(57)【要約】【課題】車輪位置判定装置の構成の簡素化及び低コスト化を図りつつ、車輪の左右位置を判定することができる車輪位置判定装置を提供すること。【解決手段】タイヤセンサユニット３は、１軸の加速度センサ１３と、ＲＦ送信回路を備える。また、受信機ユニット４は、各タイヤセンサユニット３から送信されるデータ信号を受信アンテナ３２を通じて受信するＲＦ受信回路３５と、受信機ユニットコントローラ３３を備える。そして、受信機ユニットコントローラ３３は、１つの車輪２において、加速時と減速時で同じ回転周期時間での重力加速度値を比較してタイヤセンサユニット３の左右位置を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられた複数の車輪の位置を判定するための車輪位置判定装置であって、
前記車輪それぞれに設けられる車輪側ユニット、及び前記車両の車体に設置される受信機ユニットを備え、
前記各車輪側ユニットは、前記車輪と共に回転して、重力加速度値に応じたデータ信号を発生する１軸の加速度センサと、
前記データ信号を無線送信する送信部とを有し、
前記受信機ユニットは、前記各車輪側ユニットから送信されるデータ信号を受信アンテナを通じて受信する受信部と、
受信されたデータ信号に含まれる位置情報に基づき該データ信号が前記車両の左側及び右側のいずれの車輪に設けられた前記車輪側ユニットから送信されたデータ信号であるのかを判定する車輪位置判定部と、を有し、
前記車輪位置判定部は、１つの前記車輪において、加速時と減速時で同じ回転周期時間での前記重力加速度値を比較して前記車輪側ユニットの左右位置を判定することを特徴とする車輪位置判定装置。
【請求項２】
前記車輪位置判定部は、前記車輪が加速中であるか減速中であるかの判定を、前記重力加速度値の１周期の時間が短くなれば加速中と判定し、前記重力加速度値の１周期の時間が長くなれば減速中と判定する請求項１に記載の車輪位置判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設けられた複数の車輪の左右位置を判定するための車輪位置判定装置に関し、特にタイヤ状態監視装置に用いるのに好適な車輪位置判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に設けられた複数のタイヤの状態を運転者が車室内で確認できるようにするための装置として、無線方式のタイヤ状態監視装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたタイヤ状態監視装置は、車両の車輪にそれぞれ装着される複数の送信機と、車両の車体に搭載される受信機とを備えている。各送信機は、対応するタイヤの状態、即ちタイヤ内の圧力を検出し、検出されたタイヤの状態を示すデータを含む信号をＲＦ送信アンテナを通じて無線送信する。また、各送信機は、ＬＦ受信アンテナを備える。
【０００３】
一方、受信機は、ＬＦ送信アンテナ、及びＲＦ受信アンテナを備えるとともに、ＬＦ送信アンテナは各車輪それぞれに対応するように車両のドアに配置されている。なお、このＬＦ送信アンテナは、キーレスシステムのカードに向けて信号を送信するためにドアに設けられている。
【０００４】
そして、タイヤ状態監視装置においては、受信機は、各送信機のＲＦ送信アンテナからのデータ信号を、ＲＦ受信アンテナを通じて受信して、タイヤの圧力に関する情報を車室内に設けられた表示器に必要に応じて表示させる。また、タイヤ状態監視装置では、受信されたデータ信号が複数のタイヤのうちのどのタイヤに設けられた送信機から発信されたものであるのかを、言い換えれば、受信されたデータ信号に関連するタイヤ（車輪）の位置を、受信機において判定するようになっている。具体的には、受信機は、特定したい車輪に近いＬＦ送信アンテナから、その特定したい車輪の送信機に、タイヤの圧力に関する情報とＩＤ情報を送信するように指令信号を送信する。そして、特定したい車輪の送信機からの信号に基づき、車輪の位置を特定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２６８６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１においては、車輪位置を判定するには、ＬＦ送信アンテナに対して受信機から指令信号を送信しなければならず、ＬＦ受信アンテナは車輪１つに対し１つずつ設けられている。このため、タイヤ状態監視装置の部品点数が多く、構成が複雑であるとともにコストが嵩んでしまう。
【０００７】
本発明の目的は、車輪位置判定装置の構成の簡素化及び低コスト化を図りつつ、車輪の左右位置を判定することができる車輪位置判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両に設けられた複数の車輪の位置を判定するための車輪位置判定装置であって、前記車輪それぞれに設けられる車輪側ユニット、及び前記車両の車体に設置される受信機ユニットを備え、前記各車輪側ユニットは、前記車輪と共に回転して、重力加速度値に応じたデータ信号を発生する１軸の加速度センサと、前記データ信号を無線送信する送信部とを有し、前記受信機ユニットは、前記各車輪側ユニットから送信されるデータ信号を受信アンテナを通じて受信する受信部と、受信されたデータ信号に含まれる位置情報に基づき該データ信号が前記車両の左側及び右側のいずれの車輪に設けられた前記車輪側ユニットから送信されたデータ信号であるのかを判定する車輪位置判定部と、を有し、前記車輪位置判定部は、１つの前記車輪において、加速時と減速時で同じ回転周期時間での前記重力加速度値を比較して前記車輪側ユニットの左右位置を判定することを特徴とする。
【０００９】
これによれば、車輪位置判定部は、１つの車輪だけにおいて、同じ回転周期時間で加速時の重力加速度値と、減速時の重力加速度値を比較する。１つの車輪だけを見ると、同じ回転周期時間では、加速時と減速時で重力加速度値に大小の差が生じる。そして、車輪側ユニットの位置は、車両の進行方向に延びる軸線に対し、左右で線対称となることから、車輪側ユニットが備える加速度センサにおいては、重力加速度値の検出の向きが左右で逆になり、重力加速度値の極性が左右で逆転する。したがって、左右の車輪において、同じ回転周期時間長さでの加速時の重力加速度値と、減速時の重力加速度値とを比較すると、いずれか一方の車輪では加速時の重力加速度値が減速時の重力加速度値より大きくなり、他方の車輪では減速時の重力加速度値が加速時の重力加速度値より大きくなる。そして、左右では重力加速度値の極性が異なることから、左右それぞれの重力加速度値の特性及び極性の両方を利用することで車輪側ユニットの左右位置、すなわち車輪側ユニット（車輪）の左右位置を判定することができる。その結果として、車輪側ユニットに既存の加速度センサを用い、車輪位置判定部の処理によって、車輪側ユニットの左右位置判定を行うことができる。したがって、背景技術のように、車輪側ユニットの位置判定のために、車輪１つに対しＬＦ受信アテナを１つずつ必要とする場合と比べて、車輪位置判定装置の構成の簡素化及び低コスト化を図ることができる。
【００１０】
また、前記車輪位置判定部は、前記車輪が加速中であるか減速中であるかの判定を、前記重力加速度値の１周期の時間が短くなれば加速中と判定し、前記重力加速度値の１周期の時間が長くなれば減速中と判定してもよい。
【００１１】
これによれば、重力加速度値の検出結果を基に車両の加減速状態を把握することができ、車両の加減速状態を加速度センサとは別の手段で把握する場合と異なり、車輪位置判定装置の構成の簡素化及び低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、車輪位置判定装置の構成の簡素化及び低コスト化を図りつつ、車輪の左右位置を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】タイヤ状態監視装置が搭載された車両を示す概略構成図。
【図２】図１のタイヤセンサユニットの回路構成を示すブロック図。
【図３】左右の車輪での回転方向及び重力加速度値の変化態様を例示するグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の車輪位置判定装置をタイヤ状態監視装置に具体化した一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
図１に示すように、タイヤ状態監視装置は、車両１の４つの車輪２にそれぞれ取り付けられる４つのタイヤセンサユニット３と、車両１の車体に設置される受信機ユニット４とを備えている。各車輪２は、ホイール部５と、このホイール部５に装着されるタイヤ６とを含む。なお以後、適宜に、前側左車輪２を符号“ＦＬ”で示し、前側右車輪２を符号“ＦＲ”で示し、後側左車輪２を符号“ＲＬ”で示し、後側右車輪２を符号“ＲＲ”で示す。
【００１５】
車輪側ユニットとしての各タイヤセンサユニット３は、タイヤ６の内部空間に配置されるように、そのタイヤ６が装着されたホイール部５に対して取り付けられている。各タイヤセンサユニット３は、対応するタイヤ６の状態（タイヤ内圧力、タイヤ内温度）を検出して、検出されたタイヤ状態を示すデータを含む信号、即ちタイヤ状態データ信号（以下、データ信号と称する）を無線送信する。また、各タイヤセンサユニット３は、車両１の外面側に位置するようにホイール部５に取付けられている。このため、タイヤセンサユニット３は、前後それぞれ右側の車輪２と、左側の車輪２とでは、車両１の進行方向に延びる軸線Ｌに対し、左右で線対称となっている。
【００１６】
図２に示すように、各タイヤセンサユニット３は、圧力センサ１１、温度センサ１２、加速度センサ１３、センサユニットコントローラ１４、及び、送信部としてのＲＦ送信回路１６を備えている。圧力センサ１１は、対応するタイヤ６内の圧力（タイヤ内圧力）を検出して、その検出によって得られたタイヤ内圧力データをセンサユニットコントローラ１４に出力する。温度センサ１２は、対応するタイヤ６内の温度（タイヤ内温度）を検出して、その検出によって得られたタイヤ内温度データをセンサユニットコントローラ１４に出力する。
【００１７】
センサユニットコントローラ１４は、ＣＰＵ及び記憶部１４ａ（ＲＡＭやＲＯＭ等）を含むマイクロコンピュータ等よりなり、記憶部１４ａには各タイヤセンサユニット３に固有の識別情報であるＩＤコードが登録されている。このＩＤコードは、各タイヤセンサユニット３を受信機ユニット４において識別するために使用される情報であり、センサユニットコントローラ１４からの送信信号に含められる。センサユニットコントローラ１４は、タイヤ内圧力データ、タイヤ内温度データ及びＩＤコードを含むデータを、ＲＦ送信回路１６に出力する。ＲＦ送信回路１６は、センサユニットコントローラ１４からのデータを変調して変調信号としたデータ信号を生成し、そのデータ信号を送信アンテナ１８から無線送信する。
【００１８】
各タイヤセンサユニット３は、例えば、タイヤ状態の計測動作を第１の所定時間間隔（例えば、１〜１５秒間隔）で定期的に行う一方、データ信号の送信動作を、第１の所定時間間隔よりも長い第２の所定時間間隔（例えば、１分間隔）で定期的に行う。但し、計測されたタイヤ状態が異常を示す場合（例えば、タイヤ内圧力の異常低下、タイヤ内圧力の急変、タイヤ内温度の急変等）、タイヤセンサユニット３は定期的な送信動作とは関係無く、直ちに送信動作を行う。
【００１９】
図１に示すように、受信機ユニット４は、車体の所定箇所に設置され、例えば車両１のバッテリ（図示せず）からの電力によって動作する。受信機ユニット４は、車体の任意の箇所に配置された受信アンテナ３２を備えており、各タイヤセンサユニット３から受信アンテナ３２を通じてデータ信号を受信して、その受信した信号を処理する。本実施形態において、受信アンテナ３２は、車両１の前後方向において、前側の車輪２と後側の車輪２との間のほぼ中間位置に配置されている。
【００２０】
受信機ユニット４は、車輪位置判定部としての受信機ユニットコントローラ３３を備えるとともに、受信部としてのＲＦ受信回路３５を備え、さらに、表示器３８を備えている。受信機ユニットコントローラ３３はＣＰＵ及び記憶部３３ａ（ＲＯＭやＲＡＭ等）を含むマイクロコンピュータ等よりなり、受信機ユニット４の動作を統括的に制御する。ＲＦ受信回路３５は、各タイヤセンサユニット３から受信アンテナ３２を通じて受信されたデータ信号（変調信号）を復調して、受信機ユニットコントローラ３３に送る。受信機ユニットコントローラ３３は、ＲＦ受信回路３５からのデータ信号に基づき、発信元のタイヤセンサユニット３に対応するタイヤ６のタイヤ内圧力及びタイヤ内温度を把握する。さらには、受信機ユニットコントローラ３３は、ＲＦ受信回路３５からのデータ信号に基づき、発信元のタイヤセンサユニット３が、車両１の左側の車輪２（ＦＬ，ＲＬ）に設けられたものであるのか、右側の車輪２（ＦＲ，ＲＲ）に設けられたものであるかを判定する。受信機ユニットコントローラ３３は、タイヤ内圧力及びタイヤ内温度に関する情報等を表示器３８に表示させる。表示器３８は、車室内等、車両１の搭乗者の視認範囲に配置される。
【００２１】
タイヤセンサユニット３に備えられた１軸の加速度センサ１３は、例えば、ピエゾ抵抗型や静電容量型の加速度センサとして周知のものであり、加速度に応じたデータ信号を発生して出力する。加速度センサ１３は、一つの検出軸に沿った方向の加速度成分を検出可能な加速度センサが用いられる。図３は、前側左右（ＦＲ，ＦＬ）の車輪２を例示するが、加速度センサ１３は、加速度の検出軸１０が車輪２の径方向に対し直交し、ホイール部５の周面に対する接線の延びる方向（接線方向）に延びるように車輪２に対して配置される。
【００２２】
そして、右側の車輪２と、左側の車輪２とでは、車両１の進行方向に延びる軸線Ｌに対し、左右で線対称となっていることから、右側の加速度センサ１３と、左側の加速度センサ１３とでは、検出軸１０の向きが逆になっている。車輪２に搭載の加速度センサ１３は、重力加速度値Ｇを検出し、その検出によって得られたデータ信号をセンサユニットコントローラ１４に出力する。センサユニットコントローラ１４は、加速度センサ１３から入力した重力加速度値Ｇに係るデータ信号を、受信機ユニットコントローラ３３のＲＦ受信回路３５に送信する。
【００２３】
そして、センサユニットコントローラ１４は、加速度センサ１３から送信された重力加速度値Ｇを含むデータ信号をＲＦ受信回路３５に送信する。そして、受信機ユニットコントローラ３３は、各タイヤセンサユニット３からデータ信号を受信すると、そのデータ信号に基づいて、それらデータ信号が送信されたタイヤセンサユニット３が、左側のタイヤセンサユニット３から送信されたデータ信号であるのか、右側のタイヤセンサユニット３から送信されたデータ信号であるのかを判定する。
【００２４】
次に、本実施形態の作用及び車輪２の左右位置の判定方法を説明する。
図３のグラフは、縦軸に重力加速度値Ｇを示し、横軸に時間ｔを示す。左右２つの車輪２及びグラフのうち、左側に図示された車輪２を左側の車輪２とし、左側に図示されたグラフに左側の車輪２の重力加速度値Ｇの変化態様を示す。一方、右側に図示された車輪２を右側の車輪２とし、右側に図示されたグラフに右側の車輪２の重力加速度値Ｇの変化態様を示す。
【００２５】
左右いずれの加速度センサ１３ともに、同じ回転周期時間ｔでの重力加速度値Ｇが加速時と減速時で大小の差が生じる。左側の車輪２においては、回転周期時間ｔでの加速時の重力加速度値Ｇの方が、減速時の重力加速度値Ｇよりも小さくなっている。逆に、右側の車輪２においては、回転周期時間ｔでの加速時の重力加速度値Ｇの方が、減速時の重力加速度値Ｇよりも大きくなっている。
【００２６】
また、左右の車輪２では、加速度センサ１３の検出軸１０の検出の向きが逆転していることから、左右の加速度センサ１３では加速時の重力加速度値Ｇ、及び減速時の重力加速度値Ｇの極性（プラスマイナス）が逆転している。このため、同じ回転周期時間ｔで、左右の車輪２で重力加速度値Ｇを比較すると、車両１の加速時は、左側の車輪２の重力加速度値Ｇの方が、右側の車輪２の重力加速度値Ｇよりも小さくなっている。逆に、車両１の減速時は、左側の車輪２の重力加速度値Ｇの方が、右側の車輪２の重力加速度値Ｇよりも大きくなっている。
【００２７】
次に、受信機ユニットコントローラ３３による車輪２の左右位置の判定方法について説明する。
車両１の走行中、受信機ユニットコントローラ３３は、ある車輪２から送信されたデータ信号に含まれる重力加速度値Ｇが入力されると、重力加速度値Ｇの回転周期時間ｔでの、加速時の重力加速度値Ｇと減速時の重力加速度値Ｇとを比較する。そして、上述のように、１つの車輪２において、加速時の重力加速度値Ｇが、減速時の重力加速度値Ｇより大きいと、その車輪２は右側の車輪２であると受信機ユニットコントローラ３３によって判定される。一方、加速時の重力加速度値Ｇが、減速時の重力加速度値Ｇより小さいと、その車輪２は左側の車輪２であると受信機ユニットコントローラ３３によって判定される。
【００２８】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）加速度センサ１３によって検出される重力加速度値Ｇは、同じ回転周期時間ｔでは加速時と減速時とで重力加速度値Ｇに大小の差が生じる。このため、１つの車輪２において、同じ回転周期時間ｔで、加速時の重力加速度値Ｇと、減速時の重力加速度値Ｇとを比較すると、右側の車輪２では加速時の重力加速度値Ｇが減速時の重力加速度値Ｇより大きくなり、左側の車輪２では加速時の重力加速度値Ｇが減速時の重力加速度値Ｇより小さくなる。したがって、１つの車輪２の重力加速度値Ｇを、同じ回転周期時間で比較するだけで、その車輪２が右側か左側かを判定することができる。その結果として、タイヤセンサユニット３に既存の加速度センサ１３を用い、受信機ユニットコントローラ３３のプログラム処理によって、タイヤセンサユニット３の左右位置判定を行うことができる。したがって、背景技術のように、タイヤセンサユニット３の位置判定のために、車輪１つに対しＬＦ受信アンテナを１つずつ必要とする場合と比べて、タイヤ状態監視装置を安価な構成とすることができる。
【００２９】
（２）加速度センサ１３によって検出される重力加速度値Ｇを用い、１つの車輪２での同じ回転周期時間ｔでの加速時の重力加速度値Ｇと、減速時の重力加速度値Ｇとを比較するだけで、その車輪２が右側か左側かを判定することができる。すなわち、本実施形態の位置判定方法は、左右の加速度センサ１３によって検出された２つの重力加速度値Ｇを比較して左右を判定するのとは異なり、１つの加速度センサ１３によって検出された１つの重力加速度値Ｇを利用して車輪２の左右位置を直接判定することができる。
【００３０】
（３）加速度センサ１３やタイヤセンサユニット３がホイール部５に傾いて取り付けられたり、加速度センサ１３の製造誤差等により、加速度センサ１３の検出軸１０が傾いても、その傾きを車輪２の位置判定方法によってカバーすることができる。
【００３１】
（４）また、ホイール部５の直径によってホイール部５の曲率が変化し、重力加速度値Ｇも影響を受けやすくなるが、ホイール部５の影響も車輪２の位置判定方法によってカバーすることができる。
【００３２】
（５）重力加速度値Ｇは、加速が進むに連れて車輪２の１回転の時間が短くなることから、１周期の時間が短くなる。一方、重力加速度値Ｇは、減速が進むに連れて一周期の時間が長くなる。このため、重力加速度値Ｇの１周期の時間を比較することで、車両１が加速中か、減速中か、定速走行中かを判定することができる。したがって、受信機ユニットコントローラ３３は、車輪２の左右位置の判定時、重力加速度値Ｇの検出結果を基に車両１が加速中か減速中かを把握することができ、加減速の把握を加速度センサ１３とは別の手段で把握する場合と異なり、タイヤ状態監視装置の構成の簡素化及び低コスト化を図ることができる。
【００３３】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  加速度センサ１３の検出軸１０の向きは右側と左側で逆になってもよい。
○  本発明は、タイヤ状態監視装置への適用に限定されるものではなく、車輪２の位置判定を行う各種の装置に適用することができる。
【００３４】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記各車輪側ユニットは、前記車輪におけるタイヤの状態を検出するとともに検出したタイヤの状態を示すデータを含むデータ信号を無線送信するタイヤセンサユニットである請求項１又は請求項２に記載の車輪位置判定装置。
【００３５】
（ロ）前記車輪側ユニットに前記加速度センサが内蔵されている請求項１、請求項２、及び技術的思想（イ）に記載の車輪位置判定装置。
（ハ）車両に設けられた複数の車輪の位置を判定するための車輪位置判定装置による位置判定方法であって、前記車輪位置判定装置は、前記車輪それぞれに設けられる車輪側ユニット、及び前記車両の車体に設置される受信機ユニットを備え、前記各車輪側ユニットは、前記車輪と共に回転して、重力加速度値に応じたデータ信号を発生する１軸の加速度センサと、前記データ信号を無線送信する送信部とを有し、前記受信機ユニットは、前記各車輪側ユニットから送信されるデータ信号を受信アンテナを通じて受信する受信部と、受信されたデータ信号に含まれる位置情報に基づき該データ信号が前記車両の左側及び右側のいずれの車輪に設けられた前記車輪側ユニットから送信されたデータ信号であるのかを判定する車輪位置判定部と、を有しており、前記車輪位置判定部は、１つの前記車輪において、加速時と減速時で同じ回転周期時間での前記重力加速度値を比較して前記車輪側ユニットの左右位置を判定する車輪位置判定装置による位置判定方法。
【符号の説明】
【００３６】
Ｇ…重力加速度値、ｔ…回転周期時間、１…車両、２…車輪、３…タイヤセンサユニット（車輪側ユニット）、４…受信機ユニット、１３…加速度センサ、１６…ＲＦ送信回路（送信部）、３２…ＲＦ受信アンテナ（受信アンテナ）、３３…受信機ユニットコントローラ（車輪位置判定部）、３５…ＲＦ受信回路（受信部）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2013226861.tif 000005