JP5193495B2 - タイヤ内圧情報計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ内圧等を計測して車体側の受信装置に無線通信で送信するタイヤ内圧情報計測装置に関するものである。

近年、自動車用の空気入りタイヤに充填された空気圧（内圧）が正常か否かを点検する方法として、タイヤ内圧やタイヤ内温度等を測定するセンサモジュールをタイヤの内部に取り付け、このセンサモジュールから無線通信で送信される測定データを車体側の受信装置で受信し、受信したデータを、運転台のオンボード表示器に表示するように構成したタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ：Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を車両に搭載することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このタイヤ空気圧監視システムでは、タイヤ内部に取り付けられるセンサモジュールは、バッテリで駆動されており、バッテリが消耗して動作が不能となると、センサモジュールは、タイヤの測定データを車体側の受信装置に送信できなくなる。このため、可能な限りセンサモジュールに用いられるバッテリの電力消費を抑えることが望まれており、そのための技術が種々提案されている。

特許文献１には、一定時間間隔毎に、測定および送信を行う測定・送信モードとし、それ以外は処理および送信を休止するスリープモードとする車輪情報取得システムが開示されており、特許文献２には、車両が駐車状態にあるときに低消費電力モードへ移行するタイヤ空気圧監視システムが開示されている。
特開２００４−３１４７２７号公報 特開２００４−３２２９２７号公報

ところで、センサモジュールは、定期的に圧力センサや温度センサから情報（温度・圧力）を読み取り、情報および識別ＩＤなどをデジタル無線信号に変換して、車体側の受信装置に発信している。これらの信号処理や動作の制御は、通常、センサモジュールを構成する内部のＣＰＵによって行われるのが一般的である。ＣＰＵから、圧力センサ、温度センサに対して測定命令が出されたとき、圧力センサや温度センサは安定するまでに数ｍｓｅｃ要するが、その間もＣＰＵはクロック周波数を落とすことなく、その安定化時間が経過するまで、待機することになる。また、ＣＰＵは、測定データを車体側の受信機に発信するときは、一定の発信時間間隔で測定データを受信機に繰り返し発信するが、発信と発信との間ではクロック周波数を落とすことなく待機することになる。

図６は、従来のセンサモジュールにおけるＣＰＵの動作例を説明する図である。ＣＰＵは、圧力センサに測定命令を出し、圧力センサが安定するまで待機した後、圧力データの読み出し処理を行う。次に、温度センサに測定命令を出し、温度センサが安定するまで待機した後、温度データの読み出し処理を行う。次に、圧力データおよび温度データをデジタイルデータに変換した後、デジタル化した測定データを車体側の受信機に発信する。さらに発信時間間隔が経過するまで待機した後、再度、デジタル化した測定データを車体側の受信機に発信する。この測定データの発信処理を任意回数繰り返した後、発信処理を停止し、クロック周波数を落としてスリープモードに移行する。
すなわち、ＣＰＵは、待機している間はほとんど無処理状態にもかかわらず、スリープモードに移行することなく、無駄に電力を消費しているという問題がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ＣＰＵが待機している間に消費する無駄な電力を抑制して、バッテリの寿命を長くすることのできるタイヤ内圧情報計測装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、タイヤ内情報を取得するセンサを備え、低周波数クロックまたは高周波数クロックで動作するタイヤ内圧情報計測装置であって、高周波数クロックで動作して前記センサにタイヤ内情報の取得を命令した後、該センサの安定時間経過までの間、低周波数クロックで動作し、該センサの安定時間経過後、高周波数クロックで動作して前記センサからタイヤ内情報を取得し、取得したタイヤ内情報を外部受信手段に一定の時間間隔で発信し、前記タイヤ内情報を発信した後、前記時間間隔が経過するまで低周波数クロックで動作することを特徴とする。前記センサは、圧力センサまたは温度センサであることが好ましい。

本発明は、ＣＰＵが無処理状態で待機している間はスリープモードに移行することによって、ＣＰＵが消費する無駄な電力を抑制することができるので、バッテリの寿命を長くすることができる。

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、本発明のセンサモジュール（タイヤ内圧情報計測装置）が用いられるタイヤ空気圧監視システムのブロック図である。車両６に搭載されるタイヤ空気圧監視システムは、車両６のそれぞれのホイール４に取り付けられ、ホイール４のタイヤの内圧やタイヤ内温度等を測定し、測定した内圧データや温度データを車体側に送信するセンサモジュール３と、車体側に設置され、センサモジュール３のアンテナから無線信号で送られてくる内圧データや温度データを取得する受信装置１と、受信装置１から内圧データや温度データを取得してタイヤの装着位置毎に内圧データや温度データの異常を判定する車載制御装置である電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ／ＥＣＵ）５と、車体側の運転台に設置され、電子制御装置５によりタイヤの内圧や温度が異常であると判定された場合に、タイヤの装着位置毎にタイヤの内圧や温度が異常であることを表示する表示装置７とにより構成されている。

センサモジュール３は、所定の時間間隔で、タイヤ内圧やタイヤ内温度等のタイヤ内情報を取得して車体側の受信装置１に無線通信で送信する。また、電子制御装置５は、内部に、タイヤの装着位置とセンサモジュール３の固有の識別コードとを対応させて記憶する対応表を備えている。センサモジュール３から送信される測定データの信号にはセンサ識別コードが付与されており、電子制御装置５は、予め対応表に記憶されたセンサ識別コードと一致するかどうかによって車両のどの位置に装着されたタイヤかを判別して、警告を発するタイヤを決定する。

センサモジュール３は、図２のホイールの断面図に示すように、タイヤ１１に空気を注入するための円筒状のタイヤバルブ１２と一体となってホイールリム１３に取り付けられている。なお、センサモジュール３は、タイヤの内面に焼き付けて取り付けられ、走行中のタイヤが荷重下で変形してもタイヤから隔離したり壊れたりしないよう設けるようにしても良い。また、タイヤ内側空間に別途の手段で保持したりすることも可能である。

図３は、センサモジュール３の外形の一例を示す図である。センサモジュール３は、センサモジュール本体１５と、リム取り付け部１６と、アンテナ１７とにより構成され、タイヤバルブ１２と一体となってホイールリム１３に取り付けられる。

センサモジュール本体１５は、図４に概略ブロック図で示す電気回路装置を内蔵している。この電気回路装置は、タイヤ内部の空気圧を検出する圧力センサ２４と、タイヤ内部の温度を検出する温度センサ２５と、信号処理および電気回路装置の動作の制御を行うＣＰＵ２１と、ＣＰＵ２１からの信号をアンテナ１７介して車体側の受信装置に送信する送信回路２２と、圧力センサ２４の安定時間をカウントする第１タイマ回路２６と、温度センサ２５の安定時間をカウントする第２タイマ回路２７と、測定データの受信装置への発信時間間隔をカウントする第３タイマ回路２８と、ＣＰＵ２１を駆動するための低周波数クロックまたは高周波数クロックを選択するセレクタ２３と、電気回路装置の各部に電力を供給するバッテリ２９により構成されている。なお、温度センサ２５は、タイヤ内側空間の状態をより詳しく運転者に警告を発するために設けるものであり、好適ではあるが、必ずしも不可欠なものではない。

図５は、ＣＰＵの動作を説明する処理フロー図である。ＣＰＵ２１は、所定の時間になると高周波数クロックで動作して、圧力センサ２４に測定命令を出す（ステップ１０１）。圧力センサ２４に測定命令を出すと、第１タイマ回路２６によりカウントを開始させ（ステップ１０２）、次に、セレクタ２３を低周波数クロック側に切り換えて、スリープモード（低消費電力モード）に移行する（ステップ１０３）。第１タイマ回路２６には、圧力センサの測定動作が安定するまで時間が予め設定されており、第１タイマ回路２６によるカウントが終了すると、ＣＰＵ２１は、セレクタ２３を高周波数クロック側に切り換えて、高周波数クロックで動作して、圧力センサ２４から圧力情報（圧力データ）を読み出す処理を行う（ステップ１０４）。

次に、ＣＰＵ２１は、温度センサ２５に測定命令を出す（ステップ１０５）。温度センサ２５に測定命令を出すと、第２タイマ回路２７によりカウントを開始させ（ステップ１０６）、次に、セレクタ２３を低周波数クロック側に切り換えて、スリープモード（低消費電力モード）に移行する（ステップ１０７）。第２タイマ回路２７には、温度センサの測定動作が安定するまで時間が予め設定されており、第２タイマ回路２７によるカウントが終了すると、ＣＰＵ２１は、セレクタ２３を高周波数クロック側に切り換えて、高周波数クロックで動作して、温度センサ２５から温度情報（温度データ）を読み出す処理を行う（ステップ１０８）。そして、ＣＰＵ２１は、取得した圧力情報（圧力データ）および温度情報（温度データ）をデジタル変換し、センサモジュール３の固有の識別コードを付加してデジタル信号を生成する（ステップ１０９）。

次に、ＣＰＵ２１は、カウンタｉ（図示せず）を初期化し（ステップ１１０）、圧力情報（圧力データ）および温度情報（温度データ）を含むデジタル信号を、送信回路２２からアンテナ１７介して車体側の受信装置に発信する（ステップ１１１）。デジタル信号を発信すると、第３タイマ回路２８によりカウントを開始させ（ステップ１１２）、次に、セレクタ２３を低周波数クロック側に切り換えて、所定の時間間隔が経過するまでスリープモード（低消費電力モード）に移行する（ステップ１１３）。第３タイマ回路２８には、次に発信処理を行うまで時間（所定の時間間隔）が予め設定されており、第３タイマ回路２８によるカウントが終了すると、次に、カウンタｉをインクリメントし（ステップ１１４）、カウンタｉがｎ（例えばｎ＝１０）よりも大きいか否かを判定し（ステップ１１５）、小さければ、ステップ１１１に戻る。

ＣＰＵ２１は、セレクタ２３を高周波数クロック側に切り換えて、高周波数クロックで動作して、再び、圧力情報（圧力データ）および温度情報（温度データ）を含むデジタル信号を、送信回路２２からアンテナ１７介して車体側の受信装置に発信する（ステップ１１１）。デジタル信号を発信すると、第３タイマ回路２８によりカウントを開始させ（ステップ１１２）、次に、セレクタ２３を低周波数クロック側に切り換えて、所定の時間間隔が経過するまでスリープモード（低消費電力モード）に移行する（ステップ１１３）。

このようにして、ステップ１１１〜１１４を複数回（ｎ回）繰り返し、ステップ１１５において、カウンタｉがｎよりも大きくなったならば、ＣＰＵ２１は、セレクタ２３を高周波数クロック側に切り換えて、高周波数クロックで動作して、圧力情報（圧力データ）および温度情報（温度データ）を含むデジタル信号を、送信回路２２からアンテナ１７介して外部の受信装置に発信する（ステップ１１６）。次に、セレクタ２３を低周波数クロック側に切り換えて、スリープモード（低消費電力モード）に移行して処理を終了する（ステップ１１７）。

なお、図５では、ＣＰＵ２１は、圧力センサ２４に測定命令を出して圧力データを取得した後に、温度センサ２５に測定命令を出して温度データを取得しているが、温度センサ２５に測定命令を出して温度データを取得した後に、圧力センサ２４に測定命令を出して圧力データを取得するようにしても良い。また、いずれか一方のセンサにのみ測定命令を出して、タイヤ内情報を取得するようにしても良い。

さらに、圧力センサ２４に測定命令を出して圧力データを取得する処理（ステップ１０１〜１０４）、および、温度センサ２５に測定命令を出して温度データを取得する処理（ステップ１０５〜１０８）を、それぞれ個別に行って、得られた圧力データおよび温度データを、センサモジュール本体１５内部の記憶部に格納しておき、所定の時間間隔でステップ１１１以降の発信処理を行って、測定データを車体側の受信装置に発信するようにしても良い。

上述のように、本発明は、ＣＰＵが無処理状態で待機している間はスリープモードに移行することによって、ＣＰＵが消費する無駄な電力を抑制することができるので、バッテリの寿命を長くすることができる。

本発明のセンサモジュールが用いられるタイヤ空気圧監視システムのブロック図である。 センサモジュールをホイールに取り付けた状態を示す断面図である。 センサモジュールの外形の一例を示す図である。 センサモジュール本体の概略ブロック図である。 ＣＰＵの動作を説明する処理フロー図である。 従来のＣＰＵの動作例を説明する図である。

符号の説明

１ 受信装置
３ センサモジュール
４ ホイール
５ 電子制御装置
６ 車両
７ 表示装置
１１ タイヤ
１２ タイヤバルブ
１３ ホイールリム
１５ センサモジュール本体
１６ リム取り付け部
１７ アンテナ
２１ ＣＰＵ
２２ 送信回路
２４ 圧力センサ
２５ 温度センサ
２６ 第１タイマ回路
２７ 第２タイマ回路
２８ 第３タイマ回路
２９ バッテリ

Claims (2)

1. タイヤ内情報を取得するセンサを備え、低周波数クロックまたは高周波数クロックで動作するタイヤ内圧情報計測装置であって、
   高周波数クロックで動作して前記センサにタイヤ内情報の取得を命令した後、該センサの安定時間経過までの間、低周波数クロックで動作し、該センサの安定時間経過後、高周波数クロックで動作して前記センサからタイヤ内情報を取得し、取得したタイヤ内情報を外部受信手段に一定の時間間隔で発信し、前記タイヤ内情報を発信した後、前記時間間隔が経過するまで低周波数クロックで動作することを特徴とするタイヤ内圧情報計測装置。
2. 前記センサは、圧力センサまたは温度センサであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ内圧情報計測装置。

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