(57)【要約】【課題】車輪側ユニットにおける送信アンテナを小型化しつつ、電力消費を抑えることができるタイヤ状態監視装置を提供すること。【解決手段】タイヤ状態監視装置において、タイヤセンサユニット３は、タイヤ６の状態を検出する圧力センサ１１及び温度センサ１２と、それらの検出したタイヤ情報を送信アンテナ３１ａから送信可能な送信装置３１と、送信装置３１を制御するセンサユニットコントローラ３０と、を有する。受信機ユニット４０は、送信装置３１の送信したタイヤ情報を受信アンテナ３２から受信する受信装置３５と、受信装置３５を制御する受信機ユニットコントローラ３３と、を有する。送信装置３１と受信装置３５は、ＩＥＥ８０２．１５．４規格に準拠して動作し、かつ通信周波数は、２．４ＧＨｚである。【選択図】図１
2015016786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられた複数の車輪のタイヤ内に設置され、
前記タイヤの状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部の検出したタイヤ情報を送信アンテナから送信可能な送信装置と、
前記送信装置を制御する車輪側コントローラと、を有する車輪側ユニットを備えるとともに、
前記車両の車体に設置され、前記送信装置の送信した前記タイヤ情報を受信アンテナから受信する受信装置と、
前記受信装置を制御する受信機側コントローラと、を有する受信機ユニットを備えるタイヤ状態監視装置であって、
前記送信装置と前記受信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に準拠して動作し、かつ通信周波数は、２．４ＧＨｚであることを特徴とするタイヤ状態監視装置。
【請求項２】
前記車輪側コントローラは、前記タイヤ情報を取得する度に前記タイヤ情報を前記送信装置から送信させ、
前記受信機側コントローラは、前記受信装置を、前記タイヤ情報が受信できる状態に起動させていない待機状態とするスリープモードと、一定の起動時間だけ前記受信装置を起動させる受信モードと、に交互にモード変更させており、
前記送信装置から前記タイヤ情報が送信されてくると、前記受信機側コントローラは、前記受信モードの前記起動時間を延長して前記タイヤ情報を受信させる請求項１に記載のタイヤ状態監視装置。
【請求項３】
前記スリープモードを前記受信モードの起動時間より長くした請求項２に記載のタイヤ状態監視装置。
【請求項４】
前記送信装置及び前記受信装置の通信速度は、２５０ｋｂｐｓである請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のタイヤ状態監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪側ユニットと、受信機ユニットと、を備えるタイヤ状態監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に設けられた複数のタイヤの状態を運転者が車室内で確認できるようにするための装置として、無線通信方式のタイヤ状態監視装置が提案されている。タイヤ状態監視装置は、車両の車輪にそれぞれ装着されるとともに送信装置を有する複数の車輪側ユニットと、車両の車体に設置されるとともに受信装置を有する受信機ユニットとを備えている。各車輪側ユニットは、対応するタイヤの状態、即ちタイヤ内の圧力や温度を検出し、検出されたタイヤの状態を示すタイヤ情報を送信アンテナを介して送信装置から受信機ユニットに無線送信する。受信機ユニットは、受信アンテナ及び受信装置を備え、各車輪側ユニットからのタイヤ情報を受信アンテナを介して受信装置で受信する。
【０００３】
ところで、無線通信方式のタイヤ状態監視装置では、車輪側ユニットが車輪という隔離された場所に配置されるため、車輪側ユニットの電源として用いられる電池の取替えが容易でない。したがって、長期にわたって車輪側ユニットでの電力消費に耐えられる電池容量が必要とされるが、その反面、車輪側ユニットの小型化等の観点から電池も小型化する必要もある。
【０００４】
そこで、特許文献１では、送信機（車輪側ユニット）を、タイヤ空気圧の変化が所定の閾値以上のときにその情報を無線送信し、タイヤ空気圧の変化が所定の閾値未満のときにその情報を送信しないホットリンクモードで作動させる。受信機（受信機ユニット）は、送信機から情報が送信されないときにはタイヤ空気圧が変化していないということを認識することができ、情報が送信されたときには、その情報からタイヤ空気圧を取得することが可能となる。したがって、タイヤ空気圧が自然減のときの送信機からの送信回数を大幅に減らすことを可能にでき、電池容量を低減し、電池を小型化することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７６４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車輪側ユニットを小型化するには、送信アンテナも小型化する必要があるが、送信アンテナを小型化すると、タイヤ情報を効率良く送信できなくなる虞がある。
本発明の目的は、車輪側ユニットにおける送信アンテナを小型化しつつ、電力消費を抑えることができるタイヤ状態監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、タイヤ状態監視装置は、車両に設けられた複数の車輪のタイヤ内に設置され、前記タイヤの状態を検出する状態検出部と、前記状態検出部の検出したタイヤ情報を送信アンテナから送信可能な送信装置と、前記送信装置を制御する車輪側コントローラと、を有する車輪側ユニットを備えるとともに、前記車両の車体に設置され、前記送信装置の送信した前記タイヤ情報を受信アンテナから受信する受信装置と、前記受信装置を制御する受信機側コントローラと、を有する受信機ユニットを備えるタイヤ状態監視装置であって、前記送信装置と前記受信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に準拠して動作し、かつ通信周波数は、２．４ＧＨｚであることを要旨とする。
【０００８】
これによれば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格の無線通信方式は、小容量のデータを間欠的に送るネットワークに最適な無線形式である。そして、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格の無線通信方式は、出力電力が低く抑えられていることから、車輪側ユニットにおける電力消費を抑えることが可能である。さらに、通信周波数が、極超短波帯の場合と比べて、送信アンテナを小型にしても高効率なアンテナとすることができる。
【０００９】
また、タイヤ状態監視装置について、前記車輪側コントローラは、前記タイヤ情報を取得する度に前記タイヤ情報を前記送信装置から送信させ、前記受信機側コントローラは、前記受信装置を、前記タイヤ情報が受信できる状態に起動させていない待機状態とするスリープモードと、一定の起動時間だけ前記受信装置を起動させる受信モードと、に交互にモード変更させており、前記送信装置から前記タイヤ情報が送信されてくると、前記受信機側コントローラは、前記受信モードの前記起動時間を延長して前記タイヤ情報を受信させる。
【００１０】
これによれば、状態検出部がタイヤ情報を検出すると、車輪側コントローラは、送信装置を起動させ、検出したタイヤ情報を送信装置から送信させる。このため、車輪側ユニットでは、送信装置が常に起動している場合と比べて、電力消費を抑えることができる。
【００１１】
また、受信機ユニットでは、受信機側コントローラが、受信装置のモードをスリープモードと受信モードに交互に繰り返している。このため、受信装置を常に受信モードに起動させて待機させている場合と比べると、受信機ユニットでの電力消費が抑えられる。そして、タイヤ情報が送信されると、受信機側コントローラは、受信モードの起動時間を延長するため、タイヤ情報を確実に受信することができる。
【００１２】
また、タイヤ状態監視装置について、前記スリープモードを前記受信モードの起動時間より長くした。
これによれば、受信モードを起動させている時間より、受信装置を起動させていない時間の方が長くなり、電力消費をより抑えることができる。
【００１３】
また、タイヤ状態監視装置について、前記送信装置及び前記受信装置の通信速度は、２５０ｋｂｐｓであるのが好ましい。
これによれば、通信速度を速くすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、車輪側ユニットにおける送信アンテナを小型化しつつ、電力消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）はタイヤ状態監視装置が搭載された車両を示す概略構成図、（ｂ）はタイヤセンサユニットの回路構成を示すブロック図。
【図２】（ａ）はタイヤ情報を受信する前の受信装置での電流値を示す図、（ｂ）はタイヤ情報を受信したときの受信装置での電流値を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、タイヤ状態監視装置を具体化した一実施形態について、図１〜図２を参照して説明する。
図１（ａ）に示すように、タイヤ状態監視装置は、車両１の４つの車輪２にそれぞれ取り付けられる車輪側ユニットとしてのタイヤセンサユニット３と、車両１の車体に設置される受信機ユニット４０とを備えている。各車輪２は、ホイール部５と、このホイール部５に装着されるタイヤ６とを含む。
【００１７】
タイヤセンサユニット３は、タイヤ６の内部空間に配置されるように、そのタイヤ６が装着されたホイール部５に対して取り付けられている。各タイヤセンサユニット３は、対応するタイヤ６の状態（タイヤ空気圧、タイヤ内温度）を検出して、検出されたタイヤ情報を無線送信する。そして、タイヤセンサユニット３は、内蔵された電池からの電力供給により駆動される。
【００１８】
図１（ｂ）に示すように、各タイヤセンサユニット３は、圧力センサ１１、温度センサ１２、車輪側コントローラとしてのセンサユニットコントローラ３０、及び送信装置３１を有する。状態検出部としての圧力センサ１１は、対応するタイヤ６内の空気圧（タイヤ空気圧）を検出して、その検出によって得られたタイヤ情報としてのタイヤ空気圧データをセンサユニットコントローラ３０に出力する。状態検出部としての温度センサ１２は、対応するタイヤ６内の温度（タイヤ内温度）を検出して、その検出によって得られたタイヤ情報としてのタイヤ内温度データをセンサユニットコントローラ３０に出力する。
【００１９】
センサユニットコントローラ３０は、ＣＰＵ及び記憶部３０ａ（ＲＡＭやＲＯＭ等）を含むマイクロコンピュータ等よりなり、記憶部３０ａには各タイヤセンサユニット３に固有の識別情報であるＩＤコードが登録されている。このＩＤコードは、各タイヤセンサユニット３を受信機ユニット４０において識別するために使用される情報である。
【００２０】
送信装置３１は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に準拠して動作し、その規格に準拠して動作するＺｉｇｂｅｅ（登録商標）を採用している。送信装置３１の通信周波数は、２．４ＧＨｚであり、通信速度は２５０Ｋｂｐｓである。そして、送信装置３１は、センサユニットコントローラ３０の制御により、各データ（タイヤ空気圧データ、タイヤ内温度データ）を送信アンテナ３１ａから無線送信する。また、送信装置３１は、ＩＤコードも送信アンテナ３１ａから無線送信する。
【００２１】
各タイヤセンサユニット３のセンサユニットコントローラ３０は、圧力センサ１１及び温度センサ１２によるタイヤ状態の計測動作を、第１の所定時間間隔（例えば、１〜１５秒間隔）で定期的に行わせる。また、センサユニットコントローラ３０は、送信装置３１による送信動作を、第１の所定時間間隔よりも長い第２の所定時間間隔（例えば、１分間隔）で定期的に行わせる。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、受信機ユニット４０は、車両１のバッテリからの電力供給により駆動される。受信機ユニット４０は、受信機側コントローラとしての受信機ユニットコントローラ３３を有するとともに、受信装置３５を有する。受信装置３５は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に準拠して動作し、その規格に準拠して動作するＺｉｇｂｅｅ（登録商標）を採用している。受信装置３５の通信周波数は、２．４ＧＨｚであり、通信速度は２５０Ｋｂｐｓである。そして、受信装置３５は、受信機ユニットコントローラ３３の制御により、各データ（タイヤ空気圧データ、タイヤ内温度データ）を受信アンテナ３２から無線受信する。また、受信装置３５は、ＩＤコードも受信アンテナ３２から無線受信する。
【００２３】
受信機ユニットコントローラ３３には、表示器３８が有線接続されている。受信機ユニットコントローラ３３はＣＰＵ及び記憶部３３ａを含むマイクロコンピュータ等よりなり、受信機ユニット４０の動作を統括的に制御する。
【００２４】
受信機ユニットコントローラ３３において、受信装置３５は、各タイヤセンサユニット３から送信されたタイヤ情報（タイヤ空気圧データ、タイヤ内温度データ）及び識別情報（ＩＤコード）を受信アンテナ３２を通じて受信し、受信機ユニットコントローラ３３に送る。受信機ユニットコントローラ３３は、受信装置３５からの情報に基づき、送信元のタイヤセンサユニット３に対応するタイヤ６のタイヤ空気圧及びタイヤ内温度、及びＩＤコードを把握する。また、受信機ユニットコントローラ３３は、タイヤ空気圧及びタイヤ内温度、及びＩＤコードを記憶部３３ａに記憶させる。
【００２５】
そして、受信機ユニットコントローラ３３は、タイヤセンサユニット３からの識別情報に含まれるＩＤコードと、記憶部３３ａに登録されたＩＤコードを照合し、送信元のタイヤセンサユニット３が、車両１の前後左右のどの車輪２に設けられたものであるかを判別する。受信機ユニットコントローラ３３は、タイヤ空気圧及びタイヤ内温度に関する情報等を表示器３８に表示させる。表示器３８は、車室内等、車両１の搭乗者の視認範囲に配置され、受信機ユニットコントローラ３３により表示器３８にはタイヤ内圧力やタイヤ内温度の異常が表示（報知）される。
【００２６】
受信機ユニット４０において、受信機ユニットコントローラ３３の記憶部３３ａには、受信機ユニット４０を統括的に制御する制御プログラムが記憶されている。受信機ユニットコントローラ３３は、制御プログラムに基づき受信装置３５を制御する。
【００２７】
図２（ａ）に示すように、受信機ユニットコントローラ３３は、受信装置３５をスリープモードと受信モードで交互に動作させている。スリープモードは、受信装置３５に流す電流値を低電流として受信装置３５を起動させず、送信装置３１からのタイヤ情報を受信できない待機状態とするモードである。このスリープモードは、時間ｔ１の間だけ動作する。
【００２８】
一方、受信モードは、受信装置３５に流す電流値を、スリープモードより大きな電流とし、送信装置３１からのタイヤ情報が受信できるように、スリープモードから起動させた状態とするモードである。送信装置３１からタイヤ情報が送信されていない状態では、受信モードは起動時間ｔ２の間だけ動作する。受信機ユニットコントローラ３３は、スリープモードの動作する時間ｔ１を、受信モードの起動時間ｔ２よりも長くしている。
【００２９】
また、図２（ｂ）に示すように、受信機ユニットコントローラ３３は、タイヤ情報がタイヤセンサユニット３から送信されてくると、受信モードの起動時間ｔ２を延長する制御を行う。すなわち、受信機ユニットコントローラ３３は、タイヤ情報を確実に受信できる時間だけ、受信装置３５を受信モードで動作させる。
【００３０】
次に、タイヤ状態監視装置の作用を説明する。
さて、受信機ユニット４０において、受信装置３５は、時間ｔ１だけスリープモードで動作した後、起動時間ｔ２だけ受信モードで動作することを繰り返している。一方、タイヤセンサユニット３では、センサユニットコントローラ３０によって圧力センサ１１及び温度センサ１２が駆動され、タイヤ状態の計測動作が第１の所定時間間隔おきに行われる。そして、センサユニットコントローラ３０は、第２の所定時間間隔おきに、送信装置３１からタイヤ情報を送信させる。
【００３１】
そして、タイヤ情報が送信されると、受信機ユニット４０の受信機ユニットコントローラ３３は、受信モードの起動時間ｔ２を延長し、タイヤ情報を受信させる。すると、受信装置３５により、タイヤ情報が受信され、受信機ユニットコントローラ３３は、受信したタイヤ情報を表示器３８に表示させる。
【００３２】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）送信装置３１及び受信装置３５は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に準拠して動作する。この規格は、小容量のデータを間欠的に送るネットワークに最適な無線形式である。そして、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格は、出力電力が低く抑えられていることから、送信装置３１及び受信装置３５の電力消費を抑えることができる。また、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格で、かつ通信周波数は、２．４ＧＨｚであることから、送信アンテナ３１ａ及び受信アンテナ３２が小型であっても、高効率なアンテナとすることができる。
【００３３】
（２）タイヤセンサユニット３が備える送信装置３１は、タイヤ状態の計測動作、及びタイヤ情報の送信動作を一定時間間隔おきに行う。このため、タイヤ状態の計測動作、及びタイヤ情報の送信動作を常に行い続けるために、送信装置３１に高電流を流し続ける場合と比べて、送信装置３１での電力消費を抑えることができる。
【００３４】
受信機ユニット４０が備える受信装置３５は、スリープモードと受信モードを交互に繰り返している。そして、タイヤ情報が送信されると、受信モードの起動時間ｔ２を延長し、タイヤ情報を受信する。このため、受信装置３５を常に受信モードとしている場合と比べて、受信装置３５での電力消費を抑えることができる。
【００３５】
（３）送信装置３１及び受信装置３５の通信速度は２５０Ｋｂｐｓであることから、送信装置３１と受信装置３５の間でタイヤ情報を速やかに送受信することができる。
（４）送信装置３１及び受信装置３５の無線通信機としてＺｉｇｂｅｅ（登録商標）を採用した。このため、受信装置３５においては、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を採用した場合と比べると、スリープモードから受信モードへと切り替わるまでの時間が短く、タイヤ情報を速やかに受信することができるとともに、タイヤ情報を間欠的に送受信するタイヤ状態監視装置に好適である。
【００３６】
（５）スリープモードの時間ｔ１を、受信モードでの起動時間ｔ２より長くした。このため、流れる電流値の高い受信モードの起動時間ｔ２を可能な限り短くして、電力消費を抑えることができる。
【００３７】
（６）受信装置３５では、タイヤ情報が送信されてくると、受信モードの起動時間ｔ２を延長し、受信が完了すると、スリープモードに再び戻る。このため、受信モードが維持されず、電力消費を抑えることができる。
【００３８】
なお、本実施形態は、以下のように変更してもよい。
○  スリープモードの時間ｔ１と、受信モードの起動時間ｔ２を同じ長さにしてもよい。
【００３９】
○  送信装置３１及び受信装置３５は、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）以外の無線通信機を採用してもよく、通信速度は、適宜変更してもよい。
○  ４輪の車両１用のタイヤ状態監視装置への適用に限定されるものではなく、２輪の車両用のタイヤ状態監視装置に適用してもよい。タイヤ状態監視装置が適用される車両１は、産業車両や特殊車両であってもよい。
【００４０】
○  状態検出部は、圧力センサ１１及び温度センサ１２以外にも、加速度センサ等であってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
【００４１】
（イ）前記状態検出部は圧力センサであり、前記タイヤ情報はタイヤ空気圧であるタイヤ状態監視装置。
（ロ）前記状態検出部は温度センサであり、前記タイヤ情報はタイヤ内温度であるタイヤ状態監視装置。
【符号の説明】
【００４２】
ｔ２…起動時間、１…車両、２…車輪、６…タイヤ、１１…状態検出部としての圧力センサ、１２…状態検出部としての温度センサ、３０…車輪側コントローラとしてのセンサユニットコントローラ、３１…送信装置、３１ａ…送信アンテナ、３２…受信アンテナ、３３…受信機側コントローラとしての受信機ユニットコントローラ、３５…受信装置、４０…受信機ユニット。
【図１】
2015016786.tif 000003
【図２】
2015016786.tif 000004