タイヤ状態監視装置
【課題】装置本体の製造に要するコストを低減しつつ、車両の速度が高速になった場合においても適切にタイヤの状態を監視すること。
【解決手段】車両２が有する複数のタイヤ３ＦＬ〜３ＲＲに装着されるトランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲと、車両本体に設けられ、トランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲに対してタイヤ状態を示すデータを取得するための呼び掛け電波を一定間隔で送信するＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲとを備えるタイヤ状態監視装置１において、ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲは、トランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲが通信可能な通信可能範囲に対して呼び掛け電波を送信できるように、所定の送信周期における前記呼び掛け電波の送信タイミングを予測し、予測した当該送信タイミングが所定の条件を満たすときは前記所定の送信周期を維持し、そうでないときは前記送信終期を調整することを特徴とする。
【解決手段】車両２が有する複数のタイヤ３ＦＬ〜３ＲＲに装着されるトランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲと、車両本体に設けられ、トランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲに対してタイヤ状態を示すデータを取得するための呼び掛け電波を一定間隔で送信するＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲとを備えるタイヤ状態監視装置１において、ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲは、トランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲが通信可能な通信可能範囲に対して呼び掛け電波を送信できるように、所定の送信周期における前記呼び掛け電波の送信タイミングを予測し、予測した当該送信タイミングが所定の条件を満たすときは前記所定の送信周期を維持し、そうでないときは前記送信終期を調整することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの状態を監視するタイヤ状態監視装置に関し、特に、自動車等に用いられるタイヤの空気圧などの状態を監視することができるタイヤ状態監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両における走行時の安全性を高めるため、車両が有するタイヤ毎に空気圧などの状態を監視するタイヤ状態監視装置が開発されている。例えば、車両が有する４つのタイヤにトランスポンダを設けると共に、各トランスポンダに対応する４つのアンテナとこれらのアンテナに接続された１つの送受信機とを車両側に設け、車両の速度に応じて送受信機から各トランスポンダへの呼び掛け電波を発信する回数を増減させたタイヤ状態監視装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されるタイヤ状態監視装置においては、送受信機のアンテナとトランスポンダとの間で確実に送受信することができる角度が限定されており、タイヤの中心から送受信機のアンテナに向かって左右４５°ずつの計９０°であるので、この角度内に送受信が行われるようにトランスポンダへの呼び掛け電波を発信する回数を増減するものである。かかるタイヤ状態監視装置によれば、車両の速度に関係なくタイヤの状態を確実に監視することが可能となる。
【特許文献１】特開２００４−３１４８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示される従来のタイヤ状態監視装置においては、基本的な技術思想として、上記送受信が可能な角度から車両の速度に応じた送受信可能な時間を求め、その時間をタイヤが１回転する時間で除して、タイヤが１回転する間に無線送信する回数を求めている。回数が整数でない場合は繰り上げて整数として求めている。ところが、このような従来技術においては、車両の速度によっては求めた回数が繰り上げ無しで整数となることがある。この場合には、求めた回数に応じた送信のインターバル時間が上記の送受信可能な時間と一致することになる。そしてこの場合には、稀ではあるが、上記の送受信可能な角度の境界と送信のタイミングが同期してしまう。送受信可能な角度の決定基準にもよるが、送信回数をできるだけ少なくしようと考えるとこの角度は装置の通信感度の実力に対して広めになり、その場合は角度の境界部分は比較的送受信が不安定となるので、前記した同期現象は安定した送受信を妨げることになる。また、送受信を確実にするために装置の実力に対して角度を狭く設定すれば、送信回数は多くなって装置の通信能力を上げる必要が生じる。通信回数が整数とならない場合でも、整数に近い通信回数の場合は、程度の差はあれ同様の現象が発生する。また、上記従来技術においては、タイヤ１回転における送信回数を増減しているので、車両の速度が高速になると送信インターバルが装置の通信能力を上回って短くなるため、車両の速度が１００ｋｍ／ｈを越す場合には、別方式を採用している。
【０００４】
上述のように、従来のタイヤ状態監視装置においては、車両の速度によっては送受信可能な角度と送信インターバルが同期する現象が発生するという問題点があり、また、車両の速度が高速になるに連れて呼び掛け電波を発信する時間間隔を短くすることによりタイヤが１回転する間の発信回数を増加させることから、最大の呼び掛け電波の回数に応じた高速処理に対応可能な処理装置を組み込まねばならず、結果として装置本体の製造に要するコストが高価になるという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記の同期現象を防止し、また、装置本体の製造に要するコストを低減しつつ、車両の速度が高速になった場合においても適切にタイヤの状態を監視することができるタイヤ状態監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車体側のコントローラからトランスポンダに呼び掛け電波を繰り返し送信するタイヤ状態監視装置において、送信周期（送信インターバル）が大きい場合であっても、タイヤ１回転ごとに同角度ずつ移動する送信タイミングがあることに着目し、この角度（移動角と称する）が通信可能角度範囲の角度に比べて適正であれば、複数回の回転のうちには送信タイミングが通信可能範囲に入るということに着目して成された。そして、車速に応じた送信タイミングを予測し、送信タイミングが所定の条件、つまり、上記移動角が通信可能角度範囲の角度に比べて適正か否かを判断するための条件に合致するか否かを検討し、送信タイミングが所定の条件を満たすときは特に送信周期を調整せず、そうでなければ送信タイミングをずらして移動角が上記適正な範囲に入るように送信周期を調整するものである。
【０００７】
送信タイミングの予測と調整については多岐な実施の形態があるが、基本的に規定の条件が満たされる場合は送信周期を変えず、そうでない場合には送信周期を変更調整するということが本願発明の基本的な考え方である。
【０００８】
本発明は、従来技術のように、タイヤの１回転の間に必ず送信タイミングが通信可能範囲に入ることを意図しているものではない。本発明によって、タイヤの１回転の間に送信タイミングが通信可能範囲に入る可能性は飛躍的に多くはなるが、意図するところはタイヤの複数回転中に少なくとも１度送信タイミングが通信可能範囲に入ることを意図しているものである。
【０００９】
このタイヤ状態監視装置によれば、コントローラが、所定の送信周期で呼び掛け電波を送信し、車速に応じて送信タイミングを予測し、該送信タイミングが所定の条件を満たさないときにのみ当該呼び掛け電波の送信周期を調整することから、従来のタイヤ状態監視装置のように、車速に応じて一律に呼び掛け電波の送信回数が大幅に増加するという事態を回避でき、高速処理に対応可能な処理装置の搭載が不要となる。この結果、装置本体の製造に要するコストを低減しつつ、車両の速度が高速になった場合においても適切にタイヤの状態を監視することが可能となる。
【００１０】
上記タイヤ状態監視装置において、前記所定の条件を、送信周期の起点からタイヤが１回転する直前または直後の送信タイミングである標的送信タイミングが規定の基準角度範囲に位置することとしている。つまり、送信周期の起点と標的送信タイミングが成す角度（評価角と称する）が規定の基準角度範囲に位置することを所定の条件としている。この条件を満たすと、評価角が移動角となるか、あるいは送信タイミング間の角度つまり送信周期と移動角の関係が適正となり、タイヤが複数回転するうちには必ず１回は送信タイミングが通信可能角度範囲に位置することが可能となる。従ってこの場合は所定の送信周期で呼び掛け電波を送信すれば通信が成立する。
【００１１】
例えば、上記タイヤ状態監視装置において、前記規定の基準角度は通信可能角度範囲の略１／２の角度位置の基準位置を挟む通信可能角度範囲より狭い角度位置に設定される。従って、移動角が通信可能角度範囲の両端を除く中央に設定されるので、複数回のタイヤの回転により送信タイミングが通信可能角度範囲に入る可能性が高まる。
【００１２】
また、上記タイヤ状態監視装置において、前記コントローラは、前記した送信タイミングの予測の結果、標的送信タイミングが規定の条件を満たさない場合は、標的送信タイミングが前記した基準位置に移動するように送信周期を調整する。従って、調整後の送信周期で呼び掛け電波が送信され、そのときの移動角は送信周期の起点と基準位置の間の角度、つまり通信可能角度範囲の略１／２の角度となるので、タイヤが複数回回転する中で送信タイミングが通信可能角度範囲に入る可能性が最も高くなる。
【００１３】
なお、上記タイヤ状態監視装置において、前記標的送信タイミングがタイヤの１回転を越した最初の送信タイミングであって、かつ前記基準位置が前記送信周期の起点より＋方向に位置させることが好ましく、またこのとき、標的送信タイミングが前記基準角度範囲に到らないときは標的送信タイミングが基準位置に移動するように送信周期を調整し、標的送信タイミングが基準角度範囲を超すときは標的送信タイミングの前の送信タイミングが基準位置に移動するように送信周期を調整することが好ましい。この構成によれば、調整後の送信周期が前記した所定の送信周期より大きくなるので、所定の送信周期より小さくなることにより高速処理に対応可能な処理装置の搭載を必要としない。
【００１４】
また、上記タイヤ状態監視装置において、前記送信タイミングがタイヤ１回転を越す直前の送信タイミングであって、かつ前記基準位置が前記送信周期の起点より−方向に移動させることも可能である。この場合は、標的送信タイミングの予測位置が異なるが、上記と同様の効果がある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、装置本体の製造に要するコストを低減しつつ、車両の速度が高速になった場合においても適切にタイヤの状態を監視することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置の全体構成を説明するための模式図である。なお、図１においては、同図に示す上方を車両の前方側とし、同図に示す下方を車両の後方側とする。図２は、図１に示す本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１の詳細な構成を説明する機能ブロック図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１は、自動車等の車両２の前後左右の車輪（左前輪：ＦＬ、右前輪：ＦＲ、左後輪：ＲＬ、右後輪：ＲＲ）を構成するタイヤ３ＦＬ〜３ＲＲにそれぞれ装着されたトランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲと、これらのトランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲにそれぞれ対応付けて車両２側に設けられた電子式制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）５ＦＬ〜５ＲＲと、これらのＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲとバス８を介して接続されたマスターＥＣＵ６とを備えている。各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲは、それぞれ対応するトランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲとの通信に使用するアンテナ７ＦＬ〜７ＲＲを備えている。なお、ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲがコントローラとして機能する。
【００１９】
図１に示すように、各トランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲは、対応するタイヤ３ＦＬ〜３ＲＲの状態（以下、適宜「タイヤ状態」という）、具体的には、対応するタイヤ３ＦＬ〜３ＲＲの空気圧を測定し、測定結果として得られる空気圧データを含むタイヤ状態データをそれぞれ対応するＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲに無線送信するように構成されている。図２に示すように、各トランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲは、後述するＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲからの呼び掛け電波に基づき、誘起電力を発生し、その電力を用いてタイヤ状態データを測定し、ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲに対して無線送信する。
【００２０】
例えば、各トランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲは、それぞれタイヤ３ＦＬ〜３ＲＲの空気圧を測定する圧力センサと、この圧力センサが測定する空気圧に応じて共振周波数が変化する共振器と含む。ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲからの呼び掛け電波に応じて、共振器が現在の空気圧に応じた共振周波数で共振すると、この共振周波数の信号がタイヤ状態データとしてＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲのうち対応するひとつに対して無線送信されるように構成されている。
【００２１】
なお、本実施の形態においては、各トランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲが、タイヤ状態として、対応するタイヤ３ＦＬ〜３ＲＲの空気圧を測定する場合について説明するが、タイヤ状態として測定される対象については、これに限定されるものでなく、適宜変更が可能である。例えば、タイヤの温度などを測定するようにしても良い。
【００２２】
図２に示すように、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲは、シリアル通信が可能なバス８を介してマスターＥＣＵ６に接続されている。マスターＥＣＵ６は、同じくシリアル通信が可能なバス９を介して車両２内の各種情報を検出する検出装置に接続されている。本実施の形態においては、後述するように、駆動信号に車速データを含ませるため、車両２の走行速度を検出する速度検出器１０に接続された場合について示している。
【００２３】
バス８は、例えば、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）を用いて構築され、バス９は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）を用いて構築される。このように各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲとマスターＥＣＵ６との間のネットワークをＬＩＮで構築する一方、マスターＥＣＵ６と速度検出器１０との間のネットワークをＣＡＮで構築することにより、マスターＥＣＵ６と各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲとの間の安価な接続を可能とする一方、マスターＥＣＵ６と速度検出器１０との間で高いリアルタイム処理を可能としている。
【００２４】
マスターＥＣＵ６は、例えば、マスターＥＣＵ６の全体の制御を行うＣＰＵ３１、並びに、このＣＰＵ３１に接続されたＲＯＭ３２及びＲＡＭ３３を備えて構成される。ＲＯＭ３２には、ＣＰＵ３１が読み込んでマスターＥＣＵ６の制御を行うための制御プログラムが記録されている。ＲＡＭ３３は、ＣＰＵ３１がＲＯＭ３２内の制御プログラムを実行する際のワークエリアとして使用される。例えば、ＲＯＭ３２には、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲが呼び掛け電波を送信するタイミングの基準となる駆動信号を送信する制御プログラムが記録されている。
【００２５】
本実施の形態において、マスターＥＣＵ６は、駆動信号に、速度検出器１０により検出される車両２の車速データを含ませている。このように駆動信号に車速データを含ませることにより、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲにおいて、車速データに応じて呼び掛け電波の送信タイミングを調整することが可能となっている。マスターＥＣＵ６は、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲに対して駆動信号を送信する一方、タイヤ状態データに基づいて各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲで算出されるタイヤ３ＦＬ〜３ＲＲの空気圧などの情報を取得する。
【００２６】
図２においては、ＥＣＵ５ＦＬについての機能ブロックのみを示すが、その他のＥＣＵ５ＦＲ〜５ＲＲの機能ブロックについても、ＥＣＵ５ＦＬの機能ブロックと同様である。
【００２７】
ＥＣＵ５ＦＬは、ＥＣＵ５ＦＬの全体の制御を行う制御部２１、アンテナ７ＦＬを介してトランスポンダ４ＦＬと無線通信を行うＲＦ回路２２、並びに、制御部２１からの指示に応じてＲＦ回路２２を制御すると共に、ＲＦ回路２２からの信号を解析するＲＦ通信部２３を含む。
【００２８】
制御部２１は、例えば、ＥＣＵ５ＦＬの全体の制御を行うＣＰＵ２４、並びに、このＣＰＵ２４に接続されたＲＯＭ２５及びＲＡＭ２６を備えて構成される。ＲＯＭ２５には、ＣＰＵ２４が読み込んでＥＣＵ５ＦＬの制御を行うための制御プログラムが記録されている。ＲＡＭ２６は、ＣＰＵ２４がＲＯＭ２５内の制御プログラムを実行する際のワークエリアとして使用される。
【００２９】
特に、ＲＯＭ２５には、マスターＥＣＵ６からの駆動信号に応じてトランスポンダ４ＦＬに呼び掛け電波を送信する制御プログラムが書き込まれている。かかる制御プログラムにおいては、マスターＥＣＵ６からの駆動信号を受信した時点から、一定の待機時間の経過を待って呼び掛け電波を送信するように設定されている。
【００３０】
ここで、呼び掛け電波を送信するまでの待機時間は、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲによって異なる待機時間が設定されている。具体的にいうと、ＥＣＵ５ＦＬには０ｍｓの待機時間が設定され、ＥＣＵ５ＦＲには５ｍｓの待機時間が設定され、ＥＣＵ５ＲＬには１０ｍｓの待機時間が設定され、ＥＣＵ５ＲＲには１５ｍｓの待機時間が設定されている。このように各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲによって異なる待機時間を設定するのは、トランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲから無線送信されるタイヤ状態データが互いに干渉する事態を回避するためである。
【００３１】
また、ＲＯＭ２５には、後述するように、駆動信号に含まれる車両２の速度（車速）を示すデータ（以下、「車速データ」という）に応じてトランスポンダ４ＦＬに対して呼び掛け電波を送信する周期を調整する制御プログラムが書き込まれている。具体的には、車速データに応じてトランスポンダ４ＦＬの通信可能範囲に呼び掛け電波を送信できるように呼び掛け電波の送信周期を調整する制御プログラムが書き込まれている。なお、この呼び掛け電波の送信周期を調整する制御については後述する。
【００３２】
ＲＦ通信部２３は、制御部２１から受け渡される制御パラメータを受け取り、当該制御パラメータの内容に応じてＲＦ回路２２を制御するＲＦ制御部２７、並びに、ＲＦ回路２２にて復調された信号（復調信号）の内容を解析し、周波数データ（共振周波数データ）を制御部２１に出力する解析部２８を備えている。
【００３３】
ＲＦ回路２２は、搬送波を生成する搬送波発振器Ｇ１と、搬送波の変調に使用する変調波(変調信号)を生成する変調波発振器Ｇ２と、変調波で搬送波を変調する変調器２９と、トランスポンダ４ＦＬからの変調信号を復調する復調器３０とを含んで構成される。変調波発振器Ｇ２は、トランスポンダ４ＦＬが有する共振器の共振周波数の周辺の周波数の変調波を生成する。かかる変調波により変調された搬送波がアンテナ７ＦＬを介してトランスポンダ４ＦＬに送信されるように構成されている。
【００３４】
ここで、アンテナ７ＦＬは、同軸ケーブルを介してＲＦ回路２２に接続される。本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１においては、従来のタイヤ状態監視装置と異なり、ＥＣＵ５ＦＬがタイヤ３ＦＬの近傍に配設されているため、比較的短い同軸ケーブルを用いてＲＦ回路２２にアンテナ７ＦＬが接続されている。このため、従来のタイヤ状態監視装置と比べ、同軸ケーブルに要するコストの低減が可能となっている。
【００３５】
このようなＥＣＵ５ＦＬにおいて、タイヤ３ＦＬのタイヤ状態を監視する場合、ＲＦ制御部２７の制御の下、ＲＦ回路２２から、変調波発振器Ｇ２からの変調波により変調された搬送波がトランスポンダ４ＦＬに所定期間送信された後、無変調の搬送波がトランスポンダ４ＦＬに所定期間送信される。なお、このように変調波により変調された搬送波及び無変調の搬送波の連続したものが呼び掛け電波として機能する。
【００３６】
変調された搬送波に応じてトランスポンダ４ＦＬが有する共振器が共振すると、ＲＦ回路２２は、無変調の搬送波の送信期間にトランスポンダ４ＦＬから共振周波数で変調された信号（再変調信号）を受信する。この再変調信号が復調器３０で復調された後、解析部２８に出力される。そして、解析部２８により、かかる復調信号の内容が解析された後、周波数データ（共振周波数データ）として制御部２１に出力される。
【００３７】
制御部２１は、この周波数データを受け取ると、当該周波数データからトランスポンダ４ＦＬが有する共振器の共振周波数を判断し、この共振周波数に基づいてタイヤ３ＦＬの空気圧を把握する。そして、このタイヤの空気圧を示すデータをマスターＥＣＵ６に出力する。なお、制御部２１において、タイヤ３ＦＬの空気圧を把握する際には、共振周波数とタイヤ３の空気圧とが対応付けられたテーブルを参照してタイヤ３ＦＬの空気圧を把握することが好ましい。
【００３８】
次に、本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１において、各タイヤ３ＦＬ〜３ＲＲのタイヤ状態を監視する場合の動作について図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１において、各タイヤ３ＦＬ〜３ＲＲのタイヤ状態を監視する場合の動作について説明するためのシーケンス図である。なお、図３においては、イグニッションスイッチにより車両２の電源がオン状態とされた時点から各タイヤ３ＦＬ〜３ＲＲのタイヤ状態を監視する場合の動作について示している。
【００３９】
図３に示すように、時点ｔ１において、イグニッションスイッチにより車両２の電源がオン状態とされると、マスターＥＣＵ６から各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲに対して最初の駆動信号が出力される。駆動信号を受信すると、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲは、自身に割り当てられた待機時間を経た後に、対応するトランスポンダ４ＦＬ〜ＲＲに対して呼び掛け電波を送信する。イグニッションスイッチのＯＮで出力される最初の駆動信号には車速データを含む場合と含まない場合が考えられるが、以降の説明については車速データを含まないとして説明する。イグニッションスイッチがＯＮした直後は、通常車が停止状態なので車速は０ｋｍ／ｈであり、車速の影響がないからである。勿論、マスターＥＣＵ６が車速データを得てから車速データを含む駆動信号を出力することも可能であり、その場合は以下のプロセスを若干変更すれば良い。
【００４０】
ＥＣＵ５ＦＬは、最初の駆動信号を受信すると、０ｍｓの待機時間を経た後、つまり、待機時間を経ることなく呼び掛け電波を送信する。ＥＣＵ５ＦＲは、駆動信号を受信した後、５ｍｓの待機時間を経た後に呼び掛け電波を送信する。同様に、ＥＣＵ５ＲＬ、５ＲＲは、駆動信号を受信した後、それぞれ１０ｍｓ、１５ｍｓの待機時間を経た後に呼び掛け電波を送信する。図３に示すように、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲが呼び掛け電波を送信する時間は、５ｍｓである。従って、ＥＣＵ５ＦＬが呼び掛け電波の送信を開始した時点から、ＥＣＵ５ＲＲが呼び掛け電波の送信を終了する時点までの時間は２０ｍｓである。
【００４１】
最初の駆動信号を受信した後においては、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲは、改めて駆動信号を受信した場合を除き、前回に呼び掛け電波を送信した時点から基準送信周期である２０ｍｓ経過後に再度、呼び掛け電波を送信する。例えば、ＥＣＵ５ＦＬは、マスターＥＣＵ６から改めて駆動信号を受信していない場合、時点ｔ１から２０ｍｓ経過した時点である時点ｔ２において再度呼び掛け電波を送信する。他のＥＣＵ５ＦＲ〜５ＲＲについても同様である。２０ｍｓの基準送信周期は、請求項の所定の送信周期として機能している。基準送信周期は、装置に過分の負担をかけない範囲でより短い周期として決定されているが、装置の性能向上によっては更に短い周期が選ばれることも可能であり、車の使用される環境によってはより長い周期でも良い。
【００４２】
一方、マスターＥＣＵ６から改めて駆動信号を受信した場合には、その時点から２０ｍｓ経過後、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲは、自身に割り当てられた待機時間を経た後に、対応するトランスポンダ４ＦＬ〜ＲＲに対して呼び掛け電波を送信する。例えば、時点ｔ３において、マスターＥＣＵ６から改めて駆動信号を受信した場合には、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲは、時点ｔ３から２０ｍｓ経過した時点である時点ｔ４から自身に割り当てられた待機時間を経た後に、対応するトランスポンダ４ＦＬ〜ＲＲに対して呼び掛け電波を送信する。そして各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲは、その次からの呼びかけ電波の送信を、後述する調整制御によって調整された送信周期によって繰り返して行う。
【００４３】
なお、マスターＥＣＵ６から改めて駆動信号を受信した時点で、いずれかのＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲが呼び掛け電波を送信している場合においては、最後に呼び掛け電波を送信するＥＣＵ５ＲＲが送信処理を終えるまで処理が継続され、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲにおける呼び掛け電波の送信処理が中断されることはない。
【００４４】
また、上記においては、マスターＥＣＵ６から改めて駆動信号を受信した時点から最初のＥＣＵ５ＦＬが呼びかけ電波を送信するまでの時間を基準送信周期である２０ｍｓにしたが、装置の処理性能が十分であれば、この時間から調整送信周期を適用しても良い。この場合はより早い段階から車速に応じた通信が可能となる。
【００４５】
本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１おいては、上記のように、ＥＣＵ５ＦＬ〜ＲＲによる呼び掛け電波の送信周期（以下、単に「送信周期」という場合がある）を、マスターＥＣＵ６からの駆動信号に含まれる車速データに応じて調整する。具体的には、ＥＣＵ５ＦＬ〜ＲＲが、マスターＥＣＵ６からの駆動信号に含まれる車速データに応じて呼び掛け電波の送信周期を調整する制御を行う。
【００４６】
ここで、ＥＣＵ５における呼び掛け電波の送信周期を調整する制御について説明する。図４は本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置1のタイヤ３に搭載されたトランスポンダ４とコントローラ５のアンテナ７との位置関係を示す図であり、図５及び図６は、本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１の送信周期の調整の制御を説明する模式図である。
【００４７】
本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１において、タイヤ３に装着されたトランスポンダ４は、有効にＥＣＵ５と無線通信を行うことが可能な通信可能角度範囲を有している。ＥＣＵ５とトランスポンダ４との通信が微弱な電波によって行われるために、ＥＣＵ５とトランスポンダ４との距離が大きくなると通信が不安定となったり通信が不可能になるためである。図４に示すように、本実施の形態においては、通信可能角度範囲は、アンテナ７とタイヤ３の回転中心を結ぶ法線の両側３０°、計６０°の範囲に設定されている。タイヤ３の回転に伴ってトランスポンダ４がこの範囲に入ると、アンテナ７とトランスポンダ４が接近するので、アンテナ７から送信された呼び掛け電波がトランスポンダ４によって受信されかつ通信が可能となる。なお、通信可能性は連続的に変化するのであって、ある角度を境に通信ができたり、できなかったりするというものではないが、本発明の説明においては、便宜上、通信可能角度範囲が通信可能な範囲とするものの、両端つまり−３０°位置と３０°位置は通信が不安定なポイントとして説明する。通信可能範囲に関連する上記の数値は、装置の性能及び装置が置かれた環境により変更することが可能である。ただし、変更がされた場合でも、その数値の如何にかかわらず、本発明の送信周期の調整の制御の主旨を適用することが可能である。
【００４８】
本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１においては、タイヤ３が回転し、トランスポンダ４がこの通信可能範囲に位置した時に呼び掛け電波を送信できるように送信周期を調整して当該呼び掛け電波の送信タイミング（以下、単に「送信タイミング」と称する場合がある）を調整するものである。
【００４９】
図５においては、ある一定速度でタイヤ３が回転した場合における呼び掛け電波の送信タイミングを示している。特に、図５においては、送信周期の起点から所定の送信周期で呼び掛け電波の送信がされた場合の送信タイミングが示されている。数字は送信タイミングが何回目かを示している。送信周期の起点は送信周期の制御を開始する点であり、送信をするタイミングではないが、この点を送信タイミングとすることも可能である。なお、以下の説明では、送信周期の起点は実際の送信制御のポイントではなく、送信タイミングを予測する上での計算上のポイントであり、送信タイミングも架空の送信周期の起点を基準とする計算上のポイントである。タイヤ３が１回転する前の最後の送信タイミングをｎ回目の送信タイミングと称し、１回転した後の最初の送信タイミングを（ｎ＋１）回目の送信タイミングと称する。図において、反時計回り方向が角度の＋方向である。
【００５０】
図５において、ある一定速度で回転するタイヤ３における回転周期（Ｔ）は、車速のｖ[ｋｍ／ｈ]、タイヤ３の直径をｄ[ｍ]とすると、以下の[式１]により求められる。
【００５１】
本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１においては、ＥＣＵ５がトランスポンダ４に対して呼び掛け電波を基準の送信周期２０ｍｓで送信している。この２０ｍｓの間にタイヤ３が進む角度（θ）は、以下の[式２]により求められる。また、この場合における角速度（ω）は、以下の[式３]により求められる。
【００５２】
送信周期が２０ｍｓ、タイヤの直径が６０ｃｍの場合、タイヤ３が１回転し切る前の最後に呼び掛け電波を送信する回数がｎ回目であるとすると、当該回数（ｎ）は、以下の式により求められる。
【００５３】
そして、ｎ回目の送信タイミングの送信周期の起点からの角度（θｎ）、並びに、（ｎ＋１）回目の送信タイミングの送信周期の起点からの角度（θｎ+1）については、以下の[式５]により求められる。
【００５４】
θn+1を第1の評価角、θnを第２の評価角と称する。第１の評価角と第２の評価角のうちの小さい方の評価角について、タイヤの回転に伴って順次この評価角分離れた位置に送信タイミングが現れるという特徴がある。見かけ上、タイヤの回転に伴ってこの移動角分の間隔で送信タイミングが移動することになる。この場合の評価角が移動角となる。
【００５５】
図５は又、６０ｃｍのタイヤ径の車両において基準送信周期２０ｍｓで送信を行う場合の車速ｖ＝１６８．６ｋｍ／ｈのときの送信タイミングを示している。この場合では、θ＝１７９°、第１の評価角（θn+1）＝１７７°、第２の評価角（θｎ）＝２°となる。そして、タイヤの回転に伴い、見かけ上、第２の評価角分つまり２°ずつ送信タイミングが移動する。この場合、第２の評価角が移動角に該当する。その移動角が極めて小さいために、例えば、通信可能角度範囲が送信周期の起点の＋方向の直近に位置する場合には、送信タイミングがなかなか通信可能角度範囲に入らないことになる。本発明はこのような不具合を以下の調整制御により解消するものである。
【００５６】
本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１の調整制御の説明に先立ち、調整制御に用いられる各種の設定値について説明する。 図６は、上記の基準角度範囲と後述の基準角度及び関連する事項を説明する図である。送信周期の起点を０°として、＋方向、−方向の対象位置に、＋側基準角度、−側基準角度が設定され、それぞれの基準角度を挟むように＋側基準角度範囲と−側基準角度範囲が設定されている。基準角度範囲外は、図のように、Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域、Ｄ領域に区分されている。図では、基準角度の絶対値を３０°に、基準角度範囲の境界の絶対値を１５°と４５°に設定している。
【００５７】
これらの値は、送信タイミングを評価し送信周期を調整するために使用されるものである。図での値は、通信可能角度範囲が６０°であることを前提にしている。通信可能範囲が６０°の場合に、移動角が０°、または６０°であると、通信可能角度範囲の境界部と送信周期が同期してしまうこと、及び０°、６０°に近い移動角では、同期はしないものの送信タイミングが通信可能角度範囲に入るまでに相当のタイヤ回転を余儀なくされるので、確実な通信を確保するために、基準角度範囲は通信可能角度範囲に比較して狭い角度範囲に設定されている。また、上述のように、通信可能角度範囲の端部は通信性能が不安定なこと、及び本発明は車速データが更新されるまでは車速は一定として調整制御するが、実際には車速が常に変化することも基準可能範囲が狭くなっている理由である。
【００５８】
移動角がこの基準角度範囲に入っていれば、環境条件のばらつき例えば車速の微変動があったときも確実に通信可能範囲に送信タイミングが入ることが期待できるからである。移動角が１５°から４５°の範囲であれば、タイヤの1回転ごとに送信タイミングがこの移動角分ずれていく。移動角が１５°であれば、２４回の回転で送信タイミングが１周分移動することになり、送信周期の起点がどこにあっても、２４回のうちには少なくとも１回送信タイミングが通信可能角度範囲に入ることになり。移動角が４５°であれば、８回転の間には少なくとも１回送信タイミングが通信可能角度範囲に入る。もちろん、これらの数値は送信タイミングが通信可能範囲に入るまでの回転数が最も多くなる場合の回転数であり、多くの場合はもっと少ない回転で通信することができる。これらの設定値は、装置の能力や、実験による臨界値の把握によって、あるいは要求される性能によって変更される。
【００５９】
本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１の調整制御においては、まず、基準送信周期における送信タイミングを予測し、送信タイミングが所定の条件を満たすか否かを判定し、満たす場合には送信周期を調整せず、満たさない場合は送信周期を調整する。以下、順を追って説明する。
【００６０】
〔判定〕
特定回数つまりタイヤの1回転目直前（ｎ回目）の呼び掛け電波の送信タイミング、或いは、タイヤの1回転目直後（（ｎ＋１）回目）の呼び掛け電波の送信タイミングを試算し、その送信タイミングが規定の基準角度範囲に入るか否かを判定する。換言すると、その送信タイミングが送信周期の起点と成す角度である第１の評価角（θn+1）あるいは第２の評価角（θｎ）を求め、その評価角の少なくとも１つが規定の基準角度範囲に入るか否かを判定する。ｎ回目の送信タイミングには−の基準角度範囲が対応し、（ｎ＋１）回目の送信タイミングには＋の基準角度範囲が対応する。そして、評価角が対応する基準範囲に入るときは所定の送信周期を維持し、入らないときは送信周期を調整する。
【００６１】
ｎ回目の送信タイミングと（ｎ＋１）回目の送信タイミングの一方が対応する規定の基準角度範囲に入っていれば良いとする理由は、以下のようになる。図６で説明すると、一方の送信タイミングが対応する基準角度範囲に入った場合に他方の送信タイミングが対応する基準角度範囲に入らない場合と言うのは、他の送信タイミングがＡ領域またはＤ領域にある場合か、Ｂ領域またはＣ領域にある場合が考えられる。前者の場合は、一方の送信タイミングが入った方の評価角（これは１５°から４５°の角度となる）が移動角になってタイヤの1回転毎に送信タイミングが移動することにより、複数回転のうちには移動角でタイヤの1周分をカバーすることとなるため、少なくとも1回は送信タイミングが通信可能角度範囲に入る。後者の場合は、評価角θn+1と評価角θｎの和、つまり送信タイミング間の角度が４５°を超えるものの通信可能角度範囲の６０°より小さいためにタイヤの1周の間に送信タイミングが通信可能範囲に入るか、あるいは、送信タイミング間の角度が６０°に近くなるものの、移動角が１５°に近い角度となり、タイヤの1回転毎に送信タイミングがこの移動角で移動することにより、複数回転のうちにはタイヤの1周分をカバーすることとなるため、少なくとも1回は送信タイミングが通信可能角度範囲に入る。他方の送信タイミングがＢ領域及びＣ領域にある場合は、やや不安定ではあるが実用的には支障が無いレベルである。
【００６２】
ｎ回目の送信タイミングと（ｎ＋１）回目の送信タイミングのうち、一方の送信タイミングについてのみ判定を行うことが可能である。例えば、（ｎ＋１）回目の送信タイミングが＋の基準角度範囲に入るか否かのみを判定する場合は、前記した判定方法に比べて、ｎ回目の送信タイミングが−の基準角度範囲にある場合でも所定の条件を満たすとは判断されない。従って所定の送信周期を維持することなく次の調整の工程に入ることになり、調整の工程は多くなるものの判定の工程は簡略となる。装置の能力、目的などにより、選択使用すれば良い。
【００６３】
〔調整〕
（ｎ＋１）回目の送信タイミングとｎ回目の送信タイミングが基準角度範囲に入らない場合に調整の工程に移行する。まず、（ｎ＋１）回目の送信タイミングとｎ回目の送信タイミングのいずれかを標的送信タイミングとして選択し、標的送信タイミングが上記の対応する基準角度範囲の＋側にあるか−側にあるかを判断する。標的送信タイミングの選択は、〔式５〕で求められる第１の評価角θn+1と第２の評価角θnを比較し、小さいほうの送信タイミングを選択することがより良いが、どちらかを一義的に決定しても良い。
【００６４】
ケース１：標的送信タイミングを評価角が小さい方を選択した場合、基準角度範囲の−側に位置する場合は標的送信タイミングを被調整送信タイミングとし、＋側にあるときにはｎ回目の送信タイミングを被調整送信タイミングとする。ケース２:一義的に（ｎ＋１）回目の送信タイミングを標的送信タイミングとした場合は、＋側基準角度範囲の−側にあるときは標的送信タイミング（＝（ｎ＋１）回目の送信タイミング）を被調整送信タイミングとする。ケース３：一義的にｎ回目の送信タイミングを標的送信タイミングとして場合には、標的送信タイミング（＝ｎ回目の送信タイミング）を被調整送信タイミングとする。
【００６５】
次に、被調整送信タイミングと＋側または−側の基準角度との間の角度(調整角)から調整時間を求め、基準送信周期に加えて調整送信周期を求める。あるいは、被調整送信タイミングが近い方の基準角度との角度(調整角)から調整時間を求め、基準送信周期に加えて調整送信周期を求める。この場合、基準角度が移動角となる。
【００６６】
上記のように、本実施の携帯に係るタイヤ状態監視装置１の調整制御は、標的送信タイミングとして（ｎ＋１）回目の送信タイミングとｎ回目の送信タイミングを選択することができるが、以下は（ｎ＋１）回目の送信タイミングとｎ回目の送信タイミングのうち、移動角が小さい方を選択した、第1の実施形態について説明する。基準の送信周期、タイヤの径、通信可能角度範囲は上述の数値を適用している。
【００６７】
〔実施の形態１〕
図７は、本発明の実施の形態１に係るタイヤ状態監視装置１において、呼び掛け電波の送信周期を調整する場合の動作について説明するためのフロー図である。なお、以下においては、説明の便宜上、ＥＣＵ５ＦＬが呼び掛け電波の送信周期を調製する場合について説明する。これらの処理は、他のＥＣＵ５ＦＲ、５ＲＬ及び５ＲＲについても同様に行われる。
【００６８】
図７に示すように、実施の形態１に係るタイヤ状態監視装置１において、呼び掛け電波の送信周期を調整する際には、速度検出器１０から車両２の車速データを受け取ったマスターＥＣＵ６が、当該車速データを含めた駆動信号をＥＣＵ５ＦＬに送信する。
【００６９】
ＥＣＵ５ＦＬにおいては、マスターＥＣＵ６からの車速データ（駆動信号）の受信を常に監視している（ステップ(以下、「ＳＴ」と略す１)。ここで、マスターＥＣＵ６から車速データを受信した場合、ＥＣＵ５ＦＬは、上述の要領によって（ｎ＋１）回目の送信タイミングとｎ回目の送信タイミングを予想し、第１の評価角（θｎ+1）及び第２の評価角（θn）を算出する（ＳＴ２）。一方、車速データを受信しない場合には、当該車速データの監視動作を継続する。
【００７０】
第１の評価角（θｎ+1）及び第２の評価角（θn）を算出したならば、ＥＣＵ５ＦＬは、（ｎ＋１）回目の送信タイミングが＋側基準角度範囲に入っているか、つまり、１５°≦θｎ+1≦４５°であるか、及び(θn)回目の送信タイミングが−側基準角度範囲に入っているか、つまり、１５°≦θn≦４５°であるかを判定する（ＳＴ３）。ここで、ＳＴ３の条件を満たし、いずれかの送信タイミングが基準角度範囲に入っている場合、ＥＣＵ５ＦＬは、呼び掛け電波の送信周期を調整することなく、つまり現在の基準送信周期を維持して呼び掛け電波を繰り返し送信する（ＳＴ４）。その後、処理を終了し、車速データの受信に備える。
【００７１】
これに対し、１５°≦θｎ+1≦４５°及び１５°≦θn≦４５°でない場合つまり（ｎ＋１）回目の送信タイミングとｎ回目の送信タイミングのいずれも基準角度範囲に入らない場合には、ＥＣＵ５ＦＬは、呼び掛け電波の送信タイミングを調整するステップに移行する。まず、第１の評価角（θｎ+1）と第２の評価角（θn）の大きさを比較し、角度が小さい方の送信タイミングを標的送信タイミングと決定する（ＳＴ５）。その結果、第１の評価角（θｎ+1）の方が小さい場合には（ｎ＋１）回目の送信タイミングを標的送信タイミングとし、標的送信タイミングが＋側基準角度範囲のどちら側にあるかを第1の評価角（θｎ+1）により検討する（ＳＴ６）。その結果、第１の評価角（θｎ+1）が１５°未満であり、標的送信タイミングが図６のＣ領域にあれば、被調整送信タイミングを標的送信タイミングつまり（ｎ＋１）回目の送信タイミングとし、〔式６〕により調整時間△ｔを求める（ＳＴ７）。
【００７２】
ＳＴ６において、第1の評価角（θｎ+1）が１５°未満でない場合つまり第1の評価角（θｎ+1）が４５°を越す場合は、標的送信タイミングは図６のＤ領域にあり、この場合は被調整送信タイミングをｎ回目の送信タイミングとし、〔式７〕により調整時間△ｔを求める（ＳＴ８）。
【００７３】
ＳＴ７、又はＳＴ８でもとめた調整時間△ｔを基準送信周期に加えた調整送信周期で呼びかけ電波の送信を繰り返し（ＳＴ９）、次の車速データの受信の準備をする。ＳＴ７、又はＳＴ８で調整時間を算出したならば、当該調整時間を呼び掛け電波の送信周期に反映して呼び掛け電波を送信する（ＳＴ９）。具体的には、算出した調整時間を基準送信周期の２０ｍｓに付加した調整送信周期で呼び掛け電波を送信する。その後、処理を終了し、これ以降、マスターＥＣＵ６から駆動信号を受信するまでは、ＥＣＵ５ＦＬから、調整送信周期で呼び掛け電波が送信されるようになる。
【００７４】
ＳＴ５において、第２の評価角（θｎ）の方が小さい場合にはｎ回目の送信タイミングを標的送信タイミングとし、標的送信タイミングが−側基準角度範囲のどちら側にあるかを第２の評価角（θｎ）により検討する（ＳＴ１０）。その結果、第２の評価角（θｎ）が１５°未満であり、標的送信タイミングが図６のＢ領域にあれば、被調整送信タイミングを（ｎ＋１）回目の送信タイミングとし、上記の〔式７〕により調整時間△ｔを求める（ＳＴ１１）。
【００７５】
ＳＴ１０において、第２の評価角（θｎ）が１５°未満でない、つまり、４５°を越し、標的送信タイミングが図６のＡ領域にあれば、被調整送信タイミングを標的送信タイミングとし、〔式８〕により調整時間△ｔを求める（ＳＴ１２）。
ＳＴ１１又はＳＴ１２で調整時間を算出した後は、前述のＳＴ９に移行する。
【００７６】
実施の形態１の特徴は、基準角度範囲を＋、−の二つを採用していることにより、後述の実施の形態に比べ、基準送信周期を調整しなくとも良い範囲が広くなるという利点がある。また、標的送信タイミングの基準範囲に対する位置を判定することにより被調整送信タイミングと基準角度を決定しているので調整時間は全てプラスの値となり、従って調整送信周期は必ず基準送信周期より大きくなるので、装置の送信能力をより高度にする必要がない。ｎ回目の送信タイミングと（ｎ＋１）回目の送信タイミングのうち、評価角の小さい方を標的送信タイミングとして調整制御の対象としているので、調整時間をより小さくすることができる。また、基準角度を＋、−の二つを採用し、被調整送信タイミングを適宜選択しているので、調整時間をプラスの値に維持しながら、調整時間の値をより小さくすることを可能としている。
【００７７】
上述の図５に示された具体的なケースに実施の形態１を当てはめると以下のようになる。車速ｖが１６８．６ｋｍ／ｈであるとの車速データを受領する（ＳＴ１）と、第１の評価角（θn+1）と第２の評価角（θｎ）とを算出し、その結果、θn+1＝１７７°、θn＝２°を得る（ＳＴ２）。ＳＴ３で二つの評価角が基準角度範囲に入らないことが確認されるので、ＳＴ５に移行する。ＳＴ５でふたつの評価角を比較すると第２の評価角（θｎ）の方が小さいのでＳＴ１０に移行する。ＳＴ１０において第２の評価角（θｎ）が１５°より小さいので、ＳＴ１１に移行し、〔式７〕により調整時間△ｔ＝０．００１７９ｓｅｃ、つまり１．７９ｍｓを得る。基準送信周期２０ｍｓに調整時間△ｔ＝１．７９ｍｓを加え、調整送信周期を２１．７９ｍｓとして呼び掛け電波の送信を開始し（ＳＴ９）、次の車速データを受信するまで繰り返す。
【００７８】
上記の具体例における呼び掛け電波の送信タイミングについて図１０により説明する。
【００７９】
図１０（ａ）は、調整前の呼び掛け電波の送信タイミングを示し、図１０（ｂ）は、調整後の呼び掛け電波の送信タイミングを示している。図１０（ａ）においては、送信タイミングはタイヤの角度で示してあり、送信周期の起点（０°）を通信可能角度範囲（０°から６０°）の開始位置に一致させている。このような条件のときに通信が可能となる送信タイミングが最も遅れて出現するからである。図１０（ｂ）においても、説明の便宜上、同じように設定している。
【００８０】
図１０（ａ）に示すように、呼び掛け電波の送信周期を調整する前においては、１回目の呼び掛け電波の送信タイミング（θ１）が約１７９°であり、２回目の呼び掛け電波の送信タイミング（θ２）が約３５８°である。そして、３回目以降の呼び掛け電波の送信タイミングにおいても、通信可能角度範囲に呼び掛け電波を送信することができていない。
【００８１】
これに対し、図１０（ｂ）に示すように、呼び掛け電波の送信周期を調整送信周期２１．７９ｍｓで呼び掛け電波を送信する場合には、２回目（ｎ回目）の呼び掛け電波の送信タイミングで（θ２）が３３０°に調整されている。その結果、これ以降、見かけ上、調整角である３０°分ずつ移動した送信タイミングが現れる。その結果、タイヤが１２回転する間に、３０°間隔でタイヤ一周分をカバーする範囲で送信タイミングが現れ、従って６０°の範囲を有する通信可能角度範囲がどの位置にあろうとも、タイヤの１２回転の間には通信が成立する。実際には、（θ１）を先頭に調整角分移動する送信タイミングも並存しているので、もっと早い段階に通信が成立し得る。
【００８２】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係るタイヤ状態監視装置１について説明する。図８は、本発明の実施の形態２における呼び掛け電波の送信周期を調整する場合の動作について説明するためのフロー図である。
【００８３】
実施の形態２は、前述した実施の形態１における工程を一部簡略化したものである。そして、その簡略化は、標的送信タイミングを予め（ｎ＋１）回目の送信タイミングに決めておくことによって行われる。即ち、図７に示した前述した実施の形態１のフローチャートと対比すると、ＳＴ２´（ＳＴ２に相当）では第１の評価角（θn+1）のみを求め、ＳＴ３´（ＳＴ３に相当）では第１の評価角（θn+1）を評価し、（ｎ＋１）回目の送信タイミングが基準角度範囲に入るかのみを評価している。このことにより、送信周期を調整しなくとも良い範囲が実施の形態１に比べて狭くなるという欠点もあるが、判定の処理が簡単になるという利点もある。ＳＴ６以降の工程は実施の形態１と同じであり、被調整送信タイミングは（ｎ＋１）回目の送信タイミングとｎ回目の送信タイミングが選択されるので、調整時間はプラスの値となる他、特殊な条件下を除いて実施の形態１とほぼ同じ効果を得ることができる。ちなみに、上述した図５に示した具体的な例をこの第２の実施の形態に当てはめると、結果は実施の形態１と同じ結果が得られる。
【００８４】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係るタイヤ状態監視装置１について説明する。図９は、本発明の実施の形態３における呼び掛け電波の送信周期を調整する場合の動作について説明するためのフロー図である。
【００８５】
実施の形態３は、前述した実施の形態２と同様に工程の一部簡略化を目的に、実施の形態２とは逆に、標的送信タイミングを予めｎ回目の送信タイミングに決めたものである。即ち、図７に示した前述した実施の形態１のフローチャートと対比すると、ＳＴ２´´（ＳＴ２に相当）では第２の評価角（θn）のみを求め、ＳＴ３´´（ＳＴ３に相当）では第２の評価角θnのみを評価し、ｎ回目の送信タイミングが基準角度範囲に入るかのみを評価している。また、被調整送信タイミングをｎ回目の送信タイミングに固定してある点が、前述の実施の形態１、実施の形態２と異なる。つまり、ＳＴ６に相当する工程がなく、ｎ回目の送信タイミングつまり標的送信タイミングが基準角度範囲に入らない場合は、標準送信タイミングを基準角度に合わせるように調整時間を求める（ＳＴ７‘’）。この結果、調整時間はマイナスの値となることがある。ただし、このようなケースは、標的送信タイミングつまりｎ回目の送信タイミングが０°から−１５°の間にあるときだけであり、頻度としては大きくない。また、装置の能力が高い場合には十分許容可能な処理なので、採用することは可能である。
【００８６】
このように本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１によれば、ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲが、トランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲの通信可能範囲に対して呼び掛け電波を送信できるように、当該呼び掛け電波の送信周期を調整するようにしたことから、従来のタイヤ状態監視装置のように、車速に応じて呼び掛け電波の送信回数が大幅に増加するという事態を回避でき、高速処理に対応可能な処理装置の搭載が不要となる。この結果、装置本体の製造に要するコストを低減しつつ、車両の速度が高速になった場合においても適切にタイヤの状態を監視することが可能となる。特に、本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１によれば、車速に応じて呼び掛け電波の送信タイミングが調整されるので、車速に柔軟に対応しつつ、適切にタイヤの状態を監視することが可能となる。
【００８７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の形態に係るタイヤ状態監視装置の全体構成を説明するための模式図である。
【図２】上記実施の形態に係るタイヤ状態監視装置が有するＥＣＵの構成について説明するための機能ブロック図である。
【図３】上記実施の形態に係るタイヤ状態監視装置において、各タイヤのタイヤ状態を監視する場合の動作について説明するためのシーケンス図である。
【図４】上記実施の形態に係るタイヤ状態監視装置のタイヤに搭載されたトランスポンダとコントローラのアンテナ７の位置関係を示す図である。
【図５】上記実施の形態に係るタイヤ状態監視装置の送信周期の調整の制御を説明する模式図である。
【図６】上記実施の形態に係るタイヤ状態監視装置の送信周期の調整の制御を説明する模式図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るタイヤ状態監視装置において、呼び掛け電波の送信周期を調整する場合の動作について説明するためのフロー図である。
【図８】本発明の実施の形態２における呼び掛け電波の送信周期を調整する場合の動作について説明するためのフロー図である。
【図９】本発明の実施の形態３における呼び掛け電波の送信周期を調整する場合の動作について説明するためのフロー図である。
【図１０】上記実施の形態に係るタイヤ状態監視装置における、調整前及び調整後の呼び掛け電波の送信タイミングを示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１ タイヤ状態監視装置
２ 車両
３ＦＬ、３ＦＲ、３ＲＬ、３ＲＲ タイヤ
４ＦＬ、４ＦＲ、４ＲＬ、４ＲＲ トランスポンダ
５ＦＬ、５ＦＲ、５ＲＬ、５ＲＲ ＥＣＵ（電子式制御装置）
６ マスターＥＣＵ
７ＦＬ、７ＦＲ、７ＲＬ、７ＲＲ アンテナ
８、９ バス
１０ 速度検出器
２１ 制御部
２２ ＲＦ回路
２３ ＲＦ通信部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの状態を監視するタイヤ状態監視装置に関し、特に、自動車等に用いられるタイヤの空気圧などの状態を監視することができるタイヤ状態監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両における走行時の安全性を高めるため、車両が有するタイヤ毎に空気圧などの状態を監視するタイヤ状態監視装置が開発されている。例えば、車両が有する４つのタイヤにトランスポンダを設けると共に、各トランスポンダに対応する４つのアンテナとこれらのアンテナに接続された１つの送受信機とを車両側に設け、車両の速度に応じて送受信機から各トランスポンダへの呼び掛け電波を発信する回数を増減させたタイヤ状態監視装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されるタイヤ状態監視装置においては、送受信機のアンテナとトランスポンダとの間で確実に送受信することができる角度が限定されており、タイヤの中心から送受信機のアンテナに向かって左右４５°ずつの計９０°であるので、この角度内に送受信が行われるようにトランスポンダへの呼び掛け電波を発信する回数を増減するものである。かかるタイヤ状態監視装置によれば、車両の速度に関係なくタイヤの状態を確実に監視することが可能となる。
【特許文献１】特開２００４−３１４８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示される従来のタイヤ状態監視装置においては、基本的な技術思想として、上記送受信が可能な角度から車両の速度に応じた送受信可能な時間を求め、その時間をタイヤが１回転する時間で除して、タイヤが１回転する間に無線送信する回数を求めている。回数が整数でない場合は繰り上げて整数として求めている。ところが、このような従来技術においては、車両の速度によっては求めた回数が繰り上げ無しで整数となることがある。この場合には、求めた回数に応じた送信のインターバル時間が上記の送受信可能な時間と一致することになる。そしてこの場合には、稀ではあるが、上記の送受信可能な角度の境界と送信のタイミングが同期してしまう。送受信可能な角度の決定基準にもよるが、送信回数をできるだけ少なくしようと考えるとこの角度は装置の通信感度の実力に対して広めになり、その場合は角度の境界部分は比較的送受信が不安定となるので、前記した同期現象は安定した送受信を妨げることになる。また、送受信を確実にするために装置の実力に対して角度を狭く設定すれば、送信回数は多くなって装置の通信能力を上げる必要が生じる。通信回数が整数とならない場合でも、整数に近い通信回数の場合は、程度の差はあれ同様の現象が発生する。また、上記従来技術においては、タイヤ１回転における送信回数を増減しているので、車両の速度が高速になると送信インターバルが装置の通信能力を上回って短くなるため、車両の速度が１００ｋｍ／ｈを越す場合には、別方式を採用している。
【０００４】
上述のように、従来のタイヤ状態監視装置においては、車両の速度によっては送受信可能な角度と送信インターバルが同期する現象が発生するという問題点があり、また、車両の速度が高速になるに連れて呼び掛け電波を発信する時間間隔を短くすることによりタイヤが１回転する間の発信回数を増加させることから、最大の呼び掛け電波の回数に応じた高速処理に対応可能な処理装置を組み込まねばならず、結果として装置本体の製造に要するコストが高価になるという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記の同期現象を防止し、また、装置本体の製造に要するコストを低減しつつ、車両の速度が高速になった場合においても適切にタイヤの状態を監視することができるタイヤ状態監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車体側のコントローラからトランスポンダに呼び掛け電波を繰り返し送信するタイヤ状態監視装置において、送信周期（送信インターバル）が大きい場合であっても、タイヤ１回転ごとに同角度ずつ移動する送信タイミングがあることに着目し、この角度（移動角と称する）が通信可能角度範囲の角度に比べて適正であれば、複数回の回転のうちには送信タイミングが通信可能範囲に入るということに着目して成された。そして、車速に応じた送信タイミングを予測し、送信タイミングが所定の条件、つまり、上記移動角が通信可能角度範囲の角度に比べて適正か否かを判断するための条件に合致するか否かを検討し、送信タイミングが所定の条件を満たすときは特に送信周期を調整せず、そうでなければ送信タイミングをずらして移動角が上記適正な範囲に入るように送信周期を調整するものである。
【０００７】
送信タイミングの予測と調整については多岐な実施の形態があるが、基本的に規定の条件が満たされる場合は送信周期を変えず、そうでない場合には送信周期を変更調整するということが本願発明の基本的な考え方である。
【０００８】
本発明は、従来技術のように、タイヤの１回転の間に必ず送信タイミングが通信可能範囲に入ることを意図しているものではない。本発明によって、タイヤの１回転の間に送信タイミングが通信可能範囲に入る可能性は飛躍的に多くはなるが、意図するところはタイヤの複数回転中に少なくとも１度送信タイミングが通信可能範囲に入ることを意図しているものである。
【０００９】
このタイヤ状態監視装置によれば、コントローラが、所定の送信周期で呼び掛け電波を送信し、車速に応じて送信タイミングを予測し、該送信タイミングが所定の条件を満たさないときにのみ当該呼び掛け電波の送信周期を調整することから、従来のタイヤ状態監視装置のように、車速に応じて一律に呼び掛け電波の送信回数が大幅に増加するという事態を回避でき、高速処理に対応可能な処理装置の搭載が不要となる。この結果、装置本体の製造に要するコストを低減しつつ、車両の速度が高速になった場合においても適切にタイヤの状態を監視することが可能となる。
【００１０】
上記タイヤ状態監視装置において、前記所定の条件を、送信周期の起点からタイヤが１回転する直前または直後の送信タイミングである標的送信タイミングが規定の基準角度範囲に位置することとしている。つまり、送信周期の起点と標的送信タイミングが成す角度（評価角と称する）が規定の基準角度範囲に位置することを所定の条件としている。この条件を満たすと、評価角が移動角となるか、あるいは送信タイミング間の角度つまり送信周期と移動角の関係が適正となり、タイヤが複数回転するうちには必ず１回は送信タイミングが通信可能角度範囲に位置することが可能となる。従ってこの場合は所定の送信周期で呼び掛け電波を送信すれば通信が成立する。
【００１１】
例えば、上記タイヤ状態監視装置において、前記規定の基準角度は通信可能角度範囲の略１／２の角度位置の基準位置を挟む通信可能角度範囲より狭い角度位置に設定される。従って、移動角が通信可能角度範囲の両端を除く中央に設定されるので、複数回のタイヤの回転により送信タイミングが通信可能角度範囲に入る可能性が高まる。
【００１２】
また、上記タイヤ状態監視装置において、前記コントローラは、前記した送信タイミングの予測の結果、標的送信タイミングが規定の条件を満たさない場合は、標的送信タイミングが前記した基準位置に移動するように送信周期を調整する。従って、調整後の送信周期で呼び掛け電波が送信され、そのときの移動角は送信周期の起点と基準位置の間の角度、つまり通信可能角度範囲の略１／２の角度となるので、タイヤが複数回回転する中で送信タイミングが通信可能角度範囲に入る可能性が最も高くなる。
【００１３】
なお、上記タイヤ状態監視装置において、前記標的送信タイミングがタイヤの１回転を越した最初の送信タイミングであって、かつ前記基準位置が前記送信周期の起点より＋方向に位置させることが好ましく、またこのとき、標的送信タイミングが前記基準角度範囲に到らないときは標的送信タイミングが基準位置に移動するように送信周期を調整し、標的送信タイミングが基準角度範囲を超すときは標的送信タイミングの前の送信タイミングが基準位置に移動するように送信周期を調整することが好ましい。この構成によれば、調整後の送信周期が前記した所定の送信周期より大きくなるので、所定の送信周期より小さくなることにより高速処理に対応可能な処理装置の搭載を必要としない。
【００１４】
また、上記タイヤ状態監視装置において、前記送信タイミングがタイヤ１回転を越す直前の送信タイミングであって、かつ前記基準位置が前記送信周期の起点より−方向に移動させることも可能である。この場合は、標的送信タイミングの予測位置が異なるが、上記と同様の効果がある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、装置本体の製造に要するコストを低減しつつ、車両の速度が高速になった場合においても適切にタイヤの状態を監視することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置の全体構成を説明するための模式図である。なお、図１においては、同図に示す上方を車両の前方側とし、同図に示す下方を車両の後方側とする。図２は、図１に示す本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１の詳細な構成を説明する機能ブロック図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１は、自動車等の車両２の前後左右の車輪（左前輪：ＦＬ、右前輪：ＦＲ、左後輪：ＲＬ、右後輪：ＲＲ）を構成するタイヤ３ＦＬ〜３ＲＲにそれぞれ装着されたトランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲと、これらのトランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲにそれぞれ対応付けて車両２側に設けられた電子式制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）５ＦＬ〜５ＲＲと、これらのＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲとバス８を介して接続されたマスターＥＣＵ６とを備えている。各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲは、それぞれ対応するトランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲとの通信に使用するアンテナ７ＦＬ〜７ＲＲを備えている。なお、ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲがコントローラとして機能する。
【００１９】
図１に示すように、各トランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲは、対応するタイヤ３ＦＬ〜３ＲＲの状態（以下、適宜「タイヤ状態」という）、具体的には、対応するタイヤ３ＦＬ〜３ＲＲの空気圧を測定し、測定結果として得られる空気圧データを含むタイヤ状態データをそれぞれ対応するＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲに無線送信するように構成されている。図２に示すように、各トランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲは、後述するＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲからの呼び掛け電波に基づき、誘起電力を発生し、その電力を用いてタイヤ状態データを測定し、ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲに対して無線送信する。
【００２０】
例えば、各トランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲは、それぞれタイヤ３ＦＬ〜３ＲＲの空気圧を測定する圧力センサと、この圧力センサが測定する空気圧に応じて共振周波数が変化する共振器と含む。ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲからの呼び掛け電波に応じて、共振器が現在の空気圧に応じた共振周波数で共振すると、この共振周波数の信号がタイヤ状態データとしてＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲのうち対応するひとつに対して無線送信されるように構成されている。
【００２１】
なお、本実施の形態においては、各トランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲが、タイヤ状態として、対応するタイヤ３ＦＬ〜３ＲＲの空気圧を測定する場合について説明するが、タイヤ状態として測定される対象については、これに限定されるものでなく、適宜変更が可能である。例えば、タイヤの温度などを測定するようにしても良い。
【００２２】
図２に示すように、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲは、シリアル通信が可能なバス８を介してマスターＥＣＵ６に接続されている。マスターＥＣＵ６は、同じくシリアル通信が可能なバス９を介して車両２内の各種情報を検出する検出装置に接続されている。本実施の形態においては、後述するように、駆動信号に車速データを含ませるため、車両２の走行速度を検出する速度検出器１０に接続された場合について示している。
【００２３】
バス８は、例えば、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）を用いて構築され、バス９は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）を用いて構築される。このように各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲとマスターＥＣＵ６との間のネットワークをＬＩＮで構築する一方、マスターＥＣＵ６と速度検出器１０との間のネットワークをＣＡＮで構築することにより、マスターＥＣＵ６と各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲとの間の安価な接続を可能とする一方、マスターＥＣＵ６と速度検出器１０との間で高いリアルタイム処理を可能としている。
【００２４】
マスターＥＣＵ６は、例えば、マスターＥＣＵ６の全体の制御を行うＣＰＵ３１、並びに、このＣＰＵ３１に接続されたＲＯＭ３２及びＲＡＭ３３を備えて構成される。ＲＯＭ３２には、ＣＰＵ３１が読み込んでマスターＥＣＵ６の制御を行うための制御プログラムが記録されている。ＲＡＭ３３は、ＣＰＵ３１がＲＯＭ３２内の制御プログラムを実行する際のワークエリアとして使用される。例えば、ＲＯＭ３２には、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲが呼び掛け電波を送信するタイミングの基準となる駆動信号を送信する制御プログラムが記録されている。
【００２５】
本実施の形態において、マスターＥＣＵ６は、駆動信号に、速度検出器１０により検出される車両２の車速データを含ませている。このように駆動信号に車速データを含ませることにより、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲにおいて、車速データに応じて呼び掛け電波の送信タイミングを調整することが可能となっている。マスターＥＣＵ６は、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲに対して駆動信号を送信する一方、タイヤ状態データに基づいて各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲで算出されるタイヤ３ＦＬ〜３ＲＲの空気圧などの情報を取得する。
【００２６】
図２においては、ＥＣＵ５ＦＬについての機能ブロックのみを示すが、その他のＥＣＵ５ＦＲ〜５ＲＲの機能ブロックについても、ＥＣＵ５ＦＬの機能ブロックと同様である。
【００２７】
ＥＣＵ５ＦＬは、ＥＣＵ５ＦＬの全体の制御を行う制御部２１、アンテナ７ＦＬを介してトランスポンダ４ＦＬと無線通信を行うＲＦ回路２２、並びに、制御部２１からの指示に応じてＲＦ回路２２を制御すると共に、ＲＦ回路２２からの信号を解析するＲＦ通信部２３を含む。
【００２８】
制御部２１は、例えば、ＥＣＵ５ＦＬの全体の制御を行うＣＰＵ２４、並びに、このＣＰＵ２４に接続されたＲＯＭ２５及びＲＡＭ２６を備えて構成される。ＲＯＭ２５には、ＣＰＵ２４が読み込んでＥＣＵ５ＦＬの制御を行うための制御プログラムが記録されている。ＲＡＭ２６は、ＣＰＵ２４がＲＯＭ２５内の制御プログラムを実行する際のワークエリアとして使用される。
【００２９】
特に、ＲＯＭ２５には、マスターＥＣＵ６からの駆動信号に応じてトランスポンダ４ＦＬに呼び掛け電波を送信する制御プログラムが書き込まれている。かかる制御プログラムにおいては、マスターＥＣＵ６からの駆動信号を受信した時点から、一定の待機時間の経過を待って呼び掛け電波を送信するように設定されている。
【００３０】
ここで、呼び掛け電波を送信するまでの待機時間は、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲによって異なる待機時間が設定されている。具体的にいうと、ＥＣＵ５ＦＬには０ｍｓの待機時間が設定され、ＥＣＵ５ＦＲには５ｍｓの待機時間が設定され、ＥＣＵ５ＲＬには１０ｍｓの待機時間が設定され、ＥＣＵ５ＲＲには１５ｍｓの待機時間が設定されている。このように各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲによって異なる待機時間を設定するのは、トランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲから無線送信されるタイヤ状態データが互いに干渉する事態を回避するためである。
【００３１】
また、ＲＯＭ２５には、後述するように、駆動信号に含まれる車両２の速度（車速）を示すデータ（以下、「車速データ」という）に応じてトランスポンダ４ＦＬに対して呼び掛け電波を送信する周期を調整する制御プログラムが書き込まれている。具体的には、車速データに応じてトランスポンダ４ＦＬの通信可能範囲に呼び掛け電波を送信できるように呼び掛け電波の送信周期を調整する制御プログラムが書き込まれている。なお、この呼び掛け電波の送信周期を調整する制御については後述する。
【００３２】
ＲＦ通信部２３は、制御部２１から受け渡される制御パラメータを受け取り、当該制御パラメータの内容に応じてＲＦ回路２２を制御するＲＦ制御部２７、並びに、ＲＦ回路２２にて復調された信号（復調信号）の内容を解析し、周波数データ（共振周波数データ）を制御部２１に出力する解析部２８を備えている。
【００３３】
ＲＦ回路２２は、搬送波を生成する搬送波発振器Ｇ１と、搬送波の変調に使用する変調波(変調信号)を生成する変調波発振器Ｇ２と、変調波で搬送波を変調する変調器２９と、トランスポンダ４ＦＬからの変調信号を復調する復調器３０とを含んで構成される。変調波発振器Ｇ２は、トランスポンダ４ＦＬが有する共振器の共振周波数の周辺の周波数の変調波を生成する。かかる変調波により変調された搬送波がアンテナ７ＦＬを介してトランスポンダ４ＦＬに送信されるように構成されている。
【００３４】
ここで、アンテナ７ＦＬは、同軸ケーブルを介してＲＦ回路２２に接続される。本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１においては、従来のタイヤ状態監視装置と異なり、ＥＣＵ５ＦＬがタイヤ３ＦＬの近傍に配設されているため、比較的短い同軸ケーブルを用いてＲＦ回路２２にアンテナ７ＦＬが接続されている。このため、従来のタイヤ状態監視装置と比べ、同軸ケーブルに要するコストの低減が可能となっている。
【００３５】
このようなＥＣＵ５ＦＬにおいて、タイヤ３ＦＬのタイヤ状態を監視する場合、ＲＦ制御部２７の制御の下、ＲＦ回路２２から、変調波発振器Ｇ２からの変調波により変調された搬送波がトランスポンダ４ＦＬに所定期間送信された後、無変調の搬送波がトランスポンダ４ＦＬに所定期間送信される。なお、このように変調波により変調された搬送波及び無変調の搬送波の連続したものが呼び掛け電波として機能する。
【００３６】
変調された搬送波に応じてトランスポンダ４ＦＬが有する共振器が共振すると、ＲＦ回路２２は、無変調の搬送波の送信期間にトランスポンダ４ＦＬから共振周波数で変調された信号（再変調信号）を受信する。この再変調信号が復調器３０で復調された後、解析部２８に出力される。そして、解析部２８により、かかる復調信号の内容が解析された後、周波数データ（共振周波数データ）として制御部２１に出力される。
【００３７】
制御部２１は、この周波数データを受け取ると、当該周波数データからトランスポンダ４ＦＬが有する共振器の共振周波数を判断し、この共振周波数に基づいてタイヤ３ＦＬの空気圧を把握する。そして、このタイヤの空気圧を示すデータをマスターＥＣＵ６に出力する。なお、制御部２１において、タイヤ３ＦＬの空気圧を把握する際には、共振周波数とタイヤ３の空気圧とが対応付けられたテーブルを参照してタイヤ３ＦＬの空気圧を把握することが好ましい。
【００３８】
次に、本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１において、各タイヤ３ＦＬ〜３ＲＲのタイヤ状態を監視する場合の動作について図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１において、各タイヤ３ＦＬ〜３ＲＲのタイヤ状態を監視する場合の動作について説明するためのシーケンス図である。なお、図３においては、イグニッションスイッチにより車両２の電源がオン状態とされた時点から各タイヤ３ＦＬ〜３ＲＲのタイヤ状態を監視する場合の動作について示している。
【００３９】
図３に示すように、時点ｔ１において、イグニッションスイッチにより車両２の電源がオン状態とされると、マスターＥＣＵ６から各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲに対して最初の駆動信号が出力される。駆動信号を受信すると、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲは、自身に割り当てられた待機時間を経た後に、対応するトランスポンダ４ＦＬ〜ＲＲに対して呼び掛け電波を送信する。イグニッションスイッチのＯＮで出力される最初の駆動信号には車速データを含む場合と含まない場合が考えられるが、以降の説明については車速データを含まないとして説明する。イグニッションスイッチがＯＮした直後は、通常車が停止状態なので車速は０ｋｍ／ｈであり、車速の影響がないからである。勿論、マスターＥＣＵ６が車速データを得てから車速データを含む駆動信号を出力することも可能であり、その場合は以下のプロセスを若干変更すれば良い。
【００４０】
ＥＣＵ５ＦＬは、最初の駆動信号を受信すると、０ｍｓの待機時間を経た後、つまり、待機時間を経ることなく呼び掛け電波を送信する。ＥＣＵ５ＦＲは、駆動信号を受信した後、５ｍｓの待機時間を経た後に呼び掛け電波を送信する。同様に、ＥＣＵ５ＲＬ、５ＲＲは、駆動信号を受信した後、それぞれ１０ｍｓ、１５ｍｓの待機時間を経た後に呼び掛け電波を送信する。図３に示すように、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲが呼び掛け電波を送信する時間は、５ｍｓである。従って、ＥＣＵ５ＦＬが呼び掛け電波の送信を開始した時点から、ＥＣＵ５ＲＲが呼び掛け電波の送信を終了する時点までの時間は２０ｍｓである。
【００４１】
最初の駆動信号を受信した後においては、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲは、改めて駆動信号を受信した場合を除き、前回に呼び掛け電波を送信した時点から基準送信周期である２０ｍｓ経過後に再度、呼び掛け電波を送信する。例えば、ＥＣＵ５ＦＬは、マスターＥＣＵ６から改めて駆動信号を受信していない場合、時点ｔ１から２０ｍｓ経過した時点である時点ｔ２において再度呼び掛け電波を送信する。他のＥＣＵ５ＦＲ〜５ＲＲについても同様である。２０ｍｓの基準送信周期は、請求項の所定の送信周期として機能している。基準送信周期は、装置に過分の負担をかけない範囲でより短い周期として決定されているが、装置の性能向上によっては更に短い周期が選ばれることも可能であり、車の使用される環境によってはより長い周期でも良い。
【００４２】
一方、マスターＥＣＵ６から改めて駆動信号を受信した場合には、その時点から２０ｍｓ経過後、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲは、自身に割り当てられた待機時間を経た後に、対応するトランスポンダ４ＦＬ〜ＲＲに対して呼び掛け電波を送信する。例えば、時点ｔ３において、マスターＥＣＵ６から改めて駆動信号を受信した場合には、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲは、時点ｔ３から２０ｍｓ経過した時点である時点ｔ４から自身に割り当てられた待機時間を経た後に、対応するトランスポンダ４ＦＬ〜ＲＲに対して呼び掛け電波を送信する。そして各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲは、その次からの呼びかけ電波の送信を、後述する調整制御によって調整された送信周期によって繰り返して行う。
【００４３】
なお、マスターＥＣＵ６から改めて駆動信号を受信した時点で、いずれかのＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲが呼び掛け電波を送信している場合においては、最後に呼び掛け電波を送信するＥＣＵ５ＲＲが送信処理を終えるまで処理が継続され、各ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲにおける呼び掛け電波の送信処理が中断されることはない。
【００４４】
また、上記においては、マスターＥＣＵ６から改めて駆動信号を受信した時点から最初のＥＣＵ５ＦＬが呼びかけ電波を送信するまでの時間を基準送信周期である２０ｍｓにしたが、装置の処理性能が十分であれば、この時間から調整送信周期を適用しても良い。この場合はより早い段階から車速に応じた通信が可能となる。
【００４５】
本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１おいては、上記のように、ＥＣＵ５ＦＬ〜ＲＲによる呼び掛け電波の送信周期（以下、単に「送信周期」という場合がある）を、マスターＥＣＵ６からの駆動信号に含まれる車速データに応じて調整する。具体的には、ＥＣＵ５ＦＬ〜ＲＲが、マスターＥＣＵ６からの駆動信号に含まれる車速データに応じて呼び掛け電波の送信周期を調整する制御を行う。
【００４６】
ここで、ＥＣＵ５における呼び掛け電波の送信周期を調整する制御について説明する。図４は本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置1のタイヤ３に搭載されたトランスポンダ４とコントローラ５のアンテナ７との位置関係を示す図であり、図５及び図６は、本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１の送信周期の調整の制御を説明する模式図である。
【００４７】
本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１において、タイヤ３に装着されたトランスポンダ４は、有効にＥＣＵ５と無線通信を行うことが可能な通信可能角度範囲を有している。ＥＣＵ５とトランスポンダ４との通信が微弱な電波によって行われるために、ＥＣＵ５とトランスポンダ４との距離が大きくなると通信が不安定となったり通信が不可能になるためである。図４に示すように、本実施の形態においては、通信可能角度範囲は、アンテナ７とタイヤ３の回転中心を結ぶ法線の両側３０°、計６０°の範囲に設定されている。タイヤ３の回転に伴ってトランスポンダ４がこの範囲に入ると、アンテナ７とトランスポンダ４が接近するので、アンテナ７から送信された呼び掛け電波がトランスポンダ４によって受信されかつ通信が可能となる。なお、通信可能性は連続的に変化するのであって、ある角度を境に通信ができたり、できなかったりするというものではないが、本発明の説明においては、便宜上、通信可能角度範囲が通信可能な範囲とするものの、両端つまり−３０°位置と３０°位置は通信が不安定なポイントとして説明する。通信可能範囲に関連する上記の数値は、装置の性能及び装置が置かれた環境により変更することが可能である。ただし、変更がされた場合でも、その数値の如何にかかわらず、本発明の送信周期の調整の制御の主旨を適用することが可能である。
【００４８】
本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１においては、タイヤ３が回転し、トランスポンダ４がこの通信可能範囲に位置した時に呼び掛け電波を送信できるように送信周期を調整して当該呼び掛け電波の送信タイミング（以下、単に「送信タイミング」と称する場合がある）を調整するものである。
【００４９】
図５においては、ある一定速度でタイヤ３が回転した場合における呼び掛け電波の送信タイミングを示している。特に、図５においては、送信周期の起点から所定の送信周期で呼び掛け電波の送信がされた場合の送信タイミングが示されている。数字は送信タイミングが何回目かを示している。送信周期の起点は送信周期の制御を開始する点であり、送信をするタイミングではないが、この点を送信タイミングとすることも可能である。なお、以下の説明では、送信周期の起点は実際の送信制御のポイントではなく、送信タイミングを予測する上での計算上のポイントであり、送信タイミングも架空の送信周期の起点を基準とする計算上のポイントである。タイヤ３が１回転する前の最後の送信タイミングをｎ回目の送信タイミングと称し、１回転した後の最初の送信タイミングを（ｎ＋１）回目の送信タイミングと称する。図において、反時計回り方向が角度の＋方向である。
【００５０】
図５において、ある一定速度で回転するタイヤ３における回転周期（Ｔ）は、車速のｖ[ｋｍ／ｈ]、タイヤ３の直径をｄ[ｍ]とすると、以下の[式１]により求められる。
【００５１】
本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１においては、ＥＣＵ５がトランスポンダ４に対して呼び掛け電波を基準の送信周期２０ｍｓで送信している。この２０ｍｓの間にタイヤ３が進む角度（θ）は、以下の[式２]により求められる。また、この場合における角速度（ω）は、以下の[式３]により求められる。
【００５２】
送信周期が２０ｍｓ、タイヤの直径が６０ｃｍの場合、タイヤ３が１回転し切る前の最後に呼び掛け電波を送信する回数がｎ回目であるとすると、当該回数（ｎ）は、以下の式により求められる。
【００５３】
そして、ｎ回目の送信タイミングの送信周期の起点からの角度（θｎ）、並びに、（ｎ＋１）回目の送信タイミングの送信周期の起点からの角度（θｎ+1）については、以下の[式５]により求められる。
【００５４】
θn+1を第1の評価角、θnを第２の評価角と称する。第１の評価角と第２の評価角のうちの小さい方の評価角について、タイヤの回転に伴って順次この評価角分離れた位置に送信タイミングが現れるという特徴がある。見かけ上、タイヤの回転に伴ってこの移動角分の間隔で送信タイミングが移動することになる。この場合の評価角が移動角となる。
【００５５】
図５は又、６０ｃｍのタイヤ径の車両において基準送信周期２０ｍｓで送信を行う場合の車速ｖ＝１６８．６ｋｍ／ｈのときの送信タイミングを示している。この場合では、θ＝１７９°、第１の評価角（θn+1）＝１７７°、第２の評価角（θｎ）＝２°となる。そして、タイヤの回転に伴い、見かけ上、第２の評価角分つまり２°ずつ送信タイミングが移動する。この場合、第２の評価角が移動角に該当する。その移動角が極めて小さいために、例えば、通信可能角度範囲が送信周期の起点の＋方向の直近に位置する場合には、送信タイミングがなかなか通信可能角度範囲に入らないことになる。本発明はこのような不具合を以下の調整制御により解消するものである。
【００５６】
本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１の調整制御の説明に先立ち、調整制御に用いられる各種の設定値について説明する。 図６は、上記の基準角度範囲と後述の基準角度及び関連する事項を説明する図である。送信周期の起点を０°として、＋方向、−方向の対象位置に、＋側基準角度、−側基準角度が設定され、それぞれの基準角度を挟むように＋側基準角度範囲と−側基準角度範囲が設定されている。基準角度範囲外は、図のように、Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域、Ｄ領域に区分されている。図では、基準角度の絶対値を３０°に、基準角度範囲の境界の絶対値を１５°と４５°に設定している。
【００５７】
これらの値は、送信タイミングを評価し送信周期を調整するために使用されるものである。図での値は、通信可能角度範囲が６０°であることを前提にしている。通信可能範囲が６０°の場合に、移動角が０°、または６０°であると、通信可能角度範囲の境界部と送信周期が同期してしまうこと、及び０°、６０°に近い移動角では、同期はしないものの送信タイミングが通信可能角度範囲に入るまでに相当のタイヤ回転を余儀なくされるので、確実な通信を確保するために、基準角度範囲は通信可能角度範囲に比較して狭い角度範囲に設定されている。また、上述のように、通信可能角度範囲の端部は通信性能が不安定なこと、及び本発明は車速データが更新されるまでは車速は一定として調整制御するが、実際には車速が常に変化することも基準可能範囲が狭くなっている理由である。
【００５８】
移動角がこの基準角度範囲に入っていれば、環境条件のばらつき例えば車速の微変動があったときも確実に通信可能範囲に送信タイミングが入ることが期待できるからである。移動角が１５°から４５°の範囲であれば、タイヤの1回転ごとに送信タイミングがこの移動角分ずれていく。移動角が１５°であれば、２４回の回転で送信タイミングが１周分移動することになり、送信周期の起点がどこにあっても、２４回のうちには少なくとも１回送信タイミングが通信可能角度範囲に入ることになり。移動角が４５°であれば、８回転の間には少なくとも１回送信タイミングが通信可能角度範囲に入る。もちろん、これらの数値は送信タイミングが通信可能範囲に入るまでの回転数が最も多くなる場合の回転数であり、多くの場合はもっと少ない回転で通信することができる。これらの設定値は、装置の能力や、実験による臨界値の把握によって、あるいは要求される性能によって変更される。
【００５９】
本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１の調整制御においては、まず、基準送信周期における送信タイミングを予測し、送信タイミングが所定の条件を満たすか否かを判定し、満たす場合には送信周期を調整せず、満たさない場合は送信周期を調整する。以下、順を追って説明する。
【００６０】
〔判定〕
特定回数つまりタイヤの1回転目直前（ｎ回目）の呼び掛け電波の送信タイミング、或いは、タイヤの1回転目直後（（ｎ＋１）回目）の呼び掛け電波の送信タイミングを試算し、その送信タイミングが規定の基準角度範囲に入るか否かを判定する。換言すると、その送信タイミングが送信周期の起点と成す角度である第１の評価角（θn+1）あるいは第２の評価角（θｎ）を求め、その評価角の少なくとも１つが規定の基準角度範囲に入るか否かを判定する。ｎ回目の送信タイミングには−の基準角度範囲が対応し、（ｎ＋１）回目の送信タイミングには＋の基準角度範囲が対応する。そして、評価角が対応する基準範囲に入るときは所定の送信周期を維持し、入らないときは送信周期を調整する。
【００６１】
ｎ回目の送信タイミングと（ｎ＋１）回目の送信タイミングの一方が対応する規定の基準角度範囲に入っていれば良いとする理由は、以下のようになる。図６で説明すると、一方の送信タイミングが対応する基準角度範囲に入った場合に他方の送信タイミングが対応する基準角度範囲に入らない場合と言うのは、他の送信タイミングがＡ領域またはＤ領域にある場合か、Ｂ領域またはＣ領域にある場合が考えられる。前者の場合は、一方の送信タイミングが入った方の評価角（これは１５°から４５°の角度となる）が移動角になってタイヤの1回転毎に送信タイミングが移動することにより、複数回転のうちには移動角でタイヤの1周分をカバーすることとなるため、少なくとも1回は送信タイミングが通信可能角度範囲に入る。後者の場合は、評価角θn+1と評価角θｎの和、つまり送信タイミング間の角度が４５°を超えるものの通信可能角度範囲の６０°より小さいためにタイヤの1周の間に送信タイミングが通信可能範囲に入るか、あるいは、送信タイミング間の角度が６０°に近くなるものの、移動角が１５°に近い角度となり、タイヤの1回転毎に送信タイミングがこの移動角で移動することにより、複数回転のうちにはタイヤの1周分をカバーすることとなるため、少なくとも1回は送信タイミングが通信可能角度範囲に入る。他方の送信タイミングがＢ領域及びＣ領域にある場合は、やや不安定ではあるが実用的には支障が無いレベルである。
【００６２】
ｎ回目の送信タイミングと（ｎ＋１）回目の送信タイミングのうち、一方の送信タイミングについてのみ判定を行うことが可能である。例えば、（ｎ＋１）回目の送信タイミングが＋の基準角度範囲に入るか否かのみを判定する場合は、前記した判定方法に比べて、ｎ回目の送信タイミングが−の基準角度範囲にある場合でも所定の条件を満たすとは判断されない。従って所定の送信周期を維持することなく次の調整の工程に入ることになり、調整の工程は多くなるものの判定の工程は簡略となる。装置の能力、目的などにより、選択使用すれば良い。
【００６３】
〔調整〕
（ｎ＋１）回目の送信タイミングとｎ回目の送信タイミングが基準角度範囲に入らない場合に調整の工程に移行する。まず、（ｎ＋１）回目の送信タイミングとｎ回目の送信タイミングのいずれかを標的送信タイミングとして選択し、標的送信タイミングが上記の対応する基準角度範囲の＋側にあるか−側にあるかを判断する。標的送信タイミングの選択は、〔式５〕で求められる第１の評価角θn+1と第２の評価角θnを比較し、小さいほうの送信タイミングを選択することがより良いが、どちらかを一義的に決定しても良い。
【００６４】
ケース１：標的送信タイミングを評価角が小さい方を選択した場合、基準角度範囲の−側に位置する場合は標的送信タイミングを被調整送信タイミングとし、＋側にあるときにはｎ回目の送信タイミングを被調整送信タイミングとする。ケース２:一義的に（ｎ＋１）回目の送信タイミングを標的送信タイミングとした場合は、＋側基準角度範囲の−側にあるときは標的送信タイミング（＝（ｎ＋１）回目の送信タイミング）を被調整送信タイミングとする。ケース３：一義的にｎ回目の送信タイミングを標的送信タイミングとして場合には、標的送信タイミング（＝ｎ回目の送信タイミング）を被調整送信タイミングとする。
【００６５】
次に、被調整送信タイミングと＋側または−側の基準角度との間の角度(調整角)から調整時間を求め、基準送信周期に加えて調整送信周期を求める。あるいは、被調整送信タイミングが近い方の基準角度との角度(調整角)から調整時間を求め、基準送信周期に加えて調整送信周期を求める。この場合、基準角度が移動角となる。
【００６６】
上記のように、本実施の携帯に係るタイヤ状態監視装置１の調整制御は、標的送信タイミングとして（ｎ＋１）回目の送信タイミングとｎ回目の送信タイミングを選択することができるが、以下は（ｎ＋１）回目の送信タイミングとｎ回目の送信タイミングのうち、移動角が小さい方を選択した、第1の実施形態について説明する。基準の送信周期、タイヤの径、通信可能角度範囲は上述の数値を適用している。
【００６７】
〔実施の形態１〕
図７は、本発明の実施の形態１に係るタイヤ状態監視装置１において、呼び掛け電波の送信周期を調整する場合の動作について説明するためのフロー図である。なお、以下においては、説明の便宜上、ＥＣＵ５ＦＬが呼び掛け電波の送信周期を調製する場合について説明する。これらの処理は、他のＥＣＵ５ＦＲ、５ＲＬ及び５ＲＲについても同様に行われる。
【００６８】
図７に示すように、実施の形態１に係るタイヤ状態監視装置１において、呼び掛け電波の送信周期を調整する際には、速度検出器１０から車両２の車速データを受け取ったマスターＥＣＵ６が、当該車速データを含めた駆動信号をＥＣＵ５ＦＬに送信する。
【００６９】
ＥＣＵ５ＦＬにおいては、マスターＥＣＵ６からの車速データ（駆動信号）の受信を常に監視している（ステップ(以下、「ＳＴ」と略す１)。ここで、マスターＥＣＵ６から車速データを受信した場合、ＥＣＵ５ＦＬは、上述の要領によって（ｎ＋１）回目の送信タイミングとｎ回目の送信タイミングを予想し、第１の評価角（θｎ+1）及び第２の評価角（θn）を算出する（ＳＴ２）。一方、車速データを受信しない場合には、当該車速データの監視動作を継続する。
【００７０】
第１の評価角（θｎ+1）及び第２の評価角（θn）を算出したならば、ＥＣＵ５ＦＬは、（ｎ＋１）回目の送信タイミングが＋側基準角度範囲に入っているか、つまり、１５°≦θｎ+1≦４５°であるか、及び(θn)回目の送信タイミングが−側基準角度範囲に入っているか、つまり、１５°≦θn≦４５°であるかを判定する（ＳＴ３）。ここで、ＳＴ３の条件を満たし、いずれかの送信タイミングが基準角度範囲に入っている場合、ＥＣＵ５ＦＬは、呼び掛け電波の送信周期を調整することなく、つまり現在の基準送信周期を維持して呼び掛け電波を繰り返し送信する（ＳＴ４）。その後、処理を終了し、車速データの受信に備える。
【００７１】
これに対し、１５°≦θｎ+1≦４５°及び１５°≦θn≦４５°でない場合つまり（ｎ＋１）回目の送信タイミングとｎ回目の送信タイミングのいずれも基準角度範囲に入らない場合には、ＥＣＵ５ＦＬは、呼び掛け電波の送信タイミングを調整するステップに移行する。まず、第１の評価角（θｎ+1）と第２の評価角（θn）の大きさを比較し、角度が小さい方の送信タイミングを標的送信タイミングと決定する（ＳＴ５）。その結果、第１の評価角（θｎ+1）の方が小さい場合には（ｎ＋１）回目の送信タイミングを標的送信タイミングとし、標的送信タイミングが＋側基準角度範囲のどちら側にあるかを第1の評価角（θｎ+1）により検討する（ＳＴ６）。その結果、第１の評価角（θｎ+1）が１５°未満であり、標的送信タイミングが図６のＣ領域にあれば、被調整送信タイミングを標的送信タイミングつまり（ｎ＋１）回目の送信タイミングとし、〔式６〕により調整時間△ｔを求める（ＳＴ７）。
【００７２】
ＳＴ６において、第1の評価角（θｎ+1）が１５°未満でない場合つまり第1の評価角（θｎ+1）が４５°を越す場合は、標的送信タイミングは図６のＤ領域にあり、この場合は被調整送信タイミングをｎ回目の送信タイミングとし、〔式７〕により調整時間△ｔを求める（ＳＴ８）。
【００７３】
ＳＴ７、又はＳＴ８でもとめた調整時間△ｔを基準送信周期に加えた調整送信周期で呼びかけ電波の送信を繰り返し（ＳＴ９）、次の車速データの受信の準備をする。ＳＴ７、又はＳＴ８で調整時間を算出したならば、当該調整時間を呼び掛け電波の送信周期に反映して呼び掛け電波を送信する（ＳＴ９）。具体的には、算出した調整時間を基準送信周期の２０ｍｓに付加した調整送信周期で呼び掛け電波を送信する。その後、処理を終了し、これ以降、マスターＥＣＵ６から駆動信号を受信するまでは、ＥＣＵ５ＦＬから、調整送信周期で呼び掛け電波が送信されるようになる。
【００７４】
ＳＴ５において、第２の評価角（θｎ）の方が小さい場合にはｎ回目の送信タイミングを標的送信タイミングとし、標的送信タイミングが−側基準角度範囲のどちら側にあるかを第２の評価角（θｎ）により検討する（ＳＴ１０）。その結果、第２の評価角（θｎ）が１５°未満であり、標的送信タイミングが図６のＢ領域にあれば、被調整送信タイミングを（ｎ＋１）回目の送信タイミングとし、上記の〔式７〕により調整時間△ｔを求める（ＳＴ１１）。
【００７５】
ＳＴ１０において、第２の評価角（θｎ）が１５°未満でない、つまり、４５°を越し、標的送信タイミングが図６のＡ領域にあれば、被調整送信タイミングを標的送信タイミングとし、〔式８〕により調整時間△ｔを求める（ＳＴ１２）。
ＳＴ１１又はＳＴ１２で調整時間を算出した後は、前述のＳＴ９に移行する。
【００７６】
実施の形態１の特徴は、基準角度範囲を＋、−の二つを採用していることにより、後述の実施の形態に比べ、基準送信周期を調整しなくとも良い範囲が広くなるという利点がある。また、標的送信タイミングの基準範囲に対する位置を判定することにより被調整送信タイミングと基準角度を決定しているので調整時間は全てプラスの値となり、従って調整送信周期は必ず基準送信周期より大きくなるので、装置の送信能力をより高度にする必要がない。ｎ回目の送信タイミングと（ｎ＋１）回目の送信タイミングのうち、評価角の小さい方を標的送信タイミングとして調整制御の対象としているので、調整時間をより小さくすることができる。また、基準角度を＋、−の二つを採用し、被調整送信タイミングを適宜選択しているので、調整時間をプラスの値に維持しながら、調整時間の値をより小さくすることを可能としている。
【００７７】
上述の図５に示された具体的なケースに実施の形態１を当てはめると以下のようになる。車速ｖが１６８．６ｋｍ／ｈであるとの車速データを受領する（ＳＴ１）と、第１の評価角（θn+1）と第２の評価角（θｎ）とを算出し、その結果、θn+1＝１７７°、θn＝２°を得る（ＳＴ２）。ＳＴ３で二つの評価角が基準角度範囲に入らないことが確認されるので、ＳＴ５に移行する。ＳＴ５でふたつの評価角を比較すると第２の評価角（θｎ）の方が小さいのでＳＴ１０に移行する。ＳＴ１０において第２の評価角（θｎ）が１５°より小さいので、ＳＴ１１に移行し、〔式７〕により調整時間△ｔ＝０．００１７９ｓｅｃ、つまり１．７９ｍｓを得る。基準送信周期２０ｍｓに調整時間△ｔ＝１．７９ｍｓを加え、調整送信周期を２１．７９ｍｓとして呼び掛け電波の送信を開始し（ＳＴ９）、次の車速データを受信するまで繰り返す。
【００７８】
上記の具体例における呼び掛け電波の送信タイミングについて図１０により説明する。
【００７９】
図１０（ａ）は、調整前の呼び掛け電波の送信タイミングを示し、図１０（ｂ）は、調整後の呼び掛け電波の送信タイミングを示している。図１０（ａ）においては、送信タイミングはタイヤの角度で示してあり、送信周期の起点（０°）を通信可能角度範囲（０°から６０°）の開始位置に一致させている。このような条件のときに通信が可能となる送信タイミングが最も遅れて出現するからである。図１０（ｂ）においても、説明の便宜上、同じように設定している。
【００８０】
図１０（ａ）に示すように、呼び掛け電波の送信周期を調整する前においては、１回目の呼び掛け電波の送信タイミング（θ１）が約１７９°であり、２回目の呼び掛け電波の送信タイミング（θ２）が約３５８°である。そして、３回目以降の呼び掛け電波の送信タイミングにおいても、通信可能角度範囲に呼び掛け電波を送信することができていない。
【００８１】
これに対し、図１０（ｂ）に示すように、呼び掛け電波の送信周期を調整送信周期２１．７９ｍｓで呼び掛け電波を送信する場合には、２回目（ｎ回目）の呼び掛け電波の送信タイミングで（θ２）が３３０°に調整されている。その結果、これ以降、見かけ上、調整角である３０°分ずつ移動した送信タイミングが現れる。その結果、タイヤが１２回転する間に、３０°間隔でタイヤ一周分をカバーする範囲で送信タイミングが現れ、従って６０°の範囲を有する通信可能角度範囲がどの位置にあろうとも、タイヤの１２回転の間には通信が成立する。実際には、（θ１）を先頭に調整角分移動する送信タイミングも並存しているので、もっと早い段階に通信が成立し得る。
【００８２】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係るタイヤ状態監視装置１について説明する。図８は、本発明の実施の形態２における呼び掛け電波の送信周期を調整する場合の動作について説明するためのフロー図である。
【００８３】
実施の形態２は、前述した実施の形態１における工程を一部簡略化したものである。そして、その簡略化は、標的送信タイミングを予め（ｎ＋１）回目の送信タイミングに決めておくことによって行われる。即ち、図７に示した前述した実施の形態１のフローチャートと対比すると、ＳＴ２´（ＳＴ２に相当）では第１の評価角（θn+1）のみを求め、ＳＴ３´（ＳＴ３に相当）では第１の評価角（θn+1）を評価し、（ｎ＋１）回目の送信タイミングが基準角度範囲に入るかのみを評価している。このことにより、送信周期を調整しなくとも良い範囲が実施の形態１に比べて狭くなるという欠点もあるが、判定の処理が簡単になるという利点もある。ＳＴ６以降の工程は実施の形態１と同じであり、被調整送信タイミングは（ｎ＋１）回目の送信タイミングとｎ回目の送信タイミングが選択されるので、調整時間はプラスの値となる他、特殊な条件下を除いて実施の形態１とほぼ同じ効果を得ることができる。ちなみに、上述した図５に示した具体的な例をこの第２の実施の形態に当てはめると、結果は実施の形態１と同じ結果が得られる。
【００８４】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係るタイヤ状態監視装置１について説明する。図９は、本発明の実施の形態３における呼び掛け電波の送信周期を調整する場合の動作について説明するためのフロー図である。
【００８５】
実施の形態３は、前述した実施の形態２と同様に工程の一部簡略化を目的に、実施の形態２とは逆に、標的送信タイミングを予めｎ回目の送信タイミングに決めたものである。即ち、図７に示した前述した実施の形態１のフローチャートと対比すると、ＳＴ２´´（ＳＴ２に相当）では第２の評価角（θn）のみを求め、ＳＴ３´´（ＳＴ３に相当）では第２の評価角θnのみを評価し、ｎ回目の送信タイミングが基準角度範囲に入るかのみを評価している。また、被調整送信タイミングをｎ回目の送信タイミングに固定してある点が、前述の実施の形態１、実施の形態２と異なる。つまり、ＳＴ６に相当する工程がなく、ｎ回目の送信タイミングつまり標的送信タイミングが基準角度範囲に入らない場合は、標準送信タイミングを基準角度に合わせるように調整時間を求める（ＳＴ７‘’）。この結果、調整時間はマイナスの値となることがある。ただし、このようなケースは、標的送信タイミングつまりｎ回目の送信タイミングが０°から−１５°の間にあるときだけであり、頻度としては大きくない。また、装置の能力が高い場合には十分許容可能な処理なので、採用することは可能である。
【００８６】
このように本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１によれば、ＥＣＵ５ＦＬ〜５ＲＲが、トランスポンダ４ＦＬ〜４ＲＲの通信可能範囲に対して呼び掛け電波を送信できるように、当該呼び掛け電波の送信周期を調整するようにしたことから、従来のタイヤ状態監視装置のように、車速に応じて呼び掛け電波の送信回数が大幅に増加するという事態を回避でき、高速処理に対応可能な処理装置の搭載が不要となる。この結果、装置本体の製造に要するコストを低減しつつ、車両の速度が高速になった場合においても適切にタイヤの状態を監視することが可能となる。特に、本実施の形態に係るタイヤ状態監視装置１によれば、車速に応じて呼び掛け電波の送信タイミングが調整されるので、車速に柔軟に対応しつつ、適切にタイヤの状態を監視することが可能となる。
【００８７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の形態に係るタイヤ状態監視装置の全体構成を説明するための模式図である。
【図２】上記実施の形態に係るタイヤ状態監視装置が有するＥＣＵの構成について説明するための機能ブロック図である。
【図３】上記実施の形態に係るタイヤ状態監視装置において、各タイヤのタイヤ状態を監視する場合の動作について説明するためのシーケンス図である。
【図４】上記実施の形態に係るタイヤ状態監視装置のタイヤに搭載されたトランスポンダとコントローラのアンテナ７の位置関係を示す図である。
【図５】上記実施の形態に係るタイヤ状態監視装置の送信周期の調整の制御を説明する模式図である。
【図６】上記実施の形態に係るタイヤ状態監視装置の送信周期の調整の制御を説明する模式図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るタイヤ状態監視装置において、呼び掛け電波の送信周期を調整する場合の動作について説明するためのフロー図である。
【図８】本発明の実施の形態２における呼び掛け電波の送信周期を調整する場合の動作について説明するためのフロー図である。
【図９】本発明の実施の形態３における呼び掛け電波の送信周期を調整する場合の動作について説明するためのフロー図である。
【図１０】上記実施の形態に係るタイヤ状態監視装置における、調整前及び調整後の呼び掛け電波の送信タイミングを示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１ タイヤ状態監視装置
２ 車両
３ＦＬ、３ＦＲ、３ＲＬ、３ＲＲ タイヤ
４ＦＬ、４ＦＲ、４ＲＬ、４ＲＲ トランスポンダ
５ＦＬ、５ＦＲ、５ＲＬ、５ＲＲ ＥＣＵ（電子式制御装置）
６ マスターＥＣＵ
７ＦＬ、７ＦＲ、７ＲＬ、７ＲＲ アンテナ
８、９ バス
１０ 速度検出器
２１ 制御部
２２ ＲＦ回路
２３ ＲＦ通信部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が有するタイヤに装着されるトランスポンダと、車両本体に設けられ、前記トランスポンダに対してタイヤ状態を示すデータを取得するための呼び掛け電波を繰り返し送信するコントローラとを備えるタイヤ状態監視装置であって、前記コントローラは、前記トランスポンダに所定の送信周期で前記呼び掛け電波を送信し、車速に応じて前記所定の送信周期における前記呼び掛け電波の送信タイミングを予測し、予測した前記送信タイミングが所定の条件を満足するときは前記所定の送信周期を維持し、前記送信タイミングが所定の条件を満たさないときは前記所定の送信周期を調整することを特徴とするタイヤ状態監視装置。
【請求項２】
前記送信タイミングは送信周期の起点を基準として算出し、前記所定の条件は、算出した送信タイミングのうちのタイヤの１回転の直前あるいは直後の送信タイミングである標的送信タイミングが規定の基準角度範囲に位置することであることを特徴とする請求項１記載のタイヤ状態監視装置。
【請求項３】
前記コントローラから前記トランスポンダへの前記呼び掛け電波の送受信が可能な通信可能角度範囲が存在し、前記規定の基準角度範囲が前記送信周期の起点から前記通信可能角度範囲の略半分の角度を隔てた角度に位置する基準位置を挟む範囲でありかつ前記通信可能角度範囲角度より狭いことを特徴とする請求項２記載のタイヤ状態監視装置。
【請求項４】
前記コントローラは、前記標的送信タイミングが前記所定の条件が満たされない場合に、前記標的送信タイミングを前記規準位置に移動するように前記所定の送信周期を調整することを特徴とする請求項２記載のタイヤ状態監視装置。
【請求項５】
前記標的送信タイミングがタイヤの１回転を越した最初の送信タイミングであり、前記基準位置が前記送信の起点より＋方向に位置することを特徴とする請求項４記載のタイヤ状態監視装置。
【請求項６】
前記標的送信タイミングがタイヤの１回転を越す直前の送信タイミングであり、前記基準位置が前記送信周期の起点より−方向に位置することを特徴とする請求項４記載のタイヤ状況監視装置。
【請求項７】
前記標的送信タイミングがタイヤの１回転を越した最初の送信タイミングであり、該標的送信タイミングが前記送信の起点より＋方向に位置する前記基準角度範囲に到らないときには前記標的送信タイミングが前記基準位置に移動するように前記所定の送信周期を調整し、前記標的送信タイミングが前記基準角度範囲を超す場合には前記標的送信タイミングの前の送信タイミングが前記基準位置に移動するように前記所定の送信周期を調整することを特徴とする請求項４記載のタイヤ状況監視装置。
【請求項１】
車両が有するタイヤに装着されるトランスポンダと、車両本体に設けられ、前記トランスポンダに対してタイヤ状態を示すデータを取得するための呼び掛け電波を繰り返し送信するコントローラとを備えるタイヤ状態監視装置であって、前記コントローラは、前記トランスポンダに所定の送信周期で前記呼び掛け電波を送信し、車速に応じて前記所定の送信周期における前記呼び掛け電波の送信タイミングを予測し、予測した前記送信タイミングが所定の条件を満足するときは前記所定の送信周期を維持し、前記送信タイミングが所定の条件を満たさないときは前記所定の送信周期を調整することを特徴とするタイヤ状態監視装置。
【請求項２】
前記送信タイミングは送信周期の起点を基準として算出し、前記所定の条件は、算出した送信タイミングのうちのタイヤの１回転の直前あるいは直後の送信タイミングである標的送信タイミングが規定の基準角度範囲に位置することであることを特徴とする請求項１記載のタイヤ状態監視装置。
【請求項３】
前記コントローラから前記トランスポンダへの前記呼び掛け電波の送受信が可能な通信可能角度範囲が存在し、前記規定の基準角度範囲が前記送信周期の起点から前記通信可能角度範囲の略半分の角度を隔てた角度に位置する基準位置を挟む範囲でありかつ前記通信可能角度範囲角度より狭いことを特徴とする請求項２記載のタイヤ状態監視装置。
【請求項４】
前記コントローラは、前記標的送信タイミングが前記所定の条件が満たされない場合に、前記標的送信タイミングを前記規準位置に移動するように前記所定の送信周期を調整することを特徴とする請求項２記載のタイヤ状態監視装置。
【請求項５】
前記標的送信タイミングがタイヤの１回転を越した最初の送信タイミングであり、前記基準位置が前記送信の起点より＋方向に位置することを特徴とする請求項４記載のタイヤ状態監視装置。
【請求項６】
前記標的送信タイミングがタイヤの１回転を越す直前の送信タイミングであり、前記基準位置が前記送信周期の起点より−方向に位置することを特徴とする請求項４記載のタイヤ状況監視装置。
【請求項７】
前記標的送信タイミングがタイヤの１回転を越した最初の送信タイミングであり、該標的送信タイミングが前記送信の起点より＋方向に位置する前記基準角度範囲に到らないときには前記標的送信タイミングが前記基準位置に移動するように前記所定の送信周期を調整し、前記標的送信タイミングが前記基準角度範囲を超す場合には前記標的送信タイミングの前の送信タイミングが前記基準位置に移動するように前記所定の送信周期を調整することを特徴とする請求項４記載のタイヤ状況監視装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１０５５７１（Ｐ２００８−１０５５７１Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９０６８０（Ｐ２００６−２９０６８０）
【出願日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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