JP2016137841A - Wheel position detection device and tire pneumatic pressure detection system with 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ものであり、ダイレクト式のタイヤ空気圧検出システム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, and is suitable for application to a direct tire pressure detection system.
従来より、タイヤ空気圧検出システム(以下、TPMS:Tire Pressure Monitoring Systemという)の1つとして、ダイレクト式のものがある。このタイプのTPMS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 detection systems (hereinafter referred to as TPMS: Tire Pressure Monitoring System). In this type of TPMS, 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TPMS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 TPMS, it is necessary to be able to determine whether the transmitted data is that of the own vehicle and which wheel the transmitter is attached to. 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.
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や冬用タイヤ交換などの際には、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。この場合、登録方法として、自動車整備場(例えばディーラ)等で車両に搭載したTPMSの電子制御装置(以下、TPMS−ECUという)と通信できるツールを用いて登録する方法があるが、例えば特許文献1に示すように、自動的に行う方法もある。 In order to specify the position of the transmitter from the ID information included in the transmission data, the ID information of each transmitter needs to be registered in advance on the receiver side in association with the position of each wheel. For this reason, it is necessary to re-register the ID information of the transmitter and the positional relationship of the wheels with the receiver at the time of tire rotation or winter tire replacement. In this case, as a registration method, there is a method of registration using a tool that can communicate with an electronic control device (hereinafter referred to as TPMS-ECU) of a TPMS mounted on a vehicle at an automobile maintenance shop (for example, a dealer). As shown in FIG. 1, there is also an automatic method.
具体的には、特許文献1に示す装置では、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(回転角度)になったことを検出し、車輪側からフレーム送信を行わせている。そして、ユーザの登録指示操作が行われると、車輪と連動して回転させられる歯車の歯の通過を車輪速度センサで検出し、フレームの受信タイミングでの歯位置のバラツキ幅に基づいて、車輪位置を特定している。すなわち、特許文献1に示す装置では、ユーザの登録指示操作に基づいて自動登録を行っており、車両の走行に基づいてTPMS−ECUに車輪位置検出を行わせている。
Specifically, in the apparatus shown in
上記した各車輪の位置と関連付けた各送信機のID情報の自動登録を実施する際には、登録する候補となるID情報(以下、候補IDという)をTPMS−ECUのメモリに記憶していき、その候補IDの中から自車両の送信機を最終的に登録することになる。 When performing automatic registration of the ID information of each transmitter associated with the position of each wheel described above, ID information as a candidate to be registered (hereinafter referred to as candidate ID) is stored in the memory of the TPMS-ECU. Then, the transmitter of the own vehicle is finally registered from among the candidate IDs.
このとき、候補IDが多いと、TPMS−ECUのメモリに記憶させるデータ量がメモリ容量に達してしまうことから、所定の条件を設定し、無関係のID情報が候補IDから除かれるようにしている。具体的には、加速度センサで検出される加速度検知信号に基づいて車輪位置を検出する場合には、必ず車両の走行を伴うことから、車両が走行中であることを候補IDの条件とすることができる。 At this time, if there are a large number of candidate IDs, the amount of data stored in the memory of the TPMS-ECU reaches the memory capacity, so a predetermined condition is set so that irrelevant ID information is excluded from the candidate IDs. . Specifically, when the wheel position is detected based on the acceleration detection signal detected by the acceleration sensor, the vehicle always travels, and therefore the condition of the candidate ID is that the vehicle is traveling. Can do.
例えば、TPMS−ECU側で車速が所定速度(例えば10km/h)以上であることを確認し、送信機から送信されてきたフレームに加速度センサがオンの状態になったことを示す加速度オンデータ(以下、G−ONデータという)が含まれていることを条件とする。加速度センサは、車輪速度が所定速度に至ると遠心方向の加速度成分が他の成分よりも十分に大きくなって的確な加速度検出が行えるようになる。このように加速度センサが的確な加速度検出が行えるようになったことを加速度センサがオンの状態と言っている。送信機には、加速度センサがオンの状態になったことを検知する機能が備えられており、その検知結果に基づいて、フレーム内にG−ONデータを格納している。逆に、加速度センサがオンの状態になる前は、加速度オフデータ(以下、G−OFFデータという)がフレームに格納される。フレーム内にG−ONデータもしくはG−OFFデータのいずれかを格納して送信することで、TPMS−ECUにおいてG−ONデータが含まれているか否かが判定できる。 For example, the TPMS-ECU side confirms that the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined speed (for example, 10 km / h), and acceleration on data (the acceleration sensor data indicating that the acceleration sensor is turned on in the frame transmitted from the transmitter) (Hereinafter referred to as G-ON data). In the acceleration sensor, when the wheel speed reaches a predetermined speed, the acceleration component in the centrifugal direction becomes sufficiently larger than the other components so that accurate acceleration detection can be performed. The fact that the acceleration sensor can accurately detect the acceleration is referred to as the acceleration sensor being in an on state. The transmitter is provided with a function of detecting that the acceleration sensor is turned on, and G-ON data is stored in the frame based on the detection result. Conversely, before the acceleration sensor is turned on, acceleration off data (hereinafter referred to as G-OFF data) is stored in the frame. By storing and transmitting either G-ON data or G-OFF data in the frame, it is possible to determine whether or not G-ON data is included in the TPMS-ECU.
このように、G−ONデータが含まれていることを条件とすれば、自車両の走行中以外のときに他車両の送信機のID情報を候補IDを受け付けないようにできる。また、送信機から送られてきたフレームに走行中であることが示されたG−ONデータが含まれていなければ、そのフレームに格納されたID情報も候補IDから除外することができる。これにより、TPMS−ECUのメモリに記憶させられるデータ量の削減を図ることが可能となる。特に、市場に自車両と同一フォーマットの他車両が多くなってくると、送信機の候補IDの数が膨大になり、自車両の車輪のID情報を登録できなくなる可能性があるため、できる限り他車両のID情報が候補IDから除外されるようにするロジックが有用となる。 Thus, if G-ON data is included as a condition, the ID information of the transmitters of other vehicles can be prevented from accepting candidate IDs when the vehicle is not traveling. If the G-ON data indicating that the vehicle is traveling is not included in the frame sent from the transmitter, the ID information stored in the frame can also be excluded from the candidate ID. As a result, it is possible to reduce the amount of data stored in the memory of the TPMS-ECU. In particular, if the number of other vehicles in the same format as the own vehicle increases in the market, the number of candidate IDs of the transmitter becomes enormous and the wheel ID information of the own vehicle may not be registered. Logic that makes ID information of other vehicles excluded from candidate IDs is useful.
しかしながら、TPMS−ECUが候補IDに含める条件とする所定車速を加速度センサがオン状態となる車速よりも低い値(例えば10km/h)に設定する場合、もしくは、高い値(例えば40km/h)に設定する場合、次のような問題が発生し得る。 However, when the predetermined vehicle speed, which is a condition that the TPMS-ECU includes in the candidate ID, is set to a lower value (for example, 10 km / h) than the vehicle speed at which the acceleration sensor is turned on, or a higher value (for example, 40 km / h). When setting, the following problems may occur.
すなわち、所定車速を低い値に設定した場合、自車両の車速が所定車速よりも大きくなっている際に、まだ加速度センサがオンの状態になっていない速度範囲(10km/h〜所定車速の範囲)がある。自車両がこの速度範囲内で走行中に、他車両からのG−ONデータが格納されたフレームが受信されると、そのフレームに格納されたID情報が自車両の車輪の各送信機の候補IDとして登録される。そして、自車両がこの速度範囲内で走行し続けると、他車両のものばかり候補IDに登録されてTPMS−ECUのメモリ容量一杯になり、自車両の車輪の各送信機のID情報が候補IDとして登録されなくなる可能性がある。 That is, when the predetermined vehicle speed is set to a low value, when the vehicle speed of the host vehicle is greater than the predetermined vehicle speed, the speed range in which the acceleration sensor is not turned on (range of 10 km / h to the predetermined vehicle speed) ) When a frame storing G-ON data from another vehicle is received while the host vehicle is traveling within this speed range, the ID information stored in the frame is a candidate for each transmitter of the wheels of the host vehicle. Registered as an ID. If the host vehicle continues to travel within this speed range, only those of other vehicles are registered in the candidate ID, and the memory capacity of the TPMS-ECU is filled, and the ID information of each transmitter of the wheels of the host vehicle is the candidate ID. May not be registered as.
また、所定車速を高い値に設定した場合、自車両が常に所定車速を超えない状況で走行していると、上記と同様のことが起こって、自車両の車輪の各送信機のID情報が候補IDとして登録されないという懸念もある。 In addition, when the predetermined vehicle speed is set to a high value, if the own vehicle is always traveling in a state where the predetermined vehicle speed is not exceeded, the same thing as described above occurs, and the ID information of each transmitter of the wheel of the own vehicle is obtained. There is also a concern that it will not be registered as a candidate ID.
本発明は上記点に鑑みて、他車両の車輪の送信機のID情報が候補IDとして登録されることを抑制しつつ、自車両の車輪の送信機のID情報が的確に候補IDとして登録される車輪位置検出装置およびそれを備えたTPMSを提供することを目的とする。 In view of the above points, in the present invention, the ID information of the transmitter of the wheel of the own vehicle is accurately registered as the candidate ID while suppressing the registration of the ID information of the transmitter of the wheel of the other vehicle as the candidate ID. An object of the present invention is to provide a wheel position detecting device and a TPMS equipped with the same.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、受信機(3)の第2制御部(33)には、車両が所定速度以上に設定された第1速度以上で走行中の状態であり、かつ、受信したフレームに格納された加速度センサ(22)の状態を示すデータが該加速度センサがオンの状態であるという第1条件を満たすか否かを判定する第1判定手段(S110)と、第1判定手段で第1条件を満たしていると判定されると、受信したフレームに格納された識別情報を候補識別情報として登録する候補登録手段(S120)と、候補登録手段にて登録された候補識別情報が含まれるフレームを受信すると、車両が所定速度未満に設定された第2速度以上で走行中の状態であり、かつ、受信したフレームに格納された加速度センサの状態を示すデータが、該加速度センサがオンの状態であることを示しているという第2条件を満たすか否かを判定する第2判定手段(S210)と、第2判定手段で第2条件を満たしていると判定されると、受信したフレームの受信タイミングのときの歯位置のデータを車輪位置検出に用いる新たなデータとして更新するデータ更新手段(S220)と、が備えられていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the second controller (33) of the receiver (3) is in a state in which the vehicle is traveling at a speed equal to or higher than a first speed set at a predetermined speed or higher. And the first determination means for determining whether or not the data indicating the state of the acceleration sensor (22) stored in the received frame satisfies the first condition that the acceleration sensor is on (S110) ), And when the first determination means determines that the first condition is satisfied, the candidate registration means (S120) for registering the identification information stored in the received frame as candidate identification information, and the candidate registration means When a frame including the registered candidate identification information is received, the vehicle is traveling at a speed equal to or higher than the second speed set to be lower than the predetermined speed, and the state of the acceleration sensor stored in the received frame is indicated. data The second determination means (S210) for determining whether or not the second condition indicating that the acceleration sensor is in the ON state is satisfied, and the second determination means determines that the second condition is satisfied. Then, data update means (S220) for updating the tooth position data at the reception timing of the received frame as new data used for wheel position detection is provided.
このように、候補識別情報を登録する際に、登録条件を厳しくすることで登録される識別情報の数を絞りつつ、一旦、候補識別情報として登録された識別情報については、データ更新がされ易くなるようにしている。具体的には、登録条件として用いている車両状態が走行中であることの判定基準を、加速度センサがオンの状態となっている第1速度以上の車速が発生していることとしている。そして、データ更新の条件として用いている車両状態が走行中であることの判定基準を、第1速度よりも低い第2速度以上の車速が発生していることとしている。 As described above, when registering candidate identification information, the number of pieces of identification information to be registered is reduced by tightening the registration conditions, and the identification information once registered as candidate identification information is easily updated. It is trying to become. Specifically, a criterion for determining that the vehicle state used as the registration condition is running is that a vehicle speed equal to or higher than the first speed at which the acceleration sensor is on is generated. The criterion for determining that the vehicle state used as the data update condition is running is that a vehicle speed equal to or higher than the second speed that is lower than the first speed is generated.
このように、登録条件を厳しくすることで、候補識別情報として選別される識別情報の数を絞り、受信機のメモリ容量が一杯になることを抑制することができる。したがって、他車両の車輪の送信機の識別情報が候補識別情報として登録されることを抑制しつつ、自車両の車輪の送信機2の識別情報が的確に候補識別情報として登録されるようにできる。また、データ更新の条件を登録条件よりも緩くすることで、候補識別情報についてのデータ更新がされ易くなるようにできる。
In this way, by tightening the registration conditions, it is possible to reduce the number of pieces of identification information selected as candidate identification information and prevent the memory capacity of the receiver from becoming full. Therefore, the identification information of the
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。図1は、本発明の第1実施形態における車輪位置検出装置が適用されるTPMSの全体構成を示す図である。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。この図を参照して、本実施形態におけるTPMSについて説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a TPMS to which a wheel position detection device according to a first embodiment of the present invention is applied. The upper direction in the drawing of FIG. 1 corresponds to the front of the
図1に示すように、TPMSは、車両1に備えられるもので、送信機2、受信機の役割を果たすTPMS用のECU(以下、TPMS−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、TPMS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の検出信号から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 TPMS is provided in the
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各送信機2の固有のID情報と共にフレーム内に格納して送信する。また、フレーム内には、後述する加速度センサ22がオンの状態になったことを示すG−ONデータもしくはオンの状態になっていないことを示すG−OFFデータが格納される。これらG−ONデータおよびG−OFFデータが本発明における加速度センサ22の状態を示すデータに相当する。加速度センサ22は、常に加速度検出を行っているものの、車輪速度が所定速度に至ると遠心方向の加速度成分が他の成分よりも十分に大きくなって的確な加速度検出が行えるようになる。このように加速度センサ22が的確な加速度検出が行えるようになったことを加速度センサ22がオンの状態と言っている。送信機2には、加速度センサ22がオンの状態になったことを検知する機能が備えられており、その検知結果に基づいて、フレーム内にG−ONデータもしくはG−OFFデータを格納している。例えば、送信機2には、遠心方向の加速度に応じて変位する可動接点が固定接点に接する物理スイッチ(図示せず)が備えられており、この物理スイッチがオンして導通すると、加速度センサ22がオンの状態になったと検知している。
As shown in FIG. 1, the
一方、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、その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。
On the other hand, the TPMS-
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。図2(a)、(b)に送信機2およびTPMS−ECU3のブロック構成を示す。
The
図2(a)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(角度検出)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ており、加速度センサ22の検出信号に基づいて加速度センサ22の角度が所定角度になるタイミングで繰り返しフレーム送信を行っている。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、加速度センサ22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。
Specifically, the
すなわち、マイクロコンピュータ23で加速度センサ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5km/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。
That is, 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、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の位置検出を行え、送信機2の位置の角度、例えば各車輪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を0°としたときの加速度センサ22の成す角度を把握できる。
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加速度センサ22が所定角度になったときを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ようにしている。そして、加速度センサ22の成す角度が1回目のフレーム送信のときと同じ角度になるタイミングに、それを送信タイミングとして繰り返しフレーム送信を行うようにしている。なお、送信タイミングについては、加速度センサ22の成す角度が1回目のフレーム送信のときと同じ角度になる毎としても良いが、電池寿命を考慮して、その角度になる毎に常にフレーム送信を行わず、例えば所定時間(例えば15秒間)に1回のみフレーム送信を行うようにすると好ましい。
Therefore, the frame transmission from each
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、送信機2は、送信機2が取り付けられた車輪のタイヤ空気圧を検出し、上記したように車速が所定速度を超えると、各車輪5a〜5dの加速度センサ22の角度が所定角度になるタイミングで繰り返し各送信機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、送信機2から各車輪5a〜5dの加速度センサ22の角度が所定角度になる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ため、車輪位置検出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2(b)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、各車輪5a〜5dの車輪速度情報に加えて各車輪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、電源オン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
そして、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)に基づいて車輪位置検出を行っている。これにより、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うことが可能となる。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。
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TPMSの作動について説明する。以下、TPMSの作動について説明するが、TPMS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。まず、図3〜図6を参照して車輪位置検出の具体的な方法を説明する。 Next, the operation of the TPMS of this embodiment will be described. Hereinafter, although the operation of the TPMS will be described, the description will be divided into wheel position detection and tire air pressure detection performed by the TPMS. First, a specific method of wheel position detection will be described with reference to FIGS.
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それぞれでの加速度センサ22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、加速度センサ22の角度が所定角度になるタイミングで繰り返しフレーム送信を行う。例えば、車速が所定速度に達した時を所定角度として、もしくは車速が所定速度に達したのち加速度センサ22が所定角度になったときを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ようにしている。そして、加速度センサ22の成す角度が1回目のフレーム送信のときと同じ角度になるタイミングに、それを送信タイミングとして繰り返しフレーム送信を行うようにしている。
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3に示すようなsin波となる。このsin波に基づいて加速度センサ22の角度が分かる。このため、sin波に基づいて加速度センサ22が同じ角度になるタイミングで、フレーム送信を行うようにしている。
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、つまりその直前または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、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。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、加速度センサ22の角度が所定角度になるタイミングでフレーム送信を行っていることから、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)で示される歯位置が前回のときとほぼ一致する。このため、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, since the frame is transmitted at the timing at which the angle of 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の回転状態が変動したりするため、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4に示したように、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。
Therefore, as shown in FIG. 4, from the state where the number of edges of the
例えば、図5(a)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5(b)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、そのエッジ数(もしくは歯数)の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り、TRUE(正しい)となる。
For example, as shown in FIG. 5A, 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)となり、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5(c)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、そのエッジ数(もしくは歯数)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ため、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. 5 (c), 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 having the number of edges (or the number of teeth) does not coincide with the wheel on which frame transmission has been performed, and therefore 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6(a)に示すように、ID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ID情報と対応付けて登録する。
That is, as shown in FIG. 6 (a), for a frame including ID1 as ID information, the number of gear edges (or the number of teeth) is obtained 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6(b)〜(d)に示すように、ID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. 6B to 6D, the same processing as that for the frame including ID1 is performed for the frame including ID2 to ID4 as the ID 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。
In this way, it is specified which of the
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することで、その受信タイミングにおける歯車情報を記憶するようにしているが、所定の走行停止判定時速(例えば5km/h)以下になったときに、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-
以上のような手法によって、基本的な車輪位置検出を行っている。これにより、走行車輪である左前輪FL、右前輪FR、左後輪RL、右後輪RRの車輪位置検出を行うことが可能となる。なお、車輪位置検出の際に、他車両の送信機から送信されたフレームが受信された場合には、そのフレームに格納されたID情報も候補IDとなり得る。しかしながら、上記した車輪位置特定ロジックを用いた車輪位置の特定中に、他車両の送信機から送信されたフレームが受信されるタイミングが自車両のいずれの車輪の歯車の歯位置とも一致しなくなる。このため、他車両の送信機のID情報が登録されることを避けて、自車両の送信機2のID情報のみが登録されるようにすることができる。
The basic wheel position detection is performed by the above method. As a result, it is possible to detect the wheel positions of the left front wheel FL, the right front wheel FR, the left rear wheel RL, and the right rear wheel RR, which are traveling wheels. In addition, when the frame transmitted from the transmitter of the other vehicle is received when the wheel position is detected, the ID information stored in the frame can be a candidate ID. However, during the specification of the wheel position using the wheel position specifying logic described above, the timing at which the frame transmitted from the transmitter of the other vehicle is received does not match the tooth position of the gear of any wheel of the own vehicle. For this reason, it can avoid registering the ID information of the transmitter of another vehicle, and can register only the ID information of the
この場合、例えば、特許文献1に示す登録手法を採用すれば、より他車両の送信機のID情報が登録されることを防止することができる。すなわち、上記の車輪位置検出において、自車両の既存のID情報が全く登録されていない場合の車輪位置検出中に他車両の車輪に取り付けられた送信機からのID情報を含むフレームを受信した場合には、その送信機のID情報も候補IDとなり得る。同様に、自車両の既存のID情報が登録されている場合であっても、自車両の車輪5a〜5dに取り付けられた送信機2が取り替えられ、受信できているフレームのID情報の数が登録されているID情報の数よりも少ない場合もある。このような場合において、車輪位置検出中に他車両の車輪に取り付けられた送信機からのID情報を含むフレームを受信した場合に、その送信機のID情報も候補IDとなり得る。
In this case, for example, if the registration method shown in
これらの場合には、車輪が特定された後、所定回数(例えば10回)連続して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に含まれている場合にのみ、ID情報を登録するようにしている。 In these cases, only after the wheel is specified, the ID information is only included when the tooth position at the frame reception timing is included in the variation allowable range continuously for a predetermined number of times (for example, 10 times). Is registered.
他車両の車輪に取り付けられた送信機のフレームを受信している場合、当該フレームについても、自車両の場合と同様に、そのフレームの受信タイミングの毎に取得された歯車のエッジ数(もしくは歯数)がバラツキ許容幅の範囲内であるか否かが判定される。そして、自車両の送信機2と同様に、他車両の送信機から送信されたフレームについても、バラツキ許容幅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ことになる。このとき、消去法が用いられているため、各フレームそれぞれで除外されずに最終的に1つの車輪のみが残った時点で、その車輪がそのフレームを送信した送信機2の取り付けられた車輪候補となる。この時点でそのID情報を登録してしまうと、他車両の車輪に取り付けられた送信機のID情報なのに、誤って自車両のものと登録されることになる。特に、他車両の車輪に取り付けられた送信機から送信されるフレームは、自車両のものではないためバラツキが生じ易く、自車両の車輪5a〜5dに取り付けられた送信機2から送信されるフレームよりも早く車輪候補から除外されがちである。このため、他車両の車輪の送信機から送信されたフレームについては、殆どが、早い段階でバラツキ許容幅から外れ、偶然外れなかった車輪がフレームを送信した送信機の取り付けられた車輪候補として特定された状態になり易い。
When a frame of a transmitter attached to a wheel of another vehicle is received, the number of gear edges (or teeth) acquired at each frame reception timing is also received for that frame, as in the case of the host vehicle. It is determined whether or not (number) is within the range of variation tolerance. And, similarly to the
しかし、車輪が特定された後、所定回数連続して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に含まれていることをID情報の登録条件とすれば、その間に他車両の送信機からのフレームの受信タイミングの歯位置はバラツキ許容幅から外れる。したがって、他車両の車輪に取り付けられた送信機のID情報なのに、誤って自車両のものと登録されることを防止することが可能となる。 However, if the ID information registration condition is that the tooth position at the reception timing of the frame is continuously included within the tolerance range after the wheel is specified, the other vehicle is in the meantime. The tooth position of the reception timing of the frame from the transmitter is out of the tolerance range. Therefore, it is possible to prevent the ID information of the transmitter attached to the wheels of the other vehicle from being erroneously registered as that of the own vehicle.
なお、ここでは車輪が特定された後から所定回数連続して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に含まれているか否かを判定する場合を想定しているが、勿論、車輪位置検出の開始から所定回数連続しているかの判定としても良い。 In this case, it is assumed that it is determined whether or not the tooth position at the reception timing of the frame is continuously included a predetermined number of times after the wheel is specified, within the range of allowable variation width. Of course, it may be determined whether a predetermined number of times from the start of wheel position detection.
このように、上記の手法によって、走行車輪である左前輪FL、右前輪FR、左後輪RL、右後輪RRの車輪位置検出を行うことが可能である。ただし、車輪位置検出の際に、候補IDの数が膨大になると、自車両の車輪のID情報を候補IDとして登録できなく可能性がある。したがって、自車両の送信機2や他車両の送信機からのフレームを受信したときに、TPMS−ECU3は、以下に示す候補ID登録処理を実行することで、候補IDの数が膨大になることを抑制している。
As described above, it is possible to detect the wheel positions of the left front wheel FL, the right front wheel FR, the left rear wheel RL, and the right rear wheel RR, which are traveling wheels, by the above method. However, if the number of candidate IDs becomes enormous during wheel position detection, the ID information of the wheels of the host vehicle may not be registered as candidate IDs. Therefore, when the frame from the
図7に示す候補ID登録処理のフローチャートおよび図8に示すデータ更新処理のフローチャートを参照して、TPMS−ECU3が実行する候補ID登録処理の詳細について説明する。なお、図7に示す処理は、上記した走行車輪の車輪位置検出の処理が開始されると、車輪位置検出の対象となる候補IDの選別の為に行われる。そして、ここで選別された候補IDについてのみ、図8に示すデータ更新処理が実行されて、上記した車輪位置確定ロジックによる車輪位置検出の対象とされる。例えば、IGオンによってTPMS−ECU3に電源が投入されているときに、図示しない車輪位置検出の実行スイッチが操作されると、TPMS−ECU3がID登録モードとなる。TPMS−ECU3は、ID登録モードとなったときに、上記した車輪位置検出の処理と共に図7や図8に示す処理を所定の制御周期毎に実行する。
Details of the candidate ID registration process executed by the TPMS-
まず、ステップ100において、RF受信、つまりRF帯の電波として送信されたフレームを受信すると、ステップ110以降の処理を実行する。 First, in step 100, when an RF reception, that is, a frame transmitted as a radio wave in the RF band is received, the processing after step 110 is executed.
ステップ110では、車両状態が走行中であり、かつ、受信したフレームにG−ONデータが格納されているか否かを判定する。すなわち、ここでは自車両が走行中であり、送信機2に備えられた加速度センサ22がオン状態になっている状態であるか否かを判定している。
In step 110, it is determined whether or not the vehicle state is traveling and G-ON data is stored in the received frame. That is, it is determined here whether or not the host vehicle is traveling and the
車両状態が走行中であるか否かは、例えばブレーキECU10で車輪速度センサ11a〜11dの検出信号に基づいて車速演算を行っていることから、ブレーキECU10から車速データを入手することによって判定することができる。その場合、一般的には車速が発生していれば車両状態が走行中であるとされるが、本ステップでは加速度センサ22がオンの状態になる所定車速を基準として、この所定車速以上となる第1速度以上の車速が発生している場合を車両状態が走行中であるとしている。加速度センサ22がオンの状態になる車速は、加速度センサ22のバラツキによって異なるが、例えば40km/h以上であれば、確実に加速度センサ22がオンの状態になることから、ここでは車速が40km/h以上のときを車両状態が走行中であるとしている。
Whether or not the vehicle state is traveling is determined, for example, by obtaining vehicle speed data from the
走行車輪の場合、自車両が走行中の際には、走行車輪の車輪速度が所定速度に至っていれば、その走行車輪に取り付けられた送信機2のフレームにはG−ONデータが格納されることになる。このため、車両状態が走行中の際に、受信したフレームにG−ONデータが格納されている場合には、自車両の車輪5a〜5dの送信機2から送信されたフレームの可能性がある。したがって、ステップ110において、車両状態が走行中であり、かつ、受信したフレームにG−ONデータが格納されていることを候補IDの登録条件として設定している。
In the case of a traveling wheel, when the host vehicle is traveling, if the wheel speed of the traveling wheel reaches a predetermined speed, G-ON data is stored in the frame of the
ただし、この候補IDの登録条件次第では、他車両のものばかり候補IDに登録されてTPMS−ECU3のメモリ容量一杯になる等、自車両の車輪の各送信機のID情報が候補IDとして登録されなくなる可能性がある。
However, depending on the registration conditions of this candidate ID, the ID information of each transmitter of the wheel of the host vehicle is registered as a candidate ID, such that only those of other vehicles are registered in the candidate ID and the memory capacity of the TPMS-
したがって、図7に示す候補ID登録処理においては、ステップ110の判定で候補IDの登録条件の1つとしている車両状態が走行中であることの判定条件を車速が第1速度以上発生していることとしている。このような条件を設定することで、候補IDとして選別されるID情報の数を絞り、TPMS−ECU3のメモリ容量が一杯になることを抑制することができる。
Therefore, in the candidate ID registration process shown in FIG. 7, the vehicle speed is higher than or equal to the first speed as a determination condition that the vehicle state, which is one of the candidate ID registration conditions in the determination of step 110, is running. I am going to do that. By setting such conditions, it is possible to reduce the number of ID information selected as candidate IDs and suppress the memory capacity of the TPMS-
そして、ステップ110で肯定判定されるとステップ120に進み、受信したフレームに格納されたID情報を候補IDとしてTPMS−ECU3のメモリに登録(格納)し、図8に示すデータ更新処理に移行する。つまり、候補IDの登録条件を厳しくすることで登録される候補IDの数を絞りつつ、一旦、候補IDとして登録したID情報については、この後は図8に示すデータ更新処理を実行することでデータ更新がされ易くなるようにする。
If an affirmative determination is made in step 110, the process proceeds to step 120, where the ID information stored in the received frame is registered (stored) in the memory of the TPMS-
図8に示すデータ更新処理についても、図7に示す候補ID登録処理と同様、まず、ステップ200において、RF受信、つまりRF帯の電波として送信されたフレームを受信すると、ステップ210以降の処理を実行する。 In the data update process shown in FIG. 8, as in the candidate ID registration process shown in FIG. 7, first, in step 200, when a frame transmitted as an RF reception, that is, an RF band radio wave is received, the processes in and after step 210 are performed. Run.
ステップ210では、車両状態が走行中であり、かつ、受信したフレームがG−ONデータを格納した候補IDのもの、つまり図7に示す候補ID登録処理において既に登録されているID情報であるか否かを判定する。このとき、候補IDのものであることを条件とすることで、候補IDとして登録されているID情報についてはステップ220以降の処理に進めないようにしている。 In step 210, whether the vehicle state is running and the received frame is of a candidate ID storing G-ON data, that is, whether it is ID information already registered in the candidate ID registration process shown in FIG. Determine whether or not. At this time, on condition that it is a candidate ID, the ID information registered as the candidate ID is not allowed to proceed to the processing after step 220.
また、このとき、候補IDであることを前提としていることから、車両状態が走行中であるとの判定基準をステップ110よりも緩めている。具体的には、本ステップでは加速度センサ22がオンの状態になる所定車速を基準として、この所定車速未満であり、かつ、精度良く車速演算が行える第2速度以上の車速が発生している場合を車両状態が走行中であるとしている。加速度センサ22がオンの状態になっていない車速は、加速度センサ22のバラツキによって異なるが、例えば5km/hであれば、加速度センサ22がオンの状態になっていない。また、精度良く演算できる車速についても、車輪速度センサ11a〜11dの精度などによって異なるが、例えば5km/h以上の車速であれば精度良く演算できる。したがって、ここでは車速が5km/h以上のときを車両状態が走行中であると判定している。
At this time, since it is assumed that it is a candidate ID, the determination criterion that the vehicle state is traveling is loosened from step 110. Specifically, in this step, when a vehicle speed that is lower than the predetermined vehicle speed and that can accurately calculate the vehicle speed is generated with reference to the predetermined vehicle speed at which the
なお、G−ONデータは、一度、加速度センサ22がオン状態になったことが確認されたときに、停車するまで、もしくは、停車してから所定時間が経過するまでは継続的にフレーム中に含まれる。つまり、車速が所定速度に至って加速度センサ22がオンの状態になるまではG−ONデータがフレームに格納されないが、一旦、加速度センサ22がオン状態になると、車速が低下してもG−ONデータがフレーム中に格納されたままとなる。したがって、上記ステップ210のように、車速が第1速度よりも低い第2速度近辺であったとしても、G−ONデータを確認することが可能である。
The G-ON data is continuously recorded in the frame until the vehicle stops or when a predetermined time elapses after it is confirmed that the
そして、ステップ210で肯定判定されると、ステップ220に進み、受信したフレームに格納されたID情報、つまり候補IDの1つについてのデータ更新を行う。具体的には、当該候補IDについて、フレームの受信タイミングでの歯車情報を取得し、それが示す歯車のエッジ数(もしくは歯数)がバラツキ許容幅に含まれるか否かの判定を行うなど、上記輪位置特定ロジックに従った車輪位置検出のためのデータ更新を行う。これに基づき、図6に示したように、フレーム受信する毎に候補IDについてはデータ更新が為され、車輪位置検出が行われることになる。 If the determination in step 210 is affirmative, the process proceeds to step 220, where data update is performed for one of the ID information stored in the received frame, that is, one of the candidate IDs. Specifically, for the candidate ID, gear information at the reception timing of the frame is acquired, and it is determined whether or not the number of gear edges (or the number of teeth) indicated by the gear ID is included in the variation allowable width. Data update for wheel position detection according to the wheel position specifying logic is performed. Based on this, as shown in FIG. 6, every time a frame is received, the candidate ID is updated, and the wheel position is detected.
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、走行車輪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, a frame is transmitted from each
以上説明したように、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所定周期毎に取得している。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、該バラツキ許容幅を設定した後における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走行車輪の車輪位置の特定を行うことができる。
As described above, the tooth positions of the
そして、候補IDを登録する際に、登録条件を厳しくすることで登録されるID情報の数を絞りつつ、一旦、候補IDとして登録されたID情報については、データ更新がされ易くなるようにしている。具体的には、登録条件として用いている車両状態が走行中であることの判定基準を、加速度センサ22がオンの状態となっている第1速度以上の車速が発生していることとしている。そして、データ更新の条件として用いている車両状態が走行中であることの判定基準を、第1速度よりも低い第2速度以上の車速が発生していることとしている。
When registering candidate IDs, the number of pieces of ID information to be registered is narrowed down by tightening the registration conditions, and the ID information once registered as candidate IDs can be easily updated. Yes. Specifically, a criterion for determining that the vehicle state used as the registration condition is running is that a vehicle speed equal to or higher than the first speed at which the
このように、登録条件を厳しくすることで、候補IDとして選別されるID情報の数を絞り、TPMS−ECU3のメモリ容量が一杯になることを抑制することができる。したがって、他車両の車輪の送信機のID情報が候補IDとして登録されることを抑制しつつ、自車両の車輪の送信機2のID情報が的確に候補IDとして登録されるようにできる。また、データ更新の条件を登録条件よりも緩くすることで、候補IDについてのデータ更新がされ易くなるようにできる。
Thus, by tightening the registration conditions, it is possible to reduce the number of ID information selected as candidate IDs and suppress the memory capacity of the TPMS-
このため、自車両の車速が第2車速よりも大きくても、加速度センサ22がオンの状態になっていない速度範囲(例えば10km/h)であった場合には、フレーム中にG−ONデータが含まれた他車両の車輪のID情報は候補IDとして登録されない。また、自車両が例えば50km/hで走行中に、フレーム中にG−OFFデータが含まれた他車両の車輪のID情報も候補IDとして登録されない。
For this reason, even if the vehicle speed of the host vehicle is greater than the second vehicle speed, if the
また、自車両の車速が第1速度に一旦達してから、第1速度未満で走行し続けていた場合でも、その後は第2速度以上の車速であればデータ更新が為されるようにでき、より早く車輪位置検出が完了するようにできる。つまり、G−ONデータについては、一旦、加速度センサ22がオンの状態になったことが確認されれば車輪位置検出中にはフレームに含まれたままとなるため、例えば、自車両が走行中であると判定されさえすれば、自車両が低車速で走行していたとしても良い。
In addition, even if the vehicle speed of the host vehicle once reached the first speed and continued to travel below the first speed, the data can be updated if the vehicle speed is equal to or higher than the second speed thereafter. The wheel position detection can be completed earlier. That is, for the G-ON data, once it is confirmed that the
(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be appropriately changed within the scope described in the claims.
例えば、上記実施形態では、走行車輪側の車輪位置検出として、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する形態を例に挙げて説明した。しかしながら、走行車輪側の車輪位置検出の方法については、他の手法、例えばバラツキ許容幅を一定として徐々に狭くしない方法であっても良い。 For example, in the above-described embodiment, as an example of detecting the wheel position on the traveling wheel side, the variation allowable width is changed at each frame reception timing, and the variation allowable width is gradually narrowed. However, the method of detecting the wheel position on the traveling wheel side may be another method, for example, a method in which the variation allowable width is constant and is not gradually narrowed.
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、加速度センサ22の角度が所定角度になったときの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す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
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
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。しかしながら、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よいことから、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、走行車輪となる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、さらに走行車輪の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, in the said embodiment, although the wheel position detection apparatus provided with respect to the
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
また、車輪位置検出は、基本的には車両が実走行する際に行われるが、4輪駆動車両のように各車輪が回転可能な車両であれば、シャシーダイナモなどの仮想走行が可能な装置を用いる場合にも実施可能であるため、走行中とは実走行する場合に限らない。 The wheel position detection is basically performed when the vehicle actually travels, but if the vehicle can rotate each wheel, such as a four-wheel drive vehicle, a device capable of virtual traveling such as a chassis dynamo. Since it can be implemented also when using, traveling is not limited to actual traveling.
なお、各図中に示したステップは、各種処理を実行する手段に対応するものである。すなわち、ステップ110の処理を実行する部分が第1判定手段、ステップ120の処理を実行する部分が候補登録手段に相当する。また、ステップ210の処理を実行する部分が第2判定手段、ステップ220の処理を実行する部分がデータ更新に相当する。 The steps shown in each figure correspond to means for executing various processes. That is, the part that executes the process of step 110 corresponds to the first determination means, and the part that executes the process of step 120 corresponds to the candidate registration means. Further, the part that executes the process of step 210 corresponds to the second determination means, and the part that executes the process of step 220 corresponds to data update.
1 車両
2 送信機
3 TPMS−ECU(受信機)
5a〜5d 車輪(走行車輪)
6 車体
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
1
5a to 5d wheels (running wheels)
6
Claims (4)
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したのち、該フレームに含まれた前記識別情報のうち登録する候補となる候補識別情報を選別すると共に、該候補識別情報の中から、自車両の前記複数の車輪に設けられた前記送信機と対応するものを特定し、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)を有すると共に、前記第1制御部の機能として、該送信機の取り付けられた車輪の車輪速度が前記加速度センサによる加速度検出が行えるオンの状態となる所定速度に至ったことを検知して、該検知結果に基づいて前記加速度センサの状態を示すデータを前記フレームに格納する機能を有し、
前記第1制御部は、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すると共に、該角度が所定の送信角度になるタイミングで繰り返し前記フレームを送信させ、
前記第2制御部は、前記複数の車輪と連動して回転させられると共に導体とされた歯の部分と前記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外周面を有する歯車(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、前記歯車の歯位置を示す歯車情報を取得すると共に、前記フレームの受信タイミングのときの前記歯位置に基づいて、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して登録することで前記車輪位置検出を行っており、
前記受信機の前記第2制御部には、
前記車両が前記所定速度以上に設定された第1速度以上で走行中の状態であり、かつ、受信した前記フレームに格納された前記加速度センサの状態を示すデータが該加速度センサがオンの状態であるという第1条件を満たすか否かを判定する第1判定手段(S110)と、
前記第1判定手段で前記第1条件を満たしていると判定されると、受信した前記フレームに格納された前記識別情報を前記候補識別情報として登録する候補登録手段(S120)と、
前記候補登録手段にて登録された前記候補識別情報が含まれるフレームを受信すると、前記車両が前記所定速度未満に設定された第2速度以上で走行中の状態であり、かつ、受信した前記フレームに格納された前記加速度センサの状態を示すデータが、該加速度センサがオンの状態であることを示しているという第2条件を満たすか否かを判定する第2判定手段(S210)と、
前記第2判定手段で前記第2条件を満たしていると判定されると、受信した前記フレームの受信タイミングのときの歯位置のデータを前記車輪位置検出に用いる新たなデータとして更新するデータ更新手段(S220)と、が備えられてい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;
After receiving the frame transmitted from the transmitter via the receiving antenna (31) provided on the vehicle body side, the candidate identification information to be registered among the identification information included in the frame is selected. In addition, from among the candidate identification information, the one corresponding to the transmitter provided on the plurality of wheels of the host vehicle is specified, and the plurality of wheels and the transmitter provided on each of the plurality of wheels are identified. A wheel position detection device comprising a receiver (3) having a second control unit (33) for detecting wheel position for storing identification information in association with each other,
The transmitter includes an acceleration sensor (22) that outputs a detection signal corresponding to acceleration including a gravitational acceleration component that changes with rotation of a wheel to which the transmitter is attached, and functions of the first control unit. Detecting that the wheel speed of the wheel to which the transmitter is attached has reached a predetermined speed at which acceleration can be detected by the acceleration sensor, and determining the state of the acceleration sensor based on the detection result. Having the function of storing the indicated data in the frame;
The first control unit has a gravitational acceleration included in the detection signal of the acceleration sensor with the central axis of the wheel to which the transmitter is attached as the center and an arbitrary position in the circumferential direction of the wheel as an angle of 0 °. The angle of the transmitter is detected based on the component, and the frame is repeatedly transmitted at a timing at which the angle becomes a predetermined transmission angle.
The second control unit is a gear having outer peripheral surfaces with different magnetic resistances that are rotated in conjunction with the plurality of wheels and have a portion of a tooth that is a conductor and a portion that is positioned between the teeth alternately repeated ( Based on detection signals of wheel speed sensors (11a to 11d) for detecting passage of teeth 12a to 12d), gear information indicating tooth positions of the gears is acquired, and the teeth at the reception timing of the frame are acquired. Based on the position, the wheel position detection is performed by identifying and registering the wheel on which the transmitter to which the frame was transmitted is attached,
In the second control unit of the receiver,
The vehicle is in a state where the vehicle is traveling at the first speed or higher set at the predetermined speed or higher, and the data indicating the state of the acceleration sensor stored in the received frame is in a state where the acceleration sensor is on. First determination means (S110) for determining whether or not the first condition is present;
If it is determined by the first determination means that the first condition is satisfied, candidate registration means (S120) for registering the identification information stored in the received frame as the candidate identification information;
When the frame including the candidate identification information registered by the candidate registration means is received, the vehicle is in a state of traveling at the second speed or higher set below the predetermined speed, and the received frame Second determination means (S210) for determining whether or not the data indicating the state of the acceleration sensor stored in the second condition satisfies the second condition that the acceleration sensor indicates that the acceleration sensor is on;
If the second determination means determines that the second condition is satisfied, the data update means updates the tooth position data at the reception timing of the received frame as new data used for the wheel position detection. (S220) is provided. The wheel position detection apparatus characterized by the above-mentioned.
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システム。 A tire pressure detection system including the wheel position detection device according to any one of claims 1 to 3,
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,
In the tire pressure detection system, the receiver detects air pressure of the tire provided in each of the plurality of wheels from the information related to the tire pressure in the second control unit.
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