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JP4386773B2 - タイヤ側装着電子装置 - Google Patents

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Description

本発明は、タイヤの空気圧や温度などを検出するタイヤ状態検出装置などのタイヤ側に装着されるタイヤ側装着電子装置に関し、さらに詳しくは、電源から電力を安定供給することが可能なタイヤ側装着電子装置に関する。
近年、車両の安全走行を向上するため、タイヤ側に装着したタイヤ状態検出装置によりタイヤの空気圧や温度などを検出し、それらを運転者が走行中に監視できるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１，２，３参照）。
このようなタイヤ状態検出装置などのタイヤ側装着電子装置には、通常、電源として電池が内蔵され、この電池により圧力センサや温度センサなどのセンサ類や、そのセンサからの圧力情報や温度情報などを車両側に送信する送信機などの負荷を駆動するようにしている。
しかしながら、単一の電源（放電特性が同じ電源）であるため、不具合が生じる場合がある。例えば、電池は化学反応を利用して電極間に電位差を生じさせ、その電位差により負荷に電流を供給する構造であるため、原理的に安定動作を行える温度範囲が狭い。
他方、タイヤは走行中の発熱により高温の状態になる一方、降雪地域などの寒冷地では車両駐車時に低温の状態となり、その結果、タイヤ側装着電子装置に内蔵した電池は低温から高温まで広範囲の温度環境に晒されることがある。
従って、安定動作を行える温度範囲が狭い電池では、正常に負荷を駆動できない場合が発生し、電源から電力を安定供給する信頼性に欠けるという問題がある。
特開２００１−２５０１８６号公報 特開２００２−３３１８１４号公報 特開２００３−１８２３２８号公報
本発明の目的は、電源から電力を安定供給することが可能なタイヤ側装着電子装置を提供することにある。
上記目的を達成する本発明のタイヤ側装着電子装置は、放電特性が互いに異なる少なくとも２種類の電源を、ＭＯＳ形ＦＥＴからなるスイッチング素子を有する切替え回路を介して負荷に接続すると共に、前記負荷が、タイヤの温度を検出する温度センサと、該温度センサからの検出信号に基づいて前記スイッチング素子を駆動して前記切替え回路を切替えるプロセッサユニットとを備えるようにしたことを特徴とする。
上述した本発明によれば、一方の放電特性を有する電源に不具合が発生した際に他方の異なる放電特性の電源から電力を負荷に供給することが可能になるので、電源から電力を負荷に従来より安定して供給することができる。
以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明のタイヤ側装着電子装置の一実施形態を示し、ここではタイヤ側装着電子装置として、空気圧を検出するタイヤ空気圧検出装置を例示している。なお、本発明のタイヤ側装着電子装置は、タイヤの空気圧や温度などのタイヤ状態を検出するタイヤ状態検出装置など、タイヤ側（ホイールも含む）に装着され、内蔵した電源で駆動する電子機器を備えた装置であれば、いずれの装置も含むものとする。
図１のタイヤ側装着電子装置は、温度による放電特性の異なる２種類の電池からなる電源１，２を備え、並列に接続した電源１，２に切替え回路３を介して負荷４が電気的に直列接続されている。
負荷４は、タイヤの空気圧を検出する圧力センサ５と圧力センサ５の検出値を補正するための温度センサ６を有するセンサユニット７と、圧力センサ５から入力された圧力信号の検出値を温度センサ６から入力された温度信号の検出値を用いて補正処理するプロセッサユニット（ＣＰＵ）８と、このプロセッサユニット８で処理した信号を車両側に送信する送信ユニット９を備えている。
プロセッサユニット８は、更にタイヤ空洞部内の温度を検出する温度センサ６から入力された温度信号の検出値に基づき、その検出値が予め設定した所定の温度（例えば、４５℃）を超えた際に切替え回路３を切替える信号を出力するようにしてある。
これら電源１，２、切替え回路３、及び負荷４がケーシング（不図示）内に配置され、そのケーシングをタイヤ内面やリムなどに取り付けるようになっている。
電源１に使用する電池としては、図２に示すように、低温側で安定動作するＣＲ（二酸化マンガン）電池（使用温度上限８０℃）を好ましく挙げることができる。
電源２に使用する電池としては、図３に示すように、高温側で安定動作するＢＲ（弗化黒鉛）電池（（使用温度上限１２５℃）を好ましく使用することができる。
切替え回路３は、プロセッサユニット８から入力された切替え信号により電源１を電源２に切替るスイッチ片３ａを有している。切替え信号の入力がなくなると、電源２が電源１に切替えられるようになっている。切替え回路３は、好ましくは、ＭＯＳ形ＦＥＴからなるスイッチング素子を備えたものがよく、切替え信号によりスイッチング素子を駆動して、電源１，２を切替えるようにするのがよい。
上記切替え回路３は、スイッチ片３ａをバイメタルから構成し、プロセッサユニット８からの切替え信号を使用せずに、温度変化によりスイッチ片３ａを直接切替わるようにしてもよい。
また、切替え回路３のスイッチ部分を遠心スイッチ或いは速度スイッチから構成し、プロセッサユニット８からの切替え信号を使用せずに、タイヤの回転と共に電子装置に加わる遠心力が所定の遠心力を超えると、或いは車両の速度が所定の速度を超えると電源１を電源２に切替え、それ以下では図１の電源１に接続された状態となるようにしてもよい。タイヤの温度は、車両の速度が増加すると共に上昇し、また速度の増加と共に電子装置に加わる遠心力が上昇し、タイヤの温度と車両速度と遠心力はそれぞれ比例関係にあるため、遠心スイッチや速度スイッチの使用が可能となる。
上述した本発明によれば、負荷４に対して温度による放電特性の異なる電池からなる電源１，２を切替え回路３を介して接続することで、低温時であっても高温時であってもいずれか一方の電源を安定作動させることができるため、電源から電力を負荷４に安定供給することができる。
図４は、本発明のタイヤ側装着電子装置の他の実施形態を示し、このタイヤ側装着電子装置は、並列接続した、電池からなる電源１１と車両走行時に発電する発電装置からなる電源１２とを備え、これら電源１１，１２に負荷１３が直列接続されている。各電源１１，１２に直列接続されたダイオード１４を介して、負荷１３に電力を供給するようになっている。
電源１１の電池としては、車両停止時に負荷１３に電力を供給可能であれば、いずれの一次電池であってもよい。電源１２を構成する発電装置としては、従来公知のものが使用可能であり、圧電素子を用いたもの（例えば、特開昭５６−１２４５０４号公報参照）や、永久磁石を有する発電ロータによりステータに巻回した誘電コイルに起電力を発生させるもの（例えば、特開２０００−２７８９２３号公報参照）などを挙げることができる。
車両が停止中は、負荷１３に電源１１から電力が供給される。車両が走行し、電源１２である発電装置の電圧が電源１１より高くなると、電源１１，１２が切替わり、負荷１３には電源１２から電力が供給される。
このように放電特性の異なる２種類の電源１１，１２により、負荷１３に適宜電力を供給することによっても、一方の放電特性の電源に不具合が発生した際に他方の異なる放電特性の電源から電力を負荷１３に供給することができるので、負荷１３に対して電力の安定供給が可能になる。
上記電源１２は、発電装置に代えて、燃料電池などを使用することも可能である。
図５は、本発明のタイヤ側装着電子装置の更に他の実施形態を示し、このタイヤ側装着電子装置は、図４の実施形態において、電源１２を発電装置（充電手段）２１とコンデンサ（二次電池）２２とを並列接続して構成したものある。走行時に発電する発電装置２１からの電力がコンデンサ２２に蓄積され、電源１２の電圧が電源１１より高い間は、車両停止時にも電源１２から負荷１３に電力が供給されるようになっている。
このように電源１１を一次電池とし、電源１２を充電手段に接続された二次電池とから構成しても、一方の放電特性の電源に不具合が発生した際に他方の異なる放電特性の電源から電力を負荷１３に供給することができるので、電力の安定供給が可能になる。
図５の電源１２は、発電装置２１に代えて、車両側から負荷１３に送信された呼び掛け波を誘電コイルで起電力に変えるようにした充電手段であってもよい。
また、図４，５の実施形態においても、ダイオード１４に代えて、図１のように切替え回路３を接続するようにしてもよい。その場合、電源１２の電圧が電源１１の電圧を超えた場合に、プロセッサユニット８が切替え信号を出力する構成とする。
上記実施形態では、放電特性が互いに異なる２種類の電源１，２（１１，１２）を備えたタイヤ側装着電子装置について説明したが、本発明は、放電特性が互いに異なる３種類以上の電源を有するものであってもよく、放電特性が互いに異なる少なくとも２種類の電源を備えたものであればよい。
本発明のタイヤ側装着電子装置の一実施形態の回路構成を示す説明図である。 ＣＲ電池の放電特性を示すグラフ図であり、横軸は持続時間（ｈ）、縦軸は電圧（Ｖ）である。 ＢＲ電池の放電特性を示すグラフ図であり、横軸は持続時間（ｈ）、縦軸は電圧（Ｖ）である。 本発明のタイヤ側装着電子装置の他の実施形態の回路構成を示す説明図である。 本発明のタイヤ側装着電子装置の更に他の実施形態の回路構成を示す説明図である。
符号の説明
１，２ 電源（電池）
３ 切替え回路
４ 負荷
６ 温度センサ
８ プロセッサユニット
１１，１２ 電源
１３ 負荷
１４ ダイオード
２１ 発電装置（充電手段）
２２ コンデンサ（二次電池）

Claims (4)

  1. 放電特性が互いに異なる少なくとも２種類の電源を、ＭＯＳ形ＦＥＴからなるスイッチング素子を有する切替え回路を介して負荷に接続すると共に、前記負荷が、タイヤの温度を検出する温度センサと、該温度センサからの検出信号に基づいて前記スイッチング素子を駆動して前記切替え回路を切替えるプロセッサユニットとを備えるようにしたタイヤ側装着電子装置。
  2. 前記電源が電池からなる請求項１に記載のタイヤ側装着電子装置。
  3. 前記電池の放電特性が温度に依存する請求項２に記載のタイヤ側装着電子装置。
  4. 前記２種類の電源が、一次電池と、充電手段に接続された二次電池とからなる請求項１に記載のタイヤ側装着電子装置。
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