JP2014019214A - Wheel position detection device, and tire air pressure detection apparatus having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、対象車輪が車両のどの位置に搭載されている車輪かを自動的に検出する車輪位置検出装置に関する。特に、タイヤが取り付けられた車輪に圧力センサを有する送信機を直接取り付け、圧力センサの検出結果を送信機から送信し、車体側に取り付けられた受信機にて受信することで、タイヤ空気圧の検出を行うダイレクト式のタイヤ空気圧検出装置に適用して好適である。 The present invention relates to a wheel position detection device that automatically detects at which position of a vehicle a target wheel is mounted. In particular, tire pressure is detected by directly attaching a transmitter with a pressure sensor to the wheel to which the tire is attached, transmitting the detection result of the pressure sensor from the transmitter, and receiving it by a receiver attached to the vehicle body. It is suitable to be applied to a direct tire pressure detecting device that performs the above.
従来より、タイヤ空気圧検出装置の1つとして、ダイレクト式のものがある。このタイプのタイヤ空気圧検出装置では、タイヤが取り付けられた車輪側に、圧力センサ等のセンサが備えられた送信機が直接取り付けられている。また、車体側には、アンテナおよび受信機が備えられており、センサからの検出信号が送信機から送信されると、アンテナを介して受信機にその検出信号が受信され、タイヤ空気圧の検出が行われる。 Conventionally, there is a direct type as one of tire pressure detecting devices. In this type of tire pressure detecting device, a transmitter equipped with a sensor such as a pressure sensor is directly attached to a wheel side to which a tire is attached. In addition, an antenna and a receiver are provided on the vehicle body side. When a detection signal from the sensor is transmitted from the transmitter, the detection signal is received by the receiver via the antenna, and tire pressure is detected. Done.
このようなダイレクト式のタイヤ空気圧検出装置では、送信されてきたデータが自車両のものであるかどうか及び送信機がどの車輪に取り付けられたものかを判別できるようにする必要がある。このため、送信機が送信するデータ中に、自車両か他車両かを判別するため及び送信機が取り付けられた車輪を判別するためのID情報を個々に付与している。 In such a direct tire pressure detecting device, it is necessary to be able to determine whether the transmitted data is for the host vehicle and to which wheel the transmitter is attached. For this reason, ID information for discriminating whether the vehicle is the own vehicle or another vehicle and discriminating the wheel to which the transmitter is attached is individually given in the data transmitted by the transmitter.
また、送信データに含まれるID情報から送信機の位置を特定するためには、各送信機のID情報を各車輪の位置と関連づけて受信機側に予め登録しておく必要がある。このため、タイヤのローテーション時には、送信機のID情報と車輪の位置関係を受信機に登録し直す必要がある。この登録を自動的に行えるようにする技術が提案されている。 Further, in order to specify the position of the transmitter from the ID information included in the transmission data, it is necessary to register the ID information of each transmitter in advance on the receiver side in association with the position of each wheel. For this reason, at the time of tire rotation, it is necessary to re-register the transmitter ID information and the wheel positional relationship with the receiver. A technique for automatically performing this registration has been proposed.
具体的には、車輪側の送信機に備えた加速度センサの加速度検知信号に基づいて車輪が所定の回転位置になったことを検出すると共に車体側でも送信機からの無線信号を受信したときの車輪の回転位置を検出する。そして、これらの相対角度の変化を監視することで車輪位置を特定している。この方法では、所定数のデータの偏差に基づいて車輪側で検出された車輪の回転位置と車体側で検出された車輪の回転位置の相対角度の変化を監視し、初期値に対してバラツキが許容値を超えていることを判定することで車輪位置を特定している。 Specifically, it is detected that the wheel has reached a predetermined rotational position based on the acceleration detection signal of the acceleration sensor provided in the transmitter on the wheel side, and the radio signal from the transmitter is also received on the vehicle body side. Detect the rotational position of the wheel. And the wheel position is specified by monitoring the change of these relative angles. In this method, a change in the relative angle between the rotational position of the wheel detected on the wheel side and the rotational position of the wheel detected on the vehicle body side is monitored based on the deviation of a predetermined number of data, and there is a variation with respect to the initial value. The wheel position is specified by determining that the allowable value is exceeded.
上記の方法では、車輪が所定の回転位置になったときに無線信号を送信するようにしている。しかしながら、いわゆるNull(ヌル)のように無線信号が車体側に届き難い場所があり、無線信号が送信される回転位置がNullであると、何度無線信号を送信しても車体側に届かないという問題がある。このような場合、車輪位置検出に時間が掛かったり、検出が行えなくなることがある。 In the above method, a radio signal is transmitted when the wheel reaches a predetermined rotational position. However, there is a place where it is difficult for the radio signal to reach the vehicle body side like so-called Null, and if the rotation position where the radio signal is transmitted is Null, it will not reach the vehicle body side no matter how many times the radio signal is transmitted. There is a problem. In such a case, it may take time to detect the wheel position, or the detection may not be performed.
そこで、特許文献1において、Nullの位置で毎回無線信号の送信が行われてしまうことを防止するために、異なる2ポイント以上の角度で無線信号の送信を行うようにすることが提案されている。また、特許文献2において、送信角度を毎回変更して無線信号を送信することが提案されている。
Therefore, in
しかしながら、特許文献1のように異なる2ポイント以上の角度で無線信号の送信を行うようにする場合、送信角度を示す回転角度情報を送信データに含まなければならない。また、特許文献2のように送信角度を毎回変更して無線信号を送信する場合にも、送信データに角度情報を含む必要がある。このため、データ量が多くなって送信データが長くなるため、電池寿命の低下を招く可能性がある。
However, when wireless signals are transmitted at two or more different angles as in
本発明は上記点に鑑みて、確実に送信機からの送信フレームを受信できるようにしつつ、角度情報を含まなくても確実に車輪位置の特定が行えるようにした車輪位置検出装置およびそれを備えたタイヤ空気圧検出装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention includes a wheel position detection device and a wheel position detection device that can reliably identify a wheel position without including angle information while reliably receiving a transmission frame from a transmitter. Another object is to provide a tire pressure detecting device.
上記目的を達成するため、請求項1ないし4に記載の発明では、送信機は、該送信機が取り付けられた車輪の回転に伴って変化する重力加速度成分を含む加速度に応じた検出信号を出力する加速度センサ(22)を有し、送信機では、第1制御部は、加速度センサの検出信号に基づいて車速を検出して該車速に対応するディレイ時間を設定すると共に、該送信機が取り付けられた車輪の中心軸を中心とし、かつ、該車輪の周方向の任意の位置を角度0°として、加速度センサの検出信号に含まれる重力加速度成分に基づいて送信機の角度を検出し、該角度が所定の基準角度からディレイ時間経過したときを送信タイミングとすることで車速に応じて異なる送信角度で繰り返しフレームを送信させる。そして、受信機では、第2制御部は、予め車速とディレイ時間との関係を記憶していると共に、複数の車輪と連動して回転させられる歯車(12a〜12d)の歯の通過に応じた検出信号を出力する車輪速度センサ(11a〜11d)の検出信号に基づいて、歯車の歯位置を示す歯車情報および車速を取得し、取得した車速と記憶してある車速とディレイ時間との関係より送信機で設定されたディレイ時間を推定し、フレームの受信タイミングのときの歯位置とディレイ時間に基づいてフレームが送信された送信機(2)の取り付けられた車輪を特定することを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the invention according to any one of
このように、車速に応じて基準角度からのディレイ時間を設定し、送信機の角度が基準角度に達したのちディレイ時間経過したときにフレーム送信を行うようにしている。これにより、フレーム送信が行われる送信角度を車速に応じて変更できるため、そのうちの一部がNullの位置と一致したとしても、それ以外ではNullを回避することができ、より確実に送信されたフレームが受信機に届くようにすることができる。そして、車速については受信機側でも取得することができる。このため、フレームにディレイ時間に関する情報、換言すれば角度情報を含めなくても、受信機でディレイ時間を把握することができ、正確に基準角度でフレーム送信が行われたとした場合の歯位置を演算することができる。したがって、確実に送信機からの送信フレームを受信できるようにしつつ、角度情報を含まなくても確実に車輪位置の特定が行える車輪位置検出装置にできる。 As described above, the delay time from the reference angle is set according to the vehicle speed, and the frame transmission is performed when the delay time elapses after the transmitter angle reaches the reference angle. As a result, the transmission angle at which frame transmission is performed can be changed according to the vehicle speed, so even if some of them coincide with the position of Null, Null can be avoided in other cases, and transmission can be performed more reliably. Frames can reach the receiver. The vehicle speed can also be acquired on the receiver side. For this reason, the delay time can be grasped by the receiver without including information on the delay time in the frame, in other words, the angle information, and the tooth position when the frame transmission is accurately performed at the reference angle is determined. It can be calculated. Therefore, it is possible to provide a wheel position detection device that can reliably identify a wheel position without including angle information while reliably receiving a transmission frame from a transmitter.
請求項3に記載発明では、第1制御部は、フレームの送信回数に応じてディレイ時間を変更することを特徴とするしている。
The invention according to
このように、送信回数に応じてディレイ時間を変更するようにしている。このようにすると、車速および送信回数に応じて、基準角度からのディレイ時間を変更することが可能となる。したがって、同じ車速域で走行し続けた場合に、より確実に受信機にフレームが届くようにでき、より確実に車輪位置検出を行うことができる。 Thus, the delay time is changed according to the number of transmissions. In this way, the delay time from the reference angle can be changed according to the vehicle speed and the number of transmissions. Therefore, when the vehicle continues to travel in the same vehicle speed range, the frame can reach the receiver more reliably, and the wheel position can be detected more reliably.
請求項5ないし8では、請求項1ないし4に示したようなディレイ時間ではなく、車速に応じてディレイ角度を変更するようにしている。このように、車速に応じてディレイ角度を設定する場合であっても、上記と同様の効果を得ることができる。 In the fifth to eighth aspects, the delay angle is changed according to the vehicle speed instead of the delay time as shown in the first to fourth aspects. Thus, even when the delay angle is set according to the vehicle speed, the same effect as described above can be obtained.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows an example of a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。まず、図1を参照して、本発明の第1実施形態にかかる車輪位置検出装置が適用されるタイヤ空気圧検出装置の全体構成について説明する。なお、図1の紙面上方向が車両1の前方、紙面下方向が車両1の後方に一致する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an overall configuration of a tire air pressure detection device to which a wheel position detection device according to a first embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG. 1 corresponds to the front of the
図1に示すように、タイヤ空気圧検出装置は、車両1に取り付けられるもので、送信機2、受信機の役割を果たすタイヤ空気圧検出装置用ECU(以下、TPMS(Tire Pressure Monitoring System)−ECUという)3およびメータ4を備えて構成されている。車輪位置検出装置は、タイヤ空気圧検出装置に備えられる送信機2およびTPMS−ECU3を用いると共に、ブレーキ制御用ECU(以下、ブレーキECUという)10から各車輪5(5a〜5d)に対応して備えられた車輪速度センサ11a〜11dの検出信号より得られる歯車情報を取得することで、車輪位置の特定を行っている。
As shown in FIG. 1, the tire pressure detection device is attached to a
図1に示すように、送信機2は、各車輪5a〜5dに取り付けられるもので、車輪5a〜5dに取り付けられたタイヤの空気圧を検出すると共に、その検出結果を示すタイヤ空気圧に関する情報をフレーム内に格納して送信する。TPMS−ECU3は、車両1における車体6側に取り付けられるもので、送信機2から送信されたフレームを受信すると共に、受信タイミングやフレーム中に格納された検出信号に基づいて各種処理や演算等を行うことで車輪位置検出およびタイヤ空気圧検出を行う。送信機2は、例えばFSK(周波数偏移変調)によりフレームを作成し、TPMS−ECU3は、そのフレームを復調することでフレーム内のデータを読取り、車輪位置検出およびタイヤ空気圧検出を行っている。これら送信機2およびTPMS−ECU3の詳細構成について図2Aおよび図2Bを参照して説明する。
As shown in FIG. 1, the
図2Aに示すように、送信機2は、センシング部21、加速度センサ22、マイクロコンピュータ23、送信回路24および送信アンテナ25を備えた構成となっており、図示しない電池からの電力供給に基づいて各部が駆動される。
As shown in FIG. 2A, the
センシング部21は、例えばダイアフラム式の圧力センサ21aや温度センサ21bを備えた構成とされ、タイヤ空気圧に応じた検出信号や温度に応じた検出信号を出力する。加速度センサ22は、送信機2が取り付けられた車輪5a〜5dでのセンサ自身の位置検出、つまり送信機2の位置検出や車速検出を行うために用いられる。本実施形態の加速度センサ22は、例えば、車輪5a〜5dの回転時に車輪5a〜5dに働く加速度のうち、各車輪5a〜5dの径方向、つまり周方向に垂直な両方向の加速度に応じた検出信号を出力する。
The
マイクロコンピュータ23は、制御部(第1制御部)などを備えた周知のもので、制御部内のメモリに記憶されたプログラムに従って、所定の処理を実行する。制御部内のメモリには、各送信機2を特定するための送信機固有の識別情報と自車両を特定するための車両固有の識別情報とを含む個別のID情報が格納されている。
The
マイクロコンピュータ23は、センシング部21からのタイヤ空気圧に関する検出信号を受け取り、それを信号処理すると共に必要に応じて加工し、そのタイヤ空気圧に関する情報を各送信機2のID情報と共にフレーム内に格納する。また、マイクロコンピュータ23は、加速度センサ22の検出信号をモニタし、各送信機2が取り付けられた車輪5a〜5dでの送信機2の位置検出を行ったり、車速検出を行っている。そして、マイクロコンピュータ23は、フレームを作成すると、送信機2の位置検出の結果や車速検出の結果に基づいて、送信回路24を介して送信アンテナ25よりTPMS−ECU3に向けてフレーム送信(データ送信)を行う。
The
具体的には、マイクロコンピュータ23は、車両1が走行中であることを条件としてフレーム送信を開始し、加速度センサ22の検出信号に基づいて加速度センサ22が取り付けられた送信機2の角度が所定の基準角度になったタイミングから更に所定のディレイを設けたタイミングを送信タイミングとしてフレーム送信を行う。そして、マイクロコンピュータ23は、このフレーム送信を送信タイミングに至ったときにタイミングで繰り返し行っている。
Specifically, the
走行中であることについては、車速検出の結果に基づいて判定しており、送信機2の角度については加速度センサ22の検出信号に基づく送信機2の位置検出の結果に基づいて判定している。すなわち、マイクロコンピュータ23では、加速度センサ22の検出信号を利用して車速検出を行い、車速が所定速度(例えば3km/h)以上になると車両1が走行中であると判定している。加速度センサ22の出力には遠心力に基づく加速度(遠心加速度)が含まれる。この遠心加速度を積分して係数を掛けることにより、車速を演算することが可能となる。このため、マイクロコンピュータ23では、加速度センサ22の出力から重力加速度成分を取り除いて遠心加速度を演算し、その遠心加速度に基づいて車速の演算を行っている。
The fact that the vehicle is running is determined based on the vehicle speed detection result, and the angle of the
また、加速度センサ22によって各車輪5a〜5dの回転に応じた検出信号を出力させていることから、走行時には、その検出信号に重力加速度成分が含まれることになり、車輪回転に応じた振幅を有する信号となる。例えば、図3Aに示すように、検出信号の振幅は、送信機2が車輪5a〜5dの中心軸を中心として上方位置に位置しているときには負の最大振幅、水平位置に位置しているときにはゼロ、下方位置に位置しているときには正の最大振幅となる。このため、この振幅に基づいて加速度センサ22が取り付けられた送信機2の位置検出を行え、送信機2の角度を検出できる。例えば、図3Bに示すように、各車輪5a〜5dの中心軸を中心として、送信機2が上方位置に位置しているときを0°としたときの送信機2の角度を把握できる。そして、図3Aに示すように、送信機2の角度と重力加速度成分の値とが対応付けられるため、重力加速度成分の値に基づいて送信機2の角度を検出できる。
Since the
したがって、車速が所定速度に達すると同時もしくは車速が所定速度に達したのち送信機2の角度が所定の角度になったときを基準角度として設定する。そして、その基準角度になったタイミングから更に所定のディレイを設けたタイミングを送信開始タイミングとして、各送信機2からのフレーム送信を行うことができる。その後、送信タイミングになると繰り返しフレーム送信を行うことができる。なお、送信タイミングについては、重力加速度成分の値の振幅周期1周期毎としても良いが、電池寿命を考慮して、その周期毎に常にフレーム送信を行わず、例えば所定周期(例えば15秒間)毎に1回の割合でフレーム送信を行うようにすると好ましい。
Therefore, the reference angle is set when the vehicle speed reaches the predetermined speed or when the angle of the
送信回路24は、送信アンテナ25を通じて、マイクロコンピュータ23から送られてきたフレームをTPMS−ECU3に向けて送信する出力部としての機能を果たす。フレーム送信には、例えばRF帯の電波を用いている。
The
このように構成される送信機2は、例えば、各車輪5a〜5dのホイールにおけるエア注入バルブに取り付けられ、センシング部21がタイヤの内側に露出するように配置される。そして、該当するタイヤ空気圧を検出し、上記したように、送信機2は、車速が所定速度を超えると、送信タイミングのときに繰り返し各送信機2に備えられた送信アンテナ25を通じてフレーム送信を行う。その後も、上記のように設定された送信タイミングでフレーム送信を行うようにすることもできるが、電池寿命を考慮して送信間隔を長くした方が良い。このため、車輪位置特定に必要と想定される時間が経過すると車輪位置確定モードから定期送信モードに切り替わり、より長い一定周期毎(例えば1分毎)にフレーム送信を行うことで、TPMS−ECU3側にタイヤ空気圧に関する信号を定期送信する。このとき、例えば送信機2毎にランダムディレイを設けることで、各送信機2の送信タイミングがずれるようにすることができ、複数の送信機2からの電波の混信によってTPMS−ECU3側で受信できなくなることを防止することができる。
The
また、図2Bに示すように、TPMS−ECU3は、受信アンテナ31、受信回路32およびマイクロコンピュータ33などを備えた構成とされている。TPMS−ECU3は、CANなどの車内LANを通じて、後述するようにブレーキECU10から歯車情報を取得することで各車輪5a〜5dと共に回転させられる歯車の歯のエッジ数(もしくは歯数)で示される歯位置を取得している。
Further, as shown in FIG. 2B, the TPMS-
受信アンテナ31は、各送信機2から送られてくるフレームを受信するためのものである。受信アンテナ31は、車体6に固定されており、TPMS−ECU3の本体内に配置された内部アンテナでも良いし、本体から配線を引き伸ばした外部アンテナとされていても良い。
The receiving
受信回路32は、受信アンテナ31によって受信された各送信機2からの送信フレームを入力し、そのフレームをマイクロコンピュータ33に送る入力部としての機能を果たす。受信回路32は、受信アンテナ31を通じて信号(フレーム)を受信すると、その受信した信号をマイクロコンピュータ33に伝えている。
The receiving
マイクロコンピュータ33は、第2制御部に相当するもので、マイクロコンピュータ33内のメモリに記憶されたプログラムに従って車輪位置検出処理を実行する。具体的には、マイクロコンピュータ33は、ブレーキECU10から取得する情報と、各送信機2からの送信フレームを受信した受信タイミングとの関係に基づいて車輪位置検出を行っている。ブレーキECU10からは、マイクロコンピュータ33は、各車輪5a〜5dに対応して備えられた車輪速度センサ11a〜11dの歯車情報を所定周期(例えば10ms)毎に取得している。
The
歯車情報とは、各車輪5a〜5dと共に回転させられる歯車(ギア)の歯位置を示す情報である。車輪速度センサ11a〜11dは、例えば歯車の歯に対向して配置される電磁ピックアップ式センサによって構成され、歯車の歯の通過に伴って検出信号を変化させる。このようなタイプの車輪速度センサ11a〜11dでは、検出信号として歯の通過に対応する方形パルス波を出力していることから、その方形パルス波の立上りおよび立下りが歯車の歯のエッジの通過を表すことになる。したがって、ブレーキECU10では、車輪速度センサ11a〜11dの検出信号の立上りおよび立下りの数から歯車の歯のエッジ数、つまりエッジの通過数をカウントし、所定周期毎に、そのときの歯のエッジ数を、歯位置を示す歯車情報としてマイクロコンピュータ33に伝えている。これにより、マイクロコンピュータ33では、歯車のどの歯が通過したタイミングであるかを把握することが可能になっている。
The gear information is information indicating the tooth positions of gears (gears) that are rotated together with the
歯のエッジ数は、歯車が1回転する毎にリセットされる。例えば、歯車に備えられた歯の数が48歯である場合、エッジ数は0〜95の合計96個でカウントされ、カウント値が95に至ると再び0に戻ってカウントされる。 The number of tooth edges is reset every time the gear rotates once. For example, when the number of teeth provided on the gear is 48 teeth, the number of edges is counted in a total of 96 from 0 to 95, and when the count value reaches 95, it is returned to 0 and counted again.
なお、ここではブレーキECU10から歯車情報として歯車の歯のエッジ数をマイクロコンピュータ33に伝えるようにしたが、歯の通過数のカウント値である歯数であっても良い。また、所定周期の間に通過したエッジ数もしくは歯数をマイクロコンピュータ33に伝え、マイクロコンピュータ33で前回までのエッジ数もしくは歯数に所定周期の間に通過したエッジ数もしくは歯数を加算させ、その周期でのエッジ数もしくは歯数をカウントさせるようにしても良い。つまり、マイクロコンピュータ33で最終的に歯車情報としてその周期でのエッジ数もしくは歯数が取得できれば良い。また、ブレーキECU10では、歯車の歯のエッジ数(もしくは歯数)を電源オフのたびにリセットすることになるが、電源オンすると同時もしくは電源オンしてから所定車速になったときから再び計測している。このように、電源オフのたびにリセットされたとしても、電源オフ中には同じ歯が同じエッジ数(もしくは歯数)で表されることになる。
Here, the number of tooth edges of the gear is transmitted from the
マイクロコンピュータ33は、各送信機2から送信されたフレームを受信するとその受信タイミングを計測し、取得した歯車のエッジ数(もしくは歯数)の中からフレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数(もしくは歯数)に基づいて車輪位置検出を行う。このように、受信タイミングと歯車情報が示す歯位置に基づいて、各送信機2がどの車輪5a〜5dに取り付けられたものかを特定する車輪位置検出を行っている。この車輪位置検出の具体的な方法については後で詳細に説明する。
When the
また、マイクロコンピュータ33は、車輪位置検出の結果に基づいて、各送信機2のID情報と各送信機2が取り付けられている各車輪5a〜5dの位置とを関連づけて記憶する。そして、その後は各送信機2からの送信フレーム内に格納されたID情報およびタイヤ空気圧に関するデータに基づいて、各車輪5a〜5dのタイヤ空気圧検出を行い、タイヤ空気圧に応じた電気信号をCANなどの車内LANを通じてメータ4に出力する。例えば、マイクロコンピュータ33は、タイヤ空気圧を所定のしきい値Thと比較することでタイヤ空気圧の低下を検知し、タイヤ空気圧の低下を検知するとその旨の信号をメータ4に出力する。これにより、4つの車輪5a〜5dのいずれかのタイヤ空気圧が低下したことがメータ4に伝えられる。
Further, the
メータ4は、警報部として機能するものであり、図1に示されるように、ドライバが視認可能な場所に配置され、例えば車両1におけるインストルメントパネル内に設置されるメータディスプレイ等によって構成される。このメータ4は、例えばTPMS−ECU3におけるマイクロコンピュータ33からタイヤ空気圧が低下した旨を示す信号が送られてくると、車輪5a〜5dを特定しつつタイヤ空気圧の低下を示す表示を行うことでドライバに特定車輪のタイヤ空気圧の低下を報知する。
The
続いて、本実施形態のタイヤ空気圧検出装置の作動について説明する。以下、タイヤ空気圧検出装置の作動について説明するが、タイヤ空気圧検出装置で行われる車輪位置検出とタイヤ空気圧検出とに分けて説明する。 Next, the operation of the tire pressure detection device of the present embodiment will be described. Hereinafter, the operation of the tire air pressure detection device will be described, but the description will be divided into wheel position detection and tire air pressure detection performed by the tire air pressure detection device.
まず、車輪位置検出について説明する。最初に、参考として、Nullを考慮に入れない場合の車輪位置検出の方法について、図4〜図7を参照して説明する。Nullを考慮に入れない場合として、送信機2の角度が所定の送信角度になるとフレーム送信を行い、それを受信機3が受信することで車輪位置検出を行う場合について説明する。
First, wheel position detection will be described. First, as a reference, a wheel position detection method when Null is not taken into account will be described with reference to FIGS. As a case where Null is not taken into account, a case will be described in which the frame position is transmitted when the angle of the
送信機2側では、マイクロコンピュータ23が電池からの電力供給に基づいて所定のサンプリング周期毎に加速度センサ22の検出信号をモニタすることで車速および車輪5a〜5dの送信機2の角度を検出している。そして、マイクロコンピュータ23は、車速が所定速度に達すると、送信機2の角度が所定の送信角度になったときを送信タイミングとして、繰り返しフレーム送信を行う。
On the
すなわち、加速度センサ22の検出信号の重力加速度成分を抽出すると、図3Aに示すようなsin波となる。このsin波に基づいて送信機2の角度が分かる。このため、sin波に基づいて送信機2の角度が送信角度になったことを検出し、フレーム送信を行う。
That is, when the gravitational acceleration component of the detection signal of the
一方、TPMS−ECU3側では、ブレーキECU10から各車輪5a〜5dに対応して備えられた車輪速度センサ11a〜11dの歯車情報を所定周期(例えば10ms)毎に取得している。そして、TPMS−ECU3は、各送信機2から送信されたフレームを受信したときにその受信タイミングを計測し、取得している歯車のエッジ数(もしくは歯数)の中からフレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数(もしくは歯数)を取得する。
On the other hand, on the TPMS-
このとき、各送信機2から送信されたフレームの受信タイミングとブレーキECU10から歯車情報を取得している周期とが一致するとは限らない。このため、ブレーキECU10から歯車情報を取得した周期の中からフレームの受信タイミングに最も近い周期に取得した歯車情報が示す歯車のエッジ数(もしくは歯数)を、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数(もしくは歯数)として用いることができる。ここでいう受信タイミングに最も近い周期とは、受信タイミングの直前または直後の周期のいずれであっても良い。また、ブレーキECU10から歯車情報を取得した周期の中からフレームの受信タイミングの直前および直後の周期に取得した歯車情報が示す歯車のエッジ数(もしくは歯数)を用いて、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数(もしくは歯数)を演算しても良い。例えば、フレームの受信タイミングの直前および直後の周期に取得した歯車情報が示す歯車のエッジ数(もしくは歯数)の中間値を、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数(もしくは歯数)として用いることができる。
At this time, the reception timing of the frame transmitted from each
そして、このようなフレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数(もしくは歯数)を取得する動作がフレームを受信する毎に繰り返され、取得したフレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数(もしくは歯数)に基づいて車輪位置検出を行う。具体的には、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数(もしくは歯数)のバラツキが前回の受信タイミングのときの歯車のエッジ数(もしくは歯数)に基づいて設定される所定範囲内であるか否かを判定することにより、車輪位置検出を行う。 The operation of obtaining the number of gear edges (or the number of teeth) at the reception timing of the frame is repeated every time the frame is received, and the number of gear edges (or the number of gear edges at the received frame reception timing) The wheel position is detected based on the number of teeth. Specifically, the variation in the number of gear edges (or the number of teeth) at the frame reception timing is within a predetermined range set based on the number of gear edges (or the number of teeth) at the previous reception timing. The wheel position is detected by determining whether or not there is.
フレームを受信した車輪については、送信機2の角度が送信角度になるタイミングで送信機2からフレーム送信が行われている。このため、送信角度が同じ角度であるとした場合には、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数(もしくは歯数)で示される歯位置が前回のときとほぼ一致する。したがって、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数(もしくは歯数)のバラツキが小さく、所定範囲内に収まることになる。このことは、複数回フレームを受信した場合でも成り立ち、各フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数(もしくは歯数)のバラツキは、1回目のフレーム受信タイミングのときに決められる所定範囲内に収まる。一方、フレームを受信した車輪とは異なる車輪については、他の車輪の送信機2から送信されたフレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数(もしくは歯数)で示される歯位置がばらつく。
For the wheel that has received the frame, the frame is transmitted from the
すなわち、車輪速度センサ11a〜11dの歯車の回転は各車輪5a〜5dと連動しているため、フレームを受信した車輪については、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数(もしくは歯数)で示される歯位置がほぼ一致する。しかし、道路状況や旋回もしくは車線変更などによって各車輪5a〜5dの回転状態が変動するため、車輪5a〜5dの回転状態が完全に同じになることはあり得ない。このため、フレームを受信した車輪とは異なる車輪については、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数(もしくは歯数)で示される歯位置がばらつくのである。
That is, since the rotation of the gears of the
したがって、図5に示したように、フレームを受信した車輪とは異なる車輪については、イグニッションスイッチ(IG)がオンした当初に歯車12a〜12dのエッジ数が0であった状態から、走行開始後に徐々に受信タイミングのときの歯位置にバラツキが生じる。このバラツキが所定範囲内であるか否かを判定することにより、車輪位置検出を行うことができる。
Therefore, as shown in FIG. 5, for a wheel different from the wheel that received the frame, from the state in which the number of edges of the
例えば、図6Aに示すように、1回目のフレーム送信時の送信機2の位置が1回目受信角度であったとする。また、歯車のエッジ数(もしくは歯数)のバラツキとして許容できる幅であるバラツキ許容幅が1回目受信角度を中心とした180°の範囲(1回目受信角度±90°の範囲)相当の値であるとする。エッジ数であれば1回目受信時のエッジ数を中心とした±24のエッジ数範囲、歯数であれば1回目受信時の歯数を中心とした±12の歯数範囲であるとする。この場合において、図6Bに示すように、2回目のフレーム受信時の歯車のエッジ数(もしくは歯数)が1回目のフレーム受信によって決められたバラツキ許容幅の範囲内であれば、その車輪は車輪はフレーム送信が行われた車輪と一致している可能性がある。この場合には、判定結果がTRUE(正しい)となる。
For example, as shown in FIG. 6A, it is assumed that the position of the
ただし、この場合にも2回目のフレーム受信時の送信機2の角度である2回目受信角度を中心としてバラツキ許容幅が決まり、2回目受信角度を中心とした180°(±90°)相当の値となる。このため、前回のバラツキ許容幅となる1回目受信角度を中心とした180°(±90°)のバラツキ許容幅と、2回目受信角度を中心とした180°(±90°)のバラツキ許容幅の重なる部分が新たなバラツキ許容幅(エッジ数範囲が12〜48)となる。その重複範囲に新たなバラツキ許容幅を狭めることができる。
However, also in this case, the variation allowable width is determined around the second reception angle that is the angle of the
したがって、図6Cに示すように、3回目のフレーム受信時の歯車のエッジ数(もしくは歯数)が1、2回目のフレーム受信によって決められたバラツキ許容幅の範囲外であれば、その車輪はフレーム送信が行われた車輪と一致していない。このため、判定結果がFALSE(誤り)となる。このとき、たとえ1回目のフレーム受信によって決められたバラツキ許容幅の範囲内であっても、1、2回目のフレーム受信によって決められたバラツキ許容幅の範囲外であれば、FALSEと判定している。このようにして、受信したフレームを送信した送信機2が車輪5a〜5dのいずれに取り付けられたものであるかを特定することが可能となる。
Therefore, as shown in FIG. 6C, if the number of gear edges (or the number of teeth) at the time of the third frame reception is outside the range of allowable variation determined by the first and second frame reception, the wheel is It does not match the wheel where the frame was sent. For this reason, the determination result is FALSE (error). At this time, even if it is within the range of allowable variation determined by the first frame reception, if it is outside the range of allowable variation determined by the first and second frame reception, it is determined as FALSE. Yes. In this way, it is possible to specify which of the
すなわち、図7(a)に示すように、識別情報としてID1が含まれたフレームについては、そのフレームの受信タイミングの毎に歯車のエッジ数(もしくは歯数)を取得し、それを対応する車輪(左前輪FL、右前輪FR、左後輪RL、右後輪RR)毎に記憶する。そして、フレームを受信するたびに、取得した歯車のエッジ数(もしくは歯数)がバラツキ許容幅の範囲内であるか否かを判定し、その範囲から外れた車輪をフレームが送信された送信機2の取り付けられた車輪候補から除外していく。そして、最後まで除外されなかった車輪をフレームが送信された送信機2の取り付けられた車輪として登録する。ID1が含まれたフレームの場合、右前輪FR、右後輪RR、左後輪RLの順に候補から除外され、最終的に残った左前輪FLをフレームが送信された送信機2の取り付けられた車輪として登録する。
That is, as shown in FIG. 7A, for a frame including ID1 as identification information, the number of gear edges (or the number of teeth) is acquired at each reception timing of the frame, and the corresponding wheel is obtained. This is stored for each (left front wheel FL, right front wheel FR, left rear wheel RL, right rear wheel RR). Each time a frame is received, it is determined whether or not the acquired number of gear edges (or the number of teeth) is within the range of allowable variation, and a transmitter that transmits the frame out of the range is transmitted. 2 is excluded from the attached wheel candidates. And the wheel which was not excluded until the last is registered as a wheel with which the
そして、図7(b)〜(d)に示すように、識別情報としてID2〜ID4が含まれたフレームについてもID1が含まれたフレームと同様の処理を行う。これにより、各フレームが送信された送信機2の取り付けられた車輪を特定することができ、送信機2が取り付けられた4輪すべてを特定することが可能となる。
Then, as shown in FIGS. 7B to 7D, the same processing as that for a frame including ID1 is performed for a frame including ID2 to ID4 as identification information. Thereby, it is possible to specify the wheel to which the
このようにして、各フレームが車輪5a〜5dのいずれに取り付けられたものであるかを特定する。そして、マイクロコンピュータ33は、フレームを送信してきた各送信機2のID情報を、それが取り付けられた車輪の位置と関連付けて記憶する。これにより、車輪位置検出を行うことができる。
In this way, it is specified which of the
ただし、上記のような方法によって送信機2が取り付けられた4輪すべてを特定できれば良いが、Nullのように送信されたフレームがTPMS−ECU3に届き難い場所とフレーム送信が行われる送信機2の角度である送信角度が一致する可能性がある。その場合、送信角度を常に同じ角度にしたのでは、毎回フレームがTPMS−ECU3に受信できなくなることがあり得る。
However, it is sufficient that all four wheels to which the
そこで、Nullを回避できるように、フレーム送信毎にフレームの送信角度を変更することが考えられる。しかし、フレーム送信毎にフレームの送信角度を変更したとしても、再びNullの位置となる角度となったときに、TPMS−ECU3で受信できなくなる。変更する角度にもよるが、例えば毎回180°ずつ送信角度をずらす場合には、送信角度とNullの位置とが一致した場合、2回に1回の割合でTPMS−ECU3で受信できなくなる可能性がある。車輪位置検出が実行される度にフレーム送信が開始される送信角度が同じ角度に設定される場合、所定の割合で送信角度とNullの位置とが一致することになってしまい何度車輪位置検出を行っても上記した問題が発生することになる。
Therefore, it is conceivable to change the frame transmission angle for each frame transmission so as to avoid Null. However, even if the frame transmission angle is changed every time the frame is transmitted, the TPMS-
このため、本実施形態では、送信機2で車速を検出し、車速に応じて送信タイミングを設定するようにすることで、送信角度を異ならせるようにしている。具体的には、送信機2は、走行中と判定すると、車速が所定速度に達した瞬間の送信機2の角度もしくは予め決められた送信機2の角度を基準角度として、送信機2の角度が基準角度になったことを検出する。そして、基準角度となったタイミングから車速に応じたディレイ時間を設け、そのディレイ時間だけ遅らせたタイミングを送信タイミングとしてフレーム送信を行う。
For this reason, in this embodiment, the transmission angle is made different by detecting the vehicle speed with the
例えば、車速が大きいほどディレイ時間を大きく設定したり、車速が大きいほどディレイ時間を小さくしたりできる。前者の場合、例えば図8に示すように、0km/h以上かつ50km/h未満の車速域では10ms、50km/h以上かつ100km/h未満の車速域では20ms、100km/h以上の車速域では30msのディレイ時間とすることができる。 For example, the delay time can be set larger as the vehicle speed increases, or the delay time can be decreased as the vehicle speed increases. In the case of the former, for example, as shown in FIG. 8, in a vehicle speed range of 0 km / h or more and less than 50 km / h, 10 ms, in a vehicle speed range of 50 km / h or more and less than 100 km / h, in a vehicle speed range of 100 ms / h or more. The delay time can be 30 ms.
このように、車速に応じて基準角度からのディレイ時間を設定することで、フレーム送信が行われる送信機2の角度を変更することができる。例えば、図9に示したように送信機2の角度が0°のときを基準角度とすると、その基準角度を認識したのち車速に応じて一定のディレイ時間を設けてフレーム送信が行われる。これにより、図10に示すように、加速度センサ22の検出信号の重力加速度成分の振幅が負の最大振幅の位置からディレイ時間分ずれた角度でフレーム送信が行われるようにできる。このように、フレーム送信が行われる送信角度を車速に応じて変更できるため、そのうちの一部がNullの位置と一致したとしても、それ以外ではNullを回避することができ、より確実に送信されたフレームがTPMS−ECU3に届くようにすることができる。
In this way, by setting the delay time from the reference angle according to the vehicle speed, the angle of the
一方、TPMS−ECU3では、フレームの受信タイミングにおける歯位置を検出したのち、その歯位置を受信タイミングがディレイ時間分だけ早くなったとした場合の歯位置に補正することで、基準角度でフレーム送信された場合の歯位置を演算する。すなわち、TPMS−ECU3では、送信されたフレームの受信タイミングでの歯車のエッジ数(もしくは歯数)がバラツキ許容幅の範囲内に含まれるか否かを確認することで、車輪位置検出を行っている。このため、複数の異なる送信角度でフレーム送信が行われているときには、異なる送信角度で送信されたフレームの受信タイミングでの歯車のエッジ数(もしくは歯数)を同じ送信角度で送信されたものに補正することが必要になる。
On the other hand, after detecting the tooth position at the reception timing of the frame, the TPMS-
このとき、TPMS−ECU3において、ディレイ時間が把握できなければ上記補正を行うことができない。しかしながら、TPMS−ECU3は車輪速度センサ11a〜11dの歯車情報を所定周期(例えば10ms)毎に取得しているため、歯車情報に基づいてTPMS−ECU3でも車速を取得することができる。また、ブレーキECU10ではABS制御などのために元々車速を演算していることから、TPMS−ECU3がブレーキECU10から車速情報を取得することもできる。
At this time, in the TPMS-
したがって、TPMS−ECU3でも車速を把握していることから、TPMS−ECU3に予め車速とディレイ時間との関係を記憶させておけば、フレームを受信したときの車速からディレイ時間を推定できる。このため、ディレイ時間に関する情報、換言すれば角度情報をフレームに含めなくても、TPMS−ECU3でディレイ時間を把握して、正確に基準角度でフレーム送信が行われたとした場合の歯位置を演算することができる。
Accordingly, since the TPMS-
具体的には、各フレームの受信タイミングでの歯車のエッジ数(もしくは歯数)を送信角度がずらされた分だけ補正し、送信角度がずらされていないとしたときの歯車のエッジ数(もしくは歯数)にする。例えば、歯車の歯数が48とされている場合において、車速が40km/hのときにタイヤ1回転が200msであり、ディレイ時間が10msであったとすると、ディレイ時間に対応するエッジ数が96×10/200≒5となる。同様に、ディレイ時間に対応する歯数が×10/200≒2となる。したがって、TPMS−ECU3は、受信タイミングでの歯車のエッジ数(もしくは歯数)からディレイ時間に対応するエッジ数(もしくは歯数)を補正することで、基準角度でのエッジ数(もしくは歯数)を演算することができる。そして、補正後のエッジ数(もしくは歯数)がバラツキ許容幅の範囲内に含まれるか否かに基づいて車輪位置検出を行うことができる。
Specifically, the number of gear edges (or the number of teeth) at the reception timing of each frame is corrected by the shift of the transmission angle, and the number of gear edges when the transmission angle is not shifted (or The number of teeth). For example, if the number of gear teeth is 48 and the vehicle speed is 40 km / h and the tire rotation is 200 ms and the delay time is 10 ms, the number of edges corresponding to the delay time is 96 ×. 10 / 200≈5. Similarly, the number of teeth corresponding to the delay time is × 10 / 200≈2. Therefore, the TPMS-
なお、TPMS−ECU3では、車速が所定速度になったときに送信されたフレームを受信し、その受信タイミングにおける歯車情報を記憶しているが、所定の走行停止判定時速(例えば3km/h)以下になると、それまでの歯車情報を破棄している。そして、再び走行開始したときに、新たに上記のようにして車輪位置検出を行うようにしている。
The TPMS-
このようにして車輪位置検出が行われると、その後は、タイヤ空気圧検出が行われる。具体的には、タイヤ空気圧検出の際には、一定周期毎に各送信機2からフレームが送信され、各送信機2からフレームが送信されるたびに、4輪分のフレームがTPMS−ECU3で受信される。そして、TPMS−ECU3では、各フレームに格納されたID情報に基づいて車輪5a〜5dに取り付けられたいずれの送信機2から送られてきたフレームであるかを特定し、タイヤ空気圧に関する情報より各車輪5a〜5dのタイヤ空気圧を検出する。これにより、各車輪5a〜5dのタイヤ空気圧の低下を検出でき、車輪5a〜5dのいずれのタイヤ空気圧が低下しているかを特定することが可能となる。そして、タイヤ空気圧の低下が検出されると、その旨をメータ4に伝えることで、メータ4によって車輪5a〜5dを特定しつつタイヤ空気圧の低下を示す表示を行い、ドライバに特定車輪のタイヤ空気圧の低下を報知する。
When wheel position detection is performed in this manner, tire air pressure detection is performed thereafter. Specifically, at the time of tire pressure detection, frames are transmitted from each
以上説明したように、本実施形態では、車速に応じて基準角度からのディレイ時間を設定し、送信機2の角度が基準角度に達したのちディレイ時間経過したときにフレーム送信を行うようにしている。これにより、フレーム送信が行われる送信角度を車速に応じて変更できるため、そのうちの一部がNullの位置と一致したとしても、それ以外ではNullを回避することができ、より確実に送信されたフレームがTPMS−ECU3に届くようにすることができる。同じ速度域において同じディレイ時間が設定されたとしても、車速が異なっていれば同じディレイ時間中に回転するタイヤ回転角度が異なるため、Nullの位置が連続して続くことはほとんど無いと言える。そして、車速についてはTPMS−ECU3側でも取得することができる。このため、フレームにディレイ時間に関する情報、換言すれば角度情報を含めなくても、TPMS−ECU3でディレイ時間を把握することができ、正確に基準角度でフレーム送信が行われたとした場合の歯位置を演算することができる。したがって、確実に送信機2からの送信フレームを受信できるようにしつつ、フレームに角度情報を含まなくても確実に車輪位置の特定が行える車輪位置検出装置にできる。
As described above, in this embodiment, the delay time from the reference angle is set according to the vehicle speed, and the frame is transmitted when the delay time elapses after the angle of the
また、車速に応じて送信角度をずらしてフレーム送信が行われるため、Nullの位置等でフレームを受信できないときがあっても、それ以外の送信角度のときに確実にTPMS−ECU3側でフレームを受信できる。このため、繰り返しフレーム受信をできない場合と比較して、より短時間で正確に、かつ、より確実に車輪位置の特定が行える車輪位置検出装置とすることが可能となる。
Also, since frame transmission is performed with the transmission angle shifted according to the vehicle speed, even if there is a case where the frame cannot be received at the null position or the like, the frame is surely transmitted on the TPMS-
また、車輪5a〜5dと連動して回転させられる歯車12a〜12dの歯の通過を検出する車輪速度センサ11a〜11dの検出信号に基づいて、歯車12a〜12dの歯位置を示す歯車情報を取得している。そして、フレームの受信タイミングのときの歯位置に基づいてバラツキ許容幅を設定し、その後のフレームの受信タイミングのときの歯位置がバラツキ許容幅の範囲内であるか否かに基づいて車輪位置の特定を行っている。すなわち、フレームの受信タイミングのときの歯位置がバラツキ許容幅の範囲外であれば、該フレームが送信された送信機2の取り付けられた車輪の候補から除外していき、残った車輪をフレームが送信された送信機2の取り付けられた車輪として登録している。このため、多くのデータ量が揃わなくても車輪位置の特定を行うことができる。
Further, gear information indicating the tooth positions of the
さらに、フレームの受信タイミングのときの歯位置に基づくバラツキ許容幅と、前回のフレームの受信タイミングに設定されたバラツキ許容幅と重なる部分を新たなバラツキ許容幅として設定している。このため、これらの重複範囲に新たなバラツキ許容幅を狭めることができる。したがって、より短時間で正確に車輪位置の特定が行える車輪位置検出装置とすることが可能となる。 Furthermore, a portion that overlaps the variation allowable width based on the tooth position at the frame reception timing and the variation allowable width set at the previous frame reception timing is set as a new variation allowable width. For this reason, a new variation allowable width | variety can be narrowed in these overlapping ranges. Therefore, it is possible to provide a wheel position detection device that can specify the wheel position accurately in a shorter time.
また、車速が所定速度以上になったことをフレーム送信の条件にしたり、加速度センサ22を用いて各車輪5a〜5dでの送信機2の位置検出を行っているため、車両1が走行し始めてからしか車輪位置検出を行えないものの、走行後直ぐに車輪位置検出を行うことができる。さらに、トリガ機が出力した信号の受信強度などに基づいて車輪位置検出を行う場合のように、トリガ機などを必要としなくても車輪位置検出を行うことが可能となる。
In addition, the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態のタイヤ空気圧検出装置は、第1実施形態に対して車輪位置検出機能におけるフレーム送信のディレイ時間の設定方法を変更したものである。その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. The tire air pressure detection device of the present embodiment is obtained by changing the frame transmission delay time setting method in the wheel position detection function with respect to the first embodiment. Since other aspects are the same as those in the first embodiment, only portions different from those in the first embodiment will be described.
上記実施形態では、各車速に対応するディレイ時間を1つ設定しているが、本実施形態では、各車速に対応するディレイ時間を2つ設定し、それを送信回数に応じて交互に適用する。例えば、図11に示すように、0km/h以上かつ50km/h未満の車速域ではディレイ時間を10msと40msとし、送信回数が奇数回目のときには10ms、偶数回目のときには40msとする。50km/h以上かつ100km/h未満の車速域ではディレイ時間を20msと50msとし、送信回数が奇数回目のときには20ms、偶数回目のときには50msとする。100km/h以上の車速域ではディレイ時間を30msと60msとし、送信回数が奇数回目のときには30ms、偶数回目のときには60msとする。 In the above embodiment, one delay time corresponding to each vehicle speed is set. However, in this embodiment, two delay times corresponding to each vehicle speed are set and applied alternately according to the number of transmissions. . For example, as shown in FIG. 11, in a vehicle speed range of 0 km / h or more and less than 50 km / h, the delay time is 10 ms and 40 ms, 10 ms when the number of transmissions is an odd number, and 40 ms when the number of transmissions is an even number. In a vehicle speed range of 50 km / h or more and less than 100 km / h, the delay time is 20 ms and 50 ms, 20 ms when the number of transmissions is an odd number, and 50 ms when the number is an even number. In a vehicle speed range of 100 km / h or higher, the delay time is 30 ms and 60 ms, 30 ms when the number of transmissions is odd, and 60 ms when the transmission is even.
このように、車速が同じ車速域であっても、奇数回目と偶数回目とでディレイ時間を変更するようにしている。このようにすると、図12に示すように車速および送信回数に応じて、基準角度からのディレイ時間を変更することが可能となる。 Thus, even when the vehicle speed is in the same vehicle speed range, the delay time is changed between the odd number and the even number. In this way, the delay time from the reference angle can be changed according to the vehicle speed and the number of transmissions as shown in FIG.
第1実施形態の場合、同じ車速域で走行し続けた場合に、ディレイ時間を設けてフレーム送信を行うようにした送信角度がNullと一致すると、連続的にTPMS−ECU3にフレームが届かなくなる可能性がある。しかしながら、本実施形態のようにすれば、例えばTPMS−ECU3に奇数回目に送信したフレームが届かなくても偶数回目に送信したフレームは届くようにできる。したがって、同じ車速域で走行し続けた場合に、より確実にTPMS−ECU3にフレームが届くようにでき、より確実に車輪位置検出を行うことができる。
In the case of the first embodiment, when the vehicle continues to travel in the same vehicle speed range, the frame may not reach the TPMS-
なお、奇数回目と偶数回目のいずれかのフレーム送信において、Nullの位置と一致してフレーム受信が行えないことがあり得る。フレーム受信が行えなかったか否かについては、フレーム中に送信カウントのデータを含めておけば、容易にTPMS−ECU3側で確認できるため、フレーム受信が行えなかった場合を加味して送信角度がずらされた分を補正できる。しかしながら、送信カウントのデータを含めなくても、フレームの送信間隔が所定周期で定められていることから、各フレームの受信間隔に基づいてディレイ時間を把握できる。つまり、前回のフレーム受信からの経過時間に対応した回数だけフレーム送信が行われていると考えられるため、その経過時間から今回受信したフレームが奇数回目と隅数回目のいずれに送信されたかを把握できる。したがって、送信カウントのデータをフレーム中に含めなくても、Nullの位置でフレームを受信できなかったときに問題なく上記補正を行うことができる。
Note that in either the odd-numbered or even-numbered frame transmission, there is a possibility that frame reception cannot be performed in accordance with the Null position. Whether or not frame reception could be performed can be easily confirmed on the TPMS-
(他の実施形態)
上記実施形態では、車速に対応したディレイとして、ディレイ時間を設けることで、基準角度から送信角度がずらされるようにしたが、車速に対応したディレイ角度を設定し、基準角度からディレイ角度ずらした送信角度でフレーム送信を行うようにしても良い。この場合にも、車速が大きくなるほどディレイ角度を大きく、もしくは、車速が大きくなるほどディレイ角度を小さく設定することができる。また、フレームの送信回数に応じてディレイ角度を変更し、例えば、フレームの送信回数が奇数回目のときと偶数回目のときとでディレイ時間を異ならせることができる。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the transmission angle is shifted from the reference angle by providing a delay time as the delay corresponding to the vehicle speed. However, the transmission is performed by setting the delay angle corresponding to the vehicle speed and shifting the delay angle from the reference angle. Frame transmission may be performed at an angle. Also in this case, the delay angle can be set larger as the vehicle speed increases, or the delay angle can be set smaller as the vehicle speed increases. Also, the delay angle can be changed in accordance with the number of frame transmissions, and for example, the delay time can be made different between when the number of frame transmissions is odd and when it is even.
また、上記第2実施形態では、同じ車速域でのディレイ時間を送信回数が奇数回目か偶数回目かに分けて2つ設定する場合について説明したが、2つではなくそれ以上の数としても良い。その場合、送信回数毎に異なる各ディレイ時間が順番に設定されるようにし、送信回数がディレイ時間の数に至ったら、再度異なる各ディレイ時間が順番に設定されるようにローテーションすれば良い。また、車速に応じてディレイ時間ではなくディレイ角度を設ける場合も同様に、送信回数に応じて異なるディレイ時間が設定されるようにしても良い。 In the second embodiment, a case has been described in which two delay times in the same vehicle speed range are set by dividing the number of transmissions into an odd number or an even number, but the number may be larger than two. . In that case, different delay times may be set in order for each number of transmissions, and when the number of transmissions reaches the number of delay times, rotation may be performed so that different delay times are set in order again. Similarly, when providing a delay angle instead of a delay time according to the vehicle speed, a different delay time may be set according to the number of transmissions.
また、上記実施形態では、フレーム送信を行う角度として、角度が0°の位置を各車輪5a〜5dの中心軸を中心として加速度センサ22が上方位置に位置しているときとしている。しかしながら、これは単なる一例であり、車輪の周方向の任意の位置を角度0°とすればよい。
Moreover, in the said embodiment, it is set as the time when the
また、上記実施形態では、ディレイ時間に応じてTPMS−ECU3でエッジ数もしくは歯数という歯位置の補正を行うようにしたが、バラツキ許容幅をディレイ時間に対応してずらしても良い。例えば、2回目のフレーム受信時の判定に用いるバラツキ許容幅を1回目受信角度を中心とした90°の範囲に対して1回目と2回目のディレイ時間の差に相当する角度だけ足した範囲とする。このように、各回のディレイ時間の差に相当する角度だけバラツキ許容幅を補正しても良い。
Further, in the above embodiment, the tooth position such as the number of edges or the number of teeth is corrected by the TPMS-
また、上記実施形態では、フレームの受信タイミング毎にバラツキ許容幅を変更し、徐々にバラツキ許容幅が狭くなるようにしているが、歯位置を中心として設定されるバラツキ許容幅については一定としている。この歯位置を中心として設定されるバラツキ許容幅についても変更可能である。例えば、歯位置のバラツキは、車速が大きいほど大きくなる可能性がある。このため、車速が大きくなるほどバラツキ許容幅を大きくすることで、より的確なバラツキ許容幅を設定できる。また、加速度センサ22で加速度検出を行うときのサンプリング周期が長いほど、送信機2の角度が所定角度になったタイミングの検出精度が落ちることから、それに応じてバラツキ許容幅を変更することで、より的確なバラツキ許容幅を設定できる。その場合、送信機2側でサンプリング周期などを把握していることから、送信機2が送信するフレーム内にバラツキ許容幅の大きさを決めるデータを含めて送信させるようにすることができる。
Further, in the above embodiment, the variation allowable width is changed at each frame reception timing so that the variation allowable width is gradually narrowed. However, the variation allowable width set around the tooth position is constant. . The variation allowable width set around this tooth position can also be changed. For example, the variation in the tooth position may increase as the vehicle speed increases. For this reason, it is possible to set a more accurate variation allowable width by increasing the variation allowable width as the vehicle speed increases. In addition, the longer the sampling period when the
上記実施形態では、TPMS−ECU3がブレーキECU10から歯車情報を取得するようにしているが、TPMS−ECU3が歯車情報として歯車の歯のエッジ数もしくは歯数を取得できれば良い。このため、他のECUから取得しても良いし、車輪速度センサ11a〜11dの検出信号を入力し、その検出信号から歯車の歯のエッジ数もしくは歯数を取得するようにしても良い。特に、上記実施形態では、TPMS−ECU3とブレーキECU10を別々のECUで構成する場合について説明したが、これらが一体化された単独のECUで構成される場合もあり得る。その場合には、そのECUが直接車輪速度センサ11a〜11dの検出信号を入力し、その検出信号から歯車の歯のエッジ数もしくは歯数を取得することになる。また、その場合には、歯車の歯のエッジ数もしくは歯数を常時取得することができるため、これらの情報を所定周期毎に取得する場合と異なり、フレームの受信タイミング丁度の歯車情報に基づいて車輪位置検出を行うことが可能となる。
In the above embodiment, the TPMS-
また、上記実施形態では、4つの車輪5a〜5dが備えられた車両1に対して備えられた車輪位置検出装置について説明したが、さらに車輪数が多い車両についても、同様に本発明を適用することができる。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the wheel position detection apparatus provided with respect to the
また、上記実施形態では、歯車情報に基づいて車輪位置特定を行う際に、歯位置に基づいてバラツキ許容幅を設定し、その範囲外であるか否かに基づいて車輪位置特定を行っている。そして、前回のバラツキ許容幅と今回のバラツキ許容幅とが重なる部分を新たなバラツキ許容幅として設定することでバラツキ許容幅を狭くしている。これにより、より短期間で車輪位置特定を行うことが可能となるが、バラツキ許容幅を狭くしなくても、送信角度を車速に応じて変更することで、TPMS−ECU3で確実にフレームが受信できる。このことから、繰り返しフレーム受信をできない場合と比較して、より短時間で正確に、かつ、より確実に車輪位置の特定を行うことが可能となる。
Moreover, in the said embodiment, when performing wheel position specification based on gear information, the variation tolerance width | variety is set based on a tooth position, and wheel position specification is performed based on whether it is out of the range. . Then, by setting a portion where the previous variation allowable width and the current variation allowable width overlap as a new variation allowable width, the variation allowable width is narrowed. As a result, the wheel position can be specified in a shorter period of time, but the frame can be reliably received by the TPMS-
さらに、歯位置のバラツキ許容幅を利用して車輪位置特定を行うようにしたが、複数回のフレーム送信時の歯位置の標準偏差などに基づいて車輪位置特定を行う場合であっても、送信角度をフレーム送信毎にずらすことで、上記と同様の効果が得られる。 Furthermore, although the wheel position specification is performed using the tolerance width of the tooth position, the transmission is performed even when the wheel position specification is performed based on the standard deviation of the tooth position at the time of multiple frame transmissions. By shifting the angle for each frame transmission, the same effect as described above can be obtained.
なお、本発明では、車輪速度センサ11a〜11dにより車輪5a〜5dの回転に連動して回転させられる歯車の歯の通過を検出できれば良い。このため、歯車としては、外周面が導体とされた歯の部分と歯の間に位置する部分が交互に繰り返される磁気抵抗の異なる構造であれば良い。つまり、外縁部が凹凸とされることで外周面が導体となる凸部と非導体となる空間で構成された一般的なもののみではなく、例えば外周面が導体となる部分と非導体となる絶縁体で構成されたロータスイッチ等も含まれる(例えば特開平10−048233号公報参照)。
In the present invention, it is only necessary that the
1 車両
2 送信機
3 TPMS−ECU(受信機)
5(5a〜5d) 車輪
6 車体
10 ブレーキECU
11a〜11d 車輪速度センサ
12a〜12d 歯車
21 センシング部
22 加速度センサ
23、33 マイクロコンピュータ
1
5 (5a-5d)
11a to 11d
Claims (9)
前記複数の車輪それぞれに設けられ、固有の識別情報を含めたフレームを作成すると共に送信する第1制御部(23)を有する送信機(2)と、
前記車体側に設けられ、受信アンテナ(31)を介して前記送信機から送信されたフレームを受信することで、前記フレームを送信してきた前記送信機が前記複数の車輪のいずれに取り付けられたものであるかを特定し、前記複数の車輪と該複数の車輪それぞれに設けられた前記送信機の識別情報とを対応づけて記憶する車輪位置検出を行う第2制御部(33)を有する受信機(3)とを備えた車輪位置検出装置であって、
前記送信機は、該送信機が取り付けられた車輪の回転に伴って変化する重力加速度成分を含む加速度に応じた検出信号を出力する加速度センサ(22)を有し、
前記送信機では、前記第1制御部は、前記加速度センサの検出信号に基づいて車速を検出して該車速に対応するディレイ時間を設定すると共に、該送信機が取り付けられた車輪の中心軸を中心とし、かつ、該車輪の周方向の任意の位置を角度0°として、前記加速度センサの検出信号に含まれる重力加速度成分に基づいて前記送信機の角度を検出し、該角度が所定の基準角度から前記ディレイ時間経過したときを送信タイミングとすることで前記車速に応じて異なる送信角度で繰り返し前記フレームを送信させ、
前記受信機では、前記第2制御部は、予め前記車速と前記ディレイ時間との関係を記憶していると共に、前記複数の車輪と連動して回転させられる歯車(12a〜12d)の歯の通過に応じた検出信号を出力する車輪速度センサ(11a〜11d)の検出信号に基づいて、前記歯車の歯位置を示す歯車情報および車速を取得し、取得した車速と記憶してある前記車速と前記ディレイ時間との関係より前記送信機で設定された前記ディレイ時間を推定し、前記フレームの受信タイミングのときの前記歯位置と前記ディレイ時間に基づいて前記フレームが送信された送信機の取り付けられた車輪を特定することを特徴とする車輪位置検出装置。 Applied to a vehicle (1) to which a plurality of wheels (5a to 5d) equipped with tires are attached to a vehicle body (6);
A transmitter (2) having a first control unit (23) that is provided on each of the plurality of wheels and generates and transmits a frame including unique identification information;
The transmitter, which is provided on the vehicle body side and receives the frame transmitted from the transmitter via the receiving antenna (31), is attached to any of the plurality of wheels. And a second control unit (33) that performs wheel position detection that associates and stores the plurality of wheels and identification information of the transmitter provided on each of the plurality of wheels. (3) a wheel position detecting device comprising:
The transmitter has an acceleration sensor (22) that outputs a detection signal corresponding to an acceleration including a gravitational acceleration component that changes with rotation of a wheel to which the transmitter is attached,
In the transmitter, the first control unit detects a vehicle speed based on a detection signal of the acceleration sensor, sets a delay time corresponding to the vehicle speed, and sets a central axis of a wheel to which the transmitter is attached. The angle of the transmitter is detected based on the gravitational acceleration component included in the detection signal of the acceleration sensor with an arbitrary position in the circumferential direction of the wheel as an angle of 0 °, and the angle is a predetermined reference The frame is transmitted repeatedly at different transmission angles according to the vehicle speed by setting the transmission timing when the delay time has elapsed from the angle,
In the receiver, the second control unit stores the relationship between the vehicle speed and the delay time in advance, and passes the teeth of gears (12a to 12d) rotated in conjunction with the plurality of wheels. On the basis of the detection signals of the wheel speed sensors (11a to 11d) that output the detection signals according to The delay time set by the transmitter is estimated from the relationship with the delay time, and the transmitter to which the frame is transmitted based on the tooth position at the reception timing of the frame and the delay time is attached. A wheel position detection device characterized by identifying a wheel.
前記複数の車輪それぞれに設けられ、固有の識別情報を含めたフレームを作成すると共に送信する第1制御部(23)を有する送信機(2)と、
前記車体側に設けられ、受信アンテナ(31)を介して前記送信機から送信されたフレームを受信することで、前記フレームを送信してきた前記送信機が前記複数の車輪のいずれに取り付けられたものであるかを特定し、前記複数の車輪と該複数の車輪それぞれに設けられた前記送信機の識別情報とを対応づけて記憶する車輪位置検出を行う第2制御部(33)を有する受信機(3)とを備えた車輪位置検出装置であって、
前記送信機は、該送信機が取り付けられた車輪の回転に伴って変化する重力加速度成分を含む加速度に応じた検出信号を出力する加速度センサ(22)を有し、
前記送信機では、前記第1制御部は、前記加速度センサの検出信号に基づいて車速を検出して該車速に対応するディレイ角度を設定すると共に、該送信機が取り付けられた車輪の中心軸を中心とし、かつ、該車輪の周方向の任意の位置を角度0°として、前記加速度センサの検出信号に含まれる重力加速度成分に基づいて前記送信機の角度を検出し、該角度が所定の基準角度から前記ディレイ角度ずれた角度を送信角度として、前記車速に応じて異なる送信角度で繰り返し前記フレームを送信させ、
前記受信機では、前記第2制御部は、予め前記車速と前記ディレイ角度との関係を記憶していると共に、前記複数の車輪と連動して回転させられる歯車(12a〜12d)の歯の通過に応じた検出信号を出力する車輪速度センサ(11a〜11d)の検出信号に基づいて、前記歯車の歯位置を示す歯車情報および車速を取得し、取得した車速と記憶してある前記車速と前記ディレイ角度との関係より前記送信機で設定された前記ディレイ角度を推定し、前記フレームの受信タイミングのときの前記歯位置と前記ディレイ角度に基づいて前記フレームが送信された送信機(2)の取り付けられた車輪を特定することを特徴とする車輪位置検出装置。 Applied to a vehicle (1) to which a plurality of wheels (5a to 5d) equipped with tires are attached to a vehicle body (6);
A transmitter (2) having a first control unit (23) that is provided on each of the plurality of wheels and generates and transmits a frame including unique identification information;
The transmitter, which is provided on the vehicle body side and receives the frame transmitted from the transmitter via the receiving antenna (31), is attached to any of the plurality of wheels. And a second control unit (33) that performs wheel position detection that associates and stores the plurality of wheels and identification information of the transmitter provided on each of the plurality of wheels. (3) a wheel position detecting device comprising:
The transmitter has an acceleration sensor (22) that outputs a detection signal corresponding to an acceleration including a gravitational acceleration component that changes with rotation of a wheel to which the transmitter is attached,
In the transmitter, the first control unit detects a vehicle speed based on a detection signal of the acceleration sensor, sets a delay angle corresponding to the vehicle speed, and sets a central axis of a wheel to which the transmitter is attached. The angle of the transmitter is detected based on the gravitational acceleration component included in the detection signal of the acceleration sensor with an arbitrary position in the circumferential direction of the wheel as an angle of 0 °, and the angle is a predetermined reference An angle shifted from the delay angle as an angle is set as a transmission angle, and the frame is repeatedly transmitted at different transmission angles according to the vehicle speed,
In the receiver, the second control unit stores the relationship between the vehicle speed and the delay angle in advance, and passes the teeth of gears (12a to 12d) that are rotated in conjunction with the plurality of wheels. On the basis of the detection signals of the wheel speed sensors (11a to 11d) that output the detection signals according to The delay angle set by the transmitter is estimated from the relationship with the delay angle, and the transmitter (2) is configured to transmit the frame based on the tooth position and the delay angle at the reception timing of the frame. A wheel position detection device characterized by identifying an attached wheel.
前記送信機は、前記複数の車輪それぞれに備えられた前記タイヤの空気圧に応じた検出信号を出力するセンシング部(21)を備え、前記第1制御部によって前記センシング部の検出信号を信号処理したタイヤ空気圧に関する情報をフレームに格納したのち、当該フレームを前記受信機に送信し、
前記受信機は、前記第2制御部にて、該タイヤ空気圧に関する情報より、前記複数の車輪それぞれに備えられた前記タイヤの空気圧を検出することを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。 A tire pressure detecting device including the wheel position detecting device according to any one of claims 1 to 8,
The transmitter includes a sensing unit (21) that outputs a detection signal corresponding to an air pressure of the tire provided in each of the plurality of wheels, and the detection signal of the sensing unit is signal-processed by the first control unit. After storing information about tire pressure in a frame, send the frame to the receiver,
The receiver detects the air pressure of the tire provided in each of the plurality of wheels from the information related to the tire air pressure in the second control unit.
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