(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記車両の車体に設置され、前記車輪側ユニットが送信する該車輪側ユニットの位置を特定可能とする信号を受信する受信機ユニットと、複数の車輪それぞれに対応して前記車輪の回転位置情報を検出する回転位置検出部とを備え、前記受信機ユニットは、受信した前記信号から特定した前記車輪側ユニットの前記車輪周方向での位置と、該位置に対応した前記回転位置情報に基づいて前記車輪側ユニットがいずれの車輪に設けられているかを特定する請求項1に記載の位置特定装置。
前記車輪側ユニットに設けられた位置特定部により、該車輪側ユニットの前記車輪周方向での位置が特定され、特定された位置が、前記車輪側ユニットが送信する信号に含まれている請求項2に記載の位置特定装置。
前記位置特定部は前記受信機ユニットに設けられ、前記車輪側ユニットが送信する信号には前記減算値が含まれ、前記受信機ユニットの位置特定部が前記減算値に基づいて前記車輪側ユニットの前記車輪周方向での位置を特定する請求項2に記載の位置特定装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、車両が停止状態にあるとき、車輪周方向での送信機の位置を特定することで、その送信機の車輪周方向での位置と、ABSセンサで検出した回転位置情報とから、送信機が設けられた車輪の位置の特定が可能になる。しかし、車輪に設けられたセンサは、その個体差や製造公差等から検出値がばらつくため、車輪周方向での送信機の位置を正確に特定することが困難である。
【0007】
本発明の目的は、車両が停止状態にあるときに車輪周方向での車輪側ユニットの位置を正確に特定することができる位置特定装置及び車輪側ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の位置特定装置は、車両が備える複数の車輪それぞれに設けられ、前記車輪と共に回転し
、鉛直方向に延びるように前記車輪に対し配置されて加速度を
一定時間おきに検出する
一軸の加速度センサを有する車輪側ユニットと、前記車両が停止状態にあったときの前記車輪側ユニットの車輪周方向での位置を、前記車両の走行開始後に特定する位置特定部と、を有する位置特定装置であって、前記位置特定部は、前記車両が停止状態にあるか否かを判定するステップと、前記停止状態にある場合には前記加速度センサの検出した加速度を記憶するステップと、前記車両の走行開始後に前記加速度の初ピークを検出したときに該初ピークでの加速度を記憶するステップと、前記初ピークを検出したときの加速度から前記停止状態で
記憶した加速度のうち最新の加速度を減算するステップと、前記減算によって得られた減算値を用いて前記停止状態での前記車輪側ユニットの車輪周方向での位置を特定するステップと、を行うことを要旨とする。
【0009】
請求項5に記載の車輪側ユニットは、車両が備える複数の車輪それぞれに設けられ、前記車輪と共に回転し
、鉛直方向に延びるように前記車輪に対し配置されて加速度を
一定時間おきに検出する
一軸の加速度センサを有する車輪側ユニットであって、前記車両が停止状態にあったときの前記車輪側ユニットの車輪周方向での位置を、前記車両の走行開始後に特定する位置特定部を備え、該位置特定部は、前記車両が停止状態にあるか否かを判定するステップと、前記停止状態にある場合には前記加速度センサの検出した加速度を記憶するステップと、前記車両の走行開始後に前記加速度の初ピークを検出したときに該初ピークでの加速度を記憶するステップと、前記初ピークを検出したときの加速度から前記停止状態で
記憶した加速度のうち最新の加速度を減算するステップと、前記減算によって得られた減算値を用いて前記停止状態での前記車輪側ユニットの車輪周方向での位置を特定するステップと、を行うことを要旨とする。
【0010】
これによれば、位置特定部が算出する減算値は、加速度センサが検出した実際の加速度ではなく相対値である。そして、この減算値は、車両が停止状態にあったときから初ピークを検出したときまでに変動した加速度を直接的に表すことになり、加速度センサの個体差、製造公差等の影響を受けない。よって、初ピークを検出したときの加速度から減算値だけ遡ることで、車両が停止状態にあったときの車輪周方向での車輪側ユニットの位置を正確に特定することができる。
【0011】
また、位置特定装置において、前記車両の車体に設置され、前記車輪側ユニットが送信する該車輪側ユニットの位置を特定可能とする信号を受信する受信機ユニットと、複数の車輪それぞれに対応して前記車輪の回転位置情報を検出する回転位置検出部とを備え、前記受信機ユニットは、受信した前記信号から特定した前記車輪側ユニットの前記車輪周方向での位置と、該位置に対応した前記回転位置情報に基づいて前記車輪側ユニットがいずれの車輪に設けられているかを特定してもよい。
【0012】
これによれば、車両が停止状態にあるときの車輪周方向での車輪側ユニットの位置を正確に特定できるため、その車輪側ユニットの車輪周方向での位置から把握できる回転位置情報も正確なものになる。よって、把握した回転位置情報を用いて、車輪側ユニットが設けられた車輪の位置の特定も正確に行うことができる。
【0013】
また、位置特定装置において、前記車輪側ユニットに設けられた位置特定部により、該車輪側ユニットの前記車輪周方向での位置が特定され、特定された位置が、前記車輪側ユニットが送信する信号に含まれていてもよい。
【0014】
これによれば、車輪側ユニットの位置特定部によって、車輪周方向での車輪側ユニットの位置が特定されているため、受信機ユニットは、特定された車輪周方向での位置を用いて、車輪側ユニットが設けられた車輪の位置を直接かつ簡単に特定することができるとともに、受信機ユニットの制御負荷を軽減することができる。
【0015】
また、位置特定装置において、前記位置特定部は前記受信機ユニットに設けられ、前記車輪側ユニットが送信する信号には前記減算値が含まれ、前記受信機ユニットの位置特定部が前記減算値に基づいて前記車輪側ユニットの前記車輪周方向での位置を特定してもよい。
【0016】
これによれば、受信機ユニットの位置特定部で、減算値を用いて車輪周方向での車輪側ユニットの位置を特定する。このため、車輪側ユニットの制御負荷を軽減することができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、車両が停止状態にあるときに車輪周方向での車輪側ユニットの位置を正確に特定することができる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、位置特定装置をタイヤ状態監視装置に適用した一実施形態について、
図1〜
図6を用いて説明する。
図1(a)に示すように、車両1は、ABS(アンチロック・ブレーキシステム)10及びタイヤ状態監視装置20を搭載している。回転位置検出部としてのABS10は、ABSコントローラ23と、車両1の4つの車輪2にそれぞれ対応する回転センサユニット24とを備えている。各車輪2は、ホイール部5と同ホイール部5に装着されるタイヤ6とから構成されている。
【0020】
ABSコントローラ23はマイクロコンピュータ等よりなり、回転センサユニット24から出力される信号に基づき各車輪2の回転速度(回転位置)を求めるとともに、この回転速度に基づき各車輪2のスリップ率を求める。ABSコントローラ23は、車両のブレーキペダル(図示せず)が踏み込まれたとき、各車輪2のスリップ率が所定の許容値を超えないように各車輪2に対応するブレーキ装置(図示せず)を制御して、各車輪2に対する制動力を調整する。
【0021】
図2に示すように、各回転センサユニット24は、車輪2の近傍で且つバネ下に設けられており、車輪2と一体回転する歯車24aと、歯車24aの外周面に対向するように配置された検出器24bとからなる。歯車24aの外周面には複数本(本実施形態では96本)の歯が等角度間隔おきに設けられるとともに、各歯は1〜96まで順番に位置が割り当てられている。そして、検出器24bは、一定時間間隔おきに検出器24bに対向する歯の位置を検出し、その歯の位置から車輪2の回転位置情報として、歯数信号を生成する。ABSコントローラ23は、各検出器24bに有線接続されている。
【0022】
次に、タイヤ状態監視装置20について説明する。
図1(a)に示すように、タイヤ状態監視装置20は、4つの車輪2にそれぞれ取り付けられる車輪側ユニットとしてのタイヤセンサユニット3と、車両1の車体に設置される受信機ユニット4とを備えている。各タイヤセンサユニット3は、タイヤ6の内部空間に配置されるように、そのタイヤ6が装着されたホイール部5に対して取り付けられている。各タイヤセンサユニット3は、対応するタイヤ6の状態(タイヤ内圧力、タイヤ内温度)を検出して、検出されたタイヤ状態を示すデータを含むデータ信号を無線送信する。
【0023】
図3に示すように、各タイヤセンサユニット3は、圧力センサ11、温度センサ12、加速度センサ13、センサユニットコントローラ14、及びRF送信回路16を備える。タイヤセンサユニット3は、例えば、図示しない電池からの供給電力によって動作し、センサユニットコントローラ14はタイヤセンサユニット3の動作を統括的に制御する。圧力センサ11は、対応するタイヤ6内の圧力(内部空気圧)を検出して、その検出によって得られたタイヤ内圧力データをセンサユニットコントローラ14に出力する。温度センサ12は、対応するタイヤ6内の温度(内部空気温度)を検出して、その検出によって得られたタイヤ内温度データをセンサユニットコントローラ14に出力する。
【0024】
加速度センサ13は自身に作用する加速度を検出して、その検出によって得られた加速度データをセンサユニットコントローラ14に出力する。センサユニットコントローラ14は、CPU及び記憶部14a(RAMやROM等)を含むマイクロコンピュータ等よりなり、記憶部14aには各タイヤセンサユニット3に固有の識別情報であるIDコードが登録されている。このIDコードは、各タイヤセンサユニット3を受信機ユニット4において識別するために使用される情報である。センサユニットコントローラ14は、タイヤ内圧力データ、タイヤ内温度データ、加速度データ及びIDコードを含むデータを、RF送信回路16に出力する。RF送信回路16は、センサユニットコントローラ14からのデータを変調してデータ信号を生成し、データ信号を送信アンテナ19から無線送信する。
【0025】
各タイヤセンサユニット3は、車両1の走行中、タイヤ状態の計測動作を所定時間間隔で定期的に行う一方、データ信号の送信動作を所定時間間隔で定期的に行う。但し、計測されたタイヤ状態が異常を示す場合(例えば、タイヤ内圧力の異常低下、タイヤ内圧力の急変、タイヤ内温度の急変等)、タイヤセンサユニット3は定期的な送信動作とは関係無く、直ちに送信動作を行う。また、各タイヤセンサユニット3は、後述の位置特定動作を所定時間間隔で定期的に行う。
【0026】
タイヤセンサユニット3に備えられた1軸の加速度センサ13は、例えば、ピエゾ抵抗型や静電容量型の加速度センサとして周知のものであり、加速度に応じたデータ信号を発生して出力する。
図1(b)に示すように、加速度センサ13は、一つの検出軸7に沿った方向の加速度成分を検出可能な加速度センサが用いられる。加速度センサ13は、加速度の検出軸7が鉛直方向に延びるように車輪2に対して配置され、この加速度センサ13によって加速度が検出されるようになっている。車両1の前進時における車輪2の回転に伴い、タイヤセンサユニット3の車輪2での位置は変化する。
【0027】
図5に示すように、車輪2の回転時において、タイヤセンサユニット3が車輪2の最下位置に移動すると、理論上、加速度センサ13は1Gの加速度をセンサユニットコントローラ14に出力する。なお、タイヤセンサユニット3が車輪2の最下位置に移動したときは、加速度がプラス側で最大値となり、このときを上ピークとする。また、タイヤセンサユニット3が車輪2の最上位置に移動すると、理論上、加速度センサ13は−1Gの加速度をセンサユニットコントローラ14に出力する。なお、タイヤセンサユニット3が車輪2の最上位置に移動したときは、加速度がマイナス側で最大値となり、このときを下ピークとする。
【0028】
図1(a)に示すように、受信機ユニット4は、車体の所定箇所に設置され、例えば車両1のバッテリ(図示せず)からの供給電力によって動作する。受信機ユニット4は、車体の任意の箇所に配置された受信アンテナ32を備えており、各タイヤセンサユニット3の送信アンテナ19から送信されたデータ信号を、受信アンテナ32を通じて受信して、その受信したデータ信号を処理する。
【0029】
受信機ユニット4は、受信機ユニットコントローラ33、及びRF受信回路35を備えている。受信機ユニットコントローラ33はCPU及び記憶部(ROMやRAM等)を含むマイクロコンピュータ等よりなり、受信機ユニット4の動作を統括的に制御する。RF受信回路35は、各タイヤセンサユニット3から受信アンテナ32を通じて受信されたデータ信号を復調して、受信機ユニットコントローラ33に送る。
【0030】
受信機ユニットコントローラ33は、RF受信回路35からのデータ信号に基づき、発信元のタイヤセンサユニット3に対応するタイヤ6の内部空気圧及び内部空気温度を把握する。また、受信機ユニットコントローラ33は、内部空気圧及び内部空気温度に関する情報等を表示器38に表示させる。表示器38は、車室内等、車両1の搭乗者の視認範囲に配置される。受信機ユニットコントローラ33はさらに、内部空気圧や内部空気温度の異常を警報器(報知器)37にて報知させる。警報器37としては、例えば、異常を光の点灯や点滅によって報知する装置や、異常を音によって報知する装置が適用される。
【0031】
また、受信機ユニットコントローラ33は、ABSコントローラ23に接続され、各回転センサユニット24で生成された歯数信号を、それぞれABSコントローラ23を通じて一定時間間隔おきに受け取る。
【0032】
次に、タイヤセンサユニット3の車輪周方向での位置を特定する方法、及びその位置特定されたタイヤセンサユニット3がいずれの車輪2に設けられているかを特定する方法について、作用とともに
図4〜
図6を用いて説明する。なお、各方法は、4つの車輪2で全て同じであるため、4つの車輪2のうちの1つの車輪2について説明し、残り3つの車輪2については説明を省略する。
【0033】
本実施形態において、車輪2における車輪周方向でのタイヤセンサユニット3の位置特定はタイヤセンサユニット3のセンサユニットコントローラ14が行う。よって、センサユニットコントローラ14が位置特定部及び位置特定装置に相当する。また、車輪周方向でのタイヤセンサユニット3の位置特定は、タイヤセンサユニット3、受信機ユニット4、及びABS10を用いて行われる。このため、車輪周方向でのタイヤセンサユニット3の位置特定に関しては、これらタイヤセンサユニット3と、受信機ユニット4と、ABS10とによって位置特定装置が構成されている。
【0034】
まず、車輪周方向でのタイヤセンサユニット3の位置特定について説明する。
図4に示すように、車両1が停止状態にあるとき、加速度センサ13は加速度を一定時間おきに検出し、検出した加速度データをセンサユニットコントローラ14に出力している。車両1が停止状態にあるとき、加速度センサ13は回転しないことから、理論上は加速度としては一定の値が検出されるが、加速度センサ13の個体差や製造公差等により加速度の値は若干変動する。
【0035】
さて、
図6に示すように、センサユニットコントローラ14は、加速度センサ13から出力した加速度に基づき、車両1が停止状態にあるか否かを判定するステップ(S11)を行う。加速度の変動幅がわずかである場合が連続するときに、センサユニットコントローラ14は、車両1が停止状態にあると判定し、変動幅が大きい場合には、センサユニットコントローラ14は、車両1が走行状態(停止状態にない)と判定する。
【0036】
センサユニットコントローラ14は、車両1が停止状態にないと判定する(S11でNO)と、位置特定の処理を終了する。一方、センサユニットコントローラ14は、車両1が停止状態にあると判定すると(S11でYES)、停止状態のときに加速度センサ13の検出した加速度を記憶部14aに記憶させるステップ(S12)を行う。停止状態のときには、加速度は理論上は、−1G〜+1Gの範囲内で検出されるが、加速度センサ13の個体差やオフセットエラー等により−1G〜+1Gの範囲を逸脱した加速度が得られることがある。
【0037】
車両1が走行を開始すると、車輪2の回転に伴いタイヤセンサユニット3も回転し、加速度センサ13の検出する加速度が変化する。そして、センサユニットコントローラ14は、検出された加速度に基づき、走行開始後に初めて上ピーク又は下ピークを検出したとき、その初ピークでの加速度を記憶部14aに記憶させるステップ(S13)を行う。本実施形態では、下ピークが検出されたときの加速度を記憶部14aに記憶する。
【0038】
次に、センサユニットコントローラ14は、初ピーク検出時に記憶した加速度の値から、停止状態のときに記憶した加速度の値を減算した減算値を取得するステップ(S14)を行う。この減算値は、必ず−2G〜+2Gの範囲内に納まる。また、減算値は、実際に検出した加速度の値ではなく、相対値である。このため、車両1が停止状態にあったときから初ピークを検出したときまでに変動した加速度の値を直接的に表すことになり、加速度センサ13の個体差、製造公差等の影響を受けない。
【0039】
そして、センサユニットコントローラ14は、初ピークを検出したときよりも減算値だけ遡った位置に、停止状態にあるときにタイヤセンサユニット3が位置していたと特定し、タイヤセンサユニット3を位置特定するステップ(S15)を行う。
図5に示すように、初ピークを検出したとき、タイヤセンサユニット3は車輪周方向での最上位置に位置している。この最上位置から減算値だけ遡った位置、すなわち、減算値に相当する分だけ車輪2が回転する前となる位置に、車両1が停止状態にあるときにタイヤセンサユニット3が位置していたことになる。
【0040】
次に、位置特定されたタイヤセンサユニット3がいずれの車輪2に設けられているかを特定する方法について説明する。
センサユニットコントローラ14は、車両1が停止状態にあったときの車輪周方向でのタイヤセンサユニット3の位置を受信機ユニット4に送信する。このとき、センサユニットコントローラ14は、タイヤセンサユニット3の位置情報として、車輪周方向での角度を含む信号を送信する。次に、受信機ユニットコントローラ33は、4つの回転センサユニット24で生成された歯数信号のうち、初ピーク検出時よりも減算値だけ前の加速度を検出したときに生成された歯数信号をそれぞれ取得する。そして、取得される歯数のうち値の変化が小さい1つの歯数に関する信号を生成する回転センサユニット24を特定する。受信機ユニットコントローラ33は、この1つの回転センサユニット24と対応付けられたタイヤセンサユニット3が、データ信号を送信したタイヤセンサユニット3であると特定し、そのタイヤセンサユニット3が設けられた車輪2の位置を特定する。
【0041】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)車両1が停止状態にあったときの加速度と、初ピークを検出したときの加速度との減算値を算出し、初ピーク検出時の加速度から減算値だけ遡ることで、車両1が停止状態にあったときの車輪周方向でのタイヤセンサユニット3の位置を特定するようにした。算出された減算値は、加速度センサ13の個体差、製造公差等の影響を受けず、車両1が停止状態にあったときから初ピークを検出したときまでに変動した加速度の値を直接的に表している。したがって、加速度センサ13の個体差、製造公差等の影響を受けずに、車両1が停止状態にあるときの車輪周方向でのタイヤセンサユニット3の位置を正確に特定できる。
【0042】
(2)車両1が停止状態にあるときの車輪周方向でのタイヤセンサユニット3の位置を正確に特定できる。そして、タイヤセンサユニット3の正確な位置と、ABS10で生成された歯数を用いることで、データ信号を送信したタイヤセンサユニット3の位置、すなわち、タイヤセンサユニット3が設けられた車輪2の位置も正確に特定できる。
【0043】
(3)車両1が走行状態にあるとき、減算値だけ遡って車輪周方向でのタイヤセンサユニット3の位置を特定し、ABS10からの情報を用いて、タイヤセンサユニット3が設けられた車輪2の位置を特定しようとすると、加速時や減速時に減算値だけ遡ることは困難であり、ABS10からの情報と照合しにくい。しかし、本実施形態では、車両1が停止状態にあるときの減算値及びABS10からの情報を用いるため、正確な位置特定を行うことができる。
【0044】
(4)タイヤセンサユニット3のセンサユニットコントローラ14は、車両1が停止状態にあるか否かの判定、停止状態での加速度の記憶、初ピーク検出時の加速度の記憶、及びタイヤセンサユニット3の位置の特定を行う。したがって、タイヤセンサユニット3のみで、車輪周方向でのタイヤセンサユニット3の位置を特定できる。よって、受信機ユニット4で、車輪2のタイヤセンサユニット3の位置を特定できる場合と比べて、受信機ユニット4の制御負荷を軽減することができる。
【0045】
なお、本実施形態は、以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、車輪周方向でのタイヤセンサユニット3の位置特定をセンサユニットコントローラ14で行ったが、これに限らない。車両1が停止状態にあるか否かの判定、停止状態での加速度の記憶、初ピーク検出時の加速度の記憶、及び車輪周方向でのタイヤセンサユニット3の位置特定を受信機ユニット4の受信機ユニットコントローラ33で行ってもよい。この場合、位置特定部は受信機ユニットコントローラ33となる。
【0046】
または、車両1が停止状態にあるか否かの判定、停止状態での加速度の記憶、及び初ピーク検出時の加速度の記憶は、センサユニットコントローラ14で行い、各記憶値を受信機ユニット4に送信し、車輪周方向でのタイヤセンサユニット3の位置特定を受信機ユニットコントローラ33で行ってもよい。この場合、位置特定部は受信機ユニットコントローラ33となる。
【0047】
○ 実施形態では、タイヤセンサユニット3は、車輪周方向での位置を含む信号として、タイヤセンサユニット3の車輪周方向での角度を含む信号を受信機ユニット4に送信したが、これに限らない。タイヤセンサユニット3は、算出した減算値を含む信号を受信機ユニット4に送信してもよく、この場合、受信機ユニットコントローラ33によって、減算値から車輪周方向でのタイヤセンサユニット3の位置が特定される。よって、受信機ユニットコントローラ33が位置特定部となる。
【0048】
また、タイヤセンサユニット3は、車輪周方向での角度ではなく、車輪周方向での位置を示す番号等を受信機ユニット4に送信してもよく、この場合、受信機ユニットコントローラ33によって、番号等から車輪周方向でのタイヤセンサユニット3の位置が特定される。よって、受信機ユニットコントローラ33が位置特定部となる。
【0049】
○ タイヤセンサユニット3が停止状態にあるときの位置に応じて、初ピークは上ピークになる場合もある。
○ タイヤ状態監視装置において、車輪周方向でのタイヤセンサユニット3の位置特定は、車輪周方向でのタイヤセンサユニット3の位置とABS10からの情報を用いた方法ではなく、別の方法で行ってもよい。
【0050】
○ 加速度センサ13で検出した加速度をADCで変換した信号を用いてもよい。
○ 実施形態では、加速度センサ13は、1軸の加速度センサであったが、2軸又は3軸の加速度センサであってもよい。
【0051】
○ 本発明は、タイヤ状態監視装置への適用に限定されるものではなく、車輪2の状態を監視する各種の装置に適用することができる。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
【0052】
(イ)前記各車輪側ユニットは、前記車輪におけるタイヤの状態を検出するとともに検出したタイヤの状態を示すデータを含むデータ信号を無線送信するタイヤセンサユニットである位置特定装置。
【0053】
(ロ)前記位置特定部は、前記車輪側ユニットに設けられている位置特定装置。