WO2005045781A1

WO2005045781A1 - タイヤセンサ装置及びタイヤ情報の伝達方法

Info

Publication number: WO2005045781A1
Application number: PCT/JP2004/016528
Authority: WO
Inventors: Hiromitsu Ichikawa; Hiromasa Hada; Takao Kokubu; Masaharu Oku; Masanobu Toyofuku
Original assignee: Kabushiki Kaisha Bridgestone
Priority date: 2003-11-07
Filing date: 2004-11-08
Publication date: 2005-05-19
Also published as: EP1681660B1; US7696902B2; EP1681660A4; EP1681660A1; ES2433927T3; US20070080795A1

Abstract

　センサと、通信機能と電源再生回路とを備えた通信モジュールと、アンテナとを備えた複数のセンサモジュール２０Ａ～２０Ｄと、上記センサ・モジュール２０Ａ～２０Ｄとの通信を行うため内部通信装置と、上記センサ・モジュールからのタイヤ情報の信号を処理する情報処装置と、車体側の車両制御装置４０との通信を行うための外部通信装置と、電源とを備えたベースステーション３０とタイヤに装着するとともに、上記センサ・モジュール２０Ａ～２０Ｄと上記ベースステーション３０とにより、タイヤ内ＬＡＮを構成して、上記センサ・モジュール２０Ａ～２０Ｄから送信されるタイヤ情報の信号をベースステーション３０にて処理し、これを車両制御装置４０に送信することにより、適切なタイヤ情報を得ることができるとともに、センサ装置を小型で低消費電力化できるようにした。

Description

明細書

タイヤセンサ装置及びタイヤ情報の伝達方法

技術分野

[0001] 本発明は、タイヤに装着した各種センサ力の情報を収集して処理し、車体側に送信するタイヤセンサ装置とタイヤ情報の伝達方法に関するものである。

背景技術

[0002] 従来、タイヤ内に充填された気体の圧力を検出する圧力センサ装置を、例えば、ホィールのタイヤ空洞領域に面する表面に配置してタイヤ内圧を検出し、その情報を車体側に送信して、当該タイヤの内圧状態を運転者に報知するタイヤ空気圧監視装置が実用化されている。図 8 (a)は、従来の圧力センサ装置であるタイヤ圧力センサタグ 80の構成を示すブロック図で、このタイヤ圧力センサタグ 80は、タイヤ内圧を検出する空気圧センサ 81と、この空気圧センサ 81で検出されたタイヤ内圧信号を増幅するアナログアンプ 82と、上記アナログアンプ 82から送られてきた信号に基づ!/ヽてタィャ内圧の状態を表わす圧力信号を処理する処理回路 83と、上記空気圧センサ 81 で検出され、処理回路 83で処理された圧力信号に基づいて搬送波を変調してアンテナ 84から図示しなヽ車体側に送信する送信機 85と、これらの各部を駆動するための電源を供給する電池 86とを備えている。上記空気圧センサ 81は、図 8 (b)に示すように、基板 87上に設けられたシリコンゴム等の弾性部材より成るダイァフラムにて構成されており、上記アナログアンプ 82、処理回路 83、送信機 85、及び、アンテナ 84 についても上記基板 87上に形成される。また、ボタン型電池などの電池 86は上記各構成要素が形成された基板 87に別途取付けられる（例えば、特許文献 1参照)。

[0003] し力しながら、上記のような電池駆動型のタイヤ圧力センサタグ 80は、アナログアンプ 82や処理回路 83にカ卩えて、上記タイヤ圧力の情報を車体側に送信するための送信機 85を備えていることから、電池寿命が短ぐそのため、上記タイヤ圧力センサタグ 80を定期的に交換する必要がある。

一方、図 9に示すように、呼び力 4ナユニット 90Fからの搬送信号 (質問信号)を受信して応答する RFトランスボンダをタイヤ 1内に取付けてタイヤ内圧データを収集するタイヤセンサ装置 90が知られている。このタイヤセンサ装置 90は、受信された RF信号を整流し、信号処理回路であるクロック回路 91やシーケンサ回路 92、図示しないドライブ回路などの他の回路に電力を供給するインターフェイス回路 93を備え、上記質問信号である RF信号を、オンチップ圧力センサ 90Pにより計測されたタイヤ圧データに関するデジタル信号を送出するための電気的エネルギー源として用いていることから、電池を必要としないという利点があり、長期的に安定してタイヤ内圧を検出することができる。なお、上記タイヤセンサ装置 90は、質問信号を受けた時のみ送信回路 94に設けられたオンボードの発振器（図示せず)が作動し、オンチップ圧力センサ 90Pにより計測されたタイヤ圧データをアンテナ 95から車体側に送出する（例えば、特許文献 2参照)。

一方、自動車の走行安定性を高めるため、走行しているタイヤの状態を精度良く推定し、車両制御へフィードバックすることが求められている。これらの情報により、例えば、 ABSブレーキや、これを応用した車体姿勢制御装置のより高度な制御が可能になり、安全性が一段と高められると考えられる。

そこで、図 10 (a) , (b)に示すように、タイヤ 1内に配置され、ハウジング 101の基板 107上に設けられた圧力センサ 103、温度センサ 104、回転センサ 105などの各種センサと、これらのセンサを駆動するドライバー 106と、オンボード電源 107とを備え、複数のタイヤ情報を収集して車体側に送信するタイヤセンサ装置 100が提案されている。このタイヤセンサ装置 100は、車体側に設けられた遠隔質問源装置 100Fからの質問信号を受信すると、上記各センサ 103— 105を起動してタイヤ圧やタイヤ温度などのタイヤ情報を検出し、この検出されたタイヤ情報のデータをデジタルィ匕してハウジング 101内に設けられたトランスボンダ 108の中央処理装置 108aに送って処理した後、アンテナ 109から車体側の車両制御装置 100Sに送信するもので、これにより、 1個のタイヤセンサ装置 100で様々なタイヤ情報を得ることができる（例えば、特許文献 3参照)。

特許文献 1：特開 2003—347811号公報

特許文献 2 :特表 2002— 511355号公報

特許文献 3：特表平 11 504585号公報発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、上記タイヤセンサ装置 100は、センサが一箇所に集中されており、このため、例えば、タイヤの幅方向に複数のセンサを離隔して配置して、横力によるタィャの接地状態の情報を得るなど、複数のセンサをタイヤの所望の箇所にそれぞれ配置することができないなど、収集できるタイヤ情報に制限があった。

そこで、センサを一箇所に集中せず、タイヤ情報を得られ易い所定の箇所にそれぞれ配置することが考えられるが、上記センサを電池駆動した場合には、タイヤ情報の信号を車体側に送信するための大型の送信機が必要なことから、電池寿命が短くなってしまうといった問題点がある。また、上記センサ装置を上記 RFトランスボンダで構成したとしても、各センサ装置に上記タイヤ情報の信号を車体側に送信するための送信電力の大きな送信機を取付ける必要があることから、装置が大型化してしまうだけでなぐ電力効率が悪いといった問題点があった。

[0006] 本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、適切なタイヤ情報を得ることができるとともに、センサ装置を小型で低消費電力化することのできる、実用的なタィャ情報の伝達方法と、これに用いられるタイヤセンサ装置とを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 本発明者らは、鋭意検討した結果、センサを一箇所に集中せず、タイヤ情報を得られ易い所定の箇所にそれぞれ配置するとともに、センサで得られたタイヤ情報を車体側に直接送信せず、車体側との通信を行うベースステーションにー且収集して、上記ベースステーション力も車体側に送信するように構成するとともに、センサ装置を駆動する電力を上記ベースステーション、あるいは、車体側から供給するようにすれば、適切なタイヤ情報を得ることができるだけでなぐ送信電力の大きな送信機は上記べースステーションにのみ配置すればよぐかつ、センサ装置には電源が不要となり、センサ部を小型化できるので、タイヤ情報を効率よぐかつ、走行中のタイヤに影響を与えることなぐ収集することができることを見いだし、本発明に到ったものである。すなわち、本願の請求項 1に記載の発明は、タイヤに配置された複数のセンサで検出したタイヤ情報を車体側に伝達する方法であって、タイヤの複数箇所に当該タイヤの情報を検出するセンサを備えたセンサ装置を配置するとともに、タイヤ内に、上記各センサ装置に接続され、車体側との通信を行うベースステーションを設けて、上記各センサで検出したタイヤ情報を上記ベースステーションにて収集し、この収集されたタイヤ情報を、上記ベースステーションから車体側に送信するようにしたことを特徴とする。

なお、センサ装置とベースステーションとの接続は、電線による接続に限らず、電波、光 (可視光、紫外線、赤外線)、光ケーブル等による接続も含むものとする。

[0008] 請求項 2に記載の発明は、請求の範囲 1に記載のタイヤ情報の伝達方法において、上記各センサ装置に、上記ベースステーションとのみ相互通信可能な通信装置を設けて上記各センサ装置の通信装置と上記ベースステーションとから成るタイヤ内ネットワークを構成するようにしたことを特徴とする。

請求項 3に記載の発明は、請求の範囲 2に記載のタイヤ情報の伝達方法において、上記ベースステーションと通信装置との通信に、上記ベースステーションと車体側との通信に使用するプロトコルとは異なるプロトコルを用、たことを特徴とする。

また、請求項 4に記載の発明は、請求の範囲 1に記載のタイヤ情報の伝達方法において、上記センサ装置を、車体側から送信される電波により駆動するようにしたことを特徴とする。

[0009] また、請求項 5に記載の発明は、タイヤに配置されたセンサで検出したタイヤ情報を車両側に伝達する装置であって、タイヤの所定の箇所にそれぞれ配置され、当該タイヤの状態を検出するセンサを備えた複数のセンサ装置と、上記各センサ装置に接続され、上記各センサで検出したタイヤ状態の信号を処理して車体側に送信するベースステーションとを備えたことを特徴とするものである。

請求項 6に記載の発明は、請求の範囲 5に記載のタイヤセンサ装置において、上記各センサ装置に、上記ベースステーションとのみ相互通信可能な通信装置を設けたことを特徴とするものである。

請求項 7に記載の発明は、請求の範囲 6に記載のタイヤセンサ装置において、上記センサの通信装置に、上記ベースステーション力送信される電波を受信し、上記センサを駆動する電源電圧を発生させる手段を設けたものである。

請求項 8に記載の発明は、請求の範囲 6に記載のタイヤセンサ装置において、上記ベースステーションに、上記各センサを同期させて複数のタイヤ情報を測定するように上記各センサを制御する機能を設けたものである。

[0010] また、請求項 9に記載の発明は、請求の範囲 5に記載のタイヤセンサ装置において、上記各センサ装置に、車体側から送信される電波を受信して上記各センサを駆動するための電源電圧を発生する電力再生手段を設けたことを特徴とするものである。請求項 10に記載の発明は、請求の範囲 9に記載のタイヤセンサ装置において、上記各センサ装置に、上記各センサで検出したタイヤ情報の信号を上記ベースステーシヨンに送信する送信装置を設けたものである。

請求項 11に記載の発明は、請求の範囲 5に記載のタイヤセンサ装置において、上記ベースステーションに、上記タイヤ状態の信号を格納する格納手段を設けたものである。

請求項 12に記載の発明は、請求の範囲 11に記載のタイヤセンサ装置にぉ、て、上記ベースステーションに、上記格納手段に格納されたタイヤ情報のデータを、当該装置を搭載する車の通信仕様に合わせたデータに加工する手段を設け、上記加工されたデータを車体側に送信するようにしたものである。

[0011] また、請求項 13に記載の発明は、請求の範囲 5に記載のタイヤセンサ装置において、上記ベースステーションに、車体側から送信される電波を受信して電源電圧を発生させる電力再生手段を設けたものである。

請求項 14に記載の発明は、請求の範囲 5に記載のタイヤセンサ装置において、予め特定したセンサ装置に電力を蓄積する手段を設けるとともに、当該センサ装置に装着されたセンサの回転角を検出する手段を設けて、予め設定された回転箇所におけるタイヤ状態を検出するようにしたものである。

請求項 15に記載の発明は、請求の範囲 5に記載のタイヤセンサ装置において、予め特定したセンサ装置に電力を蓄積する手段を設け、ベースステーションに当該センサ装置に装着されたセンサの回転角を検出する手段を設けるとともに、上記センサのタイヤ状態の検出タイミング信号を上記ベースステーション力上記センサ装置に送り、予め設定された回転箇所におけるタイヤ状態を検出するようにしたものである。

[0012] 請求項 16に記載の発明は、請求の範囲 5に記載のタイヤセンサ装置において、予めセンサを装着してないセンサ装置を配置しておき、検出するタイヤ情報を追加可能としたことを特徴とするものである。

請求項 17に記載の発明は、請求の範囲 6または請求の範囲 10に記載のタイヤセンサ装置において、上記通信装置または上記送信装置を、タイヤと離隔して配置したものである。

請求項 18に記載の発明は、請求の範囲 6または請求の範囲 10に記載のタイヤセンサ装置において、上記ベースステーションをタイヤリム部、あるいは、ホイールに装着されたバルブ装置に取付けるとともに、上記各センサの通信装置あるいは送信装置を、免震装置を介してタイヤに取付けたものである。

発明の効果

[0013] 本発明によれば、タイヤの複数箇所に当該タイヤの情報を検出するセンサを備えたセンサ装置を配置するとともに、タイヤ内に、上記各センサ装置に接続され、車体側との通信を行うベースステーションを設けて、上記各センサで検出したタイヤ情報を上記ベースステーションにて収集し、この収集されたタイヤ情報を、上記ベースステーシヨン力車体側に送信するようにしたので、適切なタイヤ情報を得ることができる。また、車体側への送信はベースステーションのみで行うので、センサ装置を小型化でき、かつ、省電力化できるので、タイヤセンサ装置を長寿命化できる。

また、上記センサ装置にベースステーションとのみ相互通信可能な通信装置を設けてタイヤ内ネットワークを構成することにより、ベースステーションにて、タイヤ情報の収集に加えて、必要なタイヤ情報を選択して測定するなど、上記センサ装置の制御も行うことができる。このとき、上記ベースステーションと通信装置との通信に、上記ベースステーションと車体側との通信に使用するプロトコルとは異なるプロトコルを用いるようにすれば、通信の非干渉性を確保できるとともに、タイヤ情報が外部へ洩れることを防止することができる。

更に、上記各センサの通信装置に、上記ベースステーション力送信される電波を受信し、上記センサを駆動する電源電圧を発生させる手段を設けたので、センサ装置の電源が不要となり、センサ部を小型化することができる。

また、各センサを同期させ複数のタイヤ情報を測定するように、上記各センサを制御するようにしたので、必要なタイヤ情報を選択して測定したり、所定の時間毎に任意のタイヤ情報を測定して車体側に送信することができる。

また、予めセンサを装着してないセンサ装置を配置しておき、検出するタイヤ情報タィャ情報の追カ卩が行えるようにしたので、必要に応じてセンサ、あるいは、タイヤ情報の変更や追加を行うことができる。

また、上記ベースステーション力も送信される電波を受信してセンサを駆動する手段を備えた通信装置に代えて、各センサ装置に、車体側から送信される電波を受信して上記各センサを駆動するための電源電圧を発生する電力再生手段を設け、各センサ装置への電力供給をベースステーション力車体側に変更するようにすれば、タィャセンサ装置を更に小型 ·低消費電力化することができる。このとき、上記各センサで検出したタイヤ情報の信号を上記ベースステーションに送信する送信装置を設けて、上記タイヤ情報を上記ベースステーションにて収集して車体側に送信するようにすれば、配線が不要となり、センサ装置を容易に所定の位置に配置することができる更に、上記ベースステーションに、上記タイヤ状態の信号を格納する格納手段を設けるようにすれば、送信するタイヤ情報の並べ替えを行うことが可能となるだけでなく、平均値の算出など上記タイヤ情報の演算をタイヤ側で行うことができるので、車体側へ効率的にタイヤ情報のデータを送信することができる。

このとき、上記ベースステーションに、上記格納手段に格納されたタイヤ情報のデータを、本発明の装置を搭載する車の車体側の通信仕様に合わせたデータに加工する手段を設け、上記加工されたデータを車体側に送信するようにすれば、車種ゃメ一力一に応じて柔軟に対応できるので、汎用性の高いタイヤセンサ装置を提供することができる。

更に、予め特定したセンサ装置に電力を蓄積する手段を設けるとともに、当該センサ装置あるいはベースステーションに、上記センサ装置に装着されたセンサの回転角を検出する手段を設けて、予め設定された回転箇所におけるタイヤ状態を検出するようにすれば、タイヤ状態を一層精度よく検出することができる。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]本発明の最良の形態 1に係るタイヤ情報の伝達方法の概要を示す図である。

[図 2]本発明の最良の形態 1に係るタイヤセンサ装置の機能ブロック図である。

[図 3]本発明の最良の形態 1に係るタイヤセンサ装置の取付け状態を示す図である。

[図 4]本発明の最良の形態 2に係るタイヤ情報の伝達方法の概要を示す図である。

[図 5]本発明の最良の形態 2に係るタイヤセンサ装置の機能ブロック図である。

[図 6]本発明の最良の形態 2に係るタイヤセンサ装置の取付け状態を示す図である。

[図 7]本発明によるセンサ'モジュールの配置方法の他の例を示す図である。

[図 8]従来のタイヤ圧力センサタグの構成を示す図である。

[図 9]従来の RFトランスボンダを備えたタイヤセンサ装置を示す図である。

[図 10]従来の複数のセンサを備えたタイヤセンサ装置の構成を示す図である。符号の説明

[0016] 1 タイヤ、 2 ホイール、 10, 50 タイヤセンサ装置、

20, 20A— 20D センサ'モジユーノレ、 21 センサ、

21A 圧力センサ、 21B 温度センサ、 21C 加速度センサ、

22 通信モジュール、 23 アンテナ、 24 免震構造部材、

30 ベースステーション、 31 第 1のアンテナ、 32 内部通信装置、

33 情報処理装置、 33M フラッシュメモリー、 34 第 2のアンテナ、

35 外部通信装置、 36 内部電池、 40 車両制御装置、

41 電力供給装置、

60, 60A— 60D センサ'モジュール、 62 信号処理回路、

63 送信アンテナ、 64 通信回路、 65 受信アンテナ、

66 電力再生回路、 70 ベースステーション、 71 第 1のアンテナ、

72 内部通信装置、 73 情報処理装置、 73M メモリー、

74 第 2のアンテナ、 75 外部通信装置、 76 内部電池。

発明を実施するための最良の形態

[0017] 以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。最良の形態 1

図 1は、本最良の形態 1に係るタイヤ情報の伝達方法の概要を示す図で、図 2はタィャセンサ装置の構成を示す機能ブロック図、図 3は上記タイヤセンサ装置の取付け状態を示す図である。各図において、 1はタイヤ、 2はリム 2aとホイールディスク 2bと力成るホイール、 10は上記タイヤ 1に取付けられた複数のセンサ'モジュール 20 (2 OA— 20D)と、このセンサ ·モジュール 20とともにタイヤ内ネットワーク（以下、タイヤ内 LANという）を構成し、上記センサ'モジュール 20の各センサ 21 (21A— 21C)からのタイヤ情報の信号を処理して車体側に送信するベースステーション 30とを備えたタイヤセンサ装置、 40は車体側に設けられた車両制御装置である。

センサ'モジュール 20は、センサと RFIDチップに相当する通信手段とを備えたもので、詳細には、センサ 21と、上記ベースステーション 30及び他のセンサ'モジュール 20との通信を行う復変調回路と、上記ベースステーション 30から送信される電波を受信して上記センサ 21を駆動する電源電圧を発生させる電源再生回路とを備えた通信モジュール 22と、送受信用のアンテナ 23とを備えている。ここで、 21Aはタイヤ 1の気室内に設けられた、タイヤ内圧を検出する圧力センサ、 21Bはタイヤ 1内に充填された気体の温度を検出する温度センサ、 21Cはタイヤトレッド部の内面側に取付けられ、タイヤ 1に入力する振動を検出する加速度センサである。なお、センサ'モジユール 20Dはセンサを装着してない予備のモジュールである。

上記通信モジュール 22は、ベースステーション 30及び他のセンサ ·モジュール 20 との通信のみを行い、車体側との通信などのような、タイヤ 1を横切るような通信は行わないので、タイヤ 1内の任意の箇所に配置することが可能である。また、上記通信モジュール 22をタイヤ 1から所定の間隔以上離隔した位置に配置すれば、タイヤ 1の影響が十分小さいことから、本例では、図 3に示すように、上記センサ ·モジュール 20 を、上記所定の間隔よりも大きな厚さの免震構造部材 24を介して、タイヤ 1に取付けるようにしている。上記間隔の大きさとしては、タイヤの構造や構成部材にもよるが、例えば、 2. 45GHzの周波数帯域を称する場合には、約 lcmとなる。

これにより、センサ ·モジュール 20と上記ベースステーション 30及び他のセンサ ·モジュール 20との通信が可能になるとともに、上記センサ'モジュール 20への振動の伝達を低減して装置の耐久性を確保することができる。但し、加速度センサ 21Cのみは、タイヤ 1の振動を直接検出するため、タイヤ 1の内面側に直接取付ける。

また、ベースステーション 30は、上記センサ'モジュール 20との通信を行うための第 1のアンテナ 31を備えた内部通信装置 32と、上記センサ'モジュール 20からの情報を一時蓄積するフラッシュメモリー 33Mを備え、上記各センサ'モジュール 20からのタイヤ情報の信号を処理する上記情報処理装置 33と、車体側の車両制御装置 40との通信を行うための第 2のアンテナ 34を備えた外部通信装置 35と、内部電池 36とを備え、上記タイヤ内 LANを制御して上記各センサ'モジュール 20から送信されるタイャ情報信号を受信して処理し、当該タイヤの状態を車体側の車両制御装置 40に送信するとともに、上記各センサ'モジュール 20へ電源発生用の無線信号や、センサ' モジュール 20が信号を返す時に使用する電波の元となる搬送波、測定を開始するためのタイミング信号などの電波を送信するもので、上記第 1のアンテナ 31と内部通信装置 32と内部電池 36とはタイヤ気室側に、上記第 2のアンテナ 34と外部通信装置 35とは上記タイヤ気室側の反対側に配置され、情報処理装置 33とフラッシュメモリ一 33Mとはホイール 2のリム 2a上に配置される。

なお、上記ベースステーション 30は、従来のように、ホイール 2に装着された図示しな!ヽバルブ装置に装着したバルブ一体型の構成としてもよ!、。

上記タイヤ内 LANは、多重通信可能な無線通信区間を指すもので、ここで上記区間は、上記ベースステーション 30の内部通信装置 32と各センサ'モジュール 20の通信モジュール 22が収納されているタイヤ 1の内部となる。このとき、センサ'モジュ一ル 20とベースステーション 30あるいは他のセンサ'モジュール 20との通信には、上記ベースステーション 30と車体側の車両制御装置 40との通信に使用するプロトコルとは異なるプロトコルを用いる。これにより、通信の非干渉性を確保できるとともに、上記タイヤ情報が外部へ洩れることを防止することができる。

また、タイヤ内センサ群通信とタイヤ外部（車体側）への通信に異なるプロトコルを使用することにより、タイヤ内 LANのプロトコルを変更しなくても、車体側との通信に使用するプロトコルを変換するプロトコル変換装置を付加する等により、様々な車体側のプロトコルと対応することができる。次に、上記タイヤセンサ装置 10を用いたタイヤ情報の伝達方法について説明する各センサ.モジュール 20A— 20Cの通信モジュール 22から、各アンテナ 23を介して送信される、タイヤ 1内の各センサ 21A— 21Cで検出された空気圧、温度、振動の各タイヤ情報の信号は、ベースステーション 30の第 1のアンテナ 31で受信され、内部通信装置 32を介して、情報処理装置 33のフラッシュメモリー 33Mに一時記憶される。情報処理装置 33は、上記タイヤ情報の信号を車両制御装置 40に送るための信号に変換するとともに、上記タイヤ情報を所定の順序に並べ替えたり圧縮処理するなどの加工を施した後、これを外部通信装置 35に送り、第 2のアンテナ 34から車両制御装置 40に送信する。車両制御装置 40では、上記送信されたタイヤ内圧や温度の情報に基づいて車両の走行状態を制御したり、上記振動のデータ力路面摩擦係数を推定し、この推定された路面摩擦係数に基づ!、て車両の走行状態を制御する。このとき、ベースステーション 30は、上記のように、各センサ'モジュール 20A— 20 C力ものタイヤ情報信号を連続して受信してフラッシュメモリー 33Mに一時記憶するようにしてもよいし、上記フラッシュメモリー 33Mを省略して、情報処理装置 33にて逐次プロトコル変換し、タイヤ情報を車体側に送信するようにしてもよ、。

また、上記ベースステーション 30に、上記各センサ 21A— 21Cを同期させて制御する機能を設け、各センサのタイヤ情報を測定するようにすれば、各センサ'モジュ一ル 20A— 20Cからのタイヤ情報のうち、必要なタイヤ情報を適宜選択して測定したり、所定の時間毎に任意のタイヤ情報を測定して車体側に送信することができるので、タイヤ情報を効率的に得ることができる。また、これにより、通信を常時行う必要がないので、内部電池の電力消費量を少なくでき、タイヤセンサ装置 10を長寿命化できる。

なお、本例では、上記各センサ'モジュール 20A— 20Cからのタイヤ情報信号は、周波数分割や時間分割などの公知の多重通信方式を採用することで、互、の情報非干渉性を確保するとともに、タイヤ内 LANの通信に用いるプロトコルをタイヤ内 LA N専用のプロトコルとし、ベースステーション 30と車両制御装置 40との通信に使用するプロトコルとして汎用プロトコルを用いている。これにより、上記タイヤ情報が外部へ洩れることを防止きるだけでなぐタイヤセンサ装置 10の用途を広げることが可能となる。

[0020] このように、本最良の形態 1によれば、センサ 21、通信機能と電源再生回路とを備えた通信モジュール 22、及びアンテナ 23を備えた複数のセンサ ·モジュール 20をタィャ 1に装着するとともに、上記センサ'モジュール 20との通信を行うための第 1のァンテナ 31を備えた内部通信装置 32、上記センサ'モジュール 20からのタイヤ情報の信号を処理する上記情報処理装置 33、車体側の車両制御装置 40との通信を行うための第 2のアンテナ 34を備えた外部通信装置 35、及び内部電池 36を備えたベースステーション 30をホイール 2に装着し、上記センサ'モジュール 20と上記ベースステーシヨン 30とにより、タイヤ内 LANを構成して、上記センサ ·モジュール 20から送信されるタイヤ情報信号をベースステーション 30にて処理し、これを車両制御装置 40に送信するようにしたので、タイヤ内センサ群通信とタイヤ外部（車体側）への通信を切り分けることができるとともに、各センサのタイヤ情報が外部に洩れることを防止することができる。また、上記各センサ'モジュール 20は、上記ベースステーション 30から送信される電波を受信して上記センサ 21を駆動する電源電圧を発生させる電源再生回路を備えた通信モジュール 22を備えているので、電源が不要となり、センサ部を小型化することができる。したがって、小型'軽量のタイヤセンサ装置を提供することができる。

また、上記ベースステーション 30に、上記各センサ 21を同期させて制御する機能を設けるようにすれば、必要なタイヤ情報を適宜選択して測定したり、所定の時間毎に任意のタイヤ情報を測定して車体側に送信することができるので、タイヤ情報を効率的に得ることができるとともに、電力の消費量を少なくでき、タイヤセンサ装置 10を長寿命化できる。

更に、本例では、複数のセンサが一体化されていないので、センサ'モジュール 20 の交換も可能であるだけでなぐセンサを装着するだけでベースステーション 30と通信が可能な予備のモジュールであるセンサ'モジュール 20Dを備えているので、必要に応じて新たなセンサを追加することができる。

[0021] なお、上記最良の形態 1では、ベースステーション 30に内部電池 36を設けた力タィャ 1のホイール 2に、タイヤ 1の転動により発電する発電装置を設けて、上記ベースステーション 30に電力を供給するようにしてもよい。あるいは、上記センサ'モジュ一ル 20と同様に、ベースステーション 30に車両制御装置 40からの無線信号を受信して電源電圧を発生させる電源再生回路を設けてもょヽ。

また、上記例では、タイヤの状態を検出するセンサとして圧力センサ 21A、温度センサ 21B、及び、加速度センサ 21Cを装着した場合について説明した力装着するセンサの種類はこれに限るものではなぐタイヤトレッド部の歪状態を検出する歪センサゃ、タイヤの空気漏れを検出する音センサなどの種々のセンサを用いることができる。

あるいは、全く同等な、もしくは、測定レンジ ·精度の異なる同種のセンサ ·モジユールを、タイヤ 1の複数箇所に設置してもよい。

また、上記例では、予備のセンサ'モジュールであるセンサ'モジュール 20Dを設け、必要に応じて新たなセンサを追加するようにした力上記ベースステーション 30に、予め、初期に搭載するセンサの数よりも多い複数のタイヤ情報信号を処理して送信する機能を設けておけば、新たなセンサの追加のみならず、新たなセンサ'モジュ一ルの追加も可能となる。

また、上記例では、タイヤの状態の情報を車両制御装置 40に送信する場合について説明したが、タイヤ状態の情報の送信先はこれに限るものではなぐ上記従来例のように、タイヤの状態を監視するタイヤ監視システムなどのような、車体側に設けられた他の装置あるいは他のシステムに送信してもよ！/、。

また、本発明のタイヤセンサ装置 10は、タイヤ 1と車体側との通信に用いられるだけでなぐ整備工場などでのメンテナンス用機器との通信など、従来のタイヤ状態監視システムから陸運トラックの管理システム、更には、高性能タイヤやモータースポーツ用タイヤのタイヤ状態監視システムなどタイヤ情報を収集するための幅広い用途に適応可能である。

最良の形態 2.

上記最良の形態 1では、センサ'モジュール 20とベースステーション 30とによりタイャ内ネットワークを構成するとともに、各センサ装置（センサ'モジュール 20)に、ベースステーション 30から送信される電波を受信して各センサ 21を駆動する電源電圧を発生させる電源再生回路を設けたが、各センサ装置への電力供給をベースステーシヨン 30から車体側に変更するようにすれば、タイヤセンサ装置を更に小型 ·低消費電カイ匕することができる。

図 4は、本最良の形態 2に係るタイヤ情報の伝達方法の概要を示す図で、図 5は本例のタイヤセンサ装置の構成を示す機能ブロック図、図 6は上記タイヤセンサ装置の取付け状態を示す図である。各図において、 1はタイヤ、 2はリム 2aとホイールデイスク 2bとから成るホイール、 50は上記タイヤ 1の所定の箇所にそれぞれ取付けられた複数のセンサ ·モジュール 60 (60A— 60C)と、上記センサ ·モジュール 60の各センサ 21 (21A— 21C)で検出されたタイヤ情報の信号を受信して信号処理し、車体側に送信するベースステーション 70とを備えたタイヤセンサ装置ある。また、 40は上記ベースステーション 70から送られてきたタイヤ情報に基づいて車両の走行状態を制御する車両制御装置、 41は上記各センサ.モジュール 60を駆動するための電力を供給する電力供給装置で、この車両制御装置 40と電力供給装置 41とは、いずれも車体側に設けられている。なお、上記電力供給装置 41を車両制御装置 40内に設けてもよい。

センサ'モジュール 60は、センサと RFトランスボンダに相当する通信手段とを備えたもので、詳細には、タイヤ内圧やタイヤ温度などの各種タイヤ情報を検出するセンサ 21 (21A-21C)と、各センサ 21で検出された信号をタイヤの状態を表わすタイヤ情報信号に変換して出力する信号処理回路 62と、送信アンテナ 63を備え、上記べースステーション 70との通信を行う通信回路 64と、受信アンテナ 65を備え、上記電力供給装置 41に送信される電波を受信して上記各センサ 21を駆動する電源電圧を発生させる電力再生回路 66を備えている。ここで、 21Aはタイヤ 1の気室内に設けられ、タイヤ内圧を検出する圧力センサ、 21Bはタイヤ内に充填された気体の温度を検出する温度センサ、 21Cはタイヤトレッド部の内面側に取付けられ、タイヤ 1に入力する振動を検出する加速度センサである。

本例では、上記最良の形態 1と同様に、通信時におけるタイヤ 1のゴムやコードなどの影響を少なくするため、図 6に示すように、上記センサ'モジュール 60を、タイヤ 1から所定の間隔以上離隔した位置に配置するために、所定の厚さの免震構造部材 24 を介して、上記センサ'モジュール 60をタイヤ 1に取付けるようにしている。但し、加速度センサ 21Cのみは、タイヤの振動を直接検出するため、タイヤ 1の内面側に直接取付ける。

[0023] また、ベースステーション 70は、上記各センサ ·モジユーノレ 60 (60A— 60C)との通信を行うための第 1のアンテナ 71を備えた内部通信装置 72と、上記センサ'モジュ一ル 60からのタイヤ情報を一時蓄積するメモリー 73Mを備え、上記各センサ'モジュ一ル 60からのタイヤ情報の信号を処理する情報処理装置 73と、車体側の車両制御装置 40との通信を行うための第 2のアンテナ 74を備えた外部通信装置 75と、内部電池 76とを備え、上記各センサ'モジュール 60から送信されるタイヤ情報信号を受信して処理し、当該タイヤの状態の情報を車体側の車両制御装置 40に送信する。

このとき、上記第 1のアンテナ 71と内部通信装置 72と内部電池 76とはタイヤ気室側に、第 2のアンテナ 74と外部通信装置 75とは上記タイヤ気室側の反対側に配置され、情報処理装置 73とメモリー 73Mとはホイール 2のリム 2a上に配置される。なお、上記ベースステーション 70は、従来のように、ホイール 2に装着された図示しないバルブ装置に装着したバルブ一体型の構成としてもよい。

[0024] 次に、上記タイヤセンサ装置 50を用いたタイヤ情報の伝達方法について説明するタイヤ 1が転動し、センサ'モジュール 60の一つが車体側に設けられた電力供給装置 41の下部に位置すると、当該センサ ·モジュール 60の電力再生回路 66に、受信アンテナ 65を介して、上記電力供給装置 41から電力供給用の RF信号が供給される。これにより、センサ 21が駆動され、空気圧、温度、振動などのタイヤの状態を示す電気信号が信号処理回路 62に出力される。信号処理回路 62では、この電気信号をベースステーション 70に送るためのタイヤ情報信号に変換した後、これを通信回路 6 4に送り、送信アンテナ 63からベースステーション 70に送信する。

ベースステーション 70では、上記タイヤ情報信号を第 1のアンテナ 71で受信し、内部通信装置 72を介して、情報処理装置 73のメモリー 73Mに一時記憶する。情報処理装置 73は、順次送られてくる空気圧、温度、振動の信号を車両制御装置 40に送るための信号に変換するとともに、上記タイヤ情報を所定の順序に並べ替えたり圧縮処理するなどの加工を施した後、これを外部通信装置 65に送り、第 2のアンテナ 64 から車両制御装置 40に送信する。

このとき、空気圧や温度などは、所定時間内での平均値を算出してこれを車体側に送るなど、上記ベースステーション 70に演算装置を付加して上記タイヤ情報の演算をタイヤ側で行い、その演算結果のみ車体側に送るようにすれば、送信するデータを大幅に低減できるので、車体側へ効率的にタイヤ情報のデータを送信できる。

車両制御装置 40では、上記送信されたタイヤ内圧や温度の情報に基づ!/、て車両の走行状態を制御したり、上記振動のデータから路面摩擦係数を推定し、この推定された路面摩擦係数に基づいて車両の走行状態を制御する。

また、加速度センサ 21Cの情報などのように、タイヤが接地している時の情報が重要であるタイヤ情報を収集する場合には、電力再生回路 66に畜電手段を設けて、加速度センサ 21Cなどのセンサが、接地時のタイヤ情報 (ここではタイヤの振動）を検出できるようにする必要である。

すなわち、電力供給装置 41からの電力供給はセンサ ·モジュール 60が上記電力供給装置 41のアンテナに向き合ったとき行なわれ、このとき、同時にタイヤ情報の検出が行なわれるが、上記加速度センサ 21Cを備えたセンサ'モジュール 60Cのように、電力供給とタイヤ情報検出のタイミングが異なる場合には、そのセンサ'モジュールに電力を蓄積する蓄電手段を設けるとともに、当該センサ'モジュールに装着されたセンサの回転角を検出する手段を設けて、センサが上記アンテナに向き合ったタイミング力各センサ位置を推定し、所定の角度回転した時にタイヤ情報を検出する。例えば、上記アンテナ位置をタイヤ中心の直上とすると、接地している位置は、加速度センサ 21Cが上記アンテナに向き合った位置力も約 180度回転した位置になるので、そのタイミングでタイヤに加わる振動を検出すれば、検出精度を向上させることができる。

なお、ベースステーション 70側にセンサの回転角を検出する手段を設け、センサのタイヤ状態の検出タイミング信号を上記ベースステーションから上記センサ'モジュ一ルに送るようにしてもよい。また、上記最良の形態 1と同様に、ベースステーション 70に、上記各センサ 21A— 21Cを同期させて制御する機能を設け、各センサのタイヤ情報を測定するようにすれば、各センサ'モジュール 60A— 60Cからのタイヤ情報のうち、必要なタイヤ情報を適宜選択して測定したり、所定の時間毎に任意のタイヤ情報を測定して車体側に送信することができるので、タイヤ情報を効率的に得ることができる。また、これにより、通信を常時行う必要がないので、内部電池 76の電力消費量を少なくでき、タイヤセンサ装置 50を長寿命化できる。

[0026] このように、本最良の形態 2によれば、センサ 21と、このセンサ 21で検出した信号をベースステーション 70に送信する通信回路 64と、車体側に設けられた電力供給装置 41からの電波により上記センサ 21を駆動するための電源電圧を発生する電力再生回路 66とを備えた複数のセンサ'モジュール 60 (60A— 60C)をタイヤ 1の所定の箇所にそれぞれ配置してタイヤの状態を検出するとともに、この検出された各タイヤの情報をベースステーション 70に収集し、このベースステーション 70に設けられた外部通信装置 75から車体側の車両制御装置 40に上記各タイヤの情報を送信するようにしたので、センサ ·モジュール 60の通信装置として小型で消費電力の小さな送信回路 64を用いることができる。また、センサ'モジュール 60が小型化できるので、上記センサ ·モジュール 60をタイヤ情報を収集できる適切な箇所に配置することができる。したがって、適切なタイヤ情報を効率よく収集することができる。

また、車体側への送信はベースステーション 70のみで行うので、電力の消費量を少なくでき、タイヤセンサ装置 50を長寿命化できる。

[0027] なお、上記最良の形態 2では、センサ'モジュール 60A— 60Cをタイヤ周方向に等間隔に配置した場合にっ、て説明したが、センサ'モジュール 60A— 60Cの配置方法はこれに限るものではなぐタイヤ径方向、あるいは、タイヤ周方向とタイヤ径方向との両方に配置してもよい。また、等間隔でなぐセンサの種類及び個数に応じて任意の間隔に配置してもよい。

また、上記例では、ベースステーション 70に内部電池 76を設けた力タイヤ 1のホィール 2に、タイヤの転動により発電する発電装置を設けて、上記ベースステーション 70に電力を供給するようにしてもよい。また、ベースステーション 70についても電力再生回路を設けて、車体側から上記ベースステーション 30に電力を供給するようにすることも可能である。この場合にも、ベースステーション 70は各センサ'モジュール 7 OA— 70Cに電力を送る必要がないので、ベースステーション 70についても小型化できる。また、内部電池 76と電力再生回路とを併用してもよぐこれにより、上記内部電池 76の長寿命化を図ることができる。

更に、上記ベースステーション 70に、メモリー 73Mに格納されたタイヤ情報のデータを、本装置 50を搭載する車の通信仕様に合わせたデータに加工する手段を設けて、上記データを車側の必要とする仕様のデータに工学的変換を施し、この加工されたデータを車体側に送信する、いわば、プロトコルコンバータ機能を持たせるようにすれば、車側とのスムースなデータ伝達ができるので、車種やメーカーに応じて柔軟に対応できる、汎用性の高、タイヤセンサ装置を得ることができる。

[0028] また、上記例では、タイヤの状態を検出するセンサとして圧力センサ 21A、温度センサ 21B、及び、加速度センサ 21Cを装着した場合について説明した力装着するセンサの種類はこれに限るものではなぐタイヤトレッド部の歪状態を検出する歪センサゃ、タイヤの空気漏れを検出する音センサなどの種々のセンサを用いることができる。

例えば、図 7に示すように、タイヤトレッド内側のタイヤ幅方向に、歪センサ 21aを備えたセンサ'モジュール 60Dを 3個配置して、それぞれの箇所のタイヤ歪量を検出するようにすれば、横力などの影響によるタイヤ車体側の歪量と外側との歪量とを比較することができるので、有力なタイヤ情報を得ることができ、車両の走行安定性を向上させることがでさる。

また、上記例では、タイヤの状態の情報を車両制御装置 40に送信する場合について説明したが、タイヤ状態の情報の送信先はこれに限るものではなぐタイヤの状態を監視するタイヤ監視システムなどのような、車体側に設けられた他の装置あるいは他のシステムに送信してもよい。

産業上の利用可能性

[0029] 本発明によれば、適切なタイヤ情報を得ることができるとともに、センサ部を小型化でき、かつ、省電力化できるので、必要なタイヤ情報を効率よく収集することのできる実用的なタイヤセンサ装置を提供することができる。また、電力の消費量を少なくできるので、タイヤセンサ装置を長寿命化できる。

Claims

請求の範囲

[1] タイヤの複数箇所に当該タイヤの情報を検出するセンサを備えたセンサ装置を配置するとともに、タイヤ内に、上記各センサ装置に接続され、車体側との通信を行うベースステーションを設けて、上記各センサで検出したタイヤ情報を上記ベースステーシヨンにて収集し、この収集されたタイヤ情報を、上記ベースステーションから車体側に送信するようにしたことを特徴とするタイヤ情報の伝達方法。

[2] 上記各センサ装置に、上記ベースステーションとのみ相互通信可能な通信装置を設けて上記各センサ装置の通信装置と上記ベースステーションとから成るタイヤ内ネットワークを構成するようにしたことを特徴とする請求の範囲 1に記載のタイヤ情報の伝達方法。

[3] 上記ベースステーションと通信装置との通信に、上記ベースステーションと車体側との通信に使用するプロトコルとは異なるプロトコルを用いたことを特徴とする請求の範囲 2に記載のタイヤ情報の伝達方法。

[4] 上記センサ装置を、車体側力も送信される電波により駆動するようにしたことを特徴とする請求の範囲 1に記載のタイヤ情報の伝達方法。

[5] タイヤの所定の箇所にそれぞれ配置され、当該タイヤの状態を検出するセンサを備えた複数のセンサ装置と、上記各センサ装置に接続され、上記各センサで検出したタイヤ状態の信号を処理して車体側に送信するベースステーションとを備えたことを特徴とするタイヤセンサ装置。

[6] 上記各センサ装置に上記ベースステーションとのみ相互通信可能な通信装置を設けたことを特徴とする請求の範囲 5に記載のタイヤセンサ装置。

[7] 上記センサの通信装置に、上記ベースステーション力送信される電波を受信し、上記センサを駆動する電源電圧を発生させる手段を設けたことを特徴とする請求の範囲 6に記載のタイヤセンサ装置。

[8] 上記ベースステーションに、上記各センサを同期させて複数のタイヤ情報を測定するように上記各センサを制御する機能を設けたことを特徴とする請求の範囲 6に記載のタイヤセンサ装置。

[9] 上記各センサ装置に、車体側力送信される電波を受信して上記各センサを駆動するための電源電圧を発生する電力再生手段を設けたことを特徴とする請求の範囲

5に記載のタイヤセンサ装置。

[10] 上記各センサ装置に、上記各センサで検出したタイヤ情報の信号を上記ベースステーシヨンに送信する送信装置を設けたことを特徴とする請求の範囲 9に記載のタイャセンサ装置。

[11] 上記ベースステーションに、上記タイヤ状態の信号を格納する格納手段を設けたことを特徴とする請求の範囲 5に記載のタイヤセンサ装置。

[12] 上記ベースステーションに、上記格納手段に格納されたタイヤ情報のデータを、当該装置を搭載する車の通信仕様に合わせたデータに加工する手段を設け、上記カロェされたデータを車体側に送信するようにしたことを特徴とする請求の範囲 11に記載のタイヤセンサ装置。

[13] 上記ベースステーションに、車体側から送信される電波を受信して電源電圧を発生させる電力再生手段を設けたことを特徴とする請求の範囲 5に記載のタイヤセンサ装置。

[14] 予め特定したセンサ装置に電力を蓄積する手段を設けるとともに、当該センサ装置に装着されたセンサの回転角を検出する手段を設けて、予め設定された回転箇所におけるタイヤ状態を検出するようにしたことを特徴とする請求の範囲 5に記載のタイヤセンサ装置。

[15] 予め特定したセンサ装置に電力を蓄積する手段を設け、ベースステーションに当該センサ装置に装着されたセンサの回転角を検出する手段を設けるとともに、上記センサのタイヤ状態の検出タイミング信号を上記ベースステーションから上記センサ装置に送り、予め設定された回転箇所におけるタイヤ状態を検出するようにしたことを特徴とする請求の範囲 5に記載のタイヤセンサ装置。

[16] 予めセンサを装着してないセンサ装置を配置しておき、検出するタイヤ情報を追カロ可能としたことを特徴とする請求の範囲 5に記載のタイヤセンサ装置。

[17] 上記通信装置または上記送信装置を、タイヤと離隔して配置したことを特徴とする請求の範囲 6または請求の範囲 10に記載のタイヤセンサ装置。

[18] 上記ベースステーションをタイヤリム部、ある、は、ホイールに装着されたバルブ装置に取付けるとともに、上記各センサの通信装置あるいは送信装置を、免震装置を介してタイヤに取付けたことを特徴とする請求の範囲 6または請求の範囲 10に記載のタイヤセンサ装置。