JP4089673B2

JP4089673B2 - タイヤ情報検知装置

Info

Publication number: JP4089673B2
Application number: JP2004278022A
Authority: JP
Inventors: 加藤　　学; 英二藤岡
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2024-09-24
Also published as: JP2006092326A; US20070299578A1; WO2006033211A1

Description

本発明は、タイヤ情報検知装置に係わり、より詳細にはタイヤ内に配設された送信部から出力される信号が非接触で受信する受信部で安定的に受信することができるタイヤ情報検知装置に関する。

従来、タイヤ内に配設された発信部から出力される信号を、非接触で受信するタイヤ情報受信装置として、特許文献１に示されたものがある。この特許文献１の図２に示されたタイヤ情報受信装置では、タイヤホイール６のリム上に配設された送信部７に対し、受信部５がステー４１、４２に取り付けられ、ステー４１、４２はハブ１に固定されて、ステー４１、４２の先端部分に固定された受信部５がタイヤホイール６の内方で送信部７に近接できる構造となっていた。（特許文献１の図２、３参照）この特許文献１のタイヤ情報受信装置では、ステー４１、４２の他端部は、車両の固定側であるハブ１に固定し、いわゆるステー４１、４２による片持ち状態で受信部５を送信部７に近接する構造を用いていた。
特開平９−２４０２２８号公報

タイヤホイールに設けられたタイヤ情報検知装置の送信部から出力される空気圧等のタイヤ状態量の情報を、無線で受信するタイヤ情報検知装置において、受信感度を確保しつつ、低コストで実現するためには、受信装置の取付け位置・取付け方法を工夫する必要がある。またタイヤの空気圧情報と関連する車速情報も同時に取り扱うことも検討されている。

特許文献１で開示されたタイヤ情報検知装置の構成においては、タイヤ内に配置された送信部にて、タイヤ内の空気圧情報を無線にて送信し、車体側に配置された受信部にて、受信、復調する場合、受信部が車両に取り付けられる状態によっては、受信される信号が安定して得られない恐れがあった。

よって、本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、低コストでタイヤの空気圧等の情報を安定して受信できる受信部を有するとともに、車速情報も同時に処理することが可能なタイヤ情報検知装置を提供することを技術的課題とする。

上記の課題を解決するために講じた技術的手段は、導電性材料から成るハウジングに固定されて車輪の回転速度を検出する車輪速センサと、車輪速センサの筐体内に配置されてタイヤの空気圧情報を無線で受信する受信部と、受信部で受信された信号に応じた制御を行う制御部と、受信部は受信された信号に応じて新たな信号を生成する信号処理部を有し、受信部のＲＦ入力端子はハウジングに接続したタイヤ情報検知装置としたことである。

また、上記の課題を解決するために講じた第２の技術的手段は、受信部のＲＦ入力端子はコンデンサを介してハウジングに接続されることである。

そして、上記の課題を解決するために講じた第３の技術的手段は、受信部はＲＦ入力端子とは異なるＲＦ入力端子を有してアンテナが接続されて、ダイバーシティシステムをなしていることである。

請求項１に記載の発明によれば、受信部は車輪速センサの筐体内に配置され、受信された信号に応じて、新たな信号を生成する信号処理部を有する。たとえば、タイヤ情報検知装置では、車両の各輪のタイヤ内の情報が受信部に送られるので、個々に各輪のタイヤ情報を受信すれば、最低４つの受信部が必要となる。しかし、本願発明においては、信号処理部を有して、受信された信号を所定の周波数範囲のみ処理するなどして信号処理を行なえば、受信部でひとつの復調回路のみで４輪のタイヤ情報を信号処理することが可能である。また、さらに増幅された信号をミキサーなどで周波数変調すれば、制御部に伝送される信号のＳ／Ｎ比を悪化させないで済むので、同軸ケーブルを用いなくてもＳ／Ｎ比を確保できる。そして、さらに検波回路まで含めた信号処理を行なえば、より効果的なＳ／Ｎ比が確保できる。

さらに車輪速センサを固定する、車両のナックルアームに代表されるハウジングが、受信部のＲＦ入力端子と接続されているので、送信部の信号を受信するアンテナとして機能し、アンテナを配置しなくても送信された信号を確実に受信部で受信することができる。

請求項２に記載の発明によれば、受信部で受信された信号を信号処理する回路の電位と、ハウジングとの間に電位差が発生している場合、この電位差によって流れる電流によって、受信部内の回路が破損する恐れが生ずる。しかし、ハウジングと受信部のＲＦ入力端子との間はコンデンサを介して接続されるので、直流成分の電流の流れをカットし、回路を不要な電流から守ることが可能となる。

また更に、請求項３に記載の発明によれば、受信部を（空間）ダイバーシティシステムとして構成することにより、たとえば、タイヤの回転によって送信部と受信部のアンテナまたはハウジングの位置関係が変動するので、アンテナまたはハウジングが受信する電波の強度が変動した場合、より強い方の信号を選択することにより、受信部における安定した受信状態が可能となる。

以下、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は本実施例のタイヤ情報検知装置１を車両に取り付けた状態を示す模式図である。タイヤ情報検知装置１は、タイヤ内に内蔵される不図示の送信部と、車両本体側に車輪速センサ３と一体で取り付けられる受信部８から構成されている。タイヤ情報検知装置１は、車体側のナックルアームなどの金属製（導電性材料）のハウジング２に固定されており、車輪速センサ３に一体で内蔵されるタイヤ情報検知装置１の検出部４は、回転体５に対向して配置されている。車輪速センサ３は、サスペンションに支持されて、ディスクホイールを回転自在に支承する不図示の内ハブに配置されるロータが、ディスクホイールと一体で回転する際に変化する磁界を検出することで、ディスクホイールの回転数を検出する。

車輪速センサ３には、磁束密度の周期的な変化を検出するタイプのセンサが用いられ、回転体５は車輪速センサ３の検出部４を通る磁束密度が、回転体５の回転に従い周期的に変化するようになっている。図１では、タイヤ情報検知装置１がボルト６にてハウジング２に固定されているが、スナップイン等の固定方式であっても良い。

図２では、受信部８のＲＦ入力端子１１とハウジング２を導通させる手段からなる構成を説明する。この受信部８と制御部１０とはハーネス９で結線されている。車輪速センサ３の筐体とハウジング２との接合面には電極１３を設けられており、電極１３と受信部８のＲＦ入力端子１１が接続されている。このように接続されることにより、タイヤ情報検知装置１においては、ハウジング２は受信部８のアンテナとして機能するので、別途にアンテナを用意しなくても良い。図２では、タイヤ情報検知装置１の受信部８は、ＲＦ入力端子１１とハウジング２を交流的に導通させるように、受信部８のＲＦ入力端子１１は、電極１３と受信部８のＲＦ入力端子１１をコンデンサ１２を介して接続している。このとき図示のコンデンサによるインピーダンスの絶対値は、図２のＲＦ入力端子１１の入力インピーダンスの絶対値の１／１０以下であることが望ましい。受信部８では、ハウジング２からＲＦ入力端子に入力される信号を制御部に送るために、新たな信号を生成する。

図２の電極１３に代わりに、図３に示すように、受信部８のＲＦ入力端子１１は、ハウジング２との接合面に設けた電極金属ブッシュ１４と接続されてもよい。

なお図示していないが、受信部８のＲＦ入力端子１１より入力される信号は、整合回路、バンドパスフィルタ、およびアンプ等により受信部８で信号処理されて、復調回路に入力されることが望ましい。

本発明における一実施例の模式図を図４に示す。タイヤ情報検知装置１の固定方式および車輪速センサ３の検出部４は、図２と同じであるが、受信部８のＲＦ入力端子１１を１１ａおよび１１ｂの２系統以上とし、１系統（１１ａ）をハウジング２とコンデンサ１２を介して交流的に導通させ、他の系統（１１ｂ）に単数または複数の外部アンテナ１５、あるいは、単数または複数の内蔵アンテナを組み合わせ、内蔵と外部の双方のアンテナの組み合わせで接続してダイバシティとする。このような組み合わせによって、より確実な受信が可能となる。なお、図示していないが、受信部８のＲＦ入力端子１１より入力された信号は、整合回路、フィルタ、およびアンプ等により信号処理されて復調回路に入力されることが望ましい。

図５のように、タイヤ情報検知装置１は、車輪速センサ３検出部４を２線式にしたものでも適用可能である。図５では、車輪速センサ３の検出部４内に、ＭＲ素子やホール素子等磁束密度に応じた信号を出力する検出素子と、検出素子の出力の信号処理を行うＩＣを内蔵し、負電源に出力信号を重畳したタイプにしている。また、車輪速センサ３の検出部４は、コイルを用いるタイプでも良い。なお、コンデンサ１２を介したハウジング２との電気的な接続は、図２と同様ハウジング２との接合面に電極１３を設けても良い。さらに図３と同様に、受信部８のＧＮＤとハウジング２との接合面に設けた金属ブッシュ１４と直接電気的に接続し、ハウジング２と短絡しても良い。

図６に示すように、車輪速センサ３の検出部４にＭＲ素子やホール素子等磁束密度に応じた信号を出力する検出素子と、検出素子の出力の信号処理を行うＩＣを内蔵し、負電源に出力信号を重畳した２線タイプを用い、受信回路の出力を負電源に出力信号を重畳して正電源との２線式とすることにより受信回路と車輪速センサ３の検出部４の正電源を共有化でき、制御部１０とを接続するハーネスは３線で済ませることが可能となり、低コスト化が可能である。なお、車輪速センサ３の検出部４はコイルでも良い。

図７に示すタイヤ情報検知装置１では、図６で示した２線式の車輪速センサ３の検出部４および受信部８を用い、車輪速センサ３の出力は、回転体５の回転速度に比例した頻度でパルスを受信部８に出力し、受信部８はタイヤ空気圧等の情報をデジタル化してパルス列として出力し、各々の出力を信号処理部１７(信号重畳)に入力し、車輪速センサ３出力のパルス列をパルス形状（パルス電圧、パルス幅等）を変えて２種以上のパルス形状を用意し、そのパルス列をキャリアとして受信回路の出力を、車輪速センサ３出力に重畳し制御部１０に出力する。制御部１０では、信号処理部１６(信号分離)にて車輪速センサ３の出力と受信情報に分離して制御に用いる。以上のように、信号線を車輪速センサ３の検出部４と受信回路で共有することにより、正電源と負電源かつ信号線の２線で済み低コスト化が可能となる。なお、上記のように車輪速センサ３出力パルス形状を変えて無線受信回路出力を重畳してもよく、車輪速センサ３出力パルスとは異なるパルス形状（パルス電圧、パルス幅等）を用いて、車輪速センサ３出力のローレベルまたはハイレベルに無線受信回路の出力を挿入しても良い。

また、図８に示す実施例では、車輪速センサ３出力は、回転体５の回転速度に比例した頻度でパルスを出力し、受信部８は、送信部からのタイヤ空気圧等の情報を含む信号を受信し復調する。さらに別に、車輪速センサ３出力の周波数帯域より高い周波数のキャリアにて変調するか、または、車輪速センサ３の出力の周波数帯域より高い範囲で、受信部８内部のミキサと発振回路にて受信部８のアンテナで受信した信号のキャリア周波数を下げて出力し、車輪速センサ３出力に加算して制御部１０に送っても良い。制御部１０では、ローパスフィルタにより車輪速センサ３の出力を取り出し、ハイパスフィルタにより受信部８からのタイヤ
空気圧等の情報を信号処理部１６にて処理することにより、タイヤ空気圧当の情報を取り出すことができる。これにより図７同様電源と負電源かつ信号線の２線で済み、低コスト化が可能となるとともに、車輪速センサ３出力と受信部８および信号処理部１０の出力を周波数的に異なる帯域で出力することにより、加算・分離が容易となる。特に、アンテナで受信した信号を、発振回路とミキサにてキャリア周波数を下げて出力した場合、図７の実施例や図８の他の実施例に比べて回路が簡単になり低コスト化が可能となる。

タイヤ情報検知装置の構成を示すブロック図。タイヤ情報検知装置の別の構成を示すブロック図。タイヤ情報検知装置の別の構成を示すブロック図。タイヤ情報検知装置の別の構成を示すブロック図。タイヤ情報検知装置の別の構成を示すブロック図。タイヤ情報検知装置の別の構成を示すブロック図。タイヤ情報検知装置の別の構成を示すブロック図。タイヤ情報検知装置の別の構成を示すブロック図。

符号の説明

１タイヤ情報検知装置
２ハウジング
３車輪速センサ
８受信部
１０制御部
１１ＲＦ入力端子
１６信号処理部

Claims

導電性材料から成るハウジングに固定されて車輪の回転速度を検出する車輪速センサと、車輪速センサの筐体内に配置されてタイヤの空気圧情報を無線で受信する受信部と、受信部で受信された信号に応じた制御を行う制御部と、受信部は受信された信号に応じて新たな信号を生成する信号処理部を有し、受信部のＲＦ入力端子はハウジングに接続されることを特徴とするタイヤ情報検知装置。
前記受信部のＲＦ入力端子はコンデンサを介して前記ハウジングに接続されることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ情報検知装置。
前記受信部は前記ＲＦ入力端子とは異なるＲＦ入力端子を有してアンテナが接続されて、ダイバーシティシステムをなしていることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載のタイヤ情報検知装置。