タイヤセンサユニット
【課題】発電機及び蓄電装置を備えるタイヤセンサユニットにおいて、蓄電装置の構成や充放電制御を改善すること。
【解決手段】タイヤセンサユニット３は、車両ホイールの回転に伴い電気エネルギーを生成する発電機２１と、発電機２１によって生成された電気エネルギーを蓄電するとともに、蓄電した電気エネルギーを放電して処理回路部９に供給する小容量蓄電装置２３と、同じく発電機２１によって生成された電気エネルギーを蓄電するとともに、蓄電した電気エネルギーを放電して処理回路部９に供給する大容量蓄電装置２４と、両蓄電装置２３，２４の充放電を制御する充放電制御部（８，１４）とを備える。充放電制御部は、小容量蓄電装置２３への充電を大容量蓄電装置２４への充電よりも優先して行う一方、大容量蓄電装置２４からの放電を小容量蓄電装置２３からの放電よりも優先して行う。
【解決手段】タイヤセンサユニット３は、車両ホイールの回転に伴い電気エネルギーを生成する発電機２１と、発電機２１によって生成された電気エネルギーを蓄電するとともに、蓄電した電気エネルギーを放電して処理回路部９に供給する小容量蓄電装置２３と、同じく発電機２１によって生成された電気エネルギーを蓄電するとともに、蓄電した電気エネルギーを放電して処理回路部９に供給する大容量蓄電装置２４と、両蓄電装置２３，２４の充放電を制御する充放電制御部（８，１４）とを備える。充放電制御部は、小容量蓄電装置２３への充電を大容量蓄電装置２４への充電よりも優先して行う一方、大容量蓄電装置２４からの放電を小容量蓄電装置２３からの放電よりも優先して行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ状態監視装置におけるタイヤセンサユニットに関し、詳しくは発電機及び蓄電装置を備えるタイヤセンサユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、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に、無線方式のタイヤ状態監視装置が提案されている。このタイヤ状態監視装置は、車両のホイールにそれぞれ装着される複数のタイヤセンサユニットと、車両の車体に搭載される受信機ユニットとを備えている。各タイヤセンサユニットは、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データを含むデータ信号を無線送信する。一方、受信機ユニットは、各タイヤセンサユニットからのデータ信号を受信アンテナを通じて受信して、タイヤ状態に関する情報を、車室内に設けられた表示器に必要に応じて表示させる。
【０００３】
上記タイヤセンサユニットは一般的に、内蔵電池から供給される電力によって駆動されるが、タイヤセンサユニットはタイヤの内部空間に配置されるので、電池が消耗した場合に同電池を交換するのは非常に煩雑である。そこで、例えば特許文献１に開示されるように、外部から受信した電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換するとともに同電気エネルギーを蓄電装置に蓄電（充電）し、この蓄電装置に蓄電された電気エネルギーを用いてタイヤセンサユニットを駆動するようにした技術が提案されている。この特許文献１のタイヤセンサユニットでは、蓄電装置への充電を外部から容易に行うことができ、電池を交換するといったような手間は生じない。
【０００４】
また、特許文献２には、車両のホイールの回転時に生じる遠心力、加速度、又は振動により電気エネルギーを生成する、タイヤセンサユニットの電源として用いることのできる圧電発電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０９３４３号公報
【特許文献２】特開２００７−２８２３５５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、上記特許文献１に開示された技術では、蓄電装置に充電を行うためには、車両の停車時において、車両の運転手或いは点検作業員が、発電用の電磁波を放射可能な携帯装置を操作して、タイヤセンサユニットに対して電磁波を放射する必要がある。そのため、充電作業が面倒であるだけでなく、車両の走行中には充電を行うことができない。
【０００７】
また、タイヤセンサユニットの駆動時間を長くしたり、タイヤセンサユニットの動作の安定性を図ったりするためには、蓄電装置の容量は極力大きい方が望ましいが、蓄電装置の容量を大きくすると同蓄電装置への充電に要する時間が長くなる。言い換えれば、充電の開始から、蓄電装置に蓄電された電気エネルギーを用いてタイヤセンサユニットを駆動できる状態になるまでに要する時間が長くなる。しかし逆に、蓄電装置の容量を小さくすると、充電に要する時間は短くて済むものの、タイヤセンサユニットの駆動時間が短くなってしまうとともに、タイヤセンサユニットの動作の安定性が低下する。この点、上記特許文献１には、その段落［００７３］において、タイヤセンサユニットを１日に５回駆動するのに十分な容量を有する蓄電装置を用いる旨記載されているのみであり、タイヤセンサユニットを適切に駆動する上でより好適な蓄電装置の構成や充放電制御が望まれている。
【０００８】
特許文献２に開示された圧電発電装置は、ホイールの回転時、すなわち車両の走行時に、タイヤセンサユニットの駆動に必要な電気エネルギーを生成するものであるが、同特許文献２には、生成した電気エネルギーを蓄電するための構成については一切記載されていない。
【０００９】
本発明の目的は、発電機及び蓄電装置を備えるタイヤセンサユニットにおいて、蓄電装置の構成や充放電制御を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本願発明は、車両のホイールに取り付けられるように構成されたタイヤセンサユニットであって、前記ホイールに装着されるタイヤの状態を検出するとともに検出されたタイヤの状態を示すデータを含むデータ信号を無線送信する処理回路部を備えるタイヤセンサユニットを提供する。同タイヤセンサユニットは、前記ホイールの回転に伴い電気エネルギーを生成する発電機と、前記発電機によって生成された電気エネルギーを蓄電するとともに、蓄電した電気エネルギーを放電して前記処理回路部に供給する第１蓄電装置と、前記発電機によって生成された電気エネルギーを蓄電するとともに、蓄電した電気エネルギーを放電して前記処理回路部に供給する第２蓄電装置であって、前記第１蓄電装置の容量よりも大きな容量を有する第２蓄電装置と、前記第１及び第２蓄電装置への充電と同第１及び第２蓄電装置からの放電とを制御する充放電制御部とを備える。同充放電制御部は、前記第１蓄電装置への充電を前記第２蓄電装置への充電よりも優先して行う一方、第２蓄電装置からの放電を第１蓄電装置からの放電よりも優先して行う。
【００１１】
より詳しくは、前記第１蓄電装置の電圧レベルが前記処理回路部の駆動を可能とする許容値以下である場合には、前記充放電制御部は、第１蓄電装置への充電を前記第２蓄電装置への充電よりも優先して行う。一方、前記第１及び第２蓄電装置の電圧レベルが共に前記処理回路部の駆動を可能とする許容値を越えている場合には、前記充放電制御部は、第２蓄電装置からの放電を第１蓄電装置からの放電よりも優先して行う。
【００１２】
上記構成によれば、容量の小さな第１蓄電装置への充電が容量の大きな第２蓄電装置への充電よりも優先して行われるので、容量の小さな第１蓄電装置への充電を極力短時間で完了して、同第１蓄電装置に蓄電された電気エネルギーを用いて、充電の開始から極力早期に処理回路部の駆動を開始することが可能となる。一方、第２蓄電装置からの放電が第１蓄電装置からの放電よりも優先して行われるので、第２蓄電装置に十分な量の電気エネルギーが蓄電された後には、容量の大きな第２蓄電装置に蓄電された電気エネルギーを用いて、比較的長い時間に亘って安定的に処理回路部を駆動することが可能となる。
【００１３】
本発明の一態様において、前記充放電制御部は、前記発電機及び前記処理回路部に対する前記各蓄電装置の接続を切り替える切替回路部と、前記各蓄電装置の電圧レベルに基づき前記切替回路部を切替制御するコントローラとを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る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。
【図２】図１のタイヤセンサユニットの回路構成を示すブロック図。
【図３】図２のタイヤセンサユニットで行われる充放電制御を説明するためのタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、タイヤ状態監視装置を搭載した車両１が示されている。タイヤ状態監視装置は、車両１の４つのホイール５にそれぞれ取り付けられる４つ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４とを備えている。
【００１６】
前記各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５に対して取り付けられている。特に図示しないが、各タイヤセンサユニット３は、ホイール５を貫通して延びるバルブステムを一体に有している。各タイヤセンサユニット３は、対応するタイヤ６の状態（タイヤ内圧力、タイヤ内温度）を検出して、検出されたタイヤ状態を示すデータを含む信号、即ちタイヤ状態データ信号を無線送信する。
【００１７】
図２に示すように、前記各タイヤセンサユニット３は、電源回路部７、切替回路部８、及び処理回路部９を備えている。処理回路部９は、電源回路部７から切替回路部８を介して供給される電気エネルギーによって駆動されて、各種処理を行う。処理回路部９は、圧力センサ１１、温度センサ１２、制御部としてのセンサユニットコントローラ１４、送信部としてのＲＦ送信回路１６を有している。センサ１１，１２は、タイヤ６の状態を検出する検出部を構成する。
【００１８】
前記圧力センサ１１は、対応するタイヤ６内の圧力（内部空気圧）を検出して、その検出によって得られたタイヤ内圧力データをセンサユニットコントローラ１４に出力する。温度センサ１２は、対応するタイヤ６内の温度（内部空気温度）を検出して、その検出によって得られたタイヤ内温度データをセンサユニットコントローラ１４に出力する。センサユニットコントローラ１４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭを含むマイクロコンピュータ等よりなり、ＲＡＭには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４において識別するために使用される情報である。センサユニットコントローラ１４は、タイヤ内圧力データ、タイヤ内温度データ及びＩＤコードを含むデータを、ＲＦ送信回路１６に出力する。ＲＦ送信回路１６は、センサユニットコントローラ１４からのデータを変調して変調信号を生成し、変調信号を送信アンテナ１９から無線送信する。
【００１９】
各タイヤセンサユニット３は、例えば、タイヤ状態の計測動作を第１の所定時間間隔（例えば、１５秒間隔）で定期的に行う一方、タイヤ状態データ信号の送信動作を前記第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）で定期的に行う。但し、計測されたタイヤ状態が異常を示す場合（例えば、タイヤ内圧力の異常低下、タイヤ内圧力の急変、タイヤ内温度の急変等）、タイヤセンサユニット３は定期的な送信動作とは関係無く、直ちに送信動作を行う。なお、車両の走行の有無を検出可能なセンサ（例えば、加速度センサ）をタイヤセンサユニット３に設け、車両の走行が停止されているときには、少なくともタイヤ状態データ信号の定期的な送信動作を行わないようにしてもよい。
【００２０】
図１に示すように、前記受信機ユニット４は、車体の所定箇所に設置され、例えば車両１のバッテリ（図示せず）からの電力によって動作する。受信機ユニット４は、車体の任意の箇所に配置された少なくとも１つの受信アンテナ３２を備えており、各タイヤセンサユニット３から受信アンテナ３２を通じて前記タイヤ状態データ信号を受信して、同タイヤ状態データ信号を処理する。
【００２１】
受信機ユニット４は、受信機ユニットコントローラ３３、ＲＦ受信回路３５、警報器３７、及び表示器３８を備えている。受信機ユニットコントローラ３３はＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ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４の動作を統括的に制御する。ＲＦ受信回路３５は、各タイヤセンサユニット３から受信アンテナ３２を通じて受信されたＲＦ信号（タイヤ状態データ信号）を復調して、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、ＲＦ受信回路３５からのタイヤ状態データ信号に基づき、発信元のタイヤセンサユニット３に対応するタイヤ６の内部空気圧及び内部温度を把握する。
【００２２】
受信機ユニットコントローラ３３はまた、前記内部空気圧及び内部温度に関する情報等を前記表示器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る。受信機ユニットコントローラ３３はさらに、内部空気圧及び内部温度の異常を前記警報器（報知器）３７にて報知させる。警報器３７としては、例えば、異常を音によって報知する装置や、異常を光によって報知する装置が適用される。なお、タイヤ６の内部空気圧及び内部温度の異常を、報知器としての表示器３８に表示させてもよい。
【００２３】
以下に、本願発明の要部に係る構成について説明する。
図２に示すように、前記電源回路部７は、発電機２１、整流回路２２、第１蓄電装置としての小容量蓄電装置２３、及び第２蓄電装置としての大容量蓄電装置２４を有している。発電機２１は、ホイール５の回転に伴い電気エネルギーを生成する（すなわち、発電を行う）ように構成される。発電機２１は、例えば、圧電素子を備え、ホイール５の回転時に生じる遠心力、加速度、又は振動により同圧電素子が電気エネルギーを生成するように構成される。このような圧電素子を用いた発電機は、例えば上記した特許文献２に開示されている。
【００２４】
発電機２１で生成された電気エネルギーは、整流回路２２で生成された後に、前記切替回路部８を介して小容量蓄電装置２３及び大容量蓄電装置２４の一方に択一的に供給される。各蓄電装置２３，２４は、供給を受けた電気エネルギーを蓄電（充電）するとともに、蓄電した電気エネルギーを切替回路部８を介して前記処理回路部９に供給するように構成される。各蓄電装置２３，２４は例えば、電気二重層キャパシタ等のキャパシタや、二次電池からなり、大容量蓄電装置２４は小容量蓄電装置２３の容量よりも大きな容量を有している。
【００２５】
前記切替回路部８は、充電切替スイッチ２６、第１放電切替スイッチ２７、及び第２放電切替スイッチ２８を有している。充電切替スイッチ２６は、発電機２１を小容量蓄電装置２３及び大容量蓄電装置２４の一方に択一的に接続するよう、前記センサユニットコントローラ１４によって切替制御される。充電切替スイッチ２６が接点Ｓ１に接触するように切り替えられたとき、発電機２１が小容量蓄電装置２３に接続されて、発電機２１で生成された電気エネルギーが小容量蓄電装置２３に供給（充電）される。充電切替スイッチ２６が接点Ｓ２に接触するように切り替えられたとき、発電機２１が大容量蓄電装置２４に接続されて、発電機２１で生成された電気エネルギーが大容量蓄電装置２４に供給（充電）される。
【００２６】
第１放電切替スイッチ２７は、小容量蓄電装置２３を前記処理回路部９に選択的に接続するよう、前記センサユニットコントローラ１４によって切替制御される。第１放電切替スイッチ２７が接点Ｓ３に接触するように切り替えられたとき、小容量蓄電装置２３が処理回路部９に接続されて、小容量蓄電装置２３に蓄電された電気エネルギーが処理回路部９に供給（放電）される。第２放電切替スイッチ２８は、大容量蓄電装置２４を処理回路部９に選択的に接続するよう、前記センサユニットコントローラ１４によって切替制御される。第２放電切替スイッチ２８が接点Ｓ４に接触するように切り替えられたとき、大容量蓄電装置２４が処理回路部９に接続されて、大容量蓄電装置２４に蓄電された電気エネルギーが処理回路部９に供給（放電）される。
【００２７】
なお、上記切替スイッチ２６，２７，２８の切り替えに伴い生じる電圧変動を抑制するために、図２に示すようにコンデンサＣ及びダイオードＤ１，Ｄ２を配置することが好ましい。コンデンサＣは、切替回路部８と処理回路部９との間において、両蓄電装置２３，２４に対して並列に接続されている。第１のダイオードＤ１は接点Ｓ３と処理回路部９との間に直列に配置され、第２のダイオードＤ２は接点Ｓ４と処理回路部９との間に直列に配置されている。
【００２８】
前記センサユニットコントローラ１４は、各蓄電装置２３，２４の電圧レベル（言い換えれば蓄電量或いは充電量）を監視するとともに、その電圧レベルに基づき前記切替スイッチ２６，２７，２８を切替制御して、各蓄電装置２３，２４への充電と各蓄電装置２３，２４からの放電とを制御する。センサユニットコントローラ１４及び切替回路部８（切替スイッチ２６，２７，２８）は、各蓄電装置２３，２４の充放電を制御する充放電制御部として機能する。そして、本実施形態では、充放電制御部（８，１４）は、小容量蓄電装置２３への充電を大容量蓄電装置２４への充電よりも優先して行う一方、大容量蓄電装置２４からの放電を小容量蓄電装置２３からの放電よりも優先して行うように構成される。
【００２９】
次に、充放電制御部（８，１４）が行う充放電制御について図３を参照して説明する。なお、同図において、接点Ｓ１〜Ｓ４が「オン」とは、切替スイッチ２６〜２８が対応する接点Ｓ１〜Ｓ４に接触した状態を示し、接点Ｓ１〜Ｓ４が「オフ」とは、切替スイッチ２６〜２８が対応する接点Ｓ１〜Ｓ４から離間した状態を示す。また、同図には各蓄電装置２３，２４の電圧レベルの推移が示されているが、この推移はあくまでも例示であり、実際の電圧レベルの推移を必ずしも示すものではない。
【００３０】
さて、図３において、時刻ｔ０以前では、各蓄電装置２３，２４の電圧レベルはゼロ、すなわち各蓄電装置２３，２４の蓄電量はゼロであるとする。この状態では、接点Ｓ１がオンで且つ接点Ｓ２〜Ｓ４がオフになっている、つまり、発電機２１が小容量蓄電装置２３に接続されると共に、両蓄電装置２３，２４が処理回路部９から切り離されている。ここで、時刻ｔ０で車両１が走行を開始すると（言い換えれば、ホイール５が回転し始めると）、発電機２１が発電を開始して、生成された電気エネルギーが小容量蓄電装置２３に充電される。このように、小容量蓄電装置２３への充電が大容量蓄電装置２４への充電よりも優先して行われる。
【００３１】
そして、小容量蓄電装置２３の電圧レベルが、処理回路部９の駆動を可能とする許容値Ｖｔ１を越えて、時刻ｔ１で上限値（最大値）Ｖｔ２に達すると、接点Ｓ１がオフされて接点Ｓ２がオンされるとともに、接点Ｓ３がオンされる。つまり、発電機２１が大容量蓄電装置２４に接続されると共に、小容量蓄電装置２３が処理回路部９に接続される。そのため、発電機２１で生成された電気エネルギーが大容量蓄電装置２４に充電されると共に、小容量蓄電装置２３に蓄電された電気エネルギーが処理回路部９に放電（供給）される。
【００３２】
時刻ｔ２において、小容量蓄電装置２３の電圧レベルが前記許容値Ｖｔ１にまで低下すると、再び発電機２１が小容量蓄電装置２３に接続されて（接点Ｓ１：オン）、同小容量蓄電装置２３への充電が優先して開始される。そのため、大容量蓄電装置２４への充電は中断される。時刻ｔ３において、小容量蓄電装置２３の電圧レベルが前記上限値Ｖｔ２に達すると、発電機２１が再び大容量蓄電装置２４に接続されて（接点Ｓ２：オン）、大容量蓄電装置２４への充電が再開される。これにより、大容量蓄電装置２４の電圧レベルが許容値Ｖｔ１を越えて、時刻ｔ４で上限値Ｖｔ２に達する。なお、このとき、処理回路部９では電気エネルギーの消費が非常に少ないものとする。そのため、時刻ｔ３〜時刻ｔ４において小容量蓄電装置２３が処理回路部９に接続されている（接点Ｓ３：オン）にも拘わらず、小容量蓄電装置２３の電圧レベルはほぼ上限値Ｖｔ２のまま維持される。
【００３３】
時刻ｔ４で大容量蓄電装置２４の電圧レベルが上限値Ｖｔ２に達すると、小容量蓄電装置２３と処理回路部９との接続が断たれると共に（接点Ｓ３：オフ）、大容量蓄電装置２４が処理回路部９に接続される（接点Ｓ４：オン）。その後、時刻ｔ５で処理回路部９が電気エネルギーを消費する状態になると、大容量蓄電装置２４に蓄電された電気エネルギーが処理回路部９に放電（供給）される。このように、両蓄電装置２３，２４の電圧レベルが共に許容値Ｖｔ１を越えている場合には（本実施形態では、上限値Ｖｔ２である場合には）、大容量蓄電装置２４からの放電が小容量蓄電装置２３からの放電よりも優先して行われる。
【００３４】
時刻ｔ６において、大容量蓄電装置２４の電圧レベルが許容値Ｖｔ１にまで低下すると、大容量蓄電装置２４と処理回路部９との接続が断たれると共に（接点Ｓ４：オフ）、小容量蓄電装置２３が処理回路部９に接続される（接点Ｓ３：オン）。そのため、小容量蓄電装置２３に蓄電された電気エネルギーが処理回路部９に放電（供給）される。このとき、大容量蓄電装置２４は発電機２１に接続されているので（接点Ｓ２：オン）、大容量蓄電装置２４の充電が平行して行われる。
【００３５】
時刻ｔ７において、小容量蓄電装置２３の電圧レベルが許容値Ｖｔ１にまで低下すると、発電機２１が小容量蓄電装置２３に接続されて（接点Ｓ１：オン）、同小容量蓄電装置２３への充電が優先して開始される。そのため、大容量蓄電装置２４への充電は中断される。時刻ｔ８において、小容量蓄電装置２３の電圧レベルが上限値Ｖｔ２に達すると、発電機２１が再び大容量蓄電装置２４に接続されて（接点Ｓ２：オン）、大容量蓄電装置２４への充電が再開される。これにより、大容量蓄電装置２４の電圧レベルが上限値Ｖｔ２に向かって上昇する。
【００３６】
なお、両蓄電装置２３，２４の電圧レベルが許容値Ｖｔ１以上である場合、両放電切替スイッチ２７，２８は接点Ｓ３及び接点Ｓ４が同時にオフにならないように制御される。
以上詳述した本実施形態は、下記の利点を有する。
【００３７】
（１）本実施形態では、小容量蓄電装置２３への充電が大容量蓄電装置２４への充電よりも優先して行われる。より詳しくは、小容量蓄電装置２３の電圧レベルが許容値Ｖｔ１以下である場合には、大容量蓄電装置２４の電圧レベルが許容値Ｖｔ１以下であるか否かに関係なく、小容量蓄電装置２３の電圧レベルが上限値Ｖｔ２に達するまで、小容量蓄電装置２３への充電が大容量蓄電装置２４への充電よりも優先して行われる（図３の時刻ｔ０〜ｔ１及び時刻ｔ７〜ｔ８）。小容量蓄電装置２３の充電に要する時間は大容量蓄電装置２４の充電に要する時間よりも短くて済む。そのため、小容量蓄電装置２３への充電を極力短時間で完了して、同小容量蓄電装置２３に蓄電された電気エネルギーを用いて、充電の開始から極力早期に処理回路部９の駆動を開始することが可能となる。
【００３８】
（２）本実施形態では、大容量蓄電装置２４からの放電が小容量蓄電装置２３からの放電よりも優先して行われる。より詳しくは、両蓄電装置２３，２４の電圧レベルが共に許容値Ｖｔ１を越えている場合には、大容量蓄電装置２４の電圧レベルが許容値Ｖｔ１に低下するまで、大容量蓄電装置２４からの放電が小容量蓄電装置２３からの放電よりも優先して行われる（図３の時刻ｔ５〜時刻ｔ６）。そのため、大容量蓄電装置２４に十分な量の電気エネルギーが蓄電された後には、同大容量蓄電装置２４に蓄電された比較的大量の電気エネルギーを用いて、比較的長い時間に亘って安定的に処理回路部９を駆動することが可能となる。
【００３９】
なお、上記実施形態は以下のように変更することも可能である。
・発電機２１としては、ホイールの５の回転に伴い電気エネルギーを生成することができるのであれば、圧電素子以外のどの様なものを使用してもよい。
【００４０】
・大容量蓄電装置２４の容量と小容量蓄電装置２３の容量との差（又は比率）は、タイヤセンサユニット３の使用環境やタイヤセンサユニット３を搭載する車両１の種類等に応じて適宜設定することができるが、大容量蓄電装置２４の容量は小容量蓄電装置２３の容量の１０〜１０００倍に設定するのが好ましい。
【００４１】
上記実施形態から把握できる技術的思想について、以下に記載する。
［Ａ］前記第１蓄電装置の電圧レベルが前記処理回路部の駆動を可能とする許容値以下である場合には、前記充放電制御部は、第１蓄電装置の電圧レベルが上限値に達するまで、同第１蓄電装置への充電を前記第２蓄電装置への充電よりも優先して行う、請求項１に記載のタイヤセンサユニット（図３の時刻ｔ０〜ｔ１及び時刻ｔ７〜ｔ８）。
【００４２】
［Ｂ］前記第１蓄電装置の電圧レベルが前記上限値に達した状態で前記第２蓄電装置の電圧レベルが前記許容値以下である場合には、前記充放電制御部は第１蓄電装置に蓄電された電気エネルギーを用いて前記処理回路部を駆動する、上記［Ａ］に記載のタイヤセンサユニット（図３の時刻ｔ１〜ｔ２）。
【００４３】
［Ｃ］前記第１蓄電装置の電圧レベルが前記処理回路部の駆動を可能とする許容値以下である場合には、前記充放電制御部は、前記第２蓄電装置の電圧レベルが前記許容値以下であるか否かに関係なく、同第１蓄電装置への充電を第２蓄電装置への充電よりも優先して行う、請求項１に記載のタイヤセンサユニット（図３の時刻ｔ０〜ｔ１及び時刻ｔ７〜ｔ８）。
【００４４】
［Ｄ］前記第１及び第２蓄電装置の電圧レベルが共に前記処理回路部の駆動を可能とする許容値を越えている場合には、前記充放電制御部は、第２蓄電装置の電圧レベルが前記許容値に低下するまで、第２蓄電装置からの放電を第１蓄電装置からの放電よりも優先して行う、請求項１又は２に記載のタイヤセンサユニット（図３の時刻ｔ５〜ｔ６）。
【００４５】
［Ｅ］前記第２蓄電装置の電圧レベルが前記許容値にまで低下したとき、前記充放電制御部は、第２蓄電装置からの放電を停止して、第２蓄電装置への充電を行うとともに、前記第１蓄電装置からの放電を開始する、上記［Ｄ］に記載のタイヤセンサユニット（図３の時刻ｔ６〜ｔ７）。
【符号の説明】
【００４６】
Ｖｔ１…許容値、Ｖｔ２…上限値、１…車両、３…タイヤセンサユニット、５…ホイール、６…タイヤ、８…充放電制御部を構成する切替回路部、９…処理回路部、１１…圧力センサ、１２…温度センサ、１４…充放電制御部を構成するセンサユニットコントローラ、１６…ＲＦ送信回路、２１…発電機、２３…第１蓄電装置としての小容量蓄電装置、２４…第２蓄電装置としての大容量蓄電装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ状態監視装置におけるタイヤセンサユニットに関し、詳しくは発電機及び蓄電装置を備えるタイヤセンサユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、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に、無線方式のタイヤ状態監視装置が提案されている。このタイヤ状態監視装置は、車両のホイールにそれぞれ装着される複数のタイヤセンサユニットと、車両の車体に搭載される受信機ユニットとを備えている。各タイヤセンサユニットは、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データを含むデータ信号を無線送信する。一方、受信機ユニットは、各タイヤセンサユニットからのデータ信号を受信アンテナを通じて受信して、タイヤ状態に関する情報を、車室内に設けられた表示器に必要に応じて表示させる。
【０００３】
上記タイヤセンサユニットは一般的に、内蔵電池から供給される電力によって駆動されるが、タイヤセンサユニットはタイヤの内部空間に配置されるので、電池が消耗した場合に同電池を交換するのは非常に煩雑である。そこで、例えば特許文献１に開示されるように、外部から受信した電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換するとともに同電気エネルギーを蓄電装置に蓄電（充電）し、この蓄電装置に蓄電された電気エネルギーを用いてタイヤセンサユニットを駆動するようにした技術が提案されている。この特許文献１のタイヤセンサユニットでは、蓄電装置への充電を外部から容易に行うことができ、電池を交換するといったような手間は生じない。
【０００４】
また、特許文献２には、車両のホイールの回転時に生じる遠心力、加速度、又は振動により電気エネルギーを生成する、タイヤセンサユニットの電源として用いることのできる圧電発電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０９３４３号公報
【特許文献２】特開２００７−２８２３５５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、上記特許文献１に開示された技術では、蓄電装置に充電を行うためには、車両の停車時において、車両の運転手或いは点検作業員が、発電用の電磁波を放射可能な携帯装置を操作して、タイヤセンサユニットに対して電磁波を放射する必要がある。そのため、充電作業が面倒であるだけでなく、車両の走行中には充電を行うことができない。
【０００７】
また、タイヤセンサユニットの駆動時間を長くしたり、タイヤセンサユニットの動作の安定性を図ったりするためには、蓄電装置の容量は極力大きい方が望ましいが、蓄電装置の容量を大きくすると同蓄電装置への充電に要する時間が長くなる。言い換えれば、充電の開始から、蓄電装置に蓄電された電気エネルギーを用いてタイヤセンサユニットを駆動できる状態になるまでに要する時間が長くなる。しかし逆に、蓄電装置の容量を小さくすると、充電に要する時間は短くて済むものの、タイヤセンサユニットの駆動時間が短くなってしまうとともに、タイヤセンサユニットの動作の安定性が低下する。この点、上記特許文献１には、その段落［００７３］において、タイヤセンサユニットを１日に５回駆動するのに十分な容量を有する蓄電装置を用いる旨記載されているのみであり、タイヤセンサユニットを適切に駆動する上でより好適な蓄電装置の構成や充放電制御が望まれている。
【０００８】
特許文献２に開示された圧電発電装置は、ホイールの回転時、すなわち車両の走行時に、タイヤセンサユニットの駆動に必要な電気エネルギーを生成するものであるが、同特許文献２には、生成した電気エネルギーを蓄電するための構成については一切記載されていない。
【０００９】
本発明の目的は、発電機及び蓄電装置を備えるタイヤセンサユニットにおいて、蓄電装置の構成や充放電制御を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本願発明は、車両のホイールに取り付けられるように構成されたタイヤセンサユニットであって、前記ホイールに装着されるタイヤの状態を検出するとともに検出されたタイヤの状態を示すデータを含むデータ信号を無線送信する処理回路部を備えるタイヤセンサユニットを提供する。同タイヤセンサユニットは、前記ホイールの回転に伴い電気エネルギーを生成する発電機と、前記発電機によって生成された電気エネルギーを蓄電するとともに、蓄電した電気エネルギーを放電して前記処理回路部に供給する第１蓄電装置と、前記発電機によって生成された電気エネルギーを蓄電するとともに、蓄電した電気エネルギーを放電して前記処理回路部に供給する第２蓄電装置であって、前記第１蓄電装置の容量よりも大きな容量を有する第２蓄電装置と、前記第１及び第２蓄電装置への充電と同第１及び第２蓄電装置からの放電とを制御する充放電制御部とを備える。同充放電制御部は、前記第１蓄電装置への充電を前記第２蓄電装置への充電よりも優先して行う一方、第２蓄電装置からの放電を第１蓄電装置からの放電よりも優先して行う。
【００１１】
より詳しくは、前記第１蓄電装置の電圧レベルが前記処理回路部の駆動を可能とする許容値以下である場合には、前記充放電制御部は、第１蓄電装置への充電を前記第２蓄電装置への充電よりも優先して行う。一方、前記第１及び第２蓄電装置の電圧レベルが共に前記処理回路部の駆動を可能とする許容値を越えている場合には、前記充放電制御部は、第２蓄電装置からの放電を第１蓄電装置からの放電よりも優先して行う。
【００１２】
上記構成によれば、容量の小さな第１蓄電装置への充電が容量の大きな第２蓄電装置への充電よりも優先して行われるので、容量の小さな第１蓄電装置への充電を極力短時間で完了して、同第１蓄電装置に蓄電された電気エネルギーを用いて、充電の開始から極力早期に処理回路部の駆動を開始することが可能となる。一方、第２蓄電装置からの放電が第１蓄電装置からの放電よりも優先して行われるので、第２蓄電装置に十分な量の電気エネルギーが蓄電された後には、容量の大きな第２蓄電装置に蓄電された電気エネルギーを用いて、比較的長い時間に亘って安定的に処理回路部を駆動することが可能となる。
【００１３】
本発明の一態様において、前記充放電制御部は、前記発電機及び前記処理回路部に対する前記各蓄電装置の接続を切り替える切替回路部と、前記各蓄電装置の電圧レベルに基づき前記切替回路部を切替制御するコントローラとを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る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。
【図２】図１のタイヤセンサユニットの回路構成を示すブロック図。
【図３】図２のタイヤセンサユニットで行われる充放電制御を説明するためのタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、タイヤ状態監視装置を搭載した車両１が示されている。タイヤ状態監視装置は、車両１の４つのホイール５にそれぞれ取り付けられる４つ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４とを備えている。
【００１６】
前記各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５に対して取り付けられている。特に図示しないが、各タイヤセンサユニット３は、ホイール５を貫通して延びるバルブステムを一体に有している。各タイヤセンサユニット３は、対応するタイヤ６の状態（タイヤ内圧力、タイヤ内温度）を検出して、検出されたタイヤ状態を示すデータを含む信号、即ちタイヤ状態データ信号を無線送信する。
【００１７】
図２に示すように、前記各タイヤセンサユニット３は、電源回路部７、切替回路部８、及び処理回路部９を備えている。処理回路部９は、電源回路部７から切替回路部８を介して供給される電気エネルギーによって駆動されて、各種処理を行う。処理回路部９は、圧力センサ１１、温度センサ１２、制御部としてのセンサユニットコントローラ１４、送信部としてのＲＦ送信回路１６を有している。センサ１１，１２は、タイヤ６の状態を検出する検出部を構成する。
【００１８】
前記圧力センサ１１は、対応するタイヤ６内の圧力（内部空気圧）を検出して、その検出によって得られたタイヤ内圧力データをセンサユニットコントローラ１４に出力する。温度センサ１２は、対応するタイヤ６内の温度（内部空気温度）を検出して、その検出によって得られたタイヤ内温度データをセンサユニットコントローラ１４に出力する。センサユニットコントローラ１４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭを含むマイクロコンピュータ等よりなり、ＲＡＭには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４において識別するために使用される情報である。センサユニットコントローラ１４は、タイヤ内圧力データ、タイヤ内温度データ及びＩＤコードを含むデータを、ＲＦ送信回路１６に出力する。ＲＦ送信回路１６は、センサユニットコントローラ１４からのデータを変調して変調信号を生成し、変調信号を送信アンテナ１９から無線送信する。
【００１９】
各タイヤセンサユニット３は、例えば、タイヤ状態の計測動作を第１の所定時間間隔（例えば、１５秒間隔）で定期的に行う一方、タイヤ状態データ信号の送信動作を前記第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）で定期的に行う。但し、計測されたタイヤ状態が異常を示す場合（例えば、タイヤ内圧力の異常低下、タイヤ内圧力の急変、タイヤ内温度の急変等）、タイヤセンサユニット３は定期的な送信動作とは関係無く、直ちに送信動作を行う。なお、車両の走行の有無を検出可能なセンサ（例えば、加速度センサ）をタイヤセンサユニット３に設け、車両の走行が停止されているときには、少なくともタイヤ状態データ信号の定期的な送信動作を行わないようにしてもよい。
【００２０】
図１に示すように、前記受信機ユニット４は、車体の所定箇所に設置され、例えば車両１のバッテリ（図示せず）からの電力によって動作する。受信機ユニット４は、車体の任意の箇所に配置された少なくとも１つの受信アンテナ３２を備えており、各タイヤセンサユニット３から受信アンテナ３２を通じて前記タイヤ状態データ信号を受信して、同タイヤ状態データ信号を処理する。
【００２１】
受信機ユニット４は、受信機ユニットコントローラ３３、ＲＦ受信回路３５、警報器３７、及び表示器３８を備えている。受信機ユニットコントローラ３３はＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ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４の動作を統括的に制御する。ＲＦ受信回路３５は、各タイヤセンサユニット３から受信アンテナ３２を通じて受信されたＲＦ信号（タイヤ状態データ信号）を復調して、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、ＲＦ受信回路３５からのタイヤ状態データ信号に基づき、発信元のタイヤセンサユニット３に対応するタイヤ６の内部空気圧及び内部温度を把握する。
【００２２】
受信機ユニットコントローラ３３はまた、前記内部空気圧及び内部温度に関する情報等を前記表示器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る。受信機ユニットコントローラ３３はさらに、内部空気圧及び内部温度の異常を前記警報器（報知器）３７にて報知させる。警報器３７としては、例えば、異常を音によって報知する装置や、異常を光によって報知する装置が適用される。なお、タイヤ６の内部空気圧及び内部温度の異常を、報知器としての表示器３８に表示させてもよい。
【００２３】
以下に、本願発明の要部に係る構成について説明する。
図２に示すように、前記電源回路部７は、発電機２１、整流回路２２、第１蓄電装置としての小容量蓄電装置２３、及び第２蓄電装置としての大容量蓄電装置２４を有している。発電機２１は、ホイール５の回転に伴い電気エネルギーを生成する（すなわち、発電を行う）ように構成される。発電機２１は、例えば、圧電素子を備え、ホイール５の回転時に生じる遠心力、加速度、又は振動により同圧電素子が電気エネルギーを生成するように構成される。このような圧電素子を用いた発電機は、例えば上記した特許文献２に開示されている。
【００２４】
発電機２１で生成された電気エネルギーは、整流回路２２で生成された後に、前記切替回路部８を介して小容量蓄電装置２３及び大容量蓄電装置２４の一方に択一的に供給される。各蓄電装置２３，２４は、供給を受けた電気エネルギーを蓄電（充電）するとともに、蓄電した電気エネルギーを切替回路部８を介して前記処理回路部９に供給するように構成される。各蓄電装置２３，２４は例えば、電気二重層キャパシタ等のキャパシタや、二次電池からなり、大容量蓄電装置２４は小容量蓄電装置２３の容量よりも大きな容量を有している。
【００２５】
前記切替回路部８は、充電切替スイッチ２６、第１放電切替スイッチ２７、及び第２放電切替スイッチ２８を有している。充電切替スイッチ２６は、発電機２１を小容量蓄電装置２３及び大容量蓄電装置２４の一方に択一的に接続するよう、前記センサユニットコントローラ１４によって切替制御される。充電切替スイッチ２６が接点Ｓ１に接触するように切り替えられたとき、発電機２１が小容量蓄電装置２３に接続されて、発電機２１で生成された電気エネルギーが小容量蓄電装置２３に供給（充電）される。充電切替スイッチ２６が接点Ｓ２に接触するように切り替えられたとき、発電機２１が大容量蓄電装置２４に接続されて、発電機２１で生成された電気エネルギーが大容量蓄電装置２４に供給（充電）される。
【００２６】
第１放電切替スイッチ２７は、小容量蓄電装置２３を前記処理回路部９に選択的に接続するよう、前記センサユニットコントローラ１４によって切替制御される。第１放電切替スイッチ２７が接点Ｓ３に接触するように切り替えられたとき、小容量蓄電装置２３が処理回路部９に接続されて、小容量蓄電装置２３に蓄電された電気エネルギーが処理回路部９に供給（放電）される。第２放電切替スイッチ２８は、大容量蓄電装置２４を処理回路部９に選択的に接続するよう、前記センサユニットコントローラ１４によって切替制御される。第２放電切替スイッチ２８が接点Ｓ４に接触するように切り替えられたとき、大容量蓄電装置２４が処理回路部９に接続されて、大容量蓄電装置２４に蓄電された電気エネルギーが処理回路部９に供給（放電）される。
【００２７】
なお、上記切替スイッチ２６，２７，２８の切り替えに伴い生じる電圧変動を抑制するために、図２に示すようにコンデンサＣ及びダイオードＤ１，Ｄ２を配置することが好ましい。コンデンサＣは、切替回路部８と処理回路部９との間において、両蓄電装置２３，２４に対して並列に接続されている。第１のダイオードＤ１は接点Ｓ３と処理回路部９との間に直列に配置され、第２のダイオードＤ２は接点Ｓ４と処理回路部９との間に直列に配置されている。
【００２８】
前記センサユニットコントローラ１４は、各蓄電装置２３，２４の電圧レベル（言い換えれば蓄電量或いは充電量）を監視するとともに、その電圧レベルに基づき前記切替スイッチ２６，２７，２８を切替制御して、各蓄電装置２３，２４への充電と各蓄電装置２３，２４からの放電とを制御する。センサユニットコントローラ１４及び切替回路部８（切替スイッチ２６，２７，２８）は、各蓄電装置２３，２４の充放電を制御する充放電制御部として機能する。そして、本実施形態では、充放電制御部（８，１４）は、小容量蓄電装置２３への充電を大容量蓄電装置２４への充電よりも優先して行う一方、大容量蓄電装置２４からの放電を小容量蓄電装置２３からの放電よりも優先して行うように構成される。
【００２９】
次に、充放電制御部（８，１４）が行う充放電制御について図３を参照して説明する。なお、同図において、接点Ｓ１〜Ｓ４が「オン」とは、切替スイッチ２６〜２８が対応する接点Ｓ１〜Ｓ４に接触した状態を示し、接点Ｓ１〜Ｓ４が「オフ」とは、切替スイッチ２６〜２８が対応する接点Ｓ１〜Ｓ４から離間した状態を示す。また、同図には各蓄電装置２３，２４の電圧レベルの推移が示されているが、この推移はあくまでも例示であり、実際の電圧レベルの推移を必ずしも示すものではない。
【００３０】
さて、図３において、時刻ｔ０以前では、各蓄電装置２３，２４の電圧レベルはゼロ、すなわち各蓄電装置２３，２４の蓄電量はゼロであるとする。この状態では、接点Ｓ１がオンで且つ接点Ｓ２〜Ｓ４がオフになっている、つまり、発電機２１が小容量蓄電装置２３に接続されると共に、両蓄電装置２３，２４が処理回路部９から切り離されている。ここで、時刻ｔ０で車両１が走行を開始すると（言い換えれば、ホイール５が回転し始めると）、発電機２１が発電を開始して、生成された電気エネルギーが小容量蓄電装置２３に充電される。このように、小容量蓄電装置２３への充電が大容量蓄電装置２４への充電よりも優先して行われる。
【００３１】
そして、小容量蓄電装置２３の電圧レベルが、処理回路部９の駆動を可能とする許容値Ｖｔ１を越えて、時刻ｔ１で上限値（最大値）Ｖｔ２に達すると、接点Ｓ１がオフされて接点Ｓ２がオンされるとともに、接点Ｓ３がオンされる。つまり、発電機２１が大容量蓄電装置２４に接続されると共に、小容量蓄電装置２３が処理回路部９に接続される。そのため、発電機２１で生成された電気エネルギーが大容量蓄電装置２４に充電されると共に、小容量蓄電装置２３に蓄電された電気エネルギーが処理回路部９に放電（供給）される。
【００３２】
時刻ｔ２において、小容量蓄電装置２３の電圧レベルが前記許容値Ｖｔ１にまで低下すると、再び発電機２１が小容量蓄電装置２３に接続されて（接点Ｓ１：オン）、同小容量蓄電装置２３への充電が優先して開始される。そのため、大容量蓄電装置２４への充電は中断される。時刻ｔ３において、小容量蓄電装置２３の電圧レベルが前記上限値Ｖｔ２に達すると、発電機２１が再び大容量蓄電装置２４に接続されて（接点Ｓ２：オン）、大容量蓄電装置２４への充電が再開される。これにより、大容量蓄電装置２４の電圧レベルが許容値Ｖｔ１を越えて、時刻ｔ４で上限値Ｖｔ２に達する。なお、このとき、処理回路部９では電気エネルギーの消費が非常に少ないものとする。そのため、時刻ｔ３〜時刻ｔ４において小容量蓄電装置２３が処理回路部９に接続されている（接点Ｓ３：オン）にも拘わらず、小容量蓄電装置２３の電圧レベルはほぼ上限値Ｖｔ２のまま維持される。
【００３３】
時刻ｔ４で大容量蓄電装置２４の電圧レベルが上限値Ｖｔ２に達すると、小容量蓄電装置２３と処理回路部９との接続が断たれると共に（接点Ｓ３：オフ）、大容量蓄電装置２４が処理回路部９に接続される（接点Ｓ４：オン）。その後、時刻ｔ５で処理回路部９が電気エネルギーを消費する状態になると、大容量蓄電装置２４に蓄電された電気エネルギーが処理回路部９に放電（供給）される。このように、両蓄電装置２３，２４の電圧レベルが共に許容値Ｖｔ１を越えている場合には（本実施形態では、上限値Ｖｔ２である場合には）、大容量蓄電装置２４からの放電が小容量蓄電装置２３からの放電よりも優先して行われる。
【００３４】
時刻ｔ６において、大容量蓄電装置２４の電圧レベルが許容値Ｖｔ１にまで低下すると、大容量蓄電装置２４と処理回路部９との接続が断たれると共に（接点Ｓ４：オフ）、小容量蓄電装置２３が処理回路部９に接続される（接点Ｓ３：オン）。そのため、小容量蓄電装置２３に蓄電された電気エネルギーが処理回路部９に放電（供給）される。このとき、大容量蓄電装置２４は発電機２１に接続されているので（接点Ｓ２：オン）、大容量蓄電装置２４の充電が平行して行われる。
【００３５】
時刻ｔ７において、小容量蓄電装置２３の電圧レベルが許容値Ｖｔ１にまで低下すると、発電機２１が小容量蓄電装置２３に接続されて（接点Ｓ１：オン）、同小容量蓄電装置２３への充電が優先して開始される。そのため、大容量蓄電装置２４への充電は中断される。時刻ｔ８において、小容量蓄電装置２３の電圧レベルが上限値Ｖｔ２に達すると、発電機２１が再び大容量蓄電装置２４に接続されて（接点Ｓ２：オン）、大容量蓄電装置２４への充電が再開される。これにより、大容量蓄電装置２４の電圧レベルが上限値Ｖｔ２に向かって上昇する。
【００３６】
なお、両蓄電装置２３，２４の電圧レベルが許容値Ｖｔ１以上である場合、両放電切替スイッチ２７，２８は接点Ｓ３及び接点Ｓ４が同時にオフにならないように制御される。
以上詳述した本実施形態は、下記の利点を有する。
【００３７】
（１）本実施形態では、小容量蓄電装置２３への充電が大容量蓄電装置２４への充電よりも優先して行われる。より詳しくは、小容量蓄電装置２３の電圧レベルが許容値Ｖｔ１以下である場合には、大容量蓄電装置２４の電圧レベルが許容値Ｖｔ１以下であるか否かに関係なく、小容量蓄電装置２３の電圧レベルが上限値Ｖｔ２に達するまで、小容量蓄電装置２３への充電が大容量蓄電装置２４への充電よりも優先して行われる（図３の時刻ｔ０〜ｔ１及び時刻ｔ７〜ｔ８）。小容量蓄電装置２３の充電に要する時間は大容量蓄電装置２４の充電に要する時間よりも短くて済む。そのため、小容量蓄電装置２３への充電を極力短時間で完了して、同小容量蓄電装置２３に蓄電された電気エネルギーを用いて、充電の開始から極力早期に処理回路部９の駆動を開始することが可能となる。
【００３８】
（２）本実施形態では、大容量蓄電装置２４からの放電が小容量蓄電装置２３からの放電よりも優先して行われる。より詳しくは、両蓄電装置２３，２４の電圧レベルが共に許容値Ｖｔ１を越えている場合には、大容量蓄電装置２４の電圧レベルが許容値Ｖｔ１に低下するまで、大容量蓄電装置２４からの放電が小容量蓄電装置２３からの放電よりも優先して行われる（図３の時刻ｔ５〜時刻ｔ６）。そのため、大容量蓄電装置２４に十分な量の電気エネルギーが蓄電された後には、同大容量蓄電装置２４に蓄電された比較的大量の電気エネルギーを用いて、比較的長い時間に亘って安定的に処理回路部９を駆動することが可能となる。
【００３９】
なお、上記実施形態は以下のように変更することも可能である。
・発電機２１としては、ホイールの５の回転に伴い電気エネルギーを生成することができるのであれば、圧電素子以外のどの様なものを使用してもよい。
【００４０】
・大容量蓄電装置２４の容量と小容量蓄電装置２３の容量との差（又は比率）は、タイヤセンサユニット３の使用環境やタイヤセンサユニット３を搭載する車両１の種類等に応じて適宜設定することができるが、大容量蓄電装置２４の容量は小容量蓄電装置２３の容量の１０〜１０００倍に設定するのが好ましい。
【００４１】
上記実施形態から把握できる技術的思想について、以下に記載する。
［Ａ］前記第１蓄電装置の電圧レベルが前記処理回路部の駆動を可能とする許容値以下である場合には、前記充放電制御部は、第１蓄電装置の電圧レベルが上限値に達するまで、同第１蓄電装置への充電を前記第２蓄電装置への充電よりも優先して行う、請求項１に記載のタイヤセンサユニット（図３の時刻ｔ０〜ｔ１及び時刻ｔ７〜ｔ８）。
【００４２】
［Ｂ］前記第１蓄電装置の電圧レベルが前記上限値に達した状態で前記第２蓄電装置の電圧レベルが前記許容値以下である場合には、前記充放電制御部は第１蓄電装置に蓄電された電気エネルギーを用いて前記処理回路部を駆動する、上記［Ａ］に記載のタイヤセンサユニット（図３の時刻ｔ１〜ｔ２）。
【００４３】
［Ｃ］前記第１蓄電装置の電圧レベルが前記処理回路部の駆動を可能とする許容値以下である場合には、前記充放電制御部は、前記第２蓄電装置の電圧レベルが前記許容値以下であるか否かに関係なく、同第１蓄電装置への充電を第２蓄電装置への充電よりも優先して行う、請求項１に記載のタイヤセンサユニット（図３の時刻ｔ０〜ｔ１及び時刻ｔ７〜ｔ８）。
【００４４】
［Ｄ］前記第１及び第２蓄電装置の電圧レベルが共に前記処理回路部の駆動を可能とする許容値を越えている場合には、前記充放電制御部は、第２蓄電装置の電圧レベルが前記許容値に低下するまで、第２蓄電装置からの放電を第１蓄電装置からの放電よりも優先して行う、請求項１又は２に記載のタイヤセンサユニット（図３の時刻ｔ５〜ｔ６）。
【００４５】
［Ｅ］前記第２蓄電装置の電圧レベルが前記許容値にまで低下したとき、前記充放電制御部は、第２蓄電装置からの放電を停止して、第２蓄電装置への充電を行うとともに、前記第１蓄電装置からの放電を開始する、上記［Ｄ］に記載のタイヤセンサユニット（図３の時刻ｔ６〜ｔ７）。
【符号の説明】
【００４６】
Ｖｔ１…許容値、Ｖｔ２…上限値、１…車両、３…タイヤセンサユニット、５…ホイール、６…タイヤ、８…充放電制御部を構成する切替回路部、９…処理回路部、１１…圧力センサ、１２…温度センサ、１４…充放電制御部を構成するセンサユニットコントローラ、１６…ＲＦ送信回路、２１…発電機、２３…第１蓄電装置としての小容量蓄電装置、２４…第２蓄電装置としての大容量蓄電装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のホイールに取り付けられるように構成されたタイヤセンサユニットであって、前記ホイールに装着されるタイヤの状態を検出するとともに検出されたタイヤの状態を示すデータを含むデータ信号を無線送信する処理回路部を備えるタイヤセンサユニットにおいて、
前記ホイールの回転に伴い電気エネルギーを生成する発電機と、
前記発電機によって生成された電気エネルギーを蓄電するとともに、蓄電した電気エネルギーを放電して前記処理回路部に供給する第１蓄電装置と、
前記発電機によって生成された電気エネルギーを蓄電するとともに、蓄電した電気エネルギーを放電して前記処理回路部に供給する第２蓄電装置であって、前記第１蓄電装置の容量よりも大きな容量を有する第２蓄電装置と、
前記第１及び第２蓄電装置への充電と同第１及び第２蓄電装置からの放電とを制御する充放電制御部であって、前記第１蓄電装置への充電を前記第２蓄電装置への充電よりも優先して行う一方、第２蓄電装置からの放電を第１蓄電装置からの放電よりも優先して行う充放電制御部と、
を備えるタイヤセンサユニット。
【請求項２】
前記第１蓄電装置の電圧レベルが前記処理回路部の駆動を可能とする許容値以下である場合には、前記充放電制御部は、第１蓄電装置への充電を前記第２蓄電装置への充電よりも優先して行う、請求項１に記載のタイヤセンサユニット。
【請求項３】
前記第１及び第２蓄電装置の電圧レベルが共に前記処理回路部の駆動を可能とする許容値を越えている場合には、前記充放電制御部は、第２蓄電装置からの放電を第１蓄電装置からの放電よりも優先して行う、請求項１又は２に記載のタイヤセンサユニット。
【請求項４】
前記充放電制御部は、前記発電機及び前記処理回路部に対する前記各蓄電装置の接続を切り替える切替回路部と、前記各蓄電装置の電圧レベルに基づき前記切替回路部を切替制御するコントローラとを有する、請求項１〜３の何れか一項に記載のタイヤセンサユニット。
【請求項１】
車両のホイールに取り付けられるように構成されたタイヤセンサユニットであって、前記ホイールに装着されるタイヤの状態を検出するとともに検出されたタイヤの状態を示すデータを含むデータ信号を無線送信する処理回路部を備えるタイヤセンサユニットにおいて、
前記ホイールの回転に伴い電気エネルギーを生成する発電機と、
前記発電機によって生成された電気エネルギーを蓄電するとともに、蓄電した電気エネルギーを放電して前記処理回路部に供給する第１蓄電装置と、
前記発電機によって生成された電気エネルギーを蓄電するとともに、蓄電した電気エネルギーを放電して前記処理回路部に供給する第２蓄電装置であって、前記第１蓄電装置の容量よりも大きな容量を有する第２蓄電装置と、
前記第１及び第２蓄電装置への充電と同第１及び第２蓄電装置からの放電とを制御する充放電制御部であって、前記第１蓄電装置への充電を前記第２蓄電装置への充電よりも優先して行う一方、第２蓄電装置からの放電を第１蓄電装置からの放電よりも優先して行う充放電制御部と、
を備えるタイヤセンサユニット。
【請求項２】
前記第１蓄電装置の電圧レベルが前記処理回路部の駆動を可能とする許容値以下である場合には、前記充放電制御部は、第１蓄電装置への充電を前記第２蓄電装置への充電よりも優先して行う、請求項１に記載のタイヤセンサユニット。
【請求項３】
前記第１及び第２蓄電装置の電圧レベルが共に前記処理回路部の駆動を可能とする許容値を越えている場合には、前記充放電制御部は、第２蓄電装置からの放電を第１蓄電装置からの放電よりも優先して行う、請求項１又は２に記載のタイヤセンサユニット。
【請求項４】
前記充放電制御部は、前記発電機及び前記処理回路部に対する前記各蓄電装置の接続を切り替える切替回路部と、前記各蓄電装置の電圧レベルに基づき前記切替回路部を切替制御するコントローラとを有する、請求項１〜３の何れか一項に記載のタイヤセンサユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２０６５６２（Ｐ２０１２−２０６５６２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７２４６６（Ｐ２０１１−７２４６６）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００２０４０３３）太平洋工業株式会社 (143)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００２０４０３３）太平洋工業株式会社 (143)
【Ｆターム（参考）】
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