WO2008044540A1

WO2008044540A1 - Système de gestion d'informations de pneu

Info

Publication number: WO2008044540A1
Application number: PCT/JP2007/069264
Authority: WO
Inventors: Keiji Oda
Original assignee: Bridgestone Corporation
Priority date: 2006-10-04
Filing date: 2007-10-02
Publication date: 2008-04-17
Also published as: US20100033316A1; JP2008087704A; US8115614B2; CA2665688C; CA2665688A1; AU2007305605B2; JP5019839B2; AU2007305605A1

Description

明細書

タイヤ情報管理システム

技術分野

[0001] 本発明は、車両に装着されたそれぞれのタイヤ内に取り付けられタイヤ内圧を含むタイヤ状態量を測定し測定したデータを送信するセンサモジュールと、これらのセンサモジュールからのデータを受信するアンテナと、これらのアンテナを介して各センサモジュールに前記データの送信を指令するとともに各センサモジュールから送信されたデータを取得する車両側モジュールとを具えるタイヤ情報管理システムに関する

背景技術

[0002] 建設用車両等の運行中の車両のタイヤの管理を行うため、タイヤの圧力等のタイヤ状態量を測定するセンサモジュールをタイヤの内面に取り付け、このセンサモジユーノレから送信された測定データ等を車体側モジュールが受信して、この信号に基づレ、てタイヤの異常を運転者に知らせたり、タイヤの使用状況等の管理に用いたりするタィャ情報管理システムが知られている (例えば、特許文献 1参照。）。

特許文献 1 :特開平 10— 104103号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] このようなタイヤ情報管理システムにおいて、回転するタイヤ内に取り付けられたセンサモジュールは、車体側から電源を供給することが難しいので、内蔵した一次電池によって駆動されており、しカゝも、センサモジュールは水分やガス、その他の塵埃から内蔵する電子部品を保護するため樹脂でポッティング処理されており、この一次電池を取り替えることはできないので、センサモジュールの寿命は一次電池の寿命に左右される。

[0004] しかし、一次電池は、同時に軽量であることも要求されるため、その容量にも限界がある。したがって、電池の寿命を伸ばすためには、電力の消費量を抑えることが重要であり種々の提案がなされているが、未だ要求レベルを満足させるものにはなっていない。

[0005] そこで、発明者は、従来技術におレ、ては、センサモジュールが車体側モジュールにデータ信号を送信する際の送信電波強度は、センサモジュールがどの車両に取り付けられても、車両のどのタイヤ装着位置に取り付けられても、データ送信に支障がな V、よう、許容される最大の値に設定され容易に変更できるものでなレ、ことに着目した。

[0006] 本発明は、このような着眼点に基づいてなされたものであり、その目的は、センサモジュールの電力消費量を大幅に節減することのできるタイヤ管理システムを提供し、よってセンサモジュールの寿命を大幅に改善することにある。

課題を解決するための手段

[0007] < 1〉の発明は、車両に装着されたそれぞれのタイヤ内に取り付けられタイヤ内圧を含むタイヤ状態量を測定し測定したデータを送信するセンサモジュールと、これらのセンサモジュールからのデータを受信するアンテナと、これらのアンテナを介して各センサモジュールに前記データ送信を要求する指令を送信するとともに各センサモジュールから送信されたデータを取得する車両側モジュールとを具えるタイヤ情報管理システムにおいて、

前記センサモジュールは、データ送信における送信電波強度を制御する送信電波強度制御手段を具え、送信電波強度制御手段は、受信モジュールから受信した前記送信電波強度設定に基づいて次回のデータ送信における送信電波強度を制御するよう構成され、

前記車両側モジユーノレは、各センサモジユーノレについて、センサモジユーノレから送信されたデータ信号の受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段を具えるとともに、前回、センサモジュールから送信されたデータ信号の受信電波強度に応じて、前記送信電波強度設定を作成し、この送信電波強度設定を次回のセンサモジュールへの前記指令に付加するよう構成されてなるタイヤ情報管理システムである

〇

[0008] < 2〉は、 < 1〉の発明にお!/、て、前記車両側モジュールは、各センサモジュールについて、各センサモジュールに前記指令を送信してから、センサモジュールからの返信データを受信するまで経過した時間を測定する通信経過時間測定手段を具るとともに、前記送信電波強度設定を作成するに際し、前記受信電波強度の他に、前回のデータ受信までに要した前記通信経過時間にも応じるよう構成されてなるタイヤ情報管理システムである。

[0009] < 3〉は、 < 1〉もしくは < 2〉において、前記車両側モジュールは、前記送信電波強度設定値を作成するに際し、前記受信電波強度と前記通信経過時間との少なくとも一方をそれらのレベルに応じて複数のグループに区分し、前回のセンサモジユールへの送信電波強度設定値に、これらのグループごとに予め定められた差分を加算もしくは減算して、次回のセンサモジュールへの送信電波強度設定値とするよう構成されてなるタイヤ情報管理システムである。

発明の効果

[0010] < 1〉の発明によれば、車両側モジュールは、前回、センサモジュールから送信されたデータ信号の受信電波強度に応じて、センサモジュールの次回のデータ送信に採用すべき送信電波強度設定値を作成し、この送信電波強度設定値を次回のセンサモジュールへの指令に付加し、センサモジュールは、この設定値に基づいて次回のデータ送信における送信電波強度を制御するので、前回の受信電波強度が大きい場合には、前回のセンサモジュールのデータ送信における送信電波強度には余裕があるとして、データ送信に支障をきたさない範囲で次回のセンサモジュールの送信電波強度を低下させることができ、このことによって電力消費量を低減して電池の寿命を延ばすことができる。

[0011] < 2〉によれば、車両側モジュールは、送信電波強度設定値を作成するに際し、受信電波強度の他に、前回のデータ受信までに要した前記通信経過時間にも応じるので、前回のデータ受信における通信経過時間が短い場合にも、前回のセンサモジュールのデータ送信における送信電波強度には余裕があるとして、データ送信に支障をきたさない範囲で次回のセンサモジュールの送信電波強度を低下させることができ、このことのよつて電力消費量をさらに低減して電池の寿命を延ばすことができる。

[0012] < 3 >によれば、前記車両側モジュールは、前記送信電波強度設定値を作成するに際し、受信電波強度と通信経過時間との少なくとも一方をそれらのレベルに応じて複数のグループに区分し、前回のセンサモジュールへの送信電波強度設定値に、これらのグループごとに予め定められた差分を加算もしくは減算して、次回のセンサモジュールへの送信電波強度設定値とするので、センサモジュールの電力消費量の低減に有効な送信電波強度を極めて簡単な計算で求めることができ、タイヤ情報管理システムを簡素に構成することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0013] 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、本発明に係る実施形態のタイヤ情報管理システムの構成を示す構成図であり、タイヤ情報管理システム 10は、車両 6のそれぞれのタイヤ 4内に取り付けられた複数のセンサモジュール 3 (図示の場合 6個）と、センサモジュール 3のアンテナ 8を介して送信されたタイヤ内圧やタイヤ温度等のタイヤ状態量に関するデータを含む無線信号を受信するアンテナ 2 (図示の場合 4個）と、これらのアンテナ 2に接続され、センサモジュール 3からのデータを取得する車体側モジュール 5とを具えて構成される。車体側モジュール 5は、タイヤの使用状況を監視する車両運行管理センタ 7とタイヤに関する情報を相互に送受信するようにしてもよい。

[0014] 車体側モジュール 5がタイヤ状態量に関するデータを取得するまでの、車体側モジユール 5とセンサモジュール 3との間の送受信は以下のようにして行われる。すなわち、まず、車体側モジユーノレ 5からセンサモジユーノレ 3のうちの一つ、例えば、センサモジュール 3Aに、アンテナ 2 (2A)を介して、測定したタイヤ状態量に関するデータの送信を要求する指令を送信し、この指令信号を受信したセンサモジュール 3Aは、これに付属するアンテナ 8を介して、車体側モジュール 5に測定データを含む信号を送信し、車体側モジュール 5は、このデータの受信を確認してセンサモジュール 3Aとの送受信を完了し、続いて、アンテナ 2 (2B)を介して次のセンサモジュール 3 (例えば 3 B)に対する送受信を開始する。

[0015] 車体側モジュール 5は、このようにして、車両 6のタイヤ 4に取り付けられたすべてのセンサモジュール 3に対して同様の送受信を行い、すべてのセンサモジュール 3からのデータの受信を確認したとき、一巡の作動を終了する。この一巡の作動を行う周期は適宜定めることができる。

[0016] ここで、あるセンサモジュール 3に対して介在させるアンテナ 2は、このセンサモジュール 3に対してもっとも高い確率で通信を成立させることのできるアンテナ 2を選択するようにするのが好ましく、例えば、あるセンサモジュール 3に対して、最初は、配置図等、机上の条件だけを考慮して選択したアンテナ 2を用いる力 S、もし通信成立の確率が低い場合には、他のアンテナ 2を介して通信を行うようすることによって、このセンサモジュールに対してもっとも通信成立の確率の高いアンテナ 2を選択することができ

[0017] ただし、車体側モジュール 5が、どのアンテナ 2を介しても対象とするセンサモジュール 3とは十分な確率で通信を成立させることができなかった場合には、通信不成立として、その旨の警報を運転者もしくは車両運行管理センタに発信するようにするのが好ましい。

[0018] 図 2は、センサモジュール 3の構成を示すブロック泉図であり、センサモジュール 3 は、タイヤ内圧を含むタイヤ状態量を測定するセンサ部 21と、車体側モジュール 5からの指令を受信するとともにセンサ部 21からの測定データを送信する送受信 IC22と、送受信 IC22に接続されるアンテナ 8と、種々の設定パラメータを一時的に記憶する RAM等の記憶手段 23と、センサモジュール 3全体の作動を司るプログラムを動作させ、このプログラムに基づいてセンサモジュール 3内の各要素であるセンサ部 21、送受信 IC22、記憶手段 23等を制御する CPU25と、を具えて構成される。

[0019] 車体側モジュール 5、および、センサモジュール 3が上記の処理を行う際の手順について、図を参照してさらに詳しく説明する。図 3は、車体側モジュール 5が、一つのセンサモジュール 3との送受信を行う際の処理の手順を示すフローチャートであり、図 4は、センサモジュール 3の処理の手順を示すフローチャートである。

[0020] 車体側モジュール 5は、図 3に示すように、まず、あるセンサモジュール 3に、測定したタイヤ状態量に関するデータの送信を要求する指令 (コマンド）を送信し (ステップ s a— l)、次いで、センサモジュール 3から送信されたデータを受信する処理を行う（ステツプ sa— 2)。この処理の結果、データ受信が成功したか否かの判定を行い（ステツプ sa— 3)、成功した場合には、そのセンサモジュール 3との通信の処理を終了する。

[0021] 一方、ステップ sa— 3において、受信が不成功に終わった場合には、上記の sa—l 〜sa— 3のステップを繰り返すが、これを無制限に繰り返すことはできないので、予めその通信時間の上限を定めておくが、ステップ sa— 4では、センサモジュール 3との通信時間がこの上限をオーバしていないかを判定し、オーバしていない場合には、ステツプ sa— ;!〜 sa— 3の処理を,橾り返す。

[0022] このとき、もし、通信時間が上記の上限を超えた場合には、対象として!/、るセンサモジュール 3と通信する際に用いるアンテナを変更 (ステップ sa— 7)する処理を行い、他のアンテナ 2を用いてセンサモジュール 3と通信を再試行する。

[0023] 一方、対象とするセンサモジュール 3と通信する手立てはもうないとして通信を終了する必要があり、ステップ sa— 7に先だって、すべてのアンテナに対して通信時間が前記上限をオーバしてしまったか否かを判定し（ステップ sa— 5)、もしそうであるならば、その後の対処に利用するべく通信が不成功で合った旨の警報フラグをたてて (ステツプ sa— 6)、センサモジュール 3との通信を終了する。

[0024] 上記に説明した車体側モジュール 5の処理手順に対して、センサモジュール 3の処理手順は、図 4にフローチャートで示すように、まず、ステップ sb— 1で種々の初期設定を行ったあと、所定のサーチ周期で定められる時刻に達したが否かを判定し (ステップ sb— 2)、その時刻に達したとき、電波サーチを行い（ステップ sb— 3)、車体側モジュール 5からデータ送信を指示する指令が送信されて!/、るか否力、を判定する（ステップ sb— 4)。

[0025] 車体側モジュール 5から指令が送信されて!/、た場合には、その指令の受信を行!/、 ( ステップ sb— 5)、その結果、指令の解読が成功し、かつ、指令に含まれる IDと自身の IDとの照合結果が OKとなった場合 (ステップ sb— 6)、その指令に従って、測定データの送信を行う（ステップ sb— 7)。

[0026] その後、予め設定された所定の測定周期で定められる時刻に達したか否かを判定し (ステップ sb— 8)、その時刻に達したとき、タイヤ内圧や温度などの予め定められたタイヤ状態量の測定を行い (ステップ sb— 9)、次のデータ要求指令に対する測定データを準備するとともに、測定したデータに異常値が含まれるか否かの異常診断を行い（ステップ sb— 10)、ステップ sb— 11で、もし、異常値が含まれると判定した場合には、緊急事態が発生したとして、車体側モジュール 5からの指令を待つことなぐ自発的に警報データを車体側モジュール 5に送信するステップ（sb— 12)。 [0027] もし、ステップ sb— 11で異常値が含まれていないと判定した場合には、ステップ sb —2に戻って、所定のサーチ周期で定まる時刻になるまで待機する。

[0028] さて、本発明において、車体側モジュール 5には、図 1に示すように、各センサモジユール 3からのデータを受信する際の受信電波の強度を測定する受信電波強度測定手段 11が設けられる。受信電波強度測定手段 12は、例えば、一般的に RSSI (Re ceived Signal Strength Indicator)回路と呼ばれる回路により構成することができる。

[0029] また、車体側モジュール 5には、図 1に示すように、好ましくは、受信電波強度測定手段 12の他に、ステップ sa— lにおいて、センサモジュール 3にコマンドの送信を開始した時亥 IJ (ステップ sa— l)から、ステップ sa— 3において、センサモジュール 3からのデータ受信が成功するまでの時間を測定する通信経過時間測定手段 14が設けられる。

[0030] 一方、センサモジュール 3には、図 4に示したステップ sb— 7において車体側モジュール 5へのデータ送信に用いる送信電波強度を制御する送信電波強度制御手段 16 が設けられており、送信電波強度制御手段 16は、送信時の送信電波強度を制御する送受信 IC22、送受信 IC22に送信電波強度の設定値を出力する CPU25、および、 CPU25によって作動されるプログラムによって構成される。

[0031] 本発明は、センサモジュール 3に、送信電波強度制御手段 16を用いて、データの送信に支障をきたさない範囲で、データを送信する際の送信電波強度を抑え、そのことによって、電力消費量を抑制し、一次電池の寿命を大幅に長くするものであり、図 5は、タイヤに取り付けられたセンサモジュール 3について、送信電波強度と、電力消費量に比例する消費電流との関係を、横軸に送信電波強度（dBm)、縦軸に消費電流 (mA)をとつて模式的に示すグラフであり、図から明らかなように、送信電波強度を下げれば、電力消費量を低減することができる。

[0032] そして、図示の例の場合、 P は、これを下回ると車体側モジュール 5との通信がで

min

きなくなる送信電波強度であり、したがって、送信電波強度が P 以上であれば、通

mm

信は可能であるが、この範囲内であっても、送信電波強度があまり高くなりすぎると電力消費量が大きくなつてしまう。そこて、本発明は、車体側モジュール 5がデータ受信を行う際の受信電波強度を測定し、その測定値が予め定めた値に落ち着くよう、センサモジュール 3の送信電波強度制御手段 16に送信電波強度の制御を行わせるようにするものであり、これによつて、通信の安定性を確保するとともに、周囲の電波環境に応じて電力消費量を低減することができる。

[0033] 具体的には、送信電波強度制御手段 16が制御する（設定する）送信電波強度のレベルを複数個に絞り、例えばレベル数を 5個とし、これらのレベルのそれぞれを低い方から P、 P、 P、 P、 Pとした場合、図示のように、 Pを、 P もしくはこれよりわず力、大

1 2 3 4 5 0 min

きいレベルとし、 pを単位電波強度増分として、隣接するレベルが互いに単位電波強度増分 pだけ異なるよう、 P =P +p、P =P +2p、P =P +3p、P =P +4pとすると、簡易

1 min 2 min 3 min 4 min

で、し力、も、送信電波強度の制御を効果的に行わせることができる。

[0034] そして、センサモジュール 3の各回のデータ送信に用いる送信電波強度のレベルの選択に際しては、その信号を受信する車体側モジュール 5から前回の結果をフィードバックすることにより、送信電波強度のレベルが適正値に向力、うようにすることができ、具体的には次のようにして制御する。

[0035] すなわち、車体側モジュール 5は、ステップ sa—lにおいて、センサモジュール 3への指令（コマンド）に、センサモジュール 3の次回のデータ送信に用いるべき送信電波強度を示した送信電波強度設定値を付加して送信する。図 6は、このコマンド送信において送信されるデータ構造の例を示す模式図である力 S、このデータは 12バイドのデータ量があり、先頭から順に第 1バイト、第 2バイト、…とするとき、この送信電波強度設定値は第 7バイトの後半 4ビットの位置に割り当てられる。なお、図において、データの先頭と後尾には、それぞれ、データの開始と終了とを示すプレアンブルおよびポストアンブルが配置され、第 4バイトには、通信相手とするセンサモジュール 3の I ひ晴報が、第 6バイトには、センサモジュール 3へのコマンド情報力そして、第 7バイトの前半 4ビットには、センサモジュール 3がデータ送信に用いるべき送信チャンネル情報が割り当てられている。なお、上記データ構造においても、データの並び順については、このほかにも幾多の例が考えられる。

[0036] そして、送信電波強度設定における送信電波強度 Pは、式（1)に示すように、前回のセンサモジュール 3に対する指令に際して用いた送信電波強度設定値における送信電波強度 P に、前記単位電波強度増分 pにゼロを含む正負の整数を掛け合わせた値を加算して求め、単位電波強度増分 pに掛け合わす際の整数を修正パラメ一タ Xとして、修正パラメータ Xを、前回の、センサモジュール 3からのデータ受信に際して測定した受信電波強度レベル Rに応じて変化させ、受信電波強度レベル Rがほぼ目標通りであった場合には、修正パラメータ Xをゼロとし、受信電波強度レベル Rが目標より大きい場合には、修正パラメータ Xを負に、小さい場合には、修正パラメータ Xを正とすることにより、センサモジュール 3が次回データを送信する際の送信電波強度 P を最適なものに修正させることができる。

bf

[0037] [数 1]

P = P_bf + ^ · ρ ( 1 )

[0038] 図 7は、前回のデータ受信における受信電波強度レベル Rと修正パラメータ Xとの関係を例示するグラフであり、この例の場合、受信電波強度レベル Rをそのレベルに応じて 5つのグループ Rl、 R2、 R3、 R4、 R5に区分けし、レベルが最も低いグループ R1内にある受信電波強度レベル Rに対しては、修正パラメータ Xとして +2を用い、次に低いレベルのグループ R2には、修正パラメータ Xを +1とし、一方、レベルが最も高いグループ R5内にある受信電波強度レベル Rに対しては、修正パラメータ Xとして- 2を用い、次に高いレベルのグループ R4には、修正パラメータ Xを- 1とし、そして、目標とする受信電波強度レベルにあるグループ R3には、修正パラメータ Xとして 0を対応させている。

[0039] さらに、修正パラメータ Xの選択において、前回のデータ受信における受信電波強度レベル Rに加えて、前回のデータ受信における通信経過時間 Tにも応じて選択させるのが好ましい。

[0040] 図 8は、前回のデータ受信における通信経過時間 Tと修正パラメータ Xとの関係を例示するグラフであり、この例の場合、通信経過時間 Tをそのレベルに応じて 5つのダループ Tl、 Τ2、 Τ3、 Τ4、 Τ5に区分けし、通信経過時間 Τがもっとも短いグループ Τ1に対しては前記受信電波強度レベル Rに応じて決定された修正パラメータ Xに加減する値をゼロとし（すなわち、修正パラメータ Xをそのままとし）、それ以外のグループに対しては前記受信電波強度レベル Rに応じて決定された修正パラメータ Xの値に +1を加えて新たな修正パラメータ Xとするものであり、このことによって、通信時間がかかった場合には、センサモジュール 3に、次回の送信における送信電波強度を増加させるように制卸することカでさる。

[0041] そして、修正パラメータ Xの選択にお!/、て通信経過時間 Τも考慮する場合には、受信電波

強度レベル Rを基に図 7に示すところによって選択した修正パラメータに、通信経過時間 Τ

を基に図 8に示すところによって選択した修正パラメータを加えればよい。

[0042] 以上のように、本発明においては、センサモジュール 3がデータを送信する際の送信電波強度を、車体側モジュール 5がデータを受信した際の受信電波強度 R応じて、もしくは、これに加えて通信経過時間 Τにも応じて修正、設定することができ、その結果、センサモジュール 3と車体側モジュール 5との間の通信に障害を来すことなく電力消費量を節減することができ、電池の寿命を伸ばすことができる。

図面の簡単な説明

[0043] [図 1]本発明に係る実施形態のタイヤ情報管理システムを示す構成図である。

[図 2]センサモジュールの構成を示すブロック線図である。

[図 3]車体側モジュールの処理ルーチンを示すフローチャートである。

[図 4]センサモジュールの処理ルーチンを示すフローチャートである。

[図 5]センサモジュールにおける、データを送信する際の送信電波強度と消費電流と

[図 6]車体側モジュールからセンサモジュールに送信される指令データの構造を示す模式図である。

[図 7]車体側モジュールにおける、前回のデータ受信の際の受信電波強度と、修正ノラメータとの関係を示すグラフである。

[図 8]車体側モジュールにおける、前回のデータ受信の際の通信経過時間と、修正ノラメータとの関係を示すグラフである。

符号の説明

[0044] 2 車体側モジュールのアンテナ

3 センサモジユーノレ

4 タイヤ車体側モジュール車両

車両運行管理センタセンサモジユーノレのアンテナタイヤ情報管理システム受信電波強度測定手段通信経過時間測定手段送信電波強度制御手段センサ部

送受信 IC

記憶手段

ROM CPU

Claims

請求の範囲

[1] 車両に装着されたそれぞれのタイヤ内に取り付けられタイヤ内圧を含むタイヤ状態量を測定し測定したデータを送信するセンサモジュールと、これらのセンサモジユールからのデータを受信するアンテナと、これらのアンテナを介して各センサモジユールに前記データ送信を要求する指令を送信するとともに各センサモジュールから送信されたデータを取得する車両側モジュールとを具えるタイヤ情報管理システムにおいて、

前記センサモジュールは、データ送信における送信電波強度を制御する送信電波強度制御手段を具え、送信電波強度制御手段は、受信モジュールから受信した送信電波強度設定値に基づいてデータ送信における送信電波強度を制御するよう構成され、

前記車両側モジユーノレは、各センサモジユーノレについて、センサモジユーノレから送信されたデータ信号の受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段を具えるとともに、前回、センサモジュールから送信されたデータ信号の受信電波強度に応じて、前記送信電波強度設定値を作成し、この送信電波強度設定値を、センサモジユールへの前記指令に付加するよう構成されてなるタイヤ情報管理システム。

[2] 前記車両側モジュールは、各センサモジュールについて、センサモジュールに前記指令を送信してからセンサモジュールからデータを受信するまで経過した時間を測定する通信経過時間測定手段を具るとともに、前記送信電波強度設定値を作成するに際し、前記受信電波強度の他に、前回のデータ受信までに要した前記通信経過時間にも応じるよう構成されてなる請求項 1に記載のタイヤ情報管理システム。

[3] 前記車両側モジュールは、前記送信電波強度設定値を作成するに際し、前記受信電波強度と前記通信経過時間との少なくとも一方をそれらのレベルに応じて複数のグループに区分し、センサモジュールへの送信電波強度設定値に、これらのグループごとに予め定められた差分を加算もしくは減算して、次回のセンサモジュールへの送信電波強度設定値とするよう構成されてなる請求項 1もしくは 2に記載のタイヤ情報管理システム。