JPWO2013133310A1 - タイヤ空気圧モニター装置 - Google Patents
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Abstract
ある識別情報を含む無線信号が送信されたときの各車輪の回転位置に対し、遠心方向加速度に応じた補正値を加算および減算した加算および減算補正回転位置を演算し、各車輪の加算および減算補正回転位置に基づいて当該識別情報に対応する送信機の左右位置を判定する。
Description
本発明は、タイヤ空気圧モニター装置に関する。
特許文献１には、車輪に回転方向加速度を検出する加速度検出手段と遠心方向加速度を検出する加速度検出手段を設け、２つの加速度検出手段の出力波形の位相ズレの方向に基づいて、タイヤに取り付けたタイヤ空気圧センサの左右位置を判定する技術が開示されている。
しかしながら、上記従来技術にあっては、各輪に２つの加速度検出手段が必要であるため、コストアップを招くという問題があった。
本発明の目的は、各輪１つの加速度検出手段で送信機の左右位置を判定できるタイヤ空気圧モニター装置を提供することにある。
本発明の目的は、各輪１つの加速度検出手段で送信機の左右位置を判定できるタイヤ空気圧モニター装置を提供することにある。
上述の目的を達成するため、本発明では、ある識別情報を含む無線信号が送信されたときの各車輪の回転位置に対し、遠心方向加速度に応じた補正値を加算および減算した加算および減算補正回転位置を演算し、各車輪の加算および減算補正回転位置に基づいて当該識別情報に対応する送信機の左右位置を判定する。
よって、本発明にあっては、各輪１つの加速度検出手段で送信機の左右位置を判定できる。
1 各車輪
2 TPMSセンサ
2a 圧力センサ（タイヤ空気圧検出手段）
2b Gセンサ（加速度検出手段）
2c センサCU
2d 送信機
2e ボタン電池
2f 温度センサ
2g 基板
3a 受信機
3b 受信機
5a ディスプレイ
5b ワーニングランプ
7 通信線
8 車輪速センサ
9 メモリ
10a 前位置判定部
10b 後位置判定部
11 回転位置演算部（回転位置検出手段）
12 回転位置補正部（回転位置補正手段）
13 左右位置判定部（左右位置判定手段）
15 車速センサ（車速検出手段）
20 空気バルブ
21 タイヤ
22 ホイルリム
23 バルブ孔
24 本体部
24a 中央部
24b 右側部
24c 左側部
25 ウェル
26 ゴム部（弾性体）
27 ケース
28 面
2 TPMSセンサ
2a 圧力センサ（タイヤ空気圧検出手段）
2b Gセンサ（加速度検出手段）
2c センサCU
2d 送信機
2e ボタン電池
2f 温度センサ
2g 基板
3a 受信機
3b 受信機
5a ディスプレイ
5b ワーニングランプ
7 通信線
8 車輪速センサ
9 メモリ
10a 前位置判定部
10b 後位置判定部
11 回転位置演算部（回転位置検出手段）
12 回転位置補正部（回転位置補正手段）
13 左右位置判定部（左右位置判定手段）
15 車速センサ（車速検出手段）
20 空気バルブ
21 タイヤ
22 ホイルリム
23 バルブ孔
24 本体部
24a 中央部
24b 右側部
24c 左側部
25 ウェル
26 ゴム部（弾性体）
27 ケース
28 面
以下、本発明を実施するため形態を、図面に基づく実施例を用いて説明する。
〔実施例１〕
図１は、実施例１のタイヤ空気圧モニター装置の構成図である。図において、各符号の末尾のFLは左前輪、FRは右前輪、RLは左後輪、RRは右後輪に対応することを示す。以下の説明では、個別に説明する必要がない場合にはFL,FR,RL,RRの記載を省略する。
実施例１のタイヤ空気圧モニター装置は、TPMS(Tire Pressure Monitoring System)センサ2と、受信機3a,3bと、TPMSコントロールユニット(TPMSCU)4と、ディスプレイ5aと、ワーニングランプ5bと、車輪速センサ8と、車速センサ（車速検出手段）15と、を備える。TPMSセンサ2は各車輪1に装着され、受信機3a,3b、TPMSCU4、ディスプレイ5a、ワーニングランプ5bおよび車輪速センサ8は車体側に設けられている。
〔実施例１〕
図１は、実施例１のタイヤ空気圧モニター装置の構成図である。図において、各符号の末尾のFLは左前輪、FRは右前輪、RLは左後輪、RRは右後輪に対応することを示す。以下の説明では、個別に説明する必要がない場合にはFL,FR,RL,RRの記載を省略する。
実施例１のタイヤ空気圧モニター装置は、TPMS(Tire Pressure Monitoring System)センサ2と、受信機3a,3bと、TPMSコントロールユニット(TPMSCU)4と、ディスプレイ5aと、ワーニングランプ5bと、車輪速センサ8と、車速センサ（車速検出手段）15と、を備える。TPMSセンサ2は各車輪1に装着され、受信機3a,3b、TPMSCU4、ディスプレイ5a、ワーニングランプ5bおよび車輪速センサ8は車体側に設けられている。
図２は実施例１のTPMSセンサ2のタイヤ内での取り付け位置を示す断面図、図３は実施例１のTPMSセンサ2の構成を示す斜視図である。
TPMSセンサ2は、空気バルブ20と空気バルブ20の一端部に装着された本体部24とを有する。空気バルブ20は、外周を覆うゴム部（弾性体）26がホイルリム22のバルブ孔23に固定されるスナップイン方式の空気バルブである。本体部24は、空気バルブ20のタイヤ21内に位置する側の端部に装着されている。したがって、本体部24は、タイヤ21内においてホイルリム22のウェル25のタイヤ径方向外側に位置する。本体部24は、タイヤ21が回転してバルブ孔23が最上点にあるとき、地面に対して水平となるように取り付けられている。
本体部24は、樹脂製のケース27の内部に、基板2gとボタン電池2eが格納されている。本体部24は空気バルブ20の軸方向に対して垂直方向に延び、基板2gは本体部24の中央部24aから右側部24bにかけて配置され、ボタン電池2eは本体部24の左側部24cに配置されている。
基板2gには、圧力センサ（タイヤ空気圧検出手段）2a、Gセンサ（加速度検出手段）2b、温度センサ2f、センサコントロールユニット（センサCU）2cおよび送信機2dが実装されている。
圧力センサ2aは、タイヤの空気圧[kPa]を検出する。
Gセンサ2bは、TPMSセンサ2に作用する遠心方向加速度[G]を検出する。
温度センサ2fは、タイヤ内の温度[℃]を検出する。
センサCU2cは、ボタン電池2eからの電力により動作し、少なくとも圧力センサ2aにより検出されたタイヤの空気圧情報、TPMSセンサ2に作用する遠心方向加速度およびセンサID（識別情報）を含むTPMSデータを無線信号により送信機2dから送信する。実施例１では、センサIDを1〜4とする。
ボタン電池2eは基板2gと比較して重量が大きいため、本体部24の長さ方向の重心点は、タイヤ回転軸とバルブ孔23とを含む面28よりもボタン電池2e寄りの位置となる。
TPMSセンサ2は、空気バルブ20と空気バルブ20の一端部に装着された本体部24とを有する。空気バルブ20は、外周を覆うゴム部（弾性体）26がホイルリム22のバルブ孔23に固定されるスナップイン方式の空気バルブである。本体部24は、空気バルブ20のタイヤ21内に位置する側の端部に装着されている。したがって、本体部24は、タイヤ21内においてホイルリム22のウェル25のタイヤ径方向外側に位置する。本体部24は、タイヤ21が回転してバルブ孔23が最上点にあるとき、地面に対して水平となるように取り付けられている。
本体部24は、樹脂製のケース27の内部に、基板2gとボタン電池2eが格納されている。本体部24は空気バルブ20の軸方向に対して垂直方向に延び、基板2gは本体部24の中央部24aから右側部24bにかけて配置され、ボタン電池2eは本体部24の左側部24cに配置されている。
基板2gには、圧力センサ（タイヤ空気圧検出手段）2a、Gセンサ（加速度検出手段）2b、温度センサ2f、センサコントロールユニット（センサCU）2cおよび送信機2dが実装されている。
圧力センサ2aは、タイヤの空気圧[kPa]を検出する。
Gセンサ2bは、TPMSセンサ2に作用する遠心方向加速度[G]を検出する。
温度センサ2fは、タイヤ内の温度[℃]を検出する。
センサCU2cは、ボタン電池2eからの電力により動作し、少なくとも圧力センサ2aにより検出されたタイヤの空気圧情報、TPMSセンサ2に作用する遠心方向加速度およびセンサID（識別情報）を含むTPMSデータを無線信号により送信機2dから送信する。実施例１では、センサIDを1〜4とする。
ボタン電池2eは基板2gと比較して重量が大きいため、本体部24の長さ方向の重心点は、タイヤ回転軸とバルブ孔23とを含む面28よりもボタン電池2e寄りの位置となる。
センサCU2cは、Gセンサ2bにより検出された遠心方向加速度とあらかじめ設定された走行判定しきい値とを比較し、遠心方向加速度が走行判定しきい値未満の場合は車両停止と判定してTPMSデータの送信を停止する。一方、遠心方向加速度が走行判定しきい値以上の場合は車両が走行していると判定し、所定のタイミングでTPMSデータの送信を行う。また、センサCU2cは、遠心方向加速度が走行判定しきい値以上となったとき、無線信号の送信開始をTPMSCU4に知らせるモーションフラグのON信号を1回送信し、遠心方向加速度が走行判定しきい値を下回ったとき、無線信号の送信終了をTPMSCU4に知らせるモーションフラグのOFF信号を1回送信する。
受信機3a,3bは、各TPMSセンサ2から出力された無線信号を受信してTPMSCU4へ出力する。ここで、受信機3aは車両前方側であって左右前輪1FL,1FRの間の位置に配置され、受信機3bは車両後方側であって左右後輪1RL,1RRの間の位置に配置されている。
受信機3a,3bは、各TPMSセンサ2から出力された無線信号を受信してTPMSCU4へ出力する。ここで、受信機3aは車両前方側であって左右前輪1FL,1FRの間の位置に配置され、受信機3bは車両後方側であって左右後輪1RL,1RRの間の位置に配置されている。
TPMSCU4は、各TPMSデータを読み込み、TPMSデータのセンサIDから、不揮発性のメモリ9（図４参照）に記憶した各センサIDと各車輪位置との対応関係を参照して当該TPMSデータがどの車輪位置に対応するものであるのかを判定し、当該TPMSデータに含まれるタイヤの空気圧を対応する車輪位置の空気圧としてディスプレイ5aに表示する。また、タイヤの空気圧が下限値（例えば、推奨圧の80%）を下回った場合には、表示色変更、点滅表示やワーニングランプ5bの点灯、点滅によりドライバにタイヤ空気圧低下を警告する。
ABSCU6は、各車輪速センサ8からの車輪速パルスに基づいて、各車輪1の車輪速を検出し、ある車輪がロック傾向にある場合、図外のABSアクチュエータを作動させて当該車輪のホイルシリンダ圧を増減または保持してロック傾向を抑制するアンチスキッドブレーキ制御を実施する。ABSCU6は、所定周期（例えば、20msec）で車輪速パルスのカウント値をCAN通信線7に出力している。
各車輪速センサ8は、車輪1の1回転について所定数z（例えば、z=48）の車輪速パルスを発生するパルス発生器であり、車輪1と同期して回転する歯車状のロータと、車体側であってロータの外周に対向配置された永久磁石およびコイルとから構成される。ロータが回転すると、ロータの凹凸面が車輪速センサ8の周りに形成された磁界を横切ることによりその磁束密度が変化してコイルに起電力が生じ、この電圧変化を車輪速パルス信号としてABSCU6に出力する。
各車輪速センサ8は、車輪1の1回転について所定数z（例えば、z=48）の車輪速パルスを発生するパルス発生器であり、車輪1と同期して回転する歯車状のロータと、車体側であってロータの外周に対向配置された永久磁石およびコイルとから構成される。ロータが回転すると、ロータの凹凸面が車輪速センサ8の周りに形成された磁界を横切ることによりその磁束密度が変化してコイルに起電力が生じ、この電圧変化を車輪速パルス信号としてABSCU6に出力する。
上記のように、TPMSCU4は、メモリ9に記憶した各センサIDと各車輪位置との対応関係に基づいて、受信したTPMSデータがどの車輪のデータであるのかを判定しているため、車両停止中にタイヤローテーションが行われた場合、メモリ9に記憶された各センサIDと各車輪位置との対応関係が実際の対応関係と合致せず、TPMSデータがどの車輪のデータであるのかがわからなくなる。ここで、「タイヤローテーション」とは、タイヤのトレッド摩耗を均一にし、寿命（トレッドライフ）を延ばすため、タイヤの装着位置を変えることをいう。例えば、乗用車では、一般的に、左右のタイヤ位置をクロスして前後輪を入れ替える。
そこで、実施例１では、タイヤローテーション後の各センサIDと各車輪位置との対応関係をメモリ9への記憶更新により登録するために、タイヤローテーションが行われた可能性がある場合、各TPMSセンサ2側ではTPMSデータの送信周期を変更し、TPMSCU4側ではTPMSデータの電波強度、TPMSデータの送信周期、各車輪速パルスおよびTPMSセンサ2に作用する遠心方向加速度に基づいて各TPMSセンサ2がどの車輪のものであるのかを判定する。
そこで、実施例１では、タイヤローテーション後の各センサIDと各車輪位置との対応関係をメモリ9への記憶更新により登録するために、タイヤローテーションが行われた可能性がある場合、各TPMSセンサ2側ではTPMSデータの送信周期を変更し、TPMSCU4側ではTPMSデータの電波強度、TPMSデータの送信周期、各車輪速パルスおよびTPMSセンサ2に作用する遠心方向加速度に基づいて各TPMSセンサ2がどの車輪のものであるのかを判定する。
［定位置送信モード］
TPMSセンサ2のセンサCU2cは、走行開始直前の車両停止判定時間が所定時間（例えば、15分）以上である場合、タイヤローテーションが行われた可能性があると判断する。
センサCU2cは、走行開始直前の車両停止判定時間が所定時間未満である場合、一定間隔（例えば、1分間隔）でTPMSデータを送信する「通常モード」を実施する。一方、車両停止判定時間が所定時間以上である場合、通常モードの送信間隔よりも短い間隔（例えば、約16秒間隔）であって、一定の回転位置でTPMSデータを送信する「定位置送信モード」を実施する。
TPMSセンサ2のセンサCU2cは、走行開始直前の車両停止判定時間が所定時間（例えば、15分）以上である場合、タイヤローテーションが行われた可能性があると判断する。
センサCU2cは、走行開始直前の車両停止判定時間が所定時間未満である場合、一定間隔（例えば、1分間隔）でTPMSデータを送信する「通常モード」を実施する。一方、車両停止判定時間が所定時間以上である場合、通常モードの送信間隔よりも短い間隔（例えば、約16秒間隔）であって、一定の回転位置でTPMSデータを送信する「定位置送信モード」を実施する。
定位置送信モードは、TPMSデータの送信回数が所定数（例えば、40回）に達するまで実施し、送信回数が所定数に達した場合、通常モードへ移行する。TPMSデータの送信回数が所定数に達する前に車両停止と判定した場合、車両停止判定時間が所定時間（15分）未満であるときは送信回数が所定数に達するまで車両停止前の定位置送信モードを継続し、車両停止判定時間が所定時間以上であるときは車両停止前の定位置送信モードの継続をキャンセルして新たに定位置送信モードを開始する。
センサCU2cは、定位置送信モード中、Gセンサ2bにより検出された遠心方向加速度の重力加速度依存成分に基づいて、定位置送信モードにおけるTPMSデータの送信タイミングを決定する。TPMSセンサ2に作用する遠心方向加速度は、車輪1の加減速によって変化するが、その重力加速度依存成分は常に一定であり、最上点で+1[G]、最下点で-1[G]、最上点および最下点に対し90度の位置で0[G]となる波形を示す。すなわち、遠心方向加速度の重力加速度成分の大きさ、方向をモニターすることで、TPMSセンサ2の回転位置を把握できる。よって、例えば、重力加速度依存成分のピークでTPMSデータを出力することで、常に最上点でTPMSデータを出力できる。
［オートラーニングモード］
TPMSCU4は、イグニッションスイッチのOFFからONまでの経過時間が所定時間（例えば、15分）以上である場合、タイヤローテーションが行われた可能性があると判断する。
TPMSCU4は、イグニッションスイッチのOFFからONまでの経過時間が所定時間未満である場合、各TPMSセンサ2から送信されたTPMSデータの空気圧情報に基づいて各車輪1のタイヤの空気圧を監視する「モニターモード」を実施する。一方、イグニッションスイッチのOFFからONまでの経過時間が所定時間以上である場合、各TPMSセンサ2の車輪位置を判定する「オートラーニングモード」を実施する。オートラーニングモードは、すべてのTPMSセンサ2の車輪位置を判定するまで実施し、すべてのTPMSセンサ2の車輪位置を判定した場合、モニターモードへ移行する。
なお、オートラーニングモード中であっても、TPMSデータに含まれる空気圧情報からタイヤの空気圧の監視は可能であるため、オートラーニングモード中は現在メモリ9に記憶されている各センサIDと各車輪位置との対応関係に基づいて空気圧の表示、空気圧低下の警告を行う。
TPMSCU4は、イグニッションスイッチのOFFからONまでの経過時間が所定時間（例えば、15分）以上である場合、タイヤローテーションが行われた可能性があると判断する。
TPMSCU4は、イグニッションスイッチのOFFからONまでの経過時間が所定時間未満である場合、各TPMSセンサ2から送信されたTPMSデータの空気圧情報に基づいて各車輪1のタイヤの空気圧を監視する「モニターモード」を実施する。一方、イグニッションスイッチのOFFからONまでの経過時間が所定時間以上である場合、各TPMSセンサ2の車輪位置を判定する「オートラーニングモード」を実施する。オートラーニングモードは、すべてのTPMSセンサ2の車輪位置を判定するまで実施し、すべてのTPMSセンサ2の車輪位置を判定した場合、モニターモードへ移行する。
なお、オートラーニングモード中であっても、TPMSデータに含まれる空気圧情報からタイヤの空気圧の監視は可能であるため、オートラーニングモード中は現在メモリ9に記憶されている各センサIDと各車輪位置との対応関係に基づいて空気圧の表示、空気圧低下の警告を行う。
［左右位置判定制御］
図４は、左右位置判定制御を実施するためのTPMSCU4の制御ブロック図であり、TPMSCU4は、前位置判定部10a、後位置判定部10b、回転位置演算部（回転位置検出手段）11、回転位置補正部（回転位置補正手段）12および左右位置判定部（左右位置判定手段）13を備える。
前位置判定部10aは、受信機3aから出力されたTPMSデータのうち電波強度が閾値以上であるものを左右前輪1FL,1FRのどちらかに装着されたTPMSセンサ2からのTPMSデータであると判定し、前輪のTPMSデータとして回転位置演算部11に出力する。
後位置判定部10bは、受信機3bから出力されたTPMSデータのうち電波強度が閾値以上であるものを左右後輪1RL,1RRのどちらかに装着されたTPMSセンサ2からのTPMSデータであると判定し、後輪のTPMSデータとして回転位置演算部11に出力する。
すなわち、受信機3aは車両前方側に配置され、受信機3bは車両後方側に配置されているため、近い送信機2dから出力された無線信号の電波強度は、遠い送信機2dから出力された無線信号の電波強度よりも大きくなるため、例えば、受信機3aで受信したTPMSデータの電波強度が閾値以上である場合には、当該TPMSデータは左右前輪1FL,1FRの送信機2dから送信されたTPMSデータであると判定できる。同様に、受信機3bで受信したTPMSデータの電波強度が閾値以上である場合には、当該TPMSデータは左右後輪1RL,1RRの送信機2dから送信されたTPMSデータであると判定できる。
図４は、左右位置判定制御を実施するためのTPMSCU4の制御ブロック図であり、TPMSCU4は、前位置判定部10a、後位置判定部10b、回転位置演算部（回転位置検出手段）11、回転位置補正部（回転位置補正手段）12および左右位置判定部（左右位置判定手段）13を備える。
前位置判定部10aは、受信機3aから出力されたTPMSデータのうち電波強度が閾値以上であるものを左右前輪1FL,1FRのどちらかに装着されたTPMSセンサ2からのTPMSデータであると判定し、前輪のTPMSデータとして回転位置演算部11に出力する。
後位置判定部10bは、受信機3bから出力されたTPMSデータのうち電波強度が閾値以上であるものを左右後輪1RL,1RRのどちらかに装着されたTPMSセンサ2からのTPMSデータであると判定し、後輪のTPMSデータとして回転位置演算部11に出力する。
すなわち、受信機3aは車両前方側に配置され、受信機3bは車両後方側に配置されているため、近い送信機2dから出力された無線信号の電波強度は、遠い送信機2dから出力された無線信号の電波強度よりも大きくなるため、例えば、受信機3aで受信したTPMSデータの電波強度が閾値以上である場合には、当該TPMSデータは左右前輪1FL,1FRの送信機2dから送信されたTPMSデータであると判定できる。同様に、受信機3bで受信したTPMSデータの電波強度が閾値以上である場合には、当該TPMSデータは左右後輪1RL,1RRの送信機2dから送信されたTPMSデータであると判定できる。
回転位置演算部11は、前位置判定部10aおよび後位置判定部10bから出力された各TPMSデータと、ABSCU6からCAN通信線7に出力された各車輪速パルスのカウント値を入力し、各TPMSセンサ2の回転位置が最上点となったときの各車輪1の回転位置（ロータの歯数）を演算する。ここで、「ロータの歯数」とは、車輪速センサ8がロータのどの歯をカウントしているかを示すもので、車輪速パルスのカウント値をタイヤ1回転分のカウント値（＝1回転分の歯数z=48）で除算して求めることができる。回転位置演算部11は、オートラーニングモードを開始してから1回目の各車輪速パルスのカウント値を入力したとき、カウント値を1回転分の歯数で除算した余りに1を加算した値を基準歯数とし、2回目以降は基準歯数からの車輪速パルスのカウント数（現在のカウント値-1回目のカウント値）に基づいて歯数を決定する。
回転位置演算部11は、TPMSデータを入力したとき、Gセンサ15により検出された遠心方向加速度を同時に入力し、演算した回転位置と共に回転位置補正部12に出力する。
回転位置演算部11は、TPMSデータを入力したとき、Gセンサ15により検出された遠心方向加速度を同時に入力し、演算した回転位置と共に回転位置補正部12に出力する。
図５は、各車輪1の回転位置算出方法を示す図である。
図５において、車輪速パルスのカウント値を入力した時刻をt1、TPMSセンサ2の回転位置が最上点となったときの時刻をt2、TPMSセンサ2が実際にTPMSデータの送信を開始した時刻をt3、TPMSCU4がTPMSデータの受信を完了した時刻をt4、車輪速パルスのカウント値を入力した時刻をt5とする。このとき、t1,t4,t5は実際に測定でき、t3はt4からTPMSデータのデータ長（規定値であり、例えば、約10msec）を減算して算出でき、t2はt3から送信時のタイムラグ（あらかじめ実験等により求めることができる。）を減算して算出できる。
よって、t1の歯数をzt1、t2の歯数をzt2、t5の歯数をzt5とすると、
(t2 - t1) / (t5 - t1) = (zt2 - zt1) / (zt5 - zt1)
が成立し、
zt2 - zt1 = (zt5 - zt1) * (t2 - t1) / (t5 - t1)
であるから、TPMSセンサ2の回転位置が最上点となった時刻t2の歯数zt2は、
zt2 = zt1 + (zt5 - zt1) * (t2 - t1) / (t5 - t1)
となる。
図５において、車輪速パルスのカウント値を入力した時刻をt1、TPMSセンサ2の回転位置が最上点となったときの時刻をt2、TPMSセンサ2が実際にTPMSデータの送信を開始した時刻をt3、TPMSCU4がTPMSデータの受信を完了した時刻をt4、車輪速パルスのカウント値を入力した時刻をt5とする。このとき、t1,t4,t5は実際に測定でき、t3はt4からTPMSデータのデータ長（規定値であり、例えば、約10msec）を減算して算出でき、t2はt3から送信時のタイムラグ（あらかじめ実験等により求めることができる。）を減算して算出できる。
よって、t1の歯数をzt1、t2の歯数をzt2、t5の歯数をzt5とすると、
(t2 - t1) / (t5 - t1) = (zt2 - zt1) / (zt5 - zt1)
が成立し、
zt2 - zt1 = (zt5 - zt1) * (t2 - t1) / (t5 - t1)
であるから、TPMSセンサ2の回転位置が最上点となった時刻t2の歯数zt2は、
zt2 = zt1 + (zt5 - zt1) * (t2 - t1) / (t5 - t1)
となる。
回転位置補正部12は、回転位置演算部11で演算された各車輪1の回転位置（歯数zt2）と遠心方向加速度を入力し、遠心方向加速度の車輪速依存成分（遠心方向加速度から重力加速度依存成分を除いた成分）の値から、図６のマップを参照して本体部24の初期位置に対する傾斜角度θを推定する。図６は、遠心方向加速度Gsの車輪速依存成分に応じた傾斜角度θの推定マップであり、傾斜角度θは、遠心方向加速度Gsの車輪速依存成分が大きくなるに連れて大きくなる特性とする。この特性は、あらかじめ実験等により求めておくことができる。
回転位置補正部12は、推定した傾斜角度θを補正歯数（補正値）Δzに換算し、回転位置演算部11で演算された歯数zt2に対し、補正歯数Δzを加算した加算補正回転位置(zt2+Δz)と補正歯数Δzを減算した減算補正回転位置(zt2-Δz)とをそれぞれ演算する。ここで、ロータは48歯であるため、傾斜角度θから補正歯数Δzへの変換は、傾斜角度θを7.5[°]で除算することで実現できる。
回転位置補正部12は、推定した傾斜角度θを補正歯数（補正値）Δzに換算し、回転位置演算部11で演算された歯数zt2に対し、補正歯数Δzを加算した加算補正回転位置(zt2+Δz)と補正歯数Δzを減算した減算補正回転位置(zt2-Δz)とをそれぞれ演算する。ここで、ロータは48歯であるため、傾斜角度θから補正歯数Δzへの変換は、傾斜角度θを7.5[°]で除算することで実現できる。
左右位置判定部13は、回転位置補正部12で演算された各車輪1の加算補正回転位置および減算補正回転位置をセンサID毎にそれぞれ蓄積して回転位置データとし、センサID毎の各回転位置データのばらつき度合いを分散特性値として演算する。
図７は、分散特性値の算出方法を示す図であり、実施例１では、２次元平面上に原点(0,0)を中心とした単位円（半径が1の円）を考え、各車輪1の回転位置θ[deg]（= 360 × ロータの歯数 / 48）を、単位円の円周上の座標(cosθ,sinθ)に変換する。つまり、各車輪1の回転位置を、原点(0,0)を始点、座標(cosθ,sinθ)を終点とする長さ1のベクトルとみて、同じ回転位置データの各ベクトルの平均ベクトル(ave_cosθ,ave_sinθ)を求め、平均ベクトルのスカラー量を回転位置データの分散特性値Xとして算出する。
(cosθ,sinθ) = (cos((zt2+1)*2π/48),sin((zt2+1)*2π/48))
よって、同一センサIDのTPMSデータの受信回数をn(nは正の整数)とすると、平均ベクトル(ave_cosθ,ave_sinθ)は、
(ave_cosθ,ave_sinθ) = ((Σ(cosθ))/n,(Σ(sinθ))/n)
となり、分散特性値Xは、
X = ave_cosθ2 + ave_sinθ2
で表すことができる。
図７は、分散特性値の算出方法を示す図であり、実施例１では、２次元平面上に原点(0,0)を中心とした単位円（半径が1の円）を考え、各車輪1の回転位置θ[deg]（= 360 × ロータの歯数 / 48）を、単位円の円周上の座標(cosθ,sinθ)に変換する。つまり、各車輪1の回転位置を、原点(0,0)を始点、座標(cosθ,sinθ)を終点とする長さ1のベクトルとみて、同じ回転位置データの各ベクトルの平均ベクトル(ave_cosθ,ave_sinθ)を求め、平均ベクトルのスカラー量を回転位置データの分散特性値Xとして算出する。
(cosθ,sinθ) = (cos((zt2+1)*2π/48),sin((zt2+1)*2π/48))
よって、同一センサIDのTPMSデータの受信回数をn(nは正の整数)とすると、平均ベクトル(ave_cosθ,ave_sinθ)は、
(ave_cosθ,ave_sinθ) = ((Σ(cosθ))/n,(Σ(sinθ))/n)
となり、分散特性値Xは、
X = ave_cosθ2 + ave_sinθ2
で表すことができる。
左右位置判定部13は、あるセンサIDに対応するTPMSデータを10回以上受信し、かつ、60[km/h]以上のときのTPMSデータを5回（所定回数）以上受信した場合、蓄積した同一センサIDの各回転位置データの分散特性値Xを比較し、分散特性値Xの最高値が所定の左右判定しきい値以上となったとき、当該分散特性値Xが加算補正回転位置である場合には、当該センサIDに対応する送信機2dは左輪であると判定し、減算補正回転位置である場合には右輪であると判定する。この判定をすべてのセンサIDで実施することで、各センサIDと各車輪位置との対応関係を特定し、メモリ9への記憶更新により登録する。
［左右位置判定制御処理］
図８は、実施例１のTPMSCU4による左右位置判定制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、以下の説明では、センサID=1の場合について説明するが、他のID(ID=2,3,4)についても並列して左右位置判定制御処理を行う。
ステップS1では、回転位置演算部11において、TPMSデータを入力する。
ステップS2では、回転位置演算部11において、各車輪1の回転位置を演算する。
ステップS3では、回転位置補正部12において、遠心方向加速度の車輪速依存成分の値から、図６のマップを参照して本体部24の初期位置に対する傾斜角度θを推定する。
ステップS4では、回転位置補正部12において、傾斜角度θに応じた補正歯数Δzにより各車輪1の回転位置データを補正し、加算補正回転位置と減算補正回転位置を演算する。
ステップS5では、左右位置判定部13において、センサID=1のTPMSデータを10回以上受信したか否かを判定し、YESの場合はステップS6へ進み、NOの場合はステップS1へ戻る。
図８は、実施例１のTPMSCU4による左右位置判定制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、以下の説明では、センサID=1の場合について説明するが、他のID(ID=2,3,4)についても並列して左右位置判定制御処理を行う。
ステップS1では、回転位置演算部11において、TPMSデータを入力する。
ステップS2では、回転位置演算部11において、各車輪1の回転位置を演算する。
ステップS3では、回転位置補正部12において、遠心方向加速度の車輪速依存成分の値から、図６のマップを参照して本体部24の初期位置に対する傾斜角度θを推定する。
ステップS4では、回転位置補正部12において、傾斜角度θに応じた補正歯数Δzにより各車輪1の回転位置データを補正し、加算補正回転位置と減算補正回転位置を演算する。
ステップS5では、左右位置判定部13において、センサID=1のTPMSデータを10回以上受信したか否かを判定し、YESの場合はステップS6へ進み、NOの場合はステップS1へ戻る。
ステップS6では、左右位置判定部13において、センサID=1のTPMSデータのうち車速が所定車速（例えば、60[km/h]）以上のTPMSデータを5回以上受信したか否かを判定し、YESの場合にはステップS7へ進み、NOの場合にはステップS1へ戻る。
ステップS7では、左右位置判定部13において、各車輪1の回転位置データの分散特性値Xを演算する。
ステップS8では、左右位置判定部13において、分散特性値Xの最高値が所定の左右判定しきい値以上であるか否かを判定し、YESの場合はステップS9へ進み、NOの場合はステップS1へ戻る。
ステップS9では、左右位置判定部13において、分散特性値Xの最高値は減算補正回転位置であるか否かを判定し、YESの場合はステップS10へ進み、NOの場合はステップS11へ進む。
ステップS10では、左右位置判定部13において、センサID=1と対応するTPMSセンサ2の左右位置を右輪と判定し、本制御を終了する。
ステップS11では、左右位置判定部13において、センサID=1と対応するTPMSセンサ2の左右位置を左輪と判定し、本制御を終了する。
ステップS7では、左右位置判定部13において、各車輪1の回転位置データの分散特性値Xを演算する。
ステップS8では、左右位置判定部13において、分散特性値Xの最高値が所定の左右判定しきい値以上であるか否かを判定し、YESの場合はステップS9へ進み、NOの場合はステップS1へ戻る。
ステップS9では、左右位置判定部13において、分散特性値Xの最高値は減算補正回転位置であるか否かを判定し、YESの場合はステップS10へ進み、NOの場合はステップS11へ進む。
ステップS10では、左右位置判定部13において、センサID=1と対応するTPMSセンサ2の左右位置を右輪と判定し、本制御を終了する。
ステップS11では、左右位置判定部13において、センサID=1と対応するTPMSセンサ2の左右位置を左輪と判定し、本制御を終了する。
次に、作用を説明する。
［左右位置判定作用］
車両の走行時、各車輪1の回転数は、旋回時の内外輪差、車輪1のロックおよびスリップ、タイヤの空気圧差によって差が生じる。なお、直進走行中であっても、ドライバによる微少な修正舵や左右路面状態の違い等により、前後輪1FL,1FR間および左右輪1RL,1RR間に回転数差が生じることがわかっている。つまり、各車輪1の回転数は、走行に応じて差が生じるのに対し、TPMSセンサ2と車輪速センサ8（のロータの歯）は一体に回転するため、あるTPMSデータの送信タイミングに対し、同一輪の車輪速センサ8の出力周期は、走行距離や走行状態にかかわらず常に同期（一致）する。
［左右位置判定作用］
車両の走行時、各車輪1の回転数は、旋回時の内外輪差、車輪1のロックおよびスリップ、タイヤの空気圧差によって差が生じる。なお、直進走行中であっても、ドライバによる微少な修正舵や左右路面状態の違い等により、前後輪1FL,1FR間および左右輪1RL,1RR間に回転数差が生じることがわかっている。つまり、各車輪1の回転数は、走行に応じて差が生じるのに対し、TPMSセンサ2と車輪速センサ8（のロータの歯）は一体に回転するため、あるTPMSデータの送信タイミングに対し、同一輪の車輪速センサ8の出力周期は、走行距離や走行状態にかかわらず常に同期（一致）する。
図９は、左前輪1FLのTPMSセンサ2FLの回転位置が最上点となったときの各車輪1FL,1FR,1RL,1RRの回転位置（ロータの歯数）とTPMSデータの受信回数との関係を示す図であり、(a)は左前輪1FLの車輪速センサ8FL、(b)は右前輪1FRの車輪速センサ8FR、(c)は左後輪1RLの車輪速センサ8RL、(d)は右後輪1RRの車輪速センサ8RRに対応する。
図９から明らかなように、他輪（右前輪1FR,左後輪1RL,右後輪1RR）の車輪速センサ8FR,8RL,8RRから得られた車輪位置（歯数）はばらつき度合いが大きいのに対し、自輪（左前輪1FL）の車輪速センサ8FLから得られた車輪位置はばらつき度合いが最小となり、TPMSセンサ2FLの出力周期と車輪速センサ8FLの出力周期とがほぼ同期している。
図９から明らかなように、他輪（右前輪1FR,左後輪1RL,右後輪1RR）の車輪速センサ8FR,8RL,8RRから得られた車輪位置（歯数）はばらつき度合いが大きいのに対し、自輪（左前輪1FL）の車輪速センサ8FLから得られた車輪位置はばらつき度合いが最小となり、TPMSセンサ2FLの出力周期と車輪速センサ8FLの出力周期とがほぼ同期している。
ところが、車速が低速から高速まで変化するような走行シーンでは、TPMSデータの送信タイミングが規定のタイミングからずれることで、自輪の車輪速センサ8から得られた回転位置が所定範囲内に収束しなくなる。つまり、自輪の回転位置データと他輪の回転位置データとのばらつき度合いに差が生じにくくなる。
図１０は車速の違いによる右前輪（または右後輪1RR）のTPMSセンサ2のTPMSデータ送信タイミングの違いを表す図であり、図１０(a)は極低速時（例えば、5[km/h]）、図１０(b)は低速走行時（例えば、40[km/h]）、図１０(c)は高速走行時（例えば、90[km/h]）である。
図１０(a)に示すように、TPMSセンサ2の本体部24は、TPMSセンサ2が最上点に来たとき地面と平行になるようにホイルリム22に組み付けられている。これにより、Gセンサ2bは、TPMSセンサ2が最上点にあるとき+1Gの値を出力し、TPMSデータが出力される。
ここで、本体部24は、タイヤ回転軸とバルブ孔23とを含む面28（図３参照）よりもボタン電池2e寄りの位置に重心点が設定されている。このため、左側部24cに作用する遠心力は右側部24bに作用する遠心力よりも大きく、その差は本体部24に作用する遠心方向加速度が高くなるほど大きくなる。このとき、本体部24を支持する空気バルブ20は、柔らかいゴム部26を介してホイルリム22のバルブ孔23に固定されたスナップイン方式を採用しているため、ゴム部26が捩れて本体部24に傾きが生じる。本体部24が傾くと、図１０(b)に示すように、Gセンサ2bが+1Gの値を出力する回転位置、すなわち、本体部24が地面と並行になる位置が本来の位置（最上点）よりも本体部24の傾斜角度θだけ回転角度が進んだ位置となる。
図１０は車速の違いによる右前輪（または右後輪1RR）のTPMSセンサ2のTPMSデータ送信タイミングの違いを表す図であり、図１０(a)は極低速時（例えば、5[km/h]）、図１０(b)は低速走行時（例えば、40[km/h]）、図１０(c)は高速走行時（例えば、90[km/h]）である。
図１０(a)に示すように、TPMSセンサ2の本体部24は、TPMSセンサ2が最上点に来たとき地面と平行になるようにホイルリム22に組み付けられている。これにより、Gセンサ2bは、TPMSセンサ2が最上点にあるとき+1Gの値を出力し、TPMSデータが出力される。
ここで、本体部24は、タイヤ回転軸とバルブ孔23とを含む面28（図３参照）よりもボタン電池2e寄りの位置に重心点が設定されている。このため、左側部24cに作用する遠心力は右側部24bに作用する遠心力よりも大きく、その差は本体部24に作用する遠心方向加速度が高くなるほど大きくなる。このとき、本体部24を支持する空気バルブ20は、柔らかいゴム部26を介してホイルリム22のバルブ孔23に固定されたスナップイン方式を採用しているため、ゴム部26が捩れて本体部24に傾きが生じる。本体部24が傾くと、図１０(b)に示すように、Gセンサ2bが+1Gの値を出力する回転位置、すなわち、本体部24が地面と並行になる位置が本来の位置（最上点）よりも本体部24の傾斜角度θだけ回転角度が進んだ位置となる。
さらに、車速が所定車速（60[km/h]）以上となる領域では、図１０(c)に示すように、ゴム部26の捩れによる本体部24の傾斜に加え、本体部24の右側部24b自身の変形による本体部24の傾斜によって車速が高いほど本体部24の傾斜角度θは大きくなる。このとき、車速変化に対する本体部24の傾斜角度θの変化量は、車速が所定車速未満の場合よりも大きくなる。
つまり、右輪では、車速が高くなるほどTPMSデータの送信タイミングが規定のタイミングよりも遅くなり、右前輪1FRの車輪速センサ8FRの回転位置データを車速別にプロットすると、図１１(a)に示すような特性となる。
一方、図１１(b)は左前輪1FLに取り付けたTPMSセンサ2FLがTPMSデータを送信したときに左前輪1FLの車輪速センサ8FLの車輪速パルスから演算した回転位置を車速別にプロットしたもので、回転位置は車速が高くなるほど歯数小側にずれる特性を有する。また、車速が60[km/h]未満では傾きが小さく、60[km/h]以上で傾きが大きくなる特性を有する。なお、左後輪1RLのTPMSセンサ2RLと車輪速センサ8RLとから求めても同様の特性となる。
つまり、右輪では、車速が高くなるほどTPMSデータの送信タイミングが規定のタイミングよりも遅くなり、右前輪1FRの車輪速センサ8FRの回転位置データを車速別にプロットすると、図１１(a)に示すような特性となる。
一方、図１１(b)は左前輪1FLに取り付けたTPMSセンサ2FLがTPMSデータを送信したときに左前輪1FLの車輪速センサ8FLの車輪速パルスから演算した回転位置を車速別にプロットしたもので、回転位置は車速が高くなるほど歯数小側にずれる特性を有する。また、車速が60[km/h]未満では傾きが小さく、60[km/h]以上で傾きが大きくなる特性を有する。なお、左後輪1RLのTPMSセンサ2RLと車輪速センサ8RLとから求めても同様の特性となる。
そこで、実施例１では、あるセンサIDのTPMSデータが送信されたときの遠心方向加速度の車輪速依存成分に基づいて本体部24の傾斜角度θを推定し、傾斜角度θを補正歯数Δzに換算し、補正歯数Δzを加算および減算した加算補正回転位置および減算補正回転位置を演算して回転位置データとして蓄積し、各回転位置データのうち最もばらつき度合いの小さな（分散特性値Xの大きな）回転位置データのばらつき度合いが所定値以下（分散特性値Xが左右判定しきい値以上）となったとき、当該回転位置データが加算補正回転位置と減算補正回転位置のどちらであるかに基づいて、当該センサIDに対応する送信機2dの左右位置を判定する。
傾斜角度θとTPMSセンサ2に作用する遠心方向加速度の車輪速依存成分とは一定の関係性を有するため、遠心方向加速度の車輪速依存成分から傾斜角度θを精度良く推定できる。
そして、補正歯数Δzは、TPMSセンサ2がTPMSデータを送信したときのTPMSセンサ2に作用する遠心方向加速度に応じた規定の回転位置（最上点）からのズレを表している。
傾斜角度θとTPMSセンサ2に作用する遠心方向加速度の車輪速依存成分とは一定の関係性を有するため、遠心方向加速度の車輪速依存成分から傾斜角度θを精度良く推定できる。
そして、補正歯数Δzは、TPMSセンサ2がTPMSデータを送信したときのTPMSセンサ2に作用する遠心方向加速度に応じた規定の回転位置（最上点）からのズレを表している。
このため、あるセンサIDに対応する送信機2dと同一車輪の回転位置を補正歯数Δzにより補正した加算補正回転位置と減算補正回転位置の一方は、TPMSセンサ2の回転位置が最上点にあるときの回転位置に補正されるため、自輪の車輪速センサ8から得られた回転位置は所定範囲内に収束する。これにより、自輪の回転位置データと他輪の回転位置データとのばらつき度合いに差が生じやすくなるため、当該センサIDと対応する送信機2dの左右位置の判定が容易となる。
このとき、上述したように、車輪の回転方向と本体部24の傾斜方向との関係から、右輪は車速が高くなるほどTPMSデータの送信タイミングが規定のタイミングよりも遅くなり、左輪は逆に早くなることから、加算補正回転位置が最もばらつき度合いが小さい場合、すなわち、タイミングを遅らせる補正により各回転位置が所定範囲内に収束した場合には、当該センサIDと対応するTPMSセンサ2の左右位置を左輪と判定できる。一方、減算補正回転位置が最もばらつき度合いが小さい場合、すなわち、タイミングを早める補正により各回転位置が所定範囲内に収束した場合には、当該センサIDと対応するTPMSセンサ2の左右位置を右輪と判定できる。
よって、各車輪1に１つのGセンサ2bで各送信機2dの左右位置を判定できるため、コストを低く抑えることができる。
このとき、上述したように、車輪の回転方向と本体部24の傾斜方向との関係から、右輪は車速が高くなるほどTPMSデータの送信タイミングが規定のタイミングよりも遅くなり、左輪は逆に早くなることから、加算補正回転位置が最もばらつき度合いが小さい場合、すなわち、タイミングを遅らせる補正により各回転位置が所定範囲内に収束した場合には、当該センサIDと対応するTPMSセンサ2の左右位置を左輪と判定できる。一方、減算補正回転位置が最もばらつき度合いが小さい場合、すなわち、タイミングを早める補正により各回転位置が所定範囲内に収束した場合には、当該センサIDと対応するTPMSセンサ2の左右位置を右輪と判定できる。
よって、各車輪1に１つのGセンサ2bで各送信機2dの左右位置を判定できるため、コストを低く抑えることができる。
次に、効果を説明する。
実施例１のタイヤ空気圧モニター装置にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(1) 各車輪1のホイルリム22のバルブ孔23にゴム部26を介して固定されるスナップイン方式の空気バルブ20と、タイヤ21内であって空気バルブ20と一体に形成された基板2g上に、タイヤ空気圧を検出する圧力センサ2aと、車輪1が回転しているときの遠心方向加速度を検出するGセンサ2bと、遠心方向加速度の重力加速度依存成分の値が+1Gとなったときタイヤ空気圧情報およびセンサIDを無線信号にて送信する送信機2dとが取り付けられ、タイヤ回転軸とバルブ孔23とを含む面外に重心点を有する本体部24と、本体部24に作用する遠心方向加速度を検出する遠心方向加速度検出手段と、車体側に設けられ、無線信号を受信する受信機3a,3bと、各車輪1と対応して車体側に設けられ、車輪の回転数に比例した車輪速パルスを出力する車輪速センサ8と、各車輪速パルスのカウント値から各車輪1の回転位置を検出する回転位置演算部11と、検出された各車輪1の回転位置に対し、検出された遠心方向加速度に応じた補正歯数Δzを加算および減算した加算および減算補正回転位置を演算する回転位置補正部12と、各車輪の加算および減算補正回転位置に基づいて当該センサIDに対応する送信機2dの左右位置を判定する左右位置判定部13と、を備えた。
これにより、各車輪1に１つのGセンサ2bで各送信機2dの左右位置を判定できるため、コストを低く抑えることができる。
実施例１のタイヤ空気圧モニター装置にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(1) 各車輪1のホイルリム22のバルブ孔23にゴム部26を介して固定されるスナップイン方式の空気バルブ20と、タイヤ21内であって空気バルブ20と一体に形成された基板2g上に、タイヤ空気圧を検出する圧力センサ2aと、車輪1が回転しているときの遠心方向加速度を検出するGセンサ2bと、遠心方向加速度の重力加速度依存成分の値が+1Gとなったときタイヤ空気圧情報およびセンサIDを無線信号にて送信する送信機2dとが取り付けられ、タイヤ回転軸とバルブ孔23とを含む面外に重心点を有する本体部24と、本体部24に作用する遠心方向加速度を検出する遠心方向加速度検出手段と、車体側に設けられ、無線信号を受信する受信機3a,3bと、各車輪1と対応して車体側に設けられ、車輪の回転数に比例した車輪速パルスを出力する車輪速センサ8と、各車輪速パルスのカウント値から各車輪1の回転位置を検出する回転位置演算部11と、検出された各車輪1の回転位置に対し、検出された遠心方向加速度に応じた補正歯数Δzを加算および減算した加算および減算補正回転位置を演算する回転位置補正部12と、各車輪の加算および減算補正回転位置に基づいて当該センサIDに対応する送信機2dの左右位置を判定する左右位置判定部13と、を備えた。
これにより、各車輪1に１つのGセンサ2bで各送信機2dの左右位置を判定できるため、コストを低く抑えることができる。
(2) 左右位置判定部13は、あるセンサIDを含む無線信号が送信されたときの各車輪1の回転位置から演算された加算および減算補正回転位置を複数回取得して回転位置データとして蓄積し、各回転位置データのばらつき度合いが最も小さな回転位置データが加算補正回転位置か減算補正回転位置かに基づいて当該センサIDに対応する送信機2dの左右位置を判定する。
これにより、各送信機2dの左右位置を精度良く判定できる。
これにより、各送信機2dの左右位置を精度良く判定できる。
(3) 左右位置判定部13は、各車輪1の加算補正回転位置および減算補正回転位置を、２次元平面上で原点(0,0)を始点、単位円の円周上の点(cosθ,sinθ)を終点とするベクトルに変換し、各回転位置データのベクトルの平均ベクトル(ave_cosθ,ave_sinθ)のスカラー量を分散特性値Xとして算出し、各分散特性値Xを比較して各回転位置データのばらつき度合いを求める。
これにより、回転位置データの周期性を回避して回転位置のばらつき度合いを求めることができる。
これにより、回転位置データの周期性を回避して回転位置のばらつき度合いを求めることができる。
(4) 左右位置判定部13は、あるセンサIDに対応する各回転位置データのうち車速が60[km/h]以上のときの回転位置データが5個以上である場合、当該センサIDに対応する送信機2dの左右位置を判定するため、車速変化に対する補正歯数Δzの変化量が60[km/h]よりも大きく、加算補正回転位置と減算補正回転位置との差が生じやすい車速60km/h以上のときの回転位置データを多く用いることで、左右位置の判定精度を向上できる。
(5) 左輪の本体部24は、回転位置が最上点にあるとき、車両内側から見てタイヤ回転軸とバルブ孔23とを含む面28よりも左側に重心点を有し、左右位置判定部13は、ばらつき度合いが所定値以下となる回転位置データが加算補正回転位置である場合、当該センサIDに対応する送信機2dの左右位置を左輪と判定するため、左輪に取り付けられた送信機2dの左右位置を判定できる。
(6) 右輪の本体部24は、回転位置が最上点にあるとき、車両内側から見てタイヤ回転軸とバルブ孔23とを含む面28よりも左側に重心点を有し、左右位置判定部13は、ばらつき度合いが所定値以下となる回転位置データが減算補正回転位置である場合、当該センサIDに対応する送信機2dの左右位置を右輪と判定するため、右輪に取り付けられた送信機2dの左右位置を判定できる。
(7) 回転位置補正部12は、検出された遠心方向加速度が大きいほど補正歯数Δzを大きくする。
遠心方向加速度が大きいほどTPMSデータの送信タイミングは規定のタイミングから大きくずれるため、遠心方向加速度が大きいほど補正歯数Δzを大きくすることで、加算補正回転位置と減算補正回転位置の一方をTPMSセンサ2の回転位置が最上点にあるときの回転位置に近づけることができる。よって、自輪の回転位置データと他輪の回転位置データとのばらつき度合いに差が生じやすくなり、送信機2dの左右位置の判定が容易となる。
遠心方向加速度が大きいほどTPMSデータの送信タイミングは規定のタイミングから大きくずれるため、遠心方向加速度が大きいほど補正歯数Δzを大きくすることで、加算補正回転位置と減算補正回転位置の一方をTPMSセンサ2の回転位置が最上点にあるときの回転位置に近づけることができる。よって、自輪の回転位置データと他輪の回転位置データとのばらつき度合いに差が生じやすくなり、送信機2dの左右位置の判定が容易となる。
(8) 回転位置補正部12は、検出された遠心方向加速度に基づいて、本体部24の車両停止時からの傾斜角度θを推定し、推定した傾斜角度θに基づいて補正歯数Δｚを設定する。
本体部24の傾斜角度θから補正歯数Δzを決めることで、加算補正回転位置と減算補正回転位置の一方をTPMSセンサ2の回転位置が最上点にあるときの回転位置に補正できるため、自輪の回転位置データと他輪の回転位置データとのばらつき度合いに差が生じやすくなり、送信機2dの左右位置の判定が容易となる。
本体部24の傾斜角度θから補正歯数Δzを決めることで、加算補正回転位置と減算補正回転位置の一方をTPMSセンサ2の回転位置が最上点にあるときの回転位置に補正できるため、自輪の回転位置データと他輪の回転位置データとのばらつき度合いに差が生じやすくなり、送信機2dの左右位置の判定が容易となる。
〔実施例２〕
実施例２は、回転位置補正部12において、検出された遠心方向加速度に代えて、車速に応じた補正歯数Δzを加算および減算した加算および減算補正回転位置を演算する点で実施例１と相違する。
回転位置演算部11は、TPMSデータを入力したとき、車速センサ15により検出された車速を同時に入力し、この車速をTPMSセンサ2の回転位置が最上点となった時刻における車速とみなし、演算した回転位置と共に回転位置補正部12に出力する。
回転位置補正部12は、回転位置演算部11で演算された各車輪1の回転位置（歯数zt2）と対応する車速に応じて図１２のマップから車速に応じた補正歯数（補正値）Δzを求め、各車輪1の回転位置に対し、車速に応じた補正歯数Δzを加算および減算した加算補正回転位置および減算補正回転位置を演算する。
図１２は、車速に応じた補正歯数演算マップであり、図１２に示すように、補正歯数Δzは、車速が高くなるほど大きくなる特性を有する。また、車速が所定車速(60[km/h])以上の車速域では、所定車速未満の車速域よりも車速変化に対する変化量が大きい。
回転位置補正部12は、回転位置演算部11で演算された歯数zt2に対し、補正歯数Δzを加算した加算補正回転位置(zt2+Δz)と補正歯数Δzを減算した減算補正回転位置(zt2-Δz)とをそれぞれ演算する。
実施例２は、回転位置補正部12において、検出された遠心方向加速度に代えて、車速に応じた補正歯数Δzを加算および減算した加算および減算補正回転位置を演算する点で実施例１と相違する。
回転位置演算部11は、TPMSデータを入力したとき、車速センサ15により検出された車速を同時に入力し、この車速をTPMSセンサ2の回転位置が最上点となった時刻における車速とみなし、演算した回転位置と共に回転位置補正部12に出力する。
回転位置補正部12は、回転位置演算部11で演算された各車輪1の回転位置（歯数zt2）と対応する車速に応じて図１２のマップから車速に応じた補正歯数（補正値）Δzを求め、各車輪1の回転位置に対し、車速に応じた補正歯数Δzを加算および減算した加算補正回転位置および減算補正回転位置を演算する。
図１２は、車速に応じた補正歯数演算マップであり、図１２に示すように、補正歯数Δzは、車速が高くなるほど大きくなる特性を有する。また、車速が所定車速(60[km/h])以上の車速域では、所定車速未満の車速域よりも車速変化に対する変化量が大きい。
回転位置補正部12は、回転位置演算部11で演算された歯数zt2に対し、補正歯数Δzを加算した加算補正回転位置(zt2+Δz)と補正歯数Δzを減算した減算補正回転位置(zt2-Δz)とをそれぞれ演算する。
［左右位置判定制御処理］
図１３は、TPMSCU4による左右位置判定制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、図８に示した実施例１の左右位置判定制御処理と同じ処理を行うステップについては、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
ステップS21では、回転位置演算部11において、車速センサ15から車速を入力する。
ステップS22では、回転位置補正部12において、車速に応じて図１２のマップから各車輪1の回転位置データを補正し、加算補正回転位置と減算補正回転位置を演算する。
図１３は、TPMSCU4による左右位置判定制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、図８に示した実施例１の左右位置判定制御処理と同じ処理を行うステップについては、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
ステップS21では、回転位置演算部11において、車速センサ15から車速を入力する。
ステップS22では、回転位置補正部12において、車速に応じて図１２のマップから各車輪1の回転位置データを補正し、加算補正回転位置と減算補正回転位置を演算する。
次に、作用を説明する。
［左右位置判定作用］
実施例２では、あるセンサIDのTPMSデータが送信されたときに検出された各車輪1の回転位置に対し、車速に応じた補正歯数Δzを加算および減算した加算補正回転位置および減算補正回転位置を演算して回転位置データとして蓄積し、各回転位置データのうち最もばらつき度合いの小さな（分散特性値Xの大きな）回転位置データのばらつき度合いが所定値以下（分散特性値Xが左右判定しきい値以上）となったとき、当該回転位置データが加算補正回転位置と減算補正回転位置のどちらであるかに基づいて、当該センサIDに対応する送信機2dの左右位置を判定する。
ここで、車速に応じた補正歯数Δzは、図６に示したように、車速が高くなるほど大きくなる特性を有し、車速が60[km/h]以上の車速域では、60[km/h]未満の車速域よりも車速変化に対する変化量が大きな特性を有する。つまり、車速に応じた補正歯数Δzは、TPMSセンサ2がTPMSデータを送信したときの車速に応じた規定の回転位置（最上点）からのズレを表している。
［左右位置判定作用］
実施例２では、あるセンサIDのTPMSデータが送信されたときに検出された各車輪1の回転位置に対し、車速に応じた補正歯数Δzを加算および減算した加算補正回転位置および減算補正回転位置を演算して回転位置データとして蓄積し、各回転位置データのうち最もばらつき度合いの小さな（分散特性値Xの大きな）回転位置データのばらつき度合いが所定値以下（分散特性値Xが左右判定しきい値以上）となったとき、当該回転位置データが加算補正回転位置と減算補正回転位置のどちらであるかに基づいて、当該センサIDに対応する送信機2dの左右位置を判定する。
ここで、車速に応じた補正歯数Δzは、図６に示したように、車速が高くなるほど大きくなる特性を有し、車速が60[km/h]以上の車速域では、60[km/h]未満の車速域よりも車速変化に対する変化量が大きな特性を有する。つまり、車速に応じた補正歯数Δzは、TPMSセンサ2がTPMSデータを送信したときの車速に応じた規定の回転位置（最上点）からのズレを表している。
このため、あるセンサIDに対応する送信機2dと同一車輪の回転位置を補正歯数Δzにより補正した加算補正回転位置と減算補正回転位置の一方は、TPMSセンサ2の回転位置が最上点にあるときの回転位置に補正されるため、自輪の車輪速センサ8から得られた回転位置は所定範囲内に収束する。これにより、自輪の回転位置データと他輪の回転位置データとのばらつき度合いに差が生じやすくなるため、当該センサIDと対応する送信機2dの左右位置の判定が容易となる。
このとき、上述したように、車輪の回転方向と本体部24の傾斜方向との関係から、右輪は車速が高くなるほどTPMSデータの送信タイミングが規定のタイミングよりも遅くなり、左輪は逆に早くなることから、加算補正回転位置が最もばらつき度合いが小さい場合、すなわち、タイミングを遅らせる補正により各回転位置が所定範囲内に収束した場合には、当該センサIDと対応するTPMSセンサ2の左右位置を左輪と判定できる。一方、減算補正回転位置が最もばらつき度合いが小さい場合、すなわち、タイミングを早める補正により各回転位置が所定範囲内に収束した場合には、当該センサIDと対応するTPMSセンサ2の左右位置を右輪と判定できる。
よって、各車輪1に１つのGセンサ2bで各送信機2dの左右位置を判定できるため、コストを低く抑えることができる。
このとき、上述したように、車輪の回転方向と本体部24の傾斜方向との関係から、右輪は車速が高くなるほどTPMSデータの送信タイミングが規定のタイミングよりも遅くなり、左輪は逆に早くなることから、加算補正回転位置が最もばらつき度合いが小さい場合、すなわち、タイミングを遅らせる補正により各回転位置が所定範囲内に収束した場合には、当該センサIDと対応するTPMSセンサ2の左右位置を左輪と判定できる。一方、減算補正回転位置が最もばらつき度合いが小さい場合、すなわち、タイミングを早める補正により各回転位置が所定範囲内に収束した場合には、当該センサIDと対応するTPMSセンサ2の左右位置を右輪と判定できる。
よって、各車輪1に１つのGセンサ2bで各送信機2dの左右位置を判定できるため、コストを低く抑えることができる。
次に、効果を説明する。
実施例２のタイヤ空気圧モニター装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(6)に加え、以下に列挙する効果を奏する。
(9) 車速を検出する車速センサ15を備え、回転位置補正部12は、検出された各車輪の回転位置に対し、検出された車速に応じた補正値を加算および減算した加算および減算補正回転位置を演算する。
これにより、各車輪1に１つのGセンサ2bで各送信機2dの左右位置を判定できるため、コストを低く抑えることができる。
(10) 補正歯数Δzは、車速が高くなるほど大きくなるため、車速に応じた補正歯数Δzを、TPMSセンサ2がTPMSデータを送信したときの車速に応じた規定の回転位置（最上点）からのズレに近づけることができ、送信機2dと同じ車輪の回転位置データと他の車輪の回転位置データとでばらつき度合いに差が生じやすくなるため、左右位置の判定精度を向上できる。
実施例２のタイヤ空気圧モニター装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(6)に加え、以下に列挙する効果を奏する。
(9) 車速を検出する車速センサ15を備え、回転位置補正部12は、検出された各車輪の回転位置に対し、検出された車速に応じた補正値を加算および減算した加算および減算補正回転位置を演算する。
これにより、各車輪1に１つのGセンサ2bで各送信機2dの左右位置を判定できるため、コストを低く抑えることができる。
(10) 補正歯数Δzは、車速が高くなるほど大きくなるため、車速に応じた補正歯数Δzを、TPMSセンサ2がTPMSデータを送信したときの車速に応じた規定の回転位置（最上点）からのズレに近づけることができ、送信機2dと同じ車輪の回転位置データと他の車輪の回転位置データとでばらつき度合いに差が生じやすくなるため、左右位置の判定精度を向上できる。
〔他の実施例〕
以上、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づく実施例により説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施例では、２つの受信機を設けた例を示したが、１つの受信機を車両前方側または車両後方側の一方に寄せて配置しても良い。
車速検出手段として、車輪速センサの車輪速パルスの変化速度から車速を検出する構成を用いても良い。ABSユニットは、車両のほとんどに搭載されており、車輪速センサは、ABSユニットに必須の構成であるから、実施例と同様、車両側に新たなセンサを追加するコストを省くことができる。
以上、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づく実施例により説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施例では、２つの受信機を設けた例を示したが、１つの受信機を車両前方側または車両後方側の一方に寄せて配置しても良い。
車速検出手段として、車輪速センサの車輪速パルスの変化速度から車速を検出する構成を用いても良い。ABSユニットは、車両のほとんどに搭載されており、車輪速センサは、ABSユニットに必須の構成であるから、実施例と同様、車両側に新たなセンサを追加するコストを省くことができる。
Claims (10)
- 各車輪のホイルリムのバルブ孔に弾性体を介して固定されるスナップイン方式の空気バルブと、
タイヤ内であって前記空気バルブと一体に形成された基板上に、タイヤ空気圧を検出するタイヤ空気圧検出手段と、前記車輪が回転しているときの遠心方向加速度を検出する加速度検出手段と、前記遠心方向加速度の重力加速度依存成分の値が所定値となったとき前記タイヤ空気圧情報および各送信機固有の識別情報を無線信号にて送信する送信機とが取り付けられ、タイヤ回転軸と前記バルブ孔とを含む面外に重心点を有する本体部と、
車体側に設けられ、前記無線信号を受信する受信機と、
各車輪と対応して車体側に設けられ、車輪の回転数に比例した車輪速パルスを出力する車輪速センサと、
前記各車輪速パルスのカウント値から各車輪の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
検出された各車輪の回転位置に対し、検出された遠心方向加速度に応じた補正値を加算および減算した加算および減算補正回転位置を演算する回転位置補正手段と、
前記各車輪の加算および減算補正回転位置に基づいて、当該識別情報に対応する送信機の左右位置を判定する左右位置判定手段と、
を備えたことを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 請求項１に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記左右位置判定手段は、ある識別情報を含む無線信号が送信されたときの各車輪の回転位置から演算された加算および減算補正回転位置を複数回取得して回転位置データとして蓄積し、各回転位置データのばらつき度合いが所定値以下となる回転位置データが前記加算補正回転位置か前記減算補正回転位置かに基づいて当該識別情報に対応する送信機の左右位置を判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 請求項２に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
左右位置判定手段は、前記各車輪の加算および減算補正回転位置を、２次元平面上で原点を始点、単位円の円周上の点を終点とするベクトルに変換し、各回転位置データのベクトルの平均ベクトルのスカラー量を分散特性値として算出し、各分散特性値を比較してばらつき度合いを求めることを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 請求項２または請求項３に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記左右位置判定手段は、ある識別情報に対応する各回転位置データのうち車速が前記所定車速以上のときの回転位置データが所定回数以上である場合、当該識別情報に対応する送信機の左右位置を判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
左輪の前記本体部は、回転位置が最上点にあるとき、車両内側から見てタイヤ回転軸と前記バルブ孔とを含む面よりも左側に重心点を有し、
前記左右位置判定手段は、ばらつき度合いが前記所定値以下となる回転位置データが前記加算補正回転位置である場合、当該識別情報に対応する送信機の左右位置を左輪と判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
右輪の前記本体部は、回転位置が最上点にあるとき、車両内側から見てタイヤ回転軸と前記バルブ孔とを含む面よりも左側に重心点を有し、
前記左右位置判定手段は、ばらつき度合いが前記所定値以下となる回転位置データが前記減算補正回転位置である場合、当該識別情報に対応する送信機の左右位置を右輪と判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記回転位置補正手段は、検出された遠心方向加速度が大きいほど前記補正値を大きくすることを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記回転位置補正手段は、検出された遠心方向加速度に基づいて、前記本体部の車両停止時からの傾斜角度を推定し、推定した傾斜角度に基づいて前記補正値を設定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記回転位置補正手段は、検出された各車輪の回転位置に対し、検出された車速に応じた補正値を加算および減算した加算および減算補正回転位置を演算することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。 - 請求項９に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記補正値は、車速が高くなるほど大きくなることを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
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