JP5609393B2 - タイヤ空気圧モニター装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ空気圧モニター装置に関するものである。

車両に装着されたタイヤの空気圧を空気圧センサで検出し、この検出された空気圧情報を送信機から受信機に対して送信している。車両には複数のタイヤが設けられているために、複数の送信機が同時に空気圧情報を送信すると、送信信号（受信信号）が衝突してしまい、受信機で複数のタイヤ空気圧情報を正確に受信することができない。このような受信信号の衝突を低減するために、特許文献１に記載された技術では、送信機が擬似乱数を発生させることで、複数の送信機からの送信タイミングを調整する技術が開示されている。

特開２０００−６２４２０号

しかしながら、特許文献１に記載された技術は、送信機が擬似乱数を発生させることで送信タイミングを調整しているため、擬似乱数を発生する機器が必要となり、構成が複雑になってしまうという問題点があった。本発明は、上記課題に対してなされたもので、専用の機器を設けることなく、複数の送信機からの送信信号が衝突することを、低減することを目的をする。

以上の課題を解決するため、本発明に係るタイヤ空気圧モニター装置は、タイヤの回転周期の乱れを検出した場合に、送信機からタイヤの空気圧情報を送信するようにした。

本発明によれば、例えば段差を乗り越えることによって発生する回転周期の乱れの発生時刻は、前後のタイヤあるいは左右のタイヤで異なることになるために、この乱れの発生に基づいて、送信される複数のタイヤの空気圧情報は時刻が異なることになる。従って、これらの送信機から送信される空気圧情報を、受信機が受信する時刻は異なる時刻になるので、従来技術のように送信機の送信時刻を異ならせるために、専用の機器を設けることが必要とならず、構成を簡素化することができる。

第１実施形態のタイヤ空気圧モニター装置の概略構成 第１実施形態における送信用ユニットの構成 第１実施形態の送信用ユニット内の制御ブロック 第１実施形態における加速度センサ２０３が検出する重力成分の変化を示すタイムチャート 第１実施形態の制御フローチャート 第１実施形態における送信のタイムチャート（送受信状態） 第２実施形態における加速度センサ２０３が検出する重力成分の変化を示すタイムチャート 第２実施形態の制御フローチャート 第２実施形態における送信のタイムチャート（送受信状態） 第２実施形態の変形例における送信のタイムチャート（送受信状態） 第２実施形態のタイヤ状態に対する第２の所定時間ｔ３の設定図 第２実施形態の変形例における送信のタイムチャート（送受信状態）

以下、図を参照して本発明を適用した実施の形態を説明する。

（第１実施形態）
図１は、自動車１Ａに備えられたタイヤ空気圧モニター装置１の概略構成図である。図１において、自動車１Ａの４つのタイヤＴに送信用ユニット２がそれぞれ設けられている。左前のタイヤＴには送信ユニット２ＦＬ、右前のタイヤＴには送信ユニット２ＦＲ、左後のタイヤＴには送信ユニット２ＲＬ、右後のタイヤＴには送信ユニット２ＲＲが設けられている。なお、以下で送信ユニット２ＦＬ、２ＦＲ、２ＲＬ、２ＲＲを区別することなく、総称で述べる場合には単に送信ユニット２と記述する。これら送信ユニット２にはそれぞれ、圧力センサ２０１と、送信機２０２と、加速度センサ２０３と、周期検出部２０４と、周期乱れ検出部２０５と、送信時期調整部２０６と、電源２０７と、記憶部２０８と、温度センサ２０９から構成されている。図１に示す送信ユニット２では、周期検出部２０４と、周期乱れ検出部２０５と、送信時期調整部２０６とを集積回路２０Ａとして一体化している。

タイヤ空気圧モニター装置１は、車体Ｂに設置されると共に、送信機２０２が送信した信号を受信する受信装置３−１と、受信した信号を複号した後、閾値と比較し、所定の空気圧未満であると判断した場合、警告指令を発生する警告装置３−２と、この警告指令に基づいて、インストルメントパネルに設けられると共に、空気圧が低い状態であることをドライバーなどに対して表示する表示器４とを備えている。

図２は、送信用ユニット２の内部の構成図である。

圧力センサ２０１は、タイヤ内の空気圧を検出する。この圧力センサ２０１は、タイヤＴの空気圧に従って受圧部が変形し（歪み）、その歪量を静電容量の変化や抵抗値の変化として検出する。

送信機２０２は、圧力センサ２０１で検出した空気圧と、識別番号（以後ＩＤと記す）の情報を合わせて無線で送信する。ＩＤ番号は送信用ユニット２の製造時に記憶部２０８が記憶した固有の番号に基づく。これらを一定の規則に基づいて符号化し、ＡＭ波やＦＭ波に変換して送信する。以降、送信機２０２が送信する信号を圧力情報と明記する。

加速度センサ２０３は、タイヤの回転に伴い発生する加速度を検出している。

周期検出部２０４は、加速度センサ２０３で検出した加速度から、バンドパスフィルタを通して重力成分のみを抽出する。この重力成分はタイヤの回転と同期して−１Ｇから１Ｇの間を周期的に変化するので、加速度センサ２０３の検知部を鉛直方向下向きにすれば、送信機の位置は、１Ｇがタイヤの最上端、０Ｇはタイヤの水平位置、−１Ｇはタイヤの最下端と算出することができる。更に周期検出部２０４は、算出した重力成分から、−１Ｇから１Ｇ間の所定値（例えば０．５Ｇ）を通過する時間を検出して、周期Ｔ（Ｎ）（Ｎは今回検出時のカウント、Ｎ−１は前回検出時のカウント）とする。

周期乱れ検出部２０５は、周期検出部２０４で算出した周期を用いて、タイヤが回転中に路上の突起等を乗り越したときに発生する過渡的な周期の変化を、周期変化量ΔＴの大きさで表し、周期変化量ΔＴの変化が生じたとき周期乱れと判断する。尚、周期変化量ΔＴは、検出対象の周期Ｔ（Ｎ）と、その直前の周期Ｔ（Ｎ−１）の変化量（差）として算出する。

ここで、周期乱れの判断の基準は、車両の加減速で発生する周期変化量以上を閾値とする。

送信時期調整部２０６は、前述の周期乱れの判断結果に基づいて、これを送信時期の調整開始時刻として送信指令を行う。

電源２０７は、送信用ユニット２内の各装置を駆動させるための電源である。

記憶部２０８は、送信用ユニット２のＩＤ番号を記憶する。このＩＤ番号は製造時に書き込まれる。

温度センサ２０９はタイヤ内の温度を検出する。温度によって抵抗体の電気抵抗値が変化するのを電圧として検出する。

図３は、周期検出部２０４と、周期乱れ検出部２０５と、送信時期調整部２０６とが実行する制御ブロックである。当該制御ブロックは、Ｓ１０からＳ６０で成り、タイヤ回転位置から求めた周期に基づいて送信時期を調整する。ここで、ブロックＳ１０、Ｓ２０は周期検出部２０４が行い、ブロックＳ３０は周期乱れ検出部２０５が行い、ブロックＳ４０、Ｓ５０は送信時期調整部２０６が行う。

図４は、タイヤが回転した際に、加速度センサ２０３が検出する重力成分の変化を示すタイムチャートである。縦軸は加速度センサ２０３が検出する重力成分、横軸は時間を示す。

ここで図３、４を用いて、制御ブロックと共に作動を説明する。

図３において、ブロックＳ１０は、加速度センサ２０３が検出した加速度に基づいて回転位置を算出するための処理である。ここでは、周期検出部２０４が、加速度センサ２０３で検出した加速度をバンドパスフィルタを通してタイヤが回転した際にかかる重力成分を抽出する。この重力成分は、タイヤの回転と同期して−１Ｇから１Ｇの間を周期的に変化する。加速度センサ２０３の検知部を、図４のタイヤ側面図に示すように、ａの位置で鉛直下向きに設置すれば、重力成分の正弦波形と送信用ユニット２の位置の対比は、１Ｇがａ点（最上端）、０Ｇはｂ点およびｂ、ｃ点（水平位置）、−１Ｇはｄ点（最下端）となる。

ブロックＳ２０は、ブロックＳ１０で抽出した重力成分の正弦波形に基づいてタイヤの回転に同期した周期を算出するための処理である。図４と対比して説明すると、周期検出部２０４が、ブロックＳ１０で抽出した重力成分の正弦波形から、−１Ｇから１Ｇ間の所定値Ｇ１（例えば０．５Ｇ）を通過する時期ｔ（ｎ）を検出する。タイヤが回転して所定値Ｇ１を通過する時期ｔ（ｎ）が更新されることにより、ｔ（ｎ）がｔ（ｎ−１）に、ｔ（ｎ−１）がｔ（ｎ−２）になる。これに伴い、時期ｔ（ｎ）とｔ（ｎ−１）の差Ｔ（ｎ）、時期ｔ（ｎ−１）とｔ（ｎ−２）の差Ｔ（ｎ−１）も同様に更新される。周期検出部２０４は、時期ｔ（ｎ）、ｔ（ｎ−１）、ｔ（ｎ−２）と周期Ｔ（ｎ）、Ｔ（ｎ−１）を更新しながら記憶する。周期Ｔ（ｎ）、Ｔ（ｎ−１）の算出式は以下の式（１）、（２）で表す。
Ｔ（ｎ）＝ｔ（ｎ）− ｔ（ｎ−１） （今回の周期） ・・・（１）
Ｔ（ｎ−１）＝ｔ（ｎ−１）−ｔ（ｎ−２） （前回の周期） ・・・（２）
ブロックＳ３０は、周期の変化量を算出するための処理である。周期乱れ検出部２０５が、周期Ｔ（ｎ−１）とＴ（ｎ）の変化量（差）ΔＴを算出し、この変化量が車両の加減速で発生する周期変化量Ｔｄ以上、且つノイズレベルとしての周期変化量Ｔｘ未満の範囲を周期乱れとして判別する。ノイズは制御に使用せず除外する。周期変化量ΔＴは以下の式（３）、周期乱れの判別式は式（４）で表す。
ΔＴ＝Ｔ（ｎ−１）−Ｔ（ｎ）・・・（３）
Ｔｄ＜ΔＴ＜Ｔｘ ・・・（４）
ブロックＳ４０は、ブロックＳ３０で算出した周期乱れの判断に基づいて送信時期を調整する。送信時期調整部２０６は、ブロックＳ３０の周期乱れの判断結果に基づき、判断時期を送信時期の調整開始時刻にして、第１の所定時間を経過したら送信指令を出力する。尚、本実施形態では、第１の所定時間を０とし、周期乱れが判断されると即時送信指令を出力する。

ブロックＳ５０は、圧力情報を送信するために予め決められた情報順に整理する処理である。送信時期調整部２０６がブロックＳ４０における送信指令を受けたら、圧力センサ２０１が検出した圧力値と、記憶部２０８で記憶しているＩＤ番号を、予め決めた順序（プロトコル）に則り、送信機２０２に送る情報を生成する。

ブロックＳ６０では、送信機２０２が、ブロックＳ５０で生成された情報をＡＭもしくはＦＭ波形に変調して発信する。

図５は、図３で説明した制御ブロックが実行する制御のフローチャートである。各制御ブロックは、電源２０７によって処理を繰り返し実行する。

ステップＳ１００とステップＳ１１０は図３のブロックＳ１０に示す回転位置を検出するフローである。

ステップＳ１００では、車両が走行か停車かによって発信間隔を決定するために、加速度センサ２０３が、タイヤに掛かる力の代用特性としての加速度（Ｇ）を検出する。

ステップＳ１１０において、この加速度の検出値と閾値Ｇｄとを比較する。閾値Ｇｄ以上であって走行状態と判別すると（Ｓ１１０のＹＥＳ）、ステップＳ１２０に移行して定期送信タイマーＴｔのカウントを開始する。定期送信タイマーＴｔをカウントする目的は、送信用ユニット２の送信間隔に上限を設けるためであり、定期送信タイマーＴｔが定期送信時間ｔ０内に送信ユニット２が周期乱れを検出しなければ、送信時期調整部２０６が定期送信時間ｔ０後に送信指令を出す。

一方、加速度の検出値が閾値Ｇｄ未満（Ｓ１１０のＮＯ）のときは、ステップＳ１９０に移行し、定期送信タイマーＴｔのカウントをリセットして再びステップＳ１００で加速度の検出を行う。

ステップＳ１３０は、図３のブロックＳ２０に示す周期検出のフローである。周期検出部２０４が加速度センサ２０３で検出した重力成分の変動（正弦波形）を抽出し、この波形から所定値Ｇ１を通過する時間を検出して周期Ｔ（ｎ）を算出し、今回算出した周期Ｔ（ｎ）と前回算出した周期Ｔ（ｎ−１）を記憶する。周期の算出が更新されて、Ｔ（ｎ−２）になった周期は消去する。

ステップＳ１４０は、図３のブロックＳ３０に示す周期乱れ開始を判断するための制御フローである。周期検出部２０４は、前回の周期Ｔ（ｎ−１）と今回の周期Ｔ（ｎ）の差としての周期変化量ΔＴを算出し、当該ΔＴが車両の加減速で発生する周期変化量の最大値Ｔｄ以上であれば周期乱れと判断する。尚、本実施形態では、ノイズ除去のためにノイズレベルに対応する最小の周期変化量Ｔｘを設定し、Ｔｘ以上であればノイズと判断する。すなわち周期乱れはＴｄとＴｘの間で設定する。この設定値の範囲内の周期変化量としての乱れ周期変化量ΔＴ´であれば周期乱れ開始と判断し（Ｓ１４１のＹＥＳ）、ステップＳ１５０に移行する。

ステップＳ１５０では、送信時期調整部２０６が、送信時期を調整時間０として即時送信するようにし（図３のブロックＳ４０に相当）、ステップＳ１８０で圧力情報の生成を行う（図３のブロックＳ５０に相当）。

一方、図５のステップＳ１４０でΔＴがＴｄ未満、またはΔＴがＴｘ以上であれば（Ｓ１４０のＮＯ）、周期乱れ開始ではないと判断し、ステップＳ２００へ移行する。

ステップＳ２００では、前回送信後から周期乱れが定期送信時間ｔ０内に一度も発生していないかどうかを監視するため、前述のステップＳ１２０でカウントしている定期送信タイマーが定期送信時間ｔ０に達したかを送信時期調整部２０６が確認する。前回送信後から周期乱れが定期送信時間ｔ０内に一度も発生していない場合は（ステップＳ２００のＹＥＳ）、定期送信時間ｔ０内に送信さなかったとして、ステップＳ１８０に移行し、圧力情報を発信する。尚、ステップＳ１８０は図３のブロックＳ６０に対応している。

ステップＳ２００において、定期送信時間ｔ０に達していなければ（ステップＳ２００のＮＯ）、ステップＳ１００に戻り、加速度の検出から開始して、次の周期の算出を行う。

以上、図５では、制御ブロックＳ１０からブロックＳ６０が実行する制御フロー処理を説明したが、再び図４に戻り、１つのタイヤに着目して周期乱れを検出されたことを送信時期の調整開始時刻にして、送信時期を調整後に圧力情報を発信する状態を説明する。

図４において、ポイント４−１からポイント４−２の間、タイヤは路面の突起や溝による入力は無く定常に回転している。この回転状態を、加速度センサ２０３が重力成分の変動（正弦波形）とし検出し、周期検出部２０４が周期Ｔ１として算出する。次に、ポイント４−２とポイント４−３の間では、タイヤが路面の突起等を乗り越えて、過渡的な力がタイヤの鉛直方向に入ったため、周期検出部２０４は、周期Ｔ１´として定常状態の周期Ｔ１よりも短い値で算出する（ポイント４−２からポイント４−３）。次いで周期乱れ検出部２０５は、周期Ｔ１´を前述の式（４）で示した範囲に合致するかどうかの判別を行い、合致したら周期乱れ開始と判断する。送信時期調整部２０６は、この判断結果を送信時期の調整開始時刻にして周期乱れタイマーＴｓのカウントを開始する。本実施形態では、周期乱れタイマーＴｓのカウント時間は０とし、周期乱れを判断直後に圧力情報を送信指令する。この作動は、図５のフローチャートのＳ１００→Ｓ１１０（ＹＥＳ）→Ｓ１４０（ＹＥＳ）→Ｓ１５０→Ｓ１８０に対応する。

以上、図４において、１つのタイヤに着目した送信時期調整の方法を説明した。続いて図６では車両に搭載された前後左右のタイヤで送信される圧力情報（ＩＤ１〜ＩＤ４）を、１つの受信装置３−１が受信する様子をタイムチャートで示す。横軸は時間、縦軸には、送信用ユニットは加速度の重力成分、受信装置は受信時期を表す。図６では、車両の直進状態を示し、各タイヤの回転周期Ｔ１〜Ｔ４はほぼ同じ値である。周期Ｔ１´〜Ｔ４´は周期乱れ検出時の周期を表す。車両が走行中は、前後右左のタイヤが異なる路面上を回転しているから、タイヤが乗り越える突起形状や乗り越え時期が異なる。したがって、この路面の突起乗り越し等で発生した周期乱れを送信時期の調整開始時刻にして送信時期調整部２０６が送信指令するので、受信装置３−１は、各タイヤの圧力情報（ＩＤ１〜ＩＤ４）を受信する時期（受信送信時期の調整開始ＯＮの時期）がずれて確実に受信することができる。

（第１実施形態の効果）
以上、説明したように第１実施形態では、以下に示す効果が得られる。

（１）本発明のタイヤ空気圧モニター装置は、周期乱れを送信時期の調整開始時刻にして送信時期を調整する送信時期調整部２０６を備えているので、車両が走行中に前後、左右に装着されたタイヤには、異なる時期に入力される過渡的な路面入力を周期乱れと判断して、これを基にして送信時期を決定している。この結果、前後、左右に装着されたタイヤが異なる時期に入力される路面入力を送信時期の調整開始時刻にして発信した信号は、１つの受信機で受信時期が異なって受信されることになるので、信号が混信せず確実に受信することができる。このため、送信時刻を調整する擬似乱数発生器のような専用の機器を必要とせず、構成を簡素化できる。

（２）本発明のタイヤ空気圧モニター装置は、タイヤに掛かる力（Ｇ）の重力成分を検出することで回転位置を検出する加速度センサー２０３を備えているので、タイヤ内部に固定された送信ユニット２内の加速度センサ２０３の検知方向がタイヤの回転と共に変化し、加速度センサ２０３が検出する重力成分もこれに伴い変化する。この結果、タイヤの回転位置を正確に検出することができる。

（３）本発明のタイヤ空気圧モニター装置は、加速度センサ２０３による出力信号波形（重力成分の正弦波形）を基に周期を検出する周期検出部２０４を備えているので、路面からタイヤに入る過渡的な力を、走行中のタイヤ回転に伴う重力成分の変化と異なるタイヤの回転周期の過渡的な変化として抽出することができる。この結果、周期乱れ検出部２０５が精度よく周期乱れを検出することができる。

（４）本発明のタイヤ空気圧モニター装置は、タイヤの回転を重力成分の周期的な変化で捉え、現在と過去の周期の差を算出し、所定値の範囲の周期変化を周期乱れと判断する周期乱れ検出部２０５を備えているので、タイヤに入力される過渡的な力が、タイヤ回転に伴う重力成分の変動の周期性を乱すことを周期乱れと捉えることができる。この結果、前後左右のタイヤに入力される路面からのランダムな入力に伴って送信用ユニット２が発信できて、受信装置３−１の受信時期を効果的にずらすことができる。

（５）本発明のタイヤ空気圧モニターは、周期乱れを送信時期の調整開始時刻にして、即時送信指令を出力することを特徴とする送信時期調整部２０６を備えるので、走行中に前後左右のタイヤが受ける異なる時期の路面入力を、受信装置３−１が時間遅れなく各輪の圧力情報を受信することができる。

尚、第１実施形態において、圧力情報の送信回数は周期乱れを検出後１回としているが、複数回送信して受信装置の受信確率を向上させることもできる。

また、周期乱れ判断部２０５の処理は、図５のフローチャートの１サイクル毎に周期乱れをチェックしているが、これを複数サイクルで算出した周期を積算して平均化したもので周期乱れを判断することができる。

（第２実施形態）
続いて第２実施形態を説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して、周期乱れが終了したことを送信時期の調整開始時刻にして圧力情報を送信するものである。さらに、周期乱れの時間が極端に長い場合に、これに伴って送信が遅延しないようタイムアウト時間を設定し、タイムアウトになるまで周期乱れが終了しなければ強制的に圧力情報を発信するようにしている。

図７では、周期乱れがタイムアウト時間ｔ２以内で終了した状態ｂと、周期乱れがタイムアウト時間ｔ２で終了しなかった状態ｃをタイムチャートで表す。まず状態ｂを時系列に説明する。はじめにポイント７−１からポイント７−２まで、タイヤは定常状態で回転している。これを加速度センサ２０３が重力成分の変動として検出し、周期検出部２０４が周期Ｔ１として算出する。ここで、タイヤが路面の突起や溝を乗り越えると、過渡的な力が鉛直方向に入る。ポイント７−２からポイント７−３において、周期検出部２０４は、この過渡的な入力を、回転周期Ｔ１よりも短い周期Ｔ１´で算出する。周期乱れ検出部２０５は、周期Ｔ１と周期Ｔ１´の差から周期変化量ΔＴを算出し、前述の式（４）の最小値Ｔｄの絶対値｜Ｔｄ｜、最大値Ｔｘの絶対値｜Ｔｘ｜の範囲に合致するかどうかの判別を行い、合致したら周期乱れ開始と判断する。合致したら、周期乱れ開始として検出して、送信時期調整部２０６に検出結果を伝達する。送信時期調整部２０６は、この結果を送信時期の調整開始時刻にして周期乱れの終了を判断するためのタイマー（周期乱れタイマー）のカウントを開始する。ポイント７−４において、タイムアウト時間ｔ２内に、式（４）の最小値Ｔｄの絶対値｜Ｔｄ｜、最大値Ｔｘの絶対値｜Ｔｘ｜の範囲に合致したので、周期乱れが終了したとして、この時点を送信時期の調整開始時刻にして送信時期調整部２０６は圧力情報を生成する。次いで送信機２０２が、この圧力情報をＡＭもしくはＦＭ波形に変調して発信する。

次に状態ｃを説明する。タイヤが路面の突起や溝を乗り越えると、ポイント７−５で、加速度センサ２０３で検出した重力成分の変動を、周期検出部２０４が回転周期Ｔ１よりも短い周期Ｔ１”として算出する。周期乱れ検出部２０５は、周期Ｔ１と周期Ｔ１”の差から周期変化量ΔＴを算出し、｜Ｔｄ｜以上と判断すると周期乱れ開始として検出し、送信時期調整部２０６に判断結果を伝達する。送信時期調整部２０６は、この結果を送信時期の調整開始時刻にして、周期乱れタイマーのカウントを開始する。次いでポイント７−６では、タイムアウト時間ｔ２内に周期乱れが終了しなかったと判断し、この時点で圧力情報を発信する。

図８は、本実施形態が実行する制御のフローチャートである。ここでは、図５に対して異なるステップ（ステップＳ１４１以降）について説明する。

ステップＳ１４１は、周期の長さから周期乱れの有無を判断するステップである。周期検出部２０４が、前回の周期Ｔ（ｎ−１）と今回の周期Ｔ（ｎ）の差として周期変化量ΔＴを算出し、周期変化量ΔＴが車両の加減速で発生する周期変化量の最大値の絶対値｜Ｔｄ｜以上を周期乱れと判断する。尚、本実施形態では、ノイズ除去のためにノイズレベルに対応する最小の周期変化の絶対値｜Ｔｘ｜を設定し、｜Ｔｘ｜以上であればノイズと判断している。すなわち周期乱れは｜Ｔｄ｜と｜Ｔｘ｜の間で設定している。この設定値の範囲内の周期変化量としての乱れ周期変化量ΔＴ´であれば、ステップＳ１００に戻り、再びステップＳ１４１で乱れ周期変化量ΔＴ´を算出したら周期乱れ開始、または終了と判断し（Ｓ１４１のＹＥＳ）、ステップＳ２１４５へ移行する。

一方、ΔＴが｜Ｔｄ｜未満、またはΔＴが｜Ｔｘ｜以上であれば（Ｓ１４０ＮＯ）、周期乱れ開始または終了ではないと判断し、ステップＳ２２００へ移行する。

ここからは、ステップＳ２１４５以降の、周期乱れ開始または終了を検出した場合の制御フローを説明する。ステップＳ２１４５は、受信装置３−１の受信確率を確保するため、定期送信時間ｔ０以内に圧力情報を送信したかを確認するものである。ステップＳ２１４５において、前述のステップＳ１２０でカウントしている定期送信タイマーＴｔがカウントｔ０に達していない（Ｓ２１４５のＮＯ）と判断したらステップＳ２１５０に移行する。ステップＳ２１５０は、周期乱れの継続状態を監視するためのものであり、周期乱れタイマーＴｓを既にカウント中である場合、すなわち前回の周期検出時に周期乱れを検出している場合は（Ｓ２１５０のＹＥＳ）、ステップＳ２１７０に移行して、タイムアウト時間ｔ２に達したかを確認する。タイムアウトになった（Ｓ２１７０のＹＥＳ）場合は、ステップＳ２１８０に移行し、送信時期調整部２０６が異常角度判定フラグ１（異常）として設定する。ここで、異常角度判定フラグを１（異常）とするのは、周期乱れが終了しないことを示すためである。

ステップＳ２１７０で、未だタイムアウト時間ｔ２を経過していない場合は、（Ｓ２１７０のＮＯ）ステップＳ１００に戻り、加速度の検出から開始して、次の周期の算出を行う。以上で説明したステップＳ２１４５〜Ｓ２１８０のフローは、図７の状態ｃに該当する。

一方、ステップＳ２１５０において、周期乱れタイマーＴｓを未だカウントしていない場合、つまり周期乱れを開始した場合は（Ｓ２１５０のＮＯ）、ステップＳ２１６０に移行して、この時期を送信時期の調整開始時刻にして周期乱れタイマーＴｓのカウントを開始する。以後、ステップＳ１００に戻り、加速度の検出から再開して周期乱れの有無を監視する。 もし、周期乱れを検出した時点で、定期送信時期ｔ０に達した場合は（Ｓ１４５のＹＥＳ）、定期送信を優先し、ステップＳ２１８０に移行して、周期乱れが継続していることを示す異常角度判定フラグを１（異常）として圧力情報を設定する。

次に、前述のステップＳ１４１からステップＳ２２００に移行した状態を説明する。ステップＳ２２００は、前述のステップＳ２１５０と同様に周期乱れタイマーＴｓをカウント中である状態、すなわち周期乱れが継続中であることを確認後（Ｓ２２００のＹＥＳ）、ステップＳ２２２０に移行する。ステップＳ２２２０では、ΔＴが｜Ｔｄ｜未満なら周期乱れタイマーＴｓのカウントをリセットし、ΔＴが｜Ｔｘ｜以上ならノイズと判断して制御から周期を除外する。

続いてステップＳ２２３０では、送信時期調整部２０６が、周期乱れが終了したとして、送信時期調整用の待機タイマーＴｗのカウントを開始し、第２の所定時間ｔ３が経過したら、ステップＳ２２１０に移行して圧力情報を異常角度判定フラグを０（正常）として設定する。

尚、実施形態２では、待機タイマーＴｗの第２所定時間をゼロ０とし、周期乱れ終了直後に発信する例である。ここで異常角度判定フラグを０（正常）とするのは、周期乱れがない状態であることを示す。以上で説明したステップＳ２２００〜Ｓ２２１０のフローは、図７の状態ｂに該当する。

一方、ステップＳ２２００でＮＯの場合、ステップＳ２２０５に移行し、定期送信タイマーＴｔが定期送信時期ｔ０に達したか確認し、ｔ０に達していたら（Ｓ２２０５のＹＥＳ）、ステップＳ２２１０に移行して、異常角度判定フラグを０（正常）に設定する。一方、ステップＳ２２０５でｔ０に達していなければ、ステップＳ１００に戻り、加速度の検出から開始して、次の周期の算出を行う。

前回の送信から定期送信時間ｔ０内に一度も周期乱れを検出しなかった場合は、ステップＳ１４１のＮＯを経て、周期乱れタイマをリセットしてステップＳ２２０５のＹＥＳを経て異常角度判定フラグを０（正常）として設定する。

以上、図７、８において、１つのタイヤに着目して周期乱れが検出されたときに、送信時期を調整する方法をタイムチャートと処理フローで説明した。続いて図９では、第２実施形態の車両としての動作をタイムチャートで示す。図９の軸は図６と同様であるが、図６との違いは、周期乱れの終了を判断したことを送信時期の調整開始時刻にして送信時期調整部２０６が送信することである。受信装置３−１は、周期乱れが終了した時点で送信を開始するため、各輪の送信時期がずれるので、送信用ユニット２のＩＤ１からＩＤ４を、ずれた受信時期で確実に受信することができる。

尚、第２実施形態の変形例として、当該待機時間を０でない第２の所定時間ｔ３に設定することができる。この作動を図１０を用いて説明する。

図１０は図９と同様に、第２の実施形態の変形例での車両としての動作を示す。図１０の最上段に示した右前タイヤ２ＦＲに注目すると、ポイント１０−１からポイント１０−２ではタイヤが定常状態（周期Ｔ１）で回転している。ポイント１０−２からポイント１０−３で、タイヤに路面の突起等による入力があると、加速度の重力成分は過渡的な周期となり、周期乱れ検出部２０５は、ポイント１０−３で周期乱れＴ１´として検出する。 ポイント１０−４において、周期乱れが終了した時点で、送信時期調整部２０６が、送信時期調整用の待機タイマーＴｗをのカウントを開始し、第２の所定時間ｔ３が経過したら圧力情報を生成する。これを他のタイヤ（２ＦＬ、２ＲＲ、２ＲＬ）でも同様に行う。

以上の作動により、車両が走行中は、前後右左のタイヤが異なる路面上を回転しているから、タイヤが乗り越える突起形状や乗り越え時期が異なる。したがって、この路面の突起乗り越し等で発生した周期乱れが終了したことを送信時期の調整開始時刻にして送信時期調整手段２０６が送信指令するので、受信装置３−１は、各タイヤの圧力情報を受信する時期（受信送信時期の調整開始時刻ＯＮの時期）がずれて確実に受信することができる。

別の変形例として、第２の所定時間ｔ３を所定の回転周期ｃ３と設定することができる。これによれば、例えば高速時に回転周期が短くなると待機時間も短くでき、送信頻度を上げることが可能となる。この結果、受信装置３−１の受信頻度を高速走行時ほど向上させ、信頼性を確保することができる。

更なる変形例として、第２の所定時間ｔ３を、図１１に示すようにタイヤの状態に合わせて変更可能にすることができる。

図１１では、前記した送信時期調整用の待機時間とタイヤの状態量との関係を示す。図１１−１は、圧力センサ２０１で検出したタイヤ空気圧と所定時間の関係を示す。横軸はタイヤ空気圧（絶対圧）、縦軸は第２の所定時間を示す。図１１−１はタイヤ空気圧（絶対圧）が高いほど第２の所定時間ｔ３を長くしている。図１１−２は、車両が走行を開始後、一定の遠心力（例えば２Ｇ）が送信用ユニット２に掛かった時点でのタイヤ空気圧を基点にした空気圧の相対変化量ΔＰを横軸にしたものである。ここでも図１１−１と同様にΔＰが高いほど第２の所定時間ｔ３を長くしている。図１１−３は、温度センサ２０９で検出したタイヤ温度を横軸にとったものであり、タイヤ温度が高いほど第２の所定時間ｔ３を長くしている。前後左右のタイヤは、接地する路面形状などの状態が異なるため、路面とタイヤの摩擦によって発生するタイヤ温度が異なる。これを利用することで各タイヤに装着された送信用ユニット２の発信時期を変えることが可能となる。

続いて、図１１−４は、タイヤの回転周期と所定時間の関係を示す。当図では、タイヤの回転周期が長いほど第２の所定時間ｔ３を長くしている。左右のタイヤは、旋回中は外輪側が内輪側よりも高くなり、前後のタイヤは、駆動輪が従動輪の周期より高くなるので、回転周期の相違に基づいて第２の所定時間ｔ３を決定すれば、総合的に発信時期をずらすことが可能となる。

以上で説明したタイヤ状態に応じた送信時期の調整による車両での動作を、図１２のタイムチャートで説明する。

ここで図１２の最上段に示した右前タイヤ２ＦＲに注目すると、ポイント１２−１からポイント１２−２は定常状態でタイヤが回転しており、ポイント１２−２でタイヤに路面から入力が入ると、ポイント１２−３で周期乱れとして検出する。ポイント１２−４で周期乱れが終了後、タイヤ空気圧態を検出して、第２の所定時間ｔ３ｆｒを設定した後、当該時間に達したポイント１２−５で送信する。これを他のタイヤ（２ＦＬ、２ＲＲ、２ＲＬ）でも同様に処理する。

車両に搭載されたタイヤは装着位置が前後左右で異なることから、各タイヤが受ける路面の突起形状やタイヤの乗り越し時期が異なる。また、車両が走行中、加減速や旋回によって、前後左右にかかる路面との摩擦力が異なるため、タイヤ空気圧や温度も異なる。送信時期調整用の第２の所定時間（ｔ３ｆｒ、ｔ３ｆｌ、ｔ３ｒｒ、ｔ３ｒｌ）は、タイヤ状態量（温度、圧力）によって異なる値に設定することができる。以上より、送信用ユニット２は、各タイヤの周期乱れ終了時期、及び送信時期調整時期を異ならせて発信できるので、受信装置３−１は受信時期がずれて１つの受信装置でも複数の圧力情報を受信可能となる。

以上、図１１、１２おいて、周期乱れが終了した時点を送信時期の調整開始時刻にして送信時期を各タイヤで可変にして調整する応用例を説明した。尚、本更なる変形例を第１実施形態に適用してもよい。

（第２実施形態の効果）
以上、説明したように第２実施形態では、以下に示す効果が得られる。

（１）本発明のタイヤ空気圧モニター装置は、周期乱れが終了したことを送信時期の調整開始時刻として送信指令を出力する送信時期調整部２０６を備えているので、周期乱れが継続している間は送信せずに待機し、周期乱れが終了したら送信指令を出力している。その結果、走行中の前後、左右のタイヤの過渡的な入力が終了した時点で送信した信号は、１つの受信機で受信時期が異なって受信されることになるので、信号が混信せずに確実に受信することができる。このため、送信時刻を調整する擬似乱数発生器のような専用の機器を必要とせず、構成を簡素化できる。

（２）本発明のタイヤ空気圧モニター装置は、周期乱れを送信時期の調整開始時刻として、周期乱れが終了したことを検出したら、第２の所定時間ｔ３を経過後に送信指令を出力する送信時期調整部２０６を備えているので、確実に周期乱れが終了してから圧力情報を生成することが出来る。

（３）本発明のタイヤ空気圧モニター装置は、周期乱れが終了後、所定周期に達したら送信指令を出力する送信時期調整部２０６を備えるので、受信精度がより必要となる高速走行時ほど回転周期が短くなるため送信間隔を短くすることができ、送信頻度を上げることができて、高速時の受信信頼性が向上する。

（４）本発明のタイヤ空気圧モニター装置は、周期乱れが終了したら、タイヤ空気圧、タイヤ温度、回転周期の各状態量の少なくとも１つに基づいて第２の所定時間ｔ３を設定して、送信時期を調整する送信時期調整部２０６を備えているので、車両に搭載された前後、左右のタイヤの走行中での状態量がそれぞれ異なることから、第２の所定時間ｔ３が、各輪で送信時期をずらすことが出来る。更にタイヤ状態による送信時期を予め記憶部に設定し、送信時期調整部２０６がこれを基に送信時期を可変にできるので、この結果、送信時期をずらすための新たな機器が必要なく、構造を簡素化できる。

尚、本実施形態では、周期乱れ開始の判定は、最初の乱れ周期変化量ΔＴ´は周期乱れと判定していない。これは周期乱れの判断の確実性を向上させるために行ったものである。本発明は、これに限らず最初の乱れ周期変化量ΔＴ´から周期乱れ開始と判断してもよい。

また、本実施形態では、周期変化量ΔＴを式（３）に示すように周期Ｔ（ｎ−１ ）とＴ（ｎ）の変化量（差）で算出しているが、これをＴ（ｎ−１）とＴ（ｎ）の比で算出してもよい。

尚、実施形態1及び２で説明した、異常角度判定フラグで設定された圧力情報を用いる目的は、周期乱れがない状態である圧力情報を用いることでＩＤ登録精度が向上させることである。尚、この目的を好適に実施可能な装置は、一定のタイヤ回転角度と車両側の車速センサの角度を対合させて送信用ユニット２のＩＤ番号をタイヤ位置に登録する機能が付加されたタイヤ空気圧モニター装置である。なお、特許請求の範囲の構成要件と実施の形態の構成要素との対応関係は以下の通りである。タイヤＴがタイヤを、圧力センサ２０１が空気圧検出手段を、送信機２０２が送信手段を、受信装置３−１が受信手段を、周期検出部２０４が回転位置検出手段および回転周期検出手段を、周期乱れ検出部２０５が回転周期乱れ発生検出手段を、送信時期調整部２０６が送信制御手段をそれぞれ構成する。

１タイヤ空気圧モニター装置、１Ａ自動車、Ｂ車体、Ｔタイヤ、２送信用ユニット（２ＦＬ左前、２ＦＲ右前、２ＲＲ右後、２ＲＬ左後）、３−１受信装置、３−２警報装置、４表示器、２０１圧力センサ、２０２送信機、２０３加速度センサ、２０４周期検出部、２０５周期乱れ検出部、２０６送信時期調整部、２０７電源、２０８記憶部、２０９温度センサ、２０Ａ集積回路

Claims (7)

1. 車両に装着された複数のタイヤと、
   前記各々のタイヤの所定位置に前記タイヤと同期して回転する位置に設けられると共に、各々のタイヤの空気圧情報を検出する空気圧検出手段と、
   前記空気圧検出手段で検出された空気圧情報を送信する複数の送信手段と、
   前記送信手段により送信された空気圧情報を受信する受信手段と、
   前記空気圧検出手段の前記タイヤに対する回転位置を検出する回転位置検出手段と、
   前記位置検出手段により検出された回転位置に基づいて、前記タイヤの回転周期を検出する回転周期検出手段と、
   前記回転周期検出手段により検出された回転周期の変化に基づいて、回転周期の乱れの発生を検出する回転周期乱れ発生検出手段と、
   前記回転周期乱れ発生検出手段により検出された回転周期の乱れの発生に基づいて、前記送信手段に空気圧情報を送信する指令を出力する送信制御手段と、
   を備えたタイヤ空気圧モニター装置。
2. 前記回転位置検出手段は、加速度を検出する加速度センサを有し、検出した加速度に基づいて、前記回転位置を検出する請求項１に記載のタイヤ空気圧モニター装置。
3. 前記回転周期乱れ発生検出手段は、現在の周期と過去の周期とを比較し、予め定めた周期以上の変化が発生している場合に、回転周期に乱れが発生していると判断する請求項１または２に記載のタイヤ空気圧モニター装置。
4. 前記送信制御手段は、回転周期の乱れの発生を検出した時点で、前記送信手段に空気圧情報を送信する指令を出力する請求項１乃至３に記載のタイヤ空気圧モニター装置。
5. 前記送信制御手段は、回転周期の乱れの発生が終了した時点で、前記送信手段に空気圧情報を送信する指令を出力する請求項１乃至３に記載のタイヤ空気圧モニター装置。
6. 前記送信制御手段は、回転周期の乱れの発生が検出された後、所定時間経過した時点で、前記送信手段に空気圧情報を送信する指令を出力する請求項１乃至３に記載のタイヤ空気圧モニター装置。
7. 前記送信制御手段は、前記所定時間をタイヤ空気圧、タイヤ温度、周期の少なくとも１つに基づいて決定することを特徴とする請求項６記載のタイヤ空気圧モニター装置。