(57)【要約】【課題】  タイヤ内部の気圧センサ、タイヤ外部へ無線を利用してデータを送信するタイヤ圧測定モジュール、及びタイヤ圧測定モジュールからのデータを受信する監視装置からなるタイヤ内の気体圧力監視システムの消費電力量を低減する。【解決手段】  監視装置は、タイヤ圧測定モジュールから測定値を受信後の一定時間内に、前記モジュールへの制御データを送信する。これにより、前記モジュールは、定めたインターバル又は異常値検知時に測定値の送信後短時間のみ受信可能とするだけで、後はスリープ状態を保ち、電力消費を極限まで抑制した。また、前記モジュールから送信するデータ長を複数に設定し、常時は短いデータ長の簡易形を送信するように構成した。【選択図】  図１
2006306202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ内に配置され、タイヤ内の気体圧力を測定する圧力センサ、タイヤ外部へ無線を利用してタイヤ圧測定データを送信する送信回路、及びタイヤ外部から無線を利用してデータを受信する受信回路を有するタイヤ圧測定モジュールと、
タイヤ外部に配置され、前記タイヤ圧測定モジュールからの送信データを受信する受信回路、及び前記タイヤ圧測定モジュールへデータを送信する送信回路を有する監視装置とを備えたタイヤ内の気体圧力監視システムにおいて、
タイヤ内の前記送信回路からタイヤ圧測定データを送信した後の所定時間帯内に、タイヤ内の前記受信回路の受信を許可する手段を設けたことを特徴とするタイヤ内の気体圧力監視システム。
【請求項２】
タイヤ内に配置され、タイヤ内の気体圧力を測定する圧力センサ、タイヤ外部へ無線を利用してタイヤ圧測定データを送信する送信回路、及びタイヤ外部から無線を利用して制御データを受信する受信回路を有するタイヤ圧測定モジュールと、
タイヤ外部に配置され、前記タイヤ圧測定モジュールから送信されたタイヤ圧測定データを受信する受信回路、及び前記タイヤ圧測定モジュールへ制御データを送信する送信回路を有する監視装置とを備えたタイヤ内の気体圧力監視システムにおいて、
前記タイヤ圧測定モジュールは、タイヤ圧測定データを送信した後の所定時間帯内に、タイヤ内の前記受信回路の受信を許可する手段を備え、前記監視装置は、タイヤ内の前記送信回路からのタイヤ圧測定データを受信した後の所定時間帯内に、前記タイヤ圧測定モジュールに向けて、前記制御データを送信する手段を備えたことを特徴とするタイヤ内の気体圧力監視システム。
【請求項３】
タイヤ内に配置され、タイヤ内の気体圧力を測定する圧力センサ、タイヤ外部へ無線を利用してタイヤ圧測定データを送信する送信回路、及びタイヤ外部から無線を利用して制御データを受信する受信回路を有し、それぞれにＩＤ番号を定めた複数のタイヤ圧測定モジュールと、
タイヤ外部に配置され、前記タイヤ圧測定モジュールから送信されたタイヤ圧測定データを受信する受信回路、及び前記タイヤ圧測定モジュールへ制御データを送信する送信回路を有する監視装置とを備えたタイヤ内の気体圧力監視システムにおいて、
前記タイヤ圧測定モジュールは、タイヤ圧測定データを送信した後の所定時間帯内に、タイヤ内の前記受信回路の受信を許可する手段を備え、前記監視装置は、タイヤ内の前記送信回路からのタイヤ圧測定データを受信した後の所定時間帯内に、前記タイヤ圧測定モジュールに向けて、前記ＩＤ番号と前記制御データを送信する手段を備えたことを特徴とするタイヤ内の気体圧力監視システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記タイヤ圧測定モジュールは、所定のインターバル及び／又は測定データの異常時に、タイヤ圧測定データを送信するように構成したことを特徴とするタイヤ内の気体圧力監視システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、タイヤ内及び／又はタイヤ外部の前記送信回路から送信するデータの長さを複数に切換える手段を備えたことを特徴とするタイヤ内の気体圧力監視システム。
【請求項６】
請求項５において、前回のデータ送信から比較的短い第１の所定時間毎に、短いデータ長のデータ送信を行い、測定値が異常な場合及び／又は比較的長い第２の所定時間毎に、長いデータ長のデータ送信を行うことを特徴とするタイヤ内の気体圧力監視システム。
【請求項７】
タイヤ内に配置され、タイヤ内の気体圧力を測定する圧力センサ、タイヤ外部へ無線を利用してデータを送信する送信回路、及びタイヤ外部から無線を利用してデータを受信する受信回路を備えたタイヤ圧測定モジュールにおいて、前記送信回路からタイヤ圧測定データを送信した後の所定時間帯内に、前記受信回路の受信を許可する手段を備えたことを特徴とするタイヤ圧測定モジュール。
【請求項８】
タイヤ外部に配置され、送信されたタイヤ圧測定データを受信する受信回路、及びタイヤ圧測定モジュールへデータを送信する送信回路を備えたタイヤ内の気体圧力監視装置において、タイヤ圧測定データを受信した後の所定時間帯内に、前記送信回路から、前記タイヤ圧測定モジュールへデータを送信する手段を備えたことを特徴とするタイヤ内の気体圧力監視装置。
【請求項９】
タイヤ内に配置された圧力センサで、タイヤ内の気体圧力を測定するステップ、タイヤ内に配置されたタイヤ圧測定モジュールから、所定のインターバル及び／又は測定データの異常時に、タイヤ外部へ無線を利用してタイヤ圧測定データを送信するステップ、タイヤ圧測定データを送信した後の所定時間帯内に、タイヤ内の受信回路の受信を許可するステップ、前記タイヤ圧測定モジュールから送信されたタイヤ圧測定データを、タイヤ外部の監視装置で受信するステップ、前記タイヤ圧測定データを受信した後、所定時間帯内に、前記監視装置からタイヤ圧測定モジュールへ制御データを送信するステップ、及びタイヤ外部から送信された前記制御データを、前記タイヤ圧測定モジュールで受信するステップを備えたことを特徴とするタイヤ内の気体圧力監視方法。
【請求項１０】
タイヤ内に配置され、タイヤ内の気体圧力を測定する圧力センサ、タイヤ外部へ無線を利用してタイヤ圧測定データを送信する送信回路、及びタイヤ外部から無線を利用してデータを受信する受信回路を有するタイヤ圧測定モジュールと、
タイヤ外部に配置され、前記タイヤ圧測定モジュールからの送信データを受信する受信回路、及び前記タイヤ圧測定モジュールへデータを送信する送信回路を有する監視装置とを備えたタイヤ内の気体圧力監視システムにおいて、
タイヤ内及び／又はタイヤ外部の送信回路から、比較的短い第１の所定時間毎に、短いデータ長のデータ送信を行い、比較的長い第２の所定時間毎及び／又は測定値が異常な場合に、長いデータ長のデータ送信を行うことを特徴とするタイヤ内の気体圧力監視システム。
【請求項１１】
複数のタイヤ内に配置され、各タイヤ内の気体圧力を測定する圧力センサ、タイヤ外部へ無線を利用してタイヤ圧測定データを送信する送信回路、及びタイヤ外部から無線を利用して制御データを受信する受信回路を有し、それぞれにＩＤ番号を定めた複数のタイヤ圧測定モジュールと、
タイヤ外部に配置され、前記タイヤ圧測定モジュールから送信されたタイヤ圧測定データを受信する受信回路、及び前記タイヤ圧測定モジュールへ制御データを送信する送信回路を有する監視装置とを備えたタイヤ内の気体圧力監視システムにおいて、
前記監視装置は、複数の前記タイヤ圧測定モジュールに向けて、前記ＩＤ番号の一部と前記制御データを送信する手段を備えたことを特徴とするタイヤ内の気体圧力監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などに使用されるタイヤの内部の気体圧力を測定し、タイヤ外部へ無線を利用してデータを送信するタイヤ圧測定モジュール、このタイヤ圧測定モジュールからデータを受信する監視装置を含むタイヤ内の気体圧力監視システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車に使用されるタイヤ内部の気体圧力を測定し、圧力の低下時に警告を通知するシステムに注目が集まっている。これは、タイヤ内の気体圧力は、乗用車であれば常温において２２０ｋＰａ程度に保っておく必要があるが、タイヤ内の気体圧力が低下すると乗り心地や燃費が悪化するだけでなく、場合によってはタイヤの破裂につながることもあるためである。また、米国においては、法規制により自動車にタイヤ内の気体圧力を監視するシステムの搭載が義務付けられている。
【０００３】
ところで、タイヤは回転体であるためにタイヤ内に設置されたタイヤ圧測定モジュールへ外部からの電源供給が難しいので、電池を内蔵していることが多い。しかしながら、電池で供給できる電力量は限られるのにもかかわらず、自動車は長期（例えば１０年）にわたって使用されるため、低消費電力化が必要不可欠となっており、例えば、特許文献１や特許文献２などに記載されているシステムが知られている。特許文献１では、低消費電流モードを具備する制御部と、外部から強制的に信号出力するための強制出力手段と一定時間ごとに信号を出力するタイマ回路のそれぞれの信号をＯＲ論理にて処理し、制御部の低消費電力モードを解除する構成としている。また、特許文献２では、車両の駐車時にスリープ状態としたタイヤ圧測定モジュールと車両搭載機を所定の周期で同期させてスリープ状態から動作状態にそれぞれ移行させて送受信を行う構成としている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３２６０９９号公報（全体）
【特許文献２】特開２００４−３２２９２７号公報（全体）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、強制出力手段に入力される信号は、不特定なタイミングで入力される可能性があるため、常に強制出力手段の回路を動作させる必要があり、電力を常に消費する。また、特許文献２に記載の方法では、タイヤ圧測定モジュールと車両搭載機のそれぞれの”時計”がずれると同期ずれが起こる。必要なミリ秒［ｍｓ］オーダーの精度での同期を、安価に実現することはやや難しく、また、同期が取れたとしても、そのタイミングでの送受信しかできない自由度の狭さもつきまとう。
【０００６】
本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、その目的は、タイヤ圧測定モジュールにおいて、コストを抑えつつ、消費電力量を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の主特徴とするところは、タイヤ圧測定モジュールから測定値データを送信して監視装置で受信後、一定時間内に監視装置から制御データを送信してタイヤ圧測定モジュールで受信するようにシステムを構成した。
【０００８】
本発明の他の特徴とするところは、タイヤ圧測定モジュールから送信するデータの長さを複数に設定し、これらを切替えるように構成した。
【０００９】
本発明のさらに他の特徴とするところは、個々のタイヤ圧測定モジュールに予めＩＤ番号が登録してあり、監視装置から特定のタイヤ圧測定モジュールを指定する際、ＩＤ番号の一部と制御コードをタイヤ圧測定モジュールに送信する手段を有するように構成した。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の望ましい実施態様によれば、タイヤ圧測定モジュールの消費電力量を低減できる。これにより、長期間の使用が可能となる。また、電池の小型化を図ることが可能となり、コストや重量を低減することが可能となる。
【００１１】
本発明によるその他の目的及び特徴は、以下に述べる実施例の中で明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施例１：
以下、図１から図１６を用いて、実施例１におけるタイヤ内の気体圧力監視システムの構成及び動作について説明する。
【００１３】
最初に、図１から図３を用いて、本実施形態によるタイヤ内の気体圧力監視システムの全体構成について説明する。ここで、図１、図２はそれぞれ、タイヤ圧測定モジュール１、車両搭載機８のブロック図である。
【００１４】
図３は、自動車の車両底面から見たタイヤ内の気体圧力監視システムの配置図である。タイヤ内の気体圧力監視システムは、図３のように、車両７の前後左右に配置されたタイヤ７１ａ〜７１ｄと、それぞれのタイヤ７１ａ〜７１ｄの内部に設置されたタイヤ圧測定モジュール１ａ〜１ｄ、並びに、車両搭載機８により構成される。
【００１５】
図１は、タイヤ圧測定モジュール１のブロック図であり、大きく分けて、センサチップ２、マイコン５、送信回路６１、受信回路６３、タイヤ圧測定モジュール１全体に電力を供給する電圧ＶＢＡＴの電池１１から構成されている。センサチップ２は、タイヤ内の気体圧力を測定する圧力センサ回路２０、温度を測定する温度センサ回路４０、タイヤが回転をしているかどうか判断する加速度センサ回路４２、電圧ＶＢＡＴが変わっても一定電圧を出力する定電圧回路４４から構成されている。また、マイコン５は、まず、計算とデータの入出力を行う計算処理・制御部５１を備えている。次に、圧力センサ回路２０で測定した圧力測定値を補正するための補正値やタイヤ圧測定モジュール１のＩＤなどを登録してある記憶回路５２を備えている。さらに、圧力センサ回路２０、温度センサ回路４０、加速度センサ回路４２及び定電圧回路４４から出力されるアナログ電圧値をデジタル値に変換するアナログ／デジタル変換回路５３〜５６を備えている。送信回路６１は、計算処理・制御部５１で補正計算された測定値などのデータを、図２に示す車両搭載機８に対し無線にて送信する回路である。この無線周波数には、ＵＨＦ帯、例えば３１５ＭＨｚが用いられ、搬送波に対し送信データによりＡＳＫ変調やＦＳＫ変調を行なって、通信を行う。一方、受信回路６３は、車両搭載機８からの制御信号などのデータを無線にて受信し、計算処理・制御部５１に伝達する回路である。この無線周波数には、ＬＦ帯、例えば１２５ｋＨｚが用いられ、搬送波に対し送信データによりＡＳＫ変調を行なって、通信を行う。送信回路６１、受信回路６３それぞれにアンテナ６２、６４が接続されている。なお、圧力センサ回路２０、温度センサ回路４０、加速度センサ回路４２、定電圧回路４４、送信回路６１、受信回路６３は、計算処理・制御部５１から出力されるＥＮ（Enable）信号により、個別に電源のＯＮ／ＯＦＦの制御ができる。また、ＩＤ番号（例えば３２ビット）は、自車と他車についているタイヤを識別したり、タイヤの位置を識別したりする。電池１１は、コイン形リチウム電池（公称電圧３Ｖ）を用いる。
【００１６】
図２は、車両搭載機８のブロック図であり、データの入出力と計算を行う計算処理・制御部８０、受信回路８１、送信回路８３、それぞれに接続されたアンテナ８２、８４、測定値や警告を表示する表示部８５から構成されている。計算処理・制御部８０は、受信回路８１を介して図１に示すタイヤ圧測定モジュール１から無線送信されたデータを受信し、圧力測定値や圧力低下などの注意、警告を表示部８５に表示する回路である。さらに、計算処理・制御部８０は、タイヤ圧測定モジュール１に対して、送信回路８３を介して、制御データを送信する。なお、車両搭載機８に必要な電力は、図示しない自動車に搭載されているバッテリーから供給される。
【００１７】
図４は、圧力検出部の断面図を示す。ここでは、静電容量を用いた圧力／容量変換素子３２を例にとり説明する。
【００１８】
図４に示すように、シリコンの単結晶基板２１に、拡散層でできた固定電極２２があり、この上に窒化膜等の保護膜２３と空隙２５を介して可動電極（ダイヤフラム）３１が配置されている。可動電極３１は、窒化膜等の保護膜２６、２９と多結晶シリコンの導電層２８により構成される。
【００１９】
可動電極３１と固定電極２２間の静電容量信号（電気信号）は、アルミニウム配線等で取り出される。この可動電極３１と固定電極２２との対向する面積をＳ、電極２２、３１間の空隙の距離をｄ、真空中の誘電率をε０とすると、この圧力／容量変換素子３２の静電容量ＣＳは（１）式で表される。
【００２０】
【数１】
2006306202.tif 000003
【００２１】
ここで、圧力が可動電極３１に加わると、電極２２、３１間の空隙ｄが変化し、容量ＣＳが変化する。
【００２２】
図５は、静電容量値ＣＳを電圧信号に変換するＣ−Ｖ変換回路の構成を示す。ここで、３６は電圧ＶＢ２の基準電圧源、３５ａ、３５ｂは切替スイッチ、３３は参照（基準）用容量素子でその容量ＣＲは固定されている。３２は図４に示した圧力／容量変換素子、３４はオペアンプ、３８はゼロ・スパン調整回路である。なお、ゼロ・スパン調整回路３８のオフセットと増幅率の定数はセンサチップ１に作りこむために固定とした。
【００２３】
参照用容量素子３３は、オペアンプ３４の反転入力端子に接続される。また、この反転入力端子とオペアンプ出力端子との間の帰還回路に圧力／容量変換素子３２が接続される。非反転入力端子は、基準電圧源の電圧ＶＢ２とする。つまり、反転入力端子の電圧は常に電圧ＶＢ２に保たれる。スイッチ３５ａ、３５ｂは圧力／容量変換素子３２、参照用容量素子３３の充、放電回路の回路要素となり、タイミングφ１の時に実線位置にあり、タイミングφ１Ｂの時に破線位置にある。これらのスイッチ３５ａ、３５ｂの切替えは、計算処理・制御部５１からのＣＬＫ出力により制御される。
【００２４】
この回路構成によれば、タイミングφ１の時、スイッチ３５ａはＧＮＤに接続され、参照用容量素子３３の電極間の電位差はＶＢ２となり、充電される。一方、圧力／容量変換素子３２の電極間の電位差は、スイッチ３５ｂが閉じているのでゼロとなる。タイミングφ１Ｂの時、スイッチ３５ａはＶＢ２側に接続され参照用容量素子３３の電極間の電位差はゼロとなり、充電された電荷が放電される。この放電された電荷は、スイッチ３５ｂが開いているので、すべて圧力／容量変換素子３２に充電される。この２つのモードを繰り返すことによって出力端子３７にパルス的に出力信号が得られる。
【００２５】
本回路構成のタイミングφ１Ｂにおける出力Ｖｏｕｔは、（２）式で表される。
【００２６】
【数２】
2006306202.tif 000004
【００２７】
従って、圧力／容量変換素子３２の容量ＣＳの逆数に比例して、即ち空隙ｄの変化に比例して出力電圧Ｖｏｕｔが変化するよう構成されている。空隙ｄは圧力Ｐに比例して変化するので、圧力Ｐと電圧出力Ｖｏｕｔの間では、原理的には非線形性のない良好な特性となる。この出力Ｖｏｕｔをアナログ／デジタル変換回路５３のフルスケール近くまで利用できるように、ゼロ・スパン調整回路３８にて電圧変換を行い、出力Ｖｐを得る。
【００２８】
図６は、図５の回路構成における圧力Ｐと出力Ｖｐの特性の一例を示す。圧力の検出範囲が１００〜７００ｋＰａにおいて、出力電圧Ｖｐは０．２ＶＢＡＴ〜０．８ＶＢＡＴとなる。なお、圧力検出範囲や電圧出力範囲はこれに限ったものでなくてよい。ところで、ゼロ・スパン調整回路３８のオフセットと増幅率の定数は固定としている。このため、圧力／容量変換素子３２のばらつきや圧力／容量特性の非線形性により、個々には、図６に示した曲線からの違いが生じる。このばらつきの補正は、後述する補正計算により補正する。
【００２９】
次に、図７から図１３を用いて、タイヤ圧測定モジュール１、車両搭載機８における動作の概略を説明する。タイヤ圧測定モジュール１と車両搭載機８は、それぞれが備えた計算処理・制御部５１及び８０により、予め図示しないメモリに書き込まれたプログラムに従って動作する。
【００３０】
図７は、タイヤ圧測定モジュール１における全体の動作の概略を示す。電池１１が接続されると、スタートＳ０からプログラムが開始される。まず、初期化Ｓ１において、タイヤ圧測定モジュール１の初期化が行なわれる。初期化が終了すると、車両が停止している状態でのプログラムの動作モードである停止モードＳ２に移行する。ここで、車両が走行し始めると、走行モードＳ３に移行し、停止すると停止モードＳ２に移行する。また、圧力センサ回路２０などのばらつきを補正する目的で信号出力値の補正を行い、記憶回路５２に記憶させた補正値を書き換えたい場合は、停止モード２において、外部から受信回路６３に制御信号を入力して調整モードＳ４に移行させる。調整が終了すると、停止モードＳ２に戻る。停止モードＳ２、走行モードＳ３、調整モードＳ４のいずれかにおいて、何らかの理由でプログラムが暴走した場合、リセットされて初期化Ｓ１に移行する。
【００３１】
次に、図８〜図１２を用いて、停止モードＳ２におけるタイヤ圧測定モジュール１と車両搭載機８の動作の概略を説明する。
【００３２】
図８は、タイヤ圧測定モジュール１における停止モードＳ２の動作の概略図である。タイヤ圧測定モジュール１の動作において、他のモードから停止モードＳ２に移行すると、最初に、設定変更Ｓ２−１において、停止モードにおける設定に変更する。次に、計測・計算Ｓ２−２に移行する。ここでは、圧力、温度、加速度、定電圧のそれぞれの電圧を、図９の範囲Ｓ２−２に示すようなタイミングで、アナログ／デジタル変換回路５３〜５６にて順次取り込み、デジタル値に変換して計算処理・制御部５１に入力する。さらに、計算処理・制御部５１は、入力されたデジタル値に対して補正計算を行う。補正計算の方法については、後述する。計算結果から、圧力が、例えば、１７０ｋＰａ以下に低下している場合、温度が、例えば１３０℃以上に高い場合、電源電圧が、例えば２．０Ｖ以下に低下している場合など、測定値に異常があると判断される。このような場合には、それぞれに対応する異常ステータスフラグを立てる。
【００３３】
次に、データ送信Ｓ２−３に移行する。ここでは、計算処理・制御部５１から、送信回路６１に制御データを送信して、タイヤ圧測定モジュール１固有のＩＤ、異常ステータスフラグ、得られた圧力、温度、並びにエラー検出用のチェックデータを順に、車両側のユニットへ送信する。具体的には、図１０（ａ）に示すタイヤ圧測定モジュール１固有のＩＤ（３２ビット）、異常ステータスフラグ（８ビット）、計測・計算Ｓ２−２で得られた圧力Ｐ（８ビット）、温度Ｔ（８ビット）、及び受信データのエラー検出用のチェック（８ビット）データである。これらを順に、図９の範囲Ｓ２−３に示すようなタイミングで、車両側のユニットへ送信する。仮に、送信データを１０ｋｂｐｓで送信すると仮定すれば、送信時間は６．４ｍｓとなる。
【００３４】
ここで、図１１に示す車両搭載機８の動作として、データ受信ＳＣ１において、ＩＤ、異常ステータスフラグ、圧力、温度、チェックデータのデータを受信する。さらに、受信したＩＤは自車に取り付けられているタイヤのものか判断し、同時にチェックデータを利用して、正しくデータを受信したか判断する。次に、図１１の表示・警告ＳＣ２に移行して、圧力測定値や、圧力低下などの場合には注意、警告を表示部８５に表示する。
【００３５】
次に、タイヤ圧測定モジュール１は、図８に示すデータ受信待ちＳ２−４に移行して、受信回路へデータが送信されてくるのを一定時間（例えば１０ｍｓ）待つ。同時に、車両搭載機８では、タイヤ圧測定モジュール１に対して制御する必要があれば、図１１のデータ送信ＳＣ３に移行して、送信回路８３を介して、図９の範囲Ｓ２−５に示すようなタイミングで、制御データをタイヤ圧測定モジュール１に送信する。
【００３６】
タイヤ圧測定モジュール１に対して制御する必要がある場合とは、（１）測定値の補正、（２）強制送信、（３）強制スリープ、（４）インターバルの設定変更、及び（５）図１０の送信データ長（ａ）〜（ｃ）の選択などが挙げられる。
【００３７】
制御データの形式は、図１２（ａ）に示すように、制御したいタイヤ圧測定モジュール１のＩＤ（３２ビット）、制御コード（８ビット）、チェックデータ（８ビット）とする。ここで、制御データを１ｋｂｐｓで送信すると仮定すれば、送信時間は、４８ｍｓとなる。なお、制御データの送信後や制御データを送信する必要がない場合には、再びデータ受信モードＳＣ１に戻る。
【００３８】
ここで、タイヤ圧測定モジュール１側で制御データを受信し始めた場合、データ受信・チェックＳ２−５に移行してデータの受信を行い、また、受信データが正しく受信できたか判断する。
【００３９】
以上により、タイヤ圧測定モジュール１が確実に動作しているタイミングで、車両搭載機８からタイヤ圧測定モジュール１へ制御データの送信が行なわれる。つまり、タイヤ圧測定モジュール１がスリープ状態で制御データを受付けられない状態なのに、車両搭載機８側が制御データを送信してしまうことはない。また、タイヤ圧測定モジュール１が制御データを受付待ちにするために自立的に動作状態となるのを防ぐことができ、消費電力量の低減につながる。
【００４０】
次に、タイヤ圧測定モジュール１では、一定時間内にデータが受信できない場合やデータの受信が完了すると、モード変更処理Ｓ２−６に移行する。ここでは、受信した制御データにより、走行モードＳ３や調整モードＳ４に移行させたり、加速度センサ回路４２で車両が走行したと判断した場合に走行モードＳ３に移行させたりする。モードの変更の必要がない場合には、スリープ状態Ｓ２−７に移行する。スリープ状態Ｓ２−７で一定時間（例えば６０ｓ）経過後、再度、計測・計算Ｓ２−２に移行する。ここでは、計測・計算Ｓ２−２後、圧力が低下している場合などのような測定値の異常がみられない場合には、データ送信Ｓ２−３に移行せずに、スリープ状態Ｓ２−７に移行する。なお、正常時のデータ送信Ｓ２−３は、一定時間（例えば１８０ｓ）ごとに行う。これにより、車両搭載機８側でタイヤ圧センサモジュール１が動作していることが確認できると共に、車両搭載機８から走行モードＳ３に移行させたい場合などの制御を行いたい場合に、一定時間内に制御データを確実に送信することができる。また、データの送信回数を減らすことが可能であり、消費電力量の低減を図ることができる。
【００４１】
図７に戻って、停止モードＳ２の状態で、車両が走行し始めると、走行モードＳ３に移行し、次に述べる図１３の処理を実行する。
【００４２】
図１３は、走行モードＳ３におけるタイヤ圧測定モジュール１の動作の概略を示す。動作は、停止モードＳ２における動作の概略とほぼ同じである。違いは、測定間隔、送信間隔がいずれも短く、計測・計算Ｓ３−２は、例えば１０ｓ毎に、データ送信Ｓ３−３は６０ｓ毎に行なわれることである。
【００４３】
次に、補正計算について以下に説明する。
【００４４】
通常は、１次式、つまり、ゼロ・スパン調整のみで対応可能であるが、高精度に補正したい場合、２次式以上で補正する必要がある。２次式以上の場合、計算時間が増えるため、ここでは、下記の補正計算を行う。
【００４５】
まず、微分可能な任意の関数ｙ＝ｆ（ｘ）に対して、ａを定数として、｜ｘ−ａ｜が極めて小さいとき、平均値の定理からｆ（ｘ）＝ｆ（ａ）＋ｆ'（ａ）（ｘ−ａ）で表される。つまり、ｘの微少変化範囲において、任意関数は１次式で置き換えることが可能である。そこで、圧力測定値としてアナログデジタル変換回路５３で変換されたデジタル値Ｄｉｎと補正計算後のＤｏｕｔについて、（３）式と置くと、各Ｄｉｎの微少変化範囲においてＡ、Ｂを係数として、１次式（４）で置き換えることができる。
【００４６】
【数３】
2006306202.tif 000005
【００４７】
【数４】
2006306202.tif 000006
【００４８】
ただし、すべてのＤｉｎに対し、１次式を与えるのは現実的でないことや、あるＤｉｎの範囲内ではほぼ同じ１次の補正計算式を用いることができることから、Ｄｉｎの軸を分割点Ｄｉｎ（１），Ｄｉｎ（２），．．．，Ｄｉｎ（ｎ）でｎ分割して、各分割区間に対し１次の補正計算式（５）を与えることにした。
【００４９】
【数５】
2006306202.tif 000007
【００５０】
図１４は、圧力Ｐとデジタル値Ｄｉｎ、補正計算値Ｄｏｕｔの特性の一例図である。ここで、（１）は理想特性、（２）はデジタル値Ｄｉｎ、（３）はｎ＝４とした場合の計算結果、（４）は分割しない場合の計算結果である。（３）の計算結果（４分割）と（４）の計算結果（分割なし）を比較すると、分割数の多い（３）の計算結果（４分割）の方が、より高精度に補正計算されていることが分かる。
【００５１】
図１５は、上記に基づいた本発明の一実施例による補正計算処理のフロー図である。まず、入力されたＤｉｎから、Ｄｉｎ（ｋ）≦Ｄｉｎ＜Ｄｉｎ（ｋ＋１）となるｋを検索する。次に、係数Ａ（ｋ）、Ｂ（ｋ）を記憶回路５２より呼び出して、計算処理・制御部５１で補正計算式（５）式に則り計算を行うことにより、出力が補正される。
【００５２】
ここで、分割点の数ｎを２のｉ乗とする。デジタル値Ｄｉｎを２進数であらわし、ｍ（＝ｎ＋１以上）ビットで表現されるとする。分割点については、上位ｉビットは任意値であり、残りの下位ｍ−ｉビットはすべて０であるとする。つまり、Ｄｉｎ（ｋ）は（６）式とする。
【００５３】
【数６】
2006306202.tif 000008
【００５４】
つまり、分割の区間は均等となる。圧力センサ回路２０の出力を補正するには、Ｄｉｎの上位ｉビットがｋ（２進数表現）であれば、Ｄｉｎは必ず、Ｄｉｎ（ｋ）≦Ｄｉｎ＜Ｄｉｎ（ｋ＋１）となる。従って、補正計算式の係数はＡ（ｋ）、Ｂ（ｋ）となる。つまり、Ｄｉｎの上位ｉビットをラベルに持つＡ（ｋ）、Ｂ（ｋ）を記憶回路５２から読み出し、計算処理・制御部５１にて補正計算を行なえば良い。
【００５５】
このような検索方法は、分割数が大きくなっても、検索にかかる時間は変わらないので、特に分割数が大きくなる場合において有効な方法である。
【００５６】
なお、補正時の測定ポイントはｎ個を均等に測定する必要はなく、任意ポイントで測定し、ｎ個の係数Ａ（ｋ）、Ｂ（ｋ）は補間により求めてもよい。
【００５７】
図１６は、本発明の一実施例による補正計算の原理図である。前記の均等分割での直線近似の直線は、図１６に示すグラフの関係がある。すなわち、Ｄｉｎのある区間の検索に用いた上位ｉビットの残り下位ｍ−ｉビットを用いて、（７）式の補正計算式を用いれば、計算においてオーバーフローを起こす可能性が小さくなる。
【００５８】
【数７】
2006306202.tif 000009
【００５９】
温度センサ４０を用いた温度特性の補正も同様に、Ｄｉｎに対する補正計算式（４）でＡ、Ｂの補正項に温度に対する１次の補正項を加えればよいことになる、すなわち、ａ、ｂ、ｃ、ｄを係数として、（８）式で与える。
【００６０】
【数８】
2006306202.tif 000010
【００６１】
従って、補正計算式は（５）、（８）式をまとめて、ａ（ｋ）、ｂ（ｋ）、ｃ（ｋ）、ｄ（ｋ）を係数として、（９）式で与えられる。
【００６２】
【数９】
2006306202.tif 000011
【００６３】
センサの出力を補正するには、図１５のフローチャートと同様に、Ｄｉｎ（ｋ）≦Ｄｉｎ＜Ｄｉｎ（ｋ＋１）となるｋを検索し、補正計算式の係数ａ（ｋ）〜ｄ（ｋ）を記憶回路５２より呼び出す。そして、計算処理・制御部５１で、補正計算式（９）に則り計算を行うことにより、出力が補正される。
【００６４】
実施例２：
次に、図１０及び図１７を用いて、実施例２におけるタイヤ内の気体圧力監視システムの構成及び動作について説明する。基本的な構成は、実施例１における構成と同様であるので、異なる点についてのみ説明する。
【００６５】
異なる点は、図８のデータ送信Ｓ２−３において、送信データの形式を、図１０（ａ）のほかに、図１０（ｂ）又は（ｃ）も追加した点である。また、この図１０（ｂ）、（ｃ）のデータを送信できるように、図８に示したタイヤ圧測定モジュール１における停止モードの動作を図１７のように変更した。
【００６６】
まず、図１０（ｂ）の形式について説明する。送信データの形式は、タイヤ圧測定モジュール１のＩＤ３２ビットのうち、下位１６ビット、つまり半分のデータ量とする。また、圧力Ｐ及び温度測定値Ｔに関しては、前回送信したときにおける圧力、温度測定値と今回の圧力、温度測定値の差分ΔＰ及びΔＴだけ（各４ビット）としている。さらに、チェックデータも半分の４ビットのみとしている。この場合、送信時間は２．８ｍｓ（１０ｋｂｐｓの場合）となる。ＩＤの下位１６ビットだけ送信するのは、これだけでも３００００通り以上の識別が可能で、例えば、隣に並んだ車両の複数のタイヤ圧測定モジュール１におけるＩＤの下１６ビットが一致するのはまれだからである。また、それぞれのタイヤ圧測定モジュール１が同時に動作状態となっている可能性が低い。つまり、制御したいタイヤ圧測定モジュールが確実に動作している時間に制御データが送信されるので、隣に並んだ車両のＩＤの下位１６ビットが一致するタイヤ圧測定モジュールが制御データを誤受信する可能性はきわめて低い。
【００６７】
これにより、送信時間の低減が可能であり、タイヤ圧測定モジュール１の消費電力量の低減を図ることができる。測定値を、差分データとした理由は、タイヤ７１ａ〜７１ｄ内の圧力や温度は比較的安定であり、大きく変化する可能性が低いためである。差分値が分かれば、車両搭載機８側で前回までに送信された値から、現在値を計算により求めることができる。これにより、送信ビット数を減らすことができ、タイヤ圧測定モジュール１の消費電力量の低減を図ることができる。
【００６８】
なお、車両搭載機８側で受信したデータにエラーがある場合は、タイヤ圧測定モジュール１に、再度の送信依頼の制御データを送信すると良い。
【００６９】
また、図１０（ｃ）の送信データ形式は、ＩＤの下位１６ビット、異常ステータスフラグ（８ビット）、チェックデータ（４ビット）とした例である。このような形式にしたのは、図１０（ｂ）の形式と同様で、タイヤ７１ａ〜７１ｄ内の圧力や温度が、大きく変化する可能性が低いので、送信ビット数を減らして、タイヤ圧測定モジュール１の消費電力量の低減を図るためである。
【００７０】
図１０（ａ）、（ｂ）又は（ｃ）のデータ送信形式の使い分けは、図１７のようにする。通常は、前回のデータ送信から一定時間（例えば１８０ｓ）経過した場合、図１７のデータ送信Ｓ２−８に移行して、図１０（ｂ）又は（ｃ）の形式のデータを送信する。一方、測定値が異常な場合や、図１０（ｂ）又は（ｃ）の形式で数回送信した（例えば１９回：３６００ｓごとになる）場合には、Ｓ２−３に移行して、図１０（ａ）の形式で確実に送信する。
【００７１】
同様に、図１３に示した走行モードＳ３の動作についても、通常は一定時間（例えば６０ｓ）経過毎に図１０（ｂ）又は（ｃ）の形式で送信する。測定値が異常な場合や、図１０（ｂ）又は（ｃ）の形式で数回送信した（例えば２回：１８０ｓごとになる）場合には、図１０（ａ）の形式で送信すればよい。
【００７２】
実施例３：
次に、図１２を用いて、実施例３におけるタイヤ内の気体圧力監視システムの構成及び動作について説明する。基本的な構成は、実施例１における構成と同様であるので、異なる点についてのみ説明する。
【００７３】
制御データの形式は、図１２（ａ）に代えて、図１２（ｂ）とする。すなわち、制御したいタイヤ圧測定モジュール１のＩＤの下位１６ビット、つまり半分のデータ量とする。しかし、制御コードは、８ビットすべてとし、チェックデータは、４ビット（半分のデータ量）とする。なお、制御データを１ｋｂｐｓで送信すると仮定すれば、送信時間は、およそ２８ｍｓとなる。
【００７４】
これも実施例２と同様に、送信時間の低減が可能であり、タイヤ圧測定モジュール１の消費電力量の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施例によるタイヤ圧測定モジュールのブロック図。
【図２】本発明の一実施例による車両搭載機のブロック図。
【図３】本発明の一実施例による自動車の車両底面からみたタイヤ内の気体圧力監視システムの構成図。
【図４】本発明の一実施例による圧力検出部の断面図。
【図５】本発明の一実施例による静電容量値を電圧信号に変換するＣ−Ｖ変換回路の構成図。
【図６】図５の回路構成における圧力Ｐと出力Ｖｐの特性の一例図。
【図７】本発明の一実施例によるタイヤ圧測定モジュールの全体動作の概略図。
【図８】本発明の一実施例によるタイヤ圧測定モジュールの要部動作の概略図。
【図９】本発明の一実施例によるタイヤ圧測定モジュールの信号タイミング概略図。
【図１０】本発明の一実施例によるタイヤ圧測定モジュールから車両搭載機へ送信されるデータの形式の一例図。
【図１１】本発明の一実施例による車両搭載機の要部動作の概略図。
【図１２】本発明の一実施例による車両搭載機からタイヤ圧測定モジュールへ送信されるデータの形式の一例図。
【図１３】本発明の他の実施例によるタイヤ圧測定モジュールの要部動作の概略図。
【図１４】本発明の一実施例による補正計算した結果の特性の一例図。
【図１５】本発明の一実施例による補正計算処理のフロー図。
【図１６】本発明の一実施例による補正計算の原理図。
【図１７】本発明の他の実施例によるタイヤ圧測定モジュールの要部動作の概略図。
【符号の説明】
【００７６】
１，１ａ〜１ｄ…タイヤ圧測定モジュール、２…センサチップ、２０…圧力センサ回路、１１…電池、５…マイコン、６１…送信回路、６３…受信回路、７…車両、７１ａ〜７１ｄ…タイヤ、８…車両搭載機、８１…受信回路、８３…送信回路。
【図１】
2006306202.tif 000012
【図２】
2006306202.tif 000013
【図３】
2006306202.tif 000014
【図４】
2006306202.tif 000015
【図５】
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【図６】
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【図７】
2006306202.tif 000018
【図８】
2006306202.tif 000019
【図９】
2006306202.tif 000020
【図１０】
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【図１１】
2006306202.tif 000022
【図１２】
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【図１３】
2006306202.tif 000024
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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