JP4175307B2 - タイヤ空気圧検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤが取り付けられた車輪に圧力センサが備えられた送信機を直接取り付け、その圧力センサからの検出信号を送信機から送信し、車体側に取り付けられた受信機によって受信することで、タイヤ空気圧の検出を行うダイレクト式のタイヤ空気圧検出装置に関するものである。

従来より、タイヤ空気圧検出装置としてダイレクト式のものがある。このタイプのタイヤ空気圧検出装置では、タイヤが取り付けられた車輪側に、圧力センサ等のセンシング部が備えられた送信機が直接取り付けられ、車体側には、各車輪ごとに設置されたアンテナを有する受信機が備えられている。

そして、センサからの検出信号を示す電波（以下、タイヤ空気圧情報の電波という）が送信機から送信されると、アンテナを介して受信機にその電波が受信され、タイヤ空気圧の検出が行われるようになっている。

このダイレクト式のタイヤ空気圧検出装置では、４つの車輪それぞれに取り付けられた送信機からのタイヤ空気圧情報の電波を１つの受信機で受信するため、複数の電波が同タイミングに重なり合うと、どの車輪に取り付けられた送信機からのものか判別できなくなる。

このため、受信機側から、各アンテナを介して各車輪の送信機に向けてトリガー信号を送ると、各送信機から、トリガー信号を受け取った時から異なるタイミングでタイヤ空気圧情報の電波が送信されるようにしている。これにより、各送信機から所定の時間間隔を持って、重ならないタイミングでタイヤ空気圧情報の電波が送信される。したがって、受信機で、どの送信機から送信されたタイヤ空気圧情報の電波かを判別することが可能となり、各車輪のタイヤ空気圧を正確に検出することが可能となる。

しかしながら、このようにトリガー信号を用いる場合にも、各タイヤが近接して配置されるような場合には、複数の送信機から同じタイミングでタイヤ空気圧情報の電波が送信される可能性がある。

例えば、スペアタイヤは、一般的にトランク内などに収容されるが、後輪に対応して配置されるアンテナの近くに位置することになる。このため、後輪に対応して配置されたアンテナからトリガー信号を送ると、そのトリガー信号に反応して、後輪に備えられた送信機だけでなく、スペアタイヤに備えられた送信機からもタイヤ空気圧情報の電波が送信される場合がある。このような場合、その電波が後輪に備えられた送信機からのものなのか、スペアタイアに備えられた送信機からのものなのか、判別することができなくなる。

そこで、従来では、スペアタイヤ判別のための処理を実行し、少なくとも通常の速度で車輪が一回転する間タイヤ情報を出し続けることで電波の受信状態を調べ、受信状態が車輪の回転に伴って変化する場合には、走行車輪となっている後輪に備えられた送信機からの電波、変化しない場合には、走行車輪となっていないスペアタイヤに備えられた送信機からの電波と判別することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３０６０１７号公報

しかしながら、上記特許文献１のように受信状態でスペアタイヤを判別する場合には、少なくとも通常の速度で車輪が一回転する間タイヤ情報を出し続けなければならないため、以下の問題がある。

例えば、通常の速度を６０ｋｍ／ｈと想定すると、車輪が一回転するのに約０．１秒間かかることになる。このような長時間、送信機から電波を送信させなければならない場合、送信機に備えられる電池寿命が低下してしまう。

また、スペアタイヤ判別のためのみに、車輪が１回転する時間以上、判別用信号が送信されるようにするためには、そのための装置、機能が必要になり、送信機の構造の複雑化、引いてはコスト高を招くことになる。

本発明は上記点に鑑みて、送信機に備えられる電池寿命の低下を防止しつつ、スペアタイヤに備えられた送信機から送信された電波であることを判別できるようにすることを目的とする。

また、送信機の構造を複雑化させなくても、スペアタイヤに備えられた送信機から送信された電波であることを判別できるようにすることも目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、受信機（３）は、第２制御部（３２ｂ）から第２送受信部（３２ａ）およびアンテナ（３１）を通じて送信機（２）に向けてトリガー信号を出力する。また、車輪（５ａ〜５ｅ）それぞれに備えられた送信機（２）は、検出信号を送信フレームに格納し、第１送受信部（２２ｂ）を通じてトリガー信号を受け取ると、第２送受信部（２２ｂ）を通じて、それぞれ異なる送信タイミングで送信フレームを受信機（３）に向けて送信する。そして、受信機（３）に備えられた第２制御部（３２ｂ）は、トリガー信号を出力してから規定時間内に受信した送信フレームが１つであった場合には、通常のタイヤ空気圧検出モードを設定すると共に、送信フレームからその送信フレームを送信した送信機（２）が備えられた車輪（５ａ〜５ｅ）のタイヤ空気圧を検出し、受信した送信フレームが２つであった場合には、スペアタイヤ認識モードを設定すると共に、送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧変動が所定のしきい値を超えるか否かに基づいて、受信した２つの送信フレームが走行車輪（５ａ〜５ｄ）に備えられた送信機（２）から送信されたものか、スペアタイヤ（５ｅ）に備えられた送信機（２）から送信されたものかを判別することを特徴としている。

このように、送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧変動をチェックし、このＲＳＳＩ信号の電圧変動に基づいて、車輪（５ａ〜５ｄ）およびスペアタイヤ（５ｅ）のいずれから送られてきた送信フレームかを判別するようにしている。

このため、通常の速度で車輪が一回転する間タイヤ情報を出し続けなくても、車輪（５ａ〜５ｄ）およびスペアタイヤ（５ｅ）のいずれから送られてきた送信フレームかを判別することができる。したがって、長時間、送信機（２）から送信フレームを送信させなくても済むため、送信機（２）に備えられる電池寿命の低下を防止することが可能となる。

具体的には、請求項２に示されるように、受信機（３）に備えられた第２制御部（３２ｂ）は、送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧変動が所定のしきい値を超えた場合には、その送信フレームが走行車輪（５ａ〜５ｄ）に備えられた送信機（２）から送信されたものと判別し、所定のしきい値を超えない場合には、その送信フレームがスペアタイヤ（５ｅ）に備えられた送信機（２）から送信されたものと判別する。

請求項３に記載の発明では、受信機（３）に備えられた第２制御部（３２ｂ）は、受信した２つの送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧変動が共に所定のしきい値を超えない場合には、いずれか一方の電圧変動が所定のしきい値を超えるまで、所定の間隔でトリガー信号を送信機（２）に送り続けるようになっていることを特徴としている。

このようにすれば、仮に、１回の送信タイミングによって、受信した２つの送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧変動が共に所定のしきい値を超えなかったとしても、必ず、一方の送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧変動が所定のしきい値を超えるようにすることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態におけるタイヤ空気圧検出装置の全体構成を示すブロック図である。図１の紙面上方向が車両１の前方、紙面下方向が車両１の後方に一致する。この図を参照して、本実施形態におけるタイヤ空気圧検出装置について説明する。

図１に示されるように、タイヤ空気圧検出装置は、車両１に取り付けられるもので、送信機２、受信機３および警報部４を備えて構成されている。

図１に示されるように、送信機２は、車両１における走行車輪となる各車輪５ａ〜５ｄおよび非走行車輪となるスペアタイヤ５ｅに取り付けられるもので、車輪５ａ〜５ｄおよびスペアタイヤ５ｅにおけるタイヤ空気圧を検出すると共に、その検出結果を示す検出信号のデータを送信フレーム内に格納して送信するものである。また、受信機３は、車両１における車体６側に取り付けられるもので、送信機２から送信される送信フレームを受信すると共に、その中に格納された検出信号に基づいて各種処理や演算等を行うことでタイヤ空気圧を求めるものである。図２（ａ）、（ｂ）に、これら送信機２と受信機３のブロック構成を示す。

送信機２は、図２（ａ）に示されるように、送信機２は、センシング部２１、マイクロコンピュータ２２、アンテナ２３を備えた構成となっている。

センシング部２１は、例えばダイアフラム式の圧力センサや温度センサを備えた構成とされ、タイヤ空気圧に応じた検出信号や温度に応じた検出信号を出力するようになっている。

マイクロコンピュータ２２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のもので、制御部（第１制御部）２２ａや送受信部２２ｂなどを備え、ＲＯＭ内に記憶されたプログラムに従って、所定の処理を実行するようになっている。

制御部２２ａは、センシング部２１からの検出信号を受け取り、その信号を必要に応じて信号処理したのち、これを検出結果を示すデータとして、１つの送信フレーム内に格納する。その後、制御部２２ａは、受信機３から所定の時間間隔毎に送られてくるトリガー信号に反応して、トリガー信号が送られてきてから所定時間後に、送受信部２２ｂを通じて送信フレームを受信機３に向けて送信するようになっている。

この受信機３に送信フレームを送る処理は、上記プログラムに従って実行されるもので、トリガー信号が送られてきたから送信フレームを送信するまでの時間は、各送信機２それぞれで異なる長さに設定されている。このため、各送信機２からの送信フレームの送信タイミングは、異なったものとなる。

送受信部２２ｂは、アンテナ２３を通じて、受信機３から送られてくるトリガー信号を受信する入力部としての役割と、制御部２２ａから送られてきた送信フレームを受信機３に向けて送信する出力部としての機能とを果たすものである。

このように構成される送信機２は、例えば、各車輪５ａ〜５ｄおよびスペアタイヤ５ｅのホイールにおけるエア注入バルブに取り付けられ、センシング部２１がタイヤの内側に露出するように配置される。これにより、該当するタイヤ空気圧を検出し、各送信機２に備えられたアンテナ２３を通じて、所定周期毎（例えば、１分毎）の所定の送信タイミングで送信フレームを送信するようになっている。

受信機３は、アンテナ３１とアンテナ３１に同軸ケーブルを介して接続されたマイクロコンピュータ３２とを備えた構成となっている。

アンテナ３１は、タイヤの数、すなわち送信機２の数に対応した個数備えられている。各アンテナ３１は、車体６のうち各送信機２の位置と対応する場所に設置されており、例えば、各送信機２から所定間隔離れた位置において車体６に固定されている。

マイクロコンピュータ３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のもので、送受信部３２ａや制御部（第２制御部）３２ｂなどを備え、ＲＯＭ内に記憶されたプログラムに従って、所定の処理を実行するようになっている。

送受信部３２ａは、各アンテナ３１を通じて、制御部３２ｂから発せられるトリガー信号を送信する出力部としての役割と、受信された各送信機２からの送信フレームを入力し、その送信フレームを制御部３２ｂに送る入力部としての機能を果たすものである。

制御部３２ｂは、受信部３２ａから送られてきた送信フレームを受け取り、トリガー信号を発信してから規定時間内に受け取った送信フレームの数から、通常のタイヤ空気圧検出モードとスペアタイヤ認識モードとの切換えを行うようになっている。

まず、トリガー信号を発信してから規定時間内に受け取った送信フレームが１つであった場合には、その送信フレームを規定時間内に送信してくる特定の送信機２からのものであるものとして、制御部３２ｂは、通常のタイヤ空気圧検出モードを設定する。

この通常のタイヤ空気圧検出モードが設定された場合には、制御部３２ｂは、その送信フレームを受け取ったタイミングから、その送信フレームが車輪５ａ〜５ｄのいずれから送られてきたものかを特定する。

そして、制御部３２ｂは、受け取った送信フレームに格納された検出結果を示すデータに基づいて各種信号処理および演算等を行うことにより各車輪５ａ〜５ｄそれぞれのタイヤ空気圧を求めると共に、求めたタイヤ空気圧に応じた電気信号を警報部４に出力する。例えば、制御部３２ｂは、タイヤ空気圧が所定のしきい値を下回ったか否かを判定し、その判定結果に基づき、タイヤ空気圧の低下したことを示す信号を警報部４に出力するようになっている。

一方、制御部３２ｂは、同じタイミング、具体的にはトリガー信号を発信してから規定時間内に２つの送信フレームを受け取った場合には、スペアタイヤ認識モードを設定する。

このスペアタイヤ認識モードが設定された場合には、制御部３２ｂは、送信フレームを受信している間、送信フレームのＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）信号の電圧変化をチェックし、このＲＳＳＩ信号の電圧変化に基づいて、車輪５ａ〜５ｄおよびスペアタイヤ５ｅのいずれに設けられた送信機２から送信された送信フレームであるかを判別する。

具体的には、ＲＳＳＩ信号の電圧変化が、所定のしきい値よりも小さい場合にはスペアタイヤ５ｅに備えられた発信機２からの送信フレームと判別され、所定のしきい値よりも大きい場合には他の車輪５ａ〜５ｄに備えられた発信機２からの送信フレームと判別される。

すなわち、車輪５ａ〜５ｄに備えられた送信機２からの送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧は、車輪５ａ〜５ｄの回転に伴ってアンテナ３１と送信機２との位置関係が変わるために変動する。しかしながら、スペアタイヤ５ｅに備えられた送信機２のＲＳＳＩ信号の電圧は、スペアタイヤ５ｅが回転しないため、車両１の走行状態、例えば路面状態などに起因する変動以外には変動しない。

このため、車輪５ａ〜５ｄに備えられた送信機２からの送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧と比べて、スペアタイヤ５ｅに備えられた送信機２のＲＳＳＩ信号の電圧の方が変動が小さくなる。例えば、走行車輪である車輪５ａ〜５ｄに備えられた送信機２から送信された送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧の時間変化と、非走行車輪であるスペアタイア５ｅに備えられた送信機２から送信された送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧の時間変化は、それぞれ、図３（ａ）、（ｂ）のように表される。

したがって、上記のように、送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧の変動を所定のしきい値と比べることにより、車輪５ａ〜５ｄおよびスペアタイヤ５ｅのいずれに設けられた送信機２から送信された送信フレームであるかを判別することが可能となる。

このように、スペアタイヤ認識モードによって、スペアタイヤ５ｅに備えられた送信機２から送信された送信フレームを認識できるようになると、これ以降は、制御部３２ｂは、同じタイミングに２つの送信フレームを受け取っても、それを車輪５ａ〜５ｄに備えられた送信機２から送られてきたものとスペアタイヤ５ｅに備えられた送信機２から送られてきたものとに分別することが可能となる。このため、分別された送信フレームから、車輪５ａ〜５ｄおよびスペアタイヤ５ｅにおけるタイヤ空気圧を検出することが可能となる。

警報部４は、図１に示されるように、ドライバが視認可能な場所に配置され、例えば車両１におけるインストルメントパネル内に設置される警報ランプや警告表示器（ディスプレイ）、もしくは警報ブザーによって構成される。この警報部４は、例えば受信機３における制御部３２ｂからタイヤ空気圧の低下を示す信号が送られてくると、その旨を示す警報を行うことでドライバにタイヤ空気圧の低下を伝えるようになっている。以上のようにしてタイヤ空気圧検出装置が構成されている。

続いて、上記のように構成されるタイヤ空気圧検出装置の作動について説明する。上述したように、送信機２では、制御部２２ａに、センシング部２１からのタイヤ空気圧やタイヤ内の温度を示す検出信号が入力される。そして、その検出信号が必要に応じて信号処理されたのち、送信フレームに格納される。

次いで、受信機３から所定の時間間隔でトリガー信号が出力されると、そのトリガー信号を受けて、各送信機２は、異なる送信タイミングで送信フレームを送信する。

このように、送信機２から送信フレームが送信されると、それが受信機３のアンテナ３１にて受信され、受信部３２ａを通じて制御部３２ｂに入力される。このとき、制御部３２ｂは、同じタイミング、つまりトリガー信号を発信してから規定時間内に１つの送信フレームしか受け取らなかった場合には通常のタイヤ空気圧検出モードを設定し、２つの送信フレームを受け取った場合にはスペアタイヤ認識モードを設定する。

通常のタイヤ空気圧検出モードが設定されると、制御部３２ｂにおいて、送信フレームからタイヤ空気圧を示すデータおよびタイヤ内の温度を示すデータが抽出されたのち、温度を示すデータに基づいて必要に応じて温度補正がなされ、タイヤ空気圧が求められる。そして、スペアタイヤ認識モードが設定されると、ＲＳＳＩ信号の電圧変化に基づいて、車輪５ａ〜５ｄおよびスペアタイヤ５ｅのいずれに設けられた送信機２から送信された送信フレームであるかが判別される。

このようにして、送信フレームを送信した送信機２が特定されると、通常のタイヤ空気圧検出モードと同様に、車輪５ａ〜５ｄおよびスペアタイヤ５ｅのタイヤ空気圧が検出される。

そして、求められたタイヤ空気圧が所定のしきい値を下回っていると判定されれば、制御部３２ｂから警報部４にその旨を示す信号が出力され、警報部４にて警報が行われる。

以上説明したように、本実施形態では、送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧変動をチェックし、このＲＳＳＩ信号の電圧変動に基づいて、車輪５ａ〜５ｄおよびスペアタイヤ５ｅのいずれから送られてきた送信フレームかを判別するようにしている。

このため、通常の速度で車輪が一回転する間タイヤ情報を出し続けなくても、車輪５ａ〜５ｄおよびスペアタイヤ５ｅのいずれから送られてきた送信フレームかを判別することができる。したがって、長時間、送信機２から送信フレームを送信させなくても済むため、送信機２に備えられる電池寿命の低下を防止することが可能となる。

また、スペアタイヤ判別のためのみに、車輪が１回転する時間以上、判別用信号が送信されるようにする必要もないため、そのための装置、機能も必要にならず、送信機２の構造を複雑化させなくても良い。

（他の実施形態）
上記実施形態において、スペアタイヤ認識モードの際に、２つの送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧変動が所定のしきい値を超えない場合には、いずれか一方の電圧変動が所定のしきい値を超えるまで、所定の間隔でトリガー信号を送り続けるようにしても良い。このようにすれば、仮に、１回の送信タイミングによって、受信した２つの送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧変動が共に所定のしきい値を超えなかったとしても、必ず、一方の送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧変動が所定のしきい値を超えるようにすることができる。

なお、この場合にも、所定のしきい値を超えた方の送信フレームが、走行車輪となる車輪５ａ〜５ｄに備えられた送信機２から送信されたもので、所定のしきい値を超えていない方の送信フレームが、非走行車輪となるスペアタイヤ５ｅに備えられた送信機２から送信されたものと判別されることになる。

また、上記実施形態に示した送信機２、受信機３および警報部４の構成は単なる例であり、上記実施形態で示した形態以外のものであっても構わない。例えば、受信機３において、制御部３２ｂが外付けのものであっても構わない。

本発明の第１実施形態におけるタイヤ空気圧検出装置のブロック構成を示す図である。 図１に示されるタイヤ空気圧検出装置の送信機および受信機のブロック構成を示した図である。 （ａ）は、走行車輪に備えられた送信機から送信された送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧の時間変動を示す図であり、（ｂ）は、スペアタイヤに備えられた送信機から送信された送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧の時間変動を示す図である。

符号の説明

１…車両、２…送信機、３…受信機、４…警報部、５ａ〜５ｄ…車輪、５ｅ…スペアタイヤ、２１…センシング部、２２…マイクロコンピュータ、２２ａ…制御部（第１制御部）、２２ｂ…送信部、２３…送信アンテナ、３１…受信アンテナ、３２…マイクロコンピュータ、３２ａ…受信部、３２ｂ…制御部（第２制御部）。

Claims (3)

1. タイヤを備えた走行車輪（５ａ〜５ｄ）および非走行車輪となるスペアタイヤ（５ｅ）それぞれに備えられ、前記車輪（５ａ〜５ｅ）それぞれに備えられた前記タイヤの空気圧に応じた検出信号を出力するセンシング部（２１）と、前記センシング部（２１）の検出信号を信号処理をする第１制御部（２２ａ）と、前記第１制御部（２２ａ）にて信号処理された前記検出信号を送信する第１送受信部（２２ｂ）とを備えた送信機（２）と、
   車体（６）側に備えられ、前記検出信号を受信するアンテナ（３１）と、前記アンテナ（３１）を介して前記検出信号を受け取る第２送受信部（３２ａ）と、該検出信号に基づいて前記複数個の車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに備えられた前記タイヤの空気圧を求める第２制御部（３２ｂ）を備えた受信機（３）と、を備えたタイヤ空気圧検出装置であって、
   前記受信機（３）は、前記第２制御部（３２ｂ）から前記第２送受信部（３２ａ）および前記アンテナ（３１）を通じて前記送信機（２）に向けてトリガー信号を出力し、
   前記車輪（５ａ〜５ｅ）それぞれに備えられた前記送信機（２）は、前記検出信号を送信フレームに格納し、前記第１送受信部（２２ｂ）を通じて前記トリガー信号を受け取ると、前記第２送受信部（２２ｂ）を通じて、それぞれ異なる送信タイミングで前記送信フレームを前記受信機（３）に向けて送信するようになっており、
   前記受信機（３）に備えられた前記第２制御部（３２ｂ）は、前記トリガー信号を出力してから規定時間内に受信した前記送信フレームが１つであった場合には、通常のタイヤ空気圧検出モードを設定すると共に、前記送信フレームからその送信フレームを送信した前記送信機（２）が備えられた前記車輪（５ａ〜５ｅ）のタイヤ空気圧を検出し、受信した前記送信フレームが２つであった場合には、スペアタイヤ認識モードを設定すると共に、前記送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧変動が所定のしきい値を超えるか否かに基づいて、前記受信した２つの送信フレームが前記走行車輪（５ａ〜５ｄ）に備えられた前記送信機（２）から送信されたものか、前記スペアタイヤ（５ｅ）に備えられた前記送信機（２）から送信されたものかを判別するようになっていることを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。
2. 前記受信機（３）に備えられた前記第２制御部（３２ｂ）は、前記送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧変動が前記所定のしきい値を超えた場合には、その送信フレームが前記走行車輪（５ａ〜５ｄ）に備えられた前記送信機（２）から送信されたものと判別し、前記所定のしきい値を超えない場合には、その送信フレームが前記スペアタイヤ（５ｅ）に備えられた前記送信機（２）から送信されたものと判別するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧検出装置。
3. 前記受信機（３）に備えられた前記第２制御部（３２ｂ）は、前記受信した２つの前記送信フレームのＲＳＳＩ信号の電圧変動が共に前記所定のしきい値を超えない場合には、いずれか一方の電圧変動が所定のしきい値を超えるまで、所定の間隔で前記トリガー信号を前記送信機（２）に送り続けるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ空気圧検出装置。
   

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