JP4849898B2

JP4849898B2 - タイヤ圧力検知システム及びタイヤ圧力検知装置

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Publication number: JP4849898B2
Application number: JP2006020793A
Authority: JP
Inventors: 裕久鈴木; 英治赤間; 和男長谷川
Original assignee: On Semiconductor Trading Ltd
Current assignee: On Semiconductor Trading Ltd
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2026-01-30
Also published as: JP2007196962A

Description

本発明は、自動車等のタイヤ空気圧を検知するタイヤ圧力検知システム及びタイヤ圧力検知装置に関し、特に、タイヤ側に取り付けられるセンサユニットがタイヤ空気圧を含む複数のデータを車体側の制御ユニットへ無線伝送するものに関する。

米国において、自動車にタイヤ空気圧警報装置の取り付けを義務づける法律が施行された。このタイヤ空気圧の監視（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）には、ＲＦＩＤ（radio frequency Identification）技術を用いるシステムが提案されている。当該システムは、タイヤに取り付けられ空気圧を検出する機能を有したトランスポンダ（センサユニット）と車体側のリーダ（制御ユニット）とがＲＦＩＤ技術を利用して無線通信を行う。

また、タイヤの気圧の他にタイヤの気温を監視するＴＰＭＳも提案されている。従来は、センサで取得した気圧、気温の計測値をトランスポンダにてデジタル符号化し、得られたデジタル符号をＲＦＩＤ技術により車体側のリーダへ伝送する。デジタル符号は、気圧、気温の識別情報と計測値の情報とを含むように構成され、リーダは、受信した当該デジタル符号から気圧及び気温それぞれの計測値を検知することができる。

情報検出にデジタル符号を用いる従来のＴＰＭＳでは、トランスポンダにてデジタル符号化を行うために、マイクロプロセッサが必要となり、構成が複雑化したり消費電力が大きくなり得るといった問題があった。また、リーダにおいても、デジタル符号を復号化する必要があり、構成が複雑化するといった問題があった。

本発明に係るタイヤ圧力検知システムは、制御ユニットとセンサユニットとが無線接続され、前記センサユニットが検知するタイヤ内の気圧を前記制御ユニットへ伝達するものであって、前記制御ユニットが、所定の送信周波数で変化する送信電磁場を発生する電磁場発生回路と、前記センサユニットに起因して生じる前記送信電磁場の振幅の変動から振幅変調信号を検波し、当該振幅変調信号の周波数に基づいて前記センサユニットからの送信データを取得するデータ受信回路と、を有し、前記センサユニットが、前記送信電磁場と相互作用し、当該送信電磁場に前記振幅の変動を及ぼすアンテナと、前記アンテナに流れるアンテナ電流を変化させて前記送信電磁場を振幅変調し、前記気圧を含む複数種類の前記送信データを交互に送信するデータ送信回路と、を有し、前記データ送信回路が、前記送信データに応じた周波数かつ前記送信データの種類毎に互いに分離した周波数帯域内にて定められる周波数の発振信号を前記振幅変調信号として生成し、当該発振信号に応じて前記アンテナ電流を変化させる発振回路を有するものである。

本発明によれば、センサユニットにて送信電磁場を振幅変調する変調信号の周波数が送信データに対応付けられ、また周波数帯域が送信データの種類に対応付けられる。制御ユニットでは、送信電磁場に与えられる変動の周波数及びその帯域から送信データを取得する。

上記タイヤ圧力検知システムにおいては、前記センサユニットが、前記タイヤ内の気温を検知する温度センサを有し、前記送信データが、前記気圧に加えて、さらに前記気温を含むように構成することができる。

また、上記タイヤ圧力検知システムにおいては、前記センサユニットが、前記気温を含む複数の物理量をそれぞれ検知する複数のセンサを有し、前記各センサが、検知対象とする前記物理量に応じて当該センサが有する電気的属性値を変化させるものとし、前記発振回路を、前記電気的属性値に応じて発振周波数を変化させるように構成することができる。

本発明に係るタイヤ圧力検知装置は、外部から与えられる供給電磁場と相互作用し、当該供給電磁場に振幅の変動を及ぼすアンテナと、前記アンテナに流れるアンテナ電流を変化させて前記供給電磁場を振幅変調し、気圧を含む複数種類の送信データを交互に送信し外部へ伝達するデータ送信回路と、を有し、前記データ送信回路が、前記送信データに応じた周波数かつ前記送信データの種類毎に互いに分離した周波数帯域内にて定められる周波数の発振信号を振幅変調信号として生成し、当該発振信号に応じて前記アンテナ電流を変化させる発振回路を有するものである。

上記タイヤ圧力検知装置においては、さらに、前記タイヤ内の気温を検知する温度センサを有し、前記送信データが、前記気圧に加えて、さらに前記気温を含むように構成することができる。

また、上記タイヤ圧力検知装置においては、前記気温を含む複数の物理量をそれぞれ検知する複数のセンサを有し、前記各センサが、検知対象とする前記物理量に応じて当該センサが有する電気的属性値を変化させ、前記発振回路を、前記電気的属性値に応じて発振周波数を変化させるように構成することができる。

本発明によれば、車体側の制御ユニットとタイヤ側のセンサユニットとの間を媒介する電磁場に与えられる変動の周波数によりセンサユニットから制御ユニットへ複数種類のデータが伝送される。この構成では、データの符号化が不要であり、センサユニット及び制御ユニットの構成の簡素化が図られる。また、各データの伝送では一定の周波数で或る期間にて継続する電磁場の変動が生起されるので、制御ユニットでは、伝送期間の一部にてノイズ等の影響を受けても他の部分から周波数を検知することができ、デジタル符号の伝送におけるビット欠落のような情報伝達の誤りが生じにくい。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

図１は、自動車等の車両のタイヤ空気圧を検知するタイヤ圧力検知システムの概略の構成を示す模式図である。本システムは、自動車２の各タイヤ４に取り付けられたトランスポンダであるセンサユニット６と、車体８におけるタイヤ４の近傍位置に取り付けられたリーダであるセンサ制御ユニット１０とを含んで構成される。センサユニット６とセンサ制御ユニット１０との間は、例えばセンサ制御ユニット１０が送信する１３．５６ＭＨｚの電磁場を介して誘導結合方式にてワイヤレス接続される。なお、両者間のワイヤレス接続は、ＲＦＩＤ技術で用いられる他の周波数また他の結合方式により実現することも可能である。

センサユニット６は、バッテリレスに構成され、センサ制御ユニット１０からの電磁場を駆動電力に変換して動作する。そしてセンサユニット６は、取り付けられたタイヤ内の気圧及び気温を検知し、そのデータを発信する。一方、センサ制御ユニット１０は、センサユニット６が発信するデータを検知し、例えば、ＥＣＵ等の車両制御ユニット１２へ通知する。車両制御ユニット１２は、例えば、タイヤの圧力情報や温度情報に基づいてタイヤの異常状態を検知して車両の運行を制御したり、表示装置１４に圧力、温度の測定結果を表示してドライバに通知することが可能である。

図２は、センサユニット６及びセンサ制御ユニット１０の概略の回路図である。センサ制御ユニット１０は、電磁場発生回路とデータ受信回路とを含んでおり、発振回路１８、ドライバＡ1、コイルＬ1、包絡線検波回路２０、波形整形回路２２、フィルタ回路２４及び処理部２６を含んで構成される。

電磁場発生回路は、発振回路１８、ドライバＡ1、コイルＬ1を含んで構成される。発振回路１８は、周波数ｆ0のクロックを生成し、ドライバＡ1へ供給する。ドライバＡ1は出力端子をコイルＬ1の一方端子に接続され、コイルＬ1の他方端子は接地される。ドライバＡ1は、発振回路１８から入力端子に供給される周波数ｆ0のクロックに応じてコイルＬ1に周波数ｆ0の交流電流を流し、コイルＬ1はその交流電流に応じて、送信周波数ｆ0で変化する送信電磁場を発生する。

データ受信回路は、包絡線検波回路２０、波形整形回路２２、フィルタ回路２４、処理部２６を含んで構成される。データ受信回路は、後述するセンサユニット６が送信電磁場に及ぼす変動の周波数に基づいて、センサユニット６からの送信データを取得する働きを有し、その詳細についてはセンサユニット６の説明後に述べる。

センサユニット６は、アンテナとしてコイルＬ2及びコンデンサＣ2からなる並列ＬＣ共振回路を有し、コイルＬ2とコイルＬ1との間の電磁場を介してセンサ制御ユニット１０にワイヤレス接続される。例えば、本システムでは、コイルＬ1とコイルＬ2とが接近した際に両者が電磁誘導によりトランス結合することを利用する。センサ制御ユニット１０側にて、上述のようにコイルＬ1が周波数ｆ0の電磁場変動を発生させると、トランス結合したコイルＬ2の両端に、周波数ｆ0の交流電圧が発生する。

なお、コンデンサＣ2の容量は、当該並列ＬＣ共振回路の共振周波数がｆ0となるように設定される。このＬＣ共振回路の構成により、コイルＬ2は、外界の交流磁場のうち、センサ制御ユニット１０が発生する周波数ｆ0の成分に対して共振現象を起こし、コイルＬ2の両端に発生する交流の電圧振幅を増幅させることができる。コイルＬ2の一方端子は例えば抵抗Ｒ1を介して接地され、コイルＬ2の他方端子には検波、電力生成、圧力及び温度の検知、データ送信等の機能を有する応答回路が接続される。またコイルＬ2の両端には後述するトランジスタＱ1が接続される。

コイルＬ2の他方端子には、ダイオードＤ2，Ｄ3のアノードがそれぞれ接続され、またアノードを接地されたダイオードＤ1のカソードが接続される。センサユニット６はバッテリレスに構成され、当該ユニットにて必要とされる電力は、センサ制御ユニット１０からの送信電磁場によりコイルＬ2に生起する交流電流をダイオードＤ2で整流検波することにより生成される。ダイオードＤ2での整流により得られた直流電流はコンデンサＣ3を充電し、このコンデンサＣ3が充電電力をセンサユニット６の一般電源（システム電源）として供給する。

また、ダイオードＤ2のカソードにはさらに順方向にダイオードＤ4が接続され、ダイオードＤ4のカソードにはコンデンサＣ4の一方端子が接続される。コンデンサＣ4の他方端子は接地される。このコンデンサＣ4はカウンタ３０用の電源を構成し、コンデンサＣ3と同様にコイルＬ2の出力電流を整流した直流により充電され、カウンタ３０に動作電力を供給する。コンデンサＣ4は、例えば電解コンデンサ等の大きな容量を有するコンデンサで構成され、タイヤ４の回転に伴うコイルＬ2の出力電流の変動を平滑化し、タイヤ４の複数の回転周期に跨って継続してカウンタ３０に動作電力を供給可能に構成される。これにより、カウンタ３０は、タイヤ４の回転に伴う送信電磁場の受信強度の変化にかかわらずカウント状態を保持することが可能である。ちなみに、コンデンサＣ4の容量は、タイヤの状態監視を必要とする車両速度でのタイヤ回転周期にて所定電圧以上の電力が持続されるように設定することができる。

ダイオードＤ3もダイオードＤ2と同様に送信電磁場の送信周波数に応じた交流電流を整流検波する検波回路として機能する。ダイオードＤ3のカソードには抵抗Ｒ2及びコンデンサＣ5の一方端子が接続される。抵抗Ｒ2及びコンデンサＣ5の他方端子はそれぞれ接地される。これら抵抗Ｒ2及びコンデンサＣ5は、コンデンサＣ5の充電と抵抗Ｒ2による放電とにより、ローパスフィルタを構成する。このローパスフィルタの出力がカウンタ３０の入力とされる。

本システムでは、切り替えて送信するデータの種類が圧力と温度との２種類であることに対応してカウンタ３０は２つの状態を選択的に取りうるように構成される。すなわち、本システムのカウンタ３０はカウント動作に連動して２つのカウント状態を交互に取る。よって、この場合、カウンタ３０はラッチ回路で構成することもできる。カウンタ３０は、そのカウント状態に基づいてスイッチ３２に対する制御信号を生成し、スイッチ３２を交互に切り換える。スイッチ３２は、圧力検出回路３４及び温度検出回路３６のいずれかを選択的に動作させる。例えば、スイッチ３２は圧力検出回路３４、温度検出回路３６へのシステム電源の供給を断続するように構成することができる。

圧力検出回路３４は、タイヤ内の気圧を検知する圧力センサを含み、当該圧力センサの計測値に応じた周波数ｆpの発振信号を出力する。また、温度検出回路３６は、タイヤ内の温度を検知する温度センサを含み、当該温度センサの計測値に応じた周波数ｆtの発振信号を出力する。ここで、圧力検出回路３４の出力周波数の帯域（中心周波数をｆ1，幅を±Δｆ1とする）と温度検出回路３６の出力周波数の帯域（中心周波数をｆ2，幅を±Δｆ2とする）とは異なり、互いに分離するように設定される。これら圧力検出回路３４、温度検出回路３６の出力発振信号は、周波数ｆ0の送信電磁場に対する振幅変調信号とされるため、ｆ1，ｆ2≪ｆ0に設定するのが好適であり、ｆ0を上述のように１３．５６ＭＨｚとする場合には、一例としてｆ1を３００ｋＨｚ、ｆ2を１５０ｋＨｚに設定することができる。また、Δｆ1＋Δｆ2＜｜ｆ1−ｆ2｜と設定することにより２つの帯域が分離される。

例えば、圧力センサは、容量型圧力センサであり、Ｒ，Ｃ，Ｌといった電気的属性値のうち電気容量Ｃpを圧力Ｐに応じて変化させるセンサ素子である。圧力検出回路３４は、圧力センサの容量ＣpにコイルＬpを組み合わせて構成したＬＣ発振回路を備え、当該ＬＣ発振回路が圧力Ｐの変化に応じて周波数ｆpが変化する発振信号を生成する。また、例えば、温度センサは、抵抗温度センサであり、電気的属性値のうち電気抵抗Ｒtを温度Ｔに応じて変化させるセンサ素子である。温度検出回路３６は、温度センサの抵抗Ｒtに容量Ｃtを組み合わせて構成したＣＲ発振回路を備え、当該ＣＲ発振回路が温度Ｔの変化に応じて周波数ｆtが変化する発振信号を生成する。

圧力検出回路３４、温度検出回路３６の出力はそれぞれＮＡＮＤゲート３８への入力信号とされる。これら圧力検出回路３４、温度検出回路３６からＮＡＮＤゲート３８への入力信号は、各検出回路３４，３６が発振信号を出力する動作時には、その発振周波数に応じて論理レベル「Ｈ」（High）と「Ｌ」（Low）とが切り替わる。一方、圧力検出回路３４、温度検出回路３６は、非動作時にはＮＡＮＤゲート３８への入力がＨレベルに保たれるように構成される。これにより、ＮＡＮＤゲート３８は、動作している方の検出回路の発振信号と同じ周波数のクロックを出力する。

ＮＡＮＤゲート３８の出力はトランジスタＱ1のゲートに印加される。例えば、トランジスタＱ1は、ＮＡＮＤゲート３８の出力がＨレベルのときオン状態となり、一方、ＮＡＮＤゲート３８の出力がＬレベルのときオフ状態となる。この構成により、コイルＬ2のインピーダンスは、トランジスタＱ1がオフ状態のときよりオン状態のときの方が小さくなる。

このコイルＬ2のインピーダンスの変化は、コイルＬ1，Ｌ2を結合する電磁場の変動をもたらし、センサ制御ユニット１０の上述した送信電磁場の送信回路の送信負荷に変化をもたらす。すなわち、センサユニット６は送信データである圧力や温度に応じた周波数の変動をセンサ制御ユニット１０の送信電磁場に及ぼし、センサ制御ユニット１０はコイルＬ1により受信した当該変動から、センサユニット６からの送信データを取得する。

センサ制御ユニット１０に設けられるデータ受信回路は、このセンサユニット６からの送信データの取得のための回路である。データ受信回路は、ドライバＡ1の出力端子に、コンデンサＣ1で直流カットした上で接続される。データ受信回路の包絡線検波回路２０は、上記送信負荷の変動に起因するドライバＡ1の出力端子での交流電流の振幅の変動を検波し、その振幅変動に応じた振幅変調信号を抽出する。抽出された周波数ｆ1又はｆ2の振幅変調信号は波形整形回路２２にて波形を整えられた上でフィルタ回路２４に入力される。

フィルタ回路２４は、入力された振幅変調信号からその周波数を求める。例えば、フィルタ回路２４はデジタルフィルタ回路で構成することができ、その一部として周波数カウンタを内蔵する。周波数カウンタは、振幅変調信号の周波数を処理部２６へ出力する。

処理部２６は、周波数と圧力、温度の値との対応テーブルを予め記憶しており、当該テーブルに基づいて、入力された周波数から送信データの種類、すなわち圧力又は温度のいずれであるかの判別を行い、また周波数を圧力、温度の計測値に変換し送信データを再生する。処理部２６は、このようにして得られた圧力及び温度を車両制御ユニット１２へ出力する。

次に、本システムの動作についてさらに詳しく説明する。図３は、本システムの動作を説明するための模式的な信号波形図である。センサ制御ユニット１０は送信電磁場を連続して生成するが、車両の走行時における当該送信電磁場を介したセンサ制御ユニット１０とセンサユニット６との通信は、タイヤの回転によりセンサ制御ユニット１０とセンサユニット６との距離が周期的に変化するため間欠的となる。図３（ａ）は、センサユニット６のアンテナにて検出される送信電磁場の波形を表している。この図３（ａ）は、センサユニット６のアンテナがセンサ制御ユニット１０に近づいている期間τ1においてだけ、送信電磁場を検出して当該送信電磁場に応じた周波数ｆ0で変化する波形４０を出力し、遠ざかっている期間τ2においては送信電磁場を検出しないことを示している。ちなみに、τ1＋τ2がタイヤの一回転の周期である。

図３（ｂ）はセンサユニット６が検知した送信電磁場に基づいて生成する電源電圧の変化を示す波形である。図３（ｂ）において実線で示す波形４２はコンデンサＣ3が供給するシステム電源の電圧変化を表す。送信電磁場の検知開始（τ1の開始）と共にコンデンサＣ3の充電が開始されてシステム電源の電圧は立ち上がり、送信電磁場の検知終了（τ1の終了）と共にコンデンサＣ3の放電が開始されてシステム電源の電圧は立ち下がる。カウンタ３０はＣＭＯＳトランジスタ等を用いたラッチ回路等により構成され、タイヤの一回転毎に、スイッチ３２を現在の状態から他の状態に切り換える。ここで、電源電圧が低下するとカウンタ３０が保持する現在の状態がリセットされるため、タイヤの次の回転周期におけるスイッチ３２の切り換えを正しく行うことが難しくなる。そこで、本システムでは、カウンタ３０用の電源として大容量のコンデンサＣ4を設けている。コンデンサＣ4の電圧は期間τ1においてコンデンサＣ3と同様に高い電圧に保たれると共に、期間τ2においては、図３（ｂ）において点線４４で示すように、期間τ1における高い電圧からの低下が少なく、カウンタ３０の動作に必要な電圧が保たれる。そのため、カウンタ３０は期間τ2においても設定された状態を保持することができ、次の回転周期に対応するスイッチ３２の切り換え制御を正しく行うことができる。例えば、カウンタ３０は或る回転周期においてスイッチ３２を圧力検出回路３４側に設定し、送信データとして圧力情報を送信した場合、期間τ2において、次回に送信すべき送信データの種類を特定する情報として、今回の送信データが圧力情報であったことを示すカウンタ状態を保持するか、次回に送信すべき送信データが温度情報であることを示すカウンタ状態を設定し保持する。

図３（ｃ）はカウンタ３０への入力信号の波形を示す。当該入力信号の波形４６は、システム電源の波形４２と同様、タイヤの回転周期ごとに一周期の変動をする。ただし、波形４６は、抵抗Ｒ2及びコンデンサＣ5の充放電動作により、波形４２に比べて立ち上がり、立ち下がりの時定数が大きくなっている。図３（ｄ）は、当該入力信号に対するカウンタ３０内の比較器の出力波形である。カウンタ３０の入力に設けられる比較器は、タイヤの回転に応じて周期的に変動する波形４６に同期して、ＨレベルとＬレベルとを交互に出力する。例えば、比較器は、図３（ｄ）に示すように、波形４６が所定の閾値ＶＨを上回ると出力レベルをＬレベルに切り替え、一方、所定の閾値ＶＬを下回ると出力レベルをＨレベルに切り替える。すなわち、カウンタ３０は、センサ制御ユニット１０とセンサユニット６との通信時である期間τ1と非通信時である期間τ2とでの入力信号レベルの変化に基づいてタイヤの一回転を検知する回転検知回路としての機能を有する。

カウンタ３０は例えば、比較器の出力がＬレベルからＨレベルに立ち上がるタイミングに同期して、カウンタ状態を切り替える。例えば、比較器出力の立ち上がりタイミングｔ1に先行する期間τ1にて、送信データが温度情報であることを示すカウンタ状態であった場合、カウンタ３０は時刻ｔ1での比較器出力の立ち上がりに連動して、カウンタ状態を次回に送信すべき送信データが圧力情報であることを示す状態に切り替える。同様に、次の立ち上がりタイミングｔ2では、カウンタ３０はカウンタ状態を次回に送信すべき送信データが温度情報であることを示す状態に切り替える。これら切り替えのタイミングは期間τ2内であり、当該期間においてはシステム電源はオフ状態である。しかし、上述のようにカウンタ３０はコンデンサＣ4から電源を供給され、期間τ2においても切り替え動作を行って、その状態を記憶、保持することができる。

カウンタ３０は、カウンタ状態に応じてスイッチ３２を切り替える。例えば、時刻ｔ1ではスイッチ３２はシステム電源を圧力検出回路３４に接続するように切り替えられ、時刻ｔ2では温度検出回路３６に接続するように切り替えられる。このようにして、センサユニット６は、送信電磁場の受信強度の変化に基づいてタイヤの回転周期を検知し、回転周期に連動して送信データの種類を切り換える。

図３（ｅ）はＮＡＮＤゲート３８から出力される発振信号の波形である。時刻ｔ1にてシステム電源に接続された圧力検出回路３４は、その後、タイヤが回転してセンサユニット６がセンサ制御ユニット１０に近づきシステム電源が立ち上がると、発振動作を開始し、ｆ1を中心周波数とする帯域にて、検知した圧力に応じた周波数ｆpを有するクロック４８を生成する。タイヤが回転してセンサユニット６がセンサ制御ユニット１０から遠ざかりシステム電源の供給が停止すると、クロック４８も停止する。同様に、時刻ｔ2にてシステム電源に接続された温度検出回路３６は、システム電源が供給されている間、発振動作を継続し、ｆ2を中心周波数とする帯域にて、検知した温度に応じた周波数ｆtを有するクロック５０を生成する。このようにして、ＮＡＮＤゲート３８からは、タイヤの回転周期ごとに周波数ｆpのクロック４８と周波数ｆtのクロック５０とが交互に出力される。そして、このＮＡＮＤゲート３８の出力によってトランジスタＱ1のオン／オフが制御され、コイルＬ2のインピーダンスが変化し、コイルＬ1，Ｌ2を結合する電磁場の強度に変動をもたらす。すなわち、図３（ｅ）に示すＮＡＮＤゲート３８の出力信号を振幅変調信号として、センサ制御ユニット１０からの送信電磁場が振幅変調される。図３（ｆ）は、この振幅変調された送信電磁場を示す波形である。

センサ制御ユニット１０の包絡線検波回路２０は、図３（ｆ）に示す送信電磁場の変動から、図３（ｅ）に示す振幅変調信号を検波、抽出する。フィルタ回路２４は、包絡線検波回路２０が出力する振幅変調信号に間欠的に交互に現れるクロック波形４８，５０の周波数を求め、処理部２６へ出力する。そして、処理部２６は、周波数と送信データとの対応テーブルに基づいて、送信データの種類及びその値を求める。

なお、上述の構成では、送信データの種類は圧力と温度との２種類としたが、送信データの種類を３種類以上とすることもできる。その構成では、カウンタは送信データの種類に応じた数の状態を選択的に取りうるように構成され、例えば、カウント動作に連動して、カウント状態を順番に、かつサイクリックに切り替える。そして、そのカウンタの出力に連動して、スイッチが３つ以上の物理量の検出回路を切り替えるように構成される。

また、上述の構成では、期間τ2にてカウンタ３０には次回の送信データの種類に対応したカウント状態が設定されたが、期間τ2にて直前の期間τ1にて送信した送信データの種類に対応するカウント状態を保持し、次の期間τ1にて送信データの種類の切り替えを行うように構成することもできる。その場合には、図３（ｄ）に示す比較器出力の立ち下がりに連動してカウンタ３０は状態を切り替え、スイッチ３２を切り替える。そして、各期間τ1途中でのスイッチの切り替え後からシステム電源が停止する期間τ1の終了まで、圧力検出回路３４又は温度検出回路３６からの発振信号がトランジスタＱ1に与えられるように回路が構成される。

自動車等の車両のタイヤ空気圧を検知するタイヤ圧力検知システムの概略の構成を示す模式図である。本発明の実施形態におけるセンサユニット及びセンサ制御ユニットの概略の回路図である。本発明の実施形態であるシステムの動作を説明するための模式的な信号波形図である。

符号の説明

２自動車、４タイヤ、６センサユニット、８車体、１０センサ制御ユニット、１２車両制御ユニット、１４表示装置、１８発振回路、２０包絡線検波回路、２２波形整形回路、２４フィルタ回路、２６処理部、３０カウンタ、３２スイッチ３２、３４圧力検出回路、３６温度検出回路、３８ＮＡＮＤゲート。

Claims

車体に配置された制御ユニットと前記車体のタイヤに取り付けられ当該タイヤ内の気圧を検知する圧力センサを備えたセンサユニットとが無線接続され、前記センサユニットが検知する前記気圧を前記制御ユニットへ伝達するタイヤ圧力検知システムにおいて、
前記制御ユニットは、
所定の送信周波数で変化する送信電磁場を発生する電磁場発生回路と、
前記センサユニットに起因して生じる前記送信電磁場の振幅の変動から振幅変調信号を検波し、当該振幅変調信号の周波数に基づいて前記センサユニットからの送信データを取得するデータ受信回路と、
を有し、
前記センサユニットは、
前記送信電磁場を受信すると共に、前記送信電磁場と相互作用し、当該送信電磁場に前記振幅の変動を及ぼすアンテナと、
前記アンテナに流れるアンテナ電流を変化させて前記送信電磁場を振幅変調し、前記気圧を含む複数種類の前記送信データを交互に送信するデータ送信回路と、
を有し、
前記データ送信回路は、
前記送信データに応じた周波数かつ前記送信データの種類毎に互いに分離した周波数帯域内にて定められる周波数の発振信号を前記振幅変調信号として生成し、当該発振信号に応じて前記アンテナ電流を変化させる発振回路を有し、
前記送信電磁場の受信強度の変化に基づいて前記タイヤの回転周期を検知し、当該回転周期に連動して前記送信データの種類を切り換えて送信動作を行うこと、
を特徴とするタイヤ圧力検知システム。
請求項１に記載のタイヤ圧力検知システムにおいて、
前記センサユニットは、前記タイヤ内の気温を検知する温度センサを有し、
前記送信データは、前記気圧に加えて、さらに前記気温を含むこと、
を特徴とするタイヤ圧力検知システム。
請求項１又は請求項２に記載のタイヤ圧力検知システムにおいて、
前記センサユニットは、前記気圧を含む複数の物理量をそれぞれ検知する複数のセンサを有し、
前記各センサは、検知対象とする前記物理量に応じて当該センサが有する電気的属性値を変化させ、
前記発振回路は、前記電気的属性値に応じて発振周波数を変化させること、
を特徴とするタイヤ圧力検知システム。
タイヤ内の気圧を検知する圧力センサと、
外部から与えられる供給電磁場を受信すると共に、当該供給電磁場と相互作用し、当該供給電磁場に振幅の変動を及ぼすアンテナと、
前記アンテナに流れるアンテナ電流を変化させて前記供給電磁場を振幅変調し、前記気圧を含む複数種類の送信データを交互に送信し外部へ伝達するデータ送信回路と、
を有し、
前記データ送信回路は、
前記送信データに応じた周波数かつ前記送信データの種類毎に互いに分離した周波数帯域内にて定められる周波数の発振信号を振幅変調信号として生成し、当該発振信号に応じて前記アンテナ電流を変化させる発振回路を有し、
前記供給電磁場の受信強度の変化に基づいて前記タイヤの回転周期を検知し、当該回転周期に連動して前記送信データの種類を切り換えて送信動作を行うこと、
を特徴とするタイヤ圧力検知装置。
請求項４に記載のタイヤ圧力検知装置において、
さらに、前記タイヤ内の気温を検知する温度センサを有し、
前記送信データは、前記気圧に加えて、さらに前記気温を含むこと、
を特徴とするタイヤ圧力検知装置。
請求項４又は請求項５に記載のタイヤ圧力検知装置において、
前記気圧を含む複数の物理量をそれぞれ検知する複数のセンサを有し、
前記各センサは、検知対象とする前記物理量に応じて当該センサが有する電気的属性値を変化させ、
前記発振回路は、前記電気的属性値に応じて発振周波数を変化させること、
を特徴とするタイヤ圧力検知装置。