JP5700118B2 - タイヤ空気圧送信装置およびタイヤ空気圧モニタシステム - Google Patents
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Description
本発明の目的は、タイヤ空気圧送信装置の消費電力を抑制するとともに、タイヤ空気圧送信装置がタイヤ空気圧情報を送信するタイミングの精度を確保することができるタイヤ空気圧送信装置およびタイヤ空気圧モニタシステムを提供することである。
また、第3の発明および第4の発明では、車輪の回転周波数に基づいてサンプリング周期を設定し、設定したサンプリング周期ごとに車輪の回転位置を検出するとともに、ショックセンサが検出した荷重が所定荷重以上であるときには、車輪の回転位置の検出を中止するようにした。
また、第5の発明および第6の発明では、第1の周期では遠心力方向の加速度に基づいて設定した第1のサンプリング周期ごとに重力加速度成分を検出し、第1の周期につづく第2の周期以降では第1の周期で検出した重力加速度成分に基づいて設定した第2のサンプリング周期ごとに重力加速度成分を検出し、無線信号を送信後、重力加速度成分の値の検出を停止するようにした。
2 TPMSセンサ(タイヤ空気圧送信装置、タイヤ空気圧送信部)
2a 圧力センサ(タイヤ空気圧検出手段)
2b 加速度センサ(加速度検出手段)
2c センサコントロールユニット(重力加速度成分検出手段)
2d 送信機(送信手段)
2f ショックセンサ(回転周波数検出手段)
3 受信機(受信手段)
4 TPMSコントロールユニット(車輪位置判定手段)
6 ABSコントロールユニット(回転位置検出手段)
13 タイヤ空気圧モニタシステム
14 TPMS本体部(タイヤ空気圧モニタ本体部)
[全体構成]
図1は、実施例1のタイヤ空気圧モニタシステム13の構成図である。図において、各符号の末尾のFLは左前輪、FRは右前輪、RLは左後輪、RRは右後輪に対応することを示す。以下の説明では、個別に説明する必要がない場合にはFL,FR,RL,RRの記載を省略する。
実施例1のタイヤ空気圧モニタシステム13は、各車輪1に取り付けられたTPMS(Tire Pressure Monitoring System)センサ2と、車体側に設けられたTPMS本体部14とを有している。TPMS本体部14は、受信機3と、TPMSコントロールユニット4と、ディスプレイ5と、ABS(Antilock Brake System)コントロールユニット6と、車輪速センサ8とを備える。
図2は車輪1を示す図である。図2に示すように、TPMSセンサ2は各車輪1に設けられており、車輪1の外周寄りのタイヤの空気バルブ位置に取り付けられている。
図3はTPMSセンサ2の構成図である。TPMSセンサ2は、圧力センサ2aと、加速度センサ2bと、センサコントロールユニット2cと、送信機2dと、ボタン電池2eとを備える。
車輪速センサ8は、ロータ11とセンシング部12とから構成されている。図2に示すように、ロータ11は歯車状に形成されており、車輪1の回転中心と同軸に固定されて車輪1と一体に回転する。このロータ11の凹凸面に対向してセンシング部12が設けられている。センシング部12は永久磁石およびコイルとから構成され、ロータ11が回転するとロータ11の凹凸面がセンシング部12の永久磁石により生じた磁界を横切ることにより、磁束密度が変化してコイルに起電力が生じ、この起電力の電圧変化を車輪速パルス信号としてABSコントロールユニット6へ出力する。ロータ11は48歯からなり、センシング部12は車輪1が1回転すると48回のパルスを出力することなる。
ABSコントロールユニット6は、各車輪速センサ8からの車輪速パルス信号を入力し、パルス数をカウントして、所定時間のパルス変化数により各車輪1の車輪速を求めている。各車輪1の車輪速からある車輪1がロック傾向にある場合、図外のABSアクチュエータを作動させて当該車輪のホイルシリンダ圧を増減または保持してロック傾向を抑制するアンチスキッドブレーキ制御を実施する。また、ABSコントロールユニット6は、一定間隔(例えば、20[msec]間隔)で車輪速パルスのカウント値をCAN通信線7に出力する。
受信機3は、各TPMSセンサ2から出力された無線信号を受信してデコードし、TPMSコントロールユニット4へ出力する。
TPMSコントロールユニット4は、受信機3においてデコードされた各TPMSセンサ2からのTPMSデータを入力する。TPMSコントロールユニット4は、不揮発性のメモリ4d(図7参照)に各センサIDと各車輪位置との対応関係とを記憶しており、TPMSデータのセンサIDを記憶している対応関係と照合して当該TPMSデータがどの車輪1のデータであるのかを判定する。当該TPMSデータに含まれるタイヤの空気圧を対応する車輪位置の空気圧としてディスプレイ5に表示する。また、タイヤの空気圧が下限値を下回った場合には、表示色変更、点滅表示や警告音などによりドライバに空気圧の低下を知らせる。
そのため、タイヤローテーション後にはメモリ4dの各センサIDと各車輪位置との対応関係を更新する必要がある。しかしながら、車輪1側に設けられたTPMSセンサ2と車体側に設けられたTPMSコントロールユニット4とは相互通信を行うことができないため、実施例1のタイヤ空気圧モニタシステムでは、あらかじめメモリ4dの更新時のプロトコルを設定している。
次に、TPMSセンサ2とTPMSコントロールユニット4の制御について詳述する。
TPMSセンサ2は、車両停止判定時間が15[min]以上である場合、タイヤローテーションが行われた可能性があると判断する。車両停止判定時間が15[min]未満のときにはメモリ4dの更新は必要ないと判断し、「定時送信モード」を選択する。車両停止判定時間が15[min]以上のときにはメモリ4dの更新が必要と判断し、「定位置送信モード」を選択する。
まず、定時送信モード時のTPMSセンサ2の制御について説明する。
センサコントロールユニット2cは、加速度センサ2bにより検出された遠心方向加速度が走行判定しきい値未満の場合は車両停止と判定して、TPMSデータの送信を停止する。一方、遠心方向加速度が走行判定しきい値未満の場合は車両走行中と判定して、一定間隔(例えば、1[min]間隔)でTPMSデータを送信する。
次に、定位置送信モード時のTPMSセンサ2の制御について説明する。
定位置送信モードでは、定位位置送信モードの送信間隔よりも短い間隔(例えば、約16[sec]間隔)であって、TPMSセンサ2が一定の回転位置(例えば、車輪1の頂点位置)に来たときにTPMSデータを送信する。つまり、定位置送信モードでは、TPMSデータを送信後、16[sec]経過した後にTPMSセンサ2が車輪1の頂点位置に来たときに次のTPMSデータを送信するため、必ずしも16[sec]間隔とはならない。
TPMSセンサ2は、定位置送信モードでは前述のようにTPMSセンサ2が一定の回転位置(例えば、車輪1の最上点位置)に来たときにTPMSデータを送信する。TPMSセンサ2は自身が車輪1の最上点位置に来たことを加速度センサ2bによって検出している。
図5は車輪速に応じた重力加速度成分の値の変化を示す図である。図5では上から下に向かって車輪速が低い状態から高い状態に変化している。図5に示すように車輪速が高いほど車輪1の回転周期は短くなるため、重力加速度成分の周期も短くなる。
TPMSコントロールユニット4は、車両停止判定時間が15[min]以上である場合、タイヤローテーションが行われた可能性があると判断する。車両停止判定時間が15[min]未満のときにはメモリ4dの更新は必要ないと判断し、「モニタモード」を選択する。車両停止判定時間が15[min]以上のときにはメモリ4dの更新が必要と判断し、「ラーニングモード」を選択する。
まず、モニタモード時のTPMSコントロールユニット4の制御について説明する。
モニタモード時には、TPMSコントロールユニット4は、受信機3から入力したTPMSデータのセンサIDと、不揮発性のメモリ4dに記憶した各センサIDと各車輪位置との対応関係を照合して当該TPMSデータがどの車輪位置のデータであるのかを判定する。そして、当該TPMSデータに含まれるタイヤ空気圧を対応する車輪1の空気圧としてディスプレイ5に表示する。また、タイヤ空気圧が下限値を下回った場合には、表示色変更、点滅表示や警告音などによりドライバに空気圧の低下を知らせる。
次に、ラーニングモード時のTPMSコントロールユニット4の制御について説明する。
ラーニングモード時には、各TPMSセンサ2がどの車輪位置にあるかの判定が終了するまで、またはラーニングモードの開始から所定の累積走行時間(例えば、8[min])が経過するまで実施し、ラーニングモード終了後はモニタモードへ移行する。
なお、ラーニングモード中であってもTPMSデータは随時入力されるため、更新前のメモリ4dの各センサIDと各車輪位置との対応関係に基づいて空気圧の表示、空気圧低下の警告を行う。
図7は、車輪位置判定制御を実施するためのTPMSコントロールユニット4の制御ブロック図である。TPMSコントロールユニット4は、回転位置演算部4aと、分散演算部4bと、車輪位置判定部(車輪位置判定手段)4cと、メモリ4dとを備えている。
回転位置演算部4aは、受信機3からデコード後のTPMSデータと、ABSコントロールユニット6から各車輪速パルスのカウント値とを入力し、ID1のTPMSセンサ2の位置が最上点となったときの各車輪1の回転位置を演算する。
図8において、車輪速パルスのカウント値を入力した時間をt1、ID1のTPMSセンサ2の位置が最上点となったときの時間をt2、ID1のTPMSセンサ2が実際にTPMSデータの送信を開始した時間をt3、受信機3が該TPMSデータの受信を完了した時間をt4、次に車輪速パルスのカウント値を入力した時間をt5とする。TPMSコントロールユニット6は時間t1,t4,t5を直接知ることができる。時間t3は、時間t4からTPMSデータのデータ長(規定値であり、例えば、約10[msec])を減算して算出できる。時間t2は、時間t3から送信時のタイムラグ(あらかじめ実験等により求めることができる。)を減算して算出できる。20[msec]間では、車輪速の変化は十分小さいため一定速と仮定する。
(t2 - t1) / (t5 - t1) = (n2 - n1) / (n5 - n1)
が成立する。これから、
n2 - n1 = (n5 - n1) * (t2 - t1) / (t5 - t1)
が求められ、ID1のTPMSセンサ2の回転位置が最上点となった時間t2の歯番n2は、
n2 = n1 + (n5 - n1) * (t2 - t1) / (t5 - t1)
となる。
分散演算部4bは、回転位置演算部4aで演算されたID1のTPMSセンサ2の回転位置が最上点となった時間t2の各車輪1の歯番を蓄積し、各車輪1の回転位置データのばらつき度合いを分散特性値として演算する。
(cosθ,sinθ) = (cos((n2+1)*2π/48),sin((n2+1)*2π/48))
よって、同一センサIDのTPMSデータの受信回数をN(Nは正の整数)とすると、平均ベクトル(ave_cosθ,ave_sinθ)は、
(ave_cosθ,ave_sinθ) = ((Σ(cosθ))/N,(Σ(sinθ))/N)
となり、分散特性値Xは、
X = ave_cosθ2 + ave_sinθ2
で表すことができる。
車輪位置判定部4cは、分散演算部4bで演算された各車輪1の回転位置データの分散特性値Xを比較し、分散特性値Xの最高値が第1しきい値(例えば、0.57)よりも大きく、かつ、残り3つの分散特性値Xの値がすべて第2しきい値(例えば、0.37)未満となった場合、最高値の分散特性値Xに対応する車輪1にID1のTPMSセンサ2が設けられていると判定し、ID1のTPMSセンサ2と車輪1の位置とを対応関係をメモリ4dに更新する。
図10は、車輪位置判定制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップについて説明する。なお、以下の説明では、センサID1の場合について説明するが、他のID(ID2,ID3,ID4)についても並列して車輪位置判定制御処理を行う。
ステップS1では、回転位置演算部4aにおいてセンサID1のTPMSデータを受信する。
ステップS2では、回転位置演算部4aにおいて各車輪1の回転位置を演算する。
ステップS4では、センサID1のTPMSデータを所定回数(例えば、10回)以上受信したか否かを判定し、YESの場合にはステップS5へ進み、NOの場合にはステップS1へ戻る。
ステップS5では、車輪位置判定部4cにおいて分散特性値の最高値が第1しきい値0.57よりも大きく、かつ、残りの分散特性値の値が第2しきい値0.37未満であるか否かを判定し、YESの場合にはステップS6へ進み、NOの場合にはステップS7へ進む。
ステップS7では、車輪位置判定部4cにおいてラーニングモードを開始してから所定の累積走行時間(例えば、8分)が経過したか否かを判定し、NOの場合にはステップS1へ進み、YESの場合にはラーニングモードを終了する。
車輪位置判定部4cは、所定の累積走行時間内にすべてのセンサIDについて車輪位置が判定できた場合は、各センサIDと各車輪位置との対応関係をメモリ4dの更新により登録する。一方、所定の累積走行時間内にすべてのセンサIDについて車輪位置が判定できなかった場合は、更新は行わずメモリ4dに記憶された各センサIDと各車輪位置との対応関係を継続して使用する。
以下では、タイヤローテーション後に、ID1のTPMSセンサ2の車輪位置が左前輪1FLとなったと前提して説明する。
(車輪位置判定作用)
各TPMSセンサ2は、走行開始直前の車両停止判定時間が15分以上である場合、タイヤローテーションが行われた可能性があると判定し、定時送信モードから定位置送信モードへ移行する。定位置送信モードにおいて、各TPMSセンサ2は、前回の送信時刻から16[sec]経過し、かつ、自身の回転位置が最上点となったときにTPMSデータを送信する。
よって、TPMSデータの送信周期に対する各車輪1の回転位置データのばらつき度合いを見ることで、各TPMSセンサ2の車輪位置を精度良く判定できる。
分散は一般的には「平均との差の2乗」の平均で定義される。しかし、車輪1の回転位置は周期性のある角度データであるため、一般的な分散の式から車輪1の回転位置のばらつき度合い求めることはできない。
各TPMSセンサ2は、前回のTPMSデータの送信時刻から16[sec]以上経過し、かつ、自身の回転位置が最上点となったタイミングでTPMSデータの送信を行う。
各車輪1の回転位置データの分散特性値Xを比較して車輪位置判定を行っているため、あるセンサIDのTPMSデータを送信したTPMSセンサ2に対し、当該TPMSセンサ2が取り付けられた車輪1と、他の車輪1との分散特性値Xに差を生じさせるためには、ある程度の累積走行距離を確保する必要がある。
ここで、仮にTPMSセンサ2の回転位置が最上点となる都度、TPMSデータを送信した場合、10回程度の受信回数では分散特性値Xに差が生じず、車輪位置判定が困難となる。
よって、TPMSデータの送信間隔を16[sec]以上とすることで、TPMSデータを10回以上受信するまでにある程度の累積走行距離を確保できるため分散特性値Xに十分な差を出すことができ、車輪位置を精度良く判定できる。
TPMSセンサ2は、定位置送信モード時にTPMSデータを40回送信すると定時送信モードへ移行する。TPMSセンサ2は、TPMSデータの送信時に最もボタン電池2eの電力を消費するため、送信間隔が短い定位置送信モードを継続するほど、ボタン電池2eの電池寿命が短くなる。
センサコントロールユニット2cは、所定のサンプリング周期ごとに重力加速度成分の値をモニタしているが、重力加速度成分のピークの検出精度を高めるためには、重力加速度成分の1周期内にある程度のサンプリング数を確保する必要がある。一方、サンプリング数が多くなると消費電力が大きくなるため、ボタン電池2eの長寿命化が図れない。
よって、サンプリング周期を適切に設定でき、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
よって、加速度センサ2bに異常が発生しているときにサンプリング周期が短く設定されることによる消費電力の増大を防止することができる。
次に、効果を説明する。
実施例1のTPMSセンサ2にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(1) 車輪1の外周側に取り付けられ、車輪1のタイヤ空気圧情報を送信するTPMSセンサ2(タイヤ空気圧送信装置)において、車輪1が回転しているときの遠心力方向の加速度を検出する加速度センサ2b(加速度検出手段)と、遠心力方向の加速度に基づいてサンプリング周期を設定し、設定したサンプリング周期ごとに遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値を検出するセンサコントロールユニット2c(重力加速度成分検出手段)と、遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに、タイヤ空気圧情報を無線信号にて送信する送信機2d(送信手段)とを設けた。
よって、サンプリング周期を適切に設定でき、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
よって、車輪速が低いときにはサンプリング周期を長くして消費電力を抑制することができ、また車輪速が高いときにはサンプリング周期を短くして重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
よって、加速度センサ2bに異常が発生しているときにサンプリング周期が短く設定されることによる消費電力の増大を防止することができる。
(4) 各車輪1の外周側に取り付けられ、車輪1のタイヤ空気圧情報を無線信号にて送信するTPMSセンサ2(タイヤ空気圧送信部)と、車体側に設けられ、無線信号を受信して各車輪1のタイヤ空気圧を監視するTPMS本体部14(タイヤ空気圧モニタ本体部)とを備えたタイヤ空気圧モニタシステム13において、TPMSセンサ2は、タイヤ空気圧を検出する圧力センサ2a(タイヤ空気圧検出手段)と、車輪1が回転しているときの遠心力方向の加速度を検出する加速度センサ2b(加速度検出手段)と、遠心力方向の加速度に基づいてサンプリング周期を設定し、設定したサンプリング周期ごとに遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値を検出するセンサコントロールユニット2c(重力加速度成分検出手段)と、遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに、タイヤ空気圧情報をTPMSセンサ2固有の識別情報と共に無線信号にて送信する送信機2d(送信手段)とを設け、TPMS本体部14は、各TPMSセンサ2の送信機2dから送信されたタイヤ空気圧情報を受信する受信機3(受信手段)と、各車輪1の回転位置を検出するABSコントロールユニット6(回転位置検出手段)と、ある識別情報を有するTPMSセンサ2の遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに車輪速センサ8が検出した各車輪の回転位置から、TPMSセンサ2が取り付けられた車輪位置を判定するTPMSコントロールユニット4(車輪位置判定手段)とを設けた。
よって、サンプリング周期を適切に設定でき、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
よって、車輪速が低いときにはサンプリング周期を長くして消費電力を抑制することができ、また車輪速が高いときにはサンプリング周期を短くして重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
よって、加速度センサ2bに異常が発生しているときにサンプリング周期が短く設定されることによる消費電力の増大を防止することができる。
実施例1では加速度センサ2bが検出した遠心力方向加速度が大きいほどサンプリング周期を短く設定することとしていたが、実施例2ではショックセンサ2fにより車輪1の回転周期を検出し、回転周期が短いほどサンプリング周期を短く設定するようにした。
以下、実施例2について説明するが、実施例1と同じ構成については同一の構成を付して説明を省略する。
図2に示すように、TPMSセンサ2は各車輪1に設けられており、車輪1の外周寄りのタイヤの空気バルブ位置に取り付けられている。
図13はTPMSセンサ2の構成図である。TPMSセンサ2は、圧力センサ2aと、ショックセンサ2fと、センサコントロールユニット2cと、送信機2dと、ボタン電池2eとを備える。
TPMSセンサ2は、車両停止判定時間が15[min]以上である場合、タイヤローテーションが行われた可能性があると判断する。車両停止判定時間が15[min]未満のときにはメモリ4dの更新は必要ないと判断し、「定時送信モード」を選択する。車両停止判定時間が15[min]以上のときにはメモリ4dの更新が必要と判断し、「定位置送信モード」を選択する。
センサコントロールユニット2cは、定位置送信モードでは前述のようにTPMSセンサ2が一定の回転位置(例えば、タイヤ面が地面に接する位置)に来たときにTPMSデータを送信する。TPMSセンサ2は自身が一定の回転位置に来たことをショックセンサ2fによって検出している。ショックセンサ2fは、TPMSセンサ2の回転位置がタイヤ面が地面に接する位置に来たときに荷重がピークとなる。TPMSセンサ2はこの位置でTPMSデータを出力することで常に一定の回転位置でTPMSデータを出力できる。
図14は車輪速に応じた荷重の変化を示す図である。図14では上から下に向かって車輪速が低い状態から高い状態に変化している。図14に示すように車輪速が高いほど車輪1の回転周期は短くなるため、荷重変化周波数は高くなる。
次に、効果を説明する。
実施例2のTPMSセンサ2にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(7) 車輪1の外周側に取り付けられ、車輪1のタイヤ空気圧情報を送信するTPMSセンサ2(タイヤ空気圧送信装置)において、車輪1の回転周波数を検出するショックセンサ2f(回転周波数検出手段)と、回転周波数に基づいてサンプリング周期を設定し、設定したサンプリング周期ごとに車輪1の回転位置を検出するセンサコントロールユニット2c(回転位置検出手段)と、車輪1の回転位置が所定位置となったときに、タイヤ空気圧情報を無線信号にて送信する送信機2d(送信手段)とを設けた。
よって、サンプリング周期を適切に設定でき、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
よって、車輪速が低いときにはサンプリング周期を長くして消費電力を抑制することができ、また車輪速が高いときにはサンプリング周期を短くして重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
よって、ショックセンサ2fに異常が発生しているときにサンプリング周期が短く設定されることによる消費電力の増大を防止することができる。
(10) 各車輪1の外周側に取り付けられ、車輪1のタイヤ空気圧情報を無線信号にて送信するTPMSセンサ2(タイヤ空気圧送信部)と、車体側に設けられ、無線信号を受信して各車輪1のタイヤ空気圧を監視するTPMS本体部14(タイヤ空気圧モニタ本体部)とを備えたタイヤ空気圧モニタシステム13において、TPMSセンサ2は、タイヤ空気圧を検出する圧力センサ2a(タイヤ空気圧検出手段)と、車輪1の回転周波数を検出するショックセンサ2f(回転周波数検出手段)と、回転周波数に基づいてサンプリング周期を設定し、設定したサンプリング周期ごとに車輪1の回転位置を検出するセンサコントロールユニット2c(回転位置検出手段)と、車輪1の回転位置が所定位置となったときに、タイヤ空気圧情報を無線信号にて送信する送信機2d(送信手段)とを設け、TPMS本体部14は、各TPMSセンサ2の送信機2dから送信されたタイヤ空気圧情報を受信する受信機3(受信手段)と、各車輪の回転位置を検出するABSコントロールユニット6(回転位置検出手段)と、ある識別情報を有するTPMSセンサ2の遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに車輪速センサ8が検出した各車輪1の回転位置から、TPMSセンサ2が取り付けられた車輪位置を判定するTPMSコントロールユニット4(車輪位置判定手段)とを設けた。
よって、サンプリング周期を適切に設定でき、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
よって、車輪速が低いときにはサンプリング周期を長くして消費電力を抑制することができ、また車輪速が高いときにはサンプリング周期を短くして重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
よって、加速度センサ2bに異常が発生しているときにサンプリング周期が短く設定されることによる消費電力の増大を防止することができる。
実施例1では常に重力加速度成分のモニタするようにしていたが、実施例3では間欠的にモニタするようにした。
以下、実施例3について説明するが、「TPMSセンサの制御」以外の構成は実施例1と同じであるため、同一の構成を付して説明を省略する。
TPMSセンサ2は、車両停止判定時間が15[min]以上である場合、タイヤローテーションが行われた可能性があると判断する。車両停止判定時間が15[min]未満のときにはメモリ4dの更新は必要ないと判断し、「定時送信モード」を選択する。車両停止判定時間が15[min]以上のときにはメモリ4dの更新が必要と判断し、「定位置送信モード」を選択する。
センサコントロールユニット2cは、所定のサンプリング周期ごとに重力加速度成分の値をモニタしているが、重力加速度成分のピークの検出精度を高めるためには、サンプリング周期を短くする必要がある。一方、サンプリング周期が短くなると消費電力が大きくなるため、ボタン電池2eの長寿命化が図れない。
これにより、TPMSデータ送信直前にのみ重力加速度成分の値をモニタするため、サンプリング周期を短くしても全体としてはサンプリング数を少なくすることができ、重力加速度成分のピークの検出精度を高めるとともに、消費電力を抑制することができる。
図17は車輪速に応じた重力加速度成分の値の変化を示す図である。図17では上から下に向かって車輪速が低い状態から高い状態に変化している。図17に示すように車輪速が高いほど車輪1の回転周期は短くなるため、重力加速度成分の周期も短くなる。
つまり、車輪速が低い(重力加速度成分の周期が長い)ときにはサンプリング周期を長くして消費電力を抑制する必要があり、また車輪速が高い(重力加速度成分の周期が短い)ときにはサンプリング周期を短くして重力加速度成分の検出精度を高める必要がある。
図19は重力加速度成分の周期に応じたサンプリング周期を設定するための図である。図19に示すように重力加速度成分の周期が長いほどサンプリング周期を長くするように設定することで、サンプリング周期を適切に設定でき、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
図20は、センサコントロールユニット2cにおいて行われる重力加速度成分モニタ制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップについて説明する。
ステップR1では、TPMSデータ送信後16[sec]経過したか否かを判定し、YESの場合にはステップR2へ進み、NOの場合には処理を終了する。
ステップR3では、遠心力成分の大きさからサンプリング周期を設定する。
ステップR4では、ステップR3で設定したサンプリング周期毎に重力加速度成分をモニタする。
ステップR6では、重力加速度成分の周期からサンプリング周期を設定する。
ステップR7では、ステップR6で設定したサンプリング周期毎に重力加速度成分をモニタする。
ステップR8では、重力加速度成分のピークでTPMSデータを送信する。
ステップR9では、重力加速度成分のモニタを停止して、処理を終了する。
(部分モニタによる電力消費抑制作用)
センサコントロールユニット2cは、所定のサンプリング周期ごとに重力加速度成分の値をモニタしているが、重力加速度成分のピークの検出精度を高めるためには、サンプリング周期を短くする必要がある。一方、サンプリング周期が短くなると消費電力が大きくなるため、ボタン電池2eの長寿命化が図れない。
よって、TPMSデータ送信直前にのみ重力加速度成分の値をモニタするため、サンプリング周期を短くしても全体としてはサンプリング数を少なくすることができ、重力加速度成分のピークの検出精度を高めるとともに、消費電力を抑制することができる。
重力加速度成分のピークの検出精度を高めるためには、重力加速度成分の1周期内にある程度のサンプリング数を確保する必要がある。一方、サンプリング数が多くなると消費電力が大きくなるため、ボタン電池2eの長寿命化が図れない。
よって、サンプリング周期を適切に設定でき、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
よって、重力加速度成分のピークの検出精度を確保可能なサンプリング周期を求めるために、直接影響する重力加速度成分の周期を用いることで、より適切なサンプリング周期を設定することができ、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
次に、効果を説明する。
実施例1のTPMSセンサ2にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(13) 車輪1の外周側に取り付けられ、車輪1のタイヤ空気圧情報を送信するTPMSセンサ2(タイヤ空気圧送信装置)において、車輪1が回転しているときの遠心力方向加速度を検出する加速度センサ2b(加速度検出手段)と、遠心力方向加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに、タイヤ空気圧情報を無線信号にて送信する送信機2d(送信手段)と、設定したサンプリング周期毎に遠心力方向加速度の重力加速度成分を検出する手段であって、送信機2dにより無線信号を送信する前に遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を開始し、送信機2dにより無線信号を送信した後に遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を停止するセンサコントロールユニット2c(重力加速度成分検出手段)とを設けた。
よって、TPMSデータ送信直前にのみ重力加速度成分の値をモニタするため、サンプリング周期を短くしても全体としてはサンプリング数を少なくすることができ、重力加速度成分のピークの検出精度を高めるとともに、消費電力を抑制することができる。
よって、車輪速が低いときにはサンプリング周期を長くして消費電力を抑制することができ、また車輪速が高いときにはサンプリング周期を短くして重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
よって、重力加速度成分のピークの検出精度を確保可能なサンプリング周期を求めるために、直接影響する重力加速度成分の周期を用いることで、より適切なサンプリング周期を設定することができ、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
(16) 各車輪1の外周側に取り付けられ、車輪1のタイヤ空気圧情報を無線信号にて送信するTPMSセンサ2(タイヤ空気圧送信部)と、車体側に設けられ、無線信号を受信して各車輪1のタイヤ空気圧を監視するTPMS本体部14(タイヤ空気圧モニタ本体部)とを備えたタイヤ空気圧モニタシステム13において、TPMSセンサ2は、タイヤ空気圧を検出する圧力センサ2a(タイヤ空気圧検出手段)と、車輪1が回転しているときの遠心力方向加速度を検出する加速度センサ2b(加速度検出手段)と、遠心力方向加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに、タイヤ空気圧情報を無線信号にて送信する送信機2d(送信手段)と、設定したサンプリング周期毎に遠心力方向加速度の重力加速度成分を検出する手段であって、送信機2dにより無線信号を送信する前に遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を開始し、送信機2dにより無線信号を送信した後に遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を停止するセンサコントロールユニット2c(重力加速度成分検出手段)とを設け、TPMS本体部14は、各TPMSセンサ2の送信機2dから送信されたタイヤ空気圧情報を受信する受信機3(受信手段)と、各車輪1の回転位置を検出するABSコントロールユニット6(回転位置検出手段)と、ある識別情報を有するTPMSセンサ2の遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに車輪速センサ8が検出した各車輪の回転位置から、TPMSセンサ2が取り付けられた車輪位置を判定するTPMSコントロールユニット4(車輪位置判定手段)とを設けた。
よって、TPMSデータ送信直前にのみ重力加速度成分の値をモニタするため、サンプリング周期を短くしても全体としてはサンプリング数を少なくすることができ、重力加速度成分のピークの検出精度を高めるとともに、消費電力を抑制することができる。
よって、車輪速が低いときにはサンプリング周期を長くして消費電力を抑制することができ、また車輪速が高いときにはサンプリング周期を短くして重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
よって、重力加速度成分のピークの検出精度を確保可能なサンプリング周期を求めるために、直接影響する重力加速度成分の周期を用いることで、より適切なサンプリング周期を設定することができ、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
以上、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づく実施例により説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施例では、回転位置検出手段として車輪速センサを用いた例を示したが、駆動源としてインホイールモータを備えた車両では、モータのレゾルバを用いて回転角度を検出してもよい。
Claims (14)
- 車輪に取り付けられたタイヤ空気圧送信装置において、
前記車輪のタイヤ空気圧を検出するタイヤ空気圧検出手段と、
前記車輪が回転しているときの遠心力方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記遠心力方向の加速度に基づいてサンプリング周期を設定し、設定した前記サンプリング周期ごとに前記遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値を検出するとともに、前記加速度検出手段が検出した前記遠心力方向の加速度が所定加速度以上であるときには、前記重力加速度成分の値の検出を中止する重力加速度成分検出手段と、
を備え、
前記重力加速度成分の値が所定値となったときに、検出した前記タイヤ空気圧の情報を無線信号にて送信することを特徴とするタイヤ空気圧送信装置。 - 請求項1に記載のタイヤ空気圧送信装置において、
前記重力加速度成分検出手段は、前記遠心力方向の加速度が大きいほど前記サンプリング周期を短く設定することを特徴とするタイヤ空気圧送信装置。 - 各タイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧モニタシステムにおいて、
各車輪のタイヤに装着され、タイヤ空気圧を検出するタイヤ空気圧検出手段と、
各車輪に設けられ、車輪が回転しているときの遠心力方向加速度を検出する加速度検出手段と、
前記遠心力方向の加速度に基づいてサンプリング周期を設定し、設定した前記サンプリング周期ごとに前記遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値を検出するとともに、前記加速度検出手段が検出した前記遠心力方向の加速度が所定加速度以上であるときには、前記重力加速度成分の値の検出を中止する重力加速度成分検出手段と、
前記重力加速度成分の値が所定値となったときに、検出した前記タイヤ空気圧の情報と、各送信機固有の識別情報とを載せた無線信号を送信する送信機と、
車体側に設けられ、前記無線信号を受信する受信機と、
各車輪と対応して車体側に設けられ、車輪の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
ある識別情報を含む無線信号が送信されたときの各車輪の回転位置から前記送信機が取り付けられた車輪の位置を判定する車輪位置判定手段と、
を設けたことを特徴とするタイヤ空気圧モニタシステム。 - 請求項3に記載のタイヤ空気圧モニタシステムにおいて、
前記重力加速度成分検出手段は、前記遠心力方向の加速度が大きいほど前記サンプリング周期を短く設定することを特徴とするタイヤ空気圧モニタシステム。 - 車輪に取り付けられたタイヤ空気圧送信装置において、
前記車輪のタイヤ空気圧を検出するタイヤ空気圧検出手段と、
タイヤに作用する荷重を検出するショックセンサにより、前記車輪の回転周波数を検出する回転周波数検出手段と、
前記回転周波数に基づいてサンプリング周期を設定し、設定した前記サンプリング周期ごとに前記車輪の回転位置を検出するとともに、前記ショックセンサが検出した荷重が所定荷重以上であるときには、前記車輪の回転位置の検出を中止する車輪側回転位置検出手段と、
を備え、
前記車輪の回転位置が所定位置となったときに、検出した前記タイヤ空気圧の情報を無線信号にて送信することを特徴とするタイヤ空気圧送信装置。 - 請求項5に記載のタイヤ空気圧送信装置において、
前記車輪側回転位置検出手段は、前記車輪の回転周波数が高いほど前記サンプリング周期を短く設定することを特徴とするタイヤ空気圧送信装置。 - 各タイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧モニタシステムにおいて、
各車輪のタイヤに装着され、タイヤ空気圧を検出するタイヤ空気圧検出手段と、
各車輪に設けられ、前記タイヤに作用する荷重を検出するショックセンサにより、前記車輪の回転周波数を検出する回転周波数検出手段と、
前記回転周波数に基づいてサンプリング周期を設定し、設定した前記サンプリング周期ごとに前記車輪の回転位置を検出するとともに、前記ショックセンサが検出した荷重が所定荷重以上であるときには、前記車輪の回転位置の検出を中止する車輪側回転位置検出手段と、
前記車輪の回転位置が所定位置となったときに、検出した前記タイヤ空気圧の情報と、各送信機固有の識別情報とを載せた無線信号を送信する送信機と、
車体側に設けられ、前記無線信号を受信する受信機と、
各車輪と対応して車体側に設けられ、車輪の回転位置を検出する車体側回転位置検出手段と、
ある識別情報を含む無線信号が送信されたときに前記車体側回転位置検出手段により検出した各車輪の回転位置から前記送信機が取り付けられた車輪の位置を判定する車輪位置判定手段と、
を設けたことを特徴とするタイヤ空気圧モニタシステム。 - 請求項7に記載のタイヤ空気圧モニタシステムにおいて、
前記車輪側回転位置検出手段は、前記車輪の回転周波数が高いほど前記サンプリング周期を短く設定することを特徴とするタイヤ空気圧モニタシステム。 - 車輪に取り付けられたタイヤ空気圧送信装置において、
前記車輪のタイヤ空気圧を検出するタイヤ空気圧検出手段と、
前記車輪が回転しているときの遠心力方向加速度を検出する加速度検出手段と、
前記遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出する手段であって、前記重力加速度成分の第1の周期では前記遠心力方向の加速度に基づいて設定した第1のサンプリング周期ごとに前記重力加速度成分を検出し、前記第1の周期につづく第2の周期以降では前記第1の周期で検出した前記重力加速度成分に基づいて設定した第2のサンプリング周期ごとに前記重力加速度成分を検出し、無線信号を送信後、前記重力加速度成分の値の検出を停止する重力加速度成分検出手段と、
を備え、
前記遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに、検出した前記タイヤ空気圧の情報を無線信号にて送信することを特徴とするタイヤ空気圧送信装置。 - 請求項9に記載のタイヤ空気圧送信装置において、
前記重力加速度成分検出手段は、前記第1の周期では前記遠心力方向加速度の遠心力成分が大きいほど前記サンプリング周期を短く設定することを特徴とするタイヤ空気圧送信装置。 - 請求項9または請求項10に記載のタイヤ空気圧送信装置において、
前記重力加速度成分検出手段は、前記第2の周期以降では、前記第1の周期で検出した前記重力加速度成分の周期が短いほど前記サンプリング周期を短く設定したことを特徴とするタイヤ空気圧送信装置。 - 各タイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧モニタシステムにおいて、
各車輪のタイヤに装着され、車輪のタイヤ空気圧を検出するタイヤ空気圧検出手段と、
各車輪に設けられ、車輪が回転しているときの遠心力方向加速度を検出する加速度検出手段と、
前記遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出する手段であって、前記重力加速度成分の第1の周期では前記遠心力方向の加速度に基づいて設定した第1のサンプリング周期ごとに前記重力加速度成分を検出し、前記第1の周期につづく第2の周期以降では前記第1の周期で検出した前記重力加速度成分に基づいて設定した第2のサンプリング周期ごとに前記重力加速度成分を検出し、無線信号を送信後、前記重力加速度成分の値の検出を停止する重力加速度成分検出手段と、
前記遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに、検出した前記タイヤ空気圧の情報と、各送信機固有の識別情報とを載せた無線信号を送信する送信機と、
車体側に設けられ、前記無線信号を受信する受信機と、
各車輪と対応して車体側に設けられ、車輪の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
ある識別情報を含む無線信号が送信されたときの各車輪の回転位置から前記送信機が取り付けられた車輪の位置を判定する車輪位置判定手段と、
を設けたことを特徴とするタイヤ空気圧モニタシステム。 - 請求項12に記載のタイヤ空気圧モニタシステムにおいて、
前記重力加速度成分検出手段は、前記第1の周期では前記遠心力方向加速度の遠心力成分が大きいほど前記サンプリング周期を短く設定することを特徴とするタイヤ空気圧モニタシステム。 - 請求項12または請求項13に記載のタイヤ空気圧モニタシステムにおいて、
前記重力加速度成分検出手段は、前記第2の周期以降では、前記第1の周期で検出した前記重力加速度成分の周期が短いほど前記サンプリング周期を短く設定したことを特徴とするタイヤ空気圧モニタシステム。
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