JP2009029209A - タイヤ監視装置及びタイヤ不具合検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易・コンパクトな構成で、かつ運用時に特別な手間や作業を要せずして、電波送信元となる個々のタイヤの装着車輪位置を適確に識別すること。
【解決手段】このＴＰＭＳは、自動車１０に装着される各タイヤ１２ＦＬ，１２ＦＲ，１２ＲＬ，１２ＲＲに備わっている送信側のセンサ・モジュール１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄと、自動車１０に搭載される受信側の主装置１６とを有している。主装置１６は、２つ一組の受信アンテナ１８，２０と、受信機２２と、表示器２４とで構成されている。両アンテナ１８，２０は、各センサ・モジュール１４Ａ〜１４Ｄより送信される電波を相互間である位相差をもって受信するように配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の車輪に装着されるタイヤの状態を無線で監視するタイヤ監視装置及びタイヤ不具合検出装置に係り、特に電波送信元となる個々のタイヤの装着位置を識別する機能を改善する技術に関する。

最近、自動車の安全性・快適性をタイヤに関して保証するためのカーエレクトロニクス技術として、ＴＰＭＳ（Tire Pressure Monitoring System）の実用化が注目されている。ＴＰＭＳは、大別して、個々のタイヤについて空気圧を直接測定する直接測定方式と、２つの車輪の回転速度差から空気圧不足を検出する間接測定方式とに分類される。

図９〜図１１に、従来の代表的な直接測定方式のＴＰＭＳを示す。

図９のＴＰＭＳは、自動車１００に装着される各タイヤ１０２ＦＬ，１０２ＦＲ，１０２ＲＬ，１０２ＲＲに近接する場所たとえばホイールハウスに、感度の比較的低い受信アンテナ１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０４Ｄを個別に設置する。各受信アンテナ１０４Ａ〜１０４Ｄは、それぞれ個別の給電線を介して受信機１０６に接続される。各タイヤ１０２ＦＬ，１０２ＦＲ，１０２ＲＬ，１０２ＲＲには、当該タイヤの空気圧、温度等を検知する各種センサおよびセンサ測定結果のデータを一定周波数（たとえば３１５ＭＨｚ）の電波に乗せて送信する送信機等を有するセンサ・モジュール１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃ，１０８Ｄが備わっている。受信機１０６は、受信アンテナ１０４Ａ〜１０４Ｄのいずれか１つからの電波入力を選択することによって、当該受信アンテナ１０４と対応または近接するセンサ・モジュール１０８を選択し、当該センサ・モジュール１０８から無線のＲＦ信号で送られてくるタイヤ状態情報（空気圧測定値、温度測定値等）を取り込んで復調し、測定値が許容範囲から外れたときは、当該タイヤ１０２に異常または不具合が生じていると判定し、車室内の表示器１１０を通じて警報を出す仕組みになっている。

図１０のＴＰＭＳは、各タイヤ１０２ＦＬ，１０２ＦＲ，１０２ＲＬ，１０２ＲＲの近辺に起動用アンテナ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄを個別に設置し、受信アンテナ１０４を１個で済ますようにしている。各起動用アンテナ１１０Ａ〜１１０Ｄおよび受信アンテナ１０４は、それぞれ個別の給電線を介して受信機１０６に接続される。受信機１０６は、各タイヤ１０２ＦＬ〜１０２ＲＲの状態を監視するために、選択したタイヤ１０２に近接する起動用アンテナ１１０を作動させて、低周波数（たとえば１２５ｋＨｚ）の起動信号または要求信号を電磁誘導方式で当該タイヤ１０２のセンサ・モジュール１０８に与え、この要求信号に応じて当該センサ・モジュール１０８から無線（ＲＦ信号）で送信されてくるタイヤ状態情報を取り込むようになっている。

図１１のＴＰＭＳは、各タイヤ１０２ＦＬ，１０２ＦＲ，１０２ＲＬ，１０２ＲＲの近辺に如何なるアンテナも設置することなく、受信アンテナ１０４を１個で済ますようにしている。ただし、この方式は、各タイヤ１０２のセンサ・モジュール１０８からタイヤ状態情報と一緒に送信されるＩＤ情報を当該タイヤ１０２の装着位置と関連づけて受信機１０６に設定登録しておく。受信機１０６は、受信アンテナ１０４で受信した電波を復調してＩＤを読み取ることで、設定登録情報を基にこの電波の送信元であるタイヤ１０２の装着ホイール位置を判別できるようになっている。

上記したような直接測定方式による従来のＴＰＭＳには、電波送信元となる個々のタイヤの装着位置を識別する機能に関して、構成上または使用上の問題点がある。すなわち、図９および図１０のＴＰＭＳは、各タイヤ１０２ＦＬ，１０２ＦＲ，１０２ＲＬ，１０２ＲＲ毎にその近傍に受信アンテナ１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０４Ｄもしくは起動用アンテナ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄを個別に設置するので、部品点数が多く、装置全体の構成が煩雑であり、装置コストも高くついている。図１１のＴＰＭＳは、部品点数が少なくてシンプルな構成ではあるが、各ホイールのタイヤを交換する度毎に、新規装着のタイヤについてその装着ホイール位置をＩＤ情報と対応づけて受信機１０６に設定登録しなければならず、この運用上の手間がネックになっている。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解消するものであり、構成が簡易・コンパクトで、かつ運用時に特別な手間や作業を要せずして、電波送信元となる個々のタイヤの装着車輪位置を適確に識別できるようにしたタイヤ監視装置及びタイヤ不具合検出装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明のタイヤ監視装置は、自動車の各車輪に装着されているタイヤに備わっているセンサ・モジュールより送信される電波に含まれる情報に基づいて、前記タイヤの状態を監視するタイヤ監視装置であって、前記センサ・モジュールより放射される電波を相互間である位相差をもって受信するように前記自動車の車体の異なる位置に取り付けられる第１および第２のアンテナと、前記第１および第２のアンテナでそれぞれ受信された電波間の位相差を検出する受信電波位相差検出部と、前記受信電波間の位相差に基づいて当該電波の送信元であるタイヤが装着されている車輪位置を判別するタイヤ車輪位置判別部とを有する。

本発明のタイヤ監視装置においては、自動車に装着される全タイヤに対して共通の第１および第２の受信アンテナが所定の位置関係で設置され、アンテナの間およびその周囲には電波の波長と両アンテナ間の離間距離とに応じたプロファイルで無数の等位相差曲線が一義的に規定される。別な見方をすれば、自動車の各車輪が両アンテナとの相対的な位置関係にしたがって所定の等位相差曲線上に配置される。これにより、受信電波位相差検出部で得られる両アンテナの受信電波間の位相差から等位相差曲線上の電波送信元の位置を割り出すことが可能であり、タイヤ車輪位置判別部において電波送信元のタイヤを装着している車輪位置を判別することができる。

本発明の好適な一態様によれば、自動車の異なる車輪が第１および第２のアンテナ間およびそれらの周囲に規定される等位相差曲線上の異なる位置に設定されるように、第１および第２のアンテナが所定の位置関係で配置される。かかる構成においては、４車輪の全部について、受信電波間の位相差から電波送信元の個々のタイヤの位置を判別することができる

上記構成の好適な具体的一態様として、第１および第２のアンテナ間を結ぶ直線が自動車の４つの車輪のそれぞれの中心を結ぶ四角形のいずれの辺に対しても平行でも垂直でもなく所定の角度で傾くように、第１および第２のアンテナが配置される。

別の好適な具体的一態様として、第１および第２のアンテナ間を結ぶ直線が自動車の車幅方向と平行で、かつ車長方向において自動車の４つの車輪のそれぞれの中心を結ぶ四角形の中心から前輪寄りまたは後輪寄りにオフセットして位置するように、第１および第２のアンテナが配置される。

別の好適な具体的一態様として、第１および第２のアンテナ間を結ぶ直線が自動車の車長方向と平行で、かつ車幅方向において自動車の４つの車輪のそれぞれの中心を結ぶ四角形の中心から左輪寄りまたは右輪寄りにオフセットして位置するように、第１および第２のアンテナが配置される。

別の好適な一態様によれば、自動車の前輪と後輪が第１および第２のアンテナ間およびそれらの周囲に規定される等位相差曲線上の異なる位置に設定されるように、第１および第２のアンテナが所定の位置関係で配置される。この場合、電波送信元のタイヤを装着している車輪が左輪もしくは右輪のいずれであるかを判別するために、各タイヤに備わっているセンサ・モジュールが、当該タイヤの回転方向が車輪の軸からみて時計回りもしくは反時計回りのいずれであるかを検出する回転方向センサを含む構成が好ましい。

別の一態様として、自動車の左輪と右輪が第１および第２のアンテナ間およびそれらの周囲に規定される等位相差曲線上の異なる位置に設定されるように、第１および第２のアンテナが所定の位置関係で配置される構成も可能である。この場合は、電波送信元のタイヤを装着している車輪が前輪もしくは後輪のいずれであるかを判別する手段を別途備える構成が好ましい。

好適な一態様によれば、センサ・モジュールが、当該タイヤの空気圧を検出する圧力センサ、当該タイヤの温度を検出する温度センサ等を含む。また、第１および第２のアンテナが、電波の波長よりも短い距離だけ離して配置されるのが好ましく、特に電波の１／４波長に等しい距離だけ離して配置されるのが好ましい。

また、好適な一態様によれば、受信電波位相差検出部が、第１のアンテナに受信された電波を当該電波の周波数よりも低い所定の中間周波数を有する第１の中間周波信号に変換する第１の中間周波数変換回路と、第１の中間周波信号を増幅する第１の増幅回路と、第２のアンテナに受信された電波を中間周波数を有する第２の中間周波信号に変換する第２の中間周波数変換回路と、第２の中間周波信号を増幅する第２の増幅回路と、第１の増幅回路より出力される第１の中間周波信号と第２の増幅回路より出力される第２の中間周波信号との間の位相差を検出する位相検出回路とを有する。

また、好適な一態様によれば、車輪判別部が、第１のアンテナと第２のアンテナとの間に規定される等位相差曲線に基づいて各々の車輪毎に予め位相差基準値を設定して記憶しておく位相差基準値設定部と、受信電波位相差検出部より得られる受信電波間の位相差検出値を車輪毎の位相差基準値と比較照合して、位相差検出値に最も近い位相差基準値を決定し、その決定した位相差基準値に対応する車輪が電波放射源のタイヤを装着している車輪であると判定する判定部とを有する。

本発明のタイヤ不具合検出装置は、自動車の各車輪に装着されているタイヤが所定の不具合を生じた時に、前記タイヤに取付されているセンサ・モジュールより送信される電波に含まれる情報に基づいて、前記不具合の状態を検出するタイヤ不具合検出装置であって、前記センサ・モジュールより放射される電波を相互間である位相差をもって受信するように前記自動車の車体の異なる位置に取り付けられる第１および第２のアンテナと、前記第１および第２のアンテナでそれぞれ受信された電波間の位相差を検出する位相差検出部と、前記受信電波間の位相差に基づいて所定の不具合を生じているタイヤがどの位置の車輪に装着されているものであるかを識別する不具合タイヤ車輪位置識別部とを有する。

本発明のタイヤ不具合検出装置においても、自動車に装着される全タイヤに対して共通の第１および第２の受信アンテナが所定の位置関係で設置され、アンテナの間およびその周囲には電波の波長と両アンテナ間の離間距離とに応じたプロファイルで無数の等位相差曲線が一義的に規定される。別な見方をすれば、自動車の各車輪が両アンテナとの相対的な位置関係にしたがって所定の等位相差曲線上に配置される。これにより、受信電波位相差検出部で得られる両アンテナの受信電波間の位相差から電波送信元の等位相差曲線上の位置を割り出すことが可能であり、不具合タイヤ車輪位置識別部において不具合なタイヤの装着車輪位置を判別することができる。

本発明のタイヤ監視装置およびタイヤ不具合検出装置によれば、上記のような構成および作用により、簡易・コンパクトで、かつ運用時に特別な手間や作業を要せずして、電波送信元となる個々のタイヤあるいては不具合を起こしているタイヤの装着車輪位置を適確に識別することができる。

以下、図１〜図８を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。

図１に、本発明の一実施形態におけるＴＰＭＳの全体構成を示す。このＴＰＭＳは、直接測定方式用の無線送受信装置として構成されており、四輪自動車１０に装着される各タイヤ１２ＦＬ，１２ＦＲ，１２ＲＬ，１２ＲＲに備わっている送信側のセンサ・モジュール１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄと、自動車１０にＴＰＭＳ本体として装着または搭載される受信側の主装置１６とを有している。

ここで、タイヤ１２ＦＬは左前輪ＦＬ、タイヤ１２ＦＲは右前輪ＦＲ、タイヤ１２ＲＬは左後輪ＲＬ、タイヤ１２ＲＲは右後輪ＲＲにそれぞれ装着されている。各センサ・モジュール１４は、直接測定方式に準拠したものであれば任意の構成・機能を有するものでよく、たとえば当該タイヤの空気圧、温度、電源電圧等を検知する各種センサおよびセンサ測定結果のデータを一定周波数（たとえば３１５ＭＨｚ）の電波に乗せて送信する送信機等を有しており、当該タイヤのプラグに一体化して取付または内蔵されている。なお、全てのセンサ・モジュール１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄがそれぞれランダムな周期で繰り返し動作（送信）するので、複数のセンサ・モジュール１４からの電波送信が時間的に重なる状態もすぐに解かれ、各センサ・モジュール１４の送信する電波（タイヤ状態情報）は単独または択一的に主装置１６に受信されるようになっている。また、各センサ・モジュールは電源用の電池を内蔵するが、当該電池を内蔵せず、外部から供給される電磁エネルギーを電源として動作するように構成してもよい。

主装置１６は、２つ一組の受信アンテナ１８，２０と、受信機２２と、表示器２４とで構成されている。両アンテナ１８，２０は、自動車１０の４車輪（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）を結ぶ四角形Ｓの枠内で、後述するように各センサ・モジュール１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄより送信される電波を相互間である位相差をもって受信するように、たとえばボディの底に設置される。受信機２２は、両アンテナ１８，２０に給電線２６，２８を介して接続され、ボディあるいは車室内の任意の箇所に設置されてよい。表示器２４は、液晶ディスプレイや発光ダイオード（ランプ）など任意の表示デバイスまたは表示素子を用いてよく、通常は車室内の運転席に設けられてよい。

図２に、主装置１６のアンテナ１８，２０および受信機２２を受信モジュールとして１つのユニット２６に組み込む例を示す。図示のように、受信ユニット２６上で、アンテナ１８，２０は、同一構造のたとえばループアンテナからなり、水平方向に所定の距離Ｄ（たとえば、センサ・モジュールの送信電波の波長をλとすると、Ｄ＝λ／４）を離して設けられる。受信機２２は、そのフロントエンドのチューナが両アンテナ１８，２０間の略中心の位置に配置され、バックエンドの信号処理部はユニット２６上の空きスペースに配置されてよい。受信ユニット２６は、図３に示すように所定の位置および向きで、たとえば自動車１０のボディの底に取付されてよい。

図４に、受信機２２の回路構成例を示す。この受信機２２は、フロントエンドに混合回路３０，３２、局部発振回路３４、中間周波増幅回路３６，３８を有し、バックエンドに弁別回路４０，４２、位相差検出回路４４、信号処理回路４６を有している。

フロントエンドにおいて、第１の混合回路３０は、第１のアンテナ１８で受信または入力された電波のＲＦ信号に局部発信回路３４からの局部発振信号を混合して、両信号のそれぞれの周波数の差に等しい周波数（中間周波数）を有する第１の中間周波信号を出力する。この第１の中間周波信号は、第１の中間周波増幅回路３６により所定の利得で増幅されてから、第１の弁別回路４０と位相検出回路４４とに入力される。

一方、第２の混合回路３２は、第２のアンテナ２０で受信または入力された電波のＲＦ信号に局部発信回路３４からの局部発振信号を混合して、上記中間周波数を有する第２の中間周波信号を出力する。この第２の中間周波信号は、第２の中間周波増幅回路３８により所定の利得で増幅されてから、第２の弁別回路４２と位相差検出回路４４とに入力される。

バックエンドにおいて、第１および第２の弁別回路４０，４２は、それぞれ第１および第２の中間周波信号について所定のデータ伝送方式たとえばＦＳＫ（Frequency Shift Keeping）の復調を行い、取り出したディジタル信号を信号処理回路４６に送る。両アンテナ１８，２０でそれぞれ受信される電波の検出対象の送信源は共通であるから、それらを検波・復調して得られるデータの内容（タイヤの空気圧測定値、温度測定値、電圧測定値等）も共通である。したがって、両弁別回路４０，４２の出力信号の一方のみを信号処理回路４６の入力信号とすることも可能である。

位相検出回路４４は、第１および第２の中間周波信号についてそれぞれの位相を検出し、さらには両位相を比較して差分（位相差）を検出し、位相差検出値を信号処理回路４６に与える。

なお、両アンテナ１８，２０でそれぞれ受信されたＲＦ信号の位相は第１および第２の中間周波信号の位相に反映されるので、第１および第２の中間周波信号間の位相差から両受信電波間の位相差を求めることができる。一変形例として、両受信電波のＲＦ信号を位相検出回路４４に入力して、それらの位相差を求めることも可能である。

信号処理回路４６は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）あるいはＤＳＰ（Digital Signal Processor）で構成されてよく、復調したデータの中にタイヤＩＤ情報と一緒に含まれるタイヤ状態情報（空気圧測定値、温度測定値、電圧測定値等）を各モニタ基準値（基準空気圧、基準温度、基準電圧等）と比較して、当該タイヤが正常に機能しているか否かを判定し、表示器２４を通じて判定結果をユーザ（運転者）に伝える。

さらに、信号処理回路４６は、位相検出回路４４より入力した位相差検出値と後述する位相差設定登録情報に基づいて、当該電波の送信元であるタイヤ１２が装着されている車輪位置（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲのいずれであるか）を判別し、その車輪位置も併せて表示器２４で表示する。これにより、いずれかのタイヤで、たとえばタイヤ１２ＦＲで空気圧が安全基準値を下回った時は、その不具合の状況（空気圧不足）と共に当該タイヤ１２ＦＲの車輪位置（右前輪ＦＲであること）も運転者に知らされるようになっている。

ここで、図５および図６を参照して、一実施例における両アンテナ１８，２０の配置構成と両アンテナ間に規定される等位相差曲線との関係を説明する。

図５に示すように、両アンテナ１８，２０間およびその四方には、電波の波長と両アンテナ間の離間距離Ｄとに基づくプロファイルで無数の等位相差曲線が一義的に規定される。より詳細には、位相差０πの等位相差曲線は、両アンテナ１８，２０間を結ぶ直線Ｌと直交して中心点Ｃを通る直線上に規定される。そして、０．０５π→０．１π→０．１５π→・・・０．４π→０．４５πと位相差が正方向に大きくなるほど、等位相差曲線はより大きな曲率で折れるようにして一方のアンテナ１８側に寄る。また、−０．０５π→−０．１π→−０．１５π→・・・−０．４π→−０．４５πと位相差が負方向に大きくなるほど、等位相差曲線はより大きな曲率で折れるようにして他方のアンテナ２０側に寄る。なお、両アンテナ１８，２０の離間距離Ｄは上記のように１／４波長、つまりＤ＝λ／４（λは電波の波長）に選ばれている。

いずれの等位相差曲線も両アンテナ１８，２０間を結ぶ直線Ｌと交差する。図６において、たとえば位相差０．３５πの等位相差曲線と位相差−０．３５πの等位相差曲線の対を例にとると、０．３５πの曲線はアンテナ１８からの距離ｄ_A＝λ／１６の点Ａで直線Ｌと交差し、−０．３５πの曲線はアンテナ２０からの距離ｄ_B＝λ／１６の点Ｂで直線Ｌと交差する。

図５の実施例では、自動車１０の４車輪（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）を結ぶ四角形Ｓの領域内で、両アンテナ１８，２０間を結ぶ直線Ｌが四角形Ｓのいずれの辺とも平行または垂直にならずに適当な角度で傾くように、両アンテナ１８，２０を配置している。また、両アンテナ１８，２０間の中心点Ｃを四角形Ｓの中心点Ｍに一致させている。これにより、左前輪ＦＬは約［０π〜０．２５π］の範囲内に、右前輪ＦＲは約［−０．３π〜−０．４５π］の範囲内に、左後輪ＲＬは約［０．３π〜０．４π］の範囲内に、右後輪ＲＲは約［０π〜−０．１５π］の範囲内にそれぞれ位置しており、等位相差曲線上で４車輪（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）の位置が互いに部分的にも重ならないように設定されている。そして、かかる設定内容つまり等位相差曲線上の各車輪の位置情報は、受信機２２内のメモリに設定情報の一つとして登録（記憶）される。

使用時に、受信機２２においては、上記のように両アンテナ１８，２０でそれぞれ受信された電波（ＲＦ信号）の位相差が位相検出回路４４で検出され、その位相差の値が信号処理回路４６に与えられる。自動車１０の走行中は、電波送信元となる各センサ・モジュール１４が当該タイヤ１２と一体に回転運動するので、つまり等位相差曲線上の一定範囲内で周期的に移動するので、位相検出回路４４で得られる位相差の検出値も一定範囲内で周期的に変動する。

信号処理回路４６は、位相検出回路４４より受け取った位相差検出値を、メモリに登録している等位相差曲線上の各車輪位置情報と比較照合し、位相差検出値（厳密にはその周期的に変動する範囲）に最も近似する位相差範囲に設定されている車輪位置を割り出す。たとえば、位相検出回路４４より与えられる位相差検出値が−０．３５π付近で変動している場合は、電波送信元は右前輪ＦＲのタイヤ１２ＦＲ（センサ・モジュール１４Ｂ）であると判定することができる。そして、弁別回路４０，４２より与えられるタイヤ状態情報の中でたとえばタイヤ空気圧が安全基準値を割っているときは、右前輪ＦＲのタイヤ１２ＦＲで空気圧不足の不具合が発生したことを即時に表示器２４を通じて運転者に伝えることができる。

なお、信号処理回路４６は、位相検出回路４４より受け取る位相差検出値について各タイヤ（ＩＤ）毎に統計処理または平均化処理を行って、各タイヤに関する位相差検出値の精度ないし確度を上げることも可能である。

上記のように、この実施形態のＴＰＭＳは、各タイヤ１２ＦＬ，１２ＦＲ，１２ＲＬ，１２ＲＲの近辺に如何なるアンテナも設置する必要がなく、受信アンテナを全タイヤ共通の一組２本（１８，２０）で済ましているだけでなく、運用上の手間も一切不要にしている。特に、４車輪（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）のいずれかでタイヤを交換した場合でも、新規タイヤについてその装着した車輪の位置をタイヤＩＤに対応づけて受信機２２に設定登録する必要はない。

図７および図８に、この実施形態における両アンテナ１８，２０の配置に関する他の実施例を示す。

図７の実施例においては、両アンテナ１８，２０間を結ぶ直線Ｌが自動車１０の車幅方向と平行で、かつ車長方向において４車輪の中心点Ｍから後輪寄りにオフセットして位置するように、両アンテナ１８，２０が配置される。図示のように、左前輪ＦＬは約［０．１π〜０．２π］の範囲内に、右前輪ＦＲは約［−０．１π〜−０．２π］の範囲内に、左後輪ＲＬは約［０．３π〜０．４５π］の範囲内に、右後輪ＲＲは約［０．３π〜−０．４５π］の範囲内にそれぞれ位置しており、この場合も等位相差曲線上で４車輪（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）の位置が互いに部分的にも重ならないように設定される。したがって、運用時には、受信機２２において上記と同様の作用効果が奏される。

図７の実施例の一変形例として、両アンテナ１８，２０間を結ぶ直線Ｌが４車輪の中心点Ｍから前輪寄りにオフセットして位置するように両アンテナ１８，２０を配置する構成も可能である。さらに、他の変形例として、両アンテナ１８，２０間を結ぶ直線Ｌが自動車１０の車長方向と平行で、かつ車幅方向において４車輪の中心点Ｍから左輪寄りまたは右輪寄りにオフセットして位置するように、両アンテナ１８，２０を配置する構成も可能である。

図８の実施例は、自動車の前輪（ＦＬ，ＦＲ）と後輪（ＲＬ，ＲＲ）が両アンテナ１８，２０間に規定される等位相差曲線上の異なる位置に設定されるように、両アンテナ１８，２０を配置するものである。図示の例では、アンテナ１８，２０間を結ぶ直線Ｌが自動車１０の車長方向と平行で、かつ直線Ｌの中心点Ｃを４車輪の中心点Ｍに一致させている。かかるアンテナ配置構成によれば、図示のように、左前輪ＦＬおよび右車輪ＦＲが共に約［−０．４π〜−０．４５π］の近辺に、左後輪ＲＬおよび右後輪ＲＲが約［０．４π〜０．４５π］の近辺にそれぞれ位置しており、等位相差曲線上で前輪（ＦＬ，ＦＲ）の位置と後輪（ＲＬ，ＲＲ）の位置が互いに重ならないように設定される。

この場合、信号処理回路４６は、位相検出回路４４より与えられる位相差検出値を等位相差曲線上の各車輪位置に関する設定登録情報と比較照合することで、電波送信元のタイヤが前輪（ＦＬ，ＦＲ）または後輪（ＲＬ，ＲＲ）のいずれであるかを判別または区別することができる。

他方で、電波送信元のタイヤが左輪（ＦＬ，ＲＬ）または右輪（ＲＬ，ＲＲ）のいずれであるかを判別するために、たとえばセンサ・モジュール１４のタイヤ回転方向検出機能を利用することができる。すなわち、直接測定方式に準拠するセンサ・モジュールの中には、たとえば一対の重力検出センサを利用して当該タイヤの回転方向（車輪のシャフトから見て時計回りであるか、それとも反時計回りであるか）を検出する回転方向センサを含んでいて、その検出した回転方向をタイヤ空気圧やタイヤ温度等の他のタイヤ状態情報と一緒に送信するものがある。その場合、信号処理回路４６は、弁別回路４０，４２より受け取るデータの中からタイヤ回転方向の情報を抜き取って、当該電波の送信元であるタイヤの回転方向を識別し、当該タイヤが左輪または右輪のどちらであるかを判別することができる。こうして、受信電波位相差情報とタイヤ回転方向とに基づいて、当該電波の送信元であるタイヤの装着場所が４車輪（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）のいずれであるかを特定または区別することができる。

図８の実施例の一変形例として、自動車の左輪（ＦＬ，ＲＬ）と右輪（ＲＬ，ＲＲ）が両アンテナ１８，２０間に規定される等位相差曲線上の異なる位置に設定されるように、両アンテナ１８，２０を配置する構成も可能である。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。たとえば、両アンテナ１８，２０間の離間距離Ｄは、上記実施形態では電波の１／４波長に設定したが、好ましくは０＜Ｄ＜πの範囲内で、他の距離サイズに選定することも可能である。また、受信機２２において、混合回路３０，３２の前段に増幅回路を設ける構成も可能である。

本発明の一実施形態におけるＴＰＭＳの全体構成を模式的に示す平面図である。 実施形態のＴＰＭＳにおいて受信アンテナと受信機とをモジュール化して１つのユニットに収める構成例を示す図である。 図２の受信ユニットを自動車に搭載する構成例を示す図である。 実施形態のＴＰＭＳにおける受信機の回路構成例を示すブロック図である。 一実施例によるアンテナ配置構成と両アンテナ間の等位相差曲線を示す図である。 図５の一部を拡大して示す部分拡大図である。 別の実施例によるアンテナ配置構成と両アンテナ間の等位相差曲線を示す図である。 別の実施例によるアンテナ配置構成と両アンテナ間の等位相差曲線を示す図である。 直接測定方式によるＴＰＭＳの一従来例を示す図である。 直接測定方式によるＴＰＭＳの別の従来例を示す図である。 直接測定方式によるＴＰＭＳの別の従来例を示す図である。

符号の説明

１０ 自動車
ＦＬ 左前輪
ＦＲ 右前輪
ＲＬ 左後輪
ＲＲ 右後輪
１２ＦＬ 左前輪タイヤ
１２ＦＲ 右前輪タイヤ
１２ＲＬ 左後輪タイヤ
１２ＲＲ 右後輪タイヤ
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ センサ・モジュール
１６ 主装置
１８，２０ 受信アンテナ
２２ 受信機
２４ 表示器
２６ 受信ユニット
３０，３２ 混合回路
３４ 局部発振回路
３６，３８ 中間周波増幅回路
４０，４２ 弁別回路
４４ 位相検出回路
４６ 信号処理回路

Claims (17)

1. 自動車の各車輪に装着されているタイヤに備わっているセンサ・モジュールより送信される電波に含まれる情報に基づいて、前記タイヤの状態を監視するタイヤ監視装置であって、
   前記センサ・モジュールより送信される電波を相互間である位相差をもって受信するように前記自動車の車体の異なる位置に取り付けられる第１および第２のアンテナと、
   前記第１および第２のアンテナでそれぞれ受信された電波間の位相差を検出する受信電波位相差検出部と、
   前記受信電波間の位相差に基づいて当該電波の送信元であるタイヤが装着されている車輪位置を判別するタイヤ車輪位置判別部と
   を有するタイヤ監視装置。
2. 前記自動車の異なる車輪が前記第１および第２のアンテナ間およびそれらの周囲に規定される等位相差曲線上の異なる位置に設定されるように、前記第１および第２のアンテナが所定の位置関係で配置される請求項１に記載のタイヤ監視装置。
3. 前記第１および第２のアンテナ間を結ぶ直線が前記自動車の４つの車輪のそれぞれの中心を結ぶ四角形のいずれの辺に対しても平行でも垂直でもなく所定の角度で傾くように、前記第１および第２のアンテナが配置される請求項２に記載のタイヤ監視装置。
4. 前記第１および第２のアンテナ間を結ぶ直線が前記自動車の車幅方向と平行で、かつ車長方向において前記自動車の４つの車輪のそれぞれの中心を結ぶ四角形の中心から前輪寄りまたは後輪寄りにオフセットして位置するように、前記第１および第２のアンテナが配置される請求項２に記載のタイヤ監視装置。
5. 前記第１および第２のアンテナ間を結ぶ直線が前記自動車の車長方向と平行で、かつ車幅方向において前記自動車の４つの車輪のそれぞれの中心を結ぶ四角形の中心から左輪寄りまたは右輪寄りにオフセットして位置するように、前記第１および第２のアンテナが配置される請求項２に記載のタイヤ監視装置。
6. 前記自動車の前輪と後輪が前記第１および第２のアンテナ間およびそれらの周囲に規定される等位相差曲線上の異なる位置に設定されるように、前記第１および第２のアンテナが所定の位置関係で配置される請求項１に記載のタイヤ監視装置。
7. 前記センサ・モジュールが、当該タイヤの回転方向が車輪の軸からみて時計回りもしくは反時計回りのいずれであるかを検出する回転方向センサを含む請求項６に記載のタイヤ監視装置。
8. 前記自動車の左輪と右輪が前記第１および第２のアンテナ間およびそれらの周囲に規定される等位相差曲線上の異なる位置に設定されるように、前記第１および第２のアンテナが所定の位置関係で配置される請求項１に記載のタイヤ監視装置。
9. 前記センサ・モジュールが、当該タイヤの空気圧を検出する圧力センサを含む請求項１〜８のいずれか一項に記載のタイヤ監視装置。
10. 前記センサ・モジュールが、当該タイヤの温度を検出する温度センサを含む請求項１〜９のいずれか一項に記載のタイヤ監視装置。
11. 前記第１および第２のアンテナが、前記電波の波長よりも短い距離だけ離して配置される請求項１〜１０のいずれか一項に記載のタイヤ監視装置。
12. 前記第１および第２のアンテナが、前記電波の１／４波長に等しい距離だけ離して配置される請求項１１に記載のタイヤ監視装置。
13. 前記受信電波位相差検出部が、
    前記第１のアンテナに受信された電波を当該電波の周波数よりも低い所定の中間周波数を有する第１の中間周波信号に変換する第１の中間周波数変換回路と、
    前記第１の中間周波信号を増幅する第１の増幅回路と、
    前記第２のアンテナに受信された電波を前記中間周波数を有する第２の中間周波信号に変換する第２の中間周波数変換回路と、
    前記第２の中間周波信号を増幅する第２の増幅回路と、
    前記第１の増幅回路より出力される前記第１の中間周波信号と前記第２の増幅回路より出力される前記第２の中間周波信号との間の位相差を検出する位相検出回路と
    を有する請求項１〜１２のいずれか一項に記載のタイヤ監視装置。
14. 前記車輪判別部が、
    前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとの間に規定される等位相差曲線に基づいて各々の車輪毎に予め位相差基準値を設定して記憶しておく位相差基準値設定部と、
    前記受信電波位相差検出部より得られる前記受信電波間の位相差検出値を前記車輪毎の位相差基準値と比較照合して、前記位相差検出値に最も近い位相差基準値を決定し、その決定した位相差基準値に対応する車輪が前記電波放射源のタイヤを装着している車輪であると判定する判定部と
    を有する請求項１〜１３のいずれか一項に記載のタイヤ監視装置。
15. 自動車の各車輪に装着されているタイヤが所定の不具合を生じた時に、前記タイヤに備わっているセンサ・モジュールより送信される電波に含まれる情報に基づいて、前記不具合の状態を検出するタイヤ不具合検出装置であって、
    前記センサ・モジュールより放射される電波を相互間である位相差をもって受信するように前記自動車の車体の異なる位置に取り付けられる第１および第２のアンテナと、
    前記第１および第２のアンテナでそれぞれ受信された電波間の位相差を検出する位相差検出部と、
    前記受信電波間の位相差に基づいて所定の不具合を生じているタイヤがどの位置の車輪に装着されているものであるかを識別する不具合タイヤ車輪位置識別部と
    を有するタイヤ不具合検出装置。
16. 前記第１および第２のアンテナが、前記電波の波長よりも短い距離だけ離して配置される請求項１５に記載のタイヤ不具合検出装置。
17. 前記第１および第２のアンテナが、前記電波の１／４波長に等しい距離だけ離して配置される請求項１６に記載のタイヤ不具合検出装置。

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