JP2007230295A - Wheel information detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の車輪と一体で回転する磁性体からなるロータの近傍に設置され、当該ロータの回転状態に応じた信号を出力する回転センサと、当該回転センサの出力信号を演算増幅器を用いて演算処理する演算回路部と、当該演算回路部によって演算処理された回転センサの出力信号に基づいて、車輪の回転状態を検出する検出回路部とを備える車輪情報検出装置に関する。 The present invention uses a rotation sensor that is installed in the vicinity of a rotor made of a magnetic material that rotates integrally with a vehicle wheel and outputs a signal corresponding to the rotation state of the rotor, and an operational amplifier that uses the output signal of the rotation sensor. The present invention relates to a wheel information detection apparatus including an arithmetic circuit unit that performs arithmetic processing and a detection circuit unit that detects a rotational state of a wheel based on an output signal of a rotation sensor that is arithmetically processed by the arithmetic circuit unit.
特許文献1に記載の車輪情報検出装置は、車両の車輪と一体で回転する磁性体からなるロータの近傍に設置され、そのロータの回転状態に応じた信号を出力する回転センサと、その回転センサの出力を演算処理して、車輪の回転状態を検出する電子制御回路とを備えている。また、電子制御回路は、回転センサの出力信号を演算増幅器を用いて演算処理する回路部分と、演算処理された回転センサの出力信号に基づいて、車輪の回転状態を検出する回路部分とを内蔵している。更に、回転センサと電子制御回路との間は配線によって接続されている。但し、車両には複数の車輪が設けられているため、回転センサは、各車輪の回転状態を検出できるように、各車輪に対して各別に設けられる。そして、各回転センサは個別の配線を用いて、車内に設けられた一つの電子制御回路に対して接続される。
以上のように、特許文献1に記載の車輪情報検出装置では、回転センサは、各車輪を覆うタイヤハウスの車外側に配置され、電子制御回路は、タイヤハウスよりも車内側に配置されることになる。
A wheel information detection device described in
As described above, in the wheel information detection device described in
特許文献1に記載の車輪情報検出装置では、回転センサと電子制御回路とを接続する配線は、回転センサが設置されるタイヤハウスの車外側から、電子制御回路が設置される車内側にまで長い距離を引き回されるため、その間で外来のノイズの影響を受ける可能性が高くなる。この問題に対して、単純に配線が外来のノイズの影響を受け難くすることを目的とするのであれば、電子制御回路を回転センサの近傍に設置し、配線の長さを短くすればよい。しかしその場合には、回転センサの近傍はブレーキロータで発生した熱の影響を受け易いため、電子制御回路を構成する演算増幅器などの半導体部品が故障する可能性がある。
また、電子制御回路は、上述したように一つの回転センサのみに接続されている部品ではなく、複数の回転センサに接続されている部品であるため、一つの回転センサの近傍に配置することは適当ではない。また、一つの回転センサの近傍に配置したとしても、他の回転センサからの配線長は長くなるため、根本的な問題の解決にはならない。
In the wheel information detection device described in
In addition, the electronic control circuit is not a component connected to only one rotation sensor as described above, but a component connected to a plurality of rotation sensors. Not appropriate. Even if it is arranged in the vicinity of one rotation sensor, the wiring length from the other rotation sensor becomes long, so it does not solve the fundamental problem.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ブレーキロータなどからの熱の影響を受け難く、且つ、ノイズの影響も受け難い車輪情報検出装置を提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a wheel information detection device that is not easily affected by heat from a brake rotor or the like and is also less susceptible to noise. .
上記目的を達成するための本発明に係る車輪情報検出装置の特徴構成は、車両の車輪と一体で回転する磁性体からなるロータの近傍に設置され、当該ロータの回転状態に応じた信号を出力する回転センサと、当該回転センサの出力信号を演算増幅器を用いて演算処理する演算回路部と、当該演算回路部によって演算処理された前記回転センサの出力信号に基づいて、前記車輪の回転状態を検出する検出回路部とを備える車輪情報検出装置であって、
前記回転センサと前記演算回路部との間、及び、前記演算回路部と前記検出回路部との間を接続することで、前記回転センサと前記演算回路部と前記検出回路部とを一続きに接続する配線を備え、
前記回転センサは、前記車輪を覆うタイヤハウスの車外側に配置され、
前記検出回路部は、前記タイヤハウスよりも車内側に配置され、
前記演算回路部は、前記車両に設けられ、前記配線を当該車両に固定する固定部のうち、最も前記回転センサよりの位置にある固定部を基準固定部としたとき、当該基準固定部と前記検出回路部との間に配置されている点にある。
In order to achieve the above object, the wheel information detection device according to the present invention is characterized in that it is installed in the vicinity of a rotor made of a magnetic body that rotates integrally with a vehicle wheel and outputs a signal corresponding to the rotation state of the rotor. A rotation sensor, an arithmetic circuit unit that performs arithmetic processing on an output signal of the rotation sensor using an operational amplifier, and a rotation state of the wheel based on the output signal of the rotation sensor that is arithmetically processed by the arithmetic circuit unit. A wheel information detection device comprising a detection circuit unit for detecting,
By connecting the rotation sensor and the arithmetic circuit unit and between the arithmetic circuit unit and the detection circuit unit, the rotation sensor, the arithmetic circuit unit, and the detection circuit unit are connected in a row. With wiring to connect,
The rotation sensor is disposed outside a tire house that covers the wheel,
The detection circuit unit is disposed on the vehicle inner side than the tire house,
The arithmetic circuit unit is provided in the vehicle, and among the fixing units for fixing the wiring to the vehicle, when the fixing unit located closest to the rotation sensor is a reference fixing unit, the reference fixing unit and the It exists in the point arrange | positioned between detection circuit parts.
上記特徴構成によれば、回転センサの出力信号を演算処理する演算増幅器を有する演算回路部が、検出回路部とは別体で構成され、上記回転センサと上記検出回路部との間で夫々に対して配線で接続される。つまり、回転センサから演算増幅器を有する演算回路部までの配線長を短くすることが可能になる。その結果、回転センサから演算回路部に至るまでの配線部分において、そこを通過する回転センサの出力信号がノイズの影響を受ける可能性を低くできる。
また、演算回路部は、車両に設けられ、上記配線を車両に固定する固定部のうち、最も回転センサよりの位置にある基準固定部と検出回路部との間に配置されるので、上述したように回転センサと演算回路部との間の配線長を短くしながらも、演算回路部が設置される位置は回転センサからは離れた位置になる。その結果、演算回路部は、回転センサの近傍のブレーキロータなどからの熱の影響を受け難くなるため、演算増幅器を構成する半導体部品が故障する可能性を低くすることができる。更に、配線は固定部によって車両に対して固定されるので、固定部と検出回路部との間の配線における振動が抑制されることになる。ここで、演算回路部は、上記固定部のうちの基準固定部によって車両に対して固定された後、検出回路部に至るまでの間の配線に接続されているので、演算回路部に加わる振動も抑制されることになる。その結果、振動に起因して発生し得る故障やノイズの問題は、演算回路部には起こり難くなる。
従って、ブレーキロータなどからの熱の影響を受け難く、且つ、ノイズの影響も受け難い車輪情報検出装置を提供することができる。
According to the above characteristic configuration, the arithmetic circuit unit having an operational amplifier that performs arithmetic processing on the output signal of the rotation sensor is configured separately from the detection circuit unit, and is separately provided between the rotation sensor and the detection circuit unit. It is connected with wiring. That is, the wiring length from the rotation sensor to the arithmetic circuit unit having the operational amplifier can be shortened. As a result, in the wiring portion from the rotation sensor to the arithmetic circuit unit, the possibility that the output signal of the rotation sensor passing therethrough is affected by noise can be reduced.
In addition, the arithmetic circuit unit is provided in the vehicle, and is arranged between the reference fixing unit and the detection circuit unit that are located closest to the rotation sensor among the fixing units that fix the wiring to the vehicle. Thus, while the wiring length between the rotation sensor and the arithmetic circuit unit is shortened, the position where the arithmetic circuit unit is installed is away from the rotation sensor. As a result, the arithmetic circuit section is hardly affected by heat from a brake rotor or the like in the vicinity of the rotation sensor, so that the possibility of failure of the semiconductor components constituting the operational amplifier can be reduced. Further, since the wiring is fixed to the vehicle by the fixing portion, vibration in the wiring between the fixing portion and the detection circuit portion is suppressed. Here, since the arithmetic circuit unit is connected to the wiring between the fixing unit and the detection circuit unit after being fixed to the vehicle by the reference fixing unit, vibration applied to the arithmetic circuit unit Will also be suppressed. As a result, troubles and noise problems that may occur due to vibration are less likely to occur in the arithmetic circuit unit.
Therefore, it is possible to provide a wheel information detection device that is not easily affected by heat from the brake rotor or the like and that is not easily affected by noise.
本発明に係る車輪情報検出装置の別の特徴構成は、前記演算回路部は、前記基準固定部と、前記タイヤハウスに設けられた貫通穴から配線を車内側に引き込む引込部との間に配置されている点にある。 Another characteristic configuration of the wheel information detection device according to the present invention is that the arithmetic circuit unit is disposed between the reference fixing unit and a drawing unit that draws wiring into a vehicle interior from a through hole provided in the tire house. It is in the point.
上記特徴構成によれば、演算回路部が、上記基準固定部と上記引込部との間に配置されるので、回転センサから演算増幅器を有する演算回路部までの配線長を短くすることが可能になる。その結果、回転センサから演算回路部に至るまでの配線部分において、そこを通過する回転センサの出力信号がノイズの影響を受ける可能性を低くできる。 According to the above characteristic configuration, since the arithmetic circuit unit is disposed between the reference fixing unit and the lead-in unit, the wiring length from the rotation sensor to the arithmetic circuit unit having the operational amplifier can be shortened. Become. As a result, in the wiring portion from the rotation sensor to the arithmetic circuit unit, the possibility that the output signal of the rotation sensor passing therethrough is affected by noise can be reduced.
本発明に係る車輪情報検出装置の別の特徴構成は、前記演算回路部は、前記固定部の何れかに保持されて固定されている点にある。 Another characteristic configuration of the wheel information detection device according to the present invention is that the arithmetic circuit unit is held and fixed by any one of the fixing units.
上記特徴構成によれば、演算回路部は固定部の何れかによって車両に対して固定されるので、演算回路部が車両に対して振動することが無くなる。その結果、振動に起因して発生し得る故障やノイズの問題は、演算回路部にはほとんど起こらなくなる。従って、車輪情報検出装置がノイズの影響を受け難くできる。 According to the above characteristic configuration, the arithmetic circuit unit is fixed to the vehicle by any one of the fixing units, so that the arithmetic circuit unit does not vibrate with respect to the vehicle. As a result, troubles and noise problems that may occur due to vibration hardly occur in the arithmetic circuit unit. Therefore, the wheel information detection device can be hardly affected by noise.
本発明に係る車輪情報検出装置の別の特徴構成は、前記演算回路部は、前記回転センサの出力信号を増幅するか或いは2値化するように構成されている点にある。 Another characteristic configuration of the wheel information detection apparatus according to the present invention is that the arithmetic circuit unit is configured to amplify or binarize an output signal of the rotation sensor.
上記特徴構成によれば、演算回路部において回転センサの出力信号が増幅されることでその信号が明確になるので、後段の検出回路部において回転センサの出力信号に基づいて車輪の回転状態を検出する処理が行い易くなる。同様に、演算回路部において回転センサの出力信号が2値化されることでその信号の波形が明確になるので、後段の検出回路部において回転センサの出力信号に基づいて車輪の回転状態を検出する処理が行い易くなる。その結果、車輪の回転状態を正確に検出可能な車輪情報検出装置を提供することができる。 According to the above characteristic configuration, since the output signal of the rotation sensor is amplified in the arithmetic circuit unit and the signal becomes clear, the detection circuit unit in the subsequent stage detects the rotation state of the wheel based on the output signal of the rotation sensor. This makes it easier to perform the process. Similarly, since the output signal of the rotation sensor is binarized in the arithmetic circuit unit, the waveform of the signal becomes clear, so that the detection circuit unit in the subsequent stage detects the wheel rotation state based on the output signal of the rotation sensor. This makes it easier to perform the process. As a result, it is possible to provide a wheel information detection device that can accurately detect the rotation state of the wheel.
本発明に係る車輪情報検出装置の別の特徴構成は、前記配線のうち、前記回転センサと前記演算回路部との間の部分をアンテナとして用い、当該アンテナで受信した無線信号を前記配線から分岐して受信する無線受信回路部と、
前記演算回路部及び前記無線受信回路部を一体に収容する収容部とを備える点にある。
Another characteristic configuration of the wheel information detection device according to the present invention is that a portion of the wiring between the rotation sensor and the arithmetic circuit unit is used as an antenna, and a radio signal received by the antenna is branched from the wiring. And a radio receiving circuit unit for receiving
And an accommodation unit that integrally accommodates the arithmetic circuit unit and the wireless reception circuit unit.
上記特徴構成によれば、無線信号を受信するための特別のアンテナを設けなくても、配線をアンテナとして用いて無線信号を受信することができる。その結果、装置コストの増大を抑制しながら、回転センサの出力信号と、様々な無線信号とを併せて受信可能な車輪情報検出装置を提供できる。 According to the above characteristic configuration, it is possible to receive a radio signal using a wiring as an antenna without providing a special antenna for receiving a radio signal. As a result, it is possible to provide a wheel information detection device that can receive both the output signal of the rotation sensor and various wireless signals while suppressing an increase in device cost.
本発明に係る車輪情報検出装置の別の特徴構成は、前記回転センサと前記演算回路部との間に低域通過フィルタを配置し、前記無線受信回路部は、前記低域通過フィルタと前記回転センサとの間の配線から高域通過フィルタを介して前記無線信号を受信するものであり、前記低域通過フィルタと前記高域通過フィルタとが前記収容部に収容されている点にある。 Another characteristic configuration of the wheel information detection device according to the present invention is that a low-pass filter is disposed between the rotation sensor and the arithmetic circuit unit, and the radio reception circuit unit includes the low-pass filter and the rotation. The wireless signal is received from a wiring between the sensor and a high-pass filter, and the low-pass filter and the high-pass filter are accommodated in the accommodating portion.
上記特徴構成によれば、低域通過フィルタと高域通過フィルタとが、演算回路部及び無線受信回路部とともに収容部に収容されているので、装置コストの増大を抑制しながら、回転センサの出力信号とともに、様々な無線信号を併せて受信できる。 According to the above characteristic configuration, since the low-pass filter and the high-pass filter are housed in the housing unit together with the arithmetic circuit unit and the wireless reception circuit unit, the output of the rotation sensor while suppressing an increase in device cost. Various wireless signals can be received together with the signal.
本発明に係る車輪情報検出装置の別の特徴構成は、前記演算回路部から出力される、演算処理された前記回転センサの出力信号と、前記無線受信回路部から出力される信号とを重畳する重畳回路部を備え、前記収容部は、前記重畳回路部を収容するように構成されている点にある。 Another characteristic configuration of the wheel information detection device according to the present invention superimposes the output signal of the rotation sensor, which is output from the arithmetic circuit unit, and the signal output from the wireless reception circuit unit. The superposition circuit section is provided, and the housing section is configured to house the superposition circuit section.
上記特徴構成によれば、重畳回路部が、演算処理された回転センサの出力信号と、無線受信回路部から出力される上記信号とを重畳するので、二つの信号を一つの信号線で送信できるようになる。 According to the above characteristic configuration, the superimposing circuit unit superimposes the output signal of the rotation sensor subjected to the calculation process and the signal output from the wireless receiving circuit unit, so that two signals can be transmitted through one signal line. It becomes like this.
<第1実施形態>
以下に図面を参照して本発明の車輪情報検出装置について説明する。
図1は、第1実施形態の車輪情報検出装置を車両7に搭載した状態を説明する図である。また、図2は、車輪情報検出装置の構成の概略図である。車輪情報検出装置は、車両7の車輪6と一体で回転する鉄等の磁性体からなるロータ15の近傍に設置され、そのロータ15の回転状態に応じた信号を出力する回転センサ10と、回転センサ10の出力信号を演算増幅器21を用いて演算処理する演算回路部20と、演算回路部20によって演算処理された回転センサ10の出力信号に基づいて、車輪6の回転状態を検出する検出回路部22とを備える。つまり、本実施形態における車輪情報としては、車輪の回転数などの回転情報がある。
<First Embodiment>
The wheel information detection apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which the wheel information detection device of the first embodiment is mounted on a
また、回転センサ10と演算回路部20との間、及び、演算回路部20と検出回路部22との間を接続することで、回転センサ10と演算回路部20と検出回路部22とを一続きに接続する配線16(16a、16b、16c)が設けられる。この配線16は、車輪6を覆うタイヤハウス5の車外側を引き回された後で車内側に引き込まれ、車内側においてカプラ17(17b、17c)を介して検出回路部22に接続される。そして、演算回路部20に接続される配線16bはカプラ17bに接続され、検出回路部22に接続される配線16cはカプラ17cに接続される。そして、カプラ17bとカプラ17cとが連結されると、演算回路部20と検出回路部22とが配線16b、16c及びカプラ17b、17cを介して接続されることになる。また、タイヤハウス5に設けられた貫通穴4から配線16を車内側に引き込む引込部2が設けられ、演算回路部20とカプラ17bとの間の配線16bは、引込部2を介して車内側に引き込まれる。
Further, by connecting the
回転センサ10は、車輪6を覆うタイヤハウス5の車外側に配置され、検出回路部22は、タイヤハウス5よりも車内側に配置される。また、演算回路部20は、車両7に設けられ、配線16を車両に固定する1以上の固定部のうち、最も回転センサ10よりの位置にある固定部3(本発明の基準固定部)と、検出回路部22又はカプラ17との間に配置される。更に好ましくは、演算回路部20は、固定部3と、タイヤハウス5に設けられた貫通穴4から配線16を車内側に引き込む引込部2との間に配置されている。但し、図1では、図面の簡略化のため、配線16を車両7に対して固定する専用の固定部を一つしか描いていないが、配線16を車両に対して固定するための固定部は複数設置されている。また、上記引込部2も配線16を車両7に固定する固定部として機能する。
The
本実施形態において、演算回路部20は、樹脂などで構成される収容部1に収容される。そして、演算回路部20を収容する収容部1は、回転センサ10と検出回路部22とを接続する配線16aの途中の、タイヤハウス5の車外側において配線16を最も回転センサ10の側で固定する固定部3に保持されて固定されている。
但し、車両7が四輪であれば、回転センサ10及び演算回路部20は各車輪に対して各別に設けられるが、本実施形態では、一つの車輪6に対して設けられる回転センサ10及び演算増幅回路20に関する説明を行い、他の車輪に対して設けられる回転センサ10及び演算増幅回路20に関する説明は省略する。
In this embodiment, the
However, if the
回転センサ10は、ロータ15の近傍に設置されたコイル13と鎖交する磁束14の変化に応じてコイル13に発生する起電力を出力信号とするように構成されている。具体的には、回転センサ10は、柱状の鉄心12と、その側面に巻回されたコイル13と、鉄心12の一端部に装着された永久磁石11とを備えている。その結果、永久磁石11によって形成される磁束14が鉄心12を貫通するようになる。また、鉄心12の他端部にはその外径が細くなった先端部12aが形成され、鉄心12を貫通する磁束14が先端部12aで集中するようになる。この先端部12aは、磁性体で形成されたロータ15の回転面内に存在するように位置している。円盤状のロータ15の外周面には、ロータ15の径方向外側に突出する複数の歯部15aが形成されている。よって、鉄心12の先端部12aとロータ15の外周面との間隔は、ロータ15の回転に伴って変化する。
The
先端部12aと歯部15aとの近接及び離反に伴って鉄心12とロータ15との間隔が変化すると、鉄心12からロータ15へ流入する磁束14も変化する。そのため、鉄心12に巻回されたコイル13を鎖交する磁束14も変化するので、コイル13の両端に発生する起電力は変化する。起電力は、ロータ15の回転に対応した周波数で変化するので、結果として、起電力は、車輪6の回転速度に対応した周波数の電圧信号として回転センサ10から出力されることになる。
When the distance between the
回転センサ10のコイル13から出力された、ロータ15の回転状態に応じた信号は、配線16aを介して演算回路部20に入力される。そして、演算回路部20は、回転センサ10の出力を演算増幅器21で増幅する。このように、演算回路部20において回転センサ10の出力信号が増幅されることでその信号が明確になり、後段の検出回路部22において回転センサ10の出力信号に基づいて車輪6の回転状態を検出する処理が行い易くなる。その後、演算回路部20の出力信号は、配線16bとカプラ17b、17cと配線16cとを介して検出回路部22に送信される。そして、検出回路部22は、演算回路部20によって演算処理された回転センサ10の出力信号に基づいて、回転センサ情報としての車輪6の回転状態(例えば、回転数)を検出する。
A signal corresponding to the rotation state of the
以上のように、本実施形態の車輪情報検出装置では、回転センサ10は車輪6と一体に回転するロータ15の近傍に配置されるため、回転センサ10はブレーキロータなどで発生する100℃を超える高温に曝される可能性がある。また、回転センサ10は、車両7の走行時に車輪6が受ける振動と同等の振動を受ける。他方で、演算回路部20は、樹脂などで構成される収容部1に収容される。そして、演算回路部20を収容する収容部1は、回転センサ10と検出回路部22とを接続する配線16の途中の、タイヤハウス5の車外側において配線16を固定する固定部のうち、最も回転センサ10よりの位置にある固定部3(基準固定部)に保持されて固定されている。このように構成することで、演算回路部20に加わる熱及び振動は、回転センサ10に加わる熱及び振動よりも小さくなる。その結果、演算回路部20に対して要求される耐熱性及び耐振動性は、回転センサ10に要求される耐熱性及び耐振動性よりも低くなる。また、回転センサ10の近傍に演算回路部20が設けられることになるので、回転センサ10から演算回路部20の配線16aにおいて間でノイズによる影響を受け難くなる。
As described above, in the wheel information detection device of the present embodiment, the
<第2実施形態>
第2実施形態の車輪情報検出装置は、演算回路部の構成が第1実施形態と異なっている。以下に図3を参照して第2実施形態の車輪情報検出装置の構成について説明するが、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
Second Embodiment
The wheel information detection device of the second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the arithmetic circuit unit. The configuration of the wheel information detection apparatus of the second embodiment will be described below with reference to FIG. 3, but the description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.
本実施形態において、演算回路部23は演算増幅器28を備え、その演算増幅器28の入力端子には入力抵抗24が接続されている。また、演算増幅器28の出力端子と入力端子との間には帰還抵抗25が設けられている。更に、帰還抵抗25と並列に、互いに逆向きのダイオード26、27が設けられている。
コイル13の鎖交磁束14の変化に応じた起電力を出力する回転センサ10は、鎖交磁束14の変化速度にほぼ比例して出力電圧が高くなる。つまり、回転速度が高くなると、演算回路部23の入力電圧が高くなってしまい、演算増幅器28の出力が演算回路部23の出力可能範囲の上限又は下限に達してしまい、演算増幅器28の入力端子に過大な電圧が印加される可能性がある。そこで、図3に示すような回路を用いると、演算増幅器28の入力端子に過大な電圧が印加されないようになる。また、演算増幅器28の出力は、入力抵抗24と帰還抵抗25との比で決まる増幅率を有する反転増幅器の出力をVb±(ダイオード26、27の閾値電圧)でスライスされた信号となり、演算増幅器28の出力可能範囲内での動作が可能となり正常動作が期待できる。
In the present embodiment, the
The
<第3実施形態>
第3実施形態の車輪情報検出装置は、演算回路部の構成が第1実施形態と異なっている。以下に図4を参照して第3実施形態の車輪情報検出装置の構成について説明するが、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
<Third Embodiment>
The wheel information detection apparatus of the third embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the arithmetic circuit unit. Hereinafter, the configuration of the wheel information detection apparatus of the third embodiment will be described with reference to FIG. 4, but the description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.
本実施形態において、演算回路部29は演算増幅器33を備え、その演算増幅器33の入力端子には入力抵抗30が接続されている。また、演算増幅器33の出力端子と入力端子との間には帰還抵抗31が設けられている。更に、帰還抵抗31と並列に帰還容量32が設けられている。その結果、演算回路部29において、一次のアクティブローパスフィルタが構成されるので、帰還抵抗31と帰還容量32とで決まるカットオフ周波数以上の入力信号に対して、その入力周波数の逆数に比例したゲインとなるため、回転センサ10の特性とあわせて、カットオフ周波数以上の周波数に対しては出力の振幅がほぼ一定となり、且つ、高周波ノイズの除去が可能となるため、検出回路部22側での信号処理が簡単になる。
In the present embodiment, the
<第4実施形態>
第4実施形態の車輪情報検出装置は、演算回路部の構成が第1実施形態と異なっている。以下に図5を参照して第4実施形態の車輪情報検出装置の構成について説明するが、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
<Fourth embodiment>
The wheel information detection device of the fourth embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the arithmetic circuit unit. The configuration of the wheel information detection apparatus according to the fourth embodiment will be described below with reference to FIG. 5, but the description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.
本実施形態において、演算回路部34は、コンパレータとしての演算増幅器38を備え、その演算増幅器38の入力端子には入力抵抗35が接続されている。また、演算増幅器38の出力端子と入力端子との間には帰還抵抗36が接続されている。更に、演算増幅器38の出力端子にはプルアップ抵抗37が接続されている。これにより、演算回路部34は、回転センサ10の出力をヒステリシスをもって2値化する2値化回路として機能する。つまり、回転センサ10から出力される電圧信号はロータ15の回転に対応した周波数で変化するので、回転センサ10の出力を2値化すると、ロータ15の回転に対応した周波数で、パルスの有無が順に繰り返されるパルス波形が得られる。また、そのパルス波形の振幅は一定である。よって、2値化回路としての演算回路部34から出力される信号は、回転センサ10から出力される電圧信号の振幅の大小に拘わらず、一定の振幅を有するパルス波形で現れることになる。このように、演算回路部34において回転センサ10の出力信号が2値化されることでその信号の波形が明確になるので、後段の検出回路部22において回転センサ10の出力信号に基づいて車輪6の回転状態を検出する処理が行い易くなる。また、ヒステリシスを有するための耐ノイズ性の向上が期待できる。
In the present embodiment, the
<第5実施形態>
第5実施形態の車輪情報検出装置は、演算回路部及び検出回路部の構成が第1実施形態と異なっている。以下に図6を参照して第5実施形態の車輪情報検出装置の構成について説明するが、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
<Fifth Embodiment>
The wheel information detection device of the fifth embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the arithmetic circuit unit and the detection circuit unit. The configuration of the wheel information detection apparatus according to the fifth embodiment will be described below with reference to FIG. 6, but the description of the same configuration as the first embodiment will be omitted.
演算回路部39は、演算増幅器40の出力端子に出力回路部41を接続している。そして、演算増幅器40の出力は出力回路部41に入力される。出力回路部41は、回転センサ10から出力される電圧信号を電流信号に変換して出力するように構成されている。つまり、出力回路部41は、演算増幅器40からの入力に応じて、演算回路部39と検出回路部42との間の配線16b、16cにおける電流を制御する。
The
図6に示すように、検出回路部42では、演算回路部39と検出回路部42との間の配線16cを構成する信号線の一方が電源Vccに接続され、他方の信号線が負荷抵抗43を介してグランド(GND)に接続されている。そして、検出回路部42は、負荷抵抗43に流れる電流を、回転センサ情報を表す信号として用いている。
また、検出回路部42は、負荷抵抗43の両端の電位差(電圧信号)を、回転センサ情報を表す信号として用いてもよい。或いは、演算回路部39の代わりに図3及び図4に例示した演算回路部を設けてもよい。
As shown in FIG. 6, in the
Further, the
<第6実施形態>
第6実施形態の車輪情報検出装置は、演算回路部の構成が第5実施形態と異なっている。以下に図7を参照して第6実施形態の車輪情報検出装置の構成について説明するが、第5実施形態と同様の構成については説明を省略する。
<Sixth Embodiment>
The wheel information detection device of the sixth embodiment differs from the fifth embodiment in the configuration of the arithmetic circuit unit. Hereinafter, the configuration of the wheel information detection apparatus according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. 7, but the description of the same configuration as that of the fifth embodiment will be omitted.
本実施形態において、演算回路部44は、コンパレータとしての演算増幅器48を備え、その演算増幅器48の入力端子には入力抵抗45が接続されている。また、演算増幅器48の出力端子と入力端子との間には帰還抵抗46が接続されている。更に、演算増幅器48の出力端子にはプルアップ抵抗47が接続されている。これによりヒステリシスを有する2値化回路が構成され、回転センサ10から出力される電圧信号が2値化される。つまり、回転センサ10から出力される電圧信号はロータ15の回転に対応した周波数で変化するので、回転センサ10の出力を2値化すると、ロータ15の回転に対応した周波数で、パルスの有無が順に繰り返されるパルス波形が得られる。また、ヒステリシスを有する2値化回路のため、耐ノイズ性の向上が図られる。
In the present embodiment, the
演算回路部44は、演算増幅器48の出力端子に出力回路部49を接続している。そして、演算増幅器48の出力は出力回路部49に入力される。出力回路部49は、演算増幅器48から出力される電圧信号を電流信号に変換して出力するように構成されている。つまり、出力回路部49は、演算増幅器48からの入力に応じて、演算回路部44と検出回路部42との間の配線16b、16cにおける電流を制御する。
The
検出回路部42では、演算回路部44と検出回路部42との間の配線16b、16cを構成する信号線の一方が電源Vccに接続され、他方の信号線が負荷抵抗47を介してグランド(GND)に接続されている。そして、検出回路部42は、負荷抵抗47に流れる電流を、回転センサ情報を表す信号として用いている。また、検出回路部42は、負荷抵抗47の両端の電位差(電圧信号)を、回転センサ情報を表す信号として用いてもよい。
In the
<第7実施形態>
第7実施形態の車輪情報検出装置は、演算回路部及び検出回路部の構成が第1実施形態と異なっている。以下に図8を参照して第7実施形態の車輪情報検出装置の構成について説明するが、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
<Seventh embodiment>
The wheel information detection device of the seventh embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the arithmetic circuit unit and the detection circuit unit. Hereinafter, the configuration of the wheel information detection apparatus of the seventh embodiment will be described with reference to FIG. 8, but the description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.
本実施形態では、配線16のうち、回転センサ10と演算回路部50との間の部分(配線16a)をアンテナとして用い、そのアンテナで受信した無線信号を配線16aから分岐して受信する無線受信回路部56を備える。具体的には、本実施形態における車輪情報検出装置は、回転センサ10に接続される配線16aを構成する2本の信号線を二手に夫々分岐させている。そして、分岐された一方の組には低域通過フィルタ(LPF)51、52を介して演算回路部50を接続し、他方の組には高域通過フィルタ(HPF)54、55を介して無線受信回路部56を接続している。また、収容部1は、これら演算回路部50及び無線受信回路部56を一体に収容している。アンテナとしての配線16aが受信する無線信号としては、車輪6のタイヤとホイールとの間のタイヤ内空間に設けられた空気圧センサから無線送信されたタイヤ空気圧情報や、車両7のドアロックの施錠信号及び解錠信号などがある。この場合、タイヤ空気圧情報は、本発明の車輪情報検出装置が検出対象とする車輪情報の一つに該当する。
In the present embodiment, a portion of the
以上のように、本実施形態において、回転センサ10と演算回路部50との間にLPF51、52を配置し、無線受信回路部56は、LPF51、52と回転センサ10との間の配線16(16a)からHPF54、55を介して無線信号を受信するものであり、LPF51、52とHPF54、55とが収容部1に収容されている。また、演算回路部50にはLPF51、52を通過した低周波の信号が入力され、無線受信回路部56にはHPF54、55を通過した高周波の信号が入力される。ここで、LPF51、52を通過する低周波の信号は、回転センサ10の出力信号である。また、HPF54、55を通過する高周波の信号は、アンテナで受信された無線信号(例えば、タイヤ空気圧情報など)である。
As described above, in this embodiment, the
無線受信回路部56は、合成器57と受信器58とを備える。ここで、回転センサ10に接続される配線16aは、少なくとも2系統の電線よりなり、合成器57は、各配線16aより分岐しHPF54、55を介して入力される無線信号を加算するものである。また、合成器57には、受信器58の入力インピーダンスへの整合機能を持たせるようにしてもよい。受信器58は、決められた帯域の無線信号を処理して出力する。ここで、受信器58の無線信号の処理機能として、入力した無線信号を復調する機能又はローカルオシレータによる基準信号と入力された無線信号との乗算による出力のうち、無線信号より低周波成分を出力する機能を有していてもよい。
また、本実施形態の演算増幅器53を備えた演算回路部50の機能は、上記第1実施形態と同様である。
The wireless
The function of the
検出回路部59は、演算回路部50及び無線受信回路部56を収容する収容部1との間で配線16を介して接続される。よって、検出回路部59には、演算回路部50からの出力信号(回転センサ情報)と無線受信回路部56からの出力信号(無線情報)とが共に入力されることになる。但し、演算回路部50に接続される信号線と無線受信回路部56に接続される信号線とは別個に設けられている。
The
<第8実施形態>
第8実施形態の車輪情報検出装置は、演算回路部への信号の入力段の構成が第7実施形態と異なっている。以下に図9を参照して第8実施形態の車輪情報検出装置の構成について説明するが、第7実施形態と同様の構成については説明を省略する。
<Eighth Embodiment>
The wheel information detection apparatus of the eighth embodiment differs from the seventh embodiment in the configuration of the input stage of signals to the arithmetic circuit unit. The configuration of the wheel information detection apparatus according to the eighth embodiment will be described below with reference to FIG. 9, but the description of the same configuration as in the seventh embodiment will be omitted.
本実施形態では、配線16のうち、回転センサ10と演算回路部60との間の部分(配線16a)をアンテナとして用い、そのアンテナで受信した無線信号を配線16aから分岐して受信する無線受信回路部56を備える。具体的には、本実施形態における車輪情報検出装置は、回転センサ10に接続される配線16aを構成する2本の信号線を二手に夫々分岐させている。そして、その一方の組にはコイル61、62を介して演算回路部60を接続し、他方の組にはHPF54、55を介して無線受信回路部56を接続している。また、収容部1は、これら演算回路部60及び無線受信回路部56を一体に収容している。ここで、本実施形態の演算増幅器63を備えた演算回路部60の機能は、上記第1実施形態と同様である。
In the present embodiment, a portion of the
上記コイル61、62はコモンモードチョークコイルを構成する。その結果、コイル61、62は、配線16aがアンテナとして機能した場合に配線16aに流れる高周波のコモンモード電流に対してはインダクタとして作用してその電流を阻止するが、回転センサ10からの出力信号であるノーマルモード電流に対してはほとんど影響を及ぼさない。つまり、コイル61、62は第7実施形態で説明したLPF51、52と同様の機能を発揮する。
以上のように構成することで、演算回路部60には、回転センサ10からの低周波の信号が選択的に入力されることになる。その結果、上記第7実施形態と同様に、検出回路部59には、演算回路部60からの出力信号(回転センサ情報)と無線受信回路部56からの出力信号(無線情報)とが共に入力されることになる。
The
With the configuration described above, a low frequency signal from the
<第9実施形態>
第9実施形態の車輪情報検出装置は、演算回路部から検出回路部への信号の出力段の構成が第7実施形態と異なっている。以下に図10を参照して第9実施形態の車輪情報検出装置の構成について説明するが、第7実施形態と同様の構成については説明を省略する。
<Ninth Embodiment>
The wheel information detection apparatus of the ninth embodiment is different from the seventh embodiment in the configuration of the output stage of signals from the arithmetic circuit unit to the detection circuit unit. The configuration of the wheel information detection apparatus according to the ninth embodiment will be described below with reference to FIG. 10, but the description of the same configuration as that in the seventh embodiment will be omitted.
本実施形態では、車輪情報検出装置は、演算回路部64から出力される、演算処理された回転センサ10の出力信号と、無線受信回路部56から出力される信号とを重畳させる重畳回路部65を備える。また、収容部1は、演算回路部64と無線受信回路部56と重畳回路部65とを一体に収容する。重畳回路部65は、二つの信号を重畳するための一般的な方法を用いて、上述した二つの信号を重畳させる。
その方法としては次のようなものがある。先ず、回転センサ10の出力信号を2値化して矩形波に変換する。このとき、パルス列が出現する周波数は、ロータ15の回転に対応した周波数となる。また、無線受信回路部56から出力される信号をデジタル化する。そして、そのデジタル化された情報を、上記矩形波に重畳する(例えば、矩形波の振幅や幅を変化させる)。その結果、演算回路部64から出力される、演算処理された回転センサ10の出力信号と、無線受信回路部56から出力される信号とが重畳される。
また、2値化された回転センサ10の出力のローレベル時の波形の形状を、デジタル化された無線受信回路部56から出力される信号に応じて変化させることで、演算回路部64から出力される、演算処理された回転センサ10の出力信号と、無線受信回路部56から出力される信号と重畳する方法もある。
In the present embodiment, the wheel information detection apparatus superimposes the output signal of the
There are the following methods. First, the output signal of the
Further, by changing the waveform shape at the low level of the output of the
そして、検出回路部66は、重畳された、演算回路部64から出力される、演算処理された回転センサ10の出力信号と、無線受信回路部56から出力される信号とを分離する信号分離回路67を備える。そして、信号分離回路67から、回転センサ情報と、無線情報とが出力されるようにする。
Then, the
<第10実施形態>
第10実施形態の車輪情報検出装置は、演算回路部及び検出回路部の構成が第9実施形態と異なっている。以下に図11を参照して第10実施形態の車輪情報検出装置の構成について説明するが、第9実施形態と同様の構成については説明を省略する。
<Tenth Embodiment>
The wheel information detection device of the tenth embodiment is different from the ninth embodiment in the configuration of the arithmetic circuit unit and the detection circuit unit. The configuration of the wheel information detection apparatus of the tenth embodiment will be described below with reference to FIG. 11, but the description of the same configuration as that of the ninth embodiment will be omitted.
本実施形態において、重畳回路部65の出力は出力回路部69に接続されている。出力回路部69は、重畳回路部65から出力される電圧信号を電流信号に変換して出力するように構成されている。つまり、出力回路部69は、重畳回路部65からの入力に応じて、重畳回路部65と検出回路部70との間の配線16b、16cにおける電流を制御する。
In the present embodiment, the output of the superimposing
検出回路部70では、出力回路部69と検出回路部70との間の配線16b、16cを構成する信号線の一方が電源Vccに接続され、他方の信号線が負荷抵抗72を介してグランド(GND)に接続されている。そして、検出回路部70が備える信号分離回路71は、負荷抵抗72に流れる電流を検出して、演算回路部68から出力される、演算処理された回転センサ10の出力信号と、無線受信回路部56から出力される信号とを分離する。或いは、検出回路部70が備える信号分離回路71が、負荷抵抗72の両端の電位差(電圧信号)を検出して、演算回路部68から出力される、演算処理された回転センサ10の出力信号と、無線受信回路部56から出力される信号とを分離するように構成してもよい。
In the
<別実施形態>
<1>
上記実施形態では、演算回路部及び検出回路部の構成について様々な例を挙げて説明したが、本発明の車輪情報検出装置が演算回路部及び検出回路部の構成によって限定されるものではなく、演算回路部及び検出回路部の構成に関して他の様々な改変を加えることもできる。例えば、演算回路部の内部の処理回路について図2〜図5に示したような様々な例を挙げて説明したが、別の回路構成の演算回路部を用いてもよい。
<Another embodiment>
<1>
In the above embodiment, the configuration of the arithmetic circuit unit and the detection circuit unit has been described with various examples, but the wheel information detection device of the present invention is not limited by the configuration of the arithmetic circuit unit and the detection circuit unit, Various other modifications can be added to the configuration of the arithmetic circuit unit and the detection circuit unit. For example, the processing circuit inside the arithmetic circuit unit has been described with various examples as shown in FIGS. 2 to 5, but an arithmetic circuit unit having a different circuit configuration may be used.
<2>
上記実施形態では、回転センサ10が、ロータ15の近傍に設置されたコイル13と鎖交する磁束14の変化に応じてコイル13に発生する起電力を出力信号とするように構成されている場合について説明したが、回転センサ10の構成は改変可能である。例えば、回転センサをホール素子を用いて構成してもよい。この場合、上記ロータの歯部に例えば永久磁石を設置する。よって、ロータが回転すると、回転センサによって検出されるロータからの磁束は、ロータの回転に対応した周波数で増減する。そして、回転センサからの出力信号もロータの回転に対応した周波数で増減することになるので、演算増幅回路部及び検出回路部において回転センサからの出力信号を演算処理することで、回転センサ情報としての車輪の回転状態(例えば、回転数)を検出できることになる。
<2>
In the said embodiment, when the
<3>
上記実施形態では、図1を参照して、配線16が、タイヤハウス5に設けられた貫通穴4に嵌め込まれた引込部2を介して車内側に引き込まれる場合について説明したが、配線16を車内側に引き込む経路は適宜変更可能である。例えば、車両の前輪のタイヤハウスはエンジンルーム内の空間と明確に分け隔たれていないことがある。この場合、配線16は、上記引込部を介さなくてもタイヤハウスから車内側(エンジンルーム内)に引き込むことができる。
<3>
In the above-described embodiment, the case where the
<4>
上記実施形態では、配線16を車両に固定する1以上の固定部のうちの上記基準固定部に演算回路部が保持されている形態を例示したが、1以上の固定部のうちの何れかに演算回路部が保持されて固定されていればよい。例えば、図1の引込部2において、配線16(16a)を車両に固定する場合も有り得る。このような場合には、固定部としての引込部2において、演算回路部を保持するようにしてもよい。また、図1のカプラ17(17b、17c)において配線16を車両に固定する場合も有り得る。このような場合には、固定部としてのカプラ17(17b、17c)において、演算回路部を保持するようにしてもよい。
<4>
In the said embodiment, although the arithmetic circuit part was hold | maintained at the said reference | standard fixing | fixed part of the one or more fixing | fixed parts which fix the
1 収容部
2 引込部
3 固定部(基準固定部)
4 貫通穴
5 タイヤハウス
6 車輪
7 車両
10 回転センサ
15 ロータ
16 配線
16a 配線
16b 配線
16c 配線
20 演算回路部
21 演算増幅器
22 検出回路部
56 無線受信回路部
57 合成器
65 重畳回路部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記回転センサと前記演算回路部との間、及び、前記演算回路部と前記検出回路部との間を接続することで、前記回転センサと前記演算回路部と前記検出回路部とを一続きに接続する配線を備え、
前記回転センサは、前記車輪を覆うタイヤハウスの車外側に配置され、
前記検出回路部は、前記タイヤハウスよりも車内側に配置され、
前記演算回路部は、前記車両に設けられ、前記配線を当該車両に固定する固定部のうち、最も前記回転センサよりの位置にある固定部を基準固定部としたとき、当該基準固定部と前記検出回路部との間に配置されている車輪情報検出装置。 A rotation sensor that is installed in the vicinity of a rotor made of a magnetic material that rotates integrally with a vehicle wheel and outputs a signal corresponding to the rotation state of the rotor, and an output signal of the rotation sensor is processed using an operational amplifier. A wheel information detection device comprising: an arithmetic circuit unit; and a detection circuit unit that detects a rotation state of the wheel based on an output signal of the rotation sensor that is arithmetically processed by the arithmetic circuit unit,
By connecting the rotation sensor and the arithmetic circuit unit and between the arithmetic circuit unit and the detection circuit unit, the rotation sensor, the arithmetic circuit unit, and the detection circuit unit are connected in a row. With wiring to connect,
The rotation sensor is disposed outside a tire house that covers the wheel,
The detection circuit unit is disposed on the vehicle inner side than the tire house,
The arithmetic circuit unit is provided in the vehicle, and among the fixing units for fixing the wiring to the vehicle, when the fixing unit located closest to the rotation sensor is a reference fixing unit, the reference fixing unit and the The wheel information detection apparatus arrange | positioned between detection circuit parts.
前記演算回路部及び前記無線受信回路部を一体に収容する収容部とを備える請求項1〜4の何れか一項に記載の車輪情報検出装置。 Of the wiring, a portion between the rotation sensor and the arithmetic circuit unit is used as an antenna, and a radio reception circuit unit that receives and branches a radio signal received by the antenna from the wiring;
The wheel information detection device according to any one of claims 1 to 4, further comprising: an accommodation unit that integrally accommodates the arithmetic circuit unit and the wireless reception circuit unit.
前記収容部は、前記重畳回路部を収容するように構成されている請求項5又は6記載の車輪情報検出装置。 A superimposing circuit unit that superimposes the output signal of the rotation sensor that has been subjected to arithmetic processing and the signal that is output from the wireless reception circuit unit, output from the arithmetic circuit unit,
The wheel information detecting device according to claim 5 or 6, wherein the accommodating portion is configured to accommodate the superimposed circuit portion.
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