(57)【要約】【課題】  タイヤの回転に応じて励起用電波の送信タイミングを適切に制御でき、バッテリーの省電力化を図りつつ、タイヤ空気圧のデータが確実に得られるタイヤ空気圧モニター装置を提供する。【解決手段】  ＣＰＵ１５は、トランスポンダ２から送信された無線電波の電波強度の値とその変化率とに基づいて、トランスポンダ２が励起用電波を受信したときの位置である受信位置を推定する受信位置推定手段と、タイヤの回転速度である車輪速を検出する車輪速検出手段２２と、推定された受信位置と検出された車輪速とに基づいて、受信位置がトランスポンダ２と受信手段１３との通信が成立する通信成立範囲内となるように、励起用電波の送信タイミングを可変する送信タイミング可変手段と、を備える。【選択図】        図１
2006092355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの空気圧を検出する空気圧検出手段と、
タイヤに備えられ、励起用電波により誘起された起電力を電源として、検出されたタイヤ空気圧を無線電波にて送信するタイヤ空気圧送信手段と、
このタイヤ空気圧送信手段に対し励起用電波を送信する励起用電波送信手段と、
車体側に設けられ、タイヤ空気圧送信手段からの無線電波を受信するタイヤ空気圧受信手段と、
前記タイヤ空気圧送信手段から送信された無線電波の電波強度を検出する電波強度検出手段と、
検出された電波強度に基づいて、前記タイヤ空気圧送信手段が前記励起用電波を受信したときの位置である受信位置を推定する受信位置推定手段と、
前記タイヤの回転速度である車輪速を検出する車輪速検出手段と、
推定された受信位置と検出された車輪速とに基づいて、前記受信位置がタイヤ空気圧送信手段とタイヤ空気圧受信手段との通信が成立する通信成立範囲内となるように、励起用電波の送信タイミングを可変する送信タイミング可変手段と、
を備えることを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたタイヤ空気圧モニター装置において、
前記受信位置推定手段は、前記電波強度が電波強度しきい値よりも高いとき、前記受信位置が前記通信成立範囲内にあると推定し、
前記送信タイミング可変手段は、前記受信位置が前記通信成立範囲内にあると推定されたとき、現在の送信タイミングを維持することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項３】
請求項２に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記電波強度の変化率を検出する電波強度変化率検出手段を備え、
前記受信位置推定手段は、前記電波強度とその変化率とに基づいて、前記タイヤ空気圧送信手段の位置を推定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記受信位置推定手段は、前記電波強度が電波強度しきい値以下のとき、前回の制御周期での前記電波強度が前記電波強度しきい値よりも高く、かつ、前記電波強度の変化率が正の変化率しきい値よりも高い場合には、前記受信位置が前記通信成立範囲よりも時間的に手前側となる近接位置にあると推定し、
前記送信タイミング可変手段は、前記受信位置が前記通信成立範囲よりも時間的に手前側となる近接位置にあると推定されたとき、前記通信成立範囲に対応する時間よりも短い所定時間分送信タイミングを遅らせることを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記受信位置推定手段は、前記電波強度が電波強度しきい値以下のとき、前回の制御周期での前記電波強度が前記電波強度しきい値よりも高く、かつ、前記電波強度の変化率が負の変化率しきい値よりも低い場合には、前記受信位置が前記通信成立範囲よりも時間的に後方側となる近接位置にあると推定し、
前記送信タイミング可変手段は、前記受信位置が前記通信成立範囲よりも後方側となる近接位置にあると推定されたとき、前記通信成立範囲に対応する時間よりも短い所定時間分送信タイミングを進ませることを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項６】
請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記受信位置推定手段は、前記電波強度が電波強度しきい値以下のとき、前回の制御周期での前記電波強度が前記電波強度しきい値以下の場合には、前記受信位置が前記通信成立範囲から遠い任意の位置にあると推定し、
前記送信タイミング可変手段は、前記受信位置が前記通信成立範囲から遠い任意の位置にあると推定されたとき、前記励起用電波の送信間隔が前記通信成立範囲に対応する時間以下となるように送信タイミングを可変することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤに装着されるタイヤ空気圧送信手段から送られるタイヤ空気圧をタイヤ空気圧受信手段で受信し、タイヤ空気圧をモニターするタイヤ空気圧モニター装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来のタイヤ空気圧モニター装置としては、タイヤ空気圧の結果を送信するタイヤ空気圧送信手段をトランスポンダとし、車体側のタイヤ空気圧受信手段をトランシーバーとすることで、タイヤ空気圧送信手段のバッテリーレスを実現している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記トランスポンダとトランシーバーとの位置関係は、タイヤの回転に応じて変化するため、距離変化やアンテナの指向性等によりトランスポンダが受信する励起用電波の電波強度は強弱する。従って、励起用電波の電波強度が弱い状態で通信が行われた場合、タイヤ空気圧情報を取得できないため、常に電波強度が強い状態で通信が行われるように、励起用電波の送信タイミングをタイヤの回転に同期させる必要がある。
【特許文献１】米国公報US6,378,360 B1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のタイヤ空気圧モニター装置にあっては、励起用電波の送信タイミングをタイヤの回転に同期させる具体的な方法は何ら記載されていない。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、タイヤの回転に応じて励起用電波の送信タイミングを適切に制御でき、タイヤ空気圧のデータ取得精度を高めつつ、バッテリーの省電力化を図ることができるタイヤ空気圧モニター装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、
タイヤの空気圧を検出する空気圧検出手段と、
タイヤに備えられ、励起用電波により誘起された起電力を電源として、検出されたタイヤ空気圧を無線電波にて送信するタイヤ空気圧送信手段と、
このタイヤ空気圧送信手段に対し励起用電波を送信する励起用電波送信手段と、
車体側に設けられ、タイヤ空気圧送信手段からの無線電波を受信するタイヤ空気圧受信手段と、
前記タイヤ空気圧送信手段から送信された無線電波の電波強度を検出する電波強度検出手段と、
検出された電波強度に基づいて、前記タイヤ空気圧送信手段が前記励起用電波を受信したときの位置である受信位置を推定する受信位置推定手段と、
前記タイヤの回転速度である車輪速を検出する車輪速検出手段と、
推定された受信位置と検出された車輪速とに基づいて、前記受信位置がタイヤ空気圧送信手段とタイヤ空気圧受信手段との通信が成立する通信成立範囲内となるように、励起用電波の送信タイミングを可変する送信タイミング可変手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のタイヤ空気圧モニター装置にあっては、電波強度に基づいてタイヤ空気圧送信手段の位置を推定し、推定されたタイヤ空気圧送信手段の位置と検出された車輪速とに基づいて、受信位置が通信成立範囲内となるように励起用電波の送信タイミングがを可変するため、タイヤの回転に応じて励起用電波の送信タイミングを適切に制御でき、タイヤ空気圧のデータ取得精度を高めつつ、バッテリーの省電力化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のタイヤ空気圧モニター装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１のタイヤ空気圧モニター装置のシステムを示す概略図である。
タイヤ空気圧モニター装置は、車両の各輪にそれぞれ設けられ、トランシーバー１と、送受信を共用するアンテナ１１と、トランスポンダ（タイヤ空気圧送信手段）２とから構成される。
【００１０】
トランシーバー１とアンテナ１１は車両に取り付けられ、トランスポンダ２はタイヤ３およびホイール４に取り付けられる。トランシーバー１は、アンテナ１１を介してトランスポンダ２と双方向の通信を行う。トランスポンダ２は、内部に備えた図外の空気圧センサ（空気圧検出手段）により計測されたタイヤ空気圧やタイヤ温度等の情報をトランシーバー１から送信される励起用電波を用いてトランシーバー１に返信する。
【００１１】
アンテナ１１とトランスポンダ２の位置関係は、タイヤ３およびホイール４の回転に伴い相対的に変化する。このため、トランシーバー１で受信されるトランスポンダ２からの電波強度は、タイヤ３およびホイール４の回転角度に依存し、図２のような特性を持つ。図２において、電波強度の値が通信に最低限必要な受信強度Ｖthを超える角度範囲、すなわち、トランシーバー１とトランスポンダ２との双方向通信が成立する通信成立範囲は、Δθである。
【００１２】
図３は、トランシーバー１およびその周辺の構成図である。トランシーバー１は、アンテナ１１を介してトランスポンダ２へ励起用電波を送信する送信機（励起用電波送信手段）１２と、アンテナ１１を介してトランスポンダ２から返信された電波を受信する受信機（タイヤ空気圧受信手段）１３と、送受信の状態に応じてアンテナ１１の接続先を送信機１２と受信機１３のどちらか一方に切り替える送受信切替スイッチ１４と、ＣＰＵ１５と、メモリ１６と、外部記憶装置１７とから構成される。
【００１３】
ＣＰＵ１５は、メモリ１６に記憶されたプログラムを実行し、各装置の制御やデータの計算・加工などの諸機能を実現する。具体的には、ＣＰＵ１５は受信機１３で受信されたデータを処理するデータ受信部１８を備え、データに含まれるタイヤ空気圧情報やタイヤ温度情報等を表示器２３に表示する。
【００１４】
さらにＣＰＵ１５は、受信機１３により受信した電波の電波強度（受信電界強度RSSI：Receive Signal Strength Indicator）を算出し、算出結果を送信タイミング制御回路２１に送信する電波強度検出部（電波強度検出手段）１９と、電波強度に基づいて電波強度の変化率を算出する電波強度変化率検出部（電波強度変化率検出手段）２０と、受信機１３により受信した電波強度と、送受信切替スイッチ１４の切替タイミングおよび送信機１２の電波送信のタイミングを制御する送信タイミング制御回路２１と、を備える。
【００１５】
送信タイミング制御回路２１は、回転メーター２４を備え、電波強度検出部１９から送信された電波強度情報と電波強度変化算出部２０から送信された電波強度変化率情報に基づいて回転メーター２４の設定値を決定し、回転メーター２４の計数値を車輪速検出手段２２からの車輪速情報を用いて加算し、さらに回転メーター２４の計数値が回転メーター２４の設定値に到達したときに電波を送信するように、送信機１２と送受信切替スイッチ１４を制御する。
【００１６】
次に、作用を説明する。
［通信制御処理］
図４は、トランシーバー１のＣＰＵ１５で実行される通信制御処理を示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。なお、この通信制御処理は、車両の走行中、所定の制御周期毎に繰り返される。
【００１７】
ステップS1では、送信回数カウンターＮを初期化（＝０）し、ステップS2へ移行する。
【００１８】
ステップS2では、送信回数カウンターＮをインクリメントし、ステップS3へ移行する。
【００１９】
ステップS3では、トランスポンダ通信のサブルーチンを呼び出して実行し、ステップS4へ移行する。トランスポンダ通信のサブルーチンについては後述する。
【００２０】
ステップS4では、電波強度検出部１９において、受信機１３の信号から、電波強度の値Ｖ(N)を算出し、算出結果を送信タイミング制御回路２１に送り、ステップS5へ移行する。
【００２１】
ステップS5では、電波強度電波強度変化率検出部２０において、受信機１３の信号から、電波強度の変化率γを算出し、算出結果を送信タイミング制御回路２１に送り、ステップS6へ移行する。
【００２２】
ここで、電波強度の変化率γの算出方法を説明する。
図５は励起用電波の時間と電波強度との関係を示す図であり、電波強度は、立ち上がりの時刻t1で最大となり、時間の経過とともに減少していく特性を有している。よって、変化率γは、時刻t1から所定時間経過後の時点t2までの電波強度の変化率を、下記の式(1)を用いて算出する。
γ＝（γ(t2)−γ(t1)）／（t2−t1）  …(1)
【００２３】
ステップS6では、送信タイミング制御回路２１において、電波強度検出部１９から送られた電波強度の値Ｖ(N)がしきい値（電波強度しきい値）Ｖthよりも高いかどうかを判定する。YESの場合にはステップS7へ移行し、NOの場合にはステップS8へ移行する。
【００２４】
ステップS7では、送信タイミング制御回路２１において、回転メーター２４の設定値ＣINTを２πＭとし、ステップS14へ移行する。ここで、Ｍはゼロを除く整数で、例えば、１とする。
【００２５】
ステップS8では、送信タイミング制御回路２１において、送信カウンターＮが１つ前の制御周期の電波強度の値Ｖ(N-1)(N)がしきい値Ｖthよりも高いかどうかを判定する。YESの場合にはステップS9へ移行し、NOの場合にはステップS10へ移行する。
【００２６】
ステップS9では、送信タイミング制御回路２１において、電波強度の変化率γがβ（正の変化率しきい値）よりも高いかどうかを判定する。YESの場合にはステップS11へ移行し、NOの場合にはステップS12へ移行する。
【００２７】
図２に示したように、電波強度は、通信成立範囲Δθの中央から徐々に低くなり、通信成立範囲Δθから遠い位置で一定となるような特性を有している。従って、電波強度の変化率γをみることで、受信位置（トランスポンダ２の回転角度[rad]）が通信成立範囲Δθに近接する位置（回転角度）にあるのか否かを推定できる。ここでは、変化率γが正であり、かつβよりも高い場合には、受信位置が通信成立範囲Δθよりも時間的に手前側となる近接位置（図２中のＡの領域）にあると推定する。
【００２８】
ステップS10では、送信タイミング制御回路２１において、回転メーター２４の設定値ＣINTをΔθ／Ｌとし、ステップS14へ移行する。ここで、Ｌはゼロを除く整数で、例えば、５とする。
【００２９】
ステップS11では、送信タイミング制御回路２１において、回転メーター２４の設定値ＣINTを２πＭ＋Δθ／２とし、ステップS14へ移行する。
【００３０】
ステップS12では、送信タイミング制御回路２１において、電波強度の変化率γが−β（負の変化率しきい値）よりも低いかどうかを判定する。YESの場合にはステップS13へ移行し、NOの場合にはステップS10へ移行する。ここでは、変化率γが負であり、かつ−βよりも低い場合には、受信位置が通信成立範囲Δθよりも時間的に後方側となる近接位置（図２中のＢの領域）にあると推定する。
【００３１】
ステップS6、ステップS8、ステップS9およびステップS12により、電波強度の値Ｖ(N)と電波強度の変化率γとに基づいて、トランスポンダ２が励起用電波を受信したときの位置である受信位置を推定する受信位置推定手段が構成される。
【００３２】
ステップS13では、送信タイミング制御回路２１において、回転メーター２４の設定値ＣINTを２πＭ−Δθ／２とし、ステップS14へ移行する。
【００３３】
ステップS14では、回転待ち処理のサブルーチンを呼び出して実行し、ステップS14へ移行する。回転待ち処理のサブルーチンについては後述する。
【００３４】
ステップS7、ステップS10、ステップS11およびステップS13により、推定された受信位置と検出された車輪速とに基づいて、励起用電波の送信タイミングを可変する送信タイミング可変手段が構成される。
【００３５】
ステップS15では、車速（≒車輪速Ｓ）がゼロであるかどうかを判定する。YESの場合にはリターンへ移行し、NOの場合にはステップS2へ移行する。
【００３６】
［トランスポンダ通信サブルーチン］
図６は、図４のステップS3で実行されるトランスポンダ２との双方向通信のサブルーチンを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
【００３７】
ステップS3-1では、アンテナ１１の接続先を送信機１２となるように送受信切替スイッチ１４を切り替え、ステップS3-2へ移行する。
【００３８】
ステップS3-2では、送信機１２から一定の時間、信号を送信し、ステップS3-3へ移行する。
【００３９】
ステップS3-3では、送信機１２による電波の送信を停止し、ステップS3-4へ移行する。
【００４０】
ステップS3-4では、アンテナ１１の接続先を受信機１３となるように送受信切替スイッチ１４を切り替え、ステップS3-5へ移行する。
【００４１】
ステップS3-5では、受信機１３においてトランスポンダ２からの応答信号を受信し、リターンへ移行する。
【００４２】
すなわち、このサブルーチンにより、トランシーバー１がトランスポンダ２に対して電波を送信し、トランスポンダ２から応答信号を受信する処理が行われる。
【００４３】
［回転待ち処理サブルーチン］
図７は、図４のステップS14で実行される次回の制御周期で送信する電波の送信タイミング調整を行う、回転待ち処理サブルーチンを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
【００４４】
ステップS14-1では、回転メーター２４の計数値Ｃを初期化し、ステップS14-2へ移行する。
【００４５】
ステップS14-2では、図４のステップS7、ステップS10、ステップS11またはステップS13により、電波強度の値Ｖ(N)や電波強度の変化率γによって各々決められた回転メーター２４の設定値ＣINTを読み込み、ステップS14-3へ移行する。
【００４６】
ステップS14-3では、車輪速検出手段２２からの車輪速情報を読み込み、ステップS14-4へ移行する。
【００４７】
ステップS14-4では、ステップS14-3で最新の車輪速Ｓが取得できたかどうかを判定する。YESの場合にはステップS14-5へ移行し、NOの場合にはステップS14-3へ移行する。
【００４８】
ステップS14-5では、回転メーター２４の計数値ＣにＳ・Δｔ／Ｒを加え、ステップS14-6へ移行する。ここで、Ｒはタイヤ半径である。また、Δｔは、車輪速Ｓの取得順をＳ(1)，Ｓ(2)，…Ｓ(n-1)，Ｓ(n)とし、各車輪速の取得時刻をｔ(1)，ｔ(2)，…ｔ(n-1)，ｔ(n)とすると、下記の式(2)のように設定する。
Δｔ(n)＝ｔ(n)−ｔ(n-1)  …(2)
なお、車輪速Ｓが周期的に取得できる（ステップS14−4において、常にYESとなる）と仮定すると、Δｔは定数となり、車輪速Ｓの取得周期となる。
【００４９】
ステップS14-6では、回転メーター２４の計数値Ｃが設定値ＣINTに達しているかどうかを判定する。YESの場合にはリターンへ移行し、NOの場合にはステップS14-3へ移行する。
【００５０】
すなわち、ステップS14-6において回転メーター２４の計数値Ｃが設定値ＣINTに到達するまで、ステップS14-4→ステップS14-5→ステップS14-6の処理が繰り返され、タイヤ３の回転待ち処理、すなわち、トランスポンダ２の位置が設定値ＣINTに到達するのを待つ処理が実行される。
【００５１】
このサブルーチンにより、設定された回転メーター２４の設定値ＣINTと、車輪速検出手段２２から得られた車輪速Ｓとに基づいて、トランスポンダ２への送信タイミングが制御される。
【００５２】
［通信制御作用］
電波強度の値Ｖ(N)がしきい値Ｖthよりも高い場合には、受信位置が通信成立範囲Δθ内にあると推定し、現在の送信タイミングを維持する。すなわち、図４のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS7→ステップS14→ステップS15へと進む流れとなり、ステップS6では、受信位置が通信成立範囲Δθ内にあると推定され、ステップS7では、回転メーター２４の設定値ＣINTが２πＭに設定されるため、ステップS14では、回転メーター２４の計数値Ｃが２πＭに到達するまでの間、タイヤ３の回転待ち処理が行われる。そして、回転メーター２４の設定値ＣINTが２πＭに到達したとき、次回の制御周期において、ステップS3でトランスポンダ２との通信が実行され、タイヤ空気圧が得られる。
【００５３】
電波強度の値Ｖ(N)がしきい値Ｖth以下であり、かつ、前回の制御周期での電波強度の値Ｖ(N-1)がしきい値Ｖthよりも高い場合には、受信位置が通信成立範囲Δθの近接位置にあると推定する。すなわち、図４のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS8へと進み、ステップS8において、受信位置が通信成立範囲Δθの近接位置にあると推定される。
【００５４】
続いて、電波強度の変化率γがβよりも高い場合には、受信位置が通信成立範囲Δθよりも時間的に手前側となる位置（図２中のＡの領域）にあると推定し、通信成立範囲Δθの１／２に対応する時間分送信タイミングを遅らせる。すなわち、ステップS8→ステップS9→ステップS11→ステップS14→ステップS15へと進み、ステップS9では、受信位置が通信成立範囲Δθよりも時間的に手前側となる位置にあると推定され、ステップS11では、回転メーター２４の設定値ＣINTが２πＭ＋Δθ／２に設定されるため、ステップS14では、回転メーター２４の計数値Ｃが２πＭ＋Δθ／２に到達するまでの間、タイヤ３の回転待ち処理が行われる。そして、回転メーター２４の設定値ＣINTが２πＭ＋Δθ／２に到達したとき、次回の制御周期において、ステップS3でトランスポンダ２との通信が実行される。このとき、受信位置は通信成立範囲Δθ内にあるため、トランシーバー１は、タイヤ空気圧のモニタリングを再開できる。
【００５５】
電波強度の変化率γが−β以下の場合には、受信位置が通信成立範囲Δθよりも時間的に後方側となる位置（図２中のＢの領域）にあると推定し、通信成立範囲Δθの１／２に対応する時間分送信タイミングを進ませる。すなわち、ステップS8→ステップS9→ステップS12→ステップS13→ステップS14→ステップS15へと進み、ステップS12では、受信位置が通信成立範囲Δθよりも時間的に後方側となる位置にあると推定され、ステップS13では、回転メーター２４の設定値ＣINTが２πＭ−Δθ／２に設定されるため、ステップS14では、回転メーター２４の計数値Ｃが２πＭ−Δθ／２に到達するまでの間、タイヤ３の回転待ち処理が行われる。そして、回転メーター２４の設定値ＣINTが２πＭ−Δθ／２に到達したとき、次回の制御周期において、ステップS3でトランスポンダ２との通信が実行される。このとき、受信位置は通信成立範囲Δθ内にあるため、トランシーバー１は、タイヤ空気圧のモニタリングを再開できる。
【００５６】
電磁強度の値Ｖがしきい値Ｖth以下であり、かつ、前回の制御周期での電波強度の値Ｖ(N-1)がしきい値Ｖth以下の場合には、受信位置が通信成立範囲Δθから遠い任意の位置にあると推定し、送信間隔がΔθ／Ｌとなるように送信タイミングを変化させる。すなわち、図４のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS8→ステップS10→ステップS14→ステップS15へと進み、ステップS12では、受信位置が通信成立範囲Δθから遠い任意の位置にあると推定され、ステップS10では、回転メーター２４の設定値ＣINTがΔθ／Ｌに設定されるため、ステップS14では、回転メーター２４の計数値ＣがΔθ／Ｌに到達するまでの間、タイヤの回転待ち処理が行われる。そして、回転メーター２４の設定値ＣINTがΔθ／Ｌに到達したとき、次回の制御周期において、ステップS3でトランスポンダ２との通信が実行される。この処理が受信位置に応じて数回繰り返され、受信位置が通信成立範囲Δθ内に収まったとき、トランシーバー１は、タイヤ空気圧のモニタリングを再開できる。
【００５７】
［従来技術の問題点］
米国公報US6,378,360B1には、自動車のタイヤなど、回転する物体の空気圧や温度の測定値を取得する測定機器において、タイヤの回転に同期させて双方向通信を行う方法が提案されている。
【００５８】
この従来技術には、タイヤ回転に同期させる方法の具体的な記載は無いが、タイヤ回転の同期を行うのにアンチロックブレーキシステム（ABS）の車輪速センサによる車輪速情報を利用することが考えられる。
【００５９】
車輪速情報を測定機器に取り込む方法として、車輪速センサ出力を直接取り込む方法と、ABSで一旦車輪速センサ出力を取り込んで信号処理を行い、そしてCANに代表されるバス接続化されたネットワークを介して測定機器に取り込む方法とがある。
【００６０】
ところが、前者の方法では、車輪速センサと測定機器との間の物理的接続が新たに必要となり、配線本数の増大、重量増、配線スペース拡大といった問題が生じる。また、後者の方法では、配線やABSに与える信頼性の問題は少ないものの、車輪速情報は時間的に連続しない離散的なデータであり、かつ車輪速の値自身も離散的であるため、タイヤの回転に同期して双方向通信を行うのための精度が得られないという問題があった。
【００６１】
そこで、低精度の車輪速情報を用いた場合でも、確実に双方向通信可能な方法として、タイヤが１回転する時間に対し、励起用電波を非常に短い間隔で送信する方法が考えられるが、この方法では、バッテリー消費量が激しいため、省電力化の観点から好ましくない。
【００６２】
これに対し、実施例１のタイヤ空気圧モニター装置では、電波強度の値Ｖ(N)に基づいて、トランスポンダ２が励起用電波を受信したときの受信位置が通信成立範囲Δθ内にあるかどうかを推定し、この推定した受信位置と車輪速検出手段２２からの車輪速Ｓに応じて、次に受信位置が通信成立範囲Δθ内となるように励起用電波の送信タイミングを可変する。
【００６３】
すなわち、車輪速検出手段２２により検出された車輪速Ｓを励起用電波の電波強度の値Ｖ(N)により補正して送信タイミングを制御するため、車輪速情報の精度が十分高くない場合でも、受信位置をより正確に推定でき、双方向通信のタイミングをタイヤの回転に同期させることができる。
【００６４】
さらに、実施例１では、電波強度の値Ｖ(N)に加え、電波強度の変化率γを用いて受信位置の推定を推定しているため、受信位置が通信成立範囲Δθ外にある場合には、受信位置が通信成立範囲Δθに近接した位置にあるか、または遠い位置にあるかを推定できる。
【００６５】
そして、受信位置が通信成立範囲Δθに近接した位置にあると推定した場合には、次回の受信位置が通信成立範囲Δθ内に収まるように励起用電波の送信タイミングを調整するため、タイヤ空気圧のモニタリングが不可能となった場合でも、受信位置が通信成立範囲Δθに近い場合には、モニタリングを瞬時に再開できる。
【００６６】
一方、受信位置が通信成立範囲Δθから遠い位置にあると推定した場合には、励起用電波の送信タイミングを短くすることで、短時間の間でタイヤ空気圧のモニタリングを再開できる。
【００６７】
図８は、実施例１の励起用電波送信タイミング可変作用を示す図である。
受信位置Ｐ(N)が通信成立範囲Δθ内にある(a)の場合には、励起用電波の送信タイミングが保たれるため、次回の受信位置Ｐ(N+1)は、Ｐ(N)と同一の位置となり、タイヤ空気圧のモニタリングが継続される。
【００６８】
受信位置Ｐ(N)が通信成立範囲Δθよりも時間的に手前側となる位置にある(b)の場合には、通信成立範囲Δθの１／２に対応する時間分送信タイミングを遅らせるため、次回の受信位置Ｐ(N+1)を、通信成立範囲Δθ内に収めることができ、タイヤ空気圧のモニタリングが瞬時に再開される。
【００６９】
受信位置Ｐ(N)が通信成立範囲Δθよりも時間的に後方側となる位置にある(c)の場合には、通信成立範囲Δθの１／２に対応する時間分送信タイミングを進ませるため、次回の受信位置Ｐ(N+1)を、通信成立範囲Δθ内に収めることができ、タイヤ空気圧のモニタリングが瞬時に再開される。
【００７０】
受信位置Ｐ(N)が通信成立範囲Δθから遠い任意の位置にある(d)の場合には、励起用電波の送信間隔をΔθ／Ｌ（ここで、Ｌ＝５とする。）とするため、制御周期毎に受信位置がΔθ／Ｌずつ通信成立範囲Δθに近づき、４回後の制御周期において、受信位置Ｐ(N+4)を通信成立範囲Δθ内に収めることができる。よって、受信位置Ｐ(N)が通信成立範囲Δθから遠い場合でも、短時間のうちにタイヤ空気圧のモニタリングが再開される。
【００７１】
次に、効果を説明する。
本発明のタイヤ空気圧モニター装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
【００７２】
(1) タイヤ３の空気圧を検出する空気圧検出手段と、タイヤ３に備えられ、励起用電波により誘起された起電力を電源として、検出されたタイヤ空気圧を無線電波にて送信するトランスポンダ２と、このトランスポンダ２に対し励起用電波を送信する送信機１２と、車体側に設けられ、トランスポンダ２からの無線電波を受信する受信手段１３と、トランスポンダ２から送信された無線電波の電波強度の値Ｖ(N)を検出する電波強度検出部１９と、検出された電波強度の値Ｖ(N)に基づいて、トランスポンダ２が励起用電波を受信したときの位置である受信位置を推定する受信位置推定手段と、タイヤの回転速度である車輪速を検出する車輪速検出手段２２と、推定された受信位置と検出された車輪速とに基づいて、受信位置がトランスポンダ２と受信手段１３との通信が成立する通信成立範囲Δθ内となるように、励起用電波の送信タイミングを可変する送信タイミング可変手段と、を備えるため、タイヤの回転に応じて励起用電波の送信タイミングを適切に制御でき、タイヤ空気圧のデータ取得精度を高めつつ、バッテリーの省電力化を図ることができる。
【００７３】
(2) 受信位置推定手段は、電波強度の値Ｖ(N)が電波強度しきい値Ｖthよりも高いとき、受信位置が通信成立範囲Δθ内にあると推定し、送信タイミング可変手段は、受信位置が通信成立範囲Δθ内にあると推定されたとき、現在の送信タイミングを維持するため、継続してタイヤ空気圧情報を得ることができる。
【００７４】
(3) 電波強度の変化率γを検出する電波強度変化率検出部２０を備え、受信位置推定手段は、電波強度の値Ｖ(N)とその変化率γとに基づいて、トランスポンダ２の位置を推定するため、通信成立範囲Δθに対して受信位置が近接する位置にあるのか、または離れた位置にあるのかを推定できる。
【００７５】
(4) 受信位置推定手段は、電波強度の値Ｖ(N)が電波強度しきい値Ｖth以下のとき、前回の制御周期での電波強度の値Ｖ(N-1)が電波強度しきい値Ｖthよりも高く、かつ、電波強度の変化率γの絶対値が正の変化率しきい値βよりも高い場合には、受信位置が通信成立範囲Δθよりも時間的に手前側となる近接位置にあると推定し、送信タイミング可変手段は、受信位置が通信成立範囲Δθよりも時間的に手前側となる近接位置にあると推定されたとき、通信成立範囲Δθの１／２に対応する時間分送信タイミングを遅らせるため、次回の受信位置を通信成立範囲Δθ内に収めることができ、瞬時にタイヤ空気圧のモニタリングを再開できる。
【００７６】
(5) 受信位置推定手段は、電波強度の値Ｖ(N)が電波強度しきい値Ｖth以下のとき、前回の制御周期での電波強度の値Ｖ(N−1)が電波強度しきい値Ｖthよりも高く、かつ、電波強度の変化率γの絶対値が負の変化率しきい値−βよりも低い場合には、受信位置が通信成立範囲Δθよりも時間的に後方側となる近接位置にあると推定し、送信タイミング可変手段は、受信位置が通信成立範囲Δθよりも後方側となる近接位置にあると推定されたとき、通信成立範囲Δθの１／２に対応する時間分送信タイミングを進ませるため、次回の受信位置を通信成立範囲Δθ内に収めることができ、瞬時にタイア空気圧のモニタリングを再開できる。
【００７７】
(6) 受信位置推定手段は、電波強度の値Ｖ(N)が電波強度しきい値Ｖth以下のとき、前回の制御周期での電波強度の値Ｖ(N-1)が電波強度しきい値Ｖth以下の場合には、受信位置が通信成立範囲Δθから遠い任意の位置にあると推定し、送信タイミング可変手段は、受信位置が通信成立範囲Δθから遠い任意の位置にあると推定されたとき、励起用電波の送信間隔が通信成立範囲Δθ／Ｌに対応する時間以下となるように送信タイミングを可変する。すなわち、受信位置が通信成立範囲Δθから大きく外れ、推定が困難な場合には、励起用電波を短い間隔で送信し続けることにより、短時間のうちにタイヤ空気圧のモニタリングを再開できる。
【００７８】
（他の実施例）
以上、本発明のタイヤ空気圧モニター装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に記載された本発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】実施例１のタイヤ空気圧モニター装置のシステムを示す概略図である。
【図２】タイヤ・ホイールの回転角度に対する電波強度の特性を示す図である。
【図３】トランシーバーおよびその周辺の構成図である。
【図４】トランシーバー１のＣＰＵ１５で実行される通信制御処理を示すフローチャートである。
【図５】励起用電波の時間と電波強度との関係を示す図である。
【図６】図４のステップS3で実行されるトランスポンダ２との双方向通信のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図４のステップS14で実行される回転待ち処理サブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】実施例１の励起用電波送信タイミング可変作用を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  トランシーバー
２  トランスポンダ
３  タイヤ
４  ホイール
１１  アンテナ
１２  送信機
１３  受信機
１４  送受信切替スイッチ
１５  ＣＰＵ
１６  メモリ
１７  外部記憶装置
１８  データ受信部
１９  電波強度検出部
２０  電波強度変化率検出部
２１  送信タイミング制御回路
２２  車輪速検出手段
２３  表示器
２４  回転メーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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