JP2006138803A - Apparatus for acquiring wheel condition and method of communicating wheel condition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輪搭載通信装置の車輪回転時の回転位置を導出する技術に関連する。 The present invention relates to a technique for deriving a rotational position of a wheel-mounted communication device when a wheel rotates.
TPMS(Tire Pressure Monitoring System)に代表されるように、各タイヤの内部空気圧などの状態量を各車輪に搭載された通信装置から発信して車体に搭載された通信装置により受信するシステムが車両に取り入れられるようになってきている。そのようなシステムにおいて、車輪搭載通信装置の電源は各車輪に搭載されるバッテリー等が利用されることが一般的である。通常の車輪は車体と分離可能に設けられており搭載スペースも限られているので、車輪に搭載することができるバッテリー等は様々な制限を受ける。特にバッテリー等に蓄えておくことができるエネルギー量には一定の限界があるため、通信時の車輪搭載通信装置の消費電力量を節約する技術は非常に有意義である。そのような事情を背景に例えば特許文献1では、車両が走行状態にあるか否かによってON−OFFが切り替わるスイッチ状態に基づき車輪に設けられた無線送信機の送信タイミングを決定する技術が提案されている。
車輪回転時に車輪搭載通信装置の発信動作を所望回転位置において実施することは様々な面で好都合である。例えば通信性能を向上させる観点からは、車体に搭載された通信装置との間で良好な通信状態が確保される回転位置に到達した時点で車輪搭載通信装置から無線信号を発信させることが好ましい。また所望回転位置における車輪搭載センサ類の検出値が必要な場合には、その所望回転位置における車輪搭載センサ類の検出値を車輪搭載通信装置から発信させることが好ましい。 It is advantageous in various aspects to perform the transmission operation of the wheel-mounted communication device at the desired rotational position when the wheel rotates. For example, from the viewpoint of improving communication performance, it is preferable to transmit a radio signal from the wheel-mounted communication device when reaching a rotational position where a good communication state is ensured with the communication device mounted on the vehicle body. When the detection value of the wheel mounted sensor at the desired rotation position is required, it is preferable to transmit the detection value of the wheel mounted sensor at the desired rotation position from the wheel mounted communication device.
本発明は上述の事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、車輪に搭載された通信装置の車輪回転時の回転位置を精度良く特定するための技術を提案することにある。また本発明の他の目的は、精度良く特定された車輪回転時の車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて車輪搭載通信装置を含む通信システムの通信状態を良好に保つ技術を提案することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to propose a technique for accurately identifying the rotational position of a communication device mounted on a wheel when the wheel rotates. Another object of the present invention is to propose a technique for maintaining a good communication state of a communication system including a wheel-mounted communication device based on the rotational position of the wheel-mounted communication device when the wheel is accurately identified. .
本発明の一態様は車輪状態取得装置に関する。この車輪状態取得装置は、車輪に設けられ、当該車輪の回転位置に関連する状態量を検出する車輪側回転検出装置と、前記車輪に設けられ、前記車輪側回転検出装置の検出結果を送信する車輪搭載通信装置と、車体に設けられ、前記車輪搭載通信装置が送信する前記車輪側回転検出装置の検出結果を受信する車体搭載通信装置と、前記車体に設けられ、前記車輪の回転位置に関連する状態量を検出する車体側回転検出装置と、前記車体搭載通信装置が受信する前記車輪側回転検出装置の検出結果と前記車体側回転検出装置の検出結果との対応関係に基づいて前記車輪搭載通信装置の回転位置を導出する位置情報取得装置と、を備えることを特徴とする。 One aspect of the present invention relates to a wheel state acquisition device. The wheel state acquisition device is provided on a wheel and detects a state amount related to the rotational position of the wheel, and is provided on the wheel and transmits a detection result of the wheel side rotation detection device. A wheel-mounted communication device, a vehicle-mounted communication device that is provided on the vehicle body and that receives a detection result of the wheel-side rotation detection device transmitted by the wheel-mounted communication device, and that is provided on the vehicle body and related to the rotational position of the wheel. A vehicle body side rotation detection device for detecting a state quantity to be performed, and the wheel mounting based on a correspondence relationship between a detection result of the wheel side rotation detection device received by the vehicle body mounting communication device and a detection result of the vehicle body side rotation detection device. And a position information acquisition device for deriving the rotational position of the communication device.
ここで、車輪または車輪搭載通信装置の「回転位置」とは、車輪または車輪搭載通信装置の車体に対する相対位置のことをいい、例えば、車輪と路面との接地点を0度としたときに車輪の中心軸に対する0〜360度までの角度で表すことができる。
この車輪状態取得装置によれば、車輪側回転検出装置の検出結果と車体側回転検出装置の検出結果との対応関係に基づいて前記車輪搭載通信装置の回転位置を精度良く導出することができる。また当該車輪状態取得装置によって導出された車輪搭載通信装置の回転位置を利用することで、所望の回転位置において車輪搭載通信装置から所定のデータを送信させるような制御も可能となる。なお、車輪側回転検出装置が検出する「車輪の回転位置に関連する状態量」と車体側回転検出装置が検出する「車輪の回転位置に関連する状態量」とは、同一の状態量に設定することも可能であるが、異なる状態量に設定してもよい。
Here, the “rotation position” of the wheel or the wheel-mounted communication device refers to a relative position of the wheel or the wheel-mounted communication device with respect to the vehicle body. For example, when the ground point between the wheel and the road surface is 0 degree, the wheel It can be expressed by an angle of 0 to 360 degrees with respect to the central axis.
According to this wheel state acquisition device, the rotational position of the wheel-mounted communication device can be accurately derived based on the correspondence between the detection result of the wheel side rotation detection device and the detection result of the vehicle body side rotation detection device. Further, by using the rotational position of the wheel-mounted communication device derived by the wheel state acquisition device, it is possible to perform control such that predetermined data is transmitted from the wheel-mounted communication device at a desired rotational position. The “state quantity related to the wheel rotation position” detected by the wheel side rotation detection device and the “state quantity related to the wheel rotation position” detected by the vehicle body side rotation detection device are set to the same state quantity. It is also possible to set different state quantities.
前記車輪側回転検出装置は、加速度を検出する加速度検出装置であってもよい。一般に、車輪の加速度は重力加速度の影響を受け、その重力加速度の影響の大きさは回転位置に応じて変動する。そのため車輪の回転位置に関連する状態量として「車輪のうち車輪側回転検出装置が設置された箇所の加速度」が好適に用いられる。ここでいう「加速度」は、車輪回転方向への加速度や車輪回転時の遠心力作用方向への加速度等を含みうる概念である。 The wheel-side rotation detection device may be an acceleration detection device that detects acceleration. In general, the acceleration of the wheel is affected by the gravitational acceleration, and the magnitude of the gravitational acceleration varies depending on the rotational position. Therefore, “acceleration of a portion of the wheel where the wheel-side rotation detection device is installed” is preferably used as the state quantity related to the rotation position of the wheel. The “acceleration” here is a concept that may include acceleration in the wheel rotation direction, acceleration in the centrifugal force acting direction during wheel rotation, and the like.
前記車体側回転検出装置は、前記車輪の回転位置に対応するようにして設けられた所定数のパルス発生部の各々によって発せられるパルス状の信号を検出するセンサであってもよい。この場合、パルス発生部の各々と車輪の回転位置とを対応づけることができる。そのため車輪の回転位置に関連する状態量として「パルス発生部の各々によって発せられるパルス状の信号」が好適に用いられる。なお車体側回転検出装置は既存の装置類を応用することも可能であり、例えば車輪回転と同期回転する磁気ロータからのパルス信号を検出する既存の車輪速センサなどを車体側検出装置に応用することが可能である。 The vehicle body side rotation detection device may be a sensor that detects a pulse-like signal generated by each of a predetermined number of pulse generation units provided so as to correspond to the rotation position of the wheel. In this case, each of the pulse generators can be associated with the rotational position of the wheel. Therefore, “a pulsed signal generated by each of the pulse generators” is preferably used as a state quantity related to the rotational position of the wheel. It is possible to apply existing devices to the vehicle body side rotation detection device. For example, an existing wheel speed sensor that detects a pulse signal from a magnetic rotor that rotates in synchronization with wheel rotation is applied to the vehicle body side detection device. It is possible.
前記位置情報取得装置は、低車速時における前記車輪側回転検出装置の検出結果と前記車体側回転検出装置との対応関係に基づいて、前記車輪搭載通信装置の回転位置を導出してもよい。この場合、検出誤差が生じにくい低車速時に検出された車輪の回転位置に関連する状態量が用いられるので、車輪搭載通信装置の回転位置の導出結果の信頼性を高めることができる。なおここでいう「低車速」は、車輪に作用する力成分や車輪搭載通信装置の通信頻度などの影響を加味して個別に決定することが可能であり、例えば時速10km以下に設定することも可能である。 The position information acquisition device may derive a rotation position of the wheel-mounted communication device based on a correspondence relationship between a detection result of the wheel side rotation detection device and the vehicle body side rotation detection device at a low vehicle speed. In this case, since the state quantity related to the rotational position of the wheel detected at the low vehicle speed at which the detection error is unlikely to occur is used, the reliability of the derivation result of the rotational position of the wheel-mounted communication device can be improved. The “low vehicle speed” here can be determined individually in consideration of the influence of the force component acting on the wheels and the communication frequency of the wheel-mounted communication device, and may be set to, for example, 10 km / h or less. Is possible.
本発明の別の態様も車輪状態取得装置に関する。この車輪状態取得装置は、車輪に設けられ当該車輪の回転位置に関連する状態量を検出する車輪側回転検出装置の検出結果と、車体に設けられ前記車輪の回転位置に関連する状態量を検出する車体側回転検出装置の検出結果と、の対応関係に基づいて、前記車輪に設けられ前記車輪側回転検出装置の検出結果を送信する車輪搭載通信装置の回転位置を導出する位置情報取得装置を備えることを特徴とする。 Another aspect of the present invention also relates to a wheel state acquisition device. The wheel state acquisition device detects a detection result of a wheel-side rotation detection device that detects a state amount related to the rotational position of the wheel provided on the wheel and a state amount related to the rotational position of the wheel provided on the vehicle body. A position information acquisition device for deriving a rotational position of a wheel-mounted communication device that is provided on the wheel and transmits a detection result of the wheel-side rotation detection device based on a correspondence relationship with a detection result of a vehicle-side rotation detection device that performs It is characterized by providing.
本発明の別の態様も車輪状態取得装置に関する。この車輪状態取得装置は、車輪に設けられ、設置箇所の遠心力作用方向への加速度を検出する車輪側回転検出装置と、前記車輪に設けられ、前記車輪側回転検出装置の検出結果を送信する車輪搭載通信装置と、前記車輪側回転検出装置の検出結果に基づいて前記車輪搭載通信装置の回転位置を導出する位置情報取得装置と、前記位置情報取得装置が導出する前記車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて前記車輪搭載通信装置の送信タイミングを制御する送信タイミング制御装置と、を備えることを特徴とする。 Another aspect of the present invention also relates to a wheel state acquisition device. The wheel state acquisition device is provided on the wheel and detects the acceleration in the centrifugal force acting direction of the installation location, and the wheel side rotation detection device is provided on the wheel and transmits the detection result of the wheel side rotation detection device. A wheel-mounted communication device, a position information acquisition device for deriving a rotation position of the wheel-mounted communication device based on a detection result of the wheel-side rotation detection device, and a rotation of the wheel-mounted communication device derived by the position information acquisition device And a transmission timing control device that controls the transmission timing of the wheel-mounted communication device based on the position.
当該車輪状態取得装置によれば、車輪側回転検出装置の設置箇所の遠心力作用方向への加速度に基づいて車輪搭載通信装置の回転位置が精度良く導き出され、その回転位置に基づいて車輪搭載通信装置の送信タイミングを適切なタイミングに制御することができる。なお当該車輪状態取得装置は、位置情報取得装置が車輪側回転検出装置の検出結果のみだけではなく他の「車輪の回転位置に関連する状態量」を参照して車輪搭載通信装置の回転位置を導出する場合も含む。 According to the wheel state acquisition device, the rotation position of the wheel-mounted communication device is accurately derived based on the acceleration in the centrifugal force acting direction of the installation location of the wheel-side rotation detection device, and the wheel-mounted communication is based on the rotation position. The transmission timing of the apparatus can be controlled to an appropriate timing. In addition, the wheel state acquisition device refers to not only the detection result of the wheel side rotation detection device but also the other “state quantity related to the wheel rotation position”. Including the case of deriving.
本発明の別の態様も車輪状態取得装置に関する。この車輪状態取得装置は、車輪に設けられ設置箇所の遠心力作用方向への加速度を検出する車輪側回転検出装置の検出結果に基づいて、前記車輪に設けられ前記車輪側回転検出装置の検出結果を送信する車輪搭載通信装置の回転位置を導出する位置情報取得装置と、前記位置情報取得装置が導出する前記車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて前記車輪搭載通信装置の送信タイミングを制御する送信タイミング制御装置と、を備えることを特徴とする。 Another aspect of the present invention also relates to a wheel state acquisition device. This wheel state acquisition device is provided on the wheel, based on the detection result of the wheel side rotation detection device that detects acceleration in the centrifugal force acting direction of the installation location, and the detection result of the wheel side rotation detection device provided on the wheel. The position information acquisition device for deriving the rotational position of the wheel-mounted communication device for transmitting the transmission, and the transmission for controlling the transmission timing of the wheel-mounted communication device based on the rotation position of the wheel-mounted communication device derived by the position information acquisition device And a timing control device.
本発明の別の態様は車輪状態通信方法に関する。この車輪状態通信方法は、車輪搭載通信装置から所定の送信頻度で送信される車輪の所定箇所の遠心力作用方向への加速度に基づいて、前記車輪搭載通信装置の回転位置を導出する位置情報取得ステップと、前記位置情報取得ステップで導出された前記車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて、前記車輪搭載通信装置からの送信に適した前記車輪搭載通信装置の回転位置を目標通信位置として導出する通信位置特定ステップと、前記車輪搭載通信装置からの送信を前記所定の送信頻度よりも低頻度で実行させるように、前記車輪搭載通信装置からの送信を前記目標通信位置において実行させる送信頻度抑制ステップと、を備えることを特徴とする。 Another aspect of the present invention relates to a wheel state communication method. This wheel state communication method obtains position information for deriving the rotational position of the wheel-mounted communication device based on the acceleration in the centrifugal force acting direction of a predetermined portion of the wheel transmitted at a predetermined transmission frequency from the wheel-mounted communication device. Based on the rotation position of the wheel-mounted communication device derived in the step and the position information acquisition step, the rotation position of the wheel-mounted communication device suitable for transmission from the wheel-mounted communication device is derived as a target communication position. A communication frequency specifying step and a transmission frequency suppression step of executing transmission from the wheel-mounted communication device at the target communication position so that transmission from the wheel-mounted communication device is executed at a frequency lower than the predetermined transmission frequency. And.
当該車輪状態通信方法によれば、車輪搭載通信装置からの送信に適した車輪の回転位置を精度良く導出し、送信頻度抑制ステップにおいて車輪搭載通信装置からの送信頻度を比較的少なくすることができる。これにより、車輪搭載通信装置からの送信精度を良好に保った状態で、送信に費やされるエネルギー消費量を抑えることが可能である。 According to the wheel state communication method, the rotational position of the wheel suitable for transmission from the wheel-mounted communication device can be accurately derived, and the transmission frequency from the wheel-mounted communication device can be relatively reduced in the transmission frequency suppression step. . Thereby, it is possible to suppress the energy consumption consumed for transmission in a state in which the transmission accuracy from the wheel-mounted communication device is kept good.
本発明の車輪状態取得装置によれば、車輪の回転位置に関連する状態量に基づいて車輪搭載通信装置の回転位置を精度良く特定することができる。 According to the wheel state acquisition device of the present invention, the rotational position of the wheel-mounted communication device can be specified with high accuracy based on the state quantity related to the rotational position of the wheel.
また本発明の車輪状態取得装置によれば、精度良く特定された車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて所望のタイミングで車輪搭載通信装置から送信させることで通信状態を良好に保つことができる。 Moreover, according to the wheel state acquisition apparatus of this invention, a communication state can be kept favorable by making it transmit from a wheel mounting communication apparatus at a desired timing based on the rotation position of the wheel mounting communication apparatus specified with sufficient precision.
また本発明の車輪状態通信方法によれば、精度良く特定された車輪回転時の車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて、車輪搭載通信装置からの送信状態を良好に保つとともに、その送信に消費されるエネルギー量を抑制することができる。 Further, according to the wheel state communication method of the present invention, based on the rotational position of the wheel-mounted communication device at the time of accurately specified wheel rotation, the transmission state from the wheel-mounted communication device is kept good and consumed for transmission. Can be suppressed.
(第1の実施の形態)
図1は、車体12および車輪14の構成を示す図である。図1には車体12の右前、左前、右後ろ、および左後ろに設けられた4つの車輪14のうち左前輪が図示されている。なお、他の右前輪、右後輪、および左後輪に関しても図1に図示された左前輪と同様の構成を有する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the
車輪14は、タイヤ16と、タイヤ16を支持するホイール18とを含んで構成され、ホイール18を貫通するタイヤ空気注入部21が設けられている。タイヤ空気注入部21は、タイヤ16とホイール18によって形成されるタイヤ空気室に空気を注入するための箇所であり、先端にはTPMSユニット22が一体的に取り付けられている。このTPMSユニット22は、タイヤ空気室内のホイールリム部20の近傍に配置され、相互に近接して配置される車輪搭載通信装置24、加速度センサ26(「Gセンサ26」とも表記する)、および車輪搭載センサ類28を含む。
The
図2は、車体12および車輪14を側方から見た図を示し、車輪回転時のTPMSユニット22の回転位置を説明するための図である。なお、本明細書において、車輪、車輪搭載通信装置またはTPMSユニットの「回転位置」とは、車輪、車輪搭載通信装置またはTPMSユニットの車体に対する相対位置のことをいい、例えば、車輪と路面との接地点を0度としたときに車輪の中心軸に対する0〜360度までの角度で表すことができる位置である。TPMSユニット22は車両走行時に車輪14とともに回転して回転位置が変動する。図2にはTPMSユニット22の回転位置が最上部(Ut)、最下部(Ub)、最右部(Ur)、および最左部(Ul)に配置される場合が例示されている。Gセンサ26は、設置箇所の遠心力作用方向(図中矢印A参照)への加速度を検出して、近似的にTPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度を検出する。なお「遠心力作用方向」は車輪14やTPMSユニット22の回転半径方向と一致する。車輪搭載センサ類28は、車輪14に搭載されるGセンサ26以外のセンサ類全般を含むものであり、例えばタイヤ空気室内の空気圧や空気温度、タイヤ接地力などを検出するセンサが含まれる。Gセンサ26および車輪搭載センサ類28の検出結果は車輪搭載通信装置24に送信される。車輪搭載通信装置24は、後述する車体搭載通信装置34との間で通信システムを構築し、例えば送信指示信号を受信するとともにその送信指示信号がトリガーとなってGセンサ26の検出結果や車輪搭載センサ類28の検出結果に対応する信号(「検出信号」とも表記する)を車体搭載通信装置34に送信する。なお本実施の形態の車輪搭載通信装置24は、送信指示信号の受信時あるいはその受信時の直前、直後にGセンサ26や車輪搭載センサ類28によって検出されたデータを検出信号として送信する。
FIG. 2 shows a view of the
車輪14には、図1に示す磁気ロータ30が取り付けられている。磁気ロータ30は、断続的に設けられた所定数の回転歯31をもつ歯車構造を有し、車両走行時の車輪14の回転と同期して回転する。本実施の形態では等間隔に配置された48個の回転歯31が磁気ロータ30に形成されている。各回転歯31は、磁気を帯び、車輪14の回転位置に対応するようにして配置されている。そのため後述するように、車輪14の回転時には磁性を利用したパルス信号が断続的に配置された各回転歯31から発せられる。
A
また車輪14には、TPMSユニット22を構成する車輪搭載通信装置24、Gセンサ26、車輪搭載センサ類28などの機器類のエネルギー源となるバッテリー(図示せず)が搭載されている。
In addition, a battery (not shown) serving as an energy source for devices such as the wheel-mounted
一方、車体12には、電子制御装置36(「ECU36」とも表記する)と、このECU36に接続された磁気ピックアップ32、車体搭載通信装置34、および車体搭載センサ類35とが搭載されている。
On the other hand, on the
磁気ピックアップ32は、車輪14と同期回転する磁気ロータ30に対応する位置に配置され、コイルなどが利用されて回転歯31が発する磁力を電磁的に検出する。したがって磁気ピックアップ32は、磁気ロータ30の回転時に回転歯31の各々によって発せられるパルス状の磁性信号を検出するセンサとして機能し、回転歯31から発せられるパルス信号の検出結果をECU36に送信する。各回転歯31は車輪14の回転位置に対応するように配置されているので、磁気ピックアップ32が検出するパルス信号から車輪14の回転位置の特定が可能である。
The
車体搭載通信装置34は、車輪搭載通信装置24が送信するGセンサ26や車輪搭載センサ類28の検出結果などを受信してECU36に送信する。また車体搭載通信装置34は、ECU36によって制御され、車輪搭載通信装置24における検出信号送信のトリガー信号となる送信指示信号を送信する。車体搭載センサ類35は、車体12に搭載されるセンサ類全般を含み、たとえば車両速度を検出する車速センサを含む。
The vehicle-mounted
ECU36は、CPUを含むマイクロプロセッサとして構成されており、マイクロコンピュータによる演算を行う演算ユニット、各種の処理プログラムを記憶するROM、一時的にデータやプログラムを記憶してデータ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるRAM、データを記憶するハードディスク等の記憶装置、および各種信号の送受信を行うための入出力ポートなどを有する。このECU36は、送られてくる各種データ等に基づいて各種車両装置類に制御信号を送り車両を制御する制御部であり、例えば図3に示す機能構成を有する。
The
図3は、ECU36が有する機能のうちTPMSユニット22の回転位置の導出に関連する機能構成を示す機能ブロック図である。ECU36は、ユニット加速度解析部102、パルス信号解析部104、ユニット位置判断制御部106、通信指示部108、および記憶部110を有する。
FIG. 3 is a functional block diagram showing a functional configuration related to derivation of the rotational position of the TPMS unit 22 among the functions of the
ユニット加速度解析部102は、車輪搭載通信装置24および車体搭載通信装置34を介して検出信号として送信されてくるGセンサ26の検出結果に基づき、TPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度の状態を特定する。パルス信号解析部104は、磁気ピックアップ32から送信されてくるパルス信号に基づき、磁気ロータ30の回転状態を特定する。
The unit
ユニット位置判断制御部106は、車体搭載センサ類35に含まれる車速センサの検出値に基づいて、車体搭載通信装置34による上述の送信指示信号の送信タイミングを決定する。本実施の形態のユニット位置判断制御部106は、低車速時におけるGセンサ26の検出結果と磁気ピックアップ32の検出結果との対応関係に基づいて、車輪搭載通信装置24と車体搭載通信装置34の間の通信に適したTPMSユニット22の回転位置を導出する。このときユニット位置判断制御部106は、Gセンサ26によって検出されユニット加速度解析部102で特定される「TPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度」と磁気ピックアップ32によって検出されパルス信号解析部104で特定される「磁気ロータ30の回転状態」との対応関係に基づいて、車輪回転時のTPMSユニット22の回転位置を導出する。なおユニット位置判断制御部106における低車速か否かの判断は、車速センサの検出値が時速0kmよりも大きくかつ所定速度以下の場合には低車速であると判断し、車速センサの検出値がそれ以外の場合には低車速ではないと判断する。そしてユニット位置判断制御部106は送信指示信号の送信タイミングの決定結果やTPMSユニット22の回転位置の導出結果に基づいて通信指示部108を制御する。
The unit position
通信指示部108は、ユニット位置判断制御部106により制御されて車体搭載通信装置34の通信をコントロールする。たとえば「車体搭載通信装置34から車輪搭載通信装置24への送信指示信号の送信タイミング」や「車輪搭載通信装置24から車体搭載通信装置34への検出信号の送信タイミング」がユニット位置判断制御部106によってコントロールされる。記憶部110は、各種のデータを記憶するとともに、送信されてくる新たなデータを記憶し、たとえばTPMSユニット22の目標通信位置を予め記憶する。また記憶部110に記憶されている各種データは、ECU36の各部や他の装置類によって適宜読み込まれて車両制御に使用可能となっている。
The
図4は、「TPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度」を示すGセンサ26の検出値と「磁気ロータ30の回転状態」を示す磁気ピックアップ32が検出するパルス信号の対応関係の一例を示す図である。なお図4には車輪14が定速回転している場合が図示されている。
FIG. 4 shows an example of a correspondence relationship between the detected value of the
Gセンサ26が検出するTPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度は重力加速度Gの影響を受けるので、Gセンサ26の検出値はTPMSユニット22の回転位置に応じて変動する。例えば、TPMSユニット22が回転して最下部に配置される時(図2の「Ub」参照)、遠心力に寄与する遠心力作用方向へのTPMSユニット22の加速度(「遠心力加速度」とも表記する)の方向と重力加速度Gの方向が一致し、Gセンサ26の検出値は極大値を示す(図4の「Gmax」参照)。TPMSユニット22が回転して最上部に配置される時(図2の「Ut」参照)、TPMSユニット22の遠心力加速度の方向と重力加速度Gの方向が逆になり、Gセンサ26の検出値は極小値を示す(図4の「Gmin」参照)。またTPMSユニット22が回転して最右部あるいは最左部に配置される時(図2の「Ur」「Ul」参照)、遠心力加速度の方向と重力加速度Gの方向が直角となり、Gセンサ26の検出値は重力加速度Gの影響受けずに極大値と極小値の間の中間値を示す(図4の「Gmid」参照)。このようにGセンサ26が検出するTPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度は周期的に変動し、定速で車輪14が回転する場合にはGセンサ26の検出値は時間の進行とともに正弦波状となる。そしてGセンサ26の検出値の一周期は車輪14や磁気ロータ30の一回転に対応するので、「TPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度」と「TPMSユニット22の回転位置」とを相互に対応づけることができる。
Since the acceleration in the centrifugal force acting direction of the TPMS unit 22 detected by the
一方、磁気ピックアップ32は、車輪14と同期回転する磁気ロータ30の各回転歯31から発せられるパルス信号を検出する。したがって、回転歯31の総数である48個のパルス信号を磁気ピックアップ32が検出する一周期は、車輪14や磁気ロータ30の一回転に相当し、Gセンサ26の検出値の一周期にも相当する。
On the other hand, the
したがって、車輪14や磁気ロータ30の一回転周期において、Gセンサ26が検出する「TPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度」と磁気ピックアップ32が検出する「パルス信号」とを時間的に相互に対応づけることができる。たとえば図4に示す場合、Gセンサ26が極大値を検出するタイミングは磁気ピックアップ32がn番目のパルス信号を検出するタイミングに対応し、Gセンサ26が極小値を検出するタイミングは磁気ピックアップ32がn+24番目のパルス信号を検出するタイミングに対応する。「TPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度」と「パルス信号」とを対応づけることにより、TPMSユニット22の車輪内の回転位置をパルス信号もしくは回転歯31と対応付けることができる。
Therefore, in one rotation cycle of the
次に本実施の形態の作用について説明する。なお以下の各処理は原則としてすべての車輪14に関し実施される。
Next, the operation of this embodiment will be described. The following processes are performed on all
図5は、第1の実施の形態におけるTPMSユニット22の回転位置の導出に関するフローチャートである。ECU36ではまず、車両速度が所定速度以下の低速か否かが車速センサの検出結果に基づきユニット位置判断制御部106において判断される(S11)。車両速度が低速ではないと判断される場合(S11のN)、TPMSユニット22の回転位置の導出は行われない。一方、車両速度が低速であると判断される場合(S11のY)、Gセンサ26が検出するTPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度の状態がユニット加速度解析部102において求められる。また磁気ピックアップ32が検出するパルス信号の状態がパルス信号解析部104において求められる。そしてTPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度と各パルス信号とがユニット位置判断制御部106で相互に対応づけられて取得される(S12)。そして磁気ロータ30の回転歯31から発せられるすべてのパルス信号に関して、対応する「TPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度」が取得されたか否かがユニット位置判断制御部106において判断される(S13)。すべてのパルス信号に関する「TPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度」が取得されていないと判断される場合(S13のN)、上述のS12の処理が引き続き継続される。一方、すべてのパルス信号に関する「TPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度」が取得されたと判断される場合(S13のY)、遠心力作用方向への加速度に基づいて、TPMSユニットの位置に対応するパルス信号が特定される(S14)。たとえばGセンサ26の検出値のうちTPMSユニット22の最上部位置、最下部位置、最右部位置、あるいは最左部位置が何番目のパルス信号に対応するのかユニット位置判断制御部106において求められる。
FIG. 5 is a flowchart relating to the derivation of the rotational position of the TPMS unit 22 in the first embodiment. In the
そして上述のS11〜S14の各処理によって求められたTPMSユニット22の回転位置に基づき「車体搭載通信装置34から車輪搭載通信装置24への送信指示信号の送信タイミング」および「送信指示信号に呼応して車輪搭載通信装置24から車体搭載通信装置34に送信する検出信号の送信タイミング」が、ユニット位置判断制御部106において決定され、通信指示部108によって制御される。たとえば、上述のS11〜S14の処理に基づいて、Gセンサ26の検出結果を所定の高頻度で車輪搭載通信装置24から送信し、ユニット位置判断制御部106において車輪搭載通信装置24の回転位置を導出する。一方、TPMSユニット22の回転範囲のうち車体搭載通信装置34と車輪搭載通信装置24の間で比較的良好な通信状態を示す回転位置(「目標通信位置」とも呼ぶ)、たとえば車体搭載通信装置34と車輪搭載通信装置24が最も近接するTPMSユニット22の目標通信位置を予め求めておいて記憶部110に記憶しておく。そしてユニット位置判断制御部106は、記憶部110に記憶されたデータを読み出し、導出された車輪搭載通信装置24の回転位置に基づいて目標通信位置を導出する。そして、ユニット位置判断制御部106および通信指示部108は、車輪搭載通信装置24が目標通信位置に配置されるタイミングで通信が行われるように、車輪搭載通信装置24および車体搭載通信装置34を制御する。これにより車輪搭載通信装置24から車体搭載通信装置34への送信精度を良好に保った状態で、送信頻度を上述の所定頻度よりも低頻度に調整することができ、通信によるエネルギー消費量を抑えることができる。また所望回転位置におけるGセンサ26や車輪搭載センサ類28の検出値が車輪搭載通信装置24から車体搭載通信装置34に送信されるように、車輪搭載通信装置24および車体搭載通信装置34をECU36において制御することができる。
Based on the rotational position of the TPMS unit 22 obtained by the above-described processes of S11 to S14, “transmission timing of transmission instruction signal from the vehicle-mounted
以上説明したように本実施の形態によれば、車輪の回転位置に関連する状態量である「TPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度」や「磁気ロータ30の回転に伴って各回転歯31が発するパルス信号」を用いて、TPMSユニット22に含まれる車輪搭載通信装置24の車輪回転時における回転位置を精度良く求めることができる。特に車輪速センサに使用される磁気ロータ30から発せられるパルス信号と車輪搭載通信装置24の遠心力作用方向への加速度とを組み合わせることで、車輪搭載通信装置24と車体搭載通信装置34の間の通信を良好な位置において効率良く実施することができる。これにより通信によって消費されるエネルギー量を節約することができ、蓄積エネルギー量が制限されるバッテリーの電力消耗を抑えてバッテリー使用可能期間を長期化することができる。
As described above, according to the present embodiment, “the acceleration in the centrifugal force acting direction of the TPMS unit 22” which is a state quantity related to the rotational position of the wheel, and “the rotating teeth according to the rotation of the
また車輪速センサとして使用される磁気ロータ30および磁気ピックアップ32を利用することができるので、簡素な構造で、TPMSユニット22の回転位置の特定や送信タイミングの決定を行うことができる。
Further, since the
なおECU36では、各装置類の特性や走行環境などを考慮した補正を上述の各処理に加えることもできる。たとえばECU36によって制御される「車体搭載通信装置34の送信指示信号の送信」や送信指示信号を受信した「車輪搭載通信装置24の検出信号の送信」に関していわゆる応答遅れが存在する場合には、そのような応答遅れの影響を加味して「送信指示信号の送信タイミング」や「検出信号の送信タイミング」を決定することが可能である。そのような補正がECU36において加えられることで、より最適な位置において車輪搭載通信装置24と車体搭載通信装置34の間の通信を行うことができる。
The
またECU36において、Gセンサ26の検出値に基づき求められる車輪14の回転速度や回転加速度等と磁気ピックアップ32の検出値に基づいて求められる車輪14の回転速度や回転加速度等とを比較することにより、車輪14に作用する外乱成分を求めることも可能である。Gセンサ26および磁気ピックアップ32は、車輪14の回転に基づく成分だけではなく路面などからの外乱に基づく成分も検出するが、一般に磁気ピックアップ32の検出値はGセンサ26の検出値よりも外乱の影響が小さいことが多い。そのためGセンサ26および磁気ピックアップ32のいずれか一方もしくは両方を使い分けることにより、外乱の状態や外乱を取り除いた車輪状態を精度良く求めることが可能である。
Further, the
(第2の実施の形態)
本実施の形態では、車輪回転時のTPMSユニット22の回転位置の特定が車輪14に搭載される各種装置類によって自立的に行われる例を説明する。本実施の形態において上述の第1実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, an example will be described in which the identification of the rotational position of the TPMS unit 22 during wheel rotation is performed independently by various devices mounted on the
図6は、車輪搭載通信装置24の構成を示す図である。車輪搭載通信装置24は、車輪搭載通信装置24における通信を制御する通信制御部120を有する。この通信制御部120は、ユニット加速度解析部122、ユニット位置判断制御部124、通信指示部126、および記憶部128を有する。
FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of the wheel-mounted
ユニット加速度解析部122は、Gセンサ26の検出結果に基づき、TPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度の状態を特定する。ユニット位置判断制御部124は、ユニット加速度解析部122で特定された「TPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度」に基づいて、車輪回転時のTPMSユニット22の回転位置を導出する。そしてユニット位置判断制御部124は、導出したTPMSユニット22の回転位置に基づき検出信号の送信タイミングを決定して通信指示部126を制御する。通信指示部126は、ユニット位置判断制御部124により制御されて車体搭載通信装置34の通信をコントロールする。たとえば通信指示部126は、ユニット位置判断制御部124が決定した「車輪搭載通信装置24から車体搭載通信装置34への検出信号の送信タイミング」に基づいて検出信号の送信をコントロールする。記憶部128は、各種のデータを記憶するとともに、送信されてくる新たなデータを記憶し、例えばTPMSユニット22の目標通信位置を予め記憶する。また記憶部128に記憶されている各種データは、ECU36の各部や他の装置類によって適宜読み込まれて車両制御に使用可能となっている。
The unit
なお第1の実施の形態では車輪搭載通信装置24が送信指示信号の受信をトリガーとして検出信号の送信を実施する例について説明したが、本実施の形態の車輪搭載通信装置24は送信指示信号の受信をトリガーとすることなく通信制御部120において導出される送信タイミングに基づいて自立的に検出信号の送信を実施する。
In the first embodiment, the example in which the wheel-mounted
他の構成は、上述の第1実施の形態と同様の構成とすることができる。 Other configurations can be the same as those in the first embodiment.
図7は、第2の実施の形態におけるTPMSユニット22の回転位置の導出に関するフローチャートである。ECU36では、Gセンサ26から送られてくるTPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度の状態がユニット加速度解析部122において取得される(S21)。そして、車輪14の一回転分に対応するTPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度が取得されたか否かがユニット位置判断制御部124において判断される(S22)。なお当該判断は、上述のGセンサ26の検出値に対する重力加速度Gの影響とTPMSユニット22の回転位置との関係に基づいて、Gセンサ26の検出結果の挙動に基づいて行われる。上述のように車輪回転時のTPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度は周期的な挙動を示すため、ユニット位置判断制御部124はGセンサ26の検出結果の周期性に基づいて上記判断を行う(図4参照)。
FIG. 7 is a flowchart relating to the derivation of the rotational position of the TPMS unit 22 in the second embodiment. In the
車輪14の一回転分に対応するTPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度が取得されていないと判断される場合(S22のN)、上述のS21の処理が引き続き継続される。一方、車輪14の一回転分に対応するTPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度が取得されたと判断される場合(S22のY)、車輪搭載通信装置24を含むTPMSユニット22の回転位置がGセンサ26により検出されたTPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度に対応づけられた形でユニット位置判断制御部124において導き出される(S23)。そしてユニット位置判断制御部124は、記憶部128が記憶する目標通信位置を読み出し、車輪搭載通信装置24が目標通信位置に配置されるタイミングで車輪搭載通信装置24から検出信号が送信されるように、検出信号の送信タイミングをGセンサ26の検出結果に対応づけて決定する(S24)。そして通信指示部126は、S24で決定された送信タイミングで検出信号が送信されるように車輪搭載通信装置24を制御する(S25)。
When it is determined that the acceleration in the centrifugal force acting direction of the TPMS unit 22 corresponding to one rotation of the
以上説明したように本実施の形態によれば、車輪の回転位置に関連する状態量である「TPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度」が用いられて、TPMSユニット22に含まれる車輪搭載通信装置24の車輪回転時における回転位置を精度良く求めることができる。特に本実施の形態では車体に搭載される装置類に依存することなく、車輪14に搭載されるTPMSユニット22に含まれる装置類のみによって自立的に各種処理が実施される。そのため車体側の装置類の状態にかかわらず、比較的簡単な処理によって精度良く車輪回転時の車輪搭載通信装置24の回転位置を求めることができる。
As described above, according to the present embodiment, the “mount of acceleration in the centrifugal force acting direction of the TPMS unit 22” that is a state quantity related to the rotational position of the wheel is used, and the wheel mounting included in the TPMS unit 22 is used. The rotational position of the
本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施の形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and an appropriate combination of the elements of each embodiment is also effective as an embodiment of the present invention. Various modifications such as design changes can be added to each embodiment based on the knowledge of those skilled in the art, and the embodiments to which such modifications are added are also included in the scope of the present invention. sell.
たとえば、車輪14の回転速度がほぼ一定の場合にTPMSユニット22の回転位置を導出するように、ECU36や通信制御部120を設定することもできる。車輪14の回転速度が変動する場合、Gセンサ26によって検出されるTPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度とTPMSユニット22の回転位置との対応関係に誤差を生じることがある。そのため車輪14の回転速度がほぼ一定の場合にTPMSユニット22の回転位置を導出することでTPMSユニット22の回転位置をさらに精度良く求めることができる。
For example, the
また車輪14の回転速度が変動する場合には、そのような車輪14の回転速度の変動を加味した補正が上述の導出結果に加えられるように、ECU36や通信制御部120を設定することも可能である。
Further, when the rotational speed of the
また、Gセンサ26が検出するTPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度に関する十分なデータを取得するために、ECU36や通信制御部120においてGセンサ26の検出値を取得するための所定の学習期間を設定することも可能である。一般に、Gセンサ26の検出周期を短くし、ECU36や通信制御部120への検出結果の送信頻度を多くすることにより、TPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度に関する十分なデータを取得する期間は短縮される。たとえばGセンサ26の検出周期やECU36や通信制御部120への検出結果の送信周期のオーダーをミリセカンド(msecond)に設定することで、車輪14が1〜2回転する間にTPMSユニット22の遠心力作用方向への加速度に関する十分なデータを取得することが理論的には可能である。そのような検出周期や送信周期以外にも走行状況などの要素を考慮して所定の学習期間を設定することで、TPMSユニット22の回転位置をさらに精度良く導き出すことが可能である。
Moreover, in order to acquire sufficient data regarding acceleration in the centrifugal force acting direction of the TPMS unit 22 detected by the
また上述の実施の形態では磁力を利用した磁気ロータ30および磁気ピックアップ32を使用した例について説明したが、磁力以外にも直接光、反射光、レーザ、電波、超音波などの他の電磁波を利用して、車輪14の回転位置に対応するパルス信号を取得することも可能である。
Further, in the above-described embodiment, the example using the
また車輪14に作用する外乱成分は一般的に高周波成分であることが多い。そのため例えばECU36などにおいて、ローパスフィルターなどによるフィルタリング処理をGセンサ26の検出結果に施して外乱成分が多く分布する周波数帯域の成分を取り除くことで、外乱成分を検出結果から効果的に除去することも可能である。
Further, the disturbance component acting on the
12 車体、 14 車輪、 16 タイヤ、 18 ホイール、 20 ホイールリム部、 21 タイヤ空気注入部、 22 TPMSユニット、 24 車輪搭載通信装置、 26 Gセンサ、 28 車輪搭載センサ類、 30 磁気ロータ、 31 回転歯、 32 磁気ピックアップ、 34 車体搭載通信装置、 35 車体搭載センサ類、 36 ECU、 102 ユニット加速度解析部、 104 パルス信号解析部、 106 ユニット位置判断制御部、 108 通信指示部、 110 記憶部、 120 通信制御部、 122 ユニット加速度解析部、 124 ユニット位置判断制御部、 126 通信指示部、 128 記憶部。 12 vehicle bodies, 14 wheels, 16 tires, 18 wheels, 20 wheel rim parts, 21 tire air injection parts, 22 TPMS units, 24 wheel mounted communication devices, 26 G sensors, 28 wheel mounted sensors, 30 magnetic rotors, 31 rotating teeth , 32 magnetic pickup, 34 vehicle-mounted communication device, 35 vehicle-mounted sensor, 36 ECU, 102 unit acceleration analysis unit, 104 pulse signal analysis unit, 106 unit position determination control unit, 108 communication instruction unit, 110 storage unit, 120 communication Control unit, 122 unit acceleration analysis unit, 124 unit position determination control unit, 126 communication instruction unit, 128 storage unit.
Claims (8)
前記車輪に設けられ、前記車輪側回転検出装置の検出結果を送信する車輪搭載通信装置と、
車体に設けられ、前記車輪搭載通信装置が送信する前記車輪側回転検出装置の検出結果を受信する車体搭載通信装置と、
前記車体に設けられ、前記車輪の回転位置に関連する状態量を検出する車体側回転検出装置と、
前記車体搭載通信装置が受信する前記車輪側回転検出装置の検出結果と前記車体側回転検出装置の検出結果との対応関係に基づいて前記車輪搭載通信装置の回転位置を導出する位置情報取得装置と、
を備えることを特徴とする車輪状態取得装置。 A wheel-side rotation detection device that is provided on the wheel and detects a state quantity related to the rotation position of the wheel;
A wheel-mounted communication device that is provided on the wheel and transmits a detection result of the wheel-side rotation detection device;
A vehicle-mounted communication device that is provided on a vehicle body and receives a detection result of the wheel-side rotation detection device transmitted by the wheel-mounted communication device;
A vehicle body side rotation detection device that is provided in the vehicle body and detects a state quantity related to the rotational position of the wheel;
A position information acquisition device for deriving a rotational position of the wheel-mounted communication device based on a correspondence relationship between a detection result of the wheel-side rotation detection device received by the vehicle-mounted communication device and a detection result of the vehicle-body-side rotation detection device; ,
A wheel state acquisition device comprising:
前記車輪に設けられ、前記車輪側回転検出装置の検出結果を送信する車輪搭載通信装置と、
前記車輪側回転検出装置の検出結果に基づいて前記車輪搭載通信装置の回転位置を導出する位置情報取得装置と、
前記位置情報取得装置が導出する前記車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて前記車輪搭載通信装置の送信タイミングを制御する送信タイミング制御装置と、
を備えることを特徴とする車輪状態取得装置。 A wheel-side rotation detection device that is provided on the wheel and detects acceleration in the direction of centrifugal force at the installation location;
A wheel-mounted communication device that is provided on the wheel and transmits a detection result of the wheel-side rotation detection device;
A position information acquisition device for deriving a rotation position of the wheel-mounted communication device based on a detection result of the wheel side rotation detection device;
A transmission timing control device for controlling the transmission timing of the wheel-mounted communication device based on the rotational position of the wheel-mounted communication device derived by the position information acquisition device;
A wheel state acquisition device comprising:
前記位置情報取得装置が導出する前記車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて前記車輪搭載通信装置の送信タイミングを制御する送信タイミング制御装置と、
を備えることを特徴とする車輪状態取得装置。 A wheel-mounted communication device that transmits a detection result of the wheel-side rotation detection device provided on the wheel based on a detection result of the wheel-side rotation detection device that is provided on the wheel and detects an acceleration in a centrifugal force acting direction of an installation location. A position information acquisition device for deriving the rotational position of
A transmission timing control device for controlling the transmission timing of the wheel-mounted communication device based on the rotational position of the wheel-mounted communication device derived by the position information acquisition device;
A wheel state acquisition device comprising:
前記位置情報取得ステップで導出された前記車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて、前記車輪搭載通信装置からの送信に適した前記車輪搭載通信装置の回転位置を目標通信位置として導出する通信位置特定ステップと、
前記車輪搭載通信装置からの送信を前記所定の送信頻度よりも低頻度で実行させるように、前記車輪搭載通信装置からの送信を前記目標通信位置において実行させる送信頻度抑制ステップと、
を備えることを特徴とする車輪状態通信方法。 Position information acquisition step for deriving the rotational position of the wheel-mounted communication device based on acceleration in the centrifugal force acting direction of a predetermined location of the wheel transmitted at a predetermined transmission frequency from the wheel-mounted communication device;
Communication position specification for deriving the rotation position of the wheel-mounted communication device suitable for transmission from the wheel-mounted communication device as the target communication position based on the rotation position of the wheel-mounted communication device derived in the position information acquisition step Steps,
A transmission frequency suppression step of causing transmission from the wheel-mounted communication device to be executed at the target communication position so that transmission from the wheel-mounted communication device is executed at a frequency lower than the predetermined transmission frequency;
A wheel state communication method comprising:
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