JP2007128403A - アンテナ故障判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナが壊れたときや、外れたときに、アンテナが故障であることを判定し、そのアンテナを使用しないようにして、アンテナからの反射波によって受信モジュールが破壊されないようにする。
【解決手段】それぞれのタイヤ内に取り付けられたセンサモジュールと複数個のそれぞれのアンテナとの間で順次データの送受信を行い、アンテナ毎に設けられたエラーカウンタのうち、データの送受信ができたアンテナのエラーカウンタをクリアし（Ｓ１３）、データの送受信ができなかったアンテナのエラーカウンタをカウントアップしてゆき（Ｓ１４）、エラーカウンタのカウント値がアンテナ故障判定値よりも大きくなったときにエラーカウンタに係るアンテナを故障と判定する（Ｓ１６）。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤに装着され、タイヤ内圧を含むタイヤの状態を検出する複数のセンサモジュールと、これらのセンサモジュールからアンテナを介してタイヤデータを取得する受信モジュールと、受信モジュールにセンサモジュールからのデータ取得を指令する中央制御モジュールと、を備えるタイヤ情報管理システムにおけるアンテナ故障判定方法に関するものである。

建設用車両等の運行中の車両のタイヤの管理を行うため、タイヤの温度や圧力を測定するセンサモジュールをタイヤの内面に取り付け、このセンサモジュールから送信された測定データ等を含む無線信号を、アンテナに接続された受信モジュールにより受信して、この信号を複数の車両を管理する車両運行管理センタに送信し、もし故障を起こす危険な状況となった場合に、車両運行管理センタから運転者に適切な処置を指示するタイヤ情報管理システムが提案されている（例えば、特許文献１）。

そして、このシステムには各タイヤ内に装着されるセンサモジュールにそれぞれ対応するアンテナが車両に取り付けられていて、このアンテナに接続された受信モジュールにて処理された信号は、一旦この車両の中央制御モジュールに集められ、この中央制御モジュールから電波で車両運行管理センタに送信される。
特開平１０−１０４１０３号公報

上述した従来のタイヤ情報管理システムでは、アンテナは、それぞれ各タイヤの近傍に配置されている。アンテナをタイヤ近傍に配置すると、タイヤの近傍が、車両の走行に際して岩石等が頻繁に飛来する場所であるため、岩石等が衝突してアンテナが壊れやすい。

一般に、アンテナは、効率よく送受信が行えるように、使用する周波数帯域において整合がとれているように設計されており、アンテナの整合が十分にとられている場合は、受信モジュールがアンテナからセンサモジュールに信号を送信しようとした場合、アンテナに入力された信号は全て放射され、受信モジュール側への反射波は発生しない。

しかし、実際には、岩石等が衝突してアンテナが壊れたときや、外れたときは、アンテナは不整合な状態となる。従って、信号を送信する場合には、送信信号の電力のほとんどが反射波となって受信モジュールに逆に入力されてしまい、送信信号の電力とアンテナ端から反射してきた電力とが受信モジュールにおいて重畳される。重畳された電力は全て熱となって消費される結果、受信モジュールにおいて異常な温度上昇が生じ、最悪の場合には受信モジュールが破壊する。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンテナが壊れたときや、外れたときに、アンテナが故障であることを判定し、そのアンテナを使用しないようにして、アンテナからの反射波によって受信モジュールが破壊されないようにするアンテナ故障判定方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、それぞれのタイヤ内に取り付けられたセンサモジュールと、これらのセンサモジュールからのデータを受信する複数個のアンテナと、複数個のそれぞれのアンテナから前記センサモジュールからのデータを取得する中央制御モジュールとを備えるタイヤ情報管理システムにおけるアンテナ故障判定方法において、
それぞれのタイヤ内に取り付けられたセンサモジュールと前記複数個のそれぞれのアンテナとの間で順次データの送受信を行い、データの送受信が所定回数できなかったアンテナを故障と判定することを特徴とする。

また、本発明は、それぞれのタイヤ内に取り付けられたセンサモジュールと、これらのセンサモジュールからのデータを受信する複数個のアンテナと、複数個のそれぞれのアンテナから前記センサモジュールからのデータを取得する中央制御モジュールとを備えるタイヤ情報管理システムにおけるアンテナ故障判定方法において、それぞれのタイヤ内に取り付けられたセンサモジュールと前記複数個のそれぞれのアンテナとの間で順次データの送受信を行い、アンテナ毎に設けられたエラーカウンタのうち、データの送受信ができたアンテナのエラーカウンタをクリアし、データの送受信ができなかったアンテナのエラーカウンタをカウントアップしてゆき、エラーカウンタのカウント値がアンテナ故障判定値よりも大きくなったときにエラーカウンタに係るアンテナを故障と判定することを特徴とする。

前記アンテナ故障判定値は、確実にアンテナが故障であると判定できる値であることが好ましい。

本発明のアンテナ故障判定方法によれば、アンテナが壊れたときや、外れたときに、アンテナが故障であることを判定し、そのアンテナを使用しないようにして受信モジュールが破壊されるのを防ぐことができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明のアンテナ故障判定方法が適用されるタイヤ情報管理システムのブロック図である。図１において、タイヤ情報管理システム１０は、車両６のそれぞれのタイヤ４内に取り付けられたセンサモジュール３（ＳＭ１〜ＳＭ６）と、センサモジュール３（ＳＭ１〜ＳＭ６）からの温度や圧力のデータを含む無線信号を受信するアンテナ２と、このアンテナ２に接続され、センサモジュール３（ＳＭ１〜ＳＭ６）からのデータを取得する受信モジュール１（ＲＭ１〜ＲＭ４）と、それぞれの受信モジュール１からの信号を集める中央制御モジュール５と、中央制御モジュール５から無線で送信される信号を受信してタイヤの走行状況を監視する車両運行管理センタ７から構成されている。

中央制御モジュール５には、受信モジュール１（ＲＭ１〜ＲＭ４）が接続されている。また、センサモジュール３（ＳＭ１）の近傍にはアンテナ２と、アンテナ２に接続された受信モジュール１（ＲＭ１）が配置され、センサモジュール３（ＳＭ２）の近傍にはアンテナ２と、アンテナ２に接続された受信モジュール１（ＲＭ２）が配置され、センサモジュール３（ＳＭ３，ＳＭ４）の近傍にはアンテナ２と、アンテナ２に接続された受信モジュール１（ＲＭ３）が配置され、センサモジュール３（ＳＭ５，ＳＭ６）の近傍にはアンテナ２と、アンテナ２に接続された受信モジュール１（ＲＭ４）が配置されている。

また、中央制御モジュール５は、受信モジュール１（ＲＭ１〜ＲＭ４）を介して全てのセンサモジュール３（ＳＭ１〜ＳＭ６）に命令して、各センサモジュール３に温度や圧力の測定データ等を含むデータ信号を送信させ、各センサモジュール３から送信された測定結果を、受信モジュール１（ＲＭ１〜ＲＭ４）を介して取得するとともに、アンテナが故障であることを判定する測定データ取得手段１１を備える。なお、測定データ取得手段は、ＣＰＵ、メモリおよびメモリに格納されたプログラム等で構成される。

このタイヤ情報管理システムは、タイヤ近傍に配置されたアンテナを用いて、全てのセンサモジュールからデータを取得することができ、中央制御モジュール５に集められたデータは、タイヤの走行状態を監視する車両運行管理センタ７に送信される。

次に、上記の測定データ取得手段１１の処理ルーチンを、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。この測定データ取得手段１１は、システム電源ＯＮ信号に基づいて処理を開始する。測定データ取得手段１１は、一定の周期で、各センサモジュールからセンサモジュールが取り付けられているタイヤに関する、タイヤの温度や圧力等の測定データを取得する処理を行うが、この一巡の処理ルーチンの作動は次のとおりである。ここで、センサモジュール３はｍ個あり、それぞれのセンサモジュールにはモジュール番号ｉが順に１〜ｍまで付され、また、アンテナ２はｎ個あり、それぞれのアンテナには、アンテナ番号Ｌが順に１〜ｎまで付けられている。また、アンテナ番号Ｌのアンテナでの通信失敗回数を格納するエラーカウンタをＢ（Ｌ）とする。

まず、測定データ取得手段１１は、初期条件としてセンサモジュールのモジュール番号ｉをｍに、アンテナ番号Ｌをｎに設定する（ステップ１１）。

次に、モジュール番号ｍのセンサモジュールから温度や圧力の測定データを取得するために、アンテナ番号ｎのアンテナに接続された受信モジュールに、モジュール番号ｍのセンサモジュールからのデータ取得を命令する信号を出力する。データ取得を命じられた受信モジュールは、この信号を変調して、受信モジュールに接続されたアンテナからセンサモジュールに送信し、センサモジュールは、データ送信を命令する信号を受信し、タイヤの温度や圧力の測定データを含むデータ信号を送信する。この信号を、データ取得を命じられた受信モジュールに接続されたアンテナ番号ｎのアンテナで受信する。

次に、所定時間内、例えば１０秒内にモジュール番号ｍのセンサモジュールと受信モジュールとの間でデータの送受信ができたかを判断し（ステップ１２）、所定時間内にデータの送受信ができたときは、アンテナ番号ＬのアンテナのエラーカウンタＢ（Ｌ）を０とする（ステップ１３）。例えば、アンテナ番号１のアンテナを用いてセンサモジュールと送受信できたときは、Ｂ（１）＝０とする。

ステップ１２において、モジュール番号ｍのセンサモジュールと、アンテナ番号ｎのアンテナに接続された受信モジュールとの間で、所定時間内にデータの送受信ができなかったときは、エラーカウンタＢ（Ｌ）に１をプラスする（ステップ１４）。次に、エラーカウンタＢ（Ｌ）のカウンタ値がアンテナ故障判定値Ａ（例えば、Ａ＝１０）より大きいか否かを判断し（ステップ１５）、エラーカウンタＢ（Ｌ）がアンテナ故障判定値Ａより大きい場合は、アンテナ故障と判定する（ステップ１６）。ステップ１５で、エラーカウンタＢ（Ｌ）がアンテナ故障判定値Ａより小さいとき、およびステップ１６で、アンテナ故障と判定したときは、アンテナ番号Ｌから１を減じてアンテナを切り替え（ステップ１７）、次に、アンテナ番号Ｌが０か否かを判断する（ステップ１８）。ステップ１８は、全てのアンテナとの間でデータの送受信を試みたかどうかを判断する処理である。

ステップ１８で、アンテナ番号Ｌが０でないとき、すなわちモジュール番号ｍのセンサモジュールと全てのアンテナとの間でデータの送受信を試みていないときは、測定データ取得手段１１は、ステップ１３に戻り、切り替えたアンテナを用いてモジュール番号ｍのセンサモジュールからの温度や圧力の測定データを取得する。

ステップ１８で、モジュール番号ｍのセンサモジュールと全てのアンテナとの間でデータの送受信を試みたとき、およびステップ１３で、アンテナ番号ＬのアンテナのエラーカウンタＢ（Ｌ）を０としたときは、モジュール番号ｉから１を減じてセンサモジュールを変更し（ステップ１９）、次に、モジュール番号ｉが０か否かを判断する（ステップ２０）。ステップ２０は、全てのセンサモジュールとの間でデータの送受信を試みたかどうかを判断する処理である。

モジュール番号ｉが０のときは、全てのセンサモジュールとの間でデータの送受信が行われたときであるので、処理ルーチンを終了する。モジュール番号ｉが０でないとき、すなわち全てのセンサモジュールとの間でデータの送受信を試みていないときは、測定データ取得手段１１は、ステップ１２に戻り、次のセンサモジュールからの温度や圧力の測定データを取得する。

上述した処理ルーチンでは、ステップ１２において、所定時間内にデータの送受信ができたときは、ステップ１３において、データの送受信ができたアンテナのエラーカウンタＢ（Ｌ）は０とされ、カウンタはクリアされるが、データの送受信ができなかったアンテナのエラーカウンタＢ（Ｌ）は、一巡の処理ルーチンが終了してもクリアされず、カウントアップしてゆき、何順目かの処理ルーチンにおいて、カウンタ値がアンテナ故障判定値より大きくなったときに、そのエラーカウンタＢ（Ｌ）のアンテナは故障であると判定される。そして、次回の処理ルーチンからは、この故障と判定されたアンテナを除いたアンテナを用いてセンサモジュールと送受信を行うようにする。このように、故障したアンテナを使用しないようにするので、アンテナが故障して不整合な状態となったときに現れる反射波によって受信モジュールが破壊されるのを防ぐことができる。

図３は、アンテナ最大数ｎが４である場合の、エラーカウンタのカウンタ値の一例を示す図である。Ｂ（１）は、アンテナ番号１のアンテナのエラーカウンタであり、Ｂ（２）は、アンテナ番号２のアンテナのエラーカウンタであり、Ｂ（３）は、アンテナ番号３のアンテナのエラーカウンタであり、Ｂ（４）は、アンテナ番号４のアンテナのエラーカウンタである。図３において、エラーカウンタＢ（１）のカウンタ値は１１であり、アンテナ故障判定値Ａ（Ａ＝１０）より大きいので、アンテナ番号１のアンテナは故障と判定される。

なお、アンテナ故障判定値は、センサモジュールから送信される電波が微弱であることや、建設用の車両ではアンテナが取り付けられる車両の下部には、オイルタンクやマフラー等の構造物があり、これらの構造物により電波の進む方向が乱されるため、しばしばデータ受信不能となる場合があることを考慮して定めた値であり、確実にアンテナが故障であると判定できる値である。ここでは、アンテナ故障判定値を１０としたが、この値は、車両の種類・大きさによって、適宜定めるものとする。

また、上述した実施の形態では、受信モジュール本体とアンテナとを分離した構成の場合について説明したが、本発明は、受信モジュール本体とアンテナとを一体とした構成の場合についても適用できることは言うまでもない。

また、上述した実施の形態では、測定データ取得手段１１は、センサモジュールから送信される温度や圧力の測定データ等を含むデータ信号を受信してアンテナ故障を判定したが、センサモジュールから送信されるデータ信号を受信することに代えて、センサモジュールから、アンテナ故障を判定するための所定の基準信号を発信させて、この基準信号を受信することでアンテナ故障を判定するようにしてもよい。

次に、本発明のタイヤ情報管理システムの変形例について説明する。上述の実施の形態では、受信モジュールとアンテナをセンサモジュールのあるタイヤ近傍に配置したが、アンテナ２のみをタイヤ近傍に配置し、受信モジュール８を中央制御モジュール５と一体構造とするようにしても良い。図４では、中央制御モジュールは、内部に１つ以上の受信モジュール８を配置し、さらに受信モジュール８とアンテナ２との間にアンテナ切換手段９を配置し、アンテナ切換手段９を切り換えて受信モジュール８とアンテナ２とを接続して１つ以上の受信モジュールで全てのアンテナからのデータ信号を取得する。アンテナ切替手段９は、ワイヤリング用のリレー、あるいは、半導体スイッチ等で構成することができるが、各アンテナ２に常時接続したポートを受信モジュール８にハードウエアとして設け、各ポートの開放、閉止をソフトウェアで行うもので構成してもよい。受信モジュールをタイヤ近傍に配置すると、タイヤの近傍が、車両の走行に際して岩石等が頻繁に飛来する場所であるため、受信モジュールが壊れやすい。アンテナのみをタイヤ近傍に配置し、受信モジュールを岩石等が飛来しない中央制御モジュールと一体構造にすれば、受信モジュールとセンサモジュールの通信効率を犠牲にすることなく、岩石等の飛来により損傷を受ける可能性のある部品をアンテナだけに限定して、被害を最小に抑制することができる。さらに、受信モジュールと中央制御モジュールとを一体構造とすることによって、構造を簡略化することができる。本発明は、このようなタイヤ情報管理システムについても適用できることは言うまでもない。

本発明のアンテナ故障判定方法が適用されるタイヤ情報管理システムのブロック図である。 測定データ取得手段の処理ルーチンを示すフローチャートである。 エラーカウンタのカウンタ値の一例を示す図である。 アンテナのみをタイヤ近傍に配置し、受信モジュールを中央制御モジュールと一体構造としたタイヤ情報管理システムを示すブロック図である。

符号の説明

１，８ 受信モジュール
２ アンテナ
３ センサモジュール
４ タイヤ
５ 中央制御モジュール
６ 車両
７ 車両運行管理センタ
９ アンテナ切換手段
１０ タイヤ情報管理システム
１１ 測定データ取得手段

Claims (3)

1. それぞれのタイヤ内に取り付けられたセンサモジュールと、これらのセンサモジュールからのデータを受信する複数個のアンテナと、複数個のそれぞれのアンテナから前記センサモジュールからのデータを取得する中央制御モジュールとを備えるタイヤ情報管理システムにおけるアンテナ故障判定方法において、
   それぞれのタイヤ内に取り付けられたセンサモジュールと前記複数個のそれぞれのアンテナとの間で順次データの送受信を行い、データの送受信が所定回数できなかったアンテナを故障と判定することを特徴とするアンテナ故障判定方法。
2. それぞれのタイヤ内に取り付けられたセンサモジュールと、これらのセンサモジュールからのデータを受信する複数個のアンテナと、複数個のそれぞれのアンテナから前記センサモジュールからのデータを取得する中央制御モジュールとを備えるタイヤ情報管理システムにおけるアンテナ故障判定方法において、
   それぞれのタイヤ内に取り付けられたセンサモジュールと前記複数個のそれぞれのアンテナとの間で順次データの送受信を行い、アンテナ毎に設けられたエラーカウンタのうち、データの送受信ができたアンテナのエラーカウンタをクリアし、データの送受信ができなかったアンテナのエラーカウンタをカウントアップしてゆき、エラーカウンタのカウント値がアンテナ故障判定値よりも大きくなったときにエラーカウンタに係るアンテナを故障と判定することを特徴とするアンテナ故障判定方法。
3. 前記アンテナ故障判定値は、確実にアンテナが故障であると判定できる値であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ故障判定方法。
   
   

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