JPH04254730A - タイヤ空気圧監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タイヤの空気圧を監視
する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、タイヤの空気圧を監視するタイヤ
空気圧監視装置として、米国特許第４５６７４５９号明
細書に記載されたものが知られている。この装置は、タ
イヤに内蔵された圧力検出用の能動回路に車体側から給
電し、圧力に応じた電気信号を周波数変調して電磁結合
により車体側へ伝達している。

【０００３】１９８９年６月２６日付けのＡＵＴＯＭＯ
ＴＩＶＥ　ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ　ＮＥＷＳの１５頁に
は、タイヤに内蔵された圧力検出回路が発する無線信号
をアンテナ結合を介して車体側に伝達することが開示さ
れている。特開昭６１−１４１０９８号公報は、共振回
路方式のタイヤ圧検知装置を開示する。

【０００４】すなわちこの装置は、タイヤ圧に応じて抵
抗値が変化する感圧センサ（例えば半導体感圧センサ）
とＬＣ共振回路とにより、タイヤ圧変化に応じてＱが変
動するＱ可変共振回路をリム側に設ける。そして、この
Ｑ可変共振回路に車体側の固定周波数発振回路から固定
周波数の交流電流を給電し、更に、Ｑ可変共振回路に電
磁結合する受信コイルの受信電圧変化により上記Ｑ変化
を求めて、タイヤ圧を検出している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記米
国特許第４５６７４５９号明細書及び上記ＡＵＴＯＭＯ
ＴＩＶＥ　ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ　ＮＥＷＳ記載の装置
では、タイヤに各種半導体素子やＩＣを内蔵せねばなら
ず、このような過酷なタイヤ環境、すなわち高温、大加
速度環境下で半導体素子やＩＣを使用することは、特性
変化、寿命劣化などの点で容易ではない。

【０００６】一方、特開昭６１−１４１０９８号公報の
装置では、タイヤに内蔵するＱ可変共振回路のＱが、感
圧センサの抵抗値以外の外部要因で変化しやすく、また
感圧センサとして半導体感圧センサを用いる場合には上
記と同様に高温環境下で使用可能な半導体感圧センサを
採用する必要がある。本発明は上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、タイヤの周囲環境下でも安定にタイヤ
圧の検出が可能なタイヤ空気圧監視装置を提供すること
を、その目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のタイヤ空気圧監
視装置は、リム側に配設され、該タイヤの空気圧に応じ
てインピ−ダンスが変化する圧電素子と、前記リム側に
配設され、前記圧電素子とともに共振回路を構成するリ
ム側コイルと、車体側に配設され、前記リム側コイルと
非接触に電磁結合する車体側コイルと、車体側に配設さ
れ、前記両コイルを通じて前記共振回路に周波数が変化
する交流電流を給電する周波数可変手段と、車体側に配
設され、前記両コイルを通じて前記共振回路の共振周波
数を検出する共振周波数検出手段とを備えることを特徴
としている。

【０００８】好適な態様において、車体側コイルは、周
波数可変手段に接続される励振コイルと、共振周波数検
出手段に接続される受信コイルとを備えている。なお、
この場合において、励振コイル及び受信コイルとリム側
コイルとの電磁結合の強さに比べ、励振コイルと受信コ
イルとの間の電磁結合の強さを弱めると、受信コイルの
受信電圧はほぼ共振回路を流れる電流をピックアップで
き、励振コイルを流れる電流の影響を除外できるので、
好都合である。

【０００９】好適な態様において、周波数可変手段は、
受信コイルの受信電圧に対して電気角でπ／２だけ位相
が異なる交流電圧を励振コイルに給電する構成を採用し
ている。周波数可変手段は、周波数が連続的に変化する
交流電圧を給電してもよく、または周波数が離散値的に
変化する交流電圧を給電してもよい。

【００１０】なお、リム側コイルのインピ−ダンスが圧
電素子のインピ−ダンスに比べて相対的に小さい場合に
は、共振回路の共振周波数は圧電素子の固有共振周波数
に等しいと考えてもよい。また、低域で用いる場合には
圧電素子のリアクタンス成分を無視して考えてもよい。 更に、共振回路に追加のコイルやコンデンサを追加して
共振周波数を望ましい値に調節してもよい。

【００１１】

【作用及び発明の効果】周波数可変手段は、車体側コイ
ル及びリム側コイルを通じて共振回路に周波数が変化す
る交流電流を給電すると、この周波数が共振回路の共振
周波数にマッチングする場合に、共振回路の共振電流に
対応する共振電圧成分が車体側コイルに誘導される。共
振周波数検出手段は、この共振電圧成分に基づいて共振
回路の共振周波数を検出する。

【００１２】共振回路の共振周波数は、リム側コイルの
インピ−ダンスを一定とすれば圧電素子のインピ−ダン
スに依存し、圧電素子のインピ−ダンスはタイヤの空気
圧に依存するので共振周波数の変化の検出により、タイ
ヤ空気圧を検出することができる。車体側コイルを、周
波数可変手段に接続される励振コイルと、共振周波数検
出手段に接続される受信コイルとで構成する場合には、
受信コイルにより上記共振電圧成分を抽出することがで
き、回路構成を簡単化することができる。

【００１３】以上説明したように、本発明のタイヤ空気
圧監視装置は、圧電素子とリム側コイルとを備えタイヤ
側に内蔵された共振回路の共振周波数がタイヤ空気圧の
変化により変動することに基づいて、前記共振周波数の
検出によりタイヤ空気圧を検出しているので、熱に弱い
半導体素子やＩＣをタイヤに内蔵することなくタイヤ側
に非接触に検出でき、安定な検出が可能となる。

【００１４】また、タイヤ側に設けられた回路のＱの変
化を検出する従来技術に比べて、共振周波数の変化を検
出する方式であるので、外部環境変化に対する安定な検
出が可能となる効果を奏することができる。更に、タイ
ヤ側と車体側とを非接触に電磁的に結合するリム側コイ
ルが本発明の共振回路の一部を兼ねているので、リム側
コイルのリアクタンスを調節することにより、共振周波
数をその後の処理に好適な所望の範囲に設定できる利点
もある。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を図面を用いて説明する。 （第１実施例）図１は本発明の第１実施例の全体構成を
示す概略図であり、図２はそのＡ−Ａ断面図である。こ
の図１および図２において、１はタイヤのホイ−ルであ
り、３はこのホイ−ル１に接続されたリムである。５は
ベリリウム銅などの弾性材料より成る固定ケ−スであっ
て、リム３の切欠き部７にその両端部が嵌合されており
、固定ケ−ス５はベリリウム銅などの弾性材料であるた
め、この弾性力によって切欠き部７と嵌合している。 なお、この切欠き部７においては、溶接や接着によって
接合させるようにしてもよい。９は、本発明の主要部を
なす圧力検知部であり、固定ケ−ス５の内部に固定され
、リム３と非接触の状態で固定ケ−ス５に固定されてい
る。圧力検知部９の入力および出力端子は、リ−ド線１
１を介して第１のコイル１３に接続されている。１５は
硝子等の絶縁部材であり、二本の導線が埋め込まれてい
て、このような二本の導線を有する絶縁部材１５をリム
３に固定した後、埋め込まれた導線にリ−ド線１１を接
続した後、ゴムシ−ル１７によって封止されている。 １９はその断面がＬ字状したリング状のボビンであり、
このボビン１９にリム側コイル１３が巻き付けられてお
り、リム側コイル１３を巻き付けたボビン１９が、リム
３に溶接または接着固定されたボビン取り付けステ−２
１に溶接または接着固定されている。２３は図示しない
車体側に固定されるコイル取り付けステ−であり、ステ
−取り付け穴２５と図示しないボルトによって車体に固
定される。車体側コイル２７は鉄心２９に巻き付けられ
たものであり、その両端はリ−ド線３１を介して電子制
御装置（以下、ＥＣＵと言う）３５、アクセサリ−キ−
スイッチ３６、及び車載用バッテリとしての電源３７に
接続されている。

【００１６】ＥＣＵ３５は、本発明でいう周波数可変手
段３３及び共振周波数検出手段３４を内蔵している。Ｅ
ＣＵ３５の詳細は後で説明する。ケ−ス３９はアルミニ
ウムなどの非磁性材より成り、磁気結合手段としての車
体側コイル２７と鉄心２９を覆うケ−スであり、ボルト
４１によってコイル取り付けステ−２３と固定されてい
る。図１において、ホイ−ル１とリム３を有する図示し
ないタイヤは紙面に垂直な方向に回転する。すなわち、
図２において矢印Ｂまたは矢印Ｃの方向に回転する。こ
のため、図１において、矢印Ｄの方向に遠心力が発生す
るが、圧力検知部９の後述する圧電素子がこの遠心力の
影響を受けない方向に圧力検知部９が固定されている。 　　次に、図３および図４において固定ケ−ス付近の詳
細な形状を示す。図３において、５ａは折り曲げ固定部
であり、この固定ケ−ス５と一体となった折り曲げ固定
部５ａが圧力検知部９の切欠き部７３（後述する）と嵌
合している。図３の平面図を図４に示す。図４において
４３はリ−ド線１１を固定するためのハ−ネス部材であ
る。

【００１７】次に本実施例の圧力検知部９の詳細な説明
を図５乃至図７を用いて説明する。図５は圧力検知部９
の断面図であり、図６はその左側側面図、図７は図５の
Ｅ−Ｅ断面図である。図５乃至図７においてハウジング
４５はステンレスまたはアルミニウムより成る円筒形状
をしたものであり、内部には段部４７を有し、その段部
４７にステンレスなどの弾性部材の薄いダイヤフライム
４９が溶接部５１に於いて溶接により固着されている。 なお、この溶接部５１に於ける溶接の代わりに接着剤に
よって固定してもよい。ダイヤフライム４９の上には、
厚さ０．１ｍｍから０．２ｍｍ程度の例えばセラミック
材料より成る１枚の圧電素子５３が接着固定されている
。さらには、この圧電素子５３の上には両面に銀ペ−ス
トを焼成して出来た極板５５，５６が設けられており、
導線５７と５９に接続されるリ−ド線がそれぞれ極板５
５，５６に電気的に接続されている。

【００１８】５７と５９は碍子等の絶縁部材６１の中に
埋め込まれた導線であり、絶縁部材６１と共にハウジン
グ４５に固定され、リ−ド線１１と電気的に接続され、
ゴムシ−ル６３によって封止されている。キャップ６５
はハウジング４５と同じくステンレスまたはアルミニウ
ムより形成され、円板形状をしており、ハウジング４５
と溶接または接着によって接合されている。また、この
キャップ６５の中央部には圧力導入孔６７が設けられて
いる。ハウジング４５とダイヤフライム４９によって気
密を保たれた低圧室６９は、真空に近い圧力に保たれて
いる。

【００１９】一方、ダイヤフライム４９とキャップ６５
によって形成される圧力導入室７１には、圧力導入孔６
７を介してタイヤ内部の空気が導入される。７３はハウ
ジング４５の外部に設けられた切欠き部であり前述の折
り曲げ固定部５ａと嵌合することによって圧力検知部９
を固定ケ−ス５に固定させるためのものである。次に、
本実施例の作動を説明する。

【００２０】この実施例の装置の等価回路を図８に示す
。タイヤ側の圧電素子５３とリム側コイル１３とが共振
回路を構成し、車体側に、周波数可変手段３３及び共振
周波数検出手段３４を含むＥＣＵ３５と車体側コイル２
７とが配置される。次に本実施例の作動を説明する。 図１において、アクセサリ−キ−スイッチ３６をオンす
ると、電源３７からＥＣＵ３５へ電源が供給されて、Ｅ
ＣＵ３５内の周波数可変手段３３が、リ−ド線３１を介
して磁気結合手段としての車体側コイル２７に周波数が
連続変化する交流電圧を印加するため、共振回路に交流
電流が流れる。

【００２１】なお本実施例では、アクセサリ−キ−スイ
ッチ３６がオンされた場合のみならず、エンジン駆動中
にも電源３７からＥＣＵ３５へ電源が供給されている。 今、タイヤの空気圧が変化した場合、圧力導入孔６７を
介して圧力導入室７１の圧力が変化する。低圧室６９内
の圧力は真空に近い圧力で一定圧力となっているため、
圧力導入室７１の圧力が変化すると、ダイヤフライム４
９が変位し、その結果、ダイヤフライム４９に設けられ
た圧電素子５３も歪みを発生することとなる。この圧電
素子５３が歪みを発生するということは、そのインピ−
ダンスが変化することを意味する。

【００２２】なお本実施例においては、低圧室６９内の
圧力は、真空に近い圧力で一定圧力となっているため、
温度変化による低圧室６９内の圧力変化は小さくなる。 この結果、温度変化に伴う出力誤差を小さくすることが
できる。ＥＣＵ３５の要部を図９に示す。周波数可変手
段３３は、所定時間毎に発振周波数を所定範囲（その中
に一つの共振周波数値をもつ）で連続変化する可変周波
数発振器であって、この種の可変周波数発振器の回路構
成自体はよく知られているので、図示省略する。

【００２３】共振周波数検出手段３４は、励振コイル２
７と直列接続された低抵抗ｒと、この低抵抗ｒの電圧降
下を増幅する高入力インピ−ダンスのセンスアンプ３４
ａと、センスアンプ３４ａの出力電圧を検波する検波回
路３４ｂと、検波電圧を平滑化する平滑回路３４ｃと、
平滑化された直流信号電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコン
バ−タ３４ｄと、Ａ／Ｄ変換された直流信号電圧（以下
単に直流電圧という）を処理してタイヤ空気圧を検出す
るマイコン３４ｅとからなる。

【００２４】したがって、マイコン３４ｅには、励振コ
イル２７を流れる電流ｉ２の平均値に比例する直流電圧
が入力される。周波数可変手段３３の発振周波数を連続
変化させた場合における共振回路を流れる電流ｉ１と、
励振コイル２７を流れる電流ｉ２とを、図１１及び図１
２に示す。よく知られているように、圧電素子はリアク
タンス成分、抵抗成分、キャパシタンス成分からなるイ
ンピ−ダンスを有し、そのために所定の固有共振周波数
を有する。したがって、図８の共振回路は、圧電素子５
３のインピ−ダンスとリム側コイル１３のインピ−ダン
スとの直列共振回路となり、所定の共振周波数を有する
。そして、圧電素子５３のインピ−ダンスは、圧電素子
に作用する外力（ここではタイヤ空気圧）により連続的
に変化し、共振回路の共振周波数はタイヤ空気圧により
連続的に変化する。したがって、共振回路の共振周波数
を検出できれば、タイヤ空気圧を検出することができる
。具体的に説明すれば、周波数可変手段３３の発振周波
数を連続変化して、励振コイル２７を流れる電流ｉ２が
最小となる時の電流値ｉ２から共振周波数値ｆｒを求め
、共振周波数値ｆｒからタイヤ空気圧を求めればよい。

【００２５】電流ｉ２からタイヤ空気圧を求めるマイコ
ン３４ｅの動作を図１０のフロ−チャ−トを参照して説
明する。まず、電流ｉ２を入力し（１０１）、今回入力
した電流ｉ２が前回入力した電流ｉ２より小さいかどう
かを調べ（１０３）、そうでなければ１０１にリタ−ン
し、そうであれば所定の短時間待機後（１０５）、再度
、電流ｉ２を読み取る（１０７）。今回入力した電流ｉ
２が前回入力した電流ｉ２より大きいかどうかを調べ（
１０９）、そうでなければ１０１にリタ−ンし、そうで
あれば、今回の電流ｉ２はほぼ最小電流値（通電電流の
周波数は共振周波数に等しい場合の電流ｉ２）であると
して、今回の電流ｉ２に対応する共振周波数ｆｒをメモ
リに格納したマップから求め（１１１）、更に求めた共
振周波数ｆｒに対応するタイヤ空気圧値を同様にメモリ
に格納したマップから求める（１１３）。次に、求めた
タイヤ空気圧値を出力し（１１５）、所定時間待機後（
１１７）、１０１にリタ−ンしてル−チンを繰り返す。

【００２６】なお、図９において、電流検出用の低抵抗
ｒの代わりに、電流検出トランスや、電流センサを採用
してもよい。以上説明したように、本実施例によれば、
タイヤ内にはＩＣ等の半導体を用いる必要がなく、代わ
りに、熱に強い圧電素子３３とコイル１３を用いている
ため、半導体を使用しないで済むという効果を奏する。 また、タイヤの空気圧に応じて変化する共振回路の共振
周波数を共振周波数検出手段で検出するようにしている
ため、タイヤの圧力によって発生した信号を周波数変調
する周波数変調手段が不要であるという効果を奏する。 さらには、タイヤ側の共振回路への電流供給及び共振回
路の共振周波数の検出の両方を、リム側コイル１３と車
体側コイル２７との電磁結合によっておこなっているの
で、タイヤ側と車体側とを非接触でタイヤの空気圧を検
出することができるという効果を奏する。また、タイヤ
側に電池やコンデンサといった電源手段を設ける必要が
ないという効果も奏する。 （第２実施例）第２実施例を図１３乃至図２２を用いて
説明する。

【００２７】本実施例では、図１３に示すように、車体
側コイルを励振コイル９９と受信コイル１０１とで構成
している。すなわち、アルミニウムなどの非磁性材より
なるケ−ス９５内を、磁性材料よりなるセパレ−タ９７
によって仕切り、励振コイル９９と受信コイル１０１を
各々鉄心１０３，１０５に巻き付けて車体側コイルを構
成した。更に、図１４に示すように、励振コイル９９の
両端を信号処理回路２００の周波数可変手段３３に接続
し、受信コイル１０１の両端を信号処理回路２００の共
振周波数検出手段３４に接続し、圧電素子５３への交流
電流の給電と、圧電素子５３を流れる共振電流の検出と
を、別個に電磁結合した。

【００２８】可変周波数発振器である周波数可変手段３
３は励磁コイル４を介して共振回路４００を励振し、リ
ム側コイル１３を流れる電流により受信コイル５に受信
電圧Ｖ２が誘起される。ここで、励振周波数、すなわち
、励振コイルに印加される励振電圧Ｖ１の周波数が、共
振回路４００の共振周波数に等しい場合に、励振電圧Ｖ
１と受信電圧Ｖ２との位相差はπ／２になる。したがっ
て、周波数検出手段３４を制御して、受信電圧Ｖ２と励
振電圧Ｖ１との位相差をπ／２に調節し、その時の受信
電圧Ｖ２の周波数値を共振周波数ｆｒとして検出するこ
とができる。特に、共振回路４００が共振状態にあると
きは受信コイル１０１の受信電圧Ｖ２は当然、最大とな
るので、受信電圧Ｖ２のＳＮ比を高くでき、その検出が
容易となる。なお、励振コイル９９と受信コイル１０１
との電磁結合はここでは無視する。

【００２９】タイヤ空気圧がＰ１、Ｐ２である場合にお
ける位相差と共振周波数との関係を図１５に示し、タイ
ヤ空気圧がＰ１における励振周波数と共振回路のＱとの
関係を図１６に示し、タイヤ空気圧と共振周波数との関
係を図１７に示す。図１８に、信号処理回路２００の構
成の一例を示し、図１９に各部の信号波形を示す。以下
、この信号処理回路２００の動作を説明する。

【００３０】電圧制御発振器（以下、ＶＣＯと略称する
）２０６は、共振回路４００の共振周波数付近で動作す
るように設計されており、ＶＣＯ２０６の出力電圧Ｖ１
は励振コイル９９を介してリム側コイル１３に放射され
る。これにより共振回路４００が励振され、リム側コイ
ル１３より放射される電磁波により受信コイル１０１の
両端に誘起起電力が生じる。このとき、受信コイル１０
１の受信電圧Ｖ２の波形は図１９に示されるように正弦
波となる。受信電圧Ｖ２の波形は比較器２０１により受
信電圧Ｖ２と同相の矩形波電圧Ｖｋに変換され、排他的
論理和ゲ−ト２０２においてＶＣＯ２０６の出力電圧Ｖ
１と比較される。図１９に示されるように、排他的論理
和ゲ−ト２０２の出力電圧Ｖｇは、ＶｋとＶ１の状態が
等しければロ−レベル、異なっていればハイレベルとな
る。排他的論理和ゲ−ト２０２の出力電圧Ｖｇは、低域
フィルタ２０３によりそのデュ−ティ−比によりレベル
が異なる直流電圧Ｖｆに変換され、直流電圧Ｖｆは制御
電圧発生器２０５において基準電圧発生器２０４の参照
電圧Ｖｒと比較される。

【００３１】制御電圧発生器２０５は、直流電圧Ｖｆと
参照電圧Ｖｒとの差電圧が０となるように出力電圧Ｖｃ
を出力し、ＶＣＯ２０６は出力電圧Ｖｃの値により唯一
決定される周波数の矩形波を出力する。ここで、比較器
２０１の出力信号ＶｋとＶＣＯ２０６の出力信号Ｖ１の
位相差がπ／２であれば、排他的論理和ゲ−ト２０２の
出力電圧Ｖｇのデュ−ティ−比は０．５となるので、こ
のときの低域フィルタ２０３の出力電圧Ｖｆは、排他的
論理和ゲ−ト２０２の出力電圧Ｖｇの波高値Ｖｇｘの２
分の１となる。従って、基準電圧発生器２０４から出力
される参照電圧Ｖｒの値を排他的論理和ゲ−ト２０２の
出力電圧Ｖｇの半分とすることにより、ＶＣＯ２０６の
発振周波数は常に共振回路の共振周波数になる。

【００３２】図２０に信号処理回路２００の他の実施例
を示し、図２１にその各部の信号波形を示す。ＶＣＯ３
０４より励振コイル９９を介してリム側コイル１３に向
かって放射された電磁波が共振回路４００を励振し、こ
のときリム側コイル１３より放射された電磁波が受信コ
イル１０１の両端に誘起起電力を生じる。受信コイル１
０１の受信電圧Ｖ２は比較器３０１で受信電圧Ｖ２と同
相の矩形波電圧Ｖｋに変換され、Ｄ型フリップ・フロッ
プ３０２の入力端子Ｄに入力される。Ｄ型フリップ・フ
ロップ３０２のクロック・パルス入力端子ＣＫには、９
０度位相器３０５からＶＣＯ３０４の出力電圧Ｖ１に対
してπ／２だけ位相が異なる信号電圧Ｖｃｋが入力され
る。

【００３３】図２１に示されるように、９０度位相器３
０５の信号電圧Ｖｃｋの立ち上がり時に矩形波電圧Ｖｋ
がハイレベルとなっていれば、すなわち、矩形波電圧Ｖ
ｋが信号電圧Ｖｃｋより位相が進んでいれば、Ｄ型フリ
ップ・フロップ３０２の出力電圧Ｖｇはハイレベルとな
る。また、９０度位相器３０５の信号電圧Ｖｃｋの立ち
上がり時に矩形波電圧Ｖｋがロ−レベルとなっていれば
、すなわち矩形波電圧Ｖｋが信号電圧Ｖｃｋより位相が
遅れていれば、Ｄ型フリップ・フロップ３０２の出力電
圧Ｖｇはロ−レベルとなる。Ｄ型フリップ・フロップ３
０２の出力電圧Ｖｇは低域フィルタ３０３で直流化され
てＶＣＯ３０４に入力され、ＶＣＯ３０４は低域フィル
タの出力電圧Ｖｃに応じた周波数で発振する。図２１に
示されるように、低域フィルタ３０３の出力電圧Ｖｃは
、Ｄ型フリップ・フロップ３０２の出力電圧Ｖｇがハイ
レベルからロ−レベルに切り替わった時には漸減し、ロ
−レベルからハイレベルに切り替わったときには漸増す
る。その結果、ＶＣＯ３０４の発振周波数は、低域フィ
ルタ３０３の出力電圧Ｖｃの増減に伴い増減する。

【００３４】ここで、図２２に示すように、比較器３０
１から出力される矩形波電圧ＶｋとＶＣＯの出力電圧Ｖ
１との位相差△θ１、または、矩形波電圧Ｖｋと９０度
位相器３０５の出力電圧Ｖｃｋとの位相差△θ２は、共
振回路の共振周波数ｆｒ付近で周波数に対して単調減少
となる。従って、矩形波電圧Ｖｋの位相が９０度位相器
３０５の出力電圧Ｖｃｋより進んでいる時には低域フィ
ルタ３０３の出力電圧Ｖｃが増加してＶＣＯ３０４の発
振周波数が増加し、矩形波電圧Ｖｋと９０度位相器３０
５との間の位相差は零になる方向へ向かう。

【００３５】逆に矩形波電圧Ｖｋの位相が９０度位相器
３０５の出力電圧Ｖｃｋより遅れている時には、低域フ
ィルタ３０３の出力電圧Ｖｃが減少してＶＣＯ３０４の
発振周波数が減少し、矩形波電圧Ｖｋと９０度位相器３
０５の出力電圧Ｖｃｋとの間の位相差は零になる方向へ
向かう。結局、この回路では比較器３０１から出力され
る矩形波電圧Ｖｋと９０度位相器３０５の出力電圧Ｖｃ
ｋとの間の位相差△θ２を０にするような動作をする。

【００３６】ところで、図２１に示すように、９０度位
相器３０５の出力電圧Ｖｃｋの位相はＶＣＯ３０４の出
力電圧Ｖ１よりπ／２進んでいるため、矩形波電圧Ｖｋ
とＶＣＯ３０４の出力電圧Ｖ１との間の位相差△θ１は
常にπ／２となり、ＶＣＯ３０４の発振周波数は共振回
路４００の共振周波数に固定される。 （第３実施例）他の実施例を図２３に示す。

【００３７】この実施例は、タイヤ空気圧とタイヤ内部
温度とを同時に測定する装置であって、圧力測定用共振
回路４００と温度測定用共振回路４０１とをタイヤ内に
配設し、両共振回路４００、４０１に個別に、励振コイ
ル９９、受信コイル１０１及び信号処理回路４０２又は
４０３からなるセットを設けたものである。温度測定用
共振回路４０１の圧電素子５３は、タイヤ空気圧に対し
て無感となるように密閉ケ−ス中に収容され、タイヤ内
部温度だけが密閉ケ−ス内に伝達される。

【００３８】圧電素子５３のインピ−ダンスは図２５に
示すように、温度変化に対して連続変化する。したがっ
て、両共振回路４００、４０１の共振周波数を検出すれ
ば、タイヤ空気圧とタイヤ空気温度とを別々に検出する
ことができる。更に、検出したタイヤ空気圧を検出した
タイヤ内部温度により補正することにより、圧力測定用
共振回路４００の圧電素子５３の温度変化によるインピ
−ダンス誤差を補償することもできる。 （第４実施例）他の実施例を図２４に示す。

【００３９】この実施例は、タイヤ空気圧とタイヤ内部
温度とを同時に測定する装置であって、励振コイル９９
及び受信コイル１０１を１組としてシステムを簡略介し
たものである。すなわちこの実施例では、切り換えスイ
ッチ９１、９２を一定の時間間隔で切り換えて、圧力測
定用信号処理回路４０２又は温度測定用信号処理回路４
０３と励振コイル９９および受信コイル１０１を交互に
接続し、圧力測定用共振回路４００及び温度測定用共振
回路４０１の共振周波数を交互に測定するような構成と
なっている。

【００４０】上記第２乃至第４実施例では、圧力測定用
の圧電素子５３として、圧力が０〜３００ＫＰａの範囲
で変化すると静電容量が９ｎＦから１０ｎＦまで変化す
るものを用い、温度測定用の感応素子５３として温度が
−２０℃〜８０℃の範囲で変化すると静電容量が１２ｎ
Ｆから１８ｎＦまで変化するものを用いた。圧力測定用
の共振回路４００の共振周波数帯域は３５〜３７ＫＨＺ
、温度測定用の共振回路４０１の共振周波数帯域は１５
〜１９ＫＨＺとした。また、圧力および温度測定用のリ
ム側コイル１３のインダクタンスは各々２ｍＨ、６ｍＨ
とした。

【００４１】なお、実施例２においては、専用の受信コ
イル１０１により励振コイルに印加する電圧Ｖ１と、受
信電圧Ｖ２との位相差を検出したが、受信コイルを持た
ない第１実施例において、車体側コイルの印加電圧と電
流との位相差を検出し、これに基づいて共振回路の共振
周波数を算出してもよいことは当然である。ただしこの
場合には、車体側の回路インピ−ダンスの影響を考慮す
るべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の全体構成を示す要部断面
図、

【図２】第１図のＡ−Ａ断面図、

【図３】第１実施例の圧力検知部の取り付け状態を示す
概略図、

【図４】第３図の平面図、

【図５】第１実施例の圧力検知部の詳細な断面図、

【図
６】第５図の左側面図、

【図７】第５図のＥ−Ｅ断面図、

【図８】第１実施例の作動を説明するための回路図、

【
図９】第１実施例のＥＣＵの要部を示すブロック回路図
、

【図１０】第１実施例のＥＣＵ内のマイコンの動作を示
すフロ−チャ−ト、

【図１１】第１実施例の共振回路を流れる電流と励振周
波数との関係を示す特性図、

【図１２】第１実施例の車体側を流れる電流と励振周波
数との関係を示す特性図、

【図１３】第２実施例の要部を示す断面図、

【図１４】
第２実施例の作動を説明するためのブロック回路図、

【図１５】第２実施例での位相差と共振周波数との関係
を示す特性図、

【図１６】第２実施例での受信電圧と共振周波数との関
係を示す特性図、

【図１７】第２実施例での空気圧と共振周波数との関係
をを示す特性図、

【図１８】第２実施例の具体的な回路構成を示すブロッ
ク回路図、

【図１９】図１８の回路の各部信号波形図、

【図２０】
第２実施例の他の具体的な回路構成を示すブロック回路
図、

【図２１】図２０の回路の各部信号波形図、

【図２２】
図２０の回路での位相差と共振周波数との関係を示す特
性図、

【図２３】第３実施例を示すブロック回路図、

【図２４
】第４実施例を示すブロック回路図、

【図２５】共振回
路の共振周波数と温度との関係を示す特性図、

【符号の説明】

１３はリム側コイル、５３は圧電素子、９９は励振コイ
ル（車体側コイル）、１０１は受信コイル（車体側コイ
ル）、２００は信号処理回路（周波数可変手段及び共振
周波数検出手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リム側に配設され、該タイヤの空気圧に応
   じてインピ−ダンスが変化する圧電素子と、前記リム側
   に配設され、前記圧電素子とともに共振回路を構成する
   リム側コイルと、車体側に配設され、前記リム側コイル
   と非接触に電磁結合する車体側コイルと、車体側に配設
   され、前記両コイルを通じて前記共振回路に周波数が変
   化する交流電流を給電する周波数可変手段と、車体側に
   配設され、前記両コイルを通じて前記共振回路の共振周
   波数を検出する共振周波数検出手段と、を備えることを
   特徴とするタイヤ空気圧監視装置。
2. 【請求項２】前記車体側コイルは、前記周波数可変手段
   に接続される励振コイルと、前記共振周波数検出手段に
   接続される受信コイルとを備える請求項１記載のタイヤ
   空気圧監視装置。
3. 【請求項３】前記周波数可変手段は、前記受信コイルの
   受信電圧に対して電気角でπ／２だけ位相が異なる交流
   電圧を前記励振コイルに給電するものである請求項２記
   載のタイヤ空気圧監視装置。