JP2005335654A - Tire monitoring system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タイヤ監視システムに関し、特に、各タイヤに設けられたセンサ装置が取り付けられたタイヤ位置を既存の車両に後から設けた1つのアンテナで識別することができるタイヤ監視システムに関するものである。 The present invention relates to a tire monitoring system, and more particularly to a tire monitoring system that can identify the position of a tire to which a sensor device provided in each tire is attached by using one antenna provided later on an existing vehicle. .
従来、車両の安全走行を行う上で、タイヤ空気圧等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作業である。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、空気圧等のタイヤの物理的な状態を自動的に検出するタイヤ監視システムが開発され、一般車両にも使用され始めた。 Conventionally, inspection of a physical state of a tire such as tire air pressure is an indispensable work for safe driving of a vehicle. However, since it takes time and labor to manually inspect tires, a tire monitoring system that automatically detects the physical state of tires such as air pressure has been developed and started to be used in general vehicles.
上記タイヤ監視システムは、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監視ユニットとから構成されている。また、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ていることが多い。 The tire monitoring system generally includes a sensor device that is attached to a tire to detect a physical state of the tire and wirelessly transmits the detection result, and a monitoring unit that receives data transmitted from the sensor device. It is configured. The sensor device is generally provided inside the tire and is often fixed to the rim or embedded in the tire.
従来このようなタイヤ監視システムとして、車両の各タイヤにセンサ装置、各タイヤハウス内にアンテナが設けられ、センサ装置から送信されたタイヤ空気圧データの電波をアンテナによって受信し、これらのアンテナに接続している監視ユニットが各タイヤの空気圧情報を運転者に報知するものが提案されていた(例えば特許文献1参照。)。 Conventionally, as such a tire monitoring system, each tire of a vehicle is provided with a sensor device and an antenna in each tire house. The tire pressure data transmitted from the sensor device is received by the antenna and connected to these antennas. A monitoring unit that informs the driver of air pressure information of each tire has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかし、タイヤのローテーションによるタイヤ位置変更やタイヤ交換等を行った場合、センサ装置が設けられたタイヤ位置を識別するためにセンサ装置の識別番号及びタイヤ位置の関係を手動で設定し直さなければ、正しいタイヤ位置の空気圧情報を報知することができないという問題があった。 However, when changing the tire position by tire rotation, replacing the tire, etc., if the relationship between the identification number of the sensor device and the tire position is not manually reset to identify the tire position where the sensor device is provided, There was a problem that it was not possible to notify the air pressure information of the correct tire position.
この問題を解決する方法として、所定時間内に監視ユニットは各タイヤハウス内に設けられたアンテナを含む回路を1つずつ順番に繋ぎ替えて、受信した信号の振幅が所定の値より大きいアンテナに対応するタイヤ位置と信号に含まれるセンサ装置の識別番号を記憶するものが提案されている(例えば特許文献2参照。)。 As a method for solving this problem, the monitoring unit switches the circuits including the antennas provided in each tire house one by one in order within a predetermined time, so that the amplitude of the received signal is larger than a predetermined value. The thing which memorize | stores the identification number of the sensor apparatus contained in the corresponding tire position and signal is proposed (for example, refer patent document 2).
また、監視ユニットが微小時間ごとに各タイヤハウス内に設けたアンテナ1つに作動信号を順番に出力し、作動したアンテナが受信する信号強度の中で最大の信号強度を計測したアンテナに対応するタイヤ位置とセンサ装置の識別番号を記憶するもの(例えば特許文献3参照)や、各タイヤへの指向性が最も強くなる向きに設定された指向性アンテナをそれぞれ設けて、監視ユニットが順番に各アンテナを選択して受信し、全てのアンテナの中で受信強度が最大であるアンテナに対応するタイヤ位置を特定するものが提案されている(例えば特許文献4参照。)。
しかしながら、前記特許文献2又は3のタイヤ監視システムでは、各タイヤハウスにそれぞれアンテナを設けなくてはならず、監視ユニットとアンテナとを接続する同軸ケーブルの引き回し作業に非常に手間が掛かると共に、コスト高になるという問題があった。
However, in the tire monitoring system of
また、前記特許文献4において車両のルーフ又はフロアーに設けられた1つのアンテナによって複数のセンサ装置からの電波を受信するものが提案されているが、アンテナを設けるにあたりルーフやフロアーに穴を開ける等、車両の大幅な改造が必要となるため、あらかじめアンテナが設けられた車両であることが前提であり、既存の車両にアンテナを設けることは難しかった。
Further,
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、既存の車両に後から設けた1つのアンテナで各センサ装置が取り付けられているタイヤ位置を識別することができるタイヤ監視システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to identify a tire position where each sensor device is attached to an existing vehicle with one antenna provided later. It is to provide a tire monitoring system.
本発明は前記目的を達成するために、車両の全てのタイヤそれぞれに少なくとも1つ装着され、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複数のセンサ装置と、前記複数のセンサ装置からの電波を受信して前記センサによる検出結果をセンサ装置毎に取得する監視ユニットとを備えたタイヤ監視システムにおいて、前記監視ユニットに接続され、前記センサ装置から送信された電波を受信するための水平面内において一様な指向性を有するアンテナを1つ備え、前記アンテナは、前記複数のセンサ装置との距離がそれぞれ異なる位置に設けられており、前記監視ユニットが前記アンテナを介して受信する電波強度に基づいて前記複数のセンサ装置が取り付けられているタイヤの位置を識別する手段を有することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention has at least one sensor mounted on each tire of a vehicle, and detects a physical quantity inside the tire, and transmits a detection result by the sensor to the outside of the tire by radio waves. In a tire monitoring system, comprising: a plurality of sensor devices; and a monitoring unit that receives radio waves from the plurality of sensor devices and acquires detection results of the sensors for each sensor device. One antenna having uniform directivity in a horizontal plane for receiving radio waves transmitted from the device, the antennas are provided at different positions with respect to the plurality of sensor devices, A tie to which the plurality of sensor devices are attached based on radio field intensity received by the monitoring unit via the antenna. It is characterized in that it comprises means for identifying the location.
本発明によれば、監視ユニットがアンテナを介して受信する電波強度に差異を生じさせることにより、センサ装置のタイヤ位置を手動で設定することなく、1つのアンテナで各センサ装置が取り付けられているタイヤ位置を識別することができる。また、センサ装置が同一内容の情報を複数回送信することにより監視ユニットが受信する確率を高め、監視ユニットが単位時間あたりの受信強度の平均及び受信回数に基づいて識別することによりタイヤ位置の識別精度を高めることができる。さらに、透明なフィルムを備えたアンテナエレメントを窓ガラスに貼り付けることにより、視界を遮ることや外観を損ねることなく既存の車両に後からアンテナを設けることができる。 According to the present invention, each sensor device is attached with one antenna without manually setting the tire position of the sensor device by causing a difference in radio field intensity received by the monitoring unit via the antenna. The tire position can be identified. In addition, the sensor device transmits the same information multiple times to increase the probability that the monitoring unit will receive, and the monitoring unit identifies the tire position by identifying based on the average received intensity per unit time and the number of times received. Accuracy can be increased. Furthermore, by attaching an antenna element provided with a transparent film to the window glass, an antenna can be provided later on an existing vehicle without obstructing the field of view or impairing the appearance.
本発明の前記目的、構成、特徴及び作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。 The object, configuration, characteristics and operational effects of the present invention will become apparent from the following description and the accompanying drawings.
図1乃至図13は本発明の一実施形態を示すもので、図1はタイヤ監視システムを搭載した車両を示す外観斜視図、図2は図1に示したタイヤ監視システムの水平面図、図3は図1及び図2に示したセンサ装置の電気回路を示すブロック図、図4はセンサ装置から送信される送信フレーム構成図、図5はアンテナの設置概略図、図6は図5に示したアンテナエレメントの構成図、図7は図5に示した給電部の構成図、図8はアンテナの水平面内における受信強度分布図、図9は監視ユニットが受信する電波強度実測結果図、図10はセンサ装置と監視ユニットの送受信実測結果表、図11は監視ユニットの電気回路を示すブロック図、図12は監視ユニットの動作を示すフローチャート、図13は図12に示したセンサ装置位置識別処理を示すフローチャートである。 1 to 13 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an external perspective view showing a vehicle equipped with a tire monitoring system. FIG. 2 is a horizontal plan view of the tire monitoring system shown in FIG. 1 is a block diagram showing an electrical circuit of the sensor device shown in FIGS. 1 and 2, FIG. 4 is a configuration diagram of a transmission frame transmitted from the sensor device, FIG. 5 is a schematic diagram of antenna installation, and FIG. 6 is shown in FIG. FIG. 7 is a configuration diagram of the power feeding unit shown in FIG. 5, FIG. 8 is a distribution diagram of received intensity in the horizontal plane of the antenna, FIG. 9 is a measurement result of radio field intensity received by the monitoring unit, and FIG. FIG. 11 is a block diagram showing an electrical circuit of the monitoring unit, FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the monitoring unit, and FIG. 13 shows the sensor device position identification process shown in FIG. It is a flow chart.
まず、図1及び図2を参照してタイヤ監視システムの構成について説明する。ここでの説明では図1の運転席(図示せず)から見て前方を前、後方を後、右側を右、左側を左と表記する。 First, the configuration of the tire monitoring system will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the description here, the front is the front, the rear is the rear, the right is the right, and the left is the left as viewed from the driver's seat (not shown) in FIG.
車両1は例えば4輪の普通乗用車で、前後左右4つのタイヤ2のそれぞれにタイヤ2の状態を検出してこの検出結果を周波数変調された電波によって送信するセンサ装置3が設けられている。
The
また、運転席(図示せず)近傍にはコントローラと表示パネルとを含み、センサ装置3から送信された電波を受信して前記検出結果を表示パネルに表示する監視ユニット40が設置されている。さらに、監視ユニット40に対して同軸ケーブル40aを介して接続されたアンテナ50は車両1の前面の窓ガラス4の右側に設けられており、水平面内において一様な指向性を有している。
A
各センサ装置3から送信される電波強度が同一であることにより、監視ユニット40がアンテナ50を介して受信する電波強度はアンテナ50の指向性による影響が弱くなり各センサ装置3との距離によって決まる。各センサ装置33との距離がそれぞれ異なる位置にアンテナ50を設けていることにより、受信強度に差異を生じさせることができ、監視ユニット40は受信強度により各センサ装置3を識別することができる。
Since the radio wave intensity transmitted from each
なお、アンテナ50は各センサ装置3との距離がそれぞれ異なる位置に設けられていればよく、車両1の前面の窓ガラス4の右側に限定されるものではない。また、水平面内において所定の指向性を有するアンテナ50を用いて、各センサ装置3から送信される電波の受信強度に差異を生じさせる場合も、同様に受信強度により各センサ装置3を識別することができる。
The
次に、図3及び図4を参照して図1及び図2に示したセンサ装置の構成、動作及び送信する電波について説明する。 Next, the configuration, operation, and transmitted radio wave of the sensor device shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
図3において、3はセンサ装置で、アンテナ31と、アンテナ切替器32、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。
In FIG. 3,
アンテナ31は、本実施形態では315MHzの通信周波数に整合されている。 In this embodiment, the antenna 31 is matched to a communication frequency of 315 MHz.
アンテナ切替器32は、例えば電子スイッチ等から構成され、中央処理部34の制御によってアンテナ31と整流回路33及び検波部35との接続と、アンテナ31と発信部36との接続とを切り替える。 The antenna switch 32 is constituted by, for example, an electronic switch or the like, and switches between the connection between the antenna 31 and the rectifier circuit 33 and the detection unit 35 and the connection between the antenna 31 and the transmission unit 36 under the control of the central processing unit 34.
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32を介してアンテナ31が接続されている。整流回路33は、例えば監視ユニット40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。
The rectifier circuit 33 includes
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、センサ検出結果を監視ユニット40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。
The central processing unit 34 includes a well-known
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、個々のセンサ装置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。
The
検波部35は、ダイオード351とA/D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。
The detection unit 35 includes a
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32を介して応答信号としてアンテナ31に供給する。
The transmission unit 36 includes an
センサ部37は、第1及び第2センサ371,372と、切替器373、A/D変換回路374から構成されている。第1及び第2センサ371,372としてはタイヤ2の状態を検出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、湿度センサ、振動センサ、加速度センサなどである。本実施形態では、第1センサ371としてタイヤ内部の空気圧を検出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、第2センサ372としてタイヤ内の温度を検出して温度に対応する電圧を出力する温度センサを構成した。なお、センサの数は2つに限らず、必要に応じて追加、減少してもよい。
The sensor unit 37 includes first and
切替器373は、例えば電子スイッチ等から構成され、中央処理部34の制御によって第1センサ371の出力と第2センサ372の出力とを切り替えてA/D変換回路374の入力に接続する。
The
A/D変換回路374は、入力された第1センサ371の出力電圧或いは第2センサ372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、第1及び第2センサ371,372の検出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。
The A /
次に、応答信号として送信する電波について説明する。 Next, a radio wave transmitted as a response signal will be described.
センサ装置3は図4に示す送信フレーム60の内容を周波数変調された電波によって送信する。送信フレーム60の一単位は96bitであり、16bitのPreamble61と24bitのフレーム同調コード62及び64bitのデータ部63から構成されている。電波を受信した監視ユニット40は、Preambleと61フレーム同調コード62が所定の値であるときに受け取るべき電波と判断し、データ部63の内容を解読する。
The
データ部63はセンサ装置3の状態に応じて複数種類の情報を使い分けている。例えば、センサ装置3が正常にタイヤ2の状態を検出した場合に送信する検出結果送信モードのデータ部63は、IDコード63aとして24bitでセンサ装置30の識別番号の情報を、種別63bとして4bitで送信するデータ部種類の情報を、カウンタ63cとして4bitで単位時間あたりの送信回数の情報を、圧力63dとして8bitでタイヤ空気圧の情報を、温度63eとして8bitでタイヤ温度の情報を、CRC63fとして16bitで周知のCRC(Cyclic Redundancy Check)のエラーチェック情報を有している。
The
なお、本実施形態ではタイヤ2の空気圧と温度を検出して、その検出結果を1つのフレームを用いて送信するセンサ装置3を示したが、タイヤ空気圧、タイヤ温度をそれぞれ別のフレームを用いて送信するセンサ装置3でもよいし、フレーム以外の通信方式を用いて送信してもよい。
In the present embodiment, the
また、周波数変調された電波はより電波強度が強い方が他方の電波を打ち消す性質があるため、他方の電波がより電波強度が強い方の電波強度に影響を与えず所定の電波強度を受信することができる。 Also, frequency-modulated radio waves have the property of canceling the other radio wave when the radio wave intensity is stronger, so the other radio wave receives the predetermined radio wave intensity without affecting the radio wave intensity of the stronger radio wave intensity be able to.
しかし、複数のセンサ装置3からの電波が重複した場合、監視ユニット40は1つの電波しか受信することができない場合がある。
However, when radio waves from a plurality of
そこで本実施形態では、センサ装置3は同一送信フレーム60をそれぞれ異なる間隔で複数回送信することにより、例えば1回目の送信が他のセンサ装置3からの電波と重複した場合でも、2回目以降の送信において電波が重複するのを防止する。
Therefore, in the present embodiment, the
なお、電波が重複するのを防止するため、各センサ装置間でそれぞれ異なる送信間隔を設定しておき、各センサ装置3は複数回全て同一間隔で送信してもよいし、各センサ装置3は順番に1回だけ送信してもよい。
In order to prevent radio waves from overlapping, different transmission intervals may be set between the sensor devices, and each
次に、図5乃至図8を参照して図1及び図2に示したアンテナの構成及び設置状態について説明する。 Next, the configuration and installation state of the antenna shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS.
アンテナ50は、図5に示すように、車両1の前面の窓ガラス4の右側の表面に設けられた、アンテナエレメント51、給電部52、銅板シール53から構成されているλ/4モノポールアンテナである。
As shown in FIG. 5, the
図6に示すアンテナエレメント51は、透明なフィルム51b(例えばポリイミドフィルム)に印刷された導電体51aと給電点51cから構成され、導電体51aは直角に折り曲げられおり、2辺の長さの合計L1+L2はセンサ装置3から送信された電波の周波数に対応する実効波長の1/4の長さに設定されている。給電点51cは縦L3×縦L4の大きさをなす金属片であり、図7に示す給電端子523と接続して窓ガラス4に貼り付けられる。
The
なお、アンテナ50はモノポールアンテナに限定されるものではなく、またフィルム51bは、例えば車両1の窓ガラス4以外の位置に設ける場合や自動二輪車に設ける場合には透明である必要はない。
The
本実施形態では、センサ装置3の送信電波の周波数は315MHzに対し、一例としてL1=80mm、L2=75mm、L3=5mm、L4=5mmにそれぞれ設定している。フィルム51bの寸法は問わない。
In this embodiment, the frequency of the transmission radio wave of the
給電部52は設置部521と接続部522から構成され、設置部521の窓ガラス4に貼り付けられる面に給電端子523が設けられている。接続部522は後述する高域通過型フィルターと負帰還増幅器を有しており、同軸ケーブル40aを介して監視ユニット40に接続している。
The
また、給電部52も窓ガラス4に貼り付けられ、接続部522の上から銅板シール53で固定され、銅板シール53の一端は窓枠部分4aの金属をグランドとして接地する。これにより同軸ケーブル40aのシールド線は窓枠部分4aの金属と導電接続される。
In addition, the
本実施形態におけるアンテナ50は、同軸ケーブル40aと接続することによりタイヤ監視システムのアンテナ50として機能するので、同軸ケーブル40aを1本引き回すことができる位置に貼り付けるだけでアンテナ50を設けることができる。
Since the
また、アンテナエレメント51の一辺が窓ガラス4の上下方向に延びるように貼り付けられていることにより、図8に示す水平面内における受信強度は、水平面内の角度によらずほぼ一様となる。ここで、他の角度と比較して0〜90[deg]における受信強度の増加は、アンテナ50を車両1の前面窓ガラス4の右側に設けているためであると考えられる。
Further, since one side of the
さらに、アンテナエレメント51を構成する透明なフィルム51bを用いることにより車両1の窓ガラス4に貼り付けても視界を遮ることがなく、車両1の外観を損ねることもない。
Further, by using the
次に、図9及び図10を参照して図5乃至図8に示したアンテナを介して監視ユニットが受信する電波強度の実測結果について説明する。 Next, an actual measurement result of the radio field intensity received by the monitoring unit via the antenna shown in FIGS. 5 to 8 will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
図9は、前後左右4つのタイヤ2に設けられたセンサ装置3が送信する電波を、各タイヤ2が1回転したときに監視ユニット40が受信する電波強度の実測結果である。左前タイヤ2に設けられたセンサ装置3からの電波の受信強度はおおよそ−80[dBm]、左後タイヤ2に設けられたセンサ装置3からの電波の受信強度はおおおよそ−82[dBm]、右後タイヤ2に設けられたセンサ装置3からの電波の受信強度はおおよそ−90[dBm]、右前タイヤ2に設けられたセンサ装置3からの電波の受信強度はおおよそ−95[dBm]である。ここで、各タイヤ2に設けられたセンサ装置3からの電波における所定角度での受信強度の低下は、タイヤ2が回転することによりアンテナ50が受信しにくい位置へセンサ装置3が移動したためであると考えられる。
FIG. 9 is an actual measurement result of the radio field intensity received by the
各タイヤ2に設けられたセンサ装置3からの電波の受信強度に差異があり、それぞれ一定の値であることにより、監視ユニット40は受信強度により各センサ装置3が取り付けられているタイヤ位置を識別することができる。よって、タイヤ2のローテーションやセンサ装置3の交換等の場合でも、監視ユニット40は受信する電波強度により、そのセンサ装置3がどのタイヤ位置から送信しているかを識別することができる。
Since the reception intensity of the radio waves from the
図10は、単位時間あたりに各タイヤ2に設けられたセンサ装置3から送信した電波をアンテナ50を介して監視ユニット40が受信した回数とその受信強度の平均値の実測結果図である。監視ユニット40は、左前タイヤ2に設けられたセンサ装置3からの送信回数303回に対して297回受信し受信確率は98.0%、受信強度平均値(この受信強度は前記受信強度と異なる次元であり単位なしである、以下同じ)は127.37であり、左後タイヤ2に設けられたセンサ装置3からの送信回数300回に対して292回受信し受信確率は97.3%、受信強度平均値は126.48であり、右後タイヤ2に設けられたセンサ装置3からの送信回数303回に対して282回受信し受信確率は93.1%、受信強度平均値は117.33であり、右前タイヤ2に設けられたセンサ装置3からの送信回数325回に対して253回受信し受信確率は77.8%、受信強度平均値は114.56である。
FIG. 10 is an actual measurement result diagram of the number of times that the
各センサ装置3からの電波の受信確率は、前述の他のセンサ装置3の電波と重複した場合の他に、タイヤが回転することによる受信強度の低下が所定値以下となり監視ユニット40が電波を認識できないことにより低下している。
The reception probability of the radio wave from each
センサ装置3は同一送信フレーム60を複数回送信することにより、例えば監視ユニット40が1回目の送信を受信することができなかった場合でも、2回目以降の送信において受信強度が所定値より大きくなることで受信することができる。
The
図において、各タイヤ位置の受信確率及び受信強度平均値は左前タイヤ、左後タイヤ、右後タイヤ、右前タイヤの順で減少しており、タイヤ位置により受信強度、受信回数に差異が生じていることを示している。また、受信確率と受信強度平均値との間には相関関係があり、各タイヤ位置間における受信確率の差異は受信強度平均値の差異よりも顕著であるので、受信確率によりタイヤ位置を識別することもできる。 In the figure, the reception probability and the average reception intensity at each tire position decrease in the order of the left front tire, the left rear tire, the right rear tire, and the right front tire, and there are differences in the reception intensity and the number of receptions depending on the tire position. It is shown that. In addition, there is a correlation between the reception probability and the reception intensity average value, and the difference in the reception probability between the tire positions is more significant than the difference in the reception intensity average value, so the tire position is identified by the reception probability. You can also.
本実施形態では、単位時間あたりの受信強度平均値に基づいて識別することにより測定精度の平準化を図っているが、受信強度の属性値であれば他の値でも識別することができ、単位時間あたりの受信確率も同様に単位時間あたりの受信回数の他の属性値でも識別することができる。 In the present embodiment, the measurement accuracy is leveled by identifying based on the received intensity average value per unit time, but any other value can be identified as long as it is an attribute value of received intensity. Similarly, the reception probability per time can be identified by other attribute values of the number of receptions per unit time.
次に、図11乃至図13を参照して図1及び図2に示した監視ユニットの構成及び動作について説明する。 Next, the configuration and operation of the monitoring unit shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS.
監視ユニット40は、図11に示すように、受信部41、復調部42、中央処理部43、表示部44から構成されている。この監視ユニット40には車両1のバッテリー等から駆動電力が供給されている。
As shown in FIG. 11, the
アンテナ50は前述のアンテナエレメント51と給電部52を有しており、給電部52は周知の高域通過型フィルター52aと負帰還増幅器52bを有している。アンテナエレメント51が受信した信号は高域通過型フィルター52aを通過し、負帰還増幅器53を介して監視ユニット40に送出される。
The
受信部41は、フィルター411と受信IC412から構成され、フィルター411の入力側はアンテナ50に接続され、センサ装置3が送信した電波を受信してフィルター411を通した後に受信IC412を介して復調部42に送出する。また、受信IC412は受信した電波の電波強度を測定して数値化し、この数値化した電波強度の情報を受信信号と共に復調部42に送出する。
The receiving unit 41 includes a
復調部42は、A/D変換回路421と受信CPU422から構成されている。受信部41から送出された信号はA/D変換回路421を介して、受信CPU422が送信フレーム60として受け取る。受信CPU422のプログラムには、センサ装置3から送信された電波を受信したときにデータ部63を解読するように設定されている。本実施形態では、送信フレーム60にセンサ装置3からの電波であることを表す前述のPreamble61とフレーム同調コード62を設けることによって、その他の電波と区別できるようにしている。
The demodulation unit 42 includes an A /
中央処理部43はメインCPU431及びメモリ432から構成され、受信CPU422からのデータ部63及び電波強度の情報を入力として表示部44を制御する。メモリ432は、メインCPU431を動作させるプログラムが記録されたROMと、例えばEEPROM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、前述の各タイヤ位置における単位時間あたりの受信強度平均値と受信確率が書き換え可能に指定された領域に予め記憶されている。
The central processing unit 43 includes a
表示部44は、メインCPU431からの制御に基づいて各センサ装置3の情報を表示パネル441に表示し、スピーカ442から音を出力する。
The display unit 44 displays information of each
次に、前述の構成よりなる監視ユニット40の動作を説明する。
Next, the operation of the
図12において、監視ユニット40はタイヤ監視システムの起動時にセンサ装置位置識別処理を行う(S1)。図13に示すセンサ装置位置識別処理S1は、まず監視ユニット40のタイマーをリセットしタイマー計時を開始する(S11)。各センサ装置3からの電波を受信したか否かを判定し(S12)、受信IC412によって受信した電波強度を測定する(S13)。
In FIG. 12, the
受信CPU422は受信電波が各センサ装置3からの電波か否かを判定し(1S4)、センサ装置3からの電波であると判定したときは、メインCPU431は受信した送信フレーム60のIDコード63aごとに受信回数を1増加させ、データ部63及び受信強度をメモリ432に記憶する(S15)。監視ユニット40はタイマーの計時時間が所定の時間T1を経過するまでS12〜S15を繰り返す(S16)。
The
時間T1を経過したときは、IDコード63aごとに記憶した受信強度から受信強度の平均値を求め、カウンタ63cとカウントした受信回数から受信確率を算出する(S17)。各IDコード63aの算出結果とあらかじめメモリ432に記憶してある各タイヤ位置の実測結果を比較してIDコード63aによって特定されるセンサ装置3のタイヤ位置を識別し(S18)、IDコード63aとタイヤ位置の対応関係をメモリ432に記憶する(S19)。
When the time T1 has elapsed, the average value of the reception strength is obtained from the reception strength stored for each ID code 63a, and the reception probability is calculated from the
センサ装置位置識別処理S1の後、各センサ装置3からの電波を受信したときは(S2、S3)、前記対応関係に基づいてIDコード63aによってタイヤ位置を識別し(S4)、データ部63の情報に基づいて表示パネル441に各タイヤ2の空気圧や温度の数値を表示し、所定の場合にはスピーカ442から音を出力する(S5)。
After receiving the radio wave from each
なお、本実施形態ではタイヤ監視システム起動時にセンサ装置位置識別処理S1を行うようにしたが、任意に各センサ装置のタイヤ位置を識別するようにしてもよい。また、各タイヤ位置の実測結果はあらかじめ記憶する場合に限られず、後から実測結果を記憶するようにしてもよい。 In the present embodiment, the sensor device position identification process S1 is performed when the tire monitoring system is activated. However, the tire position of each sensor device may be arbitrarily identified. In addition, the actual measurement result of each tire position is not limited to storing in advance, and the actual measurement result may be stored later.
このように、本実施形態のタイヤ監視システムによれば、各センサ装置3からの距離がそれぞれ異なる位置に水平面内において指向性が一様なアンテナ50を設けることにより受信強度に差異を生じさせ、各センサ装置3が電波をそれぞれ異なる間隔で送信することにより複数の電波が重複するのを防止し、センサ装置3のタイヤ位置を手動で設定することなく、1つのアンテナ50で各センサ装置3が取り付けられたタイヤ位置を識別することができる。
As described above, according to the tire monitoring system of the present embodiment, by providing the
また、センサ装置3が同一送信フレーム60を複数回送信することにより監視ユニット40が受信する確率を高め、監視ユニット40が単位時間あたりの受信強度の平均及び受信回数に基づいて識別することにより、タイヤ位置の識別精度を高めることができる。
In addition, the probability that the
さらに、アンテナ50は窓ガラス4に貼り付けることにより、既存の車両1に後からアンテナ50を設けることができると共に、透明なフィルム51bを備えたアンテナエレメント51を用いることにより、視界を遮ることや外観を損ねることなくアンテナ50を設けることができる。
Further, the
なお、本発明の構成は前述の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。 The configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
1…車両、2…タイヤ、3…センサ装置、4…窓ガラス、4a…窓枠部分、31…アンテナ、32…アンテナ切替器、33…整流回路、331…ダイオード、332…ダイオード、333…コンデンサ、334…抵抗器、34…中央処理部、341…CPU、342…D/A変換回路、343…記憶部、35…検波部、351…ダイオード、352…A/D変換器、36…発信部、361…発振回路、362…変調回路、363…高周波増幅回路、37…センサ部、371…第1センサ、372…第2センサ、373…切替器、374…A/D変換回路、40…監視ユニット、40a…同軸ケーブル、41…受信部、411…フィルター、412…受信IC、42…復調部、421…A/D変換回路、422…受信CPU、43…中央処理部、431…メインCPU、432…メモリ、44…表示部、441…表示パネル、442…スピーカ、50…アンテナ、51…アンテナエレメント、51a…導電体、51b…フィルム、51c…給電点、52…給電部、52a…高域通過型フィルター、52b…負帰還増幅器、521…設置部、522…接続部、523…給電端子、53…銅板シール、60…送信フレーム、61…Preamble、62…フレーム同調コード、63…データ部、63a…IDコード、63b…種別、63c…カウンタ、63d…圧力、63e温度、63f…CRC、S1…センサ装置位置識別処理。
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記監視ユニットに接続され、前記センサ装置から送信された電波を受信するための水平面内において一様な指向性を有するアンテナを1つ備え、
前記アンテナは、前記複数のセンサ装置との距離がそれぞれ異なる位置に設けられており、
前記監視ユニットが前記アンテナを介して受信する電波強度に基づいて、前記複数のセンサ装置が取り付けられているタイヤの位置を識別する手段を有する
ことを特徴とするタイヤ監視システム。 A plurality of sensor devices that are attached to each of all tires of a vehicle, have a sensor that detects a physical quantity inside the tire, and transmits a detection result by the sensor to the outside of the tire by radio waves, and the plurality of sensor devices In a tire monitoring system comprising a monitoring unit that receives radio waves from and acquires the detection results of the sensors for each sensor device,
One antenna connected to the monitoring unit and having uniform directivity in a horizontal plane for receiving radio waves transmitted from the sensor device,
The antenna is provided at a position where distances from the plurality of sensor devices are different from each other,
A tire monitoring system comprising: means for identifying positions of tires to which the plurality of sensor devices are attached based on radio field intensity received by the monitoring unit via the antenna.
前記監視ユニットは前記アンテナを介して受信する複数回の検出結果の電波強度の平均に基づいて、前記複数のセンサ装置が取り付けられているタイヤの位置を識別する手段を有する
ことを特徴とする請求項1に記載のタイヤ監視システム。 The sensor device has means for transmitting the same detection result a plurality of times when transmitting the detection result,
The monitoring unit has means for identifying positions of tires to which the plurality of sensor devices are attached based on an average of radio wave intensities of a plurality of detection results received via the antenna. Item 2. The tire monitoring system according to Item 1.
前記同一検出結果を複数回送信するときに異なる間隔で送信する手段を有する
ことを特徴とする請求項2に記載のタイヤ監視システム。 The sensor device includes:
The tire monitoring system according to claim 2, further comprising means for transmitting the same detection result at different intervals when transmitting the same detection result a plurality of times.
前記同一検出結果を複数回送信するときに前記複数の他のセンサ装置における送信間隔とそれぞれ異なる間隔で送信する手段を有する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載のタイヤ監視システム。 The sensor device includes:
The tire monitoring system according to claim 2 or 3, further comprising means for transmitting the same detection result at a different interval from a transmission interval in the plurality of other sensor devices when transmitting the same detection result a plurality of times.
単位時間あたりの受信回数に基づいて、前記複数のセンサ装置が取り付けられているタイヤの位置を識別する手段を有する
ことを特徴とする請求項1乃至4に記載のタイヤ監視システム。 The monitoring unit is
The tire monitoring system according to any one of claims 1 to 4, further comprising means for identifying a position of a tire to which the plurality of sensor devices are attached based on the number of receptions per unit time.
単位時間あたりの電波強度の平均及び受信回数に基づいて、前記複数のセンサ装置が取り付けられているタイヤの位置を識別する手段を有する
ことを特徴とする請求項1乃至5に記載のタイヤ監視システム。 The monitoring unit is
The tire monitoring system according to any one of claims 1 to 5, further comprising means for identifying a position of a tire to which the plurality of sensor devices are attached based on an average of the radio field intensity per unit time and the number of receptions. .
ことを特徴とする請求項1乃至6に記載のタイヤ監視システム。 The tire monitoring system according to claim 1, wherein the antenna is attached to a window glass of the vehicle.
前記センサ装置が送信する周波数変調された電波を前記アンテナを介して受信する
ことを特徴とする請求項1乃至7に記載のタイヤ監視システム。 The monitoring unit is
The tire monitoring system according to claim 1, wherein a frequency-modulated radio wave transmitted by the sensor device is received via the antenna.
ことを特徴とする請求項1乃至8に記載のタイヤ監視システム。 The tire monitoring system according to claim 1, wherein the detection result includes at least one of air pressure, temperature, humidity, vibration, and acceleration.
前記監視ユニットに接続され、前記センサ装置から送信された電波を受信するための水平面内において所定の指向性を有する固定されたアンテナを1つ備え、
前記アンテナは、前記複数のセンサ装置から受信する電波強度がそれぞれ異なるように設けられており、
前記監視ユニットが前記アンテナを介して受信する電波強度に基づいて前記複数のセンサ装置が取り付けられているタイヤの位置を識別する手段を有する
ことを特徴とするタイヤ監視システム。 A plurality of sensor devices that are attached to each of all tires of a vehicle, have a sensor that detects a physical quantity inside the tire, and transmits a detection result by the sensor to the outside of the tire by radio waves, and the plurality of sensor devices In a tire monitoring system comprising a monitoring unit that receives radio waves from and acquires the detection results of the sensors for each sensor device,
One fixed antenna connected to the monitoring unit and having a predetermined directivity in a horizontal plane for receiving radio waves transmitted from the sensor device;
The antenna is provided such that the radio wave intensity received from the plurality of sensor devices is different,
A tire monitoring system comprising: means for identifying positions of tires to which the plurality of sensor devices are attached based on radio field intensity received by the monitoring unit via the antenna.
前記監視ユニットは前記アンテナを介して受信する複数回の検出結果の電波強度の平均に基づいて前記複数のセンサ装置が取り付けられているタイヤの位置を識別する手段を有する
ことを特徴とする請求項10に記載のタイヤ監視システム。 The sensor device has means for transmitting the same detection result a plurality of times when transmitting the detection result,
The said monitoring unit has a means to identify the position of the tire to which the said several sensor apparatus is attached based on the average of the electromagnetic wave intensity of the detection result of the multiple times received via the said antenna. The tire monitoring system according to claim 10.
前記同一検出結果を複数回送信するときに異なる間隔で送信する手段を有する
ことを特徴とする請求項11に記載のタイヤ監視システム。 The sensor device includes:
The tire monitoring system according to claim 11, further comprising means for transmitting the same detection result at different intervals when transmitting the same detection result a plurality of times.
前記同一検出結果を複数回送信するときに前記複数の他のセンサ装置における送信間隔とそれぞれ異なる間隔で送信する手段を有する
ことを特徴とする請求項11又は12に記載のタイヤ監視システム。 The sensor device includes:
The tire monitoring system according to claim 11 or 12, further comprising means for transmitting the same detection result at a different interval from a transmission interval in the plurality of other sensor devices when transmitting the same detection result a plurality of times.
単位時間あたりの受信回数に基づいて前記複数のセンサ装置が取り付けられているタイヤの位置を識別する手段を有する
ことを特徴とする請求項10乃至13に記載のタイヤ監視システム。 The monitoring unit is
The tire monitoring system according to any one of claims 10 to 13, further comprising means for identifying positions of tires to which the plurality of sensor devices are attached based on the number of receptions per unit time.
単位時間あたりの電波強度の平均及び受信回数に基づいて前記複数のセンサ装置が取り付けられているタイヤの位置を識別する手段を有する
ことを特徴とする請求項10乃至14に記載のタイヤ監視システム。 The monitoring unit is
The tire monitoring system according to any one of claims 10 to 14, further comprising means for identifying a position of a tire to which the plurality of sensor devices are attached based on an average of radio field intensity per unit time and the number of receptions.
ことを特徴とする請求項10乃至15に記載のタイヤ監視システム。 The tire monitoring system according to any one of claims 10 to 15, wherein the antenna is attached to a window glass of the vehicle.
前記センサ装置が送信する周波数変調された電波を前記アンテナを介して受信する
ことを特徴とする請求項10乃至16に記載のタイヤ監視システム。 The monitoring unit is
The tire monitoring system according to claim 10, wherein a frequency-modulated radio wave transmitted by the sensor device is received via the antenna.
ことを特徴とする請求項10乃至17に記載のタイヤ監視システム。
The tire monitoring system according to any one of claims 10 to 17, wherein the detection result includes at least one of air pressure, temperature, humidity, vibration, and acceleration.
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