JP2013023180A - 車輪位置判定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車輪の位置を簡便な手法で適切に判定することのできる車輪位置判定装置を提供すること。
【解決手段】タイヤセンサユニット3は、当該ユニット3が車輪2の周方向における第1の角度位置に配置されたとき、位置情報を含む第1のデータ信号を無線送信する一方、タイヤセンサユニット3が第2の角度位置に配置されたとき、位置情報を含む第2のデータ信号を無線送信する。受信機ユニット4は、第1及び第2のデータ信号を受信アンテナ32を通じて受信し、受信されたデータ信号に含まれる位置情報に基づき当該データ信号が第1のデータ信号であるのか第2のデータ信号であるのかを判定するとともに、同一のタイヤセンサユニット3から送信された第1及び第2のデータ信号の受信レベルの相違に基づき、発信元のタイヤセンサユニットが設けられた車輪2の位置を判定する。
【選択図】図1
【解決手段】タイヤセンサユニット3は、当該ユニット3が車輪2の周方向における第1の角度位置に配置されたとき、位置情報を含む第1のデータ信号を無線送信する一方、タイヤセンサユニット3が第2の角度位置に配置されたとき、位置情報を含む第2のデータ信号を無線送信する。受信機ユニット4は、第1及び第2のデータ信号を受信アンテナ32を通じて受信し、受信されたデータ信号に含まれる位置情報に基づき当該データ信号が第1のデータ信号であるのか第2のデータ信号であるのかを判定するとともに、同一のタイヤセンサユニット3から送信された第1及び第2のデータ信号の受信レベルの相違に基づき、発信元のタイヤセンサユニットが設けられた車輪2の位置を判定する。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両に設けられた複数の車輪の位置を判定するための車輪位置判定装置に関し、特にタイヤ状態監視装置に用いるのに好適な車輪位置判定装置に関する。
例えば特許文献1には、車両に設けられた複数のタイヤの状態を運転者が車室内で確認できるようにするための装置として、無線方式のタイヤ状態監視装置が提案されている、同特許文献1に記載されたタイヤ状態監視装置は、車両の車輪にそれぞれ装着される複数のタイヤセンサユニットと、車両の車体に搭載される受信機ユニットとを備えている。各タイヤセンサユニットは、対応するタイヤの状態、即ちタイヤ内の圧力や温度を検出し、検出され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。一方、受信機ユニットは、各タイヤセンサユニットからのデータ信号を受信アンテナを通じて受信して、タイヤ状態に関する情報を、車室内に設けられた表示器に必要に応じて表示させる。
上記のようなタイヤ状態監視装置では、受信されたデータ信号が複数の車輪のうちのどの車輪に設けられたタイヤセンサユニットから発信されたものであるのかを、言い換えれば、受信されたデータ信号に関連する車輪の位置を、受信機ユニットにおいて把握できるようにするのが望ましい。そこで上記特許文献1では、各タイヤセンサユニットは、加速度センサの検出信号に基づいて車輪の周方向における自身の角度位置を判定するとともに、予め定められた特定の角度位置に位置したときにデータ信号の送信を行うようになっている。一方、受信機ユニットには、前記特定の角度位置に位置するそれぞれのタイヤセンサユニットから送信されたデータ信号の受信レベルに関する情報として、受信レベル(受信電波強度)の大きさの順序に関する情報が予め登録されている。例えば、前記特定の角度位置に位置するそれぞれのタイヤセンサユニットから送信されたデータ信号の受信レベルが、後側左車輪、前側右車輪、前側左車輪、後側右車輪の順で小さくなるという情報が、受信機ユニットに予め登録されている。従って、受信機ユニットはそれぞれの車輪に設けられたタイヤセンサユニットから送信されたデータ信号の受信レベルを比較することに基づき、各データ信号の発信元のタイヤセンサユニットが複数の車輪のうちのどの車輪に設けられたものであるのかを把握することができる。
しかしながら、上記特許文献1に記載された技術では、データ信号の受信レベルに関する情報を、予め試験等を通じて受信機ユニットに登録するという煩雑な作業が必要である。
なお特許文献1には、同一車種については受信機ユニットに同一の情報を登録すればよい旨の記載もあり、この場合には、試験は車種毎に行えばよいことになる。しかし、タイヤセンサユニットの電波出力強度には、ある程度の個体差が存在する。そのため、同一車種について受信機ユニットに同一の情報を登録した場合には、電波出力強度の個体差に起因して、車輪位置を正確に判定できない可能性がある。よって、車輪位置の正確な判定のためには、車両出荷時等に車両毎に試験を行って情報の登録を行う必要がある。しかしながら、そのようにしたとしても、その後、車両に対する車輪の取付位置が変更されたり、タイヤセンサユニット自体が交換されたりした場合には、受信機ユニットに対して情報を再登録しない限り、車輪位置を正確に判定できない可能性が生じる。
なお上記課題は、タイヤ状態監視装置だけでなく、車輪の位置判定を行うその他の装置についても同様に生じるものである。
本発明の目的は、車輪の位置を簡便な手法で適切に判定することのできる車輪位置判定装置を提供することにある。
本発明の目的は、車輪の位置を簡便な手法で適切に判定することのできる車輪位置判定装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、車両に設けられた複数の車輪の位置を判定するための車輪位置判定装置であって、前記車輪にそれぞれ設けられる複数の車輪側ユニットと、前記車両の車体に設置される受信機ユニットとを備える車輪位置判定装置を提供する。前記各車輪側ユニットは、当該車輪側ユニットが前記車輪の周方向における特定の第1の角度位置に配置されたとき、第1の角度位置を示す位置情報を含む第1のデータ信号を無線送信する一方、前記車輪側ユニットが前記第1の角度位置とは異なる特定の第2の角度位置に配置されたとき、第2の角度位置を示す位置情報を含む第2のデータ信号を無線送信する送信部を有する。前記受信機ユニットは、前記各車輪側ユニットから送信される前記第1及び第2のデータ信号を受信アンテナを通じて受信する受信部と、受信されたデータ信号に含まれる位置情報に基づき当該データ信号が第1のデータ信号であるのか第2のデータ信号であるのかを判定するとともに、同一の車輪側ユニットから送信された第1及び第2のデータ信号の受信レベルの相違に基づき、発信元の車輪側ユニットが設けられた車輪の位置を判定する車輪位置判定部と、を有する。
本発明によれば、車体に対する受信アンテナの配置並びに第1及び第2の角度位置を適正に設定しておけば、受信機ユニットは、受信されたデータ信号に含まれる位置情報に基づき当該データ信号が第1のデータ信号であるのか第2のデータ信号であるのかを判定するとともに、同一の車輪側ユニットから送信された第1及び第2のデータ信号の受信レベルの相違に基づき、発信元の車輪側ユニットが設けられた車輪の位置を判定することができる。
例えば、第1のデータ信号の受信レベルが第2のデータ信号の受信レベルよりも小さくなる車輪側ユニットと、第1のデータ信号の受信レベルが第2のデータ信号の受信レベルよりも大きくなる車輪側ユニットとが存在するように、車体に対する受信アンテナの配置並びに第1及び第2の角度位置を設定しておけばよい。より具体的な例を挙げて説明すると、例えば、前側の車輪に設けられた車輪側ユニットと後側の車輪に設けられた車輪側ユニットとでは、受信機ユニットで受信される第1及び第2のデータ信号の受信レベルの大小関係が互いに逆になるように、車体に対する受信アンテナの配置並びに第1及び第2の角度位置を設定しておけばよい。このようにすれば、同一の車輪側ユニットから送信された第1及び第2のデータ信号の受信レベルの相違に基づき、発信元の車輪側ユニットが設けられた車輪が前側の車輪であるのか後側の車輪であるのかを判定することができる。
よって、本発明では、データ信号の受信レベルに関する情報を予め試験等を通じて受信機ユニットに登録しておくといった必要はなく、車輪の位置を簡便な手法で判定することができる。しかも、同一の車輪側ユニットから送信された第1及び第2のデータ信号の受信レベルを比較しており、異なる車輪側ユニットから送信されたデータ信号同士の受信レベルを比較する必要はない。そのため、電波出力強度に関するタイヤセンサユニットの個体差は、車輪の位置判定の精度に影響しない。
なお、データ信号の受信レベルは基本的に、車輪側ユニットから受信アンテナまでの距離に相関する。そのため、第1の角度位置から受信アンテナまでの距離の方が第2の角度位置から受信アンテナまでの距離よりも大きくなる車輪側ユニットと、第1の角度位置から受信アンテナまでの距離の方が第2の角度位置から受信アンテナまでの距離よりも小さくなる車輪側ユニットとが存在するように、車体に対する受信アンテナの配置並びに第1及び第2の角度位置を設定すればよい。
本発明の一態様において、前記各車輪側ユニットは、前記車輪の回転に伴う自身の姿勢変化に応じた検出信号を発生する姿勢センサと、前記姿勢センサの検出信号に基づき、前記車輪の周方向における車輪側ユニットの角度位置を判定する角度位置判定部と、を有する。
本発明の一態様において、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。すなわち、本発明の車輪位置判定装置はタイヤ状態監視装置に用いるのに好適である。
以下に、本発明の車輪位置判定装置をタイヤ状態監視装置に具体化した第1実施形態について、図面を参照して説明する。
図1には、タイヤ状態監視装置を搭載した車両1が示されている。タイヤ状態監視装置は、車両1の4つの車輪2にそれぞれ取り付けられる4つ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。前記各車輪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とを含む。
図1には、タイヤ状態監視装置を搭載した車両1が示されている。タイヤ状態監視装置は、車両1の4つの車輪2にそれぞれ取り付けられる4つ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。前記各車輪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とを含む。
車輪側ユニットとしての前記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信号、即ちタイヤ状態データ信号(以下、データ信号と称する)を無線送信する。
図2に示すように、前記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、姿勢センサとしての加速度センサ13、角度位置判定部としてのセンサユニットコントローラ14、及び、送信部としてのRF送信回路16を備えている。圧力センサ11及び温度センサ12は、タイヤ6の状態を検出するタイヤ状態検出部を構成する。
前記圧力センサ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。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り、センサユニットコントローラ14からの送信信号に含められる。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変調信号を生成し、変調信号を送信アンテナ19から無線送信する。
図1に示すように、前記受信機ユニット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から受信アンテナ32を通じて前記データ信号を受信して、その受信した信号を処理する。本実施形態において、受信アンテナ32は、車両1の前後方向において、前側の車輪2と後側の車輪2との間のほぼ中間位置に配置されている。
受信機ユニット4は、車輪位置判定部としての受信機ユニットコントローラ33、RF受信回路35、警報器37、及び表示器38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。受信部としての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変調信号を復調して、受信機ユニットコントローラ33に送る。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温度を把握する。
受信機ユニットコントローラ33はまた、前記内部空気圧及び内部温度に関する情報等を前記表示器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、内部空気圧や内部温度の異常を前記警報器(報知器)37にて報知させる。警報器37としては、例えば、異常を音によって報知する装置や、異常を光によって報知する装置が適用される。なお、このような異常を報知器としての表示器38によって報知させるようにしてもよい。この場合、異常の具体的内容を表示器38上に文字で表示することが好ましい。
前記タイヤセンサユニット3に備えられた加速度センサ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、加速度に応じた検出信号を発生して出力する。なお本実施形態では、加速度センサ13として1軸の加速度センサ、すなわち一つの検出軸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。図3(a)〜図3(d)に示すように、加速度センサ13は、加速度の検出方向(すなわち、検出軸)10が車輪2の径方向と一致するように、同車輪2に対して配置される。言い換えれば、加速度センサ13は、車輪2の径方向の加速度成分を検出するが、車輪2の周方向の加速度成分は検出しないように、同車輪2に対して配置される。
図3(a)〜図3(d)は、タイヤセンサユニット3が車輪2の周方向における4つの角度位置にそれぞれ位置する状態を示している。図3(a)及び図3(c)は、タイヤセンサユニット3が図3(d)の最上位置と図3(b)の最下位置との間の中間位置に位置している状態を示している。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の角度位置は、図3(a)、図3(b)、図3(c)、図3(d)の順に変化する。なお、本実施形態において、図3(d)の最上位置を0度の角度位置とし、そこから図3(a)、図3(b)、図3(c)の順で90度、180度、270度の角度位置とする。
車輪2の回転時において、タイヤセンサユニット3が図3(a)に示す中間位置(90度の角度位置)に位置するときには、加速度センサ13の検出軸10は重力加速度AGの方向と直交し且つ遠心加速度ACの方向と平行になる。そのため、加速度センサ13は遠心加速度ACのみを反映する検出信号を出力する。なお、本実施形態において、図3(a)に示す中間位置は第1の角度位置に相当する。
その後、タイヤセンサユニット3が図3(b)に示す最下位置(180度の角度位置)に移動すると、加速度センサ13の検出軸10は重力加速度AGの方向及び遠心加速度ACの方向の双方と平行になる。この場合、加速度センサ13は1Gの重力加速度AGに遠心加速度ACを加えた加速度値を示す検出信号を出力する。
その後、タイヤセンサユニット3が図3(c)に示す中間位置(270度の角度位置)に移動すると、図3(a)の場合と同様、加速度センサ13の検出軸10は重力加速度AGの方向と直交し且つ遠心加速度ACの方向と平行になる。そのため、加速度センサ13は遠心加速度ACのみを反映する検出信号を出力する。なお、本実施形態において、図3(c)に示す中間位置は第2の角度位置に相当する。
その後、タイヤセンサユニット3が図3(d)に示す最上位置(0度の角度位置)に移動すると、加速度センサ13の検出軸10は重力加速度AGの方向及び遠心加速度ACの方向の双方と平行になる。この場合、加速度センサ13は−1Gの重力加速度AGに遠心加速度ACを加えた加速度値(言い換えれば、遠心加速度ACから1Gの重力加速度AGを差し引いた加速度値)を示す検出信号を出力する。
以上のように、車輪2の回転時、加速度センサ13の検出軸の方向は、遠心加速度の方向に対して平行な状態を維持しつつ、重力加速度の方向に対して変化する。そのため、加速度センサ13の検出信号には、車輪2の回転速度に応じた大きさの遠心加速度成分と、車輪2が1回転する期間を1周期として周期的に変化する重力加速度成分との両方が含まれるようになる。図4は、車輪2の回転時における加速度センサ13の検出信号の変化態様を示すグラフである。なお、“α”は遠心加速度成分を示している。加速度センサ13の検出信号は2Gの振幅で周期的に変化する。但し図4は、車輪2の回転速度が一定の状態である場合を示しており、この場合、加速度センサ13の検出信号は正弦波状に変化する。
このように周期的に変化する検出信号に基づき、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の角度位置を判定することができる。より具体的には、センサユニットコントローラ14は、この検出信号に含まれる重力加速度成分の変化態様に基づき、タイヤセンサユニット3の角度位置を判定することができる。
そして、本実施形態では、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が図3(a)に示す90度の角度位置(第1の角度位置)に位置したとき、及びタイヤセンサユニット3が図3(c)に示す270度の角度位置(第2の角度位置)に位置したときに、RF送信回路16にデータ信号の送信を行わせるようにしている。90度の角度位置及び270度の角度位置は、車輪2の周方向において互いに180度離間し且つ水平線上に存在する位置である。
なお、図4に示すように、90度の角度位置及び270度の角度位置にて加速度センサ13が検出する加速度値は共に同じである。しかし、90度の角度位置では加速度値が下側のピーク値から上側のピーク値に変化する過程で検出が行われるのに対し、270度の角度位置では加速度値が上側のピーク値から下側のピーク値に変化する過程で検出が行われる。そのため、センサユニットコントローラ14は、加速度センサ13が検出する加速度値の変化の方向に基づき、90度の角度位置と270度の角度位置とを判別することができる。
また、90度の角度位置にて送信されるデータ信号には、90度の角度位置を示す位置情報が含まれており、270度の角度位置にて送信されるデータ信号には、270度の角度位置を示す位置情報が含まれている。また前述した通り、データ信号には各タイヤセンサユニット3に固有のIDコードも含まれている。従って、データ信号を受信した受信機ユニット4は、受信したデータ信号の発信元のタイヤセンサユニット3を識別できるとともに、そのデータ信号が90度の角度位置で送信されたものなのか、270度の角度位置で送信されたものなのかを判別することができる。以後、90度の角度位置で送信されるデータ信号を第1のデータ信号と称し、270度の角度位置で送信されるデータ信号を第2のデータ信号と称する。
また、センサユニットコントローラ14は、前記加速度センサ13の検出信号に基づき、車両1の走行の有無を判定したり、車輪2の回転速度(言い換えれば、車速)を判定したりすることもできる。例えば、加速度センサ13の検出信号から得られる加速度値の大きさ(或いは加速度値の変化量)が所定値を越えたか否かに基づいて、車両1の走行の有無を判定することができる。また、例えば、加速度センサ13の検出信号の1周期の時間、或いは同検出信号から得られる加速度の大きさに基づき、車輪2の回転速度(車速)を判定することができる。
一方、受信機ユニットコントローラ33は、前記タイヤセンサユニット3の何れかからデータ信号を受信すると、同データ信号に含まれる位置情報に基づき、当該データ信号が第1の角度位置にて送信された第1のデータ信号であるのか、第2の角度位置にて送信された第2のデータ信号であるのかを判定する。そして、受信機ユニットコントローラ33は、同一のIDコードを含む第1のデータ信号及び第2のデータ信号を受信すると、同第1及び第2のデータ信号の受信レベル(受信電波強度)の相違に基づき、発信元のタイヤセンサユニット3が設けられた車輪2の位置を判定する。
具体的には、例えば図5(a)には、各車輪2に設けられたタイヤセンサユニット3が90度の角度位置(第1の角度位置)に配置されている状態を示し、この角度位置において、各タイヤセンサユニット3は第1のデータ信号の送信を行う。一方、図5(b)には、各車輪2に設けられたタイヤセンサユニット3が270度の角度位置(第2の角度位置)に配置されている状態を示し、この角度位置において、各タイヤセンサユニット3は第2のデータ信号の送信を行う。なお以後、適宜に、前側左車輪2を符号“FL”で示し、前側右車輪2を符号“FR”で示し、後側左車輪2を符号“RL”で示し、後側右車輪2を符号“RR”で示す。
ここで、前側左車輪FL及び前側右車輪FRでは、タイヤセンサユニット3は、90度の角度位置に配置されているときの方が、270度の角度位置に配置されているときよりも、受信アンテナ32に対してより遠い位置にある。そのため、前側の左右の車輪FL,FRのタイヤセンサユニット3から送信されるデータ信号の、受信アンテナ32での受信レベル(受信電波強度)は、90度の角度位置にて送信される第1のデータ信号の受信レベルの方が、270度の角度位置にて送信される第2のデータ信号の受信レベルよりも小さくなる。
これに対し、後側左車輪RL及び後側右車輪RRでは、タイヤセンサユニット3は、90度の角度位置に配置されているときの方が、270度の角度位置に配置されているときよりも、受信アンテナ32に対してより近い位置にある。そのため、後側の左右の車輪RL,RRのタイヤセンサユニット3から送信されるデータ信号の、受信アンテナ32での受信レベル(受信電波強度)は、90度の角度位置にて送信される第1のデータ信号の受信レベルの方が、270度の角度位置にて送信される第2のデータ信号の受信レベルよりも大きくなる。
図6は、上記の内容を纏めた表であって、タイヤセンサユニット3がデータ信号を送信する2つの角度位置と受信アンテナ32での受信レベルとの関係を、車輪2毎に示している。同図に示すように、前側の左右の車輪FL,FRでは、90度の角度位置にて送信される第1のデータ信号の受信レベルの方が、270度の角度位置にて送信される第2のデータ信号の受信レベルよりも小さくなり、後側の左右の車輪RL,RRではその逆となる。
従って、受信機ユニットコントローラ33は、同一のIDコードを含む第1及び第2のデータ信号を受信したとき、第1のデータ信号の受信レベルの方が第2のデータ信号の受信レベルよりも小さい場合には、当該IDコードを有するタイヤセンサユニット3が設けられた車輪2が前側の左右の車輪FL,FRの何れかであると判定する。一方、受信機ユニットコントローラ33は、同一のIDコードを含む第1及び第2のデータ信号を受信したとき、第1のデータ信号の受信レベルの方が第2のデータ信号の受信レベルよりも大きい場合には、当該IDコードを有するタイヤセンサユニット3が設けられた車輪2が後側の左右の車輪RL,RRの何れかであると判定する。
なお、受信機ユニットコントローラ33は、上述した車輪位置判定を車両1の前進時にのみ行い、車両1の後進時には行わない。車両1の前進、後進は、例えば車体に設けられたシフトレバーのシフト位置を検出するセンサの検出信号に基づき判定可能である。
以上詳述した本実施形態は、下記の利点を有する。
(1)本実施形態では、データ信号の受信レベルに関する情報を予め試験等を通じて受信機ユニット4に登録しておくといった必要はなく、車輪2の位置を簡便な手法で判定することができる。しかも、車輪2の位置判定に際して、同一のタイヤセンサユニット3から送信された第1及び第2のデータ信号の受信レベルを比較しており、異なるタイヤセンサユニット3から送信されたデータ信号同士の受信レベルを比較する必要はない。そのため、電波出力強度に関するタイヤセンサユニット3の個体差は車輪2の位置判定の精度に影響せず、よってタイヤセンサユニット3の個体差に起因する位置判定の精度の低下が抑制される。
(1)本実施形態では、データ信号の受信レベルに関する情報を予め試験等を通じて受信機ユニット4に登録しておくといった必要はなく、車輪2の位置を簡便な手法で判定することができる。しかも、車輪2の位置判定に際して、同一のタイヤセンサユニット3から送信された第1及び第2のデータ信号の受信レベルを比較しており、異なるタイヤセンサユニット3から送信されたデータ信号同士の受信レベルを比較する必要はない。そのため、電波出力強度に関するタイヤセンサユニット3の個体差は車輪2の位置判定の精度に影響せず、よってタイヤセンサユニット3の個体差に起因する位置判定の精度の低下が抑制される。
(2)本実施形態では、各タイヤセンサユニット3が送信を行う2つの角度位置が、90度の角度位置及び270度の角度位置である、言い換えれば、車輪2の周方向において互いに180度離間し且つ水平線上に位置する。また、受信アンテナ32は、車両1の前後方向において、前側の車輪2と後側の車輪2との間に配置される。このようにすると、各タイヤセンサユニット3は、受信アンテナ32との間に障害物となるホイール部5が存在する位置とホイール部5が存在しない位置とにおいてデータ信号の送信を行うことになる。また、第1の角度位置から受信アンテナ32までの距離と、第2の角度位置から受信アンテナ32までの距離との差を極力大きくすることができる。その結果、各タイヤセンサユニット3から送信される第1及び第2のデータ信号の受信レベルの差を極力大きくすることができ、車輪2の位置判定を一層適切に行うことが可能となる。
次に、本発明の第2実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に説明する。
図7(a)及び図7(b)に示すように、本実施形態では、加速度センサ13は、加速度の検出方向(すなわち、検出軸)が車輪2の周方向と一致するように、同車輪2に対して配置される。言い換えれば、加速度センサ13は、車輪2の周方向の加速度成分を検出するが、車輪2の径方向の加速度成分(つまり、遠心加速度成分)は検出しないように、同車輪2に対して配置される。
図7(a)及び図7(b)に示すように、本実施形態では、加速度センサ13は、加速度の検出方向(すなわち、検出軸)が車輪2の周方向と一致するように、同車輪2に対して配置される。言い換えれば、加速度センサ13は、車輪2の周方向の加速度成分を検出するが、車輪2の径方向の加速度成分(つまり、遠心加速度成分)は検出しないように、同車輪2に対して配置される。
ここで本実施形態において、前後の左車輪FL,RLでは、図7(a)に示すように、加速度センサ13は、0度の角度位置において0Gの重力加速度の値を示す検出信号を出力し、90度の角度位置において−1Gの重力加速度の値を示す検出信号を出力し、180度の角度位置において0Gの重力加速度の値を示す検出信号を出力し、270度の角度位置において+1Gの重力加速度の値を示す検出信号を出力する。
これに対し、前後の右車輪FR,RRでは、図7(b)に示すように、車両1の前進時における車輪2の回転方向に関して、加速度センサ13の向きが、前後の左車輪FL,RLに設けられる加速度センサ13の向きと逆になる。そのため、前後の右車輪FR,RRでは、加速度センサ13は、0度の角度位置において0Gの重力加速度の値を示す検出信号を出力し、90度の角度位置において+1Gの重力加速度の値を示す検出信号を出力し、180度の角度位置において0Gの重力加速度の値を示す検出信号を出力し、270度の角度位置において−1Gの重力加速度の値を示す検出信号を出力する。
センサユニットコントローラ14は、加速度センサ13の検出信号に基づきタイヤセンサユニット3の角度位置を判定している。そこで、本実施形態では、前後の左車輪FL,RLについては、−1Gの重力加速度値が得られる90度の角度位置を第1の角度位置とし、+1Gの重力加速度値が得られる270度の角度位置を第2の角度位置としている。これに対し、前後の右車輪FR,RRについては、−1Gの重力加速度値が得られる270度の角度位置を第1の角度位置とし、+1Gの重力加速度値が得られる90度の角度位置を第2の角度位置としている。
さて、図8(a)には、各車輪2に設けられたタイヤセンサユニット3が第1の角度位置に配置されている状態を示し、この角度位置において、各タイヤセンサユニット3は第1のデータ信号の送信を行う。一方、図8(b)には、各車輪2に設けられたタイヤセンサユニット3が第2の角度位置に配置されている状態を示し、この角度位置において、各タイヤセンサユニット3は第2のデータ信号の送信を行う。
ここで、前側左車輪FL及び後側右車輪RRでは、タイヤセンサユニット3は、第1の角度位置に配置されているときの方が、第2の角度位置に配置されているときよりも、受信アンテナ32に対してより遠い位置にある。そのため、前側左車輪FL及び後側右車輪RRの各タイヤセンサユニット3から送信されるデータ信号の、受信アンテナ32での受信レベル(受信電波強度)は、第1の角度位置にて送信される第1のデータ信号の受信レベルの方が、第2の角度位置にて送信される第2のデータ信号の受信レベルよりも小さくなる(図9参照)。
これに対し、後側左車輪RL及び前側右車輪FRでは、タイヤセンサユニット3は、第1の角度位置に配置されているときの方が、第2の角度位置に配置されているときよりも、受信アンテナ32に対してより近い位置にある。そのため、後側左車輪RL及び前側右車輪FRの各タイヤセンサユニット3から送信されるデータ信号の、受信アンテナ32での受信レベル(受信電波強度)は、第1の角度位置にて送信される第1のデータ信号の受信レベルの方が、第2の角度位置にて送信される第2のデータ信号の受信レベルよりも大きくなる(図9参照)。
従って、受信機ユニットコントローラ33は、同一のIDコードを含む第1及び第2のデータ信号を受信したとき、第1のデータ信号の受信レベルの方が第2のデータ信号の受信レベルよりも小さい場合には、当該IDコードを有するタイヤセンサユニット3が設けられた車輪2が前側左車輪FL及び後側右車輪RRの何れかであると判定する。一方、受信機ユニットコントローラ33は、同一のIDコードを含む第1及び第2のデータ信号を受信したとき、第1のデータ信号の受信レベルの方が第2のデータ信号の受信レベルよりも大きい場合には、当該IDコードを有するタイヤセンサユニット3が設けられた車輪2が後側左車輪RL及び前側右車輪FRの何れかであると判定する。
以上のように、本実施形態でも、上記第1実施形態と同様に、車輪2の位置を簡便な手法で適切に判定することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更することも可能である。
なお、上記実施形態は以下のように変更することも可能である。
・上記第1実施形態において、図10に示すように、受信アンテナ32を、車両1の前後方向において、前側の車輪2と後側の車輪2との間に配置するとともに、車両1の幅方向において、左右の車輪2のうちの一方寄りに配置してもよい。なお、図10の例では、受信アンテナ32は、右側の車輪2寄りに配置されている。
この場合、前側左車輪FLのタイヤセンサユニット3は、前側右車輪FRのタイヤセンサユニット3よりも、受信アンテナ32に対してより遠い位置にある。そのため、受信アンテナ32での受信レベル(受信電波強度)は、前側左車輪FLのタイヤセンサユニット3から送信されるデータ信号の受信レベルの方が、前側右車輪FRのタイヤセンサユニット3から送信されるデータ信号の受信レベルよりも小さくなる。従って、受信機ユニットコントローラ33は、前側の左右の車輪FL,FRのタイヤセンサユニット3からそれぞれ送信された第1データ信号同士或いは第2データ信号同士の受信レベルを比較することにより、発信元のタイヤセンサユニット3が設けられた車輪2が前側左車輪FLであるのか,前側右車輪FRであるのかを判定することができる。
また、後側左車輪RLのタイヤセンサユニット3は、後側右車輪RRのタイヤセンサユニット3よりも、受信アンテナ32に対してより遠い位置にある。そのため、受信アンテナ32での受信レベル(受信電波強度)は、後側左車輪RLのタイヤセンサユニット3から送信されるデータ信号の受信レベルの方が、後側右車輪RRのタイヤセンサユニット3から送信されるデータ信号の受信レベルよりも小さくなる。従って、受信機ユニットコントローラ33は、後側の左右の車輪RL,RRのタイヤセンサユニット3からそれぞれ送信された第1データ信号同士或いは第2データ信号同士の受信レベルを比較することにより、発信元のタイヤセンサユニット3が設けられた車輪2が後側左車輪RLであるのか,後側右車輪RRであるのかを判定することができる。
以上のように、図10のように構成すれば、上記第1実施形態の図5及び図6を参照して説明した車輪位置判定手順と組み合わせることによって、発信元のタイヤセンサユニット3が設けられた車輪2を1つに特定することができる。
・上記第2実施形態において、受信アンテナ32を前側の車輪2よりも前方、若しくは後側の車輪2よりも後方に配置してもよい。図11(a)及び図11(b)の例では、受信アンテナ32は後側の車輪2よりも後方に配置されている。この場合、受信機ユニットコントローラ33は、同一のIDコードを含む第1及び第2のデータ信号を受信したとき、第1のデータ信号の受信レベルの方が第2のデータ信号の受信レベルよりも小さい場合には、当該IDコードを有するタイヤセンサユニット3が設けられた車輪2が前側左車輪FL及び後側左車輪RLの何れかであると判定する(図12参照)。一方、受信機ユニットコントローラ33は、同一のIDコードを含む第1及び第2のデータ信号を受信したとき、第1のデータ信号の受信レベルの方が第2のデータ信号の受信レベルよりも大きい場合には、当該IDコードを有するタイヤセンサユニット3が設けられた車輪2が前側右車輪FR及び後側右車輪RRの何れかであると判定する(図12参照)。なお、この判定手順の詳細については、上記第2実施形態の図8及び図9を参照して説明した判定手順を参照されたい。
ここで、前側左車輪FLのタイヤセンサユニット3は、後側左車輪RLのタイヤセンサユニット3よりも、受信アンテナ32に対してより遠い位置にある。そのため、受信アンテナ32での受信レベル(受信電波強度)は、前側左車輪FLのタイヤセンサユニット3から送信されるデータ信号の受信レベルの方が、後側左車輪RLのタイヤセンサユニット3から送信されるデータ信号の受信レベルよりも小さくなる。従って、受信機ユニットコントローラ33は、前後の左車輪FL,RLのタイヤセンサユニット3からそれぞれ送信された第1データ信号同士或いは第2データ信号同士の受信レベルを比較することにより、発信元のタイヤセンサユニット3が設けられた車輪2が前側左車輪FLであるのか,後側左車輪RLであるのかを判定することができる。
また、前側右車輪FRのタイヤセンサユニット3は、後側右車輪RRのタイヤセンサユニット3よりも、受信アンテナ32に対してより遠い位置にある。そのため、受信アンテナ32での受信レベル(受信電波強度)は、前側右車輪FRのタイヤセンサユニット3から送信されるデータ信号の受信レベルの方が、後側右車輪RRのタイヤセンサユニット3から送信されるデータ信号の受信レベルよりも小さくなる。従って、受信機ユニットコントローラ33は、前後の右車輪FR,RRのタイヤセンサユニット3からそれぞれ送信された第1データ信号同士或いは第2データ信号同士の受信レベルを比較することにより、発信元のタイヤセンサユニット3が設けられた車輪2が前側右車輪FRであるのか,後側右車輪RRであるのかを判定することができる。
以上のように、図11のように構成すれば、上記図12の車輪位置判定手順と組み合わせることによって、発信元のタイヤセンサユニット3が設けられた車輪2を1つに特定することができる。
・車体に対する受信アンテナ32の配置並びに第1及び第2の角度位置は上記した態様に限定されることなく、任意に変更可能である。要するに、各車輪側ユニット(3)から送信される第1及び第2のデータ信号の受信レベルの間に差が生じ、しかも第1のデータ信号の受信レベルが第2のデータ信号の受信レベルよりも小さくなる車輪側ユニット(3)と、第1のデータ信号の受信レベルが第2のデータ信号の受信レベルよりも大きくなる車輪側ユニット(3)とが存在するように、車体に対する受信アンテナ32の配置並びに第1及び第2の角度位置が設定されればよい。
・上記各実施形態では、各タイヤセンサユニット3から送信される第1及び第2のデータ信号の受信レベルの差を極力大きくすべく、第1及び第2の角度位置が車輪2の周方向において互いに180度離間し且つ水平線上に位置するようにした。しかしながら、第1及び第2の角度位置は、各タイヤセンサユニット3から送信される第1及び第2のデータ信号の受信レベルの間に、少なくとも判別可能な程度の差が生じる位置に設定されればよい。例えば、第1及び第2の角度位置は、車輪2の周方向において互いに少なくとも90度離間した位置に設定されればよい。より好ましくは、第1及び第2の角度位置の一方は45度〜135度の範囲に設定され、他方は225度〜315度の範囲に設定されればよい。また、第1及び第2のデータ信号の受信レベルに適切な差が生じるように、各タイヤセンサユニット3の送信アンテナ19の指向性や受信機ユニット4の受信アンテナ32の指向性を設定するようにしてもよい。
・前述した車輪位置判定は、車両1の走行時に常時行われてもよいし、所定の走行条件(例えば、車両1がほぼ一定の低速で前方へ直進走行しているという条件)が満たされた場合にのみ行われても良い。所定の走行条件が満たされた場合のみ車輪位置判定が行われる例では、タイヤセンサユニット3のIDコードと同タイヤセンサユニット3が設けられた車輪2の位置を示す情報とが関連付けられた状態で、受信機ユニットコントローラ33の記憶部に記憶される。そして、所定の走行条件が満たされていない状態では、受信機ユニットコントローラ33は、タイヤセンサユニット3からデータ信号を受信したとき、この記憶部に記憶された情報に基づき発信元のタイヤセンサユニット3が設けられた車輪2の位置を判定する。
・車輪2の回転に伴う自身の姿勢変化に応じた検出信号を発生する姿勢センサであれば、加速度センサ13以外のセンサを使用することが可能である。そのようなセンサとしては、例えば地磁気センサがある。
・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の位置判定を行う各種の装置に適用することができる。
以下に、上記実施形態から把握できる技術的思想について記載する。
以下に、上記実施形態から把握できる技術的思想について記載する。
[A] 前記受信アンテナは、前記車両の前後方向において、前側の車輪と後側の車輪との間に配置される、請求項1〜5の何れか一項に記載の車輪位置判定装置。
[B] 前記姿勢センサは加速度センサであって、同加速度センサは加速度の検出方向が前記車輪の径方向又は周方向と一致するように同車輪に対して配置される、請求項1〜5及び上記[A]の何れか一項に記載の車輪位置判定装置。
[B] 前記姿勢センサは加速度センサであって、同加速度センサは加速度の検出方向が前記車輪の径方向又は周方向と一致するように同車輪に対して配置される、請求項1〜5及び上記[A]の何れか一項に記載の車輪位置判定装置。
[C] 前記姿勢センサは加速度センサであって、同加速度センサは加速度の検出方向が前記車輪の径方向と一致するように同車輪に対して配置され、前記受信アンテナは、前記車両の前後方向において、前側の車輪と後側の車輪との間に配置されるとともに、前記車両の幅方向において、左右の車輪のうちの一方寄りに配置される、請求項1〜5の何れか一項に記載の車輪位置判定装置。
[D] 前記姿勢センサは加速度センサであって、同加速度センサは加速度の検出方向が前記車輪の周方向と一致するように同車輪に対して配置され、前記受信アンテナは前側の車輪よりも前方、若しくは後側の車輪よりも後方に配置される、請求項1〜5の何れか一項に記載の車輪位置判定装置。
[E] 前記第1のデータ信号の受信レベルが前記第2のデータ信号の受信レベルよりも小さくなる第1の車輪側ユニットの対と、前記第1のデータ信号の受信レベルが前記第2のデータ信号の受信レベルよりも大きくなる第2の車輪側ユニットの対とが存在し、且つ前記第1の車輪側ユニットの対からの第1又は第2のデータ信号の受信レベルが互いに異なるとともに、前記第2の車輪側ユニットの対からの第1又は第2のデータ信号の受信レベルが互いに異なるように、前記車体に対する前記受信アンテナの配置並びに第1及び第2の角度位置が設定される、請求項1に記載の車輪位置判定装置。
1…車両、2…車輪、3…タイヤセンサユニット(車輪側ユニット)、4…受信機ユニット、6…タイヤ、13…加速度センサ(姿勢センサ)、14…センサユニットコントローラ(角度位置判定部)、16…RF送信回路(送信部)、32…受信アンテナ、33…受信機ユニットコントローラ(車輪位置判定部)、35…RF受信回路(受信部)。
Claims (6)
- 車両に設けられた複数の車輪の位置を判定するための車輪位置判定装置であって、
前記車輪にそれぞれ設けられる複数の車輪側ユニットと、前記車両の車体に設置される受信機ユニットとを備え、
前記各車輪側ユニットは、当該車輪側ユニットが前記車輪の周方向における特定の第1の角度位置に配置されたとき、第1の角度位置を示す位置情報を含む第1のデータ信号を無線送信する一方、前記車輪側ユニットが前記第1の角度位置とは異なる特定の第2の角度位置に配置されたとき、第2の角度位置を示す位置情報を含む第2のデータ信号を無線送信する送信部を有しており、
前記受信機ユニットは、
前記各車輪側ユニットから送信される前記第1及び第2のデータ信号を受信アンテナを通じて受信する受信部と、
受信されたデータ信号に含まれる位置情報に基づき当該データ信号が第1のデータ信号であるのか第2のデータ信号であるのかを判定するとともに、同一の車輪側ユニットから送信された第1及び第2のデータ信号の受信レベルの相違に基づき、発信元の車輪側ユニットが設けられた車輪の位置を判定する車輪位置判定部と、を有する
ことを特徴とする車輪位置判定装置。 - 前記各車輪側ユニットから送信される第1及び第2のデータ信号の受信レベルの間に差が生じるように、前記車体に対する前記受信アンテナの配置並びに第1及び第2の角度位置が設定される、請求項1に記載の車輪位置判定装置。
- 前記第1のデータ信号の受信レベルが前記第2のデータ信号の受信レベルよりも小さくなる車輪側ユニットと、前記第1のデータ信号の受信レベルが前記第2のデータ信号の受信レベルよりも大きくなる車輪側ユニットとが存在するように、前記車体に対する前記受信アンテナの配置並びに第1及び第2の角度位置が設定される、請求項1又は2に記載の車輪位置判定装置。
- 前記第1の角度位置から前記受信アンテナまでの距離の方が前記第2の角度位置から前記受信アンテナまでの距離よりも大きくなる車輪側ユニットと、前記第1の角度位置から前記受信アンテナまでの距離の方が前記第2の角度位置から前記受信アンテナまでの距離よりも小さくなる車輪側ユニットとが存在するように、前記車体に対する前記受信アンテナの配置並びに第1及び第2の角度位置が設定される、請求項1〜3の何れか一項に記載の車輪位置判定装置。
- 前記各車輪側ユニットは、前記車輪の回転に伴う自身の姿勢変化に応じた検出信号を発生する姿勢センサと、前記姿勢センサの検出信号に基づき、前記車輪の周方向における車輪側ユニットの角度位置を判定する角度位置判定部と、を有する、請求項1〜4の何れか一項に記載の車輪位置判定装置。
- 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、請求項1〜5の何れか一項に記載の車輪位置判定装置。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10168150B2 (en) | 2015-11-11 | 2019-01-01 | Hyundai Motor Company | Apparatus and method for auto-leveling steering wheel |
-
2011
- 2011-07-26 JP JP2011163211A patent/JP2013023180A/ja not_active Withdrawn
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