(57)【要約】【課題】  コントローラ（質問器）から出力される質問信号を無変調信号として応答器のセンサを励振することによって変調による歪みの問題を解決する。【解決手段】  車輌のタイヤ近傍に向けて質問信号を送信すると共に、タイヤ空気圧等のタイヤ情報を含む応答信号を受信して処理する質問器１０と、所定周波数の信号によって励振されてタイヤ情報を検出するためのセンサ４を有すると共に、タイヤに装着され、質問信号に応答して応答信号を質問器１０に返信する応答器１とを備え、質問器１０からは所定周波数離れた第１の信号と第２の信号とを有する質問信号を送信し、応答器１には二つの信号を混合してそれらの周波数の差の信号を出力するミキサ手段３を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信期間に車輌のタイヤ近傍に向けて質問信号を送信すると共に、受信期間にタイヤ空気圧等のタイヤ情報を含む応答信号を受信して処理する質問器と、所定周波数の信号によって励振されて前記タイヤ情報を検出するためのセンサを有すると共に、前記タイヤに装着され、前記質問信号に応答して前記応答信号を前記受信期間に前記質問器に返信する応答器とを備え、前記質問器からは前記所定周波数離れた第１の信号と第２の信号とを有する前記質問信号を送信し、前記応答器には前記二つの信号を混合してそれらの周波数の差の信号を出力するミキサ手段を設けたことを特徴とするタイヤ情報検出装置。
【請求項２】
前記受信期間には前記第１の信号のみを送信したことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ情報検出装置。
【請求項３】
前記質問器には、前記第１の信号を出力する第１の電圧制御発振器と、第１の基準信号が入力されると共に、前記第１の電圧制御発振器を制御する第１のＰＬＬ回路と、前記第２の信号を出力する第２の電圧制御発振器と、第２の基準信号が入力されると共に、前記第２の電圧制御発振器を制御する２のＰＬＬ回路とを設け、前記第１の信号を前記第１のＰＬＬ回路に入力し、前記第１の信号と前記第２の信号との差の周波数の信号を前記第２のＰＬＬ回路に入力したことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ情報検出装置。
【請求項４】
前記第１の信号のレベルと前記第２の信号のレベルとを互いに等しくしたことを特徴とする請求項１又は２又は３に記載のタイヤ情報検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの空気圧等を監視するためのタイヤ情報検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３を参照して従来のタイヤ情報検出装置を説明する。コントローラは、約２．４ＧＨｚのマイクロ波周波数帯にある搬送波信号ｆ１について少なくとも１つの無線周波数ジェネレータＧ１を含む。その搬送波信号ｆ１は、ジェレータＧ２によって生成される、好ましくは１乃至３０ＭＨｚの周波数帯にある少なくとも１つの低周波数信号ｆ２によって変調される。この変調の結果として、所望の供給周波数が生成される。結果として生じる信号は、増幅され、タイヤの近傍のアンテナＡ１を介して送出される。
【０００３】
変調は、振幅変調であることが好ましい。このような変調形式に従って、側波帯が、スペクトル内に、搬送波周波数に沿って左右に例えば振幅変調についてｆ１＋ｆ２およびｆ１−ｆ２のところに生成される。複数の周波数ｆ２が使用される場合、それらの合計は、例を図に示される側帯波はスペクトルを生じる。変調は、電子スイッチＳ１によってスイッチオフされ、そのスイッチは、タイマＴ１によって周期的に制御される。
【０００４】
タイヤは、少なくとも１つの測定値送信機ＭＧ１（トランスポンダ）を含み、想定値送信機ＭＧ１は、少なくとも１つのアンテナＡ２、少なくとも１つのダイオードを持つ受信機、および受信される変調信号によって励起される水晶共振器Ｑ１を含む。この水晶共振器Ｑ１は、タイヤ空気圧の影響をうけて共振周波数が変わり、再びそれ自体変調器ダイオードまたはミキサダイオードＤ２、好ましくはパラメトリック利得が使用されることを許すバラクタダイオードに結合される。さらにその周波数は、測定値によって変更される。変調は、スイッチＳ１によって時間ｔ１にスイッチオフされ、受信機Ｅ１は、すぐこの後に、ｔ１の約１μ秒後であるｔ２にアクティブにされる。
【０００５】
供給周波数の変調が、スイッチオフされると、水晶共振器Ｑ１は、約１ｍ秒間発振し続ける。搬送波が、まだ存在するので、この供給周波数は、変調ダイオードＤ２を介して変調される。しかし、これが起きるのは、変調周波数ｆ２がすでに水晶共振器Ｑ１を励起しているとき、すまわち変調周波数ｆ２が起こり得る測定値にほぼ対応するときのみである。供給信号が、干渉を引き起こし得るＡ１によって変調されることなく、受信機はＡ３の変調された信号をアンテナＡ４で認識し、従って変調から測定値を導き出すことができる。変調が無い場合または変調がよわすぎる場合、起こり得る測定値は、繰り返しサンプリングすることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特許第３４９４４４０号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
トランスポンダＭＧ１においては、振幅変調波がダイオードＤ１によって検波されてｆ２の変調波が検波され、検波された変調波によって水晶共振器Ｑ１が励振されるが、十分に励振するためには振幅変調波の変調度を大きくする必要がある。しかし、水晶共振器を励振し易くするために変調度を大きくすると、変調波が大きく歪み、スプリアス発生の問題が生じる、また、その問題を避けるために変調度を下げると変調レベルが低くなって水晶共振器を十分に励振できないという問題がある。
【０００８】
本発明はコントローラ（質問器）から出力される質問信号を無変調信号として応答器のセンサを励振することによって変調による歪みの問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する手段として、車輌のタイヤ近傍に向けて質問信号を送信すると共に、タイヤ空気圧等のタイヤ情報を含む応答信号を受信して処理する質問器と、所定周波数の信号によって励振されて前記タイヤ情報を検出するためのセンサを有すると共に、前記タイヤに装着され、前記質問信号に応答して前記応答信号を前記質問器に返信する応答器とを備え、前記質問器からは前記所定周波数離れた第１の信号と第２の信号とを有する前記質問信号を送信し、前記応答器には前記二つの信号を混合してそれらの周波数の差の信号を出力するミキサ手段を設けた。
【００１０】
また、前記受信期間には前記第１の信号のみを送信した。
【００１１】
また、前記質問器には、前記第１の信号を出力する第１の電圧制御発振器と、第１の基準信号が入力されると共に、前記第１の電圧制御発振器を制御する第１のＰＬＬ回路と、前記第２の信号を出力する第２の電圧制御発振器と、第２の基準信号が入力されると共に、前記第２の電圧制御発振器を制御する２のＰＬＬ回路とを設け、前記第１の信号を前記第１のＰＬＬ回路に入力し、前記第１の信号と前記第２の信号との差の周波数の信号を前記第２のＰＬＬ回路に入力した。
【００１２】
また、前記第１の信号のレベルと前記第２の信号のレベルとを互いに等しくした。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、車輌のタイヤ近傍に向けて質問信号を送信すると共に、タイヤ空気圧等のタイヤ情報を含む応答信号を受信して処理する質問器と、所定周波数の信号によって励振されてタイヤ情報を検出するためのセンサを有すると共に、タイヤに装着され、質問信号に応答して応答信号を質問器に返信する応答器とを備え、質問器からは所定周波数離れた第１の信号と第２の信号とを有する質問信号を送信し、応答器には二つの信号を混合してそれらの周波数の差の信号を出力するミキサ手段を設けたので、質問器からは振幅変調波を送信する代わりに２波の信号を送信するだけでセンサを励振することができるので、振幅変調波の歪みによるスプリアスの問題から開放されると共に、そのレベルを下げてもセンサを十分に励振することが可能である。
【００１４】
また、請求項２の発明によれば、受信期間には第１の信号のみを送信したので、応答器ではセンサの出力によって第１の信号を変調して応答信号を返信できる。
【００１５】
また、請求項３の発明によれば、質問器には、第１の信号を出力する第１の電圧制御発振器と、第１の基準信号が入力されると共に、第１の電圧制御発振器を制御する第１のＰＬＬ回路と、第２の信号を出力する第２の電圧制御発振器と、第２の基準信号が入力されると共に、第２の電圧制御発振器を制御する２のＰＬＬ回路とを設け、第１の信号を第１のＰＬＬ回路に入力し、第１の信号と第２の信号との差の周波数の信号を第２のＰＬＬ回路に入力したので、例えば第１の信号の周波数が変動しても差の周波数は常に一定となり、センサを確実に励振することができる。
【００１６】
また、請求項４の発明によれば、第１の信号のレベルと第２の信号のレベルとを互いに等しくしたので、通常の振幅変調波による搬送波レベルよりも３ｄＢさげても、１００％振幅変調波の復調によって得られる復調信号と同じレベルのビート信号（差の周波数の信号）が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に従って本発明のタイヤ情報検出装置を説明する。図１において、車輌のタイヤ（図示せず）には応答器１が装着される。また、車輌本体（図示せず）側には、質問器１０が設けられる。
【００１８】
応答器１はアンテナ２と、アンテナ２に結合されたミキサ手段３と、ミキサ手段３に結合されたセンサ４等を有する。ミキサ手段３はダイオード等の非直線素子からなり、周波数変換手段としての機能と変調手段としての機能を有する。また、センサ４は自己共振周波数あるいはそれに近い周波数（例えば、およそ１０ＭＨｚ）の信号によって励振されると自己共振するような水晶共振器等からなり、その共振周波数はタイヤの空気圧や温度等に対応して変化する。センサ４は検出すべきタイヤ情報に対応して複数設けられる。
【００１９】
質問器１０は、アンテナ１１に結合された送信部１２と受信部１３とを有する。送信部１２には第１の信号（例えば、周波数Ｆ１＝２．４ＧＨｚ）を発生する第１の電圧制御発振器２１と、第１の電圧制御発振器２１を制御する第１のＰＬＬ回路２２と、第１のＰＬＬ回路２２に第１の基準信号を供給する第１の基準発振器２３と、第１の信号を増幅する第１の送信アンプ２４と、第２の信号（例えば、周波数Ｆ２＝２．４１ＧＨｚ）を発生する第２の電圧制御発振器２５と、第２の電圧制御発振器２５を制御する第２のＰＬＬ回路２６と、第２のＰＬＬ回路２６に第２の基準信号を供給する第２の基準発振器２７と、第２の信号を増幅する第２の送信アンプ２８とが設けられる。
【００２０】
また、第１の電圧制御発振器２１から出力される第１の信号と第２の電圧制御発振器２５から出力される第２の信号とのビート信号（周波数差の信号）を得るためのミキサ２９と、増幅された第１及び第２の信号を加算する加算手段３０と、第２の送信アンプ２８と加算手段３０との間に接続されたスイッチ３１とが設けられる。そして、加算手段３０がアンテナ１１に結合される。
【００２１】
また、第１の電圧制御発振器２１から出力される第一の信号は第１のＰＬＬ回路２２に供給されると共に、ビート信号は第２のＰＬＬ回路２６に供給される。そして、第１のＰＬＬ回路２２と第２のＰＬＬ回路２６とにはそれぞれ所定の分周比データが入力され、第１の電圧制御発振器２１は２．４ＧＨｚで発振し、第２の電圧制御発振器２５は２．４１ＧＨｚで発振する。従って、ビート信号は１０ＭＨｚとなる。二つの発振信号は加算手段３０を介して（スイッチ３１がオンのとき）アンテナ１１に出力される。
【００２２】
また、受信部１３には受信アンプ４１と、復調手段４２と、信号処理回路４３等が設けられる。
【００２３】
次に、本発明のタイヤ情報検出装置の動作を説明する。代表的なタイヤ情報としては、タイヤ空気圧やタイヤ温度があるが、説明の都合上タイヤ空気圧を検出する場合について説明する。もし、タイヤ温度も検出するようにすれば、応答器１にはそのためのセンサが設けられる。
【００２４】
先ず、応答器１に対して送信される質問信号は、図２に示されるように送信期間Ｔａと受信期間Ｔｂとに分けられる。送信期間Ｔａにおいてはスイッチ３１が閉じられ、受信期間Ｔｂにおいてはスイッチ３１が開かれる。スイッチ３１が閉じられた送信期間Ｔａでは、第１の電圧制御発振器２１からは第１の信号が出力される。第１の信号の周波数は第１の基準発振器２３の信号と比較するするために第１のＰＬＬ回路２２に入力される。そして、第１のＰＬＬ回路２２に設定された分周比によって第１の電圧制御発振器２１は第１の信号周波数（Ｆ１＝２．４ＧＨｚ）で発振する。
【００２５】
また、第２の電圧制御発振器２５は第２のＰＬＬ回路２６によって制御されるが、第２のＰＬＬ回路２６にはミキサ２９によって得られた差の周波数の信号が比較の為に入力され、第２の基準発振器２７の基準信号と比較される。この差の周波数がセンサ４の自己共振周波数又はその近傍の周波数（例えば１０ＭＨｚ）となるように第２のＰＬＬ回路２６の分周比が設定されるので、第２の電圧制御発振器２５は第２の信号周波数（Ｆ２＝２．４１ＧＨｚ）で発振する。第１の信号と第２の信号とは同レベルで送信される。
【００２６】
そして、第１の電圧制御発振器２１から出力された第１の信号（Ｆ１）と第２の電圧制御発振器２５から出力された第２の信号（Ｆ２）とが加算手段３０を介してアンテナ１１から放射される。即ち、２波（Ｆ１＋Ｆ２）の信号が送信される。第１の信号と第２の信号との周波数差は、センサ４の自己共振周波に一致するかその近傍となるように設定されている。
【００２７】
応答器１においては、アンテナ２で受信した２波の信号がミキサ手段３であるダイオードに入力され、ここで、２波のビートである差の周波数（１０ＭＨｚ）が生成される。この差の周波数の信号によってセンサ４が励振され、センサは自己共振周波数で共振する。
【００２８】
また、受信期間Ｔｂでは、スイッチ３１が開となるので、第１の信号（Ｆ１）のみが送信される。
【００２９】
応答器１においては、センサ４から出力される共振信号は、送信期間Ｔａが終了しても多少の時間継続するので、引き続く受信期間Ｔｂで送られてきている第１の信号を振幅変調する。この変調は、ミキサ手段３によって行われる。そして、自己共振周波数はタイヤの空気圧の影響をうけてそれに応じた周波数に変化するので、自己共振周波数の変化がタイヤ情報となる。
【００３０】
ミキサ手段３によって振幅変調された被変調波は、第１の信号とその両側に１０ＭＨｚ離れて発生するサイドバンド信号とを有し、これが応答信号となってアンテナ２から放射されて質問器１０のアンテナ１１で受信される。そして、受信アンプ４１で増幅された後に復調手段４２によって復調され、１０ＭＨｚの信号は、信号処理回路４３によって処理され、タイヤ空気圧の情報が抽出される。この情報は図示しない表示装置に表示される。
【００３１】
以上のように、本発明では、質問器１０からは振幅変調波を送信する代わりに２波の信号を送信するだけでセンサ４を励振することができるので、振幅変調波の歪みによるスプリアスの問題から開放されると共に、そのレベルを下げてもセンサ４を十分に励振することが可能である。また、第１の信号と第２の信号とを同レベルとし、通常の振幅変調波による搬送波レベルよりも６ｄＢさげても、１００％振幅変調波の復調によって得られる復調信号と同じレベルのビート信号（差の周波数の信号）が得られる。
【００３２】
また、比較の為の第２のＰＬＬ回路２６に入力する信号を第１の信号と第２の信号との差の周波数としたので、例えば第１の信号の周波数が変動しても差の周波数は常に一定（１０ＭＨｚ）となり、センサ４を確実に励振することができる。さらに、第２のＰＬＬ回路２６は低い周波数の比較によって位相制御するので安価な構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のタイヤ情報検出装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明のタイヤ情報検出装置における質問信号のフォーマットである。
【図３】従来のタイヤ情報検出装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３４】
１：応答器
２：アンテナ
３：ミキサ手段
４：センサ
１０：質問器
１１：アンテナ
１２：送信部
２１：第１の電圧制御発振器
２２：第１のＰＬＬ回路
２３：第１の基準発振器
２４：第１の送信アンプ
２５：第２の電圧制御発振器
２６：第２のＰＬＬ回路
２７：第２の基準発振器
２８：第２の送信アンプ
２９：ミキサ
３０：加算手段
３１：スイッチ
４１：受信アンプ
４２：ミキサ手段
４３：信号処理回路
【図１】
2006076432.tif 000003
【図２】
2006076432.tif 000004
【図３】
2006076432.tif 000005