JP2013184490A - タイヤ情報取得装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤが回転していて任意の回転角に検知ユニットが存在するときにも監視ユニットにおける良好な受信状態を維持しながら各検知ユニットにおける電力消費量の節減を図る。
【解決手段】監視ユニットによる受信信号レベルが監視ユニットが良好に受信できる受信信号レベルの範囲内の所定の許容範囲内となるようにタイヤの回転角度に対応して設定された送信電力の補正情報を補正情報記憶回路105からマイクロプロセッサ104が読み出して送信回路106に供給し、送信回路106は補正情報に基づいてタイヤの回転角度に応じて送信電力を補正して情報を送信する。これにより、車両走行時のタイヤの回転に伴う前記検知ユニットの回転角度に応じて前記検知ユニットから送信される電波の電力が変化され、電池の消費量が節減される。
【選択図】図５

Description

本発明は、タイヤ情報取得装置に関し、特に、各タイヤ内のリムに装着されてタイヤ情報の検出結果を電波によって外部に送信する複数の検知ユニットと、車両本体に設けられて各検知ユニットから送信された検出結果を受信する監視ユニットとからなるタイヤ情報取得装置に関するものである。

従来、車両の安全走行を行う上で、タイヤ空気圧等のタイヤの物理的な状態の点検は欠かすことができない作業である。しかし、人手によってタイヤの点検を行う場合、手間と時間がかかるので、空気圧等のタイヤの物理的な状態を自動的に検出するタイヤ情報取得装置が開発され、一般車両にも使用され始めた。

上記タイヤ情報取得装置は、一般的にタイヤに装着されてタイヤの物理的な状態を検出してこの検出結果をワイヤレスで送信する検知ユニットと、検知ユニットから送信されたデータを受信する監視ユニットとから構成されている。また、検知ユニットは一般的にタイヤの内部に設けられており、リムに固定されたり或いはタイヤ内に埋設されて設けられていることが多い。

その一例として、特開２００５-３２１９５８号公報（特許文献１）に開示されるタイヤ空気圧検出装置が知られている。この装置は、各タイヤにセンサを有する送信機と車両本体に設けられた受信機とを備え、送信機は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送信フレーム内に格納して送信する。また、受信機は、車両における車体側に取り付けられるもので、送信機から送信される送信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求める。

さらに、特許文献１に開示される装置では、タイヤの回転によって受信機での受信レベルが必要レベルに満たない位置が存在すると、送信機がその位置で電波を送信したとしても、受信機側でそれを受信することができなくなり、これが、タイヤ空気圧検出装置における受信機での受信率を低下させる原因となるので、これを回避するために、送信機に設けた加速度センサの検出信号に基づき、送信機の位置を検出すると共に、検出した送信機の位置が受信機におけるアンテナの受信可能範囲に含まれるときを送信タイミングとして設定し、送信部を通じて検出信号を受信機に向けて送信するようにしている。

また、他の例として、特開２００８−０８７７０４号公報（特許文献２）に開示されるタイヤ情報管理システムが知られている。このシステムは、建設用車両等の運行中の車両のタイヤの管理を行うため、タイヤの圧力等のタイヤ状態量を測定するセンサモジュールをタイヤの内面に取り付け、このセンサモジュールから送信された測定データ等を車体側モジュールが受信して、この信号に基づいてタイヤの異常を運転者に知らせたり、タイヤの使用状況等の管理に用いたりするシステムである。

さらに、特許文献２に開示されるシステムでは、センサモジュールの電力消費量を節減するために、データ送信における送信電波強度を制御する送信電波強度制御手段をセンサモジュールに具え、送信電波強度制御手段は、受信モジュールから受信した送信電波強度設定値に基づいて次回のデータ送信における送信電波強度を制御するよう構成され、車両側モジュールは、各センサモジュールについて、センサモジュールから送信されたデータ信号の受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段を具えるとともに、前回、センサモジュールから送信されたデータ信号の受信電波強度に応じて、送信電波強度設定値を作成し、この送信電波強度設定値を次回のセンサモジュールへの指令に付加するよう構成されている。

特開２００５−３２１９５８号公報 特開２００８−０８７７０４号公報

上記特許文献１に記載の装置では、受信機によって良好に受信できる範囲内に送信機が位置するときにのみ送信機からデータ送信するようにしているが、車両の走行速度によってタイヤの回転数が大きく変化するのでデータ送信間隔と送信機の回転位置を考慮してデータ送信タイミングを決定することは難しくなる。さらに、特許文献１の装置ではデータ送信電力の低減に関しては何も考慮されていない。このため、送信機に備わる電池の寿命が短くなる恐れもある。

上記特許文献２に記載のシステムでは、センサモジュールの電力消費量を節減しようとしているが、次回のデータ送信における送信電波強度をどのように制御するかに関しての詳細な記載が無い。すなわち、車両走行中においてタイヤが回転しているときにはタイヤの回転に伴ってセンサモジュールも回転するため、センサモジュールの回転位置の違いによっても受信機における受信電波強度が変化する。このため、センナモジュールにおいて送信電波強度をどのように制御すれば、受信機における良好な受信状態を保ちながらセンサモジュールの電力消費量を節減できるのかが分からない。すなわち、特許文献２の段落００３２に「Pminは、これを下回ると車体側モジュール５との通信ができなくなる送信電波強度であり」と記載されているように、タイヤの回転位置によって送信電波強度がPminであるときに受信可能な場合と不可能な場合が存在することは明らかである。

本発明は、タイヤが回転していて任意の回転角に検知ユニットが存在するときにも監視ユニットにおける良好な受信状態を維持しながら各検知ユニットにおける電力消費量の節減を図れるタイヤ情報取得装置を提供することにある。

本発明は上記の目的を達成するために、車両のタイヤに設けられるとともにタイヤの回転に伴う自己の回転角度を検出する第１センサとタイヤの所定物理量をタイヤ情報として検出する第２センサと、少なくとも前記第２センサの検出結果を電波によって送信する送信部と電池とを所定の筐体内に有し、前記電池からの供給電力によって動作する検知ユニットと、前記検知ユニットから送信された前記検出結果を受信する監視ユニットとからなるタイヤ情報取得装置において、前記監視ユニットによる受信信号レベルが前記監視ユニットが良好に受信できる受信信号レベルの範囲内において受信可能最低受信信号レベルよりも所定レベル高い受信信号レベルを基準レベルとして該基準レベルを中心とする所定の許容範囲内となるように、車両走行時のタイヤの回転に伴う前記検知ユニットの回転角度に応じて前記検知ユニットから送信される電波の電力を変化させる送信電力可変手段を備えたタイヤ情報取得装置を提案する。

本発明のタイヤ情報取得装置によれば、監視ユニットによる受信信号レベルが前記監視ユニットが良好に受信できる受信信号レベルの範囲内の所定の許容範囲内となるように、送信電力可変手段によって車両走行時のタイヤの回転に伴う前記検知ユニットの回転角度に応じて前記検知ユニットから送信される電波の電力が変化される。

これにより、各検知ユニットから送信された信号が監視ユニットによって常に安定して受信されると共に、検知ユニットにおける送信電力が従来よりも低減される。

本発明により電池消費量を大幅に低減することができるので、タイヤ情報取得装置の検知ユニットにおける最大重量部品である電池のサイズと容量を小さくでき、軽量化も実現可能となる。特に乗用車では、トラック・バス用タイヤと違ってスチールカーカスによる電波減衰の影響が少なく電波が透過しやすいため、電界強度が受信限界より遥かに高い場合が多く、この方法により電池消費の無駄を大幅に抑えることができる。

本発明の一実施形態における検知ユニットおよび監視ユニットの配置を示す外観図 本発明の一実施形態におけるタイヤ情報取得装置の構成を示す図 本発明の一実施形態におけるタイヤへの検知ユニットの設置場所を説明する図 本発明の一実施形態におけるタイヤへの検知ユニットの設置場所を説明する図 本発明の一実施形態における検知ユニットの構成を示すブロック図 本発明の一実施形態における監視ユニットの構成を示すブロック図 本発明の一実施形態におけるＺ軸方向の加速度の実測結果 本発明の一実施形態におけるＺ軸方向の加速度の実測結果 本発明の一実施形態におけるＺ軸方向の加速度の実測結果 本発明の一実施形態におけるＸ軸方向の加速度の実測結果 本発明の一実施形態におけるＸ軸方向の加速度の実測結果 本発明の一実施形態におけるＸ軸方向の加速度の実測結果 本発明の一実施形態におけるＸ軸方向の加速度二兆乗した重力加速度とＺ軸方向の加速度に重畳した重力加速度の関係を示す図 本発明の一実施形態における検知ユニットのマイクロプロセッサが行う試験信号発射処理を表わすフローチャート 本発明の一実施形態における検知ユニットのマイクロプロセッサが行う補正情報設定処理を表わすフローチャート 本発明の一実施形態における補正情報の一例を示す図 本発明の一実施形態における補正情報の一例を示す図 本発明の一実施形態における検知ユニットのマイクロプロセッサが行う通常処理を表わすフローチャート 本発明の一実施形態における監視ユニットのマイクロプロセッサが行う試験信号発射指示処理及び補正情報設定処理を表わすフローチャート 本発明の一実施形態における監視ユニットのマイクロプロセッサが行う通常処理を表わすフローチャート 本発明の一実施形態における監視ユニットが各タイヤの検知ユニットから受信した信号の受信レベルを示す図 本発明の一実施形態における受信限界レベルと受信許容範囲の設定値を示す図 本発明の一実施形態における検知ユニットの送信タイミングを説明する図 本発明の一実施形態における検知ユニットの消費電流の割合を示す図 本発明の一実施形態における検知ユニットの消費電流の低減を説明する図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。

本実施形態におけるタイヤ情報取得装置は、タイヤ空気圧や温度などのタイヤ情報を無線により送信する各タイヤに設けられた検知ユニットと車両本体に設けられた監視ユニットとからなり、タイヤの回転により変化する検知ユニットからの電波強度を常に一定に監視ユニットで受信できるように電波送信強度を補正するようにしたものである。

タイヤ情報取得装置は一般的にタイヤ内に設置した検知ユニットからデータを送信し、運転席などに設置した監視ユニットでデータを受信して表示するシステムである。車両走行中はタイヤが回転する事で検知ユニットの位置が変化するため、タイヤの回転に応じて受信電界強度のレベルが変動する現象が発生する。データを送信するタイミングによっては、電界強度の低いレベルで送信する事もある。その為、一番レベルが低い状態でも電波が受信できるように、電波送信強度を強くさせることが必須であるが、その為に検知ユニットの消費電流が大きくなる問題があった。

この問題を解決すべく、本実施形態では、検知ユニットにタイヤの回転角度を検知するセンサを設け、タイヤの回転角度に応じて変動する電界強度により、電波送信強度を随時適正に変化させることで安定的に受信でき、かつ送信時の消費電流を低減させ電池寿命を延ばすことを可能にした。

本実施形態では本発明のタイヤ情報取得装置を４輪車両に搭載した例を一例として説明する。

図１は本発明の一実施形態のタイヤ情報取得装置における検知ユニットおよび監視ユニットの配置を示す外観図、図２は本発明の一実施形態におけるタイヤ情報取得装置の構成を示す図、図３及び図４は本発明の一実施形態におけるタイヤへの検知ユニットの設置場所を説明する図、図５は本発明の一実施形態における検知ユニットの構成を示すブロック図、図６は本発明の一実施形態における監視ユニットの構成を示すブロック図である。

図１乃至図３において、１は車両、２はタイヤ（車輪）、３は車軸、４はタイヤハウス、100は検知ユニット、200は監視ユニットである。本実施形態では、検知ユニット100及び監視ユニット200のそれぞれにおいて、それぞれの電気系回路を絶縁性及び電磁波透過性を有する小型の筐体内に収納し、４つの検知ユニット100のそれぞれを車両１のタイヤ２に装着し、１つの監視ユニット200を運転席の近傍に配置している。尚、本実施形態では、検知ユニット100と監視ユニット200によって本発明のタイヤ情報取得装置が構成される。

タイヤ２は、例えば、周知のチューブレスラジアルタイヤであり、本実施形態においてはホイール及びリムを含むものである。タイヤ２は、タイヤ本体305とリム306及びホイール307から構成され、タイヤ本体305は周知のキャップトレッド301、アンダートレッド302、ベルト303A,303B、カーカス304等から構成されている。また、本実施形態では図３に示すように、タイヤ２は検知ユニット100を備え、この検知ユニット100がリム306に固定されている。

尚、本実施形態ではタイヤ２の回転方向をＸ軸方向、タイヤ２の回転軸方向をＹ軸方向、タイヤ２の回転軸を中心とした半径方向をＺ軸方向として以下の説明を行う。また、本実施形態では、検知ユニット100をタイヤ２のリム306に固定したが、検知ユニット100の取り付け位置は、リム306に限定されることはなく、タイヤ・ホイールの何れかの部位であればよい。

検知ユニット100は、図５に示すように、圧力センサ101、温度センサ102、回転位置検出センサ103、マイクロプロセッサ104、補正情報記憶回路105、送信回路106、受信回路107、アンテナ切替回路108、アンテナ109、電池110から構成されている。

圧力センサ101は、タイヤ２内の空気圧を検知して空気圧の値に対応する電気信号を出力する。

温度センサ102は、タイヤ２内の温度を検知して温度の値に対応する電気信号を出力する。

回転位置検出センサ103は、タイヤ２における検知ユニット100の回転位置（回転角度）を検出するためのセンサであって、タイヤ２の回転方向であるＸ軸方向に生ずる第１加速度と、タイヤ２の回転軸３を中心とした半径方向であるＺ軸方向に生ずる第２加速度を検知して電気信号として出力する１つのセンサ素子（図示せず）と、このセンサ素子から出力される電気信号に基づいて加速度の値に対応する情報をマイクロプロセッサ104に出力するインタフェース部（図示せず）とから構成されている。尚、本実施形態ではセンサ素子によってＸ，Ｚ軸方向の加速度を検知して回転位置（回転角度）を求めているが、センサ素子を用いてＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の加速度を検知して回転位置（回転角度）を求めるようにしてもよい。また、本実施形態では、加速度センサを用いてタイヤの回転位置（回転角度）を検出するようにしたが、これに限定されることはなく、例えば、地磁気センサやジャイロセンサを用いて回転位置（回転角度）を検出するようにしても良い。

マイクロプロセッサ104は、周知のＣＰＵを主体として構成され、ＣＰＵを動作させるプログラムを格納するメモリ、及び演算メモリ等を含むものである。また、マイクロプロセッサ104は、圧力センサ101、温度センサ102及び回転位置検出センサ103の出力信号を入力し、通常処理においては、これらの信号から圧力情報、温度情報及び回転位置（回転角度）情報を例えば３秒ごとに取得して、これらの情報を時間の経過に対応して蓄積しておき、予め記憶されている自己に固有の識別情報と共にこれらの情報を所定フォーマットのデジタル信号に変換して所定時間おき、例えば３分おきに送信回路106を介して監視ユニット200に送信する。このとき、送信回路106は、補正情報記憶回路105に記憶されている補正情報をマイクロプロセッサ104を介して入力し、この補正情報によって最大送信電力を補正した送信電力で情報を送信する。

また、マイクロプロセッサ104は、監視ユニット200から試験信号発射指示を受信し、受信した試験信号発射指示に自己の識別情報が含まれていたときは、上記通常処理とは異なる後述する試験信号発射処理及び補正情報設定処理を行う。これらの処理により、補正情報記憶回路105に補正情報を記憶される。

補正情報記憶回路105は書き換え可能な不揮発性メモリからなり、試験情報発射処理において必要な試験情報の送信制限時間t1と送信間隔時間t2が予め記憶されているとともに、初期状態においては補正情報とし全ての回転角度において送信電力の補正量が０となる補正情報が記憶されているが、上記補正情報設定処理によって各回転角度毎に所定の補正量が設定された送信電力の補正情報が記憶される。なお、本実施形態では、タイヤの回転角度１度毎の送信電力補正量を算出できるようにするために、送信制限時間t1を６０秒に設定し、送信間隔時間t2を６秒に設定しているが、これに限定されることはなく適宜設定して良い。

送信回路106はマイクロプロセッサ104から入力したデジタル信号を所定周波数の電波、例えば３１５ＭＨｚの電波でアンテナ109から送信する。なお、上記試験信号発射処理においては最大送信電力で信号を送信し、上記試験信号発射処理及び補正情報設定処理が行われた後は、上記補正情報記憶回路105に記憶されている補正情報に基づいて送信電力を補正して信号を送信する。

受信回路107は、監視ユニット200から送信された信号を受信して、受信した情報をマイクロプロセッサ104に出力する。

アンテナ切替回路108は、マイクロプロセッサ104から出力される切替信号によってアンテナ109を送信回路106の出力端子或いは受信回路107の入力端子の何れかに接続する。

電池110は、検知ユニット100に備わる各センサ及び各回路のそれぞれに対して駆動電力を供給する。

監視ユニット200は、図６に示すように、アンテナ201と、アンテナ切替回路202、受信回路203、送信回路204、マイクロプロセッサ205、表示回路206、警報ブザー207、警報灯208、記憶部209、操作部210、ＤＣ／ＤＣ変換回路211とから構成されている。

アンテナ切替回路202は、マイクロプロセッサ205から出力される切替信号によってアンテナ201を受信回路203の入力端子或いは送信回路204の出力端子の何れかに接続する。

受信回路203は、検知ユニット100から送信された電波をアンテナ201を介して受信し、受信した電波の信号強度（受信レベル）の値をマイクロプロセッサ205に出力すると共に、受信した情報をデジタル信号として再生してマイクロプロセッサ205に出力する。

送信回路204は、マイクロプロセッサ205から入力したデジタル信号を所定周波数の電波、例えば３１５ＭＨｚの電波でアンテナ201から送信する。

マイクロプロセッサ205は、受信回路202から圧力情報、温度情報及び加速度情報を入力し、圧力情報と温度情報を表示回路206の表示器に表示すると共に圧力の値が所定の閾値を超えたとき或いは温度の値が所定のしきい値を超えたときに警報ブザー207を鳴動すると共に警報灯208を点灯させる。さらに、マイクロプロセッサ205は、受信回路203から受信レベルの値を入力すると共に、所定時間内における上記回転角度毎に受信レベルを記録する。

なお、マイクロプロセッサ205は、上記試験信号発射処理においては識別情報を指定した試験信号発射指示を送信した後に検知ユニット100から送信された電波の受信レベルを回転角度毎に記録し、上記補正情報設定処理においては、記録した回転角度毎の受信レベルと記憶部209に記憶されている受信限界レベル値を用いて、補正情報設定対象の検知ユニット100に対応する補正情報を算出して、この補正情報を検知ユニット100に送信する。

記憶部209には、車両１のタイヤ２に装着されている全ての検知ユニット100の識別情報が、該検知ユニット100が装着されているタイヤの位置に対応して記憶されているとともに、タイヤ内空気圧力の許容範囲（許容最小値と許容最大値）とタイヤ内空気温度の許容最大値、及び監視ユニット200において受信可能な最低受信レベルの値（受信限界レベル値）が予め記憶されている。受信限界レベルの値としては、例えば−１０５ｄＢｍが記憶部209に記憶されている。また、記憶部209には、受信限界レベルよりも所定レベル高い受信信号レベル（例えば−９５ｄＢｍ）を基準レベルとして該基準レベルを中心とする所定の許容範囲（例えば、−９５ｄＢｍ±１ｄＢｍ）内となるように、受信許容範囲が設定されている。

操作部210は、複数のスイッチを備え、これらのスイッチのオンオフ信号をマイクロプロセッサ205に出力する。

ＤＣ／ＤＣ変換回路211は、車載ＤＣ電源（図示せず）から電力の供給を受け、この電圧をアンテナ切替回路202、受信回路203、送信回路204、マイクロプロセッサ205、表示回路206、警報ブザー207、警報灯208、記憶部209、操作部210のそれぞれを駆動する電圧に変換してこれらに駆動電力を供給する。

次に、図を参照して検知ユニット100における回転位置（回転角度）の取得処理の動作を説明する。図７乃至図９はＺ軸方向の加速度の実測結果、図１０乃至図１２はＸ軸方向の加速度の実測結果をそれぞれ表している。尚、各図の信号波形には走行路面とタイヤ２との間の摩擦によって発生する微小振動成分が重畳している。

図７乃至図９において、図７は時速２．５ｋｍでの走行時のＺ軸方向の加速度の実測値、図８は時速２０ｋｍでの走行時のＺ軸方向の加速度の実測値、図９は時速４０ｋｍでの走行時のＺ軸方向の加速度の実測値である。このように、走行速度が増すにつれて車輪の遠心力が増加するので、Ｚ軸方向の加速度も増加する。また、Ｚ軸方向の加速度には重力加速度が重畳する。

また、図１０乃至図１２において、図１０は時速２．５ｋｍでの走行時のＸ軸方向の加速度の実測値、図１１は時速２０ｋｍでの走行時のＸ軸方向の加速度の実測値、図１２は時速４０ｋｍでの走行時のＸ軸方向の加速度の実測値である。このように、走行速度が増すにつれて車輪の回転数が増加するので、Ｘ軸方向の加速度が変化する周期が短くなる。また、図中において、実測値がサイン波形状になるのは上記と同様に重力加速度が重畳しているためである。従って、Ｘ軸方向の加速度に重畳した重力加速度とＺ軸方向の加速度に重畳した重力加速度から検知ユニット100の回転位置（回転角度）を求めることが可能である。すなわち、図１３に示すように、Ｘ軸方向の加速度に重畳した重力加速度成分ＡxとＺ軸方向の加速度に重畳した重力加速度成分Ａzの大きさはそれぞれサイン波形状に変化し、これらの大きさは回転角度で９０度の位相差を生じているので、これらを比較することにより検知ユニット100の回転位置（回転角度）を求めることができる。

次に、前述した構成からなる本実施形態におけるタイヤ情報取得装置の動作を図１４乃至図２０に示すフローチャート及び補正情報を示す図を参照して説明する。図１４のフローチャートは検知ユニット100のマイクロプロセッサ104が行う試験信号発射処理を表し、図１５のフローチャートは検知ユニット100のマイクロプロセッサ104が行う補正情報設定処理を表し、図１６及び図１７は補正情報の一例を示す図、図１８のフローチャートは検知ユニット100のマイクロプロセッサ104が行う通常処理を表し、図１９のフローチャートは監視ユニット200のマイクロプロセッサ205が行う試験信号発射指示処理及び補正情報設定処理を表し、図２０のフローチャートは監視ユニット200のマイクロプロセッサ205が行う通常処理を表している。

検知ユニット100における試験信号発射処理及び補正情報設定処理は、操作者（車両の運転者など）が車両を走行させながら監視ユニット200の初期設定スイッチ（図示せず）を押すことにより開始される。監視ユニット200及び検知ユニット100は、試験信号発射処理及び補正情報設定処理が終了すると、自動的に通常処理を行う。

初期状態において検知ユニット100は通常処理を行っている。

また、検知ユニット100のマイクロプロセッサ104は、監視ユニット200から自己の識別情報を含む試験信号発射指示を受信したときは試験信号発射処理を開始する。

試験信号発射処理では、図１４のフローチャートに示すように、検知ユニット100のマイクロプロセッサ104は、送信回路106における送信電力を最大送信電力に設定し（ＳＡ１）、補正情報記憶回路105は書き換え可能な不揮発性メモリからなり、補正情報記憶回路105から送信間隔時間t2と送信制限時間t1を読み出す（ＳＡ２）。

次に、マイクロプロセッサ104は、第１のタイマ時間Ｔ１をリセットして計時を開始する（ＳＡ３）と共に第２のタイマ時間Ｔ２をリセットして計時を開始する（ＳＡ４）。この後、回転位置検出センサ103の検出結果から回転角度を取得し（ＳＡ５）、この回転角度の情報と自己の識別情報を含む試験情報を送信する（ＳＡ６）。

次に、マイクロプロセッサ104は、第２のタイマ時間Ｔ２が送信間隔時間t2に達したか否かを判定し（ＳＡ７）、第２のタイマ時間Ｔ２が送信間隔時間t2に達したときに、第１のタイマ時間Ｔ１が送信制限時間t1に達したか否かを判定する（ＳＡ８）。この判定の結果、第１のタイマ時間Ｔ１が送信制限時間t1に達しないときは、前記ＳＡ４の処理に移行し、第１のタイマ時間Ｔ１が送信制限時間t1に達したときは、監視ユニット200に対して試験終了情報を送信して（ＳＡ９）、試験信号発射処理を終了する。

補正情報設定処理では、図１５のフローチャートに示すように、検知ユニット100のマイクロプロセッサ104は、受信回路107を介して監視ユニット200から送信された補正情報を受信したか否かを監視し（ＳＢ１）、補正情報を受信した後、受信した補正情報を補正情報記憶回路105に記憶する。

補正情報記憶回路105に記憶される補正情報の一例を図１６及び図１７の表に示す。この例の場合、例えば角度（回転角度）が２０度のときに検知ユニット100が最大送信電力で送信したときの監視ユニット220における受信レベルが−９４ｄＢｍであるので、受信レベルが−９５ｄＢｍになるようにするための補正量は−１ｄＢｍであり、また、角度（回転角度）が９０度のときに検知ユニット100が最大送信電力で送信したときの監視ユニット220における受信レベルが−８４ｄＢｍであるので、受信レベルが−９５ｄＢｍになるようにするための補正量は−１１ｄＢｍであることを表している。なお、本実施形態では受信可能な最低受信レベルが−１０５ｄＢｍであるので、安定した受信状態を得るために受信可能な最低受信レベルよりも１０ｄＢｍ大きな−９５ｄＢｍの受信レベルが平均的に得られるように検知ユニット100の送信電力を補正するようにしている。

また、通常処理では、図１８のフローチャートに示すように、検知ユニット100のマイクロプロセッサ104は、蓄積情報をクリアし（ＳＣ１）、第３のタイマ時間Ｔ３をリセットして計時を開始する（ＳＣ２）。この後、マイクロプロセッサ104は時間ｔ４毎に圧力センサ101から圧力情報を取得し、温度センサ102から温度情報を取得すると共に、回転位置検出センサ103からの加速度情報に基づいて回転角度を取得して、これらの情報を時間の経過に対応してメモリに蓄積する（ＳＣ３）。さらに、マイクロプロセッサ104は情報の蓄積と共に第３のタイマの計時時間Ｔ３が所定の送信間隔時間ｔ５を経過したか否かを判定し（ＳＣ４）、送信間隔時間ｔ５が経過したら、予め記憶されている自己に固有の識別情報と共に圧力情報と温度情報及び回転角度の蓄積情報を所定フォーマットのデジタル信号に変換して送信回路106を介して監視ユニット200に送信する（ＳＣ５）。つまり、検知ユニット100は３分おきに監視ユニット200に対して情報送信を行う。

なお、本実施形態では時間ｔ４及び時間ｔ５は予めマイクロプロセッサ104のメモリに記憶されており、本実施形態においては、時間ｔ４は３秒に設定され、送信間隔時間ｔ５は３分に設定されている。

初期状態において監視ユニット200は通常処理を行っている。

また、監視ユニット200のマイクロプロセッサ205は、操作部210の初期設定スイッチ（図示せず）が押されると試験信号発射指示処理と補正情報設定処理を開始する。

試験信号発射指示処理及び補正情報設定処理では、図１９のフローチャートに示すように、監視ユニット200のマイクロプロセッサ205は、車両に装着されている全ての検知ユニット100の識別情報を記憶部209から順次読み出して、各検出ユニット100に対して試験信号発射指示処理及び補正情報設定処理を行う。

すなわち、監視ユニット200のマイクロプロセッサ205は、記憶部209から検知ユニット100の識別情報を読み出し（ＳＤ１）、この識別情報を含む試験信号発射指示を送信回路204を介して送信する（ＳＤ２）。

この後、前記識別情報に対応した検知ユニット100から送信された試験情報を受信し、この試験情報に含まれている識別情報が、指定した識別情報であることを確認すると共に、試験情報に含まれている回転角度の情報を取得し、さらに受信回路203から受信信号の受信レベルを取得して、識別情報毎に受信レベルと回転角度を対応づけて記憶部209に記憶する（ＳＤ３）。

次に、マイクロプロセッサ205は、検知ユニット100から試験終了情報を受信したか否かを判定し、検知ユニット100から試験終了情報を受信するまで上記ＳＤ３の処理を繰り返して行う。検知ユニット100から試験終了情報を受信したときに、マイクロプロセッサ205は、試験終了情報に含まれている識別情報を確認し、この識別情報に対応して記憶部209に記憶された受信レベルと回転角度から補正情報を算出する（ＳＤ５）。

次いで、マイクロプロセッサ205は、検知ユニット100の識別情報と算出した補正情報を検知ユニット100に送信する（ＳＤ６）。

以上のＳＤ１〜ＳＤ６の処理を各検知ユニット100に対して行うことにより、各検知ユニット100に送信電力の補正情報を記憶させることができる。

また、通常処理においては、図２０のフローチャートに示すように、監視ユニット200のマイクロプロセッサ205は、操作部210の初期設定スイッチが押された否かを監視し（ＳＥ１）、初期設定スイッチが押されたときは前述した試験信号発射指示処理と補正情報設定処理を行った後に前記ＳＥ１の処理に移行する。また、初期設定スイッチが押されないときは、マイクロプロセッサ205は、各検知ユニット100から送信された情報を受信し（ＳＥ２）、受信した情報からタイヤの圧力情報と温度情報を抽出して表示回路206の表示器に表示する（ＳＥ３）。

次いで、マイクロプロセッサ205は、受信した圧力の値が許容範囲内の値であるか否かを判定する（ＳＥ４）。この判定の結果、受信した圧力の値が許容範囲内の値でないときは後述するＳＥ６の処理に移行し、受信した圧力の値が許容範囲内の値であるときは受信した温度の値が許容最大値を超えたか否かを判定し（ＳＥ５）、受信した温度の値が許容最大値を超えないときは前記ＳＥ１の処理に移行し、受信した温度の値が許容最大値を超えたときは、表示回路206の表示器にタイヤの圧力或いは温度に異常が発生したことを表示する（ＳＥ６）と共に、警報ブザーを鳴らし（ＳＥ７）、タイヤ毎に設けられている警報灯のうちの異常が発生したタイヤに対応する警報灯を点灯する（ＳＥ８）。

以上説明した処理を行うことにより各検知ユニット100における消費電力を従来よりも削減することができる。すなわち、各タイヤに装着された検知ユニット100から最大送信電力で送信した電波を監視ユニット200で受信したときの受信レベルを表したのが図２１である。このように、前後左右のタイヤのそれぞれに設けられた検知ユニット100によって監視ユニット200における受信レベルは異なっている。

また、図２２に示すように、本実施形態では安定した受信状態を得るために受信可能な最低受信レベル（受信限界レベル）−１０５ｄＢｍよりも１０ｄＢｍ大きな−９５ｄＢｍの受信レベルが平均的に得られればよいので、最大送信電力で送信されたときには−９５ｄＢｍよりもかなり受信レベルが高くなり無駄な送信電力を消費していることが分かる。このため、監視ユニット200における受信レベルが例えば−９５ｄＢｍを中心として±１ｄＢｍの許容範囲Ｅ内となるように検知ユニット100の送信電力を補正することにより送信電力の無駄を削減でき電池の寿命を延ばすことができる。

また、検知ユニット100における試験信号発射処理に使用する送信制限時間t1と送信間隔時間t2は検知ユニット100の補正情報記憶回路105に自由に設定できるようにしてあるので、使用状況に応じて適宜設定することが好ましい。例えば、図２３に示すように、送信間隔時間t2を３０秒に設定し、時速３０ｋｍで車両走行した場合には約１３０度の回転角度毎に情報を得ることができる。

検知ユニット100における電池の消費電流の割合は、図２４に示すように、マイクロプロセッサ104がスリープ状態の時が８．４％、圧力・温度測定時が４．５％、無線送信時が７２．２％、その他が１５．１％であり、無線送信時において最も消費電流が大きい。

上記のように検知ユニット100の送信電力の補正を行うことにより無線送信時における消費電流を低減することができる。すなわち、図２５に示すように、スリープ状態の消費電流を基準として考えると、圧力・温度測定時にはスリープ状態時よりも消費電流が４ｍＡ増大する。また、無線送信時にはスリープ状態時よりも消費電流が２０ｍＡ増大する。ここで、例えば送信電波強度を８ｄＢｍ下げた場合、無線送信時の消費電流が２０ｍＡから１４ｍＡになり、送信電流を３割低減することができる。上記のように検知ユニット100が消費する電流は無線送信時が一番大きく７割以上を占めるから、無線送信電流を低減することで大幅に電池寿命を延ばすことが可能となる。

したがって、本実施形態により検知ユニットの電池消費量を大幅に低減することができるので、タイヤ情報取得装置の検知ユニットにおける最大重量部品である電池のサイズと容量を小さくでき、軽量化も実現可能となる。特に乗用車では、トラック・バス用タイヤと違ってスチールカーカスによる電波減衰の影響が少なく電波が透過しやすいため、電界強度が受信限界より遥かに高い場合が多く、この方法により電池消費の無駄を大幅に抑えることができる。

なお、本実施形態では監視ユニット200の初期設定スイッチを押すことにより自動的に各検知ユニット100に送信電力の補正値が設定されるようにしたが、予め各検知ユニット100に補正値を記憶させておき、この記憶されている補正値によって送信電力を変化させるようにしても良い。

また、本実施形態では、試験信号発射処理において検知ユニット100が最大送信電力で信号を送信するようにしたが、これに限定されることはない。

各タイヤ内のリムに装着されてタイヤ情報の検出結果を電波によって外部に送信する複数の検知ユニットと、車両本体に設けられて各検知ユニットから送信された検出結果を受信する監視ユニットとからなるタイヤ情報取得装置における検知ユニットの電池消費量を従来よりも低減できる。

１…車両、２…タイヤ、３…車軸、４…タイヤハウス、100…検知ユニット、101…圧力センサ、102…温度センサ、103…回転位置検出センサ、104…マイクロプロセッサ、105…補正情報記憶回路、106…送信回路、107…受信回路、108…アンテナ切替回路、109…アンテナ、110…電池、200…監視ユニット、201…アンテナ、202…アンテナ切替回路、203…受信回路、204…送信回路、205…マイクロプロセッサ、206…表示回路、207…警報ブザー、208…警報灯、209…記憶部、210…操作部、211…ＤＣ／ＤＣ変換回路、301…キャップトレド、302…アンダートレッド、303A,303B…ベルト、304…カーカス、305…タイヤ本体、306…リム、307…ホイール。

Claims (5)

1. 車両のタイヤに設けられるとともにタイヤの回転に伴う自己の回転角度を検出する第１センサとタイヤの所定物理量をタイヤ情報として検出する第２センサと、少なくとも前記第２センサの検出結果を電波によって送信する送信部と電池とを所定の筐体内に有し、前記電池からの供給電力によって動作する検知ユニットと、前記検知ユニットから送信された前記検出結果を受信する監視ユニットとからなるタイヤ情報取得装置において、
   前記監視ユニットによる受信信号レベルが前記監視ユニットが良好に受信できる受信信号レベルの範囲内において受信可能最低受信信号レベルよりも所定レベル高い受信信号レベルを基準レベルとして該基準レベルを中心とする所定の許容範囲内となるように、車両走行時のタイヤの回転に伴う前記検知ユニットの回転角度に応じて前記検知ユニットから送信される電波の電力を変化させる送信電力可変手段を備えた
   ことを特徴とするタイヤ情報取得装置。
2. 前記検知ユニットは、
   前記監視ユニットによる受信信号レベルが前記監視ユニットが良好に受信できる受信信号レベルの範囲内において受信可能最低受信信号レベルよりも所定レベル高い受信信号レベルを基準レベルとして該基準レベルを中心とする所定の許容範囲内となるように、車両走行時のタイヤの回転に伴う前記検知ユニットの回転角度に対応して送信電力値の補正量が予め記憶されている補正量記憶手段と、
   前記補正量記憶手段に記憶されている補正量に基づいて送信電力値を補正して前記検出結果を送信する手段を有する前記送信回路とを備え、
   前記送信電力可変手段は、前記補正量記憶手段と前記送信回路によって構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ情報取得装置。
3. 前記送信電力可変手段は、
   前記監視ユニットに備わる、
   前記検知ユニットが位置する複数の前記回転角度において該回転角度の情報を含む試験信号を発射することを指示する試験信号発射指示を前記検知ユニットに対して送信する試験信号発射指示手段と、
   受信した前記検知ユニットから送信された試験信号の受信信号レベルを前記回転角度に対応させて記録する信号レベル記録手段と、
   前記良好に受信できる受信信号レベルの範囲内における低い所定の受信信号レベルを基準レベルとして該基準レベルを中心とする所定の許容範囲を前記回転角度に対応させて記憶している基準レベル記憶手段と、
   前記信号レベル記録手段に記録された受信信号レベルと前記基準レベル記憶手段に記憶されている信号レベルとに基づいて、前記受信信号レベルの値が前記基準レベルを中心とする所定の許容範囲内の値になるように前記回転角度に対応させて前記検知ユニットの送信電力の補正量を算出する補正量算出手段と、
   前記補正量算出手段によって算出された回転角度に対応させた送信電力の補正量の情報を前記検知ユニットに送信する補正量設定手段と、
   前記検知ユニットに備わる、
   前記監視ユニットから前記試験信号発射指示を受信した後、複数の前記回転角度において該回転角度の情報を含む所定の基準送信電力の試験信号を発射する試験信号発射手段と、
   前記監視ユニットから受信した送信電力の補正量の情報を記憶する補正量記憶手段と、
   前記補正量記憶手段に記憶された送信電力の補正量の情報に基づいて回転角度に応じて送信電力を変化させる送信電力制御手段と、
   から構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ情報取得装置。
4. 車両に装着された各タイヤ毎に前記検知ユニットが設けられているとともに、
   前記検知ユニットは、
   自己に固有の識別情報が予め記憶されている識別情報記憶手段と、
   前記検出結果と共に前記識別情報を送信する手段と、
   自己の識別情報とともに前記送信電力の補正量の情報を受信したときに、該補正量の情報を記憶する前記補正量記憶手段とを有し、
   前記監視ユニットは、
   試験対象となる検知ユニットの識別情報を含む試験信号発射指示を前記検知ユニットに対して送信する手段を有する前記試験信号発射指示手段と、
   車両における各タイヤの装着位置毎に前記基準レベル記憶手段を備えるとともに、
   前記タイヤの装着位置に対応させて前記検知ユニットの識別情報を予め記憶している識別情報記憶手段を備え、
   前記補正量算出手段は各検知ユニット毎に送信電力の補正量を算出する手段を有し、
   前記補正量設定手段は各検知ユニット毎に検知ユニットの識別情報とともに送信電力の補正量を送信する手段を有する
   ことを特徴とする請求項３に記載のタイヤ情報取得装置。
5. 前記基準送信電力の値が前記送信部の最大送信電力の値に設定されている
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載のタイヤ情報取得装置。

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