JP2006056490A - 無線通信中継装置およびホイールカバー - Google Patents

Abstract

【課題】 空気圧センサユニットと空気圧監視ユニットとの間の通信を安定化し、バッテリ交換に係る利用者の負担を軽減する。
【解決手段】 空気圧センサユニット３と空気圧監視ユニットとの間の無線通信を中継する無線通信中継装置４を、ホイール２またはホイールカバー２１上に設けた。そして、無線通信中継装置４のバッテリの容量を十分に大きくした。すると、無線通信中継装置４と空気圧監視ユニットと間での送信電波の電力を大きくすることができ、その間の通信を安定化させることができる。また、無線通信中継装置４の対センサユニットアンテナ４１を空気圧センサユニット３に極めて近接した位置、例えば、ホイールカバー２１に形成された貫通孔２１１の内壁に設けた。その結果、その間の通信を微弱電波で行うことができるので、その送受信部の電力消費が低減され、空気圧センサユニット３のバッテリ寿命を延ばすことができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車用車両のタイヤ空気圧監視システムにおいて、タイヤ空気圧センサユニットとタイヤ空気圧監視ユニットとの間で行われるデータ通信を、その中間にあって中継する無線通信中継装置、および、その無線通信中継装置を搭載したホイールカバーに関する。

走行中の車両においてタイヤの空気圧が低下していることを運転者に速やかに認識させるタイヤ空気圧監視システム（Tire Pressure Monitoring System、以下、ＴＰＭＳと略す。）が急速に普及し始めている。

ＴＰＭＳは、通常、車両の各ホイールに装着されたタイヤ空気圧センサユニットと、車両の車体に搭載されたタイヤ空気圧監視ユニットと、ダッシュボードの一部に装着された表示ユニットとによって構成される。タイヤ空気圧センサユニットは、少なくとも空気圧センサと無線送受信部とを備え、タイヤ内の空気圧を検出し、検出したタイヤ空気圧のデータを監視ユニットへ送信する。タイヤ空気圧監視ユニットは、各タイヤ空気圧センサユニットから無線で送信されるタイヤ空気圧のデータを受信し、監視する。そして、そのタイヤ空気圧のデータが所定の値以下に低下した場合には、タイヤ空気圧低下を示す表示データを表示ユニットへ出力する。

ここで、タイヤ空気圧センサユニットは、ホイールというに回転体に装着されるため、車体上の大容量バッテリからタイヤ空気圧センサユニットに直接に電力を供給するのは困難である。そのため、タイヤ空気圧センサユニットは、空気圧センサや無線送受信部などを駆動するためのバッテリを内蔵している。しかしながら、その内蔵バッテリは、サイズおよびコストの面からその容量を大きくすることはできない。そのため、そのバッテリが消耗した場合には、その交換をする必要があるが、その交換は、車両の利用者が簡単にできるものではなく、車両メーカのサービスセンタや修理工場においてすることになる。従って、このようなバッテリ交換を頻繁に行うのは、利用者にとって面倒であり、大きな負担となる。

そこで、タイヤ空気圧センサユニットにおける電力消費量を低減して、バッテリの寿命をできるだけ延ばすようにしなければならない。その電力消費量を低減するには、まず、タイヤ空気圧センサユニットからタイヤ空気圧監視ユニットへタイヤ空気圧のデータを送信するための電波の電力を小さくすればよい。

ところが、車両の車体内は、エンジンが発するイグニッションノイズなど、電気的なノイズが多い環境である。また、タイヤ空気圧センサユニットが装着されるホイールは金属からなり、また、タイヤもスチールワイヤを含む。さらに、車両の車体は、サスペンション機構をはじめ多数の金属製機構部からなる。金属は電波を反射し、遮蔽するため、タイヤ空気圧センサユニットから送信された電波は、反射を繰り返すことによって、これら金属製機構部を避け、タイヤ空気圧監視ユニットのアンテナへ到達する。さらに、前後左右の４つの車輪に装着されたタイヤ空気圧センサユニットからタイヤ空気圧監視ユニットのアンテナまでの電波の伝播経路はそれぞれに異なる。加えて、タイヤ空気圧センサユニットがホイールの回転の周辺部に設置されているために、車両の走行中はホイールの回転によって、タイヤ空気圧センサユニットとタイヤ空気圧監視ユニットのアンテナとの距離および電波の伝播経路は、絶えず変化する。そのため、タイヤ空気圧センサユニットから送信された電波をタイヤ空気圧監視ユニットのアンテナで良好に受信するためのアンテナ位置の調整や送信電波のレベル設定に、多くの設計者が悩まされる結果となっている。

このような状況であるので、タイヤ空気圧センサユニットからタイヤ空気圧監視ユニットへ送信する電波の電力を低下させることはできない。もし、低下させると、通信そのものが不安定になったり、または、不能になったりする場合が出てくる。

なお、特許文献1には、ドアミラーにタイヤ空気圧監視ユニット側のアンテナを設置したことを特徴とするＴＰＭＳの例が開示されている。この例によれば、タイヤ空気圧監視ユニットは、ドアミラーに設置されたアンテナを介して、車両のホイールに装着されたタイヤ空気圧センサユニットとの通信をおこなう。この場合、その通信電波は、車体の外側を伝播する。そのため、車体内の金属設置物やその形状による通信の不安定性の問題やイグニッションノイズ等の問題をある程度解消することができる。
特開平１１−２５４９２５号公報（段落０００３〜００１５、図１、図２）

しかしながら、特許文献１に開示された例においては、ドアミラーと前輪ホイールまたは後輪ホイールとは、１ｍないし数ｍ程度離れており、しかも、その距離は、ホイールの回転とともに絶えず変化する。すなわち、本例によっては、通信の不安定性の問題は、十分には解決されておらず、従って、タイヤ空気圧センサユニットが送信する電波の電力を低減するようなことは困難である。つまり、特許文献１に開示された技術によっては、タイヤ空気圧センサユニットが送信する電波の電力を低減し、タイヤ空気圧センサユニットに内蔵されているバッテリの寿命を延ばすことはできない。

以上の状況に鑑み、本発明の課題は、タイヤ空気圧センサユニットとタイヤ空気圧監視ユニットとの間の安定的な通信を確保した上で、タイヤ空気圧センサユニットに備えられたバッテリの寿命を長く延ばす、または、そのバッテリをなくすことによって、バッテリ交換に係る利用者の負担を軽減することにある。

前記課題を解決するため、請求項１の発明では、自動車用車両のホイールに装着されてタイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧センサユニットと、前記車両に搭載されて前記タイヤ空気圧センサユニットが検出したタイヤ空気圧の低下を監視するタイヤ空気圧監視ユニットとの間で行われるデータ通信を、その中間にあって中継する無線通信中継装置を設けた。そして、その無線通信中継装置をホイールに搭載し、その無線通信中継装置がタイヤ空気圧センサユニットと通信するためのアンテナを、そのホイール上であって、タイヤ空気圧センサユニットのアンテナに近接する位置に配設した。

請求項１に記載の無線通信中継装置によれば、その無線通信中継装置は、車両のホイールに搭載される。そのため、その無線通信中継装置を駆動するバッテリもホイールという大きな車両部品の一部に収納させることができる。それゆえ、その無線通信中継装置を駆動するバッテリの容量は、タイヤ空気圧センサユニットに内蔵されるバッテリの容量に比べると十分に大きくすることができる。そのため、この無線通信中継装置とタイヤ空気圧監視ユニットとの間の通信では、送信電波の電力を大きくすることができるので、その通信をより安定化させることができる。また、ホイールの一部にバッテリの着脱が容易なバッテリ収納部を設けることは容易であるので、タイヤ空気圧センサユニットのバッテリ交換よりもはるかに簡単なバッテリ交換が可能となる。

また、この無線通信中継装置がタイヤ空気圧センサユニットと通信するためのアンテナは、タイヤ空気圧センサユニットにせいぜい数ｃｍ程度しか離れていない近接した位置に配設される。そのため、その相互間の通信で用いられる送信電波の電力を小さくしても安定した通信を行うことができる。そのため、その相互間の通信で用いられる送信電波の電力を小さくしても、安定した通信を行うことができる。よって、タイヤ空気圧センサユニットの送信電波の電力は、小さくてすみ、タイヤ空気圧センサユニットにおける電力消費を低減することができるので、そのバッテリの寿命を延ばすことができる。すなわち、面倒なタイヤ空気圧センサユニットのバッテリ交換は、あまりしなくて済むようになる。

なお、このような通信距離が数ｃｍ以下の近距離通信においては、無線通信中継装置から送信する電波によって、タイヤ空気圧センサユニットへ電力を供給することもできる。その場合には、タイヤ空気圧センサユニットのバッテリをなくすこともできる。

請求項２の発明では、自動車用車両のホイールに装着されてタイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧センサユニットと、前記車両に搭載されて前記タイヤ空気圧センサユニットが検出したタイヤ空気圧の低下を監視するタイヤ空気圧監視ユニットとの間で行われるデータ通信を、その中間にあって中継する無線通信中継装置を、ホイールカバーに搭載するようにした。そして、その無線通信中継装置がタイヤ空気圧センサユニットと通信するためのアンテナを、タイヤ空気圧センサのバルブ部分を露出させるためにそのホイールカバーに形成された貫通孔部分に配設した。

請求項２に記載の無線通信中継装置によれば、その無線通信中継装置は、車両のホイールカバーに搭載される。そのため、その無線通信中継装置を駆動するバッテリもホイールカバーという大きな車両部品の一部に収納させることができる。それゆえ、その無線通信中継装置を駆動するバッテリの容量は、タイヤ空気圧センサユニットに内蔵されるバッテリの容量に比べると十分に大きくすることができる。そのため、この無線通信中継装置とタイヤ空気圧監視ユニットとの間の通信では、送信電波の電力を大きくすることができるので、その通信をより安定化させることができる。また、ホイールの一部にバッテリの着脱が容易なバッテリ収納部を設けることは容易であるので、タイヤ空気圧センサユニットのバッテリ交換よりもはるかに簡単なバッテリ交換が可能となる。

また、この無線通信中継装置がタイヤ空気圧センサユニットと通信するためのアンテナは、タイヤ空気圧センサのバルブ部分を露出させるためにそのホイールカバーに形成された貫通孔部分、すなわち、タイヤ空気圧センサとは数ｃｍしか離れていない位置に配設される。そのため、その相互間の通信で用いられる送信電波の電力を小さくしても、安定した通信を行うことができる。よって、タイヤ空気圧センサユニットの送信電波の電力は、小さくてすみ、タイヤ空気圧センサユニットにおける電力消費を低減することができるので、そのバッテリの寿命を延ばすことができる。すなわち、面倒なタイヤ空気圧センサユニットのバッテリ交換は、あまりしなくて済むようになる。

なお、このような通信距離が数ｃｍ以下の近距離通信においては、無線通信中継装置から送信する電波によって、タイヤ空気圧センサユニットへ電力を供給することもできる。その場合には、タイヤ空気圧センサユニットのバッテリをなくすこともできる。

請求項３の発明では、請求項２に記載の無線通信中継装置がタイヤ空気圧監視ユニットと通信するためのその無線通信中継装置のアンテナを、ホイールカバーがホイールに装着されて回転するときのそのホイールカバーの回転中心部分に配設するようにした。

請求項３に記載の無線通信中継装置によれば、その無線通信中継装置がタイヤ空気圧監視ユニットと通信するためのアンテナは、ホイールカバーの回転中心部分に配設されるので、車両が走行してもそのアンテナの位置は、ほとんど変化しない。そのため、例えば、ドアミラーに設置されるタイヤ空気圧監視ユニットのアンテナとの距離は、ほとんど一定に保たれるので、その間で行われる通信の安定性を向上させることができる。

請求項４の発明は、自動車用車両のホイールに装着されてタイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧センサユニットと、前記車両に搭載されて前記タイヤ空気圧センサユニットが検出したタイヤ空気圧の低下を監視するタイヤ空気圧監視ユニットとの間で行われるデータ通信を、その中間にあって中継する無線通信中継装置を搭載したホイールカバーであって、タイヤ空気圧センサのバルブ部分を露出させるためにそのホイールカバーに形成された貫通孔部分に、前記タイヤ空気圧センサユニットと通信するための前記無線通信中継装置のアンテナが配設されたことを特徴とするホイールカバーである。

また、請求項５の発明は、請求項４に記載のホイールカバーであって、さらに、そのホイールカバーがホイールに装着されて回転するときのそのホイールカバーの回転中心部分に、無線通信中継装置がタイヤ空気圧監視ユニットと通信するためのアンテナを配設したことを特徴とするホイールカバーである。

これら請求項４および請求項５に記載の発明は、それぞれ請求項２および請求項３に記載の無線通信中継装置を搭載したホイールカバーであり、その作用および効果は、それぞれ請求項２および請求項３の作用および効果と同じである。

請求項１、請求項２および請求項４の発明によれば、無線通信中継装置を駆動するためのバッテリの容量をタイヤ空気圧センサユニットに内蔵されるバッテリの容量よりも十分に大きくすることができるので、無線通信中継装置とタイヤ空気圧センサユニットとの間で行う通信の送信電波の電力を大きくすることができ、その通信をより安定化させることができる。また、無線通信中継装置とタイヤ空気圧センサユニットとの間では、極めて近距離間で通信を行うので、その間の通信の安定化を図ることができ、タイヤ空気圧センサユニットが送信する送信電波の電力を小さくすることができ、さらには、そのタイヤ空気圧センサユニットに内蔵されるバッテリの寿命を長くすることができる。また、無線通信中継装置から送信する電波によって、タイヤ空気圧センサユニットへ電力を供給するようにすれば、その内蔵のバッテリをなくすこともできる。

また、請求項３および請求項５の発明によれば、無線通信中継装置がタイヤ空気圧監視ユニットと通信するためのアンテナの位置は、ホイールが回転しても変わらないので、無線通信中継装置とタイヤ空気圧監視ユニットとの間で行われる通信の安定性を向上させることができる。

以上のように、本発明によれば、タイヤ空気圧センサユニットとタイヤ空気圧監視ユニットとの間のデータ通信を安定化させることができる。また、タイヤ空気圧センサユニットに備えられたバッテリの寿命を長く延ばすことができ、または、そのバッテリをなくすことができる。その結果、バッテリ交換に係る利用者の負担を軽減することができる。

次に、本発明の実施形態について、以下、図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明を実施したＴＰＭＳの全体構成の例を示した図である。図１において、車両１の前後左右それぞれのホイール２には、タイヤの空気圧を検出するセンサを備えたタイヤ空気圧センサユニット（以下、空気圧センサユニットという。）３が装着されている。また、車両１にはタイヤ空気圧監視ユニット（以下、空気圧監視ユニットという。）５が搭載され、空気圧監視ユニット５は、空気圧センサユニット３から送信されてくる各タイヤの空気圧を監視し、所定の空気圧以下のタイヤがあった場合には、図示しない車上の表示ユニットにタイヤ空気圧の低下を知らせる警報を表示する。

空気圧監視ユニット５と空気圧センサユニット３とは、従来のＴＰＭＳにおいては、直接、無線によって通信するが、本実施形態においては、直接には通信せず、無線通信中継装置４を介して通信する。無線通信中継装置４は、空気圧センサユニット３が装着されたホイール２それぞれに備えられ、空気圧監視ユニット５と空気圧センサユニット３との間の無線通信を中継する。また、ホイール２には、無線通信中継装置４が空気圧センサユニット３と通信するための対センサユニットアンテナ４１と、無線通信中継装置４が空気圧監視ユニット５と通信するための対監視ユニットアンテナ４２とが、さらに設けられている。また、空気圧監視ユニット５が無線通信中継装置４と通信するためのドアミラーアンテナ６が、車両１の前部左右のドアミラーに設けられている。

ここで、対センサユニットアンテナ４１は、空気圧センサユニット３に近接した位置、好ましくは数ｃｍ以内の位置に配置する。このようにすれば、空気圧センサユニット３にはアンテナが内蔵されているので、無線通信中継装置４と空気圧センサユニット３とは、極めて近距離で通信をすることができる。従って、無線通信中継装置４と空気圧センサユニット３とは、低電力の送信電波であっても、安定した通信をすることができる。なお、無線通信中継装置４と対センサユニットアンテナ４１とは、同軸線などシールドされた通信線２１２によって接続されている。

また、対監視ユニットアンテナ４２は、ホイール２の回転の中心部に設置する。このようにすれば、ホイール２が回転しても、対監視ユニットアンテナ４２の位置は変化しないので、ドアミラーアンテナ６と対監視ユニットアンテナ４２との距離も変化しない。従って、無線通信中継装置４と空気圧監視ユニット５との間の通信の安定性が向上する。

図２は、無線通信中継装置を設けたホイールの模式図の例を示した図であり、（ａ）は、ホイールの正面図、（ｂ）は、その矢視（Ａ−Ａ）部分の断面図である。図２において、無線通信中継装置４、対センサユニットアンテナ４１および対監視ユニットアンテナ４２は、ホイール２に装着されたホイールカバー２１上に設けられている。無線通信中継装置４およびそのアンテナ４１，４２は、ホイール２上に直接設けることも可能であるが、ホイールカバー２１上に設けたほうが、加工・製造がしやすく、また、メンテナンスの観点からも取り扱いが容易になる。

また、無線通信中継装置４および対監視ユニットアンテナ４２は、ホイールカバー２１のほぼ中央に設けられる。ホイールカバー２１の中央部は、ホイールカバー２１がホイール２に装着されたとき、その回転の中心となる。従って、車両１が走行して、ホイール２が回転したときにも、その位置はあまり変化しない。そのため、対監視ユニットアンテナ４２とドアミラーアンテナ６との距離が変化しないので、無線通信中継装置４と空気圧監視ユニット５との間の通信の安定性が向上する。

なお、対監視ユニットアンテナ４２を、無線通信中継装置４を搭載した電子回路基板上に実装し、その電子回路基板ごとホイールカバー２１の中央部に埋め込むようにしてもよい。また、対監視ユニットアンテナ４２だけを、ホイールカバー２１の中央部表面に貼り付けてもよい。この場合には、無線通信中継装置４は、ホイールカバー２１の中央部から離れた位置に埋め込んでもよい。

図２において、空気圧センサユニット３は、タイヤ８内へ空気を注入するバルブの役割をも果たしている。そのため、空気圧センサユニット３のバルブ部分は、ホイール２の外側へ突出しており、ホイールカバー２１には、そのバルブ部分を外に露出させるための貫通孔２１１が形成されている。そこで、対センサユニットアンテナ４１をその貫通孔２１１の周縁部、例えば、その内壁に貼り付ける。このようにすれば、対センサユニットアンテナ４１は、空気圧センサユニット３に極めて近接した位置に配置される。

図３は、空気圧センサユニットの取り付け部分およびホイールカバーの貫通孔部分を拡大して示した図であり、（ａ）は、その破断斜視分解図、（ｂ）は、断面図である。図３において、空気圧センサユニット３のバルブ部分は、ホイール２の外側に突出し、その先端からタイヤ８内へ空気を注入することができる。ホイール２には、通常、ホイールカバー２１が装着されているが、空気圧センサユニット３のバルブ部分が突出する位置には、そのバルブ部分を外部に露出させるための貫通孔２１１が設けられ、空気の注入がし易いようにされている。

図３において、対センサユニットアンテナ４１を貫通孔２１１の内壁に円形ループ状に形成する。すると、通常、空気圧センサユニット３のバルブ部分は、そのアンテナの役割を担っているので、対センサユニットアンテナ４１と空気圧センサユニット３のアンテナとの距離を数ｃｍ以下まで接近させることができる。そのため、その間の通信を微弱な電力の電波で行うことができる。

なお、貫通孔２１１の内壁に設けられる対センサユニットアンテナ４１の形状は、円形ループ状に限定される必要はなく、貫通孔２１１の内壁の一部に形成された弧状のアンテナであってもよく、その他の形状のアンテナであってもよい。また、対センサユニットアンテナ４１が設けられる位置は、貫通孔２１１の内壁に限定される必要はなく、貫通孔２１１の近傍であれば、例えば、ホイールカバー２１の表面であってもよい。

図４は、空気圧センサユニットおよび無線通信中継装置の回路ブロック構成を示した図である。図４において、空気圧センサユニット３は、バッテリからなる電源部３００と、無線通信中継装置４とのデータ通信を行う送受信部３０１と、タイヤ８内の空気圧を検出する空気圧センサ３０３と、送受信部３０１や空気圧センサ３０３の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）３０２とを含んで構成される。また、送受信部３０１は、センサユニットアンテナ３１に接続されている。

また、無線通信中継装置４は、バッテリからなる電源部４００と、空気圧センサユニット３とのデータ通信を行う対センサユニット送受信部４０１と、空気圧監視ユニット５とのデータ通信を行う対監視ユニット送受信部４０３と、対センサユニット送受信部４０１や対監視ユニット送受信部４０３の動作を制御するＣＰＵ４０２とを含んで構成される。また、対センサユニット送受信部４０１は、対センサユニットアンテナ４１に接続され、対監視ユニット送受信部４０３は、対監視ユニットアンテナ４２に接続される。

図４を用いて空気圧センサユニット３および無線通信中継装置４の動作の例について、以下、説明する。

まず、空気圧監視ユニット５（図１参照）から送信された送信電波は、対監視ユニットアンテナ４２によって受信される。そして、対監視ユニット送受信部４０３は、その受信波を復調し、ＣＰＵ４０２は、復調された受信データおよび所定のプロトコルに基づき空気圧監視ユニット５との間の通信を制御する。ＣＰＵ４０２は、また、復調された受信データのうち空気圧センサユニット３へ送信すべきデータを抽出し、対センサユニット送受信部４０１へ送出するとともに、所定のプロトコルに従って、対センサユニット送受信部４０１の動作を制御する。そして、対センサユニット送受信部４０１は、ＣＰＵ４０２が送出したデータをＣＰＵ４０２の制御のもとに所定の搬送波へ変調し、対センサユニットアンテナ４１を介して空気圧センサユニット３へ送信する。

空気圧センサユニット３のセンサユニットアンテナ３１は、対センサユニットアンテナ４１から送信される電波（搬送波）を受信し、送受信部３０１は、受信した搬送波を復調する。ＣＰＵ３０２は、復調された受信データおよび所定のプロトコルに基づき、無線通信中継装置４との間の通信を制御する。ＣＰＵ３０２は、また、復調された受信データのうち、例えば、処理すべき指示データ等を抽出し、その指示データに応じた処理を行う。例えば、指示データが「タイヤ空気圧を検出せよ」であれば、ＣＰＵ３０２は、空気圧センサ３０３に指示して、タイヤ８の空気圧のデータを取得する。さらに、ＣＰＵ３０２は、取得した、例えば、タイヤ８の空気圧のデータを送受信部３０１へ送出するとともに、所定のプロトコルに従って、送受信部３０１を制御する。送受信部３０１は、ＣＰＵ３０２の制御のもとにＣＰＵ３０２が送出したデータを所定の搬送波へ変調し、センサユニットアンテナ３１から送信する。

その送信された搬送波は、無線通信中継装置４の対センサユニットアンテナ４１によって受信され、対センサユニット送受信部４０１によって復調される。ＣＰＵ４０２は、復調された受信データのうち、空気圧監視ユニット５へ送信すべきデータを抽出し、抽出したデータを対監視ユニット送受信部４０３へ送出するとともに、所定のプロトコルに従って、対監視ユニット送受信部４０３を制御する。対監視ユニット送受信部４０３は、ＣＰＵ４０２の制御のもとにＣＰＵ４０２が送出したデータを所定の搬送波へ変調し、対監視ユニットアンテナ４２から空気圧監視ユニット５へ向けて送信する。

図３の説明において前記したように、本実施形態においては、センサユニットアンテナ３１（図３では、図示せず。）と対センサユニットアンテナ４１とは、数ｃｍ以下の距離に配置することができる。そのため、空気圧センサユニット３の送受信部３０１から送信される電波は、微弱であっても安定した通信を行うことができる。このとき、送受信部３０１の電力を大きく削減することができるので、電源部３００のバッテリの寿命を延ばすことができる。

さらに、空気圧センサユニット３と無線通信中継装置４との間で行う通信の通信方式として、例えば、ブルートゥース（登録商標）を利用することができる。ブルートゥース（登録商標）は、数ｍ以内の近距離通信に適し、送受信部３０１の低電力化が容易であり、また、通信における耐ノイズ性が大きいとされている。すなわち、ブルートゥース（登録商標）を採用することによって、さらに、低電力化および通信の安定性を図ることができる。

以上のようにして、空気圧センサユニット３の消費電力を低減することができると、電源部３００のバッテリの寿命が延びることになる。すなわち、バッテリを交換する間隔が長くなることになり、バッテリ交換に係る利用者の負担が軽減される。

さらには、センサユニットアンテナ３１と対センサユニットアンテナ４１とが極めて近距離に配置されるので、無線通信中継装置４側から送信する電波により、空気圧センサユニット３へ電力を送信することもできる。この場合には、空気圧センサユニット３の電源部３００には、バッテリは必要ではなく、代わりに、センサユニットアンテナ３１に誘導された電流の電荷を蓄積するコンデンサやその蓄積電圧を一定に保つ定電圧電源回路等が必要となる。

本実施形態においては、無線通信中継装置４における電源部４００のバッテリ容量を、従来の空気圧センサユニットのバッテリ容量よりも十分に大きなものとする。そして、対監視ユニット送受信部４０３の送信出力電力を、従来の空気圧センサユニットの送信部の送信出力電力よりも十分に大きなものにする。すなわち、送信電波の電力を大きくすることによって、無線通信中継装置４と空気圧監視ユニット５と間の通信を安定化させることができる。

なお、バッテリ容量が大きくなると、当然ながら、その物理的なサイズも大きくなる。しかしながら、そのバッテリは、無線通信中継装置４とともに部品サイズが大きいホイール２またはホイールカバー２１に搭載される。そのため、そのバッテリサイズが多少大きくなっても問題とならない。また、ホイール２またはホイールカバー２１の一部に着脱容易なバッテリ収納部を設けることは容易にできる。従って、無線通信中継装置４のバッテリ交換は、空気圧センサユニット３のバッテリ交換よりもはるかに簡単なものとなる。

以上、本実施形態によれば、空気圧センサユニット３と空気圧監視ユニット５との間の無線通信を中継する無線通信中継装置４を、ホイール２またはホイールカバー２１上に設けるようにした。そのホイール２またはホイールカバー２１は、車両部品であり、無線通信中継装置４に比べてその物理的なサイズが十分に大きいので、その無線通信中継装置４のバッテリとしてそのサイズおよび容量が十分に大きなものを使用することができる。そこで、無線通信中継装置４と空気圧監視ユニット５と間での送信電波の電力を大きくすることができる。その結果、無線通信中継装置４と空気圧監視ユニット５と間の通信を安定化させることができる。

また、無線通信中継装置４の対監視ユニットアンテナ４２を、ホイールカバー２１の中央部分に設けるようにした。ホイールカバー２１の中心部は、ホイール２の回転の中心となるので、車両１が走行してもその位置はあまり変化しない。そのため、対監視ユニットアンテナ４２とドアミラーアンテナ６との間の距離が変化しないので、無線通信中継装置４と空気圧監視ユニット５と間の通信の安定性が向上する。

また、無線通信中継装置４の対センサユニットアンテナ４１を、空気圧センサユニット３に極めて近接した位置、例えば、空気圧センサユニット３のバルブ部分を露出させるためにホイールカバー２１に形成された貫通孔２１１の内壁に設けるようにした。こうすることにより、無線通信中継装置４と空気圧センサユニット３とは、数ｃｍ以下の極めて近距離で通信することができる。そのため、その通信を、微弱電力の電波で行うことができるとともに、その通信の安定化を図ることができる。

さらに、空気圧センサユニット３は、微弱電力の電波を送信すればよいので、その送受信部３０１の低電力化を実現することができる。その結果、電源部３００のバッテリの電流消費を節約することができ、そのバッテリの寿命を延ばすことができる。よって、交換が面倒な空気圧センサユニット３のバッテリ交換の頻度を少なくすることができる。またさらには、無線通信中継装置４が送信する電波を空気圧センサユニット３の電源とすることもでき、その場合には、電源部３００のバッテリは必要でない。

一方、無線通信中継装置４には、電源部４００としてバッテリが必要となるが、そのバッテリの着脱容易な収納部は、ホイール２またはホイールカバー２１に容易に設けることができる。すなわち、本実施形態においては、交換が容易な無線通信中継装置４のバッテリ交換によって、交換が面倒な空気圧センサユニット３のバッテリの交換は、あまりしなくて済むようになると言い換えてもよい。その結果、バッテリ交換に係る利用者の負担が軽減される。

本発明を実施したＴＰＭＳの全体構成の例を示した図である。 本発明の実施形態に係る無線通信中継装置を設けたホイールの模式図の例を示した図であり、（ａ）は、ホイールの正面図、（ｂ）は、その矢視（Ａ−Ａ）部分の断面図である。 本発明の実施形態に係る空気圧センサユニットの取り付け部分およびホイールカバーの貫通孔部分を拡大して示した図であり、（ａ）は、その破断斜視分解図、（ｂ）は、断面図である。 本発明の実施形態に係る空気圧センサユニットおよび無線通信中継装置の回路ブロック構成を示した図である。

符号の説明

１ 車両
２ ホイール
３ 空気圧センサユニット
４ 無線通信中継装置
５ 空気圧監視ユニット
６ ドアミラーアンテナ
８ タイヤ
３１ センサユニットアンテナ
３２ バルブキャップ
４１ 対センサユニットアンテナ
４２ 対監視ユニットアンテナ
２１１ 貫通孔
２１２ 通信線
３００ 電源部
３０１ 送受信部
３０２ ＣＰＵ
３０３ 空気圧センサ
４００ 電源部
４０１ 対センサユニット送受信部
４０２ ＣＰＵ
４０３ 対監視ユニット送受信部

Claims (5)

1. 自動車用車両のホイールに装着されてタイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧センサユニットと、前記車両に搭載されて前記タイヤ空気圧センサユニットが検出したタイヤ空気圧の低下を監視するタイヤ空気圧監視ユニットとの間で行われるデータ通信を、その中間にあって中継する無線通信中継装置であって、
   前記ホイールに搭載され、
   前記タイヤ空気圧センサユニットと通信するためのアンテナを、前記ホイール上であって、前記タイヤ空気圧センサユニットのアンテナに近接する位置に備えたこと
   を特徴とする無線通信中継装置。
2. 自動車用車両のホイールに装着されてタイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧センサユニットと、前記車両に搭載されて前記タイヤ空気圧センサユニットが検出したタイヤ空気圧の低下を監視するタイヤ空気圧監視ユニットとの間で行われるデータ通信を、その中間にあって中継する無線通信中継装置であって、
   前記ホイールに装着されるホイールカバーに搭載され、
   前記タイヤ空気圧センサユニットと通信するためのアンテナを、前記タイヤ空気圧センサのバルブ部分を露出させるために前記ホイールカバーに形成された貫通孔部分に備えたこと
   を特徴とする無線通信中継装置。
3. 請求項２に記載の無線通信中継装置であって、さらに、
   前記タイヤ空気圧監視ユニットと通信するためのアンテナを、前記ホイールカバーがホイールに装着されて回転するときの前記ホイールカバーの回転中心部分に備えたこと
   を特徴とする無線通信中継装置。
4. 自動車用車両のホイールに装着されてタイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧センサユニットと、前記車両に搭載されて前記タイヤ空気圧センサユニットが検出したタイヤ空気圧の低下を監視するタイヤ空気圧監視ユニットとの間で行われるデータ通信を、その中間にあって中継する無線通信中継装置を搭載したホイールカバーであって、
   前記タイヤ空気圧センサのバルブ部分を露出させるための貫通孔が形成され、
   その貫通孔部分に前記無線通信中継装置が前記タイヤ空気圧センサユニットと通信するためのアンテナを備えたこと
   を特徴とするホイールカバー。
5. 請求項４に記載のホイールカバーであって、さらに、
   ホイールに装着されて回転するときの回転中心部分に、前記無線通信中継装置が前記タイヤ空気圧監視ユニットと通信するためのアンテナを備えたこと
   を特徴とするホイールカバー。

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