(57)【要約】【課題】  双方向通信を行うタイヤ状態監視装置において、車両側送受信機におけるタイヤ側送受信機から送信される信号の受信率を向上させる。【解決手段】  タイヤ側送受信機１１〜１４は、車両側制御手段３０から車両側送受信機２１〜２４を介して送信される要求信号に対して、タイヤ状態情報を車両側送受信機２１〜２４に送信するように構成されているタイヤ状態監視装置において、タイヤ側送受信機１１〜１４は、要求信号を受信してから次に要求信号を受信するまでの間隔である通信成立間隔を取得するとともに、通信成立間隔に基づいて、タイヤ状態情報を車両側送受信機２１〜２４に送信する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両側におけるタイヤ（１〜４）に対応する部位に配置された車両側送受信手段（２１〜２４）と、
前記タイヤ（１〜４）に配置され、前記タイヤ（１〜４）の状態を検出して前記タイヤ状態の検出結果を含むタイヤ状態情報を電波によって前記車両側送受信手段（２１〜２４）に送信するタイヤ側送受信手段（１１〜１４）と、
前記車両側送受信手段（２１〜２４）による通信を制御する車両側制御手段（３０）とを備え、
前記タイヤ側送受信機（１１〜１４）は、車両側制御手段（３０）から前記車両側送受信機（２１〜２４）を介して送信される要求信号に対して、前記タイヤ状態情報を前記車両側送受信機（２１〜２４）に送信するように構成されており、
前記タイヤ側送受信機（１１〜１４）は、前記要求信号を受信してから次に前記要求信号を受信するまでの間隔である通信成立間隔を取得するとともに、前記通信成立間隔に基づいて、前記タイヤ状態情報を前記車両側送受信機（２１〜２４）に送信することを特徴とするタイヤ状態監視装置。
【請求項２】
前記タイヤ側送受信機（１１〜１４）は、前記車両側送受信機（２１〜２４）から受信した前記要求信号を含む電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換して電力を得るように構成されているとともに、前記電力が所定値を超えるまで、前記要求信号を１回または複数回受信した後、前記通信成立間隔に基づいて前記車両側送受信機（２１〜２４）に前記タイヤ状態情報を送信することを特徴とする請求項１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、タイヤ空気圧等のタイヤ状態を監視するタイヤ状態監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各タイヤのホイールに設けられた空気圧センサおよび送受信機と、車両側のホイールハウス等に設けられた車両側送受信機とを備えるタイヤ状態監視システムが知られている。
【０００３】
このようなタイヤ状態監視システムは、現在、タイヤ情報をタイヤ状態センサで定期的にセンシングし、圧力変動や時間等といった所定条件の成立により、センシング情報をタイヤ側から車両側に送信する単方向通信を行うタイヤ状態監視システムが主流となっている。また、よりリアルタイムにタイヤ情報を得るために車両側に送信機を設け、車両側からのトリガ信号を送信することで、タイヤ側装置からセンシング情報を送信する双方向通信を行うタイヤ状態監視システムも開発されている。
【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、双方向通信を行うタイヤ状態監視システムでは、電波法や消費電力の問題から通信可能範囲が限られているため、タイヤ全周に渡る通信は困難である。この結果、タイヤが回転し、タイヤ側送受信機が車両側送受信機の通信可能範囲に入ったときにのみ通信が成立するため、車両側送受信機におけるタイヤ側送受信機から送信される信号の受信率が低くなるという問題がある。また、車両側から受信する電力信号により電力を得るタイヤ側送受信機では、特定車速以上となった場合、タイヤ１回転の時間が短くなるため、通信時間の方が長くなって、通信が成立しない状況となる。
【０００５】
本発明は上記点に鑑み、双方向通信を行うタイヤ状態監視装置において、車両側送受信機におけるタイヤ側送受信機から送信される信号の受信率を向上させることを目的とする。さらに、高速走行時でも通信可能にすることを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両側におけるタイヤ（１〜４）に対応する部位に配置された車両側送受信手段（２１〜２４）と、タイヤ（１〜４）に配置され、タイヤ（１〜４）の状態を検出してタイヤ状態の検出結果を含むタイヤ状態情報を電波によって車両側送受信手段（２１〜２４）に送信するタイヤ側送受信手段（１１〜１４）と、車両側送受信手段（２１〜２４）による通信を制御する車両側制御手段（３０）とを備え、タイヤ側送受信機（１１〜１４）は、車両側制御手段（３０）から車両側送受信機（２１〜２４）を介して送信される要求信号に対して、タイヤ状態情報を車両側送受信機（２１〜２４）に送信するように構成されており、タイヤ側送受信機（１１〜１４）は、要求信号を受信してから次に要求信号を受信するまでの間隔である通信成立間隔を取得するとともに、通信成立間隔に基づいて、タイヤ状態情報を車両側送受信機（２１〜２４）に送信することを特徴としている。
【０００７】
このように、タイヤ側送受信手段（１１〜１４）が車両側送受信手段（２１〜２４）との通信成立間隔を測定することで、通信可能範囲に入るタイミングを把握することができる。これにより、タイヤ側送受信手段（１１〜１４）は車両側送受信手段（２１〜２４）の通信可能範囲に存在するときのみに車両側送受信手段（２１〜２４）に信号を送信することができるので、車両側送受信手段（２１〜２４）におけるタイヤ側送受信手段（１１〜１４）から送信される信号の受信率を向上させることができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明では、タイヤ側送受信機（１１〜１４）は、車両側送受信機（２１〜２４）から受信した要求信号を含む電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換して電力を得るように構成されているとともに、電力が所定値を超えるまで、要求信号を１回または複数回受信した後、通信成立間隔に基づいて車両側送受信機（２１〜２４）にタイヤ状態情報を送信することを特徴としている。これにより、電力チャージを含む通信時間が短くなる高速走行時においても通信を成立させることができる。
【０００９】
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を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について図１〜図５に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態におけるタイヤ状態監視装置を示す車両の平面模式図である。図１に示すように、本実施形態のタイヤ状態監視装置は、タイヤ側送受信機１１〜１４と、車両側送受信機２１〜２４と、制御ユニット３０とを備えている。タイヤ側送受信機１１〜１４と車両側送受信機２１〜２４との間は、電波による双方向の通信が行われる。
【００１２】
タイヤ側送受信機１１〜１４は、各走行用タイヤ１〜４に設けられており、例えば、一般的なディスクホイールのエアバルブと一体式のものを用いることができる。タイヤ側送受信機１１〜１４は、タイヤ１〜４内部の空気圧を検出するタイヤ状態検出用センサ（図示せず）を備えており、このタイヤ状態検出用センサで検出したタイヤ空気圧に関するデータを含むタイヤ状態情報を車両側送受信機２１〜２４に送信するように構成されている。タイヤ状態情報には、車両側送受信機２１〜２４のＩＤ番号も含められる。タイヤ状態検出用センサとしては、タイヤ空気圧に加えて、あるいはタイヤ空気圧に代えて、タイヤ内の温度を検出するセンサを用いることができる。
【００１３】
なお、タイヤ状態検出用センサが本発明のタイヤ状態検出手段に相当し、タイヤ側送受信機１１〜１４が本発明のタイヤ側送受信手段に相当し、車両側送受信機２１〜２４が本発明の車両側送受信手段に相当している。
【００１４】
ここで、タイヤ側送受信機１１〜１４の構成について図２に基づいて説明する。各タイヤ側送受信機１１〜１４は同様の構成を有しているので、ここではタイヤ側送受信機１１の構成についてのみ説明する。
【００１５】
図２は、タイヤ側送受信機１１の構成を示す説明図である。図２に示すように、タイヤ側送受信機１１は、通信制御部１１ａ、アンテナ用コンデンサ１１ｂ、アンテナ１１ｃを有して構成されている。通信制御部１１ａには、タイヤ１〜４内部の空気圧を検出するタイヤ状態検出用センサが設けられている。通信制御部１１ａは、制御ユニット３０からの要求信号を車両側送受信機（アンテナ）２１を介して受信すると、センサにより検出されるタイヤ空気圧等のタイヤ状態を含む検出信号を生成し、送信アンテナ１１ｃから電波を媒体として送信させる。なお、要求信号（電力信号）を送信する際に用いられる無線周波数と検出信号を送信する際に用いられる無線周波数とは異なっている。
【００１６】
本実施形態のタイヤ側送受信機１１は、電池を内蔵せず、制御ユニット３０から車両側送受信機２１を介して受け取った電力信号（電磁波）を電気エネルギーに変換して蓄電用コンデンサ（図示せず）に蓄電し、これを電源とするように構成されている。
【００１７】
図１に戻り、各車両側送受信機２１〜２４は、それぞれ信号線２８で制御ユニット（ＥＣＵ）３０と接続されている。そして、各車両側送受信機２１〜２４は、各送信機１１〜１４から送信された電波を受信した場合、受信した電波に応じた電圧信号を制御ユニット３０に送信する。なお、各車両側送受信機２１〜２４のそれぞれから制御ユニット３０への信号の送信は、図１のような有線式に限らず、無線式とすることもできる。なお、制御ユニット３０が本発明の車両側制御手段に相当している。
【００１８】
制御ユニット３０は、一般的な構成のものであり、例えば、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリを備えている。制御ユニット３０は、例えば、車載バッテリ（図示せず）により給電され、各車両側送受信機２１〜２４は制御ユニット３０から給電される。
【００１９】
また、車両にはタイヤ状態表示装置４０が設けられている。タイヤ状態表示装置４０は、制御ユニット３０からの信号に基づいて運転者にタイヤ状態を報知するものであり、例えばナビゲーション装置の画面を用いて構成できる。
【００２０】
次に、本実施形態のタイヤ側送受信機１１〜１４による車両側送受信機２１〜２４の位置特定方法について図３〜図５に基づいて説明する。各タイヤ側送受信機１１〜１４による車両側側送受信機２１〜２４の位置特定方法は同様であるので、タイヤ側送受信機１１についてのみ説明する。
【００２１】
図３はタイヤ側送受信機１１と車両側送受信機２１とを示す側面図であり、図４は車両側送受信機２１の端子電圧と車両側送受信機１１の充電電圧との関係を示すタイミングチャートである。図３中の斜線部分が車両側送受信機２１の通信可能範囲を示している。
【００２２】
図３に示すように、車両側送受信機２１から要求信号を送信した際に、タイヤ側送受信機１１が通信可能範囲に位置する場合には、タイヤ側送受信機１１は車両側送受信機２１から信号を受信することができる。
【００２３】
図４に示すように、タイヤ側送受信機１１は車両側送受信機２１から受け取った電力信号を電力に変換する。図４に示す例では、タイヤ側送受信機１１が車両側送受信機２１から１回目の信号を受信した際には充電電圧が所定の閾値を超えていない。所定の閾値とは、タイヤ側送受信機１１が車両側送受信機２１に信号を送信するのに必要な電圧値である。タイヤ側送受信機１１は車両側送受信機２１から１回目の信号受信後、タイヤ空気圧を測定する。
【００２４】
タイヤ側送受信機１１は車両側送受信機２１から２回目の信号を受信した際に充電電圧が所定の閾値を超える。このとき、タイヤ側送受信機１１は車両側送受信機２１からの１回目の信号受信時と２回目の信号受信時の通信間隔を測定することで、タイヤ側送受信機１１が車両側送受信機２１の通信可能範囲に入るタイミングを把握することができる。そして、タイヤ側送受信機１１が次に車両側送受信機２１の通信可能範囲に入るタイミングで、車両側送受信機２１にタイヤ状態情報を送信する。
【００２５】
図５は、タイヤ側送受信機１１の通信制御部１１ａが行う車両側送受信機２１の位置特定方法を示すフローチャートである。
【００２６】
まず、車両側送受信機２１からの信号の受信待ちを行う（Ｓ１０）。そして、車両側送受信機２１の信号を受信できた場合には、車両側送受信機位置検出用タイマをスタートさせる（Ｓ１１）。このとき、タイヤ空気圧等のタイヤ状態を検出しておく。
【００２７】
再び車両側送受信機２１からの信号の受信待ちを行い（Ｓ１２）、車両側送受信機２１の信号を受信できた場合には、車両側送受信機位置検出用タイマにより前回の通信成立時から今回の通信成立時までの通信成立間隔を取得する（Ｓ１３）。
【００２８】
次に、Ｓ１３で取得した通信成立間隔に基づいて、現在のタイヤ側送受信機１１の位置が通信可能範囲であるか、かつ、タイヤ状態を検出完了しているか否かを判定する（Ｓ１４）。この結果、現在のタイヤ側送受信機１１の位置が通信可能範囲であるか、かつ、タイヤ状態を検出完了していると判定された場合には、車両側送受信機２１にタイヤ状態信号を送信する（Ｓ１５）。
【００２９】
以上のように、タイヤ側送受信機１１〜１４が車両側送受信機２１〜２４との通信成立間隔を測定することで、通信可能範囲に入るタイミングを把握することができる。これにより、タイヤ側送受信機１１〜１４は車両側送受信機２１〜２４の通信可能範囲に存在するときのみに車両側送受信機２１〜２４に信号を送信することができるので、車両側送受信機２１〜２４におけるタイヤ側送受信機１１〜１４から送信される信号の受信率を向上させることができる。
【００３０】
また、タイヤ側送受信機１１〜１４が車両側から受信する電力信号により電力を得る構成の場合には、タイヤ側送受信機１１〜１４が得た電力が信号送信可能な所定値に上昇するまで、車両側からの信号を複数回受信するようにすることで、電力チャージを含む通信時間が短くなる高速走行時においても通信を成立させることができる。低速走行時や内蔵電池により電源供給される車両側送受信機１１〜１４の場合には、車両側送受信機２１〜２４の位置検出後、タイヤ空気圧の測定から送信まで一度に行うようにしてもよい。
【００３１】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態のタイヤ側送受信機１１〜１４は、車両側から受信する電力信号により電力を得る構成としたが、本発明は内部に電池を内蔵するようにし、これを電源とする構成においても適用可能である。
【００３２】
また、上記実施形態では、車両側送受信機２１〜２４、制御ユニット３０、タイヤ状態表示装置をそれぞれ信号線で接続したが、これらを図６の模式図に示すように車内ＬＡＮ２９を用いて接続するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】タイヤ状態監視装置を示す車両の平面模式図である。
【図２】タイヤ側送受信機の構成を示す説明図である。
【図３】車両側送受信機の通信可能範囲を示す側面図である。
【図４】車両側送受信機の端子電圧と車両側送受信機の充電電圧との関係を示すタイミングチャートである。
【図５】制御ユニットが行うタイヤ側送受信機の位置特定方法を示すフローチャートである。
【図６】タイヤ状態監視装置の変形例を示す車両の平面模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
１〜４…タイヤ、１１〜１４…タイヤ側送受信機、２１〜２４…車両側送受信機、３０…制御ユニット、４０…タイヤ状態表示装置。
【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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