JP3818632B2 - タイヤ状態監視装置及びタイヤ状態監視方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のタイヤの状態を監視するための装置及び方法に関し、特に複数のタイヤにそれぞれ設けられた送信機から送信されたデータを受信するための構成に関する。
【従来の技術】
従来より、車両に装着されたタイヤの状態を車室内で確認するために、無線方式のタイヤ状態監視装置が用いられている。各タイヤのホイールには、対応するタイヤの空気圧や温度等の状態を計測して、計測されたタイヤ状態を示すデータを無線で送信するための送信機が装着される。車両の車体には、送信機からの送信データを受け取るための受信機が設けられる。
送信機は、車両に装着された複数のタイヤの各々に設けられる。受信機は、送信機にそれぞれ対応する複数の受信アンテナを備える。各受信アンテナは、送信機からの無線電波の電界強度に応じた電圧を誘起する。受信機は、受信アンテナで誘起された電圧信号から必要なデータを取り出すべく、該電圧信号を処理する。
受信機は、受信されたデータが何れのタイヤに設けられた送信機から発信されたものであるのかを識別する必要がある。そこで、特開平１０−１０４１０３号公報に開示されたタイヤ状態監視装置の受信機では、誘起電圧レベルの最も大きい受信アンテナを特定すべく、同時期に１つの受信アンテナのみが有効化されるように、複数の受信アンテナがマルチプレクサ回路によって切り換えられる。そして、電圧信号のレベルが最も高くなったときに有効化された受信アンテナが、発信元の送信機に最も近い受信アンテナであると判定される。従って、発信元の送信機も特定できる。
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に開示された受信機では、送信機からの信号の受信を待つ間中、マルチプレクサ回路を能動状態に維持して、全ての受信アンテナからの電圧信号を受け取ることができるようにしておく必要がある。そのため、電力消費量が多くなる。
送信機の特定処理に際して、同時期に１つの受信アンテナのみが有効化されるので、得られる電圧信号のレベルが比較的低くなる。そのため、送信機の特定処理を正確且つ確実に実行することが難しい。
そこで、本発明の目的は、電力消費量を削減でき、しかも送信機の特定処理を正確且つ確実に行うことのできるタイヤ状態監視装置及びタイヤ状態監視方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、車両に設けられた複数のタイヤの状態を監視するためのタイヤ状態監視装置であって、タイヤにそれぞれ設けられ、対応するタイヤの状態を示すデータを無線電波によって送信する複数の送信機と、送信機にそれぞれ対応するように車両の車体に設けられ、各送信機からの無線電波の受信に基づき、それぞれ電圧信号を誘起する複数の受信アンテナと、受信アンテナにそれぞれ対応するように設けられ、対応する受信アンテナで誘起された電圧信号のレベルを低下させる複数のレベル変更手段と、レベル変更手段から受け取った電圧信号を合成して１つの合成電圧信号を形成する結合手段と、前記レベル変更手段を制御する制御手段とを備え、送信機の１つが電波を発信したとき、制御手段は、同時期に１つのレベル変更手段のみが電圧信号のレベルを低下させるように、全てのレベル変更手段に時間差をおいてレベル低下動作を行わせ、制御手段はまた、合成電圧信号のレベルが最も低くなったときにレベル低下動作を行ったレベル変更手段を特定するとともに、特定されたレベル変更手段に対応する受信アンテナが、発信元の送信機に対応づけられた受信アンテナであると判定することを特徴とする。
好ましくは、前記レベル変更手段は、電圧信号を妨害するためのジャミング信号を発生するジャミング回路、或いは電圧信号を減衰するためのアテネータを含む。
前記各レベル変更手段は、制御手段からの作動指令に応じて、入力された電圧信号のレベルを低下させるように能動化される。
本発明の監視装置は、結合器から受け取った合成電圧信号に応じて、合成電圧信号のレベルを示すレベル信号とタイヤ状態を示すデータ信号とを前記制御手段に出力するＲＦ回路と、前記各レベル変更手段と前記結合手段との間に設けられた出力切換手段と、結合手段と前記ＲＦ回路との間に設けられた入力切換手段と、全ての出力切換手段を入力切換手段に接続する信号線とをさらに備えてもよい。前記制御手段は、データ信号に基づきタイヤ状態を認識するとき、電圧信号がレベル変更手段から結合手段を経ることなくＲＦ回路に入力されるように、前記出力切換手段及び入力切換手段を制御する。
前記各レベル変更手段は、レベル低下動作を行わないとき、入力された電圧信号のレベルを上昇させるように機能してもよい。
本発明によって提供される別のタイヤ状態監視装置は、タイヤにそれぞれ設けられ、対応するタイヤの状態を示すデータを無線電波によって送信する複数の送信機と、送信機にそれぞれ対応するように車両の車体に設けられ、各送信機からの無線電波の受信に基づき、それぞれ電圧信号を誘起する複数の受信アンテナと、受信アンテナにそれぞれ対応するように設けられ、対応する受信アンテナで誘起された電圧信号を増幅する複数の増幅手段と、増幅手段から受け取った電圧信号を合成して１つの合成電圧信号を形成する結合手段と、前記増幅手段を制御する制御手段とを備え、送信機の１つが電波を発信したとき、制御手段は、同時期に１つの増幅手段のみが増幅動作を停止するように、全ての増幅手段に時間差をおいて増幅動作を停止させ、制御手段はまた、合成電圧信号のレベルが最も低くなったときに増幅動作を停止した増幅手段を特定するとともに、特定された増幅手段に対応する受信アンテナが、発信元の送信機に対応づけられた受信アンテナであると判定することを特徴とする。
本発明はまた、車両に設けられた複数のタイヤの状態を監視するためのタイヤ状態監視方法を提供する。該方法は、タイヤにそれぞれ設けられた送信機から、対応するタイヤの状態を示すデータを無線電波によって送信するステップと、送信機にそれぞれ対応する複数の受信アンテナにおいて、各送信機からの無線電波の受信に基づき電圧信号を誘起するステップと、受信アンテナから受け取った電圧信号を合成して１つの合成電圧信号を形成するステップと、送信機の１つが電波を発信したとき、受信アンテナで誘起された電圧信号のうち、同時期に１つの電圧信号のみのレベルが低下されるように、全ての受信アンテナで誘起された電圧信号のレベルを、時間差をおいて順次低下させるステップと、合成電圧信号のレベルが最も低くなったときに電圧信号のレベルが低下させられた受信アンテナが、発信元の送信機に対応づけられた受信アンテナであると判定するステップとを備えることを特徴とする。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1実施形態を、図１〜図４に従って説明する。図２に示すように、タイヤ状態監視装置は、車両の４つのタイヤにそれぞれ装着される第１〜第４送信機１〜４と、車両の車体に設けられる１つの受信機９とを備える。各送信機１〜４は、例えば、対応するタイヤの内部に配置されるように、タイヤのホイールに対して固定される。各送信機１〜４は、対応するタイヤの状態、すなわち内部空気圧及び内部温度を計測して、その計測された状態を示すデータを無線電波によって送信する。
各送信機１〜４は、基本的には、予め定められた送信時間間隔でデータを送信する。なお、各送信機１〜４が他の送信機と異なるタイミングで送信を実行するように、各送信機１〜４の送信タイミングが調整されている。従って、第１〜第４送信機１〜４のうちの２つ以上が同時に送信を行うことはない。また、内部空気圧或いは内部温度の異常が認められた場合には、各送信機１〜４は前記送信時間間隔に関係なくデータを送信する。
第１〜第４受信アンテナ５〜８は、第１〜第４送信機１〜４にそれぞれ対応するように、車体に取り付けられる。これらの受信アンテナ５〜８は前記受信機９に接続される。各送信機１〜４から発信された電波は、全ての受信アンテナ５〜８で受信される。各受信アンテナ５〜８は、受信された電波の電界強度に応じた電圧を誘起して、その誘起された電圧信号を受信機９に出力する。各受信アンテナ５〜８で誘起される電圧のレベルは、電波を発信した送信機と各受信アンテナ５〜８との間の位置関係に応じて異なる。
図１に示すように、前記受信機９は、第１〜第４受信アンテナ５〜８にそれぞれ接続された第１〜第４制御回路１０〜１３を備える。受信機９はまた、結合器１８、ＲＦ回路３４、メインコントローラ３５及びメモリ３６を備える。
第１〜第４制御回路１０〜１３は、それぞれ信号線１４〜１７を介して１つの結合器１８に接続される。結合器１８は、信号線３２を介してＲＦ回路３４に接続される。ＲＦ回路３４は、アナログ信号線３７及びデジタル信号線３８を介してメインコントローラ３５に接続される。メインコントローラ３５はマイクロコンピュータよりなり、制御信号線１９〜２２を通じて、第１〜第４制御回路１０〜１３を独立して制御する。
各制御回路１０〜１３は、対応する受信アンテナ５〜８から入力された電圧信号を結合器１８に送る。各制御回路１０〜１３は、対応する受信アンテナ５〜８から入力された電圧信号を減衰するための減衰回路を含む。減衰回路としては、例えば、入力された電圧信号を妨害するためのジャミング信号（妨害信号）を発生するジャミング回路や、入力された電圧信号を減衰するためのアテネータが使用される。ジャミング回路は、ジャミング信号によって、入力された電圧信号を実質的に打ち消す。各制御回路１０〜１３は、メインコントローラ３５からの作動指令に応じて、入力された電圧信号を減衰するように作動する。
結合器１８、言い換えれば合成器１８は、同時期に入力された全ての電圧信号を加え合わせて、合成電圧信号をＲＦ回路３４に出力する。合成電圧信号のレベルは、結合器１８に同時期に入力された複数の電圧信号のレベルの和に相当する。
ＲＦ回路３４は、入力された合成電圧信号のレベルを示すアナログレベル信号を、アナログ信号線３７を通じてメインコントローラ３５に送る。ＲＦ回路３４はまた、入力された合成電圧信号を復調して、デジタルデータ信号を得る。ＲＦ回路３４は、得られたデジタルデータ信号を、デジタル信号線３８を通じてメインコントローラ３５に送る。
メインコントローラ３５は、入力されたアナログレベル信号に基づき、合成電圧信号のレベル、言い換えれば受信電波のレベルを認識する。メインコントローラ３５はまた、入力されたデジタルデータ信号から、タイヤ状態を示すデータ等の必要なデータを取り出す。メインコントローラ３５は、必要に応じて、得られた情報をメモリ３６に記憶するとともに、車室内に設けられた表示器（図示せず）に得られた情報を表示する。
次に、上述した受信機９の受信動作について説明する。
通常時、メインコントローラ３５は全ての制御回路１０〜１３に対して作動指令を出さず、従って、全ての制御回路１０〜１３は入力電圧信号を減衰しない状態にある。この状態で、第１〜第４送信機１〜４の何れか１つが電波を発信すると、その電波が第１〜第４受信アンテナ５〜８のそれぞれで受信される。各受信アンテナ５〜８は、受信された電波の電界強度に応じた電圧を誘起する。第１〜第４受信アンテナ５〜８は、電波を発信した送信機に対して互いに異なる位置関係にある。そのため、第１〜第４受信アンテナ５〜８で誘起される電圧の大きさは互いに異なる。
４つの電圧信号は、受信アンテナ５〜８から制御回路１０〜１３を通じて結合器１８に入力される。制御回路１０〜１３は、対応する受信アンテナ５〜８から入力される電圧信号を、減衰することなく、そのまま結合器１８に送る。結合器１８は、入力された４つの電圧信号を加え合わせて１つの合成電圧信号を形成し、その合成電圧信号をＲＦ回路３４に出力する。ＲＦ回路３４は、合成電圧信号からアナログレベル信号及びデジタルデータ信号を取得し、それらの信号をメインコントローラ３５に出力する。
メインコントローラ３５は、所定時間間隔（例えば４０msec.）毎に信号の受信動作を行う。メインコントローラ３５は、デジタルデータ信号が受信されたとき、受信されたデジタルデータ信号が有効なものであるか否かを判定する。
具体的には、メインコントローラ３５は、受信されたデジタルデータ信号のパルス幅を認識する。そして、メインコントローラ３５は、認識されたパルス幅が予め定められた許容範囲（例えば０．４msec.〜１．０msec.）内の値であれば、受信された信号が有効なものである、すなわち車両に設けられた第１〜第４送信機１〜４の何れかから発信されたものであると判定する。この場合、メインコントローラ３５は受信動作を継続する。送信機１〜４の何れかが送信を始めた後、遅くとも４０msec.以内にはメインコントローラ３５は有効な信号が受信されていることを認識する。
一方、メインコントローラ３５は、認識されたパルス幅が前記許容範囲内の値でない場合には、受信された信号が無効なものであると判定する。この場合、メインコントローラ３５は受信動作を所定時間（例えば３msec.）の間だけ継続した後、受信動作を停止する。
受信信号が有効なものであることが判定された場合、メインコントローラ３５は、信号の発信元の送信機を判定するための処理を行う。すなわち、メインコントローラ３５は先ず、作動指令を示す制御信号を、制御信号線１９を通じて第１制御回路１０のみに送る。第１制御回路１０は、制御信号に応答して、第１受信アンテナ５から入力される電圧信号を減衰するように作動する。
メインコントローラ３５は、制御信号を第１制御回路１０に送るのと同時に、ＲＦ回路３４から入力されるアナログレベル信号に基づき、合成電圧信号のレベルを認識する。メインコントローラ３５は、認識されたレベルを示すデータをメモリ３６に記憶する。その後、メインコントローラ３５は、第１制御回路１０への制御信号の送出を停止して、第１制御回路１０に電圧信号の減衰動作を停止させる。
続いて、メインコントローラ３５は、作動指令を示す制御信号を、制御信号線２０を通じて第２制御回路１１のみに送る。第２制御回路１１は、制御信号に応答して、第２受信アンテナ６から入力される電圧信号を減衰するように動作する。
メインコントローラ３５は、制御信号を第２制御回路１１に送るのと同時に、ＲＦ回路３４から入力されるアナログレベル信号に基づき、合成電圧信号のレベルを認識する。メインコントローラ３５は、認識されたレベルを示すデータをメモリ３６に記憶する。その後、メインコントローラ３５は、第２制御回路１１への制御信号の送出を停止して、第２制御回路１１に電圧信号の減衰動作を停止させる。
続いて、メインコントローラ３５は、前述した処理と同様な処理を、第３制御回路１２及び第４制御回路１３についても順次行う。すなわち、メインコントローラ３５は、作動指令を示す制御信号を制御信号線２１を通じて第３制御回路１２のみに送るとともに、合成電圧信号のレベルを示すデータをメモリ３６に記憶する。次に、メインコントローラ３５は、作動指令を示す制御信号を制御信号線２２を通じて第４制御回路１３のみに送るとともに、合成電圧信号のレベルを示すデータをメモリ３６に記憶する。
次に、メインコントローラ３５は、メモリ３６に記憶された４つのデータを比較し、最も低いレベルを示すデータが得られたときに減衰動作を行った制御回路を特定する。そして、メインコントローラ３５は、特定された制御回路に対応する受信アンテナが、発信元の送信機に最も近い受信アンテナであると判定する。言い換えれば、メインコントローラ３５は、最も低いレベルを示すデータに基づき、信号の発信元の送信機を特定する。
発信元の送信機が特定された後、メインコントローラ３５は、制御回路１０〜１３に対する作動指令を停止し、全ての制御回路１０〜１３に入力電圧信号の減衰動作をさせないようにする。この状態で、メインコントローラ３５は、ＲＦ回路３４から入力されるデジタルデータ信号に基づき、発信元の送信機が装着されているタイヤの状態を認識する。
図３は、第１送信機１が電波を発信したときにＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号の推移を例示するタイムチャートである。なお、第１受信アンテナ５で誘起された電圧のみに起因してＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号が“８”のレベル値を示し、第２受信アンテナ６で誘起された電圧のみに起因してＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号が“３”のレベル値を示すものと仮定する。また、第３受信アンテナ７で誘起された電圧のみに起因してＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号が“２”のレベル値を示し、第４受信アンテナ８で誘起された電圧のみに起因してＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号が“１”のレベル値を示すものと仮定する。さらに、各制御回路１０〜１３が入力電圧信号をゼロにまで減衰するものと仮定する。
図３のタイムチャートに示されるように、第１受信アンテナ５がオフされたとき、すなわち第１制御回路１０が減衰動作を行うとき、ＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号は“６”のレベル値を示す。つまり、全ての受信アンテナ５〜８で誘起された電圧信号が減衰されることなく結合器１８に入力された場合には、ＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号が“１４”のレベル値を示す。しかし、第１受信アンテナ５で誘起された電圧信号が第１制御回路１０によって無効化されているので、ＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号は、残りの第２〜第４受信アンテナ６〜８で誘起された電圧信号のみを反映した“６”のレベル値を示す。
第２受信アンテナ６がオフされたとき、すなわち第２制御回路１１が減衰動作を行うとき、ＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号は、残りの第１、第３及び第４受信アンテナ５，７，８で誘起された電圧信号のみを反映した“１１”のレベル値を示す。
第３受信アンテナ７がオフされたとき、すなわち第３制御回路１２が減衰動作を行うとき、ＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号は、残りの第１、第２及び第４受信アンテナ５，６，８で誘起された電圧信号のみを反映した“１２”のレベル値を示す。
第４受信アンテナ８がオフされたとき、すなわち第４制御回路１３が減衰動作を行うとき、ＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号は、残りの第１〜第３受信アンテナ５〜７で誘起された電圧信号のみを反映した“１３”のレベル値を示す。
第１制御回路１０が減衰動作を行うとき、ＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号は最も小さなレベル値を示す。これは、第１受信アンテナ５で誘起された電圧信号のレベルが最も高いことを意味する。従って、第１受信アンテナ５に最も近い位置にある第１送信機１が現在の発信元であることを判定することができる。
図４は、図３と同じく、第１送信機１が電波を発信したときにＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号の推移を例示するタイムチャートである。ただし、この図４のタイムチャートは、従来の技術の欄で説明した特開平１０−１０４１０３号公報に開示されている受信方法を採用した場合のものである。その他の条件は、図３の場合と同様である。
特開平１０−１０４１０３号公報に開示された受信方法では、誘起電圧レベルの最も大きい受信アンテナを特定すべく、同時期に１つの受信アンテナのみが有効化されるように、複数の受信アンテナがマルチプレクサ回路によって切り換えられる。そして、電圧のレベルが最も高くなったときに有効化された受信アンテナが、発信元の送信機に最も近い受信アンテナであると判定される。
図３と図４とを比較すると、図３の本実施形態の方が、受信アンテナ及び送信機の特定処理中において、ＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号のレベル値が大きい。例えば、電圧信号のレベル値が“５”以上でないとＲＦ回路３４が電圧信号を感受できないと仮定する。この場合、図３の本実施形態では、受信アンテナ及び送信機の特定処理中の全ての期間において、ＲＦ回路３４は電圧信号を感受可能である。これに対して、図４の比較例では、ＲＦ回路３４が電圧信号を感受不能になる期間が生じる。これは、本実施形態の受信方法を採用した場合には、受信感度が全体として向上し、受信アンテナ及び送信機の特定処理を正確且つ確実に実行できることを意味する。
制御回路１０〜１３は、入力電圧信号を減衰するときにのみ能動状態になる。つまり、制御回路１０〜１３は、受信アンテナ及び送信機の特定処理の間だけ能動状態になり、それ以外のときには非能動状態に維持されて、電力を消費しない。そのため、電力消費量を削減できる。
次に、本発明の第２実施形態について、図１〜図３の第１実施形態との相違点を中心に、図５に従って説明する。本実施形態では、各制御回路１０〜１３と結合器１８とを接続する信号線１４〜１７上に、出力切換回路２３〜２６が設けられる。出力切換回路２３〜２６は、それぞれ制御信号線２７〜３０を介して、メインコントローラ３５に接続される。
結合器１８とＲＦ回路３４とを接続する信号線３２上には、入力切換回路３３が設けられる。入力切換回路３３は、信号線３１を介して前記出力切換回路２３〜２６に接続される。入力切換回路３３は、制御信号線３９を介してメインコントローラ３５に接続される。
各出力切換回路２３〜２６は、メインコントローラ３５から作動指令を受け取らない場合には、対応する制御回路１０〜１３を信号線３１に接続している。各出力切換回路２３〜２６は、メインコントローラ３５から作動指令を受け取ったときに能動状態になる。能動状態になった各出力切換回路２３〜２６は、対応する制御回路１０〜１３を結合器１８に接続するように動作する。
入力切換回路３３は、メインコントローラ３５から作動指令を受け取らない場合には、信号線３１をＲＦ回路３４に接続している。入力切換回路３３は、メインコントローラ３５から作動指令を受け取ったときに能動状態になる。能動状態になった入力切換回路３３は、結合器１８をＲＦ回路３４に接続するように動作する。
本実施形態では、図１〜図３の実施形態で説明したのと同様にして、受信アンテナ及び送信機の特定処理が実行される。この特定処理の実行時にのみ、メインコントローラ３５は、出力切換回路２３〜２６及び入力切換回路３３に対して、作動指令を示す制御信号を送出する。従って、図１〜図３の実施形態と同様に、制御回路１０〜１３が結合器１８を通じてＲＦ回路３４に接続される。
受信アンテナ及び送信機の特定処理が完了すると、メインコントローラ３５は、出力切換回路２３〜２６及び入力切換回路３３に対する作動指令を停止する。従って、制御回路１０〜１３が、結合器１８を介することなく、ＲＦ回路３４に直接的に接続される。その結果、各受信アンテナ５〜８で誘起された電圧信号が、結合器１８を経由することなくＲＦ回路３４に入力される。
一般的に、結合器１８では、電圧信号が３デシベル程度減衰される。特に、４つの受信アンテナ５〜８が存在する場合、結合器１８では、４つの入力電圧信号がトーナメント式に２段で合成されるため、電圧信号の減衰量が６デシベル程度になる。しかし、本実施形態では、受信アンテナ及び送信機の特定処理が完了すれば、受信アンテナ５〜８で誘起された電圧信号が結合器１８を経由することなくＲＦ回路３４に入力されるので、電圧信号が減衰しない。これは、電圧信号からタイヤ状態に関する情報を正確且つ確実に取り出す上で有効である。
なお、本実施形態では、各制御回路１０〜１３は、入力電圧信号をゼロにまで減衰するように構成される。また、図１〜図３の実施形態とは異なり、受信アンテナ及び送信機の特定処理が完了した後、メインコントローラ３５は、特定された受信アンテナ、すなわち発信元の送信機に最も近い受信アンテナに対応する制御回路に対する作動指令のみを停止し、残りの３つの制御回路に対しては作動指令を示す制御信号を送る。例えば、特定された受信アンテナが第１受信アンテナ５であれば、第１受信アンテナ５に対応する第１制御回路１０のみが、作動指令の停止に伴い、入力電圧信号の減衰動作をしなくなる。残りの第２〜第４制御回路１１〜１３は、制御信号に応答して、対応する受信アンテナ６〜８から入力される電圧信号をゼロにまで減衰する。そのため、第１受信アンテナ５で誘起されるレベルの最も高い電圧信号のみが、結合器１８を経由することなくＲＦ回路３４に入力される。
或いは、受信アンテナ及び送信機の特定処理が完了した後の制御を以下のように変更してもよい。すなわち、メインコントローラ３５は、制御回路１０〜１３に対する作動指令を停止し、全ての制御回路１０〜１３に入力電圧信号の減衰動作をさせないようにする。また、メインコントローラ３５は、入力切換回路３３に対する作動指令を停止して、制御線３１をＲＦ回路３４に接続させる。さらに、メインコントローラ３５は、特定された受信アンテナに対応する出力切換回路に対する作動指令のみを停止して、残りの出力切換回路には作動指令を示す制御信号を送る。例えば、特定された受信アンテナが第１受信アンテナ５であれば、第１受信アンテナ５に対応する出力切換回路２３のみが、作動指令の停止に伴い、第１制御回路１０を信号線３１に接続させる。残りの出力切換回路２４〜２６は、制御信号に応答して、対応する制御回路１１〜１３を信号線３１から切り離す。そのため、第１受信アンテナ５で誘起される最もレベルの高い電圧信号のみが、結合器１８を経由することなくＲＦ回路３４に入力される。
信号の受信が完了した後、メインコントローラ３５は、出力切換回路２３〜２６及び入力切換回路３３に対して、作動指令を示す制御信号を送出する。なお、次の信号の受信が開始されたことが認められた後に、出力切換回路２３〜２６及び入力切換回路３３に対して作動指令が出されても良い。
次に本発明の第３実施形態について、図１〜図３の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施形態の説明に際しては、図１及び図３を援用する。本実施形態では、各制御回路１０〜１３は、減衰回路に代えて、対応する受信アンテナ５〜８から入力された電圧信号を増幅するための増幅回路を含む。各制御回路１０〜１３は、通常時、すなわちメインコントローラ３５から作動指令を受け取らない場合、入力された電圧信号を増幅する。
各制御回路１０〜１３はまた、メインコントローラ３５からの作動指令に応じて、増幅機能を無効化される。この場合、各制御回路１０〜１３は、図１〜図３の実施形態と同様、メインコントローラ３５からの作動指令に応じて入力電圧信号を減衰する。すなわち、本実施形態の制御回路１０〜１３は、増幅機能に加えて、図１〜図３の実施形態と同様の減衰機能を備える。
或いは、各制御回路１０〜１３は、増幅回路に加えて、対応する受信アンテナ５〜８を信号線１４〜１７に対して選択的に接続及び遮断するスイッチ等の電気デバイスを有してもよい。各制御回路１０〜１３がメインコントローラ３５から作動指令を受け取らないとき、電気デバイスは対応する受信アンテナ５〜８を信号線１４〜１７に接続する。従って、各制御回路１０〜１３に入力された電圧信号が、増幅回路によって増幅されてから結合器１８に送られる。一方、各制御回路１０〜１３がメインコントローラ３５から作動指令を受け取ったとき、電気デバイスは対応する受信アンテナ５〜８を信号線１４〜１７から遮断する。従って、各制御回路１０〜１３に入力された電圧信号は、結合器１８に送られない。言い換えれば、各制御回路１０〜１３に入力された電圧信号のレベルがゼロにまで低下される。
このように、本実施形態の制御回路１０〜１３は、入力電圧信号のレベルを低下及び上昇させるレベル変更手段として機能する。
本実施形態においても、図１〜図３の実施形態で説明したのと同様にして、受信アンテナ及び送信機の特定処理が実行される。すなわち、メインコントローラ３５は先ず、作動指令を示す制御信号を、制御信号線１９を通じて第１制御回路１０のみに送る。第１制御回路１０は、制御信号に応答して増幅動作を停止し、代わりに第１受信アンテナ５から入力される電圧信号を減衰するように作動する。
メインコントローラ３５は、制御信号を第１制御回路１０に送るのと同時に、ＲＦ回路３４から入力されるアナログレベル信号に基づき、第２〜第４受信アンテナ６〜８での誘起電圧に基づく合成電圧信号のレベルを認識する。メインコントローラ３５は、認識されたレベルを示すデータをメモリ３６に記憶する。第２〜第４制御回路１１〜１３の増幅機能は有効化されているので、合成電圧信号のレベルは比較的大きい。その後、メインコントローラ３５は、第１制御回路１０への制御信号の送出を停止して、第１制御回路１０の増幅機能を有効にする。続いて、メインコントローラ３５は、前述した処理と同様な処理を、第２〜第４制御回路１１〜１３についても順次行う。
次に、メインコントローラ３５は、メモリ３６に記憶された４つのデータを比較し、最も低いレベルを示すデータが得られたときに増幅機能を無効にされた制御回路を特定する。そして、メインコントローラ３５は、特定された制御回路に対応する受信アンテナが、発信元の送信機に最も近い受信アンテナであると判定する。
その後、メインコントローラ３５は、制御回路１０〜１３に対する作動指令を停止し、全ての制御回路１０〜１３の増幅機能を有効にする。この状態で、メインコントローラ３５は、ＲＦ回路３４から入力されるデジタルデータ信号に基づき、発信元の送信機が装着されているタイヤの状態を認識する。
以上説明した本実施形態は、図１〜図３の実施形態と同様の利点を有する。特に本実施形態では、制御回路１０〜１３が増幅機能を有するので、ＲＦ回路３４に入力される信号のレベルが大きくなる。そのため、第１実施形態と比較して、受信データを一層正確に解析することができる。つまり、受信アンテナ及び送信機の特定処理や、タイヤ状態に関する情報の解析を正確に行うことができる。
なお、本実施形態において、各制御回路１０〜１３は少なくとも増幅機能のみを有していればよく、減衰機能は有していなくともよい。この場合、制御回路１０〜１３は、メインコントローラ３５からの制御信号に応答して増幅機能を無効にされるが、入力電圧信号を減衰することなくそのままのレベルで出力する。
また、本実施形態の構成は、図５の実施形態に適用されてもよい。すなわち、図５の実施形態における各制御回路１０〜１３は、本実施形態で説明したような増幅機能を有していてもよい。
本発明の実施形態は、以下のように変更されてもよい。
各制御回路１０〜１３に設けられる減衰回路は、対応する受信アンテナ５〜８から入力された電圧信号を無効化するための無効化回路であってもよい。また、電圧信号をゼロになるまで減衰してもよいし、ある程度の大きさだけ減衰してもよい。すなわち、各制御回路１０〜１３は、入力電圧信号のレベルを変化させる機能を有していればよい。
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、送信機の特定処理を正確且つ確実に行うことができる。
また、本発明によれば、電力消費量を削減できる。
さらに、本発明によれば、結合手段を経ることなく電圧信号をＲＦ回路に入力させることにより、送信機の特定処理後における信号レベルの減衰が防止されるので、受信感度が向上する。
加えて、本発明によれば、電圧信号を増幅することによって、受信データを一層正確に解析することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態における受信機を示すブロック回路図。
【図２】 図１の受信機を備えたタイヤ状態監視装置を示す概略構成図。
【図３】 図１の受信機の受信動作を示すタイムチャート。
【図４】 比較例における受信機の受信動作を示すタイムチャート。
【図５】 本発明の第２実施形態における受信機を示すブロック図。
【符号の説明】
１〜４…送信機、５〜８…受信アンテナ、９…受信機、１０〜１３…制御回路、１８…結合器、２３〜２６…出力切換回路、３３…入力切換回路、３４…ＲＦ回路、３５…メインコントローラ、３６…メモリ。
本発明は、車両のタイヤの状態を監視するための装置及び方法に関し、特に複数のタイヤにそれぞれ設けられた送信機から送信されたデータを受信するための構成に関する。
【従来の技術】
従来より、車両に装着されたタイヤの状態を車室内で確認するために、無線方式のタイヤ状態監視装置が用いられている。各タイヤのホイールには、対応するタイヤの空気圧や温度等の状態を計測して、計測されたタイヤ状態を示すデータを無線で送信するための送信機が装着される。車両の車体には、送信機からの送信データを受け取るための受信機が設けられる。
送信機は、車両に装着された複数のタイヤの各々に設けられる。受信機は、送信機にそれぞれ対応する複数の受信アンテナを備える。各受信アンテナは、送信機からの無線電波の電界強度に応じた電圧を誘起する。受信機は、受信アンテナで誘起された電圧信号から必要なデータを取り出すべく、該電圧信号を処理する。
受信機は、受信されたデータが何れのタイヤに設けられた送信機から発信されたものであるのかを識別する必要がある。そこで、特開平１０−１０４１０３号公報に開示されたタイヤ状態監視装置の受信機では、誘起電圧レベルの最も大きい受信アンテナを特定すべく、同時期に１つの受信アンテナのみが有効化されるように、複数の受信アンテナがマルチプレクサ回路によって切り換えられる。そして、電圧信号のレベルが最も高くなったときに有効化された受信アンテナが、発信元の送信機に最も近い受信アンテナであると判定される。従って、発信元の送信機も特定できる。
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に開示された受信機では、送信機からの信号の受信を待つ間中、マルチプレクサ回路を能動状態に維持して、全ての受信アンテナからの電圧信号を受け取ることができるようにしておく必要がある。そのため、電力消費量が多くなる。
送信機の特定処理に際して、同時期に１つの受信アンテナのみが有効化されるので、得られる電圧信号のレベルが比較的低くなる。そのため、送信機の特定処理を正確且つ確実に実行することが難しい。
そこで、本発明の目的は、電力消費量を削減でき、しかも送信機の特定処理を正確且つ確実に行うことのできるタイヤ状態監視装置及びタイヤ状態監視方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、車両に設けられた複数のタイヤの状態を監視するためのタイヤ状態監視装置であって、タイヤにそれぞれ設けられ、対応するタイヤの状態を示すデータを無線電波によって送信する複数の送信機と、送信機にそれぞれ対応するように車両の車体に設けられ、各送信機からの無線電波の受信に基づき、それぞれ電圧信号を誘起する複数の受信アンテナと、受信アンテナにそれぞれ対応するように設けられ、対応する受信アンテナで誘起された電圧信号のレベルを低下させる複数のレベル変更手段と、レベル変更手段から受け取った電圧信号を合成して１つの合成電圧信号を形成する結合手段と、前記レベル変更手段を制御する制御手段とを備え、送信機の１つが電波を発信したとき、制御手段は、同時期に１つのレベル変更手段のみが電圧信号のレベルを低下させるように、全てのレベル変更手段に時間差をおいてレベル低下動作を行わせ、制御手段はまた、合成電圧信号のレベルが最も低くなったときにレベル低下動作を行ったレベル変更手段を特定するとともに、特定されたレベル変更手段に対応する受信アンテナが、発信元の送信機に対応づけられた受信アンテナであると判定することを特徴とする。
好ましくは、前記レベル変更手段は、電圧信号を妨害するためのジャミング信号を発生するジャミング回路、或いは電圧信号を減衰するためのアテネータを含む。
前記各レベル変更手段は、制御手段からの作動指令に応じて、入力された電圧信号のレベルを低下させるように能動化される。
本発明の監視装置は、結合器から受け取った合成電圧信号に応じて、合成電圧信号のレベルを示すレベル信号とタイヤ状態を示すデータ信号とを前記制御手段に出力するＲＦ回路と、前記各レベル変更手段と前記結合手段との間に設けられた出力切換手段と、結合手段と前記ＲＦ回路との間に設けられた入力切換手段と、全ての出力切換手段を入力切換手段に接続する信号線とをさらに備えてもよい。前記制御手段は、データ信号に基づきタイヤ状態を認識するとき、電圧信号がレベル変更手段から結合手段を経ることなくＲＦ回路に入力されるように、前記出力切換手段及び入力切換手段を制御する。
前記各レベル変更手段は、レベル低下動作を行わないとき、入力された電圧信号のレベルを上昇させるように機能してもよい。
本発明によって提供される別のタイヤ状態監視装置は、タイヤにそれぞれ設けられ、対応するタイヤの状態を示すデータを無線電波によって送信する複数の送信機と、送信機にそれぞれ対応するように車両の車体に設けられ、各送信機からの無線電波の受信に基づき、それぞれ電圧信号を誘起する複数の受信アンテナと、受信アンテナにそれぞれ対応するように設けられ、対応する受信アンテナで誘起された電圧信号を増幅する複数の増幅手段と、増幅手段から受け取った電圧信号を合成して１つの合成電圧信号を形成する結合手段と、前記増幅手段を制御する制御手段とを備え、送信機の１つが電波を発信したとき、制御手段は、同時期に１つの増幅手段のみが増幅動作を停止するように、全ての増幅手段に時間差をおいて増幅動作を停止させ、制御手段はまた、合成電圧信号のレベルが最も低くなったときに増幅動作を停止した増幅手段を特定するとともに、特定された増幅手段に対応する受信アンテナが、発信元の送信機に対応づけられた受信アンテナであると判定することを特徴とする。
本発明はまた、車両に設けられた複数のタイヤの状態を監視するためのタイヤ状態監視方法を提供する。該方法は、タイヤにそれぞれ設けられた送信機から、対応するタイヤの状態を示すデータを無線電波によって送信するステップと、送信機にそれぞれ対応する複数の受信アンテナにおいて、各送信機からの無線電波の受信に基づき電圧信号を誘起するステップと、受信アンテナから受け取った電圧信号を合成して１つの合成電圧信号を形成するステップと、送信機の１つが電波を発信したとき、受信アンテナで誘起された電圧信号のうち、同時期に１つの電圧信号のみのレベルが低下されるように、全ての受信アンテナで誘起された電圧信号のレベルを、時間差をおいて順次低下させるステップと、合成電圧信号のレベルが最も低くなったときに電圧信号のレベルが低下させられた受信アンテナが、発信元の送信機に対応づけられた受信アンテナであると判定するステップとを備えることを特徴とする。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1実施形態を、図１〜図４に従って説明する。図２に示すように、タイヤ状態監視装置は、車両の４つのタイヤにそれぞれ装着される第１〜第４送信機１〜４と、車両の車体に設けられる１つの受信機９とを備える。各送信機１〜４は、例えば、対応するタイヤの内部に配置されるように、タイヤのホイールに対して固定される。各送信機１〜４は、対応するタイヤの状態、すなわち内部空気圧及び内部温度を計測して、その計測された状態を示すデータを無線電波によって送信する。
各送信機１〜４は、基本的には、予め定められた送信時間間隔でデータを送信する。なお、各送信機１〜４が他の送信機と異なるタイミングで送信を実行するように、各送信機１〜４の送信タイミングが調整されている。従って、第１〜第４送信機１〜４のうちの２つ以上が同時に送信を行うことはない。また、内部空気圧或いは内部温度の異常が認められた場合には、各送信機１〜４は前記送信時間間隔に関係なくデータを送信する。
第１〜第４受信アンテナ５〜８は、第１〜第４送信機１〜４にそれぞれ対応するように、車体に取り付けられる。これらの受信アンテナ５〜８は前記受信機９に接続される。各送信機１〜４から発信された電波は、全ての受信アンテナ５〜８で受信される。各受信アンテナ５〜８は、受信された電波の電界強度に応じた電圧を誘起して、その誘起された電圧信号を受信機９に出力する。各受信アンテナ５〜８で誘起される電圧のレベルは、電波を発信した送信機と各受信アンテナ５〜８との間の位置関係に応じて異なる。
図１に示すように、前記受信機９は、第１〜第４受信アンテナ５〜８にそれぞれ接続された第１〜第４制御回路１０〜１３を備える。受信機９はまた、結合器１８、ＲＦ回路３４、メインコントローラ３５及びメモリ３６を備える。
第１〜第４制御回路１０〜１３は、それぞれ信号線１４〜１７を介して１つの結合器１８に接続される。結合器１８は、信号線３２を介してＲＦ回路３４に接続される。ＲＦ回路３４は、アナログ信号線３７及びデジタル信号線３８を介してメインコントローラ３５に接続される。メインコントローラ３５はマイクロコンピュータよりなり、制御信号線１９〜２２を通じて、第１〜第４制御回路１０〜１３を独立して制御する。
各制御回路１０〜１３は、対応する受信アンテナ５〜８から入力された電圧信号を結合器１８に送る。各制御回路１０〜１３は、対応する受信アンテナ５〜８から入力された電圧信号を減衰するための減衰回路を含む。減衰回路としては、例えば、入力された電圧信号を妨害するためのジャミング信号（妨害信号）を発生するジャミング回路や、入力された電圧信号を減衰するためのアテネータが使用される。ジャミング回路は、ジャミング信号によって、入力された電圧信号を実質的に打ち消す。各制御回路１０〜１３は、メインコントローラ３５からの作動指令に応じて、入力された電圧信号を減衰するように作動する。
結合器１８、言い換えれば合成器１８は、同時期に入力された全ての電圧信号を加え合わせて、合成電圧信号をＲＦ回路３４に出力する。合成電圧信号のレベルは、結合器１８に同時期に入力された複数の電圧信号のレベルの和に相当する。
ＲＦ回路３４は、入力された合成電圧信号のレベルを示すアナログレベル信号を、アナログ信号線３７を通じてメインコントローラ３５に送る。ＲＦ回路３４はまた、入力された合成電圧信号を復調して、デジタルデータ信号を得る。ＲＦ回路３４は、得られたデジタルデータ信号を、デジタル信号線３８を通じてメインコントローラ３５に送る。
メインコントローラ３５は、入力されたアナログレベル信号に基づき、合成電圧信号のレベル、言い換えれば受信電波のレベルを認識する。メインコントローラ３５はまた、入力されたデジタルデータ信号から、タイヤ状態を示すデータ等の必要なデータを取り出す。メインコントローラ３５は、必要に応じて、得られた情報をメモリ３６に記憶するとともに、車室内に設けられた表示器（図示せず）に得られた情報を表示する。
次に、上述した受信機９の受信動作について説明する。
通常時、メインコントローラ３５は全ての制御回路１０〜１３に対して作動指令を出さず、従って、全ての制御回路１０〜１３は入力電圧信号を減衰しない状態にある。この状態で、第１〜第４送信機１〜４の何れか１つが電波を発信すると、その電波が第１〜第４受信アンテナ５〜８のそれぞれで受信される。各受信アンテナ５〜８は、受信された電波の電界強度に応じた電圧を誘起する。第１〜第４受信アンテナ５〜８は、電波を発信した送信機に対して互いに異なる位置関係にある。そのため、第１〜第４受信アンテナ５〜８で誘起される電圧の大きさは互いに異なる。
４つの電圧信号は、受信アンテナ５〜８から制御回路１０〜１３を通じて結合器１８に入力される。制御回路１０〜１３は、対応する受信アンテナ５〜８から入力される電圧信号を、減衰することなく、そのまま結合器１８に送る。結合器１８は、入力された４つの電圧信号を加え合わせて１つの合成電圧信号を形成し、その合成電圧信号をＲＦ回路３４に出力する。ＲＦ回路３４は、合成電圧信号からアナログレベル信号及びデジタルデータ信号を取得し、それらの信号をメインコントローラ３５に出力する。
メインコントローラ３５は、所定時間間隔（例えば４０msec.）毎に信号の受信動作を行う。メインコントローラ３５は、デジタルデータ信号が受信されたとき、受信されたデジタルデータ信号が有効なものであるか否かを判定する。
具体的には、メインコントローラ３５は、受信されたデジタルデータ信号のパルス幅を認識する。そして、メインコントローラ３５は、認識されたパルス幅が予め定められた許容範囲（例えば０．４msec.〜１．０msec.）内の値であれば、受信された信号が有効なものである、すなわち車両に設けられた第１〜第４送信機１〜４の何れかから発信されたものであると判定する。この場合、メインコントローラ３５は受信動作を継続する。送信機１〜４の何れかが送信を始めた後、遅くとも４０msec.以内にはメインコントローラ３５は有効な信号が受信されていることを認識する。
一方、メインコントローラ３５は、認識されたパルス幅が前記許容範囲内の値でない場合には、受信された信号が無効なものであると判定する。この場合、メインコントローラ３５は受信動作を所定時間（例えば３msec.）の間だけ継続した後、受信動作を停止する。
受信信号が有効なものであることが判定された場合、メインコントローラ３５は、信号の発信元の送信機を判定するための処理を行う。すなわち、メインコントローラ３５は先ず、作動指令を示す制御信号を、制御信号線１９を通じて第１制御回路１０のみに送る。第１制御回路１０は、制御信号に応答して、第１受信アンテナ５から入力される電圧信号を減衰するように作動する。
メインコントローラ３５は、制御信号を第１制御回路１０に送るのと同時に、ＲＦ回路３４から入力されるアナログレベル信号に基づき、合成電圧信号のレベルを認識する。メインコントローラ３５は、認識されたレベルを示すデータをメモリ３６に記憶する。その後、メインコントローラ３５は、第１制御回路１０への制御信号の送出を停止して、第１制御回路１０に電圧信号の減衰動作を停止させる。
続いて、メインコントローラ３５は、作動指令を示す制御信号を、制御信号線２０を通じて第２制御回路１１のみに送る。第２制御回路１１は、制御信号に応答して、第２受信アンテナ６から入力される電圧信号を減衰するように動作する。
メインコントローラ３５は、制御信号を第２制御回路１１に送るのと同時に、ＲＦ回路３４から入力されるアナログレベル信号に基づき、合成電圧信号のレベルを認識する。メインコントローラ３５は、認識されたレベルを示すデータをメモリ３６に記憶する。その後、メインコントローラ３５は、第２制御回路１１への制御信号の送出を停止して、第２制御回路１１に電圧信号の減衰動作を停止させる。
続いて、メインコントローラ３５は、前述した処理と同様な処理を、第３制御回路１２及び第４制御回路１３についても順次行う。すなわち、メインコントローラ３５は、作動指令を示す制御信号を制御信号線２１を通じて第３制御回路１２のみに送るとともに、合成電圧信号のレベルを示すデータをメモリ３６に記憶する。次に、メインコントローラ３５は、作動指令を示す制御信号を制御信号線２２を通じて第４制御回路１３のみに送るとともに、合成電圧信号のレベルを示すデータをメモリ３６に記憶する。
次に、メインコントローラ３５は、メモリ３６に記憶された４つのデータを比較し、最も低いレベルを示すデータが得られたときに減衰動作を行った制御回路を特定する。そして、メインコントローラ３５は、特定された制御回路に対応する受信アンテナが、発信元の送信機に最も近い受信アンテナであると判定する。言い換えれば、メインコントローラ３５は、最も低いレベルを示すデータに基づき、信号の発信元の送信機を特定する。
発信元の送信機が特定された後、メインコントローラ３５は、制御回路１０〜１３に対する作動指令を停止し、全ての制御回路１０〜１３に入力電圧信号の減衰動作をさせないようにする。この状態で、メインコントローラ３５は、ＲＦ回路３４から入力されるデジタルデータ信号に基づき、発信元の送信機が装着されているタイヤの状態を認識する。
図３は、第１送信機１が電波を発信したときにＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号の推移を例示するタイムチャートである。なお、第１受信アンテナ５で誘起された電圧のみに起因してＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号が“８”のレベル値を示し、第２受信アンテナ６で誘起された電圧のみに起因してＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号が“３”のレベル値を示すものと仮定する。また、第３受信アンテナ７で誘起された電圧のみに起因してＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号が“２”のレベル値を示し、第４受信アンテナ８で誘起された電圧のみに起因してＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号が“１”のレベル値を示すものと仮定する。さらに、各制御回路１０〜１３が入力電圧信号をゼロにまで減衰するものと仮定する。
図３のタイムチャートに示されるように、第１受信アンテナ５がオフされたとき、すなわち第１制御回路１０が減衰動作を行うとき、ＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号は“６”のレベル値を示す。つまり、全ての受信アンテナ５〜８で誘起された電圧信号が減衰されることなく結合器１８に入力された場合には、ＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号が“１４”のレベル値を示す。しかし、第１受信アンテナ５で誘起された電圧信号が第１制御回路１０によって無効化されているので、ＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号は、残りの第２〜第４受信アンテナ６〜８で誘起された電圧信号のみを反映した“６”のレベル値を示す。
第２受信アンテナ６がオフされたとき、すなわち第２制御回路１１が減衰動作を行うとき、ＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号は、残りの第１、第３及び第４受信アンテナ５，７，８で誘起された電圧信号のみを反映した“１１”のレベル値を示す。
第３受信アンテナ７がオフされたとき、すなわち第３制御回路１２が減衰動作を行うとき、ＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号は、残りの第１、第２及び第４受信アンテナ５，６，８で誘起された電圧信号のみを反映した“１２”のレベル値を示す。
第４受信アンテナ８がオフされたとき、すなわち第４制御回路１３が減衰動作を行うとき、ＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号は、残りの第１〜第３受信アンテナ５〜７で誘起された電圧信号のみを反映した“１３”のレベル値を示す。
第１制御回路１０が減衰動作を行うとき、ＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号は最も小さなレベル値を示す。これは、第１受信アンテナ５で誘起された電圧信号のレベルが最も高いことを意味する。従って、第１受信アンテナ５に最も近い位置にある第１送信機１が現在の発信元であることを判定することができる。
図４は、図３と同じく、第１送信機１が電波を発信したときにＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号の推移を例示するタイムチャートである。ただし、この図４のタイムチャートは、従来の技術の欄で説明した特開平１０−１０４１０３号公報に開示されている受信方法を採用した場合のものである。その他の条件は、図３の場合と同様である。
特開平１０−１０４１０３号公報に開示された受信方法では、誘起電圧レベルの最も大きい受信アンテナを特定すべく、同時期に１つの受信アンテナのみが有効化されるように、複数の受信アンテナがマルチプレクサ回路によって切り換えられる。そして、電圧のレベルが最も高くなったときに有効化された受信アンテナが、発信元の送信機に最も近い受信アンテナであると判定される。
図３と図４とを比較すると、図３の本実施形態の方が、受信アンテナ及び送信機の特定処理中において、ＲＦ回路３４から出力されるアナログレベル信号のレベル値が大きい。例えば、電圧信号のレベル値が“５”以上でないとＲＦ回路３４が電圧信号を感受できないと仮定する。この場合、図３の本実施形態では、受信アンテナ及び送信機の特定処理中の全ての期間において、ＲＦ回路３４は電圧信号を感受可能である。これに対して、図４の比較例では、ＲＦ回路３４が電圧信号を感受不能になる期間が生じる。これは、本実施形態の受信方法を採用した場合には、受信感度が全体として向上し、受信アンテナ及び送信機の特定処理を正確且つ確実に実行できることを意味する。
制御回路１０〜１３は、入力電圧信号を減衰するときにのみ能動状態になる。つまり、制御回路１０〜１３は、受信アンテナ及び送信機の特定処理の間だけ能動状態になり、それ以外のときには非能動状態に維持されて、電力を消費しない。そのため、電力消費量を削減できる。
次に、本発明の第２実施形態について、図１〜図３の第１実施形態との相違点を中心に、図５に従って説明する。本実施形態では、各制御回路１０〜１３と結合器１８とを接続する信号線１４〜１７上に、出力切換回路２３〜２６が設けられる。出力切換回路２３〜２６は、それぞれ制御信号線２７〜３０を介して、メインコントローラ３５に接続される。
結合器１８とＲＦ回路３４とを接続する信号線３２上には、入力切換回路３３が設けられる。入力切換回路３３は、信号線３１を介して前記出力切換回路２３〜２６に接続される。入力切換回路３３は、制御信号線３９を介してメインコントローラ３５に接続される。
各出力切換回路２３〜２６は、メインコントローラ３５から作動指令を受け取らない場合には、対応する制御回路１０〜１３を信号線３１に接続している。各出力切換回路２３〜２６は、メインコントローラ３５から作動指令を受け取ったときに能動状態になる。能動状態になった各出力切換回路２３〜２６は、対応する制御回路１０〜１３を結合器１８に接続するように動作する。
入力切換回路３３は、メインコントローラ３５から作動指令を受け取らない場合には、信号線３１をＲＦ回路３４に接続している。入力切換回路３３は、メインコントローラ３５から作動指令を受け取ったときに能動状態になる。能動状態になった入力切換回路３３は、結合器１８をＲＦ回路３４に接続するように動作する。
本実施形態では、図１〜図３の実施形態で説明したのと同様にして、受信アンテナ及び送信機の特定処理が実行される。この特定処理の実行時にのみ、メインコントローラ３５は、出力切換回路２３〜２６及び入力切換回路３３に対して、作動指令を示す制御信号を送出する。従って、図１〜図３の実施形態と同様に、制御回路１０〜１３が結合器１８を通じてＲＦ回路３４に接続される。
受信アンテナ及び送信機の特定処理が完了すると、メインコントローラ３５は、出力切換回路２３〜２６及び入力切換回路３３に対する作動指令を停止する。従って、制御回路１０〜１３が、結合器１８を介することなく、ＲＦ回路３４に直接的に接続される。その結果、各受信アンテナ５〜８で誘起された電圧信号が、結合器１８を経由することなくＲＦ回路３４に入力される。
一般的に、結合器１８では、電圧信号が３デシベル程度減衰される。特に、４つの受信アンテナ５〜８が存在する場合、結合器１８では、４つの入力電圧信号がトーナメント式に２段で合成されるため、電圧信号の減衰量が６デシベル程度になる。しかし、本実施形態では、受信アンテナ及び送信機の特定処理が完了すれば、受信アンテナ５〜８で誘起された電圧信号が結合器１８を経由することなくＲＦ回路３４に入力されるので、電圧信号が減衰しない。これは、電圧信号からタイヤ状態に関する情報を正確且つ確実に取り出す上で有効である。
なお、本実施形態では、各制御回路１０〜１３は、入力電圧信号をゼロにまで減衰するように構成される。また、図１〜図３の実施形態とは異なり、受信アンテナ及び送信機の特定処理が完了した後、メインコントローラ３５は、特定された受信アンテナ、すなわち発信元の送信機に最も近い受信アンテナに対応する制御回路に対する作動指令のみを停止し、残りの３つの制御回路に対しては作動指令を示す制御信号を送る。例えば、特定された受信アンテナが第１受信アンテナ５であれば、第１受信アンテナ５に対応する第１制御回路１０のみが、作動指令の停止に伴い、入力電圧信号の減衰動作をしなくなる。残りの第２〜第４制御回路１１〜１３は、制御信号に応答して、対応する受信アンテナ６〜８から入力される電圧信号をゼロにまで減衰する。そのため、第１受信アンテナ５で誘起されるレベルの最も高い電圧信号のみが、結合器１８を経由することなくＲＦ回路３４に入力される。
或いは、受信アンテナ及び送信機の特定処理が完了した後の制御を以下のように変更してもよい。すなわち、メインコントローラ３５は、制御回路１０〜１３に対する作動指令を停止し、全ての制御回路１０〜１３に入力電圧信号の減衰動作をさせないようにする。また、メインコントローラ３５は、入力切換回路３３に対する作動指令を停止して、制御線３１をＲＦ回路３４に接続させる。さらに、メインコントローラ３５は、特定された受信アンテナに対応する出力切換回路に対する作動指令のみを停止して、残りの出力切換回路には作動指令を示す制御信号を送る。例えば、特定された受信アンテナが第１受信アンテナ５であれば、第１受信アンテナ５に対応する出力切換回路２３のみが、作動指令の停止に伴い、第１制御回路１０を信号線３１に接続させる。残りの出力切換回路２４〜２６は、制御信号に応答して、対応する制御回路１１〜１３を信号線３１から切り離す。そのため、第１受信アンテナ５で誘起される最もレベルの高い電圧信号のみが、結合器１８を経由することなくＲＦ回路３４に入力される。
信号の受信が完了した後、メインコントローラ３５は、出力切換回路２３〜２６及び入力切換回路３３に対して、作動指令を示す制御信号を送出する。なお、次の信号の受信が開始されたことが認められた後に、出力切換回路２３〜２６及び入力切換回路３３に対して作動指令が出されても良い。
次に本発明の第３実施形態について、図１〜図３の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施形態の説明に際しては、図１及び図３を援用する。本実施形態では、各制御回路１０〜１３は、減衰回路に代えて、対応する受信アンテナ５〜８から入力された電圧信号を増幅するための増幅回路を含む。各制御回路１０〜１３は、通常時、すなわちメインコントローラ３５から作動指令を受け取らない場合、入力された電圧信号を増幅する。
各制御回路１０〜１３はまた、メインコントローラ３５からの作動指令に応じて、増幅機能を無効化される。この場合、各制御回路１０〜１３は、図１〜図３の実施形態と同様、メインコントローラ３５からの作動指令に応じて入力電圧信号を減衰する。すなわち、本実施形態の制御回路１０〜１３は、増幅機能に加えて、図１〜図３の実施形態と同様の減衰機能を備える。
或いは、各制御回路１０〜１３は、増幅回路に加えて、対応する受信アンテナ５〜８を信号線１４〜１７に対して選択的に接続及び遮断するスイッチ等の電気デバイスを有してもよい。各制御回路１０〜１３がメインコントローラ３５から作動指令を受け取らないとき、電気デバイスは対応する受信アンテナ５〜８を信号線１４〜１７に接続する。従って、各制御回路１０〜１３に入力された電圧信号が、増幅回路によって増幅されてから結合器１８に送られる。一方、各制御回路１０〜１３がメインコントローラ３５から作動指令を受け取ったとき、電気デバイスは対応する受信アンテナ５〜８を信号線１４〜１７から遮断する。従って、各制御回路１０〜１３に入力された電圧信号は、結合器１８に送られない。言い換えれば、各制御回路１０〜１３に入力された電圧信号のレベルがゼロにまで低下される。
このように、本実施形態の制御回路１０〜１３は、入力電圧信号のレベルを低下及び上昇させるレベル変更手段として機能する。
本実施形態においても、図１〜図３の実施形態で説明したのと同様にして、受信アンテナ及び送信機の特定処理が実行される。すなわち、メインコントローラ３５は先ず、作動指令を示す制御信号を、制御信号線１９を通じて第１制御回路１０のみに送る。第１制御回路１０は、制御信号に応答して増幅動作を停止し、代わりに第１受信アンテナ５から入力される電圧信号を減衰するように作動する。
メインコントローラ３５は、制御信号を第１制御回路１０に送るのと同時に、ＲＦ回路３４から入力されるアナログレベル信号に基づき、第２〜第４受信アンテナ６〜８での誘起電圧に基づく合成電圧信号のレベルを認識する。メインコントローラ３５は、認識されたレベルを示すデータをメモリ３６に記憶する。第２〜第４制御回路１１〜１３の増幅機能は有効化されているので、合成電圧信号のレベルは比較的大きい。その後、メインコントローラ３５は、第１制御回路１０への制御信号の送出を停止して、第１制御回路１０の増幅機能を有効にする。続いて、メインコントローラ３５は、前述した処理と同様な処理を、第２〜第４制御回路１１〜１３についても順次行う。
次に、メインコントローラ３５は、メモリ３６に記憶された４つのデータを比較し、最も低いレベルを示すデータが得られたときに増幅機能を無効にされた制御回路を特定する。そして、メインコントローラ３５は、特定された制御回路に対応する受信アンテナが、発信元の送信機に最も近い受信アンテナであると判定する。
その後、メインコントローラ３５は、制御回路１０〜１３に対する作動指令を停止し、全ての制御回路１０〜１３の増幅機能を有効にする。この状態で、メインコントローラ３５は、ＲＦ回路３４から入力されるデジタルデータ信号に基づき、発信元の送信機が装着されているタイヤの状態を認識する。
以上説明した本実施形態は、図１〜図３の実施形態と同様の利点を有する。特に本実施形態では、制御回路１０〜１３が増幅機能を有するので、ＲＦ回路３４に入力される信号のレベルが大きくなる。そのため、第１実施形態と比較して、受信データを一層正確に解析することができる。つまり、受信アンテナ及び送信機の特定処理や、タイヤ状態に関する情報の解析を正確に行うことができる。
なお、本実施形態において、各制御回路１０〜１３は少なくとも増幅機能のみを有していればよく、減衰機能は有していなくともよい。この場合、制御回路１０〜１３は、メインコントローラ３５からの制御信号に応答して増幅機能を無効にされるが、入力電圧信号を減衰することなくそのままのレベルで出力する。
また、本実施形態の構成は、図５の実施形態に適用されてもよい。すなわち、図５の実施形態における各制御回路１０〜１３は、本実施形態で説明したような増幅機能を有していてもよい。
本発明の実施形態は、以下のように変更されてもよい。
各制御回路１０〜１３に設けられる減衰回路は、対応する受信アンテナ５〜８から入力された電圧信号を無効化するための無効化回路であってもよい。また、電圧信号をゼロになるまで減衰してもよいし、ある程度の大きさだけ減衰してもよい。すなわち、各制御回路１０〜１３は、入力電圧信号のレベルを変化させる機能を有していればよい。
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、送信機の特定処理を正確且つ確実に行うことができる。
また、本発明によれば、電力消費量を削減できる。
さらに、本発明によれば、結合手段を経ることなく電圧信号をＲＦ回路に入力させることにより、送信機の特定処理後における信号レベルの減衰が防止されるので、受信感度が向上する。
加えて、本発明によれば、電圧信号を増幅することによって、受信データを一層正確に解析することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態における受信機を示すブロック回路図。
【図２】 図１の受信機を備えたタイヤ状態監視装置を示す概略構成図。
【図３】 図１の受信機の受信動作を示すタイムチャート。
【図４】 比較例における受信機の受信動作を示すタイムチャート。
【図５】 本発明の第２実施形態における受信機を示すブロック図。
【符号の説明】
１〜４…送信機、５〜８…受信アンテナ、９…受信機、１０〜１３…制御回路、１８…結合器、２３〜２６…出力切換回路、３３…入力切換回路、３４…ＲＦ回路、３５…メインコントローラ、３６…メモリ。
Claims (7)
- 車両に設けられた複数のタイヤの状態を監視するためのタイヤ状態監視装置であって、
タイヤにそれぞれ設けられ、対応するタイヤの状態を示すデータを無線電波によって送信する複数の送信機と、
送信機にそれぞれ対応するように車両の車体に設けられ、各送信機からの無線電波の受信に基づき、それぞれ電圧信号を誘起する複数の受信アンテナと、
受信アンテナにそれぞれ対応するように設けられ、対応する受信アンテナで誘起された電圧信号のレベルを低下させる複数のレベル変更手段と、
レベル変更手段から受け取った電圧信号を合成して１つの合成電圧信号を形成する結合手段と、
前記レベル変更手段を制御する制御手段とを備え、
送信機の１つが電波を発信したとき、制御手段は、同時期に１つのレベル変更手段のみが電圧信号のレベルを低下させるように、全てのレベル変更手段に時間差をおいてレベル低下動作を行わせ、制御手段はまた、合成電圧信号のレベルが最も低くなったときにレベル低下動作を行ったレベル変更手段を特定するとともに、特定されたレベル変更手段に対応する受信アンテナが、発信元の送信機に対応づけられた受信アンテナであると判定することを特徴とするタイヤ状態監視装置。 - 前記レベル変更手段は、電圧信号を妨害するためのジャミング信号を発生するジャミング回路、或いは電圧信号を減衰するためのアテネータを含むことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ状態監視装置。
- 各レベル変更手段は、制御手段からの作動指令に応じて、入力された電圧信号のレベルを低下させるように能動化されることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ状態監視装置。
- 結合器から受け取った合成電圧信号に応じて、合成電圧信号のレベルを示すレベル信号とタイヤ状態を示すデータ信号とを前記制御手段に出力するＲＦ回路と、
前記各レベル変更手段と前記結合手段との間に設けられた出力切換手段と、
結合手段と前記ＲＦ回路との間に設けられた入力切換手段と、
全ての出力切換手段を入力切換手段に接続する信号線とをさらに備え、
前記制御手段は、データ信号に基づきタイヤ状態を認識するとき、電圧信号がレベル変更手段から結合手段を経ることなくＲＦ回路に入力されるように、前記出力切換手段及び入力切換手段を制御することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のタイヤ状態圧監視装置。 - 前記各レベル変更手段は、レベル低下動作を行わないとき、入力された電圧信号のレベルを上昇させることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のタイヤ状態監視装置。
- 車両に設けられた複数のタイヤの状態を監視するためのタイヤ状態監視装置であって、
タイヤにそれぞれ設けられ、対応するタイヤの状態を示すデータを無線電波によって送信する複数の送信機と、
送信機にそれぞれ対応するように車両の車体に設けられ、各送信機からの無線電波の受信に基づき、それぞれ電圧信号を誘起する複数の受信アンテナと、
受信アンテナにそれぞれ対応するように設けられ、対応する受信アンテナで誘起された電圧信号を増幅する複数の増幅手段と、
増幅手段から受け取った電圧信号を合成して１つの合成電圧信号を形成する結合手段と、
前記増幅手段を制御する制御手段とを備え、
送信機の１つが電波を発信したとき、制御手段は、同時期に１つの増幅手段のみが増幅動作を停止するように、全ての増幅手段に時間差をおいて増幅動作を停止させ、制御手段はまた、合成電圧信号のレベルが最も低くなったときに増幅動作を停止した増幅手段を特定するとともに、特定された増幅手段に対応する受信アンテナが、発信元の送信機に対応づけられた受信アンテナであると判定することを特徴とするタイヤ状態監視装置。 - 車両に設けられた複数のタイヤの状態を監視するためのタイヤ状態監視方法であって、
タイヤにそれぞれ設けられた送信機から、対応するタイヤの状態を示すデータを無線電波によって送信するステップと、
送信機にそれぞれ対応する複数の受信アンテナにおいて、各送信機からの無線電波の受信に基づき電圧信号を誘起するステップと、
受信アンテナから受け取った電圧信号を合成して１つの合成電圧信号を形成するステップと、
送信機の１つが電波を発信したとき、受信アンテナで誘起された電圧信号のうち、同時期に１つの電圧信号のみのレベルが低下されるように、全ての受信アンテナで誘起された電圧信号のレベルを、時間差をおいて順次低下させるステップと、
合成電圧信号のレベルが最も低くなったときに電圧信号のレベルが低下させられた受信アンテナが、発信元の送信機に対応づけられた受信アンテナであると判定するステップと
を備えることを特徴とするタイヤ状態監視方法。
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