ａと、第２アンテナ３１Ｂ、第１アンテナ切替器３２Ａ、第２アンテナ切替器３２Ｂ、整流回路３３、中央処理部３４、検波部３５、発信部３６、センサ部３７から構成されている。
【００３３】
アンテナ３１Ａ，３１Ｂは、アンテナ５との間で電磁波を用いて通信するためのもので、例えばＧＨｚ帯の所定の通信周波数に整合されている。
【００３４】
アンテナ切替器３２Ａ、３２Ｂは、例えば電子スイッチ等から構成され、中央処理部３４の制御によってそれぞれ個別に切り替わり、アンテナ３１或いはアンテナ３２と整流回路３３及び検波部３５との接続とを切り替えるとともに、アンテナ３１或いはアンテナ３２と発信部３６との接続とを切り替える。
【００３５】
整流回路３３は、ダイオード３３１，３３２と、コンデンサ３３３、抵抗器３３４から構成され、周知の全波整流回路を形成している。この整流回路３３の入力側にはアンテナ切替器３１Ａ，３２Ｂを介してアンテナ３２が接続されている。整流回路３３は、中継装置４から送信された情報要求信号によってアンテナ３１に誘起した高周波電流を整流して直流電流に変換してコンデンサ３３３に蓄え、これを中央処理部３４、検波部３５、及び発信部３６の駆動電源として出力するものである。コンデンサ３３３は平滑と蓄電の両作用をなすが、一時的な蓄電用にスーパーキャパシタや２次電池を設けても良い。
【００３６】
中央処理部３４は、周知のＣＰＵ３４１と、ディジタル／アナログ（以下、Ｄ／Ａと称する）変換回路３４２、記憶部３４３から構成されている。ＣＰＵ３４１は、記憶部３４３の半導体メモリに格納されているプログラムに基づいて動作し、電源が供給されて駆動すると、センサ部３７に対して電源部３８の電池３８１を接続してセンサ部３７を駆動し、センサ検知データを中継装置４にワイヤレスで送信する。さらに、ＣＰＵ３４１は、受信した信号の中に書き込み命令と共に書き込み対象情報が含まれているときには、この書き込み命令に従って記憶部３４１内の情報の書き換えや追加或いは削除を行う。
【００３７】
また、ＣＰＵ３４１のプログラムには、中継装置４から後述する自己の識別情報を指定した情報要求信号を受信したときに応答信号を送信するように設定されている。本実施形態では、情報要求信号には情報要求であることを示すヘッダ部を設け、応答信号には応答であることを表すヘッダ部を設けることによって、情報要求信号と応答信号とを区別できるようにしている。
【００３８】
記憶部３４３は、ＣＰＵ３４１を動作させるプログラムが記録されたＲＯＭと、例えばＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）等の電気的に書き換え可能な不揮発性の半導体メモリとからなり、個々の検知装置３に固有の識別情報が、製造時に記憶部３４３内の書き換え不可に指定された領域に予め記憶されている。
【００３９】
検波部３５は、ダイオード３５１とアナログ／ディジタル（以下、単にＡ／Ｄと称する）変換器３５２からなり、ダイオード３５１のアノードはアンテナ３１に接続され、カソードはＡ／Ｄ変換器３５２を介して中央処理部３４のＣＰＵ３４１に接続されている。これにより、受信した信号は検波部３５によってディジタルデータに変換されてＣＰＵ３４１に入力される。
【００４０】
発信部３６は、発振回路３６１、変調回路３６２及び高周波増幅回路３６３から構成され、発振回路３６１によって発振された搬送波を、中央処理部３４から入力した情報信号に基づいて変調回路３６２で変調し、これを高周波増幅回路３６３及びアンテナ切替器３２Ａ，３２Ｂを介して第１アンテナ３１Ａまたは第２アンテナ３１Ｂに供給する。
【００４１】
センサ部３７は、センサ３７１とＡ／Ｄ変換回路３７２から構成されている。センサ３７１としてはタイヤ２の状態を検知して電気信号に変換して出力するセンサが用いられ、例えば空気圧センサや温度センサ、圧力センサ、湿度センサ、振動センサなどである。本実施形態では、センサ３７１としてタイヤ内部の空気圧を検知して空気圧に対応した電圧を出力する空気圧センサを構成した。
【００４２】
Ａ／Ｄ変換回路３７２は、入力されたセンサ３７１の出力電圧をディジタル値に変換してＣＰＵ３４１に対して出力する。尚、センサ３７１の検知結果は正常と異常とを判別できるほかに要注意状態にあることを判別できるように３段階以上に表すことが好ましく、ディジタル値では２ビット以上のディジタル値に変換することが好ましい。本実施形態では８ビットのディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路３７４を用いている。
【００４３】
次に、前述の構成よりなる第１実施形態の動作について図５に示す処理フローチャート及び図６に示す応答信号送信タイミングチャートを参照して説明する。
【００４４】
モニタ装置本体４は、各センサ装置３に対する情報要求信号を送信する。このときモニタ装置本体４は、個々のセンサ装置３毎にその識別情報を指定した情報要求信号を送信する。この後、モニタ装置本体４は、送信した情報要求信号に対する全てのセンサ装置３からの応答信号を受信したか否かを判定し、全ての応答信号を受信できたときは、受信した応答信号から識別情報と検知情報とを抽出する。さらに、抽出した検知情報から空気圧データを解析して、表示パネル４ｂの液晶表示器に各タイヤ２２の空気圧を数字表示する。この後、モニタ装置本体４は、前述した処理を繰り返す。
【００４５】
一方、センサ装置３は、モニタ装置本体４から送信された情報要求信号によって駆動エネルギーが供給されて動作を開始すると、自己の識別情報を指定した情報要求信号を受信したか否かを判定し（ＳＡ１）、自己の識別情報を含む情報要求信号を受信したときはセンサ部３７が検知した空気圧のセンサデータを取り込み（ＳＡ２）、これらのデータと自己の識別情報を含む応答信号を生成する（ＳＡ３）。
【００４６】
次に、センサ装置３は、第１アンテナ切替器３２Ａと第２アンテナ切替器３２Ｂを操作して、第１アンテナ３１Ａからの送信を可能にし（ＳＡ４）、第１アンテナ３１Ａから応答信号を送信する（ＳＡ５）。この後、さらに第１アンテナ切替器３２Ａと第２アンテナ切替器３２Ｂを操作して、第２アンテナ３１Ｂからの送信を可能にし（ＳＡ６）、第２アンテナ３１Ｂから応答信号を送信する（ＳＡ７）。
【００４７】
本実施形態では、図６に示すように、センサ装置３は情報要求信号を受信した後に第１アンテナ３１Ａからｔ１秒の間に１回目の応答信号を送信し、この後、ｔ２秒経過してから第２アンテナ３１Ｂからｔ３秒の間に２回目の応答信号を送信する。尚、本実施形態では、ｔ１，ｔ２，ｔ３のそれぞれを１５ｍｓに設定している。
【００４８】
前述したように第１実施形態のタイヤ監視システムでは、センサ装置３に２つのアンテナ３１Ａ，３１Ｂを設けると共に、それぞれの指向性の方向が直角となるように各アンテナ３１Ａ，３１Ｂを配置したので、タイヤ２内部の空気圧がセンサ装置３によって検出され、電波によってタイヤ２の外部に送信される際に、異なる位置に配置された２つのアンテナ３１Ａ，３１Ｂのそれぞれから所定時間の送信期間内で順次検出結果が送信されるため、センサ装置３からは、それぞれ異なる位置に配置された２個以上のアンテナ３１Ａ，３１Ｂのそれぞれから電波が送信されるので、モニタ装置本体４側ではこれらのアンテナ３１Ａ，３１Ｂから送信された電波のうちの少なくとも電界強度が最大となる電波を受信することによってセンサ装置３からの信号を確実に受信することができる。従って、電波のマルチパスなどによる通信品質の劣化を低減することができる。
【００４９】
尚、本実施形態では、第１及び第２アンテナ３１Ａ，３１Ｂのそれぞれをプリント配線によって形成し、それぞれを単一型アンテナとしたが、これに限定されることはなく、前後比を有する指向性を持ったアンテナを用いても良い。また、本実施形態では２つのアンテナ３１Ａ，３１Ｂを設けたが、３つ以上のアンテナを設け、これらを切り替えて応答信号を送信するようにしても良い。また、本実施形態では２つの直線状のアンテナ３１Ａ，３１Ｂを直角をなすように配置したが、これに限定されることはなく、各アンテナ３１Ａ，３１Ｂからの電波の輻射方向が異なればほぼ同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
【００５０】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
【００５１】
図７は本発明の第２実施形態におけるセンサ装置３Ａの本体を示す平面図、図８は本発明の第２実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の電気系回路を示すブロック図である。図において、前述した第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。
【００５２】
また、第２実施形態と前述した第１実施形態との相違点は、第２実施形態のセンサ装置３Ａでは、第１実施形態における第２アンテナ切替器３２Ｂと、整流回路３３及び検波部３５を除去すると共に、電池３８を設け、電池３８によって各部へ駆動電力を供給し、空気圧の検出結果を含む応答信号を一定間隔で送信するようにしたことである。
【００５３】
即ち、センサ装置３は、図７に示すように、プリント配線基板３０１と、プリント配線基板３０１に実装されたＩＣ（半導体集積回路）３０２，３０５、電池３８によって構成され、これらは図示せぬ絶縁性樹脂によって被覆されている。
【００５４】
ＩＣ３０２はアンテナ切替器３２Ａを構成するものであり、ＩＣ３０５は中央処理部３４、発信部３６、センサ部３７を構成するものである。
【００５５】
また、プリント配線基板３０１上には、第１実施形態と同様に第１アンテナ３１Ａと第２アンテナ３１Ｂが直線状のプリント配線によって形成されており、それぞれ単一型のアンテナであり、互いに直角をなすように配置されている。これにより、各アンテナ３１Ａ，３１Ｂの指向性は９０度異なる方向になる。
【００５６】
一方、センサ装置３の電気系回路は、図８に示すように、第１アンテナ３１Ａと、第２アンテナ３１Ｂ、第１アンテナ切替器３２Ａ、中央処理部３４、発信部３６、センサ部３７から構成され、高周波増幅回路３６３の出力端はアンテナ切替器３２Ａを介して第１アンテナ３１Ａまたは第２アンテナ３１Ｂに接続され、アンテナ切替器３２ＡはＣＰＵ３４１によって切替制御される。
【００５７】
次に、前述の構成よりなる第２実施形態の動作について図９に示す処理フローチャート及び図１０に示す応答信号送信タイミングチャートを参照して説明する。
【００５８】
センサ装置３Ａは、動作を開始すると、タイマをリセットして（ＳＢ１）、タイマの計時を開始し、タイマの計時時間Ｔが予めプログラムに設定されている周期時間Ｔ１以上になったか否かを判定し（ＳＢ２）、計時時間Ｔが周期時間Ｔ１以上になったときに、センサ部３７が検知した空気圧のセンサデータを取り込み（ＳＢ３）、これらのデータと自己の識別情報を含む応答信号を生成する（ＳＢ４）。
【００５９】
次に、センサ装置３Ａは、第１アンテナ切替器３２Ａを操作して、第１アンテナ３１Ａからの送信を可能にし（ＳＢ５）、第１アンテナ３１Ａから応答信号を送信する（ＳＢ６）。この後、さらに第１アンテナ切替器３２Ａを操作して、第２アンテナ３１Ｂからの送信を可能にし（ＳＢ７）、第２アンテナ３１Ｂから応答信号を送信する（ＳＢ８）。
【００６０】
本実施形態では、図１０に示すように、センサ装置３Ａは周期時間Ｔ１毎に第１アンテナ３１Ａからｔ１秒の間に１回目の応答信号を送信し、この後、ｔ２秒経過してから第２アンテナ３１Ｂからｔ３秒の間に２回目の応答信号を送信する。尚、本実施形態では、ｔ１，ｔ２，ｔ３のそれぞれを１５ｍｓに設定すると共に周期時間Ｔ１を３０秒に設定している。
【００６１】
前述したように第２実施形態のタイヤ監視システムでは、センサ装置３Ａ自体が周期的にタイヤ２の空気圧の検出結果を含む応答信号を送信するので、モニタ装置本体４側ではそれを受信するのみでよいため、システム構成が簡略化される。
【００６２】
また、第２実施形態のセンサ装置３Ａにおいても、第１実施形態と同様に２つのアンテナ３１Ａ，３１Ｂを配置し、アンテナ３１Ａ，３１Ｂのそれぞれから電波が送信されるので、モニタ装置本体４側ではこれらのアンテナ３１Ａ，３１Ｂから送信された電波のうちの少なくとも電界強度が最大となる電波を受信することによってセンサ装置３Ａからの信号を確実に受信することができる。従って、電波のマルチパスなどによる通信品質の劣化を低減することができる。
【００６３】
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
【００６４】
図１１は本発明の第３実施形態におけるセンサ装置３Ａの本体を示す平面図、図１２は本発明の第３実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の電気系回路を示すブロック図である。図において、前述した第２実施形態と同一構成部分は同一符号を持って表しその説明を省略する。
【００６５】
また、第３実施形態と前述した第２実施形態との相違点は、第３実施形態のセンサ装置３Ｂでは、第２実施形態におけるアンテナ切替器３２Ａを除去すると共に、ＩＣ３０５に代えてＩＣ３０６を用いたことである。
【００６６】
即ち、センサ装置３は、図１１に示すように、プリント配線基板３０１と、プリント配線基板３０１に実装されたＩＣ（半導体集積回路）３０６と電池３８によって構成され、これらは図示せぬ絶縁性樹脂によって被覆されている。
【００６７】
ＩＣ３０６は中央処理部３４、発信部３６Ｂ、センサ部３７を構成するものである。
【００６８】
また、プリント配線基板３０１上には、第２実施形態と同様に第１アンテナ３１Ａと第２アンテナ３１Ｂが直線状のプリント配線によって形成されており、それぞれ単一型のアンテナであり、互いに直角をなすように配置されている。これにより、各アンテナ３１Ａ，３１Ｂの指向性は９０度異なる方向になる。
【００６９】
一方、センサ装置３Ｂの電気系回路は、図１２に示すように、第１アンテナ３１Ａと、第２アンテナ３１Ｂ、中央処理部３４、発信部３６Ｂ、センサ部３７から構成され、発信部３６Ｂの２つの出力端子がそれぞれ第１アンテナ３１Ａと第２アンテナ３１Ｂに接続されている。
【００７０】
発振部３６Ｂは、発振回路３６１、変調回路３６２、高周波増幅回路３６３，３６４及び切替器３６５から構成され、発振回路３６１によって発振された搬送波を、中央処理部３４から入力した情報信号に基づいて変調回路３６２で変調し、これを切替器３６５を介して高周波増幅回路３６３または高周波増幅回路３６４の何れかに入力する。高周波増幅回路３６３の出力端子は第１アンテナ３１Ａに接続され、高周波増幅回路３６４の出力端子は第２アンテナ３１Ｂに接続されている。
【００７１】
切替器３６５は、例えば電子スイッチからなり、ＣＰＵ３４１からの制御信号に基づいて、変調回路３６２から入力した応答信号を高周波増幅回路３６３または高周波増幅回路３６４の何れかに出力する。
【００７２】
次に、前述の構成よりなる第３実施形態の動作について説明する。
【００７３】
センサ装置３Ｂは、動作を開始すると、タイマをリセットして、タイマの計時を開始し、タイマの計時時間Ｔが予めプログラムに設定されている周期時間Ｔ１以上になったか否かを判定し、計時時間Ｔが周期時間Ｔ１以上になったときに、センサ部３７が検知した空気圧のセンサデータを取り込み、これらのデータと自己の識別情報を含む応答信号を生成する。
【００７４】
次に、センサ装置３Ｂは、切替器３６５を操作し、高周波増幅回路３６３に変調回路３６２の出力信号を入力して第１アンテナ３１Ａからの送信を可能にし、第１アンテナ３１Ａから応答信号を送信する。この後、さらに切替器３６５を操作し、高周波増幅回路３６４に変調回路３６２の出力信号を入力して第２アンテナ３１Ｂからの送信を可能にし、第２アンテナ３１Ｂから応答信号を送信する。
【００７５】
第３実施形態においても第２実施形態と同様に、センサ装置３Ｂは周期時間Ｔ１毎に第１アンテナ３１Ａからｔ１秒の間に１回目の応答信号を送信し、この後、ｔ２秒経過してから第２アンテナ３１Ｂからｔ３秒の間に２回目の応答信号を送信する。尚、第３実施形態においても、ｔ１，ｔ２，ｔ３のそれぞれを１５ｍｓに設定すると共に周期時間Ｔ１を３０秒に設定している。
【００７６】
前述したように第３実施形態のタイヤ監視システムでは、センサ装置３Ｂ自体が周期的にタイヤ２の空気圧の検出結果を含む応答信号を送信するので、モニタ装置本体４側ではそれを受信するのみでよいため、システム構成が簡略化される。
【００７７】
また、第３実施形態のセンサ装置３Ｂにおいても、第２実施形態と同様に２つのアンテナ３１Ａ，３１Ｂを配置し、アンテナ３１Ａ，３１Ｂのそれぞれから電波が送信されるので、モニタ装置本体４側ではこれらのアンテナ３１Ａ，３１Ｂから送信された電波のうちの少なくとも電界強度が最大となる電波を受信することによってセンサ装置３Ａからの信号を確実に受信することができる。従って、電波のマルチパスなどによる通信品質の劣化を低減することができる。
【００７８】
さらに、第３実施形態におけるセンサ装置３Ｂでは、２つの高周波増幅回路３６３，３６４を設け、変調回路３６２からの出力信号をこれら２つの高周波増幅回路３６３，３６４の何れかに入力することによって送信用のアンテナ３１Ａ，３１Ｂを変えるようにしたため、高周波増幅回路３６３，３６４とアンテナ３１Ａ，３１Ｂが直接接続されるので、第２実施形態のセンサ装置３Ａに比べて高周波電力の損失を低減することができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、タイヤ内部の物理量がセンサによって検出され、該センサによる検出結果が電波によってタイヤの外部に送信される際に、異なる位置に配置された２個以上のアンテナのそれぞれから所定時間の送信期間内で順次前記検出結果が送信されるので、受信側ではこれら２個以上のアンテナから送信された電波のうちの少なくとも電界強度が最大となる電波を受信することによってセンサ装置からの信号を確実に受信することができるという非常に優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態におけるタイヤ監視システムの全体を示す構成図
【図２】本発明の第１実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の本体を示す平面図
【図３】本発明の第１実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置のアンテナ指向性を示す平面図
【図４】本発明の第１実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の電気系回路を示すブロック図
【図５】本発明の第１実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の処理フローチャート
【図６】本発明の第１実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の応答信号送信タイミングチャート
【図７】本発明の第２実施形態におけるセンサ装置の本体を示す平面図
【図８】本発明の第２実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の電気系回路を示すブロック図
【図９】本発明の第２実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の処理フローチャート
【図１０】本発明の第２実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の応答信号送信タイミングチャート
【図１１】本発明の第３実施形態におけるセンサ装置の本体を示す平面図
【図１２】本発明の第３実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の電気系回路を示すブロック図
【符号の説明】
１…車両、２…タイヤ、３，３Ａ，３Ｂ…センサ装置、４…モニタ装置本体、４ａ…コントローラ、４ｂ…表示パネル、５…アンテナ、３１Ａ，３１Ｂ…アンテナ、３２Ａ，３２Ｂ…アンテナ切替器、３３…整流回路、３４…中央処理部、３５…検波部、３６…発信部、３７…センサ部、３０１…プリント配線基板、３０２〜３０６…ＩＣ（半導体集積回路）、３３１，３３２…ダイオード、３３３…コンデンサ、３３４…抵抗器、３４１…ＣＰＵ、３４２…ディジタル／アナログ変換回路、３４３…記憶部、３５１…ダイオード、アナログ／ディジタル変換器、３６１…発振回路、３６２…変調回路、高周波増幅回路３６３，３６４、３６５…切替器、３７１…センサ、３７２…アナログ／ディジタル変換回路。
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ装着用センサ装置に関し、特に電波のマルチパスなどによる通信品質の劣化を低減可能なタイヤ装着用センサ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の安全走行を行う上で、タイヤ空気圧などのタイヤの物理的な状態の点検は欠かすことができないことである。しかし、人手によってタイヤの点検を行う場合、手間と時間がかかるので、空気圧などのタイヤの物理的な状態を自動的に検出するタイヤモニタリングシステムが開発され、一般車両にも使用され始めた。
【０００３】
上記タイヤモニタリングシステムは、一般的にタイヤに装着されてタイヤの物理的な状態を検出してこの検出結果をワイヤレスで送信するセンサ装置と、センサ装置から送信されたデータを受信するモニタ装置とから構成されている。
【０００４】
上記センサ装置は、一般的にタイヤの内部に設けられており、リムに固定されたり或いはタイヤ内に埋設されて設けられることが多い。
【０００５】
さらに、タイヤの製造や修理の履歴情報を記憶できる機能を有するセンサ装置も知られており、このようなセンサ装置の場合は、記憶情報の改竄などを防止するためにタイヤ内に埋設されていることが多い。
【０００６】
また、車両走行中のタイヤの歪み状態や回転数、回転角速度などの空気圧以外の物理的状態を検出するセンサを設けたセンサ装置をタイヤに設けることにより、車両走行におけるスタビリティーコントロールの自動化に用いることが可能なタイヤモニタリングシステムも開発されている。
【０００７】
一方、米国では２０００年１１月に「ＴＲＥＡＤ法（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｃａｌｌ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ，Ａｃｃｏｕｎｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ａｃｔ）」が、日本では２００２年７月に「道路運送車両法の一部を改正する法律（改正道路運送車両法）」が成立した。
【０００８】
上記ＴＲＥＡＤ法は，リコールの報告義務の拡大やそれを怠ったときの罰則強化や、タイヤの表示項目の充実、タイヤ空気圧警報装置の義務付け、子供の拘束装置の改善などの自動車の安全のアウトラインを定めた法律であり、ＴＲＥＡＤ法でのタイヤ空気圧警報装置の義務付けに伴って、各製造メーカによりセンサ装置やタイヤモニタリングシステムが製造され、販売されるようになった。
【０００９】
センサ装置の従来例としては、特表平８−５０５９３９号公報に開示されるセンサ装置が知られている。
【００１０】
上記公報に開示される遠隔タイヤ圧力監視システムは、自動車内の低タイヤ圧力を表示するシステムであって、各車輪が、独自のコードを持った送信機を有し、自動車内の中央受信機によって、それぞれの送信機のコードを識別する。また、自動車の稼働中及び整備中にタイヤを交替する場合、送信機の位置を再学習するように、システムを再校正する。さらに、各送信機の特定用途向け集積回路符号器は、自動車上の２つ以上の送信機間の無線周波数の衝突を避けるために、独自のコードに応じて、異なる間隔でその情報を送るように、製造時にプログラムされている。
【００１１】
【特許文献１】
特表平８−５０５９３９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来例のセンサ装置では、ダイポールアンテナや、ホイップアンテナ、バーアンテナ等の多種のアンテナが１つ用いられており、センサ装置から輻射した電波がタイヤハウス内や路面等で散乱してマルチパスを生じた場合、その電波の伝搬経路によっては受信側における電界強度が低下して正確に受信できる確率の低下を招いていた。すなわち、マルチパスが生じることにより、タイヤ装着用センサ装置から輻射された電波による信号を受信側で正確に受信できないことがあった。
【００１３】
本発明の目的は上記の問題点に鑑み、電波のマルチパスなどによる通信品質の劣化を低減可能なタイヤ装着用センサ装置及びセンサ装着タイヤを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、タイヤに装着され、タイヤ内部の物理量を検出するセンサを有し、該センサによる検出結果を電波によってタイヤの外部に送信するタイヤ装着用センサ装置において、異なる位置に配置された２個以上のアンテナと、所定時間の送信期間内で前記２個以上のアンテナのそれぞれから順次前記検出結果を送信する手段とを備えているタイヤ装着用センサ装置を提案する。
【００１５】
本発明のタイヤ装着用センサ装置では、タイヤ内部の物理量がセンサによって検出され、該センサによる検出結果は電波によってタイヤの外部に送信される。この際、異なる位置に配置された２個以上のアンテナのそれぞれから所定時間の送信期間内で順次前記検出結果が送信される。これにより、センサ装置からは、それぞれ異なる位置に配置された２個以上のアンテナのそれぞれから電波が送信されるので、受信側ではこれら２個以上のアンテナから送信された電波のうちの少なくとも電界強度が最大となる電波を受信することによってセンサ装置からの信号を確実に受信することができる。
【００１６】
また、本発明は上記構成のタイヤ装着用センサ装置において、前記２個以上のアンテナは同一平面内において互いに異なる方向の指向性を有するように配置されているタイヤ装着用センサ装置を提案する。
【００１７】
本発明のタイヤ装着用センサ装置では、前記２個以上のアンテナが同一平面内において互いに異なる方向の指向性を有しているので、これらのアンテナから異なる方向に向けて送信された電波のうちの少なくとも電界強度が最大となる電波を受信することによってセンサ装置からの信号を確実に受信することができる。
【００１８】
また、本発明は上記構成のタイヤ装着用センサ装置において、前記アンテナを２つ備え、各アンテナは同一平面内において互いに直角な方向の指向性を有するように配置されているタイヤ装着用センサ装置を提案する。
【００１９】
本発明のタイヤ装着用センサ装置では、前記２個以上のアンテナが同一平面内において互いに直角な方向の指向性を有しているので、これらのアンテナから互いに直角な方向に向けて送信された電波のうちの少なくとも電界強度が最大となる電波を受信することによってセンサ装置からの信号を確実に受信することができる。
【００２０】
また、本発明は上記構成のタイヤ装着用センサ装置において、印刷配線回路基板を備え、前記アンテナが前記印刷配線回路基板上の印刷配線によって形成されているタイヤ装着用センサ装置を提案する。
【００２１】
本発明のタイヤ装着用センサ装置では、前記２個以上のアンテナのそれぞれが前記印刷配線回路基板上の印刷配線によって形成されているため、センサ装置の形状を小型化することができると共に製造工程を簡略化することができる。
【００２２】
また、本発明は上記構成のタイヤ装着用センサ装置において、前記センサはタイヤ内の空気圧を検出する圧力センサを含むタイヤ装着用センサ装置を提案する。
【００２３】
本発明のタイヤ装着用センサ装置では、前記圧力センサによってタイヤ内の空気圧が検出され、該空気圧の検出結果が前記２個以上のアンテナから送信される。
【００２４】
また、本発明は、上記構成のセンサ装置が装着されているタイヤを提案する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
【００２６】
図１は本発明の第１実施形態におけるタイヤ監視システムの全体を示す構成図、図２は本発明の第１実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の本体を示す平面図、図３は本発明の第１実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の電気系回路を示すブロック図である。
【００２７】
図１において、１は車両であり、例えば４輪の普通乗用車で、４つの車輪２のそれぞれにはタイヤの状態を検知するタイヤ装着用センサ装置（以下、単にセンサ装置と称する）３が設けられている。
【００２８】
また、運転席近傍にはコントローラ４ａと表示パネル４ｂとを含むモニタ装置本体４が設置されている。さらに、モニタ装置本体４に接続されたアンテナ５が車両のほぼ中央部に設けられている。
【００２９】
センサ装置３は、図２に示すように、プリント配線基板３０１と、プリント配線基板３０１に実装されたＩＣ（半導体集積回路）３０２〜３０４によって構成され、これらは図示せぬ絶縁性樹脂によって被覆されている。
【００３０】
ＩＣ３０２，３０３は後述するアンテナ切替器３２Ａ，３２ｂを構成するものであり、ＩＣ３０４は後述する整流回路３３、中央処理部３４、検波部３５、発信部３６、センサ部３７を構成するものである。
【００３１】
また、プリント配線基板３０１上には、後述する第１アンテナ３１Ａと第２アンテナ３１Ｂが直線状のプリント配線によって形成されており、例えば単一型のアンテナであり、互いに直角をなすように配置されている。これにより、各アンテナ３１Ａ，３１Ｂの指向性は、図３に示すように９０度異なる方向になる。尚、アンテナ３１Ａ，３１Ｂの種類は単一型に限定されることはなく、ダイポール型、逆Ｆ型、ループ型等多の種類であっても、その指向性の方向が異なる位置に配置されていれば良い。
【００３２】
一方、センサ装置３の電気系回路は、図４に示すように、第１アンテナ３１Ａと、第２アンテナ３１Ｂ、第１アンテナ切替器３２Ａ、第２アンテナ切替器３２Ｂ、整流回路３３、中央処理部３４、検波部３５、発信部３６、センサ部３７から構成されている。
【００３３】
アンテナ３１Ａ，３１Ｂは、アンテナ５との間で電磁波を用いて通信するためのもので、例えばＧＨｚ帯の所定の通信周波数に整合されている。
【００３４】
アンテナ切替器３２Ａ、３２Ｂは、例えば電子スイッチ等から構成され、中央処理部３４の制御によってそれぞれ個別に切り替わり、アンテナ３１或いはアンテナ３２と整流回路３３及び検波部３５との接続とを切り替えるとともに、アンテナ３１或いはアンテナ３２と発信部３６との接続とを切り替える。
【００３５】
整流回路３３は、ダイオード３３１，３３２と、コンデンサ３３３、抵抗器３３４から構成され、周知の全波整流回路を形成している。この整流回路３３の入力側にはアンテナ切替器３１Ａ，３２Ｂを介してアンテナ３２が接続されている。整流回路３３は、中継装置４から送信された情報要求信号によってアンテナ３１に誘起した高周波電流を整流して直流電流に変換してコンデンサ３３３に蓄え、これを中央処理部３４、検波部３５、及び発信部３６の駆動電源として出力するものである。コンデンサ３３３は平滑と蓄電の両作用をなすが、一時的な蓄電用にスーパーキャパシタや２次電池を設けても良い。
【００３６】
中央処理部３４は、周知のＣＰＵ３４１と、ディジタル／アナログ（以下、Ｄ／Ａと称する）変換回路３４２、記憶部３４３から構成されている。ＣＰＵ３４１は、記憶部３４３の半導体メモリに格納されているプログラムに基づいて動作し、電源が供給されて駆動すると、センサ部３７に対して電源部３８の電池３８１を接続してセンサ部３７を駆動し、センサ検知データを中継装置４にワイヤレスで送信する。さらに、ＣＰＵ３４１は、受信した信号の中に書き込み命令と共に書き込み対象情報が含まれているときには、この書き込み命令に従って記憶部３４１内の情報の書き換えや追加或いは削除を行う。
【００３７】
また、ＣＰＵ３４１のプログラムには、中継装置４から後述する自己の識別情報を指定した情報要求信号を受信したときに応答信号を送信するように設定されている。本実施形態では、情報要求信号には情報要求であることを示すヘッダ部を設け、応答信号には応答であることを表すヘッダ部を設けることによって、情報要求信号と応答信号とを区別できるようにしている。
【００３８】
記憶部３４３は、ＣＰＵ３４１を動作させるプログラムが記録されたＲＯＭと、例えばＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）等の電気的に書き換え可能な不揮発性の半導体メモリとからなり、個々の検知装置３に固有の識別情報が、製造時に記憶部３４３内の書き換え不可に指定された領域に予め記憶されている。
【００３９】
検波部３５は、ダイオード３５１とアナログ／ディジタル（以下、単にＡ／Ｄと称する）変換器３５２からなり、ダイオード３５１のアノードはアンテナ３１に接続され、カソードはＡ／Ｄ変換器３５２を介して中央処理部３４のＣＰＵ３４１に接続されている。これにより、受信した信号は検波部３５によってディジタルデータに変換されてＣＰＵ３４１に入力される。
【００４０】
発信部３６は、発振回路３６１、変調回路３６２及び高周波増幅回路３６３から構成され、発振回路３６１によって発振された搬送波を、中央処理部３４から入力した情報信号に基づいて変調回路３６２で変調し、これを高周波増幅回路３６３及びアンテナ切替器３２Ａ，３２Ｂを介して第１アンテナ３１Ａまたは第２アンテナ３１Ｂに供給する。
【００４１】
センサ部３７は、センサ３７１とＡ／Ｄ変換回路３７２から構成されている。センサ３７１としてはタイヤ２の状態を検知して電気信号に変換して出力するセンサが用いられ、例えば空気圧センサや温度センサ、圧力センサ、湿度センサ、振動センサなどである。本実施形態では、センサ３７１としてタイヤ内部の空気圧を検知して空気圧に対応した電圧を出力する空気圧センサを構成した。
【００４２】
Ａ／Ｄ変換回路３７２は、入力されたセンサ３７１の出力電圧をディジタル値に変換してＣＰＵ３４１に対して出力する。尚、センサ３７１の検知結果は正常と異常とを判別できるほかに要注意状態にあることを判別できるように３段階以上に表すことが好ましく、ディジタル値では２ビット以上のディジタル値に変換することが好ましい。本実施形態では８ビットのディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路３７４を用いている。
【００４３】
次に、前述の構成よりなる第１実施形態の動作について図５に示す処理フローチャート及び図６に示す応答信号送信タイミングチャートを参照して説明する。
【００４４】
モニタ装置本体４は、各センサ装置３に対する情報要求信号を送信する。このときモニタ装置本体４は、個々のセンサ装置３毎にその識別情報を指定した情報要求信号を送信する。この後、モニタ装置本体４は、送信した情報要求信号に対する全てのセンサ装置３からの応答信号を受信したか否かを判定し、全ての応答信号を受信できたときは、受信した応答信号から識別情報と検知情報とを抽出する。さらに、抽出した検知情報から空気圧データを解析して、表示パネル４ｂの液晶表示器に各タイヤ２２の空気圧を数字表示する。この後、モニタ装置本体４は、前述した処理を繰り返す。
【００４５】
一方、センサ装置３は、モニタ装置本体４から送信された情報要求信号によって駆動エネルギーが供給されて動作を開始すると、自己の識別情報を指定した情報要求信号を受信したか否かを判定し（ＳＡ１）、自己の識別情報を含む情報要求信号を受信したときはセンサ部３７が検知した空気圧のセンサデータを取り込み（ＳＡ２）、これらのデータと自己の識別情報を含む応答信号を生成する（ＳＡ３）。
【００４６】
次に、センサ装置３は、第１アンテナ切替器３２Ａと第２アンテナ切替器３２Ｂを操作して、第１アンテナ３１Ａからの送信を可能にし（ＳＡ４）、第１アンテナ３１Ａから応答信号を送信する（ＳＡ５）。この後、さらに第１アンテナ切替器３２Ａと第２アンテナ切替器３２Ｂを操作して、第２アンテナ３１Ｂからの送信を可能にし（ＳＡ６）、第２アンテナ３１Ｂから応答信号を送信する（ＳＡ７）。
【００４７】
本実施形態では、図６に示すように、センサ装置３は情報要求信号を受信した後に第１アンテナ３１Ａからｔ１秒の間に１回目の応答信号を送信し、この後、ｔ２秒経過してから第２アンテナ３１Ｂからｔ３秒の間に２回目の応答信号を送信する。尚、本実施形態では、ｔ１，ｔ２，ｔ３のそれぞれを１５ｍｓに設定している。
【００４８】
前述したように第１実施形態のタイヤ監視システムでは、センサ装置３に２つのアンテナ３１Ａ，３１Ｂを設けると共に、それぞれの指向性の方向が直角となるように各アンテナ３１Ａ，３１Ｂを配置したので、タイヤ２内部の空気圧がセンサ装置３によって検出され、電波によってタイヤ２の外部に送信される際に、異なる位置に配置された２つのアンテナ３１Ａ，３１Ｂのそれぞれから所定時間の送信期間内で順次検出結果が送信されるため、センサ装置３からは、それぞれ異なる位置に配置された２個以上のアンテナ３１Ａ，３１Ｂのそれぞれから電波が送信されるので、モニタ装置本体４側ではこれらのアンテナ３１Ａ，３１Ｂから送信された電波のうちの少なくとも電界強度が最大となる電波を受信することによってセンサ装置３からの信号を確実に受信することができる。従って、電波のマルチパスなどによる通信品質の劣化を低減することができる。
【００４９】
尚、本実施形態では、第１及び第２アンテナ３１Ａ，３１Ｂのそれぞれをプリント配線によって形成し、それぞれを単一型アンテナとしたが、これに限定されることはなく、前後比を有する指向性を持ったアンテナを用いても良い。また、本実施形態では２つのアンテナ３１Ａ，３１Ｂを設けたが、３つ以上のアンテナを設け、これらを切り替えて応答信号を送信するようにしても良い。また、本実施形態では２つの直線状のアンテナ３１Ａ，３１Ｂを直角をなすように配置したが、これに限定されることはなく、各アンテナ３１Ａ，３１Ｂからの電波の輻射方向が異なればほぼ同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
【００５０】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
【００５１】
図７は本発明の第２実施形態におけるセンサ装置３Ａの本体を示す平面図、図８は本発明の第２実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の電気系回路を示すブロック図である。図において、前述した第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。
【００５２】
また、第２実施形態と前述した第１実施形態との相違点は、第２実施形態のセンサ装置３Ａでは、第１実施形態における第２アンテナ切替器３２Ｂと、整流回路３３及び検波部３５を除去すると共に、電池３８を設け、電池３８によって各部へ駆動電力を供給し、空気圧の検出結果を含む応答信号を一定間隔で送信するようにしたことである。
【００５３】
即ち、センサ装置３は、図７に示すように、プリント配線基板３０１と、プリント配線基板３０１に実装されたＩＣ（半導体集積回路）３０２，３０５、電池３８によって構成され、これらは図示せぬ絶縁性樹脂によって被覆されている。
【００５４】
ＩＣ３０２はアンテナ切替器３２Ａを構成するものであり、ＩＣ３０５は中央処理部３４、発信部３６、センサ部３７を構成するものである。
【００５５】
また、プリント配線基板３０１上には、第１実施形態と同様に第１アンテナ３１Ａと第２アンテナ３１Ｂが直線状のプリント配線によって形成されており、それぞれ単一型のアンテナであり、互いに直角をなすように配置されている。これにより、各アンテナ３１Ａ，３１Ｂの指向性は９０度異なる方向になる。
【００５６】
一方、センサ装置３の電気系回路は、図８に示すように、第１アンテナ３１Ａと、第２アンテナ３１Ｂ、第１アンテナ切替器３２Ａ、中央処理部３４、発信部３６、センサ部３７から構成され、高周波増幅回路３６３の出力端はアンテナ切替器３２Ａを介して第１アンテナ３１Ａまたは第２アンテナ３１Ｂに接続され、アンテナ切替器３２ＡはＣＰＵ３４１によって切替制御される。
【００５７】
次に、前述の構成よりなる第２実施形態の動作について図９に示す処理フローチャート及び図１０に示す応答信号送信タイミングチャートを参照して説明する。
【００５８】
センサ装置３Ａは、動作を開始すると、タイマをリセットして（ＳＢ１）、タイマの計時を開始し、タイマの計時時間Ｔが予めプログラムに設定されている周期時間Ｔ１以上になったか否かを判定し（ＳＢ２）、計時時間Ｔが周期時間Ｔ１以上になったときに、センサ部３７が検知した空気圧のセンサデータを取り込み（ＳＢ３）、これらのデータと自己の識別情報を含む応答信号を生成する（ＳＢ４）。
【００５９】
次に、センサ装置３Ａは、第１アンテナ切替器３２Ａを操作して、第１アンテナ３１Ａからの送信を可能にし（ＳＢ５）、第１アンテナ３１Ａから応答信号を送信する（ＳＢ６）。この後、さらに第１アンテナ切替器３２Ａを操作して、第２アンテナ３１Ｂからの送信を可能にし（ＳＢ７）、第２アンテナ３１Ｂから応答信号を送信する（ＳＢ８）。
【００６０】
本実施形態では、図１０に示すように、センサ装置３Ａは周期時間Ｔ１毎に第１アンテナ３１Ａからｔ１秒の間に１回目の応答信号を送信し、この後、ｔ２秒経過してから第２アンテナ３１Ｂからｔ３秒の間に２回目の応答信号を送信する。尚、本実施形態では、ｔ１，ｔ２，ｔ３のそれぞれを１５ｍｓに設定すると共に周期時間Ｔ１を３０秒に設定している。
【００６１】
前述したように第２実施形態のタイヤ監視システムでは、センサ装置３Ａ自体が周期的にタイヤ２の空気圧の検出結果を含む応答信号を送信するので、モニタ装置本体４側ではそれを受信するのみでよいため、システム構成が簡略化される。
【００６２】
また、第２実施形態のセンサ装置３Ａにおいても、第１実施形態と同様に２つのアンテナ３１Ａ，３１Ｂを配置し、アンテナ３１Ａ，３１Ｂのそれぞれから電波が送信されるので、モニタ装置本体４側ではこれらのアンテナ３１Ａ，３１Ｂから送信された電波のうちの少なくとも電界強度が最大となる電波を受信することによってセンサ装置３Ａからの信号を確実に受信することができる。従って、電波のマルチパスなどによる通信品質の劣化を低減することができる。
【００６３】
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
【００６４】
図１１は本発明の第３実施形態におけるセンサ装置３Ａの本体を示す平面図、図１２は本発明の第３実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の電気系回路を示すブロック図である。図において、前述した第２実施形態と同一構成部分は同一符号を持って表しその説明を省略する。
【００６５】
また、第３実施形態と前述した第２実施形態との相違点は、第３実施形態のセンサ装置３Ｂでは、第２実施形態におけるアンテナ切替器３２Ａを除去すると共に、ＩＣ３０５に代えてＩＣ３０６を用いたことである。
【００６６】
即ち、センサ装置３は、図１１に示すように、プリント配線基板３０１と、プリント配線基板３０１に実装されたＩＣ（半導体集積回路）３０６と電池３８によって構成され、これらは図示せぬ絶縁性樹脂によって被覆されている。
【００６７】
ＩＣ３０６は中央処理部３４、発信部３６Ｂ、センサ部３７を構成するものである。
【００６８】
また、プリント配線基板３０１上には、第２実施形態と同様に第１アンテナ３１Ａと第２アンテナ３１Ｂが直線状のプリント配線によって形成されており、それぞれ単一型のアンテナであり、互いに直角をなすように配置されている。これにより、各アンテナ３１Ａ，３１Ｂの指向性は９０度異なる方向になる。
【００６９】
一方、センサ装置３Ｂの電気系回路は、図１２に示すように、第１アンテナ３１Ａと、第２アンテナ３１Ｂ、中央処理部３４、発信部３６Ｂ、センサ部３７から構成され、発信部３６Ｂの２つの出力端子がそれぞれ第１アンテナ３１Ａと第２アンテナ３１Ｂに接続されている。
【００７０】
発振部３６Ｂは、発振回路３６１、変調回路３６２、高周波増幅回路３６３，３６４及び切替器３６５から構成され、発振回路３６１によって発振された搬送波を、中央処理部３４から入力した情報信号に基づいて変調回路３６２で変調し、これを切替器３６５を介して高周波増幅回路３６３または高周波増幅回路３６４の何れかに入力する。高周波増幅回路３６３の出力端子は第１アンテナ３１Ａに接続され、高周波増幅回路３６４の出力端子は第２アンテナ３１Ｂに接続されている。
【００７１】
切替器３６５は、例えば電子スイッチからなり、ＣＰＵ３４１からの制御信号に基づいて、変調回路３６２から入力した応答信号を高周波増幅回路３６３または高周波増幅回路３６４の何れかに出力する。
【００７２】
次に、前述の構成よりなる第３実施形態の動作について説明する。
【００７３】
センサ装置３Ｂは、動作を開始すると、タイマをリセットして、タイマの計時を開始し、タイマの計時時間Ｔが予めプログラムに設定されている周期時間Ｔ１以上になったか否かを判定し、計時時間Ｔが周期時間Ｔ１以上になったときに、センサ部３７が検知した空気圧のセンサデータを取り込み、これらのデータと自己の識別情報を含む応答信号を生成する。
【００７４】
次に、センサ装置３Ｂは、切替器３６５を操作し、高周波増幅回路３６３に変調回路３６２の出力信号を入力して第１アンテナ３１Ａからの送信を可能にし、第１アンテナ３１Ａから応答信号を送信する。この後、さらに切替器３６５を操作し、高周波増幅回路３６４に変調回路３６２の出力信号を入力して第２アンテナ３１Ｂからの送信を可能にし、第２アンテナ３１Ｂから応答信号を送信する。
【００７５】
第３実施形態においても第２実施形態と同様に、センサ装置３Ｂは周期時間Ｔ１毎に第１アンテナ３１Ａからｔ１秒の間に１回目の応答信号を送信し、この後、ｔ２秒経過してから第２アンテナ３１Ｂからｔ３秒の間に２回目の応答信号を送信する。尚、第３実施形態においても、ｔ１，ｔ２，ｔ３のそれぞれを１５ｍｓに設定すると共に周期時間Ｔ１を３０秒に設定している。
【００７６】
前述したように第３実施形態のタイヤ監視システムでは、センサ装置３Ｂ自体が周期的にタイヤ２の空気圧の検出結果を含む応答信号を送信するので、モニタ装置本体４側ではそれを受信するのみでよいため、システム構成が簡略化される。
【００７７】
また、第３実施形態のセンサ装置３Ｂにおいても、第２実施形態と同様に２つのアンテナ３１Ａ，３１Ｂを配置し、アンテナ３１Ａ，３１Ｂのそれぞれから電波が送信されるので、モニタ装置本体４側ではこれらのアンテナ３１Ａ，３１Ｂから送信された電波のうちの少なくとも電界強度が最大となる電波を受信することによってセンサ装置３Ａからの信号を確実に受信することができる。従って、電波のマルチパスなどによる通信品質の劣化を低減することができる。
【００７８】
さらに、第３実施形態におけるセンサ装置３Ｂでは、２つの高周波増幅回路３６３，３６４を設け、変調回路３６２からの出力信号をこれら２つの高周波増幅回路３６３，３６４の何れかに入力することによって送信用のアンテナ３１Ａ，３１Ｂを変えるようにしたため、高周波増幅回路３６３，３６４とアンテナ３１Ａ，３１Ｂが直接接続されるので、第２実施形態のセンサ装置３Ａに比べて高周波電力の損失を低減することができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、タイヤ内部の物理量がセンサによって検出され、該センサによる検出結果が電波によってタイヤの外部に送信される際に、異なる位置に配置された２個以上のアンテナのそれぞれから所定時間の送信期間内で順次前記検出結果が送信されるので、受信側ではこれら２個以上のアンテナから送信された電波のうちの少なくとも電界強度が最大となる電波を受信することによってセンサ装置からの信号を確実に受信することができるという非常に優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態におけるタイヤ監視システムの全体を示す構成図
【図２】本発明の第１実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の本体を示す平面図
【図３】本発明の第１実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置のアンテナ指向性を示す平面図
【図４】本発明の第１実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の電気系回路を示すブロック図
【図５】本発明の第１実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の処理フローチャート
【図６】本発明の第１実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の応答信号送信タイミングチャート
【図７】本発明の第２実施形態におけるセンサ装置の本体を示す平面図
【図８】本発明の第２実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の電気系回路を示すブロック図
【図９】本発明の第２実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の処理フローチャート
【図１０】本発明の第２実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の応答信号送信タイミングチャート
【図１１】本発明の第３実施形態におけるセンサ装置の本体を示す平面図
【図１２】本発明の第３実施形態におけるタイヤ装着用センサ装置の電気系回路を示すブロック図
【符号の説明】
１…車両、２…タイヤ、３，３Ａ，３Ｂ…センサ装置、４…モニタ装置本体、４ａ…コントローラ、４ｂ…表示パネル、５…アンテナ、３１Ａ，３１Ｂ…アンテナ、３２Ａ，３２Ｂ…アンテナ切替器、３３…整流回路、３４…中央処理部、３５…検波部、３６…発信部、３７…センサ部、３０１…プリント配線基板、３０２〜３０６…ＩＣ（半導体集積回路）、３３１，３３２…ダイオード、３３３…コンデンサ、３３４…抵抗器、３４１…ＣＰＵ、３４２…ディジタル／アナログ変換回路、３４３…記憶部、３５１…ダイオード、アナログ／ディジタル変換器、３６１…発振回路、３６２…変調回路、高周波増幅回路３６３，３６４、３６５…切替器、３７１…センサ、３７２…アナログ／ディジタル変換回路。
Claims (6)
- タイヤに装着され、タイヤ内部の物理量を検出するセンサを有し、該センサによる検出結果を電波によってタイヤの外部に送信するタイヤ装着用センサ装置において、
異なる位置に配置された２個以上のアンテナと、
所定時間の送信期間内で前記２個以上のアンテナのそれぞれから順次前記検出結果を送信する手段とを備えている
ことを特徴とするタイヤ装着用センサ装置。 - 前記２個以上のアンテナは同一平面内において互いに異なる方向の指向性を有するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ装着用センサ装置。
- 前記アンテナを２つ備え、各アンテナは同一平面内において互いに直角な方向の指向性を有するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ装着用センサ装置。
- 印刷配線回路基板を備え、前記アンテナが前記印刷配線回路基板上の印刷配線によって形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載のタイヤ装着用センサ装置。 - 前記センサはタイヤ内の空気圧を検出する圧力センサを含むことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ装着用センサ装置。
- タイヤ内部の物理量を検出するセンサを有し、該センサによる検出結果を電波によってタイヤの外部に送信するセンサ装置が装着されたタイヤにおいて、
前記請求項１乃至請求項５の何れかに記載のセンサ装置が装着されているタイヤ。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003095256A JP2004301680A (ja) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | タイヤ装着用センサ装置及びセンサ装着タイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003095256A JP2004301680A (ja) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | タイヤ装着用センサ装置及びセンサ装着タイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004301680A true JP2004301680A (ja) | 2004-10-28 |
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ID=33407630
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003095256A Pending JP2004301680A (ja) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | タイヤ装着用センサ装置及びセンサ装着タイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004301680A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006038557A1 (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | タイヤ空気圧モニタ装置 |
| JP2010112818A (ja) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Pacific Ind Co Ltd | タイヤ状態監視装置の受信機 |
-
2003
- 2003-03-31 JP JP2003095256A patent/JP2004301680A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006038557A1 (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | タイヤ空気圧モニタ装置 |
| US8013725B2 (en) | 2004-10-01 | 2011-09-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Tire pressure monitoring device |
| JP2010112818A (ja) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Pacific Ind Co Ltd | タイヤ状態監視装置の受信機 |
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