JP2007120999A - タイヤ位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 タイヤの前後の位置情報を正確に判断することができるタイヤ位置検出装置を提供すること。
【解決手段】 車両の各タイヤ３（３ａ〜３ｄ）に設置され、振動を検出し検出結果を無線送信するセンサユニット２（２ａ〜２ｄ）と、車両に設置され、センサユニット２から無線送信される信号を受信する受信部１２と、振動センサ２７で検出する各タイヤの振動が発生する時間からセンサユニット２が設置されているタイヤ３が前輪であるか後輪であるかを判断する制御部１１とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、各タイヤからの信号により、少なくともタイヤの前後位置を判断するタイヤ位置検出装置の技術分野に属する。

従来では、タイヤの位置情報を認識するために、各タイヤのホイールに加速度センサを付加させて、加速度センサの方向による符号により、タイヤの左右を確認している（例えば、特許文献１参照。）。
特表２００３−５２７６０８号公報（第２−１７頁、全図）

しかしながら、従来では、タイヤの左右位置情報を判断できるが、タイヤの前後情報を判断することができなかった。

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、タイヤの前後の位置情報を正確に判断することができるタイヤ位置検出装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、車両の各タイヤに設置され、振動を検出し検出結果を無線送信するセンサユニットと、車両に設置され、前記センサユニットから無線送信される信号を受信する受信装置と、各タイヤの振動が発生する時間から前記センサユニットが設置されているタイヤが前輪であるか後輪であるかを判断する前後輪判断手段と、を備える、ことを特徴とする。

よって、本発明にあっては、タイヤの前後の位置情報を正確に判断することができる。

以下、本発明のタイヤ位置検出装置を実現する実施の形態を、実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１のタイヤ位置検出装置を用いたタイヤ圧監視システムの構成を示す図である。
タイヤ監視システムTPMSは、車両に設けた車載装置１と、各タイヤ（３ａ〜３ｄ）に設けたセンサユニット２（２ａ〜２ｄ）を主要な構成としている。

図２は実施例１のタイヤ圧監視システムの車載装置１のブロック図である。
車載装置１は、制御部１１、受信部１２、受信アンテナ１３、表示部１４からなる。
制御部１１は、受信部１２から、各タイヤのタイヤ空気圧情報、回転方向情報、振動情報を得て、さらに、車両から車速パルス、イグニッションスイッチのオンオフ情報、車内LANによる例えば自動変速機からの前進、後進情報等、他の車両装置の情報を得て、各タイヤの位置の判断を行い、各タイヤの位置と関連づけした空気圧センサの情報を表示部及び他の車両装置に送る処理を行う。なお、タイヤ空気圧の情報が、予め設定した閾値より低い場合には、ドライバへ警告として伝達を行う。
また、空気圧監視のタイミングとして、必ずエンジン始動時に行うために、イグニッションスイッチからのオンオフ信号を入力している。

受信部１２は、各タイヤに設けられたセンサユニット２（２ａ〜２ｄ）からのRF波によるデータ送信を受信アンテナ１３で受信し、データ信号への変換、増幅を行って制御部１１へ出力する。
表示部１４は、ドライバが見ることができる車内位置に設置された、タイヤ空気圧の状態を示す表示を行うものである。表示部１４は、他の表示装置内、例えばメータパネル内に設けられたものであってもよいし、他の表示装置と共用する、例えばオーディオ機器やカーナビ装置の表示部分を用いるものであってもよい。また、独立した表示部分として、インストパネル等に設けるものであってもよい。

図３は実施例１におけるセンサユニットのブロック図である。
センサユニット２は、CPU部２１、タイヤ圧センサ２２、回転センサ２３、電池２４、RF部２５、アンテナ２６、振動センサ２７を主要な構成にしている。
CPU部２１は、内部に個別の識別情報を記憶し、識別情報、タイヤ圧、回転方向、振動情報を含む送信データを生成し、受信部１２へ送信する処理と制御を行う。

タイヤ圧センサ２２は、設置されているタイヤの空気圧を検出する。
回転センサ２３は、設置されているタイヤの回転方向を検出する。回転センサの例として、加速度センサを挙げておく。
電池２４は、センサユニット２の各部へ電源を供給する。
RF部２５は、CPU部２１からの送信データ信号を電波信号へ変換し、アンテナ２６からRF波として出力する。
振動センサ２７は、設置されたタイヤでの振動を検出する。

次に作用を説明する。
[タイヤ位置検出処理]
図４は実施例１の制御部１１で実行される前後輪を判断するタイヤ位置検出処理の流れを示すフローチャートであり、以下各ステップについて説明する。
なお、以下の説明において、Vは車速、Lは図１に示すように前後タイヤ間距離、A,Bは振動センサの出力、TA,TBは振動センサの出力A,Bの検出時の時間、Vtは振動出力に対する閾値である。

ステップＳ１では、振動センサの出力が閾値を超えているかどうか、つまりA>Vtかどうかを判断し、超えているならばステップＳ２へ進み、超えないならばステップＳ１へ戻る。

ステップＳ２では、出力Aの後に検出された、出力Bについて、振動センサの出力が閾値を超えているかどうか、つまりB>Vtかどうかを判断し、超えているならばステップＳ３へ進み、超えないならばステップＳ１へ戻る。

ステップＳ３では、予め設定された妥当な検出範囲をαとし、車速Vとタイヤ間距離L、αから求められる検出範囲時間内に対して、TA-TBが範囲内かどうかを判断し、範囲内であるならばステップＳ４へ進み、範囲外であるならば、ステップＳ１へ戻る。

ステップＳ４では、車両装置からの情報により前進時であれば、出力Aを前輪、出力Bを後輪と判断し、後進時であれば、出力Aを後輪、出力Bを前輪と判断する。

[前後輪の判別作用]
路面等の状況は、均一でないため、振動を車両前輪に左右不均一に与えることがある。この場合、前輪で生じた振動と、同じ振動をおおむね後輪で生じることになる。
本実施例１のタイヤ位置検出装置では、これにより、前後輪の判断を行う。
各タイヤ３に設置されるセンサユニット２のそれぞれに振動センサ２７を設けるために、各タイヤの振動を直接、正確に検出することができる。
各タイヤ３に設置したセンサユニット２からの送信データが、２つ前後して送信され、これを受信した場合について、図５を参照して説明する。
図５は実施例１のタイヤ位置検出装置の振動検出出力の処理の説明図である。
早い時間に検出した方をタイヤＡとし、遅い時間に検出した方をタイヤＢとする。この２つの出力は、ノイズ等を除去するための閾値Vtを超えたものである（Ｓ１，Ｓ２、図５(a)参照）。

図１に示すように、前後のタイヤ間距離、車速を得ているため、２つの出力が同じ前後の左右輪でないと判断でき、同じタイヤの次の振動でないと判断できる。つまり、前輪の振動を、後輪で検出できる予測時間範囲αを設定すれば、タイヤＡで検出した時間TAとタイヤＢで検出した時間TBは、(L/V)-α<TA-TB<(L/V)+αを満たすことになる（Ｓ３）。この場合に、前進ならば、タイヤＡを前輪、タイヤＢを後輪と判断する。

タイヤＡのみの振動発生は、TA-TB<(L/V)+αの条件に反するため除外される（図５(b)参照）。
例えば、タイヤＡの振動検出後、異なる振動をタイヤＢが検出すれば、(L/V)-α<TA-TB<(L/V)+αを満たさず、図５(c)の状態か、図５(d)の状態になって、データ破棄され、判断がされない。
また、同じ前後輪の左右輪での検出では、時間が短くなりすぎ、(L/V)-α<TA-TBの条件からデータ破棄され、除外される。
このようにして、車速によるステップＳ３の処理で判断するデータを絞ることにより、より正確に前後輪を判別する。

さらに、閾値Vtは車速を考慮するものにする。例えば、係数をkとしてVt=k×Vとなるようにして、車速が大きい場合には、振動が増す車両の特性を考慮すれば、さらに正確な前後輪判別となる。また、車速変化による振動パルスの変化による誤判断を防止することができる。

[左右の判別作用]
センサユニット２には、回転センサ２３が設けられており、受信部１２への送信データにタイヤ回転方向情報を含むようにしている。制御部１１では、タイヤ回転方向情報がタイヤの左右で逆であるため、容易に、例えば、符号により左右を判別する。
なお、実施例１においては、回転センサ２３は、全てのタイヤに取り付ける必要がない。４輪の場合にいずれか１つに設けておくと、前後輪の判断と合わせると、必ず、残りの左右は判別される。つまり、回転センサ２３の出力のある前後２輪の判断と、回転センサ２３の出力のない前後２輪の判断の２つが生じるからである。

[タイヤ空気圧とタイヤ位置について］
本実施例１では、タイヤの前後左右の位置とタイヤ空気圧が関連付けされてドライバへ伝達することができる。
そのため、どのタイヤか判らない場合よりも、より適確な処理を行うことができ、ドライバは使い勝手がよくなる。また、タイヤの空気圧の減りの４輪の状態を把握することができるので、タイヤローテーション等に生かすことで、タイヤ交換等を考慮すると車両の維持コストを低く抑えることにもつながる。

次に、効果を説明する。
実施例１のタイヤ位置検出装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1)車両の各タイヤ３（３ａ〜３ｄ）に設置され、振動を検出し検出結果を無線送信するセンサユニット２（２ａ〜２ｄ）と、車両に設置され、センサユニット２から無線送信される信号を受信する受信部１２と、振動センサ２７で検出する各タイヤの振動が発生する時間からセンサユニット２が設置されているタイヤ３が前輪であるか後輪であるかを判断する制御部１１とを備えるため、タイヤの前後の位置情報を正確に判断することができる。

(2)制御部１１は、いずれかのセンサユニット２で検出した振動を、その後に別のセンサユニット２で検出した場合に、前後の位置関係であると判断するため、振動センサ２７の振動検出により前後輪の判別を行うことができる。

(3)車両の速度を検出した車速パルスを入力し、制御部１１は、前後の車輪間隔と車速から、いずれかのセンサユニット２で振動を検出した後、予測される時間経過後の時間範囲の振動検出を行うため、予測される検出時間範囲で検出を行い、それ以外を除外して、より正確に前後輪の判別を行うことができる。

(4)車両の速度を検出した車速パルスを入力し、制御部１１は、いずれかのセンサユニット２で振動を検出した後の振動検出の閾値を車速に応じて変更するため、速度により振動が大きくなる車両の特性を考慮して、より正確に前後輪の判別を行うことができる。

(5)センサユニット２は、タイヤ空気圧も検出し、検出結果を送信するため、タイヤ空気圧の監視を行うシステムに対して、判別したタイヤ位置を用いるようにでき、ドライバがより適確な処置をタイヤに行うようにでき、且つ車両の維持コストを低減することができる。

以上、本発明のタイヤ位置検出装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、タイヤの左右を回転方向センサで検出したが別の検出手段により左右を検出してもよい。また、左右の検出を行わないものであってもよい。

実施例１のタイヤ位置検出装置を用いたタイヤ圧監視システムの構成を示す図である。 実施例１のタイヤ圧監視システムの車載装置１のブロック図である。 実施例１におけるセンサユニットのブロック図である。 実施例１の制御部で実行される前後輪を判断するタイヤ位置検出処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のタイヤ位置検出装置の振動検出出力の処理の説明図である。

符号の説明

１ 車載装置
１１ 制御部
１２ 受信部
１３ 受信アンテナ
１４ 表示部
２（２ａ〜２ｄ） センサユニット
２１ CPU部
２２ タイヤ圧センサ
２３ 回転センサ
２４ 電池
２５ RF部
２６ アンテナ
２７ 振動センサ
３（３ａ〜３ｄ） タイヤ

Claims (5)

1. 車両の各タイヤに設置され、振動を検出し検出結果を無線送信するセンサユニットと、
   車両に設置され、前記センサユニットから無線送信される信号を受信する受信装置と、
   各タイヤの振動が発生する時間から前記センサユニットが設置されているタイヤが前輪であるか後輪であるかを判断する前後輪判断手段と、
   を備える、
   ことを特徴とするタイヤ位置検出装置。
2. 請求項１に記載されたタイヤ位置検出装置において、
   前記前後輪判断手段は、
   いずれかの前記センサユニットで検出した振動を、その後に別の前記センサユニットで検出した場合に、前後の位置関係であると判断する、
   ことを特徴とするタイヤ位置検出装置。
3. 請求項１または請求項２に記載されたタイヤ位置検出装置において、
   車両の速度を検出する車速検出手段を設け、
   前記前後輪判断手段は、
   前後の車輪間隔と車速から、いずれかの前記センサユニットで振動を検出した後、予測される時間経過後の時間範囲の振動検出を行う、
   ことを特徴とするタイヤ位置検出装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ位置検出装置において、
   車両の速度を検出する車速検出手段を設け、
   前記前後輪判断手段は、
   いずれかの前記センサユニットで振動を検出した後の振動検出の閾値を車速に応じて変更する、
   ことを特徴とするタイヤ位置検出装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ位置検出装置において、
   前記センサユニットは、
   タイヤ空気圧も検出し、検出結果を送信する、
   ことを特徴とするタイヤ位置検出装置。

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