JP2006007902A - タイヤ状態監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両側受信機の搭載位置の自由度を向上させる。さらに、タイヤの回転によってタイヤ側送信機の位置が変わっても、タイヤ側送信機が送信した電波が車両側受信機で確実に受信できるようにする。
【解決手段】 タイヤを備えた車輪５に、タイヤの空気圧に応じた検出信号を出力するセンサ部２１と、検出信号を送信する制御部２３とを備えた車輪側送受信機２を設け、車体７側に、車輪側送受信機２に対して所定の電波を送信する信号送信手段４と、車輪側送受信機２から検出信号を受信する信号受信手段３、４と、信号受信手段３、４を介して受け取った検出信号に基づいてタイヤの空気圧を求める車体側制御装置３とを設ける。車輪側送受信機２の制御部２３は、信号送信手段４から送信される所定の電波の受信強度に基づいて検出信号の送信タイミングを設定して検出信号を信号受信手段３、４に向けて送信する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、タイヤ空気圧等のタイヤ状態を監視するタイヤ状態監視装置に関する。

従来、タイヤ空気圧検出装置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では、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が備えられた送信機が直接取り付けられている。また、車体側には、アンテナを有する受信機が備えられており、センサからの検出信号を示す電波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電波が受信され、タイヤ空気圧の検出が行われるようになっている。

例えば、図１３に示す搭載例を表した部分断面斜視図のように、ダイレクト式のタイヤ空気圧検出装置では、タイヤＪ１内に設置される車輪側送信機Ｊ２は、ホイールＪ３のエアバルブＪ４に組み込まれる。したがって、車両が走行中はタイヤＪ１の回転に伴って車輪側送信機Ｊ２も回転し、タイヤＪ１内に設置される車輪側送信機Ｊ２と車体側に取り付けられる車体側受信機との位置関係が常に変動して、一定でなくなるため、車体側受信機での受信レベルがタイヤＪ１の回転に伴って変動してしまう。

このとき、タイヤＪ１の回転によって車体側受信機での受信レベルが必要レベルに満たない位置が存在すると、車輪側送信機Ｊ２がその位置で電波を送信したとしても、車体側受信機でそれを受信することができなくなる。これが、タイヤ空気圧検出装置における車体側受信機での受信率を低下させる原因となる。

このような受信率の低下を防止するために、車体側受信機のアンテナの設置場所を工夫する方法や、車輪側送信機が１回の送信タイミングで複数フレーム続けて電波を送信する方法を採用することが考えられる。

前者は、アンテナの設置場所を工夫することで、タイヤ回転中の車輪側送信機の位置がタイヤ一周のどの位置となっても、車体側受信機で車輪側送信機が送信した電波を受信できるようにする方法である。また、後者は、１回の送信タイミングで複数フレーム続けて電波を送信することにより、車輪側送信機が車体側受信機が受信できる位置にあるときに電波が送信される確率を上げ、車体側受信機で車輪側送信機が送信した電波を受信できるようにする方法である。

しかしながら、前者の場合、アンテナの設置場所を決めるために、電波の受信レベルの評価などを行わなければならない。また、タイヤの回転に応じて車輪側送信機が送信する電波が減衰されるため、車輪側送信機の位置がタイヤ一周のどの位置となっても、車輪側送信機が送信した電波を車体側受信機で受信できるようにするのは困難である。例えば、ホイールを挟んで車体側受信機の反対側に車輪側送信機が位置するような場所から電波が送信された場合、ホイールが金属で形成されていることから、そのホイール内を電波が通過できず、ほとんど車体側受信機まで届かなくなるような場合もある。特に、電波の最大出力強度などが法規制などによって制限を受ける状態であれば、なおさら車体側受信機で受信できる範囲も狭くなりかねない。

さらに、車体側受信機に備えられるアンテナを各車輪毎に備えるのではなく、各車輪共通の１つのアンテナとする場合、各車輪それぞれに対して車輪側送信機が送信する電波を最適に受信できる場所を選択してアンテナを設置しなければならないが、そのような場所は非常に狭く、電波の受信レベルの評価に時間がかかるなどの問題も発生する。

また、後者の場合、１回の送信タイミングで複数フレーム続けて電波を送信したとしても、車体側受信機で受信できる確率は向上できるものの、確実なものではない。また、電波を何度も続けて送信しなければならず、車輪側送信機が電池駆動式のものである場合には、電池の寿命の観点からも不利である。

本発明は上記点に鑑み、車両側受信機の搭載位置の自由度を向上させることを目的とする。さらに、タイヤの回転によって車輪側送信機の位置が変わっても、車輪側送信機が送信した電波が車両側受信機で確実に受信できるようにすることを他の目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、タイヤを備えた複数個の車輪（５）それぞれに備えられ、タイヤの空気圧に応じた検出信号を出力するセンサ部（２１）と、センサ部（２１）の検出信号を信号処理をするとともに、信号処理された検出信号を送信する制御部（２３）とを備えた車輪側送受信機（２）と、車体（７）側に備えられ、車輪側送受信機（２）に対して所定の電波を送信する信号送信手段（４）と、車体（７）側に備えられ、車輪側送受信機（２）から送信される検出信号を受信する信号受信手段（３、４）と、車体（７）側に備えられ、信号受信手段（３、４）を介して検出信号を受け取り、検出信号に基づいて車輪（５）に備えられたタイヤの空気圧を求める車体側制御装置（３）とを備え、車輪側送受信機（２）の制御部（２３）は、信号送信手段（４）から送信される所定の電波の受信強度に基づいて検出信号の送信タイミングを設定し、送信タイミングにしたがって検出信号を信号受信手段（３、４）に向けて送信するようになっていることを特徴としている。

このように、車輪側送受信機（２）で信号送信手段（４）から送信される電波の受信強度に基づいて送信タイミングを設定することで、常に特定のタイヤ回転位置から信号受信手段にデータ送信を行うことができる。このため、信号受信手段（３、４）は、特定の位置から送信される車輪側送受信機（２）の送信電波を受信できればよく、タイヤ全周に渡る車輪側送受信機（２）からの送信電波の受信感度を考慮する必要がなくなる。これにより、受信アンテナを備える車体側制御装置（３）の搭載位置の自由度を大きくすることができる。

また、車体側受信手段を受信性能に充分余裕がある位置に搭載することが可能となるため、車両走行によりタイヤが回転しても、車輪側送受信機（２）からのデータ受信率を向上させることができる。

また、請求項２に記載の発明のように、車輪側送受信機（２）の制御部（２３）は、所定の電波の受信電圧が所定値を超えたときを検出信号の送信タイミングとして設定することができ、あるいは請求項３に記載の発明のように、車輪側送受信機（２）の制御部（２３）は、所定の電波の受信電圧が最大値となったときを検出信号の送信タイミングとして設定することができる。

また、請求項４に記載の発明では、車輪側送受信機（２）は、送信手段（４）から受信した所定の電波のエネルギーを電気エネルギーに変換して駆動電力を得るように構成されていることを特徴としている。

このように車輪側送受信機（２）が電池レス駆動タイプの場合、使用可能な電気量が電池駆動タイプのものと比べて非常に小さくなることから、電波の減衰を考慮すると、より受信可能範囲が狭まるが、車輪側送受信機（２）からのデータ送信を特定のタイヤ回転位置で行うことで、車体側受信手段（４）における車輪側送受信機（２）からのデータ受信率を向上させることができる。

また、請求項５に記載の発明では、電気エネルギーを蓄電する蓄電手段（２５）を備え、車輪側送受信機（２）の制御部（２３）は、蓄電手段における充電電圧が所定値を超えたことを検出信号の送信タイミングを設定する条件に含めていることを特徴としている。

これにより、車輪側送受信機（２）の制御部（２３）が動作するのに充分な電気エネルギーが蓄電手段（２５）に蓄電されてから、車輪側送受信機（２）から信号受信手段にデータ送信を行うことができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明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、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態におけるタイヤ空気圧検出装置の全体構成を示すブロック図である。図１の紙面上方向が車両１の前方、紙面下方向が車両１の後方に一致する。この図を参照して、本実施形態におけるタイヤ空気圧検出装置について説明する。

図１に示すように、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、車輪側送受信機２、車体側制御装置（ＥＣＵ）３、車体側通信機４および表示器５を備えて構成されている。

車輪側送受信機２は、車両１における各車輪６に取り付けられるもので、車輪６に取り付けられたタイヤの空気圧や温度を検出すると共に、その検出結果を示す検出信号のデータを送信フレーム内に格納して送信するものである。また、車体側制御装置３および車体側通信機４は、車両１における車体７側に取り付けられるもので、車輪側送受信機２から送信される送信フレームを受信する。さらに車体側制御装置３は、車輪側送受信機２から受信した送信フレーム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求める。車体側通信機４は、車輪側送受信機２に所定の交流信号を送信する。なお、本実施形態の車体側制御装置３が本発明の信号受信手段に相当し、本実施形態の車体側通信機４が本発明の信号送信手段に相当している。

本実施形態では、車体側通信機４と車輪側送受信機２との間の通信にはＬＦ帯が使用され、車体側制御装置３と車輪側送受信機２との間の通信には３００Ｍ帯が使用されている。

図２は、車輪側送受信機２と車体側通信機４のブロック構成を示している。図２に示すように、車輪側送受信機２は、センサ部２１、検波回路２２、制御部２３、電池２４を備えた構成となっている。

センサ部２１は、例えばダイアフラム式の圧力センサや温度センサを備えた構成とされ、タイヤ空気圧に応じた検出信号や温度に応じた検出信号を出力するようになっている。検波回路２２は、受信アンテナ２２ａを備えており、受信アンテナ２２ａを介して車体側通信機４から受信した交流信号をＡ／Ｄ変換し、直流信号を制御部２３に出力する。本実施形態の車輪側送受信機２では、電池２４から制御部２３等に電源供給されるように構成されている。

図３は、検波回路２２の回路構成を示している。図３に示すように、検波回路２２は、ダイオード２２ｂ、コンデンサ２２ｃ、抵抗２２ｄとを有している。車体側通信機４から受信した交流信号は、ダイオード２２ｂで半波整流され、コンデンサ２２ｃで平滑化され、直流信号となる。さらに、コンデンサ２２ｃに蓄えられた電荷を抵抗２２ｄで放電されるので、車体側通信機４から受信する交流信号の受信レベル変動に対する出力信号の追従性を向上させることができる。これにより、コンデンサ２２ｃの端子に瞬時における検波出力電圧が発生する。

制御部２３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータを用いることができ、ＲＯＭ内に記憶されたプログラムに従って、所定の処理を実行するようになっている。また、制御部２３には送信用アンテナ２３ａが設けられている。

制御部２３は、センサ部２１からの検出信号を受け取り、その信号を必要に応じて信号処理したのち、これを検出結果を示すデータとして、いずれの車輪６に取り付けられた送受信機２であるかを示すＩＤ情報と共に、１つの送信フレーム内に格納する。その後、制御部２３は、送信フレームを車体側制御装置３に向けて送信するようになっている。この車体側制御装置３に送信フレームを送る処理は、上記プログラムに従って所定の周期毎に、所定の送信タイミングで実行されるようになっている。

制御部２３は、検波回路２２から入力する直流電圧の電圧レベルをモニタし、この電圧レベルに基づいて送信フレームの送信タイミングを設定する処理を実行する。送信フレームの送信タイミングの設定処理については後述する。

このように構成される車輪側送受信機２は、例えば、各車輪６のホイールにおけるエア注入バルブに取り付けられ、センサ部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、該当するタイヤ空気圧を検出し、各車輪側送受信機２に備えられた送信用アンテナ４ａを通じて、所定の送信タイミングで送信フレームを送信するようになっている。

図２に戻り、車体側通信機４は、タイヤの数、すなわち車輪側送受信機２の数に対応した個数備えられている。各車体側通信機４は、車体７における車輪側送受信機２に対応する場所に設置されている。車体側通信機４は、車輪側送受信機２に対して所定の交流信号（キャリア信号）を送信する。本実施形態の車体側通信機４は、キャリア信号を常時連続して送信するように構成されている。車体側通信機４は、単独で動作するように構成してもよく、あるいは車体側制御装置３で制御されるように構成してもよい。なお、本実施形態の所定の交流信号が本発明の「所定の電波」に相当している。

車体側制御装置３は、受信用アンテナ３ａを備えており、車体７側におけるタイヤ側送受信機２からの送信信号を受信可能な位置に設けられている。車体側制御装置３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータで、不揮発性のＥＥＰＲＯＭ等で構成されたメモリなどを備えており、ＲＯＭ内に記憶されたプログラムに従って、所定の処理を実行するようになっている。

車体側制御装置３は、車輪側送受信機２から送信されてきた送信フレームを受け取り、それに格納された車輪６を示すＩＤ情報に基づいて、送られてきた送信フレームがいずれの車輪６に装着された車輪側送受信機２のものかを特定する。

また、車体側制御装置３では、受け取った送信フレームに格納された検出結果を示す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により各車輪６それぞれのタイヤ空気圧を求めると共に、求めたタイヤ空気圧に応じた電気信号を表示器５に出力するようになっている。具体的には、車体側制御装置３は、タイヤ空気圧が所定のしきい値を下回ったか否かを判定し、その判定結果に基づき、タイヤ空気圧の低下したことを示す信号を表示器５に出力するようになっている。

表示器５は、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警告表示器（ディスプレイ）、もしくは警報ブザーによって構成される。この表示器５は、例えば車体側制御装置３からタイヤ空気圧の低下を示す信号が送られてくると、その旨を示す警報を行うことでドライバにタイヤ空気圧の低下を伝えるようになっている。以上のようにしてタイヤ空気圧検出装置が構成されている。

次に、車輪側送受信機２から車体側制御装置３に送信フレームを送信する際の送信タイミングの設定方法について説明する。

図４は車輪側送受信機２および車体側通信機４の位置関係を示しており、図４（ａ）は車両側面からみた図であり、図４（ｂ）は車両前後方向からみた図である。図４に示すように、車体側通信機４は車体７側における車輪側送受信機２の近傍、具体的には車体７のタイヤハウス内に設けられている。

上述のように、車輪側送受信機２と車体側通信機４との間の通信にはＬＦ帯が用いられているので、車体側通信機４から送信される信号を車輪側送受信機２で良好に受信できる通信可能範囲は、車体側通信機４を中心とする限られた領域となる。図４（ａ）に示すように、車体側通信機４をタイヤハウスのうちタイヤ最上部と対向する位置に設置した場合に、車輪６の中心と車体側通信機４とを結ぶ直線を引いたとすると、その直線に対して車輪周方向の前後における所定角度Ｐ（例えば１００度）が通信可能範囲となる。

図５は、車輪側送受信機２で受信する車体側通信機４からの交流信号の受信レベルを示している。図５に示すように、車輪６の回転角度に応じて車輪側送受信機２における受信レベルが変動している。車輪側送受信機２における受信レベルは、車輪６が回転して車輪側送受信機２が角度Ｐの範囲に位置しているときに高くなり、車輪側送受信機２が車輪６の最上部に位置するとき、すなわち車輪側送受信機２が車体側通信機４に最も接近するときに最も高くなる。

上述のように、車輪側送受信機２では、車体側通信機４から受信した交流信号を検波回路２２で直流に変換し、この直流電圧の電圧レベルを制御部２３にてモニタしている。図６は、制御部２３でモニタした受信電圧Ｖｒｐを示している。図６に示す受信電圧Ｖｒｐの変動は、上記図５で示した車輪側送受信機２で受信する車体側通信機４からの交流信号の受信レベルの変動に対応している。車輪側送受信機２の制御部２３は、受信電圧Ｖｒｐに基づいて車体側制御装置３に送信フレームを送信する際の送信タイミングを決定する。具体的には、制御部２３は、受信電圧Ｖｒｐが所定値Ｖ１を超えたときに、車体側制御装置３に送信フレームを送信する。この所定値Ｖ１は予め設定された値であり、制御部２３のＲＯＭやＲＡＭ等のメモリに格納されている。

次に、本実施形態における車輪側送受信機２の制御部２３が行う送信タイミング設定手順を図７のフローチャートに基づいて説明する。

まず、検波回路２２から入力する電圧レベルをモニタすることで、車体側通信機４から送信された連続キャリア信号の受信電圧Ｖｒｐをモニタする（Ｓ１０）。次に、受信電圧Ｖｒｐが予め設定された所定値Ｖ１を上回ったか否かを判定する（Ｓ１１）。この結果、受信電圧Ｖｒｐが所定値Ｖ１を上回っていない場合には、Ｓ１０の受信電圧モニタを繰り返し行い、受信電圧Ｖｒｐが所定値Ｖ１を上回った場合には、センサ部２１にてタイヤの空気圧や温度のタイヤ状態を検出する（Ｓ１２）。そして、タイヤの空気圧や温度の検出結果であるタイヤ状態情報が含まれた送信フレームを車体側制御装置３に送信する（Ｓ１３）。

このように、車輪側送受信機２では、車体側通信機４から送信される信号の受信レベルをモニタし、この受信レベルが所定値を超えた場合にデータ送信を行うことで、送信タイミングを走行中回転するタイヤの回転位置と同期させ、常に特定のタイヤ回転位置（タイヤ回転角度）から受信機としての車体側制御装置３にデータ送信を行うことができる。

このため、受信機としての車体側制御装置３は、特定の位置から送信される車輪側送受信機２の送信電波を受信できればよく、タイヤ全周に渡る車輪側送受信機２からの送信電波の受信感度を考慮する必要がなくなる。このため、受信機としての車体側制御装置３（受信アンテナ３ａ）の搭載位置の自由度を大きくすることができる。

これにより、車体７側に搭載される車体側制御装置３の受信アンテナ３ａが一番感度の高くなる位置で受信できるようにすることが可能となる。したがって、タイヤの回転によって送信機２の位置が変わっても、確実に送信機２が送信した電波を受信機３で受信できるようにすることが可能となる。また、受信アンテナ３ａの設置位置を決めるために電波の受信レベルの評価などを行わなくても、確実に車輪側送受信機２が送信した電波を車体側制御装置３で受信できるようにするも可能となる。

また、受信機としての車体側制御装置３（受信アンテナ３ａ）を受信性能に充分余裕がある位置に搭載することが可能となるため、車両走行によりタイヤが回転しても、車輪側送受信機２からのデータ受信率を車輪側送受信機２からのデータ送信回数を多くすることなく向上させることができる。このため、車輪側送受信機２の電源となる電池２４の寿命向上を図ることもできる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本第２実施形態では、上記第１実施形態と比較して、主に車輪側送受信機２が電池レス駆動タイプとして構成されている点が異なっている。以下、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図８は車輪側送受信機２と車体側通信機４のブロック構成を示しており、上記第１実施形態の図２に対応している。

本第２実施形態では、車体側制御装置３には受信アンテナが設けられておらず、図８に示すように、車体側通信機４に送信アンテナ４ａに加えて受信アンテナ４ｂが備えられている。このように本実施形態では、車輪側送受信機２からの送信電波は、車体側通信機４で受信される。なお、本実施形態の車体側通信機４が本発明の信号受信手段および信号送信手段に相当している。

本第２実施形態では、車両側送信機４から車輪側送受信機２に対してチャージ電波（電磁波）が送信される。車輪側送受信機２は、車両側送受信機４から受け取ったチャージ電波を電気エネルギーに変換し、これを電源として作動するように構成されている。このような電池レス駆動タイプの場合、使用可能な電気量が電池駆動タイプのものと比べて非常に小さくなることから、本実施形態では、車輪側送受信機２から車体側通信機４への信号送信に３００Ｍ帯に比較して消費電力が少なくてすむＬＦ帯を用いている。

したがって、本実施形態では、車体側通信機４から車輪側送受信機２への信号送信と、車輪側送受信機２から車体側通信機４への信号送信にＬＦ帯を使用しており、それぞれ周波数を異ならせている。

図８に示すように、本第２実施形態の車輪側送受信機２には、内蔵電池２４に代えて、電力チャージ回路２５が設けられている。電力チャージ回路２５は、車両側送受信機４からの電力信号（電磁波）を電気エネルギーに変換して蓄電用コンデンサ２５ａに蓄電するように構成されている。

図９は検波回路２２と電力チャージ回路２５の回路構成を示しており、上記第１実施形態の図３に対応している。図９に示すように、電力チャージ回路２５は、コンデンサ２５ａとダイオード２２ｂとを備えている。車両側送受信機４からのチャージ電波は、検波回路２２で直流に変換され、その後、電力チャージ回路２５のコンデンサ２５ａに蓄電される。制御部２３は、コンデンサ２５ａの端子電圧（チャージ電圧）Ｖｂａｔをモニタするように構成されている。

図１０（ａ）は蓄電用コンデンサ２５ａのチャージ電圧Ｖｂａｔを示し、図１０（ｂ）は車体側通信機４からの信号の受信電圧Ｖｒｐを示している。図１０（ｂ）は、上記第１実施形態の図６に対応している。図１０（ａ）に示すように、コンデンサ２５ａのチャージ電圧Ｖｂａｔは、時間経過とともに上昇する。

本第２実施形態の制御部２３は、チャージ電圧Ｖｂａｔと受信電圧Ｖｒｐに基づいて車体側制御装置３に送信フレームを送信する際の送信タイミングを決定する。具体的には、制御部２３は、受信電圧Ｖｒｐが所定電圧値Ｖ１を超え、かつ、チャージ電圧Ｖｂａｔがチャージ電圧Ｖｂａｔが最低動作保障充電電圧Ｖ２を超えたときに、車体側制御装置３に送信フレームを送信する。最低動作保障充電電圧Ｖ２は、制御部２３が動作するのに充分な電圧値である。この最低動作保障充電電圧Ｖ２は予め設定された値であり、所定値Ｖ１とともに制御部２３のＲＯＭやＲＡＭ等のメモリに格納されている。

次に、本実施形態における車輪側送受信機２の制御部２３が行う送信タイミング決定方法を図１１のフローチャートに基づいて説明する。

まず、電力チャージ回路２５におけるチャージ電圧Ｖｂａｔをモニタする（Ｓ２０）。そして、チャージ電圧Ｖｂａｔが最低動作保障充電電圧Ｖ２を超えたか否かを判定する（Ｓ２１）。この結果、チャージ電圧Ｖｂａｔが最低動作保障充電電圧Ｖ２を超えていない場合には、Ｓ１０のチャージ電圧Ｖｂａｔのモニタを繰り返し行う。一方、チャージ電圧Ｖｂａｔが最低動作保障充電電圧Ｖ２を超えている場合には、車体側通信機４から送信された連続キャリア信号の受信電圧Ｖｒｐをモニタする（Ｓ２２）。

次に、受信電圧Ｖｒｐが予め設定された所定値Ｖ１を上回ったか否かを判定する（Ｓ２３）。この結果、受信電圧Ｖｒｐが所定値Ｖ１を上回っていない場合には、Ｓ１０の受信電圧モニタを繰り返し行い、受信電圧Ｖｒｐが所定値Ｖ１を上回った場合には、センサ部２１にてタイヤの空気圧や温度のタイヤ状態を検出する（Ｓ２４）。そして、タイヤの空気圧や温度の検出結果であるタイヤ状態情報が含まれた送信フレームを車体側制御装置３に送信する（Ｓ２５）。

以上の本第２実施形態の構成によっても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、チャージ電圧Ｖｂａｔが最低動作保障充電電圧Ｖ２を超えたことを送信タイミング設定の条件に含めることで、車輪側送受信機２の制御部２３が動作するのに充分な電気エネルギーが蓄電用コンデンサ２５ａに蓄電されてから、車輪側送受信機２から車体側通信機４にデータ送信を行うことができる。

また、本第２実施形態のように車輪側送受信機２が電池レス駆動タイプの場合、使用可能な電気量が電池駆動タイプのものと比べて非常に小さくなることから、電波の減衰を考慮すると、より受信可能範囲が狭まることになる。さらに、車体側通信機４からの電源供給が行える範囲でなければならないことから、なおさら受信可能範囲が狭まる。

これに対し、本第２実施形態では、車輪側送受信機２からのデータ送信を特定のタイヤ回転位置で行うことができるので、車体側通信機４における車輪側送受信機２からのデータ受信率を向上させることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本第３実施形態では、上記第１、第２実施形態のタイヤ空気圧検出装置における車輪側送受信機２が送信する送信フレームの形態を変更するものである。なお、本実施形態のタイヤ空気圧検出装置の構成は、上記各実施形態と同様であり、車輪側送受信機２の制御部２３ａで実行される処理のみを変更したものであるため、異なる部分についてのみ説明する。

上記第１、第２実施形態では、制御部２３にて、センサ部２１の検出信号を１つの送信フレームに格納し、送信タイミングのときに車輪側送受信機２から送信するようにした。これに対して、本実施形態では、送信フレームを複数にパケット分割し、分割した各送信フレームを複数回の送信タイミングにわたって送るようにしている。

図１２は、送信フレームを１つにした場合と複数に分割した場合の構成例を示した模式図である。

図１２（ａ）に示すように、送信フレームを１つにした場合、その送信フレームを構成するデータのビット数が例えば１００ビットという大きなものとなる。このため、送信フレームの送信に必要とされる時間が例えば１０〔ｍｓｅｃ〕と長くなる。

これに対し、本実施形態では図１２（ｂ）に示すように、例えば送信フレームをＮ個にパケット分割し、各送信フレームを構成するデータのビット数を例えばｍビットとしている。この場合、複数に分割された各送信フレームのそれぞれに、パリティビットとパケットナンバーを示すビットが付されることになる。したがって、各送信フレームの合計ビット数は送信フレームを１つにした場合よりも大きくなるが、各送信フレームのビット数はそれよりも小さくなる。このため、各送信フレームの送信に必要とされる時間が例えば０．１×ｍ〔ｍｓｅｃ〕と短くなる。

このように、送信フレームを複数に分割し、複数回の送信タイミングにわたって送信させることも可能である。そして、この場合、以下の効果を得ることができる。

すなわち、車両１の車速が速くなり、車輪６の回転速度が速くなると、その分、車輪側送受信機２が受信可能範囲に位置している時間が短くなる。このため、１つの送信フレームが長くなると、車輪側送受信機２が受信可能範囲に位置している時間のみでは送信しきれなくなってしまうこともあり得る。したがって、確実に通信が行われるようにするには、車輪側送受信機２が受信可能範囲を通過する時間に対して送信フレームが送信される時間が十分に短いことが必須条件となる。

これに対し、本実施形態のように送信フレームを複数に分割し、複数回にわたって送信されるようにすれば、各送信フレームの送信に必要とされる時間を短くすることができる。これにより、各送信フレームが確実に車両側受信装置３あるいは車体側通信機４で確実に受信できるようにすることが可能となる。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、車体側通信機４から所定の交流信号を車輪側送受信機２に対して常時送信するように構成したが、これに限らず、タイヤ空気圧等の情報が必要な場合のみ、車体側通信機４から所定の交流信号を車輪側送受信機２に対して送信するようにしてもよい。この場合、通常時は車輪側送受信機２によるタイヤ空気圧等の検出・送信は行わず、車輪側送受信機２が所定の交流信号を受信したときのみにタイヤ空気圧の検出・送信を行う。

さらに、通常時には車輪側送受信機２によるタイヤ空気圧等の検出・送信をタイヤ回転位置に関わらず定期的（例えば１分毎）に行うようにしてもよい。そして、必要に応じて車体側通信機４から送信される所定の交流信号を車輪側送受信機２が受信した場合には、車輪側送受信機２は所定のタイヤ回転位置でタイヤ空気圧等の検出結果を車体側に送信する。

また、上記実施形態では、車輪側送受信機２について電池駆動タイプ（第１実施形態）と電池レス駆動タイプ（第２実施形態）について説明したが、これに限らず、例えばタイヤの回転による遠心力で自己発電する発電手段を備えたものでよい。

また、上記実施形態では、車輪側送受信機２の制御部２３は、車体側制御装置３あるいは車体側通信機４へのデータ送信タイミングを設定する際に、車体側通信機４から受信する電波の受信電圧が所定値を超えた場合を送信タイミングとして設定したが、これに限らず、例えば、車体側通信機４から受信する電波の受信電圧が最大値となった場合を送信タイミングとして設定してもよい。この場合、車輪側送受信機２の制御部２３で予め受信電圧の最大値を設定しておき、車体側通信機４から受信する電波の受信電圧が設定された最大値と一致した場合に受信電圧が最大値となったと判定することができる。あるいは、車輪側送受信機２の制御部２３で車体側通信機４から受信する電波の受信電圧の変化をモニタし、この受信電圧の変化を微分して得られる傾きが正側からゼロになった場合に受信電圧が最大値となったと判定することができる。

本発明の第１実施形態におけるタイヤ空気圧検出装置のブロック構成を示す図である。 図１に示す車輪側送受信機と車体側通信機のブロック構成を示した図である。 図２に示す検波回路の回路構成を示した図である。 図１に示す車輪側送受信機および車体側通信機の位置関係を示した図である。 車輪側送受信機で受信する車体側通信機からの交流信号の受信レベルを示す特性図である。 車輪側送受信機における受信電圧を示す特性図である。 車輪側送受信機の制御部が行う送信タイミング決定方法を示すフローチャートである。 第２実施形態の車輪側送受信機と車体側通信機のブロック構成を示した図である。 図８に示す検波回路と電力チャージ回路の回路構成を示した図である。 車輪側送受信機におけるチャージ電圧と受信電圧を示した特性図である。 車輪側送受信機の制御部が行う送信タイミング決定方法を示すフローチャートである。 送信フレームを１つにした場合と複数に分割した場合の送信フレームの構成例を示した模式図である。 従来のタイヤ空気圧検出装置における送信機の搭載例を示した部分断面斜視図である。

符号の説明

１…車両、２…車輪側送受信機、３…車体側制御装置、４…車体側通信機、５…表示器、６…車輪、２１…センサ部、２２…検波回路、２３…制御部、２４…内蔵電池、２５…電力チャージ回路。

Claims (5)

1. タイヤを備えた複数個の車輪（５）それぞれに備えられ、前記タイヤの空気圧に応じた検出信号を出力するセンサ部（２１）と、前記センサ部（２１）の検出信号を信号処理するとともに、信号処理された前記検出信号を送信する制御部（２３）とを備えた車輪側送受信機（２）と、
   車体（７）側に備えられ、前記車輪側送受信機（２）に対して所定の電波を送信する信号送信手段（４）と、
   前記車体（７）側に備えられ、車輪側送受信機（２）から送信される前記検出信号を受信する信号受信手段（３、４）と、
   前記車体（７）側に備えられ、前記信号受信手段（３、４）を介して前記検出信号を受け取り、前記検出信号に基づいて前記車輪（５）に備えられた前記タイヤの空気圧を求める車体側制御装置（３）とを備え、
   前記車輪側送受信機（２）の制御部（２３）は、前記信号送信手段（４）から送信される前記所定の電波の受信強度に基づいて前記検出信号の送信タイミングを設定し、前記送信タイミングにしたがって前記検出信号を前記信号受信手段（３、４）に向けて送信するようになっていることを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。
2. 前記車輪側送受信機（２）の制御部（２３）は、前記所定の電波の受信電圧が所定値を超えたときを前記検出信号の送信タイミングとして設定することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧検出装置。
3. 前記車輪側送受信機（２）の制御部（２３）は、前記所定の電波の受信電圧が最大値となったときを前記検出信号の送信タイミングとして設定することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧検出装置。
4. 前記車輪側送受信機（２）は、前記送信手段（４）から受信した前記所定の電波のエネルギーを電気エネルギーに変換して駆動電力を得るように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のタイヤ空気圧検出装置。
5. 前記電気エネルギーを蓄電する蓄電手段（２５）を備え、
   前記車輪側送受信機（２）の制御部（２３）は、前記蓄電手段における充電電圧が所定値を超えたことを前記検出信号の送信タイミングを設定する条件に含めていることを特徴とする請求項４に記載のタイヤ空気圧検出装置。
   

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