JP2020006885A - 車輪位置検出装置およびそれを備えたタイヤ空気圧監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】より短時間で車輪位置検出を行うことが可能な車輪位置検出装置およびそれを備えたＴＰＭＳを提供する。【解決手段】車輪位置検出のためのフレーム送信を行うのに適した好適タイミングを検出し、その好適タイミングの際にＴＰＭＳ−ＥＣＵ３より各送信機２にフレーム送信を指示する送信コマンドを出力させる。そして、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３にて、送信コマンドに応答して送信機２から送信された応答フレームを受信し、その受信タイミングでの各走行車輪５ａ〜５ｄの歯車情報に基づいて、車輪位置検出が行われるようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、対象車輪が車両のどの位置に搭載されている車輪かを自動的に検出する車輪位置検出装置およびそれを備えたタイヤ空気圧監視システム（以下、ＴＰＭＳ（Tire Pressure Monitoring System）という）に関するものである。

従来より、ＴＰＭＳの１つとして、タイヤ空気圧を直接検出するダイレクト式のものがある。このタイプのＴＰＭＳでは、タイヤが取り付けられた車輪側に、圧力センサ等のセンサが備えられた送信機が直接取り付けられている。また、車体側には、アンテナおよび受信機が備えられており、センサからの検出信号が送信機から送信されると、アンテナを介して受信機にその検出信号が受信され、タイヤ空気圧の検出が行われる。

このようなダイレクト式のＴＰＭＳでは、送信されてきたデータが自車両のものであるかどうか及び送信機がどの車輪に取り付けられたものかを判別できるようにすることが必要である。このため、送信機が送信するデータ中に、自車両か他車両かを判別するため及び送信機が取り付けられた車輪を判別するためのＩＤ情報を個々に付与している。そして、送信機の各車輪への取り付け位置、つまり各送信機が車両のどの車輪に取り付けられているのかを特定する車輪位置検出を行い、各送信機のＩＤ情報と各送信機の各車輪への取り付け位置を紐付けして記憶している。

特開２０１３−１３３０５８号公報

しかしながら、車輪側の送信機からのデータ送信のタイミングは例えば３００ＭＨｚもしくは４００ＭＨｚの単方向送信とされ、送信タイミングを制御することができないため、車輪位置検出に適したタイミングでデータ送信が行われていない。このため、車輪位置検出に時間が掛かるという課題がある。

本発明は上記点に鑑みて、より短時間で車輪位置検出を行うことが可能な車輪位置検出装置およびそれを備えたＴＰＭＳを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数の走行車輪（５ａ〜５ｄ）に備えられた送信機（３）それぞれは、該送信機が取り付けられた車輪の回転に伴って変化する重力加速度成分を含む加速度に応じた検出信号を出力する加速度センサ（２２）と、固有の識別情報を含めたフレームを作成すると共に、受信機から送信コマンドが出力されるとフレームを送信する第１制御部（２３）とを有している。また車体（６）側に備えられる受信機（３）は、送信機から送信されたフレームを受信することで、該フレームに含まれた識別情報毎に、フレームを送信してきた送信機が複数の車輪のいずれに取り付けられたものであるかを特定し、複数の車輪と該複数の車輪それぞれに設けられた送信機の識別情報とを対応づけて登録する車輪位置検出を行う第２制御部（３３）を有している。

そして、第２制御部は、複数の車輪と連動して回転させられると共に導体とされた歯の部分と歯の間に位置する部分が交互に繰り返される磁気抵抗の異なる外周面を有する歯車（１２ａ〜１２ｄ）の歯の通過を検出する車輪速度センサ（１１ａ〜１１ｄ）の検出信号に基づいて、複数の車輪に対応した歯車の歯のエッジ数もしくは歯数を取得すると共に、複数の車輪それぞれのエッジ数の差もしくは歯数の差に基づいて、好適タイミングを検出し、さらに、該好適タイミングであることを検出すると、複数の走行車輪それぞれの送信機に対して送信コマンドを出力する。さらに、第１制御部は、該第１制御部を備えた送信機が取り付けられた車輪の中心軸を中心とし、かつ、該車輪の周方向の任意の位置を角度０°として、加速度センサの検出信号に含まれる重力加速度成分に基づいて送信機の存在している角度である存在角度を検出すると共に、送信コマンドが出力されると、存在角度が所定角度になるタイミングでフレームを送信させる。これに基づき、第２制御部は、フレームの受信タイミングのときのエッジ数もしくは歯数に基づいてバラツキ許容幅を設定し、該バラツキ許容幅を設定した後におけるフレームの受信タイミングのときのエッジ数もしくは歯数がバラツキ許容幅の範囲外であれば、該フレームが送信された送信機の取り付けられた車輪の候補から除外していき、残った車輪をフレームが送信された送信機の取り付けられた車輪として登録する。

このように、車輪位置検出のためのフレーム送信を行うのに適した好適タイミングを検出し、その好適タイミングの際に受信機より各送信機にフレーム送信を指示する送信コマンドを出力している。そして、受信機にて、送信コマンドに応答して送信機から送信された応答フレームを受信し、その受信タイミングでの各走行車輪の歯車情報に基づいて、車輪位置検出が行われるようにしている。これにより、より短時間で車輪位置検出を行うことが可能な車輪位置検出装置とすることが可能となる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態にかかる車輪位置検出置が適用されたＴＰＭＳの全体構成を示すブロック図である。 送信機の詳細を示したブロック図である。 受信機の詳細を示したブロック図である。 車輪位置の特定を説明するためのタイミングチャートである。 歯車情報の変化を示したイメージ図である。 車輪位置の特定ロジックを図解した模式図である。 車輪位置の特定ロジックを図解した模式図である。 車輪位置の特定ロジックを図解した模式図である。 車輪位置の評価結果を示した図表である。 車輪位置の評価結果を示した図表である。 車輪位置の評価結果を示した図表である。 車輪位置の評価結果を示した図表である。 右前輪のエッジ数が基準となる値になるタイミングを示した図である。 右前輪のエッジ数が基準となる値になるタイミングでの左前輪のエッジ数を示した図である。 右前輪のエッジ数が基準となる値になるタイミングでの右後輪のエッジ数を示した図である。 右前輪のエッジ数が基準となる値になるタイミングでの左後輪のエッジ数を示した図である。 車輪位置検出の詳細を示したフローチャートである。 応答送信処理の詳細を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態にかかる車輪位置検出装置が適用されるＴＰＭＳの全体構成について説明する。なお、図１の紙面上方向が車両１の前方、紙面下方向が車両１の後方、紙面左右方向が車両１の左右方向に一致する。

図１に示すように、ＴＰＭＳは、車両１に取り付けられるもので、送信機２、受信機を構成するＴＰＭＳ用のＥＣＵ（以下、ＴＰＭＳ−ＥＣＵという）３およびメータ４を備えて構成されている。車輪位置検出装置は、ＴＰＭＳに備えられる送信機２およびＴＰＭＳ−ＥＣＵ３を用いると共に、ブレーキ制御用ＥＣＵ（以下、ブレーキＥＣＵという）１０から各車輪５ａ〜５ｄに対応して備えられた車輪速度センサ１１ａ〜１１ｄの検出信号から得られる歯車情報を取得することで、車輪位置の特定を行っている。

図１に示すように、送信機２は、各走行車輪５ａ〜５ｄに取り付けられるもので、車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたタイヤの空気圧を検出すると共に、その検出結果を示すタイヤ空気圧に関する情報をフレーム内に格納して送信する。ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３は、車両１における車体６側に取り付けられるもので、送信機２から送信されたフレームを受信すると共に、その中に格納された検出信号に基づいて各種処理や演算等を行うことで車輪位置検出およびタイヤ空気圧検出を行う。送信機２は、例えばＦＳＫ（周波数偏移変調）によりフレームを作成し、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３は、そのフレームを復調することでフレーム内のデータを読取り、車輪位置検出およびタイヤ空気圧検出を行っている。これら送信機２およびＴＰＭＳ−ＥＣＵ３の詳細構成について図２Ａおよび図２Ｂを参照して説明する。

図２Ａに示すように、送信機２は、センシング部２１、加速度センサ２２、マイクロコンピュータ２３、送受信回路２４およびアンテナ２５を備えた構成となっている。送信機２は、図示しない電池からの電力供給に基づいて各部が駆動され、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３との間において双方向通信が行えるようになっている。

センシング部２１は、例えば圧力センサ２１ａや温度センサ２１ｂを備えた構成とされ、タイヤ空気圧に応じた検出信号やタイヤ内温度に応じた検出信号を出力する。加速度センサ２２は、送信機２が取り付けられた走行車輪５ａ〜５ｄでのセンサ自身の位置検出、つまり送信機２の位置検出や車速検出を行うために用いられる。本実施形態の加速度センサ２２は、例えば、走行車輪５ａ〜５ｄの回転時に走行車輪５ａ〜５ｄに働く加速度のうち、各走行車輪５ａ〜５ｄの径方向の内側および外側、つまり周方向に垂直な両方向の加速度に応じた検出信号を出力する。

マイクロコンピュータ２３は、第１制御部に相当するものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のもので、ＲＯＭ等の非遷移的実体的記録媒体に相当するメモリに記憶されたプログラムに従って、所定の処理を実行する。マイクロコンピュータ２３内のメモリには、各送信機２を特定するための送信機固有のＩＤ情報と自車両を特定するための車両固有のＩＤ情報とを含む個別のＩＤ情報が格納されている。

マイクロコンピュータ２３は、センシング部２１からのタイヤ空気圧に関する検出信号を受け取り、それを信号処理すると共に必要に応じて加工し、そのタイヤ空気圧に関する情報を各送信機２のＩＤ情報と共にフレーム内に格納する。そして、マイクロコンピュータ２３は、フレームを作成すると、送受信回路２４を介してアンテナ２５よりＴＰＭＳ−ＥＣＵ３に向けてフレーム送信、つまりデータ送信を行うという処理を行う。

送信機２では、車輪位置検出を行ってＩＤ情報の登録を行う登録モードの際と、タイヤ空気圧検出を行うための定期送信モードとで、異なるフレーム送信の処理を行う。本実施形態の場合、図示しない起動スイッチが押下されたときに、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３が登録モードになると共に登録モードであることを示す登録モード信号が送信されるようになっており、それに基づいて各送信機２が登録モードとなる。または、各送信機２は車両の走行開始を検出すると自動的に登録モードとなる。例えば、マイクロコンピュータ２３は、加速度センサ２２の検出信号をモニタすることで車速検出を行っている。これに基づき、マイクロコンピュータ２３は、検出した車速が０となり停車を検出したのち、または停車時間が所定時間を超えたことの検出したのちに、車速が発生すると車両の走行開始を検出し、登録モードとなる。そして、後述するようにＴＰＭＳ−ＥＣＵ３からの送信コマンドに基づいて登録モード用のフレーム送信を行うようになっている。また、ＩＤ情報の登録が完了すると、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３から登録完了を示す完了通知が送信されてくるため、送信機２は、それを受信し、定期送信モードに移行してタイヤ空気圧検出を行うためのフレーム送信を行う。

登録モードの際には、マイクロコンピュータ２３は、例えば、初期フレーム送信を行ったのち、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３からのフレーム送信の送信コマンドが届く度に応答フレーム送信を行う。送信コマンドが出されるタイミングについては、後述するように、特に車輪位置検出に有効なタイミングとなるように、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３側で設定される。

また、マイクロコンピュータ２３は、加速度センサ２２の検出信号をモニタすることで、各送信機２が取り付けられた走行車輪５ａ〜５ｄでの送信機２の位置検出も行っている。位置検出は、各走行車輪５ａ〜５ｄにおいて、各走行車輪５ａ〜５ｄの中心軸を中心として加速度センサ２２が存在している角度、換言すれば送信機２が存在している角度（以下、存在角度という）を検出する角度検出を意味している。そして、マイクロコンピュータ２３は、登録モードにおいて、初期フレーム送信および応答フレーム送信の際には、加速度センサ２２の検出信号に基づいて、送信機２の存在角度が所定角度になるタイミングでフレーム送信を行う。

例えば、マイクロコンピュータ２３は、車速が所定速度、例えば５ｋｍ／ｈ以上になると車両１が走行中であると判定している。加速度センサ２２の出力には遠心力に基づく加速度（以下、遠心加速度という）が含まれる。この遠心加速度を積分して係数を掛けることにより、車速を演算することが可能となる。このため、マイクロコンピュータ２３では、加速度センサ２２の出力から重力加速度成分を取り除いて遠心加速度を演算し、その遠心加速度に基づいて車速の演算を行っている。

また、加速度センサ２２の検出信号は、各走行車輪５ａ〜５ｄの回転に応じた信号となることから、走行時には、重力加速度成分が含まれ、車輪回転に応じた振幅を有する信号となる。例えば、検出信号の振幅は、送信機２が走行車輪５ａ〜５ｄの中心軸を中心として上方位置に位置しているときには負の最大振幅、水平位置に位置しているときにはゼロ、下方位置に位置しているときには正の最大振幅となる。このため、この振幅に基づいて送信機２の存在角度を検出でき、例えば各走行車輪５ａ〜５ｄの中心軸を中心として、送信機２が上方位置に位置しているときを０°としたときの送信機２の成す角度を存在角度として把握できる。

また、マイクロコンピュータ２３は、登録モードになって最初のフレームの送信コマンドが届くと、送信機２の存在角度が所定角度になったときを送信タイミングとして初期フレーム送信を行う。ここでは、所定角度を予め決めておいて角度としているが、送信コマンドを受け取ったタイミングの角度としても良いし、車速が所定速度に達したタイミングの角度としても良い。加速度センサ２２の検出信号から走行開始を検出するのには、検出信号の起伏が大きくなって、ある程度の車速、例えば５ｋｍ／ｈ以上になる方が好ましい。このため、車速が所定速度以上になってから、存在角度が予め決めておいた所定角度になったときにフレーム送信されるようにしても良い。また、ここでは送信コマンドが届いてから初期フレーム送信が行われるようにしているが、送信コマンドによる指示を行わなくても、登録モードになって送信機２の存在角度が所定角度になったときに、初期フレーム送信が行われるようにしても良い。

また、その後さらに、フレーム送信の送信コマンドが届くと、加速度センサ２２の成す角度が１回目のフレーム送信のときと同じ角度になるタイミングを送信タイミングとして、送信機２からの応答フレーム送信を行う。

さらに、車両１が走行を開始したのち、ＩＤ登録が完了してＴＰＭＳ−ＥＣＵ３から完了通知が送信されてくると、送信機２は、定期送信モードに切り替わり、所定の定期送信周期毎にフレーム送信を行う。例えば、定期送信モードに切り替わると、比較的長い定期送信周期毎、例えば１分毎にフレーム送信を行うことで、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３側にタイヤ空気圧に関する信号を定期送信する。このとき、例えば送信機２毎にランダムディレイを設けることで、各送信機２の送信タイミングがずれるようにすることができ、複数の送信機２からの電波の混信によってＴＰＭＳ−ＥＣＵ３側で受信できなくなることを防止することができる。

なお、定期送信モードでのフレーム送信については、送信機２の存在角度が所定角度となるときとしても良いが、特に制限は無く、任意の存在角度の際に行うようにすれば良い。また、電池寿命を考慮して送信間隔を長くした方が良いため、比較的長い一定周期毎、例えば１分毎にフレーム送信を行うことで、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３側にタイヤ空気圧に関する信号を定期送信すると好ましい。

送受信回路２４は、アンテナ２５を通じて、マイクロコンピュータ２３から送られてきたフレームをＴＰＭＳ−ＥＣＵ３に向けて送信する出力部と、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３から送られてくるコマンドなどを表す信号を受信する入力部しての機能を果たす。フレーム送信やＴＰＭＳ−ＥＣＵ３からの指示信号の送信には、例えばＲＦ（Radio Frequency）帯の電波を用いている。送受信回路２４およびアンテナ２５については、それぞれ１つで構成しても良いが、送信用と受信用とで別々の構成とされていても良い。

このように構成される送信機２は、例えば、各走行車輪５ａ〜５ｄのホイールにおけるエア注入バルブに取り付けられ、センシング部２１がタイヤの内側に露出するように配置される。そして、送信機２は、送信機２が取り付けられた走行車輪５ａ〜５ｄのタイヤ空気圧を検出し、ＩＤ登録モードの際には、上記した送信タイミングの際に各送信機２に備えられたアンテナ２５を通じて初期フレーム送信や応答フレーム送信を行う。その後、登録モードが完了して定期送信モードに切り替わると、定期送信周期毎に繰り返しフレーム送信を行う。

一方、図２Ｂに示すように、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３は、アンテナ３１、送受信回路３２およびマイクロコンピュータ３３などを備えた構成とされ、受信機に相当するものである。ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３は、各送信機２から送信されてきたフレームを受信して、自車両の各送信機２のＩＤ登録を行ったり、タイヤ空気圧検出を行ったりする。

アンテナ３１は、各送信機２から送られてくるフレームを受信したり、登録モードの際に送信機２に対してフレーム送信を行わせることを指示する送信コマンドの送信を行うためのものである。アンテナ３１は、車体６に固定されており、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３の本体内に配置された内部アンテナでも良いし、本体から配線を引き伸ばした外部アンテナとされていても良い。

送受信回路３２は、アンテナ３１によって受信された各送信機２からの送信フレームを入力し、そのフレームをマイクロコンピュータ３３に送る入力部と、送信コマンドなどの送信を行う出力部としての機能を果たす。送受信回路３２は、アンテナ３１を通じてフレームを受信すると、その受信した信号をマイクロコンピュータ３３に伝えている。また、送受信回路３２は、マイクロコンピュータ３３から送信コマンドが伝えられると、アンテナ３１を通じて送信コマンドの送信を行う。アンテナ３１および送受信回路３２については、それぞれ１つで構成しても良いが、送信用と受信用とで別々の構成とされていても良い。

マイクロコンピュータ３３は、第２制御部に相当するものである。マイクロコンピュータ３３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のもので、ＲＯＭ等の非遷移的実体的記録媒体に相当するメモリに記憶されたプログラムに従って、車輪位置検出を行ったり、タイヤ空気圧検出を行ったりする。

本実施形態の場合、マイクロコンピュータ３３は、車両の走行開始時もしくはユーザが操作スイッチを操作した際に、メモリに記憶されたプログラムに従って車輪位置検出の処理を行うことでＩＤ登録を行う。

具体的には、マイクロコンピュータ３３は、ＣＡＮなどの車内ＬＡＮを通じて、後述するブレーキＥＣＵ１０から歯車情報を取得している。そして、マイクロコンピュータ３３は、ブレーキＥＣＵ１０から取得する歯車情報と、各送信機２からの送信フレームを受信した受信タイミングとの関係に基づいて車輪位置を特定する。例えば、マイクロコンピュータ３３は、ブレーキＥＣＵ１０から、各走行車輪５ａ〜５ｄの車輪速度情報に加えて各走行車輪５ａ〜５ｄに対応して備えられた車輪速度センサ１１ａ〜１１ｄの歯車情報を所定周期、例えば１０ｍｓ毎に取得している。

「歯車情報」とは、各走行車輪５ａ〜５ｄと共に回転させられる歯車の歯位置を示す情報である。「歯位置」とは、歯車の歯のエッジ数もしくは歯数で示される歯の回転状態、換言すれば回転角度を意味しており、各送信機２の存在角度に対応する値となる。車輪速度センサ１１ａ〜１１ｄは、例えば歯車の歯に対向して配置される電磁ピックアップ式センサによって構成され、歯車の歯の通過に伴って検出信号を変化させる。このようなタイプの車輪速度センサ１１ａ〜１１ｄでは、検出信号として歯の通過に対応する方形パルス波を出力していることから、その方形パルス波の立上りおよび立下りが歯車の歯のエッジの通過を表すことになる。このため、ブレーキＥＣＵ１０では、車輪速度センサ１１ａ〜１１ｄの検出信号の立上りおよび立下りの数から歯車の歯のエッジ数、つまりエッジの通過数をカウントしている。そして、ブレーキＥＣＵ１０は、歯位置を示す歯車情報として、所定周期毎に、例えばそのときの歯のエッジ数をマイクロコンピュータ３３に伝えている。これにより、マイクロコンピュータ３３では、歯車のどの歯が通過したタイミングであるかを把握することが可能になっている。

歯のエッジ数は、歯車が１回転する毎にリセットされる。例えば、歯車に備えられた歯の数が４８歯である場合、エッジ数は０〜９５の合計９６個でカウントされ、カウント値が９５に至ると再び０に戻ってカウントされる。

なお、ここではブレーキＥＣＵ１０から歯車情報として歯車の歯のエッジ数をマイクロコンピュータ３３に伝える場合について説明するが、歯の通過数のカウント値である歯数であっても良い。また、所定周期の間に通過したエッジ数をマイクロコンピュータ３３に伝え、マイクロコンピュータ３３で前回までのエッジ数に所定周期の間に通過したエッジ数を加算させ、その周期でのエッジ数をカウントさせるようにしても良い。勿論、この場合も、エッジ数ではなく、歯数を用いることもできる。つまり、マイクロコンピュータ３３で最終的に歯車情報としてその周期でのエッジ数もしくは歯数が取得できれば良い。また、ブレーキＥＣＵ１０では、歯車の歯のエッジ数もしくは歯数を電源オフのたびにリセットすることになるが、電源オンすると同時もしくは電源オンしてから所定車速になったときから再び計測している。このように、電源オフのたびにリセットされたとしても、電源オン中には同じ歯が同じエッジ数もしくは歯数で表されることになる。

そして、マイクロコンピュータ３３は、各送信機２から送信されたフレームを受信したときにその受信タイミングを計測し、取得している歯車のエッジ数の中からフレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数に基づいて車輪位置検出を行う。この車輪位置検出の具体的な方法については後で詳細に説明するが、これにより、各送信機２がどの走行車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたものかを特定することが可能となる。

また、マイクロコンピュータ３３は、車輪位置検出によって、各送信機２がどの走行車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたものかを特定すると、各送信機２のＩＤ情報と各送信機２が取り付けられている各走行車輪５ａ〜５ｄの位置とを関連づけてＩＤ登録する。その後は、マイクロコンピュータ３３は、各送信機２からの送信フレーム内に格納されたＩＤ情報およびタイヤ空気圧に関するデータに基づいて、各走行車輪５ａ〜５ｄのタイヤ空気圧検出を行う。そして、マイクロコンピュータ３３は、タイヤ空気圧に応じた電気信号をＣＡＮなどの車内ＬＡＮを通じてメータ４に出力する。例えば、マイクロコンピュータ３３は、タイヤ空気圧を所定のしきい値Ｔｈと比較することでタイヤ空気圧の低下を検知し、タイヤ空気圧の低下を検知するとその旨の信号をメータ４に出力する。これにより、４つの走行車輪５ａ〜５ｄのいずれかのタイヤ空気圧が低下したことがメータ４に伝えられる。

メータ４は、警報部として機能するものであり、図１に示されるように、ユーザが視認可能な場所に配置され、例えば車両１におけるインストルメントパネル内に設置されるメータディスプレイ等によって構成される。このメータ４は、例えばＴＰＭＳ−ＥＣＵ３におけるマイクロコンピュータ３３からタイヤ空気圧が低下した旨を示す信号が送られてくると、どの走行車輪５ａ〜５ｄかを特定しつつ、タイヤ空気圧の低下を示す表示を行う。これにより、ユーザに特定車輪のタイヤ空気圧の低下が報知されるようになっている。

続いて、本実施形態のＴＰＭＳの作動について、ＴＰＭＳで行われる車輪位置検出とタイヤ空気圧検出とに分けて説明する。まず、図３〜図７を参照して車輪位置検出の具体的な方法を説明する。

登録モードの際には、送信機２側では、マイクロコンピュータ２３が電池からの電力供給に基づいて所定のサンプリング周期毎に加速度センサ２２の検出信号をモニタすることで車速および走行車輪５ａ〜５ｄそれぞれでの送信機２の存在角度を検出している。

そして、マイクロコンピュータ２３は、フレーム送信の送信コマンドが届くと、送信機２の存在角度が所定角度になるタイミングでＩＤ情報を付してフレーム送信を行う。まず、登録モードになって最初のフレームの送信コマンドが届くと、送信機２の存在角度が所定角度になったときを送信タイミングとして初期フレーム送信を行う。そして、その後は、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３からのフレーム送信の送信コマンドが届くと、送信機２の存在角度が１回目となる初期フレーム送信のときと同じ角度になるタイミングに、応答フレーム送信を行うようにしている。なお、ここではフレームの送信コマンドが届いたことを条件として、フレーム送信が行われる場合について説明しているが、上記したように、初期フレーム送信については、送信コマンドが届かなくても行われるようにしても良い。

すなわち、加速度センサ２２の検出信号の重力加速度成分を抽出すると、図３に示すようなｓｉｎ波となる。このｓｉｎ波に基づいて送信機２の存在角度が分かる。このため、ｓｉｎ波に基づいて送信機２の存在角度が同じ角度になるタイミングで、フレーム送信を行うようにしている。

一方、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３側では、マイクロコンピュータ３３がブレーキＥＣＵ１０から各走行車輪５ａ〜５ｄに対応して備えられた車輪速度センサ１１ａ〜１１ｄの歯車情報を所定周期、例えば１０ｍｓ毎に取得している。そして、マイクロコンピュータ３３は、各送信機２から送信されたフレームを受信したときにその受信タイミングを計測し、取得している歯車のエッジ数の中からフレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数を取得する。

このとき、各送信機２から送信されたフレームの受信タイミングとブレーキＥＣＵ１０から歯車情報を取得している周期とが一致するとは限らない。この場合、ブレーキＥＣＵ１０から歯車情報を取得した周期の中からフレームの受信タイミングに最も近い周期、つまりその直前または直後の周期に取得した歯車情報が示す歯車のエッジ数を、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数として用いる。また、ブレーキＥＣＵ１０から歯車情報を取得した周期の中からフレームの受信タイミングの直前および直後の周期に取得した歯車情報が示す歯車のエッジ数を用いて、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数を演算しても良い。例えば、フレームの受信タイミングの直前および直後の周期に取得した歯車情報が示す歯車のエッジ数の中間値を、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数として用いることができる。

そして、このようなフレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数を取得する動作がフレームを受信する毎に繰り返され、取得したフレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数に基づいて車輪位置を特定する。具体的には、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数のバラツキが前回の受信タイミングのときの歯車のエッジ数に基づいて設定される所定範囲内であるか否かを判定することにより、車輪位置を特定する。

各送信機２は、存在角度が所定角度になるタイミングでフレーム送信を行っている。このため、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３がフレーム受信を行った受信タイミングでの各走行車輪５ａ〜５ｄと対応する歯車のエッジ数について、フレーム送信を行った送信機２と一致する車輪では、前回の受信タイミングのときのエッジ数とほぼ一致する。したがって、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数のバラツキが小さく、所定範囲内に収まることになる。このことは、複数回フレームを受信した場合でも成り立ち、各フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数のバラツキは、１回目のフレーム受信タイミングのときに決められる所定範囲内に収まる。一方、フレーム送信を行った送信機２と異なる車輪では、受信の度に受信タイミングのときのエッジ数がばらつく。

すなわち、車輪速度センサ１１ａ〜１１ｄの歯車の回転は各走行車輪５ａ〜５ｄと連動しているため、フレーム送信を行った送信機２と一致する車輪については、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数で示される歯位置がほぼ一致する。しかし、道路状況や旋回もしくは車線変更などによって各走行車輪５ａ〜５ｄの回転状態が変動するため、走行車輪５ａ〜５ｄの回転状態が完全に同じになることはあり得ない。このため、フレーム送信を行った送信機２と異なる車輪については、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数で示される歯位置がばらつくのである。

したがって、図４に示したように、起動スイッチがオンした当初に歯車１２ａ〜１２ｄのエッジ数が０であった状態から、走行開始後に徐々にフレーム送信を行った送信機２と異なる車輪については、フレームの受信タイミングのときのエッジ数にバラツキが生じる。図５に示すように、フレームを送信してきた送信機２が右前輪５ａに取り付けられていた場合、それ以外の車輪のエッジ数のバラツキが大きくなる。このバラツキが所定範囲内であるか否かを判定することにより、車輪位置を特定する。

例えば、図５Ａに示すように、１回目のフレーム送信時の送信機２の位置が１回目受信角度であったとする。また、歯車のエッジ数のバラツキとして許容できる幅であるバラツキ許容幅が１回目受信角度を中心とした１８０°の範囲、つまり１回目受信角度±９０°の範囲相当の値であるとする。エッジ数で言えば１回目受信時のエッジ数を中心とした±２４のエッジ数範囲であるとする。なお、エッジ数ではなく歯数を用いる場合、１回目受信時の歯数を中心とした±１２の歯数範囲とされる。この場合において、図５Ｂに示すように、２回目のフレーム受信時の歯車のエッジ数が１回目のフレーム受信によって決められたバラツキ許容幅の範囲内であれば、そのエッジ数の車輪はフレーム送信が行われた車輪と一致している可能性があり、ＴＲＵＥとなる。

ただし、この場合にも２回目のフレーム受信時の送信機２の角度である２回目受信角度を中心としてバラツキ許容幅が決まり、２回目受信角度を中心とした１８０°相当の値となる。このため、前回のバラツキ許容幅となる１回目受信角度を中心とした１８０°のバラツキ許容幅と、２回目受信角度を中心とした１８０°のバラツキ許容幅の重なる部分が新たなバラツキ許容幅となり、その重複範囲に新たなバラツキ許容幅を狭めることができる。なお、エッジ数を用いる場合、エッジ数範囲が１２〜４８がバラツキ許容幅となる。

したがって、図５Ｃに示すように、３回目のフレーム受信時の歯車のエッジ数が１、２回目のフレーム受信によって決められたバラツキ許容幅の範囲外であれば、そのエッジ数の車輪はフレーム送信が行われた車輪と一致していないため、ＦＡＬＳＥとなる。このとき、たとえ１回目のフレーム受信によって決められたバラツキ許容幅の範囲内であっても、１、２回目のフレーム受信によって決められたバラツキ許容幅の範囲外であれば、ＦＡＬＳＥと判定している。このようにして、受信したフレームを送信した送信機２が走行車輪５ａ〜５ｄのいずれに取り付けられたものであるかを特定することが可能となる。

すなわち、図６Ａに示すように、ＩＤ情報としてＩＤ１が含まれたフレームについては、そのフレームの受信タイミングの毎に歯車のエッジ数を取得し、それを対応する走行車輪５ａ〜５ｄ毎に記憶する。ここでは、各走行車輪５ａ〜５ｄをそれぞれ、左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ、右後輪ＲＲで表してある。そして、フレームを受信するたびに、取得した歯車のエッジ数がバラツキ許容幅の範囲内であるか否かを判定し、その範囲から外れた車輪をフレームが送信された送信機２の取り付けられた車輪候補から除外していく。そして、最後まで除外されなかった車輪をフレームが送信された送信機２の取り付けられた車輪として登録する。ＩＤ１が含まれたフレームの場合、右前輪ＦＲ、右後輪ＲＲ、左後輪ＲＬの順に候補から除外され、最終的に残った左前輪ＦＬをフレームが送信された送信機２の取り付けられた車輪としてＩＤ情報と対応付けて登録する。

そして、図６Ｂ〜図６Ｄに示すように、ＩＤ情報としてＩＤ２〜ＩＤ４が含まれたフレームについてもＩＤ１が含まれたフレームと同様の処理を行う。これにより、各フレームが送信された送信機２の取り付けられた車輪を特定することができ、送信機２が取り付けられた４輪すべてを特定することが可能となる。

このような手法によって車輪位置検出を行うことができるが、従来では、送信機２からのフレーム送信を走行車輪５ａ〜５ｄの回転に応じて周期的に行っており、電池寿命を考慮して複数回転に１回の割合で行っている。このため、車輪位置検出に適したタイミング、すなわち各車輪間において歯車のエッジ数のバラツキが大きくなるタイミングでフレーム送信が行われるとは限らず、車輪位置検出に時間が掛かるという課題を発生させる可能性がある。

そこで、本実施形態では、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３において、取得している４つの走行車輪５ａ〜５ｄそれぞれの歯車情報から車輪位置検出に適したタイミングを測定し、そのタイミングでフレーム送信の送信コマンドを各送信機２に伝えるようにしている。そして、そのタイミングで各送信機２からのフレーム送信が行われるようにして、車輪位置検出の短時間化を可能にする。以下、車輪位置検出に適したタイミング（以下、好適タイミングという）の測定手法について説明する。

好適タイミングは、各走行車輪５ａ〜５ｄにおいて歯車情報のバラツキ、ここでは歯車のエッジ数のバラツキが大きくなるタイミングである。このため、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３は、各走行車輪５ａ〜５ｄについて、予め所定の歯車のエッジ数を基準とした閾範囲を設定し、閾範囲から外れた車輪があると、そのときを好適タイミングとする。例えば、ユーザが車両１を旋回させたタイミングに、各走行車輪５ａ〜５ｄでの歯車のエッジ数のバラツキが大きくなり易い。その場合、車両１を旋回させたタイミングが好適タイミングとなる。

右前輪５ａを例に挙げて説明すると、図７Ａに示すように、右前輪５ａの歯車のエッジ数の基準が４８であった場合、それを基準として例えばエッジ数３６〜６０を閾範囲に設定する。閾範囲については任意に設定可能であり、上記した１回目のバラツキ許容幅と同じにしても良いし、別の値としても良い。そして、マイクロコンピュータ３３にて、右前輪５ａの歯車のエッジ数が４８になる毎に、他の車輪の歯車のエッジ数を確認し、そのエッジ数が閾範囲内にあるか否かを判定する。ここで、いずれか１つの車輪でも歯車のエッジ数が閾範囲外になったら、そのタイミングを「好適タイミング」とする。

本例の場合、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、時点ｔ１において右前輪５ａの歯車のエッジ数が４８になったときに左前輪５ｂのエッジ数が閾範囲外になると、好適タイミングとして各走行車輪５ａ〜５ｄの送信機２にフレーム送信の送信コマンドが出される。これにより、各走行車輪５ａ〜５ｄに取り付けられた送信機２から、送信機２の存在角度が所定角度となったタイミングで応答フレーム送信が行われる。そして、各走行車輪５ａ〜５ｄから応答フレーム送信が行われたタイミングでの右前輪５ａの歯車のエッジ数が測定され、それぞれバラツキ許容幅の範囲内であるか否かを判定する。

このとき、左前輪４ｂについては、右前輪５ａのエッジ数の閾範囲外になっていたことから、左前輪５ｂに取り付けられた送信機２からの応答フレーム送信が行われたタイミングでの右前輪５ａの歯車のエッジ数はバラツキ許容幅の範囲外になる可能性が高い。このため、左前輪５ｂに取り付けられた送信機２のＩＤ情報は右前輪５ａのものでは無いとして候補から除外されることになる。

なお、本例では、図７Ｃ、図７Ｄに示されるように、時点ｔ１の際に、右後輪５ｃおよび左後輪５ｄについては、右前輪５ａの歯車のエッジ数が４８になったときのエッジ数が閾範囲内となっている。この場合、右後輪５ｃおよび左後輪５ｄに取り付けられた送信機２については、これらから応答フレーム送信が行われたときの右前輪５ａのエッジ数がバラツキ許容幅の範囲外になる可能性もあるが、ここでは範囲内であったとして説明を続ける。

続いて、図７Ａおよび図７Ｃに示すように、時点ｔ２において右前輪５ａの歯車のエッジ数が４８になったときに、右後輪５ｃのエッジ数が閾範囲外になると、好適タイミングとして走行車輪５ａ〜５ｄの送信機２にフレーム送信の送信コマンドが出される。これにより、上記と同様の作動が行われる。そして、今度は、右後輪５ｃに取り付けられた送信機２のＩＤ情報が右前輪５ａのものでは無いとして候補から除外される。

さらに、図７Ａおよび図７Ｄに示すように、時点ｔ３において右前輪５ａの歯車のエッジ数が４８になったときに、左後輪５ｄのエッジ数が閾範囲外になると、好適タイミングとして走行車輪５ａ〜５ｄの送信機２にフレーム送信の送信コマンドが出される。これにより、上記と同様にして、左後輪５ｄに取り付けられた送信機２のＩＤ情報が右前輪５ａのものでは無いとして候補から除外される。よって、最終的に残った右前輪５ａに取り付けられた送信機２のＩＤ情報が、右前輪５ａのＩＤ情報として登録される。

このような車輪位置検出が走行車輪５ａ〜５ｄそれぞれについて行われる。これにより、各走行車輪５ａ〜５ｄに取り付けられた送信機２のＩＤ情報が順に特定されるため、各送信機２のＩＤ情報を、それが取り付けられた車輪の位置と関連付けて記憶する。このように、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３において好適タイミングを検出し、好適タイミングの際に各送信機２から応答フレーム送信が行われるようにしている。このため、より短時間で車輪位置検出を完了することが可能となる。

なお、各走行車輪５ａ〜５ｄについて、同様に車輪位置検出が行われることになるが、より早く車輪位置検出が完了する車輪が発生することもある。その場合、まだ車輪位置検出が完了していない車輪について、車輪位置検出が完了した車輪の情報を反映し、その完了した車輪に取り付けられた送信機２のＩＤ情報を候補から外すようにしている。このようにすれば、より短時間で車輪位置検出を完了できる。

具体的には、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３や送信機２において、図８および図９に示す各処理を実行することにより、上記した車輪位置検出を行っている。図８は、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３におけるマイクロコンピュータ３３が実行する車輪位置検出の詳細を示したフローチャートである。この処理は、登録モードになったときに、所定の制御周期毎に実行される処理である。また、図９は、各送信機２におけるマイクロコンピュータ２３が実行する応答送信処理の詳細を示したフローチャートであり、車両の走行開始が検知されると所定の制御周期毎に実行される。以下、各処理について、時系列に従って説明する。

まず、マイクロコンピュータ３３は、図示しない起動スイッチが押下されたとき、もしくは車両の走行開始を検出すると登録モードとなり、図８のステップＳ１００に示すように、各送信機２に対して初期フレーム送信を指示するコマンドを送信する。ユーザによる操作スイッチの操作が行われたときに車輪位置検出が実行される形態の場合には、マイクロコンピュータ３３は、起動スイッチが押下されたのち操作スイッチの操作を検知すると登録モードとなり、各送信機２に対して登録モード信号を送信する。これと同時に、もしくはその後に、初期フレーム送信を指示する送信コマンドを出力する。そして、各送信機２から初期フレームが届くのを待機する。

一方、各送信機２は、登録モードになると、図１０に示す処理を実行する。各送信機２は、加速度センサ２２の検出信号から車両が走行開始したことを検出すると、もしくは、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３から登録モード信号が届くと、登録モードになる。

ステップＳ２００では、マイクロコンピュータ２３は、自身が備えられている送信機２の存在角度の検出を行う。その後、ステップＳ２１０に進み、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３からのフレームの送信コマンドが有ったか否かの判定が行われる。ここで、上記したステップＳ１００で送信コマンドが出力されていたら肯定判定されてステップＳ２２０に進み、マイクロコンピュータ２３は、自身の送信機２の存在角度が所定角度になったか否かを判定する。そして、ステップＳ２２０で肯定判定されると、ステップＳ２３０に進んで初期フレーム送信が行われる。また、送信コマンドが出力されていなければ、送信コマンドが届くまで待機し、送信コマンドが届いてからステップＳ２２０、Ｓ２３０の処理が実行される。

この後、ステップＳ２４０に進み、登録完了通知を受信したか否かが判定される。ただし、まだこの段階では全走行車輪５ａ〜５ｄのＩＤ登録が完了しておらず、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３から登録完了通知が届いていないため、否定判定されることになり、ステップＳ２００からの処理が繰り返されることになる。

なお、ここでは送信コマンドが届いてから初期フレーム送信が行われるようにしている。これに限らず、マイクロコンピュータ２３は、登録モードになった場合に、送信コマンドが届いていなくても、例えば車速が所定速度になると自動的に初期フレーム送信が行われるようにしても良い。

また、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３では、マイクロコンピュータ３３は、送信コマンドを出力したのち、各送信機２からの初期フレーム送信を待機している。そして、図８のステップＳ１０５以降の処理を行う。なお、ステップＳ１０５、Ｓ１１０、Ｓ１３０〜Ｓ１４５の処理は、走行車輪５ａ〜５ｄそれぞれについて同じように行われることになるが、ここでは統合したフローチャートとして表してある。

ステップＳ１０５では、各送信機２から送信される初期フレームを受信し、初期フレームを受信したら、受信タイミングでの各車輪速度センサ１１ａ〜１１ｄの歯車情報が示すエッジ数を取得する。その後、ステップＳ１１０に進み、初期のバラツキ許容幅、換言すれば１回目受信時のバラツキ許容幅を設定する。なお、これらの処理は、各送信機２から初期フレームが届く毎に実行され、図６に示したように初期フレームを送ってきた送信機２の各ＩＤに対して、図５に示すようなバラツキ許容幅が４輪それぞれに設定されることになる。

続いて、ステップＳ１１５に進み、好適タイミングの検出のために、引き続いてブレーキＥＣＵ１０から取得する各車輪速度センサ１１ａ〜１１ｄの歯車情報から各走行車輪５ａ〜５ｄの歯車のエッジ数を取得する。そして、ステップＳ１２０において、各走行車輪５ａ〜５ｄのエッジ数を比較して、閾範囲から外れる車輪が有るか否かを判定する。具体的には、各走行車輪５ａ〜５ｄそれぞれについて、取得したエッジ数が基準となるエッジ数になるたびに、そのときの他の走行車輪５ａ〜５ｄのエッジ数が閾範囲から外れているか否かを判定する。以下、走行車輪５ａ〜５ｄのうちエッジ数が基準となったものを基準車輪といい、他のものを他車輪という。このように、他車輪のエッジ数が基準車輪における閾範囲から外れていることを判定することで、好適タイミングを判定することができる。

そして、他車輪のエッジ数が基準車輪における閾範囲から外れていなければステップＳ１１５、Ｓ１２０の処理を繰り返し、外れていれば好適タイミングであることから、ステップＳ１２５に進んで全送信機２に対してフレーム送信の送信コマンドを出力する。これにより、送受信回路３２およびアンテナ３１を通じて各送信機２にフレーム送信の送信コマンドが送信される。

一方、各送信機２は、ステップＳ１２５の処理としてＴＰＭＳ−ＥＣＵ３からフレーム送信の送信コマンドが出されると、再び、図９のステップＳ２１０において肯定判定されることになるため、ステップＳ２２０に進んでフレーム送信が行われる。これにより、各送信機２から、自身の存在角度が所定角度になったときにフレームが送信される。

このため、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３では、図８におけるステップＳ１３０においてフレーム受信の処理を行い、各送信機２からフレームを受信する度に、受信タイミングでの各走行車輪５ａ〜５ｄの歯車のエッジ数を取得する。そして、ステップＳ１３５において、各送信機２から送信されたフレームの受信タイミングでのエッジ数がバラツキ許容幅から外れた車輪が有るか否かを判定する。これに基づき、その範囲から外れた車輪をフレームが送信された送信機２の取り付けられた車輪候補から除外する。

ここで肯定判定されるとステップＳ１４０に進み、候補車輪が１つのみになったか否か、つまり最後まで候補車輪から除外されなかったものが１つのみになったか否かを判定する。そして、まだ候補車輪が１つのみになっていなければ、ステップＳ１４５に進み、新たなバラツキ許容幅を設定する。すなわち、今回のフレームの受信タイミングでのエッジ数からバラツキ許容幅と前回までに設定されていたバラツキ許容幅、例えば２回目の受信時であれば前回設定されていた初期のバラツキ許容幅との重複範囲が新たなバラツキ許容幅となる。そして、ステップＳ１１５に戻って、上記した各処理を繰り返す。ステップＳ１３５で否定判定された場合にも、同様にステップＳ１４５の処理を行った後、上記した各処理を繰り返す。

さらに、ステップＳ１４０において、候補車輪が１つのみになって肯定判定されると、ステップＳ１５０に進む。そして、そのフレームを送信してきた送信機２のＩＤ情報を候補車輪として残っている車輪に取り付けられた送信機２のものとして、その車輪と対応づけて登録する。

その後、ステップＳ１５５に進み、全走行車輪５ａ〜５ｄのＩＤ情報の登録が完了したか否かが判定される。ここで否定判定されると、ステップＳ１１５に戻り、まだ登録されていない送信機２について、ステップＳ１１５からの処理が繰り返えされる。そして、最終的に全走行車輪５ａ〜５ｄのＩＤ情報の登録が完了すると、ステップＳ１５５で肯定判定されてステップＳ１６０に進み、登録モードの終了を示すコマンドとなる登録完了通知を各送信機２に対して出力する。これにより、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３は、登録モードを終了して通常のタイヤ空気圧検出モードに切り替わり、各送信機２から送られてくるタイヤ空気圧に関する情報を格納したフレームに基づいて、各走行車輪５ａ〜５ｄのタイヤ空気圧を検出することになる。

一方、上記したように、各送信機２は、ステップＳ２３０でフレーム送信を完了した後に、ステップＳ２４０に進んで登録完了通知を受信したか否かを判定している。そして、上記したステップＳ１６０で登録完了通知が送信されると、ステップＳ２４０で肯定判定されるため、ステップＳ２５０に進んで登録モードを終了して定期送信モードに切り替わる。これにより、今後は、定期送信モードとして、タイヤ空気圧検出を行うためのフレーム送信を行うことになる。

このようにして車輪位置検出が行われると、その後は、タイヤ空気圧検出が行われる。具体的には、タイヤ空気圧検出の際には、定期送信モードとなった各送信機２から一定周期毎にフレームが送信され、各送信機２からフレームが送信されるたびに、４輪分のフレームがＴＰＭＳ−ＥＣＵ３で受信される。そして、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３では、各フレームに格納されたＩＤ情報に基づいて車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたいずれの送信機２から送られてきたフレームであるかを特定し、タイヤ空気圧に関する情報より各車輪５ａ〜５ｄのタイヤ空気圧を検出する。これにより、各車輪５ａ〜５ｄのタイヤ空気圧の低下を検出でき、車輪５ａ〜５ｄのいずれのタイヤ空気圧が低下しているかを特定することが可能となる。そして、タイヤ空気圧の低下が検出されると、その旨をメータ４に伝えることで、メータ４によって車輪５ａ〜５ｄを特定しつつタイヤ空気圧の低下を示す表示を行い、ドライバに特定車輪のタイヤ空気圧の低下を報知する。

以上説明したように、本実施形態では、車輪位置検出のためのフレーム送信を行うのに適した好適タイミングを検出し、その好適タイミングの際にＴＰＭＳ−ＥＣＵ３より各送信機２にフレーム送信を指示する送信コマンドを出力している。そして、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３にて、送信コマンドに応答して送信機２から送信された応答フレームを受信し、その受信タイミングでの各走行車輪５ａ〜５ｄの歯車情報に基づいて、車輪位置検出が行われるようにしている。これにより、より短時間で車輪位置検出を行うことが可能な車輪位置検出装置とすることが可能となる。

（第２実施形態）
本実施形態は、第１実施形態に対して車輪位置検出の方法を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

上記実施形態では、好適タイミングが検出され、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３から各送信機２に対して、フレーム送信を指示する送信コマンドが出されると、その後、各送信機２は自身の存在角度が所定角度になると応答フレーム送信を行うようになっている。これに対して、各送信機２から送信されてくるフレームに自身の存在角度の情報を格納するようにし、その存在角度の情報に基づいて車輪位置検出を行うこともできる。

具体的には、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３において、まず初期フレーム送信として、各走行車輪５ａ〜５ｄのエッジ数が基準となる値になったタイミングで、各送信機２に対してフレーム送信を指示する送信コマンドを出力させる。また、各送信機２に、送信コマンドを受信したタイミングでの存在角度の情報を格納した応答フレーム送信を行わせる。その後、好適タイミングが検出された場合にも、各走行車輪５ａ〜５ｄのエッジ数が基準となる値になったタイミングで、各送信機２に対してフレーム送信を指示する送信コマンドを出力させる。そして、各送信機２から、送信コマンドを受信したタイミングで、存在角度の情報を格納した応答フレーム送信を行わせる。

このような場合も、各走行車輪５ａ〜５ｄにおいて、初期フレームに格納されている存在角度を１回目受信角度としてバラツキ許容幅を設定し、その後に受信する応答フレームに格納された存在角度がバラツキ許容幅から外れていれば、候補から除外する。
例えば、右前輪５ａを一例に挙げて説明する。まず、右前輪５ａのエッジ数が基準となる値、例えば４８となったときに初期フレームの送信コマンドが出力される。そして、それに応答して送信されてきた初期フレームに格納されている存在角度が９０°であったとすると、それを中心として例えば±９０°の範囲をバラツキ許容幅として設定される。さらに、右前輪５ａのエッジ数が基準となる４８になる度に、他の走行車輪５ｂ〜５ｄのエッジ数が閾範囲から外れるか否かを判定し、閾範囲から外れる車輪が有れば好適タイミングとして検出する。そして、好適タイミングが検出されると、右前輪５ａのエッジ数が基準となる４８になるタイミングで送信コマンドが出力される。これにより、各送信機２から応答フレームが送信されてくるため、各応答フレームに格納された存在角度がバラツキ許容幅に含まれるか否かを判定する。そして、バラツキ許容幅から外れている送信機２のＩＤ情報を右前輪５ａの候補から除外し、最後の１つに残った送信機２のＩＤ情報を右前輪５ａのものとして登録する。

このようにする場合にも、好適タイミングの際に応答フレーム送信を行わせるようにすることで、より短時間で車輪位置検出を行うことが可能な車輪位置検出装置とすることが可能となる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

また、上記実施形態では、フレーム送信を行う角度として、角度が０°の位置を各走行車輪５ａ〜５ｄの中心軸を中心として加速度センサ２２が上方位置に位置しているときとしている。しかしながら、これは単なる一例であり、車輪の周方向の任意の位置を角度０°とすればよい。

また、上記実施形態では、フレームの受信タイミング毎にバラツキ許容幅を変更し、徐々にバラツキ許容幅が狭くなるようにしているが、歯位置を中心として設定されるバラツキ許容幅については一定としている。この歯位置を中心として設定されるバラツキ許容幅についても変更可能である。例えば、歯位置のバラツキは、車速が大きいほど大きくなる可能性がある。このため、車速が大きくなるほどバラツキ許容幅を大きくすることで、より的確なバラツキ許容幅を設定できる。また、加速度センサ２２で加速度検出を行うときのサンプリング周期が長いほど、送信機２の角度が所定角度になったタイミングの検出精度が落ちることから、それに応じてバラツキ許容幅を変更することで、より的確なバラツキ許容幅を設定できる。その場合、送信機２側でサンプリング周期などを把握していることから、送信機２が送信するフレーム内にバラツキ許容幅の大きさを決めるデータを含めて送信させるようにすることができる。

上記実施形態では、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３がブレーキＥＣＵ１０から歯車情報を取得するようにしているが、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３が歯車情報として歯車の歯のエッジ数もしくは歯数を取得できれば良い。このため、他のＥＣＵから取得しても良いし、車輪速度センサ１１ａ〜１１ｄの検出信号を入力し、その検出信号から歯車の歯のエッジ数もしくは歯数を取得するようにしても良い。特に、上記実施形態では、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３とブレーキＥＣＵ１０を別々のＥＣＵで構成する場合について説明したが、これらが一体化された単独のＥＣＵで構成される場合もあり得る。その場合には、そのＥＣＵが直接車輪速度センサ１１ａ〜１１ｄの検出信号を入力し、その検出信号から歯車の歯のエッジ数もしくは歯数を取得することになる。また、その場合には、歯車の歯のエッジ数もしくは歯数を常時取得することができるため、これらの情報を所定周期毎に取得する場合と異なり、フレームの受信タイミング丁度の歯車情報に基づいて車輪位置検出を行うことが可能となる。

また、上記実施形態では、好適タイミングの検出を各走行車輪５ａ〜５ｄの歯車情報を閾範囲と比較することで行っているが、これは実質的に、歯車情報の差、つまりエッジ数の差もしくは歯数の差に基づいて行っていることを意味している。各走行車輪５ａ〜５ｄのエッジ数の差もしくは歯数の差の絶対値が閾値を超えれば、閾範囲から外れることになるため、エッジ数の差もしくは歯数の差の絶対値を閾値と比較すればよい。その場合、エッジ数もしくは歯数に基準を設定しなくても、時々刻々と検出されるエッジ数の差もしくは歯数の差の絶対値を閾値とその都度比較すればよい。

また、上記実施形態では、４つの走行車輪５ａ〜５ｄが備えられた車両１に対して備えられた車輪位置検出装置について説明したが、さらに車輪数が多い車両についても、同様に本発明を適用することができる。

なお、本発明では、車輪速度センサ１１ａ〜１１ｄにより走行車輪５ａ〜５ｄの回転に連動して回転させられる歯車の歯の通過を検出できれば良い。このため、歯車としては、外周面が導体とされた歯の部分と歯の間に位置する部分が交互に繰り返される磁気抵抗の異なる構造であれば良い。つまり、外縁部が凹凸とされることで外周面が導体となる凸部と非導体となる空間で構成された一般的なもののみではなく、例えば外周面が導体となる部分と非導体となる絶縁体で構成されたロータスイッチ等も含まれる（例えば特開平１０−０４８２３３号公報参照）。

１ 車両
２ 送信機
３ ＴＰＭＳ−ＥＣＵ
５ａ〜５ｄ 走行車輪
６ 車体
１０ ブレーキＥＣＵ
１１ａ〜１１ｄ 車輪速度センサ
１２ａ〜１２ｄ 歯車
２１ センシング部
２３、３３ マイクロコンピュータ

Claims (7)

1. 車体（６）に対してタイヤを備えた複数の走行車輪（５ａ〜５ｄ）が取り付けられた車両（１）に適用され、前記複数の走行車輪それぞれに配置された送信機（２）と、前記車体に備えられた受信機（３）と、を備える車輪位置検出装置であって、
   前記送信機それぞれは、該送信機が取り付けられた車輪の回転に伴って変化する重力加速度成分を含む加速度に応じた検出信号を出力する加速度センサ（２２）と、固有の識別情報を含めたフレームを作成すると共に、前記受信機から送信コマンドが出力されると前記フレームを送信する第１制御部（２３）とを有し、
   前記受信機は、前記送信機から送信されたフレームを受信することで、該フレームに含まれた前記識別情報毎に、前記フレームを送信してきた前記送信機が前記複数の車輪のいずれに取り付けられたものであるかを特定し、前記複数の車輪と該複数の車輪それぞれに設けられた前記送信機の識別情報とを対応づけて登録する車輪位置検出を行う第２制御部（３３）を有し、
   前記第２制御部は、前記複数の車輪と連動して回転させられると共に導体とされた歯の部分と前記歯の間に位置する部分が交互に繰り返される磁気抵抗の異なる外周面を有する歯車（１２ａ〜１２ｄ）の歯の通過を検出する車輪速度センサ（１１ａ〜１１ｄ）の検出信号に基づいて、前記複数の車輪に対応した歯車の歯のエッジ数もしくは歯数を取得すると共に、前記複数の車輪それぞれのエッジ数の差もしくは歯数の差に基づいて、好適タイミングを検出し、さらに、該好適タイミングであることを検出すると、前記複数の走行車輪それぞれの前記送信機に対して前記送信コマンドを出力し、
   前記第１制御部は、該第１制御部を備えた前記送信機が取り付けられた車輪の中心軸を中心とし、かつ、該車輪の周方向の任意の位置を角度０°として、前記加速度センサの検出信号に含まれる重力加速度成分に基づいて前記送信機の存在している角度である存在角度を検出すると共に、前記送信コマンドが出力されると、前記存在角度が所定角度になるタイミングで前記フレームを送信させ、
   前記第２制御部は、前記フレームの受信タイミングのときの前記エッジ数もしくは歯数に基づいてバラツキ許容幅を設定し、該バラツキ許容幅を設定した後における前記フレームの受信タイミングのときの前記エッジ数もしくは歯数が前記バラツキ許容幅の範囲外であれば、該フレームが送信された送信機の取り付けられた車輪の候補から除外していき、残った車輪を前記フレームが送信された送信機の取り付けられた車輪として登録する車輪位置検出装置。
2. 前記第２制御部は、前記エッジ数の差もしくは前記歯数の差の絶対値が所定の閾値を超えると、前記好適タイミングであることを検出する請求項１に記載の車輪位置検出装置。
3. 前記第２制御部は、前記複数の走行車輪それぞれについて前記エッジ数または歯数の基準となる値を設定しており、前記複数の走行車輪のうちのいずれかの前記エッジ数または歯数が前記基準となる値になったときの前記複数の走行車輪のうちの残りのいずれかが所定の閾範囲から外れると、前記好適タイミングであることを検出する請求項１に記載の車輪位置検出装置。
4. 前記第１制御部は、前記加速度センサの検出信号に基づいて前記車両の走行開始を検出し、該車両の走行開始を検出すると、自動的に前記存在角度が前記所定角度となるタイミングで前記フレームの送信として初期フレームの送信を行い、
   前記第２制御部は、前記初期フレームを受信すると、該初期フレームの受信タイミングのときの前記エッジ数もしくは歯数に基づいて前記バラツキ許容幅を設定する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車輪位置検出装置。
5. 前記第２制御部は、前記送信機に対して前記送信コマンドとして初期フレームの送信を指示する送信コマンドを出力し、
   前記第１制御部は、前記初期フレームの送信を指示する送信コマンドを受信すると、前記存在角度が前記所定角度となるタイミングで前記フレームの送信として初期フレームの送信を行い、
   さらに、前記第２制御部は、前記初期フレームを受信すると、該初期フレームの受信タイミングのときの前記エッジ数もしくは歯数に基づいて前記バラツキ許容幅を設定する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車輪位置検出装置。
6. 車体（６）に対してタイヤを備えた複数の走行車輪（５ａ〜５ｄ）が取り付けられた車両（１）に適用され、前記複数の走行車輪それぞれに配置された送信機（２）と、前記車体に備えられた受信機（３）と、を備える車輪位置検出装置であって、
   前記送信機それぞれは、該送信機が取り付けられた車輪の回転に伴って変化する重力加速度成分を含む加速度に応じた検出信号を出力する加速度センサ（２２）と、固有の識別情報を含めたフレームを作成すると共に、前記受信機から送信コマンドが出力されると前記フレームを送信する第１制御部（２３）とを有し、
   前記受信機は、前記送信機から送信されたフレームを受信することで、該フレームに含まれた前記識別情報毎に、前記フレームを送信してきた前記送信機が前記複数の車輪のいずれに取り付けられたものであるかを特定し、前記複数の車輪と該複数の車輪それぞれに設けられた前記送信機の識別情報とを対応づけて登録する車輪位置検出を行う第２制御部（３３）を有し、
   前記第２制御部は、前記複数の車輪と連動して回転させられると共に導体とされた歯の部分と前記歯の間に位置する部分が交互に繰り返される磁気抵抗の異なる外周面を有する歯車（１２ａ〜１２ｄ）の歯の通過を検出する車輪速度センサ（１１ａ〜１１ｄ）の検出信号に基づいて、前記複数の車輪に対応した歯車の歯のエッジ数もしくは歯数を取得すると共に、前記複数の車輪それぞれのエッジ数の差もしくは歯数の差に基づいて、好適タイミングを検出し、さらに、前記複数の走行車輪それぞれについて前記エッジ数または歯数の基準となる値を設定しており、前記好適タイミングであることを検出すると、前記エッジ数または前記歯数が前記基準となる値になったタイミングで、前記複数の走行車輪それぞれの前記送信機に対して前記送信コマンドを出力し、
   前記第１制御部は、該第１制御部を備えた前記送信機が取り付けられた車輪の中心軸を中心とし、かつ、該車輪の周方向の任意の位置を角度０°として、前記加速度センサの検出信号に含まれる重力加速度成分に基づいて前記送信機の存在している角度である存在角度を検出すると共に、前記送信コマンドを受信したタイミングでの前記存在角度の情報を含めた前記フレームを送信させ、
   前記第２制御部は、前記フレームに含まれる前記存在角度に基づいてバラツキ許容幅を設定し、該バラツキ許容幅を設定した後に受信した前記フレームに含まれる前記存在角度が前記バラツキ許容幅の範囲外であれば、該フレームが送信された送信機の取り付けられた車輪の候補から除外していき、残った車輪を前記フレームが送信された送信機の取り付けられた車輪として登録する車輪位置検出装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車輪位置検出装置を含むタイヤ空気圧監視システムであって、
   前記送信機は、前記複数の車輪それぞれに備えられた前記タイヤの空気圧に応じた検出信号を出力するセンシング部を備え、前記第１制御部によって前記センシング部の検出信号を信号処理したタイヤ空気圧に関する情報をフレームに格納したのち、当該フレームを前記受信機に送信し、
   前記受信機は、前記第２制御部にて、該タイヤ空気圧に関する情報より、前記複数の車輪それぞれに備えられた前記タイヤの空気圧を検出することを特徴とするタイヤ空気圧監視システム。

Images