JP2016141270A - タイヤ空気圧検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の制御ユニットの内のいずれかの制御ユニットが故障してしまった場合においても、残った制御ユニットが受信不能領域に入らないようにすることができ、また、故障した制御ユニットが他の制御ユニットへ影響を及ぼさないようにすることができるタイヤ空気圧検知システムを提供する。
【解決手段】トランスポンダ４０と車載装置５と総合制御部７とを備え、車載装置５は、複数の制御ユニット１０と複数の車載アンテナ２０と切換回路３０とを有し、総合制御部７は、切換回路３０が総合制御部７からの制御信号に基づいて複数の制御ユニット１０と複数の車載アンテナ２０との間の接続パターンを切り換えると共に、複数の制御ユニット１０の内のいずれかが故障した場合、複数の制御ユニット１０の内のどの制御ユニット１０が故障したかを検出し、故障した制御ユニット１０が複数の車載アンテナ２０のいずれにも接続されないように制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両のタイヤ空気圧等の情報を検知するタイヤ空気圧検知システムに関する。

近年、タイヤの空気圧を遠隔で検知するために、タイヤに圧力センサと送信アンテナとを配置し、圧力センサの検知結果を車両に向けて送信することで、車両はタイヤのタイヤ空気圧情報を得ることができると共に、それに基づいて運転者に報知することが可能なタイヤ空気圧検知システムが存在している。

一般的なタイヤ空気圧検知システムにおいては、無線通信システムのアンテナで受信された電波が直接的に送信アンテナから届くもの（直接波）もあれば、障害物に跳ね返ってから届くもの（間接波）もあり、そのルートは様々である。この間接波は、跳ね返ったことによって、直接波に対してタイミング的にずれて届くため、このずれた波が互いに干渉し合い、受信アンテナに届く電波は強くなったり、弱くなったりを一定の周期で繰り返す。この現象を「フェージング」という。フェージングが大きい場合、データの一部が喪失し、受信側のデータ復調に支障を来たすことになる。

そこで、無線通信システムの多くにおいては、「ダイバーシティ受信」という方法によって、このフェージング対策を行っている。ダイバーシティとは、受け取る二つ以上の電波を合成したり、あるいは切り換えたりすることで受信電波のレベルの揺れを少なくする技術のことである。“空間”ダイバーシティは、ダイバーシティ受信の一つの方式であり、空間的（位置的）に離れた複数のアンテナで電波を受信する方法である。各アンテナの受信レベルを比較して最大の受信レベルのアンテナを選択し、そのアンテナの受信信号を受信機に伝える。

このようなダイバーシティ方式を採用したタイヤ空気圧検知システムとして、例えば特許文献１に挙げるタイヤ空気圧モニタリングシステム９００が開示されている。タイヤ空気圧モニタリングシステム９００の構成を図９に示す。

タイヤ空気圧モニタリングシステム９００は、空間ダイバーシティ方式を採用したタイヤ空気圧検知システムである。図９に示すように、ｎ個（図では便宜的にｎ＝４）のアンテナ９０５ａ〜９０５ｄは選択部９０７を介して受信機９０４に接続されている。選択部９０７は各々のアンテナ９０５ａ〜９０５ｄで受信された電波の強さを比較し、最も強い電波を受信したアンテナを選択する。従って、この空間ダイバーシティ方式を採用したタイヤ空気圧モニタリングシステムによれば、車体９０３の適切な位置に適切な数のアンテナ９０５ａ〜９０５ｄを設置することにより、タイヤ９０１内の空気圧センサを有したトランスポンダ９０２からの電波を、常に受信下限レベルを下回らないようにして受信し続けることができ、上述したフェージングによる不都合を解消することができる。

上記ダイバーシティ方式と呼ばれる従来技術においては、タイヤの回転に伴って発生する送信アンテナから発信される信号の受信不能領域を解消するために、受信用のアンテナを有する制御ユニットを異なる位置に複数個配置することで、最も受信感度が高い制御ユニットからの信号を用いるようにすることができる。

特許第４０４１９５８号公報

しかしながら、従来技術による空気圧モニタリングシステム９００においては、異なる位置に複数の制御ユニットが配置されているだけであるため、いずれかの制御ユニットが故障してしまった場合には、残った制御ユニットが車両側から見た受信不能領域に入った場合にタイヤの空気圧データが取得できなくなる可能性があった。

更に、いずれかの制御ユニットが故障してしまった場合、故障した制御ユニットが他の制御ユニットへ影響を及ぼしてしまうという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、複数の制御ユニットの内のいずれかの制御ユニットが故障してしまった場合においても、残った制御ユニットが受信不能領域に入らないようにすることができ、また、故障した制御ユニットが他の制御ユニットへ影響を及ぼさないようにすることができるタイヤ空気圧検知システムを提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明のタイヤ空気圧検知システムは、タイヤに設置され、前記タイヤのタイヤ空気圧を検出するトランスポンダと、車両の前記トランスポンダに対向する位置に配置され、前記トランスポンダとの間で無線による通信を行うことによって前記タイヤ空気圧を検知する車載装置と、前記車載装置を制御する総合制御部と、を備えたタイヤ空気圧検知システムであって、前記車載装置は、複数の制御ユニットと、車両内のそれぞれ異なった位置に配置された複数の車載アンテナと、前記制御ユニットと前記車載アンテナとの間に設けられた切換回路と、を有し、前記総合制御部は、前記切換回路を制御する制御信号を前記切換回路に供給し、前記切換回路が、前記制御信号に基づいて複数の前記制御ユニットと複数の前記車載アンテナとの間の接続パターンを切り換えると共に、複数の前記制御ユニットの内のいずれかが故障した場合、複数の前記制御ユニットの内のどの制御ユニットが故障したかを検出し、故障した前記制御ユニットが複数の前記車載アンテナのいずれにも接続されないように制御する、という特徴を有する。

このように構成されたタイヤ空気圧検知システムは、複数の制御ユニットと複数の車載アンテナとの間の接続パターンを切り換えるように制御するので、複数の制御ユニットの内のいずれかの制御ユニットが故障してしまった場合においても、残った制御ユニットを受信不能領域に入らないようにすることができる。また、故障した制御ユニットが複数の車載アンテナのいずれにも接続されないように制御するので、故障した制御ユニットが他の制御ユニットへ影響を及ぼさないようにすることができる。

また、上記の構成において、複数の前記制御ユニットはそれぞれ、前記切換回路に接続された送信端子と受信端子とを有し、前記総合制御部は、複数の前記制御ユニットの内のいずれかが故障した場合、この故障した前記制御ユニットの送信端子及び受信端子がそれぞれ所定のインピーダンスで終端されるように前記切換回路を制御する、という特徴を有する。

このように構成されたタイヤ空気圧検知システムは、故障した制御ユニットの送信端子及び受信端子をそれぞれ所定のインピーダンスで終端するので、故障した制御ユニットからのノイズが、他の制御ユニットに漏洩することがない。また、トランスポンダからの信号が故障した制御ユニットへ入力されることがない。

また、上記の構成において、１つのタイヤに対する複数の前記車載アンテナは、それぞれ前記切換回路に接続された第１車載アンテナと第２車載アンテナと第３車載アンテナと第４車載アンテナとから成ると共に、複数の前記制御ユニットは、それぞれ前記送信端子と前記受信端子とを有する第１制御ユニットと第２制御ユニットとから成り、前記第１制御ユニットの前記送信端子と前記受信端子とが、所定のタイミングでそれぞれ前記第１車載アンテナと前記第２車載アンテナとに接続されて、前記第１制御ユニットが前記通信に使用され、所定の時間経過後、前記第１制御ユニットの前記送信端子と前記受信端子とが、それぞれ前記第３車載アンテナと前記第４車載アンテナとに接続されて前記第１制御ユニットが前記通信に使用される、という特徴を有する。

このように構成されたタイヤ空気圧検知システムは、第１制御ユニットを通信に使用している状態において、第１制御ユニットと第１車載アンテナ及び第２車載アンテナとの接続と、第１制御ユニットと第３車載アンテナ及び第４車載アンテナとの接続とを、所定のタイミングで切り替えるので、第１制御ユニットが常に受信不能領域に入っている状態にならないようにすることができる。

また、上記の構成において、前記切換回路には、所定のインピーダンスで終端された複数の終端端子が設けられており、前記第２制御ユニットの前記送信端子と前記受信端子とが、それぞれ前記第１車載アンテナと前記第２車載アンテナ又はそれぞれ前記第３車載アンテナと前記第４車載アンテナとに接続されている時、前記第１制御ユニットの前記送信端子と前記受信端子とが、それぞれ前記終端端子に接続されるように前記切換回路が制御される、という特徴を有する。

このように構成されたタイヤ空気圧検知システムは、第２制御ユニットを通信に使用し、第１制御ユニットを通信に使用していない場合、通信に使用していない第１制御ユニットの送信端子及び受信端子をそれぞれ所定のインピーダンスで終端するので、通信に使用していない第１制御ユニットからの信号が、通信に使用している第２制御ユニットに漏洩することがない。また、トランスポンダからの信号が通信に使用していない第１制御ユニットへ入力されることがない。

また、上記の構成において、複数の前記車載アンテナの取り付け位置は、前記通信に用いられる信号の搬送波の波長の１／４だけ互いにずれて配置されている、という特徴を有する。

このように構成されたタイヤ空気圧検知システムは、複数の車載アンテナの取り付け位置を、通信に用いられる信号の搬送波の波長の１／４だけ互いにずらして配置したので、複数の車載アンテナの内の１つの車載アンテナが受信不能領域に入ったとしても、他の車載アンテナが受信不能領域に入らないようにすることができる。

また、上記の構成において、複数の前記制御ユニットはそれぞれ、ウォッチドッグタイマ回路を含む論理回路を有し、複数の前記制御ユニットの内のいずれかが故障した場合、前記制御ユニットの内のどの制御ユニットが故障したかを、前記論理回路を用いて検出する、という特徴を有する。

このように構成されたタイヤ空気圧検知システムは、制御ユニットの故障を、ウォッチドッグタイマ回路を含む論理回路を用いて検出するので、故障した制御ユニットを確実に判定することができる。

本発明のタイヤ空気圧検知システムは、複数の制御ユニットと複数の車載アンテナとの間の接続パターンを切り換えるように制御するので、複数の制御ユニットの内のいずれかの制御ユニットが故障してしまった場合においても、残った制御ユニットを受信不能領域に入らないようにすることができる。また、故障した制御ユニットが複数の車載アンテナのいずれにも接続されないように制御するので、故障した制御ユニットが他の制御ユニットへ影響を及ぼさないようにすることができる。

本発明のタイヤ空気圧検知システムの概略を示す模式図である。 トランスポンダの構成を示すブロック図である。 車載装置の構成を示すブロック図である。 制御ユニットの構成を示すブロック図及び第１論理回路の真理値表である。 制御ユニットの構成を示すブロック図及び第２論理回路の真理値表である。 第１実施形態の車載装置と車載アンテナとの接続を示すブロック図である。 第２実施形態の車載装置と車載アンテナとの接続を示すブロック図である。 第３実施形態の車載装置と車載アンテナとの接続を示すブロック図である。 従来例に係るタイヤ空気圧モニタリングシステムを示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

まず、タイヤ空気圧検知システム１００の概略構成について、図１を用いて説明する。また、車載装置５とトランスポンダ４０それぞれの構成、及びその働きについて、図２及び図３を用いて説明する。

図１は、タイヤ空気圧検知システム１００の概略的な構成を示す図であり、車載装置５及び総合制御部７を備えた車両５１及びトランスポンダ４０を備えたタイヤ５２を上方から見た時の模式図である。

タイヤ空気圧検知システム１００は、タイヤ５２内の空気圧を検出し、車両５１側でタイヤ空気圧を検知するために用いられるものである。タイヤ空気圧検知システム１００は、図１に示すように、各タイヤ５２に設置された、タイヤ空気圧を検出するトランスポンダ４０と、車両５１の各トランスポンダ４０に対向する位置に配置された、トランスポンダ４０との間で無線による通信を行うことによってタイヤ空気圧を検知する車載装置５と、車載装置５を制御する総合制御部７と、を備えて構成されている。通常、１台の車両５１に対して４つの車載装置５が搭載される。

図２は、トランスポンダ４０の構成を示すブロック図である。トランスポンダ４０は、図２に示すように、トランスポンダアンテナ４２、インピーダンス整合回路４３、検波回路４４、応答回路４５、電源回路４６、共振回路４７、トランスポンダ制御回路４８、及び平滑回路４９を備えて構成されている。

トランスポンダアンテナ４２は車載装置５との間で通信を行うための送受信アンテナである。インピーダンス整合回路４３は、図２に示すように、アンテナ４２と検波回路４４との間に接続されており、アンテナ４２の出力インピーダンスと検波回路４４の入力インピーダンスとの整合を行う回路である。検波回路４４は、アンテナ４２が受信した信号を半導体素子（図示せず）に通して検波を行ない、直流成分に交流成分を重畳して出力する回路である。

図２に示すように、応答回路４５が検波回路４４の後段に接続されている。また、検波回路４４と応答回路４５との間の接続点には、共振回路４７の一端が接続されている。

共振回路４７は、検波回路４４から出力された交流成分から所望の周波数の交流成分を復調信号として取り出す回路であり、互いに並列に接続された共振キャパシタ４７ａ及びインダクタ４７ｂからなる並列共振回路を含んで構成される。この並列共振回路の他端は、接地キャパシタ４７ｃを介してグランドに接続されている。共振回路４７の共振周波数は、アンテナ４２が受信する信号に含まれる被変調成分の周波数に設定されており、受信信号の搬送波の周波数を、例えば、２．４ＧＨｚとすると、例えば周波数１０ＭＨｚに設定される。

応答回路４５は、検波回路４４から交流成分として出力された復調信号を入力し、出力信号としての被変調信号を出力するように形成されているセンサ回路である。応答回路４５は水晶振動子を有し、復調信号の一時的な入力によって水晶振動子を発振させ、水晶振動子の周囲の気圧変化および温度変化によって生じる発振周波数の変化に基づいて圧力及び温度を測定し、その測定データを被変調信号として出力する圧力温度測定回路である。具体的には、タイヤ５２の空気圧および温度を測定するＴＰＭＳ（Tire Pressure Monitoring System）用圧力温度測定回路が選択される。応答回路４５の前段には共振回路４７が並列に接続されている関係上、入出力信号の効率的な入出力を実現するため、復調信号および非変調回路の周波数は、共振回路４７の共振周波数付近に設定されている。

電源回路４６は集積回路で構成されるトランスポンダ制御回路４８に駆動電力を供給する回路であり、図２に示すように、主として検波回路４４から出力された直流成分を充電する充電型回路が選択される。具体的には、電源回路４６の入力端となるアノード及び電源回路４６の出力端となるカノードを有するダイオード４６ａとダイオード４６ａのカソードとグランド間に接続されている充電キャパシタ４６ｂとを有する充電型回路が選択されている。なお、電源回路４６としては、充電型回路にバッテリを搭載したハイブリッド型回路が選択されてもよい。

トランスポンダ制御回路４８は、図示しないＭＰＵ回路（Micro Processing Unit：演算処理回路）、ＲＦ回路（高周波回路）等の回路を有している。ＲＦ回路は、車載装置５との間で通信を行なえるように構成されている。ＭＰＵ回路は、ＲＦ回路等の動作を制御するために設けられている。尚、ＲＦ回路は平滑回路４９を介してアンテナ４２と接続されている。

図３は、各タイヤ５２内のトランスポンダ４０それぞれに対向した車載装置５内の構成を示すブロック図である。各車載装置５は、複数の制御ユニット１０と、車両５１内のそれぞれ異なった位置に配置された複数の車載アンテナ２０と、制御ユニット１０と車載アンテナ２０との間に設けられた切換回路３０と、を有して構成されている。制御ユニット１０と切換回路３０は、車両５１内に設けられた総合制御部７に接続されている。

複数の制御ユニット１０は、第１制御ユニット１０−１と第２制御ユニット１０−２とから成り、それぞれ、切換回路３０に接続された送信端子と受信端子とを有している。具体的には、第１制御ユニット１０−１は、送信端子１０−１ａと受信端子１０−１ｂとを有し、第２制御ユニット１０−２は、送信端子１０−２ａと受信端子１０−２ｂとを有している。

また、第１制御ユニット１０−１及び第２制御ユニット１０−２には、それぞれ、制御信号出力端子１０−１ｃと制御信号入力端子１０−１ｄ、及び制御信号出力端子１０−２ｃと制御信号入力端子１０−２ｄが設けられており、各制御ユニット１０から制御信号ライン７ｂ及び制御端子７ａを介して、制御信号が総合制御部７へ出力されると共に、各制御ユニット１０に総合制御部７から制御端子７ａ及び制御信号ライン７ｂを介して制御信号が入力される。

車載装置５内に設けられた複数の車載アンテナ２０は、第１車載アンテナ２０−１と第２車載アンテナ２０−２と第３車載アンテナ２０−３と第４車載アンテナ２０−４とから成り、それぞれ切換回路３０に接続されている。

複数の車載アンテナ２０は、トランスポンダ４０に対向する位置に配置されていると共に、車両５１内のそれぞれ異なった位置に配置されている。具体的には、第１車載アンテナ２０−１と第２車載アンテナ２０−２と第３車載アンテナ２０−３と第４車載アンテナ２０−４の取り付け位置は、通信に用いられる信号の搬送波の波長の１／４だけ互いにずれて配置されている。もしも通信に用いられる信号の搬送波の周波数が、２．４ＧＨｚであれば、第１車載アンテナ２０−１と第２車載アンテナ２０−２と第３車載アンテナ２０−３と第４車載アンテナ２０−４とは、それぞれ３．１２５ｃｍずつ互いにずれて配置される。

ところで、前述の従来技術の項でも紹介したように、近年のタイヤ空気圧検知システムでは、冗長性を持たせるため、１つのトランスポンダに対して複数、例えば２つの制御ユニットが組み合わされる。これは、２つの制御ユニットが同時に壊れることがほとんどなく、どちらかの制御ユニットが動作しているため、トランスポンダと制御ユニットとの間の通信不能が発生しないことを前提としている。２つの制御ユニットは、互いに所定の距離を離して設定しているため、どちらか一方が受信不能領域にある時には、他方は受信不能領域にはない。

しかし、２つの制御ユニットの内の１つが何らかの理由によって故障した場合、タイヤの回転に伴って変化するトランスポンダの位置によっては、受信不能領域が発生する可能性が高くなる。受信不能領域が発生した場合、トランスポンダと制御ユニットとの間で通信不能となってしまう。しかし、この場合、２つの制御ユニットの内、どの制御ユニットが故障したのかが分からない。また、受信不能領域の発生は、車両が止まっている時に発生しやすいが、車両が動いている時でも、受信不能領域が同期している場合には、受信不能領域が発生することがある。

そのため、車両が止まっている時でも、車両が動いている時でも、２つの制御ユニットの内のどの制御ユニットが故障したのかを判別する必要がある。また、２つの制御ユニットの内、どちらかの制御ユニットが故障した場合、故障した制御ユニットが車載アンテナに接続されないようにしなければならない。

本発明では、図３に示すように、１つのタイヤ５２に設置された１つのトランスポンダ４０に対して車載装置５を対向させ、総合制御部７から切換回路３０へ制御信号を供給し、切換回路３０が、該制御信号に基づいて、制御ユニット１０と車載アンテナ２０との間の接続パターンを切り換えるようにした。また、複数の制御ユニット１０の内のいずれかが故障した場合、複数の制御ユニット１０の内のどの制御ユニット１０が故障したかを検出し、故障した制御ユニット１０が複数の車載アンテナ２０のいずれにも接続されないように、総合制御部７によって制御するようにした。

複数の制御ユニット１０の内のいずれかが故障した場合、どの制御ユニット１０が故障したかを検出する方法について、図３乃至図５を用いて説明する。本発明では、複数の制御ユニット１０の内のどの制御ユニット１０が故障したかを検出するために、論理回路１５を用いる。本発明の実施形態では、論理回路１５として第１論理回路１５−１又は第２論理回路１５−２を使用した。尚、第１論理回路１５−１及び第２論理回路１５−２は同一の機能を有しているため、論理回路１５として第１論理回路１５−１、第２論理回路１５−２のどちらを用いても良い。また、第１論理回路１５−１を有した制御ユニット１０ａ、又は、第２論理回路１５−２を有した制御ユニット１０ｂは、第１制御ユニット１０−１及び第２制御ユニット１０−２それぞれに同時に用いられることが望ましい。

第１論理回路１５−１が内蔵された制御ユニット１０ａの構成とその動作について、図４（ａ）及び図４（ｂ）を用いて説明する。

図４（ａ）は、制御ユニット１０ａ内の構成を示すブロック図であり、図４（ｂ）は、第１論理回路１５−１の真理値表である。

図４（ａ）に示すように、制御ユニット１０ａは、ＣＰＵ回路１１と通信回路１３と第１論理回路１５−１とを含んで構成されている。ＣＰＵ回路１１には、ＣＰＵ第１出力端子１１ａとＣＰＵ第２出力端子１１ｂとが設けられており、それぞれ第１論理回路１５−１に接続されている。また、ＣＰＵ回路１１は、通信回路１３と接続されており、通信回路１３は、送信端子１０−１ａ又は１０−２ａ、及び受信端子１０−１ｂ又は１０−２ｂを介して切換回路３０に接続される。通信回路１３は、送信端子１０−１ａ又は１０−２ａに接続された送信部１３ａ（図中ＴＸ）と受信端子１０−１ｂ又は１０−２ｂに接続された受信部１３ｂ（図中ＲＸ）とで構成されている。

ＣＰＵ回路１１には、総合制御部７からの制御信号が制御信号入力端子１０−１ｄ又は１０−２ｄを介して入力され、ＣＰＵ回路１１は、その制御信号に従って、通信回路１３内の送信部１３ａから送信端子１０−１ａ又は１０−２ａを介して、トランスポンダ４０へ通信信号を送信させる。車両５１内の他の車載装置５にある複数の制御ユニット１０を含めた各制御ユニット１０に入力される制御信号の入力タイミングは、総合制御部７で制御される。また、受信部１３ｂは、受信端子１０−１ｂ又は１０−２ｂを介して、トランスポンダ４０で取得されたタイヤ空気圧の情報を含む信号を受信してその情報を抽出し、ＣＰＵ回路１１に伝送する。更に、ＣＰＵ回路１１からは車両５１に設けられた表示装置（図示せず）に上記情報を伝送し表示させる。

第１論理回路１５−１は、ウォッチドッグタイマ回路１５ａ（図中ＷＤＴ）とＮＯＴ回路１５ｂとＯＲ回路１５ｃとで構成されている。ＣＰＵ回路１１のＣＰＵ第１出力端子１１ａはＯＲ回路１５ｃの一方の入力端に接続されており、ＣＰＵ回路１１のＣＰＵ第２出力端子１１ｂはウォッチドッグタイマ回路１５ａの入力端に接続されており、ウォッチドッグタイマ回路１５ａの出力端はＮＯＴ回路１５ｂの入力端に接続されている。更に、ＮＯＴ回路１５ｂの出力端はＯＲ回路１５ｃの他方の入力端に接続されており、ＯＲ回路１５ｃの出力端、即ち第１論理回路１５−１の出力端は、前述した制御信号出力端子１０−１ｃ又は１０−２ｃに接続されている。

図４（ａ）及び図４（ｂ）において、ＣＰＵ第１出力端子１１ａの出力値を（１）、ＣＰＵ第２出力端子１１ｂの出力値を（２）、ウォッチドッグタイマ回路１５ａの出力値を（３）、ＮＯＴ回路１５ｂの出力値を（４）、ＯＲ回路１５ｃの出力値を（５）として表示する。

制御ユニット１０ａが故障せず、正常に動作している場合（正常時）、ＣＰＵ第２出力端子１１ｂからは、ウォッチドッグタイマ回路１５ａをリセットするためのリセット信号（２）が、定期的に出力されている。また、ＣＰＵ第１出力端子１１ａの出力値（１）は、図４（ｂ）に示すように、“０”又は“１”になっている。

ウォッチドッグタイマ回路１５ａは、定期的にリセット信号（２）が入力されると出力値が“１“となり、リセット信号（２）が入力されなくなった場合、出力値が“０“となる回路である。従って、制御ユニット１０ａが故障していない正常時には、図４（ｂ）に示すように、ウォッチドッグタイマ回路１５ａの出力値（３）は、“１”になる。そのため、ＮＯＴ回路１５ｂの出力値（４）は“０“となる。その結果、ＯＲ回路１５ｃの出力値（５）は、ＣＰＵ第１出力端子１１ａの出力値（１）と同一となり、“０”又は“１”になる。

一方、制御ユニット１０ａが故障した場合、ＣＰＵ第２出力端子１１ｂからは、ウォッチドッグタイマ回路１５ａをリセットするためのリセット信号（２）が出力されなくなる。

制御ユニット１０ａが故障した場合、リセット信号（２）が入力されなくなるため、図４（ｂ）に示すように、ウォッチドッグタイマ回路１５ａの出力値（３）は、常に“０”になる。そのため、ＮＯＴ回路１５ｂの出力値（４）は常に“１“となる。その結果、ＯＲ回路１５ｃの出力値（５）は、“１”になる。

このように、第１論理回路１５−１を内蔵した制御ユニット１０ａの場合、制御ユニット１０ａが故障した時、制御信号出力端子１０−１ｃ又は制御信号出力端子１０−２ｃの出力信号は常に“１”になるため、複数の制御ユニット１０、即ち図３に示す第１制御ユニット１０−１又は第２制御ユニット１０−２の内のどの制御ユニット１０が故障したかを明確に検出することができる。

次に、第２論理回路１５−２が内蔵された制御ユニット１０ｂの構成とその動作について、図５（ａ）及び図５（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ）は、制御ユニット１０ｂ内の構成を示すブロック図であり、図５（ｂ）は、第２論理回路１５−２の真理値表である。

図５（ａ）に示すように、制御ユニット１０ｂは、ＣＰＵ回路１１と通信回路１３と第２論理回路１５−２とを含んで構成されている。ＣＰＵ回路１１及び通信回路１３については、制御ユニット１０ａの場合と同等であるため、その説明を省略する。

第２論理回路１５−２は、ウォッチドッグタイマ回路１５ａとＡＮＤ回路１５ｄとで構成されている。ＣＰＵ回路１１のＣＰＵ第１出力端子１１ａはＡＮＤ回路１５ｄの一方の入力端に接続されており、ＣＰＵ回路１１のＣＰＵ第２出力端子１１ｂはウォッチドッグタイマ回路１５ａの入力端に接続されており、ウォッチドッグタイマ回路１５ａの出力端はＡＮＤ回路１５ｄの他方の入力端に接続されている。また、ＡＮＤ回路１５ｄの出力端、即ち第２論理回路１５−２の出力端は、前述した制御信号出力端子１０−１ｃ又は１０−２ｃに接続されている。

図５（ａ）及び図５（ｂ）において、ＣＰＵ第１出力端子１１ａの出力値を（１）、ＣＰＵ第２出力端子１１ｂの出力値を（２）、ウォッチドッグタイマ回路１５ａの出力値を（６）、ＡＮＤ回路１５ｄの出力値を（７）として表示する。

制御ユニット１０ｂが故障せず、正常に動作している場合（正常時）、ＣＰＵ第２出力端子１１ｂからは、ウォッチドッグタイマ回路１５ａをリセットするためのリセット信号（２）が、定期的に出力されている。また、ＣＰＵ第１出力端子１１ａの出力値（１）は、図４（ｂ）に示すように、“０”又は“１”になっている。

前述したように、ウォッチドッグタイマ回路１５ａは、定期的にリセット信号（２）が入力されると出力値が“１“となり、リセット信号（２）が入力されなくなった場合、出力値が“０“となる回路である。従って、制御ユニット１０ｂが故障していない正常時には、図５（ｂ）に示すように、ウォッチドッグタイマ回路１５ａの出力値（６）は、“１”になる。その結果、ＡＮＤ回路１５ｄの出力値（７）は、ＣＰＵ第１出力端子１１ａの出力値（１）と同一となり、“０”又は“１”になる。

一方、制御ユニット１０ｂが故障した場合、ＣＰＵ第２出力端子１１ｂからは、ウォッチドッグタイマ回路１５ａをリセットするためのリセット信号（２）が出力されなくなる。

制御ユニット１０ｂが故障した場合、リセット信号（２）が入力されなくなるため、図５（ｂ）に示すように、ウォッチドッグタイマ回路１５ａの出力値（６）は、常に“０”になる。その結果、ＡＮＤ回路１５ｄの出力値（７）は、“０”になる。

このように、第２論理回路１５−２を内蔵した制御ユニット１０ｂの場合、制御信号出力端子１０−１ｃ又は制御信号出力端子１０−２ｃの出力信号は、常に“０”になるため、複数の制御ユニット１０、即ち第１制御ユニット１０−１又は第２制御ユニット１０−２の内のどの制御ユニット１０が故障したかを検出することができる。

［第１実施形態］
次に、故障した制御ユニット１０が複数の車載アンテナ２０のいずれにも接続されないように制御する方法について、図３及び図６を用いて説明する。図６は、制御ユニット１０、切換回路３０及び車載アンテナ２０の接続関係を示すブロック図である。

図６に示すように、切換回路３０には、第１制御ユニット１０−１の送信端子１０−１ａ、受信端子１０−１ｂ、第２制御ユニット１０−２の送信端子１０−２ａ、受信端子１０−２ｂ、及び総合制御部７の制御端子７ａがそれぞれ接続される複数の制御側接続端子３７が設けられている。また、切換回路３０には、複数の車載アンテナ２０、即ち第１車載アンテナ２０−１、第２車載アンテナ２０−２、第３車載アンテナ２０−３、及び第４車載アンテナ２０−４それぞれに接続される複数のアンテナ側接続端子３１が設けられている。

切換回路３０には、第１制御ユニット１０−１の送信端子１０−１ａに対応した第１ブロック３０ａと、第１制御ユニット１０−１の受信端子１０−１ｂに対応した第２ブロック３０ｂと、第２制御ユニット１０−２の送信端子１０−２ａに対応した第３ブロック３０ｃと、第２制御ユニット１０−２の受信端子１０−２ｂに対応した第４ブロック３０ｄとが設けられている。

第１ブロック３０ａ、第２ブロック３０ｂ、第３ブロック３０ｃ、及び第４ブロック３０ｄそれぞれには、４つのアンテナ側接続端子３１と１つの終端端子３３とが設けられており、４つのアンテナ側接続端子３１のうち１つ目が第１車載アンテナ２０−１に、２つ目が第２車載アンテナ２０−２に、３つ目が第３車載アンテナ２０−３に、４つ目が第４車載アンテナ２０−４に、それぞれ接続されている。また、それぞれのブロックの５つ目の端子が終端端子３３となっており、終端端子３３には、所定のインピーダンスを有する抵抗器３５が接続されている。所定のインピーダンスとしては５０Ωが選択されている。

第１制御ユニット１０−１の送信端子１０−１ａ、受信端子１０−１ｂ、第２制御ユニット１０−２の送信端子１０−２ａ、受信端子１０−２ｂは、それぞれ、総合制御部７からの制御信号によって第１車載アンテナ２０−１、又は第２車載アンテナ２０−２、又は第３車載アンテナ２０−３、又は第４車載アンテナ２０−４、又は所定のインピーダンスを有する抵抗器３５に接続されるように構成されている。

もしも、第１制御ユニット１０−１及び第２制御ユニット１０−２の内のどちらかが故障した場合、例えば、第２制御ユニット１０−２が故障した場合、図４又は図５に示した第１論理回路１５−１又は第２論理回路１５−２によって故障の情報が検出される。その場合、図３に示した、第２制御ユニット１０−２の制御信号出力端子１０−２ｃから総合制御部７に、その故障の情報が伝送される。その結果、総合制御部７は、図６に示すように、この故障した第２制御ユニット１０−２の送信端子１０−２ａ及び受信端子１０−２ｂを、切換回路３０の第３ブロック３０ｃ及び第４ブロック３０ｄにおいて、所定のインピーダンスを有する抵抗器３５が接続されている終端端子３３にそれぞれ接続するように制御する。また、故障していない第１制御ユニット１０−１の送信端子１０−１ａを第１ブロック３０ａにおいて第１車載アンテナ２０−１に接続し、受信端子１０−１ｂを第２ブロック３０ｂにおいて第２車載アンテナ２０−２に接続するように制御する。尚、本実施形態では上述のように制御したが、第１制御ユニット１０−１の送信端子１０−１ａが第２車載アンテナ２０−２に接続され、受信端子１０−１ｂが第１車載アンテナ２０−１に接続されるように制御しても良い。

［第２実施形態］
次に、第１制御ユニット１０−１及び第２制御ユニット１０−２のどちらもが故障せずに、正常に動作している場合で、第１制御ユニット１０−１を通信に使用している状態における第１制御ユニット１０−１の車載アンテナ２０に対する接続方法の、１つの例について、図７を用いて説明する。

図７（ａ）は、ある所定のタイミングにおける第１制御ユニット１０−１、切換回路３０及び車載アンテナ２０の接続関係を示すブロック図であり、図７（ｂ）は、該所定のタイミングから所定の時間経過した後における第１制御ユニット１０−１、切換回路３０及び車載アンテナ２０の接続関係を示すブロック図である。

図７（ａ）に示すように、ある所定のタイミングにおいて、第１制御ユニット１０−１の送信端子１０−１ａが第１車載アンテナ２０−１に接続されるように総合制御部７によって制御される。また、第１制御ユニット１０−１の受信端子１０−１ｂが第２車載アンテナ２０−２に接続されるように総合制御部７によって制御されており、第１制御ユニット１０−１がトランスポンダ４０との間の通信に使用される。尚、この時、第２制御ユニット１０−２は、トランスポンダ４０との間での送受信を行っておらず、第２制御ユニット１０−２の送信端子１０−２ａ及び受信端子１０−２ｂは複数の車載アンテナ２０のどれにも接続されていない。

そして、所定の時間経過後には、図７（ｂ）に示すように、送信端子１０−１ａと受信端子１０−１ｂとが、それぞれ第３車載アンテナ２０−３と第４車載アンテナ２０−４とに接続されて、第１制御ユニット１０−１が通信に使用される。この時も、第２制御ユニット１０−２は、トランスポンダ４０との間での送受信を行っておらず、第２制御ユニット１０−２の送信端子１０−２ａ及び受信端子１０−２ｂが複数の車載アンテナ２０の内のどの車載アンテナ２０にも接続されていない。

尚、本発明の実施形態では、ある所定のタイミングにおいて、第１制御ユニット１０−１の送信用に第１車載アンテナ２０−１を使用すると共に、受信用に第２車載アンテナ２０−２を使用するように設定し、所定の時間経過後に、送信用に第３車載アンテナ２０−３を使用すると共に、受信用に第４車載アンテナ２０−４を使用するように設定した。しかし、本発明では、常にこの組み合わせを採用しなければならない訳ではなく、例えば、ある所定のタイミングにおいて、第１制御ユニット１０−１の送信用に第２車載アンテナ２０−２を使用すると共に、受信用に第４車載アンテナ２０−４を使用するように設定し、所定の時間経過後に、送信用に第３車載アンテナ２０−３を使用すると共に、受信用に第１車載アンテナ２０−１を使用するように設定する等、任意にその組み合わせを変更しても良い。また、第１制御ユニット１０−１を使用せず、第２制御ユニット１０−２を使用する場合、第２制御ユニット１０−２に対し、上記第１制御ユニット１０−１と同様の切換え方法を実施しても良い。

［第３実施形態］
次に、第１制御ユニット１０−１及び第２制御ユニット１０−２が故障せずに、正常に動作している場合で、第２制御ユニット１０−２を通信に使用している状態における各制御ユニット１０の接続方法の、１つの例について、図８を用いて説明する。

第１制御ユニット１０−１及び第２制御ユニット１０−２が故障せずに、正常に動作している場合において、例えば、図８に示すように、第２制御ユニット１０−２の送信端子１０−２ａと受信端子１０−２ｂとが、それぞれ第１車載アンテナ２０−１と第２車載アンテナ２０−２とに接続されている時、第１制御ユニット１０−１の送信端子１０−１ａと受信端子１０−１ｂとが、それぞれ終端端子３３に接続されるように切換回路３０が制御される。

尚、この実施形態では、第２制御ユニット１０−２の送信端子１０−２ａと受信端子１０−２ｂとが、それぞれ第１車載アンテナ２０−１と第２車載アンテナ２０−２とに接続されていて、第１制御ユニット１０−１の送信端子１０−１ａと受信端子１０−１ｂとが、それぞれ終端端子３３に接続されている状態を図８に示したが、本発明では、常にこの組み合わせを採用しなければならない訳ではない。例えば、第２制御ユニット１０−２の送信用に第３車載アンテナ２０−３を使用すると共に、受信用に第２車載アンテナ２０−２を使用するように設定し、第１制御ユニット１０−１の送信端子１０−１ａと受信端子１０−１ｂとを、それぞれ終端端子３３に接続するように設定する等、任意にその組み合わせを変更しても良い。

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。

本発明の実施例であるタイヤ空気圧検知システム１００は、複数の制御ユニット１０と複数の車載アンテナ２０との間の接続パターンを切り換えるように制御するので、複数の制御ユニット１０の内のいずれかの制御ユニット１０が故障してしまった場合においても、残った制御ユニット１０を受信不能領域に入らないようにすることができる。また、故障した制御ユニット１０が複数の車載アンテナ２０のいずれにも接続されないように制御するので、故障した制御ユニット１０が他の制御ユニット１０へ影響を及ぼさないようにすることができる。

また、故障した制御ユニット１０の送信端子及び受信端子をそれぞれ所定のインピーダンスで終端するので、故障した制御ユニット１０からのノイズが、他の制御ユニット１０に漏洩することがない。また、トランスポンダからの信号が故障した制御ユニット１０へ入力されることがない。

また、第１制御ユニット１０−１を通信に使用している状態において、第１制御ユニット１０−１と第１車載アンテナ２０−１及び第２車載アンテナ２０−２との接続と、第１制御ユニット１０−１と第３車載アンテナ２０−３及び第４車載アンテナ２０−４との接続とを、所定のタイミングで切り替えるので、第１制御ユニット１０−１が常に受信不能領域に入っている状態にならないようにすることができる。

また、第２制御ユニット１０−２を通信に使用し、第１制御ユニット１０−１を通信に使用していない場合、通信に使用していない第１制御ユニット１０−１の送信端子１０−１ａ及び受信端子１０−１ｂをそれぞれ所定のインピーダンスで終端するので、通信に使用していない第１制御ユニット１０−１からの信号が、通信に使用している第２制御ユニット１０−２に漏洩することがない。また、トランスポンダからの信号が通信に使用していない第１制御ユニット１０−１へ入力されることがない。

また、複数の車載アンテナ２０の取り付け位置を、通信に用いられる信号の搬送波の波長の１／４だけ互いにずらして配置したので、複数の車載アンテナ２０の内の１つの車載アンテナ２０が受信不能領域に入ったとしても、他の車載アンテナ２０が受信不能領域に入らないようにすることができる。

また、制御ユニット１０の故障を、ウォッチドッグタイマ回路１５ａを含む論理回路１５を用いて検出するので、故障した制御ユニット１０を確実に判定することができる。

以上説明したように、本発明のタイヤ空気圧検知システムは、複数の制御ユニットと複数の車載アンテナとの間の接続パターンを切り換えるように制御するので、複数の制御ユニットの内のいずれかの制御ユニットが故障してしまった場合においても、残った制御ユニットを受信不能領域に入らないようにすることができる。また、故障した制御ユニットが複数の車載アンテナのいずれにも接続されないように制御するので、故障した制御ユニットが他の制御ユニットへ影響を及ぼさないようにすることができる。

本発明は上記の実施形態の記載に限定されず、その効果が発揮される態様で適宜変更して実施することができる。

５ 車載装置
７ 総合制御部
７ａ 制御端子
７ｂ 制御信号ライン
１０ 制御ユニット
１０ａ 制御ユニット
１０ｂ 制御ユニット
１０−１ 第１制御ユニット
１０−１ａ 送信端子
１０−１ｂ 受信端子
１０−１ｃ 制御信号出力端子
１０−１ｄ 制御信号入力端子
１０−２ 第２制御ユニット
１０−２ａ 送信端子
１０−２ｂ 受信端子
１０−２ｃ 制御信号出力端子
１０−２ｄ 制御信号入力端子
１１ ＣＰＵ回路
１１ａ ＣＰＵ第１出力端子
１１ｂ ＣＰＵ第２出力端子
１３ 通信回路
１３ａ 送信部
１３ｂ 受信部
１５ 論理回路
１５ａ ウォッチドッグタイマ回路
１５ｂ ＮＯＴ回路
１５ｃ ＯＲ回路
１５ｄ ＡＮＤ回路
１５−１ 第１論理回路
１５−２ 第２論理回路
２０ 車載アンテナ
２０−１ 第１車載アンテナ
２０−２ 第２車載アンテナ
２０−３ 第３車載アンテナ
２０−４ 第４車載アンテナ
３０ 切換回路
３０ａ 第１ブロック
３０ｂ 第２ブロック
３０ｃ 第３ブロック
３０ｄ 第４ブロック
３１ アンテナ側接続端子
３３ 終端端子
３５ 抵抗器
３７ 制御側接続端子
４０ トランスポンダ
４２ トランスポンダアンテナ
４３ インピーダンス整合回路
４４ 検波回路
４５ 応答回路
４６ 電源回路
４６ａ ダイオード
４６ｂ 充電キャパシタ
４７ 共振回路
４７ａ 共振キャパシタ
４７ｂ インダクタ
４７ｃ 接地キャパシタ
４８ トランスポンダ制御回路
４９ 平滑回路
５１ 車両
５２ タイヤ
１００ タイヤ空気圧検知システム

Claims (6)

1. タイヤに設置され、前記タイヤのタイヤ空気圧を検出するトランスポンダと、車両の前記トランスポンダに対向する位置に配置され、前記トランスポンダとの間で無線による通信を行うことによって前記タイヤ空気圧を検知する車載装置と、前記車載装置を制御する総合制御部と、を備えたタイヤ空気圧検知システムであって、
   前記車載装置は、複数の制御ユニットと、車両内のそれぞれ異なった位置に配置された複数の車載アンテナと、前記制御ユニットと前記車載アンテナとの間に設けられた切換回路と、を有し、
   前記総合制御部は、前記切換回路を制御する制御信号を前記切換回路に供給し、前記切換回路が、前記制御信号に基づいて複数の前記制御ユニットと複数の前記車載アンテナとの間の接続パターンを切り換えると共に、複数の前記制御ユニットの内のいずれかが故障した場合、複数の前記制御ユニットの内のどの制御ユニットが故障したかを検出し、故障した前記制御ユニットが複数の前記車載アンテナのいずれにも接続されないように制御する、ことを特徴とするタイヤ空気圧検知システム。
2. 複数の前記制御ユニットはそれぞれ、前記切換回路に接続された送信端子と受信端子とを有し、
   前記総合制御部は、複数の前記制御ユニットの内のいずれかが故障した場合、この故障した前記制御ユニットの送信端子及び受信端子がそれぞれ所定のインピーダンスで終端されるように前記切換回路を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧検知システム。
3. １つのタイヤに対する複数の前記車載アンテナは、それぞれ前記切換回路に接続された第１車載アンテナと第２車載アンテナと第３車載アンテナと第４車載アンテナとから成ると共に、複数の前記制御ユニットは、それぞれ前記送信端子と前記受信端子とを有する第１制御ユニットと第２制御ユニットとから成り、
   前記第１制御ユニットの前記送信端子と前記受信端子とが、所定のタイミングでそれぞれ前記第１車載アンテナと前記第２車載アンテナとに接続されて、前記第１制御ユニットが前記通信に使用され、所定の時間経過後、前記第１制御ユニットの前記送信端子と前記受信端子とが、それぞれ前記第３車載アンテナと前記第４車載アンテナとに接続されて前記第１制御ユニットが前記通信に使用される、ことを特徴とする請求項２に記載のタイヤ空気圧検知システム。
4. 前記切換回路には、所定のインピーダンスで終端された複数の終端端子が設けられており、
   前記第２制御ユニットの前記送信端子と前記受信端子とが、それぞれ前記第１車載アンテナと前記第２車載アンテナ又はそれぞれ前記第３車載アンテナと前記第４車載アンテナとに接続されている時、前記第１制御ユニットの前記送信端子と前記受信端子とが、それぞれ前記終端端子に接続されるように前記切換回路が制御される、ことを特徴とする請求項３に記載のタイヤ空気圧検知システム。
5. 複数の前記車載アンテナの取り付け位置は、前記通信に用いられる信号の搬送波の波長の１／４だけ互いにずれて配置されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のタイヤ空気圧検知システム。
6. 複数の前記制御ユニットはそれぞれ、ウォッチドッグタイマ回路を含む論理回路を有し、
   複数の前記制御ユニットの内のいずれかが故障した場合、前記制御ユニットの内のどの制御ユニットが故障したかを、前記論理回路を用いて検出する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のタイヤ空気圧検知システム。
   

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