(57)【要約】  各タイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧モニター装置であって、各車輪1のタイヤに装着され、タイヤの空気圧を検出する圧力センサ2aと、各車輪1に設けられ、所定の回転位置のとき空気圧情報をセンサIDと共に無線信号にて送信する送信機2dと、車体側に設けられ、無線信号を受信する受信機3と、各車輪1と対応して車体側に設けられ、車輪1の回転位置を検出する車輪速センサ8と、あるセンサIDを含む無線信号が送信されたときの各車輪1の回転位置を10回以上回取得して各車輪1の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センサIDに対応する送信機2dの車輪位置と判定するTPMSCU4と、を備えた。
2012140954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各タイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧モニター装置であって、
各車輪のタイヤに装着され、タイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧検出手段と、
各車輪に設けられ、所定の回転位置のとき前記空気圧を各送信機固有の識別情報と共に無線信号にて送信する送信機と、
車体側に設けられ、前記無線信号を受信する受信機と、
各車輪と対応して車体側に設けられ、車輪の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
ある識別情報を含む無線信号が送信されたときの各車輪の回転位置を複数回取得して各車輪の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識別情報に対応する送信機の車輪位置と判定する車輪位置判定手段と、
を備えたことを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項２】
請求項１に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車輪位置判定手段は、前記各車輪の回転位置を、２次元平面上で原点を始点、単位円の円周上の点を終点とするベクトルに変換し、各回転位置データのベクトルの平均ベクトルのスカラー量を分散特性値として算出し、各分散特性値の最高値を最もばらつき度合いが小さいと判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項３】
請求項２に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車輪位置判定手段は、各分散特性値の最高値が第１しきい値を超えた場合、当該最高値と対応する回転位置データを最もばらつき度合いが小さいと判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項４】
請求項３に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車輪位置判定手段は、各分散特性値のうち最高値を除くすべての分散特性値が前記第１しきい値よりも小さな第２しきい値未満である場合、前記最高値と対応する回転位置データを最もばらつき度合いが小さいと判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項５】
請求項１に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
車輪の回転数に比例した車輪速パルスを出力する車輪速センサを備え、
前記回転位置検出手段は、前記各車輪速パルスのカウント値から各車輪の回転位置を検出し、
前記車輪位置判定手段は、各車輪が同一方向に回転している期間に、ある識別情報を含む無線信号が送信されたときの各車輪の回転位置を複数回取得して各車輪の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識別情報に対応する送信機の車輪位置と判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項６】
請求項５に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車輪位置判定手段は、車両の累積走行時間が所定時間に達するまでの間、各車輪が同一方向に回転している複数の期間で各回転位置データのばらつき度合いを算出し、各期間のばらつき度合いに基づいて最終的なばらつき度合いを算出することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項７】
請求項６に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車輪位置判定手段は、各期間のばらつき度合いに対して回転位置のデータ数が多いほど重み付けを大きくする重み付け処理を行い、重み付け処理後の各期間のばらつき度合いに基づいて最終的なばらつき度合いを算出することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車輪位置判定手段は、前記複数の期間のうち、回転位置のデータ数が所定値以上である期間のばらつき度合いに基づいて最終的なばらつき度合いを算出することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項９】
請求項１に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
車輪の回転数に比例した車輪速パルスを出力する車輪速センサを備え、
前記回転位置検出手段は、前記各車輪速パルスのカウント値から各車輪の回転位置を検出し、
前記車輪位置判定手段は、
車両の累積走行時間が所定の累積走行時間に達する前であって、各回転位置データのデータ数が所定数以上となった場合、各車輪位置データのばらつき度合いを算出し、最もばらつき度合いが小さな車輪位置データに対応する車輪位置を当該識別情報に対応する送信機の車輪位置と判定する第１判定部と、
車両の累積走行時間が前記所定の累積走行時間に達した場合、各車輪位置データのばらつき度合いを算出し、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識別情報に対応する送信機の車輪位置と判定する第２判定部と、
を備えたことを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
車輪位置判定手段は、前記各車輪の回転位置を、２次元平面上で原点を始点、単位円の円周上の点を終点とするベクトルに変換し、各回転位置データのベクトルの平均ベクトルのスカラー量を分散特性値として算出し、各分散特性値を比較して各回転位置データのばらつき度合いを求めることを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記第１判定部は、各分散特性値の最高値が第１しきい値を超えた場合、当該最高値と対応する回転位置データを最もばらつき度合いが小さいと判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記第１判定部は、各分散特性値のうち最高値を除くすべての分散特性値が前記第１しきい値よりも小さな第２しきい値未満である場合、前記最高値と対応する回転位置データを最もばらつき度合いが小さいと判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１３】
請求項１０ないし請求項１２のいずれか１項に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記第２判定部は、前記所定の累積走行時間のうち、各車輪が同一方向に回転している期間毎に、当該期間内の回転位置データに基づいて各回転位置データの期間別分散特性値を算出すると共に、各期間別分散特性値に基づいて各回転位置データのトータル分散特性値を算出し、各トータルの分散特性値の最高値と対応する回転位置データを最も最もばらつき度合いが小さいと判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
車輪の回転数に比例した車輪速パルスを出力する車輪速センサと、
各車輪速パルスのカウント値を算出するカウント値算出手段と、
を備え、
前記回転位置検出手段は、前記各車輪速パルスのカウント値から各車輪の回転位置を検出し、
同一輪における回転位置と前記カウント値との関係が所定の関係からずれる特定の車両状態を検出する特定車両状態検出手段と、
前記特定の車両状態が検出された場合、各車輪の回転位置と前記カウント値との関係が前記所定の関係に近づくように前記カウント値を補正するカウント値補正手段と、
を備えたことを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記特定車両状態検出手段は、車両が停止している状態を判定し、
前記カウント値補正手段は、前記カウント値算出手段により算出されたカウント値から車両停止と判定されている期間のカウント数を減算することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車両停止判定手段は、駐車レンジが選択されている場合、車両停止と判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１７】
請求項１５または請求項１６に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車両停止検出手段は、すべての車輪速センサから所定時間以上車輪速パルスが出力されない場合、車両停止と判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１８】
請求項１４ないし請求項１７のいずれか１項に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記特定車両状態検出手段は、車両が後退している状態を判定し、
前記カウント値補正手段は、前記カウント値算出手段により算出されたカウント値から車両後退と判定されている期間のカウント数の倍の数を減算することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記特定車両状態検出手段は、後退レンジが選択されている場合、車両後退と判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項２０】
請求項１ないし請求項１９のいずれか１項に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記送信機は、第１の所定条件が成立したときに第１の間隔で送信する定位置送信モードと、それ以外のときは第１の間隔よりも長い第２の間隔で送信する通常モードとを切り替えるモード切替手段を有し、
前記受信機は、前記送信機のモード判断手段と同じ判断により前記送信機のモードを認識するモード認識部を有すること
を特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記第１の所定条件は、前記送信機から信号が送信されない状態が所定時間以上経過したとき、または、前記所定時間以上経過する前であって前記第１の間隔で送信する送信回数が所定回数に到達する前のときであり、
前記受信機は、前記定位置送信モードのときに受信した受信回数と、その受信したデータを記憶し、
前記車輪位置判定手段は、前記記憶されたデータと、新たに受信したデータとに基づいて車輪位置を判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項２２】
請求項２０または２１に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記受信機は、前記所定時間が経過するまでは、イグニッションスイッチの状態にかかわらず、前記モード認識部の作動を継続することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ空気圧モニター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、各タイヤに傾斜センサを設けて車輪位置に対応する回転位置を傾斜角としてそれぞれ登録しておき、傾斜センサによって検出される傾斜角と、登録されている車輪位置と傾斜角との対応関係とに基づいて、タイヤに取り付けたタイヤ空気圧センサの送信機の車輪位置を判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２４５９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、走行時の４輪の回転数が常に一致する場合には成立するが、実際は、特に旋回時の内外輪差や車輪のロックおよびスリップ等によって４輪の回転数には差が生じるため、送信機の車輪位置を精度良く判定できないという問題があった。
本発明の目的は、送信機の車輪位置を精度良く判定できるタイヤ空気圧モニター装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明では、ある識別情報を含む無線信号が送信されたときの各車輪の回転位置を複数回取得して各車輪の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識別情報に対応する送信機の車輪位置と判定する。
【発明の効果】
【０００６】
送信機が常に一定の回転位置で無線信号を送信している場合、そのタイミングで検出された各車輪の回転位置のうち当該送信機が装着された車輪の回転位置はほぼ一定の値を示すのに対し、他の回転位置はばらつきが生じる。よって、各車輪の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送信機の車輪位置と判定することで、送信機の車輪位置を精度良く判定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１のタイヤ空気圧モニター装置の構成図である。
【図２】TPMSセンサ2の構成図である。
【図３】実施例１のTPMSセンサ内で行なわれるTPMSデータ送信・停止処理を表すフローチャートである。
【図４】実施例１のTPMSセンサ内で行なわれるTPMSデータ送信処理を表すフローチャートである。
【図５】実施例１のTPMSCU内で実施されるモード選択制御処理を表すフローチャートである。
【図６】実施例１のTPMSCU内で実施されるイグニッションスイッチON時におけるモード選択制御処理を表すフローチャートである。
【図７】車輪位置判定制御を実施するためのTPMSCU4の制御ブロック図である。
【図８】各車輪1の回転位置算出方法を示す図である。
【図９】分散特性値の算出方法を示す図である。
【図１０】第１制御部11による第１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。
【図１１】第２制御部12による第２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。
【図１２】左前輪1FLのTPMSセンサ2FLの回転位置が最上点となったときの各車輪1FL,1FR,1RL,1RRの回転位置（ロータの歯数）とTPMSデータの受信回数との関係を示す図である。
【図１３】TPMSデータの受信回数に応じた分散特性値Xの変化を示す図である。
【図１４】第２車輪位置判定制御による分散特性値算出例である。
【図１５】実施例１における走行と停止を繰り返す際のTPMSセンサ側のモードおよびTPMSCU側のモードを表すタイムチャートである。
【図１６】実施例２の車輪位置判定制御を実施するためのTPMSCU4の制御ブロック図である。
【図１７】実施例３の車輪位置判定制御を実施するためのTPMSCU4の制御ブロック図である。
【図１８】実施例４のタイヤ空気圧モニター装置の構成図である。
【図１９】実施例４の車輪位置判定制御を実施するためのTPMSCU4の制御ブロック図である。
【図２０】実施例４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。
【符号の説明】
【０００８】
1  車輪
2  TPMSセンサ
2a  圧力センサ（タイヤ空気圧検出手段）
2b  加速度センサ
2c  センサCU
2d  送信機
2e  ボタン電池
3  受信機
4  TPMSCU（車輪位置判定手段）
4a,4a',11a,12a  回転位置演算部（回転位置検出手段）
4b,4b',11b,12b  分散演算部
4c,4c',11c,12c  車輪位置判定部
4d,9  メモリ
4e  停止・後退判定部（特定車両状態検出手段）
4f  カウント値補正部（カウント値補正手段）
5  ディスプレイ
6  ABSCU（カウント値算出手段）
7  通信線
8  車輪速センサ
10  インヒビタスイッチ
11  第１制御部（車輪位置判定手段）
12  第２制御部（車輪位置判定手段）
14  更新判断部
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するため形態を、図面に基づく各実施例を用いて説明する。
〔実施例１〕
図１は、実施例１のタイヤ空気圧モニター装置の構成図である。図において、各符号の末尾のFLは左前輪、FRは右前輪、RLは左後輪、RRは右後輪に対応することを示す。以下の説明では、個別に説明する必要がない場合にはFL,FR,RL,RRの記載を省略する。
実施例１のタイヤ空気圧モニター装置は、TPMS(Tire Pressure Monitoring System)センサ2と、受信機3と、TPMSコントロールユニット(TPMSCU)4と、ディスプレイ5と、車輪速センサ8とを備える。TPMSセンサ2は各車輪1に装着され、受信機3、TPMSCU4、ディスプレイ5および車輪速センサ8は車体側に設けられている。
【００１０】
TPMSセンサ2は、タイヤの空気バルブ（不図示）位置に取り付けられている。図２は、TPMSセンサ2の構成図である。TPMSセンサ2は、圧力センサ（タイヤ空気圧検出手段）2aと、加速度センサ（Gセンサ）2bと、センサコントロールユニット（センサCU）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[kPa]を検出する。
Gセンサ2bは、タイヤに作用する遠心方向加速度[G]を検出する。
センサCU2cは、ボタン電池2eからの電力により動作し、圧力センサ2aにより検出されたタイヤの空気圧情報とセンサID（識別情報）を含むTPMSデータを無線信号により送信機2dから送信する。実施例１では、センサIDを1〜4とする。
【００１１】
図３は実施例１のTPMSセンサ内で行なわれるTPMSデータ送信・停止処理を表すフローチャートである。ステップS21では、センサCU2cは、Gセンサ2bにより検出された遠心方向加速度とあらかじめ設定された走行判定しきい値とを比較し、遠心方向加速度が走行判定しきい値未満の場合は車両停止と判定してステップS25へ進み、前回の遠心方向加速度g1が走行判定閾値g0以上か否かを判断する。前回の遠心方向加速度g1が走行判定閾値g0以上のときは、走行判定閾値g0を下回った直後であると判断してステップS26に進み、無線信号の送信終了をTPMSCU4に知らせるモーションフラグFmのOFF信号を1回送信する。そして、ステップS27に進んでTPMSデータの送信を停止する。
一方、ステップS21において、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、ステップS22に進み、前回の遠心方向加速度g1が走行判定閾値g0未満か否かを判断する。前回の遠心方向加速度g1が走行判定閾値g0未満のときは、走行判定閾値g0を上回った直後であると判断してステップS23に進み、無線信号の送信開始をTPMSCU4に知らせるモーションフラグFmのON信号を1回送信する。そして、ステップS24に進んでTPMSデータ送信処理を行い、所定のタイミングでTPMSデータの送信を行う。
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、TPMSCU4へ出力する。
【００１２】
TPMSCU4は、各TPMSデータを読み込み、TPMSデータのセンサIDから、不揮発性のメモリ9（図７参照）に記憶した各センサIDと各車輪位置との対応関係を参照して当該TPMSデータがどの車輪位置に対応するものであるのかを判定し、当該TPMSデータに含まれるタイヤの空気圧を対応する車輪位置の空気圧としてディスプレイ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。
【００１３】
ABSCU6は、各車輪速センサ8からの車輪速パルスに基づいて、各車輪1の車輪速を検出し、ある車輪がロック傾向にある場合、図外のABSアクチュエータを作動させて当該車輪のホイルシリンダ圧を増減または保持してロック傾向を抑制するアンチスキッドブレーキ制御を実施する。ABSCU6は、所定周期（例えば、20msec）で車輪速パルスのカウント値をCAN通信線7に出力している。
各車輪速センサ8は、車輪1の1回転について所定数z（例えば、z=48）の車輪速パルスを発生するパルス発生器であり、車輪1と同期して回転する歯車状のロータと、車体側であってロータの外周に対向配置された永久磁石およびコイルとから構成される。ロータが回転すると、ロータの凹凸面が車輪速センサ8の周りに形成された磁界を横切ることによりその磁束密度が変化してコイルに起電力が生じ、この電圧変化を車輪速パルス信号としてABSCU6に出力する。
【００１４】
上記のように、TPMSCU4は、メモリ9に記憶した各センサIDと各車輪位置との対応関係に基づいて、受信したTPMSデータがどの車輪のデータであるのかを判定しているため、車両停止中にタイヤローテーションが行われた場合、メモリ9に記憶された各センサIDと各車輪位置との対応関係が実際の対応関係と合致せず、TPMSデータがどの車輪のデータであるのかがわからなくなる。ここで、「タイヤローテーション」とは、タイヤのトレッド摩耗を均一にし、寿命（トレッドライフ）を延ばすため、タイヤの装着位置を変えることをいう。例えば、乗用車では、一般的に、左右のタイヤ位置をクロスして前後輪を入れ替える。
そこで、実施例１では、タイヤローテーション後の各センサIDと各車輪位置との対応関係をメモリ9への記憶更新により登録するために、タイヤローテーションが行われた可能性がある場合、各TPMSセンサ2側ではTPMSデータの送信周期を変更し、TPMSCU4側ではTPMSデータの送信周期と各車輪速パルスに基づいて各TPMSセンサ2がどの車輪のものであるのかを判定する。
【００１５】
［定位置送信モード］
TPMSセンサ2のセンサCU2cは、走行開始直前の車両停止判定時間が所定時間（例えば、15分）以上である場合、タイヤローテーションが行われた可能性があると判断する。
センサCU2cは、走行開始直前の車両停止判定時間が所定時間未満である場合、一定間隔ta（例えば、1分間隔）でTPMSデータを送信する「通常モード」を実施する。一方、車両停止判定時間が所定時間以上である場合、通常モードの送信間隔よりも短い間隔tb（例えば、約16秒間隔）であって、一定の回転位置でTPMSデータを送信する「定位置送信モード」を実施する。
【００１６】
定位置送信モードは、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、送信回数が所定回数に達した場合、通常モードへ移行する。TPMSデータの送信回数が所定回数に達する前に車両停止と判定した場合、車両停止判定時間が所定時間（15分）未満であるときは送信回数が所定回数に達するまで車両停止前の定位置送信モードを継続し、車両停止判定時間が所定時間以上であるときは車両停止前の定位置送信モードの継続をキャンセルして新たに定位置送信モードを開始する。
【００１７】
図４は実施例１のTPMSセンサ内で行なわれるTPMSデータ送信処理を表すフローチャートである。ステップS30では、モーションフラグFmのOFF時間が所定時間（例えば15分）以上経過したか否かを判断し、所定時間以上経過していたときは、タイヤローテーションが行なわれた可能性があると判断してステップS32に進み、所定時間未満のときはステップS31に進んで送信回数Snが０か否かを判断する。送信回数Snが０のときは定位置送信モードを実施する必要がないため、ステップS38に進んで一定間隔ta（例えば1分間隔）でTPMSデータを送信する通常モードを実施する。
【００１８】
ステップS32では、一定間隔tbでTPMSデータを送信する定位置送信モードを実施する。ステップS33では、送信回数Snをカウントアップする。ステップS34では、送信回数Snが所定回数（例えば、40回）に到達したか否か、すなわち、Sn≦S0か否かを判断し、Sn＞S0のときは所定回数S0に到達したと判断してステップS39に移行して送信回数Snを０にクリアした上でステップS38に移行し、通常モードを実施する。Sn≦S0、すなわち到達していないと判断したときは、ステップS35に進む。
【００１９】
ステップS35では、モーションフラグFmがOFFになっているか否かを判断し、OFFになっていると判断したときはステップS36に進み、それ以外の時はステップS33に戻って送信回数Snのカウントアップを継続する。すなわち、モーションフラグFmがONとなることでTPMSデータ送信処理が開始されるが、その後、定位置送信モードの実施中に車両停止した場合には、TPMSデータの送信が停止されるため、その状態を監視するためのものである。
【００２０】
ステップS36では、モーションフラグFmがOFFになっている時間が所定時間以上か否かを判断し、所定時間以上経過しているときはステップS37に進んで送信回数Snのカウント値を０にリセットし、TPMSデータ送信・停止処理へ移行する。一方、所定時間未満の時は送信回数Snのカウント値をクリアせずに、TPMSデータ送信・停止処理に進んで再度TPMSデータの送信・停止を判断する。
【００２１】
これにより、次回のTPMSデータ送信時に定位置送信モードを行なうにあたり、車両停止状態が所定時間以上経過していない場合、すなわちタイヤローテーションが行なわれていない場合には、送信回数Snがクリアされないため、前回の定位置送信モードで途中まで実施された定位置送信モードのデータを利用することができる。定位置送信モードは単位時間当たりに発信する回数が多く、電力消費を招きやすい。よって、タイヤローテーションの可能性がないときに再度所定回数を発信するのではなく、前回の定位置送信モードで送信したデータを利用することで、発信回数を低減することができ、電力消費を抑制することができる。
【００２２】
センサCU2cは、定位置送信モード中、Gセンサ2bにより検出された遠心方向加速度の重力加速度依存成分に基づいて、定位置送信モードにおけるTPMSデータの送信タイミングを決定する。TPMSセンサ2に作用する遠心方向加速度は、車輪1の加減速によって変化するが、その重力加速度依存成分は常に一定であり、最上点で+1[G]、最下点で-1[G]、最上点および最下点に対し90度の位置で0[G]となる波形を示す。すなわち、遠心方向加速度の重力加速度成分の大きさ、方向をモニターすることで、TPMSセンサ2の回転位置を把握できる。よって、例えば、重力加速度依存成分のピークでTPMSデータを出力することで、常に最上点でTPMSデータを出力できる。
【００２３】
［オートラーニングモード］
TPMSCU4は、イグニッションスイッチのOFFからONまでの経過時間が所定時間（例えば、15分）以上である場合、タイヤローテーションが行われた可能性があると判断する。
TPMSCU4は、イグニッションスイッチのOFFからONまでの経過時間が所定時間未満である場合、各TPMSセンサ2から送信されたTPMSデータの空気圧情報に基づいて各車輪1のタイヤの空気圧を監視する「モニターモード」を実施する。一方、イグニッションスイッチのOFFからONまでの経過時間が所定時間以上である場合、各TPMSセンサ2の車輪位置を判定する「オートラーニングモード」を実施する。オートラーニングモードは、すべてのTPMSセンサ2の車輪位置を判定するまで、またはオート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分）が経過するまで実施し、すべてのTPMSセンサ2の車輪位置を判定した場合、または、所定の累積走行時間が経過した場合、モニターモードへ移行する。
【００２４】
なお、オートラーニングモード中であっても、TPMSデータに含まれる空気圧情報からタイヤの空気圧の監視は可能であるため、オートラーニングモード中は現在メモリ9に記憶されている各センサIDと各車輪位置との対応関係に基づいて空気圧の表示、空気圧低下の警告を行う。
【００２５】
図５は実施例１のTPMSCU内で実施されるモード選択制御処理を表すフローチャートである。なお、TPMSCU4内におけるオートラーニングモードとモニターモードの選択処理は、基本的にTPMSセンサ2内で行なわれる処理と同じ判断に基づいて実行される。これは、TPMSセンサ2は信号を送信することはできるが、受信することはできず、情報の流れは一方通行だからである。すなわち、TPMSセンサ2は、自身の持つ圧力センサ2aと、加速度センサ2bと、を入力とし、センサコントロールユニット2c内のロジックに基づいてモニターモード用のデータやオートラーニング用のデータを送信するため、TPMSCU4側において、TPMSセンサ2がどのような状態で送信しているかを常時認識する必要があるからである。
【００２６】
ステップS40では、モーションフラグFmのOFF時間が所定時間（例えば15分）以上経過したか否かを判断し、所定時間以上経過していたときは、タイヤローテーションが行なわれた可能性があると判断してステップS42に進み、所定時間未満のときはステップS41に進んで送信回数Snが０か否かを判断する。送信回数Snが０のときは定位置送信モードを実施する必要がないため、ステップS48に進んでモニターモードを選択する。
【００２７】
ステップS42では、オートラーニングモードを選択する。ステップS43では、受信回数Snをカウントアップする。ステップS44では、受信回数Snが所定回数（例えば、40回）に到達したか否か、すなわち、Sn≦S0か否かを判断し、Sn＞S0のときは所定回数S0に到達したと判断してステップS49に移行して受信回数Snを０にクリアした上でステップS48に移行し、モニターモードを選択する。Sn≦S0、すなわち到達していないときは、ステップS45に進む。なお、この受信回数Sn、およびこの受信回数Snにおいて受信した複数のデータは、不揮発性メモリ内に書き込まれることでデータが保存される。よって、イグニッションスイッチがOFFとなった場合であっても、データがリセットされることはなく、次回イグニッションスイッチがONとなった場合には、この保存されたデータも有効に活用する。
【００２８】
ステップS45では、モーションフラグFmがOFFになっているか否かを判断し、OFFになっていると判断したときはステップS46に進み、それ以外の時はステップS43に戻って受信回数Snのカウントアップを継続する。すなわち、モーションフラグFmがONとなることでTPMSデータ送信処理が開始されるが、その後、定位置送信モードの実施中に車両停止した場合には、TPMSデータの送信が停止されるため、その状態を監視するためのものである。
【００２９】
ステップS46では、モーションフラグFmがOFFになっている時間が所定時間以上か否かを判断し、所定時間以上経過しているときはステップS47に進んで受信回数Snのカウント値を０にリセットし、本制御フローを終了する。一方、所定時間未満の時は受信回数Snのカウント値をクリアせずに、本制御フローを終了する。なお、受信回数Snが所定回数に到達していない場合でも、各輪位置とTPMSセンサ2との位置関係を確定できた場合には、すぐにモニターモードに移行してもよく、特に限定しない。
【００３０】
図６は実施例１のTPMSCU内で実施されるイグニッションスイッチON時におけるモード選択制御処理を表すフローチャートである。
ステップS50では、モーションフラグFmがOFFとなっている時間が所定時間以上か否かを判断し、所定時間以上のときはタイヤローテーションの可能性があると判断してステップS54に進み、新規なオートラーニングモードを開始する。ここで、新規とは、前回の走行時に受信したデータを一切用いることなく、今回の走行時に受信したデータを用いてオートラーニングモードを実行することをいう。なお、モーションフラグFmがOFFとなると、その後、イグニッションスイッチがOFFとなっても、Fm＝OFFの時間のカウントだけは継続するものとする。所定時間以上のカウントが終了した後は、カウントを継続する必要がないため、所定時間以上経過したことを記憶しておき、カウントを終了する。
ステップS51では、受信回数Snが０か否かを判断し、モーションフラグFmがOFFの時間が所定時間より短いため、Snが０のときは前回の走行時に既にオートラーニングモードによる各TPMSセンサ2の車輪位置判定が終了している場合である。このとき、TPMSセンサ2は通常モードで信号を送信する。よって、ステップS52に進んでTPMSCU4にあってもモニターモードを選択する。
一方、受信回数Snが０以外の場合には、前回の走行時にオートラーニングモードを実施中に車両停止した場合であるため、ステップS53に進んで継続オートラーニングモードを選択する。ここで、継続とは、前回の走行時に受信したデータを利用しつつ、今回の走行時に受信したデータを用いてオートラーニングモードを実行することをいう。これにより、TPMSセンサ2の定位置送信モードにおける送信回数を節約することができるため、センサ側における電力消費を抑制できる。
TPMSCU4は、オートラーニングモード中、ABSコントロールユニット(ABSCU)6からCAN通信線7を介して車輪速パルスのカウント値を入力し、以下に示すような車輪位置判定制御を実施する。
【００３１】
［車輪位置判定制御］
図７は、車輪位置判定制御を実施するためのTPMSCU4の制御ブロック図であり、TPMSCU4は、第１車輪位置判定制御を実行する第１制御部（車輪位置判定手段）11と、第２車輪位置判定制御を実行する第２制御部（車輪位置判定手段）12とを備える。
［第１制御部］
第１制御部11は、回転位置演算部（回転位置検出手段）11aと、分散演算部11bと、車輪位置判定部11cとを備える。
回転位置演算部11aは、受信機3から出力されたデコード後のTPMSデータと、ABSCU6からCAN通信線7に出力された各車輪速パルスのカウント値を入力し、各TPMSセンサ2の回転位置が最上点となったときの各車輪1の回転位置（ロータの歯数）を演算する。ここで、「ロータの歯数」とは、車輪速センサ8がロータのどの歯をカウントしているかを示すもので、車輪速パルスのカウント値をタイヤ1回転分のカウント値（＝1回転分の歯数z=48）で除算して求めることができる。回転位置演算部11aは、オートラーニングモードを開始してから1回目の各車輪速パルスのカウント値を入力したとき、カウント値を1回転分の歯数で除算した余りに1を加算した値を基準歯数とし、2回目以降は基準歯数からの車輪速パルスのカウント数（現在のカウント値-1回目のカウント値）に基づいて歯数を決定する。
【００３２】
図８は、各車輪1の回転位置算出方法を示す図である。
図８において、車輪速パルスのカウント値を入力した時刻をt1、TPMSセンサ2の回転位置が最上点となったときの時刻をt2、TPMSセンサ2が実際にTPMSデータの送信を開始した時刻をt3、TPMSCU4がTPMSデータの受信を完了した時刻をt4、車輪速パルスのカウント値を入力した時刻をt5とする。このとき、t1,t4,t5は実際に測定でき、t3はt4からTPMSデータのデータ長（規定値であり、例えば、約10msec）を減算して算出でき、t2はt3から送信時のタイムラグ（あらかじめ実験等により求めることができる。）を減算して算出できる。
よって、t1の歯数をzt1、t2の歯数をzt2、t5の歯数をzt5とすると、
(t2 - t1) / (t5 - t1) = (zt2 - zt1) / (zt5 - zt1)
が成立し、
zt2 - zt1 = (zt5 - zt1) * (t2 - t1) / (t5 - t1)
であるから、TPMSセンサ2の回転位置が最上点となった時刻t2の歯数zt2は、
zt2 = zt1 + (zt5 - zt1) * (t2 - t1) / (t5 - t1)
となる。
【００３３】
分散演算部11bは、回転位置演算部11aで演算された各車輪1の回転位置をセンサID毎にそれぞれ蓄積して回転位置データとし、センサID毎の各回転位置データのばらつき度合いを分散特性値として演算する。分散特性値の演算は、回転位置演算部11aにより同一センサIDの回転位置が算出される都度実施する。
図９は、分散特性値の算出方法を示す図であり、実施例１では、２次元平面上に原点(0,0)を中心とした単位円（半径が1の円）を考え、各車輪1の回転位置θ[deg]（= 360 × ロータの歯数 / 48）を、単位円の円周上の座標(cosθ,sinθ)に変換する。つまり、各車輪1の回転位置を、原点(0,0)を始点、座標(cosθ,sinθ)を終点とする長さ1のベクトルとみて、同じ回転位置データの各ベクトルの平均ベクトル(ave_cosθ,ave_sinθ)を求め、平均ベクトルのスカラー量を回転位置データの分散特性値X1として算出する。
(cosθ,sinθ) = (cos((zt2+1)*2π/48),sin((zt2+1)*2π/48))
よって、同一センサIDのTPMSデータの受信回数をn(nは正の整数)とすると、平均ベクトル(ave_cosθ,ave_sinθ)は、
(ave_cosθ,ave_sinθ) = ((Σ(cosθ))/n,(Σ(sinθ))/n)
となり、分散特性値Xは、
X = ave_cosθ2 + ave_sinθ2
で表すことができる。
【００３４】
車輪位置判定部11cは、分散演算部11bで演算された同一センサIDの各回転位置データの分散特性値Xを比較し、分散特性値Xの最高値が第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と対応する回転位置データの車輪位置、すなわち、当該回転位置データを検出した車輪速センサ8の車輪位置を、当該回転位置データのセンサIDと対応するTPMSセンサ2の車輪位置と判定する。この判定をすべてのセンサIDで実施することで、各センサIDと各車輪位置との対応関係を判定する。
【００３５】
［第２制御部］
第２制御部12は、回転位置演算部（回転位置検出手段）12aと、分散演算部12bと、車輪位置判定部12cとを備え、後述する第２車輪位置判定制御を実行する。以下、第１制御部11の回転位置演算部11a、分散演算部11b、車輪位置判定部11cと異なる部分についてのみ説明する。
回転位置演算部12aは、モーションフラグのON信号を受信してからOFF信号を受信するまでの期間を1トリップと定義したとき、1トリップの開始から終了までの期間に受信機3から出力されたデコード後のTPMSデータと、ABSCU6からCAN通信線7に出力された各車輪速パルスのカウント値を入力し、各TPMSセンサ2の回転位置が最上点となったときの各車輪1の回転位置（ロータの歯数）を演算する。回転位置演算部12aは、1トリップが開始してから1回目の各車輪速パルスのカウント値を入力したとき、カウント値を1回転分の歯数で除算した余りに1を加算した値を基準歯数とし、2回目以降は基準歯数からの車輪速パルスのカウント数（現在のカウント値-1回目のカウント値）に基づいて歯数を決定する。つまり、基準歯数は、1トリップが開始される都度更新される。
【００３６】
分散演算部12bは、回転位置演算部12aで演算された各車輪1の回転位置をセンサID毎にそれぞれ蓄積して回転位置データとし、センサID毎の各回転位置データのばらつき度合いを分散特性値Xtrpmとして演算する。分散特性値Xtrpmは、1トリップ毎に算出する。1トリップの途中で所定の累積走行時間が経過した場合には、その時点を1トリップの終了時点とする。なお、1トリップ内でTPMSデータの受信回数が所定値（例えば、3回）未満である場合は、分散特性値を演算しない。
【００３７】
分散演算部12bは、所定の累積走行時間が経過した場合、1トリップ毎に算出した分散特性値Xtrp1,Xtrp2,…,Xtrpmに基づいて、最終的な分散特性値Xを算出する。最終的な分散特性値Xは、各分散特性値Xtrp1,Xtrp2,…,Xtrpmに重み付け係数K1,K2,…,Km(K1 + K2 +,…, + Km = 1)を乗算した値を加算して求める。
X = K1 × Xtrp1 + K2 × Xtrp2+ ,…,Km × Xtrpm
各重み付け係数K1,K2,…,Kmは、1トリップ内のTPMSデータの受信回数N1,N2,…,Nnを、所定の累積走行時間内のTPMSデータの受信回数Nで除した値Nn/Nとする。すなわち、重み付け係数Kmは、総受信回数Nに対する受信回数Nnの割合であり、受信回数Nnが大きいほど大きな値となる。なお、受信回数が3回未満で分散特性値Xtrpmを演算しなかったトリップ中のTPMSデータはNから除外（減算）する。
【００３８】
車輪位置判定部12cは、分散演算部12bで演算された同一センサIDの各回転位置データの最終的な分散特性値Xを比較し、最高値が1つである場合、当該最高値の分散特性値Xtrpmと対応する回転位置データの車輪位置、すなわち、当該回転位置データを検出した車輪速センサ8の車輪位置を、当該回転位置データのセンサIDと対応するTPMSセンサ2の車輪位置と判定する。この判定をすべてのセンサIDで実施することで、各センサIDと各車輪位置との対応関係を判定する。
更新判断部14は、第１制御部11で判定したセンサIDと車輪位置との対応関係をメモリ9への記憶更新により登録し、各センサIDと各車輪位置との対応関係のうち、第１制御部11で判定できないものがあれば、第２制御部12の判定結果をメモリ9への記憶更新により登録する。
【００３９】
［第１車輪位置判定制御処理］
図１０は、第１制御部11による第１車輪位置判定制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、以下の説明では、センサID=1の場合について説明するが、他のID(ID=2,3,4)についても並列して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11aにおいて、センサID=1のTPMSデータを受信する。
ステップS2では、回転位置演算部11aにおいて、各車輪1の回転位置を演算する。
【００４０】
ステップS3では、分散演算部11b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ID=1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11c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。
【００４１】
ステップS6では、車輪位置判定部11cにおいて、最高値の分散特性値と対応する回転位置データの車輪位置を、当該センサIDの車輪位置と判定し、本制御を終了する。
ステップS7では、車輪位置判定部11cにおいて、オート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の場合には本制御を終了する。
【００４２】
［第２車輪位置判定制御処理］
図１１は、第２制御部12による第２車輪位置判定制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、以下の説明では、センサID=1の場合について説明するが、他のID(ID=2,3,4)についても並列して車輪位置判定制御処理を行う。
ステップS11では、回転位置演算部12aにおいて、センサID=1のTPMSデータを受信する。
ステップS12では、回転位置演算部12aにおいて、各車輪1の回転位置を演算する。
ステップS13では、分散演算部12bにおいて、各車輪1の回転位置データの1トリップの分散特性値Xtrpmを演算する。
ステップS14では、分散演算部12bにおいて、オート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、YESの場合にはステップS15へ進み、NOの場合にはステップS18へ進む。
【００４３】
ステップS15では、分散演算部12bにおいて、最終的な分散特性値Xを演算する。
ステップS16では、車輪位置判定部12cにおいて、分散特性値の最高値が1つであるか否かを判定し、YESの場合にはステップS17へ進み、NOの場合には本制御を終了する。本制御の終了により、オートラーニングモードは終了する。
ステップS17では、車輪位置判定部12cにおいて、最高値の分散特性値と対応する回転位置データの車輪位置を、当該センサIDの車輪位置と判定し、本制御を終了する。
ステップS18では、第１車輪位置判定制御処理において、すべてのセンサIDの車輪位置が判定したか否かを判定し、YESの場合には本制御を終了し、NOの場合にはステップS１へ戻る。
【００４４】
次に、作用を説明する。
［回転位置データのばらつき度合いによ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、通常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秒経過し、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、TPMSCU4は、イグニッションスイッチのOFFからONまでの経過時間が15分以上である場合、モニターモードからオートラーニングモードへ移行する。オートラーニングモードにおいて、TPMSCU4は、車輪位置判定制御として、第１制御部11による第１車輪位置判定制御と第２制御部12による第２車輪位置判定制御とを並列して実施する。
【００４５】
第１車輪位置判定制御では、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（ロータの歯数）を演算し、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の各回転位置データの分散特性値Xを比較し、分散特性値Xの最高値が第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の車輪位置と判定する。
【００４６】
第２車輪位置判定制御では、各車輪1が同一方向に回転している場合、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（ロータの歯数）を演算して1トリップの各回転位置データのばらつき度合いを求め、これを所定の累積走行時間（8分間）継続して得られた各トリップの各ばらつき度合い（分散特性値Xtrp1,Xtrp2,…,Xtrpm）からTPMSデータの受信回数Nnによる重み付け処理を行って各車輪の最終的なばらつき度合い（分散特性値X）を演算し、これら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。
【００４７】
車両の走行時、各車輪1の回転数は、旋回時の内外輪差、車輪1のロックおよびスリップ、タイヤの空気圧差によって差が生じる。なお、直進走行中であっても、ドライバによる微少な修正舵や左右路面状態の違い等により、前後輪1FL,1FR間および左右輪1RL,1RR間に回転数差が生じることがわかっている。つまり、各車輪1の回転数は、走行に応じて差が生じるのに対し、TPMSセンサ2と車輪速センサ8（のロータの歯）は一体に回転するため、あるTPMSセンサ2の出力周期に対し、同一輪の車輪速センサ8の出力周期は、走行距離や走行状態にかかわらず常に同期（一致）する。
【００４８】
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１２は、左前輪1FLのTPMSセンサ2FLの回転位置が最上点となったときの各車輪1FL,1FR,1RL,1RRの回転位置（ロータの歯数）とTPMSデータの受信回数との関係を示す図であり、(a)は左前輪1FLの車輪速センサ8FL、(b)は右前輪1FRの車輪速センサ8FR、(c)は左後輪1RLの車輪速センサ8RL、(d)は右後輪1RRの車輪速センサ8RRに対応する。
図１２から明らかなように、他輪（右前輪1FR,左後輪1RL,右後輪1RR）の車輪速センサ8FR,8RL,8RRから得られた車輪位置（歯数）はばらつき度合いが大きいのに対し、自輪（左前輪1FL）の車輪速センサ8FLから得られた車輪位置はばらつき度合いが最小となり、TPMSセンサ2FLの出力周期と車輪速センサ8FLの出力周期とがほぼ同期している。
【００４９】
従来のタイヤ空気圧モニター装置のうち、各TPMSセンサに傾斜センサを設け、各TPMSセンサの車輪位置と傾斜角との関係を用いて各TPMSセンサの車輪位置を判定するものは、走行に応じて４輪の回転数差が生じることで、各TPMSセンサの車輪位置と傾斜角との対応関係が変化するため、各TPMSセンサの車輪位置を精度良く判定できない。
また、従来のタイヤ空気圧モニター装置のうち、受信機をTPMSセンサと同数設けて各受信機と近接配置し、受信した無線信号の電波強度に基づいて各TPMSセンサの車輪位置を判定するものは、センサ出力、受信機感度ばらつき、ハーネスアンテナ効果を考慮した受信機のレイアウトが必要となり、受信環境やレイアウトによって性能が左右されてしまう。また、４つの受信機が必要であるため、コストが高くなる。
これに対し、実施例１のタイヤ空気圧モニター装置では、電波強度を用いることなく各TPMSセンサ2の車輪位置を判別できるため、受信環境やレイアウトに依らず各TPMSセンサ2の車輪位置を判定できる。また、受信機3が１つで済むため、コストを低く抑えることができる。
【００５０】
また、実施例１では、TPMSセンサ2において、TPMSセンサ2の回転位置が最上点にあることを、Gセンサ2bにより検出される遠心方向加速度の重力加速度依存成分から算出している。Gセンサ2bは、既存のタイヤ空気圧モニター装置において、車両の停止および走行判定に用いられているため、既存のTPMSセンサを流用でき、TPMSセンサ2側に新たなセンサを追加するコストを省くことができる。
さらに、実施例１では、TPMSCU4において、各車輪1の回転位置を、車輪速センサ8の車輪速パルスから算出している。ABSユニットは、車両のほとんどに搭載されており、車輪速センサ8は、ABSユニットに必須の構成であるから、車両側に新たなセンサを追加するコストを省くことができる。
【００５１】
［分散特性値によるばらつき度合い判定作用］
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、回転位置のばらつき度合いを、「平均との差の2乗」の平均で定義される、一般的な分散の式から求めることはできない。
そこで、実施例１では、分散演算部11b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、周期性を回避して回転位置のばらつき度合いを求めることができる。
【００５２】
図１３は、TPMSデータの受信回数に応じた分散特性値Xの変化を示す図である。図１３において、自輪はTPMSデータを送信したTPMSセンサ2と同一輪の車輪速センサ8の回転位置データから演算した分散特性値Xを示し、他輪はTPMSデータを送信したTPMSセンサ2と異なる車輪1の車輪速センサ8の回転位置データから演算した分散特性値Xを示す。
図１３に示すように、同一センサIDのTPMSデータの受信回数が増えるにつれて、自輪の分散特性値Xは1に近づき、他輪の分散特性値Xは0に近づく特性を示す。そして、受信回数が増えるほど、自輪の分散特性値と他輪の分散特性値との差は大きくなる。
よって、分散特性値Xを見ることで各車輪１の回転位置データのばらつき度合いを精度よく判定できる。
【００５３】
［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秒以上経過し、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。
実施例１では、各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TPMSデータを送信したTPMSセンサ2に対し、自輪（同一輪）と他輪（他の車輪）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データ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自輪と他輪の分散特性値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秒+α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、自輪と他輪の分散特性値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。
【００５４】
［第１車輪位置判定制御作用］
実施例１では、タイヤローテーション後の各センサIDと各車輪位置との対応関係を判定する車輪位置判定制御として、第１制御部11による第１車輪位置判定制御と第２制御部12による第２車輪位置判定制御との２つの車輪位置判定制御を並行して実施する。そして、第１車輪位置判定制御により車輪位置を判定したセンサIDについては、第１車輪位置判定制御の判定結果を優先し、第１車輪位置判定制御において、所定の累積走行時間内に車輪位置を判定できなかったセンサIDについては、第２車輪位置判定制御の判定結果を採用する。
【００５５】
第１車輪位置判定制御では、同一センサIDのTPMSデータを10回以上受信したときの各分散特性値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の車輪位置と判定する。
つまり、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、最高値の分散特性値Xを持つ回転位置データがTPMSデータ出力周期とどの程度同期しているのかを見ることができ、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。
【００５６】
つまり、第１車輪位置判定制御による車輪位置判定は、分散特性値Xの最高値を選択する第２車輪位置判定制御に対して、各車輪1の回転位置データのばらつき度合いの判定精度は高くなる。加えて、第１車輪位置判定制御では、各車輪1の回転位置のデータ数を最低10個集めてから回転位置データのばらつき度合いを判定しているため、回転位置のデータ数が10個未満となる可能性がある第２車輪位置判定制御に対して、各車輪1の回転位置データのばらつき度合いの判定精度は高くなる。
また、TPMSセンサ2側のTPMSデータの送信周期は約16秒間隔であり、車両が継続して走行している場合、オートラーニングモードの開始から約2分半経過後に各車輪1の回転位置のデータ数が10となり、ばらつき度合いの判定を開始できるため、所定の累積走行時間（8分）の経過を待ってばらつき度合いの判定を開始する第２車輪位置判定制御に対して、より早期に各センサIDと各車輪位置との対応関係を判定できる。
【００５７】
［第２車輪位置判定制御作用］
実施例１では、車輪速パルスのカウント値から車輪1の回転位置を検出している。ここで、車輪速センサ8は、パルスカウント式であり、車輪1と一体に回転するロータの凹凸面が車輪速センサ8の周りに形成された磁界を横切ったときの磁束変化によるコイルの電流変化を車輪速パルスとして出力する。よって、車両停止中にシフトチェンジ、操舵または乗員の乗り降りに起因する車両の振動に伴い車輪1が振動した場合（微小角度で連続して正逆転を繰り返した場合）、実際は車輪1が回転していないにもかかわらず、振動によって車輪速パルスがカウントアップされることがある。
【００５８】
この場合、基準歯数からの車輪速パルスのカウント数により演算された車輪1の回転位置と実際の回転位置との間にズレが生じ、回転位置が誤検出されることで、回転位置データのばらつき度合いの判定精度が低下し、各センサIDと車輪位置との対応関係を精度良く判定できない。また、坂道発進や縁石乗り上げにより車両が後退（ずり下がり）した場合にも、実際は車輪1が逆転しているにもかかわらず、車輪速パルスがカウントアップされるため、上記の問題が生じる。
【００５９】
第１車輪位置判定制御では、車両停止中の車輪速パルスもカウント数に含めて車輪1の回転位置（歯数）を計算しているため、オートラーニングモード中の車両停止時などで上記回転位置のズレが生じた場合、回転位置の誤検出によって各分散特性値Xに違いが表れにくくなり、車輪位置の判定が困難となる。
ここで、TPMSセンサ2側では、ボタン電池2eの電池寿命を長くするために、定位置送信モード時のTPMSデータの送信回数を40回に制限しているため、すべてのセンサIDの車輪位置を判定するまで第１車輪位置判定制御を継続することはできない。
【００６０】
そこで、実施例１では、第１車輪位置判定制御で所定の累積走行時間（8分）が経過しても車輪位置を判定できないセンサIDがある場合、当該センサIDの車輪位置を、第２車輪位置判定制御の判定結果を用いて決定する。
第２車輪位置判定制御では、所定の累積走行時間経過後の各分散特性値Xの最高値を選択してセンサIDの車輪位置を判定している。このとき、最高値が２つ以上となるケースは稀であるから、すべてのセンサIDの車輪位置を判定できる。
【００６１】
また、第２車輪位置判定制御では、各車輪1が同一方向に回転している期間を1トリップとし、1トリップ内の回転位置データに基づいて1トリップ毎に分散特性値Xtrp1,Xtrp2,…,Xtrpmを求め、各分散特性値Xtrp1,Xtrp2,…,Xtrpmに基づいて最終的な分散特性値Xを演算している。よって、車両停止時や後退時に生じる車輪速パルスのカウント数と車輪1の実際の回転数とのズレの影響を排除して各分散特性値Xを演算でき、各回転位置のばらつき度合いを精度よく判定できる。
【００６２】
第２車輪位置判定制御では、各分散特性値Xtrp1,Xtrp2,…,Xtrpmに対し、所定の累積走行時間内のTPMSデータの総受信回数Nに対する1トリップ内のTPMSデータの受信回数Nnの割合Nn/Nを重み付け係数K1,K2,…,Kmとして乗算する重み付け処理を行い、重み付け処理後の各分散特性値K1 × Xtrp1, K2 × Xtrp2,…, Km × Xtrpmの和(K1 × Xtrp1 + K2 × Xtrp2 + ,…,Km × Xtrpm)を最終的な分散特性値Xとしている。
図１４は、第２車輪位置判定制御による分散特性値算出例である。図１４では、3番目のトリップ中に所定の累積走行時間（8分）が経過したものとし、1番目のトリップの分散特性値Xtrp1を0.8、2番目のトリップの分散特性値Xtrp2を0.9、3番目のトリップの分散特性値Xtrp3を0.4としている。
【００６３】
ここで、各トリップ内のTPMSデータ受信回数Nn（＝回転位置のデータ数）は、1番目から順に4,9,3回であるから、重み付け係数は、1番目から準にK1=4/16,K2=9/16,K3=3/16となる。
よって、最終的な分散特性値Xは、
X = 4/16 × 0.8 + 9/16 × 0.9 + 3/16 × 0.4
= 0.2 + 0.506 + 0.075
= 0.781
となり、1番目および3番目のトリップの分散特性値Xtrp1,Xtrp2と比較して、TPMSデータ受信回数Nnが最も大きな2番目のトリップの分散特性値Xtrp2に近い値となる。
すなわち、1トリップの分散特性値Xtrpmは、回転位置のデータ数が多いほど高精度となるため、データ数が大きな分散特性値Xtrpmの重み付けを大きくすることで、最終的な分散特性値Xの信頼性を高めることができる。
【００６４】
第２車輪位置判定制御では、1トリップ内でTPMSデータの受信回数Nnが3回未満である場合は、分散特性値Xtrpmを演算せず、1トリップ内でTPMSデータの受信回数Nnが3回以上であるトリップの分散特性値Xtrpmに基づいて、最終的な分散特性値Xを演算する。1トリップ内のTPMSデータの受信回数Nnが少ない場合、各車輪1の分散特性値Xtrpmに差が生じにくい。つまり、データ数が少ない場合には、各車輪1の回転位置のばらつき度合いを判定するための有効な分散特性値Xtrpmが得られないため、これを除外して最終的な分散特性値Xを算出することで、最終的な分散特性値Xの信頼性を高めることができる。
【００６５】
次に、TPMSセンサおよびTPMSCUにおける作用について説明する。図１５は実施例１における走行と停止を繰り返す際のTPMSセンサ側のモードおよびTPMSCU側のモードを表すタイムチャートである。このタイムチャートの初期の状態にあっては、車両が所定時間以上停止しており、モーションフラグFmはOFFであり、TPMSセンサ側では定位置送信モードが選択され、TPMSCU側ではオートラーニングモードが選択されている状態とする。
【００６６】
車両が走行を開始し、時刻t1において、遠心方向加速度が走行判定閾値g0を上回ると、モーションフラグFmがONとなり、TPMSセンサ2は間隔tbでデータの送信を行なう。このとき、TPMSCU4もオートラーニングモードとなっており、受信したデータに基づいて車輪位置の特定を行なう。
【００６７】
時刻t2において、車両が減速して遠心方向加速度が走行判定閾値g0を下回ると、モーションフラグFmはOFFとなる。しかし、所定時間以上が経過していないため、TPMSセンサ2にあっては定位置送信モードが設定され、TPMSCU4はオートラーニングモードが設定されたままである。このとき、送信回数もしくは受信回数Snはデータと共に保持される。なお、このとき、仮にイグニッションスイッチがOFFされた場合であっても、この受信回数Snや受信回数Snにおいてカウントされた受信データは不揮発性メモリ内に書き込まれて保存される。
【００６８】
時刻t3において、再度車両が走り出し、遠心方向加速度が走行判定閾値g0を上回ると、モーションフラグFmはONとなりTPMSセンサ2はデータの送信を再開する。このとき、前回まで出力した定位置送信モードにおける送信データを有効に利用するため、TPMSセンサ2が送信するデータも、前回送信した次の値として発信する。これにより、イグニッションスイッチのON・OFFにかかわらずデータを有効に活用することができ、TPMSセンサ2の電力消費を抑制することができる。
【００６９】
時刻t4において、送信回数Snが所定回数に到達すると、送信回数Snは０にリセットされ、TPMSセンサ2は通常モードに移行すると共に、TPMSCU4もモニターモードに移行する。これにより、TPMSセンサ2は間隔taでデータを送信する。
【００７０】
時刻t5において、車両が減速して遠心方向加速度が走行判定閾値g0を再び下回ると、モーションフラグFmはOFFとなる。しかし、所定時間が経過していないため、TPMSセンサ2にあっては定位置送信モードが設定され、TPMSCU4はモニターモードが設定されたままである。時刻t6において、再度車両が走り出し、遠心方向加速度が走行判定閾値g0を上回ると、モーションフラグFmはONとなり、TPMSセンサ2はデータの送信を再開する。このとき、モーションフラグFmがOFFとなってから所定時間が経過していないため、通常モードでのデータ送信を行なう。
【００７１】
次に、効果を説明する。
実施例１のタイヤ空気圧モニター装置にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(1) 各タイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧モニター装置であって、各車輪1のタイヤに装着され、タイヤの空気圧を検出する圧力センサ2aと、各車輪1に設けられ、所定の回転位置のとき空気圧情報をセンサIDと共に無線信号にて送信する送信機2dと、車体側に設けられ、無線信号を受信する受信機3と、各車輪1と対応して車体側に設けられ、車輪1の回転位置を検出する回転位置演算部11a,12aと、あるセンサIDを含む無線信号が送信されたときの各車輪1の回転位置を複数回取得して各車輪1の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センサIDに対応する送信機2dの車輪位置と判定する車輪位置判定手段と、を備えた。
これにより、各TPMSセンサ2の車輪位置を精度良く判定できる。
【００７２】
(2) 車輪位置判定手段は、車両の累積走行時間が所定の累積走行時間（8分）に達する前であって、各回転位置データのデータ数が所定数(10)以上となった場合、各車輪位置データのばらつき度合いを算出し、最もばらつき度合いが小さな車輪位置データに対応する車輪位置を当該センサIDに対応する送信機2dの車輪位置と判定する第１制御部11と、車両の累積走行時間が所定の累積走行時間（8分）に達した場合、各車輪位置データのばらつき度合いを算出し、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センサIDに対応する送信機2dの車輪位置と判定する第２制御部12と、を備えた。
これにより、車両がほぼ継続して走行している場合は、第１制御部11により所定数以上の回転位置のデータを用いて各回転位置データのばらつき度合いを求めるため、各TPMSセンサ2の回転位置を精度よく判定できる。一方、車両の累積走行時間が所定走行時間に達した場合は、第２制御部12により各回転位置データのばらつき度合いを求めるため、渋滞等により走行距離が稼げないシーンであっても、各TPMSセンサ2の回転位置を確実に判定できる。
【００７３】
(3) 第１制御部11、第２制御部12は、各車輪1の回転位置を、２次元平面上で原点(0,0)を始点、単位円の円周上の点(cosθ,sinθ)を終点とするベクトルに変換し、各回転位置データのベクトルの平均ベクトル(ave_cosθ,ave_sinθ)のスカラー量を分散特性値Xとして算出し、各分散特性値Xを比較して各回転位置データのばらつき度合いを求める。
これにより、回転位置データの周期性を回避して回転位置のばらつき度合いを求めることができる。
【００７４】
(4) 第１制御部11は、各分散特性値Xの最高値が第１しきい値0.57を超えた場合、当該最高値と対応する回転位置データを最もばらつき度合いが小さいと判定する。
これにより、一定の判定精度を確保できる。
【００７５】
(5) 第１制御部11は、各分散特性値Xのうち最高値を除くすべての分散特性値が第１しきい値0.57よりも小さな第２しきい値0.37未満である場合、最高値と対応する回転位置データを最もばらつき度合いが小さいと判定する。
これにより、判定精度を高めることができる。
【００７６】
(6) 第２制御部12は、所定の累積走行時間のうち、各車輪が同一方向に回転している期間（1トリップ）毎に、当該期間内の回転位置データに基づいて各回転位置データの期間別分散特性値Xtrpmを算出すると共に、各期間別分散特性値Xtrpmに基づいて各回転位置データのトータル分散特性値Xを算出し、各トータルの分散特性値Xの最高値と対応する回転位置データを最も最もばらつき度合いが小さいと判定する。
これにより、車両停止の車輪振動や後退に伴う回転位置の誤検出を抑制でき、各TPMSセンサ2の車輪位置を精度よく判定できる。
【００７７】
(7) 送信機2dは、第１の所定条件が成立したときに間隔tb（第１の間隔）で送信する定位置送信モードと、それ以外のときは間隔tbよりも長い間隔ta（第２の間隔）で送信する通常モードとを切り替えるステップS30（モード切替手段）を有し、受信機3は、送信機2dのステップS30と同じ判断であるステップS40により送信機2dのモードを認識する（モード認識部）こととした。
すなわち、送信機2dは、間隔の異なる送信モードを備えたことで、送信機2dの電力消費を抑制することができる。また、通信機能を備えていない送信機2d側のモードを受信機側において常に認識することができ、車輪位置を精度よく判定できる。
【００７８】
(8) 第１の所定条件は、モーションフラグFm＝OFFの状態（送信機2dから信号が送信されない状態）が所定時間以上経過したとき、または、所定時間以上経過する前であって間隔tbで送信する送信回数Snが所定回数に到達する前のときであり、受信機3は、定位置送信モードのときに受信した受信回数Snと、その受信したデータを記憶し、TPMSCU4（車輪位置判定手段）は、記憶されたデータと、新たに受信したデータとに基づいて車輪位置を判定することとした。
所定時間以上経過したときは、タイヤローテーションが行なわれた可能性があるため、送信機2dは定位置送信モードとなる。このとき、短い間隔tbで送信を行なうため、電力を消費しやすい。そこで、一旦、定位置送信モードとなった場合は、途中で車輪の回転が停止してデータの送信を停止したとしても、定位置送信モードである限りは、前回に送信した定位置送信モードにおけるデータの次のデータから送信することで、データの送信回数を低減することができ、送信機2dの電力消費を抑制することができる。また、TPMSCU4は、前回受信したデータと、新たに受信したデータとの両方に基づいて車輪位置を判定するように構成されているため、認識の不一致を回避することができる。
【００７９】
(9) 受信機は、所定時間が経過するまでは、イグニッションスイッチの状態にかかわらず、モード選択制御処理およびオートラーニングモード選択処理（モード認識部）の作動を継続する。
よって、車両が走行を開始し、オートラーニングモードを実行している最中に車両停止し、イグニッションスイッチをOFFしても、送信機2dにおけるモードの認識と受信機3側で行う認識とがずれることがない。よって、所定時間以内に再度イグニッションスイッチがONとなり、走行を開始した場合には、送信機2dから既に送信されたデータと、新たに送信されるデータを受信機3において有効に利用することができ、送信機2dの電力消費を抑制することができる。
【００８０】
〔実施例２〕
図１６は、実施例２の車輪位置判定制御を実施するためのTPMSCU4の制御ブロック図であり、TPMSCU（車輪位置判定手段）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4cと、メモリ4dとを備える。
回転位置演算部4a、分散演算部4b、車輪位置判定部4cは、図７に示した実施例１の回転位置演算部11a、分散演算部11bおよび車輪位置判定部11cと同じ処理を行う。加えて、実施例２では、車輪位置判定部4cにより各センサIDと各車輪位置との対応関係がメモリ4dへの記憶更新により登録される。
【００８１】
［車輪位置判定制御処理］
実施例２の車輪位置判定制御処理の流れは、図１０に示した実施例１の第１車輪位置判定制御処理の流れと同じであるため、図示および説明を省略する。
よって、実施例２では、実施例１で述べた各作用のうち、第２車輪位置判定制御作用を除く各作用を得ることができる。
【００８２】
次に、効果を説明する。
実施例２のタイヤ空気圧モニター装置にあっては、実施例１の効果(1),(7)〜(9)に加え、以下に列挙する効果を奏する。
(10) TPMSCU4は、各車輪1の回転位置を、２次元平面上で原点(0,0)を始点、単位円の円周上の点(cosθ,sinθ)を終点とするベクトルに変換し、各回転位置データのベクトルの平均ベクトル(ave_cosθ,ave_sinθ)のスカラー量を分散特性値Xとして算出し、各分散特性値Xの最高値を最もばらつき度合いが小さいと判定する。
これにより、周期性を回避して回転位置のばらつき度合いを求めることができる。
【００８３】
(11) TPMSCU4は、各分散特性値Xの最高値が第１しきい値0.57を超えた場合、当該最高値と対応する回転位置データを最もばらつき度合いが小さいと判定する。
これにより、一定の判定精度を確保できる。
【００８４】
(12) TPMSCU4は、各分散特性値Xのうち最高値を除くすべての分散特性値が第２しきい値0.37未満である場合、最高値と対応する回転位置データを最もばらつき度合いが小さいと判定する。
これにより、判定精度をより高めることができる。
【００８５】
〔実施例３〕
図１７は、実施例３の車輪位置判定制御を実施するためのTPMSCU4の制御ブロック図であり、TPMCSU（車輪位置判定手段）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4c'と、メモリ4dとを備える。
回転位置演算部4a'、分散演算部4b'および車輪位置判定部4c'は、図７に示した実施例１の回転位置演算部12a、分散演算部12bおよび車輪位置判定部12cと同じ処理を行う。加えて、実施例３では、車輪位置判定部4c'により各センサIDと各車輪位置との対応関係がメモリ4dへの記憶更新により登録される。
【００８６】
［車輪位置判定制御処理］
実施例３の車輪位置判定制御処理の流れは、図１１に示した実施例１の第２車輪位置判定制御処理の流れと同じであるため、図示および説明を省略する。
よって、実施例３では、実施例１で述べた各作用のうち、第１車輪位置判定制御作用を除く各作用を得ることができる。
【００８７】
次に、効果を説明する。
実施例３のタイヤ空気圧モニター装置にあっては、実施例１の効果(1),(7)〜(9)に加え、以下に列挙する効果を奏する。
(13) TPMSCU4は、各車輪1が同一方向に回転している期間に、あるセンサIDを含む無線信号が送信されたときの各車輪1の回転位置を複数回取得して各車輪1の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センサIDに対応する送信機2dの車輪位置と判定する。
これにより、車両停止時の車輪振動や後退に伴う回転位置の誤検出を抑制でき、各TPMSセンサ2の車輪位置を精度良く判定できる。
【００８８】
(14) TPMSCU4は、車両の累積走行時間が所定時間（8分）に達するまでの間、各車輪1が同一方向に回転している複数の期間で各回転位置データのばらつき度合い（分散特性値Xtrp1,Xtrp2,…,Xtrpm）を算出し、各期間のばらつき度合いに基づいて最終的なばらつき度合い（最終的な分散特性値X）を算出する。
これにより、各車輪1の回転位置のばらつき度合いの判定が容易となる。
【００８９】
(15) TPMSCU4は、各期間のばらつき度合いに対して回転位置のデータ数が多いほど重み付けを大きくする重み付け処理を行い、重み付け処理後の各期間のばらつき度合いに基づいて最終的なばらつき度合いを算出する。
これにより、最終的なばらつき度合いの信頼性を高めることができる。
【００９０】
(16) TPMSCU4は、複数の期間のうち、回転位置のデータ数が所定値（3回）以上である期間のばらつき度合いに基づいて最終的なばらつき度合いを算出する。
これにより、最終的なばらつき度合いの信頼性を高めることができる。
【００９１】
〔実施例４〕
図１８は、実施例４のタイヤ空気圧モニター装置の構成図であり、実施例４では、図１に示した実施例１の構成に加え、インヒビタスイッチ（インヒビタSW）10を備える。
［車輪位置判定制御］
図１９は、実施例４の車輪位置判定制御を実施するためのTPMSCU4の制御ブロック図であり、TPMSCU（車輪位置判定手段）4は、図７に示した実施例１の構成に加え、停止・後退判定部（特定車両状態検出手段）4eと、カウント値補正部（カウント値補正手段）4fと、を備える。
【００９２】
停止・後退判定部4eは、インヒビタSW10からレンジ信号が駐車(P)レンジである場合、または、すべての車輪速パルスのカウント値が所定時間（例えば、400msec）以上カウントされない（増加しない）場合、車両停止と判定し、停止判定信号をカウント値補正部4fに出力する。また、停止・後退判定部4eは、インヒビタSW10からのレンジ信号が後退(R)レンジである場合、車両後退と判定し、後退判定信号をカウント値補正部4fに出力する。
【００９３】
カウント値補正部4fは、停止・後退判定部4eにより車両停止と判定された場合、ABSCU（カウント値算出手段）6から出力された各車輪速パルスのカウント値から、車両停止期間のカウント数を減算した補正後カウント値を回転位置演算部4aに出力する。また、カウント値補正部4fは、停止・後退判定部4eにより車両後退と判定された場合、ABSCU6から出力された各車輪速パルスのカウント値から、車両後退期間のカウント数の2倍の数を減算した補正後カウント値を回転位置演算部4aに出力する。なお、車両停止または後退と判定されていない場合は、ABSCU6から出力されたカウント値をそのまま回転位置演算部4aに出力する。
【００９４】
［車輪位置判定制御処理］
図２０は、実施例４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、以下、各ステップについて説明する。なお、図１０に示した実施例１の第１車輪位置判定制御処理と同じ処理を行うステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
ステップS11では、回転位置演算部4aにおいて、センサID=1のTPMSデータを受信すると共に、停止・後退判定部4eにおいて、各車輪速パルスのカウント値を入力する。
ステップS12では、停止・後退判定部4eにおいて、車両停止または後退を判定すると共に、カウント値補正部4fにおいて、停止・後退判定部4eから車両停止または後退と判定されているか否かを判定し、YESの場合にはステップS13へ進み、NOの場合にはステップS2へ進む。
【００９５】
ステップS13では、カウント値補正部4fにおいて、カウント値を補正する。停止・後退判定部4eにより車両停止と判定されている場合は、ABSCU6から出力されたカウント値から、車両停止期間のカウント数を減算する。一方、停止・後退判定部4eにより車両後退と判定されている場合は、ABSCU6から出力されたカウント値から、車両後退期間のカウント数の2倍の数を減算する。
【００９６】
次に、作用を説明する。
実施例１で述べたように、オートラーニングモード中に車両が停止し、シフトチェンジ、操舵または乗員の乗り降りに起因する車両の振動に伴い車輪1が振動した場合、実際は車輪1が回転していないのに、振動によって車輪速パルスがカウントアップされることがある。また、オートラーニングモード中に車両が後退した場合には、車輪1が逆転しているにもかかわらず、車輪速パルスがカウントアップされる。
【００９７】
TPMSCU4は、同一輪における回転位置と車輪速パルスのカウント値との関係が一定であることを利用して回転位置のばらつき度合いを算出し、車輪位置を判定しているため、回転位置と車輪速パルスのカウント値との関係が基準歯数を設定したときの関係（所定の関係）からずれると、回転位置データのばらつき度合いの算出精度が低下し、各センサIDと車輪位置との対応関係を精度良く判定できず、車輪位置判定の遅延を招く。
【００９８】
これに対し、実施例４では、車両停止を判定し、車両停止と判定された場合には、ABSCU6から出力された各車輪速パルスのカウント値から、車両停止期間のカウント数を減算した補正後カウント値を回転位置演算部4aに出力する。車両停止期間中、車輪1は回転を停止しているため、その期間にカウントされた車輪速パルスは、車輪1の振動に起因したものと考えられる。よって、カウント値から車輪1の振動に起因したカウント数を減算することで、同一輪における回転位置と車輪速パルスのカウント値との関係を基準歯数設定時の関係に戻して車輪1の回転位置を検出できる。よって、回転位置の誤検出を抑制して実際の車輪1の回転位置に合致した分散特性値Xを算出できるため、各センサIDと各車輪位置との対応関係を精度良く判定でき、車輪位置判定の遅延を抑制できる。
【００９９】
また、実施例４では、車両後退を判定し、車両後退と判定された場合には、ABSCU6から出力された各車輪速パルスのカウント値から、車両後退期間のカウント数の2倍の数を減算した補正後カウント値を回転位置演算部4aに出力する。車両後退中、車輪1は逆転しているため、その期間にカウントされた車輪速パルスは、車輪1の後退に起因したものである。よって、カウント値から車輪1の後退に起因したカウント数を減算することで、同一輪における回転位置と車輪速パルスのカウント値との関係を基準歯数設定時の関係に戻して車輪1の回転位置を検出できる。よって、回転位置の誤検出を抑制して実際の車輪1の回転位置に合致した分散特性値Xを算出できるため、各センサIDと各車輪位置との対応関係を精度良く判定でき、車輪位置判定の遅延を抑制できる。
【０１００】
［車両停止・後退判定作用］
実施例４では、Pレンジが選択されている場合、または、すべての車輪速パルスのカウント値が所定時間(400msec)以上カウントされない場合、車両停止と判定する。
一般的に、車輪速センサから車速を算出する場合、極低車速域（例えば、3km/h未満）の車速を0km/hとみなすため、車輪速パルスからは車両停止を正確に判定できない。これに対し、Pレンジ選択時は、自動変速機が内部的にロックされて駆動輪が動かない状態であるため、車両が停止している可能性が高い。よって、Pレンジ選択の有無に基づいて車両停止を判定することで、車両停止をより正確に判定できる。
【０１０１】
また、すべての車輪速パルスのカウント値が所定時間(400msec)以上カウントされない場合は、車輪1の回転が停止している可能性が高い。よって、車輪速パルスの間隔に基づいて車両停止を判定することで、車両停止をより正確に判定できる。ここで、すべての車輪速パルスのカウント値を条件とした理由は、低μ路での車両発進時に駆動輪がスリップした場合、駆動輪は回転し、従動輪は回転しないため、車両停止を誤判定するおそれがあるからである。
また、実施例４では、Rレンジが選択されている場合、車両後退と判定する。Rレンジ選択時に車両が前進することは考えにくいため、Rレンジ選択の有無に基づいて車両後退を判定することで、車両後退をより正確に判定できる。
【０１０２】
次に、効果を説明する。
実施例４のタイヤ空気圧モニター装置にあっては、実施例１の効果(1),(7)〜(9)、実施例２の効果(10)〜(12)に加え、以下に列挙する効果を奏する。
(17) 同一輪における回転位置とカウント値との関係が所定の関係からずれる特定の車両状態（車両停止、車両後退）を検出する停止・後退判定部4eと、特定の車両状態が検出された場合、各車輪1の回転位置とカウント値との関係が所定の関係に近づくようにカウント値を補正するカウント値補正部4fと、を備えた。
これにより、同一輪における回転位置と車輪速パルスのカウント値とのずれを補正でき、TPMSセンサ2の車輪位置を精度良く判定できる。
【０１０３】
(18) 停止・後退判定部4eは、車両が停止している状態を判定し、カウント値補正部4fは、ABSCU6により算出されたカウント値から車両停止と判定されている期間のカウント数を減算する。
よって、車両停止時の車輪1の振動に伴う回転位置の誤検出を抑制して実際の車輪1の回転位置に合致した分散特性値Xを算出できるため、各センサIDと各車輪位置との対応関係を精度良く判定でき、車輪位置判定の遅延を抑制できる。
【０１０４】
(19) 停止・後退判定部4eは、Pレンジが選択されている場合、車両停止と判定するため、車両停止をより正確に判定できる。
【０１０５】
(20) 停止・後退判定部4eは、すべての車輪速センサ8から所定時間(400msec)以上車輪速パルスが出力されない場合、車両停止と判定するため、車両停止をより正確に判定できる。
【０１０６】
(21) 停止・後退判定部4eは、車両が後退している状態を判定し、カウント値補正部4fは、ABSCU6により算出されたカウント値から車両後退と判定されている期間のカウント数の倍の数を減算する。
よって、車両後退に伴う回転位置の誤検出を抑制して実際の車輪1の回転位置に合致した分散特性値Xを算出できるため、各センサIDと各車輪位置との対応関係を精度良く判定でき、車輪位置判定の遅延を抑制できる。
【０１０７】
(22) 停止・後退判定部4eは、Rレンジが選択されている場合、車両後退と判定するため、車両後退をより正確に判定できる。
【０１０８】
〔他の実施例〕
以上、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づく各実施例により説明したが、本発明の具体的な構成は、各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、受信回数Snが所定回数に到達するまでは、オートラーニングモードを継続する例を示したが、オートラーニングモードにより所定回数に到達する前に車輪位置の特定が完了した場合には、モニターモードに変更しても良い。この場合、送信機側にあっては送信回数Snが所定回数に到達するまでは定位置送信モードで作動するため、受信機は、そのことを認識した上で、受信情報を活用すればよい。
【図１】
2012140954.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年11月27日(2012.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各タイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧モニター装置であって、
各車輪のタイヤに装着され、タイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧検出手段と、
各車輪に設けられ、所定の回転位置のとき前記空気圧を各送信機固有の識別情報と共に無線信号にて送信する送信機と、
車体側に設けられ、前記無線信号を受信する受信機と、
各車輪と対応して車体側に設けられ、車輪の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
ある識別情報を含む無線信号が送信されたときの各車輪の回転位置を複数回取得して各車輪の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識別情報に対応する送信機の車輪位置と判定する車輪位置判定手段と、
を備え、
前記車輪位置判定手段は、前記各車輪の回転位置を、２次元平面上で原点を始点、単位円の円周上の点を終点とするベクトルに変換し、各回転位置データのベクトルの平均ベクトルのスカラー量を分散特性値として算出し、各分散特性値の最高値を最もばらつき度合いが小さいと判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項２】
請求項１に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車輪位置判定手段は、各分散特性値の最高値が第１しきい値を超えた場合、当該最高値と対応する回転位置データを最もばらつき度合いが小さいと判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項３】
請求項２に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車輪位置判定手段は、各分散特性値のうち最高値を除くすべての分散特性値が前記第１しきい値よりも小さな第２しきい値未満である場合、前記最高値と対応する回転位置データを最もばらつき度合いが小さいと判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項４】
各タイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧モニター装置であって、
各車輪のタイヤに装着され、タイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧検出手段と、
各車輪に設けられ、所定の回転位置のとき前記空気圧を各送信機固有の識別情報と共に無線信号にて送信する送信機と、
車体側に設けられ、前記無線信号を受信する受信機と、
車輪の回転数に比例した車輪速パルスを出力する車輪速センサと、
各車輪と対応して車体側に設けられ、前記各車輪速パルスのカウント値から各車輪の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
ある識別情報を含む無線信号が送信されたときの各車輪の回転位置を複数回取得して各車輪の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識別情報に対応する送信機の車輪位置と判定する車輪位置判定手段と、
を備え、
前記車輪位置判定手段は、車両の累積走行時間が第１所定時間に達するまでの間、各車輪が同一方向に回転している複数の期間で各回転位置データのばらつき度合いを算出し、各期間のばらつき度合いに基づいて最終的なばらつき度合いを算出することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項５】
請求項４に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記車輪位置判定手段は、各期間のばらつき度合いに対して回転位置のデータ数が多いほど重み付けを大きくする重み付け処理を行い、重み付け処理後の各期間のばらつき度合いに基づいて最終的なばらつき度合いを算出することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項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ー装置において、
前記車輪位置判定手段は、前記複数の期間のうち、回転位置のデータ数が所定値以上である期間のばらつき度合いに基づいて最終的なばらつき度合いを算出することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項７】
各タイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧モニター装置であって、
各車輪のタイヤに装着され、タイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧検出手段と、
各車輪に設けられ、所定の回転位置のとき前記空気圧を各送信機固有の識別情報と共に無線信号にて送信する送信機と、
車体側に設けられ、前記無線信号を受信する受信機と、
車輪の回転数に比例した車輪速パルスを出力する車輪速センサと、
各車輪と対応して車体側に設けられ、前記各車輪速パルスのカウント値から各車輪の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
ある識別情報を含む無線信号が送信されたときの各車輪の回転位置を複数回取得して各車輪の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識別情報に対応する送信機の車輪位置と判定する車輪位置判定手段と、
を備え、
前記車輪位置判定手段は、
車両の累積走行時間が所定の累積走行時間に達する前であって、各回転位置データのデータ数が所定数以上となった場合、各車輪位置データのばらつき度合いを算出し、最もばらつき度合いが小さな車輪位置データに対応する車輪位置を当該識別情報に対応する送信機の車輪位置と判定する第１判定部と、
車両の累積走行時間が前記所定の累積走行時間に達した場合、各車輪位置データのばらつき度合いを算出し、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識別情報に対応する送信機の車輪位置と判定する第２判定部と、
を備えたことを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項８】
請求項７に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
車輪位置判定手段は、前記各車輪の回転位置を、２次元平面上で原点を始点、単位円の円周上の点を終点とするベクトルに変換し、各回転位置データのベクトルの平均ベクトルのスカラー量を分散特性値として算出し、各分散特性値を比較して各回転位置データのばらつき度合いを求めることを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項９】
請求項８に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記第１判定部は、各分散特性値の最高値が第１しきい値を超えた場合、当該最高値と対応する回転位置データを最もばらつき度合いが小さいと判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記第１判定部は、各分散特性値のうち最高値を除くすべての分散特性値が前記第１しきい値よりも小さな第２しきい値未満である場合、前記最高値と対応する回転位置データを最もばらつき度合いが小さいと判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１１】
請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記第２判定部は、前記所定の累積走行時間のうち、各車輪が同一方向に回転している期間毎に、当該期間内の回転位置データに基づいて各回転位置データの期間別分散特性値を算出すると共に、各期間別分散特性値に基づいて各回転位置データのトータル分散特性値を算出し、各トータルの分散特性値の最高値と対応する回転位置データを最も最もばらつき度合いが小さいと判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１２】
請求項１に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
車輪の回転数に比例した車輪速パルスを出力する車輪速センサと、
各車輪速パルスのカウント値を算出するカウント値算出手段と、
を備え、
前記回転位置検出手段は、前記各車輪速パルスのカウント値から各車輪の回転位置を検出し、
同一輪における回転位置と前記カウント値との関係が所定の関係からずれる特定の車両状態を検出する特定車両状態検出手段と、
前記特定の車両状態が検出された場合、各車輪の回転位置と前記カウント値との関係が前記所定の関係に近づくように前記カウント値を補正するカウント値補正手段と、
を備えたことを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記特定車両状態検出手段は、車両が停止している状態を判定し、
前記カウント値補正手段は、前記カウント値算出手段により算出されたカウント値から車両停止と判定されている期間のカウント数を減算することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記特定車両状態検出手段は、駐車レンジが選択されている場合、車両停止と判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記特定車両状態検出手段は、すべての車輪速センサから第２所定時間以上車輪速パルスが出力されない場合、車両停止と判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１６】
請求項１２ないし請求項１５のいずれか１項に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記特定車両状態検出手段は、車両が後退している状態を判定し、
前記カウント値補正手段は、前記カウント値算出手段により算出されたカウント値から車両後退と判定されている期間のカウント数の倍の数を減算することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記特定車両状態検出手段は、後退レンジが選択されている場合、車両後退と判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１８】
請求項１ないし請求項１７のいずれか１項に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記送信機は、第１の所定条件が成立したときに第１の間隔で送信する定位置送信モードと、それ以外のときは第１の間隔よりも長い第２の間隔で送信する通常モードとを切り替えるモード切替手段を有し、
前記受信機は、前記送信機のモード判断手段と同じ判断により前記送信機のモードを認識するモード認識部を有し、
前記第１の所定条件は、前記送信機から信号が送信されない状態が第３所定時間以上経過したとき、または、前記第３所定時間以上経過する前であって前記第１の間隔で送信する送信回数が所定回数に到達する前のときであり、
前記受信機は、前記定位置送信モードのときに受信した受信回数と、その受信したデータを記憶し、
前記車輪位置判定手段は、前記記憶されたデータと、新たに受信したデータとに基づいて車輪位置を判定することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載のタイヤ空気圧モニター装置において、
前記受信機は、前記第３所定時間が経過するまでは、イグニッションスイッチの状態にかかわらず、前記モード認識部の作動を継続することを特徴とするタイヤ空気圧モニター装置。
【国際調査報告】
2012140954.tif 000023
2012140954.tif 000024