JP2015013637A - タイヤ位置判定システム - Google Patents

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正則 小杉
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巨樹 渡部
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Abstract

【課題】タイヤIDの登録にかかる手間を省く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】ID仮登録部23は、オートロケーションの実行前、TPMS受信機12で受信可能なタイヤIDを全て仮登録する。本登録実行部25は、仮登録されたタイヤIDとのみ本登録の対象とする。各タイヤ空気圧検出器4a〜4dは、オートロケーションの所定の第1タイミングにおいて、ピーク位置のとき、ピークID電波Sidを送信する。本登録実行部25は、各ピークID電波Sidを受信したときの車軸回転数から、第1判定タイミングにおける各タイヤIDの検出器角度を算出する。時間的に離れた以降の第2判定タイミングでも、同様の処理により各タイヤIDの検出器角度を算出し、2タイミングの間の検出器角度から検出器回転角を算出する。本登録実行部25は、2タイミングの間の検出器回転角と車軸回転角とを比較することにより、各タイヤ位置を判定する。【選択図】図1

Description

本発明は、車両において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において、低圧タイヤを検出したときにタイヤ位置を対応付けて通知するのであれば、各タイヤIDを予めタイヤ位置を対応付けて受信機に登録しておく必要がある(特許文献1等参照)。
特開2012−224230号公報
ところで、例えば季節ごとに使用するタイヤを変更するとなると、タイヤ交換時、受信機にタイヤIDを再登録する必要がある。よって、この登録の変更作業が手間となる問題があった。
本発明の目的は、タイヤIDの登録にかかる手間を省く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、少なくとも空気圧データ及びタイヤIDが紐付けされた第1電波を送信させ、車体に設けられた受信機で当該第1電波を受信して、各タイヤのタイヤ空気圧を監視するタイヤ空気圧監視機能の1機能であり、前記タイヤの位置を判定する構成において、前記受信機で受信可能な前記タイヤ空気圧検出器のタイヤIDを収集して、当該タイヤIDを前記受信機のメモリに仮登録するID仮登録部と、前記タイヤ空気圧検出器がタイヤ回転方向の特定位置に位置したことが分かる第2電波を各タイヤ空気圧検出器から送信させ、当該第2電波を前記受信機で受信し、各車軸の回転を検出可能な車軸回転検出部から、各タイヤ空気圧検出器が前記特定位置をとるときの車軸回転情報を前記特定位置ごとに複数取得し、どのIDが前記車軸回転情報のどれと同期しているのかを確認することにより、前記タイヤIDと車軸とを紐付けしてタイヤ位置を判定するID登録部とを備えた。
本構成によれば、ID仮登録部は、受信機において受信可能なタイヤIDを全て仮登録する。ID登録部は、どのIDが前記車軸回転情報のどれと同期しているのかを確認することにより、前記タイヤIDと車軸とを紐付けしてタイヤ位置を判定し、この判定において、仮登録されたタイヤIDのみ登録の対象として、タイヤIDの登録動作を実行する。このように、受信機がタイヤIDの登録を自ら自動で行うので、タイヤIDの登録をユーザが自ら行わずに済む。よって、例えばタイヤを交換する度にタイヤIDを受信機に再登録しなければならない煩わしさを解消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、仮登録されたタイヤIDのうち、車両が走行を開始した後も継続してタイヤIDを受信できるか否かを確認することにより、仮登録IDを絞り込むID候補絞り込み部を備えることが好ましい。この構成によれば、仮登録IDのうち、登録対象となり得るタイヤIDを絞り込むことが可能となるので、タイヤ位置の登録精度の向上に有利となる。
前記タイヤ位置判定システムにおいて、前記ID仮登録部は、前記仮登録の動作を、ある特定の一定時間の間のみ実行することが好ましい。この構成によれば、タイヤIDを仮登録する期間を限定するので、不要なタイヤIDを仮登録する状況が生じ難くなる。よって、タイヤIDを登録するにあたり、仮登録のためのメモリ容量を軽減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ID仮登録部は、前記ID登録部が動作を実行しない時間帯において、前記仮登録の動作を実行することが好ましい。この構成によれば、仮登録の時間帯を長くとるので、仮登録すべきタイヤIDの漏れを生じ難く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ID登録部は、前記ID候補絞り込み部による候補の絞り込みから漏れたタイヤIDであっても、車両走行中、当該タイヤIDを定期又は不定期に受信できることが確認できれば、該タイヤIDをスペアタイヤのIDとして前記受信機に本登録することが好ましい。この構成によれば、車両の走行/非走行に関係なく回転せずに単に積まれているだけのスペアタイヤ等のタイヤであっても、タイヤIDも受信機に登録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ID登録部は、タイヤ位置の判定が済んだ後、継続して同一の判定結果を得られることが確認できたとき、判定結果として得たタイヤ位置を前記受信機に本登録することが好ましい。この構成によれば、タイヤ位置判定により算出したタイヤ位置が正確かどうかを確認することが可能となるので、タイヤ位置の判定精度の確保に一層寄与する。
前記タイヤ位置判定システムにおいて、前記ID登録部は、前記タイヤ空気圧検出器に設けられ、当該タイヤ空気圧検出器に設けられた重力検出部の検出信号を基に、当該タイヤ空気圧検出器が前記特定位置に位置することを検出する特定位置検出部と、前記タイヤ空気圧検出器に設けられ、前記タイヤ空気圧検出器が前記特定位置に位置したとき、前記第2電波を前記タイヤ空気圧検出器から送信させる特定位置通知部と、前記受信機に設けられ、ある第1判定タイミングのとき、前記タイヤが1回転する間に各タイヤ空気圧検出器から送信される前記第2電波を受信する度に、各車軸の前記車軸回転情報を読み出し、当該車軸回転情報を基に前記第1判定タイミングにおける各タイヤIDの検出器角度を算出するとともに、それ以降の第2判定タイミングのとき、同様に前記検出器角度を算出し、これらの差から検出器回転角を前記タイヤIDごとに算出し、前記した2つのタイミングの間に各車軸がとる車軸回転角と当該検出器回転角とを比較することにより、タイヤ位置を判定する本登録実行部とを備えることが好ましい。この構成によれば、タイヤ空気圧検出器が特定位置に位置したときに電波送信させてタイヤ位置を判定する方式であるので、たとえ車両が走行中であっても、タイヤ位置を判定することが可能となる。よって、タイヤ位置判定をいつ実施するのかの自由度が増し、走行開始後、タイヤ位置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、前記タイヤ空気圧検出器の重力検出部で検出された検出信号を基に前記タイヤ空気圧検出器の角度に準ずる特性値を算出可能であり、車両のイグニッションスイッチがオフのときの前記タイヤ空気圧検出器の第1特性値と、前記イグニッションスイッチがオンに切り替わった後の前記タイヤ空気圧検出器の第2特性値とを取得する特性値取得部と、前記第1特性値と前記第2特性値とを比較する特性値比較部と、前記特性値比較部の比較結果を基に前記タイヤの取付位置の変更有無を判断し、当該判断結果に基づき前記タイヤ空気圧監視機能の動作を制御する動作制御部とを備えることが好ましい。この構成によれば、例えばイグニッションスイッチのオフ中にタイヤ位置を変更したのであれば、イグニッションスイッチをオンに再度切り替えたときには、タイヤ空気圧検出器のタイヤ回転方向の位置が変化している可能性が高い。そこで、本構成の場合、イグニッションスイッチがオフに切り替えられたときの第1特性値と、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替えられたときの第2特性値とを比較し、これらが一致しなければ、イグニッションスイッチのオフ/オンの前後でタイヤ取付位置に変更が発生したと判断する。よって、イグニッションスイッチのオフ/オンに切り替えられた際、タイヤ取付位置の変更有無を直ぐに判断することが可能である。
前記タイヤ位置判定システムにおいて、前記ID登録部は、前記タイヤ空気圧検出器に設けられ、当該タイヤ空気圧検出器に設けられた重力検出部の検出信号を基に、当該タイヤ空気圧検出器が前記特定位置に位置することを検出する特定位置検出部と、前記タイヤ空気圧検出器に設けられ、ある特定のタイミングのときに前記第2電波を前記タイヤ空気圧検出器から送信させる特定位置通知部と、前記タイヤIDごとに前記車軸回転情報の統計をとることにより、前記タイヤIDごとに各車軸の車軸回転情報の分布を算出し、この分布を基にタイヤID及び車軸の同期を確認して、タイヤ位置を判定する本登録実行部とを備えることが好ましい。この構成によれば、車軸回転情報の1つひとつを個別のデータとして取り扱ってタイヤ位置を判定するので、短時間の間にタイヤ位置判定に必要なデータを多く収集することが可能となる。これは、タイヤ位置判定にかかる時間が短く済むのに有利となる。よって、短時間で精度よく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IDの登録にかかる手間を省くことができる。
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。 (a),(b)は検出器回転角の算出の仕方の説明図。 車軸回転角を説明するパルス波形図。 タイヤIDの仮登録の概要を示す説明図。 タイヤ位置判定時に第1判定タイミングで実行されるフローチャート。 タイヤ位置判定時に第2判定タイミングで実行されるフローチャート。 タイヤ位置判定のロジックをまとめた表。 第2実施形態のタイヤ位置判定システムの概略構成図。 各車軸回転数センサから出力されるパルス情報の概念図。 第3実施形態のタイヤ位置判定システムの構成図。 タイヤ位置変更検出機能の動作を説明するフローチャート。 第4実施形態のタイヤ位置判定システムの構成図。 (a),(b)はタイヤ空気圧送信機の通信シーケンス図。 重力分力のサンプリングロジックの説明図。 あるIDにおける各輪の車軸回転情報(パルス計数値)の分布図。 IDごとに作図される車軸回転情報(パルス計数値)の分布表。 偏差の平均、及び標準偏差の算出式。
(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8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。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)を取り付け、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を、タイヤ空気圧信号Stpとして車体5に送信して、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。なお、タイヤ空気圧信号Stpが第1電波の一例である。
タイヤ空気圧検出器4には、タイヤ空気圧検出器4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2の各固有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4には、タイヤ空気圧を検出する圧力センサ8と、タイヤ温度を演出する温度センサ9と、タイヤ2に発生する加速度(回転量)を検出する加速度センサ(G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、各タイヤ2a〜2dの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、タイヤ空気圧検出器4a〜4dのIDが、タイヤIDとしてタイヤ位置を対応付けられた状態で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、又は所定の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2が回転状態に入ったか否かは、加速度センサ10の出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が回転してい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、このタイヤID照合が成立すれば、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、タイヤ位置と対応付けて表示部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の構成]
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ているのかの判定、いわゆるオートロケーションを実行するタイヤ位置判定システム17が設けられている。タイヤ位置判定システム17は、時間的に離れた第1判定タイミングt1と第2判定タイミングt2とにおいて、各タイヤ空気圧検出器4a〜4dにピーク(例えば「12時」の位置)の検出タイミングで電波を送信させてt1,t2の間の検出器回転角θaを求めるとともに、t1,t2の間の車軸18(18a〜18d)の車軸回転角θbを求め、これらを比較することにより、タイヤ位置を判定する。なお、ピークが特定位置(極)の一例である。
タイヤ空気圧監視ECU13には、各車軸18a〜18dにおいて車軸回転数を検出する車軸回転数センサ19(19a〜19d)が接続されている。車軸回転数センサ19a〜19dは、例えばABS(Antilock Brake System)センサが使用されている。車軸回転数センサ19a〜19dは、車軸18a〜18dに設けられた複数(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をタイヤ空気圧監視ECU13に出力する。タイヤ空気圧監視ECU13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を検出する場合、タイヤ1回転当たり96パルス(カウント値:0〜95)を検出する。
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がピーク(紙面の「12時」又は「6時」の位置)に位置するとき、遠心力を考慮しなければ「−1G」又は「+1G」をとる。ちなみに、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、遠心力を考慮しなければ重力分力Grは「0G」をとる。
図3(a),(b)に、タイヤ位置の判定ロジックの原理を図示する。なお、ここでは、右前タイヤ2aと右後タイヤ2cとを例に挙げて説明する。図3(a)に示すように、タイヤ位置判定の第1判定タイミングt1において、右前タイヤ空気圧検出器4aと右後タイヤ空気圧検出器4cとが「10度」の角度差、つまり右前タイヤ空気圧検出器4aを基準(12時の位置)としたときに右後タイヤ空気圧検出器4cが「−10度」をとっていたとする。第1判定タイミングt1において、右前タイヤ空気圧検出器4aがピーク検出タイミングで位置判定のための電波(例えばピークID電波Sid)を送信した後、タイヤ2a,2cが10度回転したとき、続いて右後タイヤ空気圧検出器4cがピーク検出タイミングでピークID電波Sidを送信する。なお、ピークID電波Sidが第2電波の一例である。
TPMS受信機12は、第1判定タイミングt1において、右前タイヤ空気圧検出器4aからピークID電波Sidを受信したとき、及び右後タイヤ空気圧検出器4cからピークID電波Sidを受信したときのそれぞれにおいて、ある輪(代表輪20)の車軸回転数Cxを読み出す。そして、これら車軸回転数Cxの差を求めれば、第1判定タイミングt1時に2つのタイヤ空気圧検出器4a,4cがなす角、つまりt1時の検出器角度θk(第1検出器角度θk1)が求まる。検出器角度θkは、例えばタイヤ2においてタイヤ中心を通る鉛直方向の線に対し、タイヤ空気圧検出器4がタイヤ回転方向においてなす角とも言える。同図の場合、右前タイヤ空気圧検出器4aを基準にしたときの右後タイヤ空気圧検出器4cの第1検出器角度θk1は、「−10度」であることが分かる。代表輪20は、t1やt2の1判定内において内外輪差が発生し難い後輪が好ましい。
続いて、図3(b)に示すように、例えば車両1が旋回走行されるなどして、右前タイヤ2a及び右後タイヤ2cの間に内外輪差が発生し、t1から充分に離れた時間Tu経過後、右後タイヤ空気圧検出器4cの位相が右前タイヤ空気圧検出器4aに対して90度進んだとする。位相が90度進んだ第2判定タイミングt2において、右後タイヤ空気圧検出器4cがピーク検出タイミングでピークID電波Sidを送信した後、タイヤ2a,2cが80度回転すると、続いて右前タイヤ空気圧検出器4aがピーク検出タイミングにおいてピークID電波Sidを送信する。タイヤ空気圧検出器4は、タイヤ2の回転速度に関係なく、予め決められた周期(例えば60秒ごと)、かつピークを検出タイミングで、ピークID電波Sidを送信する動作を周期的にとる。
TPMS受信機12は、第2判定タイミングt2において、右後タイヤ空気圧検出器4cからピークID電波Sidを受信したとき、及び右前タイヤ空気圧検出器4aからピークID電波Sidを受信したときのそれぞれにおいて、ある輪(代表輪20)の車軸回転数Cxを読み出す。そして、これら車軸回転数Cxの差を求めれば、第2判定タイミングt2時に2つのタイヤ空気圧検出器4a,4cがなす角、つまりt2時の検出器角度θk(第2検出器角度θk2)が求まる。同図の場合、右前タイヤ空気圧検出器4aを基準にしたときの右後タイヤ空気圧検出器4cの第2検出器角度θk2は、「+80度」であることが分かる。第1判定タイミングt1時の角度「−10度」と、第2判定タイミングt2時の角度「+80度」との差を求めれば、t1〜t2の間の右後タイヤ空気圧検出器4cの検出器回転角θaは「90度」と算出できる。
図4に示すように、第1判定タイミングt1時のある輪の車軸回転数Cxと、第2判定タイミングt2時のある輪の車軸回転数Cxとの差を求めれば、t1〜t2に至る間に変化した車軸回転数Cx、つまり車軸回転角θbが分かる。よって、タイヤ空気圧検出器4cの検出器回転角θaが、どの車軸回転角θbと一致するのかを紐付けすれば、タイヤ空気圧検出器4cの位置を識別することができるはずである。本例は、この原理を用いて、4輪のタイヤ位置を判定する。
図1に示すように、コントローラ6には、加速度センサ10から出力される検出信号を基にタイヤ空気圧検出器4がタイヤ回転方向のピーク位置にあることを検出するピーク検出部21と、ピークID電波Sidの送信を制御する電波送信部22とが設けられている。ピーク検出部21は、タイヤ位置の周期的な判定タイミングであるt1,t2に入ったとき、重力分力Grのサンプリングを短い時間周期で高頻度に行い、重力分力Grのピークを検出する。電波送信部22は、各々の判定タイミングt1,t2においてピーク検出部21がピークを検出するタイミングでピークID電波Sidを送信アンテナ11からUHF送信する。なお、ピーク検出部21がID登録部及び特定位置検出部の一例であり、電波送信部22がID登録部及び特定位置通知部の一例である。
タイヤ空気圧監視ECU13には、オートロケーションの処理の前に、TPMS受信機12において受信可能なタイヤIDを全て仮登録するID仮登録部23が設けられている。ID仮登録部23は、車両1のエンジンが停止されたとき、それまでメモリ15に登録されていたタイヤ位置の情報を削除する。ID仮登録部23は、仮登録の動作を、ある特定の一定時間の間のみ実行することが好ましい。この仮登録の時間帯としては、例えば仮登録のロジック開始後の一定時間がある。なお、ID仮登録部23は、TPMS受信機12がオートロケーションの判定を実行していない間を仮登録の時間帯としてもよい。いずれにせよ、ID仮登録部23は、仮登録の動作において収集できたタイヤIDをメモリ15に仮登録する。
タイヤ空気圧監視ECU13には、仮登録されたタイヤIDうち、オートロケーション対象とすべきタイヤIDの候補を絞り込むID候補絞り込み部24が設けられている。ID候補絞り込み部24は、車両1が走行を開始した後、仮登録IDのうち、走行中においてTPMS受信機12で受信できたタイヤIDを、オートロケーション対象とすべきタイヤIDの候補とする。
タイヤ空気圧監視ECU13には、オートロケーション対象の候補となったタイヤIDを使用してオートロケーションの本登録を実行する本登録実行部25が設けられている。本登録実行部25には、タイヤ空気圧監視ECU13には、判定タイミングt1,t2の各々において各タイヤIDの検出器角度θkを算出し、これら検出器角度θkの差から各タイヤIDの検出器回転角θaを算出する検出器回転角算出部26と、判定タイミングt1,t2における各車軸回転数センサ19a〜19dの車軸回転数(パルス数)Cxの差から各車軸18a〜18dの車軸回転角θbを算出する車軸回転角算出部27と、検出器回転角θa及び車軸回転角θbを比較することによりタイヤ位置を判定するタイヤ位置判定部28とが設けられている。なお、本登録実行部25がID登録部の一例である。
次に、図5〜図8を用いて、タイヤ位置判定システム17の動作を説明する。
[タイヤIDの仮登録動作]
図5に示すように、ID仮登録部23は、仮登録の時間帯において、TPMS受信機12で受信できるピークID電波Sid、つまりタイヤIDを全て仮登録する。なお、仮登録の対象となる電波は、ピークID電波Sidのみならず、タイヤ空気圧信号Stpも含む。ここでは、車両1のスペアタイヤ2eに搭載されたタイヤ空気圧検出器4eのタイヤID−A、駐車時に隣に位置していた駐車車両29のタイヤID−B、車両1の右前タイヤ2aのタイヤID−C、車両1の左前タイヤ2bのタイヤID−D、車両1の右後タイヤ2cのタイヤID−E、車両1の左後タイヤ2dのタイヤID−F、走行時に隣を走行する併走車両30のタイヤID−Gを受信したとする。
車両1の走行時、タイヤ2は回転するので、タイヤ空気圧検出器4はタイヤ回転に起因してピークID電波Sidを周期的に送信する。一方、駐車車両29やスペアタイヤ2eはタイヤ回転に起因する電波送信がなされないので、車両1の走行時、これらからピークID電波Sidを受信することはできない。これを踏まえ、ID候補絞り込み部24は、車両1の走行時、仮登録したタイヤIDのうち、タイヤ回転に起因するピークID電波Sidを受信できたタイヤIDを、オートロケーション対象の候補とする。ここでは、タイヤID−C,タイヤID−D、タイヤID−E,タイヤID−F,タイヤID−Gがオートロケーションの候補として選定される。なお、候補から漏れたタイヤIDは、消去されずにメモリ15にまだ残される。
[タイヤIDの本登録動作]
図6に示すように、ステップ101において、検出器回転角算出部26は、ある時刻の第1判定タイミングt1において、各タイヤ空気圧検出器4a〜4dからピーク検出タイミングで送信されるピークID電波Sidを受信する度、代表輪20の車軸回転数センサ19の車軸回転数Cxを読み出し、メモリ15に順次記憶する。通信環境がよければ、タイヤ2が1回転する間に全てのタイヤ空気圧検出器4a〜4dからピークID電波Sidを受信でき、各車軸回転数Cxを読み込むことができる。
ステップ102において、検出器回転角算出部26は、ステップ101で記憶した各ピーク受信タイミングにおける車軸回転数Cxを基に、あるタイヤIDを基準としたときの他の各タイヤIDがなす第1検出器角度θk1を算出する。例えば、電波を最後に受信したタイヤID−Fを基準とすると、各タイヤIDの第1検出器角度θk1は、タイヤID−Cがθk11、タイヤID−Dがθk12、タイヤID−Eがθk13、タイヤID−Gがθk14として求まる。なお、タイヤID−Fが角度基準となっているので、タイヤID−Fの第1検出器角度θk1は、ここでは求めることができない。
ステップ103において、検出器回転角算出部26は、第1判定タイミングt1における角度情報として、タイヤID−Cの第1検出器角度θk11、タイヤID−Dの第1検出
器角度θk12、タイヤID−Eの第1検出器角度θk13、タイヤID−Gの第1検出器角度θk14をメモリ15に保持する。
ステップ104において、車軸回転角算出部27は、t1時の角度情報が記憶された後、各車軸回転数センサ19a〜19dのパルス計数のカウンタをクリアする。即ち、車軸回転角算出部27は、t1から以降のt2の間に、各車軸18a〜18dにおいてどれだけ車軸回転数が変化するのかの計数を開始する。
図7に示すように、ステップ201において、検出器回転角算出部26は、第1判定タイミングt1からタイヤ2に内外輪差が発生したと想定できる時間が経過した第2判定タイミングt2において、各タイヤ空気圧検出器4a〜4dからピーク検出タイミングで送信されるピークID電波Sidを受信する度、代表輪20の車軸回転数センサ19の車軸回転数Cxを読み出し、メモリ15に順次記憶する。このときも、通信環境がよければ、タイヤ2が1回転する間に全てのタイヤ空気圧検出器4a〜4dからピークID電波Sidを受信でき、各車軸回転数Cxを読み込むことができる。
ステップ202において、検出器回転角算出部26は、ステップ201で記憶した各ピーク受信タイミングにおける車軸回転数Cxを基に、あるタイヤIDを基準としたときの他の各タイヤIDがなす第2検出器角度θk2を算出する。例えば、電波を最後に受信したタイヤID−Fを基準とすると、各タイヤIDの第2検出器角度θk2は、タイヤID−Cがθk21、タイヤID−Dがθk22、タイヤID−Eがθk23、タイヤID−Gがθk24として求まる。
ステップ203において、検出器回転角算出部26は、各タイヤIDにおいて、t1時の第1検出器角度θk1とt2時の第2検出器角度θk2との差を求めることにより、t1〜t2における検出器回転角θaをタイヤIDごとに算出する。ここでは、タイヤID−C,タイヤID−D,タイヤID−E,タイヤID−Gの検出器回転角θaが算出される。ちなみに、タイヤID−Cのθaはθk11及びθ21の差から求まり、タイヤID−Dのθaはθk12及びθk22の差から求まり、タイヤID−Eのθaはθk13及びθk23の差から求まり、タイヤID−Gのθaはθk14及びθk24の差から求まる。
ステップ204において、車軸回転角算出部27は、各車軸回転数センサ19a〜19dにおいて、回転数カウンタの余りを求めることにより、各車軸18a〜18dの車軸回転角θbを算出する。
ステップ205において、タイヤ位置判定部28は、ステップ203で算出した各タイヤIDの検出器回転角θaと、ステップ204で算出した各車軸18a〜18dの車軸回転角θbとを比較することにより、各タイヤ2a〜2dの位置を判定する。ここでは、自車のタイヤIDであるタイヤID−C,タイヤID−D,タイヤID−Eは紐付け可能であることから、それぞれ右前タイヤ2a、左前タイヤ2b、右後タイヤ2cと判定でき、他車のタイヤID−Gは紐付けできず、位置特定できないこととなる。
タイヤ位置判定部28は、4輪全てのタイヤ位置を特定することができなければ、前述の第2判定タイミングt2を第1判定タイミングt1に置き替え、時間Tu経過後、前述と同様の位置判定を実行する。この処理を繰り返せば、いずれタイヤID−Fが左後タイヤ2dであることが特定される。以上により、タイヤID−C,タイヤID−D,タイヤID−E,タイヤID−Fが自車に取り付いていると推定され、タイヤID−Gが併走車両30に取り付いていると推定される。
ステップ206において、タイヤ位置判定部28は、自車に取り付いていると想定されるタイヤID−C,タイヤID−D,タイヤID−E,タイヤID−Fについて、継続的にオートロケーションが成立するか否かを確認する。タイヤ位置判定部28は、継続的にオートロケーションが成立することを確認できたタイヤID−C,タイヤID−D,タイヤID−E,タイヤID−Fを、タイヤ位置を対応付けてメモリ15に本登録する。
図8に、タイヤ位置判定のロジックをまとめた表を図示する。冒頭に候補外としたタイヤID−Aはスペアタイヤ2eであるので、TPMS受信機12は一定時間ごとにタイヤID−Aを受信できるはずである。一方、駐車車両29から受信したタイヤID−Bは、いずれ受信できなくなる。よって、タイヤ位置判定部28は、オートロケーション判定から漏れたタイヤIDであっても、一定時間ごとに受信でき、かつ空気圧が低圧閾値以上であれば、そのタイヤID(タイヤID−A)をスペアタイヤ2eとしてメモリ15に本登録する。以上により、前後左右の4輪、及びスペアタイヤ2eの位置判定が完了する。
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)ID仮登録部23は、仮登録の動作で規定された一定時間の間、TPMS受信機12において受信可能なタイヤIDを全て仮登録する。本登録実行部25は、仮登録されたタイヤIDとのみ本登録の対象とし、第1判定タイミングt1及び第2判定タイミングt2の間に各タイヤ空気圧検出器4a〜4dがなす検出器回転角θaと、第1判定タイミングt1及び第2判定タイミングt2の間に各車軸18a〜18dがなす車軸回転角θbとを比較することにより、各タイヤ位置を判定する。このように、TPMS受信機12がタイヤIDの登録を自動で行うので、タイヤIDの登録をユーザが自ら行わずに住む。よって、例えば季節ごとにタイヤ2を交換する度にタイヤIDをTPMS受信機12に再登録しなければならない煩わしさを解消することができる。
(2)TPMS受信機12で受信可能なタイヤIDを予め仮登録しておき、仮登録できたタイヤIDのみを判定対象としてタイヤ位置を判定する。よって、タイヤ位置を精度よく判定するのに有利となる。
(3)車両1の走行開始後、仮登録したIDのうち、走行後も定期的にタイヤIDを受信できるか否かを確認することにより、判定対象のタイヤIDを絞り込む。よって、タイヤ位置を精度よく判定するのに一層有利となる。
(4)仮登録の時間を一定時間とした場合には、タイヤIDの仮登録の期間が限定されるので、不要なタイヤIDを仮登録してしまう状況が生じ難くなる。よって、タイヤIDを仮登録するにあたり、仮登録のためのメモリ容量を制限することができる。また、本登録の動作を少ない仮登録IDで実施することができるので、処理負荷も軽くすることができ、ひいてはCPUも高性能のものを必要としない。さらに、仮登録IDが少なくすめば、本登録完了までにかかる時間も短く済む。
(5)オートロケーションの本登録の時間外の全てをタイヤIDの仮登録の時間帯とした場合、仮登録の時間帯を長くとることができる。よって、仮登録すべきタイヤIDの漏れを生じ難くすることができる。
(6)候補の絞り込みで登録外となったタイヤIDであっても、車両走行時、一定時間ごとに受信でき、かつタイヤ空気圧が低圧閾値以上であれば、そのタイヤIDをTPMS受信機12に登録する。よって、例えばスペアタイヤ2e等の積載タイヤであっても、このタイヤIDをTPMS受信機12に登録することができる。
(7)オートロケーションによってタイヤ位置を判定できた後、その判定結果を継続して得ることができるか否かを確認し、継続的に同一の判定結果が得られれば、その判定結果であるタイヤ位置をTPMS受信機12に本登録する。よって、得られたタイヤ位置の判定結果が正当か否かを確認することができるので、タイヤ位置の判定精度の確保に一層寄与する。
(8)タイヤ位置判定システム17は、各タイヤ空気圧検出器4a〜4dがピーク位置に各々位置したときにピークID電波Sidを送信させ、これらピークID電波SidをTPMS受信機12が受信したときの車軸回転数Cxから、各タイヤIDの検出器角度θkを算出し、これを第1判定タイミングt1と第2判定タイミングt2とで実行する。そして、t1,t2の間の各タイヤ空気圧検出器4a〜4dの検出器回転角θaを算出し、これらをt1,t2の間の各車軸18a〜18dの車軸回転角θbと比較することにより、タイヤ位置を判定する。このため、たとえ車両1が走行中であってもタイヤ位置を判定することができる。よって、タイヤ位置判定をいつ実施するのかの自由度が増し、走行開始後、タイヤ位置を早期に完了するのに有利となる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態を図9及び図10に従って説明する。なお、本例は、第1実施形態における代表輪20のパルス計数の仕方を変更した実施例である。よって、第1実施形態と同一部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。
図9に示すように、車軸回転数センサ19は、1パルスを検出する度に信号を出力する種類に限らず、例えば一定時間の間に計測したパルス数の合計をパルス情報Dplとしてまとめて出力し、これを繰り返す種類もある。例えば、先にパルス情報Dplを出力してから、次のパルス情報Dplを出力するまでの間に、「12」のパルスを検出したならば、パルス情報Dplとして「パルス数:12」がCAN(Controller Area Network)等を通じてタイヤ空気圧監視ECU13に出力される。
ところで、あるパルス情報Dplを取得してから次のパルス情報Dplを取得するまでの途中に、タイヤ空気圧検出器4からピーク送信されたタイヤIDを受信することがある。車軸回転数センサ19がパルス情報Dplを所定の出力間隔Tsをおいて周期的に出力する場合、パルス情報Dplを得る途中でタイヤIDを受信してしまうことになり、タイヤIDを真に受信したときのパルス数を知ることができない。例えば、あるタイミングにおいて取得したパルス数が「50」のとき、タイヤIDを例えばパルス数「55」のときに受信したにもかかわらず、次にパルス情報を取得できるのは、パルス数が「50+12=72」のタイミングとなってしまい、タイヤID受信時のパルス数を正確に得ることができない。
そこで、タイヤ空気圧監視ECU13には、次のパルス情報Dplの入力を待つ出力間隔Tsの間、タイヤIDをどのタイミングで受信したのかという受信の比率から、タイヤIDを受信した際の真のパルス数を算出するパルス数計算部35が設けられている。パルス数計算部35は、出力間隔Tsの時間帯の間にタイヤIDを受信したとき、その時間帯においてタイヤIDをどの時点で受信したのかを確認することにより、タイヤIDの受信タイミングの比率を求め、この比率を使用して、タイヤIDを受信した際の真のパルス数を計算する。
さて、パルス情報Dplとして「12パルス」を入力してから、次のパルス情報Dplを入力するまでの途中に、タイヤID−Cを受信したとする。直近のパルス情報Dplを入力してから、例えば10msが経過したときに、タイヤID−Cを受信したとすると、12パルス×10ms/30ms=4パルスが計算される。そして、直近のパルス情報Dplで取得した「12」に「4」を加算することにより、タイヤID−Cを受信したタイミングのパルス数が「12+4=16」と計算される。また、他のタイヤID−D〜ID−Fも同様の方式で計算される。
図10に示すように、一定時間の間に計測したパルス数の合計をパルス情報Dplとしてまとめて出力する種類の車軸回転数センサ19の場合、各車軸回転数センサ19a〜19dから出力されるパルス情報Dplの平均を求め、この平均値を代表輪20のパルス数として使用してもよい。例えば、右前が「12パルス」、左前が「12パルス」、右後が「11パルス」、左後が「12パルス」であった場合、これらの平均値である「11.75パルス」を代表輪20のパルス数として計算してもよい。即ち、4輪の回転速度が僅かに異なっていたとしても、代表輪20は平均値の11.75パルスで回転したとしてもよい。但し、平均値は、必要に報じて、切捨て上げ、切り捨て、四捨五入等してもよい。ここでは、例えば四捨五入することとしてパルス数を「12パルス」とする。
さて、代表輪20がパルス0〜95まで変化する間にタイヤIDを受信するが、例えばタイヤID−Cを受信したときの代表輪20のパルス数が、例えば「83」であったとする。このとき、先にパルス情報Dplを受信したときの代表輪20のパルス数が例えば「79」の場合、次にパルス情報Dplを取得したときには、パルス数「12」が加算されて「91」としか認識できず、タイヤID−Cを受信したときの代表輪20の真のパルス数である「83」は取得できないことになる。
そこで、あるパルス情報Dplを取得してから次のパルス情報Dplを取得するまでの途中にタイヤID−Cを受信したとき、タイヤIDを待ち時間の間のどの比率で受信したのかを求めることにより、タイヤID−Cを受信した際の代表輪20の真のパルス数を算出することも可能である。直近のパルス情報Dplを入力してから、例えば10msが経過したときに、タイヤID−Cを受信したとすると、12パルス×10ms/30ms=4パルスが計算される。そして、直近のパルス情報Dplで取得した「79」に「4」を加算することにより、タイヤID−Cを受信したタイミングの代表輪20のパルス数が「79+4=83」と計算される。
本実施形態の構成によれば、第1実施形態に記載の(1)〜(8)に加え、以下の効果を得ることができる。
(9)一定時間の間に計測したパルス数の合計をパルス情報Dplとしてまとめて定期出力する車軸回転数センサ19であっても、タイヤ位置を精度よく判定することができる。
(10)代表輪20のパルス数を精度よく算出することが可能となるので、タイヤ位置の判定精度向上に有利となる。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態を図11及び図12に従って説明する。なお、本例も、第1及び第2実施形態と異なる部分についてのみ詳述する。
図11に示すように、タイヤ空気圧監視ECU13には、加速度センサ10が検出した重力分力Grを基に、イグニッションスイッチ38のオフ/オンの前後においてタイヤ位置に変更があったか否かを判断するタイヤ位置変更検出機能(タイヤローテーション検出機能)が設けられている。このように、イグニッションスイッチ38のオフ/オンの前後でタイヤ位置の変更有無を確認するのは、イグニッションスイッチ38をオフしてエンジンを停止した状態のときにタイヤローテション等の位置変更が行われるはずであり、イグニッションスイッチ38の再度オン時に、タイヤ2a〜2dの位置が変更された状況となり得るからである。
コントローラ6には、重力分力Grの変化量を基にタイヤ2の回転が停止したと判断した際に、重力分力データの情報を含むタイヤ空気圧信号StpをTPMS受信機12に送信する重力分力通知部39が設けられている。タイヤ空気圧監視ECU13には、イグニッションスイッチ38から出力される信号を基にイグニッションスイッチ38のスイッチ状態を監視するイグニッション状態監視部40と、タイヤ空気圧信号Stp内の重力分力データを取得する重力分力取得部41とが設けられている。重力分力取得部41は、受信したタイヤ空気圧信号Stp内の重力分力データを読み取ることにより、その時々の重力分力Grを取得する。重力分力取得部41は、イグニッションスイッチ38がオフ及びオンの各々において、タイヤ2a〜2dの4輪分の重力分力Grを取得する。なお、イグニッション状態監視部40及び重力分力取得部41が特性値取得部の一例である。
タイヤ空気圧監視ECU13には、イグニッションスイッチ38がオフのときの重力分力Gr 1と、イグニッションスイッチ38がオンのときの重力分力Gr2とを比較する重力分力比較部42が設けられている。重力分力比較部42は、全てのタイヤ空気圧検出器4a〜4dにおいて、イグニッションスイッチ38のオフ→オンの切り替え前後で重力分力Grが変化したか否かを確認する。なお、重力分力比較部42が特性値比較部の一例である。
タイヤ空気圧監視ECU13には、重力分力比較部42の比較結果を基にタイヤ位置変更検出機能の動作を制御する動作制御部43が設けられている。動作制御部43は、イグニッションスイッチ38のオフ→オンの切り替え前後で全タイヤ2a〜2dの重力分力Grが同一であれば、タイヤ位置に変更はないと判断し、タイヤ位置として前回値をそのまま表示部16に表示する。一方、動作制御部43は、イグニッションスイッチ38のオフ→オンの切り替え前後でタイヤ2a〜2dが1輪でも重力分力Grが変化していれば、タイヤ位置に変更があったと判断し、その旨を表示部16で表示する。
次に、図12を用いて、タイヤ位置変更検出機能の動作を説明する。
図12に示すステップ301において、重力分力取得部41は、イグニッション状態監視部40の検出結果を基に、イグニッションスイッチ38がオフか否かを判断する。即ち、車両1がエンジン停止されたか否かを判断する。このとき、イグニッションスイッチ38がオフであればステップ302に移行し、イグニッションスイッチ38がオフでなければステップ301で待機する。
ステップ302において、重力分力取得部41は、イグニッションスイッチ38がオフのときのタイヤ2a〜2dの4輪分の重力分力Gr1を取得する。タイヤ空気圧検出器4a〜4dからは、例えばタイヤ2a〜2dが低速又は速度「0」のときに、重力分力データを含むタイヤ空気圧信号Stpが送信されるので、この送信タイミングにおいて、各タイヤ空気圧検出器4a〜4dの重力分力Gr1を取得する。
ステップ303において、重力分力取得部41は、ステップ302で取得したタイヤ2a〜2dの4輪分の重力分力Gr1を、タイヤ空気圧監視ECU13のメモリ15に記憶する。
ステップ304において、重力分力取得部41は、イグニッション状態監視部40の監視結果を基に、イグニッションスイッチ38がオンに切り替えられたか否かを判断する。即ち、車両1の電源状態がオフから例えばACCオンやIGオンに操作されたか否かを判断する。そして、イグニッションスイッチ38がオンであればステップ305に移行し、イグニッションスイッチ38がオンでなければステップ304で待機する。
ステップ305において、重力分力取得部41は、イグニッションスイッチ38がオンのときのタイヤ2a〜2dの4輪分の重力分力Grを取得する。なお、タイヤ空気圧検出器4はタイヤ2が無回転であっても定期又は不定期にタイヤ空気圧信号Stpを送信するので、イグニッションスイッチ38がオンされる所定時間前に受信した重力分力をGr2として使用してもよい。
ステップ306において、重力分力Gr1と重力分力Gr2とを比較する。ここで、タイヤ2a〜2dの4輪全てで重力分力Gr1,Gr2が同一となればステップ307に移行する。一方、タイヤ2a〜2dの1輪でも重力分力Gr1,Gr2が異なればステップ308に移行する。
ステップ307において、動作制御部43は、イグニッションスイッチ38のオフ→オンの切り替え前後において4輪全てで重力分力Gr1,Gr2が同一のとき、運転席の表示部16に、タイヤ位置として前回値を表示する。重力分力Gr1,Gr2が同一であるということは、イグニッションスイッチ38がオフされる前に特定されたタイヤ位置から変更がないと言えるので、この場合はタイヤ位置の前回値を表示部16にそのまま表示しても何ら問題はない。
ステップ308において、動作制御部43は、イグニッションスイッチ38のオフ→オンの切り替え前後において1輪でも重力分力Gr1,Gr2が異なるとき、運転席の表示部16に、「タイヤ位置判定中」のメッセージを表示する。なお、このとき実行される動作は、例えば表示部16に何も表示しない動作としてもよい。
ステップ309において、動作制御部43は、タイヤ空気圧監視ECU13にオートロケーションを実行させる。よって、タイヤ2a〜2dのローテーションや新規タイヤへの変更が行われていても、正しいタイヤ位置がタイヤ空気圧監視ECU13に登録し直される。
本実施形態の構成によれば、第1及び第2実施形態に記載の(1)〜(10)に加え、以下の効果を得ることができる。
(11)イグニッションスイッチ38がオフとなったときと、イグニッションスイッチ38がオンに切り替えられたときとで、各タイヤ空気圧検出器4a〜4dから重力分力Grを集め、イグニッションスイッチ38のオフ/オンの前後で重力分力Grが変化したか否かを確認することによってタイヤ取付位置の変更有無を判断するので、イグニッションスイッチ38がオンに切り替えられた後の短い時間の間に、タイヤ取付位置の変更有無の判断を完了させることができる。また、タイヤ空気圧検出器4a〜4dで検出された重力分力Grを用いてタイヤ取付位置の変更有無を判断するので、例えば各タイヤハウスにイニシエータ等を設置しなくとも、タイヤ取付位置の変更有無を判断することが可能となる。よって、タイヤ取付位置の変更有無を簡素な構成で判断することもできる。
(第4実施形態)
次に、第4実施形態を図13〜図18に従って説明する。なお、本例も、第1〜第3実施形態と異なる部分についてのみ詳述する。
図14(a)に、タイヤ空気圧検出器4の電波送信のシーケンスを図示する。タイヤ空気圧検出器4は、電波が送信可能な短い時間の第1時間帯T1と、電波を送信しない長い時間の第2時間帯T2とを交互にとることが好ましい。第1時間帯T1は、例えば「1秒」であることが好ましい。第2時間帯T2は、例えば「30秒」であることが好ましい。このように、タイヤ空気圧検出器4は、1秒間という制約された時間の間に電波を送信する動作を、約30秒の間隔を空けて繰り返す。
図13に示すように、ピーク検出部21は、タイヤ空気圧検出器4がタイヤ回転方向の特定位置(一例はピーク位置)に位置したことを検出可能であることが好ましい。電波送信部22は、タイヤ2が特定位置に位置したことが分かる第2電波(一例はピークID電波Sid)を、少なくともタイヤIDを含ませてタイヤ空気圧検出器4から送信可能であることが好ましい。ピーク位置の検出は、複数回実行されることが好ましい。ピークID電波Sidの送信は、例えばピーク位置の検出回数に応じて複数回実行されることが好ましい。ピークID電波Sidは、タイヤ空気圧検出器4が定期的にとる第1時間帯T1の間に送信される。
タイヤ空気圧検出器4は、第2時間帯T2のときにタイヤ空気圧検出器4が特定位置をいつとったのかの特定位置情報Dtmを1つ以上保持する情報保持部45を備えることが好ましい。これは、例えば車両1が低速走行してタイヤ2がゆっくり回るとき、短い第1時間帯T1の間にピークを所定回数検出できない状況も生じ得ることから、電波送信しない第2時間帯T2においてピーク位置を予め検出しておくためである。また、例えば、ある決まったタイヤ角度のときにのみ電波送信する態様をとると、この点がヌルになってしまったとき、固定的にヌルの影響を受け続けてしまうことになるが、この点について、本例の方式の場合、任意のタイヤ角度で電波送信することになるので、固定的にヌルの影響を受けることはない。つまり、タイヤ位置の判定においてTPMS受信機12の受信率が著しく低下するリスクを防ぐ利点もある。
特定位置情報Dtmは、タイヤ空気圧検出器4がいつピークをとったのかを判定できるピーク情報であることが好ましい。例えば、特定位置情報Dtmは、何回目の重力サンプリングであるのかを示す重力サンプリング点数、重力サンプリングの実施間隔である重力サンプリング間隔時間などから構築されることが好ましい。
図14(b)に示すように、情報保持部45は、第1時間帯T1の開始点Ta1から遡った所定の時間帯において、ある規定回数(例えば8回)のピークを検出することが好ましい。電波送信部22は、電波送信が可能となる第1時間帯T1のとき、それまで保持していた1つ以上の特定位置情報Dtmを、特定位置情報Dtmの数だけID(タイヤID)とともに第2電波(ピークID電波Sid)として送信することが好ましい。このとき、電波送信部22は、1パケット分のピークID電波Sidを第1時間帯T1の間に送信し終えるように、これらピークID電波Sidを連続的に送信するとよい。各ピークID電波Sidは、例えば10ms程度の時間長を有し、100ms程度のインターバルで繰り返し送信されるとよい。
図13に示すように、本登録実行部25は、受信した第2電波(一例はピークID電波Sid)を基に、各車軸18a〜18dの回転を検出可能な車軸回転数センサ19(19a〜19d)から、タイヤ空気圧検出器4が特定位置をとるときの車軸回転情報(パルス計数値)Dcを特定位置ごとに複数取得する車軸回転情報取得部46を備えることが好ましい。タイヤ位置判定部28は、ID(タイヤID)ごとに車軸回転情報Dcの統計をとることにより、タイヤIDごとに車軸回転情報Dcの分布を算出し、この分布を基にID1〜ID4と車軸18a〜18dとの同期を確認して、タイヤ位置を判定することが好ましい。分布は、「ばらつき」、「偏差の平均」、「標準偏差」などが好ましい。
タイヤ位置判定部28は、1パケットとして受信する複数(本例は8つ)のピークID電波Sidを、各々個別のデータとして取り扱う。そして、タイヤ位置判定部28は、ピークID電波Sidを受信する度に各車軸回転数センサ19a〜19dの車軸回転情報Dcを読み出して、これらの分布をとり、分布を確認することにより、各タイヤ2a〜2dの位置を判定する。また、第2時間帯T2にピーク検出を予め実行する場合、タイヤ位置判定部28は、受信した特定位置情報Dtmから特定位置ごとの車軸回転情報Dcを逆算し、この逆算値からタイヤ位置を判定することが好ましい。
次に、図13,図15〜図18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15に示すように、タイヤ空気圧検出器4は電波送信しない第2時間帯T2のとき、ピーク検出を開始する所定時間前、重力分力Grを読み取り、重力の波形の確認を行うために、読み取った重力分力Grに応じた時間が長めの重力サンプリング間隔時間Taを設定する。そして、タイヤ空気圧検出器4は、この重力サンプリング間隔時間Taで重力分力Grを検出する事前重力サンプリングを開始する。
事前重力サンプリングのとき、タイヤ空気圧検出器4は、重力サンプリング間隔時間Taで行う重力サンプリングにおいて、まず重力分力Grのピークがどこに発生するのかを監視する。タイヤ空気圧検出器4は、重力分力Grのピークを検出すると、事前重力サンプリングの1周期を計測するために、重力分力Grのピークを再度監視する。タイヤ空気圧検出器4は、重力分力Grのピークを再度検出すると、先のピークと後のピークとの時間を基に事前重力サンプリングの周期を算出する。そして、タイヤ空気圧検出器4は、事前重力サンプリングの周期に応じたTbを、実際の重力サンプリングで使用する重力サンプリング間隔時間として設定する。つまり、タイヤ1回転あたりの重力サンプリング回数が規定値(例えば12回)で決まっているので、実際の重力サンプリング時に重力サンプリング回数が規定値をとるように、最適な重力サンプリング間隔時間Tbが設定される。
そして、タイヤ空気圧検出器4は、この重力サンプリング間隔時間Tbで実際の重力サンプリングを実行する。つまり、タイヤ空気圧検出器4は、重力サンプリング間隔時間Tbで重力分力Grを繰り返し検出し、タイヤ位置の判定に必要な複数のピーク位置を検出する。本例の場合、実際の重力サンプリングの1周期は、規定数(一例は12回)の重力サンプリング間隔時間Tbの時間幅からなるTrに設定されている。
情報保持部45は、重力サンプリング間隔時間Tbで繰り返し実行する重力サンプリングにおいてピーク位置を検出すると、その特定位置情報Dtmをメモリ7に記憶する。情報保持部45は、以降、ピークを検出する度、その特定位置情報Dtmをメモリ7に保持する。
図14に示すように、電波送信部22は、電波送信が可能な第1時間帯T1となったとき、メモリ7に保持しておいた特定位置情報Dtmを、特定位置情報Dtmの数だけタイヤIDとともにピークID電波Sidとして送信アンテナ11から送信させる。ピークID電波Sidは、少なくともタイヤID及び特定位置情報Dtmを含む信号である。具体的に述べると、ピークID電波Sidは、タイヤID、重力サンプリング点数、重力サンプリング間隔時間Tbの各情報の含む信号であるとよい。重力サンプリング点数は、重力サンプリング間隔時間Tbで重力サンプリングが実行されてからの重力サンプリングの回数(総数)に相当する。ピークID電波Sidは、第1時間帯T1の間に全て送信できるように、例えば100ms程度の短いインターバルで連続的に送信されるとよい。
図16に示すように、タイヤ位置判定部28は、ピークID電波Sidを受信する度に各車軸回転数センサ19a〜19dの車軸回転情報Dcを取得する。本例の場合、特定位置情報Dtmから車軸回転情報Dcを逆算し、特定位置情報Dtmごとに逆算値を算出する。そして、タイヤ位置判定部28は、これら逆算値の統計をとり、パケット単位の各ピークID電波Sidを受信する度、統計を合算していって、タイヤ位置を判定する。つまり、同図に示されるように、1パケット目の分布が算出され、1パケット目でタイヤ位置が確定しないと、2パケット目の分布が1パケット目に合算されてタイヤ位置が判定される。そして、3パケット目以降も同様の処理が繰り返されて、分布が更新されていき、この分布からタイヤ位置が判定される。
図17に、タイヤ位置判定の具体例を図示する。タイヤ位置判定部28は、同図のような分布表47をタイヤIDごとに作成する。タイヤ位置判定部28は、それぞれの車軸回転情報Dcにおいて単独で分布の正当性を判定する絶対評価と、複数の車軸回転情報Dcの間で分布の正当性を判定する相対評価とを行い、これら評価の結果を基にタイヤ位置を判定することが好ましい。相対評価は、自輪を他輪と比較して、他輪よりも十分に同期しているのかを判断する指標である。なお、本例は、分布の例として「偏差の平均」や「標準偏差」を挙げる。偏差や標準偏差は、判定結果がよいときほど値が小さくなる。
図18に示すように、偏差の平均は、パルス計数値を「x」とし、収集したパルス計数値の総数を「n」とし、収集したパルス計数値の平均を「x’」とすると、同図の式(α)から算出される。また、標準偏差は、同図の式(β)から算出される。以降は、「偏差の平均」及び「標準偏差」を、まとめて「偏り値」と記す。絶対評価は、偏り値が閾値以下に収まるか否かを判定する評価である。相対評価は、自輪の偏り値と他輪の偏り値との差を算出し、この差が閾値以上となるか否か、すなわち自輪の絶対評価の偏り値が他輪に比べて十分に小さいか否かを判定する評価である。タイヤ位置判定部28は、絶対評価において偏り値が閾値以下となり、かつ相対評価において偏り値の差が閾値以上となれば、その車軸18とタイヤ2とが同期しているとみなし、位置を確定する。
図17の例の場合、ID1における左前車軸18bのパルス計数値は「20」付近に集まるので、ID1における左前車軸18bの偏り値は閾値以内に収まり、ID1においては左前車軸18bが絶対評価を満足する。一方、ID1においては、右前車軸18a、右後車軸18c及び左後車軸18dの各パルス計数値は1値に収束しない値をとるので、これらの偏り値は悪い数値をとる。このため、ID1における左前車軸18bの偏り値と他車軸のそれとの差は閾値以上となるので、相対評価も満足する。よって、ID1は左前車軸18bと同期をとることが確認できるので、これらが紐付けされ、ID1が左前タイヤ2bであると確定される。同様に、ID2〜ID4においても、それぞれのタイヤ位置が確定される。
タイヤ位置判定部28は、1度の判定で4輪すべての位置を判定することができなければ、残りの輪において、同様の処理により位置を判定する。そして、4輪の全てにおいて位置が確定するまで、同様の処理を繰り返す。タイヤ位置判定部28は、4輪全てにおいて位置判定を完了すると、その判定結果をメモリ15に書き込み、タイヤ位置を更新する。なお、タイヤ位置の判定処理は、例えば車両1のイグニッションスイッチがオンされる度に実行されるとよい。
本実施形態の構成によれば、第1〜第3実施形態に記載の(1)〜(11)に加え、以下の効果を得ることができる。
(12)タイヤ空気圧検出器4は、タイヤ空気圧検出器4がタイヤ回転方向のピークに位置したことを判断できるピークID電波SidをTPMS受信機12に送信する。TPMS受信機12は、タイヤ空気圧検出器4がピーク位置をとるときの各車軸18a〜18dの車軸回転情報Dcを取得し、この作業を、ID1〜ID4ごと、かつ取得したピークごとに実行して、タイヤ位置判定に必要な車軸回転情報Dcのデータ群を収集する。そして、ID1〜ID4ごとに各車軸18a〜18dの車軸回転情報Dcの統計をとることにより、ID1〜ID4ごとに車軸回転情報Dcの分布を算出し、この分布からタイヤ位置を判定する。このように、車軸回転情報Dcの1つひとつを個別のデータとして取り扱ってタイヤ位置を判定するので、短時間の間にタイヤ位置判定に必要なデータを多く収集することが可能となる。これは、タイヤ位置判定にかかる時間が短く済むのに有利となる。よって、短時間で精度よく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は、正確なピーク位置を検出できるように、オートロケーションの判定タイミング(t1,t2)付近になったとき、重力分力Grを検出する動作に入り、所定のサンプリング周期に沿って重力分力Grのピークを検出する動作をとってもよい。
・各実施形態において、重力分力Grのサンプリング周期は、適宜設定可能である。
・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。
・各実施形態において、タイヤ位置判定に使用する電波は、ピークID電波Sidに限らず、例えばタイヤ空気圧信号Stpなどの他の信号を用いることも可能である。
・各実施形態において、ID候補絞り込み部24は、省略することも可能である。
・各実施形態において、仮登録の時間帯は、本登録以外の時間帯であれば、いつでもよい。
・第4実施形態において、第2時間帯T2の間に収集された特定位置情報Dtmは、第1時間帯T1が到来したとき、最初の電波送信のときに一度にまとめて送信されてもよい。
・第4実施形態において、特定位置情報Dtmは、例えばピーク位置を検出した時刻、又は第1時間帯の開始点T1aから遡った時間など、種々の情報が採用可能である。
・第4実施形態において、例えば走行状態に応じてピークID電波Sidに重み付けをしてもよい。具体的には、定速走行のときや、定速かつ速度が遅いときには、ピークID電波Sidの重み付けを大きくし、そうでないときには、重み付けを小さくする。また、加減速中は、重み付けを小さくしたり、データを破棄したりしてもよい。こうすれば、タイヤ位置をより正しく判定するのに一層有利となる。
・各実施形態において、タイヤ位置の判定方法は、実施形態の方式に限定されない。例えば、各判定タイミングt1,t2を車両1の停車タイミングとし、これら停車タイミングにおいて、各タイヤ空気圧検出器4a〜4dから重力分力データをTPMS受信機12に送信する。そして、第1停車時の検出器角度θk1と第2停車時の検出器角度θk2とから2タイミングの間の検出器回転角θaを算出し、これを用いてタイヤ位置を判定することも可能である。
・各実施形態において、タイヤ位置の判定方式は、実施形態に述べたようなIDごとに各車軸18a〜18dの車軸回転情報Dcの分布をとって位置判定する方式に限定されない。例えば、IDごとに各車軸18a〜18dの車軸回転情報Dcの平均をとり、IDが平均値のどれと同期するのかを確認することにより、タイヤ位置を判定する方式をとってもよい。このように、タイヤ位置の判定方式は、種々の態様に適宜変更可能である。
・各実施形態において、重力分力Grを検出するセンサは、種々のセンサが使用可能である。
・各実施形態において、タイヤ空気圧検出器4において検出する極は、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の所定位置を特定できる特徴的な値であればよい。
・各実施形態において、特性値(第1特性値、第2特性値)は、重力分力Grに限定されず、タイヤ空気圧検出器4の位置を特定できるパラメータであれば、種々のものに変更可能である。
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、それらの効果とともに以下に追記する。
(イ)各タイヤに設けられたタイヤ空気圧検出器から車体の受信機に向けて電波を送信し、当該電波に含まれるタイヤの圧力値を基にタイヤ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の位置を識別することにより、タイヤ位置を判定するタイヤ位置判定システムにおいて、前記受信機で受信可能な前記タイヤ空気圧検出器のタイヤIDを収集して、当該タイヤIDを前記受信機のメモリに仮登録するID仮登録部と、仮登録されたタイヤIDのみをタイヤ位置判定の対象とし、ある第1判定タイミングのときにタイヤ空気圧検出器に発生する重力分力に基づき算出可能な検出器角度をタイヤIDごとに求めるとともに、それ以降の第2判定タイミングのときも同様にタイヤIDごとに検出器角度を求め、これらの差から2タイミングの間の各タイヤIDにおける検出器回転角を算出し、これら検出器回転角と、前記2タイミングの間にとる各車軸の車軸回転角とを比較することにより、タイヤ位置を判定して前記受信機に登録するID登録部とを備えたことを特徴とするタイヤ位置判定システム。本構成によれば、タイヤIDの登録にかかる手間を省くことが可能となる。
1…車両、2(2a〜2e)…タイヤ、3…タイヤ空気圧監視システム、4(4a〜4e)…タイヤ空気圧検出器、5…車体、10…重力検出部としての加速度センサ、12…受信機(TPMS受信機)、15…メモリ、17…タイヤ位置判定システム、18(18a〜18d)…車軸、21…ID登録部及び特定位置検出部を構成するピーク検出部、22…ID登録部及び特定位置通知部を構成する電波送信部、23…ID仮登録部、24…ID候補絞り込み部、25…ID登録部を構成する本登録実行部、38…イグニッションスイッチ、40…特性値取得部を構成するイグニッション状態監視部、41…特性値取得部を構成する重力分力取得部、42…特性値比較部としての重力分力比較部、43…動作制御部、IA−A〜ID−G…タイヤID、t1…第1判定タイミング、t2…第2判定タイミング、Gr,Gr1,Gr2…特性値(第1特性値、第2特性値)としての重力分力、Cx…車軸回転数、θk(θk1,θk2)…検出器角度、θa…検出器回転角、θb…車軸回転角。

Claims (9)

  1. 各タイヤに取り付けられたタイヤ空気圧検出器から、少なくとも空気圧データ及びタイヤIDが紐付けされた第1電波を送信させ、車体に設けられた受信機で当該第1電波を受信して、各タイヤのタイヤ空気圧を監視するタイヤ空気圧監視機能の1機能であり、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、
    前記受信機で受信可能な前記タイヤ空気圧検出器のタイヤIDを収集して、当該タイヤIDを前記受信機のメモリに仮登録するID仮登録部と、
    前記タイヤ空気圧検出器がタイヤ回転方向の特定位置に位置したことが分かる第2電波を各タイヤ空気圧検出器から送信させ、当該第2電波を前記受信機で受信し、各車軸の回転を検出可能な車軸回転検出部から、各タイヤ空気圧検出器が前記特定位置をとるときの車軸回転情報を前記特定位置ごとに複数取得し、どのIDが前記車軸回転情報のどれと同期しているのかを確認することにより、前記タイヤIDと車軸とを紐付けしてタイヤ位置を判定するID登録部と
    を備えたことを特徴とするタイヤ位置判定システム。
  2. 仮登録されたタイヤIDのうち、車両が走行を開始した後も継続してタイヤIDを受信できるか否かを確認することにより、仮登録IDを絞り込むID候補絞り込み部を備えた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ID仮登録部は、前記仮登録の動作を、ある特定の一定時間の間のみ実行する
    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ID仮登録部は、前記ID登録部が動作を実行しない時間帯において、前記仮登録の動作を実行する
    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。
  5. 前記ID登録部は、前記ID候補絞り込み部による候補の絞り込みから漏れたタイヤIDであっても、車両走行中、当該タイヤIDを定期又は不定期に受信できることが確認できれば、該タイヤIDをスペアタイヤのIDとして前記受信機に本登録する
    ことを特徴とする請求項2〜4のうちいずれか一項に記載のタイヤ位置判定システム。
  6. 前記ID登録部は、タイヤ位置の判定が済んだ後、継続して同一の判定結果を得られることが確認できたとき、判定結果として得たタイヤ位置を前記受信機に本登録する
    ことを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか一項に記載のタイヤ位置判定システム。
  7. 前記ID登録部は、
    前記タイヤ空気圧検出器に設けられ、当該タイヤ空気圧検出器に設けられた重力検出部の検出信号を基に、当該タイヤ空気圧検出器が前記特定位置に位置することを検出する特定位置検出部と、
    前記タイヤ空気圧検出器に設けられ、前記タイヤ空気圧検出器が前記特定位置に位置したとき、前記第2電波を前記タイヤ空気圧検出器から送信させる特定位置通知部と、
    前記受信機に設けられ、ある第1判定タイミングのとき、前記タイヤが1回転する間に各タイヤ空気圧検出器から送信される前記第2電波を受信する度に、各車軸の前記車軸回転情報を読み出し、当該車軸回転情報を基に前記第1判定タイミングにおける各タイヤIDの検出器角度を算出するとともに、それ以降の第2判定タイミングのとき、同様に前記検出器角度を算出し、これらの差から検出器回転角を前記タイヤIDごとに算出し、前記した2つのタイミングの間に各車軸がとる車軸回転角と当該検出器回転角とを比較することにより、タイヤ位置を判定する本登録実行部と
    を備えたことを特徴とする請求項1〜6のうちいずれか一項に記載のタイヤ位置判定システム。
  8. 前記タイヤ空気圧検出器の重力検出部で検出された検出信号を基に前記タイヤ空気圧検出器の角度に準ずる特性値を算出可能であり、車両のイグニッションスイッチがオフのときの前記タイヤ空気圧検出器の第1特性値と、前記イグニッションスイッチがオンに切り替わった後の前記タイヤ空気圧検出器の第2特性値とを取得する特性値取得部と、
    前記第1特性値と前記第2特性値とを比較する特性値比較部と、
    前記特性値比較部の比較結果を基に前記タイヤの取付位置の変更有無を判断し、当該判断結果に基づき前記タイヤ空気圧監視機能の動作を制御する動作制御部と
    を備えたことを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか一項に記載のタイヤ位置判定システム。
  9. 前記ID登録部は、
    前記タイヤ空気圧検出器に設けられ、当該タイヤ空気圧検出器に設けられた重力検出部の検出信号を基に、当該タイヤ空気圧検出器が前記特定位置に位置することを検出する特定位置検出部と、
    前記タイヤ空気圧検出器に設けられ、ある特定のタイミングのときに前記第2電波を前記タイヤ空気圧検出器から送信させる特定位置通知部と、
    前記タイヤIDごとに前記車軸回転情報の統計をとることにより、前記タイヤIDごとに各車軸の車軸回転情報の分布を算出し、この分布を基にタイヤID及び車軸の同期を確認して、タイヤ位置を判定する本登録実行部と
    を備えたことを特徴とする請求項1〜6,8のうちいずれか一項に記載のタイヤ位置判定システム。
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