JP4064503B2 - タイヤ圧力監視システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ圧力監視システムに関し、更に特定すれば自動車両の運転者が当該車両上でタイヤの流体圧力を監視する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車両の安全運転に従来から必要とされている測定は、タイヤ圧力である。電子回路の使用により、各タイヤの圧力を測定し、連続して監視した圧力値を車両の運転者に提示することが可能である。
【０００３】
かかるシステムは、通常、自動車両上に装着したコントローラと、各タイヤ内に配置されタイヤ圧力を検出し、検出したタイヤ圧力をコントローラに伝送する遠隔回路とを含む。コントローラは、検出したタイヤ圧力を受信し、それを運転者に提示する。
【０００４】
車両の各タイヤ内の遠隔回路に給電ししかもこれと通信するには、かなりの困難が発生し得ることが認められよう。
【０００５】
これを達成する既知の方法に、各タイヤ内にバッテリを配置して遠隔回路に給電を行い、更に無線送信機を備え、無線周波数信号を用いて検出したタイヤの圧力を送信するというものがある。この方法は、Epic Technologies によって開発され、１９９５年１０月９日に発行されたEngineering News内の論文の５９ページに開示されている。しかしながら、この方法では、バッテリの交換が不便であり、加えて、高温高湿の下でバッテリが動作するために、バッテリ効率に悪影響を与える。
【０００６】
別の既知の方法に、各タイヤにトランスポンダ(transponder) を装着するというものがある。車両本体に、各タイヤに密接して装着されたオンボード・アンテナ(on-board antenna)が無線周波数（ＲＦ）信号を放射し、トランスポンダに十分な電力を供給し、コード化信号を送信させる。コード化信号は、オンボード・コントローラによって受信され、デコードされる。デコードされた情報は、車両のどのタイヤがこのデコードされた信号を送信したのかを識別し、当該タイヤ内で検出されたタイヤ圧力を示す。この方法は、Texas Instruments Inc.に譲渡された米国特許番号第５２３５８５０号に開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この方法はバッテリを用いる欠点を克服するが、この方法には、トランスポンダは、コード化信号の送信に先だって、識別情報やタイヤ圧力データをコード化するために複雑な回路を必要とするという欠点がある。その結果、各タイヤに必要とされる回路の複雑性のために、この方法を実施するのは不経済である。
【０００８】
加えて、オンボート・アンテナによって送信されるＲＦ信号の強度、およびオンボード・アンテナとタイヤ内のトランスポンダとの間の距離によっては、トランスポンダに供給する電力が変化する。その結果、トランスポンダによって送信される信号の強度も変化する可能性があり、トランスポンダの動作の信頼性に影響を及ぼす可能性がある。
【０００９】
車両が移動中の場合、タイヤ内で回転するトランスポンダは、信頼性の高いトランスポンダの動作を有するのに十分な期間にわたって、オンボード・アンテナの範囲内に位置することができる。しかしながら、車両が停止している場合、タイヤ内のトランスポンダの静止位置によっては、信号強度の変動のために、信頼性の低いトランスポンダの動作が行われる可能性がある。これがまた信頼性の低いタイヤ圧力の検出につながる。
【００１０】
したがって、本発明は、従来技術の上述の欠点を克服するか、あるいは少なくとも減らすことを意図するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
一態様において、本発明は複数のタイヤを有する車両用タイヤ圧力監視システムを提供する。このタイヤ圧力監視システムは複数の遠隔ユニットを含み、各々複数のタイヤの各々の中に装着され、第１無線周波数（ＲＦ）信号を受信し、タイヤ内の圧力を検出し、検出した圧力が所定の圧力よりも大きい場合第１ＲＦ信号とは異なる第２ＲＦ信号を送信する。また、対応する複数の遠隔エネルギ送信回路が車両に装着され、各々、複数の遠隔ユニットの１つと関連付けられ、活性化信号を受信する入力と、活性化信号の受信に応答して第１ＲＦ信号を送信するアンテナとを有する。更に、対応する複数の遠隔受信機が車両に装着され、各々、複数の遠隔エネルギ送信ユニットの１つと関連付けられ、第２ＲＦ信号を受信するアンテナと、第２ＲＦ信号が受信された場合出力信号を供給する出力とを有する。更に、コントローラが車両上に装着されており、各遠隔エネルギ送信回路の入力に結合され、各遠隔受信機の出力に結合されている。コントローラは、活性化信号を遠隔エネルギ送信回路の各々に順次送信するように構成され、所定時間が経過する前に出力信号が遠隔受信機の各々から受信されたか否かについて判定を行う。所定時間が経過した後に遠隔受信機の１つから出力信号が受信されない場合、コントローラは、複数のタイヤの少なくとも１つに圧力検出障害があることを示す信号を生成する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
これより図面を参照しながら本発明の一実施例について説明する。
【００１３】
図１は、車体（１０）上に装着され、出力７５ないし７８を有するコントローラ６０を示す。各出力は、遠隔エネルギ送信回路３０，３５，３６，３７にそれぞれ結合されている。遠隔エネルギ送信回路３０，３５，３６，３７は、各々、車両１０の各タイヤ１６ないし１９の位置に装着されている。また、コントローラ６０は入力７０ないし７３も有し、各々遠隔受信機２０，２５，２６，２７に結合されている。各遠隔受信機２０，２５，２６，２７は、車両１０の各タイヤ１６ないし１９の位置に装着されている。
【００１４】
車両１０の各タイヤ１６，１７，１８，１９内には、遠隔ユニット１１，１２，１３，１４が内蔵されている。各遠隔エネルギ送信回路３０，３５，３６，３７は、それぞれ、遠隔ユニット１１，１２，１３，１４の１つと関連付けられており、各遠隔受信機２０，２５，２６，２７は、それぞれ、遠隔エネルギ送信回路３０，３５，３６，３７の１つに関連付けられている。
【００１５】
したがって、タイヤ圧力監視システムを車両１０上に設置する場合、コントローラ６０の指定された入力および出力が、遠隔エネルギ送信回路３０，３５，３６，３７および関連する遠隔受信機２０，２５，２６，２７の対に各タイヤの位置で結合されることが重要である。
【００１６】
例えば、コントローラ６０の出力および入力が、１対の遠隔送信回路および関連する遠隔受信機に結合するように指定され、遠隔送信回路および関連する遠隔受信機の双方が、左前のタイヤ位置に装着される場合がある。このように予め指定することによって、コントローラ６０は、車両の左前のタイヤが監視されていることを正確に認識することができ、このために、コントローラ６０は、タイヤ圧力監視システムがそのタイヤにおいて障害を検出した場合、圧力検出障害が左前のタイヤにおいて検出されたという指示を、車両のドライバに与えることができる。 エネルギ送信回路３０，３５，３６，３７および遠隔受信機２０，２５，２６，２７は、ケーブルまたは配線によってコントローラ６０に結合されているが、データおよび／または電力を結合するには、あらゆる手段を採用することができる。
【００１７】
図２は、動作的に結合され、車両１０に装着されてタイヤ１６の圧力を監視する、エネルギ送信回路３０，遠隔ユニット１１，遠隔受信機２０，およびコントローラ６０を示す。エネルギ送信回路３０は、コントローラ６０の出力７５から活性化信号を受信するように結合された無線周波数（ＲＦ）発振器３１を含む。発振器３１は、アンテナ３２に結合された出力を有する。アンテナ３２は、発信器３１からの第１ＲＦ信号を受信し、この第１ＲＦ信号を送信する。ＲＦアンテナ３２は、タイヤ１６内の遠隔ユニット１１の方向に第１ＲＦ信号を送信するのを最適化するように、その形状が決められ、タイヤ１６に対して装着されている。エネルギ送信回路３０は、コントローラ６０によって活性化信号が停止するまで、第１ＲＦ信号を送信し続ける。
【００１８】
遠隔受信機２０は、同様にＬＣ同調回路２２に結合されているアンテナ２１を含む。アンテナ２１は第２ＲＦ信号を受信し、この第２ＲＦ信号をＬＣ同調回路２２に供給する。ＬＣ同調回路２２は主として第２ＲＦ信号をＲＦ増幅器２３に結合し、他の全ＲＦ信号を効果的に減衰する。ＲＦ増幅器２３は第２ＲＦ信号を増幅し、増幅した第２ＲＦ信号を復調器２４に供給する。ＲＦ増幅器２３からの第２ＲＦ信号を受信したことに応答して、復調器２４は出力信号をコントローラ６０の入力７０に供給する。この出力信号は、第２ＲＦ信号を受信したという指示をコントローラ６０に与える。
【００１９】
コントローラ６０は車両１０の車体上に装着され、データおよび実行可能なプログラムを格納するメモリ６３，ならびに出力７５ないし７８を含む。各出力は、それぞれ、遠隔エネルギ送信回路３０，３５，３６，３７の入力に結合されている。常に、コントローラ６０は出力７５ないし７８の１つからの活性化信号をエネルギ送信回路３０，３５，３６，３７の各１つに順次供給する。
【００２０】
また、コントローラ６０は、出力と同数の入力７０ないし７３も含む。入力７０ないし７３の各々は、出力７５ないし７８の１つと関連付けられており、遠隔受信機２０，２５，２６，２７の１つからの出力信号を受信するように結合されている。
【００２１】
加えて、コントローラ６０は、プロセッサ６２，メモリ６３，およびディスプレイ６４を含む。ディスプレイ６４は、プロセッサ６２からデータを受信するように結合された入力を有し、受信データを表示する。ディスプレイ６４は、車両１０上のタイヤのタイヤ圧力のステータスに関する指示をドライバに与える。プロセッサ６２は、メモリ６３，出力７５ないし７８，および入力７０ないし７３にも結合されている。
【００２２】
プロセッサ６２は、メモリ６３に格納されているプログラムを実行し、出力７５ないし７８の１つに順次活性化信号を供給させる。次に、プロセッサ６２は、出力信号を受信するために、関連する入力７０ないし７３を監視する。活性化信号を供給してから所定時間の後でも出力信号がプロセッサ６２によって受信されない場合、プロセッサ６２はデータをディスプレイ６４に供給し、車両１０の複数のタイヤの少なくとも１つにおいて、圧力検出障害があることを示す。しかしながら、活性化信号を供給してから出力信号を受信するまでの時間が所定時間よりも短い場合、プロセッサ６２は、車両１０の運転者には何も指示を出さない。遠隔ユニット１１は、タイヤ１６が装着されているリムに固着されており、エネルギ受信回路（５０，５５，５９），および遠隔ユニット・コントローラ９０に結合されたアンテナ９１を含む。エネルギ受信回路（５０，５５，５９）は、タイヤ１６内の環状経路に沿って装着する。エネルギ受信回路（５０，５５，５９）の各々は、第１ＲＦ信号を受信するためのアンテナ５０を含む。アンテナ５０は、第１ＲＦ信号を、ブリッジ整流器のような変換器５９に供給するように結合されている。変換器５９は第１ＲＦ信号を直流電圧（ＶＤＣ）に変換し、このＶＤＣを出力から供給する。
【００２３】
エネルギ送信回路３０のアンテナ３２および遠隔ユニット１１のアンテナ５０は、タイヤ１６内の遠隔ユニット１１に電力を供給するように機能する。これは、第１ＲＦ信号を送信するエネルギ送信回路３０，第１ＲＦ信号を受信する遠隔ユニット１１，および第１ＲＦ信号を整流しＶＣＤを生成する変換器５９によって達成される。ＶＤＣは、タイヤ１６内の遠隔ユニット・コントローラ９０への電源を形成する。
【００２４】
エネルギ受信回路（５０，５５，５９）は、タイヤ１６のリムの周りに配置され、エネルギ受信回路（５０，５５，５９）のエネルギ送信回路３０に対する位置がどこであっても、エネルギ受信回路（５０，５５，５９）が十分な電力を常に確実に受信し、遠隔ユニット・コントローラ９０の信頼性の高い動作を保証する。
【００２５】
エネルギ受信回路（５０，５５，５９）のタイヤ１６内の配置は、エネルギ受信回路（５０，５５，５９）の少なくとも１つが有利に第１ＲＦ信号を受信し、十分な電力を遠隔ユニット・コントローラ９０に供給することにより、車両１０が停止している場合にも遠隔ユニット・コントローラ９０の確実な動作を保証するように行われる。
【００２６】
加えて、各エネルギ受信回路（５０，５５，５９）は図面ではＡと印されている出力を有する。この出力は遠隔ユニット１１の入力に結合されている。この結合は、第１ＲＦ信号を遠隔ユニット・コントローラ９０に供給する。遠隔コントローラ９０は第１ＲＦ信号をクロック信号として用い、遠隔ユニット・コントローラ９０の内部回路の適正な動作を保証し、タイヤ内に別個のクロック回路を設ける必要性や、この別個のクロック回路に電力を供給する追加の必要性を回避するという利点がある。
【００２７】
図３は遠隔ユニット・コントローラ９０を示す。遠隔ユニット・コントローラ９０は、電力レギュレータ１０５，ヒステリシス回路１０７，圧力検出回路１１２，比較回路１１４，ＯＲゲート１０８，ＲＦ送信回路１０９および論理回路１１１を含む。
【００２８】
電力レギュレータ１０５は、エネルギ受信回路（５０，５５，５９）の出力からＶＤＣを受信するように結合され、給電イネーブル信号を受信する入力と、給電イネーブル信号を受信した場合、調整電圧を供給する出力とを有する。
【００２９】
ヒステリシス回路１０７は、エネルギ受信回路（５０，５５，５９）の出力からＶＣＤを受信する入力を有する。また、ヒステリシス回路１０７は、ＶＤＣが所定の高電圧よりも高い場合に、ヒステリシス高出力信号を供給する出力を有し、ＶＤＣが所定の低電圧よりも低い場合、この出力からヒステリシス低出力信号を供給する。
【００３０】
圧力検出回路１１２は、電力レギュレータ１０５の出力から調整電圧を受信するように結合された入力を有する。圧力検出回路１１２は、タイヤ内の圧力を検出する圧力センサを含み、検出された圧力を示す圧力信号を発生する。加えて、圧力検出回路１１２は、圧力信号を供給する出力も有する。
【００３１】
圧力検出回路１１２は調整電源を必要とし、信頼性の高い圧力検出を行うように動作する際比較的高い電流を引き出す。信頼性の高い圧力検出を保証し、電力を保存するために、切替可能な電力レギュレータ１０５は、圧力検出を必要とする場合にのみオンにする。
【００３２】
比較回路１１４は、電力レギュレータ１０５からの調整電力、および圧力検出回路１１２からの圧力信号を受信するように結合されている。比較器１１４は、この圧力信号を所定の圧力信号と比較し、圧力信号が所定の圧力信号よりも大きい場合、圧力高出力信号を出力から供給する。また、比較器１１４は、圧力信号が所定の圧力信号よりも小さい場合、圧力低出力信号を出力から供給する。
【００３３】
ＯＲゲート１０８は多数の入力を有し、各入力はエネルギ受信回路（５０，５５，５９）の１つの出力に結合され、エネルギ受信回路（５０，５５，５９）から第１ＲＦ信号を受信し、受信した第１ＲＦ信号を出力から供給する。
【００３４】
ＲＦ送信回路１０９は、論理回路１１１から第２ＲＦ信号および送信イネーブル信号を受信するように結合されている。ＲＦ送信回路１０９は、アンテナ９１に結合され、送信イネーブル信号の受信時に、第２ＲＦ信号をアンテナに供給する。アンテナ９１は、送信イネーブル信号がＲＦ送信回路１０９に供給されている限り、第２ＲＦ信号を送信する。
【００３５】
論理回路１１１は、エネルギ受信回路（５０，５５，５９）の出力から電圧を受信するように結合され、ＯＲゲート１０８の出力から第１ＲＦ信号を受信するように結合され、ヒステリシス回路１０７および比較回路１１４の出力に結合され、給電イネーブル信号を電力レギュレータ１０５に供給するように結合され、第２ＲＦ信号および送信イネーブル信号をＲＦ送信回路１０９に供給するように結合されている。
【００３６】
論理回路１１１は、ヒステリシス回路１０７からのヒステリシス高出力信号を受信したことに応答して、給電イネーブル信号を電力レギュレータ１０５に供給する。また、論理回路１１１は、比較回路１１４からの圧力高出力信号を受信したことに応答して、送信イネーブル信号をＲＦ送信回路１０９に供給する。
【００３７】
ツエナー・ダイオード１０１がＶＤＣ電源に結合され、遠隔ユニット・コントローラ９０内の回路を過剰電圧から保護する。コンデンサ１０３がＶＤＣ電源に結合され、ＶＤＣ電源の蓄積および濾波を行う。
【００３８】
図４は、アンテナ３２および発振器３１を含む、エネルギ送信回路３０の相対的な配列および配向(orientation) を示す。アンテナ５０を含むエネルギ受信回路も含まれている。
【００３９】
図５は、遠隔ユニット・コントローラ９０の動作をフローチャートで示す。例示のために、車両１０上のタイヤ１６に関連するエネルギ送信回路３０，遠隔ユニット１１および遠隔受信機２０について説明する。しかしながら、これより説明するステップは、車両１０の他のタイヤ１７，１８，１９にも等しく適用されることは理解されよう。
【００４０】
ステップ２０５において、車両エンジンを起動し、プロセッサ６２は順次出力７５ないし７８を通じてエネルギ送信回路３０，３５，３６，３７の１つを活性化する。プロセッサ６２が活性化信号をエネルギ送信回路３０に供給した場合、エネルギ送信回路３０は１２５キロヘルツ（Ｋｈｚ）のＲＦ信号を発生する。エネルギ送信回路３０のアンテナ３２は、変圧器の一次コイルと同様の機能を果たす。
【００４１】
第１ＲＦ信号がエネルギ受信回路（５０，５５，５９）の１つ以上に受信されたとき、エネルギ受信回路５０のアンテナは、変圧器の二次コイルと同様の機能を果たす。
【００４２】
ＬＣ同調回路を形成するコンデンサ５５を同調させることによって、エネルギ受信回路３０のアンテナ５０に第１ＲＦ信号を確実に誘導させることが可能である。アンテナ５０に誘導された第１ＲＦ信号は、次に、全ブリッジ整流器５９によって整流され、ＶＤＣを生成する。ＶＤＣは遠隔ユニット・コントローラ９０に供給される。
【００４３】
遠隔ユニット・コントローラ９０では、ＶＤＣはコンデンサ１０３を充電し、ＯＲゲート１０８，ＲＦ送信回路１０９，ヒステリシス・スイッチ１０７，レギュレータ１０５，および論理回路（１１１）のような他の回路に電源を供給する。
【００４４】
ＶＤＣは、エネルギ受信回路（５０，５５，５９）のアンテナ５０上に誘導される第１ＲＦ信号の強度に応じて変動する。ＶＤＣが論理回路１１１の所定のパワー・オン・リセット・レベルよりも高い値に上昇した場合、論理回路１１はそれ自体をリセットする（ステップ２１０）。パワー・オン・リセット・レベルは、論理回路では既知の構造であり、電力が論理回路に印加されるときに論理回路がリセットされることを保証するものである。典型的に、パワー・オン・リセット・レベルは、約１．５ないし２ボルトにセットされる。
【００４５】
ヒステリシス回路１０７は連続的にＶＤＣを監視する。ヒステリシス回路１０７が、ＶＤＣが所定の高電圧よりも高いと判定したとき（ステップ２１５）、ヒステリシス回路１０７はヒステリシス高出力電圧を論理回路１１１に供給する。しかしながら、ヒステリシス回路１０７が、ＶＤＣは所定の高電圧より高くないと判定した場合（ステップ２１５）、ヒステリシス高電圧波供給されない。
【００４６】
ヒステリシス高出力電圧を受信したことに応答して、論理回路１１１は給電イネーブル信号を電力レギュレータ１０５に供給し、電力レギュレータ１０５をＯＮに切り替える（ステップ２２０）。電力レギュレータからの調整電圧が、圧力検出回路１１２および比較回路１１４を動作させる。圧力検出回路１１２は、圧力信号を比較器１１４に供給する。比較器１１４は、この圧力信号を所定の圧力信号と比較する。所定の圧力信号は、車両１０のタイヤ１６に対する所望の圧力を示す。比較器１１４は、圧力高出力信号または圧力低出力信号のいずれかを論理回路に１１１に供給する。論理回路１１１は、電力レギュレータ１０５がＯＮの間に比較器１１４から受信した信号をラッチする。これによって、信頼性のある圧力検出が行われたときに比較器１１４の出力から生成された信号のみを、論理回路１１１がラッチすることを保証する。
【００４７】
論理回路１１１は、給電イネーブル信号を受信したことに応答して、電力レギュレータ１０５を所定時間ＯＮに保持し（ステップ２２５）、その後、論理回路１１１は給電イネーブル信号を停止し、電力レギュレータ１０５をＯＦＦに切り替える（ステップ２３０）。あるいは、電力レギュレータ１０５がＯＮである間、論理回路１１１はヒステリシス回路１０７の出力を監視する。ヒステリシス低出力信号がヒステリシス回路１０７から供給されていると論理回路１１１が判定した場合（ステップ２３５）、ＶＤＣが所定の低電圧よりも低い値に低下したことを示し、論理回路１１１は給電イネーブル信号を停止し、電力レギュレータをＯＦＦに切り替える（ステップ２３０）。
【００４８】
論理回路１１１は、ＯＲゲート１０８を介して論理回路１１１に供給される第１ＲＦ信号によって駆動(clocked) されるカウンタを用いて、時間を追跡する。したがって、カウンタが所定の値までカウントした場合、所定時間が経過したことになる。電力レギュレータ１０５がＯＮに切り替えられる所定時間は２００ミリ秒であり、以下の式によって決定される。
【００４９】
【数１】
Ｔ＝Ｃ* Ｖ／Ｉ
ここで、
Ｃ：コンデンサ１０３の容量であり、２２０マイクロファラッド；
Ｖ：ヒステリシス回路１０７の動作のための所定の高電圧および所定の低電圧間
の電圧差であり、１ボルト；
Ｉ：圧力検出回路１１２および比較器１１４の電流消費であり、最大１ミリアンペアである。
【００５０】
プロセスのこの時点で、電力レギュレータ１０５をＯＦＦとし、比較器１１４は、圧力高出力信号または圧力低出力信号のいずれかを論理回路１１１に供給する。電力レギュレータ１０５がＯＦＦに切り替えられるとき、コンデンサ１０３は完全に充電されている。
【００５１】
次に、論理回路１１１はヒステリシス回路１０７の出力においてヒステリシス高出力信号を監視し、ヒステリシス回路１０７によって監視されているＶＤＣが所定の高電圧よりも高いか否かについて判定を行う（ステップ２５０）。
【００５２】
ＶＤＣが所定の高電圧よりも低い場合、論理回路１１１はヒステリシス回路１０７の出力を監視し続ける。しかしながら、ＶＤＣが所定の高電圧よりも高い場合、論理回路１１１はカウンタをリセットし、カウンタによって決定される所定の送信時間の間、ＲＦ送信回路１０９に送信イネーブル信号を供給する（ステップ２５５）。
【００５３】
圧力高出力信号が論理回路１１１によって比較器１１４の出力からラッチされた場合、論理回路１１１からＲＦ送信回路１０９にはキャリアは供給されない。したがって、ＲＦ送信回路１０９からはＲＦ信号は送信されない。
【００５４】
しかしながら、圧力低出力信号が論理回路１１１によって比較器１１４の出力からラッチされた場合、第２ＲＦ信号および送信イネーブル信号がＲＦ送信回路１０９に供給され、第２ＲＦ信号は、ＲＦ送信回路１０９の出力に結合されているアンテナ９１を通じて、カウンタによって決定される所定の送信時間の間送信される。
【００５５】
所定の送信時間が経過した後（ステップ２６０）、論理回路１１１は送信イネーブル信号を停止することによって、ＲＦ送信回路１０９をオフに切り替える（ステップ２６５）。
【００５６】
第１および第２ＲＦ信号は振幅変調信号である。第２ＲＦ信号は、第１ＲＦ信号をある整数で除算することによって、カウンタによって発生される。これは、論理回路を用いて得ることができる。
【００５７】
タイヤ圧力監視システムは、電圧レギュレータ１０５をＯＮにして圧力検出を行うことと、ＲＦ送信回路をＯＮにして検出されたタイヤ圧力のステータスを送信することを巡回的に行う。
【００５８】
以上のように、本発明の好適実施例のタイヤ圧力監視システムは、遠隔エネルギ送信回路および遠隔受信機に結合されたコントローラを利用し、各タイヤ内の遠隔ユニットを順次活性化させる。１対の遠隔エネルギ送信回路および遠隔受信機が各タイヤ専用に割り当てられているおり、しかも一度に１組の専用対のみが活性化されるので、識別のためにタイヤ内に複雑な回路を使用することを避けられるという利点がある。その結果、複雑な回路の必要性がないので、本発明は、簡素化され経済性を高めたタイヤ圧力監視システムを提供する。
【００５９】
加えて、タイヤ内に多数のエネルギ受信回路を使用しているので、タイヤの位置には無関係に、特に車両が停止中であっても、圧力監視システムは信頼性高い動作が可能である。
【００６０】
かくして、従来技術の問題を克服するか、あるいは少なくとも軽減したタイヤ圧力監視システムが提供された訳である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による、車両内のタイヤ圧力監視システムを示す構成図。
【図２】図１の車両の１つのタイヤにおけるタイヤ圧力監視システムのブロック回路構成図。
【図３】図２のシステムの一部を詳細に示す回路図。
【図４】１つのタイヤ内においてアンテナおよび車体上に装着したアンテナの相対的位置を示す図。
【図５】図１の車両監視システムの一部の動作を詳細に表すフローチャート。
【符号の説明】
１０ 車体
１１，１２，１３，１４ 遠隔ユニット
１６〜１９ タイヤ
２０，２５，２６，２７ 遠隔受信機
３０，３５，３６，３７ 遠隔エネルギ送信回路
３１ 発振器
３２ アンテナ
５０，５５，５９ エネルギ受信回路
５０ アンテナ
５９ 変換器
６０ コントローラ
６２ プロセッサ
６３ メモリ
６４ ディスプレイ
７０〜７３ 入力
７５〜７８ 出力
９０ 遠隔ユニット・コントローラ
９１ アンテナ
１０１ ツエナー・ダイオード
１０４ コンデンサ
１０５ 電力レギュレータ
１０７ ヒステリシス回路
１０８ ＯＲゲート
１０９ ＲＦ送信回路
１１１ 論理回路
１１２ 圧力検出回路
１１４ 比較回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ圧力監視システムに関し、更に特定すれば自動車両の運転者が当該車両上でタイヤの流体圧力を監視する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車両の安全運転に従来から必要とされている測定は、タイヤ圧力である。電子回路の使用により、各タイヤの圧力を測定し、連続して監視した圧力値を車両の運転者に提示することが可能である。
【０００３】
かかるシステムは、通常、自動車両上に装着したコントローラと、各タイヤ内に配置されタイヤ圧力を検出し、検出したタイヤ圧力をコントローラに伝送する遠隔回路とを含む。コントローラは、検出したタイヤ圧力を受信し、それを運転者に提示する。
【０００４】
車両の各タイヤ内の遠隔回路に給電ししかもこれと通信するには、かなりの困難が発生し得ることが認められよう。
【０００５】
これを達成する既知の方法に、各タイヤ内にバッテリを配置して遠隔回路に給電を行い、更に無線送信機を備え、無線周波数信号を用いて検出したタイヤの圧力を送信するというものがある。この方法は、Epic Technologies によって開発され、１９９５年１０月９日に発行されたEngineering News内の論文の５９ページに開示されている。しかしながら、この方法では、バッテリの交換が不便であり、加えて、高温高湿の下でバッテリが動作するために、バッテリ効率に悪影響を与える。
【０００６】
別の既知の方法に、各タイヤにトランスポンダ(transponder) を装着するというものがある。車両本体に、各タイヤに密接して装着されたオンボード・アンテナ(on-board antenna)が無線周波数（ＲＦ）信号を放射し、トランスポンダに十分な電力を供給し、コード化信号を送信させる。コード化信号は、オンボード・コントローラによって受信され、デコードされる。デコードされた情報は、車両のどのタイヤがこのデコードされた信号を送信したのかを識別し、当該タイヤ内で検出されたタイヤ圧力を示す。この方法は、Texas Instruments Inc.に譲渡された米国特許番号第５２３５８５０号に開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この方法はバッテリを用いる欠点を克服するが、この方法には、トランスポンダは、コード化信号の送信に先だって、識別情報やタイヤ圧力データをコード化するために複雑な回路を必要とするという欠点がある。その結果、各タイヤに必要とされる回路の複雑性のために、この方法を実施するのは不経済である。
【０００８】
加えて、オンボート・アンテナによって送信されるＲＦ信号の強度、およびオンボード・アンテナとタイヤ内のトランスポンダとの間の距離によっては、トランスポンダに供給する電力が変化する。その結果、トランスポンダによって送信される信号の強度も変化する可能性があり、トランスポンダの動作の信頼性に影響を及ぼす可能性がある。
【０００９】
車両が移動中の場合、タイヤ内で回転するトランスポンダは、信頼性の高いトランスポンダの動作を有するのに十分な期間にわたって、オンボード・アンテナの範囲内に位置することができる。しかしながら、車両が停止している場合、タイヤ内のトランスポンダの静止位置によっては、信号強度の変動のために、信頼性の低いトランスポンダの動作が行われる可能性がある。これがまた信頼性の低いタイヤ圧力の検出につながる。
【００１０】
したがって、本発明は、従来技術の上述の欠点を克服するか、あるいは少なくとも減らすことを意図するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
一態様において、本発明は複数のタイヤを有する車両用タイヤ圧力監視システムを提供する。このタイヤ圧力監視システムは複数の遠隔ユニットを含み、各々複数のタイヤの各々の中に装着され、第１無線周波数（ＲＦ）信号を受信し、タイヤ内の圧力を検出し、検出した圧力が所定の圧力よりも大きい場合第１ＲＦ信号とは異なる第２ＲＦ信号を送信する。また、対応する複数の遠隔エネルギ送信回路が車両に装着され、各々、複数の遠隔ユニットの１つと関連付けられ、活性化信号を受信する入力と、活性化信号の受信に応答して第１ＲＦ信号を送信するアンテナとを有する。更に、対応する複数の遠隔受信機が車両に装着され、各々、複数の遠隔エネルギ送信ユニットの１つと関連付けられ、第２ＲＦ信号を受信するアンテナと、第２ＲＦ信号が受信された場合出力信号を供給する出力とを有する。更に、コントローラが車両上に装着されており、各遠隔エネルギ送信回路の入力に結合され、各遠隔受信機の出力に結合されている。コントローラは、活性化信号を遠隔エネルギ送信回路の各々に順次送信するように構成され、所定時間が経過する前に出力信号が遠隔受信機の各々から受信されたか否かについて判定を行う。所定時間が経過した後に遠隔受信機の１つから出力信号が受信されない場合、コントローラは、複数のタイヤの少なくとも１つに圧力検出障害があることを示す信号を生成する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
これより図面を参照しながら本発明の一実施例について説明する。
【００１３】
図１は、車体（１０）上に装着され、出力７５ないし７８を有するコントローラ６０を示す。各出力は、遠隔エネルギ送信回路３０，３５，３６，３７にそれぞれ結合されている。遠隔エネルギ送信回路３０，３５，３６，３７は、各々、車両１０の各タイヤ１６ないし１９の位置に装着されている。また、コントローラ６０は入力７０ないし７３も有し、各々遠隔受信機２０，２５，２６，２７に結合されている。各遠隔受信機２０，２５，２６，２７は、車両１０の各タイヤ１６ないし１９の位置に装着されている。
【００１４】
車両１０の各タイヤ１６，１７，１８，１９内には、遠隔ユニット１１，１２，１３，１４が内蔵されている。各遠隔エネルギ送信回路３０，３５，３６，３７は、それぞれ、遠隔ユニット１１，１２，１３，１４の１つと関連付けられており、各遠隔受信機２０，２５，２６，２７は、それぞれ、遠隔エネルギ送信回路３０，３５，３６，３７の１つに関連付けられている。
【００１５】
したがって、タイヤ圧力監視システムを車両１０上に設置する場合、コントローラ６０の指定された入力および出力が、遠隔エネルギ送信回路３０，３５，３６，３７および関連する遠隔受信機２０，２５，２６，２７の対に各タイヤの位置で結合されることが重要である。
【００１６】
例えば、コントローラ６０の出力および入力が、１対の遠隔送信回路および関連する遠隔受信機に結合するように指定され、遠隔送信回路および関連する遠隔受信機の双方が、左前のタイヤ位置に装着される場合がある。このように予め指定することによって、コントローラ６０は、車両の左前のタイヤが監視されていることを正確に認識することができ、このために、コントローラ６０は、タイヤ圧力監視システムがそのタイヤにおいて障害を検出した場合、圧力検出障害が左前のタイヤにおいて検出されたという指示を、車両のドライバに与えることができる。 エネルギ送信回路３０，３５，３６，３７および遠隔受信機２０，２５，２６，２７は、ケーブルまたは配線によってコントローラ６０に結合されているが、データおよび／または電力を結合するには、あらゆる手段を採用することができる。
【００１７】
図２は、動作的に結合され、車両１０に装着されてタイヤ１６の圧力を監視する、エネルギ送信回路３０，遠隔ユニット１１，遠隔受信機２０，およびコントローラ６０を示す。エネルギ送信回路３０は、コントローラ６０の出力７５から活性化信号を受信するように結合された無線周波数（ＲＦ）発振器３１を含む。発振器３１は、アンテナ３２に結合された出力を有する。アンテナ３２は、発信器３１からの第１ＲＦ信号を受信し、この第１ＲＦ信号を送信する。ＲＦアンテナ３２は、タイヤ１６内の遠隔ユニット１１の方向に第１ＲＦ信号を送信するのを最適化するように、その形状が決められ、タイヤ１６に対して装着されている。エネルギ送信回路３０は、コントローラ６０によって活性化信号が停止するまで、第１ＲＦ信号を送信し続ける。
【００１８】
遠隔受信機２０は、同様にＬＣ同調回路２２に結合されているアンテナ２１を含む。アンテナ２１は第２ＲＦ信号を受信し、この第２ＲＦ信号をＬＣ同調回路２２に供給する。ＬＣ同調回路２２は主として第２ＲＦ信号をＲＦ増幅器２３に結合し、他の全ＲＦ信号を効果的に減衰する。ＲＦ増幅器２３は第２ＲＦ信号を増幅し、増幅した第２ＲＦ信号を復調器２４に供給する。ＲＦ増幅器２３からの第２ＲＦ信号を受信したことに応答して、復調器２４は出力信号をコントローラ６０の入力７０に供給する。この出力信号は、第２ＲＦ信号を受信したという指示をコントローラ６０に与える。
【００１９】
コントローラ６０は車両１０の車体上に装着され、データおよび実行可能なプログラムを格納するメモリ６３，ならびに出力７５ないし７８を含む。各出力は、それぞれ、遠隔エネルギ送信回路３０，３５，３６，３７の入力に結合されている。常に、コントローラ６０は出力７５ないし７８の１つからの活性化信号をエネルギ送信回路３０，３５，３６，３７の各１つに順次供給する。
【００２０】
また、コントローラ６０は、出力と同数の入力７０ないし７３も含む。入力７０ないし７３の各々は、出力７５ないし７８の１つと関連付けられており、遠隔受信機２０，２５，２６，２７の１つからの出力信号を受信するように結合されている。
【００２１】
加えて、コントローラ６０は、プロセッサ６２，メモリ６３，およびディスプレイ６４を含む。ディスプレイ６４は、プロセッサ６２からデータを受信するように結合された入力を有し、受信データを表示する。ディスプレイ６４は、車両１０上のタイヤのタイヤ圧力のステータスに関する指示をドライバに与える。プロセッサ６２は、メモリ６３，出力７５ないし７８，および入力７０ないし７３にも結合されている。
【００２２】
プロセッサ６２は、メモリ６３に格納されているプログラムを実行し、出力７５ないし７８の１つに順次活性化信号を供給させる。次に、プロセッサ６２は、出力信号を受信するために、関連する入力７０ないし７３を監視する。活性化信号を供給してから所定時間の後でも出力信号がプロセッサ６２によって受信されない場合、プロセッサ６２はデータをディスプレイ６４に供給し、車両１０の複数のタイヤの少なくとも１つにおいて、圧力検出障害があることを示す。しかしながら、活性化信号を供給してから出力信号を受信するまでの時間が所定時間よりも短い場合、プロセッサ６２は、車両１０の運転者には何も指示を出さない。遠隔ユニット１１は、タイヤ１６が装着されているリムに固着されており、エネルギ受信回路（５０，５５，５９），および遠隔ユニット・コントローラ９０に結合されたアンテナ９１を含む。エネルギ受信回路（５０，５５，５９）は、タイヤ１６内の環状経路に沿って装着する。エネルギ受信回路（５０，５５，５９）の各々は、第１ＲＦ信号を受信するためのアンテナ５０を含む。アンテナ５０は、第１ＲＦ信号を、ブリッジ整流器のような変換器５９に供給するように結合されている。変換器５９は第１ＲＦ信号を直流電圧（ＶＤＣ）に変換し、このＶＤＣを出力から供給する。
【００２３】
エネルギ送信回路３０のアンテナ３２および遠隔ユニット１１のアンテナ５０は、タイヤ１６内の遠隔ユニット１１に電力を供給するように機能する。これは、第１ＲＦ信号を送信するエネルギ送信回路３０，第１ＲＦ信号を受信する遠隔ユニット１１，および第１ＲＦ信号を整流しＶＣＤを生成する変換器５９によって達成される。ＶＤＣは、タイヤ１６内の遠隔ユニット・コントローラ９０への電源を形成する。
【００２４】
エネルギ受信回路（５０，５５，５９）は、タイヤ１６のリムの周りに配置され、エネルギ受信回路（５０，５５，５９）のエネルギ送信回路３０に対する位置がどこであっても、エネルギ受信回路（５０，５５，５９）が十分な電力を常に確実に受信し、遠隔ユニット・コントローラ９０の信頼性の高い動作を保証する。
【００２５】
エネルギ受信回路（５０，５５，５９）のタイヤ１６内の配置は、エネルギ受信回路（５０，５５，５９）の少なくとも１つが有利に第１ＲＦ信号を受信し、十分な電力を遠隔ユニット・コントローラ９０に供給することにより、車両１０が停止している場合にも遠隔ユニット・コントローラ９０の確実な動作を保証するように行われる。
【００２６】
加えて、各エネルギ受信回路（５０，５５，５９）は図面ではＡと印されている出力を有する。この出力は遠隔ユニット１１の入力に結合されている。この結合は、第１ＲＦ信号を遠隔ユニット・コントローラ９０に供給する。遠隔コントローラ９０は第１ＲＦ信号をクロック信号として用い、遠隔ユニット・コントローラ９０の内部回路の適正な動作を保証し、タイヤ内に別個のクロック回路を設ける必要性や、この別個のクロック回路に電力を供給する追加の必要性を回避するという利点がある。
【００２７】
図３は遠隔ユニット・コントローラ９０を示す。遠隔ユニット・コントローラ９０は、電力レギュレータ１０５，ヒステリシス回路１０７，圧力検出回路１１２，比較回路１１４，ＯＲゲート１０８，ＲＦ送信回路１０９および論理回路１１１を含む。
【００２８】
電力レギュレータ１０５は、エネルギ受信回路（５０，５５，５９）の出力からＶＤＣを受信するように結合され、給電イネーブル信号を受信する入力と、給電イネーブル信号を受信した場合、調整電圧を供給する出力とを有する。
【００２９】
ヒステリシス回路１０７は、エネルギ受信回路（５０，５５，５９）の出力からＶＣＤを受信する入力を有する。また、ヒステリシス回路１０７は、ＶＤＣが所定の高電圧よりも高い場合に、ヒステリシス高出力信号を供給する出力を有し、ＶＤＣが所定の低電圧よりも低い場合、この出力からヒステリシス低出力信号を供給する。
【００３０】
圧力検出回路１１２は、電力レギュレータ１０５の出力から調整電圧を受信するように結合された入力を有する。圧力検出回路１１２は、タイヤ内の圧力を検出する圧力センサを含み、検出された圧力を示す圧力信号を発生する。加えて、圧力検出回路１１２は、圧力信号を供給する出力も有する。
【００３１】
圧力検出回路１１２は調整電源を必要とし、信頼性の高い圧力検出を行うように動作する際比較的高い電流を引き出す。信頼性の高い圧力検出を保証し、電力を保存するために、切替可能な電力レギュレータ１０５は、圧力検出を必要とする場合にのみオンにする。
【００３２】
比較回路１１４は、電力レギュレータ１０５からの調整電力、および圧力検出回路１１２からの圧力信号を受信するように結合されている。比較器１１４は、この圧力信号を所定の圧力信号と比較し、圧力信号が所定の圧力信号よりも大きい場合、圧力高出力信号を出力から供給する。また、比較器１１４は、圧力信号が所定の圧力信号よりも小さい場合、圧力低出力信号を出力から供給する。
【００３３】
ＯＲゲート１０８は多数の入力を有し、各入力はエネルギ受信回路（５０，５５，５９）の１つの出力に結合され、エネルギ受信回路（５０，５５，５９）から第１ＲＦ信号を受信し、受信した第１ＲＦ信号を出力から供給する。
【００３４】
ＲＦ送信回路１０９は、論理回路１１１から第２ＲＦ信号および送信イネーブル信号を受信するように結合されている。ＲＦ送信回路１０９は、アンテナ９１に結合され、送信イネーブル信号の受信時に、第２ＲＦ信号をアンテナに供給する。アンテナ９１は、送信イネーブル信号がＲＦ送信回路１０９に供給されている限り、第２ＲＦ信号を送信する。
【００３５】
論理回路１１１は、エネルギ受信回路（５０，５５，５９）の出力から電圧を受信するように結合され、ＯＲゲート１０８の出力から第１ＲＦ信号を受信するように結合され、ヒステリシス回路１０７および比較回路１１４の出力に結合され、給電イネーブル信号を電力レギュレータ１０５に供給するように結合され、第２ＲＦ信号および送信イネーブル信号をＲＦ送信回路１０９に供給するように結合されている。
【００３６】
論理回路１１１は、ヒステリシス回路１０７からのヒステリシス高出力信号を受信したことに応答して、給電イネーブル信号を電力レギュレータ１０５に供給する。また、論理回路１１１は、比較回路１１４からの圧力高出力信号を受信したことに応答して、送信イネーブル信号をＲＦ送信回路１０９に供給する。
【００３７】
ツエナー・ダイオード１０１がＶＤＣ電源に結合され、遠隔ユニット・コントローラ９０内の回路を過剰電圧から保護する。コンデンサ１０３がＶＤＣ電源に結合され、ＶＤＣ電源の蓄積および濾波を行う。
【００３８】
図４は、アンテナ３２および発振器３１を含む、エネルギ送信回路３０の相対的な配列および配向(orientation) を示す。アンテナ５０を含むエネルギ受信回路も含まれている。
【００３９】
図５は、遠隔ユニット・コントローラ９０の動作をフローチャートで示す。例示のために、車両１０上のタイヤ１６に関連するエネルギ送信回路３０，遠隔ユニット１１および遠隔受信機２０について説明する。しかしながら、これより説明するステップは、車両１０の他のタイヤ１７，１８，１９にも等しく適用されることは理解されよう。
【００４０】
ステップ２０５において、車両エンジンを起動し、プロセッサ６２は順次出力７５ないし７８を通じてエネルギ送信回路３０，３５，３６，３７の１つを活性化する。プロセッサ６２が活性化信号をエネルギ送信回路３０に供給した場合、エネルギ送信回路３０は１２５キロヘルツ（Ｋｈｚ）のＲＦ信号を発生する。エネルギ送信回路３０のアンテナ３２は、変圧器の一次コイルと同様の機能を果たす。
【００４１】
第１ＲＦ信号がエネルギ受信回路（５０，５５，５９）の１つ以上に受信されたとき、エネルギ受信回路５０のアンテナは、変圧器の二次コイルと同様の機能を果たす。
【００４２】
ＬＣ同調回路を形成するコンデンサ５５を同調させることによって、エネルギ受信回路３０のアンテナ５０に第１ＲＦ信号を確実に誘導させることが可能である。アンテナ５０に誘導された第１ＲＦ信号は、次に、全ブリッジ整流器５９によって整流され、ＶＤＣを生成する。ＶＤＣは遠隔ユニット・コントローラ９０に供給される。
【００４３】
遠隔ユニット・コントローラ９０では、ＶＤＣはコンデンサ１０３を充電し、ＯＲゲート１０８，ＲＦ送信回路１０９，ヒステリシス・スイッチ１０７，レギュレータ１０５，および論理回路（１１１）のような他の回路に電源を供給する。
【００４４】
ＶＤＣは、エネルギ受信回路（５０，５５，５９）のアンテナ５０上に誘導される第１ＲＦ信号の強度に応じて変動する。ＶＤＣが論理回路１１１の所定のパワー・オン・リセット・レベルよりも高い値に上昇した場合、論理回路１１はそれ自体をリセットする（ステップ２１０）。パワー・オン・リセット・レベルは、論理回路では既知の構造であり、電力が論理回路に印加されるときに論理回路がリセットされることを保証するものである。典型的に、パワー・オン・リセット・レベルは、約１．５ないし２ボルトにセットされる。
【００４５】
ヒステリシス回路１０７は連続的にＶＤＣを監視する。ヒステリシス回路１０７が、ＶＤＣが所定の高電圧よりも高いと判定したとき（ステップ２１５）、ヒステリシス回路１０７はヒステリシス高出力電圧を論理回路１１１に供給する。しかしながら、ヒステリシス回路１０７が、ＶＤＣは所定の高電圧より高くないと判定した場合（ステップ２１５）、ヒステリシス高電圧波供給されない。
【００４６】
ヒステリシス高出力電圧を受信したことに応答して、論理回路１１１は給電イネーブル信号を電力レギュレータ１０５に供給し、電力レギュレータ１０５をＯＮに切り替える（ステップ２２０）。電力レギュレータからの調整電圧が、圧力検出回路１１２および比較回路１１４を動作させる。圧力検出回路１１２は、圧力信号を比較器１１４に供給する。比較器１１４は、この圧力信号を所定の圧力信号と比較する。所定の圧力信号は、車両１０のタイヤ１６に対する所望の圧力を示す。比較器１１４は、圧力高出力信号または圧力低出力信号のいずれかを論理回路に１１１に供給する。論理回路１１１は、電力レギュレータ１０５がＯＮの間に比較器１１４から受信した信号をラッチする。これによって、信頼性のある圧力検出が行われたときに比較器１１４の出力から生成された信号のみを、論理回路１１１がラッチすることを保証する。
【００４７】
論理回路１１１は、給電イネーブル信号を受信したことに応答して、電力レギュレータ１０５を所定時間ＯＮに保持し（ステップ２２５）、その後、論理回路１１１は給電イネーブル信号を停止し、電力レギュレータ１０５をＯＦＦに切り替える（ステップ２３０）。あるいは、電力レギュレータ１０５がＯＮである間、論理回路１１１はヒステリシス回路１０７の出力を監視する。ヒステリシス低出力信号がヒステリシス回路１０７から供給されていると論理回路１１１が判定した場合（ステップ２３５）、ＶＤＣが所定の低電圧よりも低い値に低下したことを示し、論理回路１１１は給電イネーブル信号を停止し、電力レギュレータをＯＦＦに切り替える（ステップ２３０）。
【００４８】
論理回路１１１は、ＯＲゲート１０８を介して論理回路１１１に供給される第１ＲＦ信号によって駆動(clocked) されるカウンタを用いて、時間を追跡する。したがって、カウンタが所定の値までカウントした場合、所定時間が経過したことになる。電力レギュレータ１０５がＯＮに切り替えられる所定時間は２００ミリ秒であり、以下の式によって決定される。
【００４９】
【数１】
Ｔ＝Ｃ* Ｖ／Ｉ
ここで、
Ｃ：コンデンサ１０３の容量であり、２２０マイクロファラッド；
Ｖ：ヒステリシス回路１０７の動作のための所定の高電圧および所定の低電圧間
の電圧差であり、１ボルト；
Ｉ：圧力検出回路１１２および比較器１１４の電流消費であり、最大１ミリアンペアである。
【００５０】
プロセスのこの時点で、電力レギュレータ１０５をＯＦＦとし、比較器１１４は、圧力高出力信号または圧力低出力信号のいずれかを論理回路１１１に供給する。電力レギュレータ１０５がＯＦＦに切り替えられるとき、コンデンサ１０３は完全に充電されている。
【００５１】
次に、論理回路１１１はヒステリシス回路１０７の出力においてヒステリシス高出力信号を監視し、ヒステリシス回路１０７によって監視されているＶＤＣが所定の高電圧よりも高いか否かについて判定を行う（ステップ２５０）。
【００５２】
ＶＤＣが所定の高電圧よりも低い場合、論理回路１１１はヒステリシス回路１０７の出力を監視し続ける。しかしながら、ＶＤＣが所定の高電圧よりも高い場合、論理回路１１１はカウンタをリセットし、カウンタによって決定される所定の送信時間の間、ＲＦ送信回路１０９に送信イネーブル信号を供給する（ステップ２５５）。
【００５３】
圧力高出力信号が論理回路１１１によって比較器１１４の出力からラッチされた場合、論理回路１１１からＲＦ送信回路１０９にはキャリアは供給されない。したがって、ＲＦ送信回路１０９からはＲＦ信号は送信されない。
【００５４】
しかしながら、圧力低出力信号が論理回路１１１によって比較器１１４の出力からラッチされた場合、第２ＲＦ信号および送信イネーブル信号がＲＦ送信回路１０９に供給され、第２ＲＦ信号は、ＲＦ送信回路１０９の出力に結合されているアンテナ９１を通じて、カウンタによって決定される所定の送信時間の間送信される。
【００５５】
所定の送信時間が経過した後（ステップ２６０）、論理回路１１１は送信イネーブル信号を停止することによって、ＲＦ送信回路１０９をオフに切り替える（ステップ２６５）。
【００５６】
第１および第２ＲＦ信号は振幅変調信号である。第２ＲＦ信号は、第１ＲＦ信号をある整数で除算することによって、カウンタによって発生される。これは、論理回路を用いて得ることができる。
【００５７】
タイヤ圧力監視システムは、電圧レギュレータ１０５をＯＮにして圧力検出を行うことと、ＲＦ送信回路をＯＮにして検出されたタイヤ圧力のステータスを送信することを巡回的に行う。
【００５８】
以上のように、本発明の好適実施例のタイヤ圧力監視システムは、遠隔エネルギ送信回路および遠隔受信機に結合されたコントローラを利用し、各タイヤ内の遠隔ユニットを順次活性化させる。１対の遠隔エネルギ送信回路および遠隔受信機が各タイヤ専用に割り当てられているおり、しかも一度に１組の専用対のみが活性化されるので、識別のためにタイヤ内に複雑な回路を使用することを避けられるという利点がある。その結果、複雑な回路の必要性がないので、本発明は、簡素化され経済性を高めたタイヤ圧力監視システムを提供する。
【００５９】
加えて、タイヤ内に多数のエネルギ受信回路を使用しているので、タイヤの位置には無関係に、特に車両が停止中であっても、圧力監視システムは信頼性高い動作が可能である。
【００６０】
かくして、従来技術の問題を克服するか、あるいは少なくとも軽減したタイヤ圧力監視システムが提供された訳である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による、車両内のタイヤ圧力監視システムを示す構成図。
【図２】図１の車両の１つのタイヤにおけるタイヤ圧力監視システムのブロック回路構成図。
【図３】図２のシステムの一部を詳細に示す回路図。
【図４】１つのタイヤ内においてアンテナおよび車体上に装着したアンテナの相対的位置を示す図。
【図５】図１の車両監視システムの一部の動作を詳細に表すフローチャート。
【符号の説明】
１０ 車体
１１，１２，１３，１４ 遠隔ユニット
１６〜１９ タイヤ
２０，２５，２６，２７ 遠隔受信機
３０，３５，３６，３７ 遠隔エネルギ送信回路
３１ 発振器
３２ アンテナ
５０，５５，５９ エネルギ受信回路
５０ アンテナ
５９ 変換器
６０ コントローラ
６２ プロセッサ
６３ メモリ
６４ ディスプレイ
７０〜７３ 入力
７５〜７８ 出力
９０ 遠隔ユニット・コントローラ
９１ アンテナ
１０１ ツエナー・ダイオード
１０４ コンデンサ
１０５ 電力レギュレータ
１０７ ヒステリシス回路
１０８ ＯＲゲート
１０９ ＲＦ送信回路
１１１ 論理回路
１１２ 圧力検出回路
１１４ 比較回路
Claims (7)
- 複数のタイヤを有する車両用タイヤ圧力監視システムであって、
複数の遠隔ユニットを備え、
各遠隔ユニットが、前記複数のタイヤの各々の中に装着され、第１無線周波数（ＲＦ）信号を受信し、前記タイヤ内の圧力を検出し、検出した圧力が所定の圧力よりも大きい場合前記第１ＲＦ信号とは異なる第２ＲＦ信号を送信し、
各遠隔ユニットが、前記タイヤ内の環状経路に沿って装着された複数のエネルギ受信回路を有し、
各エネルギ受信回路が、第１のＲＦ信号を受信するアンテナを有し、
前記タイヤ圧力監視システムは更に、
前記車両上に装着された対応する複数の遠隔エネルギ送信回路であって、各遠隔エネルギ送信回路が、前記複数の遠隔ユニットの１つと関連付けられ、及び活性化信号を受信する入力と、前記活性化信号の受信に応答して前記第１ＲＦ信号を送信するアンテナとを有する、前記複数の遠隔エネルギ送信回路と、
前記車両上に装着された対応する複数の遠隔受信機であって、各遠隔受信機が、前記複数の遠隔エネルギ送信回路の１つと関連付けられ、及び前記第２ＲＦ信号を受信するアンテナと、前記第２ＲＦ信号が受信された場合出力信号を供給する出力とを有する、前記複数の遠隔受信機と、
前記車両上に装着され、前記遠隔エネルギ送信回路の各々の入力に結合され、且つ前記遠隔受信機の各々の出力に結合されたコントローラであって、前記活性化信号を前記遠隔エネルギ送信回路の各々に順次送信するように構成され、所定時間が経過する前に前記出力信号が前記遠隔受信機の各々から受信されたか否かについて判定を行うコントローラと、を備え、
前記所定時間が経過した後に前記遠隔受信機の１つから前記出力信号が受信されない場合、前記コントローラは、前記複数のタイヤの少なくとも１つに圧力検出障害があることを示す信号を生成する
ことを特徴とするタイヤ圧力監視システム。 - 各遠隔ユニットは、
各エネルギ受信回路が前記第１ＲＦ信号を電圧に変換する変換器及び前記電圧を供給する出力を有する、前記複数のエネルギ受信回路と、
前記複数のエネルギ受信回路の出力から前記電圧を受信するように結合された電力調整手段であって、給電イネーブル信号を受信するように結合され、前記給電イネーブル信号を受信しているとき調整電圧を供給する電力調整手段と、
前記複数のエネルギ受信回路の出力から前記電圧を受信するように結合されたヒステリシス回路であって、前記複数のエネルギ受信回路の出力からの前記電圧が所定の高電圧よりも高い場合ヒステリシス高出力信号を供給し、前記複数のエネルギ受信回路の出力からの前記電圧が所定の低電圧よりも低い場合ヒステリシス低出力信号を供給する出力を有するヒステリシス回路と、
前記電力調整手段の出力から前記調整電圧を受信するように結合された圧力検出回路であって、圧力を検出し、検出圧力を示す圧力信号を発生する圧力センサと、前記圧力信号を供給する出力とを有する圧力検出回路と、
前記調整電圧及び前記圧力検出回路からの前記圧力信号を受信するように結合された比較回路であって、前記圧力信号を所定の圧力信号と比較する比較器と、前記圧力信号が前記所定の圧力信号よりも大きい場合圧力高出力信号を供給し、前記圧力信号が前記所定の圧力信号よりも小さい場合圧力低出力信号を供給する出力とを有する比較回路と、
各入力が前記複数のエネルギ受信回路のうちの１つのエネルギ受信回路の出力に結合された対応する複数の入力と出力とを有する結合手段であって、前記複数の入力で受信された複数の前記第１ＲＦ信号について論理和演算を行って当該論理和演算された第１ＲＦ信号を自身の前記出力に与える結合手段と、
前記第２ＲＦ信号及び送信イネーブル信号を受信するように結合されたＲＦ送信回路であって、前記送信イネーブル信号の受信時に前記第２ＲＦ信号を送信するアンテナを有するＲＦ送信回路と、
前記複数のエネルギ受信回路の出力から前記電圧を受信するように結合され、前記結合手段の出力から前記論理和演算された第１ＲＦ信号を受信するように結合され、前記ヒステリシス回路及び前記比較回路の出力に結合され、前記給電イネーブル信号を前記電力調整手段に供給するように結合され、前記第２ＲＦ信号及び送信イネーブル信号を供給するように結合された論理回路と、を備え、
前記論理回路は、前記ヒステリシス回路から前記ヒステリシス高出力信号を受信したことに応答して、前記給電イネーブル信号を供給し、
前記論理回路は、前記比較回路から前記圧力高出力信号を受信したことに応答して、前記送信イネーブル信号を供給し、
前記論理回路は、前記結合手段からの前記論理和演算された第１ＲＦ信号を用いて所定時間の経過を計り、当該所定時間の経過後に前記給電イネーブル信号を停止する
ことを特徴とする請求項１記載のタイヤ監視システム。 - 前記コントローラは、
データ及び実行可能なプログラムを格納するメモリと、
各出力が前記複数の遠隔エネルギ送信回路のうちの１つの遠隔エネルギ送信回路の入力に結合されて前記活性化信号を当該入力に供給する、複数の出力と、
各入力が前記複数の遠隔受信機のうちの１つ遠隔受信機の出力に結合されて前記出力信号を当該出力から受信する、複数の入力と、
データを受信するように結合された入力を有し、受信したデータを表示するディスプレイと、
前記メモリ、前記複数の出力、前記複数の入力、及び前記ディスプレイの入力に結合されたプロセッサであって、前記メモリ内のプログラムを実行し、前記複数の入力の１つに順次前記活性化信号を供給させ、前記複数の入力において前記出力信号の受信を監視し、前記活性化信号を供給してから所定時間後に出力信号が受信されない場合前記ディスプレイにデータを供給して前記複数のタイヤの少なくとも１つに圧力検出障害があることを示すプロセッサと
を備えることを特徴とする請求項１記載のタイヤ圧力監視システム。 - 各遠隔受信機が、
前記アンテナに結合された入力、及び出力を有する周波数選択回路であって、主として前記第２ＲＦ信号を前記入力から前記出力に結合するように構成された周波数選択回路と、
前記周波数選択回路の出力から前記第２ＲＦ信号を受信するように結合されたＲＦ増幅器であって、増幅された第２ＲＦ信号を供給するように結合されたＲＦ増幅器と、
前記ＲＦ増幅器から前記増幅された第２ＲＦ信号を受信し、前記増幅された第２ＲＦ信号を復調して前記出力信号を生成するように結合された復調器であって、前記出力信号を供給するように結合された復調器と
を備えることを特徴とする請求項１記載のタイヤ圧力監視システム。 - 各遠隔エネルギ送信回路が、前記入力に結合されて前記活性化信号を受信するＲＦ信号発生器であって、前記活性化信号を受信したことに応答して前記第１ＲＦ信号を発生し、前記アンテナに結合されて前記第１ＲＦ信号を当該アンテナに供給するＲＦ信号発生器を含むことを特徴とする請求項１記載のタイヤ圧力監視システム。
- 前記変換器がブリッジ整流器から成ることを特徴とする請求項２記載のタイヤ圧力監視システム。
- 前記結合手段がＯＲ論理ゲートから成ることを特徴とする請求項２記載のタイヤ圧力監視システム。
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