WO2019087968A1 - タイヤ空気圧検出装置 - Google Patents

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WO2019087968A1
WO2019087968A1 PCT/JP2018/039897 JP2018039897W WO2019087968A1 WO 2019087968 A1 WO2019087968 A1 WO 2019087968A1 JP 2018039897 W JP2018039897 W JP 2018039897W WO 2019087968 A1 WO2019087968 A1 WO 2019087968A1
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WO
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air pressure
tire air
receiver
tire
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PCT/JP2018/039897
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高俊 関澤
渡部　宣哉
Original Assignee
株式会社デンソー
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L17/00—Devices or apparatus for measuring tyre pressure or the pressure in other inflated bodies

Definitions

  • the present disclosure relates to a tire pressure detection device.
  • a transmitter provided with a sensing unit such as a pressure sensor is directly mounted on the wheel side on which the tire is mounted, and an antenna and a receiver are mounted on the vehicle body side. Then, when data indicating the detection result of the pressure sensor is transmitted from the transmitter, the data is received by the receiver via the antenna, and tire air pressure detection is performed (for example, see Patent Document 1) ).
  • the transmission frequency is set so that the condition that the data reception rate at the receiver within the time of 20 minutes is 99% or more can be satisfied.
  • An object of the present disclosure is to provide a tire air pressure detection device capable of reliably receiving data at a receiver while improving battery life.
  • a transceiver processes a detection signal having a pressure sensor that outputs a detection signal indicating a tire air pressure of each of a plurality of wheels and a detection signal indicating a tire air pressure.
  • a first control unit for creating a frame stored as data related to tire pressure, and a first transmission / reception unit for receiving a request signal transmitted from the receiver and transmitting the frame when the request signal is received It is supposed to be configured.
  • the receiver detects the tire air pressure based on the data related to the tire air pressure stored in the received frame and the second transmitting / receiving unit that receives the frame and transmits the request signal, and detects the tire air pressure from the second transmitting / receiving unit.
  • a second control unit that controls transmission of the request signal. Then, the second control unit transmits a request signal to the transceivers of each of the plurality of wheels at every timing within a predetermined request time set for each of the transceivers, and a frame of each of the transceivers is transmitted. The transmission of the request signal is stopped for those that have received and the transmission of the request signal is repeated for those that have not received a frame.
  • bi-directional communication can be performed between the transceiver and the receiver. For this reason, frame transmission can be performed from the transceiver based on the request signal from the receiver. If the frame can not be received, the receiver can output the request signal again to notify the transceiver to that effect. Then, the request signal can be transmitted from the receiver at each request time set based on the specified time defined by the law, etc., and each transceiver can be made to transmit a frame in response to the request signal.
  • each transceiver since it is sufficient for each transceiver to perform frame transmission as a response when receiving a request signal, it is possible to reduce the frame transmission frequency. Therefore, it becomes possible to set it as the tire air pressure detection device which can receive data by a receiver certainly, aiming at improvement of a battery life.
  • the parenthesized reference symbol attached to each component etc. shows an example of the correspondence of the component etc. and the specific component etc. as described in the embodiment to be described later.
  • FIG. 1 corresponds to the front of the vehicle 1
  • the lower side of the drawing corresponds to the rear of the vehicle 1
  • the left-right direction of the drawing corresponds to the left-right direction of the vehicle.
  • the tire air pressure detection device shown in FIG. 1 is attached to the vehicle 1 and includes transmitters / receivers 2a to 2d, a receiver 3 and a display 4.
  • the transceivers 2a to 2d are attached to the wheels 5a to 5d in the vehicle 1, and detect the air pressure of the tires attached to the wheels 5a to 5d and detect the detection results
  • the data of the signal is stored in a frame and transmitted.
  • the receiver 3 is mounted on the vehicle body 6 side of the vehicle 1 and receives the frames transmitted from the transceivers 2a to 2d, and performs various processes, calculations, etc. based on the detection signal stored therein. Detect tire pressure by doing.
  • the transceivers 2a to 2d and the receiver 3 according to the present embodiment are capable of performing not only communication from the transceivers 2a to 2d to the receiver 3, but also bidirectional communication that can be reversed.
  • Bluetooth communication including BLE (abbreviation of Bluetooth Low Energy) communication, wireless LAN such as wifi (abbreviation of Local Area Network), Sub-GHz communication, ultra wide band Communication, ZigBee, etc. can be applied.
  • BLE abbreviation of Bluetooth Low Energy
  • wireless LAN such as wifi (abbreviation of Local Area Network)
  • Sub-GHz communication ultra wide band Communication
  • ZigBee etc.
  • the transceivers 2 a to 2 d are configured to include a sensing unit 21, a control unit 22, a transmitting / receiving unit 23, a battery 24 and an antenna 25, and each unit based on power supply from the battery 24. Is supposed to be driven.
  • the sensing unit 21 is configured to include, for example, a pressure sensor 21a, a temperature sensor 21b, and an acceleration sensor 21c.
  • the pressure sensor 21a outputs a detection signal according to the tire pressure.
  • the temperature sensor 21b outputs a detection signal according to the temperature in the tire.
  • the acceleration sensor 21c outputs a detection signal corresponding to an acceleration generated as the tire rotates, for example, an acceleration in the radial direction of each of the wheels 5a to 5d.
  • the sensing unit 21 transmits detection signals output from the pressure sensor 21a, the temperature sensor 21b, and the acceleration sensor 21c to the control unit 22.
  • a detection signal corresponding to the tire air pressure or a detection signal corresponding to the temperature in the tire is used for tire air pressure detection, and a detection signal corresponding to the acceleration is used for detection that the vehicle 1 is traveling.
  • the control unit 22 corresponds to a first control unit, is configured by a well-known microcomputer including a CPU, ROM, RAM, I / O, etc., and executes predetermined processing according to a program stored in the ROM or the like. Do.
  • the memory in the control unit 22 stores ID information including transceiver-specific identification information for identifying each of the transceivers 2a to 2d and vehicle-specific identification information for identifying the own vehicle.
  • the control unit 22 receives the detection signal output from the sensing unit 21, processes the signal and processes it as necessary. Then, the control unit 22 stores the data indicating the tire air pressure used for tire air pressure detection and the detection result of the temperature in the tire together with the ID information of each of the transceivers 2a to 2d in the frame, and the frame at a predetermined timing. It sends to the transmitting and receiving unit 23. In addition, the control unit 22 can also determine the decrease in tire air pressure. In that case, the control unit 22 also stores data indicating whether or not the tire pressure drop is occurring in the frame and is sent to the transmission / reception unit 23. For example, the control unit 22 compares the tire air pressure when converted to a predetermined reference temperature with a predetermined alarm threshold Th and detects that the tire air pressure has dropped below the alarm threshold Th. Store data indicating that in the frame.
  • data indicating the detection results of the tire pressure or the temperature in the tire and data indicating the presence or absence of a decrease in the tire pressure are referred to as data on the tire pressure.
  • data on the tire pressure it is not necessary to include all the data in the data regarding the tire pressure, but it is only one of the data showing the detection result of the tire pressure and the temperature in the tire and the data showing the occurrence of the tire pressure decrease. It is good.
  • control unit 22 uses the result of detection of the acceleration to determine whether the vehicle is traveling. For example, when the acceleration sensor 21c outputs a detection signal corresponding to the radial acceleration of each of the wheels 5a to 5d, the control unit 22 removes the gravity center acceleration component from the detection signal and extracts the centrifugal acceleration component. The change in the centrifugal acceleration component indicates the rotational state of the tire. Therefore, the control unit 22 detects that the vehicle 1 is traveling based on the generation of the centrifugal acceleration component, and detects the vehicle speed based on the change of the centrifugal acceleration component.
  • the transmission / reception unit 23 functions as an output unit that transmits the frame sent from the control unit 22 toward the receiver 3 as an RF radio wave through the antenna 25.
  • the transmitting and receiving unit 23 also functions as an input unit that receives an instruction signal from the receiver 3 as an RF radio wave.
  • the transmission / reception unit 23 is described here as one configuration, but may be separately configured for each of the transmission unit and the reception unit.
  • the transmission / reception unit 23 performs transmission / reception using, for example, RF radio waves in a communication band of 300 MHz or 400 MHz.
  • the processing of sending a signal from the control unit 22 to the transmission / reception unit 23 is performed according to the above program, and the processing of sending a signal from the control unit 22 to the transmission / reception unit 23 when a request signal is sent from the receiver 3 as described later. To be executed.
  • the battery 24 supplies power to the sensing unit 21 and the control unit 22, and receives power supply from the battery 24 to collect data on tire air pressure in the sensing unit 21 and the control unit 22. Various operations are performed.
  • the transceivers 2a to 2d configured in this manner are attached to, for example, air injection valves in the wheels of the wheels 5a to 5d, and the sensing unit 21 is disposed so as to be exposed inside the tire.
  • the transceivers 2a to 2d detect the tire air pressure of the corresponding wheel, and transmit the frame at a predetermined timing through the antenna 25 provided in each of the transceivers 2a to 2d.
  • the receiver 3 is configured to include an antenna 31, a transmission / reception unit 32, and a control unit 33.
  • the antenna 31 is provided on the vehicle body 6, and receives a request signal which is an instruction signal for receiving a frame sent from each of the transceivers 2a to 2d or for causing each of the transceivers 2a to 2d to perform frame transmission. It is for transmitting.
  • the antenna 31 is configured of one common antenna that collectively performs transmission and reception with each of the transceivers 2a to 2d, but may be provided for each of the transceivers 2a to 2d. , And may be configured separately for transmission and reception.
  • the transmitting and receiving unit 32 functions as an input unit that receives the frame transmitted from each of the transceivers 2a to 2d when it is received by the antenna 31, and transmits the frame to the control unit 33.
  • the transmitting / receiving unit 32 also functions as an output unit that transmits a request signal for frame transmission to each of the transceivers 2a to 2d in accordance with an instruction from the control unit 33.
  • the transmitting and receiving unit 32 is configured to be able to perform both transmission and reception here, it may be configured to be separate from each of the transmitting unit and the receiving unit.
  • the control unit 33 corresponds to a second control unit, is configured by a well-known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an I / O, and the like, and executes various processes according to a program stored in the ROM or the like. Specifically, the control unit 33 operates based on power supply from a battery (not shown), and performs frame reception in the transmission / reception unit 32 and control of a request signal, and performs various processes related to tire air pressure detection. .
  • control unit 33 performs a reception confirmation process, a pressure detection process, and the like as various processes related to tire air pressure detection.
  • the control unit 33 has a clock (not shown), and confirms that the frames transmitted from the transceivers 2a to 2d have been received within the required time measured by the clock.
  • the "requested time” referred to here is the time to send a request signal to the transceivers 2a to 2d when no frame has been received.
  • the “required time” is set to, for example, a regulation time or a time shorter than that defined by a regulation or the like.
  • the frame from each of the transceivers 2a to 2d can be received by the receiver 3 at least once within a regulated time defined by a regulation or the like.
  • laws and regulations are determined so that the reception rate will be 99% or more in 20 minutes, and the regulation time is 20 minutes. In that case, the required time is set to the regulation time of 20 minutes or less.
  • the control unit 33 sets a required time at the time of tire air pressure reduction shorter than that before the change as the "required time". For example, when the difference in tire air pressure obtained from the data contained in the previously received frame and the frame received this time exceeds a predetermined threshold, it is determined that a change in tire air pressure has occurred.
  • control unit 33 shifts to pressure detection processing when a frame is received during a request time, and if not received, transmits a request signal for frame transmission to one of the transceivers 2a to 2d that has not been received. send. Specifically, the control unit 33 sends a request signal attached with ID information of the corresponding one of the transceivers 2a to 2d. Thus, frame reception can be reliably performed by the receiver 3 within a specified time.
  • the control unit 33 can set the required time based on a prescribed time defined by a law or the like, thereby reducing the transmission frequency of frames from each of the transceivers 2a to 2d. Furthermore, the control unit 33 shortens the required time when a change in tire air pressure occurs. As a result, the change in tire air pressure can be confirmed in more detail, and the user can be promptly warned when the tire air pressure decreases.
  • the control unit 22 adjusts and shifts the transmission timing of the request signal to each of the transceivers 2a to 2d.
  • the tire air pressure is obtained by performing various signal processing, calculation, and the like based on the data regarding the tire air pressure stored in the frame received from the transmitting and receiving unit 32. Then, an electric signal corresponding to the obtained tire pressure is output to the display 4. For example, the control unit 33 compares the calculated tire pressure with a predetermined alarm threshold Th, and when detecting that the tire air pressure has fallen below the predetermined alarm threshold Th, a signal to that effect is displayed on the display 4 Output.
  • the tire air pressure detection is performed by the transceivers 2a to 2d, the tire air pressure decrease occurred in the display 4 based on the data indicating that the tire air pressure decrease included in the received frame occurred. It can also communicate things.
  • the control unit 33 can also output the tire air pressure to the display 4 in association with each of the wheels 5a to 5d.
  • ID information of the transceivers 2a to 2d disposed on the respective wheels 5a to 5d is stored in association with the positions of the respective wheels 5a to 5d.
  • the control unit 33 recognizes which of the wheels 5a to 5d the transceivers 2a to 2d are attached to by comparing the received ID information stored in the frame with the tire information, and the tire air pressure You can identify the wheel that has fallen. Based on this, when the tire pressure drop occurs, the wheel that has dropped is identified and output to the display 4. Further, even when the decrease in tire air pressure does not occur, the determined tire air pressure may be made to correspond to each of the wheels 5a to 5d and be output to the display 4.
  • the display 4 is disposed at a place where the driver can visually recognize, and is configured by, for example, an alarm lamp or a display installed in an instrument panel of the vehicle 1.
  • the display 4 notifies the driver of the drop in the tire pressure by performing a display to that effect.
  • each tire pressure is displayed in correspondence with each of the wheels 5a to 5d.
  • the display 4 is used as a warning unit for giving a warning to the driver.
  • a warning such as a speaker is aurally given. May be used as a warning unit.
  • the tire air pressure detection device As described above, the tire air pressure detection device according to the present embodiment is configured. Subsequently, the operation of the tire air pressure detection device of the present embodiment will be described.
  • the control unit 33 executes the receiver process shown in FIG. 4 every predetermined control cycle.
  • the sensing unit 21 and the control unit 22 are driven based on the power supply from the battery 24, and collection of data on tire air pressure in the sensing unit 21 is performed for each predetermined control cycle. And various processes in the control unit 22 are executed. Then, the control unit 22 executes the transceiver process shown in FIG.
  • the control unit 33 executes reception confirmation processing as step S100. That is, the control unit 33 determines whether or not the frame transmitted from the transceivers 2a to 2d has been received within the required time. This process is performed for each of the transceivers 2a to 2d, and the control unit 33 determines whether or not the frame attached with the ID information has been received for all of the ID information of the respective transceivers 2a to 2d. .
  • the "required time” here is set based on a prescribed time determined by a law or the like when the tire pressure is not changed, and is further shortened when the tire pressure is changed Set to This required time is set in step S120 described later, when the receiver process is performed in the previous control cycle.
  • step S100 if a negative determination is made in step S100, the process proceeds to step S110, and a request signal attached with ID information of one of the transceivers 2a to 2d which has not received a frame is transmitted through the transmission / reception unit 32. Thereafter, the process returns to the determination of step S100, and transmission of request signals is repeated until frames from the transceivers 2a to 2d are received.
  • step S100 the process proceeds to step S120, and the tire air pressure of each of the wheels 5a to 5d is detected based on the received data on the tire air pressure stored in the received frame. Based on this, by transmitting the result of tire air pressure detection to the indicator 4, the tire air pressure at that time is displayed, or it is displayed that the tire air pressure drop has occurred, and the driver has a state of the tire air pressure. Reportedly. In addition, it determines whether the tire air pressure has changed, and if there is no change, the above-mentioned "required time” is set based on the prescribed time defined by laws and regulations, etc. Set "Time" to a shorter time.
  • the control unit 22 determines in step S200 whether the vehicle 1 is traveling. This determination is performed based on the detection signal of the acceleration sensor 21c.
  • the processing is ended as it is not necessary to transmit a frame, and when it is determined that the vehicle 1 is traveling, the processing after step S210 is performed. move on.
  • step S210 the control unit 22 performs an air pressure measurement process. Specifically, the control unit 22 creates data relating to the tire pressure based on the detection result indicating the tire air pressure detection result by the pressure sensor 21a and the detection result from the temperature inside the tire by the temperature sensor 21b, and In the frame along with the ID information of
  • step S220 the control unit 22 determines whether or not there is an instruction from the vehicle 1, that is, whether or not a request signal for frame transmission has been received from the vehicle 1.
  • the request signal is transmitted in step S110 of FIG. 4 described above, an affirmative determination is made in this process. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step S230, and the control unit 22 transmits a frame storing data on tire air pressure and ID information as air pressure transmission processing.
  • step S200 is repeated after this, and frame transmission by the transceivers 2a to 2d is performed each time a request signal is sent.
  • Step S220 when a negative judging is carried out at Step S220, it progresses to Step S240. Then, in step S140, the control unit 22 shifts to the sleep state, stops frame transmission, and ends the processing.
  • the operations of each of the transceivers 2a to 2d and the receiver 3 become operations as shown in the time charts of FIGS. 6A and 6B.
  • the ID information of the transceivers 2a to 2d is represented as ID1 to ID4, respectively.
  • a period T1 is set as the required time.
  • the request signal with the corresponding ID information is output from the receiver 3. Then, each of the transceivers 2a to 2d, upon receiving a request signal with its own ID information, transmits a frame in which data on tire pressure is stored in response thereto.
  • the receiver 3 requests the transmitter / receiver 2d with the ID information of ID 4 The signal is sent repeatedly. Thereby, in the receiver 3, even if frame reception is not performed by one request signal, frame reception can be surely performed based on a subsequent request signal.
  • the data reception rate at the receiver 3 is, for example, 99% or more in the time determined by, for example, the North American regulations, for example, 20 minutes. Then, since it is sufficient for each of the transceivers 2a to 2d to perform frame transmission as a response when receiving the request signal, it is possible to reduce the frame transmission frequency. Therefore, it becomes possible to set it as the tire pressure detection device which can receive data in receiver 3 certainly, aiming at improvement of a battery life.
  • a period T3 is set as the required time as shown in FIG. 6B, and the request signal is received from the receiver 3 at a shorter timing than the period T1. Will be sent.
  • the transmitter-receiver 2d transmits a frame in which data on tire pressure is stored. Also in this case, the request signal is repeatedly output from the receiver 3 until frame reception is performed as in the case of the change in tire air pressure.
  • the receiver 3 can check the change of the tire pressure in more detail, and warns the user promptly, for example, when the tire pressure is lower than the alarm threshold Th. It is possible to
  • bidirectional communication can be performed between the transceivers 2a to 2d and the receiver 3. Therefore, frame transmission can be performed from the transceivers 2a to 2d based on the request signal from the receiver 3. If the frame can not be received, the receiver 3 can output the request signal again to notify the transceivers 2a to 2d to that effect. Then, the request signal is transmitted from the receiver 3 at each request time set based on the specified time defined by the law, etc., and each of the transceivers 2a to 2d is made to transmit a frame in response to the request signal. .
  • Second Embodiment The second embodiment will be described.
  • the present embodiment is the same as the first embodiment except that the method of frame transmission is changed with respect to the first embodiment. Therefore, only different parts from the first embodiment will be described.
  • frame transmission is performed from each of the transceivers 2a to 2d after the request signal from the receiver 3 is received.
  • the transmitters / receivers 2a to 2d transmit frames by themselves for each requested time.
  • the receiver 3 when it does not receive a frame even when the request time is reached, it transmits a request signal attached with ID information to one of the transceivers 2a to 2d that has not received a frame.
  • the operation in this case is expressed, for example, as shown in the time chart of FIG.
  • frames are transmitted from the transceivers 2a to 2d at each request time, frames transmitted by the transceivers 2a to 2c are received by the receiver 3 at one time, and frames transmitted by the transceiver 2d are received for a while It shows the case where it could not be done.
  • the receiver 3 transmits a request signal attached with the ID information of the ID 4 to the transceiver 2d which has not received a frame even at the required time, and repeats it until the frame is received. Become. Also in this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • Third Embodiment A third embodiment will be described.
  • the present embodiment instructs stop of frame transmission to the first embodiment, and the other is the same as the first embodiment, so only the parts different from the first embodiment will be described.
  • the frame transmission from the transceivers 2a to 2d is stopped by transmitting the fact that the receiver 3 has received a frame to the transceivers 2a to 2d.
  • a stop instruction signal for instructing a stop can also be performed.
  • the request signal is sent to the transceivers 2a to 2d, and frame transmission is repeatedly performed from the transceivers 2a to 2d.
  • the receiver 3 receives a frame, it transmits a stop instruction signal to the transceivers 2a to 2d to stop frame transmission from the transceivers 2a to 2d.
  • the operation in this case is expressed, for example, as shown in the time chart of FIG.
  • frames are transmitted from the transceivers 2a to 2d in response to the request signal, and the frames transmitted by the transceivers 2a to 2c are received by the receiver 3 at one time, and the frames transmitted by the transceiver 2d are It shows the case where it could not be received for a while.
  • the receiver 3 can immediately stop frame transmission by transmitting a stop instruction signal while reliably receiving a frame transmitted only once.
  • the transmitter / receiver 2d while making it possible to reliably receive by repeating frame transmission until being able to receive, the receiver 3 can immediately stop frame transmission by transmitting a stop instruction signal when it can be received. .
  • each of the transceivers 2a to 2d can grasp the change of the tire pressure by itself. For this reason, when a change in tire air pressure occurs, the transmitters / receivers 2a to 2d perform frame transmission by themselves at every request time shorter than before the change.
  • the request signal is transmitted from the receiver 3 when the frames transmitted by the transceivers 2a to 2d can not be received even when the required time has been reached. As a result, even when a change in tire air pressure occurs, frame reception can be reliably performed by the receiver 3.
  • the stop instruction signal can be used.
  • the transmitters / receivers 2a to 2d transmit frames by themselves for each requested time, and the receiver 3 transmits a stop instruction signal when frame reception is performed. Then, in the transceivers 2a to 2d, frame transmission is repeatedly performed until the stop instruction signal is received.
  • the operation in this case is represented, for example, as shown in the time chart of FIG.
  • frames are transmitted by the transmitters / receivers 2a to 2d at each request time
  • frames transmitted by the transmitters / receivers 2a to 2c are received by the receiver 3 at one time
  • frames transmitted by the transmitter / receiver 2d are for a while It shows the case where it could not be received.
  • the receiver 3 can immediately stop frame transmission by transmitting a stop instruction signal while reliably receiving a frame transmitted only once.
  • the transmitter / receiver 2d while making it possible to reliably receive by repeating frame transmission until being able to receive, the receiver 3 can immediately stop frame transmission by transmitting a stop instruction signal when it can be received. .
  • frame reception can be reliably performed by the receiver 3, and frame transmission can be stopped when a stop instruction signal is transmitted to the transceivers 2a to 2d, and battery life can be improved. Is possible.
  • the transceivers 2a to 2d have been described by way of example as being attached to the air injection valve, they may be provided at other places.
  • the acceleration sensor 21c is not limited to one that detects the acceleration in the tire radial direction.
  • the tire side apparatus called the tire mount sensor arrange
  • the detection signal output from the acceleration sensor 21c can also be used as a detection signal according to the magnitude of vibration in the tire tangential direction.
  • the output voltage waveform which is a detection signal of the acceleration sensor 21c, takes a maximum value at the start of grounding when the portion of the tire tread corresponding to the location where the acceleration sensor 21c is placed starts to be grounded as the tire rotates.
  • the output voltage waveform takes a local minimum value at the end of grounding which is no longer grounded from the state where the portion of the tire tread corresponding to the location of the acceleration sensor 21c is grounded as the tire rotates. For this reason, it can be detected that the vehicle is traveling based on the detection signal of the acceleration sensor 21c.
  • the vibration in the tire tangential direction is detected by the acceleration sensor 21c
  • the vibration in another direction for example, the tire radial direction may be detected. You can do the same thing.
  • a piezoelectric element can be used instead of the acceleration sensor 21c. Since the piezoelectric element generates an output voltage corresponding to the stress, an output voltage having a waveform similar to that of the acceleration sensor 21c is generated as the tire tread is deformed. Therefore, it is possible to detect that the vehicle 1 is traveling by using the output voltage of the piezoelectric element as a detection signal.
  • tire air pressure detection can also be performed based on a detection signal of the acceleration sensor 21c or a piezoelectric element. That is, if the tire rotational speed is multiplied in a period from when the detection signal of the acceleration sensor 21c or the piezoelectric element takes a maximum value to when the detection value takes a minimum value, the length of the tire contact surface can be obtained. And since the length of a tire contact surface changes according to tire air pressure, tire air pressure can be calculated based on the length of a tire contact surface. Therefore, when the tire air pressure is calculated in this manner, the acceleration sensor 21c or the piezoelectric element functions as a pressure sensor.
  • the acceleration sensor 21c detects an acceleration in the tire radial direction, that is, an acceleration in the centrifugal direction
  • an acceleration in the tire tangential direction may be detected. Since the acceleration in the tire tangential direction also increases and decreases as the vehicle 1 travels, it can be detected based on that that the vehicle 1 is traveling.
  • the request signal is transmitted from the receiver 3 at every request time or the frame transmission is performed from each of the transceivers 2a to 2d, it is not necessary to be performed at the same time interval. . That is, in the receiver 3, frame reception may be continuously performed at each timing within the request time.
  • the portion provided on the vehicle body 6 side of the tire air pressure detection device is generally described as the receiver 3, but the receiver 3 may not necessarily have one configuration.
  • the antenna 31, the transmitting / receiving unit 32 performing the receiving function, and the control unit 33 performing the tire air pressure detecting function may be provided in different places.

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Abstract

送受信機（２ａ～２ｄ）と受信機（３）との間において双方向通信を行えるようにする。これにより、受信機（３）からのリクエスト信号に基づいて送受信機（２ａ～２ｄ）からフレーム送信を行わせられる。また、フレーム受信できていなければ受信機（３）から再度リクエスト信号を出力させることで、その旨を送受信機（２ａ～２ｄ）に伝えることができる。これに基づき、法規などで定められた規定時間に基づいて設定される要求時間ごとに受信機（３）からリクエスト信号を送信させ、リクエスト信号に応答して各送受信機（２ａ～２ｄ）にフレーム送信を行わせる。

Description

タイヤ空気圧検出装置 関連出願への相互参照
　本出願は、２０１７年１０月３０日に出願された日本特許出願番号２０１７－２０９４００号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
　本開示は、タイヤ空気圧検出装置に関するものである。
　従来より、タイヤ空気圧検出装置の１つとして、ダイレクト式のものがある。このタイプのタイヤ空気圧検出装置は、タイヤが取り付けられた車輪側に、圧力センサ等のセンシング部を備えた送信機を直接取り付けると共に、車体側に、アンテナおよび受信機を取り付けた構成とされる。そして、圧力センサの検出結果を示すデータが送信機から送信されると、アンテナを介して受信機にそのデータが受信され、タイヤ空気圧検出が行われるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
　このようなタイヤ空気圧検出装置では、タイヤ側の送信機から車両側の受信機に的確にデータが伝えられるようにすることが必要である。しかしながら、送信機からの単方向通信によって受信機にデータを伝えているため、データの送信回数を多く、つまり送信頻度を高く設定することで、受信機にデータが伝わらないという状況が無いようにしている。
　例えば、北米法規においては、タイヤ空気圧の低下が生じた場合に、２０分以内に警報を行うことが求められている。このため、２０分の時間内における受信機でのデータ受信率が９９％以上という条件を満たせるように、送信頻度を設定している。
特開２０１２－２１０９１２号公報
　しかしながら、ダイレクト式のタイヤ空気圧検出装置では、送信機はタイヤ側に備えられることから、電源としてボタン電池のような電池が用いられており、送信回数が増えることによる電池寿命の低下が課題となる。このため、確実に受信機でのデータ受信を行えるようにしつつ、電池寿命を鑑みた送信頻度に設定することが必要になり、両者を満足することが難しい。
　本開示は、電池寿命の向上を図りつつ、確実に受信機でのデータ受信が行えるタイヤ空気圧検出装置を提供することを目的とする。
　本開示の１つの観点におけるタイヤ空気圧検出装置では、送受信機は、複数個の車輪それぞれのタイヤ空気圧を示す検出信号を出力する圧力センサを有するセンシング部と、タイヤ空気圧を示す検出信号を信号処理してタイヤ空気圧に関するデータとして格納したフレームを作成する第１制御部と、受信機から送信されるリクエスト信号の受信を行うと共に該リクエスト信号を受信するとフレームを送信する第１送受信部と、を有した構成とされる。また、受信機は、フレームの受信を行うと共にリクエスト信号の送信を行う第２送受信部と、受信したフレームに格納されたタイヤ空気圧に関するデータに基づいてタイヤ空気圧を検出すると共に第２送受信部からのリクエスト信号の送信を制御する第２制御部と、を有した構成とされる。そして、第２制御部は、複数個の車輪それぞれの送受信機に対して、該送受信機それぞれに設定される所定の要求時間以内のタイミングごとにリクエスト信号を送信し、それぞれの送受信機のうちフレームを受信したものについてはリクエスト信号の送信を停止し、フレームを受信していないものについてはリクエスト信号の送信を繰り返す。
　このように、送受信機と受信機との間において双方向通信を行えるようにしている。このため、受信機からのリクエスト信号に基づいて送受信機からフレーム送信を行わせることができる。また、フレーム受信できていなければ受信機から再度リクエスト信号を出力させることで、その旨を送受信機に伝えることができる。そして、法規などで定められた規定時間に基づいて設定される要求時間ごとに受信機からリクエスト信号を送信させ、リクエスト信号に応答して各送受信機にフレーム送信を行わせることができる。
　このようにすることで、規定時間内に確実にフレーム受信を行うことが可能となる。また、各送受信機は、リクエスト信号を受信したときに応答としてフレーム送信を行うようにすれば良いため、フレームの送信頻度を低くすることができる。したがって、電池寿命の向上を図りつつ、確実に受信機でのデータ受信が行えるタイヤ空気圧検出装置とすることが可能となる。
　なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
第１実施形態にかかるタイヤ空気圧検出装置の全体構成を示した図である。 送受信機のブロック構成を示した図である。 受信機のブロック構成を示した図である。 受信機の制御部が実行する受信機処理のフローチャートである。 送受信機の制御部が実行する送受信機処理のフローチャートである。 第１実施形態にかかるタイヤ空気圧検出装置の作動例を示したタイムチャートである。 １輪についてタイヤ空気圧に変化が生じた場合の作動例を示したタイムチャートである。 第２実施形態にかかるタイヤ空気圧検出装置の作動例を示したタイムチャートである。 第３実施形態にかかるタイヤ空気圧検出装置の作動例を示したタイムチャートである。 第３実施形態の変形例で説明するタイヤ空気圧検出装置の作動例を示したタイムチャートである。
　以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
　（第１実施形態）
　本開示の第１実施形態について図１～図５を参照して説明する。なお、図１の紙面上方向が車両１の前方、紙面下方向が車両１の後方、紙面左右方向が車両の左右方向に一致している。
　図１に示すタイヤ空気圧検出装置は、車両１に取り付けられるもので、送受信機２ａ～２ｄ、受信機３および表示器４を備えて構成されている。
　図１に示すように、送受信機２ａ～２ｄは、車両１における各車輪５ａ～５ｄに取り付けられるもので、車輪５ａ～５ｄに取り付けられたタイヤの空気圧を検出すると共に、その検出結果を示す検出信号のデータをフレーム内に格納して送信する。また、受信機３は、車両１における車体６側に取り付けられるもので、送受信機２ａ～２ｄから送信されるフレームを受信すると共に、その中に格納された検出信号に基づいて各種処理や演算等を行うことでタイヤ空気圧を検出する。また、本実施形態にかかる送受信機２ａ～２ｄと受信機３は、送受信機２ａ～２ｄから受信機３への通信だけでなく、その逆も可能な双方向通信を行えるものとされている。このため、受信機３から送受信機２ａ～２ｄに対してフレーム送信のリクエストも可能となっている。双方向通信の形態については様々なものを適用することができ、ＢＬＥ（Bluetooth LowEnergyの略）通信を含むブルートゥース通信、wifiなどの無線LAN（Local AreaNetworkの略）、Sub-GHz通信、ウルトラワイドバンド通信、ZigBeeなどを適用できる。以下、図２および図３を参照して、送受信機２ａ～２ｄおよび受信機３の詳細構成について説明する。なお、「ブルートゥース」は登録商標である。
　図２に示すように、送受信機２ａ～２ｄは、センシング部２１、制御部２２、送受信部２３、電池２４およびアンテナ２５を備えた構成となっており、電池２４からの電力供給に基づいて各部が駆動されるようになっている。
　センシング部２１は、例えば圧力センサ２１ａや温度センサ２１ｂおよび加速度センサ２１ｃを備えた構成とされている。圧力センサ２１ａは、タイヤ空気圧に応じた検出信号を出力する。温度センサ２１ｂは、タイヤ内温度に応じた検出信号を出力する。加速度センサ２１ｃは、タイヤ回転に伴って発生する加速度、例えば各車輪５ａ～５ｄの径方向の加速度に応じた検出信号を出力する。そして、センシング部２１は、これら圧力センサ２１ａや温度センサ２１ｂおよび加速度センサ２１ｃの出力する検出信号を制御部２２に伝えている。
　なお、これらのうちタイヤ空気圧に応じた検出信号やタイヤ内温度に応じた検出信号はタイヤ空気圧検出に用いられ、加速度に応じた検出信号は車両１が走行中であることの検出に用いられる。
　制御部２２は、第１制御部に相当し、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどにメモリの記憶されたプログラムに従って、所定の処理を実行する。制御部２２内のメモリには、各送受信機２ａ～２ｄを特定するための送受信機固有の識別情報と自車両を特定するための車両固有の識別情報とを含むＩＤ情報が格納されている。
　制御部２２は、センシング部２１から出力された検出信号を受け取り、それを信号処理すると共に必要に応じて加工する。そして、制御部２２は、タイヤ空気圧検出に用いるタイヤ空気圧やタイヤ内温度の検出結果を示すデータについては、各送受信機２ａ～２ｄのＩＤ情報と共にフレーム内に格納し、所定のタイミングでそのフレームを送受信部２３に送る。また、制御部２２自身でタイヤ空気圧低下の判定を行うようにすることもできる。その場合、制御部２２にて、タイヤ空気圧低下が生じているか否かを示すデータもフレーム内に格納して送受信部２３に送られるようにする。例えば、制御部２２は、所定の基準温度に換算したときのタイヤ空気圧を所定の警報閾値Ｔｈと比較し、タイヤ空気圧が警報閾値Ｔｈ以下に低下したことを検知した場合にタイヤ空気圧低下が生じたことを示すデータをフレームに格納する。
　なお、以下の説明では、タイヤ空気圧やタイヤ内温度の検出結果を示すデータ、および、タイヤ空気圧低下の発生の有無を示すデータのことをタイヤ空気圧に関するデータという。ただし、タイヤ空気圧に関するデータにこれらすべてのデータが必ず含まれている必要はなく、タイヤ空気圧やタイヤ内温度の検出結果を示すデータと、タイヤ空気圧低下の発生の有無を示すデータの一方だけであっても良い。
　また、制御部２２は、加速度の検出結果については、車両が走行中であるか否かの判定に用いている。例えば、加速度センサ２１ｃが各車輪５ａ～５ｄの径方向の加速度に応じた検出信号を出力するものである場合、制御部２２は、検出信号から重心加速度成分を取り除き、遠心加速度成分を抽出する。この遠心加速度成分の変化は、タイヤの回転状態を示している。このため、制御部２２は、遠心加速度成分が発生していることに基づいて車両１が走行中であることを検出したり、遠心加速度成分の変化に基づいて車速を検出したりしている。
　送受信部２３は、アンテナ２５を通じて、制御部２２から送られてきたフレームをＲＦ電波として受信機３に向けて送信する出力部としての機能を果たす。また、送受信部２３は、受信機３からの指示信号をＲＦ電波として受信する入力部としての機能も果たす。送受信部２３は、ここでは１つの構成として記載されているが、送信部と受信部それぞれ別々に構成されたものであっても良い。送受信部２３は、例えば、３００ＭＨｚもしくは４００ＭＨｚの通信帯域のＲＦ電波を用いて送受信を行っている。制御部２２から送受信部２３へ信号を送る処理は上記プログラムに従って行われ、後述するように受信機３からのリクエスト信号が送られてくると、制御部２２から送受信部２３へ信号を送る処理が実行される。
　電池２４は、センシング部２１や制御部２２などに対して電力供給を行っており、この電池２４からの電力供給を受けて、センシング部２１でのタイヤ空気圧に関するデータの収集や制御部２２での各種演算などが実行される。
　このように構成される送受信機２ａ～２ｄは、例えば、各車輪５ａ～５ｄのホイールにおけるエア注入バルブに取り付けられ、センシング部２１がタイヤの内側に露出するように配置される。これにより、送受信機２ａ～２ｄは、該当車輪のタイヤ空気圧を検出し、各送受信機２ａ～２ｄに備えられたアンテナ２５を通じて、所定のタイミングでフレームを送信するようになっている。
　一方、図３に示すように、受信機３は、アンテナ３１、送受信部３２および制御部３３を備えた構成となっている。
　アンテナ３１は、車体６に備えられ、各送受信機２ａ～２ｄから送られてくるフレームを受信したり、各送受信機２ａ～２ｄに対してフレーム送信を行わせるための指示信号であるリクエスト信号を送信したりするためのものである。ここでは、アンテナ３１は、各送受信機２ａ～２ｄとの送受信を総括的に行う１本の共通アンテナで構成されているが、送受信機２ａ～２ｄごとに備えられたものであっても良いし、送信用と受信用とで別々のもので構成されていても良い。
　送受信部３２は、各送受信機２ａ～２ｄから送信されたフレームがアンテナ３１で受信されると、それを入力して制御部３３に送る入力部としての機能を果たす。また、送受信部３２は、制御部３３からの指示に従って、各送受信機２ａ～２ｄに対してフレーム送信のリクエスト信号を送信する出力部としての機能も果たす。送受信部３２は、ここでは送信および受信の両方を行える構成とされているが、送信部と受信部それぞれ別々の構成とされたものであっても良い。
　制御部３３は、第２制御部に相当し、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムに従って各種処理を実行する。具体的には、制御部３３は、図示しないバッテリからの電力供給に基づいて作動し、送受信部３２でのフレーム受信やリクエスト信号の制御を行ったり、タイヤ空気圧検出に関わる各種処理を行ったりする。
　例えば、制御部３３は、タイヤ空気圧検出に関わる各種処理として、受信確認処理や圧力検出処理などを行っている。
　受信確認処理では、要求時間内に各送受信機２ａ～２ｄから送信されたフレームを受信したことの確認を行う。例えば、制御部３３は、図示しないクロックを有しており、そのクロックで計測される要求時間内に各送受信機２ａ～２ｄから送信されたフレームを受信したことの確認を行っている。
　ここでいう「要求時間」とは、フレームの受信が行われていなかった場合に送受信機２ａ～２ｄに対してリクエスト信号を送る時間である。「要求時間」は、例えば法規などで決められている規制時間もしくはそれよりも短い時間に設定される。これにより、各送受信機２ａ～２ｄからのフレームを法規などで定められる規制時間内に受信機３にて少なくとも１回フレームを受信できるようにしている。なお、北米においては、２０分間において受信率が９９％以上となることを満たすように法規が決められており、規制時間が２０分となっている。その場合には、要求時間は、規制時間である２０分もしくはそれよりも短い時間に設定される。
　ただし、タイヤ空気圧に変化が生じた場合には、より短い間隔でタイヤ空気圧に関するデータを取得できるようにするのが好ましい。このため、制御部３３では、後述する圧力検出処理の結果に基づいてタイヤ空気圧の変化を認識すると、「要求時間」として、変化前よりも更に短いタイヤ空気圧低下時の要求時間を設定する。例えば、前回受信したフレームと今回受信したフレームそれぞれに含まれるデータから求めたタイヤ空気圧の差が所定の閾値を超える場合には、タイヤ空気圧の変化が生じたと判定している。
　また、制御部３３は、要求時間中にフレームが受信されると圧力検出処理に移行し、受信しなかった場合には送受信機２ａ～２ｄのうち受信していないものにフレーム送信のリクエスト信号を送る。具体的には、制御部３３は、送受信機２ａ～２ｄのうち該当するもののＩＤ情報を付したリクエスト信号を送る。これにより、規定時間内に確実に受信機３においてフレーム受信が行われるようにすることができる。
　そして、制御部３３は、タイヤ空気圧の変化がないときには要求時間を法規などで定められた規定時間に基づいて設定することで、各送受信機２ａ～２ｄからのフレームの送信頻度を低くできる。さらに、制御部３３は、タイヤ空気圧の変化が生じたときには要求時間を短くする。これにより、よりタイヤ空気圧の変化を詳細に確認でき、タイヤ空気圧が低下した場合などに、迅速にユーザに警告することが可能となる。
　なお、本実施形態の場合、各送受信機２ａ～２ｄにおけるフレームの送信頻度が低くされるため、各送受信機２のフレームの送信タイミングがバッティングすることは少ない。しかしながら、よりバッティングを避けられるように、制御部２２で各送受信機２ａ～２ｄへのリクエスト信号の送信タイミングを調整してずらしている。
　圧力検出処理では、送受信部３２から受け取ったフレームに格納されたタイヤ空気圧に関するデータに基づいて各種信号処理および演算等を行うことでタイヤ空気圧を求める。そして、求めたタイヤ空気圧に応じた電気信号を表示器４に出力する。例えば、制御部３３は、求めたタイヤ空気圧を所定の警報閾値Ｔｈと比較し、タイヤ空気圧が所定の警報閾値Ｔｈ以下に低下したことを検知した場合には、その旨の信号を表示器４に出力する。また、送受信機２ａ～２ｄでタイヤ空気圧検出を行っている場合には、受信したフレーム中に含まれるタイヤ空気圧低下が発生したことを示すデータに基づいて、表示器４にタイヤ空気圧低下が発生したことを伝えることもできる。
　さらに、制御部３３は、４つの車輪５ａ～５ｄそれぞれのタイヤ空気圧を求めたら、そのタイヤ空気圧を各車輪５ａ～５ｄと対応させて表示器４に出力することもできる。制御部３３のメモリには、各車輪５ａ～５ｄに配置されている送受信機２ａ～２ｄのＩＤ情報が各車輪５ａ～５ｄの位置と関連づけられて記憶されている。このため、制御部３３は、フレームに格納されたＩＤ情報と照合することで、受信したフレームが車輪５ａ～５ｄのどれに取り付けられた送受信機２ａ～２ｄであるかを認識し、タイヤ空気圧が低下した車輪を特定できる。これに基づき、タイヤ空気圧低下が発生した場合に、低下した車輪を特定して表示器４に出力する。また、タイヤ空気圧低下が発生していない場合でも、求めたタイヤ空気圧を各車輪５ａ～５ｄと対応させて、表示器４に出力するようにしても良い。
　このようにして、４つの車輪５ａ～５ｄのいずれかのタイヤ空気圧が低下したこと、もしくは、４つの車輪５ａ～５ｄそれぞれのタイヤ空気圧が表示器４に伝えられる。
　表示器４は、図１に示されるように、ドライバが視認可能な場所に配置され、例えば車両１におけるインストルメントパネル内に設置される警報ランプやディスプレイによって構成される。この表示器４は、例えば受信機３における制御部３３からタイヤ空気圧が低下した旨を示す信号が送られてくると、その旨の表示を行うことでドライバにタイヤ空気圧の低下を報知する。または、受信機３から４つの車輪５ａ～５ｄそれぞれのタイヤ空気圧が伝えられると、各車輪５ａ～５ｄと対応させて各タイヤ空気圧を表示する。
　なお、本実施形態では、表示器４をドライバへの警告を行う警告部として用いているが、表示器４のように視覚的に警告を行うものの他、スピーカなどの聴覚的に警告を行うものを警告部として用いても良い。
　以上のようにして、本実施形態にかかるタイヤ空気圧検出装置が構成されている。続いて、本実施形態のタイヤ空気圧検出装置の作動について説明する。
　例えば、図示しないイグニッションスイッチがオンされると、バッテリからの電力供給に基づいて受信機３などが作動させられる。これにより、制御部３３は、所定の制御周期毎に図４に示す受信機処理を実行する。一方、各送受信機２ａ～２ｄでは、電池２４からの電力供給に基づいて、センシング部２１や制御部２２などが駆動され、所定の制御周期毎に、センシング部２１でのタイヤ空気圧に関するデータの収集や制御部２２での各種処理などが実行される。そして、制御部２２は、図５に示す送受信機処理を実行する。
　まず、制御部３３が実行する受信機処理について説明する。
　図４に示すように、制御部３３は、ステップＳ１００として受信確認処理を実行する。すなわち、制御部３３は、要求時間以内に送受信機２ａ～２ｄから送信されたフレームを受信したか否かを判定する。この処理は、送受信機２ａ～２ｄ毎に行われ、制御部３３は、各送受信機２ａ～２ｄのＩＤ情報すべてについて、当該ＩＤ情報が付されたフレームを受信したか否かを判定している。ここでいう「要求時間」は、上記した通り、タイヤ空気圧が変化していない場合には法規などで決められた規定時間に基づいて設定され、タイヤ空気圧の変化が生じた場合には更に短い時間に設定される。この要求時間は、前回の制御周期において受信機処理が実行された際に、後述するステップＳ１２０において設定される。
　ここで、ステップＳ１００で否定判定された場合には、ステップＳ１１０に進み、送受信機２ａ～２ｄのうちフレームを受信していないもののＩＤ情報を付したリクエスト信号を、送受信部３２を通じて送信する。この後、ステップＳ１００の判定に戻り、各送受信機２ａ～２ｄからのフレームを受信するまでリクエスト信号の送信が繰り返される。
　そして、ステップＳ１００で肯定判定された場合には、ステップＳ１２０に進み、受信したフレームに格納されたタイヤ空気圧に関するデータに基づいて、各車輪５ａ～５ｄのタイヤ空気圧を検出する。これに基づき、タイヤ空気圧検出の結果を表示器４に伝えることで、そのときのタイヤ空気圧を表示したり、タイヤ空気圧低下が生じていることを表示したりして、ドライバにタイヤ空気圧の状況が伝えられる。また、タイヤ空気圧が変化した否かについても判定し、変化がなければ上記した「要求時間」を法規などで定められる規定時間に基づいて設定し、変化が生じていれば変化前よりも「要求時間」を更に短い時間に設定する。
　次に、制御部２２が実行する送受信機処理について説明する。
　図５に示すように、制御部２２は、ステップＳ２００において、車両１が走行中であるか否かを判定する。この判定は、加速度センサ２１ｃの検出信号に基づいて行われる。ここで、車両１が走行中ではないと判定された場合には、フレーム送信の必要がないことからそのまま処理を終了し、走行中であると判定された場合には、ステップＳ２１０以降の処理に進む。
　ステップＳ２１０では、制御部２２は、空気圧計測処理を行う。具体的には、制御部２２は、圧力センサ２１ａによるタイヤ空気圧の検出結果および温度センサ２１ｂによるタイヤ内温度の検出結果を示す検出信号に基づいてタイヤ空気圧に関するデータを作成すると共に、このデータを自身のＩＤ情報と共にフレームに格納する。
　その後、ステップＳ２２０に進み、制御部２２は、車両１からの指示があるか否か、つまり車両１からフレーム送信のリクエスト信号を受信したか否かを判定する。上記した図４のステップＳ１１０においてリクエスト信号が送信されていると、本処理で肯定判定されることになる。ここで肯定判定されると、ステップＳ２３０に進み、制御部２２は、空気圧送信処理としてタイヤ空気圧に関するデータおよびＩＤ情報を格納したフレームの送信を行う。なお、この後もステップＳ２００からの処理が繰り返され、リクエスト信号が送られてくるたびに、送受信機２ａ～２ｄによるフレーム送信が行われる。
　一方、ステップＳ２２０で否定判定された場合には、ステップＳ２４０に進む。そして、ステップＳ１４０において、制御部２２は、スリープ状態に移行し、フレーム送信を停止して処理を終了する。
　このような処理が実行された場合、各送受信機２ａ～２ｄおよび受信機３の動作は、図６Ａおよび図６Ｂのタイムチャートに示されるような動作となる。なお、図６Ａおよび図６Ｂ中では、動作を分かり易くするために、送受信機２ａ～２ｄのＩＤ情報をそれぞれＩＤ１～ＩＤ４として表してある。
　まず、タイヤ空気圧の変化が生じていないときには、要求時間として期間Ｔ１が設定されている。各送受信機２ａ～２ｄについて、前回フレーム受信が行われてから要求時間が経過すると、受信機３から対応するＩＤ情報を付したリクエスト信号が出力される。そして、各送受信機２ａ～２ｄは、自身のＩＤ情報が付されたリクエスト信号を受信すると、それに応答してタイヤ空気圧に関するデータが格納されたフレームを送信する。
　また、図６Ａに示したように、仮に、送受信機２ｄの送信したフレームが受信機３で受信できていなかったとしても、受信機３から送受信機２ｄに対してＩＤ４のＩＤ情報を付したリクエスト信号が繰り返し送信される。これにより、受信機３において、１度のリクエスト信号でフレーム受信が行われなくても、その後のリクエスト信号に基づいて確実にフレーム受信が行えるようにできる。
　このようにして、所定の規定時間Ｔ２中に確実にフレーム受信を行うことが可能となる。したがって、例えば北米法規等で決められている時間、例えば２０分の時間内における受信機３でのデータ受信率が９９％以上という条件を満たすことができる。そして、各送受信機２ａ～２ｄは、リクエスト信号を受信したときに応答としてフレーム送信を行うようにすれば良いため、フレームの送信頻度を低くすることができる。したがって、電池寿命の向上を図りつつ、確実に受信機３でのデータ受信が行えるタイヤ空気圧検出装置とすることが可能となる。
　また、送受信機２ｄにおいてタイヤ空気圧が低下し、タイヤ空気圧の変化が生じたとすると、図６Ｂに示すように要求時間として期間Ｔ３が設定され、受信機３から期間Ｔ１よりも短いタイミングでリクエスト信号が送信される。これに基づいて、送受信機２ｄは、リクエスト信号を受信するとそれに応答してタイヤ空気圧に関するデータが格納されたフレームを送信することになる。また、この場合も、タイヤ空気圧の変化前と同様に、フレーム受信が行われるまで受信機３から繰り返しリクエスト信号が出力される。
　このため、タイヤ空気圧が低下した際には、受信機３は、よりタイヤ空気圧の変化を詳細に確認することができ、タイヤ空気圧が警報閾値Ｔｈよりも低下した場合などに、迅速にユーザに警告することが可能となる。
　以上説明したように、本実施形態では、送受信機２ａ～２ｄと受信機３との間において双方向通信を行えるようにしている。このため、受信機３からのリクエスト信号に基づいて送受信機２ａ～２ｄからフレーム送信を行わせることができる。また、フレーム受信できていなければ受信機３から再度リクエスト信号を出力させることで、その旨を送受信機２ａ～２ｄに伝えることができる。そして、法規などで定められた規定時間に基づいて設定される要求時間ごとに受信機３からリクエスト信号を送信させ、リクエスト信号に応答して各送受信機２ａ～２ｄにフレーム送信を行わせている。
　このようにすることで、規定時間内に確実にフレーム受信を行うことが可能となる。また、各送受信機２ａ～２ｄは、リクエスト信号を受信したときに応答としてフレーム送信を行うようにすれば良いため、フレームの送信頻度を低くすることができる。したがって、電池寿命の向上を図りつつ、確実に受信機３でのデータ受信が行えるタイヤ空気圧検出装置とすることが可能となる。
　（第２実施形態）
　第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してフレーム送信の方法を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
　上記した第１実施形態では、受信機３からのリクエスト信号を受信してから各送受信機２ａ～２ｄからフレーム送信が行われるようにした。これに対して、本実施形態では、送受信機２ａ～２ｄ側で要求時間毎に自らフレーム送信を行うようにする。
　そして、受信機３が要求時間になってもフレームを受信しなかった場合に、送受信機２ａ～２ｄのうちフレームを受信していないものに対してＩＤ情報を付したリクエスト信号を送信する。
　このようにした場合の動作は、例えば図７のタイムチャートのように表される。この図では、送受信機２ａ～２ｄより要求時間ごとにフレーム送信が行われ、受信機３で送受信機２ａ～２ｃが送信したフレームは１度で受信され、送受信機２ｄが送信したフレームは暫く受信できなかった場合を示している。この場合、受信機３は、要求時間になってもフレームを受信していない送受信機２ｄに対して、ＩＤ４のＩＤ情報を付したリクエスト信号を送信し、フレームを受信するまでそれを繰り返すことになる。このようにしても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
　（第３実施形態）
　第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してフレーム送信の停止指示を行うものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
　本実施形態では、受信機３がフレームを受信したことを送受信機２ａ～２ｄに伝えることで、送受信機２ａ～２ｄからのフレーム送信を停止させるようにする。
　具体的には、受信機３から送受信機２ａ～２ｄに対してフレーム送信のリクエスト信号に加えて、停止を指示する停止指示信号の送信も行えるようにする。また、フレーム受信を行っていない期間が要求時間に達すると、リクエスト信号を送受信機２ａ～２ｄに送り、送受信機２ａ～２ｄから繰り返しフレーム送信を行わせる。そして、受信機３がフレーム受信を行うと、送受信機２ａ～２ｄに対して停止指示信号を送信することで、送受信機２ａ～２ｄからのフレーム送信を停止させる。
　このようにした場合の動作は、例えば図８のタイムチャートのように表される。この図では、リクエスト信号に応答して送受信機２ａ～２ｄよりフレーム送信が行われ、受信機３で送受信機２ａ～２ｃが送信したフレームは１度で受信され、送受信機２ｄが送信したフレームは暫く受信できなかった場合を示している。この場合、受信機３は、送受信機２ａ～２ｃについては、１度だけ送信されたフレームを確実に受信しつつ、停止指示信号を送信することで早急にフレーム送信を停止させることができる。一方、受信機３は、送受信機２ｄについては、受信できるまでフレーム送信を繰り返させることで確実に受信できるようにしつつ、受信できると停止指示信号を送信することで早急にフレーム送信を停止させられる。
　このように、受信機３がフレーム受信を行うまで繰り返しリクエスト信号を送る代わりに、フレーム受信を行ったら停止指示信号を送るようにしても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
　（第３本実施形態の変形例）
　第３実施形態で説明したように停止指示信号を送ることで送受信機２ａ～２ｄによるフレーム送信を停止させる場合にも、第２実施形態で説明したように各送受信機２ａ～２ｄ側で要求時間毎に自らフレーム送信を行う形態とすることもできる。そして、受信機３が要求時間になってもフレームを受信しなかった場合には、受信機３からリクエスト信号を送信させ、フレームを受信した場合には、受信機３から停止指示信号を送信させるようにしても良い。
　なお、これについては、勿論、タイヤ空気圧の変化が生じた場合においても適用できる。すなわち、各送受信機２ａ～２ｄは、自身でもタイヤ空気圧の変化を把握できる。このため、タイヤ空気圧の変化が生じた場合に変化前よりも短い要求時間毎に、送受信機２ａ～２ｄに自らフレーム送信を行わせる。一方、受信機３側でもタイヤ空気圧の変化を把握できるため、送受信機２ａ～２ｄが送信したフレームが要求時間に達しても受信できないときに、受信機３からリクエスト信号を送信する。これにより、タイヤ空気圧の変化が生じた場合においても、受信機３で確実にフレーム受信を行うことが可能となる。
　さらに、停止指示信号のみを用いることもできる。具体的には、送受信機２ａ～２ｄ側では要求時間毎に自らフレーム送信を行うようにし、受信機３側ではフレーム受信が行われると停止指示信号を送信させる。そして、送受信機２ａ～２ｄでは停止指示信号を受信するまでフレーム送信を繰り返し行うようにする。
　このようにした場合の動作は、例えば図９のタイムチャートのように表される。この図では、要求時間毎に送受信機２ａ～２ｄより自らフレーム送信が行われ、受信機３で送受信機２ａ～２ｃが送信したフレームは１度で受信され、送受信機２ｄが送信したフレームは暫く受信できなかった場合を示している。この場合、受信機３は、送受信機２ａ～２ｃについては、１度だけ送信されたフレームを確実に受信しつつ、停止指示信号を送信することで早急にフレーム送信を停止させることができる。一方、受信機３は、送受信機２ｄについては、受信できるまでフレーム送信を繰り返させることで確実に受信できるようにしつつ、受信できると停止指示信号を送信することで早急にフレーム送信を停止させられる。
　このようにしても、受信機３に確実にフレーム受信を行わせることが可能になると共に、送受信機２ａ～２ｄに停止指示信号が伝わるとフレーム送信を停止させられ、電池寿命の向上を図ることが可能となる。
　（他の実施形態）
　本開示は、上記した実施形態に準拠して記述されたが、当該実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
　例えば、送受信機２ａ～２ｄとして、エア注入バルブに取り付けられるものを例に挙げて説明したが、他の場所に備えられるものであっても良い。また、加速度センサ２１ｃについては、タイヤ径方向の加速度を検出するものに限らない。
　一例を示すと、送受信機２ａ～２ｄとして、タイヤトレッドの裏面に配置されるタイヤマウントセンサと呼ばれるタイヤ側装置を適用することもできる。送受信機２２ａ～２２ｄがタイヤマウントセンサとされる場合、加速度センサ２１ｃが出力する検出信号については、タイヤ接線方向の振動の大きさに応じた検出信号として用いることもできる。この場合、加速度センサ２１ｃの検出信号となる出力電圧波形は、タイヤの回転に伴ってタイヤトレッドのうち加速度センサ２１ｃの配置箇所と対応する部分が接地し始めた接地開始時に極大値をとる。また、当該出力電圧波形は、タイヤの回転に伴ってタイヤトレッドのうち加速度センサ２１ｃの配置箇所と対応する部分が接地していた状態から接地しなくなる接地終了時に極小値を取る。このため、加速度センサ２１ｃの検出信号に基づいて、車両が走行中であることを検出することができる。
　なお、タイヤマウントセンサを送受信機２ａ～２ｄとして用いる場合において、加速度センサ２１ｃにてタイヤ接線方向の振動を検出する場合について説明したが、他の方向、例えばタイヤ径方向の振動を検出しても同様のことを行える。
　また、タイヤマウントセンサを送受信機２ａ～２ｄとして用いる場合、加速度センサ２１ｃに代えて、圧電素子を用いることもできる。圧電素子は、応力に応じた出力電圧を発生させることから、タイヤトレッドの変形に伴って、加速度センサ２１ｃと同様の波形の出力電圧を発生させることになる。このため、圧電素子の出力電圧を検出信号として用いて、車両１が走行中であることを検出することができる。
　さらに、タイヤマウントセンサを送受信機２ａ～２ｄとして用いる場合、加速度センサ２１ｃもしくは圧電素子の検出信号に基づいてタイヤ空気圧検出を行うこともできる。すなわち、加速度センサ２１ｃもしくは圧電素子の検出信号が極大値を取るときから極小値を取るときまでの期間に対してタイヤ回転速度を掛ければ、タイヤ接地面の長さが求められる。そして、タイヤ接地面の長さは、タイヤ空気圧に応じて変化することから、タイヤ接地面の長さに基づいてタイヤ空気圧を算出することができる。したがって、このようにしてタイヤ空気圧を算出する場合には、加速度センサ２１ｃもしくは圧電素子が圧力センサとして機能することになる。
　また、上記第１実施形態においても、加速度センサ２１ｃにてタイヤ径方向の加速度、つまり遠心方向の加速度を検出する例を示したが、タイヤ接線方向の加速を検出しても良い。タイヤ接線方向の加速度も、車両１の走行に伴って増減するため、それに基づいて車両１が走行中であることを検出することができる。
　また、上記実施形態では、要求時間ごとに受信機３からリクエスト信号を送信させたり、各送受信機２ａ～２ｄからフレーム送信を行わせるようにしたが、必ずしも同じ時間間隔ごとに行わせる必要はない。すなわち、受信機３において、要求時間以内のタイミングごとに連続してフレーム受信が行えれば良い。
　なお、上記各実施形態では、タイヤ空気圧検出装置のうち車体６側に備えられた部分を受信機３として総括的に記載しているが、受信機３は必ずしも１つの構成でなくても良い。例えば、受信機能を果たすアンテナ３１や送受信部３２とタイヤ空気圧検出機能を果たす制御部３３とが別々の場所に備えられていても良い。

Claims (6)

  1. 　タイヤを備えた複数個の車輪（５ａ～５ｄ）それぞれに備えられた送受信機（２ａ～２ｄ）と、車体（６）に備えられた受信機（３）と、を有するタイヤ空気圧検出装置であって、
    　前記送受信機は、前記複数個の車輪それぞれのタイヤ空気圧を示す検出信号を出力する圧力センサ（２１ａ）を有するセンシング部（２１）と、前記タイヤ空気圧を示す検出信号を信号処理して前記タイヤ空気圧に関するデータとして格納したフレームを作成する第１制御部（２２）と、前記受信機から送信されるリクエスト信号の受信を行うと共に該リクエスト信号を受信すると前記フレームを送信する第１送受信部（２３）と、を有し、
    　前記受信機は、前記フレームの受信を行うと共に前記リクエスト信号の送信を行う第２送受信部（３２）と、受信した前記フレームに格納された前記タイヤ空気圧に関するデータに基づいてタイヤ空気圧を検出すると共に前記第２送受信部からの前記リクエスト信号の送信を制御する第２制御部（３３）と、を有し、
    　前記第２制御部は、前記複数個の車輪それぞれの前記送受信機に対して、該送受信機それぞれに設定される所定の要求時間以内のタイミングごとに前記リクエスト信号を送信し、それぞれの前記送受信機のうち前記フレームを受信したものについては前記リクエスト信号の送信を停止し、前記フレームを受信していないものについては前記リクエスト信号の送信を繰り返すタイヤ空気圧検出装置。
  2. 　前記送受信機は、前記要求時間毎に自ら前記フレームの送信を行いつつ、前記リクエスト信号を受信しても前記フレームの送信を行い、
    　前記第２制御部は、前記要求時間毎に前記複数個の車輪それぞれの前記送受信機からの前記フレームの受信が行われなかったときに、前記複数個の車輪それぞれの前記送受信機のうち前記フレームを受信していないものについて前記リクエスト信号を送信する請求項１に記載のタイヤ空気圧検出装置。
  3. 　前記第２制御部は、前記タイヤ空気圧に変化が発生したときには発生前よりも、前記要求時間を短い時間に設定する請求項１または２に記載のタイヤ空気圧検出装置。
  4. 　タイヤを備えた複数個の車輪（５ａ～５ｄ）それぞれに備えられた送受信機（２ａ～２ｄ）と、車体（６）に備えら得た受信機（３）と、を有するタイヤ空気圧検出装置であって、
    　前記送受信機は、前記複数個の車輪それぞれのタイヤ空気圧を示す検出信号を出力する圧力センサ（２１ａ）を有するセンシング部（２１）と、前記タイヤ空気圧を示す検出信号を信号処理して前記タイヤ空気圧に関するデータとして格納したフレームを作成する第１制御部（２２）と、前記受信機から送信されるリクエスト信号および停止指示信号の受信を行うと共に該リクエスト信号を受信すると前記停止指示信号を受信するまで前記フレームを繰り返し送信する第１送受信部（２３）と、を有し、
    　前記受信機は、前記フレームの受信を行うと共に前記リクエスト信号および前記停止指示信号の送信を行う第２送受信部（３２）と、受信した前記フレームに格納された前記タイヤ空気圧に関するデータに基づいてタイヤ空気圧を検出すると共に前記第２送受信部からの前記リクエスト信号および前記停止指示信号の送信を制御する第２制御部（３３）と、を有し、
    　前記第２制御部は、前記複数個の車輪それぞれの前記送受信機に対して、該送受信機それぞれに設定される所定の要求時間以内のタイミングごとに前記リクエスト信号を送信し、それぞれの前記送受信機のうち前記フレームを受信したものについて前記停止指示信号を送信するタイヤ空気圧検出装置。
  5. 　前記送受信機は、前記要求時間毎に自ら前記フレームの送信を行いつつ、前記リクエスト信号を受信しても前記フレームの送信を行い、
    　前記第２制御部は、前記要求時間毎に前記複数個の車輪それぞれの前記送受信機のうち前記フレームの受信が行われたものについては前記停止指示信号を送信し、前記フレームの受信が行われなかったときには、前記送受信機のうち前記フレームを受信していないものについて前記リクエスト信号を送信する請求項４に記載のタイヤ空気圧検出装置。
  6. 　タイヤを備えた複数個の車輪（５ａ～５ｄ）それぞれに備えられた送受信機（２ａ～２ｄ）と、車体（６）に備えられた受信機（３）と、を有するタイヤ空気圧検出装置であって、
    　前記送受信機は、前記複数個の車輪それぞれのタイヤ空気圧を示す検出信号を出力する圧力センサ（２１ａ）を有するセンシング部（２１）と、前記タイヤ空気圧を示す検出信号を信号処理して前記タイヤ空気圧に関するデータとして格納したフレームを作成する第１制御部（２２）と、前記受信機から送信される停止指示信号の受信を行うと共に所定の要求時間以内のタイミングごとに前記停止指示信号を受信するまで前記フレームを繰り返し送信する第１送受信部（２３）と、を有し、
    　前記受信機は、前記フレームの受信を行うと共に前記停止指示信号の送信を行う第２送受信部（３２）と、受信した前記フレームに格納された前記タイヤ空気圧に関するデータに基づいてタイヤ空気圧を検出すると共に前記第２送受信部からの前記停止指示信号の送信を制御する第２制御部（３３）と、を有し、
    　前記第２制御部は、前記複数個の車輪それぞれの前記送受信機のうち前記フレームを受信したものについて前記停止指示信号を送信するタイヤ空気圧検出装置。
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