(57)【要約】【課題】車両の旋回走行のみでタイヤの位置を判別して従来よりも装置構成及び判別処理を簡素化しつつ、タイヤ側装置の消費電力を小さくできるタイヤ位置判別装置を提供する。【解決手段】車両２に装備されたタイヤ３１〜３４にそれぞれ装着されて空気圧を検出する空気圧検出部（４１、４２、４４）と、各タイヤに装着されて空気圧を伝送するタイヤ側無線通信部４３と、車両２が走行するときの旋回方向を検出する旋回検出部５２と、各タイヤの空気圧の時系列データ及び旋回方向を記憶するデータ記憶部５３と、時系列データから各タイヤの空気圧の増加量を算出して比較し、空気圧の増加量が最も大きいタイヤの位置を旋回方向外側の前輪と判別し、空気圧の増加量が２番目に大きいタイヤの位置を旋回方向外側の後輪と判別するタイヤ位置判別手段５５と、を備えた。【選択図】図１
2014108718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に装備されたタイヤにそれぞれ装着され、各前記タイヤの空気圧を検出する空気圧検出部と、
各前記タイヤに装着され、検出した空気圧を無線通信により伝送する無線通信部と、
前記車両が走行するときの旋回方向を検出する旋回検出部と、
各前記タイヤの空気圧の時系列データ、及び前記旋回方向を記憶するデータ記憶部と、
前記データ記憶部で記憶した前記時系列データから各前記タイヤの空気圧の増加量を算出して前記空気圧の増加量を比較し、前記空気圧の増加量が最も大きいタイヤの位置を旋回方向外側の前輪と判別し、前記空気圧の増加量が２番目に大きいタイヤの位置を旋回方向外側の後輪と判別するタイヤ位置判別手段と、を備えたタイヤ位置判別装置。
【請求項２】
請求項１において、前記タイヤ位置判別手段は、各前記タイヤの空気圧の時間平均値に対していずれかのタイヤの空気圧の最新値が所定量以上増加したときに前記タイヤの位置を判別するタイヤ位置判別装置。
【請求項３】
請求項１において前記旋回方向を検出しているとき、あるいは、請求項２において各前記タイヤの前記空気圧の時間平均値に対していずれかのタイヤの空気圧の最新値が所定量以上増加したときに、
前記空気圧検出部は、位置の判別されていないタイヤの空気圧の検出時間間隔を短く変更するタイヤ位置判別装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、
前記タイヤ位置判別手段は、各前記タイヤの位置を判別したときに前記データ記憶部で記憶している各前記タイヤの空気圧の時系列データが変動していないタイヤがある場合、前記変動していないタイヤをスペアタイヤと判別するタイヤ位置判別装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、
前記データ記憶部は、前記空気圧及び前記旋回方向に検出時刻を示すタイムスタンプを付して記憶するタイヤ位置判別装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、
装置の起動後に全てのタイヤの位置の判別を１回実施した時点、あるいは、前記判別を所定回数実施して毎回同じ判別結果を得た時点で動作を停止するタイヤ位置判別装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項において、
各前記タイヤの判別された位置と前記空気圧とを対応付けて表示する表示部をさらに備えたタイヤ位置判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧検出部及び無線通信部が装着されたタイヤの位置を判別するタイヤ位置判別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の走行中にタイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）の適用が進められている。タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）には、空気圧センサを用いて空気圧を直接的に検出する直接式ＴＰＭＳがある。直接式ＴＰＭＳは、タイヤに装着された空気圧センサの検出信号を非接触で伝送する無線通信部、ならびにセンサ及び無線通信部の電源となる電池を各タイヤに設けるのが一般的である。また、タイヤの摩耗量を平均化するために空気圧センサが装備されたタイヤの位置をローテーションすることが一般的に行われる。タイヤ位置のローテンションを行った場合では、車両側で予め設定されている個々のタイヤを区別する認識コードとローテンション後の空気圧センサが装備されたタイヤ位置との対応関係を設定する必要が生じる。
【０００３】
この対応関係を設定する手間を省略し、設定誤りのおそれを解消したＴＰＭＳの技術例が特許文献１に開示されている。特許文献１のタイヤ空気圧モニター装置は、各タイヤに設けられた空気圧検出手段及び送信手段と、車両に設けられた受信手段、荷重移動検出手段、及びタイヤ位置判別手段とを備えている。荷重移動検出手段は、具体的には、車両の加減速を検出する加減速検出手段と、車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段と、からなっている。これにより、車両の前後方向の荷重移動からタイヤの前輪と後輪とを判別でき、左右方向の荷重移動からタイヤの右側輪と左側輪とを判別できる。類似の技術は、特許文献２にも開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、タイヤの位置を判別する別の技術が開示されている。特許文献３のタイヤ状態取得装置は、タイヤ状態検出装置及び送信装置を含んで各車輪に設けられた車輪側装置と、受信装置及び車輪位置関連取得装置を含んで車体に設けられた車体側装置とで構成されている。車輪位置関連取得装置は、受信装置が受信する無線信号の飛来方向や受信強度の大小などに基づいてタイヤの位置を判別するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８０１０３５号公報
【特許文献２】特開２００３−１５９９２０号公報
【特許文献３】特開２００３−３０６０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１及び特許文献２では、４個のタイヤの位置を判別するために、車両の加減速走行と旋回走行の両方が必要になる。つまり、車両が加速または減速して荷重が前後方向に移動しているときにタイヤの前輪と後輪とを判別し、車両が旋回して荷重が左右方向に移動しているときにタイヤの右側輪と左側輪とを判別する。この判別を行うためには、加減速及び旋回の２種類の走行を実施中である旨の車両情報を取得する必要があり、装置構成の複雑化ならびに判別処理の煩雑化を招いていた。
【０００７】
さらに、タイヤの位置を高い確度で判別するためには、ＴＰＭＳとして空気圧監視を行うときよりも短い時間間隔で空気圧を検出して、検出信号を無線伝送することが必要になる。このため、空気圧センサ及び無線通信部からなるタイヤ側装置の消費電力が増加して電池が速く消耗し、電池交換の手間が頻繁になりがちである。
【０００８】
一方、特許文献３の装置では、受信装置が受信する無線信号の飛来方向や受信強度の大小などに基づいてタイヤの位置を判別するため、タイヤの位置の判別に車両の特定の走行形態を必要としない点は好ましい。しかしながら、路面状態に起因して送信装置から送信される無線信号の受信強度が変動するため、受信装置の無線信号に対する受信強度が毎回安定するとは限らずタイヤの位置を高い確度で判別することが難しい。加えて、ノイズの影響も懸念されるので、十分な判別確度を得るために車輪位置関連取得装置の構成は複雑化して高価になる。
【０００９】
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、車両の旋回走行のみでタイヤの位置を判別して従来よりも装置構成及び判別処理を簡素化しつつ、タイヤ側装置の消費電力を小さくできるタイヤ位置判別装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のタイヤ位置判別装置は、車両に装備されたタイヤにそれぞれ装着され、各前記タイヤの空気圧を検出する空気圧検出部と、各前記タイヤに装着され、検出した空気圧を無線通信により伝送する無線通信部と、前記車両が走行するときの旋回方向を検出する旋回検出部と、各前記タイヤの空気圧の時系列データ、及び前記旋回方向を記憶するデータ記憶部と、前記データ記憶部で記憶した前記時系列データから各前記タイヤの空気圧の増加量を算出して前記空気圧の増加量を比較し、前記空気圧の増加量が最も大きいタイヤの位置を旋回方向外側の前輪と判別し、前記空気圧の増加量が２番目に大きいタイヤの位置を旋回方向外側の後輪と判別するタイヤ位置判別手段と、を備えた。
【００１１】
さらに、前記タイヤ位置判別手段は、各前記タイヤの空気圧の時間平均値に対していずれかのタイヤの空気圧の最新値が所定量以上増加したときに前記タイヤの位置を判別することが好ましい。
【００１２】
さらに、前記旋回方向を検出しているとき、あるいは、各前記タイヤの前記空気圧の時間平均値に対していずれかのタイヤの空気圧の最新値が所定量以上増加したときに、前記空気圧検出部は、位置の判別されていないタイヤの空気圧の検出時間間隔を短く変更することが好ましい。
【００１３】
また、前記タイヤ位置判別手段は、各前記タイヤの位置を判別したときに前記データ記憶部で記憶している各前記タイヤの空気圧の時系列データが変動していないタイヤがある場合、前記変動していないタイヤをスペアタイヤと判別する、ようにしてもよい。
【００１４】
さらに、前記データ記憶部は、前記空気圧及び前記旋回方向に検出時刻を示すタイムスタンプを付して記憶することが好ましい。
【００１５】
さらに、装置の起動後に全てのタイヤの位置の判別を１回実施した時点、あるいは、前記判別を所定回数実施して毎回同じ判別結果を得た時点でタイヤの位置の判別に関する動作を停止することが好ましい。
【００１６】
さらに、各前記タイヤの判別された位置と前記空気圧とを対応付けて表示する表示部をさらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のタイヤ位置判別装置では、各タイヤの空気圧の時系列データから空気圧の増加量を算出して、増加量が最も大きいタイヤの位置を旋回方向外側の前輪と判別し、増加量が２番目に大きいタイヤの位置を旋回方向外側の後輪と判別する。車両が旋回走行すると、遠心力の作用により車体姿勢が旋回方向外側に沈み込みんで、旋回方向外側のタイヤに大きな荷重が発生し、一時的に空気圧が増加する。さらに、旋回方向外側の前輪では、旋回方向外側の後輪と比較して旋回半径が大きくなるので、車体姿勢が前側に沈み込む。これにより、旋回方向外側の前輪では、４輪中で最大の荷重が発生して空気圧の増加量が最大になり、旋回方向外側の後輪では空気圧の増加量が２番目になる。つまり、車両の旋回走行時に、旋回方向外側の前輪及び後輪のタイヤを判別できる。さらに、車両の右旋回時及び左旋回時にそれぞれ位置判別処理を行うことで、４輪のタイヤの位置を全て判別できる。したがって、特許文献１と異なり、車両の旋回走行のみでタイヤの位置を判別でき、車両の加減速走行は不要であるので、従来よりも装置構成及び判別処理を簡素化できる。
【００１８】
さらに、各タイヤの空気圧の時間平均値に対していずれかのタイヤの空気圧の最新値が所定量以上増加したときにタイヤの位置を判別する態様では、空気圧の増加が顕著であるときに位置判別処理を行うので判別確度が高い。
【００１９】
さらに、旋回方向を検出しているとき、あるいは、各タイヤの空気圧の時間平均値に対していずれかのタイヤの空気圧の最新値が所定量以上増加したときに、位置の判別されていないタイヤの空気圧の検出時間間隔を短く変更する態様では、判別確度向上ならび消費電力低減の効果が生じる。つまり、車両の旋回走行時に位置判別処理を行うときだけ、位置判別の必要なタイヤに限って空気圧の検出時間間隔を短くするので、当該タイヤの空気圧の時系列データが緻密になり、位置の判別確度が高い。また、位置判別の済んでいるタイヤでは検出時間間隔を短くせず、位置判別が済んでいないタイヤでも位置判別処理を行わない常時は検出時間間隔を短くしない。したがって、空気圧検出部及び無線通信部からなるタイヤ側装置の消費電力を小さくでき、電池の消耗を抑制して、電池交換の手間を低減できる。
【００２０】
また、空気圧の時系列データが変動していないタイヤをスペアタイヤと判別する態様では、車両にスペアタイヤが搭載されていても間違いなく判別できる。
【００２１】
さらに、データ記憶部が空気圧及び旋回方向にタイムスタンプを付して記憶する態様では、検出した空気圧の時系列データと旋回方向のデータとの同時性を確実にできる。これにより、無線通信によるタイムラグの影響などを解消でき、タイヤの位置の判別確度が高い。
【００２２】
さらに、装置の起動後に全てのタイヤの位置の判別を１回実施した時点、あるいは、判別を所定回数実施して毎回同じ判別結果を得た時点で動作を停止する態様では、位置判別処理を無意味に繰り返すことがない。したがって、空気圧検出部及び無線通信部からなるタイヤ側装置の消費電力を小さくでき、電池の消耗を抑制して、電池交換の手間を低減できる。
【００２３】
さらに、各タイヤの判別された位置と空気圧とを対応付けて表示する表示部をさらに備える態様では、位置判別結果に基づいて各タイヤの空気圧を監視できる。つまり、本発明をタイヤ空気圧監視システムに組み込むことにより、システム内でタイヤの位置を設定する手間を省略でき、さらには設定誤りのおそれを解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態のタイヤ位置判別装置を説明する図であり、（Ａ）はタイヤ側装置の構成図、（Ｂ）は装置全体の構成図である。
【図２】タイヤ位置判別ＥＣＵ（タイヤ位置判別手段）の動作を説明するフローチャートの全体図であり、主に全体の流れ及び左旋回時の位置判別処理の動作を示している。
【図３】図２から分岐されるフローチャートの部分図であり、主に右旋回時の位置判別処理の動作を示している。
【図４】第１実施形態のタイヤ位置判別装置の性能確認実験で得られた測定波形を示す図である。
【図５】第２実施形態のタイヤ位置判別手段の動作を説明するフローチャートの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の第１実施形態のタイヤ位置判別装置１について、図１〜図４を参考にして説明する。図１は、実施形態のタイヤ位置判別装置１を説明する図であり、（Ａ）はタイヤ側装置４の構成図、（Ｂ）は装置１全体の構成図である。タイヤ位置判別装置１は、タイヤ空気圧監視システムに一体的に組み込まれている。タイヤ位置判別装置１は、車両２の各タイヤ３１〜３５にそれぞれ装備されたタイヤ側装置４と、車両に搭載された車両側装置５とで構成されている。
【００２６】
タイヤ側装置４は、前左輪、前右輪、後左輪、及び後右輪にそれぞれ装備されたタイヤ３１〜３４の内部に装着されている。また、タイヤ側装置４は、車両２に搭載されたスペアタイヤ３５にも装備されている。合計５個のタイヤ３１〜３５は、摩耗量を平均化するために装備位置をローテーションできるようになっている。合計５個のタイヤ側装置４は、各個体を区別するＩＤコードを有しており、ＩＤコード以外は同じ構成になっている。
【００２７】
図１の（Ａ）に示されるように、タイヤ側装置４は、空気圧センサ４１、温度センサ４２、タイヤ側無線通信部４３、及び制御演算部４４などで構成されている。タイヤ側装置４は、既存のタイヤ空気圧監視システムに用いられるタイヤ側装置に若干の変更を加えて実現できる。変更を加える箇所としては、制御演算部４４のソフトウェアの機能変更や、空気圧センサ４１及び温度センサ４２の検出時間間隔及びタイヤ側無線通信部４３の無線通信間隔の変更などを例示でき、これらに限定されない。
【００２８】
空気圧センサ４１は空気圧検出部の一部に相当し、制御演算部４４からの検出指令にしたがって、タイヤ３１〜３５内部の空気圧を検出し、Ａ／Ｄ変換後の空気圧Ｐ０の情報を制御演算部４４に送出する。温度センサ４２は、制御演算部４４からの検出指令にしたがって、タイヤ３１〜３５内部の空気温度を検出し、Ａ／Ｄ変換後の空気温度Ｔ０の情報を制御演算部４４に送出する。
【００２９】
タイヤ側無線通信部４３は、制御演算部４４からの通信制御指令にしたがって、車両側装置５の車両側無線通信部５１との間で無線通信を用いて非接触でデータ伝送を行う。タイヤ側無線通信部４３は、温度補正後の空気圧Ｐ１及び後述するタイムスタンプを無線信号に変換して無線送信する。これに加えて、タイヤ側無線通信部４３は、車両側無線通信部５１が無線送信した制御指令を受信する。つまり、タイヤ側無線通信部４３は、双方向通信機能を有している。タイヤ側無線通信部４３と車両側無線通信部５１との間の無線通信方式は、特に限定されない。
【００３０】
制御演算部４４は、マイコン及び記憶部を内蔵してソフトウェアで動作する電子制御装置（ＥＣＵ）である。制御演算部４４は、指令された検出時間間隔に基づいて、空気圧センサ４１及び温度センサ４２に検出指令を送出する。次に、制御演算部４４は、空気圧Ｐ０及び空気温度Ｔ０の情報を受け取り、検出時刻を示すタイムスタンプを付して記憶部に記憶する。そして、空気圧Ｐ０を空気温度Ｔ０で補正して、基準温度における空気圧Ｐ１を演算する。したがって、空気圧センサ４１、温度センサ４２、及び制御演算部４４の温度補正演算機能の組合せにより、本発明の空気圧検出部が構成されている。なお、温度センサ４２による空気温度Ｔ０の検出及び空気圧Ｐ０の温度補正は必須でなく、検出された空気圧Ｐ０をそのまま用いてもよい。
【００３１】
制御演算部４４は、車両側装置５の車両側無線通信部５１からの制御指令にしたがい、空気圧Ｐ１の検出時間間隔を制御する機能を有している。本第１実施形態の検出時間間隔は、常時空気圧を監視するときの通常時検出周期Ｔ１、及びタイヤ３１〜３５の位置を判別するときの通常時検出周期Ｔ１と比べ短い判別時検出周期Ｔ２の２種類であるとする。これに限定されず、検出時間間隔が３種類以上あってもよいし、検出時間間隔が可変に制御されてもよい。検出時間間隔を制御する機能については、後で図２及び図３のフローチャートを参照しながら追加説明する。
【００３２】
空気圧Ｐ１の検出時間間隔に対して無線通信間隔を同程度の長さに設定した場合、タイヤ側無線通信部４３は空気圧Ｐ１を演算するたびに無線送信する。この場合、車両側装置５への無線通信によるデータ伝送の遅れを小さくできる。また、空気圧Ｐ１の検出時間間隔に対して無線通信間隔を長く設定した場合、タイヤ側無線通信部４３は制御演算部４４の記憶部で記憶した複数の空気圧Ｐ１をまとめて無線送信することができる。この場合、無線通信に必要な消費電力を小さくできる。
【００３３】
また、タイヤ側装置４には、図略の電源用電池が交換可能に内蔵されている。電源用電池には、例えば、一般的なボタン電池を用いることができる。電源用電池は、空気圧センサ４１、温度センサ４２、タイヤ側無線通信部４３、及び制御演算部４４に共通な電源である。
【００３４】
車両側装置５は、車両に搭載されており、車両側無線通信部５１、旋回検出部５２、データ記憶部５３、表示部５４、及びタイヤ位置判別ＥＣＵ５５などで構成されている。車両側装置５は、繰り返し充電の可能な車載バッテリを電源としており、タイヤ側装置４と異なって電池交換を考慮する必要がない。車両側装置５は、既存のタイヤ空気圧監視システムに用いられる車両側装置に若干の変更を加えて実現できる。変更を加える箇所としては、タイヤ位置判別ＥＣＵ５５とデータ記憶部５３の機能を付加することを例示でき、これに限定されない。
【００３５】
車両側無線通信部５１は、タイヤ側装置４のタイヤ側無線通信部４３との間で無線通信を用いて非接触でデータ伝送を行う。車両側無線通信部５１は、温度補正後の空気圧Ｐ１及びタイムスタンプに相当する無線信号を受信する。これに加えて、車両側無線通信部５１は、タイヤ位置判別ＥＣＵ５５からの検出時間間隔を変更する制御指令をタイヤ側装置４に指令する役割も担っている。つまり、車両側無線通信部５１は、双方向通信機能を有している。
【００３６】
旋回検出部５２は、車両２が走行するときの旋回方向を検出する部位である。旋回検出部５２は、検出した旋回方向のデータをタイヤ位置判別ＥＣＵ５５に伝送する。このとき、旋回検出部５２またはタイヤ位置判別ＥＣＵ５５は、旋回方向のデータに検出時刻を示すタイムスタンプを付す。旋回検出部５２には、例えば、車両２に一般的に設けられる操舵角センサを用いることができる。あるいは、旋回検出部５２は、車両の走行を制御する車両ＥＣＵから操舵角センサの検出情報を受け取るようにしてもよい。本第１実施形態の旋回検出部５２は、直進、左旋回、及び右旋回の３走行形態を区別し、操舵角の大きさは必要としない。旋回検出部５２とタイヤ位置判別ＥＣＵ５５との間の伝送方法及び伝送経路は限定されない。
【００３７】
データ記憶部５３は、各タイヤ３１〜３５の空気圧Ｐ１の時系列データ及び旋回方向のデータをタイムスタンプとともに記憶する。データ記憶部５３には、一般的な記憶装置を用いることができる。あるいは、データ記憶部５３をタイヤ位置判別ＥＣＵ５５の記憶部の内部に設けることもできる。
【００３８】
なお、本第１実施形態におけるデータ記憶部５３に記憶される空気圧の時系列データとは、検出した空気圧が所定個数抽出され、かつ、所定個数毎にタイムスタンプが付与されているデータである。空気圧の最新値を空気圧の時系列データとしてデータ記憶部５３が空気圧を記憶するときは、所定個数の範囲内で記憶されている空気圧の最古値を削除して空気圧の最新値が上書きされる。空気圧の時系列データはこれに限定されるものではなく、タイヤの位置の判別が終了するまでデータ記憶部で空気圧を記憶しても良い。
【００３９】
表示部５４は、各タイヤ３１〜３５の判別された位置と空気圧Ｐ１とを対応付けて表示する。つまり、表示部５４は、各タイヤ側装置４のＩＤコード、各タイヤ３１〜３５の位置（前左輪、前右輪、後左輪、後右輪、スペア）、ならびに検出された空気圧Ｐ１の三者を、例えば一覧表形式あるいは実際の配置に相当する図式を用いて表示する。表示部５４は、既存のタイヤ空気圧監視システムと共用にすることができる。
【００４０】
タイヤ位置判別ＥＣＵ５５は、マイコン及び記憶部を内蔵してソフトウェアで動作する電子制御装置であり、本発明のタイヤ位置判別手段の機能を含んでいる。タイヤ位置判別ＥＣＵ５５は、データ記憶部５３へのデータの記憶及び読み出しを管理し、データに基づいてタイヤ３１〜３５の位置判別処理を行う。また、タイヤ位置判別ＥＣＵ５５は、表示部５４の表示内容を逐次更新する。加えて、タイヤ位置判別ＥＣＵ５５は、タイヤ側装置４で空気圧Ｐ１を検出するときの検出時間間隔を制御する。
【００４１】
次に、上述のように構成された第１実施形態のタイヤ位置判別装置１の動作について説明する。図２は、タイヤ位置判別ＥＣＵ５５（タイヤ位置判別手段）の動作を説明するフローチャートの全体図であり、主に全体の流れ及び左旋回時の位置判別処理の動作を示している。また、図３は、図２から分岐されるフローチャートの部分図であり、主に右旋回時の位置判別処理の動作を示している。
【００４２】
図２で、まず車両２のイグニッションスイッチがオン操作されると、車両側装置５の電源が投入されて始動する。一方、タイヤ側装置４は、常時電源供給されてスタンバイ状態を維持しており、タイヤ側無線通信部４３は車両側無線通信部５１から送信される無線信号を受信可能な状態になっている。ステップＳ１で、タイヤ位置判別ＥＣＵ５５は、空気圧Ｐ１を監視するときの通常時検出周期Ｔ１を初期設定し、車両側無線通信部５１を介してタイヤ側装置４に指令する。これにより、タイヤ側装置４がスタンバイ状態から動作状態に移行して、空気圧Ｐ１の検出及び無線通信によるデータ伝送を開始する。
【００４３】
次に、ステップＳ２で、タイヤ位置判別ＥＣＵ５５は、旋回検出部５２から、旋回方向のデータを取得する。さらに、ステップＳ３で、タイヤ位置判別ＥＣＵ５５は、タイヤ側装置４から通常時検出周期Ｔ１の空気圧Ｐ１の時系列データを取得する。次に、ステップＳ４で、タイヤ位置判別ＥＣＵ５５は旋回方向を調査し、車両２の直進が続いている間はステップＳ２〜Ｓ４を繰り返す。そして、車両２が左旋回するとステップＳ５に進み、車両２が右旋回すると図３のステップＳ３１に進む。
【００４４】
左旋回時のステップＳ５で、空気圧Ｐ１の増加の有無を判定する。具体的には、各タイヤ３１〜３５の空気圧Ｐ１の時系列データからそれぞれ時間平均値を求め、いずれかのタイヤ３１〜３５の空気圧Ｐ１の最新値が時間平均値から所定量Ｐａ以上増加したか否かを判定する。時間平均値としては、至近の所定個数の空気圧Ｐ１を平均化した移動平均値を用いることができる。また、所定量Ｐａを適正に設定することで、後述する各タイヤ３１〜３５の空気圧Ｐ１の増加量の大小比較を確実に実施できる。空気圧Ｐ１の増加無しと判定したときはステップＳ２に戻り、空気圧Ｐ１の増加有りと判定したときはステップＳ６に進む。
【００４５】
ステップＳ６で、前左輪及び後左輪のタイヤの位置の判別が済んでいるか否か調査し、済んでいればステップＳ７に進み、済んでいなければステップＳ８に進む。ステップＳ７では、前左輪及び後左輪以外の位置の判別されていない（未判別の）タイヤ側装置４に限り、空気圧Ｐ１の検出時間間隔を通常時検出周期Ｔ１よりも短い判別時検出周期Ｔ２に設定するように指令する。ステップＳ８では、全てのタイヤ側装置４に対して、空気圧Ｐ１の検出時間間隔を判別時検出周期Ｔ２に設定するように指令する。
【００４６】
ステップＳ７またはステップＳ８に続くステップＳ９で、タイヤ位置判別ＥＣＵ５５は、位置の判別されていないタイヤ側装置４から判別時検出周期Ｔ２の空気圧Ｐ１の時系列データを取得する。次に、ステップＳ１０で、各タイヤ３１〜３５の空気圧Ｐ１の増加量ΔＰを演算する。各タイヤ３１〜３５の空気圧Ｐ１の増加量ΔＰは、タイヤの空気圧の最新値とタイヤの空気圧の時間平均値とから演算される。さらに、ステップＳ１１で、増加量ΔＰの上位２つ、すなわち最大増加量ΔＰ１及び２番目増加量ΔＰ２を抽出する。そして、ステップＳ１２で、最大増加量ΔＰ１が発生したタイヤ側装置４のタイヤを前右輪と判別し、２番目増加量ΔＰ２が発生したタイヤ側装置４のタイヤを後右輪と判別する。
【００４７】
ステップＳ７〜ステップＳ９までの判別は、車両２が走行しているときの旋回方向とタイヤの空気圧の増加との関係に基づいている。すなわち、車両２が左旋回走行すると、遠心力の作用により車体姿勢が右側に沈み込んで、右側のタイヤに大きな荷重が発生し、一時的に空気圧Ｐ１が増加する。さらに、前右輪では、後右輪と比較して旋回半径が大きくなるので、車体姿勢が前側に沈み込み、前右輪には４輪中で最大の荷重が発生して、空気圧Ｐ１の増加量ΔＰが最大になる。そして、後右輪には２番目に大きな荷重が発生して、空気圧Ｐ１の増加量ΔＰが２番目になる。これにより、左旋回走行時に、最大増加量ΔＰ１が発生するタイヤを前右輪と判別でき、２番目増加量ΔＰ２が発生するタイヤを後右輪と判別できる。
【００４８】
ステップＳ１２でタイヤの位置を判別した後、ステップＳ１３で、タイヤ位置判別ＥＣＵ５５は、空気圧Ｐ１の検出時間間隔を通常時検出周期Ｔ１に戻す。次のステップＳ１４で、前左輪及び後左輪のタイヤの判別が済んでいるか否か調査し、済んでいればステップＳ１５に進み、済んでいなければステップＳ２に戻る。
【００４９】
ステップＳ４で、車両２が右旋回すると図３のステップＳ３１に進む。図３の右旋回時の位置判別処理の動作は、図２のステップＳ５〜Ｓ１４の左旋回時の動作に類似し、概ね左右を逆に読み替えたものになっている。
【００５０】
右旋回時のステップＳ３１で、空気圧Ｐ１の増加の有無を判定する。具体的には、各タイヤ３１〜３５の時間平均値に対して、いずれかのタイヤの空気圧の最新値が時間平均値から所定量以上増加したか否かを判定する。空気圧Ｐ１の増加無しと判定したときは図２のステップＳ２に戻り、空気圧Ｐ１の増加有りと判定したときはステップＳ３２に進む。
【００５１】
ステップＳ３２で、前右輪及び後右輪のタイヤの位置の判別が済んでいるか否か調査し、済んでいればステップＳ３３に進み、済んでいなければステップＳ３４に進む。ステップＳ３３では、前右輪及び後右輪以外の位置の判別されていない（未判別の）タイヤ側装置４に限り、空気圧Ｐ１の検出時間間隔を短い判別時検出周期Ｔ２に設定するように指令する。ステップＳ３４では、全てのタイヤ側装置４に対して、空気圧Ｐ１の検出時間間隔を判別時検出周期Ｔ２に設定するように指令する。
【００５２】
ステップＳ３３またはステップＳ３４に続くステップＳ３５で、タイヤ位置判別ＥＣＵ５５は、位置の判別されていないタイヤ側装置４から判別時検出周期Ｔ２の空気圧Ｐ１の時系列データを取得する。次に、ステップＳ３６で、各タイヤ３１〜３５の空気圧Ｐ１の増加量ΔＰを演算する。さらに、ステップＳ３７で、増加量ΔＰの上位２つ、すなわち最大増加量ΔＰ１及び２番目増加量ΔＰ２を抽出する。そして、ステップＳ３８で、最大増加量ΔＰ１が発生したタイヤ側装置４のタイヤを前左輪と判別し、２番目増加量ΔＰ２が発生したタイヤ側装置４のタイヤを後左輪と判別する。
【００５３】
ステップＳ３３〜ステップＳ３５までの判別は、車両２が走行しているときの旋回方向とタイヤの空気圧の増加との関係に基づいている。すなわち、車両２が右旋回走行すると、遠心力の作用により車体姿勢が左側に沈み込んで、左側のタイヤに大きな荷重が発生し、一時的に空気圧Ｐ１が増加する。さらに、前左輪では、後左輪と比較して旋回半径が大きくなるので、車体姿勢が前側に沈み込み、前左輪には４輪中で最大の荷重が発生して、空気圧Ｐ１の増加量ΔＰが最大になる。そして、後左輪には２番目に大きな荷重が発生して、空気圧Ｐ１の増加量ΔＰが２番目になる。これにより、右旋回走行時に、最大増加量ΔＰ１が発生するタイヤを前左輪と判別でき、２番目増加量ΔＰ２が発生するタイヤを後左輪と判別できる。
【００５４】
ステップＳ３８でタイヤの位置を判別した後、ステップＳ３９で、タイヤ位置判別ＥＣＵ５５は、空気圧Ｐ１の検出時間間隔を通常時検出周期Ｔ１に戻す。次のステップＳ４０で、前右輪及び後右輪のタイヤの判別が済んでいるか否か調査し、済んでいれば図２のステップＳ１５に進み、済んでいなければ図２のステップＳ２に戻る。
【００５５】
ステップＳ１４またはステップＳ４０に続くステップＳ１５の時点で、ステップＳ４〜Ｓ１４までの左旋回時判別処理、及びステップＳ３１〜Ｓ４０までの右旋回時判別処理が終了している。つまり、前左輪、後左輪、前右輪、及び後右輪のタイヤ３１〜３４の判別が終了している。この時点まで判別されずに残されたタイヤ側装置４では、空気圧Ｐ１の増加量が最も小さく、時系列データが殆ど変動していない。したがって、タイヤ位置判別ＥＣＵ５５は、判別されずに残されたタイヤ側装置４のタイヤをスペアタイヤ３５と判別できる。これにより、タイヤ位置判別ＥＣＵ５５は、５個全てのタイヤ３１〜３５の位置を判別できる。判別した結果は表示部５４の表示に反映される。判別処理を終了した後、タイヤ位置判別ＥＣＵ５５は停止して、通常の空気圧監視の機能が動作し続ける。
【００５６】
次に、タイヤ位置判別装置１の性能を確認した実験結果について説明する。図４は、第１実施形態のタイヤ位置判別装置１の性能確認実験で得られた測定波形を示す図である。図４で、横軸は共通の時間軸ｔを示し、縦軸は空気圧を示している。実験条件として車両２を旋回半径５．２ｍで右旋回走行させ、そのときに４輪の各タイヤの空気圧を継続的に測定してプロットした。図中の区間Ｒ１で走行速度０ｋｍ／時（停車中）、区間Ｒ２で走行速度１０ｋｍ／時、区間Ｒ３で走行速度２０ｋｍ／時、区間Ｒ４で走行速度２５ｋｍ／時である。区間Ｒ１の停車中の状態からわかるように、前左輪のタイヤの空気圧Ｐｊ及び前右輪のタイヤの空気圧Ｐｋは、後左輪のタイヤの空気圧Ｐｌ及び後右輪のタイヤの空気圧Ｐｍよりも大きめになっている。
【００５７】
図示されるように、区間Ｒ２の走行速度１０ｋｍ／時の条件では、空気圧の増加量は顕著でなく、タイヤの位置の判別は難しい。車両２が区間Ｒ３の走行速度２０ｋｍ／時に達すると、旋回走行外側の前左輪の空気圧Ｐｊが顕著に大きく増加し、次いで、後左輪の空気圧Ｐｌも増加している。逆に、旋回走行内側の前右輪の空気圧Ｐｋ、及び後右輪の空気圧Ｐｍは、わずかに減少している。空気圧Ｐｊ、Ｐｋ、Ｐｌ、Ｐｍの変化の傾向は、区間Ｒ４の走行速度２５ｋｍ／時で、より一層顕著になっている。
【００５８】
なお、車両２の旋回方向を左旋回に変更したときには、概ね上述した実験結果の左右のタイヤを逆にした結果が得られる。
【００５９】
また、各空気圧Ｐｊ、Ｐｋ、Ｐｌ、Ｐｍは、測定ごとにわずかにばらついて測定誤差が生じている。したがって、空気圧Ｐ１の増加を判定する際の基準として、空気圧Ｐ１の移動平均値を用いることが好ましい。これにより、空気圧Ｐ１の増加を判定する所定量Ｐａを適正に設定でき、旋回走行外側の前輪及び後輪を高い確度で判別することができる。
【００６０】
第１実施形態のタイヤ位置判別装置１によれば、車両２の右旋回時及び左旋回時に位置判別処理を行うことで、４輪のタイヤ３１〜３４の位置を全て判別できる。また、空気圧Ｐ１の時系列データが変動していないタイヤをスペアタイヤ３５と間違いなく判別できる。したがって、車両２の旋回走行のみでタイヤ３１〜３５の位置を判別でき、車両２の加減速走行は不要であるので、従来よりも装置構成及び判別処理を簡素化できる。
【００６１】
また、各タイヤ３１〜３５の空気圧Ｐ１の時間平均値に対していずれかのタイヤの空気圧の最新値が所定量Ｐａ以上増加したとき、すなわち空気圧Ｐ１の増加が顕著であるときに位置判別処理を行う。加えて、位置判別処理を行うときに、空気圧Ｐ１を短い判別時検出周期Ｔ２で検出するので、当該タイヤの空気圧Ｐ１の時系列データが緻密になる。さらに、データ記憶部５３が空気圧Ｐ１及び旋回方向にタイムスタンプを付して記憶するので、検出した空気圧Ｐ１の時系列データと旋回方向のデータとの同時性を確実にでき、無線通信によるタイムラグの影響などを受けない。これらの総合的な効果として、タイヤ３１〜３５の位置の判別確度が高くなる。
【００６２】
また、位置判別の済んでいるタイヤでは長い通常時検出周期Ｔ１を用い、位置判別が済んでいないタイヤでも位置判別処理を行わない常時は通常時検出周期Ｔ１を用いる。さらに、タイヤ位置判別装置１の起動後に全てのタイヤ３１〜３５の位置の判別を１回実施した時点で動作を停止するので、位置判別処理を無意味に繰り返すことがない。これらの総合的な効果として、タイヤ側装置４の消費電力を小さくでき、電池の消耗を抑制して、電池交換の手間を低減できる。
【００６３】
さらに、第１実施形態のタイヤ位置判別装置１はタイヤ空気圧監視システムに一体的に組み込まれており、システム内でタイヤの位置を設定する手間を省略でき、さらには設定誤りのおそれを解消できる。また、スペアタイヤ３５も判別して空気圧Ｐ１を監視することができ、スペアタイヤ３５が利用できる状態にあるか否かを判断することができる。
【００６４】
次に、タイヤ３１〜３５の位置の判別処理を所定回数Ｍだけ実施する第２実施形態について説明する。第２実施形態において、タイヤ位置判別装置１の装置構成自体は第１実施形態と同じであり、タイヤ位置判別手段の位置判別処理の動作が異なる。図５は、第２実施形態のタイヤ位置判別手段の動作を説明するフローチャートの図である。
【００６５】
図５において、ステップＳ１〜Ｓ４、Ｓ１５の処理内容は第１実施形態と同様である。ステップＳ５２の定義済みの左旋回時判別処理は、第１実施形態のステップＳ５〜Ｓ１４までの一連の処理内容をまとめたものである。同様に、ステップＳ５３の定義済みの右旋回時判別処理は、第１実施形態のステップＳ３１〜Ｓ４０までの一連の処理内容をまとめたものである。
【００６６】
第２実施形態では、タイヤ３１〜３５の位置の判別処理の実施回数をカウントするために、判別回数カウンタＮを使用する。図５に示されるように、ステップＳ１に続くステップＳ５１で、タイヤ位置判別手段は、判別回数カウンタＮをクリヤする。そして、ステップＳ２〜ステップＳ１５までの処理により、全てのタイヤ３１〜３５の位置を判別すると、ステップＳ５４に進む。
【００６７】
ステップＳ５４では、判別結果が前回と異なっているときに、ステップＳ５１に戻り、そうでないときにステップＳ５５に進む。初回のステップＳ５４では、前回の判別結果が無いので、無条件でステップＳ５５に進む。ステップＳ５５では、判別回数カウンタＮを１だけカウントアップして、ステップＳ５６に進む。ステップＳ５６で、判別回数カウンタＮが所定回数Ｍ未満であればステップＳ２に戻って位置判別処理を繰り返し、判別回数カウンタＮが所定回数Ｍに達すると位置判別処理を完了する。
【００６８】
したがって、タイヤ位置判別手段は、通常はタイヤ３１〜３５の位置判別処理を毎回良好に行えて、所定回数Ｍの判別結果が一致し、判別処理を完了することができる。しかしながら、位置判別処理を繰り返す途中で、判別結果が前回と異なっているときには、ステップＳ５４からステップＳ５１に戻る。これにより、ステップＳ５１で判別回数カウンタＮをクリヤして、最初からやり直す。
【００６９】
第２実施形態では、所定回数Ｍの判別結果が一致することを位置判別処理の完了条件としている。したがって、全てのタイヤ３１〜３５の位置の判別確度が極めて高くなる。
【００７０】
なお、第１及び第２実施形態で、車両２にスペアタイヤ３５が搭載されていない場合は、フローチャート中のスッテプＳ１５を省略する。また、車両２が旋回走行するときの操舵角を取得して、操舵角が規定角度以上の場合に、タイヤ３１〜３５の位置の判別処理を行うようにしてもよい。さらに、各タイヤ３１〜３５の空気圧Ｐ１の時間平均値を求める演算は、タイヤ位置判別ＥＣＵ５５でなく、タイヤ側装置４の制御演算部４４で行うようにしてもよい。タイヤ位置判別ＥＣＵ５５と制御演算部４４とは、演算処理や判別処理に関して、適宜機能を分担することができる。本発明は、その他さまざまな変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１：タイヤ位置判別装置
２：車両
３１〜３４：タイヤ    ３５：スペアタイヤ
４：タイヤ側装置
４１：空気圧センサ    ４２：温度センサ
４３：タイヤ側無線通信部    ４４：制御演算部
５：車両側装置
５１：車両側無線通信部    ５２：旋回検出部
５３：データ記憶部    ５４：表示部
５５：タイヤ位置判別ＥＣＵ（タイヤ位置判別手段）
Ｐｊ：前左輪のタイヤの空気圧
Ｐｋ；前右輪のタイヤの空気圧
Ｐｌ：後左輪のタイヤの空気圧
Ｐｍ：後右輪のタイヤの空気圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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