JP7309938B2 - 複数のアンテナを備えるタイヤ空気圧検出器の自動測位方法 - Google Patents
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Description
歩行者であろうと運転者であろうと、遵守しなければならない交通規則はたくさんあるが、中でも、ここ数年規定されたものとして、「タイヤ空気圧検知補助システム」の設置がある。
新たに発売される乗用車及び小型トラックには、必ず「タイヤ空気圧検知補助システム」を設置する必要があり、これにより歩行者の全体的な安全性を高める他、車両高速走行の安定性を確保することもできる。
こうして、自動車の走行時に、タイヤ空気圧検出器を利用し、タイヤの圧力、温度、電池残量などのタイヤ情報を検出し、運転者に知らせることができる。
一方、タイヤ空気圧検出器の取り付けには、いくつもの作業プロセスを経ての調整、設定、タイヤとの測位対応が必要で、こうして初めて自動車走行時にタイヤに対して検知を行うことができるのである。
タイヤ空気圧検出器の測位設定で常用される方法には、以下の二種がある
2.自動測位:タイヤ内部式とタイヤ外部式の二種のタイヤ空気圧検出器に分けられる。その内、タイヤ内部式タイヤ空気圧検出器は、取り付け方向が固定で、受信器は検出器上のXとZ軸加速度計により数値を読み取られ、演算法を通して演算されタイヤ位置を算出する。この方法はA.WAL(Wireless Auto Location)とB.PAL(Phase Auto Location)の二種にさらに細分される。WALは、X-Axis回転方向により左右輪を判断し、次に信号強弱を通して前後輪を判断して測位する。PALは、ABSによりタイヤの回転角度を取得し、次にRF発射時間と対比して、回転時リムの位相角度差を取得し、これによりタイヤ位置を計算する。
しかし、タイヤ外部式のタイヤ空気圧検出器では、エアノズル角度がまちまちで、しかも回転組み立て後の角度も一定でないため、検出器そのもののX、Z軸検知データには、PAL方法測位を使用できない。
該複数のタイヤ空気圧検出器は、車両の複数のタイヤに取り付け、各タイヤ上には、少なくとも1個のタイヤ空気圧検出器を取り付け、また各タイヤ空気圧検出器はさらに、信号発射ユニットを内蔵する。
該受信器は、2個のアンテナ及び内蔵の受信制御ユニットを有し、該2個のアンテナの間は、同じ水平高度で、一定の間隔を開けて設置され、各タイヤ空気圧検出器は、各信号発射ユニットにより該2個のアンテナへと信号を発送し受信し、また各タイヤ空気圧検出器が発送した信号と各アンテナの間には、第一位相角及び第二位相角をそれぞれ形成し、該受信制御ユニットは、各第一位相角及び各第二位相角を受信し、内蔵された演算ユニットの演算後、パラメーター値が異なる複数の位相差を取得し、該受信制御ユニットは、各位相差のパラメーター値により各タイヤ空気圧検出器と受信器の間の相対角度を算出し、これにより左右、前後の各タイヤの位置を判断する。
該CPUは、内蔵された信号受信ユニットを有し、該信号受信ユニットは、受信器の演算ユニットが計算した後の情報を受信し表示する。
該2個のアンテナの設置を利用し、各タイヤ空気圧検出器が発出する信号を受信後、第一位相角及び第二位相角を形成し、さらに、演算ユニットにより第一位相角及び第二位相角の間の位相差を計算し、こうして複数個の位相差パラメーター値を形成し、該受信制御ユニットは、複数個の位相差パラメーター値により、各タイヤの左右、前後位置を正確に判断し、測位を完成する。
2個のアンテナの設置により、各タイヤ上に取り付けた各タイヤ空気圧検出器の第一位相角、第二位相角を取得し、演算ユニットの計算を利用し、異なるパラメーター値の位相差を取得し、異なるパラメーター値の位相差を通して、各タイヤ空気圧検出器と受信器の間の相対角度を算出し、各タイヤの所在位置を判断し、これにより最も迅速な方法で各タイヤの正確な測位を完成し、誤差を減らして、手動入力がもたらす問題を改善できる。
すなわち、本発明は高い実用性及び進歩性を備えた発明であり、産業界へと普及を進めるに値し、社会全体にとって大きな利益となるものである。
本発明が達成可能な上述の目的及び効果を明確に説明するため、図と実施例を用いて本発明の特徴と効果詳細に説明する。
2個のアンテナ21は、同じ水平面上にあり、しかも同じ高さで、一定の間隔を開けて設置される。
各タイヤ空気圧検出器1は、各信号発射ユニット11により2個のアンテナ21へと信号を発送し受信し、また各タイヤ空気圧検出器1が発送した信号と各アンテナ21の間には、第一位相角θ1及び第二位相角θ2をそれぞれ形成する。
受信制御ユニット22は、各第一位相角θ1及び各第二位相角θ2を受信し、内蔵された演算ユニット23の演算後、パラメーター値が異なる複数の位相差を取得する。
受信制御ユニット22は、各位相差のパラメーター値により、左右、前後の各タイヤ10の位置を判断する。
信号受信ユニット31は、受信器2の演算ユニット23が計算した後の情報を受信し、表示する。
その内、2個のアンテナ21の設置を利用し、各タイヤ空気圧検出器1が発出する信号を受信後、第一位相角θ1及び第二位相角θ2を形成する。
さらに、演算ユニット23により第一位相角θ1及び第二位相角θ2の間の位相差を計算し、こうして複数個の位相差パラメーター値を形成し、受信制御ユニット22は、複数個の位相差パラメーター値により、各タイヤ10の左右、前後位置を正確に判断し、測位を完成する。
図2~5に明らかなように、図中では4個のタイヤ10を有する。
各タイヤ10には、以下の説明の便のため、それぞれA(左下)、B(左上)、C(右下)、D(右上)と符号を付す。
各タイヤ10上には、タイヤ空気圧検出器1を設置し、前述の各タイヤ10の符号に従い、各タイヤ空気圧検出器1には、それに対応する符号A1、B1、C1、D1を付す。
先ず、本発明は、各タイヤ10に偏りが未発生の状態で測位方法の説明を行う。
A1タイヤ空気圧検出器1は、信号発射ユニット11を利用し、受信器2に信号を発送し、受信器2に設置する2個のアンテナ21(それぞれX、Yと符号を付す)は、信号を受信する。
この時、受信器2は、Xアンテナ21及びYアンテナ21の間の距離を開けた設置の方法により、A1タイヤ空気圧検出器1からXアンテナ21までの間の第一位相角θ1、A1タイヤ空気圧検出器1からYアンテナ21までの間の第二位相角θ2を得る。
この時、第一位相角θ1の角度は、第二位相角θ2の角度より小さく、また受信制御ユニット22は、第一位相角θ1、第二位相角θ2の角度値を得た後、受信器2に内蔵の演算ユニット23を利用して位相差計算を行う。
CPU3は、信号受信ユニット3により1受信後、信号の処理、転換を行い、こうしてAタイヤ10を正確に測位し、Aタイヤ10現下の状況を運転者に知らせる(図2中ではA、Cを主として信号伝送を図示し左、右タイヤを判断する。他のタイヤ10も同時に信号発送を行い、点線も同様に信号の伝送を示す。図3~5も同様である)。
上述の測位方法では、主に各タイヤ10の車両に相対した左、右位置に対してで、各タイヤ10の前後位置に関してはなお正確に判断できていない。
各タイヤ10の前後位置を判断するためには、各タイヤ10が回転しなければ正確に測位することはできない。
図6に示す通り、A1タイヤ空気圧検出器1は、各タイヤ10の回転時には、受信器2に相対して、それぞれ極めて近い位置5、極めて遠い位置6を定義する
また、A1タイヤ空気圧検出器1が、極めて遠い位置6にある時、同様に信号を発射し、受信器2のXアンテナ21及びYアンテナ21が受信する。
Aタイヤ10がある一定の時間回転し、受信器2がある一定時間受信し、信号を累績した後、演算ユニット23の計算により、Aタイヤ10のもう一つの位相差パラメーター値を得る。
こうして、各タイヤ10の前後位置を測位できる。
さらに図7に示す通り、図6と図7の間の第一位相角θ1及び第二位相角θ2の角度値は同じではないため、同じように左側の上、下タイヤ10の位置を非常に明確に判断できる。
こうして、各タイヤ空気圧検出器1が初期位置4で、或いは極めて近い位置5、極めて遠い位置6で2個のアンテナ21へと発射する信号を通して、演算ユニット23の一連の演算により得られた位相差パラメーターの違いにより、各タイヤ10の位置を正確かつ迅速に判断に測位することができる。
その内、θはタイヤ空気圧検出器1と受信器2の間の相対角度で、ψは位相差で、λは、各タイヤ空気圧検出器1が各アンテナ21に発送する波長で、dは2個のアンテナ21の間の距離である。
この計算式の演算により、各タイヤ空気圧検出器1が発射する信号の、2個のアンテナ21への間の位相角度差を正確に計算することができる。
これにより、受信制御ユニット22は、パラメーター値に基づき、各タイヤ10の位置を判断する。
先ず図1に示す通り、本発明は、受信器2の信号発送において、内蔵のRFトランシーバーユニット24を採用する。
RFトランシーバーユニット24は、各タイヤ空気圧検出器1の信号を受信し、演算ユニット23が計算後の位相差パラメーター値をCPU3へと発送する。
また、本発明のCPU3は、ディスプレイスクリーンを有する電子設備で、よってCPU3により、運転者、設定者は、各タイヤ10測位後の結果、測位前の状況などの情報を見ることができる。
本発明のCPU3は、各タイヤ10の測位状態を表示できる他、各タイヤ10の細部状況を表示できる。
例えば、各タイヤ空気圧検出器1はさらに、それぞれ処理ユニット12、圧力検知ユニット13、温度検知ユニット14、加速度検知ユニット15を内蔵する。
圧力検知ユニット13は、タイヤ10内の残余圧力を検知し、温度検知ユニット14は、タイヤ10内の温度を検知し、加速度検知ユニット15は、タイヤ10回転時の回転速度を検知する。
前記の検知後、処理ユニット12に集計し統合を行い、処理ユニット12は統合完成後に、信号発射ユニット11により受信器2へと発送し、受信器2は各項情報を整理、転換後、CPU3に伝送する。
最後に、CPU3に表示し、現下の各タイヤ10の圧力、温度、加速度などの関連パラメーター値を運転者、設定者に知らせ、走行上の安全性を確保する(図1参照)。
本発明においては、さらに正確な測位を提供するため、アンテナ21の設置数を増やすことができる。
設置されるアンテナ21が多ければ多いほど、ノイズの干渉によく抵抗でき、しかも複数のアンテナ21の配列は線形配列、マトリックス配列或いは円形配列(図示なし)とすることができる。
複数のアンテナ21の設置を通して、演算の正確性を高め、これにより各タイヤ10は測位においてより確実となる。
1 タイヤ空気圧検出器、
11 信号発射ユニット、
12 処理ユニット、
13 圧力検知ユニット、
14 温度検知ユニット、
15 加速度検知ユニット、
2 受信器、
21 アンテナ、
22 受信制御ユニット、
23 演算ユニット、
24 RFトランシーバーユニット、
θ1 第一位相角、
θ2 第二位相角、
3 CPU、
31 信号受信ユニット、
4 初期位置、
5 極めて近い位置、
6 極めて遠い位置。
Claims (6)
- 複数のアンテナを備えるタイヤ空気圧検出器の自動測位方法であって、複数のタイヤ空気圧検出器、受信器、CPUを有し、
前記複数のタイヤ空気圧検出器は、車両の複数のタイヤに取り付け、各タイヤ上には、少なくとも1個のタイヤ空気圧検出器を取り付け、また各タイヤ空気圧検出器はさらに、信号発射ユニットを内蔵し、
前記受信器は、2個のアンテナ及び内蔵の受信制御ユニットを有し、前記2個のアンテナ間は、一定の間隔距離を開けて設置され、各タイヤ空気圧検出器は、各信号発射ユニットにより前記2個のアンテナへと信号を発送し受信し、また各タイヤ空気圧検出器が発送した信号と各アンテナの間には、第一位相角及び第二位相角をそれぞれ形成し、前記受信制御ユニットは、各第一位相角及び各第二位相角を受信し、内蔵された演算ユニットの演算後、パラメーター値が異なる複数の位相差を取得し、前記受信制御ユニットは、各位相差のパラメーター値により各タイヤ空気圧検出器と受信器の間の相対角度を算出し、これにより左右、前後の各タイヤの位置を判断し、
前記CPUは、内蔵された信号受信ユニットを有し、前記信号受信ユニットは、受信器の演算ユニットが計算した後の情報を受信して表示し、
前記2個のアンテナの設置を利用し、各タイヤ空気圧検出器が発出する信号を受信後、第一位相角及び第二位相角を形成し、さらに、演算ユニットにより第一位相角及び第二位相角の間の位相差を計算し、こうして複数個の位相差パラメーター値を形成し、前記受信制御ユニットは、複数個の位相差パラメーター値により、各タイヤの左右、前後位置を正確に判断し、測位を完成し、
前記演算ユニット内における第一位相角、第二位相角の間の位相差の計算式は
θはタイヤ空気圧検出器と受信器の間の相対角度で、ψは前記2個のアンテナ受信の位相角度差で、λは各タイヤ空気圧検出器が各アンテナに発送する無線信号波長で、dは前記2個のアンテナの間の距離である
ことを特徴とする、
複数のアンテナを備えるタイヤ空気圧検出器の自動測位方法。 - 前記受信器はさらに、内蔵のRFトランシーバーユニットを有し、
前記RFトランシーバーユニットは、各タイヤ空気圧検出器の信号を受信し、前記演算ユニットが計算後の位相差パラメーター値を前記CPUへと発送する
ことを特徴とする、
請求項1に記載の複数のアンテナを備えるタイヤ空気圧検出器の自動測位方法。 - 前記各タイヤ空気圧検出器はさらに、処理ユニット、圧力検知ユニット、温度検知ユニット、加速度検知ユニットをそれぞれ内蔵し、
前記圧力検知ユニットは、タイヤ内の残余圧力を検知し、前記温度検知ユニットは、タイヤ内の温度を検知し、前記加速度検知ユニットは、タイヤ回転時の回転速度を検知し、前記の検知後、前記処理ユニットに集計し統合を行い、前記処理ユニットは統合完成後に、前記信号発射ユニットにより前記受信器へと発送する
ことを特徴とする、
請求項1に記載の複数のアンテナを備えるタイヤ空気圧検出器の自動測位方法。 - 前記各タイヤ空気圧検出器はさらに、処理ユニット、圧力検知ユニット、温度検知ユニット、加速度検知ユニットを内蔵し、
前記圧力検知ユニットは、タイヤ内の残余圧力を検知し、前記温度検知ユニットは、タイヤ内の温度を検知し、前記加速度検知ユニットは、タイヤ回転時の回転速度を検知し、前記の検知後、前記処理ユニットに集計し統合を行い、前記処理ユニットは統合完成後に、前記信号発射ユニットにより前記受信器へと発送する
ことを特徴とする、
請求項2に記載の複数のアンテナを備えるタイヤ空気圧検出器の自動測位方法。 - 前記アンテナの設置数は2個以上で、アンテナを複数設置し、その配列方法は線形配列、マトリックス配列或いは円形配列とすることができる
ことを特徴とする、
請求項1に記載の複数のアンテナを備えるタイヤ空気圧検出器の自動測位方法。 - 前記各タイヤ空気圧検出器において、各タイヤの未回転時を初期位置と定義し、各タイヤ空気圧検出器が初期位置時に受信器へと発射した信号により各タイヤの左右位置を測位でき、
前記各タイヤ空気圧検出器は、各タイヤの回転時に、受信器に相対して、それぞれ極めて近い位置、極めて遠い位置を定義し、各タイヤ空気圧検出器が前記極めて近い位置、前記極めて遠い位置にある時に受信器へと発射する信号により、各タイヤの前後位置を測位でき、
前記各タイヤ空気圧検出器は、間断なく持続的に信号を受信器に発送し、前記受信器に内蔵の演算ユニットは持続的に計算する
ことを特徴とする、
請求項5に記載の複数のアンテナを備えるタイヤ空気圧検出器の自動測位方法。
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