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1. WO2020110317 - DISPOSITIF DE DÉTECTION D'ACCÉLÉRATION

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明 細 書

発明の名称 加速度検出装置

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005  

課題を解決するための手段

0006   0007   0008   0009   0010   0011  

発明の効果

0012  

図面の簡単な説明

0013  

発明を実施するための形態

0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067  

符号の説明

0068  

請求の範囲

1   2   3   4  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8  

明 細 書

発明の名称 : 加速度検出装置

技術分野

[0001]
 本発明は、加速度検出装置に関する。

背景技術

[0002]
 特許文献1に記載のように、タイヤの状態を監視するタイヤ状態監視装置は、車輪に設けられた送信機と、送信機から送信された送信データを受信する受信機と、を備える。送信機は、車輪の回転により生じる遠心加速度を検出する加速度センサと、加速度センサから検出値を取得する制御部と、を備える。制御部は、車輪が1回転する間に、加速度センサの検出値を複数回取得している。制御部は、加速度センサの検出値から、車輪の状態を認識することができる。車輪の状態とは、例えば、車輪の回転角度が特定角度になったことや、車輪が回転しているか否かなどである。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2013-159265号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 車輪が1回転する間に加速度センサから検出値を取得する回数が少ないと、車輪の状態を適切に把握できない場合がある。車輪が1回転する間に加速度センサから検出値を取得する回数を多くすることも考えられる。しかしながら、この場合には、消費電力が多くなり、電力源の寿命が短くなるおそれがある。
[0005]
 本発明の目的は、消費電力の低減を図ることができる加速度検出装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0006]
 上記課題を解決するため、本発明の第一の態様によれば、電力源と、車輪の回転により生じる遠心加速度を検出するように構成された加速度センサと、所定の取得周期で前記加速度センサから検出値を取得することで、前記車輪が一定角度回転する毎に前記加速度センサから検出値を取得するように構成された取得部と、前記車輪の回転周期を算出するように構成された回転周期算出部と、前記取得周期を設定するように構成された所定周期設定部と、を備えた加速度検出装置が提供される。前記取得周期設定部は、前記回転周期算出部によって算出された前記回転周期が長いほど、前記車輪が1回転する間に前記加速度センサから前記検出値を取得する回数が多くなるように前記取得周期を設定するように構成される。
[0007]
 取得部は、車輪の回転周期が長いと加速度センサから検出値を取得する回数が多い一方で、車輪の回転周期が短いと加速度センサから検出値を取得する回数が少ない。従って、車輪の回転周期に関わらず、加速度センサから検出値を取得する回数を一定にする場合に比べて、消費電力の低減を図ることができる。また、回転周期が長い場合には、加速度センサから検出値を取得する回数が多くなるため、加速度検出装置は、車輪の状態を適切に把握することができる。
[0008]
 上記加速度検出装置は、前記取得部によって連続して取得された少なくとも2つの前記検出値を比較し、それら検出値の増減の推移から前記加速度検出装置が予め定められた特定角度に位置していることを検出するように構成された特定角度検出部をさらに備えていてもよい。
[0009]
 これによれば、車輪の回転角度が特定角度になったことを検出することができる。
 上記加速度検出装置について、前記特定角度検出部は、前記検出値の増減の推移が、増加から減少、あるいは、減少から増加に推移することに基づき、前記加速度検出装置が前記車輪の最下位置又は最上位置を通過したと判断ように構成されてもよい。
[0010]
 これによれば、加速度検出装置が最上位置又は最下位置を通過したと判断することができる。
 上記加速度検出装置はタイヤのトレッド部の裏面に貼り付けられており、前記加速度センサの検出値が、予め定められた接地判定用閾値以上の状態から前記接地判定用閾値未満になった場合に、前記トレッド部のうち前記加速度センサが位置する部分が接地したと判定するように構成された接地判定部をさらに備えていてもよい。
[0011]
 これによれば、タイヤのトレッド部のうち加速度センサが位置する部分が接地したことを適切に判定することができる。

発明の効果

[0012]
 本発明によれば、消費電力の低減を図ることができる。

図面の簡単な説明

[0013]
[図1] タイヤ状態監視システムの概略構成図。
[図2] 回転センサユニットの概略構成図。
[図3] 送信機の概略構成図。
[図4] 特定角度送信を行う際に送信制御部が行う処理を示すフローチャート。
[図5] 回転周期と取得回数との関係を示す図。
[図6] 受信制御部が行う車輪位置特定処理を示すフローチャート。
[図7] 左前車輪に装着された送信機から送信された送信データの受信を契機として取得されたパルスカウント値の一例を示す図。
[図8] タイヤのトレッド部に設けられた送信機の概略図。

発明を実施するための形態

[0014]
 以下、加速度検出装置の一実施形態について説明する。
 図1に示すように、タイヤ状態監視システム30は、車両10に搭載されている。
 車両10は、4つの車輪11を備える。各車輪11は、ホイール12と、ホイール12に装着されたタイヤ13とを備える。各車輪11のうち右前車輪11をFR、左前車輪11をFL、右後車輪11をRR、左後車輪11をRLとして説明する。
[0015]
 車両10は、アンチロック・ブレーキシステム(以下、ABSと称す)20を備える。ABS20は、ABSコントローラ25と、4つの車輪11にそれぞれ対応する回転センサユニット21~24とを備える。第1回転センサユニット21は、左前車輪FLに対応し、第2回転センサユニット22は、右前車輪FRに対応している。第3回転センサユニット23は、左後車輪RLに対応し、第4回転センサユニット24は、右後車輪RRに対応している。ABSコントローラ25は、マイクロコンピュータ等よりなり、回転センサユニット21~24からの信号に基づき各車輪11の回転角度を求める。
[0016]
 図2に示すように、各回転センサユニット21~24は、車輪11と一体回転する歯車26と、歯車26の外周面に対向するように配置された検出器27とを備える。歯車26の外周面には複数本の歯が等角度間隔おきに設けられている。歯車26の歯の数は48である。検出器27は、歯車26が回転することで生じるパルスを検出する。ABSコントローラ25は、検出器27に有線接続され、各検出器27の検出値であるパルスカウント値に基づき、各車輪11の回転角度を求める。詳細にいえば、ABSコントローラ25は、検出器27に発生したパルスの立ち上がりと立ち下がりをカウントする。ABSコントローラ25は、カウントされたパルスのカウント数を歯車26の1回転分のパルスのカウント数=96で除算したときの余りを、パルスカウント値として算出する。また、車輪11が1回転する間に検出器27に発生するパルス数で360度を除算することで、パルスカウント値1につき歯車26が何度回転したかを把握することもできる。これらによって、パルスカウント値から、車輪11の回転角度を求めることができる。パルスカウント値は0~95である。
[0017]
 次に、タイヤ状態監視システム30について説明する。
 図1に示すように、タイヤ状態監視システム30は、4つの車輪11にそれぞれ装着される送信機31と、車両10に設置される受信機50とを備える。送信機31は、タイヤ13の内部空間に配置されるように、車輪11に取り付けられている。送信機31として、タイヤバルブに固定される送信機や、ホイール12やタイヤ13に固定される送信機が用いられる。送信機31は、対応するタイヤ13の状態を検出して、検出したタイヤ13の情報を含む送信データを受信機50に無線送信する。タイヤ状態監視システム30は、送信機31から送信される送信データを受信機50で受信することで、タイヤ13の状態を監視する。
[0018]
 図3に示すように、各送信機31は、圧力センサ32、温度センサ33、加速度センサ34、送信制御部35、送信回路36、バッテリ37、及び送信アンテナ39を備える。送信機31は、バッテリ37からの供給電力によって動作し、送信制御部35は、送信機31の動作を統括的に制御する。送信機31の電力源となるバッテリ37は、一次電池であってもよく、二次電池やキャパシタなどの蓄電装置であってもよい。
[0019]
 圧力センサ32は、対応するタイヤ13の空気圧を検出する。温度センサ33は、対応するタイヤ13内の温度を検出する。
 加速度センサ34は、遠心加速度を検出できるように取り付けられている。加速度センサ34は、検出軸を備え、検出軸の向く方向への加速度を検出する。加速度センサ34は、送信機31が車輪11の最下位置に位置しているときに検出軸が鉛直方向を向くように、車輪11に装着されている。加速度センサ34は、少なくとも遠心加速度を検出できればよく、一軸の加速度センサ34であってもよいし、多軸の加速度センサ34であってもよい。
[0020]
 送信制御部35は、CPU35a及びRAMやROM等から構成された記憶部35bを含むマイクロコンピュータ等よりなる。送信制御部35は、計時機能を備える。計時機能は、例えば、タイマや、カウンタによって実現される。送信制御部35は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア(特定用途向け集積回路:ASIC)を備えてもよい。即ち、送信制御部35は、1)コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って動作する1つ以上のプロセッサ、2)ASIC等の1つ以上の専用のハードウェア回路、或いは3)それらの組み合わせを含む回路(circuitry)として構成し得る。プロセッサは、CPU、並びに、RAM及びROM等のメモリを含む。メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。
[0021]
 記憶部35bは、各送信機31の固有の識別情報を示すデータであるIDコードを記憶する。説明の便宜上、左前車輪FLに装着された送信機31のIDコードをFLID、右前車輪FRに装着された送信機31のIDコードをFRID、左後車輪RLに装着された送信機31のIDコードをRLID、右後車輪RRに装着された送信機31のIDコードをRRIDと表記する。また、記憶部35bは、送信機31を制御する種々のプログラムを記憶する。
[0022]
 送信制御部35は、送信データを生成して、生成した送信データを送信回路36に出力する。送信データは、デジタルデータであり2進数のデータ列である。送信回路36は、送信データを変調する。変調された送信データは、無線信号として送信アンテナ39から送信される。無線信号とは、送信データを含む信号といえる。無線信号は、例えば、315MHz帯や、434MHz帯などのRF帯の信号である。
[0023]
 送信機31は、車輪11の回転角度に関わらず送信データを送信する通常送信と、車輪11の回転角度が予め定められた特定角度となったときに送信データを送信する特定角度送信とを行うことが可能である。
[0024]
 通常送信では、所定の間隔毎に送信データが送信機31から送信される。所定の間隔は、例えば、十秒~数十秒である。
 特定角度送信は、例えば、所定時間以上に亘って車両10が停止された場合に行われる。所定時間は、タイヤローテーションなど車輪11の位置の変更に要する時間や、車輪11の交換などに要する時間よりも長い時間に設定される。所定時間は、例えば、数十分~数時間である。
[0025]
 車両10が走行しているか否かの判定は、加速度センサ34によって検出される加速度から判定することができる。車速が速くなるにつれて、加速度センサ34に作用する遠心加速度は大きくなる。加速度センサ34によって検出された加速度が走行判定用閾値以上であれば、送信制御部35は、車両10が走行していると判定する。一方、加速度センサ34によって検出された加速度が走行判定用閾値未満であれば、送信制御部35は、車両10が停車していると判定する。走行判定用閾値は、公差などを考慮して、車両10が停車しているときに加速度センサ34によって検出される加速度よりも大きい値に設定される。
[0026]
 特定角度送信時には、車輪11の回転角度が予め定められた特定角度であることを検出したときに、送信データが送信機31から送信される。詳細に説明すれば、送信制御部35は、1回前の送信データの送信から所定の時間(例えば、十秒~数十秒)が経過しかつ特定角度が検出された場合に、送信機31から送信データを送信する。
[0027]
 特定角度送信を行う際に送信制御部35が行う制御について説明する。
 図4に示すように、ステップS1において、送信制御部35は、加速度センサ34の検出値を取得する。送信制御部35は、取得部として機能している。次に、ステップS2において、送信制御部35は、車輪11の回転周期[秒]を算出する。詳細にいえば、送信制御部35は、以下の(1)式を用いて、車輪11の回転周期を算出する。
[0028]
[数1]


 ここで、Sは車輪11の回転周期[秒]であり、Gは加速度センサ34の検出値[G]であり、Rはホイール12のリムの半径[mm]である。ホイール12のリムの半径は、記憶部35bに記憶されている。送信制御部35は、回転周期算出部として機能している。
[0029]
 次に、ステップS3において、送信制御部35は、回転周期Sが閾値以上か否かを判定する。閾値は、車速が低速か高速かを判定するために用いられる。回転周期と車速とは相間関係があり、車速が速いほど回転周期は短くなる。閾値としては、例えば、車速70[km/h]に相当する値が設定される。
[0030]
 送信制御部35は、回転周期が閾値以上の場合、ステップS4の処理を行う。送信制御部35は、回転周期が閾値未満の場合、ステップS5の処理を行う。ステップS4において、送信制御部35は、取得回数を20回に設定する。ステップS5において、送信制御部35は、取得回数を10回に設定する。取得回数とは、車輪11が1回転する間に加速度センサ34から検出値を取得する回数である。従って、送信制御部35は、(1)式で算出された回転周期が長いほど、車輪11が1回転する間に加速度センサ34から検出値を取得する回数を多くするといえる。
[0031]
 回転周期に応じて設定される取得回数は、整数倍で変化することが好ましい。本実施形態では、回転周期に応じて2通りの取得回数が設定されるため、10回、又は、10回を2倍した20回が取得回数として設定される。回転周期に応じて3通りの取得回数が設定される場合であれば、取得回数は、10回、20回、又は、30回が設定されることが好ましい。
[0032]
 次に、ステップS6において、送信制御部35は、設定された取得回数から、加速度センサ34から検出値を取得する周期である取得周期を算出する。取得周期は、車輪11が1回転する間に、設定された取得回数の検出値を取得できるように設定される。取得周期は、回転周期を取得回数で除算することで算出することができる。送信制御部35は、取得周期設定部として機能する。
[0033]
 次に、ステップS7において、送信制御部35は、車輪11の回転角度が特定角度になったことの検出を行う。まず、送信制御部35は、算出された取得周期で加速度センサ34から検出値を取得する。
[0034]
 図5に示すように、重力加速度は、常に鉛直方向に向けて作用しているが、加速度センサ34の検出軸は車輪11の回転とともに向きを変化させるため、加速度センサ34によって検出される重力加速度は車輪11の回転角度によって変動する。詳細にいえば、加速度センサ34の検出値は、遠心加速度を中心として正弦波状に変化する。本実施形態では、加速度センサ34が車輪11の最下位置にある場合に遠心加速度+1[G]の検出値となり、加速度センサ34が車輪11の最上位置にある場合に遠心加速度-1[G]の検出値となる。なお、説明の便宜上、車輪11の回転角度の原点=0°を送信機31が車輪11の最前位置にある場合の角度とし、送信機31が車輪11の最下位置にある場合の車輪11の回転角度を90°、送信機31が車輪11の最後位置にある場合の車輪11の回転角度を180°、送信機31が車輪11の最上位置にある場合の回転角度を270°とする。なお、最上位置とは、鉛直方向における車輪11の最も上側であり、最下位置とは鉛直方向における車輪11の最も下側である。
[0035]
 取得周期で加速度センサ34から検出値を取得すると、取得回数が10回であれば、車輪11が36°回転する毎に検出値が取得されることになる。取得回数が20回であれば、車輪11が18°回転する毎に検出値が取得されることになる。取得回数に応じて、検出値は一定角度置きに取得されることになる。従って、各取得回数のそれぞれで、検出値の取得される角度は一定角度となる。例えば、取得回数が10回であれば、0°、36°、72°…のように36°置きの一定角度で検出値が取得され、取得回数が20回であれば、0°、18°、36°…のように18°置きの一定角度で検出値が取得される。
[0036]
 図5の取得点P1~P10は、取得回数が10回の場合に検出値が取得されるタイミングを模式的に示している。車両10が急加速や急停止しない限り車輪11が1回転する間に車速が大幅に変化することは稀であり、車輪11が1回転する間の検出値の変化は、加速度センサ34の位置が変化することに起因したものといえる。言い換えれば、加速度センサ34の検出値の変化から、車輪11の回転角度を把握することができる。
[0037]
 なお、取得点P1~P10で検出値を取得したときの車輪11の回転角度は、360°を取得回数で除算した値の1/2を加減した範囲でばらつく。従って、取得回数が10回であれば、各取得点P1~P10で検出値を取得したときの車輪11の回転角度は±18°の範囲でばらつくことになる。例えば、取得点P2で検出値が取得される回転角度を36°とすると、取得点P2は36°±18°の範囲でばらつく。前述した一定角度は、この誤差を許容するものである。
[0038]
 各取得点P1~P10で取得された検出値と、各取得点P1~P10の1回前の各取得点P1~P10で取得された検出値とを比較すると、検出値が増加から減少に転じる取得点P1~P10と、検出値が減少から増加に転じる取得点P1~P10とが存在する。図5に記載した+は増加を示し、-は減少を示す。本実施形態では、重力加速度が最も大きく検出される位置は、加速度センサ34が車輪11の最下位置にあるときなので、加速度センサ34が車輪11の最下位置を通過すると、検出値は増加から減少に転じる。一方で、加速度センサ34が車輪11の最上位置を通過すると、検出値は減少から増加に転じる。従って、検出値の増減の推移から加速度センサ34の位置を把握できる。
[0039]
 図5から把握できるように、取得回数が20回の場合、取得点P1~P20で検出値が取得される。取得点P1~P20のうち半数の取得点P1~P10については、取得回数が10回の場合の取得点P1~P10と同一の回転角度で検出値が取得される。取得回数が20回の場合、取得点P1~P20で検出値が取得されたときの車輪11の回転角度は±9°の範囲でばらつく。例えば、取得点P2で検出値が取得されたときの車輪11の回転角度は、36°±9°の範囲となる。取得点P11~P20の各々は、取得点P1~P10のうち隣り合う2つの取得点同士の間の中間角度となる。
[0040]
 送信制御部35は、連続して取得された少なくとも2つの検出値の増減の推移が増加から減少に転じたことに基づき、送信機31が特定角度に位置していることを検出する。取得回数が10回の場合、送信制御部35は、検出値の増減の推移が増加から減少に転じた後に、再度検出値が減少すると送信機31が特定角度に位置していると判断する。即ち、送信制御部35は、検出値の増減の推移が増加→減少→減少の順に並ぶと、送信機31が特定角度に位置していると判断する。
[0041]
 取得回数が20回の場合、送信制御部35は、検出値の増減の推移が増加→減少→減少→減少の順に並ぶと、送信機31が特定角度に位置していると判断する。なお、本実施形態の特定角度は、144°である。また、特定角度には、取得回数に応じたばらつきが生じるため、取得回数が10回であれば、特定角度は144°±18°となり、取得回数が20回であれば特定角度は144°±9°になる。検出値の増減の推移が、増加から減少に推移することに基づき特定角度を検出することで、送信制御部35は、送信機31が車輪11の最下位置を通過したと判断できる。送信制御部35は、特定角度検出部として機能している。
[0042]
 図4に示すように、次に、ステップS8において、送信制御部35は、送信データの送信を行う。これにより、送信データは、特定角度で送信されることになる。
 なお、送信制御部35は、(1)式に代えて、(1)式の分子をテーブルから求めた式を用いて回転周期を算出してもよい。送信制御部35の記憶部には、(1)式の分子の値とホイール12のリムの半径Rとを対応付けたテーブルが記憶されている。送信制御部35は、設定された取得回数と、車輪11が1回転する間に、実際に検出値を取得した回数に差があると、算出された回転周期に誤りがあると判定する。すると、送信制御部35は、(1)式の分子の値を変更する。送信制御部35は、設定された取得回数と、実際に検出値を取得した回数とが一致すると、算出された回転周期は正しいと判定し、分子の値を採用する。即ち、記憶部35bにホイール12のリムの半径Rが記憶されていない場合であっても、回転周期を算出することができる。
[0043]
 上記したように、送信制御部35は、所定のプログラムを実行することで、取得部、回転周期算出部、取得周期設定部及び特定角度検出部として機能する。従って、電力源となるバッテリ37、加速度センサ34及び送信制御部35で加速度検出装置40が構成される。送信機31は、加速度検出装置40を備えており、送信機31の位置と、加速度検出装置40は、同一位置にあるといえる。
[0044]
 次に、受信機50について説明する。
 図1に示すように、受信機50は、受信制御部51と、受信回路52と、受信アンテナ56とを備える。受信制御部51には、車両10に搭載された表示器57が接続されている。受信制御部51は受信CPU54及びROMやRAM等から構成される受信記憶部55を含むマイクロコンピュータ等よりなる。受信制御部51は、計時機能を備える。計時機能は、例えば、タイマや、カウンタによって実現される。受信制御部51は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア(特定用途向け集積回路:ASIC)を備えてもよい。即ち、受信制御部51は、1)コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って動作する1つ以上のプロセッサ、2)ASIC等の1つ以上の専用のハードウェア回路、或いは3)それらの組み合わせを含む回路(circuitry)として構成し得る。プロセッサは、CPU、並びに、RAM及びROM等のメモリを含む。メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。
[0045]
 受信回路52は、各送信機31から受信アンテナ56を介して受信された無線信号を復調して、送信機31からの送信データを受信制御部51に出力する。
 受信制御部51は、受信回路52から出力された送信データに基づき、タイヤ13の状態であるタイヤ13内の圧力及びタイヤ13内の温度を把握する。タイヤ13に異常が生じている場合、受信制御部51は、表示器57に報知を表示する。
[0046]
 受信記憶部55は、4つの車輪11にそれぞれ装着された送信機31のIDコードを記憶している。これにより、送信機31は、受信機50と対応付けられている。
 ここで、受信した送信データが4つの車輪11のいずれのタイヤ13に関するものかを特定したい場合がある。例えば、4つの車輪11のうち1つのタイヤ13に生じた圧力異常がいずれのタイヤ13に生じているかを表示器57に表示したい場合や、車輪11の位置毎に対応したタイヤ13の圧力を表示器57に表示したい場合がある。このような場合、受信した送信データがいずれの車輪11に関するものなのかを特定する必要がある。言い換えれば、受信制御部51は、各送信機31のIDコードと車輪11の位置との対応付けを行う必要がある。
[0047]
 以下、各送信機31が4つの車輪11のうちいずれに装着されているかを特定する車輪位置特定処理について説明する。車輪位置特定処理は、例えば、車両10の起動状態と停止状態とを切り替えるスタートスイッチによって車両10が起動された際に行われる。車両10の起動状態とは、アクセルペダルの操作により車両10が走行可能な状態である。車両10の停止状態とは、アクセルペダルを操作しても車両10が走行しない状態である。
[0048]
 図6に示すように、ステップS11において、受信制御部51は、送信データを受信する。次に、受信制御部51は、ABSコントローラ25から車速を取得する。次に、ステップS13において、受信制御部51は、送信データの受信を契機として、各回転センサユニット21~24のパルスカウント値をABSコントローラ25から取得する。ステップS12及びステップS13の処理は、送信データの取得を契機として行われる。
[0049]
 次に、ステップS14において、受信制御部51は、各送信機31が4つの車輪11のうちいずれに装着されているかを特定する位置特定を行う。位置特定は、送信データを受信する毎に送信データの受信を契機としてパルスカウント値を取得し収集することで行われる。各車輪11の回転数は、デファレンシャルギアなどの影響によって異なる。このため、車輪11に装着された送信機31の相対位置は、車両10の走行に伴い変化する。一方で、送信機31が特定角度で送信データを送信している場合、4つの車輪11のそれぞれの回転角度は、4つの送信機31のうちのいずれかから送信データが送信される回転角度と同期している。従って、各送信機31が特定角度で送信データを送信した場合、送信データの受信を契機としてパルスカウント値を取得すると、各送信機31に対応して、パルスカウント値のばらつきが少ない回転センサユニット21~24が存在する。受信制御部51は、送信データを取得する毎に収集したパルスカウント値のばらつきから、各送信機31が4つの車輪11のうちいずれに装着されているかを特定する。
[0050]
 受信制御部51は、収集した複数のパルスカウント値が所定範囲内に収まると、当該パルスカウント値を検出した回転センサユニットと送信機31とを対応付ける。所定範囲とは、パルスカウント値のばらつきを考慮して設定される範囲であり、パルスカウント値のばらつきが少ない回転センサユニット21~24を判定するために用いられる。受信制御部51は、車速に応じて所定範囲を変更する。受信制御部51は、車速が速度閾値未満の場合に比べて、車速が速度閾値以上の場合のほうが所定範囲を大きくする。速度閾値は、回転周期に設定された閾値に対応した値となっている。本実施形態では、回転周期に設定された閾値は、車速70[km/h]に相当しているため、速度閾値は70[km/h]になる。車速が速度閾値未満の場合の所定範囲と、速度閾値以上のときの所定範囲の差は、例えば、18°に対応するパルスカウント値+マージン分となる。即ち、取得回数に応じた特定角度のばらつきを考慮して所定範囲も設定される。
[0051]
 図7に示す例では、左前車輪FLに対応する第1回転センサユニット21によって検出されるパルスカウント値のばらつきが最も少なくなる。したがって、FLIDの送信機31が左前車輪FLに装着されていると特定することができる。図7に示す例では、取得回数が10回の場合に第1回転センサユニット21によって検出されるパルスカウント値を○(白丸)、取得回数が20回の場合に第1回転センサユニット21によって検出されるパルスカウント値を●(黒丸)で示す。送信データが送信される特定角度のばらつきが少ないため、パルスカウント値のばらつきも少ないことがわかる。受信制御部51は、FFID、RLID、RRIDの送信機31が4つの車輪11のいずれに装着されているかを特定する。そして、受信制御部51は、4つのIDコードと車輪11の位置とを対応づけて、受信記憶部55に記憶する。ステップS11~ステップS14の処理は、全ての送信機31と車輪11の位置との対応関係が特定されるまで、送信データを受信する度に繰り返される。ステップS14の処理により、4つのIDコードと車輪11の位置とが対応付けが完了すると、受信制御部51は車輪位置特定処理を終了する。
[0052]
 本実施形態の作用について説明する。
 送信制御部35は、加速度センサ34の検出値から特定角度の検出を行っている。送信制御部35は、バッテリ37の消費電力を少なくするために加速度センサ34の検出値を間欠的に取得している。これにより、送信制御部35においては、検出値を取得できない時間が存在する。
[0053]
 本実施形態では、特定角度送信を行うときであり、かつ、回転周期が閾値未満の場合に車輪11が1回転する間に検出値を取得する回数を多くしている。特定の条件が成立した場合にのみ検出値の取得回数を多くすることで、特定角度の検出精度を向上させている。本実施形態では、取得回数を10回から20回に変更することで、特定角度のばらつきが±18°から±9°に減少している。結果として、受信制御部51は、位置特定を行う際の所定範囲を狭くすることができる。すると、所定範囲に含まれるパルスカウント値が少なくなり、送信機31がいずれの車輪11に装着されているかを判定する位置特定に要する時間を短くすることができる。
[0054]
 なお、回転周期に関わらず、常に取得回数を多くすることも考えられる。しかしながら、この場合、高速走行時に特定角度送信を行えなくなるおそれがある。取得回数を多くする場合、取得周期が短くなる。更に、取得周期は車速に比例して短くなるため、高速走行時に取得回数が多いと、取得周期が過剰に短くなる。送信制御部35は、加速度センサ34から検出値を取得した際に、1回前の検出値との比較など種々の処理を行うための処理時間を要する。取得周期が処理時間よりも短くなると、処理を終えていないにも関わらず、検出値が取得されることになり、処理が正しく行われなくなる。この場合、特定角度送信が行われなくなる。即ち、取得周期は、処理時間+マージンよりも長い時間である必要があり、回転周期に関わらず取得回数を多くすることはできない。また、回転周期に関わらず取得回数を多くすると、消費電力が多くなり、バッテリ37の寿命が短くなるおそれがある。
[0055]
 これに対して、本実施形態では、回転周期が閾値未満の場合に取得回数を多くすることで、回転周期が閾値未満の場合に各送信機31がいずれの車輪11に装着されているかの判定に要する時間を短くすることができる。特に、回転周期に設定される閾値として、各国の常用域を考慮した値を設定することで、顕著な効果が得られる。
[0056]
 例えば、日本国においては、高速道路を除いて、70[km/h]以下の車速で走行が行われる頻度が支配的である。このため、回転周期に設定される閾値として、70[km/h]を設定することで、車両10を使用する多くの時間帯で本実施形態の加速度検出装置40の効果を享受できる。
[0057]
 本実施形態の効果について説明する。
 (1)送信制御部35は、車輪11の回転周期が長いと加速度センサ34から検出値を取得する回数を多くする一方で、車輪11の回転周期が短いと加速度センサ34から検出値を取得する回数を少なくする。従って、車輪11の回転周期に関わらず、加速度センサ34から検出値を取得する回数を一定にする場合に比べて、消費電力の低減を図ることができる。また、回転周期が長い場合には、加速度センサ34から検出値を取得する回数が多くなるため、送信制御部35は、車輪11の状態を適切に把握することができる。
[0058]
 (2)送信制御部35は、検出値の増減の推移から送信機31が特定角度になったことを検出することができる。送信制御部35は、送信データを特定角度で送信することができるため、各送信機31がいずれの車輪11に装着されているかの特定を受信機に行わせることができる。
[0059]
 (3)送信制御部35は、検出値の増減の推移が増加から減少に転じたことを契機として送信機31が特定角度になったと判断する。従って、送信機31が最下位置を通過したと判断することができる。
[0060]
 実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
 ・送信制御部35は、加速度センサ34の検出値から、タイヤ13のうち加速度センサ34が位置する部分が接地したか否かの判定を行ってもよい。即ち、実施形態のような特定角度の検出に代えて、接地判定を行うために加速度検出装置40を用いてもよい。この場合、図8に示すように、送信機31は、タイヤ13のトレッド部14の裏面15、即ち、路面に接する面とは反対の面に設けられる。タイヤ13のトレッド部14のうち加速度センサ34が位置する部分をセンサ配置部位という。
[0061]
 車両10の走行中に、タイヤ13のセンサ配置部位が接地すると、トレッド部14の路面に接している部分が潰れることで加速度センサ34には遠心加速度とは反対向きの力が作用することになる。そのため、加速度センサ34の検出値は、センサ配置部位が路面に接地するタイミングで低下する。従って、送信制御部35は、加速度センサ34の検出値が、予め定められた接地判定用閾値以上の状態から接地判定用閾値未満になった場合に、タイヤ13のトレッド部14のセンサ配置部位が接地したと判定することができる。接地判定用閾値とは、車両10が停止中の加速度センサ34の検出値よりも大きい値である。送信制御部35は、接地判定部として機能することになる。なお、センサ配置部位が接地したことの判定は、接地判定用閾値を用いた判定に加えて、検出値の変化量により行われてもよい。センサ配置部位が接地した場合、遠心加速度が相殺されることで、検出値は大幅に低下する。このため、検出値の変化量が所定値以上になった場合にセンサ配置部位が接地していると判定してもよい。
[0062]
 上記した加速度検出装置40は、例えば、路面の状況を検出する送信機31に用いられる。この種の送信機31では、タイヤ13のセンサ配置部位が接地したタイミングで取得されたセンサの検出結果から路面の状況を推定する。従って、センサ配置部位が接地したことの検出が重要である。センサ配置部位が接地するタイミングは僅かであり、取得回数が少ないほど、センサ配置部位が接地したことを検出できないおそれがある。これに対して、加速度検出装置40は、車輪11の回転周期に応じて取得回数が多くなる。従って、センサ配置部位が接地したこと、言い換えれば、車輪11の回転角度がセンサ配置部位の接地する角度になったことを適切に把握することができる。
[0063]
 ・送信制御部35は、検出値の増減の推移が減少から増加に転じたことに基づき、送信機31が特定角度になったと判断してもよい。この場合、送信制御部35は、送信機31が車輪11の最上位置を通過したと判断できる。
[0064]
 ・送信制御部35が送信データの送信を行う特定角度は、変更してもよい。この場合、検出値の増減がどのように推移したタイミングで送信データを送信するかを変更することで、特定角度を変更すればよい。
[0065]
 ・特定角度は、複数設定されていてもよい。
 ・取得回数は、適宜変更してもよい。
 ・取得回数は、閾値を用いずに、回転周期が長くなるのに合わせて、線形に多くしてもよい。
[0066]
 ・加速度センサ34は、遠心加速度を検出できれば、どのような態様で設けられていてもよい。
 ・送信機31の電力源として、各種発電素子を用いてもよい。電力源として、充電や発電が可能な部材を使用した場合であっても、利用できる電力には限りがある。従って、送信データの送信による消費電力を低減することが好ましく、送信データに角度情報を示すデータを含めずに送信を行うことで、限りある電力を有効に利用することができる。
[0067]
 ・各実施形態において、車両10は、複数の車輪11を備えたものであればよく、例えば、二輪車であってもよい。
 ・受信機50は、車両10の搭乗者が所持する携帯端末などであってもよい。

符号の説明

[0068]
 11…車輪、13…タイヤ、14…トレッド部、15…裏面、34…加速度センサ、35…送信制御部(取得部、回転周期算出部、取得周期設定部及び特定角度検出部)、37…バッテリ(電力源)。

請求の範囲

[請求項1]
 電力源と、
 車輪の回転により生じる遠心加速度を検出するように構成された加速度センサと、
 所定の取得周期で前記加速度センサから検出値を取得することで、前記車輪が一定角度回転する毎に前記加速度センサから検出値を取得するように構成された取得部と、
 前記車輪の回転周期を算出するように構成された回転周期算出部と、
 前記取得周期を設定する取得周期設定部と、を備えた加速度検出装置であって、
 前記取得周期設定部は、
 前記回転周期算出部によって算出された前記回転周期が長いほど、前記車輪が1回転する間に前記加速度センサから前記検出値を取得する回数が多くなるように前記取得周期を設定するように構成される加速度検出装置。
[請求項2]
 前記取得部によって連続して取得された少なくとも2つの前記検出値を比較し、それら検出値の増減の推移から前記加速度検出装置が予め定められた特定角度に位置していることを検出するように構成された特定角度検出部をさらに備える請求項1に記載の加速度検出装置。
[請求項3]
 前記特定角度検出部は、
 前記検出値の増減の推移が、増加から減少、あるいは、減少から増加に推移することに基づき、前記加速度検出装置が前記車輪の最下位置又は最上位置を通過したと判断するように構成される請求項2に記載の加速度検出装置。
[請求項4]
 前記加速度検出装置は、タイヤのトレッド部の裏面に貼り付けられており、
 前記加速度センサの検出値が、予め定められた接地判定用閾値以上の状態から前記接地判定用閾値未満になった場合に、前記トレッド部のうち前記加速度センサが位置する部分が接地したと判定するように構成される接地判定部をさらに備える請求項1に記載の加速度検出装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]