JP3643463B2 - 車輪の回転数検出装置及び走行距離検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明の車輪の回転数検出装置及び走行距離検出装置は、自動車に設けられている車輪の回転数や、この回転数に基づいて得られる走行距離を検出するもので、特に、自動車の現在位置等を指示表示するナビゲーションシステムに利用して有効な車輪の回転数検出装置及び走行距離検出装置を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の現在位置や進行すべき方位等を指示及び表示するナビゲーションシステムが普及している。従来知られているナビゲーションシステムとしては、衛星からの電波を受信して当該自動車の位置を検出し、進行方向等を指示するGPS（Global Positioning System）測位装置と、自動車自体に設けたジャイロや走行状態検出用のセンサからの検出値から上記位置等を検出する検出装置とを併用したものが広く使用されている。図１２は、上述したような従来知られたナビゲーションシステムの１例を示している。先ず、この図１２に示したナビゲーションシステムについて、簡単に説明する。
【０００３】
このナビゲーションシステムは、地磁気センサ１と、ジャイロ２と、走行距離センサ３と、GPS測位装置４と、制御器５と、入力手段１４と、表示手段１５と、を備えている。上記地磁気センサ１は、地磁気に基づいて当該自動車の方位を検出する。上記ジャイロ２は、自動車の方向変化に伴う角速度を検出する。上記走行距離センサ３は、自動車の停止状態或いは移動状態を検出するとともに、自動車の走行速度及び走行距離を検出する。又、上記GPS測位装置４は、GPS衛星からの電波を受信してこの自動車の現在の緯度、経度、高度、進行方位等を検出する。更に、上記制御器５は、上記各構成部材１、２、３、４の制御を行うとともに、これら各構成部材１、２、３、４から得られた各検出値を用いて各種演算を行い、必要なデータを算出する。上記入力手段１４は、上記制御器５に各種指令を入力するために用いる。上記表示手段１５は、例えば液晶ディスプレイである。
【０００４】
上記制御器５は、インターフェイス６と、CPU（Central Processing Unit）７と、ROM８と、RAM９と、CD-ROM１０と、を備える。更に、バッファメモリ１１と、グラフィックコントローラ１２と、表示コントローラ１３とを備える。上記インターフェイス６は、上記地磁気センサ１等の構成各部材１、２、３、４からの出力を入力し、A/D変換等を施す。上記CPU７は、予め格納されたプログラムに従って各種演算処理を行う。このプログラムは、上記ROM８に格納されている。又、上記RAM９は、各種演算処理等に必要となるデータの書き込みや読み出しに使用される。上記CD-ROM１０は、地図情報等を記録した記録媒体を読み出すために使用される。
【０００５】
更に、上記制御器５を構成するバッファメモリ１１は、V-RAM等から構成されており、画像データ等を一時的に保存しておく。上記グラフィックコントローラ１２は、このバッファメモリ１１に保存された画像情報等を出力する際の制御を行う。又、上記表示コントローラ１３は、グラフィックコントローラ１２からの出力を入力し、上記表示手段１５の画像表示を制御する。
【０００６】
上述のように構成される従来のナビゲーションシステムの作用は、次のとおりである。すなわち、このナビゲーションシステムを起動することにより、上記制御器５が、上記CD-ROM１０から地図情報等をアクセスするための情報と当該自動車の位置の表示情報等を読み出してRAM９に記憶する。次いで、上記GPS測位装置４から当該自動車の位置を示すための緯度及び経度並びに自動車の進行方向データを取り出し、グラフィックコントローラ１２に送り、上記表示手段１５に表示する。更に、この自動車の現在位置と進行方向とから、表示されている地図中に自動車の位置を指示する（マークする）処理を行う。この後、上記GPS測位装置４から定期的に情報を読み出し、当該自動車の位置を上記地図中に適宜表示する。尚、必要あれば、表示しておく地図を適宜更新する。
【０００７】
更に、上記地磁気センサ１、ジャイロ２、走行距離センサ３の検出値を読み取り、これら各センサ１、２、３によっても自動車の位置等を検出する。そして、上記GPS測位装置４から得られる位置と、この各センサ１、２、３から得られる位置とを比較し、両者の誤差を修正する。この結果、当該自動車の位置及び進行方向を知ることが可能になる。尚、上記走行距離センサ３は、車輪の回転数を検出している。そして、上記CPU７が（或いは、別途設けた演算手段が）この回転数に基づいて走行距離を算出する。
【０００８】
ところで、上述したようなナビゲーションシステムは、車種等によっては標準で装備されているが、過去に売り出された自動車や価格低減のために装備を限定した車種等では標準で装備されてはいないものがある。このように予めナビゲーションシステムが装備されていない自動車にナビゲーションシステムを装備したい場合には、新たに取り付ける必要がある。上記ナビゲーションシステムを後から取り付ける場合、販売店等で取付作業を行う他、利用者自身が取り付けることも可能なようにしている。すなわち、ナビゲーションシステムを製造するメーカー等は、ナビゲーションシステムを構成する表示手段等の部材をセットとして販売しており、上記利用者はこのセットを購入して自動車に装着する。このように、利用者自身が取り付けをおこなえば、それだけ安価にナビゲーションシステムを装備できる利点がある。
【０００９】
尚、上記ナビゲーションシステムにおいては、前述したように車輪の回転数や走行距離を検出する必要がある。このために、上記従来のナビゲーションシステムにおいては、回転数センサや走行距離センサ３等（走行距離センサ３は、前述したように回転数センサに演算手段を組み合わせたものであるが、）を設けるが、この走行距離センサ３等は、予め自動車に設けられている走行距離センサ等を利用していた。このため、上記ナビゲーションシステムを利用者自身が取り付ける場合、上記予め自動車に設けられている走行距離センサ等と、ナビゲーションシステムを構成する制御器５（のインターフェイス６）とを接続する必要がある。具体的には、上記走行距離センサ等を含むマイクロコンピュータ（例えば、ワンチップマイコン）の外部端子とナビゲーションシステムのインターフェイス６とを接続し、上記マイクロコンピュータから上記走行距離等に関するデータをナビゲーションシステムに送り込めるようにする。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように利用者自身がナビゲーションシステムを取り付ける場合、上記走行距離センサ（を含むマイクロコンピュータ）とナビゲーションシステムを構成する制御器５（インターフェイス６）とを接続することに関して、以下のような不都合が存在する。すなわち、上記マイクロコンピュータの外部端子のうち、いずれの外部端子が回転数や走行距離に関するデータを出力するかを知っていないと、接続作業を行えない。言い換えれば、上記マイクロコンピュータの外部端子に関する知識がないと、ナビゲーションシステムを利用者自信が取り付けることはできない。上記外部端子に関する情報は、一般に自動車のマニュアル等には記載されてはおらず、当該情報を知るためには相当の知識を持つ必要があった。
【００１１】
この発明は、上述のような事情に鑑みて創案されたもので、予め自動車に装着されている走行距離センサ等を利用することなく、新たにナビゲーションシステム用の回転数検出装置や走行距離検出装置を容易且つ確実に取り付け可能として、利用者が容易にナビゲーションシステムを装備できるようにすることを可能にすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した車輪の回転数検出装置に関する発明は、自動車に設けられた車輪の回転数を検出するための車輪の回転数検出装置であって、少なくとも一の車輪若しくはこの車輪とともに回転する部材に設けられた磁界発生手段と、車体内部に設けられ、前記磁界発生手段によって発生した磁界を検出し、検出した磁界波形を矩形波に整形して出力する磁界検出手段と、前記磁界検出手段が、前記自動車の走行中において、前記磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、検出した磁界波形を矩形波に整形して出力する第１のモードと、前記磁界検出手段が、前記磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、前記第１のモードで前記磁界を検出する場合の磁界波形に対して前記磁界発生手段の擬似的な減磁状態が形成された磁界波形を生成し、生成した磁界波形を矩形波に整形して出力する第２のモードと、を切り換えるモード切り換え手段と、を備え、前記磁界検出手段は、前記モード切り換え手段によって選択されたモードで整形した前記矩形波を出力することを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載した車輪の回転数検出装置は、上述のように構成されるため、少なくとも一の車輪とともに回転する部材に磁界発生手段を、車体内部に磁界検出手段を、それぞれ取り付けることにより、容易に車輪の回転数検出装置を設けることができる。このように、新たに車輪の回転数検出装置を取り付けるため、ナビゲーションシステムを利用者自身が取り付ける場合、予め設けられている走行距離センサ等の外部端子を特定する作業を要せず、容易にナビゲーションシステムの取付を行えるようになる。又、上記磁界検出手段を車体の内部に設けるため、雨水等の悪影響を受け難く、外部損傷の防止を図れる。更に、磁界検出手段が、自動車の走行中において、磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、検出した磁界波形を矩形波に整形して出力する第１のモードと、前記磁界検出手段が、前記磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、前記第１のモードで前記磁界を検出する場合の磁界波形に対して磁界発生手段の擬似的な減磁状態が形成された磁界波形を生成し、生成した磁界波形を矩形波に整形して出力する第２のモードとを切り換えるモード切り換え手段と、を備え、磁界検出手段は、モード切り換え手段によって選択されたモードで整形した矩形波を出力する。このため、第２のモードの設定により、磁界発生手段の擬似的な状態を形成して、着磁が不十分な部分を容易に検出できる。従って、磁界発生手段を構成するための着磁作業を確実に行うことができ、磁界の安定した検出に寄与できる。
【００１４】
更に、請求項２に記載したように、車輪の回転時に磁界検出手段が第２のモードで出力した矩形波によって、磁界発生手段が所定位置に取り付けられていると判断した場合に、その旨を表示自在な表示手段を設けることができる。このように、表示手段を設ければ、磁界発生手段を誤った位置等に取り付けることを防止でき、正確な取り付けに寄与できる。
【００１５】
又、請求項３に記載したように、磁界発生手段を、車輪を構成する磁性体に着磁することにより構成することもできる。このように構成することにより、マグネットが離脱してしまい検出不能となる事故が解消され、安定した検出に寄与できる。
【００１６】
又、請求項４に記載した走行距離検出装置に関する発明は、自動車に設けられた車輪の回転数を検出し、この回転数に基づいて走行距離を算出する走行距離検出装置であって、少なくとも一の車輪若しくはこの車輪とともに回転する部材に設けられた磁界発生手段と、車体内部に設けられ、前記磁界発生手段によって発生した磁界を検出し、検出した磁界波形を矩形波に整形して出力する磁界検出手段と、この磁界検出手段が検出した磁界により得られる車輪の回転数に基づいて走行距離を算出する走行距離算出手段と、前記磁界検出手段が、前記自動車の走行中において、前記磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、検出した磁界波形を矩形波に整形して出力する第１のモードと、前記磁界検出手段が、前記磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、前記第１のモードで前記磁界を検出する場合の磁界波形に対して前記磁界発生手段の擬似的な減磁状態が形成された磁界波形を生成し、生成した磁界波形を矩形波に整形して出力する第２のモードと、を切り換えるモード切り換え手段と、を備え、前記磁界検出手段は、前記モード切り換え手段によって選択されたモードで整形した前記矩形波を出力することを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載した走行距離検出装置は、上述のように構成されるため、少なくとも一の車輪とともに回転する部材に磁界発生手段を、車体内部に磁界検出手段及び走行距離算出手段を、それぞれ取り付けることにより、容易に走行距離検出装置を設けることができる。このように、新たに走行距離検出装置を取り付けるため、ナビゲーションシステムを利用者自身が取り付ける場合、予め設けられている走行距離センサ等の外部端子を特定する作業を要せず、容易にナビゲーションシステムの取り付けを行えるようになる。又、上記磁界検出手段及び走行距離算出手段を車体の内部に設けるため、雨水等の悪影響を受け難く、外部損傷の防止も図れる。更に、磁界検出手段が、自動車の走行中において、磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、検出した磁界波形を矩形波に整形して出力する第１のモードと、磁界検出手段が、前記磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、前記第１のモードで前記磁界を検出する場合の磁界波形に対して磁界発生手段の擬似的な減磁状態が形成された磁界波形を生成し、生成した磁界波形を矩形波に整形して出力する第２のモードと、を切り換えるモード切り換え手段と、を備え、磁界検出手段は、モード切り換え手段によって選択されたモードで整形した矩形波を出力する。このため、第２のモードの設定により、磁界発生手段の擬似的な減磁状態を形成して、着磁が不十分な部分を容易に検出できる。従って、磁界発生手段を構成するための着磁作業を確実に行うことができ、磁界の安定した検出に寄与できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。尚、この発明に係る車輪の回転数検出装置と、同じくこの発明に係る走行距離検出装置とは、上記走行距離検出装置が、車輪の回転数に基づいて走行距離を算出する走行距離算出手段を備えている他は、ほぼ同様の構成である。上記走行距離算出手段としては、上記回転数を求めるための演算装置（上記ナビゲーションシステムを構成するCPU７、或いは別途設けたCPU）にその機能を持たせることができる。よって、本形態例では、車輪の回転数検出装置について説明し、走行距離検出装置に関する説明は省略する。
【００２５】
本形態例における車輪の回転数検出装置は、図１に示すように、磁界発生手段１６と磁界検出手段１７とを備えている。このうち、上記磁界発生手段１６は、非操向車輪である後輪１８、１８とともに回転する部材に設けている。尚、非操向車輪とは、運転者のステアリング操作によって直接操向される車輪でない車輪を言う。上記部材としては、例えば車輪を構成するタイヤがラジアルタイヤ（のうちのスティールラジアル）である場合、図２に示すように、上記後輪１８を構成するスティールベルト１９が好ましく採用できる。すなわち、周知のようにラジアルタイヤは、厚いゴム層２０の内側にベルトと称されるコード層を備えている。このコード層は、いわゆる「たが効果」を得るために設ける。上記スティールラジアルの場合、このベルトを磁性体であるスティールにより構成している。本形態例の場合、このスティールベルト１９を利用して磁界発生手段１６とする。
【００２６】
尚、上記ラジアルタイヤには、コード層としてポリエステル等の高剛性の繊維を用いたもの（テキスタイルラジアル）があるが、このような型のラジアルタイヤでは、別の磁性体（例えば、制動装置を構成するディスク或いはホイール）に着磁するか、或いは別途マグネットを固設することにより、上記磁界発生手段１６を構成する。上記マグネットとしては、各種永久磁石等、従来知られたものを使用できる。又、他の形式のタイヤ（バイアスタイヤ等）においても、磁性体部分に着磁するか、或いは別途マグネットを固設することで、磁界発生手段１６とする。
【００２７】
一方、上記磁界検出手段１７は、上記磁界発生手段１６によって発生した磁界（車輪の回転に伴う磁界の変化）を検出するもので、車体内部に設ける。本形態例の場合、上記磁界発生手段１６を非操向車輪である後輪１８に設けることに伴い、この磁界検出手段１７を車体の後部タイヤハウス形成部分３０のうち、上記後輪１８の内側（車両の中央側）に対向する側面部分に設けている。すなわち、車輪を設けるために、車体には上記タイヤハウスと称される車輪設置空間を設ける。本形態例の場合、上記磁界検出手段１７は、この車輪設置空間である後部タイヤハウス形成部分３０に設ける。勿論、上記後輪１８（の磁界発生手段１６を設けた位置）の近傍位置に設けることが望ましい。
【００２８】
尚、図示は省略したが、この磁界発生手段１７を後部トランク形成部分（図示せず）に設けることも可能である。後部トランク形成部分としては、車体のうちの上記後部トランクを形成した部分の上記後輪１８側の側面や、この後部トランク内部を採用できる。但し、この後部トランク内にCDチェンジャー等の磁界を発生する機器を装備している場合、この機器の近傍位置に上記磁界検出手段１７を設けないようにすることが好ましい。これは、上記機器による磁気検出手段１７への悪影響を考慮してのことである。上記タイヤハウス形成部分３０や後部トランク形成部分等、車体の内側の部分が、特許請求の範囲に記載した車体内部を指す。
【００２９】
更に、この磁界検出手段１７には、図３に示すように、波形整形回路２１と感度切り換えスイッチ２２とを接続している。この感度切り換えスイッチ２２が、特許請求の範囲に記載したモード切り換え手段である。又、波形整形回路２１の後段には表示回路２３を接続している。この表示回路２３が、特許請求の範囲に記載した表示手段を成す。上記表示回路２３は、上記磁界検出手段１７が磁界（の変化）を検出していることを確認した場合に、この磁界検出手段１７が使用可能となった旨を表示する。この表示回路２３を備えることにより、磁気検出手段１７を所定位置に取り付けた場合に、この磁気検出手段１７とナビゲーションシステムとを接続する以前に、磁気検出手段１７が使用可能か否かを判断できる。この結果、磁気検出手段１７が使用できない状態であるにも拘らずナビゲーションシステムと接続してしまい、ナビゲーションシステムが作動しない原因を調査する等の余計な手間を防止することができる。尚、上記磁界検出手段１７が磁界（の変化）を検出していることの確認は、例えば、或るしきい値を超えるレベルの波形が送られてきていることの検出により行う。
【００３０】
上記感度切り換えスイッチ２２は、通常感度モード（第１のモード）とこの通常感度モードよりも低い感度の低感度モード（第２のモード）とを切り換え自在である。上記通常モードは、自動車が走行している場合に、この走行中の磁界（の変化）を検出するモードである。これに対して、上記低感度モードは、磁界発生手段１６を構成すべくスティールベルト１９に対して行った着磁に、不十分な部分があるか否かを検出するためのモードである。上記感度切り換えスイッチ２２を切り換えて低感度モードとすることにより、車輪の回転数検出装置を取付た後、所定期間経過した際の上記磁界発生手段１６の減磁状態を擬似的に作り出し、この場合に感度が不足しないか否かの確認を行える。すなわち、回転数の検出が行えるか否かを確認できる。
【００３１】
更に、上記波形整形回路２１は、磁気検出手段１７によって検出した磁界（の変化）を表す波形を、図３に示す波形A（A‘）を、同図の波形Bのような矩形波に整形する。この波形整形回路２１からの出力は、図示しないナビゲーションシステムに送り込まれる。
【００３２】
尚、上述したように構成される本形態例における磁界発生手段１６は、非操舵車輪である後輪１８、１８に設けている。すなわち、本実施の形態においては、本形態例の車輪の回転数検出装置を、いわゆる４WS（四輪操舵）車でない自動車に適用した例について説明している。このように、磁界発生手段１６を非操向車輪である後輪１８、１８に設けた理由は、次のとおりである。すなわち、上記磁界発生手段１６を操向車輪である前輪２４に設けた場合、車両が直進している際には、図４（A）に示す状態であるが、車両の進行方向を変えるべくステアリング操作を行うと、図４（B）に示すように、このステアリング操作に伴って前輪２４は急激に操舵される。この結果、磁界発生手段１６を設けた前輪２４と車体内部に設けた磁界検出装置１７との距離が急激に変化するため、安定した検出を行う上で不利になる。このため、上述したように車輪の回転数検出装置は非操舵車輪である後輪１８、１８に設けた。但し、上記磁界検出装置１７の検出精度を確保することにより、操向車輪である前輪２４に上記車輪の回転数検出装置を設けることは可能である。従って、本発明に係る車輪の回転数検出装置を、上記４WSに設けることは可能である。
【００３３】
次に、磁界発生手段１６を構成するための着磁方法について、簡単に説明する。本形態例における磁界発生手段１６を構成する場合、図５に示すように、着磁範囲θを90度±１５度とする。又、着磁した後の極性は、車両の外側から見た場合に、図5の右側がN極、同図の左側がS極となるようにする。着磁場所は任意であるが、着磁は車輪（タイヤ）の全幅に亙って行う。又、極性は図示の場合と逆にならないようにする。着磁作業は、一方向に向けて行っても往復して行っても、いずれであっても良い。
【００３４】
このような着磁作業は、図6（A）に示すような着磁用部材２５を用いて行うことができる。この図示の着磁用部材２５は、角筒状のホルダ２６の一端側（図6（A）の左上側）に着磁用マグネット部材２７を固定したものである。上記着磁用マグネット部材２７は、図6（B）に示すように、直方体状のマグネット２８の両側面に1対の両面粘着テープ２９、２９を貼着するとともに、これら粘着テープ２９、２９のマグネット２８と対向しない面を上記ホルダ２６の内側面に貼着することで構成している。
【００３５】
上述したような着磁用部材２５を用いて上記後輪18を着磁する場合、先ず、この着磁用部材２５を上記着磁範囲を除く後輪１８の外周部に摺接させ、オフセット着磁を行う。このオフセット着磁とは、車輪が元々有する着磁成分を消磁させるために行うものである。このようなオフセット着磁を行ったならば、上記着磁範囲を車輪の全幅に亙って着磁する。この際の作業は、やはり上記着磁用部材２５を摺接することで行う。尚、上記オフセット着磁は、磁界発生手段１６を構成すべく車輪に着磁する場合に、この着磁が所望の着磁範囲にのみ確実に施されるようにするために行う。従って、上記の説明のとおりのオフセット着磁を行う必要はない。要は、所望範囲にのみ確実に着磁できるのであれば、このオフセット着磁の方法や手順は問わない。
【００３６】
上述のようにして着磁された車輪における磁界分布を、図７に示す。この図７に示す例の場合、磁界検出手段１７は、仮想的に定めた直交座標（X軸、Y軸）におけるO点に設けている。この位置に磁界検出手段１７を設けた場合、磁界検出手段１７が検出する車輪の回転に伴う磁界の変化は、図８（A）に示すようになる。車輪が図７に示す状態の場合、図８（A）のK点が当該状態の磁界を表している。又、磁界検出手段１７を図７のP点に設けた場合、磁界検出手段１７が検出する車輪の回転に伴う磁界の変化は、図８（B）に示すようになる。この場合において車輪が図７に示す状態であれば、図８（B）のL点が当該状態の磁界を表している。尚、この図８は、下向きの磁界をプラスとして表示している。
【００３７】
本形態例における車輪の回転数検出装置は、上述のように構成されるため、磁界発生手段１６及び磁界検出手段１７を、容易に設けることができる。すなわち、容易に車輪の回転数検出装置を設けることができる。このように、新たに車輪の回転数検出装置を取り付けるため、ナビゲーションシステムを利用者自身が取り付ける場合、予め設けられている走行距離センサ等の外部端子を特定する作業を要せず、容易にナビゲーションシステムの取り付けを行えるようになる。又、上記磁界検出手段１７は、タイヤハウス等の車体の内部に設けるため、雨水等の悪影響を受け難く、外部損傷の防止も図れる。
【００３８】
しかも、本形態例における磁界発生手段１６は、ステアリング操作によって舵角が付与される車輪でない車輪（非操向車輪）である後輪１８に設ける。この結果、磁界発生手段１６と磁界検出手段１７との相対位置変化が緩除で小さくなるため、安定した磁界検出が可能になる。又、このように磁界発生手段１６を後輪に設けるとともに、磁界検出手段１７を後部タイヤハウス形成部分３０に設ける。このように磁界検出手段１７を比較的広いスペースを有する後部タイヤハウス形成部分３０に取り付けるため、取付作業の容易化と、自動車を構成する他の部材との干渉防止とを図れる。磁界検出手段１７を後部トランク形成部分に設ける場合でも同様の効果を得られる。
【００３９】
更に、本形態例の場合、磁界発生手段１６は車輪を構成する磁性体であるスティールベルト１９に着磁することにより構成している。このため、別途マグネットを固定した場合に比較して、当該マグネットが振動等の影響で離脱してしまい検出不能となる事故が解消され、安定した検出に寄与できる。しかも、本形態例の場合、磁界検出手段１７に感度切り換え手段２１を設け、磁界検出手段１７が、この感度切り換え手段２１によって選択されたモードで磁界を検出自在としている。この結果、低感度モードの設定により、着磁が不十分な部分を容易に検出できる。従って、磁界発生手段１６を構成するための着磁作業を確実に行うことができ、やはり安定した検出に寄与できる。
【００４０】
尚、上述した回転数検出装置を車両に取り付ける場合、以下のように行う。すなわち、第一工程として、上記磁界発生手段１６及び表示回路２３等を取り付けるとともに車体内部の任意の位置に磁界検出手段１７を取り付ける。各手段１６、１７、及び回路２３の取り付け位置は、前述したとおりである。次いで、第二工程として、上記磁界検出手段１７を低感度モードとして車輪を回転させる。そして、この車輪の回転に伴って上記表示回路２３が、前記磁界発生手段１６は所定位置に取り付けられていると判断してその旨を表示することにより、組み付けを完了する。上記表示回路２３が上記旨を表示しない場合には、この旨を表示するまで上記第一、第二、各工程を繰り返し行う。このようにして、取り付け作業を行うことにより、車両の回転数検出装置のうち、とりわけ磁界発生手段１６を誤った位置等に取り付けることが確実に防止され、当該装置の正確な取り付けに寄与できる。
【００４１】
尚、本発明に係る車輪の回転数検出装置及び走行距離検出装置のうち、走行距離検出装置は、前述したように、上記回転数検出装置に、回転数から走行距離を算出する演算処理を行う演算装置（走行距離算出手段）を付設した構成である。更に、この演算装置は、回転数検出装置における回転数計測用のCPUにその機能を付設することで容易に実施できる。このように構成される走行距離検出装置の作用並びに効果は、上記回転数検出装置と同様である。
【００４２】
本発明に係る車輪の回転数検出装置及び走行距離検出装置は、上述したように構成され作用するため、ナビゲーションシステムを後から取り付ける場合に、容易且つ確実にナビゲーションシステムに回転数検出装置或いは走行距離検出装置を接続できる。言い換えれば、ナビゲーションシステムを後から取り付ける作業を、容易且つ簡易に、しかも正確に行える。前述した従来の場合のように、予め自動車に設けられている走行距離センサ等を利用してナビゲーションシステムを作動させることはないため、上記走行距離センサを含むマイクロコンピュータの外部端子のうちの所定の外部端子を見つけ出し、当該外部端子とナビゲーションシステムとを接続すると言った面倒で不確実な作業を要することがなくなる。
【００４３】
尚、上記磁界発生手段１６及び磁界検出手段１７は、１組設ければ良い。但し、１組のみ設けた場合で、上記磁界発生手段１６を設けた車輪が例えばパンクしたような際には、ナビゲーションシステムを使用できなくなる。このような事態を想定して、スペアタイヤにも上記磁界発生手段１６を設けておいたり、或いは１対の後輪１８のいずれの側にも上記磁界発生手段１６及び磁界検出手段１７を設けておくこともできる。このように構成すれば、磁界発生手段１６を設けた一の車輪が使用不能になった場合でも、ナビゲーションシステムを使用できる。
【００４４】
【実施例】
次に、上述した形態例に係る車輪の回転数検出装置を用いて行った実験とその結果について説明する。先ず、第一の実験として、磁界検出手段１７の設置位置を種々変化させた場合における、検出磁界の波形を求める実験を行った。この第一の実験を行う上での条件を図９（A）（B）に、その結果を同図（C）に、それぞれ示す。すなわち、図９（A）の記載から明らかなように、磁界検出手段１７をタイヤ（後輪１８）の内側面から１４cm内側に離れた位置に設ける。又、図９（B）から明らかなように、磁界検出手段１７を同図（B）に記載したA点からI点までの９の位置に設けて、それぞれ検出磁界の波形を測定した。その結果、上記A点からI点の各位置において、それぞれ図９（C）に示すような波形が得られた。この図９（C）の左端に示した線分の長さが０．２G（ガウス）に相当する。尚、この実験において、タイヤの着磁角度は９０度、タイヤ径は６０cm、磁界検出方向は、図９（B）に示すZ軸方向である。
【００４５】
又、第二の実験として、異なる６車種に本形態例に係る車輪の回転数検出装置を取り付けて、その出力の経時特性を調べた。この実験結果を図１０に示す。尚、この図１０において、プロットされている白丸、黒丸、二重丸、白四角、黒四角、二重四角は、実験に使用したそれぞれの車種に対応する。又、横軸に着磁後の経過時間（時間）を、縦軸に着磁後の出力を１００とした場合の出力値の割合を、それぞれ示している。この図１０の記載から、着磁後５００時間程度で出力低下が飽和すると考えられる。又、その際の飽和レベルは５０％程度と考えられる。
【００４６】
更に、第三の実験として、異なる３車種に上記車輪の回転数検出装置を設け、着磁直後の出力波形と、所定時間経過後の出力波形との違いを調べた。この実験の結果を図１１に示す。この図１１において、（A）の左側の線図は第一の車種における着磁直後の出力波形を、同じく（A）の右側の線図は８８８時間経過後の出力波形を、それぞれ示している。同様に、（B）の左側の線図は第二の車種における着磁直後の出力波形を、同じく（B）の右側の線図は２０１６時間経過後の出力波形を、それぞれ示している。更に、（C）の左側の線図は第三の車種における着磁直後の出力波形を、同じく（C）の右側の線図は２０１６時間経過後の出力波形を、それぞれ示している。この実験結果からも、出力低下の飽和レベルは５０％程度と考えられる。
【００４７】
これらの結果、このような傾向の下では、磁界検出手段１７の出力の確保等により、２年程度の使用が可能と思われる。又、車輪部分に磁界発生手段１６を設けるが、この磁界発生手段１６が、例えば、鉄橋、路面下に埋設されている磁気ネイル上等を通過する際に、意図しない磁界を発生することはなかった。例えば、本発明者が計測した外乱磁界は、橋の継ぎ目に設けられた鉄板上で２G、鉄道レール上で３G、車長４ｍのダンプカーが対向してくる際で４Gであり、全く問題はないと考えられる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明に係る車輪の回転数検出装置及び走行距離検出装置は、上述のように構成され作用するため、これら回転数検出装置或いは走行距離検出装置を容易且つ確実に設けることができる。この結果、利用者が磁界検出手段を最適な位置に取り付け可能となり、容易にナビゲーションシステムを装備できるようにすることが可能になる。更に、磁界発生手段の減磁に対して磁界発生手段の再度の取り付けを要せず、使用寿命をきわめて長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例を示す、要部平面図である。
【図２】タイヤの着磁部分を示しており、（A）は部分断面図、（B）は側面図、（C）はスティールベルトを展開して示す平面図である。
【図３】磁界検出手段部分を示すブロック図である。
【図４】回転数検出装置を操向車輪側に設けた場合を示しており、（A）は車両が直進する状態を、（B）は舵角を付与された状態を、それぞれ示す部分横断平面図である。
【図５】タイヤの着磁範囲を示す側面図である。
【図６】着磁用部材を示しており、（A）は透視斜視図、（B）はマグネットを取り出して示す斜視図である。
【図７】着磁後の磁界を示す略斜視図である。
【図８】それぞれ出力波形を示す線図である。
【図９】第一の実験における条件及び結果を示しており、（A）は車輪を上方から見た略図、（B）は側面から見た略図、（C）は出力波形を示すそれぞれ線図である。
【図１０】第二の実験結果を示す線図である。
【図１１】第三の実験結果を示す、それぞれ線図である。
【図１２】ナビゲーションシステムの1例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１６ 磁界発生手段
１７ 磁界検出手段
１８ 後輪
１９ スティールベルト
２２ 感度切り換えスイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明の車輪の回転数検出装置及び走行距離検出装置は、自動車に設けられている車輪の回転数や、この回転数に基づいて得られる走行距離を検出するもので、特に、自動車の現在位置等を指示表示するナビゲーションシステムに利用して有効な車輪の回転数検出装置及び走行距離検出装置を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の現在位置や進行すべき方位等を指示及び表示するナビゲーションシステムが普及している。従来知られているナビゲーションシステムとしては、衛星からの電波を受信して当該自動車の位置を検出し、進行方向等を指示するGPS（Global Positioning System）測位装置と、自動車自体に設けたジャイロや走行状態検出用のセンサからの検出値から上記位置等を検出する検出装置とを併用したものが広く使用されている。図１２は、上述したような従来知られたナビゲーションシステムの１例を示している。先ず、この図１２に示したナビゲーションシステムについて、簡単に説明する。
【０００３】
このナビゲーションシステムは、地磁気センサ１と、ジャイロ２と、走行距離センサ３と、GPS測位装置４と、制御器５と、入力手段１４と、表示手段１５と、を備えている。上記地磁気センサ１は、地磁気に基づいて当該自動車の方位を検出する。上記ジャイロ２は、自動車の方向変化に伴う角速度を検出する。上記走行距離センサ３は、自動車の停止状態或いは移動状態を検出するとともに、自動車の走行速度及び走行距離を検出する。又、上記GPS測位装置４は、GPS衛星からの電波を受信してこの自動車の現在の緯度、経度、高度、進行方位等を検出する。更に、上記制御器５は、上記各構成部材１、２、３、４の制御を行うとともに、これら各構成部材１、２、３、４から得られた各検出値を用いて各種演算を行い、必要なデータを算出する。上記入力手段１４は、上記制御器５に各種指令を入力するために用いる。上記表示手段１５は、例えば液晶ディスプレイである。
【０００４】
上記制御器５は、インターフェイス６と、CPU（Central Processing Unit）７と、ROM８と、RAM９と、CD-ROM１０と、を備える。更に、バッファメモリ１１と、グラフィックコントローラ１２と、表示コントローラ１３とを備える。上記インターフェイス６は、上記地磁気センサ１等の構成各部材１、２、３、４からの出力を入力し、A/D変換等を施す。上記CPU７は、予め格納されたプログラムに従って各種演算処理を行う。このプログラムは、上記ROM８に格納されている。又、上記RAM９は、各種演算処理等に必要となるデータの書き込みや読み出しに使用される。上記CD-ROM１０は、地図情報等を記録した記録媒体を読み出すために使用される。
【０００５】
更に、上記制御器５を構成するバッファメモリ１１は、V-RAM等から構成されており、画像データ等を一時的に保存しておく。上記グラフィックコントローラ１２は、このバッファメモリ１１に保存された画像情報等を出力する際の制御を行う。又、上記表示コントローラ１３は、グラフィックコントローラ１２からの出力を入力し、上記表示手段１５の画像表示を制御する。
【０００６】
上述のように構成される従来のナビゲーションシステムの作用は、次のとおりである。すなわち、このナビゲーションシステムを起動することにより、上記制御器５が、上記CD-ROM１０から地図情報等をアクセスするための情報と当該自動車の位置の表示情報等を読み出してRAM９に記憶する。次いで、上記GPS測位装置４から当該自動車の位置を示すための緯度及び経度並びに自動車の進行方向データを取り出し、グラフィックコントローラ１２に送り、上記表示手段１５に表示する。更に、この自動車の現在位置と進行方向とから、表示されている地図中に自動車の位置を指示する（マークする）処理を行う。この後、上記GPS測位装置４から定期的に情報を読み出し、当該自動車の位置を上記地図中に適宜表示する。尚、必要あれば、表示しておく地図を適宜更新する。
【０００７】
更に、上記地磁気センサ１、ジャイロ２、走行距離センサ３の検出値を読み取り、これら各センサ１、２、３によっても自動車の位置等を検出する。そして、上記GPS測位装置４から得られる位置と、この各センサ１、２、３から得られる位置とを比較し、両者の誤差を修正する。この結果、当該自動車の位置及び進行方向を知ることが可能になる。尚、上記走行距離センサ３は、車輪の回転数を検出している。そして、上記CPU７が（或いは、別途設けた演算手段が）この回転数に基づいて走行距離を算出する。
【０００８】
ところで、上述したようなナビゲーションシステムは、車種等によっては標準で装備されているが、過去に売り出された自動車や価格低減のために装備を限定した車種等では標準で装備されてはいないものがある。このように予めナビゲーションシステムが装備されていない自動車にナビゲーションシステムを装備したい場合には、新たに取り付ける必要がある。上記ナビゲーションシステムを後から取り付ける場合、販売店等で取付作業を行う他、利用者自身が取り付けることも可能なようにしている。すなわち、ナビゲーションシステムを製造するメーカー等は、ナビゲーションシステムを構成する表示手段等の部材をセットとして販売しており、上記利用者はこのセットを購入して自動車に装着する。このように、利用者自身が取り付けをおこなえば、それだけ安価にナビゲーションシステムを装備できる利点がある。
【０００９】
尚、上記ナビゲーションシステムにおいては、前述したように車輪の回転数や走行距離を検出する必要がある。このために、上記従来のナビゲーションシステムにおいては、回転数センサや走行距離センサ３等（走行距離センサ３は、前述したように回転数センサに演算手段を組み合わせたものであるが、）を設けるが、この走行距離センサ３等は、予め自動車に設けられている走行距離センサ等を利用していた。このため、上記ナビゲーションシステムを利用者自身が取り付ける場合、上記予め自動車に設けられている走行距離センサ等と、ナビゲーションシステムを構成する制御器５（のインターフェイス６）とを接続する必要がある。具体的には、上記走行距離センサ等を含むマイクロコンピュータ（例えば、ワンチップマイコン）の外部端子とナビゲーションシステムのインターフェイス６とを接続し、上記マイクロコンピュータから上記走行距離等に関するデータをナビゲーションシステムに送り込めるようにする。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように利用者自身がナビゲーションシステムを取り付ける場合、上記走行距離センサ（を含むマイクロコンピュータ）とナビゲーションシステムを構成する制御器５（インターフェイス６）とを接続することに関して、以下のような不都合が存在する。すなわち、上記マイクロコンピュータの外部端子のうち、いずれの外部端子が回転数や走行距離に関するデータを出力するかを知っていないと、接続作業を行えない。言い換えれば、上記マイクロコンピュータの外部端子に関する知識がないと、ナビゲーションシステムを利用者自信が取り付けることはできない。上記外部端子に関する情報は、一般に自動車のマニュアル等には記載されてはおらず、当該情報を知るためには相当の知識を持つ必要があった。
【００１１】
この発明は、上述のような事情に鑑みて創案されたもので、予め自動車に装着されている走行距離センサ等を利用することなく、新たにナビゲーションシステム用の回転数検出装置や走行距離検出装置を容易且つ確実に取り付け可能として、利用者が容易にナビゲーションシステムを装備できるようにすることを可能にすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した車輪の回転数検出装置に関する発明は、自動車に設けられた車輪の回転数を検出するための車輪の回転数検出装置であって、少なくとも一の車輪若しくはこの車輪とともに回転する部材に設けられた磁界発生手段と、車体内部に設けられ、前記磁界発生手段によって発生した磁界を検出し、検出した磁界波形を矩形波に整形して出力する磁界検出手段と、前記磁界検出手段が、前記自動車の走行中において、前記磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、検出した磁界波形を矩形波に整形して出力する第１のモードと、前記磁界検出手段が、前記磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、前記第１のモードで前記磁界を検出する場合の磁界波形に対して前記磁界発生手段の擬似的な減磁状態が形成された磁界波形を生成し、生成した磁界波形を矩形波に整形して出力する第２のモードと、を切り換えるモード切り換え手段と、を備え、前記磁界検出手段は、前記モード切り換え手段によって選択されたモードで整形した前記矩形波を出力することを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載した車輪の回転数検出装置は、上述のように構成されるため、少なくとも一の車輪とともに回転する部材に磁界発生手段を、車体内部に磁界検出手段を、それぞれ取り付けることにより、容易に車輪の回転数検出装置を設けることができる。このように、新たに車輪の回転数検出装置を取り付けるため、ナビゲーションシステムを利用者自身が取り付ける場合、予め設けられている走行距離センサ等の外部端子を特定する作業を要せず、容易にナビゲーションシステムの取付を行えるようになる。又、上記磁界検出手段を車体の内部に設けるため、雨水等の悪影響を受け難く、外部損傷の防止を図れる。更に、磁界検出手段が、自動車の走行中において、磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、検出した磁界波形を矩形波に整形して出力する第１のモードと、前記磁界検出手段が、前記磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、前記第１のモードで前記磁界を検出する場合の磁界波形に対して磁界発生手段の擬似的な減磁状態が形成された磁界波形を生成し、生成した磁界波形を矩形波に整形して出力する第２のモードとを切り換えるモード切り換え手段と、を備え、磁界検出手段は、モード切り換え手段によって選択されたモードで整形した矩形波を出力する。このため、第２のモードの設定により、磁界発生手段の擬似的な状態を形成して、着磁が不十分な部分を容易に検出できる。従って、磁界発生手段を構成するための着磁作業を確実に行うことができ、磁界の安定した検出に寄与できる。
【００１４】
更に、請求項２に記載したように、車輪の回転時に磁界検出手段が第２のモードで出力した矩形波によって、磁界発生手段が所定位置に取り付けられていると判断した場合に、その旨を表示自在な表示手段を設けることができる。このように、表示手段を設ければ、磁界発生手段を誤った位置等に取り付けることを防止でき、正確な取り付けに寄与できる。
【００１５】
又、請求項３に記載したように、磁界発生手段を、車輪を構成する磁性体に着磁することにより構成することもできる。このように構成することにより、マグネットが離脱してしまい検出不能となる事故が解消され、安定した検出に寄与できる。
【００１６】
又、請求項４に記載した走行距離検出装置に関する発明は、自動車に設けられた車輪の回転数を検出し、この回転数に基づいて走行距離を算出する走行距離検出装置であって、少なくとも一の車輪若しくはこの車輪とともに回転する部材に設けられた磁界発生手段と、車体内部に設けられ、前記磁界発生手段によって発生した磁界を検出し、検出した磁界波形を矩形波に整形して出力する磁界検出手段と、この磁界検出手段が検出した磁界により得られる車輪の回転数に基づいて走行距離を算出する走行距離算出手段と、前記磁界検出手段が、前記自動車の走行中において、前記磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、検出した磁界波形を矩形波に整形して出力する第１のモードと、前記磁界検出手段が、前記磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、前記第１のモードで前記磁界を検出する場合の磁界波形に対して前記磁界発生手段の擬似的な減磁状態が形成された磁界波形を生成し、生成した磁界波形を矩形波に整形して出力する第２のモードと、を切り換えるモード切り換え手段と、を備え、前記磁界検出手段は、前記モード切り換え手段によって選択されたモードで整形した前記矩形波を出力することを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載した走行距離検出装置は、上述のように構成されるため、少なくとも一の車輪とともに回転する部材に磁界発生手段を、車体内部に磁界検出手段及び走行距離算出手段を、それぞれ取り付けることにより、容易に走行距離検出装置を設けることができる。このように、新たに走行距離検出装置を取り付けるため、ナビゲーションシステムを利用者自身が取り付ける場合、予め設けられている走行距離センサ等の外部端子を特定する作業を要せず、容易にナビゲーションシステムの取り付けを行えるようになる。又、上記磁界検出手段及び走行距離算出手段を車体の内部に設けるため、雨水等の悪影響を受け難く、外部損傷の防止も図れる。更に、磁界検出手段が、自動車の走行中において、磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、検出した磁界波形を矩形波に整形して出力する第１のモードと、磁界検出手段が、前記磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、前記第１のモードで前記磁界を検出する場合の磁界波形に対して磁界発生手段の擬似的な減磁状態が形成された磁界波形を生成し、生成した磁界波形を矩形波に整形して出力する第２のモードと、を切り換えるモード切り換え手段と、を備え、磁界検出手段は、モード切り換え手段によって選択されたモードで整形した矩形波を出力する。このため、第２のモードの設定により、磁界発生手段の擬似的な減磁状態を形成して、着磁が不十分な部分を容易に検出できる。従って、磁界発生手段を構成するための着磁作業を確実に行うことができ、磁界の安定した検出に寄与できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。尚、この発明に係る車輪の回転数検出装置と、同じくこの発明に係る走行距離検出装置とは、上記走行距離検出装置が、車輪の回転数に基づいて走行距離を算出する走行距離算出手段を備えている他は、ほぼ同様の構成である。上記走行距離算出手段としては、上記回転数を求めるための演算装置（上記ナビゲーションシステムを構成するCPU７、或いは別途設けたCPU）にその機能を持たせることができる。よって、本形態例では、車輪の回転数検出装置について説明し、走行距離検出装置に関する説明は省略する。
【００２５】
本形態例における車輪の回転数検出装置は、図１に示すように、磁界発生手段１６と磁界検出手段１７とを備えている。このうち、上記磁界発生手段１６は、非操向車輪である後輪１８、１８とともに回転する部材に設けている。尚、非操向車輪とは、運転者のステアリング操作によって直接操向される車輪でない車輪を言う。上記部材としては、例えば車輪を構成するタイヤがラジアルタイヤ（のうちのスティールラジアル）である場合、図２に示すように、上記後輪１８を構成するスティールベルト１９が好ましく採用できる。すなわち、周知のようにラジアルタイヤは、厚いゴム層２０の内側にベルトと称されるコード層を備えている。このコード層は、いわゆる「たが効果」を得るために設ける。上記スティールラジアルの場合、このベルトを磁性体であるスティールにより構成している。本形態例の場合、このスティールベルト１９を利用して磁界発生手段１６とする。
【００２６】
尚、上記ラジアルタイヤには、コード層としてポリエステル等の高剛性の繊維を用いたもの（テキスタイルラジアル）があるが、このような型のラジアルタイヤでは、別の磁性体（例えば、制動装置を構成するディスク或いはホイール）に着磁するか、或いは別途マグネットを固設することにより、上記磁界発生手段１６を構成する。上記マグネットとしては、各種永久磁石等、従来知られたものを使用できる。又、他の形式のタイヤ（バイアスタイヤ等）においても、磁性体部分に着磁するか、或いは別途マグネットを固設することで、磁界発生手段１６とする。
【００２７】
一方、上記磁界検出手段１７は、上記磁界発生手段１６によって発生した磁界（車輪の回転に伴う磁界の変化）を検出するもので、車体内部に設ける。本形態例の場合、上記磁界発生手段１６を非操向車輪である後輪１８に設けることに伴い、この磁界検出手段１７を車体の後部タイヤハウス形成部分３０のうち、上記後輪１８の内側（車両の中央側）に対向する側面部分に設けている。すなわち、車輪を設けるために、車体には上記タイヤハウスと称される車輪設置空間を設ける。本形態例の場合、上記磁界検出手段１７は、この車輪設置空間である後部タイヤハウス形成部分３０に設ける。勿論、上記後輪１８（の磁界発生手段１６を設けた位置）の近傍位置に設けることが望ましい。
【００２８】
尚、図示は省略したが、この磁界発生手段１７を後部トランク形成部分（図示せず）に設けることも可能である。後部トランク形成部分としては、車体のうちの上記後部トランクを形成した部分の上記後輪１８側の側面や、この後部トランク内部を採用できる。但し、この後部トランク内にCDチェンジャー等の磁界を発生する機器を装備している場合、この機器の近傍位置に上記磁界検出手段１７を設けないようにすることが好ましい。これは、上記機器による磁気検出手段１７への悪影響を考慮してのことである。上記タイヤハウス形成部分３０や後部トランク形成部分等、車体の内側の部分が、特許請求の範囲に記載した車体内部を指す。
【００２９】
更に、この磁界検出手段１７には、図３に示すように、波形整形回路２１と感度切り換えスイッチ２２とを接続している。この感度切り換えスイッチ２２が、特許請求の範囲に記載したモード切り換え手段である。又、波形整形回路２１の後段には表示回路２３を接続している。この表示回路２３が、特許請求の範囲に記載した表示手段を成す。上記表示回路２３は、上記磁界検出手段１７が磁界（の変化）を検出していることを確認した場合に、この磁界検出手段１７が使用可能となった旨を表示する。この表示回路２３を備えることにより、磁気検出手段１７を所定位置に取り付けた場合に、この磁気検出手段１７とナビゲーションシステムとを接続する以前に、磁気検出手段１７が使用可能か否かを判断できる。この結果、磁気検出手段１７が使用できない状態であるにも拘らずナビゲーションシステムと接続してしまい、ナビゲーションシステムが作動しない原因を調査する等の余計な手間を防止することができる。尚、上記磁界検出手段１７が磁界（の変化）を検出していることの確認は、例えば、或るしきい値を超えるレベルの波形が送られてきていることの検出により行う。
【００３０】
上記感度切り換えスイッチ２２は、通常感度モード（第１のモード）とこの通常感度モードよりも低い感度の低感度モード（第２のモード）とを切り換え自在である。上記通常モードは、自動車が走行している場合に、この走行中の磁界（の変化）を検出するモードである。これに対して、上記低感度モードは、磁界発生手段１６を構成すべくスティールベルト１９に対して行った着磁に、不十分な部分があるか否かを検出するためのモードである。上記感度切り換えスイッチ２２を切り換えて低感度モードとすることにより、車輪の回転数検出装置を取付た後、所定期間経過した際の上記磁界発生手段１６の減磁状態を擬似的に作り出し、この場合に感度が不足しないか否かの確認を行える。すなわち、回転数の検出が行えるか否かを確認できる。
【００３１】
更に、上記波形整形回路２１は、磁気検出手段１７によって検出した磁界（の変化）を表す波形を、図３に示す波形A（A‘）を、同図の波形Bのような矩形波に整形する。この波形整形回路２１からの出力は、図示しないナビゲーションシステムに送り込まれる。
【００３２】
尚、上述したように構成される本形態例における磁界発生手段１６は、非操舵車輪である後輪１８、１８に設けている。すなわち、本実施の形態においては、本形態例の車輪の回転数検出装置を、いわゆる４WS（四輪操舵）車でない自動車に適用した例について説明している。このように、磁界発生手段１６を非操向車輪である後輪１８、１８に設けた理由は、次のとおりである。すなわち、上記磁界発生手段１６を操向車輪である前輪２４に設けた場合、車両が直進している際には、図４（A）に示す状態であるが、車両の進行方向を変えるべくステアリング操作を行うと、図４（B）に示すように、このステアリング操作に伴って前輪２４は急激に操舵される。この結果、磁界発生手段１６を設けた前輪２４と車体内部に設けた磁界検出装置１７との距離が急激に変化するため、安定した検出を行う上で不利になる。このため、上述したように車輪の回転数検出装置は非操舵車輪である後輪１８、１８に設けた。但し、上記磁界検出装置１７の検出精度を確保することにより、操向車輪である前輪２４に上記車輪の回転数検出装置を設けることは可能である。従って、本発明に係る車輪の回転数検出装置を、上記４WSに設けることは可能である。
【００３３】
次に、磁界発生手段１６を構成するための着磁方法について、簡単に説明する。本形態例における磁界発生手段１６を構成する場合、図５に示すように、着磁範囲θを90度±１５度とする。又、着磁した後の極性は、車両の外側から見た場合に、図5の右側がN極、同図の左側がS極となるようにする。着磁場所は任意であるが、着磁は車輪（タイヤ）の全幅に亙って行う。又、極性は図示の場合と逆にならないようにする。着磁作業は、一方向に向けて行っても往復して行っても、いずれであっても良い。
【００３４】
このような着磁作業は、図6（A）に示すような着磁用部材２５を用いて行うことができる。この図示の着磁用部材２５は、角筒状のホルダ２６の一端側（図6（A）の左上側）に着磁用マグネット部材２７を固定したものである。上記着磁用マグネット部材２７は、図6（B）に示すように、直方体状のマグネット２８の両側面に1対の両面粘着テープ２９、２９を貼着するとともに、これら粘着テープ２９、２９のマグネット２８と対向しない面を上記ホルダ２６の内側面に貼着することで構成している。
【００３５】
上述したような着磁用部材２５を用いて上記後輪18を着磁する場合、先ず、この着磁用部材２５を上記着磁範囲を除く後輪１８の外周部に摺接させ、オフセット着磁を行う。このオフセット着磁とは、車輪が元々有する着磁成分を消磁させるために行うものである。このようなオフセット着磁を行ったならば、上記着磁範囲を車輪の全幅に亙って着磁する。この際の作業は、やはり上記着磁用部材２５を摺接することで行う。尚、上記オフセット着磁は、磁界発生手段１６を構成すべく車輪に着磁する場合に、この着磁が所望の着磁範囲にのみ確実に施されるようにするために行う。従って、上記の説明のとおりのオフセット着磁を行う必要はない。要は、所望範囲にのみ確実に着磁できるのであれば、このオフセット着磁の方法や手順は問わない。
【００３６】
上述のようにして着磁された車輪における磁界分布を、図７に示す。この図７に示す例の場合、磁界検出手段１７は、仮想的に定めた直交座標（X軸、Y軸）におけるO点に設けている。この位置に磁界検出手段１７を設けた場合、磁界検出手段１７が検出する車輪の回転に伴う磁界の変化は、図８（A）に示すようになる。車輪が図７に示す状態の場合、図８（A）のK点が当該状態の磁界を表している。又、磁界検出手段１７を図７のP点に設けた場合、磁界検出手段１７が検出する車輪の回転に伴う磁界の変化は、図８（B）に示すようになる。この場合において車輪が図７に示す状態であれば、図８（B）のL点が当該状態の磁界を表している。尚、この図８は、下向きの磁界をプラスとして表示している。
【００３７】
本形態例における車輪の回転数検出装置は、上述のように構成されるため、磁界発生手段１６及び磁界検出手段１７を、容易に設けることができる。すなわち、容易に車輪の回転数検出装置を設けることができる。このように、新たに車輪の回転数検出装置を取り付けるため、ナビゲーションシステムを利用者自身が取り付ける場合、予め設けられている走行距離センサ等の外部端子を特定する作業を要せず、容易にナビゲーションシステムの取り付けを行えるようになる。又、上記磁界検出手段１７は、タイヤハウス等の車体の内部に設けるため、雨水等の悪影響を受け難く、外部損傷の防止も図れる。
【００３８】
しかも、本形態例における磁界発生手段１６は、ステアリング操作によって舵角が付与される車輪でない車輪（非操向車輪）である後輪１８に設ける。この結果、磁界発生手段１６と磁界検出手段１７との相対位置変化が緩除で小さくなるため、安定した磁界検出が可能になる。又、このように磁界発生手段１６を後輪に設けるとともに、磁界検出手段１７を後部タイヤハウス形成部分３０に設ける。このように磁界検出手段１７を比較的広いスペースを有する後部タイヤハウス形成部分３０に取り付けるため、取付作業の容易化と、自動車を構成する他の部材との干渉防止とを図れる。磁界検出手段１７を後部トランク形成部分に設ける場合でも同様の効果を得られる。
【００３９】
更に、本形態例の場合、磁界発生手段１６は車輪を構成する磁性体であるスティールベルト１９に着磁することにより構成している。このため、別途マグネットを固定した場合に比較して、当該マグネットが振動等の影響で離脱してしまい検出不能となる事故が解消され、安定した検出に寄与できる。しかも、本形態例の場合、磁界検出手段１７に感度切り換え手段２１を設け、磁界検出手段１７が、この感度切り換え手段２１によって選択されたモードで磁界を検出自在としている。この結果、低感度モードの設定により、着磁が不十分な部分を容易に検出できる。従って、磁界発生手段１６を構成するための着磁作業を確実に行うことができ、やはり安定した検出に寄与できる。
【００４０】
尚、上述した回転数検出装置を車両に取り付ける場合、以下のように行う。すなわち、第一工程として、上記磁界発生手段１６及び表示回路２３等を取り付けるとともに車体内部の任意の位置に磁界検出手段１７を取り付ける。各手段１６、１７、及び回路２３の取り付け位置は、前述したとおりである。次いで、第二工程として、上記磁界検出手段１７を低感度モードとして車輪を回転させる。そして、この車輪の回転に伴って上記表示回路２３が、前記磁界発生手段１６は所定位置に取り付けられていると判断してその旨を表示することにより、組み付けを完了する。上記表示回路２３が上記旨を表示しない場合には、この旨を表示するまで上記第一、第二、各工程を繰り返し行う。このようにして、取り付け作業を行うことにより、車両の回転数検出装置のうち、とりわけ磁界発生手段１６を誤った位置等に取り付けることが確実に防止され、当該装置の正確な取り付けに寄与できる。
【００４１】
尚、本発明に係る車輪の回転数検出装置及び走行距離検出装置のうち、走行距離検出装置は、前述したように、上記回転数検出装置に、回転数から走行距離を算出する演算処理を行う演算装置（走行距離算出手段）を付設した構成である。更に、この演算装置は、回転数検出装置における回転数計測用のCPUにその機能を付設することで容易に実施できる。このように構成される走行距離検出装置の作用並びに効果は、上記回転数検出装置と同様である。
【００４２】
本発明に係る車輪の回転数検出装置及び走行距離検出装置は、上述したように構成され作用するため、ナビゲーションシステムを後から取り付ける場合に、容易且つ確実にナビゲーションシステムに回転数検出装置或いは走行距離検出装置を接続できる。言い換えれば、ナビゲーションシステムを後から取り付ける作業を、容易且つ簡易に、しかも正確に行える。前述した従来の場合のように、予め自動車に設けられている走行距離センサ等を利用してナビゲーションシステムを作動させることはないため、上記走行距離センサを含むマイクロコンピュータの外部端子のうちの所定の外部端子を見つけ出し、当該外部端子とナビゲーションシステムとを接続すると言った面倒で不確実な作業を要することがなくなる。
【００４３】
尚、上記磁界発生手段１６及び磁界検出手段１７は、１組設ければ良い。但し、１組のみ設けた場合で、上記磁界発生手段１６を設けた車輪が例えばパンクしたような際には、ナビゲーションシステムを使用できなくなる。このような事態を想定して、スペアタイヤにも上記磁界発生手段１６を設けておいたり、或いは１対の後輪１８のいずれの側にも上記磁界発生手段１６及び磁界検出手段１７を設けておくこともできる。このように構成すれば、磁界発生手段１６を設けた一の車輪が使用不能になった場合でも、ナビゲーションシステムを使用できる。
【００４４】
【実施例】
次に、上述した形態例に係る車輪の回転数検出装置を用いて行った実験とその結果について説明する。先ず、第一の実験として、磁界検出手段１７の設置位置を種々変化させた場合における、検出磁界の波形を求める実験を行った。この第一の実験を行う上での条件を図９（A）（B）に、その結果を同図（C）に、それぞれ示す。すなわち、図９（A）の記載から明らかなように、磁界検出手段１７をタイヤ（後輪１８）の内側面から１４cm内側に離れた位置に設ける。又、図９（B）から明らかなように、磁界検出手段１７を同図（B）に記載したA点からI点までの９の位置に設けて、それぞれ検出磁界の波形を測定した。その結果、上記A点からI点の各位置において、それぞれ図９（C）に示すような波形が得られた。この図９（C）の左端に示した線分の長さが０．２G（ガウス）に相当する。尚、この実験において、タイヤの着磁角度は９０度、タイヤ径は６０cm、磁界検出方向は、図９（B）に示すZ軸方向である。
【００４５】
又、第二の実験として、異なる６車種に本形態例に係る車輪の回転数検出装置を取り付けて、その出力の経時特性を調べた。この実験結果を図１０に示す。尚、この図１０において、プロットされている白丸、黒丸、二重丸、白四角、黒四角、二重四角は、実験に使用したそれぞれの車種に対応する。又、横軸に着磁後の経過時間（時間）を、縦軸に着磁後の出力を１００とした場合の出力値の割合を、それぞれ示している。この図１０の記載から、着磁後５００時間程度で出力低下が飽和すると考えられる。又、その際の飽和レベルは５０％程度と考えられる。
【００４６】
更に、第三の実験として、異なる３車種に上記車輪の回転数検出装置を設け、着磁直後の出力波形と、所定時間経過後の出力波形との違いを調べた。この実験の結果を図１１に示す。この図１１において、（A）の左側の線図は第一の車種における着磁直後の出力波形を、同じく（A）の右側の線図は８８８時間経過後の出力波形を、それぞれ示している。同様に、（B）の左側の線図は第二の車種における着磁直後の出力波形を、同じく（B）の右側の線図は２０１６時間経過後の出力波形を、それぞれ示している。更に、（C）の左側の線図は第三の車種における着磁直後の出力波形を、同じく（C）の右側の線図は２０１６時間経過後の出力波形を、それぞれ示している。この実験結果からも、出力低下の飽和レベルは５０％程度と考えられる。
【００４７】
これらの結果、このような傾向の下では、磁界検出手段１７の出力の確保等により、２年程度の使用が可能と思われる。又、車輪部分に磁界発生手段１６を設けるが、この磁界発生手段１６が、例えば、鉄橋、路面下に埋設されている磁気ネイル上等を通過する際に、意図しない磁界を発生することはなかった。例えば、本発明者が計測した外乱磁界は、橋の継ぎ目に設けられた鉄板上で２G、鉄道レール上で３G、車長４ｍのダンプカーが対向してくる際で４Gであり、全く問題はないと考えられる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明に係る車輪の回転数検出装置及び走行距離検出装置は、上述のように構成され作用するため、これら回転数検出装置或いは走行距離検出装置を容易且つ確実に設けることができる。この結果、利用者が磁界検出手段を最適な位置に取り付け可能となり、容易にナビゲーションシステムを装備できるようにすることが可能になる。更に、磁界発生手段の減磁に対して磁界発生手段の再度の取り付けを要せず、使用寿命をきわめて長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例を示す、要部平面図である。
【図２】タイヤの着磁部分を示しており、（A）は部分断面図、（B）は側面図、（C）はスティールベルトを展開して示す平面図である。
【図３】磁界検出手段部分を示すブロック図である。
【図４】回転数検出装置を操向車輪側に設けた場合を示しており、（A）は車両が直進する状態を、（B）は舵角を付与された状態を、それぞれ示す部分横断平面図である。
【図５】タイヤの着磁範囲を示す側面図である。
【図６】着磁用部材を示しており、（A）は透視斜視図、（B）はマグネットを取り出して示す斜視図である。
【図７】着磁後の磁界を示す略斜視図である。
【図８】それぞれ出力波形を示す線図である。
【図９】第一の実験における条件及び結果を示しており、（A）は車輪を上方から見た略図、（B）は側面から見た略図、（C）は出力波形を示すそれぞれ線図である。
【図１０】第二の実験結果を示す線図である。
【図１１】第三の実験結果を示す、それぞれ線図である。
【図１２】ナビゲーションシステムの1例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１６ 磁界発生手段
１７ 磁界検出手段
１８ 後輪
１９ スティールベルト
２２ 感度切り換えスイッチ
Claims (4)
- 自動車に設けられた車輪の回転数を検出するための車輪の回転数検出装置であって、
少なくとも一の車輪若しくはこの車輪とともに回転する部材に設けられた磁界発生手段と、
車体内部に設けられ、前記磁界発生手段によって発生した磁界を検出し、検出した磁界波形を矩形波に整形して出力する磁界検出手段と、
前記磁界検出手段が、前記自動車の走行中において、前記磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、検出した磁界波形を矩形波に整形して出力する第１のモードと、前記磁界検出手段が、前記磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、前記第１のモードで前記磁界を検出する場合の磁界波形に対して前記磁界発生手段の擬似的な減磁状態が形成された磁界波形を生成し、生成した磁界波形を矩形波に整形して出力する第２のモードと、を切り換えるモード切り換え手段と、
を備え、
前記磁界検出手段は、前記モード切り換え手段によって選択されたモードで整形した前記矩形波を出力することを特徴とする車輪の回転数検出装置。 - 前記車輪の回転時に前記磁界検出手段が前記第２のモードで出力した前記矩形波によって、前記磁界発生手段が所定位置に取り付けられていると判断した場合に、その旨を表示自在な表示手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車輪の回転数検出装置。
- 前記磁界発生手段は、前記車輪を構成する磁性体に着磁することにより構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車輪の回転数検出装置。
- 自動車に設けられた車輪の回転数を検出し、この回転数に基づいて走行距離を算出する走行距離検出装置であって、
少なくとも一の車輪若しくはこの車輪とともに回転する部材に設けられた磁界発生手段と、
車体内部に設けられ、前記磁界発生手段によって発生した磁界を検出し、検出した磁界波形を矩形波に整形して出力する磁界検出手段と、
この磁界検出手段が検出した磁界により得られる車輪の回転数に基づいて走行距離を算出する走行距離算出手段と、
前記磁界検出手段が、前記自動車の走行中において、前記磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、検出した磁界波形を矩形波に整形して出力する第１のモードと、前記磁界検出手段が、前記磁界発生手段によって発生された磁界を検出し、前記第１のモードで前記磁界を検出する場合の磁界波形に対して前記磁界発生手段の擬似的な減磁状態が形成された磁界波形を生成し、生成した磁界波形を矩形波に整形して出力する第２のモードと、を切り換えるモード切り換え手段と、
を備え、
前記磁界検出手段は、前記モード切り換え手段によって選択されたモードで整形した前記矩形波を出力することを特徴とする走行距離検出装置。
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