JP2007190974A - 車輪取付位置判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪が取り付けられている位置を簡易かつ低コストに判定する。
【解決手段】車輪取付位置判定装置において、周方向加速度センサ３６ａは、車両に取り付けられた車輪の周方向に生じる周方向加速度を検出する。前後輪判定部は、検出された周方向加速度の大きさの違いを利用して判定対象の車輪が前輪か後輪かを判定する。前後輪判定部は、車両が減速するときに検出された周方向加速度の絶対値が相対的に大きい車輪を前輪と判定し、検出された周方向加速度の絶対値が相対的に小さい車輪を後輪と判定する。車両は、加速するときに後輪が駆動されず前輪が駆動される。前後輪判定部は、車両加速時に検出された周方向加速度の絶対値が相対的に大きい車輪を前輪と判定し、検出された周方向加速度の絶対値が相対的に小さい車輪を後輪と判定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車輪取付位置判定装置に関する。

近年、より安全な車両の走行を実現するために、タイヤの空気圧や温度などの情報を無線で車体側に送信してドライバーに知らせるタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）を車両に設ける技術の開発が進められている。このタイヤ空気圧監視システムが設けられた車両の車輪には、タイヤの空気圧などの車輪状態を検出し車体に送信する車輪状態検出ユニットが設けられている。この車輪状態検出ユニットが取り付けられた車輪の取付位置を予め特定しておくことで、たとえば異常が発生したタイヤを迅速に検出することができるなど、タイヤ空気圧監視システムの有効な利用が可能となる。

このため、たとえば特許文献１では、車輪の周方向の加速度を利用して右輪か左輪かを判定する技術が提案されている。また、たとえば特許文献２では、前側の受信アンテナおよび後側の受信アンテナからそれぞれ入力される受信信号のレベルに基づいて、発信元の送信機が設けられたタイヤの取付位置を特定するタイヤ状態監視装置が提案されている。また、たとえば特許文献３では、車両の前後の荷重移動中のタイヤ空気圧の変化から前輪と後輪を区別するタイヤ空気圧モニター装置が提案されている。
米国特許第６４４６５０２号明細書 特開２００４−１４９０９３号公報 特開２００３−１６５３１７号公報

しかし、たとえば特許文献１に記載される技術では、車輪の周方向の加速度を利用して前輪か後輪かを判定することは困難である。また、特許文献２に記載される技術では、前側および後側にそれぞれ受信機を設けなければならないため、コストを抑制したり受信機を設けるスペースを低減することが困難である。また、特許文献３に記載される技術では、同一のセンサの検出結果から前後輪および左右輪の双方を検出することは困難である。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車輪が取り付けられている位置を簡易かつ低コストに判定することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車輪取付位置判定装置は、車両に取り付けられた車輪の周方向に生じる周方向加速度を検出する周方向加速度センサと、検出された周方向加速度の大きさの違いを利用して判定対象の車輪が前輪か後輪かを判定する前後輪判定部と、を備える。この態様によれば、車輪の周方向の加速度を検出するという簡易な方法によって車輪が取り付けられている位置を判定することができる。

前記前後輪判定部は、車両が減速するときに検出された周方向加速度の絶対値が相対的に大きい車輪を前輪と判定し、検出された周方向加速度の絶対値が相対的に小さい車輪を後輪と判定してもよい。この態様によれば、車両が減速するときの前後輪の周方向加速度の違いを利用して前輪か後輪かを簡易に判定することができる。

前記車両が前輪駆動車である場合、前記前後輪判定部は、車両加速時に検出された周方向加速度の絶対値が相対的に大きい車輪を前輪と判定し、車両加速時に検出された周方向加速度の絶対値が相対的に小さい車輪を後輪と判定してもよい。この態様によれば、車両加速時の前後輪の周方向加速度の違いを利用して前輪か後輪かを簡易に判定することができる。

前記車両が後輪駆動車である場合、前記前後輪判定部は、車両加速時に検出された周方向加速度の絶対値が相対的に大きい車輪を後輪と判定し、車両加速時に検出された周方向加速度の絶対値が相対的に小さい車輪を前輪と判定してもよい。この態様によれば、車両加速時の前後輪の周方向加速度の違いを利用して前輪か後輪かを簡易に判定することができる。

車輪の回転速度が所定の閾値より大きい場合に、前記周方向加速度センサが加速度を検出する頻度を高める検出タイミング制御部をさらに備えてもよい。たとえば車両が停止中や微低速走行中のように車輪の回転速度が小さい場合は、車輪の周方向の加速度の大きさの違いによって前輪か後輪かを精度良く判定することは困難である。この態様によれば、このような場合に周方向加速度センサが加速度を検出する頻度を低減することができるので、周方向加速度センサが消費する電力の増加を抑制することができる。

車輪の径方向に生じる径方向加速度を検出する径方向加速度センサをさらに備えてもよい。前記検出タイミング制御部は、検出された径方向加速度を利用して車輪の回転速度を検出してもよい。車輪の周方向に生じる加速度が小さい場合、その大きさの違いから前輪か後輪かを精度良く判定することは困難である。この態様によれば、このような場合に送信機が周方向加速度センサの検出結果を送信する頻度を低減することができ、送信機が消費する電力の増加を抑制することができる。

前記周方向加速度センサの検出結果を無線で送信する送信機と、周方向加速度の絶対値が所定の閾値より大きい場合に、前記送信機が前記周方向加速度センサの検出結果を無線で送信する頻度を高める送信タイミング制御部と、前記送信機から送信された前記周方向加速度センサの検出結果を受信し、前記前後輪判定部に入力する受信機と、をさらに備えてもよい。

通常車両には車輪の速度を検出する車輪速センサが設けられている。しかし、車輪速センサは低速域において車輪の回転速度を精度良く検出することは一般的に困難である。この態様によれば、車輪の径方向の加速度を検出するという簡易な方法によって、低速域においても精度良く車輪の回転速度を検出することが可能となる。このため検出タイミング制御部は、周方向加速度の検出頻度を迅速に高めることができる。

前記複数の周方向加速度センサの各々は、車輪の同一の回転方向の加速度を正の値として検出し、検出された周方向加速度の符号を利用して判定対象の車輪が右輪か左輪かを判定する左右輪判定部をさらに備えてもよい。この態様によれば、周方向加速度センサによって前輪か後輪か、および右輪か左輪かを判定することができるため、コストの増加を抑制することができる。

本発明の車輪情報処理装置およびユニット位置特定方法によれば、車輪状態を検出し車体に送出する車輪状態検出ユニットの位置を簡易に特定することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る車両１０の全体構成図である。車両１０は、車体３０、および第１車輪１２Ａ、第２車輪１２Ｂ、第３車輪１２Ｃ、第４車輪１２Ｄ（以下、必要に応じてこれらを総称して「車輪１２」という）を有している。なお、本実施形態の車両１０は前輪駆動車である。

第１車輪１２Ａ、第２車輪１２Ｂ、第３車輪１２Ｃ、第４車輪１２Ｄは、それぞれ第１車輪状態検出ユニット２０Ａ、第２車輪状態検出ユニット２０Ｂ、第３車輪状態検出ユニット２０Ｃ、第４車輪状態検出ユニット２０Ｄ（以下、必要に応じてこれらを総称して「車輪状態検出ユニット２０」という）を有している。車輪状態検出ユニット２０の各々は、送信機１４、車輪状態センサ１６、２軸加速度センサ３６、および車輪ＥＣＵ（ＥＣＵ：電子制御ユニット）２６を有する。

車輪状態センサ１６および２軸加速度センサ３６は、車輪ＥＣＵ２６に接続されている。車輪状態センサ１６および２軸加速度センサ３６は、検出結果を車輪ＥＣＵ２６に入力する。車輪ＥＣＵ２６は送信機１４に接続されている。車輪ＥＣＵ２６は、車輪状態センサ１６および２軸加速度センサ３６から入力された検出結果を送信機１４に入力する。送信機１４は、車輪ＥＣＵ２６から入力された車輪状態センサ１６および２軸加速度センサ３６の検出結果を外部に送信する。

車輪状態検出ユニット２０における車輪状態センサ１６、２軸加速度センサ３６、車輪ＥＣＵ２６、および送信機１４は電池（図示せず）で駆動される。また送信機１４は、通常時はたとえば数分毎などの所定の時間間隔毎に、車輪状態センサ１６および２軸加速度センサ３６の検出結果をまとめて外部に送信する。このとき、送信機１４は、車輪状態検出ユニット２０の後述する識別情報を車輪状態センサ１６および２軸加速度センサ３６の検出結果と共に外部に送信する。

車体３０には、ＥＣＵ１００、受信機２２、およびディスプレイ２４が設けられている。受信機２２は、送信機１４から送信された、車輪状態センサ１６および２軸加速度センサ３６の検出結果を受信する。受信機２２はＥＣＵ１００に接続されており、受信された検出結果はＥＣＵ１００に入力される。

ディスプレイ２４は車両室内のコントロールパネルなどに設けられている。ディスプレイ２４はＥＣＵ１００に接続されており、ＥＣＵ１００から入力された表示信号を利用して表示出力する。ディスプレイ２４は液晶画面でもよく、またはＬＥＤによる７セグメント表示などでもよい。

また、車体３０には車輪速センサ２８が設けられている。車輪速センサ２８は、車体３０に取り付けられた車輪１２の各々の回転速度を検出する。

車両１０のこれらの構成要素のうち、車輪状態検出ユニット２０、受信機２２、ＥＣＵ１００、およびディスプレイ２４によって車輪状態監視システム２００が構成される。車輪状態監視システム２００は、タイヤの空気圧などの車輪状態を監視し、車輪に異常が生じた場合には運転者にその旨を報知する。また、車輪状態検出ユニット２０、受信機２２、およびＥＣＵ１００によって車輪取付位置判定装置１５０が構成される。車輪取付位置判定装置１５０は、車輪状態検出ユニット２０が搭載された車輪１２の取付位置を判定する。

図２は、第１の実施形態に係る車輪状態検出ユニット２０の機能ブロック図である。車輪状態センサ１６は、空気圧センサ３２および温度センサ３４を有する。空気圧センサ３２は、車輪１２のタイヤ気室内の空気圧を検出する。温度センサ３４は、車輪１２のタイヤ気室内の温度を検出する。車輪状態センサ１６は、空気圧センサ３２による検出結果である空気圧情報、および温度センサ３４による検出結果である温度情報を、車輪状態情報として車輪ＥＣＵ２６に出力する。

２軸加速度センサ３６は、周方向加速度センサ３６ａおよび径方向加速度センサ３６ｂを有する。本実施形態では、周方向加速度センサ３６ａは、車両１０外部から見て車輪１２が右回転する方向に生じる加速度を正の値として検出する。したがって、車両１０が前進して加速している場合、周方向加速度センサ３６ａは、右側の車輪１２では正の値の加速度を検出し、左側の車輪では負の値の加速度を検出する。また本実施形態では、径方向加速度センサ３６ｂは車輪１２の径方向外向きに生じる加速度を正の値として検出する。したがって、車輪１２が回転することによって径方向加速度センサ３６ｂは正の値を検出する。

車輪ＥＣＵ２６は、検出タイミング制御部５０、送信タイミング制御部５２、タイマ５４、および記憶部５６を有する。検出タイミング制御部５０は、周方向加速度センサ３６ａが車輪１２の周方向の加速度を検出する頻度を制御する。送信タイミング制御部５２は、周方向加速度センサ３６ａの検出結果を送信機１４によって外部に送信する頻度を制御する。タイマ５４は時刻を検出する。

記憶部５６には、自身を識別するための識別情報や、周方向加速度センサ３６ａが車輪１２の周方向の加速度を検出するタイミングを制御するプログラム、検出結果を外部へ送信するタイミングを制御するプログラム、およびこれらの制御に使用される閾値などが格納されている。本実施形態では、第１車輪状態検出ユニット２０Ａには「ＩＤ１」、第２車輪状態検出ユニット２０Ｂには「ＩＤ２」、第３車輪状態検出ユニット２０Ｃには「ＩＤ３」、第４車輪状態検出ユニット２０Ｄには「ＩＤ４」の識別情報が割り当てられ、各々の記憶部５６に各々の識別情報が格納されている。

図３は、第１の実施形態に係るＥＣＵ１００の機能ブロック図である。ＥＣＵ１００は、取付位置判定部１０２、車輪状態判定部１０８、表示制御部１１０、および記憶部１１２などを有する。

車輪状態センサ１６が設けられた車輪１２を車両１０に取り付ける場合、車輪１２の取付位置を特定することで、どの車輪１２のタイヤの空気圧が低下したかを判定することが可能となる。

取付位置判定部１０２には、左右輪判定部１０４および前後輪判定部１０６が含まれる。左右輪判定部１０４は、周方向加速度センサ３６ａによって検出された車輪１２の周方向の加速度の符号を利用して、判定対象の車輪１２が右輪か左輪かを判定する。前後輪判定部１０６は、周方向加速度センサ３６ａによって検出された車輪１２の周方向の加速度の大きさの違いを利用して、判定対象の車輪１２が前輪か後輪かを判定する。取付位置判定部１０２は左右輪判定部１０４および前後輪判定部１０６の判定結果を利用して、車両１０に取り付けられた４つの車輪１２の各々の取付位置を判定する。記憶部１１２は、車輪１２の識別情報と、その識別情報を有する車輪１２の取付位置を示す情報を対応付けて格納する。

車輪状態判定部１０８は、入力された空気圧情報および温度情報を利用して、車輪１２のタイヤに異常が生じたか否かを判定する。たとえば、車輪状態判定部１０８は、空気圧情報が示すタイヤの空気圧が所定の空気圧より小さい場合、タイヤに空気漏れが生じているなどの異常が生じたと判定する。

また車輪状態判定部１０８は、記憶部１１２に格納された識別情報と車輪１２の取付位置との組合せを参照し、空気圧情報と共に入力される識別情報を利用してその空気圧情報がどの取付位置の車輪１２から送信されたものかを判定する。これによって車輪状態判定部１０８は、タイヤに異常が生じたと判定した場合にも、どの取付位置の車輪１２のタイヤに異常が生じたかを判定することができる。表示制御部１１０は、車輪状態判定部１０８の判定結果を利用して、どの車輪１２に異常が生じたかをユーザが認識できるように、ディスプレイ２４に車輪状態判定部１０８の判定結果を表示する。車輪状態監視システム２００は、このようにしてタイヤに関する異常を運転者に報知する。

図４は、第１の実施形態に係る車輪状態検出ユニット２０が車輪１２の取付位置を判定するための情報を送信する処理手順、および周方向加速度センサ３６ａの検出タイミングや検出結果の送信タイミングの制御の処理手順を示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、車両のイグニッションキー（図示せず）がユーザによりオンにされたときに開始し、その後所定時間毎に繰り返される。

検出タイミング制御部５０は、位置判定終了フラグｆ_ｃがゼロであるか否かを判定する（Ｓ１１）。この位置判定終了フラグｆ_ｃは、車輪１２の取付位置の判定が終了したとみなされたか否かを表す。位置判定終了フラグｆ_ｃがゼロの場合は車輪１２の取付位置の判定が終了したとみなされていないことを表し、１の場合は車輪１２の取付位置の判定が終了したとみなされたことを表す。

位置判定終了フラグｆ_ｃが１と判定された場合（Ｓ１１のＮ）、車輪１２の取付位置の判定は終了したとみなし、本フローチャートにおける処理を終了する。送信機１４は、空気圧情報および温度情報とともに周方向加速度センサ３６ａの検出結果を外部に継続して送信してもよい。

位置判定終了フラグｆ_ｃがゼロである場合（Ｓ１１のＹ）、車輪１２の取付位置の判定が終了していないとみなし、検出タイミング制御部５０は、径方向加速度センサ３６ｂによって検出された径方向加速度ａ_ｒが所定の径方向加速度ａ_ｒ１より大きいか否かを判定する（Ｓ１２）。検出タイミング制御部５０は、径方向加速度ａ_ｒが所定の径方向加速度ａ_ｒ１より大きいか否かを判定することによって、車輪１２の回転速度が所定の回転速度より大きいか否かを判定する。このように径方向加速度ａ_ｒが所定の径方向加速度ａ_ｒ１より大きいか否かを判定するのは、車輪１２の回転速度が小さい場合は、周方向加速度センサ３６ａの検出結果の外乱による影響が大きいからである。径方向加速度ａ_ｒが所定の径方向加速度ａ_ｒ１以下と判定された場合（Ｓ１２のＮ）、周方向加速度センサ３６ａの検出時間間隔や送信機１４の送信時間間隔は変更されない。

車輪１２の回転速度は、車輪速センサ２８によっても検出することができる。しかし、車輪ＥＣＵ２６が車輪速センサ２８の検出結果を取得するためには、無線によって車輪ＥＣＵ２６に無線によって情報を送信しなければならない。また車輪速センサ２８は、車輪１２の駆動軸上に形成された歯形をピックアップコイルなどによって検出するため、車両１０が低速で走行し車輪１２の回転速度が小さい場合に車輪１２が回転し始めたことを検出することは困難である。このように径方向加速度センサ３６ｂによって検出された径方向加速度ａ_ｒを利用することにより、車輪ＥＣＵ２６は車輪１２の低速回転中であっても車輪１２の回転し始めたことを簡易に把握することができる。

径方向加速度ａ_ｒが所定の径方向加速度ａ_ｒ１より大きいと判定された場合（Ｓ１２のＹ）、検出タイミング制御部５０は、検出タイミングフラグｆ_ｔがゼロであるか否かを判定する（Ｓ１３）。この検出タイミングフラグｆ_ｔは、周方向加速度センサ３６ａが車輪１２の周方向の加速度を検出する検出時間間隔がすでに短縮されているか否かを表す。検出タイミングフラグｆ_ｔがゼロの場合、検出時間間隔は短縮されておらず、検出タイミングフラグｆ_ｔが１の場合、検出時間間隔が短縮されていることを表す。

検出タイミングフラグｆ_ｔがゼロの場合（Ｓ１３のＹ）、まだ検出時間間隔は短縮されていないので、まずタイマ５４は検出時間間隔を短縮した状態を継続する期間ｔの検出を開始する（Ｓ１４）。その後、検出タイミング制御部５０は検出タイミングフラグｆ_ｔを、検出時間間隔が短縮された状態が継続していることを示す１に設定し（Ｓ１５）、周方向加速度センサ３６ａによる検出時間間隔を短縮し、周方向加速度センサ３６ａの検出頻度を高める（Ｓ１６）。たとえば、検出タイミング制御部５０は、通常時に３分毎であった検出頻度を５秒毎に変更する。

２軸加速度センサ３６による加速度の検出、および送信機１４からの情報の送信は断続的に実施される。したがって周方向加速度センサ３６ａによって検出されたタイミングが車両加速時か車両減速時かを、送信された情報から判定することは困難である。このため、送信タイミング制御部５２は上記のように送信頻度を高め、ＥＣＵ１００は車両加速時または車両減速時と判定したときに周方向加速度センサ３６ａの検出結果を受信した場合に、その検出結果を車両加速時または車両減速時における前後輪の判定に利用する。したがって、前輪か後輪かを判定する場合には、ユーザによりアクセルペダル（図示せず）が踏み込まれる間、またはブレーキペダル（図示せず）が踏み込まれる間に、周方向加速度センサ３６ａの検出結果を取得して前後輪判定に利用することが望ましい。

このため、検出タイミング制御部５０は、上記のように車輪１２の回転速度が所定の値より大きくなった場合に、まず周方向加速度センサ３６ａが加速度を検出する頻度を高める。これによって、あとは送信頻度を高めることによってユーザによりアクセルペダルが踏み込まれたタイミング、またはブレーキペダルが踏み込まれたタイミングで周方向加速度ａｃを検出し送信する確率を高めることが可能となる。

また、車輪１２の回転速度が所定の値より小さい場合、ＥＣＵ１００は判定対象の車輪１２が前輪か後輪かを判定することが困難である。したがって、このような場合、検出タイミング制御部５０は前輪か後輪かの判定よりも周方向加速度センサ３６ａによる消費電力の低減を優先し、周方向加速度センサ３６ａの検出頻度を高めない。これによって送信機１４が消費する電力の増加が抑制される。

周方向加速度ａ_ｃは外乱の影響を受けるため、車輪１２の周方向加速度ａ_ｃが小さい場合、その大きさの違いから前輪か後輪かを精度良く判定することは困難である。このため、検出時間間隔が短縮されると、送信タイミング制御部５２は、周方向加速度ａ_ｃが所定の周方向加速度ａ_ｃ１より大きいか否かを判定する（Ｓ１７）。

周方向加速度ａ_ｃが所定の周方向加速度ａ_ｃ１より大きいと判定された場合（Ｓ１７のＹ）、送信タイミング制御部５２は、周方向加速度センサ３６ａの検出結果を含む情報を外部に送信する送信時間間隔を短縮して送信頻度を高める（Ｓ１８）。たとえば、送信タイミング制御部５２は、変更前に３分毎であった送信頻度を５秒毎に高める。このように送信機１４の送信頻度が高められることにより、ユーザによりアクセルペダルが踏み込まれたタイミング、またはブレーキペダルが踏み込まれたタイミングでタイミングで周方向加速度ａｃを検出し送信する確率を高めることが可能となる。

また周方向加速度ａ_ｃが所定の周方向加速度ａ_ｃ１以下と判定された場合（Ｓ１７のＮ）、送信タイミング制御部５２は送信機１４の送信頻度を高めることなく本フローチャートにおける処理を終了する。これによってユーザによりアクセルペダルが踏み込まれたタイミング、またはブレーキペダルが踏み込まれたタイミングで前輪か後輪かを判定しない場合は送信機１４の送信頻度が低減され、送信機１４が消費する電力の増加が抑制される。

なお、本実施形態では、周方向加速度センサ３６ａの検出結果を送信する送信時間間隔が短縮された場合においても、送信タイミング制御部５２は、送信機１４が空気圧情報および温度情報を送信する送信時間間隔を変更しない。タイヤの空気圧は急激に低下する可能性は低く、また電池に蓄えられた電力の消費を抑制するためである。ただし、周方向加速度センサ３６ａの検出結果を送信する送信時間間隔が短縮された場合に、送信タイミング制御部５２は同様に空気圧情報および温度情報を送信する送信時間間隔を変更し、送信機１４が常に周方向加速度センサ３６ａの検出結果と空気圧情報および温度情報を共に送信するよう制御してもよいことは勿論である。

検出タイミングフラグｆ_ｔがゼロでないと判定された場合（Ｓ１３のＮ）、周方向加速度センサ３６ａの検出時間間隔の短縮した状態が継続しているため、検出タイミング制御部５０は、検出時間間隔の短縮が継続している期間ｔが所定の時間ｔ_１より小さいか否かを判定する（Ｓ１９）。所定の時間ｔ_１は、たとえば５分など、車輪１２の前後輪の判定のために充分長く、且つ電池に蓄えられた電力の残量の低下をできる限り抑制する時間に設定される。

検出時間間隔の短縮が継続している期間ｔが所定の時間ｔ_１より小さいと判定された場合（Ｓ１９のＹ）、車輪１２の取付位置の判定はまだ終了していないと判定し、Ｓ１７の処理に移行する。検出時間間隔の短縮が継続している期間ｔが所定の時間ｔ_１以上と判定された場合（Ｓ１９のＮ）、車輪１２の取付位置の判定が終了したとみなして、検出タイミング制御部５０は、周方向加速度センサ３６ａの検出時間間隔を短縮前のたとえば３分に戻し、送信タイミング制御部５２は、送信機１４の送信時間間隔を戻す（Ｓ２０）。このように、送信タイミング制御部５２は、検出時間間隔の短縮期間に上限を設け、上限を越えた場合に送信機１４の送信時間間隔を戻すことにより、送信機１４が消費する電力の増大を抑制する。

検出時間間隔および送信時間間隔が短縮前の時間間隔に戻されると、タイマ５４は検出時間間隔の短縮が継続している期間ｔの計測を終了し（Ｓ２１）、検出タイミング制御部５０は検出タイミングフラグｆ_ｔを検出時間間隔の短縮期間中でないことを示すゼロに設定し（Ｓ２２）、車輪ＥＣＵ２６は位置判定終了フラグｆ_ｃを車輪１２の取付位置の判定が終了したとみなされたことを示す１に設定する（Ｓ２３）。

図５は、第１の実施形態に係るＥＣＵ１００が車輪１２の取付位置を判定する処理手順を示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、車両１０のイグニッションキーがユーザによってオンにされたことによって開始し、その後所定時間毎に繰り返される。

取付位置判定部１０２は、車輪速センサ２８によって検出された車輪１２の回転速度を利用して車両加速度を算出し、車両加速度ａ_ｗが所定の加速度ａ_１より大きいか否かを判定する（Ｓ４１）。車両加速度ａ_ｗが所定の加速度ａ_１より大きいと判定された場合（Ｓ４１のＹ）、前輪か後輪かを精度良く判断可能に車両１０が加速しているため、取付位置判定部１０２は、車両１０の加速時に車輪１２の取付位置を判定する加速時位置判定を実施する（Ｓ４２）。

車両加速度ａ_ｗが所定の加速度ａ_１以下と判定された場合（Ｓ４１のＮ）、取付位置判定部１０２は、車両加速度ａ_ｗが所定の加速度ａ_２より小さいか否かを判定する（Ｓ４３）。ここで、所定の加速度ａ_２はマイナスの値に設定されている。車両加速度ａ_ｗが所定の加速度ａ_２より小さいと判定された場合（Ｓ４３のＹ）、前輪か後輪かを精度良く判断可能にブレーキによって車輪１２に制動力が与えられている可能性が高いため、取付位置判定部１０２は、車両１０の減速時に車輪１２の取付位置を判定する減速時位置判定を実施する（Ｓ４４）。

車両加速度ａ_ｗが所定の加速度ａ_１以下且つ所定の加速度ａ_２以上と判定された場合（Ｓ４３のＮ）、周方向加速度の絶対値が小さく周方向加速度によって前輪か後輪かを精度良く判定することが困難なため、加速時位置判定および減速時位置判定を実施しない。

図６は、第１の実施形態に係るＳ４２の加速時位置判定の処理手順を示すフローチャートである。

左右輪判定部１０４は、車輪１２の周方向加速度は正の値をとるか否かを判定する（Ｓ５１）。周方向加速度センサ３６ａは、車両１０外部から見て車輪１２が右回転する方向に生じる加速度を正の値として検出する。このため、車両１０の右側に取り付けられた車輪１２の周方向加速度センサ３６ａは、車両１０が加速するときに正の値を検出する。左右輪判定部１０４はこれを利用して、周方向加速度が正の値をとる場合（Ｓ５１のＹ）、その車輪１２を右輪と特定する。こうして左右輪判定部１０４は右側の２つの車輪１２を特定する（Ｓ５２）。本実施形態では、第１車輪１２Ａおよび第２車輪１２Ｂが右側の車輪１２として特定される。

また、車両１０の左側に取り付けられた車輪１２の周方向加速度センサ３６ａは、車両１０が加速するときに負の値を検出する。左右輪判定部１０４はこれを利用して、周方向加速度が負の値をとる場合（Ｓ５１のＮ）、その車輪１２を左輪と特定する。こうして左右輪判定部１０４は左側の２つの車輪１２を特定する（Ｓ５６）。本実施形態では、第３車輪１２Ｃおよび第４車輪１２Ｄが左側の車輪１２として特定される。

前後輪判定部１０６は、右輪と特定された２つの車輪１２について、周方向加速度の絶対値が他方より大きいか否かを判定する（Ｓ５３）。本実施形態の車両１０は、後輪が駆動されず前輪が駆動される。このため、車両加速時は、後輪の周方向加速度よりも前輪の周方向加速度が大きくなる。前後輪判定部１０６はこれを利用して、周方向加速度の絶対値が他方より大きい場合（Ｓ５３のＹ）、その車輪１２を前輪と判定する。したがって取付位置判定部１０２は、その車輪１２を右前輪と判定する（Ｓ５４）。

本実施形態では右前輪として第１車輪１２Ａが取り付けられており、第１車輪１２Ａの車輪状態検出ユニット２０にはＩＤ１の識別情報が割り当てられ、周方向加速度センサ３６ａの検出結果と共にその識別情報がＥＣＵ１００に入力されている。取付位置判定部１０２は第１車輪１２Ａと右前輪と判定し、「右前輪」を示す情報と、右前輪に割り当てられた識別情報である「ＩＤ１」とを対応付けて記憶部１１２に格納する。

また周方向加速度の絶対値が他方より相対的に小さい場合（Ｓ５３のＮ）、前後輪判定部１０６はその車輪１２を後輪と判定する。したがって取付位置判定部１０２は、その車輪１２を右後輪と判定する（Ｓ５５）。本実施形態では、取付位置判定部１０２は第２車輪１２Ｂを右後輪と判定し、右前輪の場合と同様に「右後輪」を示す情報と、右後輪に割り当てられた識別情報である「ＩＤ２」とを対応付けて記憶部１１２に格納する。

左側の２輪が特定されると、前後輪判定部１０６は、周方向加速度の絶対値は他方より大きいか否かを判定する（Ｓ５７）。Ｓ５３及至Ｓ５５と同様に、周方向加速度の絶対値が他方より大きい場合（Ｓ５７のＹ）、前後輪判定部１０６はその車輪１２を前輪と判定する。したがって取付位置判定部１０２はその車輪１２を左前輪と判定する（Ｓ５８）。本実施形態では、取付位置判定部１０２は第４車輪１２Ｄを左前輪と判定し、前述と同様に「左前輪」を示す情報と、左前輪に割り当てられた識別情報である「ＩＤ４」とを対応付けて記憶部１１２に格納する。

また周方向加速度の絶対値が他方より相対的に小さい場合（Ｓ５７のＮ）、前後輪判定部１０６はその車輪１２を後輪と判定する。したがって取付位置判定部１０２は、その車輪１２を左後輪と判定する（Ｓ５９）。本実施形態では、取付位置判定部１０２は第３車輪１２Ｃを左後輪と判定し、前述と同様に「左後輪」を示す情報と、左後輪に割り当てられた識別情報である「ＩＤ３」とを対応付けて記憶部１１２に格納する。

このように車輪取付位置判定装置１５０は、車両加速時の前後輪の周方向加速度の違いを利用してその車輪１２が前輪か後輪かを判定するため、通常の運転操作中に簡易に車輪１２の取付位置が判定される。また、車輪取付位置判定装置１５０は、周方向加速度センサ３６ａによって検出された周方向加速度を利用して前輪か後輪か、および右輪か左輪かを判定する。同一のセンサの検出結果を利用して車輪１２の取付位置が判定されるため、コストの増加が抑制される。

図７は、第１の実施形態に係るＳ４４の減速時位置判定の処理手順を示すフローチャートである。左右輪判定部１０４は、車輪１２の周方向加速度は正の値をとるか否かを判定する（Ｓ６１）。周方向加速度センサ３６ａは、車両１０外部から見て車輪１２が右回転する方向に生じる加速度を正の値として検出する。このため、車両１０の左側に取り付けられた車輪１２の周方向加速度センサ３６ａは、車両１０が減速するときに正の値を検出する。左右輪判定部１０４はこれを利用して、周方向加速度が正の値をとる場合（Ｓ６１のＹ）、その車輪１２を左輪と特定する。こうして左右輪判定部１０４は左側の２つの車輪１２を特定する（Ｓ６２）。本実施形態では、第３車輪１２Ｃおよび第４車輪１２Ｄが左側の車輪１２として特定される。

また、車両１０の右側に取り付けられた車輪１２の周方向加速度センサ３６ａは、車両１０が減速するときに負の値を検出する。左右輪判定部１０４はこれを利用して、周方向加速度が負の値をとる場合（Ｓ６１のＮ）、その車輪１２を右輪と特定する。こうして左右輪判定部１０４は右側の２つの車輪１２を特定する（Ｓ６６）。本実施形態では、第１車輪１２Ａおよび第２車輪１２Ｂが右側の車輪１２として特定される。

前後輪判定部１０６は、左輪と特定された２つの車輪１２について、周方向加速度の絶対値が他方より大きいか否かを判定する（Ｓ６３）。本実施形態の車両１０には電子制御ブレーキシステムが採用されており、車両１０を減速するときには後輪よりも前輪に大きな制動力が与えられる。このため、車両１０が減速するときは、後輪の周方向加速度よりも前輪の周方向加速度の絶対値が大きくなる。前後輪判定部１０６はこれを利用して、周方向加速度の絶対値が他方より相対的に大きい場合（Ｓ６３のＹ）、その車輪１２を前輪と判定する。したがって取付位置判定部１０２は、その車輪１２を左前輪と判定する（Ｓ６４）。また周方向加速度の絶対値が他方より相対的に小さい場合（Ｓ６３のＮ）、前後輪判定部１０６はその車輪１２を後輪と判定する。したがって取付位置判定部１０２は、その車輪１２を左後輪と判定する（Ｓ６５）。

右側の２輪が特定されると、前後輪判定部１０６は、周方向加速度の絶対値は他方より大きいか否かを判定する（Ｓ６７）。Ｓ６３及至Ｓ６５と同様に、周方向加速度の絶対値が他方より相対的に大きい場合（Ｓ６７のＹ）、前後輪判定部１０６はその車輪１２を前輪と判定する。したがって取付位置判定部１０２はその車輪１２を右前輪と判定する（Ｓ６８）。また周方向加速度の絶対値が他方より相対的に小さい場合（Ｓ６７のＮ）、前後輪判定部１０６はその車輪１２を後輪と判定する。したがって取付位置判定部１０２は、その車輪１２を右後輪と判定する（Ｓ６９）。

このように車輪取付位置判定装置１５０は、車両が減速するときの前後輪の周方向加速度の違いを利用してその車輪１２が前輪か後輪かを判定するため、通常の運転操作中に簡易に車輪１２の取付位置が判定される。なお、取付位置判定部１０２が車輪１２の取付位置を示す情報と車輪１２の各々に割り当てられた識別情報とを対応付けて記憶部１１２に格納する点は、図６における説明と同様である。

（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態に係るＳ４２の加速時位置判定の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る車両１０は後輪駆動車である点以外は第１の実施形態に係る車両１０と同様の構成を有する。なお、Ｓ７１、Ｓ７２、およびＳ７６は、図６のＳ５１、Ｓ５２、およびＳ５６と同様であることから説明を省略する。

前後輪判定部１０６は、右輪と特定された２つの車輪１２について、周方向加速度の絶対値が他方より大きいか否かを判定する（Ｓ７３）。本実施形態の車両１０は、後輪が駆動されず前輪が駆動される。このため、車両加速時は、後輪の周方向加速度よりも前輪の周方向加速度が大きくなる。前後輪判定部１０６はこれを利用して、周方向加速度の絶対値が他方より相対的に大きい場合（Ｓ７３のＹ）、その車輪１２を後輪と判定する。したがって取付位置判定部１０２は、その車輪１２を右後輪と判定する（Ｓ７４）。また周方向加速度の絶対値が他方より相対的に小さい場合（Ｓ７３のＮ）、前後輪判定部１０６はその車輪１２を前輪と判定する。したがって取付位置判定部１０２は、その車輪１２を右前輪と判定する（Ｓ７５）。

左側の２輪が特定されると、前後輪判定部１０６は、周方向加速度の絶対値は他方より大きいか否かを判定する（Ｓ７７）。Ｓ７３及至Ｓ７５と同様に、周方向加速度の絶対値が他方より相対的に大きい場合（Ｓ７７のＹ）、前後輪判定部１０６はその車輪１２を後輪と判定する。したがって取付位置判定部１０２はその車輪１２を左後輪と判定する（Ｓ７８）。また周方向加速度の絶対値が他方より相対的に小さい場合（Ｓ７７のＮ）、前後輪判定部１０６はその車輪１２を前輪と判定する。したがって取付位置判定部１０２は、その車輪１２を左前輪と判定する（Ｓ７９）。

このように前輪が駆動されず後輪が駆動される車両１０においても、車輪取付位置判定装置１５０は、車両が減速するときの前後輪の周方向加速度の違いを利用してその車輪１２が前輪か後輪かを判定することができる。なお、取付位置判定部１０２が車輪１２の取付位置を示す情報と車輪１２の各々に割り当てられた識別情報とを対応付けて記憶部１１２に格納する点は、図６における説明と同様である。

本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施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形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。

径方向加速度センサ３６ｂは、車両１０の速度を検出する車速検出部として機能してもよい。通常の車輪速センサは車両１０が低速で走行している場合に精度良く車速を検出することは困難である。径方向加速度センサ３６ｂを用いることによって、車両１０が低速で走行している場合にも精度良く車速を検出することが可能となる。

この場合、車両１０が加速時か減速時かは、径方向加速度センサ３６ｂの検出結果を利用して判定してもよい。これによりＥＣＵ１００は、車両１０が低速で走行している場合にも車両１０が加速時か減速時かを精度良く検出することが可能となる。

第１の実施形態に係る車両の全体構成図である。 第１の実施形態に係る車輪状態検出ユニットの機能ブロック図である。 第１の実施形態に係るＥＣＵの機能ブロック図である。 第１の実施形態に係る車輪状態検出ユニットが車輪の取付位置を判定するための情報を送信する処理手順、および周方向加速度センサの検出タイミングや検出結果の送信タイミングの制御の処理手順を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係るＥＣＵが車輪の取付位置を判定する処理手順を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係るＳ４２の加速時位置判定の処理手順を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係るＳ４４の減速時位置判定の処理手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係るＳ４２の加速時位置判定の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 車両、 １２ 車輪、 １４ 送信機、 １６ 車輪状態センサ、 ２０ 車輪状態検出ユニット、 ２２ 受信機、 ２４ ディスプレイ、 ２６ 車輪ＥＣＵ、 ２８ 車輪速センサ、 ３０ 車体、 ３２ 空気圧センサ、 ３４ 温度センサ、 ３６ ２軸加速度センサ、 ３６ａ 周方向加速度センサ、 ３６ｂ 径方向加速度センサ、 ５０ 検出タイミング制御部、 ５２ 送信タイミング制御部、 ５４ タイマ、 ５６ 記憶部、 １００ ＥＣＵ、 １０２ 取付位置判定部、 １０４ 左右輪判定部、 １０６ 前後輪判定部、 １０８ 車輪状態判定部、 １１０ 表示制御部、 １１２ 記憶部、 １５０ 車輪取付位置判定装置、 ２００ 車輪状態監視システム。

Claims (8)

1. 車両に取り付けられた各々の車輪の周方向に生じる周方向加速度を検出する複数の周方向加速度センサと、
   検出された周方向加速度の大きさの違いを利用して判定対象の車輪が前輪か後輪かを判定する前後輪判定部と、
   を備えることを特徴とする車輪取付位置判定装置。
2. 前記前後輪判定部は、車両減速中に検出された周方向加速度の絶対値が相対的に大きい車輪を前輪と判定し、周方向加速度の絶対値が相対的に小さい車輪を後輪と判定することを特徴とする請求項１に記載の車輪取付位置判定装置。
3. 前記車両が前輪駆動車である場合、前記前後輪判定部は、車両加速時に検出された周方向加速度の絶対値が相対的に大きい車輪を前輪と判定し、周方向加速度の絶対値が相対的に小さい車輪を後輪と判定することを特徴とする請求項１または２に記載の車輪取付位置判定装置。
4. 前記車両が後輪駆動車である場合、前記前後輪判定部は、車両加速時に検出された周方向加速度の絶対値が相対的に大きい車輪を後輪と判定し、周方向加速度の絶対値が相対的に小さい車輪を前輪と判定することを特徴とする請求項１または２に記載の車輪取付位置判定装置。
5. 車輪の回転速度が所定の閾値より大きい場合に、前記周方向加速度センサが加速度を検出する頻度を高める検出タイミング制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車輪取付位置判定装置。
6. 車輪の径方向に生じる径方向加速度を検出する径方向加速度センサをさらに備え、
   前記検出タイミング制御部は、検出された径方向加速度を利用して車輪の回転速度を検出することを特徴とする請求項５に記載の車輪取付位置判定装置。
7. 前記周方向加速度センサの検出結果を無線で送信する送信機と、
   周方向加速度の絶対値が所定の閾値より大きい場合に、前記送信機が前記周方向加速度センサの検出結果を無線で送信する頻度を高める送信タイミング制御部と、
   前記送信機から送信された前記周方向加速度センサの検出結果を受信し、前記前後輪判定部に入力する受信機と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車輪取付位置判定装置。
8. 前記複数の周方向加速度センサの各々は、車輪の同一の回転方向の加速度を正の値として検出し、
   検出された周方向加速度の符号を利用して判定対象の車輪が右輪か左輪かを判定する左右輪判定部をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の車輪取付位置判定装置。

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