JP2006205840A - 車輪情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 １つの車輪に複数のセンサが設けられ、センサの出力を送信する通信機も複数設けられた場合において、必要な車輪情報を優先して取得するのが好ましい。
【解決手段】 車体側通信機２００は、タイヤ側センサ３１に接続された通信機、ウエイト側センサ３２に接続された通信機、ホイール側センサ３３に接続された通信機、タイヤ内側センサ３４に接続された通信機およびセンターキャップ側センサ３５に接続された通信機にリクエスト信号を送信する。これら五つのセンサに接続された通信機は、車体側通信機２００のリクエスト信号に対する返信の必要度に応じて返信信号の送信パターンを異ならせる。これにより、車体側通信機２００は複数の通信機から必要性の高い車輪情報を優先的に取得することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車輪情報を処理する車輪情報処理技術に関する。

車両の安全な走行のためには、車輪の状態を正常に保つことが必要不可欠である。タイヤが低圧または高温の状態で車両を長期走行させると、タイヤの信頼性が損なわれ、場合により好ましくない現象を引き起こす。そのため、タイヤ個々の空気圧や温度その他の状態を適切に監視し、異常検出時には早期にドライバに警告する技術が望まれている。

特許文献１には、タイヤ空気圧情報を送信する車輪側送信機と、タイヤ空気圧情報を車輪側通信機から受信する車体側受信機とを備えたタイヤ空気圧警報システムが開示されている。
実開平５−１３８０２号公報

ところで、車輪の状態把握のためには、車輪情報として、空気圧、温度など多種類のセンサ情報が必要であり、また温度を検出する場合でもタイヤ、ホイールなど異なる箇所のセンサ情報が必要である。センサ情報によっては、車両の走行状態に応じて情報としての優先順位が上下することがあり、車体側通信機は、その点を配慮して車輪側通信機との通信を行うことが好ましい。さらに、特許文献１に開示されるような警報システムでは、一つの車輪側通信機が車輪側に設けられていることが前提となっており、車輪に複数の車輪側通信機がある場合には、混信の問題が生じる。そのため、１つの車輪にいくつものセンサが設けられ、センサの出力を送信する通信機も複数設けられる場合には、複数の車輪側通信機からの混信を抑制しつつ車体側通信機で受信し、車輪情報を処理するのが好ましい。

本発明はこうした点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の車輪側通信機から必要な車輪情報を優先的に取得できる車輪情報処理技術の提供、また本発明の目的は、複数の車輪側通信機から必要な車輪情報を的確に取得できる車輪情報処理技術の提供にある。

本発明のある態様は車輪情報処理装置に関する。この車輪情報処理装置は、一つの車輪に設けられた複数の車輪側通信機と、前記複数の車輪側通信機と通信する車体側通信機とを備え、前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、当該車輪側通信機の特徴に基づいて決定される。なお、前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンとは、送信信号の送信頻度、送信確率、あるいは送信タイミングなどを示す。一方、車輪側通信機の特徴とは、当該車輪側通信機が送信する送信信号に含まれる車輪情報の内容のような車輪側通信機自身が有する性質の他、当該車輪側通信機の配置場所といった場所的性質などをも含む。この態様によれば、例えば、車輪側通信機の特徴に基づいて送信信号の送信頻度を異ならせることで、車体側通信機は複数の車輪側通信機から必要とされる車輪情報を優先的に取得できる。

前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、当該車輪側通信機が送信する信号の送信の必要度を決定する要素あるいは当該車輪側通信機の通信性能を決定する要素のいずれかに基づいて決定されてもよい。車輪側通信機が送信する信号の送信の必要度は、車体側通信機にとって取得要求が大きいほど高く設定されてもよい。なお、信号の送信の必要度を決定する要素は、例えば、送信信号に含まれる車輪情報の内容を示す。この場合、例えば、車体側通信機にとって取得要求が大きい、すなわち送信の必要度が高いほど当該送信信号の送信頻度を上昇させることで、車体側通信機は複数の車輪側通信機から必要とされる車輪情報を優先的に取得できる。なお、車輪側通信機の通信性能とは、通信の安定性などその通信機が有する、通信に関しての能力を示す。

車輪情報を検出する車輪情報検出部をさらに備え、送信の必要度を決定する要素は、前記車輪情報検出部により検出される車輪情報の内容であってもよい。この場合、例えば、車体側通信機にとって取得要求が大きい車輪情報を含む送信信号ほど、当該送信信号の送信頻度を上昇させることで、車体側通信機は複数の車輪側通信機から必要とされる車輪情報を優先的に取得できる。

車両の現在の走行状態を逐次取得する車両走行状態取得部をさらに備え、前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、前記車両走行状態取得部により取得された車両の走行状態の変化に応じて可変するよう決定されてもよい。この場合、例えば、車両の走行状態に応じて車輪側通信機の送信信号の送信頻度を変化させることで、車体側通信機は車両の走行状態に応じて必要とされる車輪情報を適切に取得できる。

前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、所定時間毎の送信回数を定めることで決定されてもよい。前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、送信確率を定めることで決定されてもよい。例えば、車体側通信機にとって取得要求が大きい車輪情報を含む送信信号ほど、当該送信信号の送信頻度や送信確率を高くするよう設定されていてもよい。この場合、車体側通信機は必要とされる車輪情報を優先的に取得できる。

前記複数の車輪側通信機はそれぞれ異なる識別番号を有するとともに、前記識別番号と関連付けられた返信の必要度を含むリクエスト信号を前記車体側通信機から受信するものであり、前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、前記受信したリクエスト信号に含まれる、自己の識別番号に対応する前記返信の必要度に基づいて決定されてもよい。この場合、自己の識別番号に対応する返信の必要度に応じて複数の車輪側通信機の送信信号の送信パターンを異ならせることで、例えば、返信の必要度が高いほど送信信号の送信頻度を上昇させることができ、車体側通信機は複数の車輪側通信機から必要とされる車輪情報を優先的に取得できる。

前記複数の車輪側通信機のそれぞれはバランスウエイトごとに設けられるものであり、前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、前記バランスウエイトの重量に基づいて決定されるものであってもよい。この場合、バランスウエイトの重量に応じて複数の車輪側通信機の送信信号の送信パターンを異ならせることで、送信信号の混信を抑制でき、車体側通信機は複数の車輪側通信機からの車輪情報を的確に取得できる。

前記複数の車輪側通信機のそれぞれは、車体側に設けられた車体側通信機のリクエスト信号の受信タイミングに対するバランスウエイトの重量に応じた遅延時間を設定するものであり、前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、前記遅延時間と比較して微小であるランダムな時間を前記遅延時間に加減することで決定されても良い。この場合、バランスウエイトの重量に応じた遅延時間にランダムな微小な時間を加減することで複数の車輪側通信機の送信信号の送信パターンを異ならせることができる。その結果、送信信号の混信を抑制でき、車体側通信機は複数の車輪側通信機からの車輪情報を的確に取得できる。

前記複数の車輪側通信機はバランスウエイトごとに設けられるとともに、当該バランスウエイトの重量を示す重量情報をそれぞれ有し、前記複数の車輪側通信機との通信を行う車体側に設けられた車体側通信機は、前記重量情報を含むリクエスト信号を当該複数の車輪側通信機に順次送信するものであり、前記複数の車輪側通信機のそれぞれは、受信した前記リクエスト信号に自己の重量情報と同一の重量情報が含まれている場合に信号を送信してもよい。

この場合、複数の車輪側通信機は、リクエスト信号に自己の重量情報と同一の重量情報が含まれている場合に送信信号を送信するため、結果として、バランスウエイトの重量に応じて送信信号の送信パターンが異なることになる。そのため、送信信号の混信を抑制でき、車体側通信機は複数の車輪側通信機からの車輪情報を的確に取得できる。

前記車輪側通信機の通信性能を決定する要素は、当該車輪側通信機の配置場所であってもよい。前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、前記車輪側通信機の配置場所が前記車輪の車輪回転軸から離れるほど所定時間毎の送信回数が高くなるよう決定されてもよい。車輪側通信機の位置が車輪回転軸から離れるほど、一般に車体側通信機との距離の変動が大きくなるため、通信が安定せず、車体側通信機は返信信号の受信に失敗したり誤った情報を受信したりすることがある。そのため、車輪の回転の中心である車輪回転軸から離れるほど所定時間毎の送信回数が高くなるよう送信信号の送信パターンを決定することで、車体側通信機は複数の車輪側通信機から送信される必要な車輪情報を的確に取得することができる。

本発明の車輪情報処理装置によれば、車体側通信機において必要な車輪情報を優先的に取得でき、あるいは必要な車輪情報を的確に取得できる。

実施の形態１
図１は、実施の形態１に係る車輪側通信機および車体側通信機を含む車輪情報処理装置を備えた車両の全体構成を示す。車両１０は、４輪の車輪２０ａ〜２０ｄと車体１２を備える。各車輪２０ａ〜２０ｄには、各車輪２０ａ〜２０ｄの車輪状態量を検出するセンサ３０ａ〜３０ｄと、検出された車輪状態量の情報（以下、単に「車輪情報」と呼ぶ）を車体１２に送信する車輪側通信機（以下、単に「通信機」と呼ぶこともある）４０ａ〜４０ｄと、通信用のアンテナ５０ａ〜５０ｄとが設けられる。なお、センサ３０ａ〜３０ｄは複数のセンサで構成されることもあり、その場合、センサ群として機能する。車体１２には、各車輪２０ａ〜２０ｄから車輪情報を受信する車体側通信機２００ａ〜２００ｄと、通信用のアンテナ２１０ａ〜２１０ｄと、車両１０を統括的に制御する電子制御装置（以下、「ＥＣＵ（Electronic Contorol Unit）」と呼ぶ）６４と、警報用のブザー７０および警告ランプ７２とが設けられる。以下、各輪を区別しないで構成を説明する場合、各輪を区別する符号ａ〜ｄを省略する。なお、車輪情報処理装置は、車輪側通信機４０および車体側通信機２００の他、センサ３０およびＥＣＵ６４をも含んでもよい。

各車輪２０には、複数のセンサ３０が設けられ、それぞれのセンサ３０の出力値は通信機４０に送られ、アンテナ５０から無線によって車体側通信機２００に送信される。なお、通信機４０およびアンテナ５０は、センサ３０に内蔵されてもよい。

車体側通信機２００は、車輪２０の近傍に設けられたアンテナ２１０を介して通信機４０からの車輪情報を受信し、受信した車輪情報をＥＣＵ６４へ送ることで車輪情報の処理を行う。車体側通信機２００は、複数の通信機４０のいずれかを選択してリクエスト信号を送信するのではなく、どの通信機４０にもリクエスト信号を送信して、センサの検出値の送信を要求する。なお、リクエスト信号は車輪側の各通信機４０に対して車輪情報を要求するための信号である。以下、車体側通信機２００からのリクエスト信号に対する車輪側通信機４０の送信信号を返信信号と適宜称する。ＥＣＵ６４は、車体側通信機２００から受け取った車輪情報を解析して車輪２０ないしは車両１０の状態を把握する。ＥＣＵ６４は、車輪２０のタイヤ温度が所定値を超えたり、車輪２０のタイヤ空気圧が所定値を下回ったとき警告ランプ７２を点灯させたり、ブザー７０に警告音を鳴らさせることにより、車輪２０の異常をドライバに知らせる。

ＥＣＵ６４は、各車輪２０に設けられた複数の通信機４０の搭載位置と、通信機４０の識別情報と、後述するコール信号テーブルとを記憶する不図示のメモリを含む。通信機４０の識別情報とは通信機４０を特定するための情報であり、例えば通信機４０を一意に識別するための番号を指す。なお、通信機４０とセンサ３０とは１対１に対応しているため、通信機４０の識別情報により通信機４０が特定されればセンサ３０も特定できる。

さらに、ＥＣＵ６４は車両１０の現在の走行状態を逐次取得する。この場合、ＥＣＵ６４内部の不図示の車両走行状態取得部が当該取得動作を行ってもよい。具体的には、車両走行状態取得部は、不図示の舵角センサ、車輪速センサやブレーキ圧力センサから出力される情報を参照することで車両１０の現在の走行状態を判定する。車両１０の走行状態とはイグニションキーがオンされた直後からイグニッションキーがオフされるまでの期間における車両１０の状態をいう。従って、イグニションキーがオンされた直後における車両１０の状態や停止したときの車両１０の状態も車両の走行状態に含まれる。また、ＥＣＵ６４は上述のメモリ内に記憶された後述のコール信号テーブルを参照し、判定した車両１０の走行状態に基づいて、現在の車両１０の走行状態に応じたリクエスト信号を生成する。

図２は車輪の断面図であり、この断面図において図１で説明した各車輪に設けられる複数のセンサの搭載箇所および構成の一例を示す。複数のセンサ３０にはそれぞれ通信機４０およびアンテナ５０が接続されているが、図の煩雑さを避けるため、本図では図示しないこととする。車輪２０は、タイヤ２２、リム２３、ホイール２５およびセンターキャップ２６を含み、本図では車輪２０の五カ所の各部位にセンサ３０が設けられている。なお、図１では後述のタイヤ側センサやウエイト側センサなどを統一して符号３０で表現しているが、以下では各々のセンサの説明のために各センサに異なる符号を付けて表現する。

具体的には、タイヤトレッド２１にはタイヤ側センサ３１が埋め込まれ、リム２３に貼り付けられたバランスウエイト２４にはウエイト側センサ３２が設けられ、ホイール２５にはホイール側センサ３３が装着され、不図示のバルブに一体的にタイヤ内側センサ３４が組み付けられ、センターキャップ２６の背面にはセンターキャップ側センサ３５が備え付けられている。なお、本図で示した五つのセンサ３１〜３５はいずれも、図１で示した車輪２０に設けられるセンサ３０の一例を示したものであり、センサ３０の数や設置場所はこれに限定されるものではない。

五つのセンサ３０それぞれに接続された通信機４０のそれぞれは、図１で説明したアンテナ５０を介して、車体１２に設けられた車体側通信機２００と無線で通信する。以下、五つのセンサ３０それぞれにより出力される車輪情報の一例を示す。なお、センサ３０は、自身に埋め込まれるＩＤタグなどが有するタイヤサイズなどの車輪情報を読み出すこともあり、ＩＤタグなどから車輪情報を読み出す動作も実施の形態１では「検出する」と呼ぶことにする。タイヤ側センサ３１はタイヤサイズ、サマータイヤなどのタイヤの種類、あるいは接地荷重に基づくタイヤの推進力を検出する。ウエイト側センサ３２は、バランスウエイトの重量値、鉛や鉄などのバランスウエイトの材質、あるいは打ち込み式や貼り付け式などのバランスウエイトの取付方式を検出する。ホイール側センサ３３はホイールサイズを検出し、タイヤ内側センサ３４はタイヤ２２内の空気圧や温度を検出する。センターキャップ側センサ３５は装着されたホイール２５とセンターキャップ２６の組合せが適正であるか否かを検出する。

図３は、タイヤ内側センサおよび通信機の構成を示す。本図では通信機４０に接続されるセンサ３０の一例としてタイヤ内側センサ３４を示すが、他のタイヤ側センサ３１、ウエイト側センサ３２、ホイール側センサ３３やセンターキャップ側センサ３５もそれぞれの通信機４０と接続される。タイヤ内側センサ３４は、タイヤ空気室内の空気圧を検出する圧力センサ３６と、タイヤ空気室内の温度を検出する温度センサ３７とを備える。ここでは、タイヤ内側センサ３４が二つのセンサを含んでおり、センサ群として機能する。通信機４０は、データ通信部４４と、記憶部４８と、ダウンカウンタ４６と、当該ダウンカウンタ４６のカウンタ値を制御することで車輪情報の送信を制御する送信制御部４２とを備える。データ通信部４４はアンテナ５０を介して、車体側通信機２００からのリクエスト信号を受信するとともに、リクエスト信号に対する返信信号を車体側通信機２００に送信する。受信されたリクエスト信号は一時的に記憶部４８に記憶される。最新のリクエスト信号が受信されたとき、記憶部４８に記憶されているリクエスト信号は最新のリクエスト信号に更新される。さらに、記憶部４８には通信機４０固有の識別情報、例えば識別番号が記憶されている。

送信制御部４２は比較部４９を備える。比較部４９は最新のリクエスト信号に含まれるコール信号と、記憶部４８に記憶されているリクエスト信号に含まれるコール信号とを比較し、受信したコール信号が前回と同じコール信号であるか否かを判断する。コール信号の詳細は後述する。比較部４９により前回と同一のコール信号であると判断された場合、送信制御部４２はダウンカウンタ４６のカウンタ値を「１」減少させる。比較部４９により前回と異なるコール信号であると判断された場合、送信制御部４２は、新たなコール信号に含まれる、自己の識別番号に対応するコール信号内の後述の返信の必要度値をダウンカウンタ４６に上書きし、ダウンカウンタ４６のカウンタ値を「１」減少させる。

カウンタ値が「０」になった場合、送信制御部４２はタイヤ内側センサ３４により検出された車輪情報を含む返信信号を車体側通信機２００に送信する。一方、カウンタ値が「０」以外であれば、送信制御部４２は車輪情報の送信処理をスキップする。

図４は、車輪側通信機のリクエスト信号に含まれるコール信号のデータ構造の一例を示す。本図では、コール信号のデータコードの全長は５バイトに設定されており、当該データコードは１バイトごとに五つのブロックに分割されている。図面中のそれぞれのブロックの上方に記した丸付き数字１から５は、上述した五つのセンサ３０に接続された通信機４０の各識別番号を示す。具体的には、丸付き数字１〜５は、それぞれ順番に、タイヤ側センサ３１に接続された通信機４０の識別番号、ウエイト側センサ３２に接続された通信機４０の識別番号、ホイール側センサ３３に接続された通信機４０の識別番号、センターキャップ側センサ３５に接続された通信機４０の識別番号、タイヤ内側センサ３４に接続された通信機４０の識別番号を示す。

各ブロックの内部には返信の必要度値、例えばリクエスト信号の受信に対する返信確率を示す情報が十進数形式で示されており、それらの情報は各識別番号と対応付けられいる。なお、実施の形態１では、返信の必要度が高いほど必要度値が低く設定され、返信の必要度が低いほど必要度値が高く設定されている。例えば、タイヤ側センサ３１に接続された通信機４０が本図で示されたコール信号を含むリクエスト信号を受信したとき、丸付き数字１には「３」が対応付けられているため、３回に１回の確率で車体側通信機２００に返信信号を送信する。一方、返信の必要度値が「５」の場合、通信機４０は５回に１回の確率で車体側通信機２００に返信信号を送信する。すなわち、ブロック内の返信の必要度値が低いほど返信確率が高くなるよう設定される。

図５は、車両の走行状態に応じて設定されるコール信号テーブルの一例を示す。上述のごとく、コール信号テーブル１５０はＥＣＵ６４内に保持されており、当該コール信号テーブル１５０は、走行状態欄１５２とコール信号欄１５４とを含む。例えば、ＥＣＵ６４によりイグニッションキーがオンされた直後であると判定された場合、データ１５６として示す「３５５５１」のコール信号を含むリクエスト信号が生成される。

イグニッションキーがオンされた直後である状態であれば、図示のごとく、タイヤの空気圧や温度に関する車輪情報を頻度高く取得できるよう、コール信号の丸付き数字５に対応する必要度値を「１」に設定して返信確率を上昇させている。一方、例えば、車両旋回状態であれば、図示のごとく、タイヤの推進力に関する車輪情報を頻度高く取得できるよう、コール信号の丸付き数字１に対応する必要度値を「１」に設定して返信確率を上昇させている。これにより、車両１０の走行状態に応じて車輪側通信機４０の送信信号の送信頻度を変化させることができ、その結果、車体側通信機２００は車両１０の走行状態に応じて必要とされる車輪情報を適切に取得できる。

図６は、タイヤ側センサからの返信信号の送信手順の一例を示す。イグニッションキーがオンされた直後の時刻ｔ_１において、データ通信部４４がコール信号「３５５５１」を受信したとき、タイヤ側センサ３１の送信制御部４２は丸付き数字１に対応する情報「３」を抽出し、ダウンカウンタ４６内のカウンタ値を「３」に設定する。このとき、すでに１回目の受信が行われているため、カウンタ値を「２」に減少させる。時刻ｔ_２においては、本図に示すごとく、前回と同一のコール信号を受信しており、送信制御部４２はダウンカウンタ４６内のカウンタ値を「１」に減少させる。時刻ｔ_３においても、前回と同一のコール信号を受信しているため、時刻ｔ_２と同様の動作を行い、カウンタ値を「０」に減少させる。送信制御部４２は、カウンタ値が「０」になったタイミングで、タイヤ側センサ３１により検出された車輪情報を含む返信信号を車体側通信機２００に送信する。

また、比較部４９により前回と異なるコール信号を受信したと判断されたとき、送信制御部４２は受信された最新のコール信号から丸付き数字１に対応する返信の必要度値を抽出し、ダウンカウンタ４６内のカウンタ値を抽出された返信の必要度値に更新する。なお、実施の形態１では、比較部４９により前回と異なるコール信号を受信したと判断されたとき、上述の抽出処理に引き続いて更新処理を行い、カウンタ値が「０」になったタイミングであれば返信信号を送信することとしているが、他の例として、送信制御部４２は、前回と異なるコール信号を受信したとき、受信した時点でのカウンタ値に関係なく一度車輪情報を含む返信信号を車体側通信機２００に送信させた上でカウンタ値を更新してもよい。車体側通信機２００から送信されるコール信号の変化のタイミングは車両の走行状態が変化したときである。車両の走行状態が変化した際、ＥＣＵ６４は必要とされる車輪情報をいち早く取得するのが好ましい。そのため、上述のごとく、前回と異なるコール信号を受信したときに、受信した時点でのカウンタ値に関係なく一度返信信号を車体側通信機２００に送信することは有意義である。

図７は、実施の形態１に係る車輪情報処理装置の車輪情報の通信手順を示す。この通信処理は、イグニッションキーがオンされた直後からイグニッションキーがオフされるタイミングまで、定期的にあるいは不定期に繰り返し行われる。ＥＣＵ６４により現在の車両１０の走行状態が判定される（Ｓ１０）。ＥＣＵ６４はコール信号テーブル１５０を参照し、判定した車両１０の走行状態に基づいて、現在の車両１０の走行状態に対応する返信の必要度値を有するコール信号を含むリクエスト信号を生成し（Ｓ１２）、車体側通信機２００によりリクエスト信号が複数の通信機４０に送信される（Ｓ１４）。

通信機４０はリクエスト信号を受信し、受信したリクエスト信号に含まれる、自己の識別番号に対応する返信の必要度値を取得する（Ｓ１６）。比較部４９により前回と同一のコール信号であると判断された場合（Ｓ１８のＮ）、送信制御部４２は、返信の必要度値をダウンカウンタ４６のカウンタ値に設定するとともに当該カウンタ値を「１」減少させる（Ｓ２０）。比較部４９により前回と異なるコール信号であると判断された場合（Ｓ１８のＹ）、送信制御部４２は、新たなコール信号に含まれる、自己の識別番号に対応する返信の必要度値をダウンカウンタ４６に上書きし（Ｓ２２）、ダウンカウンタ４６のカウンタ値を「１」減少させる（Ｓ２０）。

送信制御部４２によりカウンタ値が「０」であると判断されたとき（Ｓ２４のＹ）、センサ３０により検出された車輪情報を含んだ返信信号が通信機４０を介して送信される（Ｓ２６）。車体側通信機２００は、通信機４０により送信された返信信号を受信し（Ｓ２８）、ＥＣＵ６４は通信機４０により受信された返信信号を取得する（Ｓ３０）。一方、カウンタ値が「０」でない場合（Ｓ２４のＮ）、通信機４０による返信信号の返信処理はスキップされる。

実施の形態１によれば、ＥＣＵ６４により返信の必要度値を含むコール信号を生成することで、複数の通信機４０は返信の必要度に応じて送信パターン、例えば返信信号の返信確率を異ならせることができ、その結果、返信の必要度が高いほど送信信号の送信頻度を上昇させることができ、車体側通信機２００は複数の通信機４０から必要とされる車輪情報を優先的に取得できる。

実施の形態２
実施の形態１では、複数の通信機をホイールやタイヤトレッドなど様々な部位に設け、返信の必要度に応じて、複数の通信機の返信信号の送信パターンを異ならせていたが、実施の形態２では、複数の通信機をバランスウエイトごとに設け、バランスウエイトの重量に応じて複数の通信機の返信信号の送信パターンを異ならせる。実施の形態２に係る車輪情報処理装置は、実施の形態１に係る通信機４０から比較部４９やダウンカウンタ４６が除かれる以外は、実施の形態１に係る車輪情報処理装置と同様の構成である。

図８は、実施の形態２に係る車輪の外面図を示す。以下、実施の形態１と同等の構成には同じ符号を与え適宜説明を略す。リム２３には五つの第１バランスウエイト〜第５バランスウエイト２４ａ〜２４ｅが装着され、第１バランスウエイト〜第５バランスウエイト２４ａ〜２４ｅのそれぞれにはセンサ３０が設けられている。以下、第１バランスウエイト〜第５バランスウエイト２４ａ〜２４ｅを適宜、バランスウエイト２４と総称する。なお、センサ３０にはそれぞれ通信機４０およびアンテナ５０が接続されているが、図の煩雑さを避けるため、本図では図示しないこととする。なお、五つのバランスウエイト２４の重量は同一であってもよいし、互いに異なっていてもよく、実施の形態２では、第１バランスウエイト〜第５バランスウエイト２４ａ〜２４ｅは、それぞれ３０グラム、２０グラム、１０グラム、５グラム、５グラムの重量を有するものとする。

車体側通信機２００は、複数のセンサ３０にリクエスト信号を送信し、これらのセンサ３０は、車体側通信機２００からのリクエスト信号を受信して、車体側通信機２００に適宜返信する。本図では、便宜上、センサ３０と車体側通信機２００とが無線通信する様子を示しているが、実際は車体側通信機２００はそれぞれのバランスウエイト２４に設けられた通信機４０と無線通信を行う。

ここで、返信信号の送信パターンを異ならせるために、実施の形態２に係る複数の通信機４０は、バランスウエイト２４の重量に応じた、車体側通信機２００のリクエスト信号の受信タイミングに対する遅延時間を設定する。それぞれの通信機４０は不図示の遅延時間生成部を有してもよい。実施の形態２では、通信機４０はバランスウエイト２４の重量が大きいほど、遅延時間が短くなるように設定する。例えば、３０グラムの第１バランスウエイト２４ａに設けられた通信機４０には遅延時間Ｔが、一方、２０グラムの第１バランスウエイト２４ａに設けられた通信機４０には遅延時間２Ｔが設定される。この場合、遅延時間の基準単位として基準遅延時間Ｔが設定されている。他の例として、通信機４０はバランスウエイト２４の重量が小さいほど、短くなるように遅延時間を設定してもよい。また、同一の重量のバランスウエイトがあったとき、同一の遅延時間が設定されないように、各通信機４０は、遅延時間Ｔと比較して微小であるランダムな時間を当該遅延時間に加減してもよい。当該ランダムな時間は通信機４０が有する不図示の乱数発生部により生成されてもよい。

図９（ａ）〜図９（ｃ）は、車体側通信機のリクエスト信号に対して、送信タイミングを異ならせて返信信号を送信する手順を示す。図９（ａ）のように、車体側通信機２００は時刻ｔ_０においてリクエスト信号１００を第１バランスウエイト〜第５バランスウエイト２４ａ〜２４ｅに設けられた通信機４０に送信する。この場合、車体側通信機２００は、五つの通信機４０のいずれかを選択してリクエスト信号１００を送信するのではなく、どの通信機４０にもリクエスト信号１００を送信して、センサの検出値の送信を要求する。

第１バランスウエイト〜第５バランスウエイト２４ａ〜２４ｅに設けられたそれぞれの通信機４０は、時刻ｔ_１において車体側通信機２００のリクエスト信号１００を受信する。３０グラムの第１バランスウエイト２４ａに設けられた通信機４０は、図９（ｂ）に示すように、返信信号１０２の送信タイミングをリクエスト信号１００の受信時刻ｔ_１から時間Ｔ後の時点に設定する。すなわち、第１バランスウエイト２４ａに設けられた通信機４０の遅延時間は時間Ｔである。一方、５グラムの第４バランスウエイト２４ｄに設けられた通信機４０は、図９（ｃ）に示すように、返信信号１０４の送信タイミングをリクエスト信号１００の受信時刻ｔ_１から時間４Ｔ後の時点に設定し、第１バランスウエイト２４ａに設けられた通信機４０の返信信号１０２の送信タイミングよりも遅らせる。

図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、ランダムな時間を加味して送信タイミングを異ならせて返信信号を送信する手順を示す。図１０（ａ）のように、車体側通信機２００は時刻ｔ_０においてリクエスト信号１００を五つのセンサ３０に送信する。

５グラムの第４バランスウエイト２４ｄに設けられた通信機４０は、図１０（ｂ）に示すように、返信信号１０６の送信タイミングをリクエスト信号１００の受信時刻ｔ_１から時間（４Ｔ−ΔＴ_１）後の時点に設定する。ここで、時間４Ｔはバランスウエイトの重量ごとに設定された遅延時間であり、時間ΔＴ_１は基準遅延時間Ｔと比較して微小でランダムな時間である。一方、同じく５グラムのバランスウエイトに設けられた第５バランスウエイト２４ｅに設けられた通信機４０は、図１０（ｃ）に示すように、返信信号１０８の返信タイミングをリクエスト信号１００の受信時刻ｔ_１から時間（４Ｔ＋ΔＴ_２）後の時点に設定し、第４バランスウエイト２４ｄに設けられた通信機４０の返信信号１０６の送信タイミングと異ならせる。

実施の形態２によれば、遅延時間のずれにより、第１バランスウエイト〜第５バランスウエイト２４ａ〜２４ｅに設けられた通信機４０それぞれの返信信号の送信タイミングは重なることがなく、混信を抑制できる。これにより、車体側通信機２００は必要とされる五つの通信機４０の返信信号を的確に受信できる。さらに、第１バランスウエイト〜第５バランスウエイト２４ａ〜２４ｅに設けられた通信機４０の返信信号の送信タイミング、例えば遅延時間Ｔや遅延時間４Ｔの違いから、第１バランスウエイト〜第５バランスウエイト２４ａ〜２４ｅに設けられた通信機４０の返信信号を区別することができる。また、遅延時間に加減する時間を当該遅延時間に比べて微小にすることで、ＥＣＵ６４は通信機４０の返信信号の遅延時間から、当該返信信号を送信した通信機４０がどの重量のバランスウエイト２４に取付けられているかを特定できる。

悪路走行中、車輪の上下振動によりバランスウエイト２４が落下することがある。実施の形態２によれば、ＥＣＵ６４に接続された車体側通信機２００と定期的あるいは不定期に無線通信を行う通信機４０をバランスウエイト２４に設けることで、ＥＣＵ６４はバランスウエイト２４の落下を早期に検出できる。この場合、ＥＣＵ６４は警告ランプ７２を点灯させたり、ブザー７０に警告音を鳴らさせることにより、バランスウエイト２４が落下したことをドライバに知らせてもよい。

さらに、工場においてバランスウエイト２４を廃棄する際、作業者はバランスウエイト２４の材質に応じた特別な廃棄処理を施す必要が生じることがある。この場合、作業者は外見ではバランスウエイト２４の材質を特定できないことがある。実施の形態２によれば、作業者はバランスウエイト２４に設けられた通信機４０からバランスウエイト２４の材質に関する情報を取得することで、バランスウエイト２４の材質を容易に特定できる。これにより、バランスウエイト２４に通信機４０を設けることは有意義である。

さらに、ホイールバランスの点検時に、作業者は車輪２０に設けられたバランスウエイト２４の重量を把握する必要が生じることがある。この場合、作業者はバランスウエイト２４に設けられた通信機４０からバランスウエイト２４の重量に関する情報を取得することで、バランスウエイト２４の重量を容易に特定できる。これにより、バランスウエイト２４に通信機４０を設けることは有意義である。

実施の形態３
実施の形態２に係る車輪情報処理装置は、バランスウエイトの重量に応じて送信パターンを異ならせていたが、実施の形態３に係る通信機は受信したリクエスト信号に自己の重量情報と同一の重量情報が含まれている場合に返信信号を送信することで送信パターンを異ならせる。なお、実施の形態３に係る車輪情報処理装置の構成は実施の形態２に係る車輪情報処理装置の構成と同様である。

図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、車体側通信機のリクエスト信号に対して、送信タイミングを異ならせて返信信号を送信する手順を示す。図１１（ａ）のように、車体側通信機２００は第１バランスウエイト〜第５バランスウエイト２４ａ〜２４ｅに設けられた通信機４０に、重量情報を含むリクエスト信号を順次送信する。重量情報とは３０グラムや２０グラムなどバランスウエイトの重量を表す情報であり、実施の形態３に係る車体側通信機２００は、大きな重量の重量情報を含むリクエスト信号から順番に送信するものとする。具体的には、車体側通信機２００は、図示のごとく、時刻ｔ_０に３０グラムの重量を示す重量情報を含むリクエスト信号１００ａ、時刻ｔ_２に、２０グラムの重量を示す重量情報を含むリクエスト信号１００ｂ、時刻ｔ_４に、１０グラムの重量を示す重量情報を含むリクエスト信号１００ｃを送信する。車体側通信機２００は、五つの通信機４０のいずれかを選択してリクエスト信号１００を送信するのではなく、どの通信機４０にもリクエスト信号１００を送信して、センサの検出値の送信を要求する。

第１バランスウエイト〜第５バランスウエイト２４ａ〜２４ｅに設けられた通信機４０は、時刻ｔ_１に、３０グラムの重量情報を含むリクエスト信号を受信する。この場合、３０グラムの第１バランスウエイト２４ａに設けられた通信機４０は、リクエスト信号内の重量情報と同一の重量情報を有するため、図１１（ｂ）に示すように、時刻ｔ_１に返信信号１１０が送信される。このとき、３０グラム以外のバランスウエイト２４に設けられた通信機４０は、時刻ｔ_１に受信されたリクエスト信号内の重量情報とは異なる重量情報を有しているため、返信信号の送信をスキップする。以下同様に、時刻ｔ_３には、２０グラムの第２バランスウエイト２４ｂに設けられた通信機４０が返信信号１１２を、時刻ｔ_５には、１０グラムの第３バランスウエイト２４ｃに設けられた通信機４０が返信信号１１４を送信する。

実施の形態３によれば、第１バランスウエイト〜第５バランスウエイト２４ａ〜２４ｅに設けられた通信機４０それぞれの返信信号の送信タイミングをずらすことで、混信を抑制できる。これにより、車体側通信機２００は必要とされる五つの通信機４０の返信信号を的確に受信できる。さらに、通信機４０と車体側通信機２００との間で重量情報を含めた信号の通信を重量順に順番に行うことで、ＥＣＵ６４はどの重量のバランスウエイト２４がいくつ存在しているかを定期的あるいは不定期に把握できる。この場合、ＥＣＵ６４が、合計して一定の重量値以上のバランスウエイト２４の不存在を検出した場合、警告ランプ７２を点灯させたり、ブザー７０に警告音を鳴らさせることにより、一定の重量値以上のバランスウエイト２４の不存在をドライバに知らせてもよい。

実施の形態４
実施の形態２では、バランスウエイトの重量に応じてそれぞれの返信信号の送信パターンを異ならせていたが、実施の形態４では、通信機の通信性能を決定する要素である通信機の配置場所に応じてそれぞれの返信信号の送信パターンを異ならせる。実施の形態４に係る車輪情報処理装置は、実施の形態２に係る車輪情報処理装置と同様の構成である。図１２は、実施の形態４に係る車輪の外面図を示す。タイヤ２２の外周部に相当する、例えばタイヤトレッド内に第１通信機４０ｘが、リム２３には第２通信機４０ｙが設けられている。なお、実施の形態２では返信信号を送信するセンサ３０の車輪情報に注目したためにセンサ３０を図示していたが、実施の形態４では通信機４０の配置場所に注目するため、ここでは通信機４０を図示することとしている。通信機４０はセンサ３０が接続されアンテナ５０を有することは実施の形態２と同様である。車体側通信機２００は、第１通信機４０ｘおよび第２通信機４０ｙにリクエスト信号を送信し、これらの通信機４０は、車体側通信機２００からのリクエスト信号を受信して、車体側通信機２００に適宜返信する。

図１２に示すように、第２通信機４０ｙは第１通信機４０ｘと比較して車輪回転軸に近い位置に配置されている。通信機４０の位置が車輪の回転の中心である車輪回転軸から離れるほど、車体側通信機２００との距離の変動が大きくなるため、通信が安定せず、車体側通信機２００は返信信号の受信に失敗したり誤った情報を受信したりすることがある。そのため、第１通信機４０ｘの送信頻度を第２通信機４０ｙの送信頻度より高く設定するのは有意義である。実施の形態４によれば、通信機の配置場所に応じて複数の通信機４０の返信信号の送信頻度を異ならせることで、車体側通信機２００は複数の車輪側通信機から必要とされる車輪情報を的確に取得することができる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。以上の実施の形態は例示であり、その様々な変形例もまた本発明の範囲に含まれることは当業者には理解されるところである。そうした変形例を挙げる。

車輪側の通信機４０は、電源電力が車体側通信機２００からの電波によって供給されるトランスポンダであっても、電池を内蔵する電池駆動型の通信機であってもよい。

実施の形態１ではリクエスト信号のコール信号に含まれる返信の必要度値は段階的に示されていたが、「１」および「０」の二値形式で設定されていてもよい。ここで「１」は１００％の確率で返信信号を送信し、一方、「０」は返信信号の送信をスキップすることを示す。すなわち、車輪側の通信機４０が「１」を受信した場合、送信制御部４２は車輪情報を含んだ返信信号を車体側通信機２００に送信するものとし、一方、車輪側の通信機４０が「０」を受信した場合、送信制御部４２は車体側通信機２００への返信信号の送信をスキップする。このように、返信の必要度に応じて複数の通信機４０の返信信号の送信パターンを異ならせることで、車体側通信機２００は複数の車輪側通信機から必要とされる車輪情報を優先的に取得することができる。

実施の形態１では、通信機４０は車体側通信機２００により取得した返信の必要度値を徐々に減少させて「０」になった場合に返信信号を送信したが、変形例として、取得した必要度値に応じて確率的に送信してもよい。例えば、通信機４０は返信の必要度値として「５」を取得したとき、自身が有する不図示の乱数生成部で乱数を生成させ、１／５の確率で返信信号を送信してもよい。

実施の形態１ではＥＣＵ６４内にコール信号テーブル１５０を設けていたが、変形例としてＥＣＵ６４内にではなく、通信機４０内にコール信号テーブル１５０を設けても良い。この場合、通信機４０は、車体側通信機２００から車両の走行状態に関する情報を無線通信で取得し、自身が有するコール信号テーブル１５０を参照することで車両の現在の走行状態における返信の必要度を特定してもよい。これにより、ＥＣＵ６４は返信の必要度値を含むコール信号を生成する手間を省くことができる。

実施の形態１ではリクエスト信号のコール信号に返信の必要度値を含めていたが、返信の必要度値のかわりに送信頻度を含めてもよい。具体的にはコール信号のブロック内に「３」が格納されている場合、通信機４０は、例えば１分間に３回、返信信号を送信する。この場合、返信の必要度が高いほど送信頻度が高くなり、一方、返信の必要度が低いほど送信頻度は低くなる。このように、送信頻度に応じて複数の通信機４０の返信信号の送信パターンを異ならせることで、車体側通信機２００は複数の車輪側通信機から必要とされる車輪情報を優先的に取得することができる。

実施の形態１に係る車輪情報処理装置を備えた車両の全体構成を示す図である。 実施の形態１に係るタイヤに設けられる複数のセンサの搭載箇所を示す図である。 実施の形態１に係るタイヤ内側センサおよび通信機の構成を示す図である。 実施の形態１に係る車輪側通信機のリクエスト信号に含まれるコール信号のデータ構造の一例を示す図である。 実施の形態１に係る車両の走行状態に応じて設定されるコール信号テーブルの一例を示す図である。 実施の形態１に係る返信信号の送信手順を示す図である。 実施の形態１に係る車輪情報の通信手順を示す図である。 実施の形態２に係る車輪の外面図を示す図である。 実施の形態２に係る車体側通信機のリクエスト信号に対して、複数の通信機がタイミングを異ならせて返信信号を送信する手順を説明する図である。 実施の形態２に係る車体側通信機のリクエスト信号に対して、複数の通信機がタイミングを異ならせて返信信号を送信する手順を説明する図である。 実施の形態３に係る車体側通信機のリクエスト信号に対して、複数の通信機がタイミングを異ならせて返信信号を送信する手順を説明する図である。 実施の形態４に係る車輪の外面図を示す図である。

符号の説明

１０ 車両、 ２０ 車輪、 ２４ バランスウエイト、 ３０ センサ、 ３１ タイヤ側センサ、 ３２ ウエイト側センサ、 ３３ ホイール側センサ、 ３４ タイヤ内側センサ、 ３５ センターキャップ側センサ、 ４０ 通信機、 １００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ リクエスト信号、 １０２，１０４，１０６，１０８，１１０，１１２，１１４ 返信信号、 ２００ 車体側通信機。

Claims (12)

1. 一つの車輪に設けられた複数の車輪側通信機と、前記複数の車輪側通信機と通信する車体側通信機とを備えた車輪情報処理装置であって、
   前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、当該車輪側通信機の特徴に基づいて決定されることを特徴とする車輪情報処理装置。
2. 前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、当該車輪側通信機が送信する信号の送信の必要度を決定する要素あるいは当該車輪側通信機の通信性能を決定する要素のいずれかに基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の車輪情報処理装置。
3. 車輪情報を検出する車輪情報検出部をさらに備え、前記送信の必要度を決定する要素は、前記車輪情報検出部により検出される車輪情報の内容であることを特徴とする請求項２に記載の車輪情報処理装置。
4. 車両の現在の走行状態を逐次取得する車両走行状態取得部をさらに備え、前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、前記車両走行状態取得部により取得された車両の走行状態の変化に応じて可変するよう決定されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車輪情報処理装置。
5. 前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、所定時間毎の送信回数を定めることで決定されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車輪情報処理装置。
6. 前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、送信確率を定めることで決定されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車輪情報処理装置。
7. 前記複数の車輪側通信機はそれぞれ異なる識別番号を有するとともに、前記識別番号と関連付けられた返信の必要度を含むリクエスト信号を前記車体側通信機から受信するものであり、
   前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、前記受信したリクエスト信号に含まれる、自己の識別番号に対応する前記返信の必要度に基づいて決定されるものであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車輪情報処理装置。
8. 前記複数の車輪側通信機のそれぞれはバランスウエイトごとに設けられるものであり、
   前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、前記バランスウエイトの重量に基づいて決定されるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の車輪情報処理装置。
9. 前記複数の車輪側通信機のそれぞれは、車体側に設けられた車体側通信機のリクエスト信号の受信タイミングに対するバランスウエイトの重量に応じた遅延時間を設定するものであり、
   前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、前記遅延時間と比較して微小であるランダムな時間を前記遅延時間に加減することで決定されることを特徴とする請求項８に記載の車輪情報処理装置。
10. 前記複数の車輪側通信機はバランスウエイトごとに設けられるとともに、当該バランスウエイトの重量を示す重量情報をそれぞれ有し、
    前記複数の車輪側通信機との通信を行う車体側に設けられた車体側通信機は、前記重量情報を含むリクエスト信号を当該複数の車輪側通信機に順次送信するものであり、
    前記複数の車輪側通信機のそれぞれは、受信した前記リクエスト信号に自己の重量情報と同一の重量情報が含まれている場合に信号を送信することを特徴とする請求項１または２に記載の車輪情報処理装置。
11. 前記車輪側通信機の通信性能を決定する要素は、当該車輪側通信機の配置場所であることを特徴とする請求項２に記載の車輪情報処理装置。
12. 前記複数の車輪側通信機のそれぞれが送信する信号の送信パターンは、前記車輪側通信機の配置場所が前記車輪の車輪回転軸から離れるほど所定時間毎の送信回数が高くなるよう決定されることを特徴とする請求項１１に記載の車輪情報処理装置。

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