JP2014226943A - タイヤ位置判定システム - Google Patents

Abstract

【課題】少ない重力サンプリングでタイヤ位置を判定することができるタイヤ位置判定システムを提供する。【解決手段】タイヤ空気圧検出器は、判定タイミングｔ１，ｔ２の各々において、重力分力ｇ２，ｇ４を計測してＴＰＭＳ受信機に送信する。ＴＰＭＳ受信機は、ｔ１でｇ２を受信したとき、各車軸回転数検出センサから車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４を読み出す。ＴＰＭＳ受信機は、ｔ２でｇ４を受信したとき、ｔ１時と車速が一定であること、つまり重力分力Ｇｒの出力波形の振幅が同じであることを前提に、ｇ４を受信し、車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４を読み出す。ＴＰＭＳ受信機は、ｇ２から重力分力波形の第１位相θ１を逆算し、ｇ４から重力分力波形の第２位相θ２を逆算し、この位相差から車軸回転数変化量Ｃvaを算出する。ＴＰＭＳ受信機は、ｔ１時の車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４にＣvaを加算した値と、ｔ２時の車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４とを比較し、タイヤ位置を判定する。【選択図】図４

Description

本発明は、各タイヤの空気圧を監視するのに必要となる各タイヤの位置を判定するタイヤ位置判定システムに関する。

従来、タイヤ空気圧を検出して無線送信するタイヤ空気圧検出器を各タイヤに取り付けておき、タイヤ空気圧検出器から送信されたタイヤ空気圧信号を車体の受信機で受信して、各タイヤの空気圧を監視する直接式のタイヤ空気圧監視システムが周知である。この種のタイヤ空気圧監視システムの場合、低圧タイヤがどの位置のタイヤであるのかを通知するためにタイヤ位置を把握しておきたいニーズがあるが、タイヤは位置交換されたり、新規タイヤに取り替えられたりするので、タイヤ位置を定期的に確認するオートロケーション機能を搭載することが検討されている。オートロケーション機能としては、例えば各タイヤハウスにイニシエータ（トリガ器）を取り付けておき、イニシエータから送信される電波によってタイヤ空気圧検出器に選択的に電波送信させることにより、タイヤの位置を判定する方法が周知である（特許文献１，２等参照）。

特開２００６−０６２５１６号公報 特開２０１２−１２６３４１号公報

しかし、イニシエータを使用したオートロケーション機能は、各タイヤハウスにイニシエータを配設する必要となる。よって、イニシエータを使用したオートロケーション機能においては、部品点数増加や部品コスト増加等の問題が懸念されていた。

そこで、本出願人は、イニシエータを使用せず、車軸の回転数情報とタイヤ空気圧検出器の重力情報とを用いてタイヤ位置を判定する技術を考案している。この方法は、例えば、先（１回目）のタイミングにおいて車軸の回転数情報とタイヤ空気圧検出器の重力情報とを取得し、後（２回目）のタイミングにおいても同様に車軸の回転数情報とタイヤ空気圧検出器の重力情報を取得し、これらを用いてタイヤ位置を判定する技術である。

この方法の場合、例えばタイヤ空気圧検出器から頻繁に重力情報を送信する方式をとってしまうと、その分だけ重力分力のサンプリング回数が増えるので、タイヤ空気圧検出器の電力消費ペースが早くなり、早期に電池切れに至ってしまう問題がある。よって、少ない重力サンプリングでタイヤ位置を判定できる技術の開発ニーズがあった。

本発明の目的は、少ない重力サンプリングでタイヤ位置を判定することができるタイヤ位置判定システムを提供することにある。

前記問題点を解決するタイヤ位置判定システムは、各タイヤに取り付けられたタイヤ空気圧検出器からタイヤ空気圧信号を送信し、当該タイヤ空気圧信号を車体の受信機において受信して前記タイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧監視システムの１機能であり、前記タイヤ空気圧検出器から送信される電波を基に前記タイヤの位置を判定する構成において、前記タイヤ空気圧検出器は、重力分力検出部で重力分力を検出する動作に伴う電波の送信を、規定時間の間隔をおいて複数回行う電波送信部と、前記受信機は、車速一定により重力分力の波形の振幅の平均値が先の電波受信時と後の電波受信時とで同じであることを前提に、先の電波受信時に各車軸の車軸回転数検出部から入力した車軸回転数と、後の電波受信時に前記各車軸の前記車軸回転数検出部から入力した車軸回転数とを用い、タイヤ位置を判定する位置判定部を備えた。

本構成によれば、タイヤ空気圧検出器は、ある電波送信のタイミングにおいて、重力分力検出部で重力分力を検出する動作に伴う電波送信を実行する。受信機は、この電波をタイヤ空気圧検出器から受信すると、電波受信時における各車軸の車軸回転数を読み込む。タイヤ空気圧検出器は、先の電波送信から規定時間経過後、電波送信を再度実行する。受信機は、後の電波受信時、車速一定により先の電波受信時と後の電波受信時とで重力分力の波形の振幅が同じであることを前提に、先の電波受信時に読み込んだ車軸回転数と、後の電波受信時に車軸回転数検出部から読み込んだ車軸回転数とを用い、タイヤ位置を判定する。このため、タイヤ空気圧検出器において重力分力を測定して受信機に送信する動作は、規定時間という充分に時間が離れたタイミングでのみ実行すればよいこととなる。これにより、タイヤ空気圧検出器に課す重力サンプリングが少なく済む。よって、少ない重力サンプリングでタイヤ位置を判定することが可能となる。

前記タイヤ位置判定システムにおいて、前記規定時間は、少なくとも車両においてカーブを伴う走行が発生し得る時間に設定されていることが好ましい。この構成によれば、後の電波受信時、タイヤに内外輪差が発生し易い状況となるので、タイヤ位置の判定を早期に完了するのに有利となる。

前記タイヤ位置判定システムにおいて、前記電波送信部は、前記重力分力検出部によって検出された重力分力を送信し、該送信から前記規定時間が経過した後、同様に重力分力を検出して送信し、前記位置判定部は、各々の前記重力分力を受信する度、車速一定を前提に、各車軸の車軸回転数検出部から車軸回転数を読み出し、車速一定により重力分力の波形の振幅の平均値が先の電波受信時と後の電波受信時とで同じであることを前提に、先の電波受信時の重力分力から求まる第１特性値と後の電波受信時の重力分力から求まる第２特性値との差から、後の受信のときにとるべき車軸回転数の変化量を算出し、当該変化量を基にタイヤ位置を判定することが好ましい。この構成によれば、タイヤ空気圧検出器は、ある電波送信のタイミングにおいて、重力分力検出部によって検出された重力分力を送信する。受信機は、この重力分力を受信すると、重力分力受信時における各車軸の車軸回転数を読み込む。タイヤ空気圧検出器は、先の重力分力送信から規定時間経過後、同様に重力分力を送信する。受信機は、車速一定により先の重力分力受信時と後の重力分力受信時とで重力分力の波形の振幅が同じであることを前提に、後の重力分力受信時における各車軸回転数を読み込む。受信機は、先に受信した重力分力から第１特性値を求め、後に受信した重力分力から第２特性値を求め、これらの差を求める。受信機は、算出した差から後の重力分力受信時にとるべき車軸変化量を算出し、先の重力分力受信時の車軸回転数に車軸変化量を反映させた値が、後の重力分力受信時にどの車軸でとるのかを確認することにより、タイヤ位置を判定する。この場合、タイヤ空気圧検出器において行うべき重力分力の計測回数が、できるだけ少なく済むので、タイヤ空気圧検出器で消費される電力を小さく抑えるのに有利となる。

前記タイヤ位置判定システムにおいて、前記電波送信部は、前記重力分力の計測時、重力サンプリング周期において重力分力を連続して複数回計測することにより、当該重力分力が単調増加又は単調減少の何れであるのかを検出し、前記位置判定部は、前記単調増加又は単調減少の検出結果も利用して、タイヤ位置を判定することが好ましい。この構成によれば、第１特性値及び第２特性値が例えば正弦波等の出力変化をとる値として得られる場合、１つの重力分力に対し、１周期では２つの位相が求まるが、重力分力が単調増加又は単調減少の何れなのかを確認することにより、これら位相を区別することが可能となる。よって、タイヤ位置を精度よく判定することが可能となる。

前記タイヤ位置判定システムにおいて、前記電波送信部は、重力サンプリング周期で重力分力を複数測定し、当該重力分力の極を検出したときに電波を送信し、前記規定時間が経過した後、同様の送信を再度行い、前記位置判定部は、先の電波受信時に各車軸の車軸回転数検出部から入力した車軸回転数と、後の電波受信時に各車軸の車軸回転数検出部から入力した車軸回転数とを比較することにより、タイヤ位置を判定することが好ましい。この構成によれば、先の電波受信時の車軸回転数と後の電波受信時の車軸回転数とを単に比較するという簡素な処理により、タイヤ位置を判定することが可能となる。

本発明によれば、タイヤ位置判定システムにおいて、少ない重力サンプリングでタイヤ位置を判定することができる。

第１実施形態のタイヤ位置判定システムの構成図。 タイヤ空気圧検出器で検出する重力分力の概念図。 タイヤ位置の判定方法の前提となる考え方の概要を示す重力分力波形図。 タイヤ位置判定の方法の概要を示す重力分力波形図。 第２実施形態のタイヤ位置の判定方式を説明するための重力分力の波形図。

（第１実施形態）
以下、タイヤ位置判定システムの第１実施形態を図１〜図４に従って説明する。
［タイヤ空気圧監視システムの概要］
図１に示すように、車両１には、各タイヤ２（２ａ〜２ｄ）のタイヤ空気圧等を監視するタイヤ空気圧監視システム（TPMS：Tire Pressure Monitoring System）３が設けられている。本例のタイヤ空気圧監視システム３は、各タイヤ２ａ〜２ｄにタイヤ空気圧検出器４（４ａ〜４ｄ：タイヤバルブとも言う）を設け、これらタイヤ空気圧検出器４ａ〜４ｄで検出されたタイヤ空気圧信号Ｓtpを車体５に無線送信することにより、車体５において各タイヤ２ａ〜２ｄの空気圧を監視する直接式である。

タイヤ空気圧検出器４ａ〜４ｄには、タイヤ空気圧検出器４ａ〜４ｄの動作を制御するコントローラ６が設けられている。コントローラ６のメモリ７には、各タイヤ２ａ〜２ｄの固有のＩＤとしてタイヤＩＤ（バルブＩＤとも言う）が書き込み保存されている。タイヤ空気圧検出器４ａ〜４ｄには、タイヤ空気圧を検出する圧力センサ８と、タイヤ温度を検出する温度センサ９と、タイヤ２に発生する加速度（回転）を検出する加速度センサ１０とが設けられ、これらがコントローラ６に接続されている。コントローラ６には、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を送信可能な送信アンテナ１１が接続されている。なお、加速度センサ１０が重力分力検出部の一例である。

車体５には、タイヤ空気圧検出器４ａ〜４ｄから送信されたタイヤ空気圧信号Ｓtpを受信してタイヤ空気圧を監視する受信機（以降、ＴＰＭＳ受信機と記す）１２が設けられている。ＴＰＭＳ受信機１２には、ＴＰＭＳ受信機１２の動作を制御するタイヤ空気圧監視ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１３と、ＵＨＦ電波を受信可能な受信アンテナ１４とが設けられている。タイヤ空気圧監視ＥＣＵ１３のメモリ１５には、各タイヤ２ａ〜２ｄのタイヤＩＤがタイヤ位置（右前、左前、右後、左後）を対応付けて書き込み保存されている。ＴＰＭＳ受信機１２には、例えば車内インストルメントパネル等に設置された表示部１６が接続されている。

タイヤ空気圧検出器４は、タイヤ２が回転状態に入ったことを加速度センサ１０からの検出信号を基に確認したとき、又は所定時間間隔をおいて定期又は不定期に、タイヤ空気圧信号Ｓtpを車体５に送信する。タイヤ空気圧検出器４は、例えば１回／60秒の間隔でタイヤ空気圧信号Ｓtpを送信する。タイヤ２が回転状態に入ったか否かは、タイヤ空気圧検出器４に発生する加速度（重力）が変化したか否かを確認することにより判定する。また、タイヤ２が回転しないと判断した場合であっても、回転時と同じ、又はそれ以上の間隔によってタイヤ空気圧信号Ｓtpを送信する。

ＴＰＭＳ受信機１２は、タイヤ空気圧検出器４ａ〜４ｄから送信されたタイヤ空気圧信号Ｓtpを受信アンテナ１４で受信すると、タイヤ空気圧信号Ｓtp内のタイヤＩＤを照合し、ＩＤ照合が成立すれば、同じタイヤ空気圧信号Ｓtp内の圧力データを確認する。ＴＰＭＳ受信機１２は、圧力値が低圧閾値以下であれば、この低圧タイヤを、タイヤ位置を対応付けて表示部１６に表示する。ＴＰＭＳ受信機１２は、このタイヤ空気圧の判定を、受信するタイヤ空気圧信号Ｓtpごとに行って、各タイヤ２ａ〜２ｄの空気圧を監視する。

［タイヤ位置判定システム（オートロケーション機能）の概要］
図１に示すように、タイヤ空気圧監視システム３には、各タイヤ２ａ〜２ｄが前後左右のどの位置に取り付けられたタイヤなのかを判定するタイヤ位置判定システム１７が設けられている。本例の場合、タイヤ空気圧監視ＥＣＵ１３には、タイヤ２ａ〜２ｄの各車軸１８（１８ａ〜１８ｄ）に取り付けられた車軸回転数検出センサ１９（１９ａ〜１９ｄ）から取得する車軸回転数情報と、タイヤ空気圧検出器４ａ〜４ｄの各加速度センサ１０において検出される重力情報とを用いて、タイヤ２ａ〜２ｄの前後左右の取付位置を判定するオートロケーション機能部２０が設けられている。オートロケーション機能部２０は、タイヤ２ａ〜２ｄの位置判定（オートロケーション判定）を所定サイクルにより定期的に実行する。なお、車軸回転数検出センサ１９が車軸回転数検出部の一例である。

車軸回転数検出センサ１９ａ〜１９ｄは、例えばＡＢＳ（Anti lock Brake System）センサが使用される。例えば、車軸回転数検出センサ１９ａ〜１９ｄは、車軸１８ａ〜１８ｄに取り付けられた複数（例えば４８個）の歯を、車体５側のセンシング部で検出することにより、矩形波状のパルス信号ＳplをＴＰＭＳ受信機１２に出力する。車軸回転数検出センサ１９ａ〜１９ｄは、パルス信号Ｓplの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの両方が検出対象であれば、タイヤ１回転当たり、「９６パルス」出力する。

図２に示すように、加速度センサ１０は、タイヤ空気圧検出器４にかかる重力として、重力Ｇに対する車軸方向（タイヤ半径方向）の重力分力Ｇｒを検出する。重力分力Ｇｒは、タイヤ２の回転軌跡においてタイヤ空気圧検出器４が極（紙面の「１２時又は６時の位置」のピーク）に位置するとき、「−１Ｇ」又は「＋１Ｇ」をとる。重力分力Ｇｒは、タイヤ２の回転軌跡においてタイヤ空気圧検出器４が紙面の「３時」及び「９時」に位置するとき、「０Ｇ」をとる。

図３に、タイヤ位置の判定方法について、前提となる考え方の概要を図示する。周知のように、車両１はカーブ走行等したときに内外輪差が発生するので、タイヤ２ａ〜２ｄは４輪それぞれが独立して回転可能である。このため、カーブ走行の前後においては、内外輪差の発生により、前後左右の各タイヤ２ａ〜２ｄの回転位置（回転量）は変化する。ところで、例えばタイヤ空気圧検出器４があるピーク位置をとったとき（第１判定タイミングｔａ）から、１回転後の次のピーク位置となる（第２判定タイミングｔｂ）までの間にとる車軸回転数は、タイヤ１回転分相当の車軸回転数Ｃｎと同じになるはずである。よって、タイヤＩＤのピーク−ピークを受信したとき、どの車軸において車軸回転数Ｃｎが１回転分の値をとるのかを確認すれば、各タイヤ２ａ〜２ｄの位置を判定できるはずである。

しかし、タイヤ空気圧検出器４がピーク位置のときに電波送信を行う方式の場合、タイヤ空気圧検出器４がピークに位置する度に電波を毎回送信しなくてはならず、これはタイヤ空気圧検出器４の電源電力を過度に消費してしまう問題に繋がる。この方式は、内外輪差が発生して初めてタイヤ位置を特定できる方式であるので、例えば暫く直進する走行のときは、直進走行の間、タイヤ位置を特定できずに極めて多数の電波を出し続けることになり、無駄な電力消費が顕著になる。そこで、ピークで電波を送信するのではなく、充分に間隔が長い周期、例えばタイヤ空気圧信号Ｓtpの送信周期である１回／60秒の送信間隔でタイヤ位置を特定したいニーズがある。

図４に、タイヤ位置の判定方法の概要を図示する。重力分力Ｇｒの出力変化は、タイヤ１回転を１周期とする繰り返しの波形（例えばsin波形：周期−180度〜＋180度）をとる。まず、前提として、ある電波送信タイミングである第１判定タイミングｔ１付近の区間（以降、第１区間Ｅ１と記す）と、規定時間Ｔｒ後の電波送信タイミングである第２判定タイミングｔ２付近の区間（以降、第２区間Ｅ２と記す）とでは、重力分力Ｇｒの平均値が同じであるとする。これは、第１区間Ｅ１及び第２区間Ｅ２において車両１が一定速度走行となることと同義である。なお、ここで言う一定速度走行とは、第１区間Ｅ１〜第２区間Ｅ２において速度が継続して一定であることに限らず、少なくとも第１区間Ｅ１と第２区間Ｅ２とで速度が一定であればよい。

第１区間Ｅ１と第２区間Ｅ２とは、時間が充分に離れていることとし、例えば電波送信の周期が１回／60秒であれば、規定時間Ｔｒは60秒となる。第１区間Ｅ１内の第１判定タイミングｔ１のとき、このタイミングで測定した重力分力ｇ２の情報をタイヤ空気圧検出器４からＴＰＭＳ受信機１２に通知し、このときの各車軸１８ａ〜１８ｄの車軸回転数Ｃｎ（ｎ＝１〜４）を保持する。同様に、第２区間Ｅ２内の第２判定タイミングｔ２のとき、このタイミングで測定した重力分力ｇ４の情報をＴＰＭＳ受信機１２に通知する。

ところで、第１区間Ｅ１及び第２区間Ｅ２で車速が一定であれば、重力分力Ｇｒの振幅の平均値（即ち、重力分力Ｇｒのボトム値とピーク値との間の範囲）は、これら２区間において同一である。このため、第１判定タイミングｔ１時に測定されたｇ２と、第２判定タイミングｔ２時に測定されたｇ４との差から、第２判定タイミングｔ２のときに発生すべき車軸回転数変化量Ｃvaを算出することが可能である。よって、第１判定タイミングｔ１のときに取得した各車軸回転数Ｃ１〜Ｃ２のうち、車軸回転数変化量Ｃvaを加えた加算値が、どの車軸１８ａ〜１８ｄの車軸回転数（実車軸回転数）Ｃ１〜Ｃ４と一致するのかを確認すれば、受信したタイヤＩＤがどのタイヤ位置から送信されたＩＤなのかを判定することができるはずである。本例は、この原理を用いることにより、タイヤ２ａ〜２ｄの前後左右位置を特定する。

図１に示すように、コントローラ６には、定期（例えば１回／60秒）の電波送信のタイミングにおいて加速度センサ１０から重力分力Ｇｒのデータを取得する重力分力取得部２１と、取得した重力分力ＧｒのデータをＴＰＭＳ受信機１２に通知するための位置判定電波Ｓlcを送信する送信実行部２２とが設けられている。重力分力取得部２１は、第１区間Ｅ１及び第２区間Ｅ２の各々において、重力分力Ｇｒを重力サンプリング周期に従い連続して計２回測定する。これは、重力分力Ｇｒが単調増加又は単調減少の何れをとるのかを判定するためである。送信実行部２２は、この２回の重力サンプリングが済むと、２回目の計測後のタイミングにおいて第１位置判定電波Ｓlc1及び第２位置判定電波Ｓlc2を各々送信する。位置判定電波Ｓlc1，Ｓlc2は、２回目計測時の重力分力データ、単調増加／減少を通知する情報、タイヤＩＤ等を含む信号である。なお、重力分力取得部２１及び送信実行部２２が電波送信部の一例であり、位置判定電波Ｓlcがタイヤ位置判定のための電波の一例である。

オートロケーション機能部２０には、各車軸回転数検出センサ１９ａ〜１９ｄから車軸回転数Ｃｎを読み出す車軸回転数読出部２３と、例えばメータＥＣＵ等から入力する車速情報を基に車両１の走行速度を判定する走行速度判定部２４とが設けられている。オートロケーション機能部２０には、一定走行により判定タイミングｔ１，ｔ２の間で重力分力の平均が一定であることを前提に、同じタイヤＩＤにおいて第２判定タイミングｔ２時に発生すべき車軸回転数変化量Ｃvaを算出する車軸回転数変化量算出部２５が設けられている。オートロケーション機能部２０には、第１判定タイミングｔ１のときに入力した車軸回転数Ｃｎと車軸回転数変化量Ｃvaとを基に、各タイヤ２ａ〜２ｄの位置を判定するタイヤ位置判定部２６が設けられている。なお、車軸回転数読出部２３、走行速度判定部２４、車軸回転数変化量算出部２５及びタイヤ位置判定部２６が位置判定部の一例である。

次に、図４を用いて、タイヤ位置判定システム１７の動作を説明する。
図４に示すように、重力分力取得部２１は、定期（１回／60秒）の電波送信に基づく第１区間Ｅ１に入ったとき、重力サンプリング周期に従って重力分力Ｇｒを連続して２回計測する。本例の場合、例えば重力分力ｇ１，ｇ２（＞ｇ１）を計測し、重力分力ｇ１，ｇ２が単調増加をとるとする。送信実行部２２は、第１区間Ｅ１において２回目の重力サンプリングが済むと、その終了タイミングにおいて第１位置判定電波Ｓlc1を送信する。第１位置判定電波Ｓlc1は、例えば重力分力ｇ２のデータ、重力分力の変化が単調増加であることの通知、及びタイヤＩＤが含まれた信号である。

走行速度判定部２４は、例えばメータＥＣＵ等から入力する車速情報を基に、車両１が一定速度走行か否かを判定する。走行速度判定部２４は、車両１が一定速度走行であると判定すると、オートロケーション機能の動作を許可する。よって、ＴＰＭＳ受信機１２は、オートロケーション機能の動作が許可されていれば、第１位置判定電波Ｓlc1を受信することが可能である。

ＴＰＭＳ受信機１２が第１位置判定電波Ｓlc1を受信したとき、車軸回転数読出部２３は、第１判定タイミングｔ１において、各車軸回転数検出センサ１９ａ〜１９ｄがとる車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４を読み出す。本例の場合、車軸回転数Ｃｎが「０〜９５」の値をとるとするならば、例えば右前の車軸回転数Ｃ１が「５１」、左前の車軸回転数Ｃ２が「２１」、右後の車軸回転数Ｃ３が「６９」、左後の車軸回転数Ｃ４が「２」であったとする。車軸回転数変化量算出部２５は、読み出された車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４をメモリ１５に保持する。

車軸回転数変化量算出部２５は、受信した第１位置判定電波Ｓlc1を基に、第１判定タイミングｔ１時の重力分力Ｇｒの位相θ（以降、第１位相θ１と記す）を逆算する。ところで、タイヤ２が１回転するとき、重力分力ｇ２は２回出現するので、重力分力ｇ２が重力分力Ｇｒのsin波において、「−90度〜＋90度」の範囲、又は「−180度〜−90度，＋90度〜＋180度」の範囲の何れのときの値なのかを確認する必要がある。これは、重力分力変化が単調増加又は単調減少の何れとなっているのかを確認することにより判定する。ここでは、重力分力変化が単調増加であるので、重力分力ｇ２は「−90度〜＋90度」の１値であると判定される。なお、第１位相θが第１特性値の一例である。

車軸回転数変化量算出部２５は、入力する車速情報を基に、現在の車速に応じた重力分力Ｇｒの振幅、つまり重力分力Ｇｒが取り得るボトム値及びピーク値を算出する。これは、タイヤ２に発生する遠心力は車速から一義的に決まるはずであるので、現在の車速を基に重力分力Ｇｒの振幅（振幅の平均値）を算出する。なお、ここでは、ボトム値をｇ０とし、ピーク値をｇ４とする。車軸回転数変化量算出部２５は、タイヤ空気圧検出器４から取得した重力分力ｇ２と、ボトム−ピークのｇ０〜ｇ４から分かる振幅の値とを基に、第１位相θ１を逆算する。本例の場合、重力分力ｇ２は「−90度〜＋90度」の範囲をとり、かつｇ０〜ｇ４の中間値をとるので、第１位相θ１は「０度」と逆算される。車軸回転数変化量算出部２５は、逆算した第１位相θ１をメモリ１５に記憶する。

第１区間Ｅ１及び第２区間Ｅ２の間は時間が充分に長いので、カーブ走行などされる可能性が高く、第２区間Ｅ２に至るまでにタイヤ２に内外輪差が発生している可能性が高い。重力分力取得部２１は、第１区間Ｅ１以降の次の電波送信タイミングである第２区間Ｅ２に入ったとき、重力サンプリング周期に従って重力分力Ｇｒを連続して２回計測する。本例の場合、例えば重力分力ｇ３，ｇ４（＞ｇ３）を計測し、重力分力ｇ３，ｇ４が単調増加をとるとする。送信実行部２２は、第２区間Ｅ２において２回目の重力サンプリングが済むと、その終了タイミングにおいて第２位置判定電波Ｓlc2を送信する。第２位置判定電波Ｓlc2は、例えば重力分力ｇ４のデータ、重力分力の変化が単調増加であることの通知、及びタイヤＩＤが含まれた信号である。

走行速度判定部２４は、第１区間Ｅ１のときと同じ一定速度をとっている状態のとき、オートロケーション機能の動作を許可する。よって、タイヤ空気圧検出器４から第２位置判定電波Ｓlc2が送信されたとき、第２区間Ｅ２の走行速度が第１区間Ｅ１のときと同じ値となっていれば、ＴＰＭＳ受信機１２は第２位置判定電波Ｓlc2を受け付ける。

ＴＰＭＳ受信機１２が第２位置判定電波Ｓlc2を受信したとき、車軸回転数読出部２３は、第２判定タイミングｔ２において、各車軸回転数検出センサ１９ａ〜１９ｄがとる車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４を読み出す。本例の場合、例えば右前の車軸回転数Ｃ１が「７５」、左前の車軸回転数Ｃ２が「３６」、右後の車軸回転数Ｃ３が「７５」、左後の車軸回転数Ｃ４が「８」であったとする。

車軸回転数変化量算出部２５は、受信した第２位置判定電波Ｓlc2を基に、第２判定タイミングｔ２時の重力分力Ｇｒの位相θ（以降、第２位相θ２と記す）を逆算する。まず、車軸回転数変化量算出部２５は、第２位置判定電波Ｓlc2において単調増加又は単調減少のいずれが通知されているのかを確認することにより、「−90度〜＋90度」の範囲、又は「−180度〜−90度，＋90度〜＋180度」の範囲の何れのときの値なのかを確認する。ここでは、重力分力変化が単調増加であるので、重力分力ｇ４は「−90度〜＋90度」の１値であると判定される。なお、第２位相θ２が第２特性値の一例である。

車軸回転数変化量算出部２５は、タイヤ空気圧検出器４から取得した重力分力ｇ４と、ボトム−ピークのｇ０〜ｇ４から分かる振幅の値とを基に、第２位相θ２を逆算する。本例の場合、重力分力ｇ２は「−90度〜＋90度」の範囲をとり、かつ最大値（ピーク値）をとるので、第２位相θ２は「９０度」と逆算される。

車軸回転数変化量算出部２５は、第１位相θ１と第２位相θ２との位相差を算出し、第２判定タイミングｔ２時に発生しなくてはならない車軸回転数変化量Ｃvaを算出する。例えば、第１位相θ１が「０度」で、第２位相θ２が「９０度」であれば、９０度の位相進みが発生したことになるので、車軸１回転当たり「９６パルス」出力する場合、その１／４の「２４パルス」の変化が発生するはずである。つまり、車軸回転数変化量算出部２５は、この「２４パルス」を車軸回転数変化量Ｃvaとして算出する。

タイヤ位置判定部２６は、第１判定タイミングｔ１のときに取得した各車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４に車軸回転数変化量Ｃvaを加算し、その加算値が第２判定タイミングｔ２時の車軸回転数（実車軸回転数）Ｃ１〜Ｃ４と一致するのかを確認することにより、タイヤ位置を特定する。第２判定タイミングｔ２のときの車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４は右前「７５」、左前「３６」、右後「７５」、左後「８」であるので、右前が「２４」の増加となり、車軸回転数Ｃｎが一致する。よって、受信したタイヤＩＤを右前タイヤ２ａのＩＤと判定する。

タイヤ位置判定部２６は、同様の手順によって、左前タイヤ２ｂ、右後タイヤ２ｃ及び左後タイヤ２ｄの各タイヤＩＤも特定する。タイヤ位置判定部２６は、全てのタイヤ位置の特定が完了すると、それをメモリ１５に記憶する。以上により、タイヤ２ａ〜２ｄのオートロケーションが完了する。このオートロケーション機能は、例えば所定サイクルで繰り返し実行される。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）タイヤ空気圧検出器４は、定期の電波送信の１タイミングである第１判定タイミングｔ１と、次の送信タイミングである第２判定タイミングｔ２とのそれぞれにおいて、重力分力Ｇｒ（例えばｇ２，ｇ４）を測定してＴＰＭＳ受信機１２に送信する。ＴＰＭＳ受信機１２は、判定タイミングｔ１，ｔ２において車速が一定であること、つまり重力分力Ｇｒの出力波形の振幅が同じとなることを前提に、重力分力ｇ２から逆算した重力分力Ｇｒの第１位相θ１と、重力分力ｇ４から逆算した重力分力Ｇｒの第２位相θ２との間の位相差から、第２判定タイミングｔ２のとき発生しなければならない車軸回転数変化量Ｃvaを算出する。そして、ＴＰＭＳ受信機１２は、第１判定タイミングｔ１のときの車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４に車軸回転数変化量Ｃvaを加算した値が、第２判定タイミングｔ２時のどの車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４と一致するのかを確認することにより、タイヤ位置を判定する。このため、タイヤ空気圧検出器４において重力分力Ｇｒを測定してＴＰＭＳ受信機１２に送信する動作は、規定時間Ｔｒ（＝60ｓ）という充分に時間が離れたタイミングでのみ実行すればよいこととなる。これにより、タイヤ位置判定時にタイヤ空気圧検出器４に課す重力サンプリングが少なく済む。よって、少ない重力サンプリングでタイヤ位置を判定することができる。

（２）各々のタイヤ２ａ〜２ｄが独立して位置判定されるので、例えばタイヤ１回転時に全てのタイヤ２ａ〜２ｄが電波送信しなくてもタイヤ位置を特定することができる。よって、タイヤ位置を早期に完了するのに有利である。

（３）規定時間Ｔｒは、車両１においてカーブ走行が発生すると想定される時間長に設定されている。よって、第２判定タイミングｔ２時、タイヤ２に内外輪差が発生している状況となり易いので、タイヤ位置を早期に完了するのに有利となる。

（４）タイヤ位置判定は、第１判定タイミングｔ１時に計測される重力分力Ｇｒの第１位相θ１と、第２判定タイミングｔ２時に計測される重力分力Ｇｒの第２位相θ２との位相差から、第２判定タイミングｔ２時に発生しなければならない車軸回転数変化量Ｃvaを求めて、タイヤ位置を判定する方式である。この場合、タイヤ空気圧検出器４において行うべき重力分力の計測回数ができるだけ少なく済むので、タイヤ空気圧検出器４で消費される電力を小さく抑えるのに有利となる。

（５）第１判定タイミングｔ１付近である第１区間Ｅ１と、第２判定タイミングｔ２付近である第２区間Ｅ２との各々において、重力サンプリング周期に従って重力分力Ｇｒを連続して２回計測し、重力分力Ｇｒの変化が単調増加又は単調減少の何れなのかを検出する。そして、重力分力Ｇｒの変化が単調増加又は単調減少の何れなのかという確認結果も用いて、タイヤ位置を判定する。このため、重力分力Ｇｒの波形を例えばsin波として見た場合、１つの重力分力Ｇｒに対し、１周期では２つの位相が求まってしまうが、重力分力Ｇｒが単調増加又は単調減少の何れなのかを確認することにより、これら位相を区別することができる。よって、タイヤ位置を精度よく判定することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図５に従って説明する。第２実施形態は第１実施形態のタイヤ位置の判定方法の変更例であり、基本的な構成は同じである。よって、第１実施形態と同一部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。

図５に示すように、重力分力取得部２１は、第１区間Ｅ１及び第２区間Ｅ２の各々において、重力分力Ｇｒが変動する１周期よりも充分に短い重力サンプリング周期で、重力分力Ｇｒを連続して複数回測定する。このときの計測回数は、重力分力Ｇｒの半周期が充分収まる回数に設定されている。これは、重力分力Ｇｒの半周期の間に重力分力Ｇｒのピークを存在させるためである。送信実行部２２は、第１区間Ｅ１及び第２区間Ｅ２の各々において、重力分力Ｇｒのピークを検出するタイミングで第１位置判定電波Ｓlc1及び第２位置判定電波Ｓlc2を、ＴＰＭＳ受信機１２に各々送信する。第１位置判定電波Ｓlc1及び第２位置判定電波Ｓlc2は、少なくともタイヤＩＤを含む信号である。

ＴＰＭＳ受信機１２が第１位置判定電波Ｓlc1及び第２位置判定電波Ｓlc2を受信したとき、車軸回転数読出部２３は、各車軸回転数検出センサ１９ａ〜１９ｄの車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４を各々読み出す。タイヤ位置判定部２６は、第１位置判定電波Ｓlc1を受信したときの各車軸回転数Ｃ１〜４と、第２位置判定電波Ｓlc2を受信したときの各車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４とを比較することにより、受信したタイヤＩＤのタイヤ位置を判定する。ちなみに、本例のオートロケーション機能部２０は、第１実施形態の構成において車軸回転数変化量算出部２５を省略した構成となる。

さて、時刻が第１区間Ｅ１に入ったとき、重力分力取得部２１は、重力分力Ｇｒの１周期よりも充分に短い重力サンプリング周期で重力分力Ｇｒを連続して複数回計測する。送信実行部２２は、第１区間Ｅ１において重力分力Ｇｒのピークを検出すると、第１位置判定電波Ｓlc1を送信する。なお、ここでは、タイヤ２が高速で回転していることを想定しているので、重力分力Ｇｒが実際にピークをとった地点から少し遅れて第１位置判定電波Ｓlc1が送信される。第１位置判定電波Ｓlc1は、少なくともタイヤＩＤを含んだ信号であればよく、計測した重力分力のデータを必要としない。

ＴＰＭＳ受信機１２が第１位置判定電波Ｓlc1を受信すると、車軸回転数読出部２３は、各車軸回転数検出センサ１９ａ〜１９ｄの車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４を読み出して、メモリ１５に保持する。本例の場合、例えば右前の車軸回転数Ｃ１が「５１」、左前の車軸回転数Ｃ２が「２１」、右後の車軸回転数Ｃ３が「６９」、左後の車軸回転数Ｃ４が「２」であったとする。

時刻が第２区間Ｅ２に入ったとき、重力分力取得部２１は、第１区間Ｅ１のときと同様に、短い重力サンプリング周期で重力分力Ｇｒを連続して複数回計測する。送信実行部２２は、第２区間Ｅ２において重力分力Ｇｒのピークを検出すると、第２位置判定電波Ｓlc2を送信する。なお、ここでも、タイヤ２が高速で回転していることを想定しているので、重力分力Ｇｒが実際にピークをとった地点から少し遅れて第２位置判定電波Ｓlc2が送信される。第２位置判定電波Ｓlc2も、少なくともタイヤＩＤを含んだ信号であればよく、計測した重力分力のデータを必要としない。

ＴＰＭＳ受信機１２が第１位置判定電波Ｓlc1を受信すると、車軸回転数読出部２３は、各車軸回転数検出センサ１９ａ〜１９ｄの車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４を読み出して、メモリ１５に保持する。本例の場合、例えば右前の車軸回転数Ｃ１が「５１」、左前の車軸回転数Ｃ２が「１２」、右後の車軸回転数Ｃ３が「５１」、左後の車軸回転数Ｃ４が「８０」であったとする。

タイヤ位置判定部２６は、第１区間Ｅ１においてピークを受信したときの各車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４と、第２区間Ｅ２においてピークを受信したときの各車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４とを比較することにより、タイヤ２ａ〜２ｄの位置を判定する。このとき、タイヤ位置判定部２６は、ピーク−ピークの間で車軸回転数Ｃｎが同一となったタイヤ位置に、受信したタイヤＩＤを紐付けする。ここでは、右前タイヤ２ａの車軸回転数Ｃ１が「５１」で同一であるので、受信したタイヤＩＤを右前タイヤ２ａと判定する。そして、同様に、他のタイヤ２ｂ〜２ｄのタイヤ位置も判定する。

本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（３）に加え、以下の効果を得ることができる。
（６）第１判定タイミングｔ１において重力分力Ｇｒのピークが検出されたときの車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４を読み出し、第２判定タイミングｔ２において重力分力Ｇｒのピークが検出されたときの車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４を読み出し、これらを比較することによりタイヤ位置を判定する。よって、第１判定タイミングｔ１時の車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４と、第２判定タイミングｔ２時の車軸回転数Ｃ１〜Ｃ４とを単に比較するという簡素な処理により、タイヤ位置を判定することができる。

なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・各実施形態において、タイヤ空気圧検出器４における空気圧監視時の電波送信の周期とタイヤ位置判定時の電波送信の周期は、同じであることに限定されず、異なっていてもよい。

・各実施形態において、タイヤ位置判定（オートロケーション）は、走行時に毎回実行されることに限らず、前回値を継続使用してもよい。
・各実施形態において、例えば第２判定タイミングｔ２でタイヤ位置を判定できなかったとき、次の判定タイミングでリトライすることも可能である。

・各実施形態において、タイヤ空気圧検出器４において重力分力Ｇｒの変化から車速を判断し、一定速度となっているときのみ、タイヤ位置判定のための電波を送信させてもよい。即ち、走行速度判定部２４は、ＴＰＭＳ受信機１２側に設けられることに限らず、タイヤ空気圧検出器４側に設けられてもよいこととする。

・各実施形態において、タイヤ空気圧を監視しながらタイヤ位置を判定することも可能である。即ち、空気圧監視モードとオートロケーションモードとが区分けされる必要はない。

・各実施形態において、重力分力Ｇｒを検出するセンサは、種々のセンサが採用可能である。
・各実施形態において、測定する重力分力Ｇｒは、車軸方向に対して直交する成分の分力でもよい。

・第１実施形態において、タイヤ位置判定時にタイヤ空気圧検出器４から送信する電波は、位置判定専用の電波に限らず、例えば重力分力データを有するタイヤ空気圧信号Ｓtpなど、種々の信号に変更可能である。

・第１実施形態において、第１位相θ１は、第１判定タイミングｔ１時に計算されることに限らず、例えば第２判定タイミングｔ２のときに、第２位相θ２とともに計算されてもよい。

・第１実施形態において、第１区間Ｅ１及び第２区間Ｅ２において、重力分力Ｇｒの測定回数を１回のみとしてもよい。
・第１実施形態において、第１特性値及び第２特性値は、重力分力Ｇｒの位相θに限らず、例えば重力分力Ｇｒの振幅に対する測定重力分力の割合など、他の特性値に変更可能である。

・第２実施形態において、タイヤ位置判定時にタイヤ空気圧検出器４から送信される電波は、例えば単にタイヤＩＤのみを有する信号でもよい。
・第２実施形態において、ピークは、「１２時」の位置（ピーク値）に限らず、例えば「６時」の位置（ボトム値）としてもよい。

・第２実施形態において、極は、重力分力のピークに限らず、重力分力Ｇｒの変化において、タイヤ空気圧検出器４の位置を特定できる特徴的な値であればよい。

１…車両、２（２ａ〜２ｄ）…タイヤ、３…タイヤ空気圧監視システム、４（４ａ〜４ｄ）…タイヤ空気圧検出器、５…車体、１０…重力分力検出部としての加速度センサ、１２…受信機（ＴＰＭＳ受信機）、１７…タイヤ位置判定システム、１８（１８ａ〜１８ｄ）…車軸、１９（１９ａ〜１９ｄ）…車軸回転数検出部としての車軸回転数検出センサ、２１…電波送信部を構成する重力分力取得部、２２…電波送信部を構成する送信実行部、２３…位置判定部を構成する車軸回転数読出部、２５…位置判定部を構成する車軸回転数変化量算出部、２６…位置判定部を構成するタイヤ位置判定部、Ｓtp…タイヤ空気圧信号、Ｓlc（Ｓlc1，Ｓlc2）タイヤ位置判定のための電波、Ｔｒ…規定時間、Ｇｒ（ｇ０〜ｇ４）…重力分力、Ｃｎ（Ｃ１〜Ｃ４）…車軸回転数、θ１…第１特性値としての第１位相、θ２…第２特性値としての第２位相、Ｃva…車軸回転数の変化量（車軸回転数変化量）。

Claims (5)

1. 各タイヤに取り付けられたタイヤ空気圧検出器からタイヤ空気圧信号を送信し、当該タイヤ空気圧信号を車体の受信機において受信して前記タイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧監視システムの１機能であり、前記タイヤ空気圧検出器から送信される電波を基に前記タイヤの位置を判定するタイヤ位置判定システムにおいて、
   前記タイヤ空気圧検出器は、
   重力分力検出部で重力分力を検出する動作に伴う電波の送信を、規定時間の間隔をおいて複数回行う電波送信部と、
   前記受信機は、
   車速一定により重力分力の波形の振幅の平均値が先の電波受信時と後の電波受信時とで同じであることを前提に、先の電波受信時に各車軸の車軸回転数検出部から入力した車軸回転数と、後の電波受信時に前記各車軸の前記車軸回転数検出部から入力した車軸回転数とを用い、タイヤ位置を判定する位置判定部を備えた
   ことを特徴とするタイヤ位置判定システム。
2. 前記規定時間は、少なくとも車両においてカーブを伴う走行が発生し得る時間に設定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ位置判定システム。
3. 前記電波送信部は、前記重力分力検出部によって検出された重力分力を送信し、該送信から前記規定時間が経過した後、同様に重力分力を検出して送信し、
   前記位置判定部は、各々の前記重力分力を受信する度、車速一定を前提に、各車軸の車軸回転数検出部から車軸回転数を読み出し、車速一定により重力分力の波形の振幅の平均値が先の電波受信時と後の電波受信時とで同じであることを前提に、先の電波受信時の重力分力から求まる第１特性値と後の電波受信時の重力分力から求まる第２特性値との差から、後の受信のときにとるべき車軸回転数の変化量を算出し、当該変化量を基にタイヤ位置を判定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ位置判定システム。
4. 前記電波送信部は、前記重力分力の計測時、重力サンプリング周期において重力分力を連続して複数回計測することにより、当該重力分力が単調増加又は単調減少の何れであるのかを検出し、
   前記位置判定部は、前記単調増加又は単調減少の検出結果も利用して、タイヤ位置を判定する
   ことを特徴とする請求項３に記載のタイヤ位置判定システム。
5. 前記電波送信部は、重力サンプリング周期で重力分力を複数測定し、当該重力分力の極を検出したときに電波を送信し、前記規定時間が経過した後、同様の送信を再度行い、
   前記位置判定部は、先の電波受信時に各車軸の車軸回転数検出部から入力した車軸回転数と、後の電波受信時に各車軸の車軸回転数検出部から入力した車軸回転数とを比較することにより、タイヤ位置を判定する
   ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のタイヤ位置判定システム。