JP4311333B2 - タイヤ空気圧検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ空気圧検出装置に関するものである。

従来、タイヤ空気圧検出装置の１つとして、双方向通信を行う直接式タイヤ空気圧検出装置がある。この装置は、タイヤおよびディスクホイールを備える車輪のディスクホイールに直接設けられ、圧力センサ等のセンサが備えられた車輪側送受信機と、車体側のホイールハウス等にそれぞれ設けられたアンテナおよび車体側送受信機とを備えている。

そして、この装置では、車体側送受信機から車輪側送受信機にトリガ信号を送信することで、車輪側送受信機から、上記したセンサによるセンシング情報を、車体側送受信機に送信している。このようにして、車体側送受信機で、タイヤ空気圧の検出が行われるようになっている。

また、上記したタイヤ空気圧検出装置では、１つの車体側アンテナおよび車体側送受信機から、複数の車輪側送受信機にトリガ信号を送信する場合、トリガ信号に応答輪を特定するコマンドを挿入していた。すなわち、トリガ信号にＩＤを含ませ、車輪側送受信機でＩＤ認証を行い、ＩＤが一致した車輪側送受信機のみに応答させていた。

上記したタイヤ空気圧検出装置では、トリガ信号を送信するトリガ器としてのアンテナを、トリガ信号が１輪のみに届くように、ホイールハウス等の各車輪に対応する位置に搭載していた。すなわち、上記した装置では、各車輪に対応するアンテナが必要となっていた。

しかしながら、装置の簡略化という観点では、アンテナは少ない方が好ましい。また、車輪数の多いトラック等では、各車輪に対応するアンテナを配置することは困難である。トラック等が有するいわゆるダブルタイヤのそれぞれのタイヤにのみ、トリガ信号を送信しようとしても、両方のタイヤにトリガ信号が送信されてしまうからである。

そこで、車体側送受信機におけるアンテナの数を減少させる方法が考えられる。すなわち、１つのアンテナから、複数の車輪に搭載された各送受信機に対して、同時に、トリガ波を送信する方法である。

しかし、各車輪側送受信機から車体側送受信機に対して同時に応答があった場合では、アンテナが１つであるため、混信してしまい、各車輪側送受信機からの応答を受信できないという問題が生じる。

なお、トリガ信号にＩＤを含ませる方法によれば、１つのアンテナから、複数の車輪に搭載された各送受信機に対して、同時に、トリガ信号を送信しても、各車輪側送受信機からの応答が混信することを回避できる。しかしながら、この方法では、タイヤローテーション等により、タイヤの位置が変更されると、輪の識別のためにＩＤを再登録する必要があり、そのための制御が複雑であるため好ましくない。

本発明は、上記点に鑑み、車体側の１つのアンテナから複数の車輪側送受信機に対して同時にトリガ信号を与えても、車体側送受信機と複数の車輪側送受信機との間での混信を回避することが可能であるタイヤ空気圧検出装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明では、タイヤ空気圧検出装置は、車輪側送受信機（２）と車体側送受信機（３）とを有している。

車輪側送受信機は、タイヤを備えた複数の車輪（５ａ〜５ｆ）それぞれに備えられ、複数の車輪（５ａ〜５ｆ）それぞれに備えられた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）、センシング部（２１）の検出信号を信号処理する第１制御部（２３ａ）、第１制御部（２３ａ）で処理された検出信号を送信すると共に、電力チャージ用の電波の受信を行う第１送受信部（２３ｂ）、電力チャージ用の電波によって電力チャージがされるチャージ部（２２）を備えている。

一方、 車体側送受信機は、車体（６）側に備えられ、電力チャージ用の電波を車輪側送受信機（２）に送信すると共に、検出信号を受信する送受信アンテナ（３１）および第２送受信部（３２ａ）、該検出信号に基づいて複数個の車輪（５ａ〜５ｆ）それぞれに備えられたタイヤの空気圧を求める第２制御部（３２ｂ）を備えている。また、車体側送受信機（３）は、複数の車輪（５ａ〜５ｆ）のうちの２つの車輪（５ａ、５ｂ）に対して、送受信アンテナ（３１）を１つずつ備えている。

そして、第１制御部（２３ａ）は、電力チャージが完了した場合に、２つの車輪（５ａ、５ｂ）のうちの他方に搭載されている車輪側送受信機（２）から応答信号が出力されているかを判定する判定手段（５３）と、判定手段（５３）で、出力されていないと判断されている場合にのみ、第１送受信部（２３ｂ）に対して、検出信号を送信するように指示する第１指示手段（５４）と、第１送受信部（２３ｂ）が検出信号を送信した場合に、その送信後から次の電力チャージ完了までの間と、その電力チャージ完了後の一定時間まで、第１送受信部（２３ｂ）に対して、検出信号を送信しないように指示する第２指示手段（５５）とを備えていることを特徴としている。

本発明は、いわゆるバッテリレスのタイヤ空気圧検出装置に関するものである。そして、本発明によれば、２つの車輪側送受信機のうちの一方が、センシング部の検出信号を一度送信したら、一定時間内は再電力チャージが完了しても送信しないので、その間に、他方がセンシング部の検出信号を送信することができる。

これにより、２つの車輪側送受信機と、１つの車体側アンテナとの間における混信を回避することができる。

請求項１に記載の発明に対しては、請求項２に記載の発明を組み合わせることができる。請求項２に記載の発明では、車輪側送受信機（２）は、車輪（５ａ〜５ｆ）の回転時に車輪（５ａ〜５ｆ）に働く加速度を検出する加速度センサ（２０）を備えており、加速度センサ（２０）は、複数の車輪（５ａ〜５ｆ）のうちの２つの車輪（５ａ、５ｂ）において、車両の走行時での検出結果が互いに異なるように、配置されている。また、車輪側送受信機（２）は、加速度センサ（２０）の検出結果をセンシング部（２１）の検出信号と共に送信するようになっている。

そして、車体側送受信機３の第２制御部（３２ｂ）は、ギア位置検出手段（８）から検出結果が入力されるようになっており、第２制御部（３２ｂ）が、加速度センサ（２０）の検出結果と、ギア位置検出手段（５）による検出結果とに基づいて、受信したセンシング部（２１）の検出信号が２つの車輪（５ａ、５ｂ）のどちらのものであるかを特定するようになっていることを特徴としている。

これにより、ＩＤを用いなくても、受信したセンシング部の検出信号が２つの車輪のどちらのものであるかを特定することができる。この結果、上記背景技術の欄で説明したように、タイヤローテーション等により、タイヤの位置が変更された場合に行われるＩＤの再登録を省略することができる。

なお、請求項２の記載中、２つの車輪において、車両の走行時での検出結果が互いに異なるように、車輪側送受信機を配置するとは、例えば、左右輪のタイヤ同士や、トラック等におけるダブルタイヤのタイヤ同士では、タイヤに対する車輪側送受信機の取り付け位置を同じとすることをいう。この場合、それらの２つの車輪では、ディスクホイールの面が向いている方向が異なっているため、これらのタイヤ同士では、車両の走行時における車輪側送受信機の取り付け方向に対するタイヤの回転方向が逆となるからである。
また、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一例である。

（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、車輪側送受信機２、車体側送受信機３および表示器４を備えて構成されている。本実施形態では、車体側送受信機３は、２つの送受信用アンテナ３１ａ、３１ｂを有しており、第１アンテナ３１ａは、右前輪５ａ、左前輪５ｂの２輪に対応する位置に配置され、第２アンテナ３１ｂは、右後輪５ｃ、左後輪５ｄの２輪に対応する位置に配置されている。

図１に示されるように、車輪側送受信機２は、車両１における各車輪５ａ〜５ｄにそれぞれ取り付けられる。そして、車輪側送受信機２は、車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたタイヤの空気圧に関する情報、例えば圧力データ、温度データ等の検出結果を得ると共に、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。なお、この送信フレームの送信は、車体６側から送信されたトリガ信号を受信した場合に行われる。

また、車体側送受信機３は、車両１における車体６側に取り付けられるものである。車体側送受信機３は、タイヤの空気圧に関する情報を得るために、車輪側送受信機２に対して、トリガ信号を送信する。また、車体側送受信機３は、車輪側送受信機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。図２（ａ）、（ｂ）に、これら車輪側送受信機２と車体側送受信機３のブロック構成を示す。

車輪側送受信機２は、図２（ａ）に示されるように、１つの加速度センサ（以下、Ｇセンサと呼ぶ）２０と、センシング部２１と、マイクロコンピュータ２３と、アンテナ２４とを備えた構成となっている。車輪側送受信機２は、例えば、各車輪５ａ〜５ｄのディスク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。なお、車輪側送受信機２の構成部は、図示しないバッテリにより電力が供給される。

ここで、図３に、Ｇセンサ２０を備えた車輪側送受信機２の各車輪５ａ〜５ｄへの搭載形態の一例を示す。図（ａ）はタイヤ内におけるＧセンサ２０の配置形態を示した図であり、図（ｂ）は図（ａ）の部分拡大図であり、図（ｃ）は両前輪５ａ、５ｂに取り付けたＧセンサ２０の検出方向を示した図である。

Ｇセンサ２０は、図３（ｂ）に示されるように、互いに平行で向きが逆の両方向（図中の矢印参照）に発生する加速度に関してのみ検出を行うものである。このＧセンサ２０は、図３（ａ）に示されるように、車輪５ａ〜５ｄの回転時に車輪５ａ〜５ｄに働く加速度のうち、車輪５ａ〜５ｄにおける回転方向（周方向）の加速度の検出が行えるような配置形態で搭載されている。このＧセンサ２０の配置形態は、各車輪５ａ〜５ｄすべて同様とされており、ディスクホイールの表面側が同じ方向に向くように各車輪５ａ〜５ｄを並べると、各車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたＧセンサ２０がすべて同方向の加速度を主に検出できる配置形態となる。主に検出するとは、例えば、一方の回転方向を正の値として出力し、反対の回転方向では負の値として出力する場合において、正の値として出力することを意味する。

このため、図３（ｃ）に示されるように、各車輪５ａ〜５ｄを車両に取り付けたとき、車両の前進時では、例えば、右前輪５ａは正回転、左前輪５ｂは負回転となる。このため、左右両輪５ａ、５ｂに配置される各Ｇセンサ２０は、互いに異なる回転方向の加速度を主に検出できる状態となる。なお、Ｇセンサ２０は、検出結果を制御部２３ａに向けて出力する。

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２３は、制御部（第１制御部）２３ａや送受信部（第１送受信部）２３ｂなどを備えた周知のもので、制御部２３ａ内のメモリ（図示せず）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２３ａ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、検出結果を示すデータとして、送信フレーム内に格納し、その後、送信フレームを送受信部２３ｂに送るものである。この送受信部２３ｂへ信号を送る処理は、上記プログラムに従って所定の周期毎に実行されるようになっている。

また、制御部２３ａは、Ｇセンサ２０から検出結果（検出信号）が入力されるようになっている。そして、制御部２３ａは、Ｇセンサ２０の検出結果も上記した送信フレームに格納する。

また、制御部２３ａは、詳細は後述するが、車体側送受信機３から送信されたトリガ信号を受信した場合に、車体側送受信機３に対して送信フレーム（応答信号）を送信する時期を決定し、送受信部２３ｂに対して送信する旨の指示信号を出力するようになっている。

また、制御部２３ａは、図示しないが、ＲＡＭなどの書込み可能なメモリを有している。制御部２３ａは、車両１が走行を開始して一定時間後に、Ｇセンサ２０の検出結果を書込み可能なメモリに記憶するようになっている。すなわち、最初にＧセンサの出力があってからｎ秒後の出力値を記憶するようになっている。これは、上記した送信フレームの送信時期を決定するときに利用するためである。

なお、メモリに記憶されるＧセンサ２０の出力値は、車両１が停止する度に書き換えられるようになっている。

送受信部２３ｂは、アンテナ２４を通じて、車体側送受信機３から送信されたトリガ信号を受信して制御部２３ａに送信する入力部としての機能や、制御部２３ａから送られてきた送信フレームを、アンテナ２４を通じて、車体側送受信機３に向けて送信する出力部としての機能を果たすものである。

一方、車体側送受信機３は、図２（ｂ）に示されるように、アンテナ３１（第１アンテナ３１ａ、第２アンテナ３１ｂ）とマイクロコンピュータ３２を備えた構成となっている。

アンテナ３１は、各車輪側送受信機２に向けて、トリガ信号を送信したり、各車輪側送受信機２から送られてくる送信フレームを総括的に受信したりするものであり、車体６に固定されている。

マイクロコンピュータ３２は、送受信部（第２送受信部）３２ａや制御部（第２制御部）３２ｂなどを備えた周知のもので、制御部３２ｂ内のメモリ（図示せず）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によって受信された各車輪側送受信機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したり、各アンテナ３１を介して、トリガ信号を送信する出力部としての機能を果たしたりするものである。なお、図では、１つのアンテナに対して１つの送受信部３２ａが配置された場合を示しているが、複数のアンテナに対して１つの送受信部３２ａを配置することもできる。

制御部３２ｂは、送受信部３２ａから送られてきた送信フレームを受け取る。また、制御部３２ｂには、車両に搭載される車速センサ７からの検出信号とギア位置検出手段としてのギア位置センサ８からの検出信号が入力されるようになっている。そして、制御部３２ｂは、詳細は後述するが、車速センサ７、ギア位置センサ８からの検出信号と、送信フレームに格納された加速度に関する情報とに基づいて、送られてきた送信フレームが車輪５ａ〜５ｄのいずれのものかを認識する。

さらに、制御部３２ｂでは、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表示器４に出力するようになっている。

例えば、制御部３２ｂは、求めたタイヤ空気圧を所定のしきい値Ｔｈと比較し、タイヤ空気圧が低下したことを検知した場合には、その旨の信号を表示器４に出力するようになっている。すなわち、前輪５ａ、５ｂもしくは後輪５ｃ、５ｄのいずれかのタイヤ空気圧が低下したことが表示器４に伝えられる。

表示器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によって構成される。この表示器４は、例えば車体側送受信機３における制御部３２ｂからタイヤ空気圧が低下した旨を示す信号が送られてくると、その旨の表示を行うことでドライバにタイヤ空気圧の低下を報知す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。

次に、上記した構成のタイヤ空気圧検出装置の作動について説明する。ここでは、前輪５ａ、５ｂに搭載されている車輪側送受信機２を例として説明する。

車体側送受信機３の第１アンテナ３１ａから、右前輪５ａおよび左前輪５ｂに対して、同時にトリガ信号が送信される。そのトリガ信号は、両輪５ａ、５ｂにそれぞれ搭載されている車輪側送受信機２で、アンテナ２４を介して送受信部２３ｂで受信される。制御部２３ａに入力される。

そして、制御部２３ｂでは、その受信した旨の信号が送受信部２３ｂから入力されると、トリガ信号に対する応答信号の送信処理を実行する。ここで、図４に、車輪側送受信機２の制御部２３ａが実行する送信処理のフローチャートを示す。

まず、ステップ４１で、トリガ信号を受信した旨の信号が入力される。

続いて、ステップ４２では、Ｇセンサ２０から検出結果の入力があるか否かが判定される。車両１が走行中であれば、Ｇセンサ２０からの入力があるが、車両１が停止中では、Ｇセンサ２０からの入力がないからである。

その結果、入力あり（ＹＥＳ）と判定された場合、ステップ４４に進み、入力なし（ＮＯ）と判定された場合、ステップ４３に進む。

ステップ４３では、車両が停車中の場合、Ｇセンサ２０は加速度を検出しないため、制御部２３ａのメモリに記憶されているＧセンサ２０の検出結果が読み出される。これにより、車両１が停車中であっても、Ｇセンサ２０の検出結果を利用することができる。

ステップ４４では、Ｇセンサ２０の検出結果より、車輪５ａ、５ｂの回転方向が正回転であるか否かが判定される。ここで、正回転は、例えば、車両１の前進時における右前輪５ａの回転方向である。

具体的には、上述したように、左右両輪に配置される各Ｇセンサ２０は、互いに異なる回転方向の加速度を主に検出できるような状態となっている。このため、例えば、車両１の前進時に加速度が増加する場合には、右車輪５ａに取り付けられたＧセンサ２０から正の値の検出信号が出力され、左車輪５ｂに取り付けられたＧセンサ２０からは負の値の検出信号が出力される。

一方、車両１が後進時に加速度が増加する場合には、左車輪５ｂに取り付けられたＧセンサ２０から正の値の検出信号が出力され、右車輪５ａに取り付けられたＧセンサ２０からは負の値の検出信号が出力される。なお、車両１の前進時における左前輪５ｂの回転方向を正回転とすることもできる。

したがって、Ｇセンサ２０の検出信号が正の値であれば、正回転（ＹＥＳ）と判定され、すぐにステップ４６に進み、Ｇセンサ２０の検出信号が負の値であれば、負回転（ＮＯ）と判定され、ステップ４５に進む。

ステップ４５では、所定時間待った後、ステップ４６に進む。この所定時間は、例えば、最大応答時間分とする。

そして、ステップ４６では、制御部２３ａから送受信部２３ｂに応答を開始する旨の指示信号が出力される。これにより、送受信部２３ｂから送信フレームが車体側送受信機３に向けて送信される。なお、この送信フレームには、Ｇセンサ２０での検出結果が、必要に応じて信号処理したのち加速度に関するデータとして格納されている。このようにして、送信処理が実行される。

その後、車体側送受信機３で、送信フレームに格納された加速度に関するデータと、制御部３２ｂに入力される車速センサ７およびギア位置センサ８からの検出信号に基づいて、各車輪側送受信機２が右前輪５ａと左後輪５ｂのいずれに取り付けられているかが検出される。加速度に関するデータとは、上述したように、例えば、Ｇセンサ２０の出力値が正であるか負であるかである。

また、車両１が前進しているか後進しているかに関しては、ギア位置センサ８が進行方向検出手段として働き、ギア位置センサ８からの検出信号により、例えば、ギア位置がＤ位置、２速位置、１速位置などの車両１を前進させる位置になっているか、または、車両１を後進させる位置になっているかで判別できる。

このため、制御部３２ｂで、ギア位置センサ８の検出信号に基づき車両１が前進中である後進中であるかを判別し、そのときのＧセンサ２０の出力値から右前輪５ａであるか左前輪５ｂであるかを判別することにより、車輪側送受信機２が右前輪５ａと左前輪５ｂのいずれに取り付けられているかを検出することが可能となる。

ただし、車両１が前進中もしくは後進中であっても減速中の場合には、加速度を検出し得るのが加速度増加中と逆サイドの車輪に取り付けられた送信機２となってしまう。このため、車両１が停止してから走り始めたときには加速度増加中と考えられることから、車速センサ７の検出信号から車両１が停止したことを判別し、その後の所定時間中でのＧセンサ２０の検出結果に基づいて、送信機２が右前輪５ａと左前輪５ｂのいずれに取り付けられているかを検出する。

後輪５ｃ、５ｄに搭載されている車輪側送受信機２についても、同様の方法により、車輪側送受信機２が右後輪５ｃと左後輪５ｄのいずれに取り付けられているかを検出することが可能となる。

このようにして、送信フレームが、右前輪５ａと左前輪５ｂのいずれのものかが特定された後、送信フレームに格納された検出結果を示すデータからタイヤ空気圧が求められる。そして、タイヤ空気圧に異常があれば、表示器４で表示される。

次に、本実施形態のタイヤ空気圧検出装置の特徴について説明する。

（１）上述したように、本実施形態では、車輪側送受信機２は、Ｇセンサ２０が車輪の回転方向における加速度を検出し、その結果が制御部２３ａに入力されるようになっている。

このＧセンサ２０は、車両の左右輪のそれぞれに対して、同じ位置に搭載されている。しかし、左右輪は、共に、ディスクホイールの表面が車両の外側を向いているため、Ｇセンサ２０の取り付け方向（位置）に対するタイヤの回転方向が異なっている。したがって、左右輪のそれぞれに搭載された車輪側送受信機２のＧセンサ２０は、車両の走行時において、異なる検出結果を出力する。

一方、車体側送受信機３は、右前輪５ａおよび左前輪５ｂの２つの車輪に対応して配置された第１アンテナ３１ａと、右後輪５ｃおよび左後輪５ｄの２つの車輪に対応して配置された第２アンテナ３１ｂとを備えている。すなわち、２つの車輪に対してアンテナ３１を１つずつ備えている。

そして、車輪側送受信機２の制御部２３ａは、トリガ信号を受信した場合に、トリガ信号に対する応答信号の送信処理を実行するようになっている。すなわち、ステップ４４で、制御部２３ａがＧセンサ２０の検出結果から車輪の回転が正回転かを判定し、正回転であれば、ステップ４６で、制御部２３ａが送受信部２３ｂに送信指示信号を出力することで、すぐに応答を開始させるようにしている。一方、負回転であれば、ステップ４５で、制御部２３ａは、所定時間待機させた後、ステップ４６で、応答を開始させるようにしている。

このように、本実施形態では、車輪側送受信機２の制御部２３ａ自身が、Ｇセンサ２０の検出結果より、車輪の回転方向を判断し、その判断結果に応じて、車体側送受信機３に対して応答信号を送信する時期を決定している。

これにより、左右輪５ａ、５ｂにそれぞれ搭載されている車輪側送受信機２に対して、車体側の１つのアンテナ３１ａから同時にトリガ信号を与えた場合であっても、これらの２つの車輪側送受信機２は、応答信号を発信する互いのタイミングを自動的にずらすことができる。この結果、本実施形態によれば、上記背景技術の欄で説明したようなＩＤを用いなくても、これらの２つの車輪側送受信機２と、車体側送受信機３との間での混信を回避することが可能となる。

（２）本実施形態では、車体側送受信機３で、送信フレームに格納された加速度に関するデータと、制御部３２ｂに入力される車速センサ７およびギア位置センサ８からの検出信号に基づいて、各車輪側送受信機２が右前輪５ａと左後輪５ｂのいずれに取り付けられているかを検出している。

これにより、上記背景技術の欄で説明したように、タイヤローテーション等により、タイヤの位置が変更された場合に行われるＩＤの再登録を省略することができる。この結果、ＩＤの再登録を行う制御を省略することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、車両が右前輪５ａ、左前輪５ｂ、右後輪５ｃ、左後輪５ｄをそれぞれ１つずつ有する場合を例として説明したが、本実施形態では、車両が右後輪、左後輪をそれぞれ２つずつ有する場合を例として説明する。

図５は、本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。本実施形態が第１実施形態と異なる点は、右後輪５ｃ、５ｅと、左後輪５ｄ、５ｆとがいわゆるダブルタイヤであり、車両は６つの車輪５ａ〜５ｆを有している点と、その６つの車輪５ａ〜５ｆのそれぞれに車輪側送受信機２が搭載されている点と、車体側送受信機３が３つの送受信用アンテナ３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）を備えている点である。

車体側送受信機３の送受信用アンテナ３１は、車体６のうち、右前輪５ａ、左前輪５ｂに対応する位置に第１アンテナ３１ａが配置され、右後輪５ｃ、５ｅに対応する位置に第２アンテナ３１ｂが配置され、左後輪５ｄ、５ｆに対応する位置に第３アンテナ３１ｃが配置されている。

その他の構成は、第１実施形態で説明したタイヤ空気圧検出装置と同じである。

いわゆるダブルタイヤでは、内側タイヤ５ｃ、５ｄはエア注入バルブが外側に向いており、外側タイヤ５ｅ、５ｆはエア注入バルブが内側に向いている。このため、内側タイヤ５ｃ、５ｄと外側タイヤ５ｅ、５ｆとでは、タイヤに対する車輪側送受信機２の取り付け方向（位置）が逆になっている。

したがって、内側タイヤ５ｃ、５ｄと外側タイヤ５ｅ、５ｆとに搭載されている車輪側送受信機２では、第１実施形態で説明したのと同様に、車両の進行時におけるＧセンサ２０の検出結果が異なる。

このことから、ダブルタイヤを有する車両においても、第１実施形態と同様に、車輪側送受信機２の制御部２３ａに、トリガ信号に対する応答信号の送信処理を実行させることで、第１実施形態と同様の効果が得られる。

なお、本実施形態では、後輪が１軸でいわゆるダブルタイヤの場合（後輪の車輪が４つの場合）を例として説明したが、後輪が２軸の場合（後輪の車輪が８つの場合）においても、本発明を適用することができる。要するに、車輪の数にかかわらず、車輪がいわゆるダブルタイヤで構成されている車両に対して、本発明を適用することができる。

（第３実施形態）
上記した各実施形態では、車輪側送受信機２に設けるＧセンサ２０の数が１つである場合を例として説明したが、本実施形態のように、Ｇセンサ２０の数を２つにすることもできる。

図６は、本実施形態における車輪側送受信機２のブロック図である。本実施形態では、車輪側送受信機２には、２つのＧセンサ２０ａ、２０ｂが備えられている。これら各Ｇセンサ２０ａ、２０ｂの検出信号が制御部２３ａに入力されるようになっている。

図７は、Ｇセンサ２０ａ、２０ｂを備えた車輪側送受信機２の各車輪５ａ〜５ｄへの搭載形態の一例を示したものである。この図に示されるように、本実施形態では、各車輪側送受信機２に２つのＧセンサ２０ａ、２０ｂを備えている。一方のＧセンサ２０ａは、車輪５ａ〜５ｄの回転時に車輪５ａ〜５ｄに働く加速度のうち、各車輪５ａ〜５ｄの周方向に垂直な両方向の加速度を検出でき、もう一方のＧセンサ２０ｂは、各車輪５ａ〜５ｄの周方向に平行な両方向の加速度を検出できるようになっている。

このような形態でＧセンサ２０ａ、２０ｂを搭載した場合、各Ｇセンサ２０ａ、２０ｂで検出される加速度の関係を図８に示す。

Ｇセンサ２０ａは、各車輪５ａ〜５ｄの周方向に垂直な両方向の加速度を検出し、重力加速度に応じた出力を発生させる。このため、車輪側送受信機２が図７の実線に示す場所（車輪５ａ〜５ｄの上部位置）に位置しているときには、重力加速度を正の値として示す出力となる。そして、車輪５ａ〜５ｄが１８０°回転して、車輪５ａ〜５ｄの下部位置に車輪側送受信機２が位置しているときには、重力加速度を負の値として示す出力となる。

一方、Ｇセンサ２０ｂは、各車輪５ａ〜５ｄの周方向に平行な両方向の加速度を検出し、Ｇセンサ２０ａと同様に、重力加速度に応じた出力を発生させる。しかしながら、Ｇセンサ２０ｂがＧセンサ２０ａに対して検出できる加速度の角度が９０°ずらされていることから、検出される重力加速度に応じた出力波形の位相も、Ｇセンサ２０ａの出力波形の位相から９０°ずれたものとなる。すなわち、車輪側送受信機２が図６中の点線で示す場所に位置しているときには、重力加速度を負の値として示す出力となる。そして、車輪５ａ〜５ｄが１８０°回転して、図７の点線で示す場所から１８０°ずれた場所に車輪側送受信機２が位置しているときには、重力加速度を正の値として示す出力となる。

したがって、図８に示されるように、車輪５ａ〜５ｄの回転方向が図８に示す反時計回りの場合には、Ｇセンサ２０ａの出力波形に対してＧセンサ２０ｂの出力波形の位相が９０°進んだ状態となる。逆に、車輪５ａ〜５ｄの回転方向が図８に示す時計回りの場合には、Ｇセンサ２０ａの出力波形に対してＧセンサ２０ｂの出力波形の位相が９０°遅れた状態となる。

このように、車輪５ａ〜５ｄの回転方向が逆になると、Ｇセンサ２０ａ、２０ｂの出力波形の位相のずれ方も逆になる。このことを利用して、車輪側送受信機２で、トリガ信号に対する応答信号の送信時期決定処理が実行され、車体側送受信機３で送信フレームがどの車輪のものかが特定される。

（第４実施形態）
本実施形態では、いわゆるバッテリレスのタイヤ空気圧検出装置に、本発明を適用した場合について説明する。

図９は本実施形態における車輪側送受信機２のブロック図である。本実施形態の車輪側送受信機２は、第１実施形態で説明した図２に示される車輪側送受信機２に対して、チャージ部２２を加えた構成のものである。他の構成部は、第１実施形態と同様である。

本実施形態では、車体側アンテナ３１からの電波を、車輪側送受信機２のアンテナ２４および送受信部２３ｂで受信すると、チャージ部２２に電力がチャージされる。制御部２３ａは、以下に説明するように、この電力チャージが終了したことをトリガとして、チャージ電力でＧセンサ２０、センシング部２１、送受信部２３ｂを作動させ、タイヤ空気圧等のデータ（応答信号）を車体側に返信する。したがって、本実施形態では、電力チャージのための車体側アンテナ３１からの電波がトリガ信号に相当する。

ここで、図１０に、車輪側送受信機２の送受信部２３ｂが実行する応答信号の送信処理のフローチャートを示す。

ステップ５１では、チャージ部２２から電力チャージ完了の信号が入力される。

ステップ５２では、キャリアセンスが行われる。このキャリアセンスとは、他方の車輪側送受信機２が応答信号を送信しているかを検出することであり、すなわち、アンテナ２４および送受信部２３ｂが受信した他方の車輪側送受信機２から送信された信号を検出する。

ステップ５３では、他方の車輪側送受信機２からのキャリアが無いかが判定される。このステップ５３が本発明の判定手段に相当する。そして、キャリア無し（ＹＥＳ）と判定された場合、ステップ５４に進み、キャリアあり（ＮＯ）と判定された場合、ステップ５２に戻る。

ステップ５４では、送受信部２３ｂに対して、送信フレームを車体側送受信機３に向けて送信する旨の指示信号が出力される。このステップ５４が本発明の第１指示手段に相当する。これにより、応答が開始され、車輪側送受信機２が、送受信部２３ｂおよびアンテナ２４より、送信フレームを送信する。

ステップ５５では、一定時間、当該処理がウェイトされる。これは、車輪側送受信機２が送信フレームを一度送信したら、一定時間内は、再電力チャージが完了しても、送信フレームを車体側送受信機３に向けて送信しないということである。

この一定時間は、例えば、チャージ時間のＭＡＸ値と、車輪側送受信機２の応答時間との合計時間である。このステップ５５が本発明の第２指示手段に相当する。

このようにして、車輪側送受信機２の送受信部２３ｂで、応答信号の送信処理が実行される。

このように、本実施形態では、車輪側送受信機２の送受信部２３ｂが、ステップ５２、５３で、キャリアセンスを行い、他の車輪側送受信機２のキャリアが無いと判定した場合に、ステップ５４で応答スタートさせ、ステップ５５で一定時間ウェイトさせている。

これは以下の理由による。すなわち、いわゆるバッテリレスのタイヤ空気圧検出装置では、２つの車輪側送受信機２に対して、同時に、車体側送受信機３のアンテナ３１から電波を送信しても、通常、電力チャージが完了する時間が異なる。電力チャージは、タイヤの回転中に行われており、タイヤの回転中では、車輪側送受信機２と車体側アンテナ３１との距離が変動し、この距離変動によって、チャージスピードが変動したり、外部ノイズの影響を受けたりするためである。

したがって、このタイヤ空気圧検出装置では、例えば、左右前輪５ａ、５ｂに搭載されている２つの車輪側送受信機２に、トリガがかかる時期が異なってしまう。このため、上記した各実施形態のように、他方の車輪側送受信機２の応答時期を単に遅らせるだけでは、２つの車輪側送受信機２と、１つの車体側アンテナ３１との間における混信を回避できないおそれがある。

これに対して、本実施形態によれば、２つの車輪側送受信機２のうち、一方が一度送信フレームを送信したら、一定時間内は再電力チャージが完了しても送信しないので、その間に、他方が送信フレームを送信することができる。したがって、本実施形態によっても２つの車輪側送受信機２と、１つの車体側アンテナ３１との間における混信を回避することができる。

なお、車体側送受信機３での送信フレームがどの車輪のものかの特定方法は、上記した各実施形態と同様である。

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全体構成を示すブロック図である。 図１中の車輪側送受信機２と車体側送受信機３の構成を示すブロック図である。 （ａ）はタイヤ内におけるＧセンサ２０の配置形態を示した図であり、（ｂ）は（ａ）中のＧセンサ２０の部分拡大図であり、（ｃ）は両前輪５ａ、５ｂの回転方向の例を示した図である。 車輪側送受信機２の制御部２３ａが実行するトリガ信号に対する応答信号の送信処理のフローチャートである。 本発明の第２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。 本発明の第３実施形態における車輪側送受信機２の構成を示すブロック図である。 Ｇセンサ２０ａ、２０ｂを備えた車輪側送受信機２の各車輪５ａ〜５ｄへの搭載形態の一例を示す図である。 図７中の各Ｇセンサ２０ａ、２０ｂで検出される加速度を示す図である。 本発明の第４実施形態における車輪側送受信機２の構成を示すブロック図である。 図９中の車輪側送受信機２の送受信部２３ｂが実行する応答信号の送信処理のフローチャートである。

符号の説明

１…車両、２…車輪側送受信機、３…車体側送受信機、４…表示器、
５ａ〜５ｄ…車輪、７…車速センサ、８…ギア位置センサ、
２０…Ｇセンサ（加速度センサ）、２１…センシング部、
２２…チャージ部、２３…マイクロコンピュータ、
２３ａ…制御部（第１制御部）、２３ｂ…車輪側送受信部（第１送受信部）、
２４…車輪側送受信アンテナ、３１…車体側送受信アンテナ、
３２…マイクロコンピュータ、３２ａ…車体側送受信部（第２送受信部）、
３２ｂ…制御部（第２制御部）。

Claims (2)

1. タイヤを備えた複数の車輪（５ａ〜５ｆ）それぞれに備えられ、前記複数の車輪（５ａ〜５ｆ）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）、前記センシング部（２１）の検出信号を信号処理する第１制御部（２３ａ）、前記第１制御部（２３ａ）で処理された前記検出信号を送信すると共に、電力チャージ用の電波の受信を行う第１送受信部（２３ｂ）、前記電力チャージ用の電波によって電力チャージがされるチャージ部（２２）を備えた車輪側送受信機（２）と、
   車体（６）側に備えられ、前記電力チャージ用の電波を前記車輪側送受信機（２）に送信すると共に、前記検出信号を受信する送受信アンテナ（３１）および第２送受信部（３２ａ）、該検出信号に基づいて前記複数個の車輪（５ａ〜５ｆ）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）を備えた車体側送受信機（３）と、を有してなるタイヤ空気圧検出装置であって、
   前記車体側送受信機（３）は、前記複数の車輪（５ａ〜５ｆ）のうちの２つの車輪（５ａ、５ｂ）に対して、送受信アンテナ（３１）を１つずつ備えており、
   前記第１制御部（２３ａ）は、電力チャージが完了した場合に、前記２つの車輪（５ａ、５ｂ）のうちの他方に搭載されている前記車輪側送受信機（２）から応答信号が出力されているかを判定する判定手段（５３）と、
   前記判定手段（５３）で、出力されていないと判断されている場合にのみ、前記第１送受信部（２３ｂ）に対して、検出信号を送信するように指示する第１指示手段（５４）と、
   前記第１送受信部（２３ｂ）が前記検出信号を送信した場合に、その送信後から次の電力チャージ完了までの間と、その電力チャージ完了後の一定時間まで、前記第１送受信部（２３ｂ）に対して、検出信号を送信しないように指示する第２指示手段（５５）とを備えていることを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。
2. 前記車輪側送受信機（２）は、前記車輪（５ａ〜５ｆ）の回転時に前記車輪（５ａ〜５ｆ）に働く加速度を検出する加速度センサ（２０）を備え、
   前記加速度センサ（２０）は、前記複数の車輪（５ａ〜５ｆ）のうちの２つの車輪（５ａ、５ｂ）において、車両の走行時での検出結果が互いに異なるように、配置されており、
   前記車輪側送受信機（２）は、前記加速度センサ（２０）の検出結果を前記センシング部（２１）の検出信号と共に送信するようになっており、
   前記第２制御部（３２ｂ）は、ギア位置検出手段（８）から検出結果が入力されるようになっており、
   前記第２制御部（３２ｂ）は、前記加速度センサ（２０）の検出結果と、前記ギア位置検出手段（８）による検出結果とに基づいて、受信した前記センシング部（２１）の検出信号が前記２つの車輪（５ａ、５ｂ）のどちらのものであるかを特定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。

Images