KR102224769B1 - 가속도 검출장치 - Google Patents

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Abstract

가속도 검출장치는, 전력원과, 차륜의 회전에 의해 발생하는 원심가속도를 검출하도록 구성되는 가속도 센서와, 소정의 취득주기로 가속도 센서로부터 검출값을 취득함으로써, 차륜이 일정 각도 회전할 때마다 가속도 센서로부터 검출값을 취득하도록 구성되는 취득부와, 차륜의 회전주기를 산출하도록 구성되는 회전주기 산출부와, 취득주기를 설정하는 취득주기 설정부를 포함한다. 취득주기 설정부는, 회전주기 산출부에 의해 산출된 회전주기가 길수록, 차륜이 1회전하는 동안에 가속도 센서로부터 검출값을 취득하는 횟수가 많아지도록 취득주기를 설정한다.

Description

가속도 검출장치
본 발명은 가속도 검출장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 타이어의 상태를 감시하는 타이어 상태 감시장치는 차륜에 설치되는 송신기와, 송신기로부터 송신된 송신 데이터를 수신하는 수신기를 구비한다. 송신기는 차륜의 회전에 의해 발생하는 원심가속도를 검출하는 가속도 센서와, 가속도 센서로부터 검출값을 취득하는 제어부를 구비한다. 제어부는 차륜이 1회전 하는 동안에 가속도 센서의 검출값을 복수회 취득한다. 제어부는 가속도 센서의 검출값으로부터 차륜의 상태를 인식할 수 있다. 차륜의 상태란 예를 들면, 차륜의 회전각도가 특정각도가 된 것이나, 차륜이 회전하고 있는지의 여부 등이다.
일본공개특허 2013-159265호 공보
차륜이 1회전 하는 동안에 가속도 센서로부터 검출값을 취득하는 횟수가 적으면, 차륜의 상태를 적절히 파악할 수 없는 경우가 있다. 차륜이 1회전 하는 동안에 가속도 센서로부터 검출값을 취득하는 횟수를 많게 하는 것도 고려할 수 있다. 그러나, 이 경우에는 소비전력이 많아져서 전력원의 수명이 짧아질 우려가 있다.
본 발명의 목적은 소비전력의 저감을 도모할 수 있는 가속도 검출장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제1태양에 의하면, 전력원과, 차륜의 회전에 따라 발생하는 원심가속도를 검출하도록 구성되는 가속도 센서와, 소정의 취득주기로 상기 가속도 센서로부터 검출값을 취득함으로써 상기 차륜이 일정각도 회전할 때마다 상기 가속도 센서로부터 검출값을 취득하도록 구성되는 취득부와, 상기 차륜의 회전주기를 산출하도록 구성되는 회전주기 산출부와, 상기 취득주기를 설정하도록 구성되는 취득주기 설정부를 포함하는 가속도 검출장치가 제공된다. 상기 취득주기 설정부는, 상기 회전주기 산출부에 의해 산출된 상기 회전주기가 길수록 상기 차륜이 1회전 하는 동안에 상기 가속도 센서로부터 상기 검출값을 취득하는 횟수가 많아지도록 상기 취득주기를 설정하도록 구성된다.
취득부는 차륜의 회전주기가 길면 가속도 센서로부터 검출값을 취득하는 횟수가 많은 반면, 차륜의 회전주기가 짧으면 가속도 센서로부터 검출값을 취득하는 횟수가 적다. 따라서, 차륜의 회전주기에 관계없이 가속도 센서로부터 검출값을 취득하는 횟수를 일정하게 하는 경우에 비하여, 소비전력의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 회전주기가 긴 경우에는 가속도 센서로부터 검출값을 취득하는 횟수가 많아지기 때문에, 가속도 검출장치는 차륜의 상태를 적절하게 파악할 수 있다.
상기 가속도 검출장치는, 상기 취득부에 의해 연속하여 취득된 적어도 2개의 상기 검출값을 비교하고, 이들 검출값의 증감의 추이로부터 상기 가속도 검출장치가 미리 정해진 특정각도에 위치한 것을 검출하도록 구성되는 특정각도 검출부를 더 포함할 수 있다.
이에 의하면, 차륜의 회전각도가 특정각도가 된 것을 검출할 수 있다.
상기 가속도 검출장치에 있어서, 상기 특정각도 검출부는 상기 검출값의 증감의 추이가 증가에서 감소 혹은, 감소에서 증가로 추이하는 것에 기초하여, 상기 가속도 검출장치가 상기 차륜의 최하위치 또는 최상위치를 통과하였다고 판단하도록 구성될 수 있다.
이에 의하면, 가속도 검출장치가 최상위치 또는 최하위치를 통과하였다고 판단할 수 있다.
상기 가속도 검출장치는 타이어의 트레드부의 이면에 부착되고, 상기 가속도 센서의 검출값이 미리 정해진 접지 판정용 역치 이상의 상태로부터 상기 접지 판정용 역치 미만이 된 경우에, 상기 트레드부 중 상기 가속도 센서가 위치하는 부분이 접지되었다고 판정하도록 구성되는 접지 판정부를 더 포함할 수 있다.
이에 의하면, 타이어의 트레드부 중 가속도 센서가 위치하는 부분이 접지된 것을 적절히 판정할 수 있다.
본 발명에 의하면 소비전력의 저감을 도모할 수 있다.
도 1은, 타이어 상태 감시 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는, 회전 센서 유닛의 개략 구성도이다.
도 3은, 송신기의 개략 구성도이다.
도 4는, 특정각도송신을 행할 때에 송신 제어부가 행하는 처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도 5는, 회전주기와 취득횟수와의 관계를 나타낸 도면이다.
도 6은, 수신 제어부가 행하는 차륜위치 특정처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도 7은, 좌전차륜에 장착된 송신기로부터 송신된 송신 데이터의 수신을 계기로하여 취득된 펄스 카운트값의 일례를 나타낸 도면이다.
도 8은, 타이어의 트레드부에 설치된 송신기의 개략도이다.
이하, 가속도 검출장치의 일 실시형태에 대하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 타이어 상태 감시 시스템(30)은 차량(10)에 탑재된다.
차량(10)은 4개의 차륜(11)을 구비한다. 각 차륜(11)은 휠(12), 휠(12)에 장착되는 타이어(13)를 구비한다. 각 차륜(11) 중 우전차륜(11)을 FR, 좌전차륜(11)을 FL, 우후차륜(11)을 RR, 좌후차륜(11)을 RL로서 설명한다.
차량(10)은 앤티 록 브레이킹 시스템(이하, ABS라 칭함)(20)을 구비한다. ABS(20)는 ABS 컨트롤러(25), 4개의 차륜(11)에 각각 대응하는 회전 센서 유닛(21~24)을 구비한다. 제1회전 센서 유닛(21)은 좌전차륜(FL)에 대응하고, 제2회전 센서 유닛(22)은 우전차륜(FR)에 대응한다. 제3회전 센서 유닛(23)은 좌후차륜(RL)에 대응하고, 제4회전 센서 유닛(24)은 우후차륜(RR)에 대응한다. ABS 컨트롤러(25)는 마이크로 컴퓨터 등으로 이루어지고, 회전 센서 유닛(21~24)로부터의 신호에 기초하여 각 차륜(11)의 회전각도를 구한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 각 회전 센서 유닛(21~24)은 차륜(11)과 일체로 회전하는 치차(26), 치차(26)의 외주면에 대향하도록 배치되는 검출기(27)를 구비한다. 치차(26)의 외주면에는 복수개의 기어가 등각도 간격을 두고 설치된다. 치차(26)의 기어수는 48개이다. 검출기(27)는 치차(26)가 회전함으로써 발생하는 펄스를 검출한다. ABS 컨트롤러(25)는 검출기(27)에 유선접속되어 각 검출기(27)의 검출값인 펄스 카운트값에 기초하여 각 차륜(11)의 회전각도를 구한다. 상세히 말하면, ABS 컨트롤러(25)는 검출기(27)에 발생한 펄스의 상승 및 하강을 카운트한다. ABS 컨트롤러(25)는 카운트된 펄스의 카운트수를 치차(26)의 1회전 만큼의 펄스 카운트수=96으로 나눈 나머지를 펄스 카운트값으로서 산출한다. 또한, 차륜(11)이 1회전하는 동안에 검출기(27)에 발생하는 펄스수로 360도를 나눔으로써 펄스 카운트값 1에 대해 치차(26)가 몇 도 회전하였는지를 파악할 수도 있다. 이로써, 펄스 카운트값으로부터 차륜(11)의 회전각도를 구할 수 있다. 펄스 카운트 값은 0~95이다.
다음, 타이어 상태 감시 시스템(30)에 대하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 타이어 상태 감시 시스템(30)은 4개의 차륜(11)에 각각 장착되는 송신기(31), 차량(10)에 설치되는 수신기(50)를 구비한다. 송신기(31)는 타이어(13)의 내부공간에 배치되도록 차륜(11)에 설치된다. 송신기(31)로서 타이어 밸브에 고정되는 송신기나, 휠(12)이나 타이어(13)에 고정되는 송신기가 사용된다. 송신기(31)는 대응하는 타이어(13)의 상태를 검출하고, 검출한 타이어(13)의 정보를 포함하는 송신 데이터를 수신기(50)에 무선송신한다. 타이어 상태 감시 시스템(30)은 송신기(31)로부터 송신되는 송신 데이터를 수신기(50)에서 수신함으로써 타이어(13)의 상태를 감시한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 각 송신기(31)는 압력 센서(32), 온도 센서(33), 가속도 센서(34), 송신 제어부(35), 송신 회로(36), 배터리(37) 및 송신 안테나(39)를 구비한다. 송신기(31)는 배터리(37)로부터의 공급전력에 의해 동작하고, 송신 제어부(35)는 송신기(31)의 동작을 총괄적으로 제어한다. 송신기(31)의 전력원이 되는 배터리(37)는 1차 전지일 수 있고, 2차 전지나 커패시터 등의 축전장치일 수도 있다.
압력 센서(32)는 대응하는 타이어(13)의 공기압을 검출한다. 온도 센서(33)는 대응하는 타이어(13)의 온도를 검출한다.
가속도 센서(34)는 원심가속도를 검출할 수 있도록 설치된다. 가속도 센서(34)는 검출축을 구비하고, 검출축이 향하는 방향으로의 가속도를 검출한다. 가속도 센서(34)는 송신기(31)가 차륜(11)의 최하위치에 위치할 때에 검출축이 연직방향을 향하도록 차륜(11)에 장착된다. 가속도 센서(34)는 적어도 원심가속도를 검출할 수 있으면 되며, 1축의 가속도 센서(34)일 수 있고, 다축의 가속도 센서(34)일 수도 있다.
송신 제어부(35)는 CPU(35a) 및 RAM이나 ROM등으로 구성된 기억부(35b)를 포함하는 마이크로 컴퓨터 등으로 이루어진다. 송신 제어부(35)는 계측기능을 구비한다. 계측기능은, 예를 들면, 타이머나 카운터에 의해 실현된다. 송신 제어부(35)는 각종 처리 중 적어도 일부의 처리를 실행하는 전용의 하드웨어(특정용도에 맞는 직접회로: ASIC)를 구비할 수 있다. 즉, 송신 제어부(35)는, 1) 컴퓨터 프로그램(소프트웨어)에 따라서 동작하는 하나 이상의 프로세서, 2) ASIC 등 하나 이상의 전용 하드웨어 회로, 혹은, 3) 이들의 조합을 포함하는 회로(circuitry)로서 구성될 수 있다. 프로세서는 CPU 및, RAM과 ROM등의 메모리를 포함한다. 메모리는 처리를 CPU에 실행시키도록 구성되는 프로그램 코드 또는 지령을 저장한다. 메모리 즉, 컴퓨터 가독매체는 범용 또는 전용의 컴퓨터에서 액세스할 수 있는 여러가지 이용 가능한 매체를 포함한다.
기억부(35b)는 각 송신기(31) 고유의 식별정보를 나타내는 데이터인 ID코드를 기억한다. 설명의 편의상, 좌전차륜(FL)에 장착된 송신기(31)의 ID코드를 FLID, 우전차륜(FR)에 장착된 송신기(31)의 ID코드를 FRID, 좌후차륜(RL)에 장착된 송신기(31)의 ID코드를 RLID, 우후차륜(RR)에 장착된 송신기(31)의 ID코드를 RRID로 표기한다. 또한, 기억부(35b)는 송신기(31)를 제어하는 여러 프로그램을 기억한다.
송신 제어부(35)는 송신 데이터를 생성하고, 생성한 송신 데이터를 송신 회로(36)에 출력한다. 송신 데이터는 디지털 데이터로서 2진수의 테이터 열이다. 송신 회로(36)는 송신 데이터를 변조한다. 변조된 송신 데이터는 무선송신으로 송신 안테나(39)로부터 송신된다. 무선신호란 송신 데이터를 포함하는 신호를 말한다. 무선신호는 예를 들면, 315MHz나 434MHz 등의 RF대의 신호이다.
송신기(31)는 차륜(11)의 회전각도에 관계없이 송신 데이터를 송신하는 통상송신과, 차륜(11)의 회전각도가 미리 정해진 특정각도가 된 때에 송신 데이터를 송신하는 특정각도송신을 행할 수 있다.
통상송신은 소정의 간격마다 송신 데이터가 송신기(31)로부터 송신된다. 소정의 간격은 예를 들면, 십초~수십초이다.
특정각도송신은 예를 들면, 소정시간 이상에 걸쳐서 차량(10)이 정지된 경우에 행해진다. 소정시간은 타이어 로테이션 등 차륜(11)의 위치의 변경에 필요한 시간이나, 차륜(11)의 교환 등에 필요한 시간보다 긴 시간으로 설정된다. 소정시간은 예를 들면, 수십분~수시간이다.
차량(10)이 주행하는지 아닌지의 판정은 가속도 센서(34)에 의해 검출되는 가속도로부터 판정할 수 있다. 차속이 빨라짐에 따라 가속도 센서(34)에 작용하는 원심가속도는 커진다. 가속도 센서(34)에 의해 검출된 가속도가 주행 판정용 역치 이상이면 송신 제어부(35)는 차량(10)이 주행하고 있다고 판정한다. 한편, 가속도 센서(34)에 의해 검출된 가속도가 주행 판정용 역치 미만이면 송신 제어부(35)는 차량(10)이 정차해 있다고 판정한다. 주행 판정용 역치는 공차 등을 고려하여 차량(10)이 정차해 있을 때에 가속도 센서(34)에 의해 검출되는 가속도보다 큰 값으로 설정된다.
특정각도송신시에는 차륜(11)의 회전각도가 미리 정해진 특정각도인 것을 검출한 때에 송신 데이터가 송신기(31)로부터 송신된다. 상세히 설명하면, 송신 제어부(35)는 1회 전의 송신 데이터의 송신으로부터 소정의 시간(예를 들면 십초~수십초)이 경과하고 특정각도가 검출된 경우에 송신기(31)로부터 송신 데이터를 송신한다.
특정각도송신을 행할 때에 송신 제어부(35)가 행하는 제어에 대하여 설명한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 스텝 S1에서 송신 제어부(35)는 가속도 센서(34)의 검출값을 취득한다. 송신 제어부(35)는 취득부로서 기능한다. 다음, 스텝 S2에서 송신 제어부(35)는 차륜(11)의 회전주기[초]를 산출한다. 상세히 말하면, 송신 제어부(35)는 이하의 (1)식을 사용하여 차륜(11)의 회전주기를 산출한다.
Figure 112019118809180-pct00001
여기서, S는 차륜(11)의 회전주기[초]이고, G는 가속도 센서(34)의 검출값[G]이며, R은 휠(12)의 림의 반경[mm]이다. 휠(12)의 림 반경은 기억부(35b)에 기억된다. 송신 제어부(35)는 회전주기 산출부로서 기능한다.
다음, 스텝 S3에서 송신 제어부(35)는 회전주기(S)가 역치 이상인지 여부를 판정한다. 역치는 차속이 저속인지 고속인지를 판정하기 위하여 사용된다. 회전주기와 차속과는 상관관계가 있고, 차속이 빠를수록 회전주기는 짧아진다. 역치로는 예를 들면, 차속 70[km/h]에 상당하는 값이 설정된다.
송신 제어부(35)는 회전주기가 역치 이상인 경우 스텝 S4의 처리를 행한다. 송신 제어부(35)는 회전주기가 역치 미만인 경우 스텝 S5의 처리를 행한다. 스텝 S4에서 송신 제어부(35)는 취득횟수를 20회로 설정한다. 스텝 S5에서 송신 제어부(35)는 취득횟수를 10회로 설정한다. 취득횟수란 차륜(11)이 1회전하는 동안에 가속도 센서(34)로부터 검출값을 취득하는 횟수이다. 따라서, 송신 제어부(35)는 상기 (1)식에서 산출된 회전주기가 길수록 차륜(11)이 1회전하는 동안에 가속도 센서(34)로부터 검출값을 취득하는 횟수를 늘린다고 할 수 있다.
회전주기에 따라 설정되는 취득주기는 정수배로 변화하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는 회전주기에 따라 2가지의 취득횟수가 설정되기 때문에 10회 또는 10회를 2배한 20회가 취득횟수로서 설정된다. 회전주기에 따라 3가지의 취득횟수가 설정되는 경우라면, 취득횟수는 10회, 20회 또는 30회가 설정되는 것이 바람직하다.
다음, 스텝 S6에서 송신 제어부(35)는 설정된 취득횟수에서, 가속도 센서(34)로부터 검출값을 취득하는 주기인 취득주기를 산출한다. 취득주기는 차륜(11)이 1회전하는 동안에, 설정된 취득횟수의 검출값을 취득할 수 있도록 설정된다. 취득주기는 회전주기를 취득횟수로 나눔으로써 산출할 수 있다. 송신 제어부(35)는 취득주기 설정부로서 기능한다.
다음, 스텝 S7에서 송신 제어부(35)는 차륜(11)의 회전각도가 특정각도가 된 것의 검출을 행한다. 먼저, 송신 제어부(35)는 산출된 취득주기로 가속도 센서(34)로부터 검출값을 취득한다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 중력가속도는 항상 연직방향을 향하여 작용하지만, 가속도 센서(34)의 검출축은 차륜(11)의 회전과 함께 방향이 변화되기 때문에, 가속도 센서(34)에 의해 검출되는 중력가속도는 차륜(11)의 회전각도에 의해 변동한다. 상세히 말하면, 가속도 센서(34)의 검출값은 원심가속도를 중심으로 하여 정현파 형상으로 변화한다. 본 실시형태에서는 가속도 센서(34)가 차륜(11)의 최하위치인 경우에 원심가속도+1[G]의 검출값이 되고, 가속도 센서(34)가 차륜(11)의 최상위치인 경우에 원심가속도-1[G]의 검출값이 된다. 또한, 설명의 편의상, 차륜(11)의 회전각도의 원점=0°을 송신기(31)가 차륜(11)의 최전위치인 경우의 각도로 하고, 송신기(31)가 차륜(11)의 최하위치인 경우의 차륜(11)의 회전각도를 90°, 송신기(31)가 차륜(11)의 최후위치인 경우의 차륜(11)의 회전각도를 180°, 송신기(31)가 차륜(11)의 최상위치인 경우의 차륜(11)의 회전각도를 270°로 한다. 또한, 최상위치란 연직방향에서 차륜(11)의 가장 상측이고, 최하위치란 연직방향에서 차륜(11)의 가장 하측이다.
취득주기로 가속도 센서(34)로부터 검출값을 취득하면, 취득횟수가 10회라면 차륜(11)이 36°회전할 때마다 검출값이 취득된다. 취득횟수가 20회라면 차륜(11)이 18°회전할 때마다 검출값이 취득된다. 취득횟수에 따라서 검출값은 일정각도를 두고 취득된다. 따라서, 각 취득횟수의 각각에서 검출값이 취득되는 각도는 일정각도가 된다. 예을 들면, 취득횟수가 10회라면, 0°, 36°, 72°...와 같이 36°차를 두고 일정각도에서 검출값이 취득되며, 취득횟수가 20회라면, 0°, 18°, 36°...와 같이 18°차를 두고 일정각도에서 검출값이 취득된다.
도 5의 취득점 P1~P10은 취득횟수가 10회인 경우에 검출값이 검출되는 타이밍을 모식적으로 나타낸다. 차량(10)이 급가속이나 급정지하지 않는 한 차륜(11)이 1회전하는 동안에 차속이 큰 폭으로 변화하는 경우는 드물고, 차륜(11)이 1회전하는 동안의 검출값의 변화는 가속도 센서(34)의 위치가 변화함에 기인하는 것이라 할 수 있다. 환언하면, 가속도 센서(34)의 검출값의 변화로부터 차륜(11)의 회전각도를 파악할 수 있다.
또한, 취득점 P1~P10에서 검출값을 취득한 때의 차륜(11)의 회전각도는 360°를 취득횟수로 나눈 값의 1/2를 가감한 범위에서 흩어져 나타난다. 따라서, 취득횟수가 10회라면 각 취득점 P1~P10에서 검출값을 취득한 땐의 차륜(11)의 회전각도는 ±18°의 범위에서 흩어져 나타나게 된다. 예를 들면, 취득점 P2에서 검출값이 취득되는 회전각도를 36°라 하면, 취득점 P2는 36°±18°의 범위에서 흩어져 나타난다. 상술한 일정각도는 이러한 오차를 허용하는 것이다.
각 취득점 P1~P10에서 취득된 검출값과, 각 취득점 P1~P10의 1회 전의 각 취득점 P1~P10에서 취득된 검출값을 비교하면, 검출값이 증가에서 감소로 전환하는 취득점 P1~P10과, 검출값이 감소에서 증가로 전환하는 취득점 P1~P10이 존재한다. 도 5에 나타낸 +는 증가를 나타내고 -는 감소를 나타낸다. 본 실시형태에서는 중력가속도가 가장 크게 검출되는 위치는 가속도 센서(34)가 차륜(11)의 최하위치에 있을 때이므로, 가속도 센서(34)가 차륜(11)의 최하위치를 통과하면 검출값은 증가에서 감소로 전환된다. 한편, 가속도 센서(34)가 차륜(11)의 최상위치를 통과하면 검출값은 감소에서 증가로 전환된다. 따라서, 검출값의 증감의 추이로부터 가속도 센서(34)의 위치를 파악할 수 있다.
도 5에서 파악되는 것과 같이, 취득횟수가 20회인 경우 P1~P20에서 검출값이 취득된다. 취득점 P1~P20 중 반수의 취득점 P1~P10에 대하여는 취득횟수가 10회인 경우의 취득점 P1~P10과 동일한 회전각도에서 검출값이 취득된다. 취득횟수가 20회인 경우 취득점 P1~P20에서 검출값이 취득된 때의 차륜(11)의 회전각도는 ±9°의 범위에서 흩어져 나타난다. 예를 들면, 취득점 P2에서 검출값이 취득된 때의 차륜(11)의 회전각도는 36°±9°의 범위가 된다. 취득점 P11~P20의 각각은 취득점 P1~P10 중 서로 이웃하는 2개의 취득점끼리의 사이의 중간각도가 된다.
송신 제어부(35)는 연속하여 취득되는 적어도 2개의 검출값의 증감의 추이가 증가에서 감소로 전환되는 것에 기초하여 송신기(31)가 특정각도에 위치한 것을 검출한다. 취득횟수가 10회인 경우 송신 제어부(35)는 검출값의 증감의 추이가 증가에서 감소로 전환된 후에, 다시 검출값이 감소하면 송신기(31)가 특정각도에 위치하였다고 판단한다. 즉, 송신 제어부(35)는 검출값의 증감의 추이가 증가→감소→감소의 순으로 늘어서면 송신기(31)가 특정각도에 위치하였다고 판단한다.
취득횟수가 20회인 경우 송신 제어부(35)는 검출값의 증감의 추이가 증가→감소→감소→감소의 순으로 늘어서면 송신기(31)가 특정각도에 위치하였다고 판단한다. 또한, 본 실시형태의 특정각도는 144°이다. 그리고, 특정각도에는 취득횟수에 따른 편차가 발생하기 때문에 취득횟수가 10회라면 특정각도는 144°±18°가 되고, 취득횟수가 20회라면 특정각도는 144°±9°가 된다. 검출값의 증감의 추이가 증가에서 감소로 추이되는 것에 기초하여 특정각도를 검출함으로써 송신 제어부(35)는 송신기(31)가 차륜(11)의 최하위치를 통과하였다고 판단한다. 송신 제어부(35)는 특정각도 검출부로서 기능한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 다음, 스텝 S8에서 송신 제어부(35)는 송신 데이터의 송신을 행한다. 이로써, 송신 데이터는 특정각도에서 송신된다.
또한, 송신 제어부(35)는 (1)식 대신에 (1)식의 분자를 테이블에서 구한 식을 사용하여 회전주기를 산출할 수 있다. 송신 제어부(35)의 기억부에는 (1)식의 분자의 값과 휠(12)의 림의 반경 R을 대응시킨 테이블이 기억된다. 송신 제어부(35)는 설정된 취득홧수와 차륜(11)이 1회전하는 동안에 실제로 검출값을 취득한 횟수에 차이가 있으면, 산출한 회전주기에 오차가 있다고 판정한다. 그러면, 송신 제어부(35)는 (1)식의 분자의 값을 변경한다. 송신 제어부(35)는 설정된 취득횟수와 실제로 검출값을 취득한 횟수가 일치하면, 산출된 회전주기가 맞다고 판정하고, 분자의 값을 채용한다. 즉, 기억부(35b)에 휠(12)의 림의 반경 R이 기억되지 않은 경우라도 회전주기를 산출할 수 있다.
상기한 바와 같이, 송신 제어부(35)는 소정의 프로그램을 실행함으로써 취득부, 회전주기 산출부, 취득주기 산출부 및 특정각도 검출부로서 기능한다. 따라서, 전력원이 되는 배터리(37), 가속도 센서(34) 및 송신 제어부(35)에서 가속도 검출장치(40)가 구성된다. 송신기(31)는 가속도 검출장치(40)를 구비하고, 송신기(31)의 위치와 타이어 상태 감시 시스템(30)은 동일 위치에 있다고 할 수 있다.
다음, 수신기(50)에 대하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 수신기(50)는 수신 제어부(51), 수신 회로(52), 수신 안테나(56)를 구비한다. 수신 제어부(51)에는 차량(10)에 탑재되는 표시기(57)가 접속된다. 수신 제어부(51)는 CPU(54) 및, ROM이나 RAM으로 구성되는 수신 기억부(55)를 포함하는 마이크로 컴퓨터 등으로 이루어진다. 수신 제어부(51)는 계시기능을 구비한다. 계시기능은 예를 들면, 타이머나 카운터에 의해 실현된다. 수신 제어부(51)는 각종 처리 중 적어도 일부의 처리를 실행하는 전용의 하드웨어(특정 용도에 맞는 집적회로: ASIC)를 구비할 수 있다. 즉, 수신 제어부(51)는, 1) 컴퓨터 프로그램(소프트웨어)에 따라 동작하는 하나 이상의 프로세서, 2) ASIC 등 하나 이상의 전용 하드웨어 회로, 혹은, 3) 이들의 조합을 포함하는 회로(circuitry)로서 구성될 수 있다. 프로세서는 CPU 및, RAM이나 ROM 등의 메모리를 포함한다. 메모리는 처리를 CPU에 실행시키도록 구성되는 프로그램 코드 또는 지령을 저장한다. 메모리 즉, 컴퓨터 가독매체는 범용 또는 전용의 컴퓨터로 액세스할 수 있는 여러 이용가능한 매체를 포함한다.
수신 회로(52)는 각 송신기(31)로부터 송신 회로(36)를 통하여 수신되는 무선신호를 복조하여 송신기(31)로부터의 송신 데이터를 수신 제어부(51)에 출력한다.
수신 제어부(51)는 수신 회로(52)로부터 출력된 송신 데이터에 기초하여, 타이어(13)의 상태인 타이어(13) 내의 압력 및 타이어(13) 내의 온도를 파악한다. 타이어(13)에 이상이 발생하는 경우 수신 제어부(51)는 표시기(57)에 알림을 표시한다.
수신 기억부(55)는 4개의 차륜(11)에 각각 장착된 송신기(31)의 ID 코드를 기억한다. 이로써, 송신기(31)는 수신기(50)와 대응지어진다.
여기서, 수신한 송신 데이터가 4개의 차륜(11)의 어느 타이어(13)에 관한 것인지를 특정하려는 경우가 있다. 예를 들면, 4개의 차륜(11) 중 하나의 타이어(13)에 발생한 압력이상이 어느 타이어(13)에 발생한 것인지를 표시기(57)에 표시하려는 경우나, 차륜(11)의 위치마다 대응하는 타이어(13)의 압력을 표시기(57)에 표시하려는 경우가 있다. 이러한 경우, 수신한 송신 데이터가 어느 차륜(11)에 관한 것인지를 특정할 필요가 있다. 환언하면, 수신 제어부(51)는 각 송신기(31)의 ID 코드와 차륜(11)의 위치를 대응시킬 필요가 있다.
이하, 송신기(31)가 4개의 차륜(11) 중 어느 것에 장착된 것인지를 특정하는 차륜위치 특정처리에 대하여 설명한다. 차륜위치 특정처리는 예를 들면, 차량(10)의 기동상태와 정지상태를 전환하는 스타트 스위치에 의해 차량(10)이 기동될 때 행해진다. 차량(10)의 기동상태란 액셀페달의 조작에 의해 차량(10)이 주행 가능한 상태이다. 차량(10)의 정지상태란 액셀페달을 조작하여도 차량(10)이 주행하지 않는 상태이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 스텝 S11에서 수신 제어부(51)는 송신 데이터를 수신한다. 다음, 수신 제어부(51)는 ABS 컨트롤러(25)로부터 차속을 취득한다. 다음, 스텝 S13에서 수신 제어부(51)는 송신 데이터의 수신을 계기로 하여 각 회전 센서 유닛(21~24)의 펄스 카운트값을 ABS 컨트롤러(25)로부터 취득한다. 스텝 S12 및 스텝 S13의 처리는 송신 데이터의 취득을 계기로 하여 행해진다.
다음, 스텝 S14에서 수신 제어부(51)는 각 송신기(31)가 4개의 차륜(11) 중 어느 것에 장착된 것인지를 특정하는 위치특정을 행한다. 위치특정은 송신 데이터를 수신할 때마다 송신 데이터의 수신을 계기로 하여 펄스 카운트값을 취득하여 수집함으로써 행해진다. 각 차륜(11)의 회전수는 디퍼런셜 기어 등의 영향에 의해 서로 다르다. 이 때문에, 차륜(11)에 장착된 송신기(31)의 상대위치는 차량(10)의 주행에 따라 변화한다. 반면, 송신기(31)가 특정각도에서 송신 데이터를 송신하는 경우, 4개의 차륜(11) 각각의 회전각도는 4개의 송신기(31) 중 어느 것으로부터든 송신 데이터가 송신되는 회전각도와 동기된다. 따라서, 각 송신기(31)가 특정각도에서 송신 데이터를 송신하는 경우 송신 데이터의 수신을 계기로 하여 펄스 카운트값을 취득하면 각 송신기(31)에 대응하여 펄스 카운트값의 편차가 적은 회전 센서 유닛(21~24)가 존재한다. 수신 제어부(51)는 송신 데이터를 취득할 때마다 수집한 펄스 카운트값의 편차로부터, 각 송신기(31)가 4개의 차륜(11) 중 어느 것에 장착된 것인지를 특정한다.
수신 제어부(51)는 수집한 복수의 펄스 카운트값이 소정범위 내에 들어오면, 당해 펄스 카운트값을 검출한 회전 센서 유닛과 송신기(31)를 대응시킨다. 소정범위란 펄스 카운트값의 편차를 고려하여 설정된 범위로서, 펄스 카운트값의 편차가 적은 회전 센서 유닛(21~24)를 판정하기 위하여 사용된다. 수신 제어부(51)는 차속에 따라서 소정범위를 변경한다. 수신 제어부(51)는 차속이 차속 역치 미만인 경우에 비하여 차속이 차속 역치 이상인 경우 쪽이 소정범위를 크게 한다. 차속 역치는 회전주기에 설정된 역치에 대응하는 값이 된다. 본 실시형태에서는 회전주기에 설정된 역치는 차속 70[km/h]에 상당하기 때문에, 차속 역치는 70[km/h]이 된다. 차속이 차속 역치 미만인 경우의 소정범위와, 차속 역치 이상인 때의 소정범위의 차이는 예를 들면, 18°에 대응하는 펄스 카운트값 + 마진 만큼이 된다. 즉, 취득횟수에 따른 특정각도의 편차를 고려하여 소정범위도 설정된다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 좌전차륜(FL)에 대응하는 제1회전 센서 유닛(21)에 의해 검출되는 펄스 카운트값의 편차가 가장 작다. 따라서, FLID의 송신기(31)가 좌전차륜(FL)에 장착되었다고 특정할 수 있다. 도 7에 나타낸 예에서는, 취득횟수가 10회인 경우에 제1회전 센서 유닛(21)에 의해 검출되는 펄스 카운트값을 ○(흰 원), 취득횟수가 20회인 경우에 제1회전 센서 유닛(21)에 의해 검툴되는 펄스 카운트값을 ●(검정 원)으로 나타낸다. 송신 데이터가 송신되는 특정각도의 편차가 작기 때문에, 펄스 카운트값의 편차도 작은 것을 알 수있다. 수신 제어부(51)는, FFID, RLID, RRID의 송신기(31)가 4개의 차륜(11) 중 어느 것에 장착되었는지를 특정한다. 그리고, 수신 제어부(51)는 4개의 ID코드와 차륜(11)의 위치를 대응시켜 수신 기억부(55)에 기억한다. 스텝 S11~스텝 S14의 처리는 모두 송신기(31)와 차륜(11)의 위치의 대응관계가 특정될 때까지 송신 데이터를 수신할 때에 반복된다. 스텝 S14의 처리에 의해 4개의 ID 코드와 차륜(11)의 위치의 대응이 완료되면 수신 제어부(51)는 차륜위치 특정처리를 종료한다.
본 실시형태의 작용에 대하여 설명한다.
송신 제어부(35)는 가속도 센서(34)의 검출값으로부터 특정각도의 검출을 행한다. 송신 제어부(35)는 배터리(37)의 소비전력을 적게 하기 위하여 가속도 센서(34)의 검출값을 간헐적으로 취득한다. 이로써, 송신 제어부(35)에서 검출값을 취득할 수 없는 시간이 존재한다.
본 실시형태에서는 특정각도송신을 행할 때, 그리고 회전주기가 역치 이상인 경우에, 차륜(11)이 1회전하는 동안에 검출값을 취득하는 횟수를 많게 한다. 특정의 조건이 성립한 경우에만 검출값의 취득횟수를 많게 함으로써, 특정각도의 검출 정확도를 향상시킨다. 본 실시형태에서는 취득횟수를 10회에서 20회로 변경함으로써, 특정각도의 편차가 ±18°에서 ±9°로 감소된다. 결과적으로, 수신 제어부(51)는 위치특정을 행할 때의 소정범위를 좁게 할 수 있다. 그러면, 소정범위에 포함되는 펄스 카운트값이 작아지고, 송신기(31)가 어느 차륜(11)에 장착된 것인지를 판정하는 위치특정에 요구되는 시간을 줄일 수 있다.
또한, 회전주기에 관계없이 항상 취득횟수를 많게 하는 것도 고려할 수 있다. 그러나 이 경우, 고속주행시에 특정각도송신을 행할 수 없을 우려가 있다. 취득횟수를 많게 하는 경우, 취득주기가 짧아진다. 그리고, 취득주기는 차속에 비례하여 짧아지기 때문에, 고속주행시에 취득횟수가 많으면 취득주기가 과도하게 짧아진다. 송신 제어부(35)는 가속도 센서(34)로부터 검출값을 취득한 때, 1회 전의 검출값과의 비교 등 각종 처리를 행하기 위한 처리시간을 필요로 한다. 취득주기가 처리시간보다 짧아지면, 처리를 종료하지 않았음에도 불구하고 검출값이 취득되어 처리가 제대로 행해지지 않게 된다. 이 경우, 특정각도송신이 행해지지 않게 된다. 즉, 취득주기는 처리시간 + 마진보다 긴 시간일 필요가 있고, 회전 주기에 관계없이 취득횟수를 많게 할 수는 없다. 또한, 회전주기에 관계없이 취득횟수를 많게 하면, 소비전력이 많아져서 배터리(37)의 수명이 짧아질 우려가 있다.
이에 대하여, 본 실시형태에서는 회전주기가 역치 이상인 경우에 취득횟수를 많게 함으로써, 회전주기가 역치 이상인 경우에 각 송신기(31)가 어느 차륜(11)에 장착되었는지의 판정에 필요한 시간을 줄일 수 있다. 특히, 회전주기에 설정되는 역치로서, 각 나라의 상용 영역을 고려한 값을 설정함으로써 현저한 효과를 얻을 수 있다.
예를 들면, 일본에서는 고속도로를 제외하고, 70[km/h] 이하의 차속으로 주행이 이루어지는 빈도가 지배적이다. 이 때문에, 회전주기에 설정되는 역치로서 70[km/h]를 설정함으로써, 차량(10)를 사용하는 많은 시간대에서 본 실시형태의 가속도 검출장치(40)의 효과를 누릴 수 있다.
본 실시형태의 효과에 대하여 설명한다.
(1) 송신 제어부(35)는 차륜(11)의 회전주기가 길면 가속도 센서(34)로부터 검출값을 취득하는 횟수를 많게 하는 한편, 차륜(11)의 회전주기가 짧으면 가속도 센서(34)로부터 검출값을 취득하는 횟수를 적게 한다. 따라서, 차륜(11)의 회전주기에 관계없이 가속도 센서(34)로부터 검출값을 취득하는 횟수를 일정하게 하는 경우에 비하여, 소비전력의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 회전주기가 긴 경우에는 가속도 센서(34)로부터 검출값을 취득하는 횟수가 많아지기 때문에 송신 제어부(35)는 차륜(11)의 상태를 적절히 파악할 수 있다.
(2) 송신 제어부(35)는 검출값의 증감의 추이로부터 송신기(31)이 특정각도가 된 것으로 검출할 수 있다. 송신 제어부(35)는 송신 데이터를 특정각도에서 송신할 수 있기 때문에, 송신기(31)가 어느 차륜(11)에 장착되었는지의 특정을 수신기가 행하도록 할 수 있다.
(3) 송신 제어부(35)는 검출값의 증감의 추이가 증가에서 감소로 전환됨을 계기로 하여 송신기(31)가 특정각도가 된 것을 판단한다. 따라서, 송신기(31)가 최하위치를 통과하였다고 판단할 수 있다.
실시형태는 이하와 같이 변경하여 실시할 수 있다. 실시형태 및 이하의 변경예는 기술적으로 모순되지 않는 범위에서 서로 조합하여 실시할 수 있다.
ㆍ 송신 제어부(35)는 가속도 센서(34)의 검출값으로부터 타이어(13) 중 가속도 센서(34)가 위치하는 부분이 접지되었는지 여부의 판정을 행할 수 있다. 즉, 실시형태와 같은 특정각도의 검출 대신에 접지 판정을 행하기 위하여 가속도 검출장치(40)을 사용할 수 있다, 이 경우, 도 8에 나타낸 바와 같이, 송신기(31)는 타이어(13)의 트레드부(14)의 이면(15) 즉, 노면에 접하는 면과는 반대면에 설치된다. 타이어(13)의 트레드부(14) 중 가속도 센서(34)가 위치하는 부분을 센서 배치위치라 한다.
차량(10)의 주행 중에 타이어(13)의 센서 배치위치가 접지되면, 트레드부(14)가 노면에 접하는 부분이 눌림으로써 가속도 센서(34)에는 원심가속도와는 반대방향의 힘이 작용하게 된다. 이 때문에, 가속도 센서(34)의 검출값은 센서 배치위치가 노면에 접지되는 타이밍에서 저하된다. 따라서, 송신 제어부(35)는 가속도 센서(34)의 검출값이 미리 정해진 접지 판단용 역치 이상의 상태로부터 접지 판단용 역치 미만이 된 경우에, 타이어(13)의 트레드부(14)의 센서 배치위치가 접지 되었다고 판단할 수 있다. 접지 판단용 역치란 차량(10)이 정지 중의 가속도 센서(34) 검출값보다 큰 값이다. 송신 제어부(35)는 접지 판정부로서 기능하게 된다. 또한, 센서 배치위치가 접지된 것의 판정은 접지 판정용 역치를 사용한 판정에 더하여, 검출값의 변화량에 의해 행해질 수도 있다. 센서 배치위치가 접지된 경우, 원심가속도가 상쇄됨으로써 검출값은 큰 폭으로 저하된다. 이 때문에, 검출값의 변화량이 소정값 이상이 된 경우에 센서 배치위치가 접지되었다고 판단할 수 있다.
상술한 가속도 검출장치(40)는 예를 들면, 노면의 상황을 검출하는 송신기(31)에 사용될 수 있다. 이러한 종류의 송신기(31)로는 타이어(13)의 센서 배치위치가 접지되는 타이밍에 취득되는 센서의 검출 결과로부터 노면의 상황을 추정한다. 따라서, 센서 배치위치가 접지된 것의 검출이 중요하다. 센서 배치위치가 접지되는 타이밍은 순간으로서, 취득횟수가 적을수록 센서 배치위치가 접지된 것을 검출할 수 없을 염려가 있다. 이에 대하여 가속도 검출장치(40)는 차륜(11)의 회전주기에 따라 취득횟수가 많아진다. 따라서, 센서 배치위치가 접지된 것, 환언하면, 차륜(11)의 회전각도가 센서 배치위치가 접지된 각도가 된 것을 적절하게 파악할 수 있다.
ㆍ 송신 제어부(35)는 검출값의 증감의 추이가 감소에서 증가로 전환됨에 기초하여, 송신기(31)가 특정각도가 된 것을 판단할 수 있다. 이 경우, 송신 제어부(35)는 송신기(31)가 차륜(11)의 최상위치를 통과하였다고 판단할 수 있다.
ㆍ 송신 제어부(35)가 송신 데이터의 송신을 행하는 특정각도는 변경할 수 있다. 이 경우, 검출값의 증감이 어떠한 식으로 추이하는 타이밍에 송신 데이터를 송신할지를 변경함으로써 특정각도를 변경하면 된다.
ㆍ 특정각도는 복수로 설정될 수 있다.
ㆍ 취득횟수는 적절히 변경할 수 있다.
ㆍ 취득횟수는 역치를 사용하지 않고, 회전주기가 길어짐에 맞추어 선형으로 증가시킬 수 있다.
ㆍ 가속도 센서(34)는 원심가속도를 검출할 수 있다면, 어떠한 태양으로 설치되어도 된다.
ㆍ 송신기(31)의 전력원으로서 각종 발전소자를 사용할 수 있다. 전력원으로서, 충전이나 발전이 가능한 부재를 사용하는 경우에도, 이용할 수 있는 전력에는 한계가 있다. 따라서, 송신 데이터의 송신에 의한 소비전력을 저감하는 것이 바람직하며, 송신 데이터에 각도정보를 포함하지 않고 송신함으로써, 한계가 있는 전력을 유효하게 이용할 수 있다.
ㆍ 각 실시형태에서 차량(10)은 복수의 차륜(11)을 구비하는 것이면 되며, 예를 들면, 이륜차일 수도 있다.
ㆍ 수신기(50)는 차량(10)의 탑승자가 소지하는 휴대단말 일수도 있다.
11: 차륜
13: 타이어
14: 트레드부
15: 이면
34: 가속도 센서
35: 송신 제어부(취득부, 회전주기 산출부, 취득주기 설정부 및 특정각도 검출부)
37: 배터리(전력원)

Claims (5)

  1. 전력원;
    차륜의 회전에 의해 발생하는 원심가속도를 검출하도록 구성되는 가속도 센서;
    소정의 취득주기로 상기 가속도 센서로부터 검출값을 취득함으로써, 상기 차륜이 일정 각도 회전할 때마다 상기 가속도 센서로부터 검출값을 취득하도록 구성되는 취득부;
    상기 차륜의 회전주기를 산출하도록 구성되는 회전주기 산출부;
    상기 취득주기를 설정하는 취득주기 설정부;를 포함하는 가속도 검출장치로서,
    상기 취득주기 설정부는,
    상기 회전주기 산출부에 의해 산출된 상기 회전주기가 길수록, 상기 차륜이 1회전하는 동안에 상기 가속도 센서로부터 상기 검출값을 취득하는 횟수인 취득횟수가 많아지도록, 상기 회전주기에 따라 상기 취득횟수를 설정하고,
    상기 차륜이 1회전 하는 동안에, 설정된 상기 취득횟수만큼 상기 가속도 센서로부터 상기 검출값을 취득할 수 있도록, 상기 회전주기를 설정된 상기 취득횟수로 나눔으로써 상기 취득주기를 산출하도록 구성되는,
    가속도 검출장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 취득부에 의해 연속하여 취득되는 적어도 2개의 상기 검출값을 비교하고, 이들 검출값의 증감의 추이로부터 상기 가속도 검출장치가 미리 정해진 특정각도에 위치하는 것을 검출하도록 구성되는 특정각도 검출부를 더 포함하는,
    가속도 검출장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 특정각도 검출부는,
    상기 검출값의 증감의 추이가, 증가에서 감소 또는 감소에서 증가로 추이함에 기초하여, 상기 가속도 검출장치가 상기 차륜의 최하위치 또는 최상위치를 통과하였다고 판단하도록 구성되는,
    가속도 검출장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가속도 검출장치는, 타이어의 트레드부의 이면에 설치되며,
    상기 가속도 센서의 검출값이, 미리 정해진 접지 판정용 역치 이상인 상태로부터 상기 접지 판정용 역치 미만이 된 경우에, 상기 트레드부 중 상기 가속도 센서가 위치하는 부분이 접지되었다고 판정하도록 구성되는 접지 판정부를 더 포함하는,
    가속도 검출장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 취득주기 설정부는, 상기 회전주기 산출부에 의해 산출된 상기 회전주기가 역치 이상인 경우에는, 상기 회전주기가 상기 역치 미만인 경우보다 상기 취득횟수를 큰 값으로 설정하도록 구성되는,
    가속도 검출장치.
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