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JP4450193B2 - Tire pressure detector - Google Patents

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JP4450193B2
JP4450193B2 JP2004207282A JP2004207282A JP4450193B2 JP 4450193 B2 JP4450193 B2 JP 4450193B2 JP 2004207282 A JP2004207282 A JP 2004207282A JP 2004207282 A JP2004207282 A JP 2004207282A JP 4450193 B2 JP4450193 B2 JP 4450193B2
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Description

本発明は、タイヤ空気圧を検出するタイヤ空気圧検出装置に関する。   The present invention relates to a tire air pressure detecting device for detecting tire air pressure.

タイヤ空気圧検出装置における車体側と車輪側の無線通信に、ICタグなどの分野で知られているトランスポンダ方式による充電を行う電池レス駆動タイプとすることについて検討がなされている。   Studies have been made on a battery-less drive type that performs charging by a transponder method known in the field of IC tags or the like for wireless communication between a vehicle body side and a wheel side in a tire pressure detection device.

トランスポンダ方式では、車体側アンテナからの電波で車輪側のセンサ装置を電力チャージし、電力チャージが終了したことをトリガとして、チャージ電力でセンサ装置を作動させ、タイヤ空気圧等のデータを車体側に返信する方式である。この方式では、センサ装置に電源となる電池を必要としない反面、高いアンテナ利得が必要となる。   In the transponder method, the wheel side sensor device is charged with radio waves from the vehicle body side antenna, and when the power charge is completed, the sensor device is operated with the charge power, and data such as tire pressure is returned to the vehicle side. It is a method to do. This method does not require a battery as a power source for the sensor device, but requires a high antenna gain.

そこで、高いアンテナ利得を得るために、車輪側のアンテナとして、タイヤホイール全周にアンテナコイルを巻き付けたループ型アンテナが提案されている(非特許文献1参照)。
SAE TECHNICAL PAPER SERIES 2003−01−1279
Therefore, in order to obtain a high antenna gain, a loop antenna in which an antenna coil is wound around the entire circumference of a tire wheel has been proposed as a wheel-side antenna (see Non-Patent Document 1).
SAE TECHNICICAL PAPER SERIES 2003-01-1279

しかしながら、上記非特許文献1の構成ではタイヤホイール全周にループを形成する必要があり、固定方法の信頼性や取付作業の工数等を考慮すると、車輪側の受信アンテナは、タイヤホイールに装着されるエア注入バルブ内に収まる小型のアンテナであることが望ましい。   However, in the configuration of Non-Patent Document 1, it is necessary to form a loop around the entire circumference of the tire wheel. In consideration of the reliability of the fixing method, the number of man-hours for mounting work, etc., the receiving antenna on the wheel side is mounted on the tire wheel. It is desirable that the antenna be a small antenna that fits within the air injection valve.

車体側に搭載される送信アンテナを各国電波法による法規制内における出力レベルとし、かつ車輪側の受信アンテナをタイヤホイールに装着されるエア注入バルブ内に収まるサイズで構成すると低利得となり、車輪全周のうち電力チャージ可能な範囲が狭い範囲に制限される。この結果、車体側アンテナとタイヤ側のアンテナが接近したときにしか通信が成立せず、低速走行時には通信間隔が長くなり、車両停止時には、車輪角度によっては通信が成立しない場合があるという問題がある。   If the transmission antenna mounted on the vehicle body is set to an output level within the regulations of the Radio Law of each country and the reception antenna on the wheel side is configured to fit within the air injection valve attached to the tire wheel, the gain will be low, The range in which power can be charged is limited to a narrow range. As a result, communication is established only when the vehicle body side antenna and the tire side antenna are close to each other, the communication interval becomes long when traveling at a low speed, and communication may not be established depending on the wheel angle when the vehicle is stopped. is there.

本発明は上記点に鑑み、トランスポンダ方式のタイヤ空気圧検出装置において、通信可能範囲を広げることを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, the present invention has an object of expanding a communicable range in a transponder type tire air pressure detecting device.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、複数個の車輪(6a〜6d)それぞれに設けられ、複数個の車輪(6a〜6d)それぞれに備えられたタイヤの空気圧に応じた検出信号を出力するセンシング部(21)と、センシング部(21)の検出信号を信号処理をする制御部(23a)と、制御部(23a)にて信号処理された検出信号を送信すると共に電力チャージ用の電波の受信を行う送受信部(23b)と、電力チャージ用の電波によって電力チャージを行うチャージ部(22)とを有するセンサ装置(2)と、車体(7)側に設けられ、電力チャージ用の電波の送信を行うための送信アンテナ(32)を有する送信手段(3)と、検出信号を受信する受信手段(3)と、検出信号に基づいてタイヤの空気圧を求める制御装置(4)とを備えた車体側装置(3、4)とを備え、送信アンテナ(32)は、車体(7)における車輪(6)の近傍において、車輪(6)の回転方向にずらして複数個配置されており、送信アンテナ(32)は、長手方向が車輪(6)の回転方向と平行となるように配置されており、送信アンテナ(32)は、導線コイル(32b)がループ状に構成されたループ型アンテナであり、導線コイル(32b)のループ面の法線方向が車輪(6)の回転方向と略一致していることを特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, each of the plurality of wheels (6a to 6d) is provided to each of the plurality of wheels (6a to 6d) according to the air pressure of the tire. A sensing unit (21) that outputs a detection signal, a control unit (23a) that performs signal processing on the detection signal of the sensing unit (21), and a detection signal that is signal-processed by the control unit (23a), and power A sensor device (2) having a transmission / reception unit (23b) for receiving radio waves for charging and a charging unit (22) for charging power by radio waves for power charging, and provided on the vehicle body (7) side, Transmitting means (3) having a transmitting antenna (32) for transmitting radio waves for charging, receiving means (3) for receiving a detection signal, and control for determining tire air pressure based on the detection signal A vehicle body side device (3, 4) provided with a device (4), and the transmitting antenna (32) is shifted in the rotation direction of the wheel (6) in the vicinity of the wheel (6) in the vehicle body (7). A plurality of transmission antennas (32) are arranged such that the longitudinal direction thereof is parallel to the rotation direction of the wheel (6), and the transmission antenna (32) has a conductive coil (32b) in a loop shape. The loop type antenna is configured such that the normal direction of the loop surface of the conductor coil (32b) substantially coincides with the rotational direction of the wheel (6) .

このように複数の送信アンテナ(32)を車輪回転方向にずらして配置することで、送受信アンテナを単独で用いた場合に生ずる電界強度の落ち込みを互いに補完し合うことができ、通信可能範囲を広げることが可能となる。   As described above, by arranging the plurality of transmission antennas (32) so as to be shifted in the wheel rotation direction, the drop in electric field strength that occurs when the transmission / reception antenna is used alone can be complemented with each other, and the communicable range is expanded. It becomes possible.

また送信アンテナ(32)は、長手方向が車輪(6)の回転方向と平行となるように配置することで電界強度を高くすることができ、さらに、複数の送信アンテナ(32)を車輪回転方向にずらして配置したことによる効果を、より効果的に得ることができる。 Further , the transmission antenna (32) can be arranged so that the longitudinal direction is parallel to the rotation direction of the wheel (6), so that the electric field strength can be increased, and the plurality of transmission antennas (32) can be rotated by the wheel. It is possible to more effectively obtain the effect obtained by shifting the arrangement in the direction.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の一実施形態について図を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態におけるタイヤ空気圧検出装置の全体構成を示すブロック図である。図1の紙面上方向が車両1の前方、紙面下方向が車両1の後方に一致する。この図を参照して、本実施形態におけるタイヤ空気圧検出装置について説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a tire air pressure detecting device according to an embodiment of the present invention. The upper direction in the drawing of FIG. 1 corresponds to the front of the vehicle 1, and the lower direction of the drawing corresponds to the rear of the vehicle 1. With reference to this figure, the tire pressure detecting device in the present embodiment will be described.

図1に示されるように、タイヤ空気圧検出装置は、車両1に取り付けられるもので、センサ装置2、送受信機3、制御装置4、警報装置5を備えて構成されている。   As shown in FIG. 1, the tire air pressure detection device is attached to the vehicle 1 and includes a sensor device 2, a transceiver 3, a control device 4, and an alarm device 5.

図1に示すように、センサ装置2は、車両1における各車輪6a〜6dに取り付けられるもので、車輪6a〜6dに取り付けられた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ものである。また、送受信機3は、車両1における車体7側に取り付けられるもので、センサ装置2への電力チャージを行う共に、センサ装置2から送信される送信フレームを受信する。制御装置4は、送受信機3を介して受信した送信フレーム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ものである。なお、送受信機3と制御装置4が本発明の車体側装置に相当している。   As shown in FIG. 1, the sensor device 2 is attached to each wheel 6 a to 6 d in the vehicle 1, detects the air pressure of the tire attached to the wheels 6 a to 6 d, and detects a detection signal indicating the detection result. Data is stored in a transmission frame and transmitted. The transmitter / receiver 3 is attached to the vehicle body 7 side of the vehicle 1, and charges the power to the sensor device 2 and receives a transmission frame transmitted from the sensor device 2. The control device 4 obtains the tire pressure by performing various processes and calculations based on the detection signal stored in the transmission frame received via the transceiver 3. The transceiver 3 and the control device 4 correspond to the vehicle body side device of the present invention.

図2に、センサ装置2のブロック構成を示す。センサ装置2は、送受信機3から送信される電力チャージを行うための電波によって電力チャージが成され、チャージされた電力に基づいて駆動されるようになっている。   FIG. 2 shows a block configuration of the sensor device 2. The sensor device 2 is configured to be charged with a radio wave for charging the power transmitted from the transceiver 3 and driven based on the charged power.

図2に示すように、センサ装置2は、センシング部21、チャージ部22、マイクロコンピュータ23、アンテナ24を備えた構成となっており、アンテナ24を通じて送受信機3からの電力チャージのための電波を受け取り、その電波を電力エネルギーに変換してチャージ部22に蓄えることで作動する。なお、このトランスポンダ方式による電力チャージに関しては、バッテリレスのIDタグの認識等の分野において周知のものであるため、ここでは説明を省略する。   As shown in FIG. 2, the sensor device 2 has a configuration including a sensing unit 21, a charging unit 22, a microcomputer 23, and an antenna 24, and transmits radio waves for power charging from the transceiver 3 through the antenna 24. It operates by receiving and converting the radio wave into electric power energy and storing it in the charging unit 22. The power charging by the transponder method is well known in the field of battery-less ID tag recognition and the like, and will not be described here.

センシング部21は、例えばダイアフラム式の圧力センサや温度センサを備えた構成とされ、タイヤ空気圧に応じた検出信号や温度に応じた検出信号を出力するようになっている。チャージ部22は、アンテナ24から受け取った電波を充電し、センシング部21やマイクロコンピュータ23への電力供給を行うものである。   The sensing unit 21 includes, for example, a diaphragm type pressure sensor and a temperature sensor, and outputs a detection signal corresponding to the tire pressure and a detection signal corresponding to the temperature. The charging unit 22 charges the radio wave received from the antenna 24 and supplies power to the sensing unit 21 and the microcomputer 23.

マイクロコンピュータ23は、CPU、ROM、RAM、I/Oなどを備えた周知のもので、制御部23aや送受信部23bなどを備え、ROM内に記憶されたプログラムに従って、所定の処理を実行するようになっている。   The microcomputer 23 includes a CPU, a ROM, a RAM, an I / O, and the like. The microcomputer 23 includes a control unit 23a, a transmission / reception unit 23b, and the like, and executes predetermined processing according to a program stored in the ROM. It has become.

制御部23aは、センシング部21からの検出信号を受け取り、その信号を必要に応じて信号処理したのち、これを検出結果を示すデータとして、どの車輪6a〜6dに取り付けられたセンサ装置2であるかを示すID情報と共に、送信フレーム内に格納する。その後、制御部23aは、送受信部23bを通じて送信フレームを送受信機3に向けて送信するようになっている。この送受信機3に送信フレームを送る処理は、上記プログラムに従って、上記電力チャージを行うための電波送信がOFFされたときをトリガとして実行されるようになっている。例えば、制御部23aは、送受信機3からの電波送信のON、OFFをモニタリングしておき、電波送信がOFFされたときの立下り信号に基づいて送信フレームを送る処理を実行する。   The control unit 23a receives the detection signal from the sensing unit 21, performs signal processing on the signal as necessary, and uses this as data indicating the detection result as the sensor device 2 attached to any of the wheels 6a to 6d. It is stored in the transmission frame together with the ID information indicating that. Thereafter, the control unit 23a transmits the transmission frame to the transceiver 3 through the transmission / reception unit 23b. The process of sending a transmission frame to the transceiver 3 is executed according to the program when a radio wave transmission for performing the power charging is turned off. For example, the control unit 23a monitors ON / OFF of radio wave transmission from the transceiver 3, and executes a process of sending a transmission frame based on a falling signal when the radio wave transmission is turned off.

送受信部23bは、アンテナ24を通じて、電力チャージ用の電波を受け取ってチャージ部22および制御部23aに送る入力部としての機能と、制御部23aから送られてきた送信フレームを送受信機3に向けて送信する出力部としての機能を果たすものである。   The transmission / reception unit 23b functions as an input unit that receives a radio wave for power charging through the antenna 24 and sends it to the charging unit 22 and the control unit 23a, and transmits a transmission frame sent from the control unit 23a to the transceiver 3. It functions as an output unit for transmission.

図3(a)はセンサ装置2が内蔵されたエア注入バルブ8を正面から見た断面図であり、図3(b)は図3(a)のA−A断面図である。図3(a)、(b)に示すように、センサ装置2は、樹脂モールド等によりエア注入バルブ8と一体的に成形される。エア注入バルブ8は、センサ装置2がタイヤホイール内部に位置し、エア注入口がタイヤホイール外部に位置するようにタイヤホイールに取り付けられる。これにより、該当するタイヤ空気圧を検出し、各センサ装置2に備えられたアンテナ24を通じて、所定周期毎(例えば、1分毎)の所定の送信タイミングで送信フレームを送信するようになっている。   3A is a cross-sectional view of the air injection valve 8 incorporating the sensor device 2 as viewed from the front, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. As shown in FIGS. 3A and 3B, the sensor device 2 is integrally formed with the air injection valve 8 by a resin mold or the like. The air injection valve 8 is attached to the tire wheel so that the sensor device 2 is located inside the tire wheel and the air injection port is located outside the tire wheel. Thus, the corresponding tire air pressure is detected, and the transmission frame is transmitted at a predetermined transmission timing every predetermined cycle (for example, every minute) through the antenna 24 provided in each sensor device 2.

図1に戻り、送受信機3は、所定周期毎(例えば、1分毎)の所定の通信タイミングのときに、電力チャージ用の電波を出力してセンサ装置2の電力チャージを行わせ、それが完了した後、各車輪6a〜6dの回転に同期した所定のタイミングで電力チャージ用の電波のON、OFFを行う。そして、そのときにセンサ装置2から送られてくる送信フレームを受信するようになっている。   Returning to FIG. 1, the transmitter / receiver 3 outputs a power charging radio wave at a predetermined communication timing every predetermined cycle (for example, every minute) to charge the power of the sensor device 2. After completion, the electric wave for power charging is turned on and off at a predetermined timing synchronized with the rotation of the wheels 6a to 6d. And the transmission frame sent from the sensor apparatus 2 at that time is received.

図4(a)に送受信機3のブロック構成を示し、図4(b)に送受信機3のアンテナ32の断面構成を示す。   FIG. 4A shows a block configuration of the transceiver 3, and FIG. 4B shows a cross-sectional configuration of the antenna 32 of the transceiver 3.

図4(a)に示すように、送受信機3は、送受信部31と送受信アンテナ32とを備えている。送受信部31は、アンテナ32を通じて、センサ装置2に対して電力チャージ用の電波を出力する出力部としての機能と、受信された各センサ装置2からの送信フレームを入力し、その送信フレームを受信して制御装置4に送る入力部としての機能を果たすものである。このように本実施形態の送受信機3は、電力チャージ用の電波を送信する送信手段と送信フレームを受信する受信手段を兼ねた構成となっているが、これらを別々の構成とすることも可能である。また、アンテナ32は送信・受信兼用となっているが、以下「送信アンテナ」と称する。   As shown in FIG. 4A, the transceiver 3 includes a transmission / reception unit 31 and a transmission / reception antenna 32. The transmission / reception unit 31 inputs a function as an output unit that outputs a radio wave for power charging to the sensor device 2 through the antenna 32 and the received transmission frame from each sensor device 2 and receives the transmission frame. Thus, it functions as an input unit to be sent to the control device 4. As described above, the transmitter / receiver 3 according to the present embodiment has a configuration that serves as both a transmission unit that transmits a radio wave for power charging and a reception unit that receives a transmission frame. However, these may be configured separately. It is. The antenna 32 is used for both transmission and reception, but is hereinafter referred to as a “transmission antenna”.

図4(b)に示すように、本実施形態の送信アンテナ32は、ソレノイド状の磁界型アンテナであり、磁性体コア32aの周囲に導線コイル32bが巻き付けられて構成されている。   As shown in FIG. 4B, the transmission antenna 32 of this embodiment is a solenoid-type magnetic field antenna, and is configured by winding a conductive coil 32b around a magnetic core 32a.

図5は、センサ装置2と送受信機3の配置関係を示している。各送受信機3は、車体7のうち各センサ装置2の位置と対応する場所に設置されており、例えば、図5に示すように各センサ装置2から所定間隔離れた位置において車体7に固定されている。後述のように、本実施形態の送受信機3は、1つのセンサ装置2に対して2個ずつ設けられている。   FIG. 5 shows an arrangement relationship between the sensor device 2 and the transceiver 3. Each transmitter / receiver 3 is installed at a location corresponding to the position of each sensor device 2 in the vehicle body 7, and is fixed to the vehicle body 7 at a position spaced apart from each sensor device 2 as shown in FIG. ing. As will be described later, two transceivers 3 according to the present embodiment are provided for each sensor device 2.

図1に戻り、制御装置4は、CPU、ROM、RAM、I/Oおよびカウンタなどを備えた周知のもので、ROM内に記憶されたプログラムに従って、所定の処理を実行するようになっている。   Returning to FIG. 1, the control device 4 is a known device including a CPU, a ROM, a RAM, an I / O, a counter, and the like, and executes a predetermined process in accordance with a program stored in the ROM. .

制御装置4は、車内LAN(CAN)等を通じて他のECU(例えばメータECU)で求められた車速のデータを受け取り、この車速のデータに基づいて各車輪6a〜6dの回転状態を検出すると共に、検出した回転状態に応じて各センサ装置2に電力チャージ用の電波を出力する。さらに、制御装置4は、送受信機3から送られてきた送信フレームを受け取り、それに格納された各センサ装置2が取り付けられた車輪を示すID情報に基づいて、送られてきた送信フレームが車輪6a〜6dのいずれのものかを特定するようになっている。   The control device 4 receives vehicle speed data obtained by another ECU (for example, a meter ECU) through an in-vehicle LAN (CAN) or the like, detects the rotational state of each wheel 6a to 6d based on the vehicle speed data, A radio wave for power charging is output to each sensor device 2 according to the detected rotation state. Further, the control device 4 receives the transmission frame sent from the transceiver 3, and based on the ID information indicating the wheel to which each sensor device 2 is stored, the transmission frame sent is the wheel 6a. -6d is specified.

また、制御装置4では、受け取った送信フレームに格納された検出結果を示すデータに基づいて各種信号処理および演算等を行うことにより各車輪6a〜6dそれぞれのタイヤ空気圧を求めると共に、求めたタイヤ空気圧に応じた電気信号を警報装置5に出力するようになっている。具体的には、制御装置4は、タイヤ空気圧が所定のしきい値を下回ったか否かを判定し、その判定結果に基づき、タイヤ空気圧の低下したことを示す信号を警報装置5に出力するようになっている。   Further, the control device 4 obtains the tire pressure of each of the wheels 6a to 6d by performing various signal processing and calculation based on the data indicating the detection result stored in the received transmission frame, and the obtained tire pressure. An electrical signal corresponding to the above is output to the alarm device 5. Specifically, the control device 4 determines whether or not the tire air pressure is below a predetermined threshold value, and outputs a signal indicating that the tire air pressure has decreased to the alarm device 5 based on the determination result. It has become.

警報装置5は、ドライバが視認可能な場所に配置され、例えば車両1におけるインストルメントパネル内に設置される警報ランプや警告表示器(ディスプレイ)、もしくは警報ブザーによって構成される。この警報装置5は、例えば制御装置4からタイヤ空気圧の低下を示す信号が送られてくると、その旨を示す警報を行うことでドライバにタイヤ空気圧の低下を伝えるようになっている。以上のようにしてタイヤ空気圧検出装置が構成されている。   The alarm device 5 is disposed at a place where the driver can visually recognize, and is configured by, for example, an alarm lamp, an alarm indicator (display), or an alarm buzzer installed in an instrument panel in the vehicle 1. For example, when a signal indicating a decrease in tire air pressure is sent from the control device 4, the alarm device 5 notifies the driver of the decrease in tire air pressure by issuing an alarm indicating that fact. The tire air pressure detection device is configured as described above.

次に、送信アンテナ32の配置について図6、図7に基づいて説明する。   Next, the arrangement of the transmission antenna 32 will be described with reference to FIGS.

図6は、センサ装置2と送信アンテナ32の配置関係を示す側面図である。図6に示すように、送信アンテナ32は車体7におけるタイヤハウス内に配置されている。このとき、送信アンテナ32は、長手方向がタイヤ回転方向と平行になるように配置されている。さらに、センサ装置2内のアンテナも長手方向がタイヤ回転方向と平行になるように配置されている。送信アンテナ32をこのような配置とすることで、センサ装置2における送受信機3からのチャージ電波の電界強度のピークを大きくすることができ、センサ装置2の受信利得を大きくすることができる。   FIG. 6 is a side view showing the positional relationship between the sensor device 2 and the transmission antenna 32. As shown in FIG. 6, the transmission antenna 32 is disposed in the tire house in the vehicle body 7. At this time, the transmission antenna 32 is arranged so that the longitudinal direction is parallel to the tire rotation direction. Furthermore, the antenna in the sensor device 2 is also arranged so that the longitudinal direction is parallel to the tire rotation direction. By arranging the transmission antenna 32 in such a manner, the peak of the electric field strength of the charge radio wave from the transceiver 3 in the sensor device 2 can be increased, and the reception gain of the sensor device 2 can be increased.

上述のように、送受信機3は1つのセンサ装置2に対して2個ずつ設けられている。これらの送信アンテナ32は、車輪回転方向にずらして配置されている。本実施形態の2個の送信アンテナ32は、車輪6の中心を通る垂線の上方向を0°とし、車輪回転方向を図6における時計回りとした場合、車輪回転角度の60°と320°に設けられている。   As described above, two transceivers 3 are provided for each sensor device 2. These transmission antennas 32 are arranged so as to be shifted in the wheel rotation direction. The two transmission antennas 32 of the present embodiment have wheel rotation angles of 60 ° and 320 ° when the vertical direction passing through the center of the wheel 6 is 0 ° and the wheel rotation direction is clockwise in FIG. Is provided.

図7は、センサ装置2における送受信機3からのチャージ電波の電界強度〔dBμV/m〕を示しており、横軸が車輪回転角度、縦軸が電界強度となっている。図7(a)(b)は1個の送受信機3からのチャージ電波の電界強度を示しており、図7(a)では送信アンテナ32は車輪回転角度320°に設けられ、図7(b)では送信アンテナ32は車輪回転角度60°に設けられている。図7(c)は車輪回転角度60°と車輪回転角度320°に設けられた2個の送受信機3からのチャージ電波の電界強度を示している。   FIG. 7 shows the electric field strength [dBμV / m] of the charge radio wave from the transmitter / receiver 3 in the sensor device 2, where the horizontal axis represents the wheel rotation angle and the vertical axis represents the electric field strength. 7 (a) and 7 (b) show the electric field strength of the charge radio wave from one transceiver 3, and in FIG. 7 (a), the transmission antenna 32 is provided at a wheel rotation angle of 320 °, and FIG. ), The transmitting antenna 32 is provided at a wheel rotation angle of 60 °. FIG. 7C shows the electric field strength of the charge radio waves from the two transceivers 3 provided at the wheel rotation angle of 60 ° and the wheel rotation angle of 320 °.

図7において、送受信機3からのチャージ電波の電界強度が、通信成立に必要な所定値を超えている場合に通信が確保できていると判断できる。なお、本実施形態では、所定値を170dBμV/mとしている。   In FIG. 7, it can be determined that communication is secured when the electric field strength of the charge radio wave from the transceiver 3 exceeds a predetermined value necessary for establishment of communication. In the present embodiment, the predetermined value is set to 170 dBμV / m.

図7(a)、(b)に示すように、送信アンテナ32の搭載角度(320°、60°)における電界強度が最大値となっており、送信アンテナ32の搭載角度の前後30°付近において電界強度の急峻な落ち込みがあり最小値となっている。この結果、送信アンテナ32の搭載角度を中心とする通信可能範囲は、送信アンテナ32の搭載角度を中心とした前後25°(=50°)程度の範囲となっている。さらに、送信アンテナ32の搭載角度から遠ざかっていくと、送信アンテナ32の搭載角度の180°反対側まで距離減衰により緩やかに減少していく傾向にある。このように、送信アンテナ32の搭載角度の前後30°付近と、送信アンテナ32の搭載角度の180°反対側を中心とした前後45°程度の範囲で電界強度が所定値を下回り、通信が不成立となる。   As shown in FIGS. 7A and 7B, the electric field strength at the mounting angle (320 °, 60 °) of the transmission antenna 32 is the maximum value, and is around 30 ° before and after the mounting angle of the transmission antenna 32. There is a sharp drop in the electric field strength, which is the minimum value. As a result, the communicable range centered on the mounting angle of the transmission antenna 32 is a range of about 25 ° (= 50 °) around the mounting angle of the transmission antenna 32. Furthermore, when the distance from the mounting angle of the transmission antenna 32 is increased, the distance tends to gradually decrease to 180 ° opposite to the mounting angle of the transmission antenna 32 due to distance attenuation. Thus, the electric field strength falls below a predetermined value in the vicinity of 30 ° before and after the mounting angle of the transmitting antenna 32 and about 45 ° before and after the mounting angle of 180 ° opposite to the mounting angle of the transmitting antenna 32, and communication is not established. It becomes.

送信アンテナ32の搭載角度の前後30°付近における電界強度の低下は、送信アンテナ32がセンサ装置2のアンテナ24に作る磁界ベクトルが、センサ装置2内のアンテナ24の搭載方向と直交するためである。また、送信アンテナ32の搭載角度の180°反対側を中心とした前後45°程度の範囲における電界強度の低下は、送信アンテナ32とセンサ装置2のアンテナ間の伝搬距離が長くなったからである。   The decrease in the electric field strength around 30 ° before and after the mounting angle of the transmitting antenna 32 is because the magnetic field vector generated by the transmitting antenna 32 on the antenna 24 of the sensor device 2 is orthogonal to the mounting direction of the antenna 24 in the sensor device 2. . Further, the decrease in the electric field strength in the range of about 45 ° in the front and rear direction centering on the opposite side of the mounting angle of the transmission antenna 32 by 180 ° is because the propagation distance between the transmission antenna 32 and the antenna of the sensor device 2 becomes longer.

次に図7(c)に示す2個の送受信機3を設けた場合の電界強度は、図7(a)に示す電界強度と図7(b)に示す電界強度とをそれぞれ半分にして、加算したものとなっており、電界強度の最大値が法規制内の出力レベルとなるようにしている。この結果、一方の送信アンテナ32の電界強度の落ち込みを他方の送信アンテナ32で互いに補完し合うことができ、図7(c)に示す例では車輪回転角度の全範囲で電界強度が所定値を超えている。これにより、送信アンテナ32の搭載角度の前後30°付近における通信不成立を回避できる。また、2個の送信アンテナ32を離れた位置に配置することで、伝搬距離を短くすることができ、送信アンテナ32の搭載角度の180°反対側を中心とした前後45°程度の範囲の通信不成立も回避できる。   Next, when the two transceivers 3 shown in FIG. 7 (c) are provided, the electric field strength shown in FIG. 7 (a) and the electric field strength shown in FIG. The maximum value of the electric field strength is set to an output level within the regulation. As a result, the drop in the electric field strength of one transmission antenna 32 can be complemented by the other transmission antenna 32, and in the example shown in FIG. 7C, the electric field strength has a predetermined value in the entire range of the wheel rotation angle. Over. Thereby, communication failure in the vicinity of 30 ° before and after the mounting angle of the transmission antenna 32 can be avoided. In addition, by disposing the two transmitting antennas 32 at a position away from each other, the propagation distance can be shortened, and communication within a range of about 45 ° before and after the mounting angle of the transmitting antenna 32 about 180 ° opposite side is the center. Failure can also be avoided.

このように2個の送信アンテナ32を車輪回転方向にずらして配置することで、送信アンテナ32を単独で用いた場合に生ずる電界強度の落ち込みを互いに補完し合うことができ、送信アンテナ32を単独で用いた場合に比べて通信可能範囲を広げることが可能となる。これにより、エア注入バルブ8に内蔵可能な小型アンテナ24の低利得をカバーして、通信可能範囲を広げることができる。   By arranging the two transmitting antennas 32 so as to be shifted in the wheel rotation direction in this way, the drop in electric field strength that occurs when the transmitting antenna 32 is used alone can be complemented with each other. Compared to the case of using the communication range, the communication range can be expanded. Thereby, the low gain of the small antenna 24 that can be built in the air injection valve 8 can be covered, and the communicable range can be expanded.

また、送信アンテナ32の長手方向を車輪回転方向に平行に配置する構成の場合は、送信アンテナ32の長手方向が車輪回転方向と直交する配置に比べて、電界強度を高くすることができる一方、電界強度のピークの前後における落ち込みも大きくなる。したがって、本実施形態のように2個の送信アンテナ32を車輪回転方向にずらして配置する構成は、送信アンテナ32の長手方向を車輪回転方向に平行に配置する場合に、特に効果が高い。   Further, in the case of the configuration in which the longitudinal direction of the transmission antenna 32 is arranged in parallel to the wheel rotation direction, the electric field strength can be increased compared to the arrangement in which the longitudinal direction of the transmission antenna 32 is orthogonal to the wheel rotation direction, The drop before and after the peak of the electric field intensity also increases. Therefore, the configuration in which the two transmission antennas 32 are shifted in the wheel rotation direction as in the present embodiment is particularly effective when the longitudinal direction of the transmission antenna 32 is arranged in parallel to the wheel rotation direction.

(他の実施形態)
なお、上記実施形態では、2個の送信アンテナ32を車輪回転方向にずらして配置したが、送信アンテナ32は複数であればよく、3個以上の送信アンテナ32を車輪回転方向にずらして配置してもよい。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the two transmission antennas 32 are arranged so as to be shifted in the wheel rotation direction. However, the number of the transmission antennas 32 may be plural, and three or more transmission antennas 32 may be arranged so as to be shifted in the wheel rotation direction. May be.

また、上記実施形態では、送信アンテナ32として図4(b)で示した電界型アンテナを用いたが、これに限らず、例えば空芯ループアンテナといった他のタイプのアンテナを用いる場合にも本発明を適用することができる。   In the above embodiment, the electric field antenna shown in FIG. 4B is used as the transmission antenna 32. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applicable to the case of using another type of antenna such as an air-core loop antenna. Can be applied.

上記実施形態のタイヤ空気圧検出装置のブロック構成を示す図である。It is a figure which shows the block configuration of the tire air pressure detection apparatus of the said embodiment. センサ装置のブロック構成を示す図である。It is a figure which shows the block configuration of a sensor apparatus. (a)はセンサ装置が内蔵されたエア注入バルブを正面から見た断面図であり、(b)は(a)のA−A断面図である。(A) is sectional drawing which looked at the air injection valve with which the sensor apparatus was incorporated from the front, (b) is AA sectional drawing of (a). (a)は送受信機のブロック構成を示す図であり、(b)に送受信用アンテナの断面構成を示す図である。(A) is a figure which shows the block configuration of a transmitter / receiver, (b) is a figure which shows the cross-sectional structure of the antenna for transmission / reception. センサ装置と送受信機の配置関係を示す車両進行方向からみた図である。It is the figure seen from the vehicle advancing direction which shows the arrangement | positioning relationship between a sensor apparatus and a transmitter / receiver. センサ装置と送受信機の配置関係を示す側面図である。It is a side view which shows the arrangement | positioning relationship between a sensor apparatus and a transmitter / receiver. センサ装置における送受信機からのチャージ電波の電界強度を示す図である。It is a figure which shows the electric field strength of the charge electromagnetic wave from the transmitter / receiver in a sensor apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1…車両、2…センサ装置、3…送受信機、4…制御装置、5…警報装置、6…車輪、7…車体、32…送受信用アンテナ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 2 ... Sensor apparatus, 3 ... Transmitter / receiver, 4 ... Control apparatus, 5 ... Alarm apparatus, 6 ... Wheel, 7 ... Vehicle body, 32 ... Antenna for transmission / reception.

Claims (1)

複数個の車輪(6a〜6d)それぞれに設けられ、前記複数個の車輪(6a〜6d)それぞれに備えられたタイヤの空気圧に応じた検出信号を出力するセンシング部(21)と、前記センシング部(21)の検出信号を信号処理をする制御部(23a)と、前記制御部(23a)にて信号処理された前記検出信号を送信すると共に電力チャージ用の電波の受信を行う送受信部(23b)と、前記電力チャージ用の電波によって電力チャージを行うチャージ部(22)とを有するセンサ装置(2)と、
車体(7)側に設けられ、前記電力チャージ用の電波の送信を行うための送信アンテナ(32)を有する送信手段(3)と、前記検出信号を受信する受信手段(3)と、前記検出信号に基づいて前記タイヤの空気圧を求める制御装置(4)とを有する車体側装置(3、4)とを備え、
前記送信アンテナ(32)は、前記車体(7)における前記車輪(6)の近傍において、前記車輪(6)の回転方向にずらして複数個配置されており、
前記送信アンテナ(32)は、長手方向が前記車輪(6)の回転方向と平行となるように配置されており、
前記送信アンテナ(32)は、導線コイル(32b)がループ状に構成されたループ型アンテナであり、前記導線コイル(32b)のループ面の法線方向が前記車輪(6)の回転方向と略一致していることを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。
A sensing unit (21) provided on each of the plurality of wheels (6a to 6d) and outputting a detection signal corresponding to the tire air pressure provided on each of the plurality of wheels (6a to 6d), and the sensing unit A control unit (23a) that performs signal processing on the detection signal of (21), and a transmission / reception unit (23b) that transmits the detection signal that has been signal-processed by the control unit (23a) and that receives radio waves for power charging. ) And a charging unit (22) for charging power with the electric wave for power charging, and a sensor device (2),
A transmission means (3) provided on the vehicle body (7) side and having a transmission antenna (32) for transmitting the electric wave for power charge; a reception means (3) for receiving the detection signal; and the detection A vehicle body side device (3, 4) having a control device (4) for determining the tire air pressure based on a signal,
A plurality of the transmission antennas (32) are arranged in the vicinity of the wheel (6) in the vehicle body (7) and shifted in the rotation direction of the wheel (6),
The transmitting antenna (32) is arranged so that its longitudinal direction is parallel to the rotational direction of the wheel (6) ,
The transmission antenna (32) is a loop type antenna in which a conductive coil (32b) is configured in a loop shape, and the normal direction of the loop surface of the conductive coil (32b) is substantially the rotational direction of the wheel (6). A tire pressure detecting device characterized by matching .
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