JP4650328B2

JP4650328B2 - タイヤ空気圧検出用アンテナ装置

Info

Publication number: JP4650328B2
Application number: JP2006107201A
Authority: JP
Inventors: 光幸阪野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2026-04-10
Also published as: JP2007276679A

Description

本発明は、タイヤ空気圧検出用アンテナ装置に関し、タイヤ空気圧モニタリングシステムに用いられるタイヤ空気圧検出用アンテナ装置に関する。

タイヤ空気圧モニタリングシステムとしてのＴＰＭＳ（直接式タイヤ空気圧警報システム）は、タイヤに装着された空気圧センサの送信機から空気圧測定値及びＩＤコード情報を定期的に無線送信し、車両側の受信機で受信してタイヤ空気圧の正常／異常の判定を行うと共に、表示器に表示するシステムである。

従来のＴＰＭＳシステムでは、図１に示すように、車輪毎にアンテナ１ａ〜１ｄを設置し、各アンテナ１ａ〜１ｄで受信した信号を受信機２に供給し復調する４アンテナシステムと、図２に示すように、１本のアンテナ３で各車輪から送信されてくる信号を受信して受信機４に供給し復調する１アンテナシステムがある。

なお、特許文献１には、各車輪に空気圧センサと検出した空気圧を送信する送信機を備え、各車輪の近傍に配置したアンテナにより上記送信機から送信された信号を受信して、受信信号から空気圧情報を読み出す空気圧監視システムが記載されている。

また、特許文献２には、各車輪から送信される空気圧信号を近接して配置したアンテナにより受信することが記載されている。

また、特許文献３には、第１アンテナで全車輪から送信されてくる空気圧信号を受信し、第２アンテナでスペアタイヤの空気圧信号を受信することが記載されている。

また、特許文献４には、各車輪から送信される空気圧信号を、車体に絶縁材を介して設置されたループアンテナで受信することが記載されている。
特開平１０−１９７１０号公報特開２００５−５５３１９号公報特開２００３−２６７００８号公報特開２０００−１５８９２３号公報

従来の１アンテナシステムでは、アンテナ３は例えば車室内のルーフ等に設置され、各車輪からアンテナ３までの距離が大きくなるため、電波法規上、空気圧センサの送信機出力を小さくしなければならない場合には、アンテナ３で各車輪からの信号を確実に受信することが困難となったり、車両形式が変わる毎にアンテナの最適な設置位置を探すために大きな手間がかかるといった問題があった。

従来の４アンテナシステムの場合、図３に示すように、アンテナ１ａ〜１ｄをタイヤハウス内に設置し、各アンテナ１ａ〜１ｄから高周波コネクタ５ａ〜５ｄを介し高周波ケーブル６ａ〜６ｄにより受信機２まで受信信号を伝達するため、各タイヤハウス内にアンテナ設置スペースを設ける必要があり、高周波コネクタ５ａ〜５ｄ及び高周波ケーブル６ａ〜６ｄ等の部品点数が増大し、コストが高くなるといった問題があった。更に、コネクタ接触不良による通信の信頼性が低下する可能性があった。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、各車輪のタイヤ空気圧検出手段からの送信電波を確実に受信でき、かつ、部品点数が少なくて済むタイヤ空気圧検出用アンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明のタイヤ空気圧検出用アンテナ装置は、車両の複数の車輪に設けられたタイヤ空気圧検出手段から送信される電波を受信するタイヤ空気圧検出用アンテナ装置であって、
車両の左右の中心線上に配置された駆動系部品に固定され、前記タイヤ空気圧検出手段から送信される電波により誘起されて前記駆動系部品を伝導する高周波電流を検出することにより、各車輪のタイヤ空気圧検出手段からの送信電波を確実に受信でき、かつ、部品点数が少なくて済む。

また、前記タイヤ空気圧検出用アンテナ装置において、
アンテナ装置が固定される駆動系部品は、デファレンシャル又はトランスミッションであることができる。

また、前記タイヤ空気圧検出用アンテナ装置は、ループコイルアンテナと前記ループコイルアンテナを覆う導電性の筐体を備え、
前記筐体を前記駆動系部品に固定する面にスリット状の開口部を設けることができる。

本発明によれば、各車輪のタイヤ空気圧検出手段からの送信電波を駆動系部品を介して確実に受信でき、かつ、部品点数が少なくて済む。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。

＜タイヤ空気圧検出システムの回路構成＞
図４は、本発明のタイヤ空気圧検出用アンテナ装置を適用したタイヤ空気圧検出システムの一実施形態の回路構成図を示す。同図中、タイヤ１０ａ〜１０ｄには空気圧センサ１１ａ〜１１ｄが装着されている。空気圧センサ１１ａ〜１１ｄそれぞれは内蔵する送信機から空気圧測定値及びＩＤコード情報で変調（例えばＦＳＫ変調）した所定周波数（例えば略３１０ＭＨｚまたは略４３０ＭＨｚ）の高周波信号（電波）を定期的に無線送信する。図５にタイヤ１０ａと空気圧センサ１１ａとホイール（車輪）１２ａの平面図を示す。

上記の高周波信号は本発明のタイヤ空気圧検出用アンテナ装置２０で受信され、高周波ケーブル１３により受信機１４に伝達される。

受信機１４では、上記の高周波信号をチューナ部１５で同調して空気圧モニタ制御部１６に供給する。空気圧モニタ制御部１６ではＩＤコード及び圧力判別制御部１６ａにて復調を行い、復調されたＩＤコードをＩＤコード記憶部１６ｂに記憶されているＩＤコードと比較し、どの車輪からの空気圧測定値かを判別し、各車輪の空気圧測定値を表示出力部１６ｃに供給する。表示出力部１６ｃは各タイヤ１０ａ〜１０ｄの空気圧測定値を表示器１７に表示する。

＜アンテナ装置の構造＞
図６は、本発明のタイヤ空気圧検出用アンテナ装置２０の一実施形態の構造図を示す。同図中、アンテナ装置２０は、ループコイルアンテナ２１と、マッチング素子２２と、高周波コネクタ２３と、筐体２４から構成されている。

ループコイルアンテナ２１は、所定周波数（例えば略３１０ＭＨｚまたは略４３０ＭＨｚ）の高周波電流を検出するもので略矩形状とされており、一端は高周波コネクタ２３の中心導体２３ａに接続され、他端はマッチング素子２２を介して高周波コネクタ２３の外部導体２３ｂ（グランド）に接続されている。高周波コネクタ２３の中心導体２３ａと外部導体２３ｂの間には絶縁体２３ｃが設けられている。

マッチング素子２２は、例えばキャパシタであり、ループコイルアンテナ２１とで構成される回路の共振周波数を上記の所定周波数とするために設けられている。高周波コネクタ２３の外部導体２３ｂは、筐体２４に固定されており、高周波ケーブル１３によって受信機１４に接続されている。

筐体２４は、金属等の導電性材料で箱形に形成されており、ループコイルアンテナ２１及びマッチング素子２２を収納して不要電波がループコイルアンテナ２１で受信されないように電磁シールドを行う。筐体２４の底面にはスリット状の開口部２５が設けられており、ループコイルアンテナ２１は一辺を開口部２５に沿わせて底面から微少距離だけ離間した状態で設置されている。

また、筐体２４の上面を貫通して高周波コネクタ２３の外部導体２３ｂが固定されている。更に、筐体２４の両側面に支持部材２６，２７が固定されており、図７に示すように、支持部材２６，２７の開口にボルト２８，２９を挿通して筐体２４を車体のパワートレイン（駆動系）部品に固定する。

＜アンテナ装置の設置＞
図８に示す車両のパワートレイン構成図において、本発明のタイヤ空気圧検出用アンテナ装置２０は、車両の駆動系部品であるデファレンシャル３０に底面を接触させて固定される。図９にタイヤ空気圧検出用アンテナ装置２０をデファレンシャル３０に固定する様子を示す。ボルト２８，２９それぞれはデファレンシャル３０に設けられたネジ穴３０ａ，３０ｂに螺合されてタイヤ空気圧検出用アンテナ装置２０が固定される。

空気圧センサ１１ａから送信された高周波信号により主にホイール１２ａに誘起された高周波電流はアクスル（車軸）からドライブシャフト３１ａ、エンジン３３、トランスミッション３４を経てデファレンシャル３０に伝導し、空気圧センサ１１ｂから送信された高周波信号により主にホイールに誘起された高周波電流はアクスルからドライブシャフト３１ｂ、エンジン３３、トランスミッション３４を経てデファレンシャル３０に伝導する。

また、空気圧センサ１１ｃから送信された高周波信号により主にホイールに誘起された高周波電流はアクスルからドライブシャフト３１ｃを経てデファレンシャル３０に伝導し、空気圧センサ１１ｃから送信された高周波信号により主にホイールに誘起された高周波電流はアクスルからドライブシャフト３１ｃを経てデファレンシャル３０に伝導する。

上記の高周波電流はデファレンシャル３０に固定されたタイヤ空気圧検出用アンテナ装置２０のループコイルアンテナ２１で検出され、検出された高周波信号は高周波ケーブル１３を通して受信機１４に供給される。

図１０に、パワートレイン部位と各車輪のタイヤ空気圧高周波信号の受信電圧との関係を示す。同図中、横軸の１，５それぞれは左後輪，右後輪のサスペンション位置、２，４それぞれは左後輪，右後輪のドライブシャフト３１ｃ，３１ｄ位置、３はデファレンシャル３０位置である。実線は右後輪のタイヤ空気圧高周波信号の受信電圧を示し、一点鎖線は左後輪のタイヤ空気圧高周波信号の受信電圧を示し、破線は右前輪のタイヤ空気圧高周波信号の受信電圧を示し、二点鎖線は左前輪のタイヤ空気圧高周波信号の受信電圧を示している。

縦軸の１０ｄＢμｖが受信機１４の受信感度の下限であり、全てのパワートレイン部位で受信機１４の受信感度以上を均等に確保できる。このため、タイヤ空気圧検出用アンテナ装置２０の設置位置はデファレンシャル３０に限定されるものではなく、例えばトランスミッション３４位置であっても良い。なお、デファレンシャル３０，トランスミッション３４は車両の左右の中心線上に配置されている。

このように、タイヤ空気圧検出用アンテナ装置２０の設置位置は車両形式が変わってもデファレンシャル３０またはトランスミッション３４位置とすることができる。

また、本実施形態では、単一のタイヤ空気圧検出用アンテナ装置２０を用いているため、高周波コネクタ２３及び高周波ケーブル１３は各１つで済みコストを低減でき、各タイヤハウス内にアンテナ設置スペースを設ける必要がない。

なお、上記実施形態では４輪駆動を例に説明しているが、２輪駆動ではタイヤ空気圧検出用アンテナ装置２０を例えばトランスミッションに設置すれば良く、上記実施形態に限定されるものではない。

なお、空気圧センサ１１ａ〜１１ｄが請求項記載のタイヤ空気圧検出手段に相当する。

従来の４アンテナシステムを説明するための図である。従来の１アンテナシステムを説明するための図である。従来のタイヤ空気圧検出システムの一例の回路構成図である。本発明のタイヤ空気圧検出用アンテナ装置を適用したタイヤ空気圧検出システムの一実施形態の回路構成図である。タイヤと空気圧センサとホイールの平面図である。本発明のタイヤ空気圧検出用アンテナ装置の一実施形態の構造図である。タイヤ空気圧検出用アンテナ装置の固定を説明するための図である。車両のパワートレイン構成図である。タイヤ空気圧検出用アンテナ装置をデファレンシャルに固定する様子を示す図である。パワートレイン部位と各車輪のタイヤ空気圧高周波信号の受信電圧との関係を示す図である。

符号の説明

１０ａ〜１０ｄタイヤ
１１ａ〜１１ｄ空気圧センサ
１２ａホイール
２０タイヤ空気圧検出用アンテナ装置
２１ループコイルアンテナ
２２マッチング素子
２３高周波コネクタ
２４筐体
２５開口部
３０デファレンシャル
３１ａ〜３１ｄドライブシャフト
３３エンジン
３４トランスミッション

Claims

車両の複数の車輪に設けられたタイヤ空気圧検出手段から送信される電波を受信するタイヤ空気圧検出用アンテナ装置であって、
車両の左右の中心線上に配置された駆動系部品に固定され、前記タイヤ空気圧検出手段から送信される電波により誘起されて前記駆動系部品を伝導する高周波電流を検出することを特徴とするタイヤ空気圧検出用アンテナ装置。
請求項１記載のタイヤ空気圧検出用アンテナ装置において、
アンテナ装置が固定される駆動系部品は、デファレンシャル又はトランスミッションであることを特徴とするタイヤ空気圧検出用アンテナ装置。
請求項１または２記載のタイヤ空気圧検出用アンテナ装置は、ループコイルアンテナと前記ループコイルアンテナを覆う導電性の筐体を備え、
前記筐体を前記駆動系部品に固定する面にスリット状の開口部を設けたことを特徴とするタイヤ空気圧検出用アンテナ装置。