(57)【要約】【課題】簡潔な構成および制御によってタイヤごとの状態を検出できる車両用センサシステムを提供する。【解決手段】車両１の電子コンパス３０１は、地磁気を検出して車両１の方位を演算する。イニシエータ１４Ｆは、車輪２ＦＬ，２ＦＲへセンサ起動命令を示す信号を無線送信する。各車輪２に装備された車輪内センサユニット３は、タイヤの状態を検出し、また、電子コンパス３０１によって地磁気を検出し車輪２の方位を演算する。そして、センサ起動命令を示す信号の受信に応動して、タイヤの状態（空気圧、温度、加速度）を示すデータと、車輪２の方位を示すデータとを含む信号を無線送信する。ＥＣＵ１１は、この信号を受信し、車輪２の方位データに基づきこの車輪２の配置位置を特定して、タイヤの状態を示すデータに基づきこの車輪２のタイヤの状態をインジケータ４１へ出力する。【選択図】図１
2008273477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の各車輪に装備されたセンサからの信号を無線で検出し、得られた前記信号を前記車両側で利用する車両用センサシステムであって、
地磁気を検出して前記車両の向きを示す車両方位を演算する車両側電子コンパスと、
前記車両の進行方向に向かって左右方向に対を成す前記車輪へ起動信号を所定のパターンで無線送信するイニシエータと、
前記各車輪に装備された所定のセンサと、地磁気を検出して前記車輪の向きを示す車輪方位を演算する車輪側電子コンパスとを含み、前記起動信号の受信に応動して、前記信号を示す信号データと、前記車輪方位を示す車輪方位データとを含む検出信号を無線送信するセンサユニットと、
前記検出信号を受信し、前記車輪方位データに基づき当該車輪の配置位置を特定して、前記信号データに基づき当該信号の状態を出力する電子制御ユニットと、
を具備したことを特徴とする車両用センサシステム。
【請求項２】
前記信号の状態は、前記車輪のタイヤの内圧を示す空気圧、前記タイヤ内部の温度および前記車輪に係る加速度のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用センサシステム。
【請求項３】
前記車輪側電子コンパスは、互いに交差する向きに配置され所定軸に係る地磁気成分の正負および大きさを出力する第１の磁気センサおよび第２の磁気センサと、前記第１の磁気センサの出力ベクトルおよび前記第２の磁気センサの出力ベクトルに基づいて前記車輪方位を検出する方位検出回路とを具備したことを特徴とする請求項１に記載の車両用センサシステム。
【請求項４】
前記車輪の車軸周りの回転位置を検出する回転位置センサを具備し、
前記センサユニットは、前記車輪の前記回転位置が前記第１の磁気センサおよび前記第２の磁気センサが略水平方向となる所定位置にあるとき、前記車輪方位データを演算することを特徴とする請求項３に記載の車両用センサシステム。
【請求項５】
前記車輪側電子コンパスは、前記車輪のリムから突出したタイヤバルブに内蔵されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用センサシステム。
【請求項６】
前記センサユニットは、前記起動信号を受信してからランダムな時間を計時した後、前記検出信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の車両用センサシステム。
【請求項７】
前記検出信号の無線送信は、それぞれ前記信号データおよび前記車輪方位データを含む単位信号を所定回数、バースト送信して行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用センサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に備えられた複数のタイヤを区別してその状態を監視する車両用センサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の乗り心地や燃費を良好に保ち、さらに、トレッドの剥離やタイヤのバーストを防ぐために、タイヤの空気圧を適切に保つことが重要である。タイヤ空気圧監視システム（TPMS; Tire Pressure Monitoring System）とは、車両の走行中にタイヤの空気圧（タイヤの内圧）を監視し、空気圧が所定の限度を超えて低下したことを検出すると、この車両の運転者に警報を発し、その旨（空気圧の低下）を速やかに認識させるものである。ＴＰＭＳは、北米では販売される乗用車の新車への搭載がすでに義務づけられ、欧州や日本でも車両への搭載の義務化が検討されている。
【０００３】
ＴＰＭＳには、間接式のものと直接式（センサ式）のものとがある。間接式のＴＰＭＳは、タイヤの内圧（空気圧）が減少するとタイヤ外周の寸法が変化することに着目し、ＡＢＳ用の回転センサによってタイヤの回転速度の違いを検出して、空気圧の減少を推定するものである。
【０００４】
これに対して、直接式のＴＰＭＳは、センサ式とも称されるように、車輪ごとにセンサユニットを備え、圧力センサによって空気圧を直接測定するものである。したがって、直接式のＴＰＭＳは、間接式のＴＰＭＳと比較すると、一般により正確な測定値を得られるなどの利点がある。直接式のＴＰＭＳでは、測定値は、車体側のＥＣＵ（Electronic Control Unit、電子制御ユニット）へ無線送信される。なお、以降の説明では、特に断りがない限り、ＴＰＭＳとは、無線通信機能を備えた直接式（センサ式）のＴＰＭＳを指すものとする。
【０００５】
ＴＰＭＳは、当初、自身の車両に備えられた複数の車輪のタイヤのいずれかについて（つまり、タイヤを特定せず）空気圧に異常が発生したことを警告するものであった。そこで、迅速的確に対策を施すため、車両に備えられた車輪のタイヤのうち、どのタイヤに異常が発生したかを知ることができるＴＰＭＳが望まれていた。
【０００６】
従来、「タイヤ空気圧モニタリングシステム」であって、車体側送信アンテナは、各タイヤの近傍位置（例えば、各タイヤのタイヤハウス近傍位置）に設けられ、車体側コントローラの制御によって、各タイヤのセンサユニットに対してリクエスト信号（ＬＦ波）を送信し、センサユニットは、各タイヤ内に設けられ、リクエスト信号に相当する規定周波数で規定強度以上の信号（復調前）を受信すると通常モードに移行してこの信号の受信処理を実行し、この信号が正規のリクエスト信号か否かを判定し、正規のリクエスト信号であると判定すれば、車体固有のＩＤコードと搭載されたタイヤの最新の空気圧データを含むアンサー信号を所定回数送信するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
この「タイヤ空気圧モニタリングシステム」（特許文献１記載）では、前左側タイヤ、次いで前右側タイヤ、次いで後左側タイヤ、次いで後右側タイヤといったように、空気圧を順に確認し、ある検出対象のタイヤに順番が回ってきたタイミング（検出タイミング）のとき、検出対象のタイヤに対する車体側送信用アンテナから規定のリクエスト信号を送信すると同時に、他の車体側送信用アンテナ（少なくとも左右方向反対側の車体側送信用アンテナ）から反転信号（妨害信号）を送信する。これによって、他のタイヤのセンサユニットによるリクエスト信号の受信阻止を図っている。
【０００８】
また、車体に装着された４つのタイヤにそれぞれ設けられている４つの送信機と、車体に設けられている１つの受信機とを備え、各送信機に対応して受信機に接続された４つのイニシエータを配設した「タイヤ状態監視装置」であって、トリガ信号として長波帯の電波を使用し、イニシエータ駆動回路の出力を制限して、イニシエータから発信されるトリガ信号の到達距離を制限でき、所定のイニシエータに対応する送信機のみにトリガ信号を検出させるように、イニシエータ駆動回路の出力を制限するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２０７２２３号公報（段落［００６１］−［００６６］、図７，図８）
【特許文献２】特開２００６−６２５１６号公報（段落［００１７］−［００２７］、図１，図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記した「タイヤ空気圧モニタリングシステム」（特許文献１記載）では、各タイヤの近傍位置ごとに車体側送信アンテナを設けるため、送信アンテナおよびその配線系が４組必要である。そのうえ、検出対象となるタイヤと、そのほかの検出対象でないタイヤとが順次切り替わり、これに応じて、４つの車体側送信アンテナからの信号をリクエスト信号か反転信号（妨害信号）かに正確に切り替える必要がある。これらのため、この「タイヤ空気圧モニタリングシステム」の構成は、多数の電気部材を用いた比較的大規模なものとなり、また、信号の切り替えのために、複雑な制御を必要とする問題点があった。
【００１１】
また、前記した「タイヤ状態監視装置」（特許文献２記載）では、車体に装着された４つのタイヤに設けられている４つの送信機に対応してイニシエータを配設するため、４つのイニシエータと、その配線系が４組必要である。また、監視するタイヤを切り替えながら、これに合わせてトリガ信号を送信する車体側送信アンテナを切り替えなければならない。これらのため、この「タイヤ状態監視装置」の構成は冗長であり、また、信号の切り替えのために、複雑な制御を必要とする問題点があった。
【００１２】
そこで、本発明は、前記した問題点を解決し、簡潔な構成および制御によってタイヤごとの状態を検出できる車両用センサシステムを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため、本発明による車両用センサシステムは、車両の各車輪に装備されたセンサからの信号を無線で検出し、得られた前記信号を前記車両側で利用する車両用センサシステムであって、地磁気を検出して前記車両の向きを示す車両方位を演算する車両側電子コンパスと、前記車両の進行方向に向かって左右方向に対を成す前記車輪へ起動信号を所定のパターンで無線送信するイニシエータと、前記各車輪に装備された所定のセンサと、地磁気を検出して前記車輪の向きを示す車輪方位を演算する車輪側電子コンパスとを含み、前記起動信号の受信に応動して、前記信号を示す信号データと、前記車輪方位を示す車輪方位データとを含む検出信号を無線送信するセンサユニットと、前記検出信号を受信し、前記車輪方位データに基づき当該車輪の配置位置を特定して、前記信号データに基づき当該信号の状態を出力する電子制御ユニットと、を具備したことを特徴とする。
【００１４】
本発明による車両用センサシステムによれば、イニシエータの個数が従来の半数でよいので、低費用でタイヤの状態を監視できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、車輪に装備したセンサからの信号を監視できる車両用センサシステムをより低費用で実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下「実施形態」という）について、添付の図面を参照し、詳細に説明する。
図１は、本発明による一実施形態のＴＰＭＳ（車両用センサシステム）を搭載した車両１を模式的に示す透視平面図である。
この車両１は、車輪（左前輪）２ＦＬ，車輪（右前輪）２ＦＲ，車輪（左後輪）２ＲＬ，車輪（右後輪）２ＲＲによって懸架されている。また、４本の車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲに各々対応して、４つの車輪内センサユニット３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲを備えている。
【００１７】
本説明において、４本の車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲ、およびこれらに対応して配置されている部材、すなわち、車輪内センサユニット３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲについては、それぞれを総称するとき、または、おのおのの配置位置を特定しないときは、符号の数字部分を用いる。また、個々の部材を指し示すときは、その配置位置に応じて、符号の数字部分に、ＦＲ（右前）、ＦＬ（左前）、ＲＲ（右後）、ＲＬ（左後）のアルファベット部分を付した符号を用いて識別する。たとえば、車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲを総称するとき、または、これらの配置位置を特定しないときは、アルファベット部分を除いて「車輪２」といい、個々の部材（位置）を指示するとき、例えば「車輪２ＦＲ」という。他のＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲを含む符号を付した構成要素についても同様である。
【００１８】
車両１は、その前部に、車輪（左前輪）２ＦＬおよび車輪（右前輪）２ＦＲに対応して、送信アンテナ１５Ｆを有するイニシエータ（前）１４Ｆを備えている。イニシエータ１４Ｆが送信状態であるとき、送信アンテナ１５Ｆから電磁界が発生して、車輪内センサユニット３ＦＬおよび３ＦＲまで充分な強度で到達する。しかし、この電磁界は、車両１の外部ならびに車輪（左後輪）２ＲＬおよび車輪（右後輪）２ＲＲには、ほとんど到達しないので、近接する他車（図示せず）ならびに車輪内センサユニット３ＲＬ，３ＲＲには、実質的に影響を及ぼさない。図１に、このとき送信アンテナ１５Ｆから出入りする磁力線の概要を示す。
【００１９】
また、車両１は、その後部に、車輪（左後輪）２ＲＬおよび車輪（右後輪）２ＲＲに対応して、送信アンテナ１５Ｒを有するイニシエータ（後）１４Ｒを備えている。イニシエータ１４Ｒが送信状態であるとき、送信アンテナ１５Ｒから電磁界が発生して、車輪内センサユニット３ＲＬおよび３ＲＲまで充分な強度で到達する。しかし、この電磁界は、車両１の外部ならびに車輪（左前輪）２ＦＬおよび車輪（右前輪）２ＦＲには、ほとんど到達しないので、近接する他車（図示せず）ならびに車輪内センサユニット３ＦＬ，３ＦＲには、実質的に影響を及ぼさない。図１に、このとき送信アンテナ１５Ｒから出入りする磁力線の概要を示す。
【００２０】
なお、２つのイニシエータ１４Ｆ，１４Ｒ、および、これらに各々接続されている送信アンテナ１５Ｆ，１５Ｒについては、それぞれを総称するときは、符号の数字部分を用いる。また、個々の部材を指し示すときは、その配置位置に応じて、符号の数字部分にＦ（前）、Ｒ（後）のアルファベット部分を付して識別する。例えば、イニシエータ１４Ｆ，１４Ｒを総称するとき、または、これらの配置位置を特定しないときは、アルファベット部分を除いて「イニシエータ１４」といい、個々の部材（位置）を指示するとき、例えば「イニシエータ１４Ｆ」という。
【００２１】
車両１は、さらに、ＥＣＵ１１（Electronic Control Unit; 電子制御ユニット）を備えている。車輪内センサユニット３は、センサ側送信アンテナ３３Ｔ（図２を参照して後記）およびＥＣＵ１１に備えられた受信アンテナ１２を介して、ＥＣＵ１１と無線通信する機能（無線通信機能）を有している。
ＥＣＵ１１は、さらに、受信アンテナ１２を有し、前記したイニシエータ１４Ｆ，１４Ｒのほか、インジケータ４１と、ＧＰＳ受信機５１と、舵角センサ１６とが接続されている。
【００２２】
ＥＣＵ１１は、接続されている機器（インジケータ４１、イニシエータ１４）や車輪内センサユニット３との間で各種情報の中継や変換を行う機能を有する。
また、ＥＣＵ１１に内蔵または外部接続された所定の記憶部（例えば、図示しないメモリからなる）に、自身が監視する車輪内センサユニット３の識別情報（ＩＤ）を記憶（登録）し、車輪内センサユニット３からの送信データのうち、自身の車両１の車輪内センサユニット３の送信データを識別して監視する機能を有する。
【００２３】
インジケータ４１は、運転席前のフロントパネルに配置されている。
図４を参照して後記するように、インジケータ４１は、ＥＣＵ１１と接続され、空気圧の低下など、タイヤの異常を検出すると点滅または点灯するタイヤ状態警告ランプ４３と、ＴＰＭＳの機器の不具合などを表示するシステム警告ランプ４６とを備えている。ＥＣＵ１１は、タイヤ状態警告ランプ４３，システム警告ランプ４６を動作（点灯／点滅／消灯）させて、タイヤ空気圧の低下や車輪内センサユニット３の不具合などを表示する。
【００２４】
ＧＰＳ受信機５１は、多くの場合、カーナビゲーション装置として用いられるものであって、電子コンパス３０１を内蔵している。電子コンパス３０１は、車輪内センサユニット３が備えているものと同じでよい。ＧＰＳ受信機５１は車両１に所定方向で固定されているため、この電子コンパス３０１の示す方位は、車両１が向いている磁方位を示し、この方位を示す方位データは、ＥＣＵ１１へ出力される。ＧＰＳ受信機５１に内蔵の電子コンパス３０１を用いる代わりに、別個に電子コンパス３０１を車両１に備えるか、または、ＥＣＵ１１内に電子コンパス３０１を内蔵してもよい。
【００２５】
舵角センサ１６は、操舵輪（車輪２ＦＬ，２ＦＲ）の操舵角を検出し、操舵角データを生成して、ＥＣＵ１１へ送信する機能を有する。操舵角を検出するには、例えば、ラック軸１７の変位を検出するなど、車両１の操舵機構に合わせて行えばよい。操舵角は、例えば、直進をゼロとし、右方向を正、左方向を負とする。ＥＣＵ１１は、この操舵角データを用いて、操舵輪の方位を補正する。また、操舵角の絶対値が所定値を超えたときは、このときの操舵輪に係るデータを用いないように構成してもよい。
【００２６】
イニシエータ１４は、ＥＣＵ１１からの信号を受けて、車輪内センサユニット３へ車輪内センサユニット３を起動する信号を、送信アンテナ１５を介して送信する機能を有する。また、イニシエータ１４は、車輪内センサユニット３をスリープ（休止）状態にする信号を、送信アンテナ１５を介して送信する機能を有することが好ましい。
【００２７】
送信アンテナ１５は、一般的な送信用のバーアンテナと同様の構成を有する。すなわち、送信アンテナ１５は、フェライトなどの透磁率の高い材質からなるコアに、巻線を巻回し、同調用のコンデンサを付加したものである（いずれも図示せず）。巻線は、絶縁電線であって、例えば銅などからなる導電性の高い線材に、フッ素樹脂など、絶縁性および耐熱性に優れた材料を被覆したものである。その寸法や巻線の巻き数など、素子としての性状を決定する要素は、送受する信号の周波数や、イニシエータ１４内の同調回路（図示せず）などを考慮して、適切に選択する。
【００２８】
すなわち、ＥＣＵ１１は、ＴＰＭＳを実現するため、例えば次の（１）〜（６）の各機能を有している。
（１）車輪内センサユニット３を起動させるセンサ起動命令を示す送信信号（例えば搬送波周波数が１２５ｋＨｚのＦＳＫまたは振幅変調磁界）を、イニシエータ１４を制御して車輪内センサユニット３へ送信させる機能。
（２）車輪内センサユニット３をスリープ状態にするための信号（例えば搬送波周波数が１２５ｋＨｚのＦＳＫまたは振幅変調磁界）を、イニシエータ１４を介して送信する機能。
（３）イニシエータ１４Ｆ，１４Ｒからのセンサ起動命令を示す信号の送信タイミングと、車輪内センサユニット３から受信したデータに含まれる方位データとから、どの車輪２に係るデータであるかを識別する機能。
（４）車輪内センサユニット３からの送信データを、受信アンテナ１２を介して受信し、送信データのうち自身の車両１の車輪内センサユニット３の送信データを識別して監視する機能。
（５）車輪内センサユニット３からの送信データ（センサＩＤ、空気圧、温度、加速度、方位、電池残量など）を車輪内センサユニット３の識別情報（ＩＤ）ごとに管理する機能。
（６）タイヤ空気圧の低下や機器の不具合をインジケータ４１のタイヤ状態警告ランプ４３およびシステム警告ランプ４６に表示して運転者に知らせる機能。
【００２９】
図２は、車輪内センサユニット３の回路構成を詳細に示すブロック図である。
車輪内センサユニット３は、内蔵するメモリ内のデータを入出力しながら所定の処理を行うＭＰＵ（Micro Processing Unit）３１と、車輪２のタイヤ内（図１参照）の空気圧を示す出力を生じる空気圧センサ３４と、その部位の温度を示す出力を生じる温度センサ３５と、車輪内センサユニット３に加わる加速度を示す出力を生じる加速度センサ３６と、車輪内センサユニット３に係る方位データを出力する電子コンパス３０１とを備えている。空気圧センサ３４、温度センサ３５および加速度センサ３６の出力値は、Ａ−Ｄ（Analog to Digital）変換回路（図示せず）を介してデジタル化され、ＭＰＵ３１に入力される。ＭＰＵ３１は、ワンチップ・マイクロコンピュータであって、ＣＰＵのほか、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ、入出力ポート、通信ポート、タイマ、Ａ−Ｄコンバータなどの周辺機能を集積したものである（いずれも図示せず）。なお、加速度センサ３６は、ＴＰＭＳを構成するのに必須のセンサではない。
【００３０】
図３は、電子コンパス３０１の内部構成の一例を示すブロック図である。
電子コンパス３０１は、２軸の磁方位センサであり、直交して配置された地磁気センサ３０３Ｘ，３０３Ｙ、方位演算回路３０２を含んでいる。地磁気センサ３０３Ｘ，３０３Ｙは、例えば、アモルファス磁性金属などからなる磁気検出素子と、ピックアップコイルなどからなる（いずれも図示せず）。方位演算回路３０２は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）であって、地磁気センサ３０３Ｘ，３０３Ｙの駆動機能と、これらから出力を得る機能と、得られた出力から方位を演算し、演算した方位データを出力する機能を有する。具体的には、方位演算回路３０２は、地磁気センサ３０３Ｘ，３０３Ｙの所定方向にパルス電圧を印加し、磁気検出素子の反応をピックアップコイルからの誘起電圧として取り出し、地磁気センサ３０３Ｘ，３０３Ｙに係る正負で示される地磁気の向きとその大きさを示す２つの信号を取り出す。方位演算回路３０２は、これらの信号をＡ−Ｄ変換し、電子コンパス３０１が向いている方位のデータを演算して、ＭＰＵ３１（図２参照）へ出力する。電子コンパス３０１は、移動体通信端末用などとしてワンチップで構成されているものを利用すればよいが、フレキシブル基板に形成されたものや、一部回路をディスクリートで構成したものを用いてもよい。
【００３１】
そこで、図１に戻り、車輪２またはその車軸、あるいは車両１本体に、車輪２の車軸周りの回転位置を検出する回転位置センサ（図示せず）を具備していることが好ましい。この場合、車輪内センサユニット３は、車輪２の回転位置が、地磁気センサ３０３Ｘおよび地磁気センサ３０３Ｙが水平方向であるか、または水平方向からの傾斜が所定角度内となる位置にあるとき、方位演算回路３０２は、電子コンパス３０１の（つまり、車輪２の）方位データを演算する。例えば、車輪内センサユニット３が最も上方となる車輪２の回転位置近傍で、地磁気センサ３０３Ｘおよび地磁気センサ３０３Ｙがほぼ水平方向となり、このときの検出信号を基に方位演算回路３０２によって方位のデータが演算されるように、回転位置センサおよび電子コンパス３０１を取り付ける。
【００３２】
図２に戻り、車輪内センサユニット３には、さらに、リチウム電池などからなる電源３２が配置され、ＭＰＵ３１などへ動作電力を供給する。また、ＭＰＵ３１は、変調機能および高周波送信機能を有し、センサ側送信アンテナ３３Ｔが設けられ、空気圧センサ３４，温度センサ３５，加速度センサ３６，電子コンパス３０１による検出結果をＥＣＵ１１（図１参照）へ無線送信する。また、ＭＰＵ３１は、高周波信号復調機能を有し、センサ側受信アンテナ３３Ｒが設けられ、イニシエータ１４から送信される起動信号／スリープ信号を受信する。ＭＰＵ３１は、このセンサ側送信アンテナ３３Ｔを介して、例えば、所定の周波数（例えば、３１５ＭＨｚ）の搬送波信号をＰＣＭ（Pulse Code Modulation）変調して、データ送信を行う。
なお、図示は省略するが、電源３２とＭＰＵ３１との間の電源回路の適宜位置には電圧センサが設けられ、電源３２の出力電圧に応じた信号を出力する。電圧センサの出力もＡ−Ｄ変換され、ＭＰＵ３１に入力される。
【００３３】
図１に戻り、その右上方に、車輪内センサユニット３の外形を示す。車輪内センサユニット３は図示しないリム面に取り付けられるため、図１を基準とした下面は、リム面に密着するように湾曲している。また、図１を基準とした上部には、タイヤバルブ３９に直結する空気穴３７と、空気圧センサ３４や温度センサ３５のセンサ部分に連通するセンサ穴３８とが穿設されている。一方、タイヤバルブ３９が、車輪内センサユニット３の側面に傾斜して取り付けられている。車輪内センサユニット３を車輪２のリムに取り付けるときは、リムのバルブ穴にタイヤバルブ３９を通したのち、車輪内センサユニット３の下面をリムに接着する。そして、リムの外周にタイヤをはめて、車輪２とする。このように組み立てたとき、タイヤバルブ３９は、車輪２の回転位置に拘わらず外方（車軸に沿って車両１から遠ざかる向き）に向くので、この方向を基準として、電子コンパス３０１をタイヤバルブ３９内に取り付ける。なお、このタイヤバルブ３９は、センサ側送信アンテナ３３Ｔ，センサ側受信アンテナ３３Ｒを構成してもよい。
【００３４】
車両１の進行方向と、車輪２のタイヤバルブ３９の方向とをまとめると、次のようになる。
車両１の進行方向                  北      東      南      西
車輪２（右前輪）ＦＲの            東      南      西      北
タイヤバルブ３９の方向
車輪２（左前輪）ＦＬの            西      北      東      南
タイヤバルブ３９の方向
【００３５】
なお、車輪内センサユニット３（ＭＰＵ３１）は、ＴＰＭＳを実現するために、次の（１）〜（５）の機能を有している（図１参照）。
（１）所定のサンプリング間隔ごと（例えば３〜４秒ごと）に空気圧センサ３４および温度センサ３５が測定したデータを取り込む機能。
（２）取り込んだ空気圧センサ３４および温度センサ３５によって得られた送信データのうち、最新の送信データを、所定の間隔（例えば４分ごと）でセンサ側送信アンテナ３３Ｔを介して外部（ＥＣＵ１１）へ無線送信する機能。
（３）送信データの前回値と今回値とで空気圧の変化が、メモリに記憶された所定の閾値（例えば、Δ２００〜３００ｋＰａ／１分）よりも大きいときは、最新の送信データを、センサ側送信アンテナ３３Ｔを介して外部（ＥＣＵ１１）へ無線送信する機能。
（４）ＥＣＵ１１がイニシエータ１４を介して無線で送信する車輪内センサユニット３の起動信号を、センサ側受信アンテナ３３Ｒを介して受信することにより、車輪内センサユニット３の各種機能を起動する機能。
（５）ＥＣＵ１１がイニシエータ１４を介して無線送信する車輪内センサユニット３のスリープ信号を、センサ側受信アンテナ３３Ｒを介して受信することにより、車輪内センサユニット３の各種機能を停止して電源３２の消耗を防止する機能。
【００３６】
図４は、インジケータ４１の表示状態例を詳細に示す画面図である。
インジケータ４１は、表示灯または液晶表示素子などを含み、タイヤの情報を表示する表示パネル４２を有している。
表示パネル４２は、各車輪２（２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲ）（図１参照）に対応して、４つずつのタイヤ状態警告ランプ４３（４３ＦＬ，４３ＦＲ，４３ＲＬ，４３ＲＲ）、温度表示部４４（４４ＦＬ，４４ＦＲ，４４ＲＬ，４４ＲＲ）、空気圧表示部４５（４５ＦＬ，４５ＦＲ，４５ＲＬ，４５ＲＲ）およびシステム警告ランプ４６を備えている。この表示構成は一例であって、温度表示部４４または空気圧表示部４５のいずれかまたは両方の機能を、タイヤ状態警告ランプ４３で行わせる構成としてもよい。
【００３７】
温度表示部４４は、対応する車輪２のタイヤ内の温度の測定値を表示する。空気圧表示部４５は、対応する車輪２のタイヤの空気圧の測定値を表示する。温度表示部４４および空気圧表示部４５は、所定の温度を超え、または、所定の空気圧より測定値が少ない場合に点灯するようにしてもよい。
タイヤ状態警告ランプ４３は、タイヤ内の温度や空気圧に応じて点灯または点滅し、運転者に注意を促す。例えば、タイヤ内の温度や空気圧が適正であるとき緑色に点灯し、著しくタイヤ内の温度が上昇したり、空気圧が減少したりしているときは、橙色に点灯し、タイヤの温度上昇や空気圧減少が耐用限度に達したときは、赤色に点滅するようにする。
システム警告ランプ４６は、例えば、ＥＣＵ１１にプログラムエラーが発生して復帰しないときなど、ＴＰＭＳに何らかの障害が発生しているとき、点灯または点滅する。
【００３８】
図５は、イニシエータ１４Ｆおよび車輪内センサユニット３ＦＬ，３ＦＲからの送信信号を示すタイムチャートである（適宜、図１参照）。
まず、図５（ａ）に示すイニシエータ（前）１４Ｆからのセンサ起動命令が、図５（ｂ）に示すイニシエータ（前）１４Ｆからの送信信号、例えば周波数が１２５ｋＨｚの搬送波に振幅変調またはＦＳＫを施した信号（電磁界）となって、送信アンテナ１５Ｆを通じて、車輪２ＦＬ，２ＦＲへ送信される。このときを、送信開始時刻Ｔｏとする。
【００３９】
図５（ｃ）に示すように、車輪内センサユニット（右前輪）３ＦＲからの送信データのペイロードは、車輪内センサユニット３ごとに一意に与えられたセンサＩＤのデータと、タイヤの空気圧のデータと、タイヤ内の温度のデータと、車輪内センサユニット（右前輪）３ＦＲ（すなわち、車輪２ＦＲ）に係る加速度のデータと、電子コンパス３０１を用いて演算された方位のデータとを含んでいる。測定項目によっては、これらのデータに別の測定データを加えてもよいし、不要な測定データを削除してもよい。好ましくは、この送信データのペイロードの前後に、ヘッダや誤り訂正符号を付加して、ＥＣＵ１１でのデータ処理に利用する。
【００４０】
車輪内センサユニット（右前輪）３ＦＲからの送信データは、図５（ｄ）に示すように、例えば、周波数が３１５ＭＨｚの搬送波にＰＣＭ技術を用いて変調を施した送信信号として、センサ側送信アンテナ３３Ｔ（図２参照）を介して、イニシエータ１４Ｆへ送信される。車輪内センサユニット３ＦＲは、所定の範囲内でランダムな時間ｔ１を計時するタイマ（図示せず）を有し、図５（ｂ）に示すイニシエータ１４Ｆからの送信信号の送信開始時刻Ｔｏから時間ｔ１を経過した時刻Ｔ１から送信を開始する。また、車輪内センサユニット３ＦＲは、図５（ｃ）に示す送信データを表す送信信号を、図５（ｄ）に示すように、５回、バースト送信する。１回のバースト送信で、５回より少ない回数または多い回数の送信を行うようにしてもよい。
【００４１】
図５（ｅ）に示すように、車輪内センサユニット（左前輪）３ＦＬからの送信信号は、イニシエータ１４Ｆからの送信信号の送信開始時刻Ｔｏからランダムな時間ｔ２を経過した時刻Ｔ２から送信を開始するほかは、車輪内センサユニット（右前輪）３ＦＲの場合と同様である。
【００４２】
車輪内センサユニット（右前輪）３ＦＲからの送信信号と、車輪内センサユニット（左前輪）３ＦＬからの送信信号とが、時間的に重なった場合には、双方の送信信号のデータは破棄される。同一の信号を複数回、バースト送信しているのは、一部の信号が欠損しても、ほかの信号でデータを得ることにより、データ収集効率を向上させるためである。ＥＣＵ１１側では、１回のバースト送信のうち複数の送信信号が正しく受信された場合には、より新しい測定値を反映させる観点から、最後の（つまり、最新の）信号を使用して、データを復調する。
【００４３】
これまで、４輪車、すなわち２軸車にＴＰＭＳを適用する場合について説明した。この場合、車両１のＧＰＳ受信機５１内の電子コンパス３０１を利用し、また、車輪内センサユニット３に電子コンパス３０１を備えることによって、おのおの送信アンテナ１５Ｆ，１５Ｒを有する２つのイニシエータ１４Ｆ，１４Ｒを用いて各車輪２（２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲ）からのデータを区別している。
同様に、３軸車に適用した場合、３つのイニシエータを備えればよく、４軸車に適用した場合、４つのイニシエータを備えればよい。
こうして、本発明の実施形態によれば、各車輪２に係るデータを区別しつつ、部品点数を削減し、製造費用を低減できる。
【００４４】
また、車輪内センサユニット３に備えるセンサは、前記した空気圧、温度、加速度を検出するもののほか、他の物理量や事象などを検出するものでもよい。例えば、車輪２やタイヤに係る音響または振動について、その振幅や周波数などを検出するセンサを備え、ロードノイズを測定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による一実施形態のＴＰＭＳを搭載した車両を模式的に示す透視平面図である。
【図２】車輪内センサユニットの回路構成を詳細に示すブロック図である。
【図３】電子コンパスの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図４】インジケータの表示状態例を詳細に示す画面図である。
【図５】イニシエータおよび車輪内センサユニットからの送信信号を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１      車両
２（２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲ）  車輪
３（３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲ）  車輪内センサユニット
１１    ＥＣＵ
１２    受信アンテナ
１４（１４Ｆ，１４Ｒ）    イニシエータ
１５（１５Ｆ，１５Ｒ）    送信アンテナ
１６    舵角センサ
１７    ラック軸
３１    ＭＰＵ
３２    電源
３３Ｒ  センサ側受信アンテナ
３３Ｔ  センサ側送信アンテナ
３４    空気圧センサ
３５    温度センサ
３６    加速度センサ
３７    空気穴
３８    センサ穴
３９    タイヤバルブ
４１    インジケータ
４２    表示パネル
４３    タイヤ状態警告ランプ
４４    温度表示部
４５    空気圧表示部
４６    システム警告ランプ
５１    ＧＰＳ受信機
３０１  電子コンパス（車両側，車輪側）
３０２  方位演算回路
３０３Ｘ，３０３Ｙ  地磁気センサ（第１の磁気センサ，第２の磁気センサ）
【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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