JP5182030B2 - タイヤ空気圧モニター装置およびタイヤ空気圧モニター方法 - Google Patents
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Description
各タイヤ(左前輪タイヤFL,右前輪タイヤFR,左後輪タイヤRL,右後輪タイヤRR)に設けられたTPMS(Tire Pressure Monitoring System)センサ(タイヤ空気圧検出手段,圧力センサ,車輪側回転角度検出手段)2(左前輪TPMSセンサ2FL,右前輪TPMSセンサ2FR,左後輪TPMSセンサ2RL,右後輪TPMSセンサ2RR)は、各タイヤFL,FR,RL,RRの空気バルブ(不図示)位置に取り付けており、タイヤの空気圧とタイヤの回転方向(遠心方向と垂直方向)の加速度を検出する。
TPMSECU1は、TPMSセンサ2からのTPMSデータと操舵角センサ8からの操舵角、各車輪速センサ(車体側回転角度検出手段)4,5,6,7からの各車輪速、自動変速機(AT)9からのレンジ信号等を入力し、これらの情報に基づいて各TPMSセンサ2FL,2FR,2RL,2RRの位置を判別する。
ディスプレイ15には、各車輪位置にタイヤ空気圧を表示させる。
TPMSセンサ2は、センサID、タイヤ空気圧および回転方向加速度を電波で送信する。受信機3は、受信したTPMSセンサ2からの電波をデコードしてTPMSECU1へ出力する。
車輪速センサ4〜7は、ロータ歯パルサ(不図示)をカウントし、車輪速パルスとしてTPMSECU1へ出力する。操舵角センサ8は、ハンドルの操舵角を検出し、TPMSECU1へ出力する。AT9は、レンジ信号をTPMSECU1へ出力する。
サンプリングバッファ10aは、それぞれのセンサIDとそのセンサIDを受信したときに各車輪速センサ4〜7が出力した車輪速パルスから求まるロータ歯数を記憶し、初期値として保存する。ここで、「ロータ歯数」とは、ID受信時に車輪速センサ4から7がロータ歯パルサのどの歯をカウントしているか、すなわち、ID受信時の車輪の回転角度を表すもので、例えば、所定時刻からの車輪速パルスのカウント数(=累積歯数)をタイヤ1回転分のカウント数(=1回転分の歯数)で割ることで算出できる。
図4は、実施例1の回転角度情報取得可否判定ブロック10dで実行する回転角度情報取得可否判断処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。この処理は、所定の演算周期で繰り返し実行する。
ステップS6では、車輪位置取得許可フラグK=0(不許可)とし、リターンへ移行する。
図5,6は、実施例1の車輪位置判断部10で実行する回転角度同期データ受信処理および車輪位置確定処理の流れを示すフローチャートで、図5のステップS7〜ステップS13は回転角度同期データ受信処理部分であり、図6のステップS14〜ステップS23は車輪位置確定処理部分である。これらの処理は、所定の演算周期で繰り返し実行する。
ステップS7では、TPMSセンサ2から出力したTPMSデータ(センサID、タイヤの空気圧および回転方向加速度)を受信し、ステップS8へ移行する。
ステップS13では、各車輪速センサ4〜7から入力した歯数を保存し、ステップS14(図6)へ移行する。
ステップS14では、TPMSセンサ2から出力したTPMSデータ(センサID、タイヤの空気圧および回転方向加速度)を受信し、ステップS15へ移行する。
[TPMSセンサと車輪速センサによる車輪位置の判別作用]
実施例1では、一定速で直進走行中に各TPMSセンサ2の出力と各車輪速センサ4〜7の車輪速パルスとの同期を取る。
一定速走行中、TPMSセンサ2により検出されるタイヤの回転方向加速度は、
gθ=cosθ(θは、水平方向に対するTPMSセンサ2の角度)
となり、図9に示すように、車輪の回転に応じて1G→0G→-1G→0G→1Gを繰り返す。
残り3つのセンサIDについても上記手順により車輪位置を確定することで、各TPMSセンサ2FL,2FR,2RL,2RRの精度良く車輪位置を判別できる。
実施例1では、車速が低いほどバラツキ許容値を減少させる。これは、高速走行時よりも低速走行時の方がカーブの旋回半径が小さく、各輪の車輪速差が発生しやすいためである。低車速時にバラツキ許容値を小さくすることで、車輪位置を精度良く早期に確定できる。
実施例1のタイヤ空気圧モニター装置にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
また、図11に示すように、実施例2の車輪位置判断部10では、車両の直進走行判定が不要であるため、操舵角およびレンジ信号の入力を省いている。
車速による遠心力成分の加速度算出ブロック10eは、各車輪速から算出した車速に基づいて、車輪の回転に伴いTPMSセンサ2に作用する遠心方向加速度を算出する。これは、走行時にTPMSセンサ2の検出した加速度に含まれる遠心力成分である。
TPMSセンサ補正ブロック10fは、TPMSセンサ2の検出した遠心方向加速度から車速による遠心力成分の加速度算出ブロック10eで算出した遠心力成分を減算補正する。
停車中、TPMSセンサ2により検出される遠心方向加速度は、重力加速度のみに依存し、TPMSセンサ2の位置がTPMSセンサ2の軌跡上で最下点の場合は1Gとなり、最上点の場合は-1Gとなる。また、最下点および最上点に対し90度の位置である場合は0Gとなる。
図15は、実施例2の車輪位置判断部10で実行する車輪位置判別処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、この処理は、所定の演算周期で繰り返し実行される。
[TPMSセンサと車輪速センサによる車輪位置の判別作用]
実施例2では、TPMSセンサ2に内蔵した遠心方向加速度センサにより重力加速度の余弦(cos)成分を求めることで、TPMSセンサ角度を検出している。ここで、遠心方向加速度センサは、既存のタイヤ空気圧モニター装置において、停車および走行判定に用いられているため、既存のTPMSセンサを流用でき、新たなセンサを追加するコストを省くことができる。
実施例2のタイヤ空気圧モニター装置にあっては、実施例1の効果(1),(6),(7)に加え、以下に列挙する効果を奏する。
以上、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づく実施例により説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
1 TPMSECU
2 TPMSセンサ(タイヤ空気圧検出手段,圧力センサ,車輪側回転角度検出手段)
2a 送信機
3 受信機
4〜7 車輪速センサ(車体側回転角度検出手段)
8 操舵角センサ
10 車輪位置判断部(車輪位置判別手段)
11 メモリ
12 警報処理部
15 ディスプレイ
Claims (10)
- 各車輪に装着したタイヤにそれぞれ取り付け、タイヤ空気圧を検出する圧力センサと、車輪の回転角度を検出する車輪側回転角度検出手段と、検出したタイヤ空気圧と車輪の回転角度を各タイヤ個別のタイヤ識別符号と共に無線信号にて送信する送信機と、を有するタイヤ空気圧検出手段と、
車体側に取り付け、前記タイヤ空気圧検出手段から送られる無線信号を受信する受信機と、
各車輪に対応して車体側に取り付け、対応する車輪の回転角度を検出する車体側回転角度検出手段と、
送信機から受信した回転角度と、この回転角度を受信したときに各車体側回転角度検出手段から入力した各回転角度との各相対角度の変化を監視し、所定距離走行後に前記相対角度変化が最も小さな回転角度を出力した車体側回転角度検出手段の車輪位置を当該送信機の車輪位置と判別する車輪位置判別手段と、
前記車輪位置判別手段により車輪位置を判別した送信機から受信したタイヤ識別符号を、当該車輪位置のタイヤのタイヤ識別符号としてメモリへの記憶更新により登録するタイヤ識別符号登録手段と、
を備えたことを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 請求項1に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車輪位置判別手段は、車両の走行時、送信機から所定回転角度を受信したときに各車体側回転角度検出手段から入力した各回転角度を初期値として記憶し、所定距離走行後に前記送信機から前記所定回転角度を受信したときに各車体側回転角度検出手段から入力した各回転角度の前記初期値に対するバラツキが最も小さな回転角度を出力した車体側回転角度検出手段の車輪位置を、当該送信機の車輪位置として判別することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 請求項2に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車輪位置判別手段は、前記初期値に対するバラツキがバラツキ許容値を超える回転角度に対応した車輪位置を車輪位置候補から除外していき、最後に残った車輪位置を当該送信機の車輪位置として判別することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 請求項3に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車輪位置判別手段は、車速が低いほど前記バラツキ許容値を減少補正することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 請求項3または請求項4に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車輪位置判別手段は、タイヤ空気圧の少なくとも1つが適正圧から外れている場合、当該空気圧と適正圧との偏差が大きいほど、前記バラツキ許容値を減少補正することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 請求項1に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車輪位置判別手段は、送信機から受信した回転角度と、そのときに各車体側回転角度検出手段から入力した各回転角度とを合わせて記憶し、受信した回転角度が所定角度変化したときに各車体側回転角度検出手段から入力した各回転角度のうち前記所定角度変化している回転角度を出力した車体側回転角度検出手段の車輪位置を、当該送信機の車輪位置として判別することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 請求項6に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車輪側回転角度検出手段は、車輪遠心方向の加速度を検出する加速度センサであり、
前記車輪位置判別手段は、前記加速度センサにより検出した遠心方向加速度とその変化方向とに基づいて回転角度を算出することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 請求項7に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車輪位置判別手段は、車速に基づいて、前記加速度センサにより検出した遠心方向加速度から車輪の回転に応じた遠心力成分を除去することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車体側回転角度検出手段は、車輪速センサであることを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 各車輪の送信機から車体側の受信機へ各タイヤ空気圧と共に無線信号にて送信する各タイヤ個別のタイヤ識別符号を、メモリへの更新により登録するタイヤ空気圧モニター方法であって、
各車輪の回転角度を車輪側と車体側とでそれぞれ検出すると共に、車輪側で検出した回転角度を前記タイヤ識別符号と共に無線信号にて受信機へ送信し、
送信機から受信した回転角度と、この回転角度を受信したときに車体側で検出した各車輪の回転角度との各相対角度の変化を監視し、所定距離走行後に前記相対角度変化が最も小さな回転角度を検出した車輪位置を当該送信機の車輪位置と判別し、
車輪位置を判別した送信機から受信したタイヤ識別符号を、当該車輪位置のタイヤのタイヤ識別符号としてメモリへの記憶更新により登録することを特徴とするタイヤ空気圧モニター方法。
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