CN103534108B

CN103534108B - 轮胎空气压力监视系统

Info

Publication number: CN103534108B
Application number: CN201280021331.2A
Authority: CN
Inventors: 岛崇; 坂口一夫; 寺田昌司
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2016-05-04
Anticipated expiration: 2032-02-20
Also published as: EP2708384A4; MX345621B; JP2012236556A; MX2013012563A; EP2708384A1; US9823167B2; KR101550124B1; EP2708384B1; BR112013028589B1; JP5736948B2; KR20130136583A; CN103534108A; WO2012157307A1; RU2554164C1; US20140150543A1; BR112013028589A2

Abstract

根据发送轮胎空气压力信息时的离心力方向加速度的重力加速度成分，判定轮胎空气压力信息发送装置的旋转位置，以规定的周期、利用无线信号发送轮胎空气压力信息和轮胎空气压力信息发送装置的旋转位置信息。

Description

轮胎空气压力监视系统

技术领域

本发明涉及轮胎空气压力监视系统。

背景技术

在专利文献1中公开了下述技术，即，在设置在各车轮上的TPMS传感器检测到的旋转方向加速度为1[G]或-1[G]的定时，发送TPMS数据，从而由TPMS传感器在恒定的车轮旋转位置发送TPMS数据。设置于车体侧的TPMSECU，在接收到所接收的TPMS数据的定时由车轮速度传感器检测到的车轮速度脉冲得到齿数，根据该齿数，判别TPMS传感器的车轮位置。

专利文献1：日本特开2010-122023号公报

发明内容

但是，在上述现有技术中存在下述问题，即，为了对TPMS传感器到达恒定的车轮旋转位置的情况进行判定，需要缩短采样周期，无法实现TPMS传感器（轮胎空气压力信息发送装置）的电池的长寿命化。

本发明的目的在于，提供一种能够抑制轮胎空气压力信息发送装置的电力消耗的轮胎空气压力监视系统。

为了实现上述目的，在本发明中，根据发送轮胎空气压力信息时的离心力方向加速度的重力加速度成分，判定轮胎空气压力信息发送装置的旋转位置，以规定的周期，利用无线信号发送轮胎空气压力信息和轮胎空气压力信息发送装置的旋转位置信息。

发明的效果

由此，在本发明中，能够抑制轮胎空气压力信息发送装置的电力消耗。

附图说明

图1是实施例1的轮胎空气压力监视装置的结构图。

图2是表示实施例1的车轮的图。

图3是实施例1的TPMS传感器的结构图。

图4是表示实施例1的车轮速度和离心力方向加速度的变化的曲线图。

图5是说明实施例1的重力加速度成分的区域划分的图。

图6是表示实施例1的发送时与重力加速度成分相对应的重力加速度成分信息的内容的例子的图。

图7是实施例1的TPMS控制单元的控制框图。

图8是表示实施例1的各车轮的旋转位置计算方法的图。

图9是表示实施例1的方差特性值的计算方法的图。

图10是表示实施例1的车轮位置判定控制处理的流程的流程图。

图11是表示实施例1的各车轮的旋转位置与TPMS数据的接收次数的关系的图。

图12是表示实施例1的与TPMS数据的接收次数相对应的各车轮的方差特性值X的变化的图。

标号的说明

1车轮

2TPMS传感器（轮胎空气压力信息发送装置、轮胎空气压力信息发送部）

2a压力传感器（轮胎空气压力检测单元）

2b加速度传感器（加速度检测单元）

2d信号发送器（信号发送单元）

2c传感器控制单元（位置判定单元）

3信号接收器（信号接收单元）

4TPMS控制单元（车轮位置判定单元）

6ABS控制单元（旋转位置检测单元）

13轮胎空气压力监视系统

14TPMS主体部（轮胎空气压力监视主体部）

具体实施方式

〔实施例1〕

图1是实施例1的轮胎空气压力监视系统13的结构图。在图中，各标号末尾的FL表示与左前轮对应，FR表示与右前轮对应，RL表示与左后轮对应，RR表示与右后轮对应。在以下的说明中，在不需要单独进行说明的情况下，省略FL、FR、RL、RR的记载。

实施例1的轮胎空气压力监视系统13具有安装在各车轮1上的TPMS（TirePressureMonitoringSystem）传感器2和设置在车体侧的TPMS主体部14。TPMS主体部14具有信号接收器3、TPMS控制单元4、显示器5、ABS（AntilockBrakeSystem）控制单元6、和车轮速度传感器8。

[TPMS传感器的结构]

图2是表示车轮1的图。如图2所示，TPMS传感器2设置在各车轮1上，安装在车轮1上靠近外周的轮胎的空气阀位置处。

图3是TPMS传感器2的结构图。TPMS传感器2具有压力传感器2a、加速度传感器2b、传感器控制单元2c、信号发送器2d、纽扣电池2e。

压力传感器2a用于检测轮胎的气压。加速度传感器2b用于检测作用在车轮1上的离心方向加速度。传感器控制单元2c通过来自纽扣电池2e的电力进行动作，从压力传感器2a输入轮胎空气压力信息，从加速度传感器2b输入离心力加速度信息。并且，作为TPMS数据，利用无线信号从信号发送器2d发送轮胎空气压力信息和预先设定的各TPMS传感器2固有的传感器ID（识别信息）。在实施例1中，将各传感器2的传感器ID设为ID1至ID4。

传感器控制单元2c对由加速度传感器2b检测到的离心方向加速度和预先设定的行驶判定阈值进行比较，在离心方向加速度低于行驶判定阈值的情况下，判定为车辆停止，停止发送TPMS数据。另一方面，在离心方向加速度大于或等于行驶判定阈值的情况下，判定为车辆正在行驶，在规定的定时进行TPMS数据发送。

[车轮速度传感器的结构]

车轮速度传感器8由转子11和感应部12构成。如图2所示，转子11形成为齿轮状，与车轮1的旋转中心同轴地被固定，与车轮1一体地旋转。感应部12设为与该转子11的凹凸表面相对。感应部12由永久磁体及线圈构成，如果转子11旋转，则通过使转子11的凹凸表面横穿由感应部12的永久磁体产生的磁场，而使其磁通量密度变化，在线圈中产生电动势，将该电动势的电压变化作为车轮速度脉冲信号而输出至ABS控制单元6。转子11由48个齿构成，如果车轮1旋转1周，则感应部12输出48次脉冲。

[ABS控制单元的结构]

ABS控制单元6被输入来自各车轮速度传感器8的车轮速度脉冲信号，计数脉冲数，根据规定时间的脉冲变化量求出各车轮1的车轮速度。在根据各车轮1的车轮速度，某个车轮1存在锁止倾向的情况下，使未图示的ABS致动器动作，实施防滑制动控制，即，使该车轮的制动轮缸压力增大/减小或者保持不变，对锁止倾向进行抑制。另外，ABS控制单元6以恒定间隔（例如间隔20[msec]）将车轮速度脉冲的计数值输出至CAN通信线7。

[信号接收器的结构]

信号接收器3接收从各TPMS传感器2输出的无线信号并进行解码，输出至TPMS控制单元4。

[TPMS控制单元的结构]

TPMS控制单元4被输入在信号接收器3中解码的来自各TPMS传感器2的TPMS数据。在非易失性存储器4d（参照图7）中存储有各传感器ID与各车轮位置的对应关系，TPMS控制单元4参照存储有TPMS数据的传感器ID的对应关系，判定该TPMS数据是哪个车轮1的数据。将该TPMS数据中包含的轮胎空气压力设为对应的车轮位置的空气压力，显示在显示器5上。另外，在轮胎空气压力低于下限值的情况下，通过显示颜色变更、闪烁显示或报警声音等，通知驾驶者空气压力的降低。

如上所述，TPMS控制单元4基于在存储器4d中存储的各传感器ID和各车轮位置的对应关系，判定接收到的TPMS数据是哪个车轮1的数据。但是，在车辆停止时进行轮胎换位的情况下，存储器4d中存储的各传感器ID和各车轮位置的对应关系与实际的对应关系不一致，无从得知TPMS数据是哪个车轮的数据。其中，所谓“轮胎换位”，是指为了使得轮胎的胎面磨耗均匀，延长寿命（treadlife），而改变轮胎的安装位置。例如，对于乘用车来说，通常是使左右轮胎位置交叉且进行前后轮互换。

因此，需要在轮胎换位之后对存储器4d中的各传感器ID和各车轮位置的对应关系进行更新。但是，由于设置在车轮1侧的TPMS传感器2和设置在车体侧的TPMS控制单元4无法进行相互通信，因此，在实施例1的轮胎空气压力监视系统中，预先设定有存储器4d更新时的协议。

下面，对于TPMS传感器2和TPMS控制单元4的控制进行详细说明。

[TPMS传感器的控制]

TPMS传感器2在车辆停止判定时间大于或等于15[min]的情况下，判断为存在进行轮胎换位的可能性。在车辆停止判定时间低于15[min]时，判断为不需要进行存储器4d的更新，选择“通常模式”。在车辆停止判定时间大于或等于15[min]的情况下，判断为需要进行存储器4d的更新，选择“位置发送模式”。

（通常模式）

首先，对于通常模式时的TPMS传感器2的控制进行说明。

在由加速度传感器2b检测到的离心方向加速度低于行驶判定阈值的情况下，传感器控制单元2c判定为车辆停止，停止发送TPMS数据。另一方面，在离心方向加速度低于行驶判定阈值的情况下，判定为车辆正在行驶，以恒定间隔（例如间隔1[min]）发送TPMS数据。

（位置发送模式）

下面，对于位置发送模式时的TPMS传感器2的控制进行说明。

在位置发送模式中，以比定位置发送模式的发送间隔短的间隔（例如，大约间隔10[sec]），在TPMS数据中添加发送处理时的离心力方向加速度的重力加速度成分信息并进行发送。

位置发送模式实施至TPMS数据的发送次数达到规定次数（例如40次）为止，在发送次数达到40次时，转换为通常模式。在位置发送模式中判定为车辆停止的情况下，在车辆停止判定时间低于15[min]时，在再次起步后，继续计数TPMS数据的发送次数，在车辆停止判定时间大于或等于15[min]时，在再次起步后，将车辆停止前的TPMS数据的发送次数重置而进行发送次数的计数。

（关于重力加速度成分）

在位置发送模式下，如前所述，TPMS传感器2在TPMS数据中添加重力加速度成分信息并发送。

图4是车轮速度和加速度传感器2b检测出的离心力方向加速度的变化的曲线。图4（a）是表示车轮速度的曲线，图4（b）是表示离心力方向加速度的曲线，图4（c）是表示离心力方向加速度的重力加速度成分的曲线，图4（d）是表示离心力方向加速度的离心力成分的曲线。

离心力方向加速度可分解为离心力成分和重力加速度成分，其中，该离心力成分是由车轮1旋转而产生的离心力所产生的加速度，该重力加速度成分是由重力加速度产生的加速度。

如图4（b）所示，离心力方向加速度是波动起伏的，但其整体追随图4（a）所示的车轮速度而变化。如图4（d）所示，离心力成分与车轮速度大致同步地推移。另一方面，如图4（c）所示，重力加速度成分为在+1[G]和-1[G]之间振荡的正弦波形状，车轮速度越高，其周期越短。这是由于，在TPMS传感器2到达车轮1的最高点时，检测为+1[G]，在到达车轮1的最低点时，由于TPMS传感器2的方向与最高点时相反，因此检测为-1[G]，而在相对于最高点及最低点为90度的位置，检测为0[G]。即，能够根据重力加速度成分求出TPMS传感器2的旋转位置。

（位置信息添加控制）

为了在TPMS传感器2达到规定位置时进行TPMS数据发送，必须不断地进行重力加速度成分采样，另外，为了提高位置精度，必须缩短采样周期。因此，电力消耗增大，无法实现纽扣电池2e的长寿命化。

因此，在实施例1中，在位置发送模式下，在TPMS数据中添加发送处理时的位置信息并发送。该位置信息为，将1次旋转分为8个区域，其表示TPMS传感器2位于哪个区域。具体地说，将重力加速度成分的正弦波分为8个区域，求出检测到的重力加速度成分的值位于哪一个区域，将其作为位置信息。

图5是用于说明重力加速度成分的区域划分的图。如图5所示，首先按照重力加速度成分的大小分为4个区域。即，将重力加速度成分大于或等于+0.5[G]且小于或等于1[G]的范围设为区域1，将大于或等于±0[G]且小于+0.5[G]的范围设为区域2，将大于或等于-0.5[G]且小于±0[G]的范围设为区域3，将大于或等于-1[G]且小于-0.5[G]的范围设为区域4。此外，将重力加速度成分减小的范围设为子区域1，将重力加速度成分增大的范围设为子区域2。例如，图5的点P1代表区域1-1，点P2代表区域4-2。

图6是表示与发送时的重力加速度成分相对应的重力加速度成分信息的内容的例子的图。在图6中示出车轮速度逐渐增加，重力加速度成分的周期随着车轮速度的增加而缩短的情况。因此，每隔10[sec]的TPMS传感器2的旋转位置不是恒定的。

在传感器控制单元2c中，在从前一次发送开始将要经过10[sec]之前，开始进行重力加速度成分采样。采样以很短的周期进行4次。通过在将要发送之前进行采样，从而能够求出发送时的重力加速度的大小和增大/减小范围，从而能够对区域进行设定。

例如，对于图6的点P3、P4，根据将要发送之前的采样，可知重力加速度成分的大小为区域1，且由于是增大范围而位于子区域2，因此，以区域1-2发送重力加速度成分信息。另外，对于点P5，由于已知重力加速度成分的大小为区域2，且由于是减小范围而位于子区域1，因此，以区域2-1发送重力加速度成分信息。另外，对于点P6，由于已知重力加速度成分的大小为区域4，且由于是增大范围而位于子区域2，因此，以区域4-2发送重力加速度成分信息。

由此，仅在TPMS数据将要发送之前监视重力加速度成分的值，因此，即使缩短采样周期，作为整体仍能够减少采样数量，能够提高重力加速度成分峰值的检测精度，并且，能够抑制电力消耗。

[TPMS控制单元的控制]

TPMS控制单元4在车辆停止判定时间大于或等于15[min]的情况下，判断为存在进行轮胎换位的可能性。在车辆停止判定时间低于15[min]的情况下，判断为不需要进行存储器4d的更新，选择“监视模式”。在车辆停止判定时间大于或等于15[min]的情况下，判断为需要进行存储器4d的更新，选择“学习模式”。

（监视模式）

首先，对于监视模式时的TPMS控制单元4的控制进行说明。

在监视模式时，TPMS控制单元4参照从信号接收器3输入的TPMS数据的传感器ID、存储在非易失性存储器4d中的各传感器ID与各车轮位置的对应关系，判定该TPMS数据是哪个车轮位置的数据。并且，将该TPMS数据中包含的轮胎空气压力设为对应的车轮1的空气压力，显示在显示器5上。另外，在轮胎空气压力低于下限值的情况下，通过显示颜色变更、闪烁显示或报警声音等，通知驾驶者空气压力的降低。

（学习模式）

下面，对于学习模式时的TPMS控制单元4的控制进行说明。

学习模式实施至各TPMS传感器2位于哪个车轮位置的判定结束为止，或者，从学习模式开始实施至经过规定的累积行驶时间（例如8[min]）为止，在学习模式结束后，转换为监视模式。

此外，由于即使是在学习模式中也能够随时输入TPMS数据，因此，基于更新前的存储器4d中的各传感器ID与各车轮位置的对应关系，进行空气压力显示、空气压力降低的报警。

在学习模式中，根据来自ABS控制单元6的车轮速度脉冲的计数值、和接收到包含有某个传感器ID的TPMS数据的时间，求出发送包含该传感器ID的TPMS数据时的各车轮1的旋转位置。

在位置发送模式下，TPMS传感器2在TPMS数据中添加重力加速度成分信息并发送。例如，安装有ID1的TPMS传感器2的车轮1的旋转位置与从ID1的TPMS传感器2发送的重力加速度成分信息一致，但其它车轮1的旋转位置与从ID1的TPMS传感器2发送的重力加速度成分信息不一致。

这是由于，在车辆行驶时，各车轮1的转速因转弯时的内外轮差、车轮1的锁止及打滑、轮胎空气压力差等而存在差别。此外，已知即使在直行行驶中，也会由于驾驶者进行的微小转向修正或左右路面状态的差异等，在前后轮之间以及左右轮之间产生转速差。

对于TPMS控制单元4在学习模式时进行的车轮位置判定控制详细地进行说明。这里，为了说明简单，仅对ID1的TPMS传感器2的车轮位置的判定处理进行说明，其它TPMS传感器2的车轮位置的判定处理也同样地进行。

图7是用于实施车轮位置判定控制的TPMS控制单元4的控制框图。TPMS控制单元4具有旋转位置运算部4a、方差运算部4b、车轮位置判定部（车轮位置判定单元）4c、和存储器4d。

<旋转位置运算部的控制>

旋转位置运算部4a从信号接收器3输入解码后的TPMS数据，从ABS控制单元6输入各车轮速度脉冲的计数值，对ID1的TPMS传感器2发送TPMS数据时各车轮1的旋转位置进行运算。

如前所述，转子11具有48个齿，但在ABS控制单元6中，仅对车轮速度脉冲进行计数，并不进行各齿的确定。因此，旋转位置运算部4a假设分别对48个齿分配齿编号，根据所分配的转子11的齿编号，求出车轮1的旋转位置。如果学习模式开始，则旋转位置运算部4a对从ABS控制单元6输入的车轮速度脉冲的计数值进行加法计算并存储。将该车轮速度脉冲进行加法计算得到的值除以齿数48而求余数，再将余数加1设为齿编号。

在ID1的TPMS传感器2发送TPMS数据后的定时和信号接收器3接收到该TPMS数据的定时之间会发生延时。而且，在ID1的TPMS传感器2开始进行TPMS数据发送处理的定时和实际发送TPMS数据的定时之间也会发生延时。

由于TPMS控制单元6无法获知TPMS传感器2开始进行TPMS数据发送处理的时间，因此，需要根据信号接收器3接收到TPMS数据的时间进行逆运算，推定TPMS传感器2开始进行TPMS数据发送处理的时间，运算此时的各车轮的旋转位置。

另外，由于仅在每隔20[msec]时从ABS控制单元6输入车轮速度脉冲的计数值，即，不是输入每1个脉冲的计数值，因此，需要运算ID1的TPMS传感器2的位置到达最高点时的齿数。

图8是用于说明TPMS传感器2发送TPMS数据时的转子11的齿编号（车轮1的旋转位置）的运算方法的图。

在图8中，将车轮速度脉冲的计数值的输入时刻设为t1，将ID1的TPMS传感器2开始进行TPMS数据发送处理的时刻设为t2，将ID1的TPMS传感器2实际开始进行TPMS数据发送的时刻设为t3，将信号接收器3完成该TPMS数据接收的时刻设为t4，将车轮速度脉冲的计数值的输入时刻设为t5。TPMS控制单元6能够直接获知t1、t4、t5。时刻t3能够从时刻t4减去TPMS数据的数据长度（是规定值，例如大约10msec）计算出。时刻t2能够从时刻t3减去发送时的延时（能够预先通过实验等求出）而计算出。在20[msec]期间内，由于车轮速度的变化很小，因此假定其为匀速。

如果将时刻t1时的齿编号设为n1、将时刻t2时的齿编号设为n2、将时刻t5时的齿编号设为n5，则

(t2-t1)/(t5-t1)＝(n2-n1)/(n5-n1)

成立。由此可求出

n2-n1＝(n5-n1)*(t2-t1)/(t5-t1)

ID1的TPMS传感器2的旋转位置到达最高点的时刻t2的齿编号n2为，

n2＝n1+(n5-n1)*(t2-t1)/(t5-t1)。

<方差运算的控制>

方差运算部4b对ID1的TPMS传感器2开始进行TPMS数据的发送处理的时刻t2的各车轮1的齿编号进行累积，运算各车轮1的旋转位置数据的波动程度，作为方差特性值，其中，该齿编号是由旋转位置运算部4a运算得到的。

由于TPMS传感器2以恒定的时间发送TPMS数据，因此，开始进行发送处理时的旋转位置每一次不同。因此，如果直接使用各车轮1的旋转位置数据，则无法根据方差特性值确定ID1的TPMS传感器2的车轮位置。因此，使用重力加速度成分信息，对求出的车轮1的齿编号进行校正。

针对重力加速度成分信息的每个区域设定校正值，对车轮1的旋转位置进行校正。各区域的校正值设为：

区域1-1：校正值0

区域2-1：校正值+42

区域3-1：校正值+36

区域4-1：校正值+30

区域4-2：校正值+24

区域3-2：校正值+18

区域2-2：校正值+12

区域1-2：校正值+6。

如果使用上述校正值进行校正，则例如ID1的TPMS传感器1发送的TPMS数据的重力加速度成分信息是区域2-2，如果求出的车轮1的齿编号为13，则校正后的齿编号为25。在校正后的齿编号超过48的情况下，将其除以48而得到的余数设为校正后的齿编号。

图9是表示方差特性值的计算方法的图。在实施例1中，考虑在2维平面上以原点（0，0）为中心的单位圆（半径为1的圆），将各车轮1的旋转位置θ[deg]（＝360×转子的齿编号/48）变换为单位圆的圆周上的坐标（cosθ，sinθ）。即，将各车轮1的旋转位置视为以原点（0，0）为起点、以坐标（cosθ，sinθ）为终点的长度为1的矢量，求出相同旋转位置数据的各矢量的平均矢量（ave_cosθ，ave_sinθ），计算平均矢量的标量，作为旋转位置数据的方差特性值X。

(cosθ，sinθ)＝(cos((n2+1)*2π/48)，sin(n2+1)*2π/48))

由此，如果将同一传感器ID的TPMS数据的接收次数设为N（N为正整数），则平均矢量（ave_cosθ，ave_sinθ）为

(ave_cosθ,ave_sinθ)＝((Σ(cosθ))/N,(Σ(sinθ))/N),

方差特性值X能够由下式表示

X＝ave_cosθ²+ave_sinθ²。

<车轮位置判定部的控制>

车轮位置判定部4c对由方差运算部4b运算得到的各车轮1的旋转位置数据的方差特性值X进行比较，在方差特性值X的最大值比第1阈值（例如0.57）大，且其余3个方差特性值X的值全部低于第2阈值（例如0.37）的情况下，判定为ID1的TPMS传感器2设置在与最大的方差特性值X相对应的车轮1上，将ID1的TPMS传感器2与车轮1的位置之间的对应关系更新在存储器4d中。

<车轮位置判定控制处理>

图10是表示车轮位置判定控制处理流程的流程图，下面，对于各步骤进行说明。此外，在下述说明中，对于传感器ID1的情况进行了说明，但对于其他ID（ID2、ID3、ID4），也并行地进行车轮位置判定控制处理。

在步骤S1中，在旋转位置运算部4a中接收传感器ID1的TPMS数据。

在步骤S2中，在旋转位置运算部4a中进行各车轮1的旋转位置运算。

在步骤S3中，在方差运算部4b中进行各车轮1的旋转位置数据的方差特性值X运算。

在步骤S4中，判定是否接收了大于或等于规定次数（例如10次）的传感器ID1的TPMS数据，在“是”的情况下，跳转至步骤S5，在“否”的情况下，返回步骤S1。

在步骤S5中，在车轮位置判定部4c中判定是否方差特性值的最大值大于第1阈值0.57且其余方差特性值低于第2阈值0.37，在“是”的情况下跳转至步骤S6，在“否”的情况下跳转至步骤S7。

在步骤S6中，在车轮位置判定部4c中，将与最大的方差特性值相对应的车轮位置判定为传感器ID1的TPMS传感器2的位置，结束学习模式。

在步骤S7中，在车轮位置判定部4c中，判定学习模式开始后是否经过了规定的累积行驶时间（例如8分钟），在“否”的情况下跳转至步骤S1，在“是”的情况下结束学习模式。

在车轮位置判定部4c在规定的累积行驶时间内能够对全部的传感器ID完成车轮位置判定的情况下，通过存储器4d的更新而对各传感器ID与各车轮位置的对应关系进行登记。另一方面，在规定的累积行驶时间内没能对全部的传感器ID完成车轮位置判定的情况下，不进行更新而继续使用存储器4d中存储的各传感器ID与各车轮位置的对应关系。

[作用]

下面，以ID1的TPMS传感器2的车轮位置在轮胎换位后变为左前轮1FL为前提进行说明。

（车轮位置判定）

各TPMS传感器2在将要开始行驶之前车辆停止判定时间大于或等于15分钟的情况下，判定为存在进行轮胎换位的可能性，从通常模式转换为位置发送模式。在位置发送模式中，各TPMS传感器2每隔10[msec]在TPMS数据中添加重力加速度成分信息并发送。

另一方面，在车辆停止判定时间大于或等于15[min]的情况下，TPMS控制单元4从监视模式转换为学习模式。在学习模式下，TPMS控制单元4在每次从各TPMS传感器2接收TPMS数据时，根据车轮速度脉冲的计数值的输入时刻、该TPMS数据接收完成时刻等，对该TPMS传感器2进行TPMS数据的发送处理时的各车轮1的旋转位置（转子的齿编号）进行运算，根据TPMS数据的重力加速度成分信息，进行旋转位置的校正。将上述过程重复大于或等于10次，累积作为旋转位置数据，将与各旋转位置数据中波动程度最小的旋转位置数据相对应的车轮位置判定为该TPMS传感器2的车轮位置。

如前所述，在车辆行驶时，各车轮1的转速因转弯时的内外轮差、车轮1的锁止及打滑、轮胎空气压力差等而存在差别，因此，例如，安装有ID1的TPMS传感器2的车轮1的旋转位置，与从ID1的TPMS传感器2发送的重力加速度成分信息一致，但其它车轮1的旋转位置与从ID1的TPMS传感器2发送的重力加速度成分信息不一致。

由此，如果基于从ID1的TPMS传感器2发送的重力加速度成分信息，对安装有ID1的TPMS传感器2的车轮1的旋转位置进行校正，则校正后的旋转位置数据的波动减小，但如果基于从ID1的TPMS传感器2发送的重力加速度成分信息，对其它车轮1的旋转位置进行校正，则校正后的旋转位置数据的波动变大。通过观察校正后的各车轮1的旋转位置数据的波动程度，能够高精度地判定各TPMS传感器2的车轮位置。

图11是表示基于ID1的TPMS传感器2的重力加速度成分信息校正后的各车轮1FL、1FR、1RL、1RR的旋转位置（转子11的齿编号）与TPMS数据的接收次数的关系的图。图11（a）与左前轮1FL的车轮速度传感器8FL相对应，图11（b）与右前轮1FR的车轮速度传感器8FR相对应，图11（c）与左后轮1RL的车轮速度传感器8RL相对应，图11（d）与右后轮1RR的车轮速度传感器8RR相对应。

从图11可知，从右前轮1FR、左后轮1RL、右后轮1RR的车轮速度传感器8FR、8RL、8RR得到的旋转位置（转子11的齿编号）校正后的值，其波动程度较大，与此相对，从左前轮1FL的车轮速度传感器8FL得到的旋转位置校正后的值，其波动程度最小，ID1的TPMS数据的发送周期与左前轮1FL的转子11的旋转周期大致同步。由此，能够判断出ID1的TPMS传感器2的位置是安装在左前轮1FL上。

（基于方差特性值的波动程度判定）

方差通常是以“与平均值之差的乘方”的平均值定义的。但是，由于车轮1的旋转位置是具有周期性的角度数据，因此，无法以通常的方差算式求出车轮1的旋转位置的波动程度。

因此，在实施例1中，通过在方差运算部4b中，将从各车轮速度传感器8得到的各车轮1的旋转位置θ变换为以原点（0，0）为中心的单位圆的圆周上的坐标（cosθ，sinθ），将坐标（cosθ，sinθ）视为矢量，求出相同车轮1的旋转位置数据的各矢量的平均矢量（ave_cosθ，ave_sinθ），计算平均矢量的标量，作为方差特性值X，从而能够避开周期性而求出车轮1的旋转位置的波动程度。

图12是表示与ID1的TPMS数据的接收次数相对应的各车轮1的旋转位置（转子11的齿编号）的方差特性值X的变化的图。在图12中，点划线示出左前轮1FL的旋转位置的方差特性值X，实线示出右前轮1FR、左后轮1RL、右后轮1RR的旋转位置的方差特性值X。

如图12所示，其特性为，随着传感器ID1的TPMS数据的接收次数增加，左前轮1FL的旋转位置的方差特性值X接近于1，右前轮1FR、左后轮1RL、右后轮1RR的旋转位置的方差特性值接近于0。由此，只要选择达到足够的接收次数（几十次程度）时的分布特性值X的最大值（最接近于1的方差特性值X）即可。但是，由于在TPMS传感器2进行车轮位置判定时，驾驶者无法掌握准确的轮胎信息，因此，不希望判定时间较长。另一方面，由于较少的接收次数（几次的程度）会使得方差特性值X没有差别，因此会导致判定精度降低。

因此，在实施例1的轮胎空气压力监视系统中，在车轮位置判定部4c接收到大于或等于10次的同一传感器ID的TPMS数据的情况下，对发送该传感器ID时的各车轮1的旋转位置数据的方差特性值X进行比较，在方差特性值X的最大值大于第1阈值0.57，且其余3个方差特性值X的值均低于第2阈值0.37的情况下，将与最大的方差特性值X相对应的旋转位置数据的车轮位置判定为该传感器ID的TPMS传感器2的车轮位置。

不是仅选择方差特性值X的最大值，而是通过将最大值与第1阈值（0.57）进行比较，从而能够确保一定的判定精度。此外，通过将最大值以外的方差特性值X与第2阈值（0.37）进行比较，从而能够确认最大值和其它3个值存在大于或等于规定值（0.2）的差，能够进一步提高判定精度。因此，对于10次这样较少的接收次数，既能够确保判定精度，也能够实现判定时间的缩短。

（基于强制模式变更的电力消耗抑制）

如果在位置发送模式时发送40次TPMS数据，则TPMS传感器2转换为通常模式。由于TPMS传感器2在TPMS数据发送时消耗纽扣电池2e的电力最大，因此，发送间隔较短的位置发送模式时间越长，纽扣电池2e的电池寿命越短。

因此，在实施例1的轮胎空气压力监视系统中，在即使经过足够的累积行驶时间仍无法判定各车轮位置的情况下，通过结束位置发送模式而转换为通常模式，从而能够抑制电池寿命减少。

另一方面，在从学习模式的累积行驶时间经过了8分钟仍无法判定各传感器ID与各车轮位置的对应关系的情况下，TPMS控制单元4结束学习模式而转换为监视模式。在累积行驶时间经过了8分钟时，从TPMS传感器2发送的总TPMS数据量略少于30，能够与TPMS传感器2的位置发送模式结束大致同步地结束学习模式。

（基于部分监视的电力消耗抑制）

为了在TPMS传感器2到达规定位置时发送TPMS数据，必须不断对重力加速度成分进行采样，另外，为了提高位置精度，必须缩短采样周期。因此，消耗电力增大，无法实现纽扣电池2e的长寿命化。

因此，在实施例1中，TPMS传感器2在每隔10[sec]的TPMS数据发送时检测离心力方向加速度的重力加速度成分，根据重力加速度成分求出TPMS传感器2的旋转位置，并作为位置信息添加在TPMS数据中而进行发送。

由此，由于TPMS传感器2仅在TPMS数据发送时监视重力加速度成分的值，因此能够减少采样数量，抑制电力消耗。

（位置信息的高精度化）

由于重力加速度成分的变化为正弦波，因此，有时无法仅根据重力加速度的大小确定TPMS传感器2的位置信息。

因此，在实施例1中，TPMS传感器2在将要发送TPMS数据之前，在每个规定的采样周期检测重力加速度。由此，能够求出重力加速度成分的变化的增减方向，根据重力加速度成分的大小和增减方向判定TPMS传感器2的位置。

由此，能够准确地确定TPMS传感器2的旋转位置。

[效果]

作为实施例1的TPMS传感器2，具有以下列举的效果。

（1）TPMS传感器2（轮胎空气压力信息发送装置）安装在车轮1的外周侧，用于发送车轮1的轮胎空气压力信息，该TPMS传感器2设有：压力传感器2a（轮胎空气压力检测单元），其用于检测轮胎的空气压力；加速度传感器2b（加速度检测单元），其用于检测车轮1旋转时的离心力方向加速度；传感器控制单元2c（位置判定单元），其根据发送轮胎空气压力信息时的离心力方向加速度的重力加速度成分，判定TPMS传感器2（轮胎空气压力信息发送装置）的旋转位置；以及信号发送器2d（信号发送单元），其以规定的周期利用无线信号发送轮胎空气压力信息和TPMS传感器2的旋转位置信息。

由此，由于TPMS传感器2仅在数据发送时对重力加速度成分的值进行监视，因此能够减少采样数量，提高重力加速度成分的峰值的检测精度，并且，能够抑制电力消耗。

（2）传感器控制单元2c在信号发送器2d发送无线信号之前，在每个规定的采样周期检测离心力方向加速度的重力加速度成分，根据重力加速度成分的大小和变化方向，判定TPMS传感器2的旋转位置。

由此，能够准确地确定TPMS传感器2的旋转位置。

作为实施例1的轮胎空气压力监视系统，具有以下列举的效果。

（3）该轮胎空气压力监视系统具有：TPMS传感器2（轮胎空气压力信息发送装部），其安装在各车轮1的外周侧，用于发送车轮1的轮胎空气压力信息；以及TPMS主体部14（轮胎空气压力监视装置），其设置在车体侧，接收无线信号，对各车轮1的轮胎空气压力进行监视，TPMS传感器2设有：压力传感器2a（轮胎空气压力检测单元），其用于检测轮胎的空气压力；加速度传感器2b（加速度检测单元），其用于检测车轮1旋转时的离心力方向加速度；传感器控制单元2c（位置判定单元），其根据发送轮胎空气压力信息时的离心力方向加速度的重力加速度成分，判定TPMS传感器2（轮胎空气压力信息发送装置）的旋转位置；以及信号发送器2d（信号发送单元），其以规定的周期利用无线信号发送空气压力信息和TPMS传感器2的旋转位置信息，TPMS主体部14（轮胎空气压力监视主体部）设有：信号接收器3（信号接收单元），其接收从各TPMS传感器2的信号发送器2d发送的轮胎空气压力信息及TPMS传感器2的旋转位置信息；ABS控制单元6（旋转位置检测单元），其用于检测各车轮1的旋转位置；以及TPMS控制单元4（车轮位置判定单元），其根据带有某个识别信息的TPMS传感器2发送TPMS传感器2的旋转位置信息时的各车轮1的旋转位置和TPMS传感器2的旋转位置信息，判定安装有TPMS传感器2的车轮1的位置。

由此，由于TPMS传感器2仅在TPMS数据发送时对重力加速度成分的值进行监视，因此能够减少采样数，能够提高重力加速度成分的峰值的检测精度，并且，能够抑制电力消耗。

（4）传感器控制单元2c在信号发送器2d进行无线信号发送之前，在每个规定的采样周期进行离心力方向加速度的重力加速度成分检测，根据重力加速度成分的大小和变化方向，判定TPMS传感器2的旋转位置。

由此，能够准确地确定TPMS传感器2的旋转位置。

〔其它实施例〕

以上根据基于附图的实施例对用于实施本发明的最佳方式进行了说明，但本发明的具体结构并不限定于实施例，不脱离发明主旨的范围的设计变更等也包含在本发明中。

例如，在实施例中，示出了作为旋转位置检测单元使用车轮速度传感器的例子，但在作为驱动源设有轮毂电机的车辆中，也可以使用电动机的旋转变压器进行旋转角度检测。

Claims

1.一种轮胎空气压力监视系统，其对各轮胎的空气压力进行监视，其特征在于，设有：

轮胎空气压力检测单元，其安装在各车轮上，用于检测轮胎空气压力；

加速度检测单元，其安装在各车轮上，用于检测车轮旋转时的离心力方向加速度；

位置判定单元，其判定与车轮旋转相伴随而周期性变化的离心力方向加速度的重力加速度成分在1个周期内的位置；

信号发送器，其设置在各车轮上，以规定的周期、利用无线信号发送检测到的所述轮胎空气压力、发送无线信号时的所述重力加速度成分的位置、和各信号发送器固有的识别信息；

信号接收器，其设置在车体侧，用于接收所述无线信号；

旋转位置检测单元，其与各车轮相对应地设置在车体侧，用于检测车轮的旋转位置；以及

车轮位置判定单元，其根据校正后的各车轮的旋转位置，判定安装有所述信号发送器的车轮的位置，其中，校正后的各车轮的旋转位置，是根据对应于包含有某个识别信息的无线信号所携带的所述重力加速度成分的位置信息而设定的校正值，对发送包含有该某个识别信息的无线信号时的各车轮的旋转位置进行校正而得到的。

2.根据权利要求1所述的轮胎空气压力监视系统，其特征在于，

所述位置判定单元，在发送所述无线信号之前，在每个规定的采样周期对所述重力加速度成分进行采样，根据所述重力加速度成分的大小和变化方向，检测所述重力加速度成分在1个周期内的位置。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎空气压力监视系统，其特征在于，

在将所述重力加速度成分的1个周期分为多个区域时，所述位置判定单元判定检测到的所述离心力方向加速度的所述重力加速度成分位于哪一个区域，

作为发送所述无线信号时的所述重力加速度成分的位置信息，所述信号发送器发送携带有所述重力加速度成分所在的区域的信息的无线信号。