JP2007200192A - タイヤ管理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】受信モジュールがセンサモジュールにデータ要求信号を送信する際に、妨害電波等のあるチャンネルの周波数を選択できないようにし、受信確率の高い周波数を選択できるようにする。
【解決手段】受信モジュール１は、使用禁止チャンネルが無ければ、データ要求信号の使用周波数を、全てのチャンネルから選択し、使用禁止チャンネルが有れば、データ要求信号の使用周波数を、使用禁止チャンネル以外から選択する。センサモジュール３からの測定データの取得に失敗した場合は、受信モジュール１は、測定データの取得に所定回数失敗した通信チャンネルを使用禁止チャンネルに設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に装着されたタイヤの内側に取り付けられ、タイヤ内圧を含むタイヤ状態量を測定するセンサモジュールと、車体側に取り付けられ、センサモジュールから送信された測定データを受信する受信モジュールとを具えたタイヤ管理システムの改良に関するものである。
鉱山用車両等の運行中のタイヤの管理を行うため、タイヤの内圧や温度等のタイヤ状態量を測定するセンサモジュールをタイヤの内部に取り付けて、このセンサモジュールからの測定データを車体側の受信モジュールで受信し、受信したデータを、複数の車両を管理する車両運行管理センターに送信するよう構成されたタイヤ管理システムを車両に搭載することが提案されていて、この提案は、各車両のタイヤ管理システムのデータに基づき、もし車両が故障を起こす可能性があると判断される場合には、車両運行管理センターから運転者に必要な処置を指示することにより危険な状況を未然に防止することを目的とするものである（例えば、特許文献１）。
このようなタイヤ管理システムでは、各受信モジュールから、所定周期で、対応するセンサモジュールにデータ要求信号が送信され、センサモジュールは、データ要求信号を受信したタイミングにあわせて、タイヤ状態量の測定を行い、測定結果を受信モジュールに送信するよう構成されており、受信モジュールは、このようにして、センサモジュールから測定データを取得することができる。
特開平１０−１０４１０３号公報
ところで、受信モジュールとセンサモジュールとの間の信号の送受信のために、一定の周波数帯が一般に開放されているが、周波数帯のうち特定のチャンネルについては、鉱山によっては、その鉱山特有の事情によって使用できないことがある。例えば、妨害電波のあるチャンネルとか、他の機器が使用しているチャンネルについては使用できない。そのため、上述したタイヤ管理システムでは、複数のチャンネルを用意しておいて、通信に失敗したら異なるチャンネルに切り替える機能も有している。しかしながら、初めからこのような妨害電波等のあるチャンネルを受信モジュールが選択できないようにしておけば、受信確率の向上が期待できる。そのため、予めスペクトルアナライザを用いて妨害電波等のあるチャンネルを検出することも行われているが、スペクトルアナライザを用いる方法では、時間と手間がかかるという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スペクトルアナライザを用いることなく妨害電波等のあるチャンネルを検出し、受信モジュールがセンサモジュールにデータ要求信号を送信する際に、妨害電波等のあるチャンネルの周波数を選択できないようにし、センサモジュールにとって受信確率の高い周波数を選択できるようにすることによって、受信モジュールが速やかにセンサモジュールと信号の送受信を行えるタイヤ管理システムを提供することにある。
上記目的を達成するため本発明は、車両に装着されたタイヤの内側に取り付けられ、タイヤ状態量を測定しこの測定データを車体側に送信するセンサモジュールと、車体側に設けられ、所定の周期で、センサモジュールに前記測定データを要求するデータ要求信号を送信するとともに、センサモジュールから送信された測定データを取得する受信モジュールとを具えたタイヤ管理システムにおいて、前記受信モジュールが、前記センサモジュールとの通信に所定回数失敗した通信チャンネル以外の通信チャンネルの周波数で、前記センサモジュールにデータ要求信号を送信するように構成されていることを特徴とする。
前記所定回数は、確実に使用できないチャンネルであると判定できる回数であることが好ましい。。
また、本発明は、車両に装着されたタイヤの内側に取り付けられ、タイヤ状態量を測定しこの測定データを車体側に送信するセンサモジュールと、車体側に設けられ、所定の周期で、センサモジュールに前記測定データを要求するデータ要求信号を送信するとともに、センサモジュールから送信された測定データを取得する受信モジュールとを具えたタイヤ管理システムにおいて、前記受信モジュールが、通信チャンネルでの通信失敗回数が上位Ｎ（Ｎは１以上の自然数）番目までの通信チャンネル以外の通信チャンネルの周波数で、前記センサモジュールにデータ要求信号を送信するように構成されていることを特徴とする。
本発明のタイヤ管理システムは、受信モジュールが、センサモジュールとの通信に所定回数失敗した通信チャンネルや、通信チャンネルでの通信失敗回数が上位Ｎ（Ｎは１以上の自然数）番目までの通信チャンネルを選択できないようにして、センサモジュールにとって受信確率の高いチャンネルの周波数でセンサモジュールにデータ要求信号を送信するようにしたので、受信モジュールが速やかにセンサモジュールと信号の送受信を行うことができる。
次に、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本発明のタイヤ管理システムの構成を示す概略配置図である。センサモジュール３は、車両６に装着されたそれぞれのタイヤ４に取り付けられる。
センサモジュール３は、タイヤ４の内面に焼き付けて取り付けられ、走行中のタイヤが荷重下で変形してもタイヤから隔離したり壊れたりしないよう設けられている。また、センサモジュール３は、タイヤ内圧等を検知する検知手段、受信モジュール１との送受信を司るアンテナ３ａやトランスミッタ、および、これらを制御する制御手段を具えて構成される。検知手段としては、タイヤ内圧の他にタイヤ温度を検知するものも含むことができる。なお、センサモジュール３は、タイヤ内側空間においてホイールに取り付けたり、タイヤ内側空間に別途の手段で保持したりすることも可能である。
タイヤ管理システム１０は、車両６のそれぞれのタイヤ４内に取り付けられたセンサモジュール３と、センサモジュール３からの温度や圧力のデータを含む無線信号を受信するアンテナ１ａを備えてアンテナ１ａから温度や圧力のデータを取得する受信モジュール１と、受信モジュール１にセンサモジュール３からのデータ取得を指令する中央制御モジュール５と、中央制御モジュール５から無線で送信される信号を受信してタイヤの走行状況を監視する車両運行管理センター７から構成されている。なお、受信モジュール３は、中央制御モジュールの内部に配置するようにすることも可能である。
図２（ａ）は、受信モジュール１がセンサモジュール３に対して、測定データの送信を要求するデータ要求信号Ｄの送信タイミングを示すタイミングチャートである。データ要求信号Ｄの送信周期は、周期Ｔとして定めることができ、データ要求信号Ｄの送信処理は、周期Ｔの時間間隔で繰り返し行われる。
図２（ｂ）は、センサモジュール３が測定データ信号を送信するタイミングを示すタイミングチャートである。センサモジュール３は、受信モジュール１から周期Ｔの時間間隔で送られてくるデータ要求信号Ｄを検知した場合、タイヤの内圧等のタイヤ状態量を測定する測定処理を行い、測定結果としての測定データ信号Ａをアンテナ３ａ，１ａを介して受信モジュール１に送信する送信処理を行う。
図３は、図２（ａ）におけるデータ要求信号Ｄを拡大して示すタイミングチャートである。受信モジュール１が送信するデータ要求信号Ｄは、所定の周期で送信されるデータ要求信号Ｅが、図３に示すように、複数個集まったものであり、受信モジュール１は、周波数Ｆ１で送信したデータ要求信号Ｅに対して、所定の時間内にセンサモジュール３からデータ送信がない場合には、再びデータ要求信号Ｅを送信し、センサモジュールからのデータ送信を待つ。更にデータ要求信号Ｅに定められた送信回数の上限値ｍ（図３ではｍ＝４）に達するまでデータ要求信号Ｅを繰り返して送信してもセンサモジュール３からデータ送信がない場合には、異なる周波数Ｆ２のデータ要求信号Ｅを送信し、センサモジュールからのデータ送信を待つ。このデータ要求信号Ｅの送信動作は、センサモジュール３からのデータ送信が確認されると停止される。したがって、データ要求信号Ｅの個数はセンサモジュールからのデータ送信の有無によって変化する。
図４は、受信モジュール１およびセンサモジュール３が、それぞれデータの送信に使用する周波数帯域を示す概念図であり、横軸は周波数を示す。受信モジュール１およびセンサモジュール３が送信に使用する周波数帯域は、図示の所定周波数領域ΔＦを互いに重ならないよう分割して予め定められる。図示の例においては、ＲＭで示した合計５３個のチャンネルは、受信モジュール１からセンサモジュール３へのデータ要求信号送信用に割り当てられ、ＳＭで示した合計１４個のチャンネルは、センサモジュール３から受信モジュール１への測定データ信号送信用に割り当てられる。
センサモジュール３が測定データ信号の送信に使用するチャンネルの識別符号は、受信モジュールが送信するデータ要求信号の一部としてセンサモジュール３に送信され、この信号を受けたセンサモジュールは、そこに指定されているチャンネルの周波数を用いて測定データ信号を送信することになる。
図５は、データ構造を示す図であり、図５（ａ）は、受信モジュールが送信するデータ要求信号を示し、このデータ要求信号は、データ送信要求を表わす指令ＣＭＤ、送信対象となるセンサモジュール３の自己識別符号ＩＤのほか、上述した通り、センサモジュール３が測定データ信号の送信に使用すべきチャンネルを表わす識別符号ｆよりなっており、一方、図５（ｂ）は、センサモジュール３が送信する測定データ信号の構造を示し、この信号は、測定データＤＡＴＡ、異常フラグＯＫ/ＮＧ、および、送信するセンサモジュール３のＩＤよりなっている。
次に、本発明のタイヤ管理システムにおける受信モジュールの動作について詳細に説明する。図６および図７は、受信モジュール１の第１実施例の処理を示すフローチャートである。
ステップｓ１において、受信モジュール１は、センサモジュール３へ前回データ要求信号を送信した時から周期Ｔの時間が経過したか否かを判定する。周期Ｔの時間が経過していない場合は、周期Ｔになるまで、ステップｓ１を繰り返す。周期Ｔになれば、カウンタｎを０に設定する（ステップｓ２）。カウンタｎは、ある周波数のデータ要求信号の送信回数を表すカウンタである。
次に、ステップｓ３において、データ要求信号の送信回数であるカウンタｎが、データ要求信号に定められた送信回数の上限値ｍ以下であるか、ｍより大きいかを判定する。この場合、カウンタｎは１に設定されており、ｍ以下であるので、ステップｓ４において、使用禁止チャンネルが有るか、無いかを判定する。もし、使用禁止チャンネルが無ければ、データ要求信号の使用周波数を、全てのチャンネルから選択し（ステップｓ５）、使用禁止チャンネルが有れば、データ要求信号の使用周波数を、使用禁止チャンネル以外から選択する（ステップｓ６）。
次に、ステップｓ７において、受信モジュール１は、選択したチャンネルの周波数でデータ要求信号をセンサモジュール３に送信し、ステップｓ８において、データ要求信号の送信回数を表すカウンタｎを１だけ増加させる。
次に、ステップｓ９において、受信モジュール１は、センサモジュール３からの測定データの取得に成功したかを判定する。ステップｓ９において、測定データの取得に成功した場合は、センサモジュール３から取得した測定データを保存する（ステップｓ１４）。
センサモジュール３からの測定データの取得に失敗した場合は、センサモジュール３が受信モジュール１からデータ要求信号を受信できなかったとして、通信に失敗したデータ要求信号の使用周波数の通信チャンネルのカウンタＡｘを１だけ増加させる（ステップｓ１０）。カウンタＡｘは、通信チャンネルでの通信失敗回数を格納するカウンタであり、通信チャンネル毎に設けられる。次に、ステップｓ１１において、カウンタＡｘがカウンタ上限値Ｂ以上であるか、Ｂより小さいかを判定する。このカウンタ上限値Ｂは、妨害電波等があるために確実に使用できないチャンネルであると判定できる回数の値である。
カウンタＡｘがカウンタ上限値Ｂ以上であれば、次に、ステップｓ１２において、使用禁止チャンネルの設定個数が上限か否かを判断し、使用禁止チャンネルの設定個数が上限でない場合は、ステップｓ１３において、この測定データ取得失敗時のチャンネルを使用禁止チャンネルに設定する。使用禁止チャンネルの設定個数に上限を設けたのは、使用禁止チャンネルを無制限に設定できるようにすると、使用禁止チャンネルの設定個数が、受信モジュールの本来の使用可能なチャンネル数を超えてしまった場合に、受信モジュールが選択できるチャンネルがなくなってしまうからである。したがって、使用禁止チャンネルの設定個数は、本来の使用可能なチャンネル数より小さい値となる。
そして、ステップｓ１１において、カウンタＡｘがＢより小さい場合、および、ステップｓ１２において、使用禁止チャンネルの設定個数が上限である場合、および、ステップｓ１３において、使用禁止チャンネルを設定した後は、ステップｓ３に戻る。
ステップｓ３において、カウンタｎがｍ以下であるか、ｍより大きいかを判定し、ｍ以下であれば、再び、ステップｓ４において、使用禁止チャンネルが有るか、無いかを判定する。
ステップｓ３において、カウンタｎがｍより大きい場合、および、ステップｓ１４において、センサモジュール３から測定データの取得に成功し、取得した測定データを保存した場合は、上述した処理ルーチンを終了する。そして、他の受信モジュールに切り替えて、他の受信モジュールとセンサモジュールとの間で改めて上述した処理ルーチンを開始する。
次に、受信モジュールの第２実施例の動作について詳細に説明する。図８は、受信モジュールの第２実施例の処理を示すフローチャートである。
ステップｓ１において、受信モジュール１は、センサモジュール３へ前回データ要求信号を送信した時から周期Ｔの時間が経過したか否かを判定する。周期Ｔの時間が経過していない場合は、周期Ｔになるまで、ステップｓ２１を繰り返す。周期Ｔになれば、カウンタｎを０に設定する（ステップｓ２２）。カウンタｎは、ある周波数のデータ要求信号の送信回数を表すカウンタである。
次に、ステップｓ２３において、データ要求信号の送信回数であるカウンタｎが、データ要求信号に定められた送信回数の上限値ｍ以下であるか、ｍより大きいかを判定する。この場合、カウンタｎは１に設定されており、ｍ以下であるので、ステップｓ２４において、使用禁止チャンネルが有るか、無いかを判定する。もし、使用禁止チャンネルが無ければ、データ要求信号の使用周波数を、全てのチャンネルから選択し（ステップｓ２５）、使用禁止チャンネルが有れば、データ要求信号の使用周波数を、通信チャンネルでの通信失敗回数を格納するカウンタＡｘの上位Ｎ（Ｎは自然数）番目までのチャンネルを除外して、それ以外のチャンネルから選択する（ステップｓ２６）。
次に、ステップｓ２７において、受信モジュール１は、選択したチャンネルの周波数でデータ要求信号をセンサモジュール３に送信し、ステップｓ２８において、データ要求信号の送信回数を表すカウンタｎを１だけ増加させる。
次に、ステップｓ２９において、受信モジュール１は、センサモジュール３からの測定データの取得に成功したかを判定する。ステップｓ２９において、測定データの取得に成功した場合は、センサモジュール３から取得した測定データを保存する（ステップｓ３１）。
センサモジュール３からの測定データの取得に失敗した場合は、ステップｓ３０において、センサモジュール３が受信モジュール１からデータ要求信号を受信できなかったとして、通信に失敗したデータ要求信号の使用周波数の通信チャンネルのカウンタＡｘを１だけ増加させ、ステップｓ２３に戻る。
ステップｓ２３において、カウンタｎがｍ以下であるか、ｍより大きいかを判定し、ｍ以下であれば、再び、ステップｓ２４において、使用禁止チャンネルが有るか、無いかを判定する。
ステップｓ２３において、カウンタｎがｍより大きい場合、および、ステップｓ３１において、センサモジュール３から測定データの取得に成功し、取得した測定データを保存した場合は、上述した処理ルーチンを終了する。そして、他の受信モジュールに切り替えて、他の受信モジュールとセンサモジュールとの間で改めて上述した処理ルーチンを開始する。
上述したように本発明のタイヤ管理システムによれば、受信モジュールが、センサモジュールとの通信に所定回数失敗した通信チャンネルや、通信チャンネルでの通信失敗回数が上位Ｎ（Ｎは１以上の自然数）番目までの通信チャンネルを選択できないようにして、センサモジュールにとって受信確率の高いチャンネルの周波数でセンサモジュールにデータ要求信号を送信するようにしたので、受信モジュールが速やかにセンサモジュールと信号の送受信を行うことができる。
なお、本発明は、センサモジュールが、受信モジュールに測定データ信号を送信する場合にも適用できるものである。
この発明は、鉱山用車両に用いられるタイヤだけでなく、乗用車を含めたすべての種類のタイヤの状態情報をリアルタイムで測定するシステムに用いることができる。
本発明のタイヤ管理システムの構成を示す概略配置図である。 センサモジュールおよび受信モジュールの信号出力の例を示すタイミングチャートである。 データ要求信号を拡大して示すタイミングチャートである。 受信モジュールおよびセンサモジュールが、それぞれデータの送信に使用する周波数帯域を示す概念図である。 受信モジュールおよびセンサモジュールのそれぞれによって送信されるデータの構造を示す概念図である。 受信モジュールの第１実施例の処理を示すフローチャートである。 受信モジュールの第１実施例の処理を示すフローチャートである。 受信モジュールの第２実施例の処理を示すフローチャートである。
符号の説明
１ 受信モジュール
１ａ、３ａ アンテナ
３ センサモジュール
４ タイヤ
５ 中央制御モジュール
６ 車両
７ 車両運行管理センター
１０ タイヤ管理システム

Claims (3)

  1. 車両に装着されたタイヤの内側に取り付けられ、タイヤ状態量を測定しこの測定データを車体側に送信するセンサモジュールと、車体側に設けられ、所定の周期で、センサモジュールに前記測定データを要求するデータ要求信号を送信するとともに、センサモジュールから送信された測定データを取得する受信モジュールとを具えたタイヤ管理システムにおいて、
    前記受信モジュールは、前記センサモジュールとの通信に所定回数失敗した通信チャンネル以外の通信チャンネルの周波数で、前記センサモジュールにデータ要求信号を送信するように構成されていることを特徴とするタイヤ管理システム。
  2. 前記所定回数は、確実に使用できないチャンネルであると判定できる回数であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ管理システム。
  3. 車両に装着されたタイヤの内側に取り付けられ、タイヤ状態量を測定しこの測定データを車体側に送信するセンサモジュールと、車体側に設けられ、所定の周期で、センサモジュールに前記測定データを要求するデータ要求信号を送信するとともに、センサモジュールから送信された測定データを取得する受信モジュールとを具えたタイヤ管理システムにおいて、
    前記受信モジュールは、通信チャンネルでの通信失敗回数が上位Ｎ（Ｎは１以上の自然数）番目までの通信チャンネル以外の通信チャンネルの周波数で、前記センサモジュールにデータ要求信号を送信するように構成されていることを特徴とするタイヤ管理システム。
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