CN105856982A - 轮胎气压传感器单元以及轮胎气压报告装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轮胎气压传感器单元以及轮胎气压报告装置，能够使车轮信息在要求检测时间内被轮胎气压报告装置接收到。传感器单元的发送控制部在从上一次的车轮信息的发送经过了1分钟之后，且由加速度传感器检测到的传感器单元的旋转位置θ到达了发送设定位置α的时刻，通过无线信号发送车轮信息(S11～S15)。该发送设定位置α被设定在相对于上一次发送了车轮信息时的旋转位置θ超前了或者滞后了被设定为不是360的约数的值的设定调整角度△α(例如146deg)后的旋转位置(S17)。

Description

轮胎气压传感器单元以及轮胎气压报告装置

技术领域

本发明涉及被固定于车轮且通过无线信号发送表示轮胎气压的轮胎气压信息的轮胎气压传感器单元、以及接收轮胎气压信息并报告给驾驶员的轮胎气压报告装置。

背景技术

以往，公知有一种将轮胎气压信息通知给驾驶员的轮胎气压监视系统(Tire Pressure Monitoring System：TPMS)。轮胎气压监视系统在各车轮具备检测轮胎气压的轮胎气压传感器单元(以下，称为传感器单元)，被构成为通过无线信号从该传感器单元发送轮胎气压信息，并且，由设置于车身侧的轮胎气压报告装置接收该无线信号，来获取轮胎气压信息。轮胎气压报告装置在基于接收到的轮胎气压信息判定为轮胎气压降低的情况下，在报告器显示该内容来通知给驾驶员。

例如，专利文献1所提出的设置于轮胎气压监视系统的传感器单元内置有加速度传感器，提取由该加速度传感器检测到的重力加速度分量。由于传感器单元绕车轮的车轴旋转，所以由加速度传感器检测到的重力加速度分量与车轮的旋转对应地呈正弦波状脉动。传感器单元基于该重力加速度分量检测自身的旋转角度(旋转位置)，在该旋转角度成为预先设定的一定角度的时刻反复发送无线信号。将这样的发送称为一定角度发送模式。

在该系统中，轮胎气压报告装置基于接收到从传感器单元发送的无线信号的时刻下的各车轮的车轮速度传感器输出的脉冲信号的数量，来判别安装有发送了无线信号的传感器单元的车轮位置。

另外，传感器单元在经过了车轮位置判别所需要的时间之后，将无线信号的发送的发送时刻切换为基于规定时间周期(例如，1分钟)的定期发送模式。由此，轮胎气压报告装置能够定期地监视轮胎气压。

专利文献1：日本特开2013－159265号公报

然而，轮胎气压报告装置接收无线信号时的接收强度根据传感器单元的旋转位置而变化。因此，根据传感器单元的旋转位置，有时轮胎气压报告装置无法接收无线信号。图8对于车轮的旋转位置(传感器单元的旋转位置)与信号接收强度的关系表示了2个例子((a)、(b))。根据该图可知，信号接收强度取决于车轮的旋转位置。因此，根据车轮的旋转位置，有时信号接收强度低于接收极限。将该信号接收强度低于接收极限的区域称为无效(Null)区域。无效区域根据车辆、各车轮而存在于分别不同的旋转位置。

因此，在传感器单元的旋转位置成为预先设定的一定角度时发送无线信号的一定角度发送模式中，当发送无线信号时的传感器单元的旋转位置进入无效区域的情况下，轮胎气压报告装置永远也不能接收无线信号。

另外，即便是以一定周期发送无线信号的定期发送模式，也有时发送时的旋转位置偏向无效区域。因此，尽管传感器单元反复发送无线信号，有时由轮胎气压报告装置不能接收无线信号的状态也持续。

在轮胎气压监视系统中，要求能够在预先决定的要求检测时间内监视轮胎气压。因此，虽然在要求检测时间内只要能够接收一次无线信号就能响应要求，但一次也不能接收无线信号的情况下不能响应要求。

为了能够在预先决定的要求时间内接收一次以上无线信号，可考虑缩短无线信号的发送周期这一对策，但该情况下，电池的消耗变大而导致电池寿命缩短。因为传感器单元被安装于空气供给阀部，所以小型且内置的电池的大小也被限制。因此，若如上述那样缩短无线信号的发送周期，则无法响应传感器单元的小型化要求。

因此，要求时间内的发送次数受到限制。鉴于此，若相对于预先决定的发送次数，尽量减小一次也不能接收的概率，则本次对轮胎气压报告装置要求相当高的接收性能，实施较难。

发明内容

本发明是为了应对上述问题而完成的，其目的在于，在抑制电池消耗的同时使无线信号以较高的概率被轮胎气压报告装置接收。

为了实现上述目的，本发明涉及一种轮胎气压传感器单元(10)，该轮胎气压传感器单元具备：气压传感器(11)，检测轮胎气压；发送器(16)，通过无线信号来发送车轮信息，该车轮信息是包括表示由所述气压传感器检测到的轮胎气压的轮胎气压信息和固有的传感器ID的信息；以及电池(17)，作为内部电源而被设置，并且，所述轮胎气压传感器单元固定设置于车轮而与所述车轮的旋转一起绕车轴旋转，

其中，所述轮胎气压传感器单元具备：

旋转位置检测单元(13、15、S14)，检测所述轮胎气压传感器单元的绕车轴的旋转位置(θ度)；

发送控制单元(15、S15～S16)，在由所述旋转位置检测单元检测到的旋转位置到达了发送设定位置(α度)的时刻，使所述车轮信息从所述发送器发送；以及

发送位置设定单元(15、S17)，运算相对于上一次发送了所述车轮信息时的旋转位置超前了或者滞后了被设定为不是360的约数的值(△α)的设定调整角度(△α度)后的旋转位置，将该运算而得到的旋转位置设定为下次的发送所述车轮信息的发送设定位置(α度)。

本发明的轮胎气压传感器单元被固定设置于车轮并与车轮的旋转一起绕车轴旋转。轮胎气压传感器单元具备气压传感器、发送器以及电池。气压传感器检测轮胎气压。发送器通过无线信号来发送车轮信息，该车轮信息是包括表示由气压传感器检测到的轮胎气压的轮胎气压信息和固有的传感器ID的信息。传感器ID是确定轮胎气压传感器单元的固有的识别信息。车轮信息例如由设置于车身侧的轮胎气压报告装置接收，被用于与轮胎气压相关的报告。

设置于轮胎气压传感器单元的电气负载(通过电力来进行工作的元件)被从电池供给电力。期望该电池的寿命被确保为与车辆的寿命相同的程度。为了尽量抑制车轮信息的发送所花费的电池消耗，需要限制车轮信息的发送次数。因此，期望在有限的发送次数内，接收器(例如，轮胎气压报告装置)能够以较高的概率接收车轮信息。

为此，轮胎气压传感器单元具备旋转位置检测单元、发送控制单元、以及发送位置设定单元。旋转位置检测单元检测轮胎气压传感器单元的绕车轴的旋转位置。例如，旋转位置检测单元具备加速度传感器，检测车轮的离心力方向的加速度、车轮的周方向的加速度等在车轮旋转时产生的加速度。该加速度中包含重力加速度。重力加速度分量与车轮的旋转(轮胎气压传感器单元的旋转)一起脉动。因此，通过检测重力加速度分量，能够检测轮胎气压传感器单元的绕车轴的旋转位置。

发送控制单元在由旋转位置检测单元检测到的旋转位置到达了发送设定位置的时刻，使车轮信息从发送器发送。该情况下，使车轮信息从发送器发送的时刻只要是由旋转位置检测单元检测到的旋转位置到达了发送设定位置的时刻即可，不需要每次到达发送设定位置均发送车轮信息。

发送位置设定单元运算相对于上一次发送了车轮信息时的旋转位置超前了或者滞后了被设定为不是360的约数的值的设定调整角度后的旋转位置，将该运算而得到的旋转位置设定为下次的发送车轮信息的发送设定位置。因此，每次车轮信息的发送，发送设定位置都超前或者滞后设定调整角度。因此，发送车轮信息的旋转位置不会被保持于在接收器侧无法接收车轮信息的无效区域。

并且，由于设定调整角度被设定为不是360的约数的值，所以在反复进行车轮信息的发送时，发送设定位置不会在较早的阶段返回到原来的值(过去的发送设定位置)。因此，能够有效地使用车轮的整周来使发送设定位置变化。即，能够使发送设定位置在车轮的周方向变化到很多位置。

这样，根据本发明，即便是存在在接收器侧无法接收车轮信息的无效区域的情况，也能够在所希望的发送次数内以较高的概率将车轮信息发送至接收器(使接收器接收)。结果，能够延长发送车轮信息的周期，能够抑制电池的消耗。

本发明的一个方面的特征在于，所述设定调整角度被设定为大于90度且小于270度的值。

根据本发明的一个方面，由于设定调整角度被设定为大于90度且小于270度的值，所以能够在较早的阶段使发送设定位置相对于车轮的整周分散。因此，即使初次发送车轮信息时的发送设定位置进入无效区域，也能够较早地使发送设定位置脱离无效区域。其中，本发明中的角度以及位置是涉及从0度到360度的范围的值(这是因为如果车轮旋转1圈(旋转360度)则返回到原来的位置)。

本发明的一个方面的特征在于，所述发送控制单元被构成为所述发送控制单元被构成为在从上一次发送了所述车轮信息起经过了预先设定的设定时间之后由所述旋转位置检测单元检测到的旋转位置最初到达了由所述发送位置设定单元设定的发送设定位置的时刻，使所述车轮信息从所述发送器发送(S13～S15、S18)。

根据本发明的一个方面，在从上一次发送了车轮信息起经过了预先设定的设定时间之后，在由旋转位置检测单元检测到的旋转位置最初到达了发送设定位置的时刻，车轮信息被从发送器发送。因此，能够适当地设定车轮信息的发送时间间隔，能够适当地抑制电池的消耗。

本发明并不局限于对轮胎气压传感器单元的应用，也能够应用于设在车身侧的轮胎气压报告装置。该轮胎气压报告装置的特征在于，

在接收从轮胎气压传感器单元发送的所述车轮信息，并按每个车轮位置区分所述轮胎气压信息来报告给驾驶员的轮胎气压报告装置(50、100)中，具备：

车轮旋转位置检测单元(S32)，基于将针对所述车轮的各个设置的多个车轮速度传感器(60)的输出信号即每当所述车轮的各个旋转规定角度时便输出的脉冲信号的数量按每一个车轮速度传感器计数而得到的计数值，来检测各个车轮的旋转位置；

变化量检测单元(S37)，每当接收从所述轮胎气压传感器单元的各个发送的所述车轮信息时，便获取由所述车轮旋转位置检测单元检测到的各个车轮的旋转位置，按每一个所述传感器ID，针对各个车轮检测旋转位置变化量(△N)，该旋转位置变化量是本次接收到车轮信息时的车轮的旋转位置相对于上一次接收到车轮信息时的车轮的旋转位置的变化量；以及

车轮位置判别单元(S38)，根据由所述变化量检测单元检测到的旋转位置变化量与所述设定调整角度的关系，来判别安装有由所述传感器ID确定的轮胎气压传感器单元的车轮的位置。

本发明的轮胎气压报告装置接收从轮胎气压传感器单元发送的车轮信息，将轮胎气压信息按每个车轮位置区别开而报告给驾驶员。为此，轮胎气压报告装置具备车轮旋转位置检测单元、变化量检测单元以及车轮位置判别单元。

车轮旋转位置检测单元基于将分别设置于车轮的多个车轮速度传感器(对各车轮逐个设置一个的车轮速度传感器)的输出信号即车轮的各个每旋转规定角度就被输出的脉冲信号的数量按每一个车轮速度传感器计数而得到的计数值，来检测各个车轮的旋转位置。该情况下，车轮旋转位置检测单元既可以直接获取车轮速度传感器输出的脉冲信号来对其数量进行计数，也可以是经由被输入车轮速度传感器输出的脉冲信号来运算车轮速的制动控制装置，获取脉冲信号的计数值的构成。车轮每旋转规定角度，各车轮速度传感器就输出脉冲信号。因此，通过累计(计数)脉冲信号的数量，能够检测车轮的旋转位置。

每当接收从轮胎气压传感器单元的各个发送的车轮信息，变化量检测单元便获取由车轮旋转位置检测单元检测到的各个车轮的旋转位置，按每一个传感器ID，对各个车轮检测旋转位置变化量，其中，该旋转位置变化量是这一次接收到车轮信息时的车轮的旋转位置的变化量相对于上一次接收到车轮信息时的车轮的旋转位置的变化量。

在轮胎气压传感器单元和车轮速度传感器被设置于共同的车轮的情况下，每当从该轮胎气压传感器单元发送车轮信息，该发送时刻下的车轮的旋转位置(相当于脉冲信号的计数值)基本上应该总是仅变化设定调整角度。另一方面，在轮胎气压传感器单元和车轮速度传感器未被设置于共同的车轮的情况下，发送时刻下的车轮的旋转位置(相当于脉冲信号的计数值)不限于总是仅变化设定调整角度。这是因为设置有轮胎气压传感器单元的一方的车轮与设置有车轮速度传感器的另一方的车轮之间产生因内轮差、外轮差、滑移等引起的旋转速度差。

车轮位置判别单元利用这样的原理，根据由变化量检测单元检测到的旋转位置变化量与设定调整角度的关系，来判别安装有由传感器ID确定的轮胎气压传感器单元的车轮的位置。例如，由变化量检测单元检测到的旋转位置变化量采取与设定调整角度相同的值，或者采取接近设定调整角度的值，不会大幅偏差。另外，即便是无法在中途接收被反复发送的车轮信息的情况，由变化量检测单元检测到的旋转位置变化量也采取与设定调整角度的整数(≥2)倍相同的值，或者采取接近设定调整角度的整数(≥2)倍的值，不会大幅偏差。因此，能够将设置有得到了这样的旋转位置变化量推移的特性的车轮速度传感器的车轮位置判别为该轮胎气压传感器单元被设置的车轮位置。

结果，根据本发明的轮胎气压报告装置，即使轮胎气压传感器单元发送车轮信息的旋转位置θ在每次发送时均变化，也能够良好地进行轮胎气压传感器单元的车轮位置判别。

此外，在上述说明中，为了帮助发明的理解，对于与实施方式对应的发明的构成，用带括号的方式添加了实施方式中所使用的附图标记，但发明的各构成要件并不局限于由上述附图标记规定的实施方式。

附图说明

图1是本发明的实施方式涉及的轮胎气压监视系统的概略结构图。

图2是传感器单元和ECU中的功能框图。

图3是表示报告器显示的显示画面的图。

图4是表示发送控制程序的流程图。

图5是表示传感器单元的旋转位置与重力加速度分量的关系的图。

图6是表示发送设定位置α的推移的图。

图7是表示车轮位置判别程序的流程图。

图8是表示车轮的旋转位置与无线信号的接收强度的关系的图。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的一个实施方式涉及的“具备轮胎气压传感器单元、以及轮胎气压报告装置的车辆的轮胎气压监视系统”进行说明。图1表示了车辆的轮胎气压监视系统的概略结构。

轮胎气压监视系统是用于将轮胎的气压信息报告给驾驶员的系统，具备固定于各车轮W的轮胎气压传感器单元10(以下，称为传感器单元10)、固定于车身B的轮胎气压报告控制单元(以下，称为ECU)、以及报告器100。由ECU50和报告器100构成的结构相当于本发明的轮胎气压报告装置。图2表示传感器单元10和ECU50中的功能框图。由于设置于各车轮W的传感器单元10全部为相同的功能，所以在图2中，仅对其中之一进行表示。以下，对传感器单元10进行说明。

传感器单元10被安装于固定于车轮W的轮圈的轮胎空气注入阀。如图2所示，传感器单元10具备气压传感器11、温度传感器12、加速度传感器13、ID存储部14、发送控制部15、发送器16以及电池17。这些构成要素11～17被收纳于一个壳体内而被单元化。气压传感器11检测轮胎的气压并将表示气压Px的检测信号输出到发送控制部15。温度传感器12检测轮胎的温度并将表示轮胎温度Tx的检测信号输出到发送控制部15。加速度传感器13检测车轮W的离心力方向的加速度并将表示加速度Gx的检测信号输出到发送控制部15。ID存储部14是存储有作为传感器单元10的识别信息的传感器ID的非易失性存储器，将传感器ID输出到发送控制部15。

发送控制部15具备微型计算机作为主要部分，生成包括由气压传感器11检测到的气压Px、由温度传感器12检测到的轮胎温度Tx、以及存储于ID存储部14的传感器ID的发送数据并向发送器16输出。另外，发送控制部15执行后述的发送控制程序，来设定发送数据的发送时刻，在该被设定的发送时刻将发送数据输出到发送器16。该情况下，发送数据可以还包含由加速度传感器13检测到的加速度Gx。

若被输入从发送控制部15输出的发送数据，则发送器16将该发送数据转换成无线信号并经由发送天线16a发送至ECU50。发送器16在被输入发送数据的时刻发送上述无线信号。因此，发送器16可通过发送控制部15被控制发送无线信号的时刻。该发送器16仅能够对ECU50发送(不能双向通信)，仅向一方发送上述无线信号。以下，将通过无线信号从发送器16发送的信息(相当于从发送控制部15输出至发送器16的发送数据)称为车轮信息。

电池17向传感器单元10内的各电负载供给工作用电力，作为电源发挥作用。

本实施方式中的轮胎气压监视系统在从传感器单元10发送车轮信息的时刻的设定方面具有特征，但由于需要理解系统整体的概要，所以在发送时刻的说明之前对ECU50进行说明。

ECU50具备微型计算机以及通信电路作为主要部分，若着眼于其功能，则具备接收器51、接收处理部52、报告控制部53、登记ID存储部54、以及车轮位置判别部55。另外，ECU50与设置于驾驶座的附近的报告器100连接。若点火开关接通，则ECU50开始其工作，若点火开关断开，则ECU50停止其工作。

接收器51经由接收天线51a接收从各传感器单元10发送的无线信号(车轮信息)。并不局限于本车辆，该接收器51也接收从固定于其他车辆的车轮W的传感器单元10发送的不特定的多个无线信号。每当接收器51接收无线信号，接收处理部52都从该无线信号提取出表示传感器ID、气压Px、以及轮胎温度Tx的数据。接收处理部52在接收器51接收到无线信号的时刻，将表示传感器ID、气压Px、以及轮胎温度Tx的数据输出到报告控制部53，并将表示传感器ID的数据输出到车轮位置判别部55。

报告控制部53基于从接收处理部52输入的数据和存储于登记ID存储部54的四个轮的传感器ID，生成按不同车轮位置表示了本车辆的四个轮的气压Px的报告数据。

登记ID存储部54是按不同车轮位置存储被安装于本车辆的车轮W的传感器单元10的传感器ID的非易失性存储器。登记ID存储部54具备存储对左前轮的传感器单元10设定的传感器ID的左前轮ID存储区域54FL、存储对右前轮的传感器单元10设定的传感器ID的右前轮ID存储区域54FR、存储对左后轮的传感器单元10设定的存储传感器ID的左后轮ID存储区域54RL、以及存储对右后轮的传感器单元10设定的传感器ID的右后轮ID存储区域54RR。以下，将存储于登记ID存储部54的传感器ID称为登记传感器ID。

报告控制部53参照存储于登记ID存储部54的登记传感器ID与车轮位置的对应关系，基于从接收处理部52输入的数据，生成按不同车轮位置表示了四个车的气压Px的报告数据，并将该生成的报告数据输出到报告器100。另外，报告控制部53按各轮比较气压Px和适当判定值Pref，在气压Px低于适当判定值Pref的情况下，将确定气压不足的车轮位置的气压不足轮位置数据输出到报告器100。

其中，报告控制部53也基于输入的轮胎温度Tx，对轮胎温度Tx是否为异常高温进行判断，在检测到轮胎的过热状态的情况下，将轮胎过热信息输出到未图示的其他的车辆控制装置。另外，报告控制部53也可以构成为将对过热的轮胎的车轮位置进行确定的过热轮胎位置数据输出到报告器100。另外，报告控制部53也可以构成为基于轮胎温度Tx来对判定轮胎气压的合适与否的适当判定值Pref进行修正。

报告器100例如具备被设置为能够从驾驶座视觉确认的显示器、驱动显示器的显示驱动器、以及控制显示驱动器的显示微型计算机，根据从报告控制部53输出的报告数据，在显示器显示轮胎气压监视画面。

图3表示在报告器100的显示器显示的轮胎气压监视画面D。在轮胎气压监视画面D显示有表示车身的俯视图案的车身标记M1、与各车轮位置对应地设置且用数值表示轮胎气压的气压数值显示部M2、以及用于提醒驾驶员注意的警告标记M3。

报告器100基于从报告控制部53输入的报告数据，在气压数值显示部M2用数值显示气压。另外，基于气压不足轮位置数据，在产生气压不足的情况下，变更该车轮位置的气压数值显示部M2的显示方式(例如，变更背景色以及文字色)，并且使警告标记M3点亮。警告标记M3仅在点亮的情况下能够由驾驶员视觉确认，在熄灭的情况下驾驶员不能视觉确认。因此，驾驶员能够与该气压值一起对哪个车轮W的气压不足进行识别。

此外，报告器100在报告控制部53获取到气压Px的阶段(接收器51接收到车轮信息的阶段)将轮胎气压用数值显示，但在不能获取气压Px的期间，数值不被显示。在本实施方式中，显示“－”等标记。

车轮位置判别部55是通过推断来判别接收器51接收到的车轮信息是从设置于哪个车轮的传感器单元10发送的、即由车轮信息所包含的传感器ID确定的传感器单元10被安装于哪个车轮W，并基于该判别结果来确定车轮位置而将传感器ID登记到登记ID存储部54的功能部。车轮位置判别部55在点火开关被接通后开始工作，若车轮位置的判别完成，则结束其工作。

存储于登记ID存储部54的登记传感器ID在车辆的出厂时为与车轮位置的关系正确的传感器ID。但是，在之后进行了轮胎轮转或者车轮W被切换为其他的车轮的情况下，存储于登记ID存储部54的登记状况(登记传感器ID与车轮位置的关系)和实际的传感器10与车轮位置的关系不同。车轮位置判别部55为了对应这样的情况而设置。

车轮位置判别部55与车轮速度传感器60连接。车轮速度传感器60分别与各车轮(行驶轮)对应地设置，在车轮W旋转1圈的期间输出规定数量的脉冲信号。本实施方式的安装于车辆的车轮速度传感器60在车轮旋转1圈的期间将脉冲信号输出96次。即，车轮W每旋转一定角度(3.75deg＝(360/96))便输出脉冲信号。

车轮位置判别部55在任意的时刻开始车轮速度传感器60输出的脉冲信号的计数，若该计数值超过车轮旋转1圈的脉冲信号的数量即“96”，则将脉冲计数值返回到“1”而重新开始计数。将这样转换成“96”以下的值的脉冲计数值称为脉冲编号。例如，若脉冲计数值逐按95、96、97、98、99、···渐增加，则脉冲编号被设定为按95、96、1、2、3、···变化。脉冲编号成为表示将脉冲计数值除以车轮旋转1圈的脉冲信号的数量而得到的余数的值。

脉冲编号成为能够确定设置有该车轮速度传感器60的车轮的旋转位置的参数。另外，如后所述，设置于车轮W的传感器单元10与车轮的旋转一起绕车轴中心旋转。因此，在传感器单元10和车轮速度传感器60被设置于共同的车轮的情况下，传感器单元10的旋转位置和脉冲编号总是具有恒定的关系。各车轮W并不以彼此相同的速度旋转，而由于内轮差、外轮差、滑移等使得彼此的旋转速度不同。因此，在传感器单元10和车轮速度传感器60未被设置于共同的车轮W的情况下，传感器单元10的旋转位置和脉冲编号不具有恒定的关系。车轮位置判别部55使用这样的原理，来对由接收到的车轮信息所包含的传感器ID确定的传感器单元10被安装于哪个车轮W进行判别。对于该车轮位置判别部55进行的处理，由于与传感器单元10的发送控制部15的处理相关，所以以后叙述。

接下来，对设定发送车轮信息的时刻的发送控制部15的处理进行说明。图4表示发送控制部15实施的发送控制程序。发送控制部15在从电池17被供给电力的期间、即直至电池17的电力供给能力消失为止，以规定的运算周期反复实施发送控制程序。

若发送控制程序起动，则发送控制部15在步骤S11中将计时器T的值向上计数规定值。计时器T的初始值被设定为零。向上计数的规定值是与运算周期对应的值。接着，发送控制部15在步骤S12中判断车速V是否大于设定车速Vref。该设定车速Vref是能够从传感器单元10发送车轮信息的一个条件，可任意地设定，在本实施方式中，被设定为20km/h。在附图中，为了容易明白，使用作为具体例的数值来表示。

该情况下，发送控制部15基于由加速度传感器13检测到的加速度Gx来推断车速V。本实施方式中使用的加速度传感器13检测车轮的离心力方向(径向)的加速度。由于加速度传感器13与自身被安装的车轮一起旋转，所以在重力的影响下离心力方向的加速度Gx根据自身的旋转位置(传感器单元10的旋转位置)脉动。该离心力方向的加速度Gx脉动的分量是重力加速度分量。如图5所示，重力加速度分量在车轮旋转1圈的期间，在－1G～+1G的范围内呈正弦波状变化。重力加速度分量在加速度传感器13的旋转位置为最上位置时为－1G，在为最下位置时为1G。发送控制部15通过滤波处理从加速度Gx提取出重力加速度分量，基于重力加速度分量的脉动周期来推断车速V。此外，由于车速越大，则作用于加速度传感器13的离心力越增加，所以也可以是根据从加速度Gx减去了重力加速度分量而得到的值来推断车速V的构成。

发送控制部15在车速V是设定车速Vref以下的情况下(S12：否)，暂时结束发送控制程序。发送控制部15反复进行发送控制程序。在反复进行这样的处理时，若车速V变得大于设定车速Vref，则发送控制部15在步骤S13中判断计时器T是否超过设定时间Tref。该设定时间Tref是为了确保传感器单元10发送车轮信息的时间间隔而设定的时间，在本实施方式中，被设定为1分钟。在附图中，为了容易明白，使用作为具体例的数值来表示。

发送控制部15反复进行这样的处理直至计时器T超过设定时间Tref。若计时器T超过设定时间Tref，则发送控制部15在步骤S14中运算自身的旋转位置θ(传感器单元10的旋转位置θ)。该情况下，发送控制部15基于从加速度Gx提取出的重力加速度分量，来运算传感器单元10的旋转位置θ。

例如，将传感器单元10位于最上位置的车轮的旋转位置作为0°，旋转位置θ由从该位置旋转后的旋转角度表示。因此，重力加速度分量为－1G时的旋转位置θ由0°表示。发送控制部15存储有将重力加速度分量与旋转位置θ建立了关联的相关联数据(例如，具有图5所示那样的特性的映射、函数等)，使用该相关联数据，来运算旋转位置θ。此外，由于根据重力加速度分量的值可求出2个解(旋转位置θ)，所以也可以还考虑重力加速度分量的微分值(斜率)来运算旋转位置θ。

接着，发送控制部15在步骤S15中判断旋转位置θ是否是发送设定位置α。该发送设定位置α设定了对发送车轮信息的时刻进行决定的传感器单元10的旋转位置θ，如后所述，每当发送车轮信息时，都变化设定调整角度(deg)。发送设定位置α的初始值被设定为0°。

发送控制部15反复进行上述的处理直至旋转位置θ成为发送设定位置α，若旋转位置θ成为发送设定位置α，则将发送数据输出到发送器16，并使车轮信息从发送器16发送。因此，在传感器单元10的旋转位置θ到达了设定位置α的时刻，该时刻下的车轮信息(轮胎气压Px、加速度Gx、轮胎温度Tx、传感器ID)通过无线信号从发送器16发送。

接着，发送控制部15在步骤S17中使发送设定位置α向旋转方向前进设定调整角度△α。即，将对当前时刻的发送设定位置α加上了设定调整角度△α而得到的位置设定为新的发送设定位置α。该设定调整角度△α被设定为不是360的约数的值。在本实施方式中，设定调整角度△α被设定为146deg，但这只是一个例子。在附图中，为了容易明白，使用作为具体例的数值来表示。其中，在本说明书中，使用度数法来表示角度。

接着，发送控制部15在步骤S18中将计时器T清零，暂时结束发送控制程序。发送控制部15反复实施发送控制程序。由此，在车辆以比设定车速Vreg快的速度行驶的情况下，在从前次的车轮信息的发送经过了1分钟之后，传感器单元10的旋转位置θ最初到达了发送设定位置α的时刻发送车轮信息。而且，每当发送车轮信息时，均以下次的发送车轮信息的传感器单元10的旋转位置θ前进设定调整角度△θ的方式更新发送设定位置α。

图6是用图像表示了车轮信息被发送时的传感器单元10的旋转位置的变化(发送设定位置α的推移)的图。传感器单元10与车轮W的旋转一起以车轴中心O为中心进行旋转。在发送控制程序起动后，最初车轮信息被发送的时刻是传感器单元10的旋转位置θ为0°、即传感器单元10为最上位置时。第二次车轮信息被发送的时刻是该车轮信息的发送的1分钟后传感器单元10的旋转位置θ最初到达146°时。

该旋转位置θ是对上一次(初次)发送了车轮信息的旋转位置θ加上了146deg而得到的位置。同样，第三次车轮信息被发送的时刻是该车轮信息的发送的1分钟后传感器单元10的旋转位置最初到达292°(146°+146°)时。其中，在本说明书中，对于将最上位置作为基准的坐标上的旋转位置，使用“°”来显示，对于相对角度，使用“deg”来表示。

这样，车轮信息的发送时刻由确定出传感器单元10的旋转位置θ的发送设定位置α决定。并且，发送设定位置α被设定为每次增加设定调整角度△α(146deg)。因此，如图6所示，没有在偏向一方的旋转位置发送车轮信息的情况，车轮信息在几乎均等分配了车轮W的整周的旋转位置被发送。

这里，对设定调整角度△α的设定进行说明。每单位时间能够从传感器单元10发送车轮信息的次数受电池寿命限制。另外，电池寿命需要与车辆的寿命为相同的程度(即，存在不需要更换电池17的要求)。并且，需要使到能够在ECU50侧检测到轮胎气压的时间为要求时间内。

例如，在轮胎气压监视系统中，设在车辆比设定车速(例如，20km/h)快地行驶的状况下，有能够在5分钟以内在ECU50侧检测到轮胎气压Px这一要求。即，考虑在行驶中总是被要求能够在ECU50侧接收最近5分钟以内的最新的车轮信息的情况。另外，由于针对电池寿命的要求(不需要进行电池更换的要求)，该5分钟的车轮信息的发送次数被限制为5次。因此，在该轮胎气压监视系统中，要求对于预先设定的设定次数(5次)的车轮信息的发送，在ECU50侧能够至少接收1次该车轮信息。

为了对于5次的车轮信息的发送，在ECU50至少能够接收1次该车轮信息，作为发送设定位置α的间隔(deg)，可以设为将车轮旋转1圈时的360deg除以设定次数即5(均等分割)而得到的72deg。对于设定调整角度△α而言，相对于上一次发送了的旋转位置θ移动±90deg以上能够使发送设定位置α较早地分散于车轮的整周。另外，该情况下，若使设定调整角度△α为360的约数的值，则导致在反复进行发送时发送设定位置α在较早的阶段返回到原来的值(过去的发送设定位置α)，无法更多地移动发送设定位置α。

鉴于此，在该例子中，将用发送次数均等地分割360deg而得到的72deg变更为不是360的约数的73deg，并且，以设定调整角度△α进入90deg＜△α＜270deg的范围的方式成为73deg的整数倍。该情况下，146deg(73×2)和219deg(73×3)列为候补，但这里采用接近180deg的值的146deg。即，相对于当前时刻的旋转位置θ，设定接近于成为对角的位置(隔着车轮旋转中心O点对称的位置)的一方的设定调整角度△α。

这样，在将设定调整角度△α设定为146deg的情况下，如图6所示，发送设定位置α被设定在将车轮的整周以设定次数大致均等地分配的旋转位置，不偏向于一方。并且，由于设定调整角度△α被设定为不是360的约数的值，所以发送设定位置α被设定为不会在较早的阶段返回到原先的位置而遍及车轮的整周移动。并且，因为设定调整角度△α被设定在90deg＜△α＜270deg的范围，所以能够在较早的阶段使发送设定位置α相对于车轮的整周分散。因此，即使初次的车轮信息的发送时的发送设定位置α进入无效区域，也能够较早地使发送设定位置α脱离无效区域。

因此，在ECU50中，即便是存在无法接收传感器单元10发送的车轮信息的无效区域的情况，也能够在设定次数内以非常高的概率接收车轮信息。即，能够由EUC50高效地接收传感器单元10发送的车轮信息。结果，能够延长传感器单元10发送车轮信息的周期，能够抑制电池17的消耗。由此，能够实现电池17的小容量化，作为结果，能够实现传感器单元10的小型化。另外，由于ECU50在获取到车轮信息的阶段(能够接收车轮信息的阶段)使轮胎气压显示在报告器100，所以能够在较早的阶段通过报告器100进行轮胎气压的报告。

在现有装置中，当以恒定周期发送了车轮信息的情况下，发送时的传感器单元10的旋转位置随机，但有时偏向无效区域。因此，若相对于预先决定的发送次数尽量减小1次也不能接收的概率，则接收器侧(与ECU50对应)被要求相当高的接收性能，实施较难。另外，为了在预先决定的要求时间内能够接收1次以上车轮信息，只要缩短车轮信息的发送周期即可，但该情况下，电池17的消耗变大而缩短电池寿命。

与此相对，根据本实施方式，即使以满足电池寿命的要求的发送周期发送车轮信息，在ECU50中也能够以非常高的概率在所要求的时间内接收车轮信息。

作为其他的例子，对被要求在10分钟以内在ECU50侧能够接收最新的车轮信息的情况进行说明。在因电池寿命引起的限制与上述的例子相同的情况下，对于10次的车轮信息的发送，只要在ECU50侧能够至少接收1次该车轮信息即可。

在该例子中，将以设定次数10均等地分割了360deg而得到的36deg变更为不是360的约数的值，例如41deg。也可以将设定调整角度△α设定为41deg，使发送设定位置α为0°、41°、82°、123°这样的顺序，但如上所述，为了较早地分散于车轮的整周，使设定调整角度△α为41deg的整数倍(≥2)而进入90deg～270deg的范围。例如，将设定调整角度△α设定为接近180deg的205deg(△α＝205deg)。

该情况下，发送设定位置α以0°、205°、50°(＝410－360)、255°、100°(＝460－360)、305°、150°(＝510－360)、355°、200°(＝560－360)、45°(＝405－60)、···这一顺序不断推移。因此，在ECU50中，即便是存在无法接收传感器单元10发送的无线信号的无效区域的情况，也能够以非常高的概率在所要求的时间内接收无线信号。

接下来，对ECU50的车轮位置判别部55中的车轮位置判别处理进行说明。如上所述，传感器单元10在自身的旋转位置θ到达了发送设定位置α的时刻发送车轮信息。该发送设定位置α在每次发送时均偏移设定调整角度△α。因此，在ECU50接收车轮信息的时刻，关于设置有发送了车轮信息的传感器单元10的车轮W的车轮速度传感器60的脉冲编号(相当于轮旋转位置)，也在每次接收时，脉冲编号都偏移与设定调整角度△α对应的数量。

例如，在如上述的例子那样设定调整角度△α被设定为146deg的情况下，每次接收车轮信息，均如由下式所示那样，脉冲编号前进(增加)39。

(146/360)×96≈39

因此，在传感器单元10与车轮速度传感器60被设置于共同的车轮W的情况下，每次从该传感器单元10发送车轮信息时，该发送时刻下的车轮速度传感器60的脉冲编号基本上(不考虑检测误差等的情况下)应该总是每次增加39。另一方面，在传感器单元10与车轮速度传感器60未被设置于共同的车轮W的情况下，发送时刻下的车轮速度传感器60的脉冲编号不限于总是每次增加39。这是因为设置有传感器单元10的一方的车轮与设置有车轮速度传感器60的另一方的车轮之间产生因内轮差、外轮差、滑移等引起的旋转速度差。

因此，通过按每一个车轮分别对发送时刻下的车轮速度传感器60的脉冲编号的变化量进行取样，能够判别由车轮信息所包含的传感器ID确定的传感器单元10被安装于哪个车轮W。其中，由于脉冲编号若超过96则被复位为1，所以该情况下，只要基于被复位后的值来计算脉冲编号的增加量即可。

图7表示车轮位置判别部55实施的车轮位置判别程序。若点火开关被接通，则车轮位置判别部55以规定的较短的运算周期反复实施车轮位置判别程序，若各传感器单元10的车轮位置判别完成，并登记了传感器ID，则结束车轮位置判别程序。

若开始了车轮位置判别程序，则车轮位置判别部55在步骤S31中判断是否接收到从传感器单元10发送的车轮信息(无线信号)。该车轮信息中也可以包含从其他车辆的传感器单元10发送的车轮信息。车轮位置判别部55在未接收到车轮信息的情况下，暂时结束车轮位置判别程序。车轮位置判别部55以规定的较短的运算周期反复实施车轮位置判别程序。若车轮位置判别部55从任意的传感器单元10接收到车轮信息(S31：是)，则在步骤S32中读取接收到车轮信息的时刻下的4个车轮速度传感器60的脉冲编号。

接着，车轮位置判别部55在步骤S33中读取接收间隔计时器计时的接收间隔。该接收间隔计时器按各传感器ID的每一个，计测从上一次接收车轮信息起到本次接收为止的时间即接收间隔。因为在车轮位置判别程序刚刚起动之后，接收间隔计时器不起动，所以接收间隔为0

接着，车轮位置判别部55在步骤S34中将本次接收到的车轮信息所包含的传感器ID、在步骤S32中读取到的4个车轮速度传感器60的脉冲编号、在步骤S33中读取到的接收间隔彼此建立关联地存储。将该步骤S34的处理称为脉冲编号的取样。

接着，车轮位置判别部55在步骤S35中使接收间隔计时器重新起动。因此，可计时包括在该时刻接收到的车轮信息所包含的传感器ID的车轮信息到下次被接收为止的接收间隔。其中，由于各传感器单元10以约1分钟的间隔发送车轮信息，所以接收间隔基本上约为1分钟，但在传感器单元10的发送位置进入无效区域的情况下，也有成为其整数(≥2)倍的2分钟、3分钟、…的情况。因此，对在步骤S34中存储的接收间隔进行表示的数据的分辨率只要是能够区别成1分钟间隔的程度即可。

接着，车轮位置判别部55在步骤S36中判断脉冲编号的取样是否结束。例如，对于4个以上的传感器ID，判断脉冲编号的取样数是否到达规定量。车轮位置判别部55反复进行这样的处理(S31～S36)直至取样数到达规定量。因此，每当接收到车轮信息时，均依次存储该车轮信息所包含的传感器10、接收间隔以及4个车轮速度传感器60的脉冲编号。

脉冲编号的取样也将从其他车辆的传感器单元10发送的传感器ID包括在内而进行(这是因为在该时刻，对于传感器ID，无法进行本车辆/其他车辆的区别)。该情况下，能够推断为取样数最终到达规定量的传感器ID至少包括被设置于本车辆的车轮W的4个传感器单元10的传感器ID。

若取样结束条件如此成立(S36：是)，则车轮位置判别部55在步骤S37中按取样数到达规定量的各传感器ID的每一个，运算脉冲编号的变化量△N。例如，将取样数据中接收间隔表示1分钟的数据作为对象，对于成为对象的数据的各个，运算接收间隔(1分钟)中的4个车轮速度传感器60的脉冲编号的变化量△N。该变化量△N是从脉冲编号的本次值减去了前次值而得到的值，在该值为负的情况下，只要对该值加上96即可。该变化量△N按各传感器ID，对于4个车轮速度传感器60的脉冲编号的各个，运算对象数据的数量。

接着，车轮位置判别部55在步骤S38中基于变化量△N来判别由车轮信息所包含的传感器ID确定的传感器单元10被安装于哪个车轮W。对于4个车轮速度传感器60的脉冲编号的各个运算多个变化量△N。在传感器单元10和车轮速度传感器60被设置于共同的车轮W的情况下，如果针对该传感器ID的脉冲编号的变化量△N是接收间隔为1分钟的数据，则分别稳定地取39、或者接近39的值，不大幅偏差。如果是接收间隔为2分钟的数据，则针对传感器ID的脉冲编号的变化量△N分别稳定地取78(＝39×2)、或者接近78的值，不大幅偏差。即，针对传感器ID的脉冲编号的变化量△N取与39的整数(≥2)倍相同的值、或者接近39的整数(≥2)倍的值，不大幅偏差。

因此，车轮位置判别部55将得到了与这样的特性最接近的特性的车轮速度传感器60所被设置的车轮位置判定为由该传感器ID确定的传感器单元10所被设置的车轮位置。由此，其他车辆的传感器单元10的传感器ID被排除。

若车轮位置判别部55在步骤S38中按每个传感器ID判别车轮位置，则在接下来的步骤S39中，将传感器ID登记到登记ID存储部54。即，将当前存储的按每个车轮位置区别开的传感器ID改写为在步骤S38中判别出的传感器ID。若这样登记四个车轮的传感器ID，则车轮位置判别部55结束(不反复进行)车轮位置判别程序。

这样根据车轮位置判别程序，由于基于与设定调整角度△α对应的脉冲编号的变化量△N进行车轮位置判别，所以即使发送传感器单元10的车轮信息的旋转位置θ在每次发送时都变化，也能够良好地进行传感器单元10的车轮位置判别。

以上，对具备本实施方式的轮胎气压传感器单元、以及轮胎气压报告装置的轮胎气压监视系统进行了说明，但本发明并不局限于上述实施方式，只要不脱离本发明的目的则能够进行各种变更。

例如，在本实施方式中，是每当发送车轮信息时，便使发送设定位置α向旋转方向前进设定调整角度△α的构成(图4、S17)，但也可以代替该构成，而是使发送设定位置α后退设定调整角度△α(向与旋转方向相反的方向前进)的构成。该情况下，在发送控制程序的步骤S17中，发送控制部15将对当前时刻的发送设定位置α减去了设定调整角度△α后的位置设定为新的发送设定位置α(α＝α－146deg)。

另外，在本实施方式中，将车轮速度传感器60输出的脉冲信号直接输入ECU50，但例如也可以是从被输入车轮速度传感器60输出的脉冲信号来运算车轮速的制动控制装置(省略图示)将表示脉冲信号的输出数量的信息获取到ECU50的构成。制动控制装置在规定时间(例如，30毫秒)内对车轮速度传感器60输出的脉冲信号的数量进行计数，以该规定时间的周期输出表示其计数数量的信息(车轮速信息)。因此，ECU50也可以是通过累计制动控制装置输出的脉冲信号的计数值来对脉冲信号的数量进行计数，并根据该数量求出脉冲编号的构成。

另外，在本实施方式中，ECU50内具备自动判别各传感器单元10的车轮位置的功能，但不必一定需要具备这样的功能，例如，也可以构成为通过手动(通过人的操作)使传感器ID更新存储到登记ID存储部54。

附图标记说明

10…轮胎气压传感器单元(传感器单元)；11…气压传感器；12…温度传感器；13…加速度传感器；14…ID存储部；15…发送控制部；16…发送器；163…发送天线；17…电池；50…ECU；51…接收器；51a…接收天线；52…接收处理部；53…报告控制部；54…登记ID存储部；55…车轮位置判别部；60…车轮速度传感器；100…报告器；B…车身；W…车轮；θ…旋转位置；α…发送设定位置。

Claims (4)

1.一种轮胎气压传感器单元，该轮胎气压传感器单元具备：气压传感器，检测轮胎气压；发送器，通过无线信号来发送车轮信息，该车轮信息是包括表示由所述气压传感器检测到的轮胎气压的轮胎气压信息和固有的传感器ID的信息；以及电池，作为内部电源而被设置，并且，所述轮胎气压传感器单元固定设置于车轮而与所述车轮的旋转一起绕车轴旋转，

其中，所述轮胎气压传感器单元具备：

旋转位置检测单元，检测所述轮胎气压传感器单元的绕车轴的旋转位置；

发送控制单元，在由所述旋转位置检测单元检测到的旋转位置到达了发送设定位置的时刻，使所述车轮信息从所述发送器发送；以及

发送位置设定单元，运算相对于上一次发送了所述车轮信息时的旋转位置超前了或者滞后了被设定为不是360的约数的值△α的设定调整角度△α度后的旋转位置，将该运算得到的旋转位置设定为下次的发送所述车轮信息的发送设定位置。

2.根据权利要求1所述的轮胎气压传感器单元，其中，

所述设定调整角度被设定为大于90度且小于270度的值。

3.根据权利要求1或者2所述的轮胎气压传感器单元，其中，

所述发送控制单元被构成为在从上一次发送了所述车轮信息起经过了预先设定的设定时间之后由所述旋转位置检测单元检测到的旋转位置最初到达了由所述发送位置设定单元设定的发送设定位置的时刻，使所述车轮信息从所述发送器发送。

4.一种轮胎气压报告装置，其中，

接收从权利要求1至权利要求3中任意一项所述的轮胎气压传感器单元发送的所述车轮信息，并按每个车轮位置区分所述轮胎气压信息来报告给驾驶员，所述轮胎气压报告装置具备：

车轮旋转位置检测单元，基于将针对所述车轮的各个设置的多个车轮速度传感器的输出信号即每当所述车轮的各个旋转规定角度时便输出的脉冲信号的数量按每一个车轮速度传感器计数而得到的计数值，来检测各个车轮的旋转位置；

变化量检测单元，每当接收从所述轮胎气压传感器单元的各个发送的所述车轮信息时，便获取由所述车轮旋转位置检测单元检测到的各个车轮的旋转位置，按每一个所述传感器ID，针对各个车轮检测旋转位置变化量，该旋转位置变化量是本次接收到车轮信息时的车轮的旋转位置相对于上一次接收到车轮信息时的车轮的旋转位置的变化量；以及

车轮位置判别单元，根据由所述变化量检测单元检测到的旋转位置变化量与所述设定调整角度的关系，来判别安装有由所述传感器ID确定的轮胎气压传感器单元的车轮的位置。