WO2012147396A1 - タイヤ空気圧送信装置およびタイヤ空気圧モニタシステム - Google Patents

タイヤ空気圧送信装置およびタイヤ空気圧モニタシステム Download PDF

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WO2012147396A1
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tire pressure
acceleration
centrifugal force
detecting
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崇 島
一夫 坂口
寺田　昌司
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日産自動車株式会社
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01L17/00—Devices or apparatus for measuring tyre pressure or the pressure in other inflated bodies
    • G01L17/005—Devices or apparatus for measuring tyre pressure or the pressure in other inflated bodies using a sensor contacting the exterior surface, e.g. for measuring deformation

Definitions

  • the present invention relates to a tire pressure transmitting device and a tire pressure monitoring system.
  • the TPMS sensor transmits a TPMS data at a timing when the rotational acceleration detected by the TPMS sensor provided on each wheel becomes 1 [G] or -1 [G].
  • a device for transmitting TPMS data at a rotational position is disclosed.
  • the wheel position of the TPMS sensor is determined based on the number of teeth obtained from the wheel speed pulse detected by the wheel speed sensor at the timing when the received TPMS data is received.
  • An object of the present invention is to provide a tire pressure transmitting device and a tire pressure monitoring system capable of suppressing the power consumption of the tire pressure transmitting device and ensuring the accuracy of the timing at which the tire pressure transmitting device transmits tire pressure information. That is.
  • a sampling period is set based on the acceleration in the centrifugal force direction of the wheel, and the gravitational acceleration component of the acceleration in the centrifugal force direction is set for each set sampling period. The value of was detected.
  • the sampling period is set based on the rotation frequency of the wheel, and the rotation position of the wheel is detected for each set sampling period.
  • detection of the value of the gravitational acceleration component of the acceleration in the centrifugal force direction is started every predetermined sampling period before transmitting the wireless signal by the transmitting means, and the wireless signal is transmitted by the transmitting means. After the transmission, the detection of the value of the gravitational acceleration component of the acceleration in the direction of centrifugal force was stopped.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a tire air pressure monitoring device of Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the wheel of Example 1.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a TPMS sensor of Example 1.
  • FIG. It is a graph which shows the change of the wheel speed of Example 1, and centrifugal force direction acceleration.
  • FIG. It is a figure which shows the change of the value of the gravity acceleration component according to the wheel speed of Example 1.
  • FIG. It is a figure of the sampling period according to the centrifugal force direction acceleration of Example 1.
  • FIG. FIG. 3 is a control block diagram of a TPMS control unit of the first embodiment. It is a figure which shows the rotational position calculation method of each wheel of Example 1.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a method for calculating a dispersion characteristic value according to the first embodiment.
  • 3 is a flowchart illustrating a flow of wheel position determination control processing according to the first embodiment. It is a figure which shows the relationship between the rotation position of each wheel of Example 1, and the frequency
  • FIG. 6 is a configuration diagram of a TPMS sensor of Example 2.
  • FIG. It It is a graph which shows the change of the wheel speed of Example 2, and a load. It is a figure of the sampling period according to the load change frequency of Example 2.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a flow of gravity acceleration component monitor control processing according to the third embodiment.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a tire pressure monitoring system 13 according to the first embodiment.
  • FL at the end of each symbol indicates a left front wheel
  • FR indicates a right front wheel
  • RL indicates a left rear wheel
  • RR indicates a right rear wheel.
  • the tire pressure monitoring system 13 according to the first embodiment includes a TPMS (Tire Pressure Monitoring System) sensor 2 attached to each wheel 1 and a TPMS main body 14 provided on the vehicle body side.
  • the TPMS main body 14 includes a receiver 3, a TPMS control unit 4, a display 5, an ABS (Antilock Brake System) control unit 6, and a wheel speed sensor 8.
  • FIG. 2 is a view showing the wheel 1. As shown in FIG. 2, the TPMS sensor 2 is provided on each wheel 1 and is attached to the air valve position of the tire near the outer periphery of the wheel 1.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the TPMS sensor 2.
  • the TPMS sensor 2 includes a pressure sensor 2a, an acceleration sensor 2b, a sensor control unit 2c, a transmitter 2d, and a button battery 2e.
  • the pressure sensor 2a detects tire air pressure.
  • the acceleration sensor 2b detects centrifugal acceleration acting on the wheel 1.
  • the sensor control unit 2c operates with electric power from the button battery 2e, and inputs tire pressure information from the pressure sensor 2a and centrifugal force acceleration information from the acceleration sensor 2b. Then, the tire pressure information and the preset sensor ID (identification information) unique to each TPMS sensor 2 are transmitted as TPMS data from the transmitter 2d by radio signals.
  • the sensor IDs of the TPMS sensors 2 are ID1 to ID4.
  • the sensor control unit 2c compares the centrifugal acceleration detected by the acceleration sensor 2b with a preset traveling determination threshold, and determines that the vehicle is stopped if the centrifugal acceleration is less than the traveling determination threshold. Stop sending TPMS data. On the other hand, if the centrifugal acceleration is equal to or greater than the travel determination threshold, it is determined that the vehicle is traveling, and TPMS data is transmitted at a predetermined timing.
  • the wheel speed sensor 8 includes a rotor 11 and a sensing unit 12. As shown in FIG. 2, the rotor 11 is formed in a gear shape, is fixed coaxially with the center of rotation of the wheel 1, and rotates integrally with the wheel 1. A sensing unit 12 is provided to face the uneven surface of the rotor 11.
  • the sensing unit 12 is composed of a permanent magnet and a coil, and when the rotor 11 rotates, the uneven surface of the rotor 11 crosses the magnetic field generated by the permanent magnet of the sensing unit 12, thereby changing the magnetic flux density and generating an electromotive force in the coil. This voltage change of the electromotive force is output to the ABS control unit 6 as a wheel speed pulse signal.
  • the rotor 11 is composed of 48 teeth, and the sensing unit 12 outputs 48 pulses when the wheel 1 makes one revolution.
  • the ABS control unit 6 receives the wheel speed pulse signal from each wheel speed sensor 8, counts the number of pulses, and obtains the wheel speed of each wheel 1 from the number of pulse changes for a predetermined time.
  • anti-skid brake control is performed by operating an ABS actuator (not shown) to increase or decrease or maintain the wheel cylinder pressure of the wheel to suppress the locking tendency .
  • the ABS control unit 6 outputs the count value of the wheel speed pulse to the CAN communication line 7 at a constant interval (for example, 20 [msec] interval).
  • the receiver 3 receives and decodes the radio signal output from each TPMS sensor 2 and outputs it to the TPMS control unit 4.
  • the TPMS control unit 4 inputs TPMS data from each TPMS sensor 2 decoded by the receiver 3.
  • the TPMS control unit 4 stores the correspondence between each sensor ID and each wheel position in the non-volatile memory 4d (see FIG. 7), and compares it with the correspondence storing the sensor ID of the TPMS data. Thus, it is determined which wheel 1 the TPMS data is.
  • the tire air pressure included in the TPMS data is displayed on the display 5 as the air pressure at the corresponding wheel position. Further, when the tire air pressure falls below the lower limit value, the driver is notified of a decrease in air pressure by changing the display color, blinking display, warning sound, or the like.
  • the TPMS control unit 4 determines which wheel 1 the received TPMS data is based on the correspondence between each sensor ID stored in the memory 4d and each wheel position.
  • tire rotation refers to changing the mounting position of the tire in order to make the tire tread wear uniform and extend the life (tread life). For example, in a passenger car, the front and rear wheels are generally switched by crossing the left and right tire positions. Therefore, it is necessary to update the correspondence between each sensor ID in the memory 4d and each wheel position after the tire rotation.
  • the memory 4d is updated in advance.
  • the protocol is set. Next, control of the TPMS sensor 2 and the TPMS control unit 4 will be described in detail.
  • the TPMS sensor 2 determines that there is a possibility that tire rotation has been performed when the vehicle stop determination time is 15 [min] or more. When the vehicle stop determination time is less than 15 [min], it is determined that it is not necessary to update the memory 4d, and “scheduled transmission mode” is selected. When the vehicle stop determination time is 15 [min] or more, it is determined that the memory 4d needs to be updated, and the “fixed position transmission mode” is selected.
  • the control of the TPMS sensor 2 in the scheduled transmission mode will be described. If the centrifugal acceleration detected by the acceleration sensor 2b is less than the travel determination threshold, the sensor control unit 2c determines that the vehicle is stopped and stops transmitting TPMS data. On the other hand, when the centrifugal acceleration is less than the travel determination threshold, it is determined that the vehicle is traveling, and TPMS data is transmitted at regular intervals (for example, 1 [min] interval).
  • the interval is shorter than the transmission interval of the fixed position transmission mode (for example, about 16 [sec] interval), and the TPMS sensor 2 comes to a fixed rotational position (for example, the apex position of the wheel 1).
  • Send TPMS data That is, in the fixed position transmission mode, after the TPMS data is transmitted, the next TPMS data is transmitted when the TPMS sensor 2 reaches the apex position of the wheel 1 after 16 [sec] has elapsed. It will not be.
  • the TPMS data is transmitted until the number of transmissions reaches a predetermined number (for example, 40 times). When the number of transmissions reaches 40 times, the mode is changed to the normal mode.
  • the vehicle stop determination time is less than 15 [min]
  • the count of the number of transmissions of TPMS data is continued after restarting, and the vehicle stop determination time is 15 [ If min] or more, the number of transmissions is counted by resetting the number of transmissions of TPMS data before stopping the vehicle after restarting.
  • the TPMS sensor 2 transmits TPMS data when the TPMS sensor 2 comes to a certain rotational position (for example, the uppermost position of the wheel 1) as described above.
  • the TPMS sensor 2 detects that it has reached the uppermost position of the wheel 1 by the acceleration sensor 2b.
  • FIG. 4 is a graph showing changes in the acceleration in the centrifugal force direction detected by the wheel speed and the acceleration sensor 2b.
  • 4A shows the wheel speed
  • FIG. 4B shows the centrifugal force direction acceleration
  • FIG. 4C shows the gravity acceleration component of the centrifugal force direction acceleration
  • FIG. 4D shows the centrifugal force component of the centrifugal force direction acceleration. It is a graph to show.
  • the centrifugal force direction acceleration can be divided into a centrifugal force component that is an acceleration generated by the centrifugal force generated by the rotation of the wheel 1 and a gravitational acceleration component that is an acceleration generated by the gravitational acceleration.
  • TPMS sensor 2 Since the period of the gravity acceleration component of the centrifugal acceleration is synchronized with the rotation period of the wheel 1, the rotational position of the TPMS sensor 2 can be grasped by monitoring the magnitude and direction of the gravity acceleration component. Therefore, for example, at the peak of gravity acceleration component (+1 [G]), TPMS sensor 2 is positioned at the highest point of wheel 1, and TPMS sensor 2 always outputs the highest point by outputting TPMS data at this position. Can output TPMS data.
  • FIG. 5 is a diagram showing a change in the value of the gravitational acceleration component according to the wheel speed.
  • the wheel speed changes from a low state to a high state from top to bottom.
  • the higher the wheel speed the shorter the rotation cycle of the wheel 1, and the shorter the cycle of the gravitational acceleration component.
  • the sensor control unit 2c monitors the value of the gravitational acceleration component at every predetermined sampling period, but in order to increase the detection accuracy of the peak of the gravitational acceleration component, a certain number of samplings within one period of the gravitational acceleration component It is necessary to ensure. On the other hand, since the power consumption increases as the sampling number increases, the life of the button battery 2e cannot be extended.
  • FIG. 6 is a diagram for setting a sampling period corresponding to the acceleration in the centrifugal force direction. As described above, the acceleration in the centrifugal force direction changes as a whole following the wheel speed shown in FIG. 4 (a) although it is undulating as shown in FIG. 4 (b).
  • the sampling period can be appropriately set, and the power consumption can be suppressed and the gravitational acceleration component detection accuracy can be improved. it can. Since the centrifugal force component also changes almost in synchronization with the wheel speed as shown in FIG. 4D, the centrifugal force component may be used instead of the acceleration in the centrifugal force direction.
  • the acceleration direction acceleration detection value of the acceleration sensor 2b is equal to or higher than a predetermined acceleration set in advance, monitoring of the gravitational acceleration component is stopped.
  • the predetermined acceleration is set to an acceleration that cannot occur when the vehicle is running.
  • the acceleration detection value in the centrifugal force direction of the acceleration sensor 2b is equal to or greater than the predetermined acceleration, it is determined that an abnormality such as sticking of the acceleration sensor 2b has occurred. I can do it.
  • the TPMS control unit 4 determines that there is a possibility that tire rotation has been performed when the vehicle stop determination time is 15 [min] or more. When the vehicle stop determination time is less than 15 [min], it is determined that it is not necessary to update the memory 4d, and “monitor mode” is selected. When the vehicle stop determination time is 15 [min] or more, it is determined that the memory 4d needs to be updated, and the “learning mode” is selected.
  • the control of the TPMS control unit 4 in the monitor mode will be described.
  • the TPMS control unit 4 collates the correspondence between the sensor ID of the TPMS data input from the receiver 3 and each sensor ID stored in the nonvolatile memory 4d and each wheel position, so that the TPMS data is The wheel position data is determined.
  • the tire air pressure included in the TPMS data is displayed on the display 5 as the air pressure of the corresponding wheel 1. Also, if the tire pressure falls below the lower limit, the driver is notified of a drop in air pressure by changing the display color, flashing display, warning sound, or the like.
  • the position of the TPMS sensor 2 that has transmitted the TPMS data including the sensor ID from the count value of the wheel speed pulse from the ABS control unit 6 and the time when the TPMS data including the sensor ID is received is the highest point.
  • the TPMS sensor 2 Since the TPMS sensor 2 transmits TPMS data when it reaches a certain rotational position in the fixed position transmission mode, for example, multiple rotational positions of each wheel 1 when the TPMS sensor 2 of ID1 transmits TPMS data. If it is obtained over the transmission times, the rotational position of the wheel 1 provided with the TPMS sensor 2 of ID1 is always constant. On the other hand, the rotational positions of the other wheels 1 change every transmission.
  • FIG. 7 is a control block diagram of the TPMS control unit 4 for performing wheel position determination control.
  • the TPMS control unit 4 includes a rotational position calculation unit 4a, a dispersion calculation unit 4b, a wheel position determination unit (wheel position determination means) 4c, and a memory 4d.
  • the rotational position calculation unit 4a inputs the decoded TPMS data from the receiver 3 and the count value of each wheel speed pulse from the ABS control unit 6, and when the position of the TPMS sensor 2 of ID1 becomes the highest point The rotational position of each wheel 1 is calculated.
  • the rotational position calculation unit 4a virtually assigns a tooth number to each of the 48 teeth, and obtains the rotational position of the wheel 1 from the tooth number of the rotor 11 that has been shaken.
  • the rotational position calculation unit 4a adds the wheel speed pulse count value input from the ABS control unit 6 and stores it. The tooth number is obtained by dividing the added value of the wheel speed pulse by the number of teeth 48 and adding 1 to it.
  • a time lag occurs between the timing when the TPMS sensor 2 of ID1 transmits TPMS data and the timing when the receiver 3 receives the TPMS data. Furthermore, a time lag also occurs between the timing when the position of the TPMS sensor 2 of ID1 comes to the highest point and the timing when TPMS data is actually transmitted.
  • the TPMS control unit 6 cannot directly know the time when the position of the TPMS sensor 2 has reached the top point, the position of the TPMS sensor 2 is calculated backward from the time when the receiver 3 receives the TPMS data. It is necessary to estimate the time when the top point is reached and to calculate the rotational position of each wheel at that time.
  • the count value of the wheel speed pulse is input from the ABS control unit 6 only every 20 [msec], that is, the count value for each pulse is not input, so when the position of the TPMS sensor 2 of ID1 comes to the highest point It is necessary to calculate the tooth number.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a method for calculating the tooth number of the rotor 11 (the rotational position of the wheel 1) when the TPMS sensor 2 transmits TPMS data.
  • the time when the count value of the wheel speed pulse is input is t1
  • the time when the position of the ID1 TPMS sensor 2 is the highest point is t2
  • the ID1 TPMS sensor 2 actually starts transmitting TPMS data.
  • the time when the receiver 3 has received the TPMS data is t4
  • the time when the wheel speed pulse count value is input is t5.
  • the TPMS control unit 6 can directly know the times t1, t4 and t5.
  • the time t3 can be calculated by subtracting the data length of the TPMS data (a prescribed value, for example, about 10 [msec]) from the time t4.
  • the time t2 can be calculated by subtracting the time lag at the time of transmission (which can be obtained in advance through experiments or the like) from the time t3. During 20 [msec], the change in wheel speed is small enough to assume a constant speed.
  • tooth number at time t1 is n1
  • the tooth number at time t2 is n2
  • the tooth number at time t5 is n5
  • (t2-t1) / (t5-t1) (n2-n1) / (n5-n1)
  • n2-n1 (n5-n1) * (t2-t1) / (t5-t1)
  • n2 n1 + (n5-n1) * (t2-t1) / (t5-t1) It becomes.
  • the dispersion calculation unit 4b accumulates the tooth number of each wheel 1 at time t2 when the rotation position of the TPMS sensor 2 of ID1 calculated by the rotation position calculation unit 4a is the highest point, and the rotation position data of each wheel 1 The degree of variation is calculated as a dispersion characteristic value.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a method for calculating the dispersion characteristic value.
  • the rotational position of each wheel 1 is regarded as a vector of length 1 with the origin (0,0) as the start point and the coordinates (cos ⁇ , sin ⁇ ) as the end point, and the average vector (ave_cos ⁇ , ave_sin ⁇ ) is calculated, and the scalar quantity of the average vector is calculated as the dispersion characteristic value X of the rotational position data.
  • the wheel position determination unit 4c compares the dispersion characteristic value X of the rotational position data of each wheel 1 calculated by the dispersion calculation unit 4b, and the maximum value of the dispersion characteristic value X is greater than the first threshold value (for example, 0.57). And the remaining three dispersion characteristic values X are less than the second threshold value (for example, 0.37), the ID1 TPMS sensor 2 is attached to the wheel 1 corresponding to the highest dispersion characteristic value X. And the correspondence relationship between the TPMS sensor 2 of ID1 and the position of the wheel 1 is updated in the memory 4d.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the wheel position determination control process.
  • step S1 the case of sensor ID1 will be described, but the wheel position determination control process is also performed in parallel for other IDs (ID2, ID3, ID4).
  • step S1 the rotational position calculation unit 4a receives the TPMS data of the sensor ID1.
  • step S2 the rotational position of each wheel 1 is calculated in the rotational position calculation unit 4a.
  • step S3 the dispersion characteristic value X of the rotational position data of each wheel 1 is computed in the dispersion computing unit 4b.
  • step S4 it is determined whether or not the TPMS data of sensor ID1 has been received a predetermined number of times (for example, 10 times) or more. If YES, the process proceeds to step S5. If NO, the process returns to step S1. In step S5, whether or not the maximum dispersion characteristic value is larger than the first threshold value 0.57 and the remaining dispersion characteristic value is less than the second threshold value 0.37 in the wheel position determination unit 4c. If YES, the process proceeds to step S6. If NO, the process proceeds to step S7.
  • step S6 the wheel position determination unit 4c determines that the wheel position corresponding to the highest dispersion characteristic value is the position of the TPMS sensor 2 of the sensor ID1, and ends the learning mode.
  • step S7 it is determined whether or not a predetermined cumulative travel time (for example, 8 minutes) has elapsed since the start of the learning mode in the wheel position determination unit 4c. If NO, the process proceeds to step S1, and YES In this case, the learning mode is terminated. If the wheel positions can be determined for all the sensor IDs within the predetermined cumulative travel time, the wheel position determination unit 4c registers the correspondence between each sensor ID and each wheel position by updating the memory 4d. On the other hand, if the wheel positions cannot be determined for all sensor IDs within the predetermined cumulative travel time, the correspondence between each sensor ID stored in the memory 4d and each wheel position is continuously used without updating. To do.
  • a predetermined cumulative travel time for example, 8 minutes
  • each TPMS sensor 2 determines that there is a possibility that tire rotation has been performed when the vehicle stop determination time immediately before the start of travel is 15 minutes or more, and shifts from the regular transmission mode to the fixed position transmission mode. In the fixed position transmission mode, each TPMS sensor 2 transmits TPMS data when 16 [sec] has elapsed from the previous transmission time and its rotational position is at the highest point.
  • the TPMS control unit 4 shifts from the monitor mode to the learning mode.
  • the learning mode every time TPMS control unit 4 receives TPMS data from each TPMS sensor 2, the rotational position of the TPMS sensor 2 is determined from the input time of the count value of the wheel speed pulse, the reception completion time of the TPMS data, etc. Calculate the rotation position (rotor tooth number) of each wheel 1 when it reaches the highest point, repeat this 10 times or more and accumulate it as rotation position data, and the rotation position with the smallest variation among each rotation position data The wheel position corresponding to the data is determined as the wheel position of the TPMS sensor 2.
  • the TPMS sensor 2 attached to a wheel 1 and the rotor 11 rotate together, and the TPMS sensor 2 transmits TPMS data when it reaches a certain rotational position.
  • the transmission cycle and the rotation cycle of the rotor 11 are always synchronized (matched) regardless of the travel distance or travel state.
  • each wheel 1 As described above, because the number of rotations of each wheel 1 varies depending on the difference between the inner and outer wheels when the vehicle is running and turning, the wheel 1 lock and slip, and the tire pressure difference, for example, transmission of ID1 TPMS data
  • the cycle coincides with the rotation cycle of the rotor 11 of the left front wheel 1FL, but the transmission cycle of the TPMS data of ID1 does not coincide with the rotation cycle of the rotor 11 of the other wheel 1. Therefore, the wheel position of each TPMS sensor 2 can be accurately determined by looking at the degree of variation in the rotational position data of each wheel 1 with respect to the transmission cycle of the TPMS data.
  • FIG. 11 shows the relationship between the rotational position (tooth number of the rotor 11) of each wheel 1FL, 1FR, 1RL, and 1RR when the rotational position of the TPMS sensor 2 of ID1 is the highest point and the number of receptions of TPMS data.
  • FIG. 11A is a wheel speed sensor 8FL for the left front wheel 1FL
  • FIG. 11B is a wheel speed sensor 8FR for the right front wheel 1FR
  • FIG. 11C is a wheel speed sensor 8RL for the left rear wheel 1RL
  • FIG. ) Corresponds to the wheel speed sensor 8RR of the right rear wheel 1RR.
  • the rotational positions (tooth numbers of the rotor 11) obtained from the wheel speed sensors 8FR, 8RL, and 8RR of the right front wheel 1FR, the left rear wheel 1RL, and the right rear wheel 1RR have large variations.
  • the rotational position obtained from the wheel speed sensor 8FL of the left front wheel 1FL has the least variation, and it can be seen that the transmission cycle of the TPMS data of ID1 and the rotation cycle of the rotor 11 of the left front wheel 1FL are almost synchronized. . From this, it can be determined that the position of the TPMS sensor 2 of ID1 is attached to the left front wheel 1FL.
  • Dispersion degree judgment by dispersion characteristic value Variance is generally defined as the average of “the square of the difference from the average”. However, since the rotational position of the wheel 1 is periodic angle data, the degree of variation in the rotational position of the wheel 1 cannot be obtained from a general dispersion formula.
  • the rotational position ⁇ of each wheel 1 obtained from each wheel speed sensor 8 is set to the coordinates on the circumference of the unit circle around the origin (0, 0) ( cos ⁇ , sin ⁇ ), the coordinates (cos ⁇ , sin ⁇ ) are regarded as vectors, the average vector (ave_cos ⁇ , ave_sin ⁇ ) of each vector of the rotational position data of the same wheel 1 is obtained, and the scalar quantity of the average vector is expressed as the dispersion characteristic value X As a result, it is possible to obtain the degree of variation in the rotational position of the wheel 1 while avoiding periodicity.
  • FIG. 12 is a diagram showing a change in the dispersion characteristic value X of the rotational position of each wheel 1 (the tooth number of the rotor 11) according to the number of receptions of the TPMS data of ID1.
  • the alternate long and short dash line indicates the dispersion characteristic value X of the rotational position of the left front wheel 1FL
  • the solid line indicates the dispersion characteristic value X of the rotational position of the right front wheel 1FR, left rear wheel 1RL, and right rear wheel 1RR.
  • the dispersion characteristic value X of the rotational position of the left front wheel 1FL approaches 1, and the rotation of the right front wheel 1FR, the left rear wheel 1RL, and the right rear wheel 1RR
  • the position dispersion characteristic value X indicates a characteristic approaching zero. Therefore, the highest dispersion characteristic value X (dispersion characteristic value X closest to 1) when a sufficient number of receptions (about several tens of times) is reached may be selected.
  • the determination accuracy is lowered.
  • the wheel position determination unit 4c when the wheel position determination unit 4c receives TPMS data of the same sensor ID 10 times or more, the dispersion of the rotational position data of each wheel 1 when the sensor ID is transmitted.
  • the characteristic value X is compared, the maximum dispersion characteristic value X is greater than the first threshold value 0.57, and the remaining three dispersion characteristic values X are all less than the second threshold value 0.37
  • the wheel position of the rotational position data corresponding to the highest dispersion characteristic value X is determined as the wheel position of the TPMS sensor 2 of the sensor ID.
  • a certain determination accuracy can be ensured by comparing the maximum value with the first threshold value (0.57). Furthermore, by comparing the dispersion characteristic value X other than the maximum value with the second threshold value (0.37), it can be confirmed that there is a difference of more than a predetermined (0.2) between the maximum value and the other three values. Can be increased. For this reason, it is possible to achieve both of ensuring the determination accuracy and shortening the determination time with a small number of receptions of 10 times.
  • Each TPMS sensor 2 transmits TPMS data at a timing when 16 [sec] or more has elapsed from the transmission time of the previous TPMS data and when its rotational position is the highest point. Since the wheel position is determined by comparing the dispersion characteristic value X of the rotational position data of each wheel 1, the wheel 1 to which the TPMS sensor 2 is attached to the TPMS sensor 2 that has transmitted TPMS data of a certain sensor ID. In order to make a difference in the dispersion characteristic value X with the other wheels 1, it is necessary to secure a certain cumulative traveling distance.
  • the TPMS data is transmitted every time the rotational position of the TPMS sensor 2 becomes the highest point, the difference in the dispersion characteristic value X does not occur when the number of receptions is about 10, and wheel position determination becomes difficult. Therefore, by setting the transmission interval of TPMS data to 16 [sec] or more, a certain amount of accumulated mileage can be secured until TPMS data is received 10 times or more, so a sufficient difference can be made in the dispersion characteristic value X. The wheel position can be accurately determined.
  • the battery life of the battery is reduced by ending the fixed position transmission mode and shifting to the fixed transmission mode. Reduction can be suppressed.
  • the TPMS control unit 4 ends the learning mode and switches to the monitor mode. Transition.
  • the total number of TPMS data transmitted from the TPMS sensor 2 when the accumulated traveling time has passed 8 minutes is less than 30, and the learning mode can be ended almost in synchronization with the end of the fixed position transmission mode of the TPMS sensor 2.
  • the sensor control unit 2c monitors the value of the gravitational acceleration component at every predetermined sampling period, but in order to increase the detection accuracy of the peak of the gravitational acceleration component, a certain number of samplings within one period of the gravitational acceleration component It is necessary to ensure. On the other hand, since the power consumption increases as the sampling number increases, the life of the button battery 2e cannot be extended.
  • the sensor control unit 2c is set so that the sampling period is shortened as the acceleration in the centrifugal force direction increases. Therefore, the sampling period can be set appropriately, and the power consumption can be suppressed and the gravitational acceleration component detection accuracy can be increased.
  • the acceleration direction acceleration detection value of the acceleration sensor 2b is equal to or higher than a predetermined acceleration set in advance, the monitoring of the gravitational acceleration component is stopped. Therefore, it is possible to prevent an increase in power consumption due to a short sampling period when an abnormality occurs in the acceleration sensor 2b.
  • the TPMS sensor 2 of Example 1 has the following effects.
  • the sensor control unit 2c (gravity acceleration) detects the value of the gravitational acceleration component of the acceleration in the centrifugal force direction for each set sampling cycle by setting the sampling cycle based on the sensor 2b (acceleration detection means) and the acceleration in the centrifugal force direction Component detecting means) and a transmitter 2d (transmitting means) for transmitting tire air pressure information by radio signals when the value of the gravitational acceleration component of the acceleration in the centrifugal force direction reaches a predetermined value. Therefore, the sampling period can be set appropriately, and the power consumption can be suppressed and the gravitational acceleration component detection accuracy can be increased.
  • the sampling cycle is set shorter as the acceleration in the centrifugal force direction is larger. Therefore, when the wheel speed is low, the sampling period can be lengthened to suppress power consumption, and when the wheel speed is high, the sampling period can be shortened to increase the detection accuracy of the gravitational acceleration component.
  • the sensor control unit 2c stops detecting the value of the gravitational acceleration component of the acceleration in the centrifugal force direction. Therefore, it is possible to prevent an increase in power consumption due to a short sampling period when an abnormality occurs in the acceleration sensor 2b.
  • the tire pressure monitoring system 13 has the following effects.
  • TPMS sensor 2 tire pressure transmitter
  • TPMS body 14 tire pressure monitor body
  • the TPMS sensor 2 includes a pressure sensor 2a (tire pressure detection means) for detecting the tire pressure.
  • the acceleration sensor 2b acceleration detection means
  • the sampling period is set based on the acceleration in the direction of the centrifugal force, and the centrifugal force is set for each set sampling period
  • a sensor control unit 2c gravitity acceleration component detection means for detecting the value of the gravitational acceleration component of the acceleration in the direction, and the value of the gravitational acceleration component of the acceleration in the centrifugal force direction is a predetermined value.
  • a transmitter 2d (transmission means) that transmits tire pressure information by radio signal together with identification information unique to the TPMS sensor 2 is provided, and the TPMS main body 14 transmits from the transmitter 2d of each TPMS sensor 2.
  • a receiver 3 for receiving the tire pressure information
  • an ABS control unit 6 rotating position detecting means
  • wheel position determination for detecting the rotational position of each wheel 1 TPMS control unit 4 (wheel position determination) that determines the wheel position to which the TPMS sensor 2 is attached from the rotational position of each wheel detected by the wheel speed sensor 8 when the value of the gravitational acceleration component of the acceleration becomes a predetermined value Means). Therefore, the sampling period can be set appropriately, and the power consumption can be suppressed and the gravitational acceleration component detection accuracy can be increased.
  • the sampling cycle is set shorter as the acceleration in the centrifugal force direction is larger. Therefore, when the wheel speed is low, the sampling period can be lengthened to suppress power consumption, and when the wheel speed is high, the sampling period can be shortened to increase the detection accuracy of the gravitational acceleration component.
  • the sensor control unit 2c stops detecting the value of the gravitational acceleration component of the acceleration in the centrifugal force direction when the acceleration in the centrifugal force direction detected by the acceleration sensor 2b is equal to or greater than the predetermined acceleration. Therefore, it is possible to prevent an increase in power consumption due to a short sampling period when an abnormality occurs in the acceleration sensor 2b.
  • Example 2 In the first embodiment, the sampling cycle is set shorter as the acceleration in the centrifugal force direction detected by the acceleration sensor 2b is larger. In the second embodiment, the rotation cycle of the wheel 1 is detected by the shock sensor 2f. The sampling cycle was set short.
  • Example 2 will be described, but the same configuration as Example 1 is denoted by the same configuration and description thereof is omitted.
  • FIG. 13 is a configuration diagram of the TPMS sensor 2.
  • the TPMS sensor 2 includes a pressure sensor 2a, a shock sensor 2f, a sensor control unit 2c, a transmitter 2d, and a button battery 2e.
  • the pressure sensor 2a detects tire air pressure.
  • the shock sensor 2f detects a change in load acting on the TPMS sensor 2 when the tire surface at the position where the TPMS sensor 2 is attached contacts the ground.
  • the sensor control unit 2c operates with electric power from the button battery 2e, and inputs tire pressure information from the pressure sensor 2a and load information from the shock sensor 2f. Then, the tire pressure information and the preset sensor ID (identification information) unique to each TPMS sensor 2 are transmitted as TPMS data from the transmitter 2d by radio signals.
  • the sensor IDs of the TPMS sensors 2 are ID1 to ID4.
  • the sensor control unit 2c compares the load change amount detected by the shock sensor 2f with a preset travel determination threshold value, and determines that the vehicle is stopped if the load change amount is less than the travel determination threshold value. To stop sending TPMS data. On the other hand, if the load change amount is equal to or greater than the travel determination threshold, it is determined that the vehicle is traveling, and TPMS data is transmitted at a predetermined timing.
  • the TPMS sensor 2 determines that there is a possibility that tire rotation has been performed when the vehicle stop determination time is 15 [min] or more. When the vehicle stop determination time is less than 15 [min], it is determined that it is not necessary to update the memory 4d, and “scheduled transmission mode” is selected. When the vehicle stop determination time is 15 [min] or more, it is determined that the memory 4d needs to be updated, and the “fixed position transmission mode” is selected.
  • the sensor control unit 2c transmits TPMS data when the TPMS sensor 2 comes to a certain rotational position (for example, a position where the tire surface is in contact with the ground) as described above.
  • the TPMS sensor 2 detects that it has come to a certain rotational position by the shock sensor 2f.
  • the shock sensor 2f has a peak load when the rotational position of the TPMS sensor 2 comes to a position where the tire surface is in contact with the ground.
  • the TPMS sensor 2 can output TPMS data at a constant rotational position by outputting TPMS data at this position.
  • FIG. 14 is a diagram showing a change in load according to the wheel speed.
  • the wheel speed changes from a low state to a high state from top to bottom.
  • the higher the wheel speed the shorter the rotation period of the wheel 1, and the higher the load change frequency.
  • the sensor control unit 2c monitors the load value at every predetermined sampling cycle, but in order to increase the load peak detection accuracy, it is necessary to secure a certain number of samplings within one cycle of the load change. is there. On the other hand, since the power consumption increases as the sampling number increases, the life of the button battery 2e cannot be extended.
  • FIG. 15 is a diagram for setting a sampling period corresponding to the load change frequency detected by the shock sensor 2f.
  • the shock sensor 2f detects a higher load change frequency as the wheel speed (the rotational frequency of the wheel 1) increases.
  • the sampling period can be appropriately set, and the power consumption can be suppressed and the gravitational acceleration component detection accuracy can be increased.
  • the load detection value of the shock sensor 2f is equal to or higher than a predetermined load set in advance, monitoring of the load peak is stopped.
  • the predetermined load is set to a load that cannot be generated when the vehicle is running.
  • the load detection value of the shock sensor 2f is equal to or greater than the predetermined load, it can be determined that the shock sensor 2f has an abnormality such as sticking. ing.
  • the TPMS sensor 2 of the second embodiment has the following effects.
  • a shock sensor 2f rotation frequency detection means that detects the rotation frequency of the wheel 1 in the TPMS sensor 2 (tire pressure transmission device) that is attached to the outer peripheral side of the wheel 1 and transmits the tire pressure information of the wheel 1;
  • the sensor control unit 2c rotation position detecting means
  • a transmitter 2d transmitting means for transmitting tire pressure information by radio signals is provided. Therefore, the sampling period can be set appropriately, and the power consumption can be suppressed and the gravitational acceleration component detection accuracy can be increased.
  • the sampling cycle is set shorter as the rotational frequency of the wheel 1 is higher. Therefore, when the wheel speed is low, the sampling period can be lengthened to suppress power consumption, and when the wheel speed is high, the sampling period can be shortened to increase the detection accuracy of the gravitational acceleration component.
  • the sensor control unit 2c stops detecting the rotational frequency of the wheel 1 when the load in the centrifugal force direction detected by the shock sensor 2f is equal to or greater than a predetermined load. Therefore, it is possible to prevent an increase in power consumption due to the setting of a short sampling period when an abnormality has occurred in the shock sensor 2f.
  • the tire pressure monitoring system 13 of the second embodiment has the following effects. (10) TPMS sensor 2 (tire pressure transmitter) that is attached to the outer periphery of each wheel 1 and transmits the tire pressure information of the wheel 1 by radio signal, and provided on the vehicle body side, receives radio signals and receives
  • TPMS sensor 2 tire pressure transmitter
  • the TPMS sensor 2 includes a pressure sensor 2a (tire pressure detection means) for detecting the tire pressure.
  • a shock sensor 2f for detecting the rotation frequency of the wheel 1 and a sensor control unit 2c for setting the sampling period based on the rotation frequency and detecting the rotation position of the wheel 1 for each set sampling period ( Rotation position detection means) and a transmitter 2d (transmission means) for transmitting tire pressure information by radio signal when the rotation position of the wheel 1 reaches a predetermined position.
  • the TPMS main unit 14 includes a receiver 3 (receiving means) that receives tire pressure information transmitted from the transmitter 2d of each TPMS sensor 2, and an ABS control unit 6 (rotational position detection) that detects the rotational position of each wheel.
  • the TPMS sensor 2 And the rotational position of each wheel 1 detected by the wheel speed sensor 8 when the value of the gravitational acceleration component of the acceleration in the centrifugal force direction of the TPMS sensor 2 having certain identification information becomes a predetermined value, the TPMS sensor 2 And a TPMS control unit 4 (wheel position determination means) for determining the wheel position to which the is attached. Therefore, the sampling period can be set appropriately, and the power consumption can be suppressed and the gravitational acceleration component detection accuracy can be increased.
  • the sampling cycle is set shorter as the rotational frequency of the wheel 1 is higher. Therefore, when the wheel speed is low, the sampling period can be lengthened to suppress power consumption, and when the wheel speed is high, the sampling period can be shortened to increase the detection accuracy of the gravitational acceleration component.
  • the sensor control unit 2c stops detecting the rotational frequency of the wheel 1 when the load in the centrifugal force direction detected by the shock sensor 2f is equal to or greater than a predetermined load. Therefore, it is possible to prevent an increase in power consumption due to a short sampling period when an abnormality occurs in the acceleration sensor 2b.
  • Example 3 In the first embodiment, the gravitational acceleration component is always monitored, but in the third embodiment, the gravity acceleration component is monitored intermittently.
  • the third embodiment will be described. Since the configuration other than the “TPMS sensor control” is the same as that of the first embodiment, the same configuration is given and the description thereof is omitted.
  • the TPMS sensor 2 determines that there is a possibility that tire rotation has been performed when the vehicle stop determination time is 15 [min] or more. When the vehicle stop determination time is less than 15 [min], it is determined that it is not necessary to update the memory 4d, and “scheduled transmission mode” is selected. When the vehicle stop determination time is 15 [min] or more, it is determined that the memory 4d needs to be updated, and the “fixed position transmission mode” is selected.
  • the sensor control unit 2c monitors the value of the gravitational acceleration component at every predetermined sampling period. However, in order to improve the detection accuracy of the peak of the gravitational acceleration component, it is necessary to shorten the sampling period. On the other hand, since the power consumption increases as the sampling period becomes shorter, the life of the button battery 2e cannot be extended.
  • FIG. 16 is a diagram showing a monitoring situation of the gravitational acceleration component.
  • the value of the gravitational acceleration component is monitored only after 16 [sec] has elapsed since the transmission of the previous TPMS data, and the gravitational acceleration component for 16 [sec] after the transmission of the TPMS data.
  • the monitoring of the value of is stopped.
  • the number of samplings can be reduced as a whole even if the sampling period is shortened, and the accuracy of detecting the peak of the gravitational acceleration component is improved. Power consumption can be suppressed.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a change in the value of the gravitational acceleration component according to the wheel speed.
  • the wheel speed changes from a low state to a high state from top to bottom.
  • the higher the wheel speed the shorter the rotation cycle of the wheel 1, and the shorter the cycle of the gravitational acceleration component.
  • FIG. 18 is a diagram for setting a sampling cycle according to the magnitude of the centrifugal force component.
  • the centrifugal force component changes as a whole following the wheel speed shown in FIG. 4 (a) as shown in FIG. 4 (d). Therefore, as shown in FIG. 18, by setting the sampling cycle to be shorter as the centrifugal force component is larger, the sampling cycle can be appropriately set, and the power consumption can be suppressed and the gravitational acceleration component detection accuracy can be increased. .
  • the sensor control unit 2c can obtain the period of the gravitational acceleration component from the gravitational acceleration component monitored by the sampling period set based on the magnitude of the centrifugal force component.
  • FIG. 19 is a diagram for setting a sampling period corresponding to the period of the gravitational acceleration component. As shown in FIG. 19, by setting the sampling period to be longer as the period of the gravitational acceleration component is longer, the sampling period can be appropriately set, and power consumption can be suppressed and the accuracy of detecting the gravitational acceleration component can be improved. .
  • monitoring is performed with sampling periods T1 and T'1 set according to the magnitude of the centrifugal force component.
  • monitoring is performed with sampling periods T2 and T'2 set according to the period of the gravitational acceleration component obtained in the first period.
  • FIG. 20 is a flowchart showing the flow of gravity acceleration component monitor control processing performed in the sensor control unit 2c. Hereinafter, each step will be described.
  • step R1 it is determined whether 16 [sec] has elapsed after TPMS data transmission. If YES, the process proceeds to step R2, and if NO, the process ends.
  • Step R2 the centrifugal force acceleration is input from the acceleration sensor 2b, and the magnitude of the centrifugal force component is obtained.
  • step R3 the sampling period is set from the magnitude of the centrifugal force component.
  • step R4 the gravitational acceleration component is monitored for each sampling period set in step R3.
  • step R5 the period of the gravitational acceleration component is obtained from the monitor result of the gravitational acceleration component.
  • step R6 the sampling period is set from the period of the gravitational acceleration component.
  • step R7 the gravitational acceleration component is monitored for each sampling period set in step R6.
  • step R8 TPMS data is transmitted at the peak of the gravitational acceleration component.
  • step R9 the monitoring of the gravitational acceleration component is stopped and the process is terminated.
  • the sensor control unit 2c monitors the value of the gravitational acceleration component only after the elapse of 16 [sec] after transmitting the previous TPMS data, and after the transmission of the TPMS data, 16 [sec]. During this period, the monitoring of the value of the gravitational acceleration component was stopped. Therefore, since the value of the gravitational acceleration component is monitored just before TPMS data transmission, the number of sampling can be reduced as a whole even if the sampling period is shortened, and the accuracy of detecting the peak of the gravitational acceleration component is increased and the consumption is increased. Electric power can be suppressed.
  • the sensor control unit 2c is set so that the sampling period is shortened as the centrifugal force component increases. Therefore, the sampling period can be set appropriately, and the power consumption can be suppressed and the gravitational acceleration component detection accuracy can be increased.
  • the gravity acceleration component period is obtained from the gravity acceleration component monitored by the sampling period set based on the magnitude of the centrifugal force component, and the sampling period is shortened as the gravity acceleration component period is shorter. It was decided to set as follows. Therefore, in order to obtain a sampling period that can ensure the accuracy of detecting the peak of the gravitational acceleration component, it is possible to set a more appropriate sampling period by using the period of the gravitational acceleration component that directly influences, thereby reducing power consumption. And the detection accuracy of the gravitational acceleration component can be improved.
  • the TPMS sensor 2 of Example 1 has the following effects.
  • a sensor control unit 2c (gravity acceleration component detection means) that stops detecting the value of the gravitational acceleration component of the acceleration in the centrifugal force direction
  • the number of sampling can be reduced as a whole even if the sampling period is shortened, and the accuracy of detecting the peak of the gravitational acceleration component is increased and the consumption is increased. Electric power can be suppressed.
  • the sensor control unit 2c is configured to set the sampling cycle shorter as the centrifugal force component of the acceleration in the centrifugal force direction is larger. Therefore, when the wheel speed is low, the sampling period can be lengthened to suppress power consumption, and when the wheel speed is high, the sampling period can be shortened to increase the detection accuracy of the gravitational acceleration component.
  • the sampling is set to be shorter as the centrifugal force component of the acceleration in the centrifugal force direction is larger in the first period of the gravitational acceleration component.
  • Gravity acceleration component is detected for each cycle, and after the second cycle following the first cycle, the gravity acceleration component is detected for each sampling cycle set shorter as the cycle of the gravity acceleration component detected in the first cycle is shorter I tried to do it. Therefore, in order to obtain a sampling period that can ensure the accuracy of detecting the peak of the gravitational acceleration component, it is possible to set a more appropriate sampling period by using the period of the gravitational acceleration component that directly influences, thereby reducing power consumption. And the detection accuracy of the gravitational acceleration component can be improved.
  • the tire pressure monitoring system 13 has the following effects.
  • TPMS sensor 2 tire pressure transmitter
  • TPMS body 14 tire pressure monitor body
  • the TPMS sensor 2 includes a pressure sensor 2a (tire pressure detection means) for detecting the tire pressure.
  • the acceleration sensor 2b (acceleration detecting means) that detects the acceleration in the centrifugal force direction when the wheel 1 is rotating, and the tire pressure information when the value of the gravitational acceleration component of the acceleration in the centrifugal force direction reaches a predetermined value.
  • Transmitter 2d transmits by radio signal, and means for detecting the gravitational acceleration component of the acceleration in the centrifugal force direction for each set sampling period, before transmitting the radio signal by transmitter 2d
  • Sensor control unit 2c Gram acceleration component detection
  • TPMS main body 14 is provided with a receiver 3 (receiving means) for receiving tire pressure information transmitted from the transmitter 2d of each TPMS sensor 2, and an ABS control for detecting the rotational position of each wheel 1.
  • the sampling cycle is set shorter as the centrifugal force component of the acceleration in the centrifugal force direction is larger. Therefore, when the wheel speed is low, the sampling period can be lengthened to suppress power consumption, and when the wheel speed is high, the sampling period can be shortened to increase the detection accuracy of the gravitational acceleration component.
  • the sampling is set shorter as the centrifugal force component of the acceleration in the centrifugal force direction is larger in the first period of the gravitational acceleration component.
  • Gravity acceleration component is detected for each cycle, and after the second cycle following the first cycle, the gravity acceleration component is detected for each sampling cycle set shorter as the cycle of the gravity acceleration component detected in the first cycle is shorter I tried to do it. Therefore, in order to obtain a sampling period that can ensure the accuracy of detecting the peak of the gravitational acceleration component, it is possible to set a more appropriate sampling period by using the period of the gravitational acceleration component that directly influences, thereby reducing power consumption. And the detection accuracy of the gravitational acceleration component can be improved.

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Abstract

　車輪の遠心力方向の加速度に基づいてサンプリング周期を設定し、設定したサンプリング周期ごとに遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値を検出するようにした。

Description

タイヤ空気圧送信装置およびタイヤ空気圧モニタシステム
　本発明は、タイヤ空気圧送信装置およびタイヤ空気圧モニタシステムに関する。
　特許文献１には、各車輪に設けられたTPMSセンサにおいて検出した回転方向加速度が1[G]または-1[G]となったタイミングでTPMSデータを送信することにより、TPMSセンサが一定の車輪回転位置でTPMSデータを送信するものが開示されている。車体側に設けられたTPMSECUでは、受信したTPMSデータを受信したタイミングにおいて車輪速センサが検出した車輪速パルスから得られる歯数により、TPMSセンサの車輪位置を判別している。
特開２０１０－１２２０２３号公報
　しかしながら、上記従来技術にあっては、所定のサンプリング周期で回転方向加速度を検出する必要があるが、このサンプリング周期が短いとTPMSセンサの消費電力が大きくなりTPMSセンサの電池の長寿命化が図れず、一方、サンプリング周期が長いと回転方向加速度の検出精度が悪くなりTPMSセンサ（タイヤ空気圧送信装置）が一定の車輪回転位置でTPMSデータ（タイヤ空気圧情報）を送信することができない問題があった。
  本発明の目的は、タイヤ空気圧送信装置の消費電力を抑制するとともに、タイヤ空気圧送信装置がタイヤ空気圧情報を送信するタイミングの精度を確保することができるタイヤ空気圧送信装置およびタイヤ空気圧モニタシステムを提供することである。
　上述の目的を達成するため、第１の発明および第２の発明では、車輪の遠心力方向の加速度に基づいてサンプリング周期を設定し、設定したサンプリング周期ごとに遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値を検出するようにした。
  また、第３の発明および第４の発明では、車輪の回転周波数に基づいてサンプリング周期を設定し、設定したサンプリング周期ごとに車輪の回転位置を検出するようにした。
  また、第５の発明および第６の発明では、送信手段により無線信号を送信する前に所定のサンプリング周期毎に遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を開始し、送信手段により無線信号を送信した後に遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を停止するようにした。
　よって、本発明においては、タイヤ空気圧送信装置の消費電力を抑制するとともに、遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値の検出精度を確保することができる。
実施例１のタイヤ空気圧モニタ装置の構成図である。 実施例１の車輪を示す図である。 実施例１のTPMSセンサの構成図である。 実施例１の車輪速と遠心力方向加速度の変化を示すグラフである。 実施例１の車輪速に応じた重力加速度成分の値の変化を示す図である。 実施例１の遠心力方向加速度に応じたサンプリング周期の図である。 実施例１のTPMSコントロールユニットの制御ブロック図である。 実施例１の各車輪の回転位置算出方法を示す図である。 実施例１の分散特性値の算出方法を示す図である。 実施例１の車輪位置判定制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の各車輪の回転位置とTPMSデータの受信回数の関係を示す図である。 実施例１のTPMSデータの受信回数に応じた各車輪の分散特性値Xの変化を示す図である。 実施例２のTPMSセンサの構成図である。 実施例２の車輪速と荷重の変化を示すグラフである 実施例２の荷重変化周波数に応じたサンプリング周期の図である。 実施例３の重力加速度成分のモニタ状況を示す図である。 実施例３の車輪速に応じた重力加速度成分の値の変化を示す図である。 実施例３の遠心力方向加速度に応じたサンプリング周期の図である。 実施例３の重力加速度成分の周期に応じたサンプリング周期の図である。 実施例３の重力加速度成分モニタ制御処理の流れを示すフローチャートである。
1　車輪
2　TPMSセンサ（タイヤ空気圧送信装置、タイヤ空気圧送信部）
2a　圧力センサ（タイヤ空気圧検出手段）
2b　加速度センサ（加速度検出手段）
2c　センサコントロールユニット（重力加速度成分検出手段）
2d　送信機（送信手段）
2f　ショックセンサ（回転周波数検出手段）
3　受信機（受信手段）
4　TPMSコントロールユニット（車輪位置判定手段）
６　ABSコントロールユニット（回転位置検出手段）
13　タイヤ空気圧モニタシステム
14　TPMS本体部（タイヤ空気圧モニタ本体部）
　〔実施例１〕
  ［全体構成］
  図１は、実施例１のタイヤ空気圧モニタシステム13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システム13は、各車輪1に取り付けられたTPMS(Tire Pressure Monitoring System)センサ2と、車体側に設けられたTPMS本体部14とを有している。TPMS本体部14は、受信機3と、TPMSコントロールユニット4と、ディスプレイ5と、ABS(Antilock Brake System)コントロールユニット6と、車輪速センサ8とを備える。
　［TPMSセンサの構成］
  図２は車輪1を示す図である。図２に示すように、TPMSセンサ2は各車輪1に設けられており、車輪1の外周寄りのタイヤの空気バルブ位置に取り付けられている。
  図３はTPMSセンサ2の構成図である。TPMSセンサ2は、圧力センサ2aと、加速度センサ2bと、センサコントロールユニット2cと、送信機2dと、ボタン電池2eとを備える。
　圧力センサ2aは、タイヤの空気圧を検出する。加速度センサ2bは、車輪1に作用する遠心方向加速度を検出する。センサコントロールユニット2cは、ボタン電池2eからの電力により動作し、圧力センサ2aからタイヤ空気圧情報と、加速度センサ2bから遠心力加速度情報とを入力する。そして、タイヤ空気圧情報とあらかじめ設定されている各TPMSセンサ2固有のセンサID（識別情報）とをTPMSデータとして無線信号により送信機2dより送信する。実施例１では、各TPMSセンサ2のセンサIDをID1～ID4とする。
　センサコントロールユニット2cは、加速度センサ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。
　［車輪速センサの構成］
  車輪速センサ8は、ロータ11とセンシング部12とから構成されている。図２に示すように、ロータ11は歯車状に形成されており、車輪1の回転中心と同軸に固定されて車輪1と一体に回転する。このロータ11の凹凸面に対向してセンシング部12が設けられている。センシング部12は永久磁石およびコイルとから構成され、ロータ11が回転するとロータ11の凹凸面がセンシング部12の永久磁石により生じた磁界を横切ることにより、磁束密度が変化してコイルに起電力が生じ、この起電力の電圧変化を車輪速パルス信号としてABSコントロールユニット6へ出力する。ロータ11は48歯からなり、センシング部12は車輪1が1回転すると48回のパルスを出力することなる。
　［ABSコントロールユニットの構成］
  ABSコントロールユニット6は、各車輪速センサ8からの車輪速パルス信号を入力し、パルス数をカウントして、所定時間のパルス変化数により各車輪1の車輪速を求めている。各車輪1の車輪速からある車輪1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。また、ABSコントロールユニット6は、一定間隔（例えば、20[msec]間隔）で車輪速パルスのカウント値をCAN通信線7に出力する。
　［受信機の構成］
  受信機3は、各TPMSセンサ2から出力された無線信号を受信してデコードし、TPMSコントロールユニット4へ出力する。
　［TPMSコントロールユニットの構成］
  TPMSコントロールユニット4は、受信機3においてデコードされた各TPMSセンサ2からのTPMSデータを入力する。TPMSコントロールユニット4は、不揮発性のメモリ4d（図７参照）に各センサIDと各車輪位置との対応関係とを記憶しており、TPMSデータのセンサIDを記憶している対応関係と照合して当該TPMSデータがどの車輪1のデータであるのかを判定する。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5に表示する。また、タイヤの空気圧が下限値を下回った場合には、表示色変更、点滅表示や警告音などによりドライバに空気圧の低下を知らせる。
　上記のように、TPMSコントロールユニット4は、メモリ4d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1のデータであるのかを判定している。しかし、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4d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。
  そのため、タイヤローテーション後にはメモリ4dの各センサIDと各車輪位置との対応関係を更新する必要がある。しかしながら、車輪1側に設けられたTPMSセンサ2と車体側に設けられたTPMSコントロールユニット4とは相互通信を行うことができないため、実施例１のタイヤ空気圧モニタシステムでは、あらかじめメモリ4dの更新時のプロトコルを設定している。
  次に、TPMSセンサ2とTPMSコントロールユニット4の制御について詳述する。
　［TPMSセンサの制御］
  TPMSセンサ2は、車両停止判定時間が15[min]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。車両停止判定時間が15[min]未満のときにはメモリ4dの更新は必要ないと判断し、「定時送信モード」を選択する。車両停止判定時間が15[min]以上のときにはメモリ4dの更新が必要と判断し、「定位置送信モード」を選択する。
　（定時送信モード）
  まず、定時送信モード時のTPMSセンサ2の制御について説明する。
  センサコントロールユニット2cは、加速度センサ2bにより検出された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未満の場合は車両走行中と判定して、一定間隔（例えば、1[min]間隔）でTPMSデータを送信する。
　（定位置送信モード）
  次に、定位置送信モード時のTPMSセンサ2の制御について説明する。
  定位置送信モードでは、定位位置送信モードの送信間隔よりも短い間隔（例えば、約16[sec]間隔）であって、TPMSセンサ2が一定の回転位置（例えば、車輪1の頂点位置）に来たときにTPMSデータを送信する。つまり、定位置送信モードでは、TPMSデータを送信後、16[sec]経過した後にTPMSセンサ2が車輪1の頂点位置に来たときに次のTPMSデータを送信するため、必ずしも16[sec]間隔とはならない。
　定位置送信モードでは、TPMSデータの送信回数が所定回数（例えば、40回）に達するまで実施し、送信回数が40回に達したときには通常モードへ移行する。定位置送信モード中に車両停止と判定した場合には、車両停止判定時間が15[min]未満であるときは再発進後にTPMSデータの送信回数のカウントを継続し、車両停止判定時間が15[min]以上であるときは再発進後に車両停止前のTPMSデータの送信回数をリセットして送信回数のカウントを行う。
　（定位置検出制御）
  TPMSセンサ2は、定位置送信モードでは前述のようにTPMSセンサ2が一定の回転位置（例えば、車輪1の最上点位置）に来たときにTPMSデータを送信する。TPMSセンサ2は自身が車輪1の最上点位置に来たことを加速度センサ2bによって検出している。
　図４は、車輪速と加速度センサ2bが検出する遠心力方向加速度の変化を示すグラフである。図４（ａ）は車輪速、図４（ｂ）は遠心力方向加速度、図４（ｃ）は遠心力方向加速度の重力加速度成分、図４（ｄ）は遠心力方向加速度の遠心力成分を示すグラフである。
　遠心力方向加速度は、車輪1が回転することにより発生する遠心力により発生する加速度である遠心力成分と、重力加速度により発生する加速度である重力加速度成分とに分けることができる。
　遠心力方向加速度は、図４（ｂ）に示すように波打っているものの全体としては図４（ａ）に示す車輪速に追従して変化する。遠心力成分は、図４（ｄ）に示すように車輪速にほぼ同期して推移する。一方、重力加速度成分は、図４（ｃ）に示すように+1[G]と-1[G]との間を行き来する正弦波形状となり、その周期は車輪速が高いほど短くなる。これは、TPMSセンサ2が車輪1の最上点に来たときに+1[G]となり、最下点に来たときにはTPMSセンサ2の方向が最上点のときと反対となるため-1[G]と検出され、最上点および最下点に対し90度の位置で0[G]となるからである。
　遠心方向加速度の重力加速度成分の周期は車輪1の回転周期と同期するため、重力加速度成分の大きさ、方向をモニタすることで、TPMSセンサ2の回転位置を把握できる。よって、例えば、重力加速度成分のピーク（+1[G]）ではTPMSセンサ2は車輪1の最上点に位置することになり、TPMSセンサ2はこの位置で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。
　（サンプリング周期可変制御）
  図５は車輪速に応じた重力加速度成分の値の変化を示す図である。図５では上から下に向かって車輪速が低い状態から高い状態に変化している。図５に示すように車輪速が高いほど車輪1の回転周期は短くなるため、重力加速度成分の周期も短くなる。
　センサコントロールユニット2cは、所定のサンプリング周期ごとに重力加速度成分の値をモニタしているが、重力加速度成分のピークの検出精度を高めるためには、重力加速度成分の1周期内にある程度のサンプリング数を確保する必要がある。一方、サンプリング数が多くなると消費電力が大きくなるため、ボタン電池2eの長寿命化が図れない。
　つまり、車輪速が低いときにはサンプリング周期を長くして消費電力を抑制する必要があり、また車輪速が高いときにはサンプリング周期を短くして重力加速度成分の検出精度を高める必要がある。
　図６は遠心力方向加速度に応じたサンプリング周期を設定するための図である。前述のように、遠心力方向加速度は図４（ｂ）に示すように波打っているものの全体としては図４（ａ）に示す車輪速に追従して変化する。
　よって、図６に示すように遠心力方向加速度が大きいほどサンプリング周期を短くするように設定することで、サンプリング周期を適切に設定でき、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。なお、遠心力成分も図４（ｄ）に示すように車輪速にほぼ同期して推移するため、遠心力方向加速度の代わりに遠心力成分を用いても良い。
　また、加速度センサ2bの遠心力方向加速度検出値があらかじめ設定した所定加速度以上であるときには、重力加速度成分のモニタを中止するようにする。所定加速度は、車両走行時には生じ得ない加速度に設定しておき、加速度センサ2bの遠心力方向加速度検出値が所定加速度以上であるときには、加速度センサ2bが固着等の異常が発生していると判断できるようにしている。
　これは、加速度センサ2bに異常が発生しているときに、サンプリング周期が短く設定されて消費電力が増大することを防止するためである。
　［TPMSコントロールユニットの制御］
  TPMSコントロールユニット4は、車両停止判定時間が15[min]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。車両停止判定時間が15[min]未満のときにはメモリ4dの更新は必要ないと判断し、「モニタモード」を選択する。車両停止判定時間が15[min]以上のときにはメモリ4dの更新が必要と判断し、「ラーニングモード」を選択する。
　（モニタモード）
  まず、モニタモード時のTPMSコントロールユニット4の制御について説明する。
  モニタモード時には、TPMSコントロールユニット4は、受信機3から入力したTPMSデータのセンサIDと、不揮発性のメモリ4dに記憶した各センサIDと各車輪位置との対応関係を照合して当該TPMSデータがどの車輪位置のデータであるのかを判定する。そして、当該TPMSデータに含まれるタイヤ空気圧を対応する車輪1の空気圧としてディスプレイ5に表示する。また、タイヤ空気圧が下限値を下回った場合には、表示色変更、点滅表示や警告音などによりドライバに空気圧の低下を知らせる。
　（ラーニングモード）
  次に、ラーニングモード時のTPMSコントロールユニット4の制御について説明する。
  ラーニングモード時には、各TPMSセンサ2がどの車輪位置にあるかの判定が終了するまで、またはラーニングモードの開始から所定の累積走行時間（例えば、8[min]）が経過するまで実施し、ラーニングモード終了後はモニタモードへ移行する。
  なお、ラーニングモード中であってもTPMSデータは随時入力されるため、更新前のメモリ4dの各センサ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。
　ラーニングモードでは、ABSコントロールユニット6からの車輪速パルスのカウント値と、あるセンサIDを含むTPMSデータを受信した時間とから該センサIDを含むTPMSデータを送信したTPMSセンサ2の位置が最上点となったときの各車輪1の回転位置を求めている。
　TPMSセンサ2は定位置送信モードでは一定の回転位置に来たときにTPMSデータを送信しているため、例えば、ID1のTPMSセンサ2がTPMSデータを送信したときの各車輪1の回転位置を複数送信回にわたって求められれば、ID1のTPMSセンサ2が設けられた車輪1の回転位置は常に一定となる。一方、他の車輪1の回転位置は送信毎に変化することとなる。
　これは車両の走行時、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からである。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、前後輪間および左右輪間に回転数差が生じることが分かっている。
　TPMSコントロールユニット4においてラーニングモード時に行われる車輪位置判定制御について詳しく説明する。ここでは説明の簡単のため、ID1のTPMSセンサ2の車輪位置を判定する処理のみを説明するが、他のTPMSセンサ2の車輪位置を判定する処理も同様に行われる。
  図７は、車輪位置判定制御を実施するためのTPMSコントロールユニット4の制御ブロック図である。TPMSコントロールユニット4は、回転位置演算部4aと、分散演算部4bと、車輪位置判定部（車輪位置判定手段）4cと、メモリ4dとを備えている。
　〈回転位置演算部の制御〉
  回転位置演算部4aは、受信機3からデコード後のTPMSデータと、ABSコントロールユニット6から各車輪速パルスのカウント値とを入力し、ID1のTPMSセンサ2の位置が最上点となったときの各車輪1の回転位置を演算する。
　前述のようにロータ11は48歯を有しているが、ABSコントロールユニット6では車輪速パルスをカウントするだけであって、各歯の特定までは行っていない。そこで、回転位置演算部4aでは48歯それぞれに仮想的に歯番を振り、振ったロータ11の歯番によって車輪1の回転位置が求めている。ラーニングモードが開始されると、回転位置演算部4aはABSコントロールユニット6から入力される車輪速パルスのカウント値を加算して記憶する。この車輪速パルスの加算値を歯数48で除した余りに1をプラスしたものを歯番としている。
　ID1のTPMSセンサ2がTPMSデータを送信したタイミングと、受信機3が該TPMSデータを受信したタイミングとの間にはタイムラグが生じる。さらにID1のTPMSセンサ2の位置が最上点に来たタイミングと、実際にTPMSデータを送信したタイミングとの間にもタイムラグが生じる。
　TPMSコントロールユニット6は直接的にはTPMSセンサ2の位置が最上点に来たときの時間を知ることができないため、受信機3がTPMSデータを受信した時間から逆算してTPMSセンサ2の位置が最上点に来たときの時間を推定し、その時の各車輪の回転位置を演算する必要がある。
　またABSコントロールユニット6からは20[msec]毎にしか車輪速パルスのカウント値は入力されない、つまり1パルス毎のカウント値は入力されないため、ID1のTPMSセンサ2の位置が最上点に来たときの歯番を演算する必要がある。
　図８は、TPMSセンサ2がTPMSデータを送信した時のロータ11の歯番（車輪1の回転位置）を演算する方法を説明する図である。
  図８において、車輪速パルスのカウント値を入力した時間をt1、ID1のTPMSセンサ2の位置が最上点となったときの時間をt2、ID1のTPMSセンサ2が実際にTPMSデータの送信を開始した時間をt3、受信機3が該TPMSデータの受信を完了した時間をt4、次に車輪速パルスのカウント値を入力した時間をt5とする。TPMSコントロールユニット6は時間t1,t4,t5を直接知ることができる。時間t3は、時間t4からTPMSデータのデータ長（規定値であり、例えば、約10[msec]）を減算して算出できる。時間t2は、時間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。20[msec]間では、車輪速の変化は十分小さいため一定速と仮定する。
　時間t1のときの歯番をn1、時間t2のときの歯番をn2、時間t5の歯番をn5とすると、
  (t2 - t1) / (t5 - t1) = (n2 - n1) / (n5 - n1)
が成立する。これから、
  n2 - n1 = (n5 - n1) * (t2 - t1) / (t5 - t1)
が求められ、ID1のTPMSセンサ2の回転位置が最上点となった時間t2の歯番n2は、
  n2 = n1 + (n5 - n1) * (t2 - t1) / (t5 - t1)
となる。
　〈分散演算部の制御〉
  分散演算部4bは、回転位置演算部4aで演算されたID1のTPMSセンサ2の回転位置が最上点となった時間t2の各車輪1の歯番を蓄積し、各車輪1の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９は、分散特性値の算出方法を示す図である。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 × ロータの歯番 / 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((n2+1)*2π/48),sin((n2+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。
　〈車輪位置判定部の制御〉
  車輪位置判定部4cは、分散演算部4bで演算された各車輪1の回転位置データの分散特性値Xを比較し、分散特性値Xの最高値が第１しきい値（例えば、0.57）よりも大きく、かつ、残り３つの分散特性値Xの値がすべて第２しきい値（例えば、0.37）未満となった場合、最高値の分散特性値Xに対応する車輪1にID1のTPMSセンサ2が設けられていると判定し、ID1のTPMSセンサ2と車輪1の位置とを対応関係をメモリ4dに更新する。
　〈車輪位置判定制御処理〉
  図１０は、車輪位置判定制御処理の流れを示すフローチャートである。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ID1の場合について説明するが、他のID(ID2,ID3,ID4)についても並列して車輪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4aにおいてセンサID1のTPMSデータを受信する。
  ステップS2では、回転位置演算部4a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、分散演算部4b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S4では、センサID1のTPMSデータを所定回数（例えば、10回）以上受信したか否かを判定し、YESの場合にはステップS5へ進み、NOの場合にはステップS1へ戻る。
  ステップS5では、車輪位置判定部4cにおいて分散特性値の最高値が第１しきい値0.57よりも大きく、かつ、残りの分散特性値の値が第２しきい値0.37未満であるか否かを判定し、YESの場合にはステップS6へ進み、NOの場合にはステップS7へ進む。
　ステップS6では、車輪位置判定部4cにおいて最高値の分散特性値と対応する車輪位置を、センサID1のTPMSセンサ2の位置と判定し、ラーニングモードを終了する。
  ステップS7では、車輪位置判定部4cにおいてラーニングモードを開始してから所定の累積走行時間（例えば、8分）が経過したか否かを判定し、NOの場合にはステップS1へ進み、YESの場合にはラーニングモードを終了する。
  車輪位置判定部4cは、所定の累積走行時間内にすべてのセンサIDについて車輪位置が判定できた場合は、各センサIDと各車輪位置との対応関係をメモリ4dの更新により登録する。一方、所定の累積走行時間内にすべてのセンサIDについて車輪位置が判定できなかった場合は、更新は行わずメモリ4dに記憶された各センサIDと各車輪位置との対応関係を継続して使用する。
　［作用］
  以下では、タイヤローテーション後に、ID1のTPMSセンサ2の車輪位置が左前輪1FLとなったと前提して説明する。
  （車輪位置判定作用）
  各TPMSセンサ2は、走行開始直前の車両停止判定時間が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定し、定時送信モードから定位置送信モードへ移行する。定位置送信モードにおいて、各TPMSセンサ2は、前回の送信時刻から16[sec]経過し、かつ、自身の回転位置が最上点となったときにTPMSデータを送信する。
　一方、TPMSコントロールユニット4は、車両停止判定時間が15[min]以上である場合、モニタモードからラーニングモードへ移行する。ラーニングモードにおいて、TPMSコントロールユニット4は、各TPMSセンサ2からTPMSデータを受信する都度、車輪速パルスのカウント値の入力時刻、当該TPMSデータの受信完了時刻等から、当該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（ロータの歯番）を演算し、これを10回以上繰り返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が小さな回転位置データに対応する車輪位置を当該TPMSセンサ2の車輪位置と判定する。
　ある車輪1に取り付けられたTPMSセンサ2とロータ11とは一体に回転し、またTPMSセンサ2は一定の回転位置に来たときにTPMSデータを送信しているため、TPMSセンサ2がTPMSデータを送信する周期とロータ11の回転周期とは、走行距離や走行状態にかかわらず常に同期（一致）する。
　前述のように、車両の走行時、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各車輪1の回転数には差が生じるため、例えば、ID1のTPMSデータの送信周期と左前輪1FLのロータ11の回転周期は一致するが、ID1のTPMSデータの送信周期と他の車輪1のロータ11との回転周期は一致しない。
  よって、TPMSデータの送信周期に対する各車輪1の回転位置データのばらつき度合いを見ることで、各TPMSセンサ2の車輪位置を精度良く判定できる。
　図１１は、ID1のTPMSセンサ2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11の歯番）とTPMSデータの受信回数との関係を示す図である。図１１（ａ）は左前輪1FLの車輪速センサ8FL、図１１（ｂ）は右前輪1FRの車輪速センサ8FR、図１１（ｃ）は左後輪1RLの車輪速センサ8RL、図１１（ｄ）は右後輪1RRの車輪速センサ8RRに対応する。
　図１１から明らかなように、右前輪1FR、左後輪1RL、右後輪1RRの車輪速センサ8FR,8RL,8RRから得られた回転位置（ロータ11の歯番）はばらつき度合いが大きいのに対し、左前輪1FLの車輪速センサ8FLから得られた回転位置はばらつき度合いが最小となり、ID1のTPMSデータの送信周期と左前輪1FLのロータ11の回転周期とがほぼ同期していることがわかる。これより、ID1のTPMSセンサ2の位置は左前輪１FLに取り付けられていると判断することができる。
　（分散特性値によるばらつき度合い判定作用）
  分散は一般的には「平均との差の2乗」の平均で定義される。しかし、車輪1の回転位置は周期性のある角度データであるため、一般的な分散の式から車輪１の回転位置のばらつき度合い求めることはできない。
　そこで、実施例１では、分散演算部4bにおいて、各車輪速センサ8から得られた各車輪1の回転位置θを、原点(0,0)を中心とした単位円の円周上の座標(cosθ,sinθ)に変換し、座標(cosθ,sinθ)をベクトルとみて、同じ車輪１の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分散特性値Xとして算出することで、周期性を回避して車輪１の回転位置のばらつき度合いを求めることができる。
　図１２は、ID1のTPMSデータの受信回数に応じた各車輪1の回転位置（ロータ11の歯番）の分散特性値Xの変化を示す図である。図１２において、一点鎖線は左前輪1FLの回転位置の分散特性値X、実線は右前輪1FR、左後輪1RL、右後輪1RRの回転位置の分散特性値Xを示す。
　図１２に示すように、センサID1のTPMSデータの受信回数が増えるにつれて、左前輪1FLの回転位置の分散特性値Xは1に近づき、右前輪1FR、左後輪1RL、右後輪1RRの回転位置の分散特性値Xは0に近づく特性を示す。よって、十分な受信回数（数10回程度）に達したときの分散特性値Xの最高値（最も1に近い分散特性値X）を選択すれば良い。しかし、TPMSセンサ2の車輪位置判定中はドライバに正確なタイヤの情報を知らせることができないため、判定時間の長時間化は好ましくない。一方、少ない受信回数（数回程度）では分散特性値Xに差が出ないため、判定精度の低下を招く。
　そこで実施例１のタイヤ空気圧モニタシステムでは、車輪位置判定部4cにおいて、同一センサIDのTPMSデータを10回以上受信した場合、当該センサIDが送信されたときの各車輪１の回転位置データの分散特性値Xを比較し、分散特性値Xの最高値が第１しきい値0.57よりも大きく、かつ、残り３つの分散特性値Xの値がいずれも第２しきい値0.37未満となった場合、最高値の分散特性値Xと対応する回転位置データの車輪位置を当該センサIDのTPMSセンサ2の車輪位置と判定する。
　単に分散特性値Xの最高値を選択するのではなく、最高値を第１しきい値(0.57)と比較することで一定の判定精度を確保できる。さらに、最高値以外の分散特性値Xを第２しきい値(0.37)と比較することで、最高値と他の3値とに所定(0.2)以上の差があることを確認でき判定精度をより高めることができる。このため、10回という少ない受信回数で判定精度の確保と判定時間の短縮化の両立を実現できる。
　（TPMSデータの間欠送信作用）
  各TPMSセンサ2は、前回のTPMSデータの送信時刻から16[sec]以上経過し、かつ、自身の回転位置が最上点となったタイミングでTPMSデータの送信を行う。
  各車輪１の回転位置データの分散特性値Xを比較して車輪位置判定を行っているため、あるセンサIDのTPMSデータを送信したTPMSセンサ2に対し、当該TPMSセンサ2が取り付けられた車輪1と、他の車輪1との分散特性値Xに差を生じさせるためには、ある程度の累積走行距離を確保する必要がある。
  ここで、仮にTPMSセンサ2の回転位置が最上点となる都度、TPMSデータを送信した場合、10回程度の受信回数では分散特性値Xに差が生じず、車輪位置判定が困難となる。
  よって、TPMSデータの送信間隔を16[sec]以上とすることで、TPMSデータを10回以上受信するまでにある程度の累積走行距離を確保できるため分散特性値Xに十分な差を出すことができ、車輪位置を精度良く判定できる。
　（強制モード変更による電力消費抑制作用）
  TPMSセンサ2は、定位置送信モード時にTPMSデータを40回送信すると定時送信モードへ移行する。TPMSセンサ2は、TPMSデータの送信時に最もボタン電池2eの電力を消費するため、送信間隔が短い定位置送信モードを継続するほど、ボタン電池2eの電池寿命が短くなる。
　そこで実施例１のタイヤ空気圧モニタシステムでは、十分な累積走行時間が経過しても各車輪位置が判定できない場合は、定位置送信モードを終了して定時送信モードへ移行することで、電池寿命の低下を抑制できる。
　一方、TPMSコントロールユニット4は、ラーニングモード開始からの累積走行時間が8分を経過しても各センサIDと各車輪位置との対応関係を判定できない場合は、ラーニングモードを終了してモニタモードへ移行する。累積走行時間が8分を経過したときにTPMSセンサ2から送信された総TPMSデータ数は30弱であり、TPMSセンサ2の定位置送信モード終了にほぼ同期してラーニングモードを終了できる。
　(サンプリング周期可変制御による電力消費抑制作用)
  センサコントロールユニット2cは、所定のサンプリング周期ごとに重力加速度成分の値をモニタしているが、重力加速度成分のピークの検出精度を高めるためには、重力加速度成分の1周期内にある程度のサンプリング数を確保する必要がある。一方、サンプリング数が多くなると消費電力が大きくなるため、ボタン電池2eの長寿命化が図れない。
　そこで実施例１のタイヤ空気圧モニタシステムでは、センサコントロールユニット2cにおいて、遠心力方向加速度が大きいほどサンプリング周期を短くするように設定することとした。
  よって、サンプリング周期を適切に設定でき、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　また、加速度センサ2bの遠心力方向加速度検出値があらかじめ設定した所定加速度以上であるときには、重力加速度成分のモニタを中止するようにした。
  よって、加速度センサ2bに異常が発生しているときにサンプリング周期が短く設定されることによる消費電力の増大を防止することができる。
　［効果］
  次に、効果を説明する。
  実施例１のTPMSセンサ2にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
  (1) 車輪1の外周側に取り付けられ、車輪1のタイヤ空気圧情報を送信するTPMSセンサ2（タイヤ空気圧送信装置）において、車輪1が回転しているときの遠心力方向の加速度を検出する加速度センサ2b（加速度検出手段）と、遠心力方向の加速度に基づいてサンプリング周期を設定し、設定したサンプリング周期ごとに遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値を検出するセンサコントロールユニット2c（重力加速度成分検出手段）と、遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに、タイヤ空気圧情報を無線信号にて送信する送信機2d（送信手段）とを設けた。
  よって、サンプリング周期を適切に設定でき、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　(2) センサコントロールユニット2cは、遠心力方向の加速度が大きいほどサンプリング周期を短く設定するようにした。
  よって、車輪速が低いときにはサンプリング周期を長くして消費電力を抑制することができ、また車輪速が高いときにはサンプリング周期を短くして重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　(3) センサコントロールユニット2cは、加速度センサ2bが検出した遠心力方向の加速度が所定加速度以上であるときには、遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値の検出を中止することとした。
  よって、加速度センサ2bに異常が発生しているときにサンプリング周期が短く設定されることによる消費電力の増大を防止することができる。
　また実施例１のタイヤ空気圧モニタシステム13にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
  (4) 各車輪1の外周側に取り付けられ、車輪1のタイヤ空気圧情報を無線信号にて送信するTPMSセンサ2（タイヤ空気圧送信部）と、車体側に設けられ、無線信号を受信して各車輪1のタイヤ空気圧を監視するTPMS本体部14（タイヤ空気圧モニタ本体部）とを備えたタイヤ空気圧モニタシステム13において、TPMSセンサ2は、タイヤ空気圧を検出する圧力センサ2a（タイヤ空気圧検出手段）と、車輪1が回転しているときの遠心力方向の加速度を検出する加速度センサ2b（加速度検出手段）と、遠心力方向の加速度に基づいてサンプリング周期を設定し、設定したサンプリング周期ごとに遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値を検出するセンサコントロールユニット2c（重力加速度成分検出手段）と、遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに、タイヤ空気圧情報をTPMSセンサ2固有の識別情報と共に無線信号にて送信する送信機2d（送信手段）とを設け、TPMS本体部14は、各TPMSセンサ2の送信機2dから送信されたタイヤ空気圧情報を受信する受信機3（受信手段）と、各車輪1の回転位置を検出するABSコントロールユニット6（回転位置検出手段）と、ある識別情報を有するTPMSセンサ2の遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに車輪速センサ8が検出した各車輪の回転位置から、TPMSセンサ2が取り付けられた車輪位置を判定するTPMSコントロールユニット4（車輪位置判定手段）とを設けた。
  よって、サンプリング周期を適切に設定でき、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　(5) センサコントロールユニット2cは、遠心力方向の加速度が大きいほどサンプリング周期を短く設定するようにした。
  よって、車輪速が低いときにはサンプリング周期を長くして消費電力を抑制することができ、また車輪速が高いときにはサンプリング周期を短くして重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　(6) センサコントロールユニット2cは、加速度センサ2bが検出した遠心力方向の加速度が所定加速度以上であるときには、遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値の検出を中止することとした。
  よって、加速度センサ2bに異常が発生しているときにサンプリング周期が短く設定されることによる消費電力の増大を防止することができる。
　〔実施例２〕
  実施例１では加速度センサ2bが検出した遠心力方向加速度が大きいほどサンプリング周期を短く設定することとしていたが、実施例２ではショックセンサ2fにより車輪1の回転周期を検出し、回転周期が短いほどサンプリング周期を短く設定するようにした。
  以下、実施例２について説明するが、実施例１と同じ構成については同一の構成を付して説明を省略する。
　［TPMSセンサの構成］
  図２に示すように、TPMSセンサ2は各車輪1に設けられており、車輪1の外周寄りのタイヤの空気バルブ位置に取り付けられている。
  図１３はTPMSセンサ2の構成図である。TPMSセンサ2は、圧力センサ2aと、ショックセンサ2fと、センサコントロールユニット2cと、送信機2dと、ボタン電池2eとを備える。
　圧力センサ2aは、タイヤの空気圧を検出する。ショックセンサ2fは、TPMSセンサ2が取り付けられた位置のタイヤ面が地面に接したときのTPMSセンサ2に作用する荷重の変化を検出する。センサコントロールユニット2cは、ボタン電池2eからの電力により動作し、圧力センサ2aからタイヤ空気圧情報と、ショックセンサ2fから荷重情報とを入力する。そして、タイヤ空気圧情報とあらかじめ設定されている各TPMSセンサ2固有のセンサID（識別情報）とをTPMSデータとして無線信号により送信機2dより送信する。実施例２では、各TPMSセンサ2のセンサIDをID1～ID4とする。
　センサコントロールユニット2cは、ショックセンサ2fにより検出された荷重の変化量とあらかじめ設定された走行判定しきい値とを比較し、荷重の変化量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、荷重の変化量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。
　［TPMSセンサの制御］
  TPMSセンサ2は、車両停止判定時間が15[min]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。車両停止判定時間が15[min]未満のときにはメモリ4dの更新は必要ないと判断し、「定時送信モード」を選択する。車両停止判定時間が15[min]以上のときにはメモリ4dの更新が必要と判断し、「定位置送信モード」を選択する。
　なお、「定時送信モード」、「定位置送信モード」の概要は実施例１と同じであるため説明を省略し、以下では「定位置送信モード」のときに行う「定位置検出制御」と「サンプリング周期可変制御」について主に述べる。
　（定位置検出制御）
  センサコントロールユニット2cは、定位置送信モードでは前述のようにTPMSセンサ2が一定の回転位置（例えば、タイヤ面が地面に接する位置）に来たときにTPMSデータを送信する。TPMSセンサ2は自身が一定の回転位置に来たことをショックセンサ2fによって検出している。ショックセンサ2fは、TPMSセンサ2の回転位置がタイヤ面が地面に接する位置に来たときに荷重がピークとなる。TPMSセンサ2はこの位置でTPMSデータを出力することで常に一定の回転位置でTPMSデータを出力できる。
　（サンプリング周期可変制御）
  図１４は車輪速に応じた荷重の変化を示す図である。図１４では上から下に向かって車輪速が低い状態から高い状態に変化している。図１４に示すように車輪速が高いほど車輪1の回転周期は短くなるため、荷重変化周波数は高くなる。
　センサコントロールユニット2cは、所定のサンプリング周期ごとに荷重の値をモニタしているが、荷重のピークの検出精度を高めるためには、荷重変化の1周期内にある程度のサンプリング数を確保する必要がある。一方、サンプリング数が多くなると消費電力が大きくなるため、ボタン電池2eの長寿命化が図れない。
　つまり、車輪速が低いときにはサンプリング周期を長くして消費電力を抑制する必要があり、また車輪速が高いときにはサンプリング周期を短くして重力加速度成分の検出精度を高める必要がある。
　図１５はショックセンサ2fが検出した荷重変化周波数に応じたサンプリング周期を設定するための図である。ショックセンサ2fでは、車輪速（車輪1の回転周波数）が高くなるほど荷重変化周波数は高く検出される。
　よって、図１５に示すように荷重変化周波数が高いほどサンプリング周期を短くするように設定することで、サンプリング周期を適切に設定でき、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　また、ショックセンサ2fの荷重検出値があらかじめ設定した所定荷重以上であるときには、荷重のピークのモニタを中止するようにする。所定荷重は、車両走行時には生じ得ない荷重に設定しておき、ショックセンサ2fの荷重検出値が所定荷重以上であるときには、ショックセンサ2fが固着等の異常が発生していると判断できるようにしている。
　これは、ショックセンサ2fに異常が発生しているときに、サンプリング周期が短く設定されて消費電力が増大することを防止するためである。
　［効果］
  次に、効果を説明する。
  実施例２のTPMSセンサ2にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
  (7) 車輪1の外周側に取り付けられ、車輪1のタイヤ空気圧情報を送信するTPMSセンサ2（タイヤ空気圧送信装置）において、車輪1の回転周波数を検出するショックセンサ2f（回転周波数検出手段）と、回転周波数に基づいてサンプリング周期を設定し、設定したサンプリング周期ごとに車輪1の回転位置を検出するセンサコントロールユニット2c（回転位置検出手段）と、車輪1の回転位置が所定位置となったときに、タイヤ空気圧情報を無線信号にて送信する送信機2d（送信手段）とを設けた。
  よって、サンプリング周期を適切に設定でき、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　(8) センサコントロールユニット2cは、車輪1の回転周波数が高いほどサンプリング周期を短く設定するようにした。
  よって、車輪速が低いときにはサンプリング周期を長くして消費電力を抑制することができ、また車輪速が高いときにはサンプリング周期を短くして重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　(9) センサコントロールユニット2cは、ショックセンサ2fが検出した遠心力方向の荷重が所定荷重以上であるときには、車輪1の回転周波数の検出を中止することとした。
  よって、ショックセンサ2fに異常が発生しているときにサンプリング周期が短く設定されることによる消費電力の増大を防止することができる。
　また実施例２のタイヤ空気圧モニタシステム13にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
  (10) 各車輪1の外周側に取り付けられ、車輪1のタイヤ空気圧情報を無線信号にて送信するTPMSセンサ2（タイヤ空気圧送信部）と、車体側に設けられ、無線信号を受信して各車輪1のタイヤ空気圧を監視するTPMS本体部14（タイヤ空気圧モニタ本体部）とを備えたタイヤ空気圧モニタシステム13において、TPMSセンサ2は、タイヤ空気圧を検出する圧力センサ2a（タイヤ空気圧検出手段）と、車輪1の回転周波数を検出するショックセンサ2f（回転周波数検出手段）と、回転周波数に基づいてサンプリング周期を設定し、設定したサンプリング周期ごとに車輪1の回転位置を検出するセンサコントロールユニット2c（回転位置検出手段）と、車輪1の回転位置が所定位置となったときに、タイヤ空気圧情報を無線信号にて送信する送信機2d（送信手段）とを設け、TPMS本体部14は、各TPMSセンサ2の送信機2dから送信されたタイヤ空気圧情報を受信する受信機3（受信手段）と、各車輪の回転位置を検出するABSコントロールユニット6（回転位置検出手段）と、ある識別情報を有するTPMSセンサ2の遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに車輪速センサ8が検出した各車輪1の回転位置から、TPMSセンサ2が取り付けられた車輪位置を判定するTPMSコントロールユニット4（車輪位置判定手段）とを設けた。
  よって、サンプリング周期を適切に設定でき、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　(11) センサコントロールユニット2cは、車輪1の回転周波数が高いほどサンプリング周期を短く設定するようにした。
  よって、車輪速が低いときにはサンプリング周期を長くして消費電力を抑制することができ、また車輪速が高いときにはサンプリング周期を短くして重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　(12) センサコントロールユニット2cは、ショックセンサ2fが検出した遠心力方向の荷重が所定荷重以上であるときには、車輪1の回転周波数の検出を中止することとした。
  よって、加速度センサ2bに異常が発生しているときにサンプリング周期が短く設定されることによる消費電力の増大を防止することができる。
　〔実施例３〕
  実施例１では常に重力加速度成分のモニタするようにしていたが、実施例３では間欠的にモニタするようにした。
  以下、実施例３について説明するが、「TPMSセンサの制御」以外の構成は実施例１と同じであるため、同一の構成を付して説明を省略する。
　［TPMSセンサの制御］
  TPMSセンサ2は、車両停止判定時間が15[min]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。車両停止判定時間が15[min]未満のときにはメモリ4dの更新は必要ないと判断し、「定時送信モード」を選択する。車両停止判定時間が15[min]以上のときにはメモリ4dの更新が必要と判断し、「定位置送信モード」を選択する。
　なお、「定時送信モード」、「定位置送信モード」の概要は実施例１と同じであるため説明を省略し、以下では「定位置送信モード」のときに行う「部分モニタ制御」、「サンプリング周期可変制御」、「重力加速度成分モニタ制御処理」について主に述べる。
　（部分モニタ制御）
  センサコントロールユニット2cは、所定のサンプリング周期ごとに重力加速度成分の値をモニタしているが、重力加速度成分のピークの検出精度を高めるためには、サンプリング周期を短くする必要がある。一方、サンプリング周期が短くなると消費電力が大きくなるため、ボタン電池2eの長寿命化が図れない。
　図１６は重力加速度成分のモニタ状況を示す図である。図１６に示すように、センサコントロールユニット2cでは、前回のTPMSデータを送信後16[sec]経過した後にのみ重力加速度成分の値をモニタし、TPMSデータ送信後16[sec]間は重力加速度成分の値のモニタを停止するようにしている。
  これにより、TPMSデータ送信直前にのみ重力加速度成分の値をモニタするため、サンプリング周期を短くしても全体としてはサンプリング数を少なくすることができ、重力加速度成分のピークの検出精度を高めるとともに、消費電力を抑制することができる。
　（サンプリング周期可変制御）
  図１７は車輪速に応じた重力加速度成分の値の変化を示す図である。図１７では上から下に向かって車輪速が低い状態から高い状態に変化している。図１７に示すように車輪速が高いほど車輪1の回転周期は短くなるため、重力加速度成分の周期も短くなる。
　重力加速度成分のピークの検出精度を高めるためには、重力加速度成分の1周期内にある程度のサンプリング数を確保する必要がある。一方、サンプリング数が多くなると消費電力が大きくなるため、ボタン電池2eの長寿命化が図れない。
  つまり、車輪速が低い（重力加速度成分の周期が長い）ときにはサンプリング周期を長くして消費電力を抑制する必要があり、また車輪速が高い（重力加速度成分の周期が短い）ときにはサンプリング周期を短くして重力加速度成分の検出精度を高める必要がある。
　図１８は遠心力成分の大きさに応じたサンプリング周期を設定するための図である。前述のように、遠心力成分は図４（d）に示すように全体としては図４（ａ）に示す車輪速に追従して変化する。よって、図１８に示すように遠心力成分が大きいほどサンプリング周期を短くするように設定することで、サンプリング周期を適切に設定でき、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　さらに、センサコントロールユニット2cは、遠心力成分の大きさに基づいて設定したサンプリング周期によりモニタした重力加速度成分から、重力加速度成分の周期を求めることができる。
  図１９は重力加速度成分の周期に応じたサンプリング周期を設定するための図である。図１９に示すように重力加速度成分の周期が長いほどサンプリング周期を長くするように設定することで、サンプリング周期を適切に設定でき、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　図１６に示すように、センサコントロールユニット2cがモニタを開始した直後の第１の周期では、遠心力成分の大きさに応じて設定したサンプリング周期T1,T'1によってモニタを行う。また、第１の周期につづく第２の周期以降では、第１の周期において求めた重力加速度成分の周期に応じて設定したサンプリング周期T2,T'2によってモニタを行う。
　（重力加速度成分モニタ制御処理）
  図２０は、センサコントロールユニット2cにおいて行われる重力加速度成分モニタ制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップについて説明する。
  ステップR1では、TPMSデータ送信後16[sec]経過したか否かを判定し、YESの場合にはステップR2へ進み、NOの場合には処理を終了する。
　ステップR2では、加速度センサ2bから遠心力加速度を入力し、遠心力成分の大きさを求める。
  ステップR3では、遠心力成分の大きさからサンプリング周期を設定する。
  ステップR4では、ステップR3で設定したサンプリング周期毎に重力加速度成分をモニタする。
　ステップR5では、重力加速度成分のモニタ結果から重力加速度成分の周期を求める。
  ステップR6では、重力加速度成分の周期からサンプリング周期を設定する。
  ステップR7では、ステップR6で設定したサンプリング周期毎に重力加速度成分をモニタする。
  ステップR8では、重力加速度成分のピークでTPMSデータを送信する。
  ステップR9では、重力加速度成分のモニタを停止して、処理を終了する。
　［作用］
  （部分モニタによる電力消費抑制作用）
  センサコントロールユニット2cは、所定のサンプリング周期ごとに重力加速度成分の値をモニタしているが、重力加速度成分のピークの検出精度を高めるためには、サンプリング周期を短くする必要がある。一方、サンプリング周期が短くなると消費電力が大きくなるため、ボタン電池2eの長寿命化が図れない。
　そこで実施例１のタイヤ空気圧モニタシステム13では、センサコントロールユニット2cでは、前回のTPMSデータを送信後16[sec]経過した後にのみ重力加速度成分の値をモニタし、TPMSデータ送信後16[sec]間は重力加速度成分の値のモニタを停止するようにした。
  よって、TPMSデータ送信直前にのみ重力加速度成分の値をモニタするため、サンプリング周期を短くしても全体としてはサンプリング数を少なくすることができ、重力加速度成分のピークの検出精度を高めるとともに、消費電力を抑制することができる。
　(サンプリング周期可変制御による電力消費抑制作用)
  重力加速度成分のピークの検出精度を高めるためには、重力加速度成分の1周期内にある程度のサンプリング数を確保する必要がある。一方、サンプリング数が多くなると消費電力が大きくなるため、ボタン電池2eの長寿命化が図れない。
　そこで実施例１のタイヤ空気圧モニタシステム13では、センサコントロールユニット2cにおいて、遠心力成分が大きいほどサンプリング周期を短くするように設定することとした。
  よって、サンプリング周期を適切に設定でき、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　さらに、センサコントロールユニット2cにおいて、遠心力成分の大きさに基づいて設定したサンプリング周期によりモニタした重力加速度成分から、重力加速度成分の周期を求め、重力加速度成分の周期が短いほどサンプリング周期を短くするように設定することとした。
  よって、重力加速度成分のピークの検出精度を確保可能なサンプリング周期を求めるために、直接影響する重力加速度成分の周期を用いることで、より適切なサンプリング周期を設定することができ、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　［効果］
  次に、効果を説明する。
  実施例１のTPMSセンサ2にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
  (13) 車輪1の外周側に取り付けられ、車輪1のタイヤ空気圧情報を送信するTPMSセンサ2（タイヤ空気圧送信装置）において、車輪1が回転しているときの遠心力方向加速度を検出する加速度センサ2b（加速度検出手段）と、遠心力方向加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに、タイヤ空気圧情報を無線信号にて送信する送信機2d（送信手段）と、設定したサンプリング周期毎に遠心力方向加速度の重力加速度成分を検出する手段であって、送信機2dにより無線信号を送信する前に遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を開始し、送信機2dにより無線信号を送信した後に遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を停止するセンサコントロールユニット2c（重力加速度成分検出手段）とを設けた。
  よって、TPMSデータ送信直前にのみ重力加速度成分の値をモニタするため、サンプリング周期を短くしても全体としてはサンプリング数を少なくすることができ、重力加速度成分のピークの検出精度を高めるとともに、消費電力を抑制することができる。
　(14) センサコントロールユニット2cは、遠心力方向加速度の遠心力成分が大きいほどサンプリング周期を短く設定するようにした。
  よって、車輪速が低いときにはサンプリング周期を長くして消費電力を抑制することができ、また車輪速が高いときにはサンプリング周期を短くして重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　(15) センサコントロールユニット2cは、遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を開始した後、重力加速度成分の第１の周期では遠心力方向加速度の遠心力成分が大きいほど短く設定したサンプリング周期毎に重力加速度成分を検出し、第１の周期につづく第２の周期以降では、第１の周期で検出した重力加速度成分の周期が短いほど短く設定したサンプリング周期毎に重力加速度成分を検出するようにした。
  よって、重力加速度成分のピークの検出精度を確保可能なサンプリング周期を求めるために、直接影響する重力加速度成分の周期を用いることで、より適切なサンプリング周期を設定することができ、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　また実施例１のタイヤ空気圧モニタシステム13にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
  (16) 各車輪1の外周側に取り付けられ、車輪1のタイヤ空気圧情報を無線信号にて送信するTPMSセンサ2（タイヤ空気圧送信部）と、車体側に設けられ、無線信号を受信して各車輪1のタイヤ空気圧を監視するTPMS本体部14（タイヤ空気圧モニタ本体部）とを備えたタイヤ空気圧モニタシステム13において、TPMSセンサ2は、タイヤ空気圧を検出する圧力センサ2a（タイヤ空気圧検出手段）と、車輪1が回転しているときの遠心力方向加速度を検出する加速度センサ2b（加速度検出手段）と、遠心力方向加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに、タイヤ空気圧情報を無線信号にて送信する送信機2d（送信手段）と、設定したサンプリング周期毎に遠心力方向加速度の重力加速度成分を検出する手段であって、送信機2dにより無線信号を送信する前に遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を開始し、送信機2dにより無線信号を送信した後に遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を停止するセンサコントロールユニット2c（重力加速度成分検出手段）とを設け、TPMS本体部14は、各TPMSセンサ2の送信機2dから送信されたタイヤ空気圧情報を受信する受信機3（受信手段）と、各車輪1の回転位置を検出するABSコントロールユニット6（回転位置検出手段）と、ある識別情報を有するTPMSセンサ2の遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに車輪速センサ8が検出した各車輪の回転位置から、TPMSセンサ2が取り付けられた車輪位置を判定するTPMSコントロールユニット4（車輪位置判定手段）とを設けた。
  よって、TPMSデータ送信直前にのみ重力加速度成分の値をモニタするため、サンプリング周期を短くしても全体としてはサンプリング数を少なくすることができ、重力加速度成分のピークの検出精度を高めるとともに、消費電力を抑制することができる。
　(17) センサコントロールユニット2cは、遠心力方向加速度の遠心力成分が大きいほどサンプリング周期を短く設定するようにした。
  よって、車輪速が低いときにはサンプリング周期を長くして消費電力を抑制することができ、また車輪速が高いときにはサンプリング周期を短くして重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　(18) センサコントロールユニット2cは、遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を開始した後、重力加速度成分の第１の周期では遠心力方向加速度の遠心力成分が大きいほど短く設定したサンプリング周期毎に重力加速度成分を検出し、第１の周期につづく第２の周期以降では、第１の周期で検出した重力加速度成分の周期が短いほど短く設定したサンプリング周期毎に重力加速度成分を検出するようにした。
  よって、重力加速度成分のピークの検出精度を確保可能なサンプリング周期を求めるために、直接影響する重力加速度成分の周期を用いることで、より適切なサンプリング周期を設定することができ、消費電力の抑制と重力加速度成分の検出精度を高めることができる。
　〔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、回転位置検出手段として車輪速センサを用いた例を示したが、駆動源としてインホイールモータを備えた車両では、モータのレゾルバを用いて回転角度を検出してもよい。

Claims (18)

  1. 　車輪の外周側に取り付けられ、車輪のタイヤ空気圧情報を送信するタイヤ空気圧送信装置において、
    　前記車輪が回転しているときの遠心力方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
    　前記遠心力方向の加速度に基づいてサンプリング周期を設定し、設定したサンプリング周期ごとに前記遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値を検出する重力加速度成分検出手段と、
    　前記遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに、前記タイヤ空気圧情報を無線信号にて送信する送信手段と、
    を設けたことを特徴とするタイヤ空気圧送信装置。
  2. 　請求項１に記載のタイヤ空気圧送信装置において、
    　前記重力加速度成分検出手段は、前記遠心力方向の加速度が大きいほど前記サンプリング周期を短く設定することを特徴とするタイヤ空気圧送信装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載のタイヤ空気圧送信装置において、
    　前記重力加速度成分検出手段は、前記加速度検出手段が検出した前記遠心力方向の加速度が所定加速度以上であるときには、前記遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値の検出を中止することを特徴とするタイヤ空気圧送信装置。
  4. 　各車輪の外周側に取り付けられ、前記車輪のタイヤ空気圧情報を無線信号にて送信するタイヤ空気圧送信部と、
    　車体側に設けられ、前記無線信号を受信して各車輪のタイヤ空気圧を監視するタイヤ空気圧モニタ本体部と、
    を備えたタイヤ空気圧モニタシステムにおいて、
    　前記タイヤ空気圧送信部は、
    前記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力方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
    前記遠心力方向の加速度に基づいてサンプリング周期を設定し、設定したサンプリング周期ごとに前記遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値を検出する重力加速度成分検出手段と、
    前記遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに、前記タイヤ空気圧情報をタイヤ空気圧送信部固有の識別情報と共に無線信号にて送信する送信手段と、
    を設け、
    　前記タイヤ空気圧モニタ本体部は、
    各タイヤ空気圧送信部の前記送信手段から送信された前記タイヤ空気圧情報を受信する受信手段と、
    各車輪の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
    ある識別情報を有するタイヤ空気圧送信部の前記遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値が前記所定値となったときに回転位置検出手段が検出した各車輪の回転位置から、前記タイヤ空気圧送信部が取り付けられた車輪の位置を判定する車輪位置判定手段と、
    を設けたことを特徴とするタイヤ空気圧モニタシステム。
  5. 　請求項４に記載のタイヤ空気圧モニタシステムにおいて、
    　前記重力加速度成分検出手段は、前記遠心力方向の加速度が大きいほど前記サンプリング周期を短く設定することを特徴とするタイヤ空気圧モニタシステム。
  6. 　請求項４または請求項５に記載のタイヤ空気圧モニタシステムにおいて、
    　前記重力加速度成分検出手段は、前記加速度検出手段が検出した前記遠心力方向の加速度が所定加速度以上であるときには、前記遠心力方向の加速度の重力加速度成分の値の検出を中止することを特徴とするタイヤ空気圧モニタシステム。
  7. 　車輪の外周側に取り付けられ、車輪のタイヤ空気圧情報を送信するタイヤ空気圧送信装置において、
    　前記車輪の回転周波数を検出する回転周波数検出手段と、
    　前記回転周波数に基づいてサンプリング周期を設定し、設定したサンプリング周期ごとに前記車輪の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
    　前記車輪の回転位置が所定位置となったときに、前記タイヤ空気圧情報を無線信号にて送信する送信手段と、
    を設けたことを特徴とするタイヤ空気圧送信装置。
  8. 　請求項７に記載のタイヤ空気圧送信装置において、
    　前記回転位置検出手段は、前記車輪の回転周波数が高いほど前記サンプリング周期を短く設定することを特徴とするタイヤ空気圧送信装置。
  9. 　請求項７または請求項８に記載のタイヤ空気圧送信装置において、
    　前記回転位置検出手段は、回転周波数検出手段が検出した前記車輪の回転周波数が所定速周期以下であるときには、前記車輪の回転位置の検出を中止することを特徴とするタイヤ空気圧送信装置。
  10. 　各車輪の外周側に取り付けられ、前記車輪のタイヤ空気圧情報を無線信号にて送信するタイヤ空気圧送信部と、
    　車体側に設けられ、前記無線信号を受信して各車輪のタイヤ空気圧を監視するタイヤ空気圧モニタ本体部と、
    を備えたタイヤ空気圧モニタシステムにおいて、
    　前記タイヤ空気圧送信部は、
    前記タイヤ空気圧を検出するタイヤ空気圧検出手段と、
    前記車輪の回転周波数を検出する回転周波数検出手段と、
    前記回転周波数に基づいてサンプリング周期を設定し、設定したサンプリング周期ごとに前記車輪の回転周波数から前記車輪における前記タイヤ空気圧検出手段の位置を検出する送信機位置検出手段と、
    前記車輪における前記タイヤ空気圧検出手段の位置が所定位置となったときに、前記タイヤ空気圧情報をタイヤ空気圧送信部固有の識別情報と共に無線信号にて送信する送信手段と、
    を設け、
    　前記タイヤ空気圧モニタ本体部は、
    各タイヤ空気圧送信部の前記送信手段から送信された前記タイヤ空気圧情報を受信する受信手段と、
    各車輪の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
    ある識別情報を有するタイヤ空気圧送信部の前記車輪における位置が前記所定位置となったときに前記回転位置検出手段が検出した各車輪の回転位置から、前記タイヤ空気圧送信部が取り付けられた前記車輪の位置を判定する車輪位置判定手段と、
    を設けたことを特徴とするタイヤ空気圧モニタシステム。
  11. 　請求項１０に記載のタイヤ空気圧モニタシステムにおいて、
    　送信機位置検出手段は、前記車輪の回転周波数が高いほど前記サンプリング周期を短く設定することを特徴とするタイヤ空気圧モニタシステム。
  12. 　請求項１０または請求項１１に記載のタイヤ空気圧モニタシステムにおいて、
    　前記重力加速度成分検出手段は、回転周波数検出手段が検出した前記車輪の回転周波数が所定周期以下であるときには、前記車輪の回転位置の検出を中止することを特徴とするタイヤ空気圧モニタシステム。
  13. 　車輪の外周側に取り付けられ、車輪のタイヤ空気圧情報を送信するタイヤ空気圧送信装置において、
    　前記車輪が回転しているときの遠心力方向加速度を検出する加速度検出手段と、
    　前記遠心力方向加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに、前記タイヤ空気圧情報を無線信号にて送信する送信手段と、
    　設定したサンプリング周期毎に前記遠心力方向加速度の重力加速度成分を検出する手段であって、前記送信手段により前記無線信号を送信する前に前記遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を開始し、前記送信手段により前記無線信号を送信した後に前記遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を停止する重力加速度成分検出手段と、
    を設けたことを特徴とするタイヤ空気圧送信装置。
  14. 　請求項１４に記載のタイヤ空気圧送信装置において、
    　前記重力加速度成分検出手段は、前記遠心力方向加速度の遠心力成分が大きいほど前記サンプリング周期を短く設定することを特徴とするタイヤ空気圧送信装置。
  15. 　請求項１３または請求項１４に記載のタイヤ空気圧送信装置において、
    　前記重力加速度成分検出手段は、前記遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を開始した後、前記重力加速度成分の第１の周期では前記遠心力方向加速度の遠心力成分が大きいほど短く設定した前記サンプリング周期毎に前記重力加速度成分を検出し、
    前記第１の周期につづく第２の周期以降では、前記第１の周期で検出した前記重力加速度成分の周期が短いほど短く設定した前記サンプリング周期毎に前記重力加速度成分を検出することを特徴とするタイヤ空気圧送信装置。
  16. 　各車輪の外周側に取り付けられ、前記車輪のタイヤ空気圧情報を無線信号にて送信するタイヤ空気圧送信部と、
    　車体側に設けられ、前記無線信号を受信して各車輪のタイヤ空気圧を監視するタイヤ空気圧モニタ装置と、
    を備えたタイヤ空気圧モニタシステムにおいて、
    　前記タイヤ空気圧送信部は、
    前記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力方向加速度を検出する加速度検出手段と、
    前記遠心力方向加速度の重力加速度成分の値が所定値となったときに、前記タイヤ空気圧情報を無線信号にて送信する送信手段と、
    設定したサンプリング周期毎に前記遠心力方向加速度の重力加速度成分を検出する手段であって、前記送信手段により前記無線信号を送信する前に前記遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を開始し、前記送信手段により前記無線信号を送信した後に前記遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を停止する重力加速度成分検出手段と、
    を設け、
    　前記タイヤ空気圧モニタ装置は、
    各タイヤ空気圧送信部の前記送信手段から送信された前記タイヤ空気圧情報を受信する受信手段と、
    各車輪の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
    ある識別情報を有するタイヤ空気圧送信部の前記遠心力方向加速度の重力加速度成分の値が前記所定値となったときに回転位置検出手段が検出した各車輪の回転位置から、前記タイヤ空気圧送信部が取り付けられた車輪の位置を判定する車輪位置判定手段と、
    を設けたことを特徴とするタイヤ空気圧モニタシステム。
  17. 　請求項１６に記載のタイヤ空気圧モニタシステムにおいて、
    　前記重力加速度成分検出手段は、前記遠心力方向加速度の遠心力成分が大きいほど前記サンプリング周期を短く設定することを特徴とするタイヤ空気圧モニタシステム。
  18. 　請求項１６または請求項１７に記載のタイヤ空気圧モニタシステムにおいて、
    　前記重力加速度成分検出手段は、前記遠心力方向加速度の重力加速度成分の値の検出を開始した後、前記重力加速度成分の第１の周期では前記遠心力方向加速度の遠心力成分が大きいほど短く設定した前記サンプリング周期毎に前記重力加速度成分を検出し、
    前記第１の周期につづく第２の周期以降では、前記第１の周期で検出した前記重力加速度成分の周期が短いほど短く設定した前記サンプリング周期毎に前記重力加速度成分を検出することを特徴とするタイヤ空気圧モニタシステム。
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