JP2007011608A - 車輪状態監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】 車輪の状態を測定し、その測定結果である情報が無線送信された無線信号を良好に受信することのできる車輪状態監視システムを提供する。
【解決手段】 車輪の状態の測定結果が搬送波に応じて変換された無線信号を受信して搬送波とは異なる周波数の車輪情報信号Ｓ１に変換する受信部１と、車輪情報信号Ｓ１に基づいて情報処理を行う情報処理部２とを備えた車輪状態監視システムにおいて、下記の構成とする。受信部１と情報処理部２とが、電源配線と、車輪情報信号Ｓ１を伝達する信号配線とを有して接続される。電源配線及び信号配線の中の少なくとも１本が、搬送波の周波数帯域の信号の通過を妨げる第一のフィルタ１１を備える。第一のフィルタ１１と情報処理部２との間に分岐点Ｐを有する。分岐点Ｐと受信部１との間が、搬送波の周波数帯域の信号を通過させる第二のフィルタ２１を有する分岐配線ＢＰによって接続される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車輪の状態を測定する測定手段の測定結果である情報を搬送波に応じて変換して無線送信する送信部と、送信された無線信号を受信して前記搬送波の周波数とは異なる周波数の車輪情報信号に変換する受信部と、前記車輪情報信号に基づいて情報処理を行う情報処理部とを備えた車輪状態監視システムに関する。

例えば、自動車の車輪には車輪の回転速度や回転方向を検出する回転検出装置や、タイヤの空気圧を測定する空気圧センサが備えられている。これらの検出装置やセンサによる検出・測定結果は、アンチロックブレーキシステムや車両の安定制御装置など、様々な制御に利用されている。タイヤの空気圧を測定する空気圧センサは、タイヤに空気を注入するバルブ部に掛かる圧力によって空気圧を測定する。このため、車体や車輪の車軸に備えられた信号処理部と、空気圧センサとを配線によって接続することが困難である。従って、測定した空気圧情報を無線送信する方法がしばしば用いられている。この無線送信には、微弱電波が用いられる。微弱電波は、その名称が示すように信号レベルが高くはない。このため、受信側では、高感度なアンテナを設置したり、より送信部に近いところにアンテナを設置したりするなどの工夫が必要とされる。

ところが、高感度のアンテナを得ようとすると、アンテナを大きくする必要があったり、高価な材料を用いる必要があったりするなど、実用的に好ましくない。また、送信部に近いところにアンテナを設置しようとする場合には、車輪の近傍が候補となる。しかし、この場所には既に車輪の制動機構や、回転検出装置などが設置されており、アンテナの設置場所を確保することが困難である。つまり、制動機構や回転検出装置、サスペンションシステムなどの既存のシステムの配置や可動性を妨げることなく、アンテナを車輪近傍に設置することは困難である。

このような課題に鑑みて、下記に示す特許文献１には、回転検出装置（車輪速センサ）の信号ラインをアンテナとして兼用する技術が提案されている。この技術によれば、タイヤの近くにアンテナの一端を配置することが可能となり、また、別のアンテナ部品を要しないという点においても優れている。

特開平１０−３０９９１４号公報（第３〜６段落、第１１〜１２段落、第２９段落）

特許文献１に記載の技術では、車輪速センサの信号ラインをアンテナとして活用している。車輪速センサは、センサ素子を車輪近傍に備え、信号処理部を車軸に沿って設けた信号配線を介して車体側に備えることが多い。この信号配線をアンテナとして機能させた場合、無線信号の分離や、ミキシング、復調などの受信回路は、信号処理部と共に設けられることとなる。従って、アンテナの無線信号受信部と、受信回路との伝送距離が長くなる。無線信号は一般に高周波信号であるから、伝送距離が長くなると、伝送線路（配線）のインピーダンスにより信号が減衰する。信号が減衰すると、外来ノイズと信号とのＳ／Ｎ比も劣化する。従って、受信回路で増幅したとしても、外来ノイズと信号との区別が困難となり、所望の情報（ここでは空気圧情報）が得られなくなる場合がある。また、特許文献１の構成では、インピーダンス調整回路が、車輪速センサの信号ラインにのみ設置されている。従って、この信号ラインとほぼ平行して配線される電源ラインにクロストークノイズを発生させたり、静電結合により電源ラインに受信した無線信号が流出したりする等の影響が現れる場合がある。一般的に、この信号ラインや電源ラインはシールド線ではない場合が多いので、特許文献１の構成がクロストークや静電結合を生じる可能性は高い。

本願発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、車輪の状態を測定し、その測定結果である情報が無線送信された無線信号を良好に受信することのできる車輪状態監視システムを提供することを目的とする。

この目的を達成するための本発明に係る車輪状態監視システムの特徴は、車輪の状態を測定する測定手段の測定結果である情報を搬送波に応じて変換して無線送信する送信部と、送信された無線信号を受信して前記搬送波の周波数とは異なる周波数の車輪情報信号に変換する受信部と、前記車輪情報信号に基づいて情報処理を行う情報処理部とを備えたものであって、以下の構成を有する点にある。
前記受信部と前記情報処理部とは、前記情報処理部より前記受信部へ電源を供給する電源配線と、前記受信部から前記情報処理部へ前記車輪情報信号を伝達する信号配線とを有して接続される。前記電源配線及び前記信号配線の中の少なくとも１本の配線は、前記搬送波の周波数帯域の信号の通過を妨げる周波数特性を有する第一のフィルタを備えると共に、この第一のフィルタと前記情報処理部との間に分岐点を有する。そして、この分岐点と前記受信部との間は、前記搬送波の周波数帯域の信号を通過させる周波数特性を有する第二のフィルタを有する分岐配線によって接続されることを特徴とする。

受信部は、無線信号を受信して変換・増幅する程度の機能さえ有した小規模な回路で充分であり、車輪の近傍に設けることができる。上記特徴構成によれば、受信部と情報処理部とを接続する配線をアンテナとして機能させる。このため、種々の装置やシステムが配設される車輪の近傍に無線送信された車輪の測定情報を受信するアンテナを設置することができる。また、アンテナとして機能する配線は、第一のフィルタと分岐点とを有する。分岐点と受信部とは分岐配線によって接続される。分岐点は、第一のフィルタと情報処理部との間に設けられるので、第一のフィルタは受信部側に備えられることになる。第一のフィルタは、無線送信される車輪の測定情報の搬送波の周波数帯域の信号の通過を妨げる周波数特性を有する。従って、アンテナとして機能する配線が受信した無線信号は、第一のフィルタに妨げられて、受信部へは流入しない。アンテナとして機能する配線は、電源配線（電源電圧又は、電源電圧及びグラウンド）や、受信部から情報処理部へ車輪情報信号を伝達する信号配線である。従って、無線信号がこれらの配線によって受信部へ流入することは好ましくない。本特徴構成によれば、このような流入が抑制される。一方、アンテナとして機能する配線によって受信された無線信号は、第一のフィルタによって通過を妨げられるが、分岐配線を介して受信部へ伝達される。分岐配線には、搬送波の周波数帯域の信号を通過する周波数特性を有する第二のフィルタが備えられている。従って、アンテナとして機能する配線が受信した無線信号は、良好に分岐配線を介して受信部へと伝達される。このように本特徴構成によれば、車輪を測定し、その情報が無線送信された無線信号を良好に受信することのできる車輪状態監視システムを提供することができる。

さらに、前記電源配線及び前記信号配線のうち、前記第一のフィルタを有さない配線に、前記搬送波の周波数帯域の信号の通過を妨げる周波数特性を有する第三のフィルタが備えられると好適である。

受信部と情報処理部とを接続する電源配線と信号配線とは、一般的に同一の経路を通って結ばれる。つまり、電源配線と信号配線とは、平行する配線である場合が多い。そして、平行する配線は、クロストークや静電結合などにより、相互に影響を与え合う。本発明の構成では、これらの配線のうち、少なくとも１本をアンテナとして機能させている。従って、上記のように相互に影響を与え合う可能性が高くなる。また、影響を与えた場合のエネルギーも大きなものとなる可能性が高くなる。上述したように、アンテナとして機能する配線には、無線信号の搬送波の周波数帯域の通過を妨げる周波数特性を有する第一のフィルタが設けられており、受信部への不要な信号の伝播を抑制している。しかし、他の配線は、クロストークや静電結合により、受信部へ不要な信号を伝播させる可能性を有する。そこで、アンテナとして機能しない、つまり第一のフィルタが備えられていない配線にも、無線信号の搬送波の周波数帯域の通過を妨げる周波数特性を有するフィルタ(第三のフィルタ)を備える。このようにすると、全ての配線を介して不要な信号が受信部へ流入することがなくなり、好適である。また、無線信号にとっても、不要な配線へ信号が流出すれば、自身の信号を減衰させることになる。つまり、分岐配線を介して受信部へ伝達される信号が減衰することになり、結果として信号のＳ／Ｎ比を悪くしてしまう。しかし、上記構成によれば、アンテナとして機能しない配線への無線信号の流出を防止できるので、このような問題も抑制することができる。

さらに、前記電源配線及び前記信号配線のうち、前記分岐点を有する配線において、前記分岐点と前記情報処理部との間に、前記搬送波の周波数帯域の信号の通過を妨げる周波数特性を有する第四のフィルタが備えられると好適である。

アンテナは、受信対象となる周波数（搬送波の周波数）に対してその長さを整合させた方が、よい受信性能を発揮できる。アンテナとして機能する配線の受信部側には、搬送波の周波数帯域の信号の通過を妨げる第一のフィルタが備えられている。上記構成のように、アンテナとして機能する配線の情報処理部側に、搬送波の周波数帯域の信号の通過を妨げる周波数特性を有するフィルタ（第四のフィルタ）を備えると、アンテナとして機能する配線の長さが、第一のフィルタと第四のフィルタとの間の配線の長さと等価となる。従って、搬送波の周波数に合わせて、アンテナの長さを整合させることが可能となり、無線信号を良好に受信する上で非常に好ましい。

尚、前記第一のフィルタ、前記第三のフィルタ及び前記第四のフィルタの少なくなくも1つが、前記搬送波の周波数帯域を対象とする帯域阻止フィルタであるとよい。あるいは、前記第一のフィルタ、前記第三のフィルタ及び前記第四のフィルタの少なくなくも1つが、低域通過フィルタであるとよい。また、前記第二のフィルタが、少なくとも直流成分を含む低周波数帯域の信号の通過を妨げ、且つ前記搬送波の周波数帯域を対象とする帯域通過フィルタであるとよい。

一般に、無線送信に用いられる搬送波の周波数は、有線配線上を流れる信号の周波数よりも高い。そして、本発明の車輪状態監視システムにおいては、アンテナとして機能する配線は、電源配線又は信号配線である。通常、このような装置においては、直流電源が利用されるので、電源配線の周波数は理想的にはゼロである。また、上述したように有線配線上を流れる信号の周波数は、搬送波の周波数よりも低い。従って、電源配線と信号配線とを流れる信号の周波数帯域と、無線信号の周波数帯域とは明確に区別可能である。そこで、第一、第三、第四のフィルタを搬送波の周波数帯域を対象とする帯域阻止フィルタで構成すれば、本来の信号（電源を含む）の伝送を妨げることなく、無線信号の通過のみを妨げることができる。
上述したように、通常、本発明のような装置においては、直流電源が利用されるので、電源配線の周波数は理想的にはゼロである。また、上述したように有線配線上を流れる信号の周波数は、搬送波周波数よりも低い。従って、第一、第三、第四のフィルタを低域通過フィルタで構成すれば、本来の信号（電源を含む）の伝送を妨げることなく、搬送波の周波数帯域の信号の通過を妨げることができる。
また、分岐配線上に備えられる第二のフィルタが、例えば直流成分の通過を許容するものであれば、分岐配線を介して信号（電源）が不要な経路へと伝送されてしまう。従って、第二のフィルタは、少なくとも直流成分を含む低周波数帯域の信号の通過を妨げる周波数特性を有していると好ましい。さらに、アンテナとして機能する配線が受信した無線信号を良好に伝達する必要があるので、搬送波の周波数帯域を対象とする帯域通過フィルタであると好ましい。

ここで、本発明の車輪状態監視システムが、前記車輪の回転速度及び回転方向の一方又は双方を検出する回転検出装置を備え、前記電源配線を用いて前記回転検出装置に電源を供給するものであると好適である。また、前記車輪の情報を測定する前記測定手段が、前記車輪の空気圧又は前記車輪の異常を検出する検出装置であると好適である。

今日、多くの車両には車輪の回転速度及び回転方向の一方又は双方を検出する回転検出装置が備えられている。そして、このような回転検出装置は、センサ部分が車輪の近傍に備えられ、配線を通じて車体側に設置されたＥＣＵ（Electronic Control Unit；例えば、本発明の情報処理部に相当する。）と接続される。車輪の情報を測定する測定手段は車輪、又は車輪の近傍に設置される。また、上述したように本発明の車輪状態監視システムのアンテナ（アンテナとして機能する配線）や受信部は、車輪の近傍側に設置される。従って、回転検出装置のセンサ部と、本発明の車輪状態監視システムの受信部とは、互いに近傍に配置される。もちろん、1つのユニットや基板等に両方（センサ部と受信部）を備えていてもよい。従って、回転検出装置のセンサ部と、受信部とに同じ配線で電源を供給すると、設置場所が限られる車輪近傍での配線数を減じることができて好ましい。また、その結果、車両全体での配線数を減じることもできる。
尚、無線送信される車輪の情報は、タイヤの空気圧や、ブレーキの磨耗度合い、タイヤ内の温度、タイヤの回転に伴う遠心力、送信部の電源電圧等がその一例である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る車輪状態監視システムの基本原理を示す概略ブロック図である。図２は、本発明に係る車輪状態監視システムの構成例１を示す概略ブロック図である。図に示すように、本発明に係る車輪状態監視システムは、車輪の情報を測定する測定手段５の測定結果を数百ＭＨｚ程度の周波数の搬送波に応じて変換して無線送信する送信部４と、送信された無線信号を受信して搬送波の周波数とは異なる周波数の車輪情報信号Ｓ１に変換する受信部１と、車輪情報信号Ｓ１に基づいて情報処理を行う情報処理部２とを備えている。

無線信号を送信する送信部４は、他の装置とは離間して設置されることが常であるので、電池（不図示）を有している。具体的な実施形態は後述するが、測定手段５が測定する車輪の情報は、タイヤの空気圧、タイヤの温度、タイヤの回転遠心力による加速度、送信部４の電池の電圧等が一例である。測定手段５により得られた情報は、アナログ信号のままで、あるいは測定手段５又は送信部４においてデジタル変換されて、あるいはさらに符号化などの演算を施されて、送信部４から無線送信される。送信部４は、周波数変調、振幅変調、位相変調等の変調を施され、所定の周波数の搬送波に応じて周波数を変換され、送信アンテナを介して、測定結果を無線送信する。

受信部１と情報処理部２とは、情報処理部２より受信部１へ電源（電源電圧Ｖ及びグラウンドＧＮＤ）を供給する電源配線と、受信部１から情報処理部２へ車輪情報信号Ｓ１を伝達する信号配線とを有して接続されている。これら電源配線及び信号配線の中の少なくとも１本の配線を受信アンテナとして機能させ、送信部４が送信する無線信号を受信する。図１では、電源電圧Ｖを伝達する電源配線を受信アンテナとして機能させる場合について示している。この電源配線には、第一のフィルタ１１が備えられ、この第一のフィルタ１１と情報処理部２との間には分岐点Ｐが設けられている。分岐点Ｐと受信部１との間は、第二のフィルタ２１を備えた分岐配線ＢＰによって接続されている。受信アンテナとして機能する電源配線が受信した無線信号は、分岐配線ＢＰを介して受信部１のＲＦ（Radio Frequency）回路へと入力される。受信部１のＲＦ回路は、無線信号を受信し、少なくとも搬送波の周波数とは異なる、一般的には数百ＭＨｚ程度である搬送波の周波数よりも低周波数である周波数帯の車輪情報信号Ｓ１に変換する。尚、変換後の周波数の一例として、１０．７ＭＨｚや４５５ｋＨｚの周波数に変換するとよい。これらは、ラジオ放送のＦＭやＡＭ受信機の中間周波数で用いる周波数である。従って、受信部１に備える局部発振用の共振子やフィルタ回路の部品調達性が高くなり、部品単価も安価であるので、生産コストを低減することができる。さらに、変調された信号を復調した上で、車輪情報信号Ｓ１として情報処理部２へ伝達してもよい。また、復調した信号を基に生成した信号を車輪情報信号Ｓ１として情報処理部２へ伝達してもよい。受信部１で復調しない場合には、情報処理部２において復調すればよい。

第一のフィルタ１１は、直流信号を含む低周波信号を通過し、搬送波の周波数帯域の信号の通過を妨げる周波数特性を有するフィルタである。第二のフィルタ２１は、搬送波の周波数帯域の信号を通過させる周波数特性を有するフィルタである。電源配線によって受信された無線信号は、第一のフィルタ１１によって受信部１への流入、つまり受信部１の電源への流入を阻止される。このため、受信部１の電源はノイズ性の信号の流入を受けることなく安定する。第一のフィルタ１１によって受信部１への流入を阻止された無線信号は、第二のフィルタ２１を備える分岐配線ＢＰを通って受信部１のＲＦ回路へと伝達される。第一のフィルタ１１によって不要な回路への無線信号の伝播が抑制されているので、無線信号の減衰も少なくてすみ、Ｓ／Ｎ比の高い信号が受信部１のＲＦ回路へと入力される。尚、図１では電源配線のうち、電源電圧Ｖを伝達する配線を受信アンテナとして機能させたが、グラウンドＧＮＤを伝達する電源配線や、車輪情報信号Ｓ１を伝達する信号配線を受信アンテナとして機能させてもよい。また、車輪情報信号Ｓ１を伝達する信号配線を受信アンテナとして用いる場合のフィルタ１１の特性は、車輪情報信号Ｓ１の周波数帯域の信号を通過させる特性である。

図２に示す構成例１では、電源配線のうち、受信アンテナとして機能していないグラウンドＧＮＤを伝達する配線にも、第一のフィルタ１２を備えた例を示している。一般に電源配線は、電源電圧ＶとグラウンドＧＮＤとの一対によって機能する。従って、一方の配線のみにフィルタを備えると、電源としてのバランスを欠く場合があり、電源のバランスが崩れるとこの電源により動作する回路（例えば受信部１）の動作にも影響を与える場合がある。そこで、図２に示すように、電源配線を受信アンテナとして機能させる場合には、電源電圧Ｖ及びグラウンドＧＮＤの配線に共に第一のフィルタ１１、１２が備えられると好ましい。

図３は、本発明に係る車輪状態監視システムの構成例２を示す概略ブロック図である。構成例２では、第一のフィルタ１１、１２が備えられない配線である信号配線に、フィルタ（第三のフィルタ３１）が備えられている。この第三のフィルタ３１は、第一のフィルタ１１、１２と同様に、搬送波の周波数帯域の信号の通過を妨げ、少なくとも車輪情報信号Ｓ１を通過させる周波数特性を有するフィルタである。

受信部１と情報処理部２とを接続する電源配線と信号配線とは、一般的に同一の経路を通って結ばれる。つまり、電源配線と信号配線とは、平行する配線である場合が多い。そして、平行する配線は、クロストークや静電結合などにより、相互に影響を与え合う。従って、受信アンテナとして機能する電源配線上を流れる無線信号が信号配線に影響を与える可能性がある。そして、信号配線を介して、車輪情報信号Ｓ１を出力する受信部１へこの影響（例えばノイズ成分）を逆流させる場合がある。受信アンテナとして機能する配線には、第一のフィルタ１１、１２が設けられており、受信部１への不要な信号の伝播を抑制している。しかし、他の配線は、クロストークや静電結合により、受信部１へ不要な信号を伝播させる可能性を有する。そこで、受信アンテナとして機能しない、つまり第一のフィルタ１１、１２が備えられていない配線にも、フィルタ(第三のフィルタ)が備えられている。このようにすると、全ての配線を介して不要な信号が受信部へ流入することがなくなり、好適である。また、無線信号にとっても、不要な配線へ信号が流出すれば、自身の信号を減衰させることになる。つまり、分岐配線を介して受信部１のＲＦ回路へほぼ全てが伝達されるべき信号が減衰することになり、結果として信号のＳ／Ｎ比を悪くしてしまう。しかし、図３に示す構成例２では、受信アンテナとして機能しない配線への無線信号の流出を防止できる。

尚、例えば信号配線を受信アンテナとして機能させた場合には、第一のフィルタが信号配線に備えられ、第三のフィルタが電源配線に備えられる。また、図２の構成例１では、受信アンテナとして機能する一方の電源配線（電源電圧Ｖを伝達する配線）と、他方（グラウンドＧＮＤを伝達する配線）との双方に第一のフィルタが備えられる例を示した。しかし、図１に示した原理ブロック図のようにアンテナとして機能する一方の電源配線に第一のフィルタが備えられ、他方の電源配線と信号配線とに第三のフィルタが備えられる構成であってもよい。この場合、第一のフィルタと第三のフィルタとが同様の周波数特性を有するフィルタであるとさらに好ましい。

図４は、本発明に係る車輪状態監視システムの構成例３を示す概略ブロック図である。図３に示す構成例２に加え、受信アンテナとして機能する配線上に搬送波の周波数帯域の信号の通過を妨げる周波数特性を有する第四のフィルタ４１が備えられている。図に示すように第四のフィルタ４１は、分岐点Ｐと情報処理部２との間に備えられている。従って、第一のフィルタ１１と第四のフィルタ４１との間に分岐点Ｐが存在する。第一のフィルタ１１と第四のフィルタ４１とは、共に、搬送波の周波数帯域の信号の通過を妨げる周波数特性を有するフィルタである。従って、第一のフィルタ１１と第四のフィルタ４１とに挟まれた配線部分が、受信アンテナとして機能する。そして、受信した無線信号は、両フィルタによって、受信部１及び情報処理部２への流入が阻止されるので、分岐配線ＢＰを介して、ほぼ漏れなく受信部１のＲＦ回路へと流入することができる。

また、受信アンテナは、受信対象となる周波数（搬送波の周波数）に対してその長さを整合させた方が、よい受信性能を発揮できる。図４に示す構成例３では、第一のフィルタ１１と第四のフィルタ４１との設置場所によって、受信アンテナの長さを搬送波の周波数に最適な長さに整合することができる。例えば、受信アンテナの全長が、送信される無線信号の搬送波の波長の１／４の奇数倍の長さや、３／８の長さ、又は５／８の長さであると好適である。

線状のアンテナとして最も代表的なものは、半波長ダイポールアンテナである。しかし、ダイポールアンテナは、給電点を中央部に有するアンテナであるため、やや使いづらい点がある。そこで、半波長（１／２波長）のさらに１／２の長さのアンテナであるモノポールアンテナがよく使用される。モノポールアンテナは、非対称のダイポールアンテナとして、即ち中央部の給電点より片方側だけのアンテナとして考えることができるので、計算上の扱いも楽である。また、入力インピーダンスもダイポールアンテナの半分にできる。モノポールアンテナを用いる場合、１／４波長の奇数倍に限らず、上述したように３／８波長又は５／８波長にすることもできる。共振周波数は、アンテナの入力インピーダンスにも影響されるため、実際には共振時のアンテナ長は、理論上の１／２波長と少しずれる。既に述べたように半波長では、インピーダンスが大きいので、インピーダンス整合の取りやすい３／８波長や５／８波長のアンテナ長を用いると好適である。

図５は、本発明に係る車輪状態監視システムの構成例４を示す概略ブロック図である。構成例４では、上述したようなクロストークや静電結合により情報処理部２へ無線信号が流入することを防止するために、受信アンテナとして機能させていない配線にも、第四のフィルタ４２、４３が備えられている。構成例２において説明したことと同様に、受信アンテナとして機能しない、つまり第一のフィルタが備えられていない配線にも、無線信号の搬送波の周波数帯域の通過を妨げる周波数特性を有するフィルタ(第三及び第四のフィルタ)を備える。このようにすると、全ての配線を介して不要な信号が受信部１及び情報処理部２へ流入することがなくなる。また、無線信号にとっても、不要な配線へ信号が流出すれば、自身の信号を減衰させることになる。つまり、分岐配線ＢＰを介して受信部１のＲＦ回路へほぼ全てが伝達されるべき信号が減衰することになり、結果として信号のＳ／Ｎ比を悪くしてしまう。しかし、構成例４によれば、アンテナとして機能しない配線への無線信号の流出を防止できるので、このような問題も抑制することができる。

図６は、本発明に係る車輪状態監視システムの構成例５を示す概略ブロック図である。構成例５では、分岐配線ＢＰにおいて第二のフィルタ２１と受信部１との間に整合回路３が備えられている。この整合回路３により、効率良く無線信号を受信部１のＲＦ回路へ入力することができる。整合回路３の具体的な構成例は後述する。

図７及び図８は、第一、第三、第四のフィルタの周波数特性の一例を示すグラフである。図７は、低域通過フィルタ（LPF；Low Pass Filter）、図８は、搬送波の周波数ｆの周波数帯域を対象とする帯域阻止フィルタ（BEF；Band Elimination Filter）である。上述したように、無線信号の搬送波の周波数は概ね数百ＭＨｚ程度の高周波数である。そして、電源電圧Ｖ及びグラウンドＧＮＤは直流であり、車輪情報信号Ｓ１は搬送波よりも低い周波数である。従って、図７のような低域通過フィルタを用いると良好に搬送波の周波数帯域の信号の通過を妨げることができる。尚、この低域通過フィルタの上限周波数は、信号配線によって伝達される車輪情報信号Ｓ１の周波数よりも高いものであり、車輪情報信号Ｓ１の通過は阻害されない。また、例えば車輪の回転速度を検出する回転センサの出力の周波数は、数十ｋＨｚ以下である。このような既存の回転センサの配線を共用する場合があることも考慮すると、低域通過フィルタの上限周波数は、数十ｋＨｚ以上としておくことが好ましい。

図８のような帯域阻止フィルタの場合も同様である。低域通過フィルタは、一般的には適当なインダクタンスを有するインダクタを用いることにより構成することができる。帯域阻止フィルタは、一般的には、共振周波数が阻止したい周波数となるようなインダクタンスとキャパシタンスとを有するインダクタとコンデンサとの組合せにより構成することができる。また、低周波数の時に低インピーダンスであって、特定の周波数に対して高インピーダンスとなるフェライトビーズ等の素子を用いて、帯域阻止フィルタを構成してもよい。

図９は、第二のフィルタの周波数特性の一例を示すグラフであり、搬送波の周波数ｆの周波数帯域を対象とする帯域通過フィルタ（BPF；Band Pass Filter）である。図に示すように、少なくとも直流成分を含む低周波数帯域の信号の通過を妨げ、且つ搬送波の周波数ｆの周波数帯域の信号を良好に通過させる周波数特性を有している。帯域阻止フィルタは、一般的には、共振周波数が通過を阻止させたい周波数となるようなインダクタンスとキャパシタンスとを有するインダクタとコンデンサとの並列接続により構成することができる。

図１０は、図６に示す整合回路３の構成例を示す概略回路図である。図１０（ａ）は、第二のフィルタ２１と受信部１との間に直列に接続される２つのコンデンサＣ１とＣ２との間に、グラウンドと接続されるインダクタＬ１が配されるＴ型フィルタである。ここで、第二のフィルタ２１の側に配置されるコンデンサＣ１に換えて、第二のフィルタ２１とコンデンサＣ１との両方の機能を受け持つコンデンサＣ１’が配置されてもよい。第二のフィルタ２１は、上述したように搬送波の周波数ｆを通過させる帯域通過フィルタであることが望ましい。しかし、電源を含め、車輪情報信号Ｓ１等、他の信号は、一般的に搬送波の周波数ｆよりも低い周波数である。従って、第二のフィルタ２１は、帯域通過フィルタに限らず、少なくとも搬送波の周波数ｆを良好に通過させる周波数特性を有する高域通過フィルタ（HPF；High Pass Filter）であってもよい。コンデンサは、低周波数帯域の信号に対しては高インピーダンスであり、高周波数帯域の信号に対しては低インピーダンスとなる素子である。従って、第二のフィルタ２１をコンデンサを用いて構成することも可能である。この場合、第二のフィルタ２１と、整合回路３のコンデンサＣ１とが、直列に接続される形となる。従って、図１０（ｂ）に示すように、両コンデンサを統合し、整合回路３にコンデンサＣ１’を備えてもよい。

また、搬送波の周波数ｆにおいて、整合回路３が有する受信部１の側のコンデンサＣ２のインピーダンスの絶対値が、受信部１の入力インピーダンスに対して充分に小さい場合には、図１０（ｃ）に示すようにコンデンサＣ２を省略することができる。例えば、コンデンサＣ２のインピーダンスの絶対値が、受信部１の入力インピーダンスの１／１０以下であるような場合である。この場合、受信部１のＲＦ回路と、グラウンド等の定電位とを直流的に低インピーダンスで接続することが可能であればコンデンサＣ２を省略してもよい。つまり、図１０（ｃ）のように、直流的に低インピーダンスであるインダクタＬ１を介して受信部１のＲＦ回路とグラウンドとが接続される。尚、図１０（ａ）〜（ｃ）では、定電位としてインダクタＬ１をグラウンドへ接続しているが、グラウンド以外の定電圧に接続してもよい。この定電圧は、受信部１の電源電圧（電源配線の電源電圧Ｖ）やグラウンド（電源配線のグラウンドＧＮＤ）、受信部１で定める基準電圧と共有されていると望ましい。

整合回路３は、図１０（ｄ）に示すように、第二のフィルタ２１と受信部１との間に直列に接続される２つのインダクタＬ２とＬ３との間に、グラウンドと接続されるコンデンサＣ３が配されるＴ型フィルタにより構成することもできる。また、図１０（ｅ）及び（ｆ）に示すように、インダクタＬ２又はＬ３の何れか一方を省略したＬ型フィルタにより構成することもできる。尚、図１０（ｄ）〜（ｆ）では、定電位としてコンデンサＣ３をグラウンドへ接続しているが、グラウンド以外の定電圧に接続してもよい。また、この定電圧は、受信部１の電源電圧（電源配線の電源電圧Ｖ）やグラウンド（電源配線のグラウンドＧＮＤ）、受信部１で定める基準電圧と共有されていると望ましい。

図１１は、本発明に係る車輪状態監視システムが監視する車輪７の断面図である。タイヤ７ａは、ホイール７ｂに取り付けられて車軸７ｃを回転軸として回転するように取り付けられている。空気圧センサ５（測定手段）は、タイヤ７ａとホイール７ｂとによって形成される空間の空気圧を測定する。車輪７は、車輪７の回転速度を検出する回転センサ８も備えている。車輪７には、互いに隣接する磁極が異極となるように周回して磁性体が取り付けられている。回転センサ８は、ホールＩＣなどの磁気センサにより、車輪７に備えられた磁性体を検出する。回転センサ８は、車輪７の回転速度に応じた頻度でパルス列等により、回転検出信号を出力する。尚、回転センサ８は、車輪７の回転速度に応じた頻度で出力されるパルス波信号のパルス形状（波形）の変化から回転方向を検出するものや、別系統で回転方向を検出するタイプでもよい。また、車輪に取り付けられた磁性体は、回転センサ８を貫通する磁束に変化を与えるものや、磁気抵抗の変化を検出するタイプでもよい。

図１２は、本発明に係る車輪状態監視システムの実施例１を示す概略ブロック図である。この実施例１では、情報処理部２に第一処理部２ａと第二処理部２ｂとが備えられている。第一処理部２ａは、図１〜図６に基づいて説明したように、無線信号を受信する受信部１から伝達される車輪情報信号Ｓ１に基づいて情報処理を行う情報処理部２の一つの機能部である。第二処理部２ｂは、回転センサ８の回転検出信号Ｓ２に基づいて情報処理を行う情報処理部２の一つの機能部である。これら第一処理部２ａと第二処理部２ｂとは、独立して備えられていてもよいし、図１２に示すように同じ情報処理部２に備えられていてもよい。同じ情報処理部に備えられる場合には、その内部で必ずしも独立している必要はなく、機能として両機能を有していれば充分である。尚、回転センサ８と第二処理部２ｂとで、本発明の回転検出装置６を構成する。

図１１に示したように、空気圧センサ５と、回転センサ８とは共に車輪７に備えられる。そして、第一処理部２ａと第二処理部２ｂとは、同じ基板上に備えられたり、同じプロセッサ（マイクロコンピュータ等）に機能として備えられたりすることができる。第一処理部２ａと第二処理部２ｂとを有する情報処理部２は、車体側に備えられる。そして、情報処理部２と、空気圧センサ５の受信部２及び回転センサ８とは、車軸７ｃに沿った配線により接続される。従って、情報処理部２と受信部２とを接続する配線と、情報処理部２と回転センサ８とを接続する配線とは、非常に近接している。そこで、情報処理部２から受信部１へ電源を供給する配線と、情報処理部２から回転センサ８へ電源を供給する配線とを共通化すると、情報処理部２と車輪７とを結ぶ配線数を抑制することができる。通常、四輪車では４つの各車輪に、このような車輪状態監視システムが備えられ、４つの情報処理部２からの情報を別の情報処理装置が演算する。従って、このように配線数を抑制することができると、車両全体での配線数の抑制効果も得られる。尚、例えば、受信部１と回転センサ８とを同一の基板上に設けるなど、一体化すると、設置場所が限られる車輪７の近傍にさらに好適に設置することができる。

図１３は、本発明に係る車輪状態監視システムの実施例２を示す概略ブロック図である。この実施例２は、図６に示した構成例５に回転センサ６を加えたものである。詳細については、既に述べたものと同様であるので、ここでは説明を省略する。

図１４は、本発明に係る車輪状態監視システムの実施例３を示す概略ブロック図である。図１〜６、図１２、図１３に示した構成例、実施例においては、車輪情報信号Ｓ１や回転検出信号Ｓ２と、電源対（電源電圧Ｖ及びグラウンドＧＮＤ）との配線を個別に有していた。図１４に示した実施例３では、車輪情報信号Ｓ１や、回転検出信号Ｓ２を電流出力として、電源対の配線に重畳している。つまり、グラウンドの配線に電流出力による車輪情報信号を重畳させて出力し（符号Ｇ１）、同様に回転検出信号を重畳させて出力（符号Ｇ２）している。それぞれ、第一処理部２ａと第二処理部２ｂとに設けた抵抗器Ｒ１及びＲ２により、電流出力信号を電圧信号に変換している。

以上説明したように、本発明によれば、車輪を測定し、その情報が無線送信された無線信号を良好に受信することのできる車輪状態監視システムを提供することができる。

本発明に係る車輪状態監視システムの基本原理を示す概略ブロック図 本発明に係る車輪状態監視システムの構成例１を示す概略ブロック図 本発明に係る車輪状態監視システムの構成例２を示す概略ブロック図 本発明に係る車輪状態監視システムの構成例３を示す概略ブロック図 本発明に係る車輪状態監視システムの構成例４を示す概略ブロック図 本発明に係る車輪状態監視システムの構成例５を示す概略ブロック図 第一、第三、第四のフィルタの周波数特性の一例を示すグラフ 第一、第三、第四のフィルタの周波数特性の他の例を示すグラフ 第二のフィルタの周波数特性の一例を示すグラフ 整合回路の構成例を示す概略回路図 本発明に係る車輪状態監視システムが監視する車輪の断面図 本発明に係る車輪状態監視システムの実施例１を示す概略ブロック図 本発明に係る車輪状態監視システムの実施例２を示す概略ブロック図 本発明に係る車輪状態監視システムの実施例３を示す概略ブロック図

符号の説明

１ 受信部
２ 情報処理部
４ 送信部
５ 測定手段、空気圧センサ
６ 回転検出装置
７ 車輪
８ 回転センサ
１１ 第一のフィルタ
２１ 第二のフィルタ
３１ 第三のフィルタ
４１ 第四のフィルタ
ＢＰ 分岐配線
Ｐ 分岐点
Ｖ 電源（電源電圧）
ＧＮＤ 電源（グラウンド）
Ｓ１ 車輪情報検出信号

Claims (4)

1. 車輪の状態を測定する測定手段の測定結果である情報を搬送波に応じて変換して無線送信する送信部と、送信された無線信号を受信して前記搬送波の周波数とは異なる周波数の車輪情報信号に変換する受信部と、前記車輪情報信号に基づいて情報処理を行う情報処理部とを備えた車輪状態監視システムにおいて、
   前記受信部と前記情報処理部とは、前記情報処理部より前記受信部へ電源を供給する電源配線と、前記受信部から前記情報処理部へ前記車輪情報信号を伝達する信号配線とを有して接続され、
   前記電源配線及び前記信号配線の中の少なくとも１本の配線は、前記搬送波の周波数帯域の信号の通過を妨げる周波数特性を有する第一のフィルタを備えると共に、この第一のフィルタと前記情報処理部との間に分岐点を有し、
   この分岐点と前記受信部との間は、前記搬送波の周波数帯域の信号を通過させる周波数特性を有する第二のフィルタを有する分岐配線によって接続される車輪状態監視システム。
2. 前記電源配線及び前記信号配線のうち、前記第一のフィルタを有さない配線に、前記搬送波の周波数帯域の信号の通過を妨げる周波数特性を有する第三のフィルタが備えられる請求項１に記載の車輪状態監視システム。
3. 前記電源配線及び前記信号配線のうち、前記分岐点を有する配線において、前記分岐点と前記情報処理部との間に、前記搬送波の周波数帯域の信号の通過を妨げる周波数特性を有する第四のフィルタが備えられる請求項１又は２に記載の車輪状態監視システム。
4. 前記車輪の回転速度及び回転方向の一方又は双方を検出する回転検出装置を備え、前記電源配線を用いて前記回転検出装置に電源を供給する請求項１に記載の車輪状態監視システム。

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