(57)【要約】【課題】電池寿命の向上を図りつつ、確実に受信機でのデータ受信が行えるタイヤ空気圧検出装置を提供する。【解決手段】送受信機２ａ〜２ｄと受信機３との間において双方向通信を行えるようにする。これにより、受信機３からのリクエスト信号に基づいて送受信機２ａ〜２ｄからフレーム送信を行わせられる。また、フレーム受信できていなければ受信機３から再度リクエスト信号を出力させることで、その旨を送受信機２ａ〜２ｄに伝えることができる。これに基づき、法規などで定められた規定時間に基づいて設定される要求時間ごとに受信機３からリクエスト信号を送信させ、リクエスト信号に応答して各送受信機２ａ〜２ｄにフレーム送信を行わせる。【選択図】図１
2019081437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを備えた複数個の車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに備えられた送受信機（２ａ〜２ｄ）と、車体（６）に備えられた受信機（３）と、を有するタイヤ空気圧検出装置であって、
前記送受信機は、前記複数個の車輪それぞれのタイヤ空気圧を示す検出信号を出力する圧力センサ（２１ａ）を有するセンシング部（２１）と、前記タイヤ空気圧を示す検出信号を信号処理して前記タイヤ空気圧に関するデータとして格納したフレームを作成する第１制御部（２２）と、前記受信機から送信されるリクエスト信号の受信を行うと共に該リクエスト信号を受信すると前記フレームを送信する第１送受信部（２３）と、を有し、
前記受信機は、前記フレームの受信を行うと共に前記リクエスト信号の送信を行う第２送受信部（３２）と、受信した前記フレームに格納された前記タイヤ空気圧に関するデータに基づいてタイヤ空気圧を検出すると共に前記第２送受信部からの前記リクエスト信号の送信を制御する第２制御部（３３）と、を有し、
前記第２制御部は、前記複数個の車輪それぞれの前記送受信機に対して、該送受信機それぞれに設定される所定の要求時間以内のタイミングごとに前記リクエスト信号を送信し、それぞれの前記送受信機のうち前記フレームを受信したものについては前記リクエスト信号の送信を停止し、前記フレームを受信していないものについては前記リクエスト信号の送信を繰り返すタイヤ空気圧検出装置。
【請求項２】
前記送受信機は、前記要求時間毎に自ら前記フレームの送信を行いつつ、前記リクエスト信号を受信しても前記フレームの送信を行い、
前記第２制御部は、前記要求時間毎に前記複数個の車輪それぞれの前記送受信機からの前記フレームの受信が行われなかったときに、前記複数個の車輪それぞれの前記送受信機のうち前記フレームを受信していないものについて前記リクエスト信号を送信する請求項１に記載のタイヤ空気圧検出装置。
【請求項３】
前記第２制御部は、前記タイヤ空気圧に変化が発生したときには発生前よりも、前記要求時間を短い時間に設定する請求項１または２に記載のタイヤ空気圧検出装置。
【請求項４】
タイヤを備えた複数個の車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに備えられた送受信機（２ａ〜２ｄ）と、車体（６）に備えら得た受信機（３）と、を有するタイヤ空気圧検出装置であって、
前記送受信機は、前記複数個の車輪それぞれのタイヤ空気圧を示す検出信号を出力する圧力センサ（２１ａ）を有するセンシング部（２１）と、前記タイヤ空気圧を示す検出信号を信号処理して前記タイヤ空気圧に関するデータとして格納したフレームを作成する第１制御部（２２）と、前記受信機から送信されるリクエスト信号および停止指示信号の受信を行うと共に該リクエスト信号を受信すると前記停止指示信号を受信するまで前記フレームを繰り返し送信する第１送受信部（２３）と、を有し、
前記受信機は、前記フレームの受信を行うと共に前記リクエスト信号および前記停止指示信号の送信を行う第２送受信部（３２）と、受信した前記フレームに格納された前記タイヤ空気圧に関するデータに基づいてタイヤ空気圧を検出すると共に前記第２送受信部からの前記リクエスト信号および前記停止指示信号の送信を制御する第２制御部（３３）と、を有し、
前記第２制御部は、前記複数個の車輪それぞれの前記送受信機に対して、該送受信機それぞれに設定される所定の要求時間以内のタイミングごとに前記リクエスト信号を送信し、それぞれの前記送受信機のうち前記フレームを受信したものについて前記停止指示信号を送信するタイヤ空気圧検出装置。
【請求項５】
前記送受信機は、前記要求時間毎に自ら前記フレームの送信を行いつつ、前記リクエスト信号を受信しても前記フレームの送信を行い、
前記第２制御部は、前記要求時間毎に前記複数個の車輪それぞれの前記送受信機のうち前記フレームの受信が行われたものについては前記停止指示信号を送信し、前記フレームの受信が行われなかったときには、前記送受信機のうち前記フレームを受信していないものについて前記リクエスト信号を送信する請求項４に記載のタイヤ空気圧検出装置。
【請求項６】
タイヤを備えた複数個の車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに備えられた送受信機（２ａ〜２ｄ）と、車体（６）に備えられた受信機（３）と、を有するタイヤ空気圧検出装置であって、
前記送受信機は、前記複数個の車輪それぞれのタイヤ空気圧を示す検出信号を出力する圧力センサ（２１ａ）を有するセンシング部（２１）と、前記タイヤ空気圧を示す検出信号を信号処理して前記タイヤ空気圧に関するデータとして格納したフレームを作成する第１制御部（２２）と、前記受信機から送信される停止指示信号の受信を行うと共に所定の要求時間以内のタイミングごとに前記停止指示信号を受信するまで前記フレームを繰り返し送信する第１送受信部（２３）と、を有し、
前記受信機は、前記フレームの受信を行うと共に前記停止指示信号の送信を行う第２送受信部（３２）と、受信した前記フレームに格納された前記タイヤ空気圧に関するデータに基づいてタイヤ空気圧を検出すると共に前記第２送受信部からの前記停止指示信号の送信を制御する第２制御部（３３）と、を有し、
前記第２制御部は、前記複数個の車輪それぞれの前記送受信機のうち前記フレームを受信したものについて前記停止指示信号を送信するタイヤ空気圧検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ空気圧検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、タイヤ空気圧検出装置の１つとして、ダイレクト式のものがある。このタイプのタイヤ空気圧検出装置は、タイヤが取り付けられた車輪側に、圧力センサ等のセンシング部を備えた送信機を直接取り付けると共に、車体側に、アンテナおよび受信機を取り付けた構成とされる。そして、圧力センサの検出結果を示すデータが送信機から送信されると、アンテナを介して受信機にそのデータが受信され、タイヤ空気圧検出が行われるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなタイヤ空気圧検出装置では、タイヤ側の送信機から車両側の受信機に的確にデータが伝えられるようにすることが必要である。しかしながら、送信機からの単方向通信によって受信機にデータを伝えているため、データの送信回数を多く、つまり送信頻度を高く設定することで、受信機にデータが伝わらないという状況が無いようにしている。
【０００４】
例えば、北米法規においては、タイヤ空気圧の低下が生じた場合に、２０分以内に警報を行うことが求められている。このため、２０分の時間内における受信機でのデータ受信率が９９％以上という条件を満たせるように、送信頻度を設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２１０９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ダイレクト式のタイヤ空気圧検出装置では、送信機はタイヤ側に備えられることから、電源としてボタン電池のような電池が用いられており、送信回数が増えることによる電池寿命の低下が課題となる。このため、確実に受信機でのデータ受信を行えるようにしつつ、電池寿命を鑑みた送信頻度に設定することが必要になり、両者を満足することが難しい。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、電池寿命の向上を図りつつ、確実に受信機でのデータ受信が行えるタイヤ空気圧検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載のタイヤ空気圧検出装置では、送受信機（２ａ〜２ｄ）は、複数個の車輪それぞれのタイヤ空気圧を示す検出信号を出力する圧力センサ（２１ａ）を有するセンシング部（２１）と、タイヤ空気圧を示す検出信号を信号処理してタイヤ空気圧に関するデータとして格納したフレームを作成する第１制御部（２２）と、受信機から送信されるリクエスト信号の受信を行うと共に該リクエスト信号を受信するとフレームを送信する第１送受信部（２３）と、を有した構成とされる。また、受信機（３）は、フレームの受信を行うと共にリクエスト信号の送信を行う第２送受信部（３２）と、受信したフレームに格納されたタイヤ空気圧に関するデータに基づいてタイヤ空気圧を検出すると共に第２送受信部からのリクエスト信号の送信を制御する第２制御部（３３）と、を有した構成とされる。そして、第２制御部は、複数個の車輪それぞれの送受信機に対して、該送受信機それぞれに設定される所定の要求時間以内のタイミングごとにリクエスト信号を送信し、それぞれの送受信機のうちフレームを受信したものについてはリクエスト信号の送信を停止し、フレームを受信していないものについてはリクエスト信号の送信を繰り返す。
【０００９】
このように、送受信機と受信機との間において双方向通信を行えるようにしている。このため、受信機からのリクエスト信号に基づいて送受信機からフレーム送信を行わせることができる。また、フレーム受信できていなければ受信機から再度リクエスト信号を出力させることで、その旨を送受信機に伝えることができる。そして、法規などで定められた規定時間に基づいて設定される要求時間ごとに受信機からリクエスト信号を送信させ、リクエスト信号に応答して各送受信機にフレーム送信を行わせることができる。
【００１０】
このようにすることで、規定時間内に確実にフレーム受信を行うことが可能となる。また、各送受信機は、リクエスト信号を受信したときに応答としてフレーム送信を行うようにすれば良いため、フレームの送信頻度を低くすることができる。したがって、電池寿命の向上を図りつつ、確実に受信機でのデータ受信が行えるタイヤ空気圧検出装置とすることが可能となる。
【００１１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態にかかるタイヤ空気圧検出装置の全体構成を示した図である。
【図２】送受信機のブロック構成を示した図である。
【図３】受信機のブロック構成を示した図である。
【図４】受信機の制御部が実行する受信機処理のフローチャートである。
【図５】送受信機の制御部が実行する送受信機処理のフローチャートである。
【図６Ａ】第１実施形態にかかるタイヤ空気圧検出装置の作動例を示したタイムチャートである。
【図６Ｂ】１輪についてタイヤ空気圧に変化が生じた場合の作動例を示したタイムチャートである。
【図７】第２実施形態にかかるタイヤ空気圧検出装置の作動例を示したタイムチャートである。
【図８】第３実施形態にかかるタイヤ空気圧検出装置の作動例を示したタイムチャートである。
【図９】第３実施形態の変形例で説明するタイヤ空気圧検出装置の作動例を示したタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図５を参照して説明する。なお、図１の紙面上方向が車両１の前方、紙面下方向が車両１の後方、紙面左右方向が車両の左右方向に一致している。
【００１５】
図１に示すタイヤ空気圧検出装置は、車両１に取り付けられるもので、送受信機２ａ〜２ｄ、受信機３および表示器４を備えて構成されている。
【００１６】
図１に示すように、送受信機２ａ〜２ｄは、車両１における各車輪５ａ〜５ｄに取り付けられるもので、車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたタイヤの空気圧を検出すると共に、その検出結果を示す検出信号のデータをフレーム内に格納して送信する。また、受信機３は、車両１における車体６側に取り付けられるもので、送受信機２ａ〜２ｄから送信されるフレームを受信すると共に、その中に格納された検出信号に基づいて各種処理や演算等を行うことでタイヤ空気圧を検出する。また、本実施形態にかかる送受信機２ａ〜２ｄと受信機３は、送受信機２ａ〜２ｄから受信機３への通信だけでなく、その逆も可能な双方向通信を行えるものとされている。このため、受信機３から送受信機２ａ〜２ｄに対してフレーム送信のリクエストも可能となっている。双方向通信の形態については様々なものを適用することができ、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energyの略）通信を含むブルートゥース通信、wifiなどの無線LAN（Local Area Networkの略）、Sub-GHz通信、ウルトラワイドバンド通信、ZigBeeなどを適用できる。以下、図２および図３を参照して、送受信機２ａ〜２ｄおよび受信機３の詳細構成について説明する。なお、「ブルートゥース」は登録商標である。
【００１７】
図２に示すように、送受信機２ａ〜２ｄは、センシング部２１、制御部２２、送受信部２３、電池２４およびアンテナ２５を備えた構成となっており、電池２４からの電力供給に基づいて各部が駆動されるようになっている。
【００１８】
センシング部２１は、例えば圧力センサ２１ａや温度センサ２１ｂおよび加速度センサ２１ｃを備えた構成とされている。圧力センサ２１ａは、タイヤ空気圧に応じた検出信号を出力する。温度センサ２１ｂは、タイヤ内温度に応じた検出信号を出力する。加速度センサ２１ｃは、タイヤ回転に伴って発生する加速度、例えば各車輪５ａ〜５ｄの径方向の加速度に応じた検出信号を出力する。そして、センシング部２１は、これら圧力センサ２１ａや温度センサ２１ｂおよび加速度センサ２１ｃの出力する検出信号を制御部２２に伝えている。
【００１９】
なお、これらのうちタイヤ空気圧に応じた検出信号やタイヤ内温度に応じた検出信号はタイヤ空気圧検出に用いられ、加速度に応じた検出信号は車両１が走行中であることの検出に用いられる。
【００２０】
制御部２２は、第１制御部に相当し、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどにメモリの記憶されたプログラムに従って、所定の処理を実行する。制御部２２内のメモリには、各送受信機２ａ〜２ｄを特定するための送受信機固有の識別情報と自車両を特定するための車両固有の識別情報とを含むＩＤ情報が格納されている。
【００２１】
制御部２２は、センシング部２１から出力された検出信号を受け取り、それを信号処理すると共に必要に応じて加工する。そして、制御部２２は、タイヤ空気圧検出に用いるタイヤ空気圧やタイヤ内温度の検出結果を示すデータについては、各送受信機２ａ〜２ｄのＩＤ情報と共にフレーム内に格納し、所定のタイミングでそのフレームを送受信部２３に送る。また、制御部２２自身でタイヤ空気圧低下の判定を行うようにすることもできる。その場合、制御部２２にて、タイヤ空気圧低下が生じているか否かを示すデータもフレーム内に格納して送受信部２３に送られるようにする。例えば、制御部２２は、所定の基準温度に換算したときのタイヤ空気圧を所定の警報閾値Ｔｈと比較し、タイヤ空気圧が警報閾値Ｔｈ以下に低下したことを検知した場合にタイヤ空気圧低下が生じたことを示すデータをフレームに格納する。
【００２２】
なお、以下の説明では、タイヤ空気圧やタイヤ内温度の検出結果を示すデータ、および、タイヤ空気圧低下の発生の有無を示すデータのことをタイヤ空気圧に関するデータという。ただし、タイヤ空気圧に関するデータにこれらすべてのデータが必ず含まれている必要はなく、タイヤ空気圧やタイヤ内温度の検出結果を示すデータと、タイヤ空気圧低下の発生の有無を示すデータの一方だけであっても良い。
【００２３】
また、制御部２２は、加速度の検出結果については、車両が走行中であるか否かの判定に用いている。例えば、加速度センサ２１ｃが各車輪５ａ〜５ｄの径方向の加速度に応じた検出信号を出力するものである場合、制御部２２は、検出信号から重心加速度成分を取り除き、遠心加速度成分を抽出する。この遠心加速度成分の変化は、タイヤの回転状態を示している。このため、制御部２２は、遠心加速度成分が発生していることに基づいて車両１が走行中であることを検出したり、遠心加速度成分の変化に基づいて車速を検出したりしている。
【００２４】
送受信部２３は、アンテナ２５を通じて、制御部２２から送られてきたフレームをＲＦ電波として受信機３に向けて送信する出力部としての機能を果たす。また、送受信部２３は、受信機３からの指示信号をＲＦ電波として受信する入力部としての機能も果たす。送受信部２３は、ここでは１つの構成として記載されているが、送信部と受信部それぞれ別々に構成されたものであっても良い。送受信部２３は、例えば、３００ＭＨｚもしくは４００ＭＨｚの通信帯域のＲＦ電波を用いて送受信を行っている。制御部２２から送受信部２３へ信号を送る処理は上記プログラムに従って行われ、後述するように受信機３からのリクエスト信号が送られてくると、制御部２２から送受信部２３へ信号を送る処理が実行される。
【００２５】
電池２４は、センシング部２１や制御部２２などに対して電力供給を行っており、この電池２４からの電力供給を受けて、センシング部２１でのタイヤ空気圧に関するデータの収集や制御部２２での各種演算などが実行される。
【００２６】
このように構成される送受信機２ａ〜２ｄは、例えば、各車輪５ａ〜５ｄのホイールにおけるエア注入バルブに取り付けられ、センシング部２１がタイヤの内側に露出するように配置される。これにより、送受信機２ａ〜２ｄは、該当車輪のタイヤ空気圧を検出し、各送受信機２ａ〜２ｄに備えられたアンテナ２５を通じて、所定のタイミングでフレームを送信するようになっている。
【００２７】
一方、図３に示すように、受信機３は、アンテナ３１、送受信部３２および制御部３３を備えた構成となっている。
【００２８】
アンテナ３１は、車体６に備えられ、各送受信機２ａ〜２ｄから送られてくるフレームを受信したり、各送受信機２ａ〜２ｄに対してフレーム送信を行わせるための指示信号であるリクエスト信号を送信したりするためのものである。ここでは、アンテナ３１は、各送受信機２ａ〜２ｄとの送受信を総括的に行う１本の共通アンテナで構成されているが、送受信機２ａ〜２ｄごとに備えられたものであっても良いし、送信用と受信用とで別々のもので構成されていても良い。
【００２９】
送受信部３２は、各送受信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームがアンテナ３１で受信されると、それを入力して制御部３３に送る入力部としての機能を果たす。また、送受信部３２は、制御部３３からの指示に従って、各送受信機２ａ〜２ｄに対してフレーム送信のリクエスト信号を送信する出力部としての機能も果たす。送受信部３２は、ここでは送信および受信の両方を行える構成とされているが、送信部と受信部それぞれ別々の構成とされたものであっても良い。
【００３０】
制御部３３は、第２制御部に相当し、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムに従って各種処理を実行する。具体的には、制御部３３は、図示しないバッテリからの電力供給に基づいて作動し、送受信部３２でのフレーム受信やリクエスト信号の制御を行ったり、タイヤ空気圧検出に関わる各種処理を行ったりする。
【００３１】
例えば、制御部３３は、タイヤ空気圧検出に関わる各種処理として、受信確認処理や圧力検出処理などを行っている。
【００３２】
受信確認処理では、要求時間内に各送受信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームを受信したことの確認を行う。例えば、制御部３３は、図示しないクロックを有しており、そのクロックで計測される要求時間内に各送受信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームを受信したことの確認を行っている。
【００３３】
ここでいう「要求時間」とは、フレームの受信が行われていなかった場合に送受信機２ａ〜２ｄに対してリクエスト信号を送る時間である。「要求時間」は、例えば法規などで決められている規制時間もしくはそれよりも短い時間に設定される。これにより、各送受信機２ａ〜２ｄからのフレームを法規などで定められる規制時間内に受信機３にて少なくとも１回フレームを受信できるようにしている。なお、北米においては、２０分間において受信率が９９％以上となることを満たすように法規が決められており、規制時間が２０分となっている。その場合には、要求時間は、規制時間である２０分もしくはそれよりも短い時間に設定される。
【００３４】
ただし、タイヤ空気圧に変化が生じた場合には、より短い間隔でタイヤ空気圧に関するデータを取得できるようにするのが好ましい。このため、制御部３３では、後述する圧力検出処理の結果に基づいてタイヤ空気圧の変化を認識すると、「要求時間」として、変化前よりも更に短いタイヤ空気圧低下時の要求時間を設定する。例えば、前回受信したフレームと今回受信したフレームそれぞれに含まれるデータから求めたタイヤ空気圧の差が所定の閾値以上を超える場合には、タイヤ空気圧の変化が生じたと判定している。
【００３５】
また、制御部３３は、要求時間中にフレームが受信されると圧力検出処理に移行し、受信しなかった場合には送受信機２ａ〜２ｄのうち受信していないものにフレーム送信のリクエスト信号を送る。具体的には、制御部３３は、送受信機２ａ〜２ｄのうち該当するもののＩＤ情報を付したリクエスト信号を送る。これにより、規定時間内に確実に受信機３においてフレーム受信が行われるようにすることができる。
【００３６】
そして、制御部３３は、タイヤ空気圧の変化がないときには要求時間を法規などで定められた規定時間に基づいて設定することで、各送受信機２ａ〜２ｄからのフレームの送信頻度を低くできる。さらに、制御部３３は、タイヤ空気圧の変化が生じたときには要求時間を短くする。これにより、よりタイヤ空気圧の変化を詳細に確認でき、タイヤ空気圧が低下した場合などに、迅速にユーザに警告することが可能となる。
【００３７】
なお、本実施形態の場合、各送受信機２ａ〜２ｄにおけるフレームの送信頻度が低くされるため、各送受信機２のフレームの送信タイミングがバッティングすることは少ない。しかしながら、よりバッティングを避けられるように、制御部２２で各送受信機２ａ〜２ｄへのリクエスト信号の送信タイミングを調整してずらしている。
【００３８】
圧力検出処理では、送受信部３２から受け取ったフレームに格納されたタイヤ空気圧に関するデータに基づいて各種信号処理および演算等を行うことでタイヤ空気圧を求める。そして、求めたタイヤ空気圧に応じた電気信号を表示器４に出力する。例えば、制御部３３は、求めたタイヤ空気圧を所定の警報閾値Ｔｈと比較し、タイヤ空気圧が所定の警報閾値Ｔｈ以下に低下したことを検知した場合には、その旨の信号を表示器４に出力する。また、送受信機２ａ〜２ｄでタイヤ空気圧検出を行っている場合には、受信したフレーム中に含まれるタイヤ空気圧低下が発生したことを示すデータに基づいて、表示器４にタイヤ空気圧低下が発生したことを伝えることもできる。
【００３９】
さらに、制御部３３は、４つの車輪５ａ〜５ｄそれぞれのタイヤ空気圧を求めたら、そのタイヤ空気圧を各車輪５ａ〜５ｄと対応させて表示器４に出力することもできる。制御部３３のメモリには、各車輪５ａ〜５ｄに配置されている送受信機２ａ〜２ｄのＩＤ情報が各車輪５ａ〜５ｄの位置と関連づけられて記憶されている。このため、制御部３３は、フレームに格納されたＩＤ情報と照合することで、受信したフレームが車輪５ａ〜５ｄのどれに取り付けられた送受信機２ａ〜２ｄであるかを認識し、タイヤ空気圧が低下した車輪を特定できる。これに基づき、タイヤ空気圧低下が発生した場合に、低下した車輪を特定して表示器４に出力する。また、タイヤ空気圧低下が発生していない場合でも、求めたタイヤ空気圧を各車輪５ａ〜５ｄと対応させて、表示器４に出力するようにしても良い。
【００４０】
このようにして、４つの車輪５ａ〜５ｄのいずれかのタイヤ空気圧が低下したこと、もしくは、４つの車輪５ａ〜５ｄそれぞれのタイヤ空気圧が表示器４に伝えられる。
【００４１】
表示器４は、図１に示されるように、ドライバが視認可能な場所に配置され、例えば車両１におけるインストルメントパネル内に設置される警報ランプやディスプレイによって構成される。この表示器４は、例えば受信機３における制御部３３からタイヤ空気圧が低下した旨を示す信号が送られてくると、その旨の表示を行うことでドライバにタイヤ空気圧の低下を報知する。または、受信機３から４つの車輪５ａ〜５ｄそれぞれのタイヤ空気圧が伝えられると、各車輪５ａ〜５ｄと対応させて各タイヤ空気圧を表示する。
【００４２】
なお、本実施形態では、表示器４をドライバへの警告を行う警告部として用いているが、表示器４のように視覚的に警告を行うものの他、スピーカなどの聴覚的に警告を行うものを警告部として用いても良い。
【００４３】
以上のようにして、本実施形態にかかるタイヤ空気圧検出装置が構成されている。続いて、本実施形態のタイヤ空気圧検出装置の作動について説明する。
【００４４】
例えば、図示しないイグニッションスイッチがオンされると、バッテリからの電力供給に基づいて受信機３などが作動させられる。これにより、制御部３３は、所定の制御周期毎に図４に示す受信機処理を実行する。一方、各送受信機２ａ〜２ｄでは、電池２４からの電力供給に基づいて、センシング部２１や制御部２２などが駆動され、所定の制御周期毎に、センシング部２１でのタイヤ空気圧に関するデータの収集や制御部２２での各種処理などが実行される。そして、制御部２２は、図５に示す送受信機処理を実行する。
【００４５】
まず、制御部３３が実行する受信機処理について説明する。
【００４６】
図４に示すように、制御部３３は、ステップＳ１００として受信確認処理を実行する。すなわち、制御部３３は、要求時間以内に送受信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームを受信したか否かを判定する。この処理は、送受信機２ａ〜２ｄ毎に行われ、制御部３３は、各送受信機２ａ〜２ｄのＩＤ情報すべてについて、当該ＩＤ情報が付されたフレームを受信したか否かを判定している。ここでいう「要求時間」は、上記した通り、タイヤ空気圧が変化していない場合には法規などで決められた規定時間に基づいて設定され、タイヤ空気圧の変化が生じた場合には更に短い時間に設定される。この要求時間は、前回の制御周期において受信機処理が実行された際に、後述するステップＳ１２０において設定される。
【００４７】
ここで、ステップＳ１００で否定判定された場合には、ステップＳ１１０に進み、送受信機２ａ〜２ｄのうちフレームを受信していないもののＩＤ情報を付したリクエスト信号を、送受信部３２を通じて送信する。この後、ステップＳ１００の判定に戻り、各送受信機２ａ〜２ｄからのフレームを受信するまでリクエスト信号の送信が繰り返される。
【００４８】
そして、ステップＳ１００で肯定判定された場合には、ステップＳ１２０に進み、受信したフレームに格納されたタイヤ空気圧に関するデータに基づいて、各車輪５ａ〜５ｄのタイヤ空気圧を検出する。これに基づき、タイヤ空気圧検出の結果を表示器４に伝えることで、そのときのタイヤ空気圧を表示したり、タイヤ空気圧低下が生じていることが表示したりして、ドライバにタイヤ空気圧の状況が伝えられる。また、タイヤ空気圧が変化した否かについても判定し、変化がなければ上記した「要求時間」を法規などで定められる規定時間に基づいて設定し、変化が生じていれば変化前よりも「要求時間」を更に短い時間に設定する。
【００４９】
次に、制御部２２が実行する送受信機処理について説明する。
【００５０】
図５に示すように、制御部２２は、ステップＳ２００において、車両１が走行中であるか否かを判定する。この判定は、加速度センサ２１ｃの検出信号に基づいて行われる。ここで、車両１が走行中ではないと判定された場合には、フレーム送信の必要がないことからそのまま処理を終了し、走行中であると判定された場合には、ステップＳ２１０以降の処理に進む。
【００５１】
ステップＳ２１０では、制御部２２は、空気圧計測処理を行う。具体的には、制御部２２は、圧力センサ２１ａによるタイヤ空気圧の検出結果および温度センサ２１ｂによるタイヤ内温度の検出結果を示す検出信号に基づいてタイヤ空気圧に関するデータを作成すると共に、このデータを自身のＩＤ情報と共にフレームに格納する。
【００５２】
その後、ステップＳ２２０に進み、制御部２２は、車両１からの指示があるか否か、つまり車両１からフレーム送信のリクエスト信号を受信したか否かを判定する。上記した図４のステップＳ１１０においてリクエスト信号が送信されていると、本処理で肯定判定されることになる。ここで肯定判定されると、ステップＳ２３０に進み、制御部２２は、空気圧送信処理としてタイヤ空気圧に関するデータおよびＩＤ情報を格納したフレームの送信を行う。なお、この後もステップＳ２００からの処理が繰り返され、リクエスト信号が送られてくるたびに、送受信機２ａ〜２ｄによるフレーム送信が行われる。
【００５３】
一方、ステップＳ２２０で否定判定された場合には、ステップＳ２４０に進む。そして、ステップＳ１４０において、制御部２２は、スリープ状態に移行し、フレーム送信を停止して処理を終了する。
【００５４】
このような処理が実行された場合、各送受信機２ａ〜２ｄおよび受信機３の動作は、図６Ａおよび図６Ｂのタイムチャートに示されるような動作となる。なお、図６Ａおよび図６Ｂ中では、動作を分かり易くするために、送受信機２ａ〜２ｄのＩＤ情報をそれぞれＩＤ１〜ＩＤ４として表してある。
【００５５】
まず、タイヤ空気圧の変化が生じていないときには、要求時間として期間Ｔ１が設定されている。各送受信機２ａ〜２ｄについて、前回フレーム受信が行われてから要求時間が経過すると、受信機３から対応するＩＤ情報を付したリクエスト信号が出力される。そして、各送受信機２ａ〜２ｄは、自身のＩＤ情報が付されたリクエスト信号を受信すると、それに応答してタイヤ空気圧に関するデータが格納されたフレームを送信する。
【００５６】
また、図６Ａに示したように、仮に、送受信機２ｄの送信したフレームが受信機３で受信できていなかったとしても、受信機３から送受信機２ｄに対してＩＤ４のＩＤ情報を付したリクエスト信号が繰り返し送信される。これにより、受信機３において、１度のリクエスト信号でフレーム受信が行われなくても、その後のリクエスト信号に基づいて確実にフレーム受信が行えるようにできる。
【００５７】
このようにして、所定の規定時間Ｔ２中に確実にフレーム受信を行うことが可能となる。したがって、例えば北米法規等で決められている時間、例えば２０分の時間内における受信機３でのデータ受信率が９９％以上という条件を満たすことができる。そして、各送受信機２ａ〜２ｄは、リクエスト信号を受信したときに応答としてフレーム送信を行うようにすれば良いため、フレームの送信頻度を低くすることができる。したがって、電池寿命の向上を図りつつ、確実に受信機３でのデータ受信が行えるタイヤ空気圧検出装置とすることが可能となる。
【００５８】
また、送受信機２ｄにおいてタイヤ空気圧が低下し、タイヤ空気圧の変化が生じたとすると、図６Ｂに示すように要求時間として期間Ｔ３が設定され、受信機３から期間Ｔ１よりも短いタイミングでリクエスト信号が送信される。これに基づいて、送受信機２ｄは、リクエスト信号を受信するとそれに応答してタイヤ空気圧に関するデータが格納されたフレームを送信することになる。また、この場合も、タイヤ空気圧の変化前と同様に、フレーム受信が行われるまで受信機３から繰り返しリクエスト信号が出力される。
【００５９】
このため、タイヤ空気圧が低下した際には、受信機３は、よりタイヤ空気圧の変化を詳細に確認することができ、タイヤ空気圧が警報閾値Ｔｈよりも低下した場合などに、迅速にユーザに警告することが可能となる。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態では、送受信機２ａ〜２ｄと受信機３との間において双方向通信を行えるようにしている。このため、受信機３からのリクエスト信号に基づいて送受信機２ａ〜２ｄからフレーム送信を行わせることができる。また、フレーム受信できていなければ受信機３から再度リクエスト信号を出力させることで、その旨を送受信機２ａ〜２ｄに伝えることができる。そして、法規などで定められた規定時間に基づいて設定される要求時間ごとに受信機３からリクエスト信号を送信させ、リクエスト信号に応答して各送受信機２ａ〜２ｄにフレーム送信を行わせている。
【００６１】
このようにすることで、規定時間内に確実にフレーム受信を行うことが可能となる。また、各送受信機２ａ〜２ｄは、リクエスト信号を受信したときに応答としてフレーム送信を行うようにすれば良いため、フレームの送信頻度を低くすることができる。したがって、電池寿命の向上を図りつつ、確実に受信機３でのデータ受信が行えるタイヤ空気圧検出装置とすることが可能となる。
【００６２】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してフレーム送信の方法を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００６３】
上記した第１実施形態では、受信機３からのリクエスト信号を受信してから各送受信機２ａ〜２ｄからフレーム送信が行われるようにした。これに対して、本実施形態では、送受信機２ａ〜２ｄ側で要求時間毎に自らフレーム送信を行うようにする。
【００６４】
そして、受信機３が要求時間になってもフレームを受信しなかった場合に、送受信機２ａ〜２ｄのうちフレームを受信していないものに対してＩＤ情報を付したリクエスト信号を送信する。
【００６５】
このようにした場合の動作は、例えば図７のタイムチャートのように表される。この図では、送受信機２ａ〜２ｄより要求時間ごとにフレーム送信が行われ、受信機３で送受信機２ａ〜２ｃが送信したフレームは１度で受信され、送受信機２ｄが送信したフレームは暫く受信できなかった場合を示している。この場合、受信機３は、要求時間になってもフレームを受信していない送受信機２ｄに対して、ＩＤ４のＩＤ情報を付したリクエスト信号を送信し、フレームを受信するまでそれを繰り返すことになる。このようにしても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してフレーム送信の停止指示を行うものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００６７】
本実施形態では、受信機３がフレームを受信したことを送受信機２ａ〜２ｄに伝えることで、送受信機２ａ〜２ｄからのフレーム送信を停止させるようにする。
【００６８】
具体的には、受信機３から送受信機２ａ〜２ｄに対してフレーム送信のリクエスト信号に加えて、停止を指示する停止指示信号の送信も行えるようにする。また、フレーム受信を行っていない期間が要求時間に達すると、リクエスト信号を送受信機２ａ〜２ｄに送り、送受信機２ａ〜２ｄから繰り返しフレーム送信を行わせる。そして、受信機３がフレーム受信を行うと、送受信機２ａ〜２ｄに対して停止指示信号を送信することで、送受信機２ａ〜２ｄからのフレーム送信を停止させる。
【００６９】
このようにした場合の動作は、例えば図８のタイムチャートのように表される。この図では、リクエスト信号に応答して送受信機２ａ〜２ｄよりフレーム送信が行われ、受信機３で送受信機２ａ〜２ｃが送信したフレームは１度で受信され、送受信機２ｄが送信したフレームは暫く受信できなかった場合を示している。この場合、受信機３は、送受信機２ａ〜２ｃについては、１度だけ送信されたフレームを確実に受信しつつ、停止指示信号を送信することで早急にフレーム送信を停止させることができる。一方、受信機３は、送受信機２ｄについては、受信できるまでフレーム送信を繰り返させることで確実に受信できるようにしつつ、受信できると停止指示信号を送信することで早急にフレーム送信を停止させられる。
【００７０】
このように、受信機３がフレーム受信を行うまで繰り返しリクエスト信号を送る代わりに、フレーム受信を行ったら停止指示信号を送るようにしても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
（第３本実施形態の変形例）
第３実施形態で説明したように停止指示信号を送ることで送受信機２ａ〜２ｄによるフレーム送信を停止させる場合にも、第２実施形態で説明したように各送受信機２ａ〜２ｄ側で要求時間毎に自らフレーム送信を行う形態とすることもできる。そして、受信機３が要求時間になってもフレームを受信しなかった場合には、受信機３からリクエスト信号を送信させ、フレームを受信した場合には、受信機３から停止指示信号を送信させるようにしても良い。
【００７２】
なお、これについては、勿論、タイヤ空気圧の変化が生じた場合においても適用できる。すなわち、各送受信機２ａ〜２ｄは、自身でもタイヤ空気圧の変化を把握できる。このため、タイヤ空気圧の変化が生じた場合に変化前よりも短い要求時間毎に、送受信機２ａ〜２ｄに自らフレーム送信を行わせる。一方、受信機３側でもタイヤ空気圧の変化を把握できるため、送受信機２ａ〜２ｄが送信したフレームが要求時間に達しても受信できないときに、受信機３からリクエスト信号を送信する。これにより、タイヤ空気圧の変化が生じた場合においても、受信機３で確実にフレーム受信を行うことが可能となる。
【００７３】
さらに、停止指示信号のみを用いることもできる。具体的には、送受信機２ａ〜２ｄ側では要求時間毎に自らフレーム送信を行うようにし、受信機３側ではフレーム受信が行われると停止指示信号を送信させる。そして、送受信機２ａ〜２ｄでは停止指示信号を受信するまでフレーム送信を繰り返し行うようにする。
【００７４】
このようにした場合の動作は、例えば図９のタイムチャートのように表される。この図では、要求時間毎に送受信機２ａ〜２ｄより自らフレーム送信が行われ、受信機３で送受信機２ａ〜２ｃが送信したフレームは１度で受信され、送受信機２ｄが送信したフレームは暫く受信できなかった場合を示している。この場合、受信機３は、送受信機２ａ〜２ｃについては、１度だけ送信されたフレームを確実に受信しつつ、停止指示信号を送信することで早急にフレーム送信を停止させることができる。一方、受信機３は、送受信機２ｄについては、受信できるまでフレーム送信を繰り返させることで確実に受信できるようにしつつ、受信できると停止指示信号を送信することで早急にフレーム送信を停止させられる。
【００７５】
このようにしても、受信機３に確実にフレーム受信を行わせることが可能になると共に、送受信機２ａ〜２ｄに停止指示信号が伝わるとフレーム送信を停止させられ、電池寿命の向上を図ることが可能となる。
【００７６】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００７７】
例えば、送受信機２ａ〜２ｄとして、エア注入バルブに取り付けられるものを例に挙げて説明したが、他の場所に備えられるものであっても良い。また、加速度センサ２１ｃについては、タイヤ径方向の加速度を検出するものに限らない。
【００７８】
一例を示すと、送受信機２ａ〜２ｄとして、タイヤトレッドの裏面に配置されるタイヤマウントセンサと呼ばれるタイヤ側装置を適用することもできる。送受信機２２ａ〜２２ｄがタイヤマウントセンサとされる場合、加速度センサ２１ｃが出力する検出信号については、タイヤ接線方向の振動の大きさに応じた検出信号として用いることもできる。この場合、加速度センサ２１ｃの検出信号となる出力電圧波形は、タイヤの回転に伴ってタイヤトレッドのうち加速度センサ２１ｃの配置箇所と対応する部分が接地し始めた接地開始時に極大値をとる。また、当該出力電圧波形は、タイヤの回転に伴ってタイヤトレッドのうち加速度センサ２１ｃの配置箇所と対応する部分が接地していた状態から接地しなくなる接地終了時に極小値を取る。このため、加速度センサ２１ｃの検出信号に基づいて、車両が走行中であることを検出することができる。
【００７９】
なお、タイヤマウントセンサを送受信機２ａ〜２ｄとして用いる場合において、加速度センサ２１ｃにてタイヤ接線方向の振動を検出する場合について説明したが、他の方向、例えばタイヤ径方向の振動を検出しても同様のことを行える。
【００８０】
また、タイヤマウントセンサを送受信機２ａ〜２ｄとして用いる場合、加速度センサ２１ｃに代えて、圧電素子を用いることもできる。圧電素子は、応力に応じた出力電圧を発生させることから、タイヤトレッドの変形に伴って、加速度センサ２１ｃと同様の波形の出力電圧を発生させることになる。このため、圧電素子の出力電圧を検出信号として用いて、車両１が走行中であることを検出することができる。
【００８１】
さらに、タイヤマウントセンサを送受信機２ａ〜２ｄとして用いる場合、加速度センサ２１ｃもしくは圧電素子の検出信号に基づいてタイヤ空気圧検出を行うこともできる。すなわち、加速度センサ２１ｃもしくは圧電素子の検出信号が極大値を取るときから極小値を取るときまでの期間に対してタイヤ回転速度を掛ければ、タイヤ接地面の長さが求められる。そして、タイヤ接地面の長さは、タイヤ空気圧に応じて変化することから、タイヤ接地面の長さに基づいてタイヤ空気圧を算出することができる。したがって、このようにしてタイヤ空気圧を算出する場合には、加速度センサ２１ｃもしくは圧電素子が圧力センサとして機能することになる。
【００８２】
また、上記第１実施形態においても、加速度センサ２１ｃにてタイヤ径方向の加速度、つまり遠心方向の加速度を検出する例を示したが、タイヤ接線方向の加速を検出しても良い。タイヤ接線方向の加速度も、車両１の走行に伴って増減するため、それに基づいて車両１が走行中であることを検出することができる。
【００８３】
また、上記実施形態では、要求時間ごとに受信機３からリクエスト信号を送信させたり、各送受信機２ａ〜２ｄからフレーム送信を行わせるようにしたが、必ずしも同じ時間間隔ごとに行わせる必要はない。すなわち、受信機３において、要求時間以内のタイミングごとに連続してフレーム受信が行えれば良い。
【００８４】
なお、上記各実施形態では、タイヤ空気圧検出装置のうち車体６側に備えられた部分を受信機３として総括的に記載しているが、受信機３は必ずしも１つの構成でなくても良い。例えば、受信機能を果たすアンテナ３１や送受信部３２とタイヤ空気圧検出機能を果たす制御部３３とが別々の場所に備えられていても良い。
【符号の説明】
【００８５】
２      送受信機
３      受信機
４      表示器
２１    センシング部
２２    制御部
２３    送受信部
２４    電池
３２    送受信部
３３    制御部
【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６Ａ】
2019081437.tif 000008
【図６Ｂ】
2019081437.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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