(57)【要約】【課題】  コントローラ（質問器）から出力される振幅変調波の歪みに起因する問題を解決する。【解決手段】  質問器１０には、第１の信号と第２の信号とをそれぞれ出力する第１の発振器１３及び第２の発振器１５と、第１の信号と第２の信号とを合成する電力合成分配回路１６と、電力合成分配回路１６の合成端１６ａに結合されるアンテナ１１と、電力合成分配回路１６の一方の分配端１６ｂと第１の発振器１３との間に介挿された第１のミキサ手段１４と、電力合成分配回路１６の他方の分配端１６ｃを一方の分配端１６ｂまたは第２の発振器１５に接続する第１の切替手段１８とを設け、応答器１には第１の信号と第２の信号とを混合してそれらの周波数の差の信号を出力する第２のミキサ手段３を設け、送信期間には第１の切替手段１８によって他方の分配端１６ｃを第２の発振器１５に接続し、受信期間には他方の分配端１６ｃを第１のミキサ手段１４に接続した。【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、前記タイヤに装着され、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、前記質問器には、前記質問信号を構成するための、前記所定周波数離れた第１の信号と第２の信号とをそれぞれ出力する第１の発振器及び第２の発振器と、前記第１の信号と前記第２の信号とを合成する電力合成分配回路と、前記電力合成分配回路の合成端に結合されるアンテナと、前記電力合成分配回路の一方の分配端と前記第１の発振器との間に介挿された第１のミキサ手段と、前記電力合成分配回路の他方の分配端を前記一方の分配端または前記第２の発振器に接続する第１の切替手段とを設け、前記応答器には前記第１の信号と前記第２の信号とを混合してそれらの周波数の差の信号を出力する第２のミキサ手段を設け、前記送信期間には前記第１の切替手段によって前記他方の分配端を前記第２の発振器に接続し、前記受信期間には前記他方の分配端を前記第１のミキサ手段に接続したことを特徴とする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４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を持つ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（センサ）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）から出力される振幅変調波の歪みに起因する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】
上記課題に対して、本発明では、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、前記タイヤに装着され、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、前記質問器には、前記質問信号を構成するための、前記所定周波数離れた第１の信号と第２の信号とをそれぞれ出力する第１の発振器及び第２の発振器と、前記第１の信号と前記第２の信号とを合成する電力合成分配回路と、前記電力合成分配回路の合成端に結合されるアンテナと、前記電力合成分配回路の一方の分配端と前記第１の発振器との間に介挿された第１のミキサ手段と、前記電力合成分配回路の他方の分配端を前記一方の分配端または前記第２の発振器に接続する第１の切替手段とを設け、前記応答器には前記第１の信号と前記第２の信号とを混合してそれらの周波数の差の信号を出力する第２のミキサ手段を設け、前記送信期間には前記第１の切替手段によって前記他方の分配端を前記第２の発振器に接続し、前記受信期間には前記他方の分配端を前記第１のミキサ手段に接続した。
【発明の効果】
【００１０】
上記解決手段によれば、質問器には、所定周波数離れた第１の信号と第２の信号とをそれぞれ出力する第１の発振器及び第２の発振器と、第１の信号と第２の信号とを合成する電力合成分配回路と、電力合成分配回路の合成端に結合されるアンテナと、電力合成分配回路の一方の分配端と第１の発振器との間に介挿された第１のミキサ手段と、電力合成分配回路の他方の分配端を一方の分配端または第２の発振器に接続する第１の切替手段とを設け、応答器には第１の信号と第２の信号とを混合してそれらの周波数の差の信号を出力する第２のミキサ手段を設け、送信期間には第１の切替手段によって他方の分配端を第２の発振器に接続し、受信期間には他方の分配端を第１のミキサ手段に接続したので、送信期間に送信される第１の信号と第２の信号とによって応答器のセンサが励振され、また、受信期間に受信した応答信号は、電力合成分配回路によって一旦は分配されるがその分配端で再び合成されるので、伝送ロスが無く高レベルで第１のミキサ手段に入力される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１乃至図３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。
【００１２】
応答器１はアンテナ２と、アンテナ２に結合された第２のミキサ手段３と、第２のミキサ手段３に結合されたセンサ４等を有する。第２のミキサ手段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。
【００１３】
質問器１０は、アンテナ１１と、アンテナ１１に接続された帯域通過フィルタ１２と、ストリップラインＳと抵抗Ｒとからなり、その合成端１６ａが帯域通過フィルタ１２に接続された電力合成分配回路（３ｄＢカプラ）１６と、第１の信号（Ｆ１）を発生する第１の発振器１３と、第１の信号を増幅する第１の送信アンプ２０と、第１の送信アンプ２０の出力端と電力合成分配回路１６の一方の分配端１６ｂとの間に接続された第１のミキサ手段１４と、第２の信号（Ｆ２）を発生する第２の発振器１５と、第２の信号を増幅する第２の送信アンプ２１と、電力合成分配回路１６の他方の分配端１６ｃを一方の分配端１６ｂ又は第２の送信アンプ２１の出力端に接続するための第１の切替手段１８とを有する。
【００１４】
また、第１のミキサ手段１４の復調出力端１４ａには応答信号処理回路２２が結合される。
【００１５】
ここで、第１のミキサ手段１４は図２に示すように、例えば、４個のダイオードＤ１〜Ｄ４を有する双方向性のダブルバランスミキサからなり、その復調出力端１４ａには第２の切替手段２３を介して応答信号処理回路２２または直流電源２４が接続される。
【００１６】
以上の構成において、第１の発振器１３は２．４１ＧＨｚの第１の信号（Ｆ１）を発生し、第２の発振器１５は２．４ＧＨｚの第２の信号（Ｆ２）を発生する。これらの信号の周波数の差の周波数（１０ＭＨｚ）は応答器１におけるセンサ４を励振するための励振周波数となる。
【００１７】
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別途設けられる。
【００１８】
先ず、応答器１に対して送信される質問信号は、図３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、第２の送信アンプ２１の出力端が第１の切替手段１８によって電力合成分配回路１６の他方の分派異端１６ｃに接続される。また、第１のミキサ手段１４の復調出力端１４ａには第２の切替手段２３によって直流電源２４が印加される。
【００１９】
直流電源２４の印加によって、第１のミキサ手段１４のダイオードＤ１、Ｄ３が導通し、第１の発振器１３から出力された第１の信号は第１のミキサ手段１４を介して電力合成分配回路１６に入力される。一方、第２の発振器１５から出力された第２の信号も電力合成分配回路１６に入力される。電力合成分配回路１６に入力される第１の信号と第２の信号とが同レベルであればその出力端には６ｄＢ高い（電力比）合成された信号（Ｆ１＋Ｆ２）が出力される。もし、第１のミキサ手段による伝送ロスによって第１の信号のレベルが低ければ、合成された信号はあたかも振幅変調波の波形となるがいずれにしても第１の信号と第２の信号とがバンドパスフィルタ１２を介してアンテナ１１から応答器１に向けて送信される。
【００２０】
応答器１においては、合成された信号（Ｆ１、Ｆ２）が第２のミキサ手段３によって混合され、それらの信号の周波数の差の信号（１０ＭＨｚのビート信号）が発生し、この差の信号によってセンサ４が励振される。すると、センサ４は自己共振周波数で共振し、その共振状態が所定時間持続する。この共振周波数はタイヤの空気圧の変化に対応して変化するので、共振周波数はタイヤの空気圧の情報となる。
【００２１】
次の受信期間Ｔｂに移行すると、第１の切替手段１８によって電力合成分配回路１６の２つの分配端１６ｂ、１６ｃ同士が短絡される。
【００２２】
すると、第１の発振器１３からの第１の信号のみが応答器１に送信され、第２のミキサ手段３に入力される。一方、応答器１においては、センサ４が自己共振を持続しているので、その共振周波数の信号も第２のミキサ手段３に入力される。よって、第２のミキサ手段３では第１の信号が自己共振周波数の信号によってＡＭ変調され、応答信号であるＡＭ変調波はアンテナ１から放射される。ＡＭ変調波は質問器１０のアンテナ１１で受信され、電力合成分配回路１６を介して第１のミキサ手段１４に入力される。この際応答信号は電力合成分配回路１６で２分配されるが２つの分配端１６ｂ、１６ｃが短絡されていることで合成されて第１のミキサ手段１４に入力される。
【００２３】
その後間もなく、第２の切替手段２３によって直流電源２４が第１のミキサ手段１４から切り離されて、その復調出力端１４ａが応答信号処理回路２２に接続される。第１のミキサ手段１４には第１の発振器１３からの第１の信号も入力されているので、第１のミキサ手段１４は同期検波器として動作する（ＡＭ変調波と第１の信号とは同一周波数）。第１のミキサ手段１４からは検波によって得られた検波信号（およそ１０ＭＨｚに近い自己共振周波数）が出力され、応答信号処理回路２２に入力される。応答信号処理回路２２によって処理されたタイヤ空気圧の情報は図示しない表示装置に表示される。
【００２４】
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。同レベルでなくとも第２のミキサ手段３によって１０ＭＨｚのビート信号が得られることは勿論である。また、第１の切替手段１８によって送信期間と受信期間とを簡単に切り替えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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使用されるミキサ手段の１実施例を示す回路図である。
【図３】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４】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】
【００２６】
１：応答器
２：アンテナ
３：第２のミキサ手段
４：センサ
１０：質問器
１１：アンテナ
１２：帯域通過フィルタ
１３：第１の発振器
１４：第１のミキサ手段
１５：第２の発振器
１６：電力合成分配回路
１８：第１の切替手段
２０：第１の送信アンプ
２１：第２の送信アンプ
２２：応答信号処理回路
２３：第２の切替手段
２４：直流電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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