WO2017046923A1 - タイヤ状態検出装置 - Google Patents

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泰久 辻田
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太平洋工業 株式会社
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a tire condition detection device that detects the condition of a wheel tire.
  • a plurality of wheels having tires mounted on a wheel portion are provided in a vehicle, and a wireless tire state detection device has been proposed as a device that can detect the state of each tire.
  • the tire state detection device is provided in the tire of each wheel of the vehicle, detects the tire state, and wirelessly transmits a signal related to the detected tire state. Each signal is received by the receiver, and information on the state of the corresponding tire is displayed on a display provided in the vehicle interior as necessary.
  • the tire condition detection device incorporates a battery for supplying electric power because the tire condition detection device is attached to the wheel.
  • the tire condition detection device disclosed in Patent Document 1 can receive a radio signal from an external device such as a portable terminal.
  • an external device such as a portable terminal.
  • the tire condition detection device is received from an external device.
  • a signal related to the tire condition is transmitted.
  • An object of the present invention is to provide a tire state detection device capable of reducing power consumption.
  • a tire condition detection device that solves the above problem is a tire condition detection device that is attached to a valve stem of a wheel so as to be disposed in a tire of a vehicle wheel, and is configured to detect the condition of the tire.
  • a state detection unit a transmission unit configured to wirelessly transmit a signal including information detected by the state detection unit, a reception unit capable of receiving a signal wirelessly transmitted from an external device, and the transmission
  • a control unit configured to control the receiving unit, a characteristic detection unit configured to detect an electrical characteristic of the valve stem, and a battery serving as a power source of the tire condition detection device
  • the control unit includes a normal mode for maintaining the reception unit in a standby state capable of receiving a wireless transmission signal from the external device, and reception of a wireless transmission signal from the external device.
  • the control unit is configured to operate in a control mode selected from a power saving mode that consumes less power than the normal mode, and the control unit detects a change amount of an electrical characteristic of the valve stem detected by the characteristic detection unit. Is switched to the normal mode, and the control mode is switched to the power saving mode when an end condition is satisfied in the normal mode.
  • the control mode is switched to the power saving mode in which the power consumption is lower than that in the normal mode for the reception of the wireless transmission signal from the external device. Power consumption for reception of a wireless transmission signal can be reduced.
  • the said characteristic detection part may be comprised so that the electrostatic capacitance in the said valve stem may be detected. According to this, when an operator touches the valve stem after the tire has been replaced, the control mode is normally set in response to the change in the valve stem capacitance exceeding the reference change. Switch to mode.
  • the said receiving part may be comprised so that the signal of the frequency band of an ultra high frequency can be received.
  • the power consumption for receiving the signal is larger than in the case of receiving the signal in the ultra-high frequency band, but the control mode is the normal mode.
  • the end condition is that a wireless transmission signal is received from the external device by the receiving unit, and a predetermined time has elapsed since the control mode is switched to the normal mode. And at least one of detecting that the vehicle has traveled may be satisfied.
  • the radio transmission signal from the external device can be received, and the control unit can be switched from the normal mode to the power saving mode by receiving the radio transmission signal from the external device. Power consumption can be reduced for reception of a wireless transmission signal from an external device.
  • control mode when a predetermined time has elapsed since the control mode was switched to the normal mode, the control mode can be switched from the normal mode to the power saving mode, and the frequency with which the receiver enters a standby state is reduced. Power consumption for receiving a wireless transmission signal from an external device can be reduced.
  • the receiving unit when the vehicle is detected to travel, the frequency at which the receiving unit receives the wireless transmission signal from the external device tends to be lower than when the vehicle is stopped. For this reason, when it is detected that the vehicle, which is in a situation where the frequency of receiving the wireless transmission signal from the external device is low, is running, the receiving unit is switched by switching the control mode from the normal mode to the power saving mode. The frequency of entering a standby state can also be reduced, and the power consumption for receiving a wireless transmission signal from an external device can be reduced.
  • the said control part may be comprised so that the process which specifies the variation
  • the control unit executes a process of specifying a change amount of an electrical characteristic of the valve stem when the vehicle is stopped, and the valve when the vehicle is running It may be configured not to execute the process of specifying the change amount of the electrical characteristic of the stem.
  • the power consumption of the tire condition detection device can be reduced.
  • the schematic block diagram which shows the vehicle by which the sensor unit of one Embodiment was mounted.
  • the perspective view which shows the state with which the tire valve of the embodiment was mounted
  • the perspective view which shows the tire valve and sensor unit of the embodiment.
  • the block diagram which shows the electrical constitution of the sensor unit of the embodiment.
  • the flowchart which shows the mode control process of the embodiment.
  • Each wheel 13 includes a vehicle wheel 14 and a tire 15 attached to the vehicle wheel 14.
  • the tire condition monitoring device 30 includes a sensor unit 31 attached to each wheel 13 and a receiver unit 60 installed on the vehicle body of the vehicle 10. As shown in FIG. 2, the sensor unit 31 is attached to the tire valve 17 attached to the rim 16 of the vehicle wheel 14 and integrated with the tire valve 17, and the tire attached to the vehicle wheel 14. 15 is arranged.
  • the tire valve 17 includes a valve stem 18 that is formed into a cylindrical shape from a metal material, and a rubber body 19 that is attached to the outer peripheral surface of the valve stem 18.
  • An introduction path (not shown) is formed in the valve stem 18.
  • a valve mechanism (not shown) is built in the distal end side of the valve stem 18, and a cap 20 is attached to the distal end of the valve stem 18.
  • a pressure sensor 42 and a capacitance sensor 45 In the housing 32 of the sensor unit 31, various electronic components such as a pressure sensor 42 and a capacitance sensor 45, a battery, an antenna, and the like are accommodated.
  • the pressure sensor 42 detects the pressure of the tire 15, and the capacitance sensor 45 is electrically connected to the tire valve 17 in order to detect the capacitance of the tire valve 17.
  • each sensor unit 31 includes a sensor unit controller 41, a pressure sensor 42, a temperature sensor 43, an acceleration sensor 44, a capacitance sensor 45, an RF communication circuit 46, an RF communication antenna 47, and a battery 48. Is provided.
  • the sensor unit 31 operates by supplying power from the battery 48.
  • the pressure sensor 42 as a state detection unit detects the air pressure in the tire 15.
  • the temperature sensor 43 as a state detection unit detects the temperature in the tire 15. That is, the pressure sensor 42 and the temperature sensor 43 detect the state of the tire 15.
  • the acceleration sensor 44 rotates integrally with the wheel 13 to detect acceleration acting on the acceleration sensor 44.
  • the capacitance sensor 45 as a characteristic detection unit detects the capacitance of the valve stem 18 of the tire valve 17 in the wheel 13.
  • the RF communication circuit 46 serving as a transmission unit and a reception unit is a circuit that transmits and receives signals through the RF communication antenna 47 using radio waves in a very high frequency band (in this embodiment, 2.4 GHz).
  • the RF communication circuit 46 is in a standby state in which a signal (trigger signal) wirelessly transmitted from an external device (for example, the receiver unit 60 or a trigger signal transmitter portable by an operator) can be received; A signal wirelessly transmitted from an external device can be set to a dormant state where reception is impossible.
  • a signal trigger signal
  • an external device for example, the receiver unit 60 or a trigger signal transmitter portable by an operator
  • the sensor unit controller 41 is a control circuit or processor including a CPU 41a, a storage unit 41b (RAM, ROM, etc.), a microcomputer including an input / output port, and the like.
  • the storage unit 41b of the sensor unit controller 41 stores a program that comprehensively controls the operation of the sensor unit 31.
  • An ID code that is identification information unique to each sensor unit 31 is registered in the storage unit 41b. This ID code is information used to identify each sensor unit 31 in the receiver unit 60.
  • the sensor unit controller 41 functions as a control unit.
  • the sensor unit controller 41 determines in advance the tire air pressure detected by the pressure sensor 42, the in-tire temperature detected by the temperature sensor 43, and the acceleration (gravity acceleration) detected by the acceleration sensor 44. Acquire at the acquisition frequency.
  • the sensor unit 31 including the sensor unit controller 41, the pressure sensor 42, and the temperature sensor 43 functions as a tire state detection device attached to the valve stem 18 so as to be disposed in the tire 15.
  • the sensor unit controller 41 can specify the acceleration acting on the sensor unit 31, specifically the acceleration sensor 44, based on the acceleration signal from the acceleration sensor 44.
  • the sensor unit controller 41 determines whether the vehicle 10 is stopped or traveling based on the acceleration signal from the acceleration sensor 44. For example, the sensor unit controller 41 determines that the vehicle 10 is traveling when the acceleration detected by the acceleration sensor 44 changes within a predetermined range (for example, a range of ⁇ 1G to + 1G).
  • the sensor unit controller 41 outputs transmission data including tire pressure data, tire temperature data, and an ID code to the RF communication circuit 46 when a predetermined output condition is satisfied.
  • the RF communication circuit 46 modulates transmission data output from the sensor unit controller 41 to generate a transmission signal, and wirelessly transmits the transmission signal from the RF communication antenna 47.
  • the output condition is satisfied every time a predetermined time elapses. That is, the sensor unit controller 41 performs a transmission operation every time a predetermined time elapses.
  • the output condition may further include that the tire air pressure or the tire internal temperature is determined to be abnormal.
  • the tire unit valve 41 When the sensor unit controller 41 determines that the vehicle 10 is stopped and determines that the RF communication circuit 46 is controlled to be in a resting state, the tire unit valve 41 is based on a signal from the capacitance sensor 45. The capacitance of the seventeen valve stems 18 is specified, and capacitance data indicating the specified capacitance is stored in the storage unit 41b. In the present embodiment, the sensor unit controller 41 executes a series of processes for specifying the capacitance and storing the capacitance data in about 1 ms every predetermined period (for example, 1 s).
  • the sensor unit controller 41 determines whether or not the amount of change in the capacitance of the identified valve stem 18 exceeds a predetermined reference change amount. Since the operator touches the valve stem 18 of the tire valve 17 when the tire 15 is replaced, the reference change amount is defined as a change amount of the capacitance that can be estimated that the operator has touched the valve stem 18. Yes.
  • the sensor unit controller 41 determines that the vehicle 10 is traveling, or when it is determined that the RF communication circuit 46 is controlled to be in a standby state, the sensor unit controller 41 performs a process of specifying the capacitance of the valve stem 18. do not do.
  • the receiver unit 60 includes a receiver unit controller 61, an RF receiving circuit 62, and a receiving antenna 64.
  • a display unit 63 is connected to the receiver unit controller 61.
  • the receiver unit controller 61 is a processor including a microcomputer including a CPU and a storage unit (ROM, RAM, and the like), and a program that comprehensively controls the operation of the receiver unit 60 is stored in the storage unit.
  • the RF receiving circuit 62 demodulates the signal transmitted from each sensor unit 31 and received through the receiving antenna 64 and sends the demodulated signal to the receiver unit controller 61.
  • the receiver unit controller 61 specifies the state of the tire 15 (tire pressure and temperature in the tire) corresponding to the sensor unit 31 of the transmission source based on the signal demodulated by the RF receiving circuit 62.
  • the receiver unit controller 61 displays information related to the state of the tire 15 on the display unit 63.
  • the sensor unit controller 41 selects one of a normal mode and a power saving mode that can reduce power consumption as compared with the normal mode for receiving a wireless transmission signal from an external device. Can be set as The sensor unit controller 41 sets the control mode by setting a value indicating the normal mode or a value indicating the power saving mode in the control mode flag assigned to the storage unit 41b.
  • the sensor unit controller 41 sets the RF communication circuit 46 in a standby state.
  • the sensor unit controller 41 sets the RF communication circuit 46 to a dormant state.
  • the sensor unit controller 41 reads a value from the control mode flag assigned to the storage unit 41b, and determines whether or not it is the normal mode based on the value (step S11). ). When it is determined that the normal mode is selected, the sensor unit controller 41 determines whether or not the RF communication circuit 46 has received the trigger signal (step S12).
  • the trigger signal is used to confirm that the sensor unit 31 is operating normally when the tire is replaced or that the tire state is appropriate, or the ID code of the sensor unit 31 is It is a control signal transmitted from an external device to control the sensor unit 31 when set.
  • the sensor unit controller 41 executes processing according to the control information included in the trigger signal and sets the control mode flag assigned to the storage unit 41b. Then, a value indicating the power saving mode is set, and the control mode is set to the power saving mode (step S15).
  • the sensor unit controller 41 determines whether a specified time has elapsed since the control mode was set to the normal mode (step S13). When it is determined that the specified time has elapsed since the control mode is set to the normal mode, the sensor unit controller 41 sets a value indicating the power saving mode in the control mode flag assigned to the storage unit 41b, and performs control. The mode is set to the power saving mode (step S15).
  • the sensor unit controller 41 determines whether or not the vehicle 10 is traveling (step S14). When it is determined that the vehicle 10 is traveling, the sensor unit controller 41 sets a value indicating the power saving mode in the control mode flag assigned to the storage unit 41b, and sets the control mode to the power saving mode. (Step S15). If it is not determined that the vehicle 10 is traveling, the sensor unit controller 41 ends the mode control process without executing step S15.
  • the sensor unit controller 41 determines whether or not the change amount of the capacitance exceeds the reference change amount (step) S16). When it is determined that the amount of change in capacitance exceeds the reference amount of change, the sensor unit controller 41 sets a value indicating the normal mode in the control mode flag assigned to the storage unit 41b, and sets the control mode to the normal mode. (Step S17). When it is determined in the power saving mode that the change amount of the capacitance does not exceed the reference change amount, the sensor unit controller 41 ends the mode control process without executing Step S15.
  • the start condition of the normal mode (that is, the end condition of the power saving mode) is satisfied when the change amount of the capacitance of the valve stem 18 exceeds the reference change amount.
  • the normal mode end condition (that is, the power saving mode start condition) is that when the RF communication circuit 46 receives a trigger signal in the normal mode, a specified time has elapsed since the control mode was set to the normal mode. And when at least one of the case where the vehicle 10 is traveling is satisfied.
  • each sensor unit 31 in the normal mode the RF communication circuit 46 is controlled in a standby state in which a wireless transmission signal from an external device can be received.
  • the RF communication circuit 46 is maintained in a dormant state in which a wireless transmission signal from an external device cannot be received.
  • the process for specifying the capacitance of the valve stem 18 is not executed.
  • the process for specifying the capacitance of the valve stem 18 is executed.
  • the control mode is switched from the mode to the power saving mode.
  • the control mode is switched to the normal mode on the assumption that the operator touches the valve stem 18 when replacing the tire.
  • the control mode is switched to the power saving mode in which the power consumption for receiving the radio transmission signal from the external device is smaller than that in the normal mode. Power consumption for signal reception can be reduced.
  • the RF communication circuit 46 uses radio waves in the ultra-high frequency band.
  • the power consumption for signal reception is larger than when radio waves in the ultra-short frequency band are used, but the control mode is switched to the power saving mode so that the RF communication circuit 46 can receive signals.
  • the frequency of the state can also be reduced, and the power consumption for receiving the wireless transmission signal from the external device can be reduced.
  • the trigger signal can be received by maintaining the standby state of the RF communication circuit 46 in the normal mode.
  • the control mode can be switched from the normal mode to the power saving mode, and the power consumption for receiving the wireless transmission signal from the external device can be reduced.
  • the control mode can be switched from the normal mode to the power saving mode, and the frequency at which the RF communication circuit 46 enters the standby state is set.
  • the power consumption for receiving the wireless transmission signal from the external device can be reduced.
  • the frequency with which the RF communication circuit 46 receives the trigger signal tends to be lower than when the vehicle 10 is stopped. Therefore, when it is detected that the vehicle 10 that is in a situation where the frequency of receiving the trigger signal is low, the RF communication circuit 46 is set in the standby state by switching the control mode from the normal mode to the power saving mode. Can be reduced, and power consumption for reception of a wireless transmission signal from an external device can be reduced.
  • the control mode is changed to the normal mode by performing processing for specifying the capacitance of the valve stem 18 while the vehicle 10 is stopped. Can be switched. Since the tire 15 is not exchanged when the vehicle 10 is traveling, the processing for specifying the capacitance of the valve stem 18 is not performed while the vehicle 10 is traveling, and power consumption can be reduced correspondingly. it can.
  • a normal mode start condition when other conditions different from the conditions of the above embodiment are satisfied, such as when a predetermined time elapses after the change amount of the capacitance of the valve stem 18 exceeds the reference change amount. May be established.
  • the sensor unit 31 may control the RF communication circuit 46 to a standby state in the power saving mode if the power consumption is lower than that in the normal mode.
  • the RF communication circuit 46 in the normal mode, is controlled to a first standby state in which a wireless transmission signal from an external device can be received at a first specified period.
  • the RF communication circuit 46 In the power saving mode, the RF communication circuit 46 may be controlled to a second standby state in which a wireless transmission signal from an external device can be received at a second predetermined period longer than the first predetermined period.
  • the sensor unit 31 may make a determination on the capacitance of the valve stem 18 while the vehicle 10 is traveling. That is, the sensor unit 31 may perform processing for specifying the capacitance of the valve stem 18 regardless of whether the vehicle is stopped or traveling.
  • the sensor unit 31 may make a determination on the capacitance of the valve stem 18 in the normal mode (standby state of the RF communication circuit 46). That is, regardless of the control mode, a process for specifying the capacitance of the valve stem 18 may be performed.
  • the transmission circuit and the reception circuit may be provided separately, and the frequency bands used for the transmission circuit and the reception circuit may be different.
  • the sensor unit 31 transmits a signal using radio waves in the ultra-high frequency band, but may transmit signals using radio waves in a frequency band other than the ultra-high frequency.
  • the control mode may be switched to the normal mode according to the measurement result of the complex impedance including the inductor and the resistance value. That is, it is only necessary that the electrical characteristics of the tire valve 17 can be detected so that contact with the tire valve 17 can be estimated when the tire 15 is replaced.
  • the normal mode end condition may be satisfied due to the trigger signal reception, the passage of the specified time, and other factors different from the traveling of the vehicle 10, or the combination of these factors may satisfy the normal mode end condition. Good.
  • the sensor unit 31 detects the air pressure and temperature in the tire as the state of the tire. However, either one of these parameters may be detected, and other parameters such as the degree of tire wear may be detected. Also good.
  • the sensor unit 31 is not limited to application to the tire 15 in a four-wheel vehicle, and may be applied to tires in one to three-wheeled vehicles and five or more vehicles.
  • SYMBOLS 10 ... Vehicle, 13 ... Wheel, 14 ... Vehicle wheel, 15 ... Tire, 17 ... Tire valve, 18 ... Valve stem, 30 ... Tire condition monitoring device, 31 ... Sensor unit, 41 ... Sensor unit controller, 42 ... Pressure sensor , 43 ... temperature sensor, 44 ... acceleration sensor, 45 ... capacitance sensor, 46 ... RF communication circuit, 48 ... battery, 60 ... receiver unit.

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Abstract

タイヤ状態検出装置は、状態検出部と、送信部と、受信部と、制御部と、特性検出部と、当該装置の電力源となる電池と、を備える。状態検出部はタイヤの状態を検出し、送信部は状態検出部によって検出された情報を含む信号を無線送信する。受信部は外部機器から無線送信された信号を受信可能であり、制御部は送信部及び受信部の制御を行う。特性検出部はバルブステムの電気的特性を検出する。制御部は、受信部を外部機器からの無線送信信号を受信可能な待機状態に維持する通常モードと、外部機器からの無線送信信号の受信について通常モードよりも消費電力が小さい省電力モードとから選択された制御モードで動作する。制御部は、特性検出部によって検出されたバルブステムの電気的特性の変化量が基準変化量を超えた場合に、制御モードを通常モードに切り替えるとともに、通常モード時において終了条件が成立したときに制御モードを省電力モードに切り替える。

Description

タイヤ状態検出装置
　本発明は、車輪のタイヤの状態を検出するタイヤ状態検出装置に関するものである。
　ホイール部にタイヤを装着した複数の車輪が車両に設けられ、タイヤの各々における状態を検出できる装置として、無線方式のタイヤ状態検出装置が提案されている。タイヤ状態検出装置は、車両の各車輪のタイヤ内に設けられており、タイヤの状態を検出するとともに、検出されたタイヤの状態に関する信号を無線送信する。そして、各信号が受信機により受信され、対応するタイヤの状態に関する情報が必要に応じて車室内に設けられた表示器に表示される。また、タイヤ状態検出装置には、タイヤ状態検出装置が車輪に取り付けられる関係上、電力を供給するための電池が内蔵されている。
　例えば、特許文献１に開示されるタイヤ状態検出装置は、携帯端末など外部機器からの無線信号を受信可能である。具体的な一例として、タイヤ交換が行われた場合にタイヤ状態検出装置が正常に動作していることやタイヤ空気圧が適正であることを確認するときなどにおいて、タイヤ状態検出装置は、外部機器からの要求信号の受信に応じてタイヤの状態に関する信号を送信する。
特開２００６－１３８１５６号公報
　ところで、タイヤ状態検出装置に内蔵されている電池の寿命を延ばすべく、消費電力を低減することが望まれている。
　この発明の目的は、消費電力を低減することができるタイヤ状態検出装置を提供することにある。
　上記問題点を解決するタイヤ状態検出装置は、車両の車輪のタイヤ内に配置されるように前記車輪のバルブステムに取り付けられるタイヤ状態検出装置であって、前記タイヤの状態を検出するように構成される状態検出部と、前記状態検出部によって検出された情報を含む信号を無線送信するように構成される送信部と、外部機器から無線送信された信号を受信可能な受信部と、前記送信部及び前記受信部の制御を行うように構成される制御部と、前記バルブステムの電気的特性を検出するように構成される特性検出部と、前記タイヤ状態検出装置の電力源となる電池と、を備え、前記制御部は、前記受信部を前記外部機器からの無線送信信号を受信可能な待機状態に維持する通常モードと、前記外部機器からの無線送信信号の受信について前記通常モードよりも消費電力が小さい省電力モードとから選択された制御モードで動作するように構成され、前記制御部は、前記特性検出部によって検出された前記バルブステムの電気的特性の変化量が基準変化量を超えた場合に、前記制御モードを前記通常モードに切り替えるとともに、前記通常モード時において終了条件が成立したときに前記制御モードを前記省電力モードに切り替えるように構成される。
　これによれば、通常モード時において終了条件が成立することにより、外部機器からの無線送信信号の受信について通常モードよりも消費電力が小さい省電力モードに制御モードが切り替えられるので、外部機器からの無線送信信号の受信についての消費電力を低減することができる。
　上記タイヤ状態検出装置について、前記特性検出部は、前記バルブステムにおける静電容量を検出するように構成されてもよい。
　これによれば、タイヤの交換が行われた後などにおいてバルブステムに作業者が触れた場合に、バルブステムの静電容量の変化量が基準変化量を超えることを契機として、制御モードが通常モードに切り替えられる。
　上記タイヤ状態検出装置について、前記受信部は、極超短波の周波数帯域の信号を受信可能であるように構成されてもよい。
　これによれば、極超短波の周波数帯域の信号が受信可能であることにより、超短波の周波数帯域の信号を受信する場合よりも、信号の受信についての消費電力が大きくなるが、制御モードが通常モードから省電力モードに切り替えられることによって、受信部が信号を受信可能な待機状態となる頻度も低くすることができ、外部機器からの無線送信信号の受信についての消費電力を低減することができる。
　上記タイヤ状態検出装置について、前記終了条件は、前記受信部により前記外部機器からの無線送信信号が受信されたこと、前記制御モードが前記通常モードに切り替えられてから予め定められた時間が経過したこと、及び、車両の走行を検知したことの少なくとも何れかが満たされることにより成立するように構成されてもよい。
　これによれば、外部機器からの無線送信信号を受信することができるとともに、受信部が外部機器からの無線送信信号を受信したことによって通常モードから省電力モードに制御モードを切り替えることができ、外部機器からの無線送信信号の受信について消費電力を低減することができる。
　また、制御モードが通常モードに切り替えられてから予め定められた時間が経過した場合に、通常モードから省電力モードに制御モードを切り替えることができ、受信機が待機状態となる頻度を低くすることができ、外部機器からの無線送信信号の受信についての消費電力を低減することができる。
　また、車両の走行を検知した場合には、車両の停車を検知した場合よりも、受信部が外部機器からの無線送信信号を受信する頻度が低くなる傾向がある。このため、外部機器からの無線送信信号を受信する頻度が低くなる状況である車両が走行中であることを検知した場合に、通常モードから省電力モードに制御モードを切り替えることにより、受信部が待機状態となる頻度も低くすることができ、外部機器からの無線送信信号の受信についての消費電力を低減することができる。
　上記タイヤ状態検出装置について、前記制御部は、前記通常モード時において前記バルブステムの電気的特性の変化量を特定する処理を実行しないように構成されてもよい。
　上記タイヤ状態検出装置について、前記制御部は、前記車両が停止中であるときに前記バルブステムの電気的特性の変化量を特定する処理を実行し、前記車両が走行中であるときに前記バルブステムの電気的特性の変化量を特定する処理を実行しないように構成されてもよい。
　本発明によれば、タイヤ状態検出装置の消費電力を低減することができる。
一実施形態のセンサユニットが搭載された車両を示す概略構成図。 同実施形態のタイヤバルブがリムへ装着された状態を示す斜視図。 同実施形態のタイヤバルブ及びセンサユニットを示す斜視図。 同実施形態のセンサユニットの電気的構成を示すブロック図。 同実施形態のモード制御処理を示すフローチャート。
　以下、本発明の一実施形態について説明する。
　図１に示すように、車両１０には、４つの車輪１３が取り付けられており、タイヤ状態監視装置３０が搭載されている。各車輪１３は、車両用ホイール１４と、車両用ホイール１４に装着されたタイヤ１５とから構成されている。
　タイヤ状態監視装置３０は、各車輪１３に取り付けられるセンサユニット３１と、車両１０の車体に設置される受信機ユニット６０とを備えている。
　図２に示すように、センサユニット３１は、車両用ホイール１４のリム１６に装着されるタイヤバルブ１７に取り付けられて該タイヤバルブ１７に一体化されるとともに、車両用ホイール１４に装着されたタイヤ１５内に配置される。
　図３に示すように、タイヤバルブ１７は、金属材料により筒状に形成されるバルブステム１８と、バルブステム１８の外周面に装着されたゴム製の胴体部１９とを有している。バルブステム１８内には導入路（図示せず）が形成されている。バルブステム１８の先端側にはバルブ機構（図示せず）が内蔵されるとともに、バルブステム１８の先端にはキャップ２０が装着されている。
　センサユニット３１のハウジング３２内には、圧力センサ４２及び静電容量センサ４５などの各種電子部品、電池、及びアンテナなどが収容されている。圧力センサ４２はタイヤ１５の圧力を検出し、静電容量センサ４５は、タイヤバルブ１７の静電容量を検出するためにタイヤバルブ１７と電気的に接続されている。
　図４に示すように、各センサユニット３１は、センサユニットコントローラ４１、圧力センサ４２、温度センサ４３、加速度センサ４４、静電容量センサ４５、ＲＦ通信回路４６、ＲＦ通信用アンテナ４７、及び電池４８を備える。センサユニット３１は、電池４８からの電力供給によって動作する。
　状態検出部としての圧力センサ４２は、タイヤ１５内の空気圧を検出する。状態検出部としての温度センサ４３は、タイヤ１５内の温度を検出する。つまり、圧力センサ４２及び温度センサ４３は、タイヤ１５の状態を検出する。加速度センサ４４は、車輪１３と一体となって回転して、加速度センサ４４に作用する加速度を検出する。特性検出部としての静電容量センサ４５は、車輪１３におけるタイヤバルブ１７のバルブステム１８の静電容量を検出する。送信部及び受信部としてのＲＦ通信回路４６は、極超短波の周波数帯域（本実施形態では２．４ＧＨｚ）の電波を用いて、ＲＦ通信用アンテナ４７を通じて信号の送受信を行う回路である。本実施形態において、ＲＦ通信回路４６は、外部機器（例えば受信機ユニット６０、又は作業者が携帯可能なトリガ信号送信機）から無線送信される信号（トリガ信号）を受信可能な待機状態と、外部機器から無線送信される信号を受信不可能な休止状態とに設定可能である。
　センサユニットコントローラ４１は、ＣＰＵ４１ａ、記憶部４１ｂ（ＲＡＭやＲＯＭ等）、及び入出力ポートを含むマイクロコンピュータ等よりなる制御回路またはプロセッサである。センサユニットコントローラ４１の記憶部４１ｂには、センサユニット３１の動作を統括的に制御するプログラムが記憶されている。記憶部４１ｂには、各センサユニット３１に固有の識別情報であるＩＤコードが登録されている。このＩＤコードは、各センサユニット３１を受信機ユニット６０において識別するために使用される情報である。センサユニットコントローラ４１は、制御部として機能する。
　センサユニットコントローラ４１、詳細にはＣＰＵ４１ａは、圧力センサ４２によって検出されたタイヤ空気圧、温度センサ４３によって検出されたタイヤ内温度、及び加速度センサ４４によって検出された加速度（重力加速度）を予め定められた取得頻度で取得する。センサユニットコントローラ４１、圧力センサ４２及び温度センサ４３を備えるセンサユニット３１は、タイヤ１５内に配置されるようにバルブステム１８に取り付けられるタイヤ状態検出装置として機能する。
　センサユニットコントローラ４１は、加速度センサ４４からの加速度信号に基づき、センサユニット３１、詳細には加速度センサ４４に作用している加速度を特定可能である。また、センサユニットコントローラ４１は、加速度センサ４４からの加速度信号に基づいて車両１０が停車中であるか走行中であるかを判定する。例えば、センサユニットコントローラ４１は、加速度センサ４４により検出された加速度が所定範囲（例えば－１Ｇ～＋１Ｇの範囲）で変化する場合に、車両１０が走行中であると判定する。
　センサユニットコントローラ４１は、予め定めた出力条件が成立したときに、タイヤ空気圧データ、タイヤ内温度データ及びＩＤコードを含む送信データを、ＲＦ通信回路４６に出力する。ＲＦ通信回路４６は、センサユニットコントローラ４１から出力される送信データを変調して送信信号を生成し、送信信号をＲＦ通信用アンテナ４７から無線送信する。本実施形態において、上記出力条件は、所定時間が経過する度に成立する。すなわち、センサユニットコントローラ４１は、所定時間が経過する度に送信動作を行う。上記出力条件は、タイヤ空気圧又はタイヤ内温度が異常であると判定されたことをさらに含んでもよい。
　センサユニットコントローラ４１は、車両１０が停車中であると判定した場合、かつ、ＲＦ通信回路４６が休止状態に制御されていると判定した場合、静電容量センサ４５からの信号に基づき、タイヤバルブ１７のバルブステム１８の静電容量を特定し、特定した静電容量を示す静電容量データを記憶部４１ｂに記憶する。本実施形態において、センサユニットコントローラ４１は、静電容量を特定して静電容量データを記憶する一連の処理を予め定めた周期（例えば１ｓ）毎に約１ｍｓで実行する。
　センサユニットコントローラ４１は、特定したバルブステム１８の静電容量の変化量が予め定めた基準変化量を超えたか否かを判定する。タイヤ１５が交換される場合にはタイヤバルブ１７のバルブステム１８に作業者が触れることから、基準変化量は、バルブステム１８に作業者が触れたと推測できる静電容量の変化量として規定されている。
　センサユニットコントローラ４１は、車両１０が走行中であると判定した場合、又は、ＲＦ通信回路４６が待機状態に制御されていると判定した場合、バルブステム１８の静電容量を特定する処理を実行しない。
　図１に示すように、受信機ユニット６０は、受信機ユニットコントローラ６１、ＲＦ受信回路６２及び受信アンテナ６４を備えている。受信機ユニットコントローラ６１には、表示器６３が接続されている。受信機ユニットコントローラ６１はＣＰＵ及び記憶部（ＲＯＭやＲＡＭ等）を含むマイクロコンピュータ等よりなるプロセッサであり、記憶部には受信機ユニット６０の動作を統括的に制御するプログラムが記憶されている。ＲＦ受信回路６２は、各センサユニット３１から送信されて受信アンテナ６４を通じて受信された信号を復調して、受信機ユニットコントローラ６１に送る。
　受信機ユニットコントローラ６１は、ＲＦ受信回路６２で復調された信号に基づき、送信元のセンサユニット３１に対応するタイヤ１５の状態（タイヤ空気圧及びタイヤ内温度）を特定する。受信機ユニットコントローラ６１は、タイヤ１５の状態に関する情報を表示器６３に表示させる。
　本実施形態において、センサユニットコントローラ４１は、通常モードと、外部機器からの無線送信信号の受信について通常モードよりも消費電力を低減することができる省電力モードとの何れかのモードを、制御モードとして設定可能である。センサユニットコントローラ４１は、記憶部４１ｂに割り当てられた制御モードフラグに、通常モードを示す値又は省電力モードを示す値を設定することによって制御モードを設定する。
　本実施形態において、通常モードでは、センサユニットコントローラ４１は、ＲＦ通信回路４６を待機状態に設定する。一方、省電力モードでは、センサユニットコントローラ４１は、ＲＦ通信回路４６を休止状態に設定する。
　ここで、図５を参照して、センサユニットコントローラ４１によって予め定めた周期で実行されるモード制御処理について説明する。
　最初に、図５に示すように、センサユニットコントローラ４１は、記憶部４１ｂに割り当てられた制御モードフラグから値を読み出し、その値に基づいて、通常モードであるか否かを判定する（ステップＳ１１）。通常モードであると判定された場合、センサユニットコントローラ４１は、ＲＦ通信回路４６がトリガ信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１２）。本実施形態において、トリガ信号は、タイヤ交換が行われた場合にセンサユニット３１が正常に動作していることやタイヤの状態が適正であることを確認するとき、或いはセンサユニット３１のＩＤコードが設定されるときに、センサユニット３１を制御すべく外部機器から送信される制御信号である。ＲＦ通信回路４６がトリガ信号を受信したと判定された場合、センサユニットコントローラ４１は、トリガ信号中に含まれる制御情報に応じた処理を実行するとともに、記憶部４１ｂに割り当てられた制御モードフラグに、省電力モードを示す値を設定し、制御モードを省電力モードに設定する（ステップＳ１５）。
　ＲＦ通信回路４６がトリガ信号を受信したと判定されなかった場合、センサユニットコントローラ４１は、制御モードが通常モードに設定されてから規定時間が経過したかを判定する（ステップＳ１３）。制御モードが通常モードに設定されてから規定時間が経過したと判定された場合、センサユニットコントローラ４１は、記憶部４１ｂに割り当てられた制御モードフラグに、省電力モードを示す値を設定し、制御モードを省電力モードに設定する（ステップＳ１５）。
　制御モードが通常モードに設定されてから規定時間が経過したと判定されなかった場合、センサユニットコントローラ４１は、車両１０が走行中であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。車両１０が走行中であると判定された場合、センサユニットコントローラ４１は、記憶部４１ｂに割り当てられた制御モードフラグに、省電力モードを示す値を設定し、制御モードを省電力モードに設定する（ステップＳ１５）。車両１０が走行中であると判定されなかった場合、センサユニットコントローラ４１は、ステップＳ１５を実行せずに、モード制御処理を終了する。
　通常モードではないと判定された場合（すなわち、省電力モードであると判定された場合）、センサユニットコントローラ４１は、静電容量の変化量が基準変化量を超えたか否かを判定する（ステップＳ１６）。静電容量の変化量が基準変化量を超えたと判定された場合、センサユニットコントローラ４１は、記憶部４１ｂに割り当てられた制御モードフラグに、通常モードを示す値を設定し、制御モードを通常モードに設定する（ステップＳ１７）。省電力モードにおいて静電容量の変化量が基準変化量を超えていないと判定された場合、センサユニットコントローラ４１は、ステップＳ１５を実行せずに、モード制御処理を終了する。
　通常モードの開始条件（すなわち省電力モードの終了条件）は、バルブステム１８の静電容量の変化量が基準変化量を超えた場合に成立する。その一方で、通常モードの終了条件（すなわち省電力モードの開始条件）は、通常モードにおいてＲＦ通信回路４６がトリガ信号を受信した場合、制御モードが通常モードに設定されてから規定時間が経過した場合、及び車両１０が走行中である場合の少なくとも何れかが満たされたときに成立する。
　次に、本実施形態のセンサユニット３１の作用について説明する。
　各センサユニット３１において、通常モードでは、外部機器からの無線送信信号を受信可能な待機状態にＲＦ通信回路４６が制御される。一方、省電力モードでは、外部機器からの無線送信信号を受信不可能な休止状態にＲＦ通信回路４６が維持される。車両１０が走行中であるとき、又は、ＲＦ通信回路４６が待機状態に制御されているときには、バルブステム１８の静電容量を特定する処理が実行されない。車両１０が停止中であり、かつ、ＲＦ通信回路４６が休止状態に制御されているときには、バルブステム１８の静電容量を特定する処理が実行される。
　通常モードにおいてＲＦ通信回路４６がトリガ信号を受信した場合、制御モードが通常モードに設定されてから規定時間が経過した場合、及び車両１０が走行中である場合の何れかが満たされると、通常モードから省電力モードに制御モードが切り替えられる。省電力モードでバルブステム１８の静電容量の変化量が基準変化量を超えた場合には、タイヤの交換時に作業者がバルブステム１８に触れたとして、制御モードが通常モードに切り替えられる。
　したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（１）通常モード時において終了条件が成立することにより、外部機器からの無線送信信号の受信について通常モードよりも消費電力が小さい省電力モードに制御モードが切り替えられるので、外部機器からの無線送信信号の受信についての消費電力を低減することができる。
　（２）省電力モード時において、タイヤ１５が交換されるときにバルブステム１８を作業者が触れ、バルブステム１８の静電容量の変化量が予め定めた基準変化量を超えることを契機として、制御モードが通常モードに切り替えられて、ＲＦ通信回路４６が外部機器からの無線送信信号を受信可能な待機状態に切り替えられる。
　（３）ＲＦ通信回路４６は、極超短波の周波数帯域の電波を用いている。この場合、超短波の周波数帯域の電波を用いる場合よりも、信号の受信についての消費電力が大きくなるが、制御モードが省電力モードに切り替えられることにより、ＲＦ通信回路４６が信号を受信可能な待機状態となる頻度も低くすることができ、外部機器からの無線送信信号の受信についての消費電力を低減することができる。
　（４）通常モードにおいてＲＦ通信回路４６の待機状態が維持されることによってトリガ信号の受信が可能になる。ＲＦ通信回路４６がトリガ信号を受信したことによって通常モードから省電力モードに制御モードを切り替えることができ、外部機器からの無線送信信号の受信についての消費電力を低減することができる。
　（５）制御モードが通常モードに切り替えられてから予め定められた時間が経過した場合に、通常モードから省電力モードに制御モードを切り替えることができ、ＲＦ通信回路４６が待機状態となる頻度を低くすることができ、外部機器からの無線送信信号の受信についての消費電力を低減することができる。
　（６）車両１０が走行中である場合には、車両１０が停止中である場合よりも、ＲＦ通信回路４６がトリガ信号を受信する頻度が低くなる傾向がある。このため、トリガ信号を受信する頻度が低くなる状況である車両１０が走行中であること検知した場合に、通常モードから省電力モードに制御モードを切り替えることにより、ＲＦ通信回路４６が待機状態となる頻度を低くすることができ、外部機器からの無線送信信号の受信についての消費電力を低減することができる。
　（７）車両１０が停止中であるときにタイヤ１５の交換が行われることから、車両１０の停止中にバルブステム１８の静電容量を特定する処理を行うことにより、制御モードを通常モードに切り替えることができる。車両１０が走行中であるときにはタイヤ１５の交換が行われないことから、車両１０の走行中にバルブステム１８の静電容量を特定する処理を行わず、その分、消費電力を低減することができる。
　（８）通常モードである場合には、ＲＦ通信回路４６が既に待機状態となっているため、バルブステム１８の静電容量を特定する処理を行わず、その分、消費電力を低減することができる。
　なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
　○　バルブステム１８の静電容量の変化量が基準変化量を超えてから予め定めた時間が経過するなど、上記実施形態の条件とは異なる他の条件が成立したときに、通常モードの開始条件が成立してもよい。
　○　センサユニット３１は、省電力モードにおいて、通常モードよりも消費電力が低くなるのであれば、ＲＦ通信回路４６を待機状態に制御してもよい。具体的な一例としては、通常モードでは、ＲＦ通信回路４６を第１の規定周期で外部機器からの無線送信信号を受信可能とする第１待機状態に制御し、省電力モードでは、ＲＦ通信回路４６を第１の規定周期よりも長い第２の規定周期で外部機器からの無線送信信号を受信可能とする第２待機状態に制御してもよい。
　○　センサユニット３１は、車両１０の走行中にバルブステム１８の静電容量についての判定を行ってもよい。つまり、車両が停止中であるか走行中であるかに拘わらず、センサユニット３１は、バルブステム１８の静電容量を特定する処理を行ってもよい。
　○　センサユニット３１は、通常モード（ＲＦ通信回路４６の待機状態）においてバルブステム１８の静電容量についての判定を行ってもよい。つまり、制御モードに拘わらず、バルブステム１８の静電容量を特定する処理を行ってもよい。
　○　送信回路と受信回路とを別体で設けてもよく、送信回路と受信回路とで用いる周波数帯域が異なってもよい。
　○　センサユニット３１は、極超短波の周波数帯域の電波を用いて信号を送信したが、極超短波以外の周波数帯域の電波を用いて信号を送信してもよい。
　○　インダクタや抵抗値を含む複素インピーダンスの測定結果に応じて、制御モードを通常モードに切り替えてもよい。つまり、タイヤ１５の交換時などにおけるタイヤバルブ１７への触接が推測可能なように、タイヤバルブ１７の電気的特性が検出可能であればよい。
　○　トリガ信号の受信、規定時間の経過及び車両１０の走行とは異なる他の要因により通常モードの終了条件が成立してもよく、これらの要因の組み合わせで通常モードの終了条件が成立してもよい。
　○　センサユニット３１は、タイヤの状態として、タイヤ内の空気圧及び温度を検出したが、これらのパラメータの何れか一方を検出してもよく、タイヤの磨耗の度合など、他のパラメータを検出してもよい。
　○　センサユニット３１は、４輪の車両におけるタイヤ１５への適用に限定されるものではなく、１～３輪の車両、５輪以上の車両におけるタイヤに適用してもよい。
　１０…車両、１３…車輪、１４…車両用ホイール、１５…タイヤ、１７…タイヤバルブ、１８…バルブステム、３０…タイヤ状態監視装置、３１…センサユニット、４１…センサユニットコントローラ、４２…圧力センサ、４３…温度センサ、４４…加速度センサ、４５…静電容量センサ、４６…ＲＦ通信回路、４８…電池、６０…受信機ユニット。

Claims (6)

  1. 　車両の車輪のタイヤ内に配置されるように前記車輪のバルブステムに取り付けられるタイヤ状態検出装置であって、
    　前記タイヤの状態を検出するように構成される状態検出部と、
    　前記状態検出部によって検出された情報を含む信号を無線送信するように構成される送信部と、
    　外部機器から無線送信された信号を受信可能な受信部と、
    　前記送信部及び前記受信部の制御を行うように構成される制御部と、
    　前記バルブステムの電気的特性を検出するように構成される特性検出部と、
    　前記タイヤ状態検出装置の電力源となる電池と、を備え、
    　前記制御部は、前記受信部を前記外部機器からの無線送信信号を受信可能な待機状態に維持する通常モードと、前記外部機器からの無線送信信号の受信について前記通常モードよりも消費電力が小さい省電力モードとから選択された制御モードで動作するように構成され、
    　前記制御部は、前記特性検出部によって検出された前記バルブステムの電気的特性の変化量が基準変化量を超えた場合に、前記制御モードを前記通常モードに切り替えるとともに、前記通常モード時において終了条件が成立したときに前記制御モードを前記省電力モードに切り替えるように構成されるタイヤ状態検出装置。
  2. 　前記特性検出部は、前記バルブステムにおける静電容量を検出するように構成される請求項１に記載のタイヤ状態検出装置。
  3. 　前記受信部は、極超短波の周波数帯域の信号を受信可能である請求項１又は請求項２に記載のタイヤ状態検出装置。
  4. 　前記終了条件は、前記受信部により前記外部機器からの無線送信信号が受信されたこと、前記制御モードが前記通常モードに切り替えられてから予め定められた時間が経過したこと、及び、車両の走行を検知したことの少なくとも何れかが満たされることにより成立する請求項１～請求項３のうち何れか一項に記載のタイヤ状態検出装置。
  5. 　前記制御部は、前記通常モード時において前記バルブステムの電気的特性の変化量を特定する処理を実行しないように構成される請求項１～請求項４のうち何れか一項に記載のタイヤ状態検出装置。
  6. 　前記制御部は、前記車両が停止中であるときに前記バルブステムの電気的特性の変化量を特定する処理を実行し、前記車両が走行中であるときに前記バルブステムの電気的特性の変化量を特定する処理を実行しないように構成される請求項１～請求項５のうち何れか一項に記載のタイヤ状態検出装置。
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