JP2005112286A - タイヤ状態監視装置の送信機 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送波の振幅を一定に維持するとともに廉価なタイヤ状態監視装置の送信機を提供すること。
【解決手段】送信コントローラ３２は、搬送波の振幅が基準値に達するまで、トランジスタ３１ｂのエミッタ電流の値を順次インクリメントしている。すなわち、搬送波の振幅がエミッタ電流にほぼ比例する特性を利用している。換言すれば、送信コントローラ３２は、トランジスタ３１ｂのエミッタ電流を一定に維持することにより、搬送波の振幅を一定に維持している。従って、搬送波の振幅を一定に維持することができる。よって、発振回路３１を構成するＳＡＷ共振子３１ａやトランジスタ３１ｂ等の電子部品の特性が温度の影響を受けて変化しても、搬送波の振幅が変動することはなく、搬送波が不安定になることもない。
【選択図】 図２

Description

本発明は、タイヤ状態監視装置の送信機に関し、より詳しくはタイヤ空気圧等のタイヤ状態を車室内から確認できる無線方式のタイヤ状態監視装置の送信機に関するものである。

近年、車両に装着された複数のタイヤの状態を車室内で確認するために、無線方式のタイヤ状態監視装置が提案されている。その監視装置は、各タイヤのホイールに装着された送信機と、車両の車体に設けられた受信機とから構成されている。各送信機は、圧力センサや温度センサで計測したタイヤ内の空気圧や温度等のデータを、所定周波数の搬送波を用いて無線送信する。このため、各送信機は、搬送波を生成するための発振子、例えば水晶発振子やＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：弾性表面波）共振子を備えている。一方、受信機は、各送信機から無線送信されたデータをアンテナで受信して、各タイヤの状態を、例えば車両のダッシュボード上に設けられた表示器に表示する（特許文献１参照）。
特開平９−５８２３０号公報

図６に示すように、各送信機３００は、所定周波数の搬送波を生成する発振子３１１を有する発振回路３１０を備えている。発振子３１１で発振された搬送波は、トランジスタ３１２で増幅された後、送信コントローラに送出される。

ところで、安定した無線送信を行うためには搬送波の振幅が安定している必要がある。搬送波の振幅を一定に維持する方法の一つに、エミッタ電流を一定に維持する方法がある。すなわち、搬送波の振幅がエミッタ電流にほぼ比例する特性を利用する方法である。具体的には、電流調整用の抵抗３１３を用いて、エミッタ電流を一定に維持して、搬送波の振幅を一定に維持する。

しかしながら、各送信機３００が設けられるタイヤ内の温度は、車両の使用環境、つまり環境温度に大きく左右される。このため、発振子３１１は勿論のこと、トランジスタ３１２、抵抗３１３や電池３１４等の電子部品の特性が温度の影響を受けて変化する。その結果、搬送波の振幅が変動して、搬送波が不安定になる。そこで、予め高精度な電子部品等を採用して、搬送波の振幅を一定に維持する方法もあるが、高精度な電子部品等を採用すると、各送信機３００自体の価格が高くなる。

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、搬送波の振幅を一定に維持するとともに廉価なタイヤ状態監視装置の送信機を提供することにある。

請求項１に記載の発明では、車両のタイヤに設けられ、そのタイヤの状態を示すデータを含むデータを搬送波によって無線送信するタイヤ状態監視装置の送信機であって、搬送波を生成する発振手段と、その発振手段で生成した搬送波の振幅を一定に維持する維持手段とを備えた。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のタイヤ状態監視装置の送信機において、搬送波を増幅するための増幅手段を備え、維持手段は、搬送波の振幅が基準値に達するまで増幅手段の電流値を増加させて、搬送波の振幅を一定に維持する。

請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のタイヤ状態監視装置の送信機において、維持手段は、送信機の送信動作時に実行される。

本発明によれば、搬送波の振幅を一定に維持するとともに廉価なタイヤ状態監視装置の送信機を提供することができる。

以下に、本発明に係るタイヤ状態監視装置の送信機を自動車等の車両に具体化した一実施形態について図面を用いて説明する。
図１に示すように、タイヤ状態監視装置１は、車両１０の４つのタイヤ２０に設けられた４つの送信機３０と、車両１０の車体１１に設けられた１つの受信機４０とを備えている。

各送信機３０は、それぞれ対応するタイヤ２０の内部、例えばタイヤ２０のホイール２１に固定されている。そして、各送信機３０は、対応するタイヤ２０の状態、すなわち対応するタイヤ２０内の空気圧及び温度を計測して、その計測によって得られたタイヤ２０の空気圧データ及び温度データを含むデータを所定周波数の搬送波を用いて無線送信する。

受信機４０は、車体１１の所定箇所に設置され、例えば車両１０のバッテリ（図示略）からの電力によって動作する。１つの受信アンテナ４１は、ケーブル４２を介して受信機４０に接続されている。受信機４０は、各送信機３０から送信されてくるデータを受信アンテナ４１を介して受信する。

表示器５０は、車室内等、車両１０の運転者の視認範囲に配置される。この表示器５０は、ケーブル４３を介して受信機４０に接続されている。
図２に示すように、各送信機３０は、所定周波数の搬送波を生成する発振子、例えばＳＡＷ共振子３１ａを有する発振回路３１を備えている。発振回路３１は、ＳＡＷ共振子３１ａに基づき所定周波数の搬送波を発振する。また、発振回路３１は、トランジスタ３１ｂを備えている。トランジスタ３１ｂは、ＳＡＷ共振子３１ａで発振された搬送波を増幅する。そして、発振回路３１は、トランジスタ３１ｂで増幅された搬送波を送信コントローラ３２に送出する。

図３に示すように、マイクロコンピュータ等よりなる送信コントローラ３２は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を備えている。送信コントローラ３２の内部メモリ、例えばＲＯＭには、予め固有のＩＤコードが登録されている。そして、このＩＤコードは、４つのタイヤ２０に設けられた４つの送信機３０を識別するために利用される。

圧力センサ３３は、タイヤ２０内の空気圧を計測して、その計測によって得られた空気圧データをＡ／Ｄ変換回路３５に送出する。温度センサ３４は、タイヤ２０内の温度を計測して、その計測によって得られた温度データをＡ／Ｄ変換回路３５に送出する。

Ａ／Ｄ変換回路３５は、圧力センサ３３及び温度センサ３４からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。変調回路３６は、デジタル信号に変換された空気圧データ及び温度データと送信コントローラ３２の内部メモリに登録されているＩＤデータとを含む送信データを、送信コントローラ３２からの搬送波を用いて変調（例えばＦＭ変調）する。送信回路３７は、変調された送信データを送信アンテナ３８を介して無線送信する。送信機３０は、電池３９を備え、その電池３９からの電力によって動作する。

送信コントローラ３２は、予め定められた時間間隔（例えば１５秒間隔）毎に、圧力センサ３３及び温度センサ３４に計測動作を行わせる。また、送信コントローラ３２は、圧力センサ３３及び温度センサ３４の計測回数が所定値（例えば４０回）に達する毎に、送信回路３７に定期的な送信動作を行わせる。つまり、送信コントローラ３２は、１０分（＝１５秒×４０回）毎に、送信回路３７に送信動作を行わせる。さらに、送信コントローラ３２は、対応するタイヤ２０内の空気圧や温度の異常を認識した場合には、定期的な送信とは関係なく、送信回路３７に送信動作を行わせる。なお、各送信機３０が他の送信機３０と異なるタイミングで定期送信を実行するように、各送信機３０のタイミングが調整されている。従って、各送信機３０のうちの２つ以上が同時に送信を行うことはない。

次に、送信回路３７に送信動作を実行させるときの送信コントローラ３２の動作について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。なお、この動作は、送信コントローラ３２内で実行されている。

送信コントローラ３２は、送信回路３７に送信動作を実行させる際には、トランジスタ３１ｂのエミッタ電流を初期値に設定する（Ｓ１）。具体的には、エミッタ電流の初期値として「１」を設定する。

送信コントローラ３２は、トランジスタ３１ｂのエミッタ電流にほぼ比例する搬送波の振幅が基準値（例えば０．５Ｖp-p ）に達したか否かを判断する（Ｓ２）。搬送波の振幅が基準値に達した場合は（Ｓ２でＹＥＳ）、この処理を終了する。一方、搬送波の振幅が基準値に達していない場合は（Ｓ２でＮＯ）、エミッタ電流の値をインクリメントする（Ｓ３）。送信コントローラ３２がエミッタ電流の値をインクリメントすると、エミッタ電流が増加する。その結果、エミッタ電流に比例して、搬送波の振幅が大きくなる。そして、前記Ｓ２に戻って、搬送波の振幅が基準値に達したか否かを判断する。

このように搬送波の振幅が基準値に達するまで、送信コントローラ３２は、トランジスタ３１ｂのエミッタ電流の値を順次インクリメントしている。すなわち、搬送波の振幅がエミッタ電流にほぼ比例する特性を利用している。換言すれば、送信コントローラ３２は、トランジスタ３１ｂのエミッタ電流を一定に維持することにより、搬送波の振幅を一定に維持している。そして、搬送波の振幅が基準値（例えば０．５Ｖp-p ）に達すると、変調回路３６は、この搬送波を用いて空気圧データ及び温度データと、送信コントローラ３２の内部メモリに登録されているＩＤデータとを含む送信データを変調する。

図５に示すように、受信機４０は、受信アンテナ４１を介して受信されたデータを処理するための受信コントローラ４４及び受信回路４５を備えている。マイクロコンピュータ等よりなる受信コントローラ４４は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えている。受信回路４５は、各送信機３０からの送信データを受信アンテナ４１を介して受信する。また、受信回路４５は、受信データを復調及び復号した後、受信コントローラ４４に送出する。

受信コントローラ４４は、受信データに基づいて発信元の送信機３０に対応するタイヤ２０の空気圧及び温度を把握する。また、受信コントローラ４４は、空気圧及び温度に関するデータを表示器５０に表示させる。特に、タイヤ２０の空気圧や温度が異常である場合には、その旨を表示器５０に警告表示する。なお、受信機４０は、例えば車両１０のキースイッチ（図示略）のオンに伴って起動する。

以上、本実施形態によれば、次のような作用、効果を得ることができる。
（１）送信コントローラ３２は、搬送波の振幅が基準値に達するまで、トランジスタ３１ｂのエミッタ電流の値を順次インクリメントしている。すなわち、搬送波の振幅がエミッタ電流にほぼ比例する特性を利用している。換言すれば、送信コントローラ３２は、トランジスタ３１ｂのエミッタ電流を一定に維持することにより、搬送波の振幅を一定に維持している。従って、搬送波の振幅を一定に維持することができる。よって、発振回路３１を構成するＳＡＷ共振子３１ａやトランジスタ３１ｂ等の電子部品の特性が温度の影響を受けて変化しても、搬送波の振幅が変動することはなく、搬送波が不安定になることもない。

（２）しかも、エミッタ電流の値をインクリメントする方法であるため、簡単な構成で搬送波の振幅を一定に維持することができる。換言すれば、予め高精度な電子部品等を発振回路３１に採用する必要はない。従って、搬送波の振幅を一定に維持することができるとともに廉価な送信機を提供することができる。

（３）加えて、搬送波の振幅がエミッタ電流にほぼ比例する特性を利用して、搬送波の振幅を一定に維持している。換言すれば、電流調整用の抵抗をトランジスタ３１ｂのエミッタ端子に接続する方法に代えて、エミッタ電流の値をインクリメントする方法を採用している。このため、ＳＡＷ共振子３１ａやトランジスタ３１ｂ等の温度依存性を考慮する必要はない。従って、送信機３０が設けられた車両１０がいかなる環境下で使用されても、搬送波の振幅を一定に維持することができる。換言すれば、搬送波の振幅が車両１０を使用する環境温度に左右されることはない。

（４）送信コントローラ３２は、送信回路３７に送信動作を実行させる度に、トランジスタ３１ｂのエミッタ電流を初期値（「１」）に設定して、搬送波の振幅が基準値に達するまで、トランジスタ３１ｂのエミッタ電流の値を順次インクリメントしている。このため、送信回路３７に送信動作を実行させる度に、エミッタ電流の初期値（「１」）が設定される。従って、前回の送信動作と今回の送信動作との間に、タイヤ２０内の温度が急上昇するような場合であっても、搬送波の振幅を一定に維持することができる。よって、信頼性の高い送信機３０を提供することができる。

なお、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・図３に１点鎖線で示すように、温度センサ３４の計測で得られた温度データを送信コントローラ３２に送出する。送信コントローラ３２は、入力される温度データに基づいて、搬送波の振幅を一定に維持する構成にしても良い。具体的には、送信コントローラ３２の内部メモリ、例えばＲＯＭに所定温度（例えば１０度）毎に対応する補正値を記憶させる。そして、送信コントローラ３２は、温度センサ３４からの温度データに基づいて、搬送波の振幅を補正する。このように構成すれば、タイヤ２０内の温度に応じて搬送波の振幅が補正される。従って、搬送波の振幅を一定に維持することができる。

・また、入力される温度データに基づいて、発振回路３１を構成する電子部品、例えばＳＡＷ共振子３１ａ、トランジスタ３１ｂ等の温度特性を補正する構成にしても良い。
・併せて、搬送波の周波数にずれが発生している場合には、入力される温度データに基づいて、搬送波の周波数を補正する構成にしても良い。

・ＳＡＷ共振子３１ａに代えて、セラミック発振子や水晶発振子等であっても良い。
・１つの受信アンテナ４１で送信機３０からのデータを受信する構成に代えて、各タイヤ２０に対応して４つの受信アンテナ４１を設けた構成にしても良い。

・タイヤ２０の空気圧又は温度が異常である場合には、その旨を音で報知する報知器を設けても良い。加えて、予め車両１０に装備されているスピーカを報知器とする構成にしても良い。

・送信機３０から送信される空気圧データ及び温度データとしては、空気圧及び温度の値を具体的に示すデータ、または単に空気圧及び温度が許容範囲内であるか否かを示すデータであっても良い。

・車両としては、４輪の車両に限らず、２輪の自転車やオートバイ、多輪のバスや被牽引車、またはタイヤ２０を装備する産業車両（例えばフォークリフト）等に、前記実施形態を適用しても良い。なお、被牽引車に前記実施形態を適用する場合には、受信機４０や表示器５０を牽引車に設置することは言うまでもない。

・温度センサ３４を省いた構成にしても良い。このように構成すれば、廉価なタイヤ状態監視装置１の送信機３０を提供することができる。
さらに、上記実施形態より把握される技術的思想について、以下にそれらの効果と共に記載する。

〔１〕請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ状態監視装置の送信機において、タイヤ内の温度を計測する計測手段を備え、維持手段は、計測手段で計測された温度に基づいて搬送波の振幅を一定に維持されるように補正するタイヤ状態監視装置の送信機。このように構成すれば、タイヤ内の温度に応じて搬送波の振幅が補正される。従って、搬送波の振幅を一定に維持することができる。

〔２〕請求項１〜請求項３、または前記〔１〕のいずれか１項に記載のタイヤ状態監視装置の送信機と、その送信機から送信されてきたデータを受信して処理する受信機とを備えたタイヤ状態監視装置。このように構成すれば、搬送波の振幅を一定に維持するとともに廉価なタイヤ状態監視装置を提供することができる。

なお、本明細書において、「搬送波の振幅が一定」、「搬送波の振幅を一定」とは、搬送波の振幅が完全に一定であることを意味するものではない。すなわち、搬送波の振幅が若干変動することも、上記文言の意味する範疇に含まれる。

タイヤ状態監視装置を示すブロック構成図。 発振回路を示す回路図。 送信機を示すブロック構成図。 送信回路に送信動作を実行させるときの送信コントローラの動作を示すフローチャート。 受信機を示すブロック構成図。 従来の発振回路を示す回路図。

符号の説明

１…タイヤ状態監視装置、１０…車両、２０…タイヤ、３０…送信機、３１…発振手段としての発振回路、３１ａ…発振手段を構成するＳＡＷ共振子、３１ｂ…発振手段を構成する増幅手段としてのトランジスタ、３２…維持手段としての送信コントローラ、３３…圧力センサ、３４…計測手段としての温度センサ、４０…受信機。

Claims (3)

1. 車両のタイヤに設けられ、そのタイヤの状態を示すデータを含むデータを搬送波によって無線送信するタイヤ状態監視装置の送信機であって、
   搬送波を生成する発振手段と、
   その発振手段で生成した搬送波の振幅を一定に維持する維持手段とを備えたタイヤ状態監視装置の送信機。
2. 請求項１に記載のタイヤ状態監視装置の送信機において、
   搬送波を増幅するための増幅手段を備え、
   維持手段は、搬送波の振幅が基準値に達するまで増幅手段の電流値を増加させて、搬送波の振幅を一定に維持するタイヤ状態監視装置の送信機。
3. 請求項１または請求項２に記載のタイヤ状態監視装置の送信機において、
   維持手段は、送信機の送信動作時に実行されるタイヤ状態監視装置の送信機。

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