(57)【要約】【課題】確実に送信機からの送信フレームを受信できるようにしつつ、角度情報を含まなくても確実に車輪位置の特定が行えるようにする。【解決手段】送信機の角度が基準角度となったときからフレーム送信が行われるまでのディレイ時間をランダムに設定する。これにより、フレーム送信毎に送信角度を変更できるため、そのうちの一部がＮｕｌｌの位置と一致したとしても、それ以外ではＮｕｌｌを回避することができ、より確実に送信されたフレームがＴＰＭＳ−ＥＣＵに届くようにすることができる。また、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３に最大ディレイ時間の情報等を記憶させ、最大ディレイ時間分の回転角度を加味したバラツキ許容幅を設定する。これにより、フレーム内にディレイ時間に関するデータ、つまり角度情報を含めなくても、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３でディレイ時間を加味したバラツキ許容幅を設定することができる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体（６）に対してタイヤを備えた複数の車輪（５ａ〜５ｄ）が取り付けられた車両（１）に適用され、
前記複数の車輪それぞれに設けられ、固有の識別情報を含めたフレームを作成すると共に送信する第１制御部（２３）を有する送信機（２）と、
前記車体側に設けられ、受信アンテナ（３１）を介して前記送信機から送信されたフレームを受信することで、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記憶する車輪位置検出を行う第２制御部（３３）を有する受信機（３）とを備えた車輪位置検出装置であって、
前記送信機は、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）を有し、
前記送信機では、前記第１制御部は、前記フレームの送信毎に所定時間範囲内において異なるディレイ時間をランダムに設定すると共に、該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角度を検出し、該角度が所定の基準角度から前記ディレイ時間経過したときを送信タイミングとすることで前記フレームの送信毎に異なる送信角度で繰り返し前記フレームを送信させ、
前記受信機では、前記第２制御部は、前記所定時間範囲のうちの最大値となる最大ディレイ時間、もしくは、該最大ディレイ時間分の前記車輪の回転角度を記憶していると共に、前記複数の車輪と連動して回転させられる歯車（１２ａ〜１２ｄ）の歯の通過に応じた検出信号を出力する車輪速度センサ（１１ａ〜１１ｄ）の検出信号に基づいて、前記歯車の歯位置を示す歯車情報を取得し、前記フレームの受信タイミングのときの前記歯位置と前記最大ディレイ時間もしくは前記回転角度に基づいて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を特定することを特徴とする車輪位置検出装置。
【請求項２】
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車速を検出して該車速に対応するディレイ時間を設定し、前記車速が大きくなるほど前記ディレイ時間を設定するための所定時間範囲における前記最大ディレイ時間を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の車輪位置検出装置。
【請求項３】
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歯位置と前記最大ディレイ時間もしくは前記回転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おける前記フレームの受信タイミングのときの前記歯位置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ことを特徴とする請求項１または２に記載の車輪位置検出装置。
【請求項４】
前記第２制御部は、前記フレームを受信するたびに前記バラツキ許容幅を変更しており、前記フレームの受信タイミングのときの前記歯位置と前記最大ディレイ時間もしくは前記回転角度に基づいてに基づいてバラツキ許容幅を設定すると共に、このバラツキ許容幅と前回の前記フレームの受信タイミングに設定されたバラツキ許容幅と重なる部分を新たなバラツキ許容幅として設定し、前記送信角度が同じときの前記歯位置が前記バラツキ許容幅の範囲外であるか否かを判定することで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を特定することを特徴とする請求項３に記載の車輪位置検出装置。
【請求項５】
請求項１ないし４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検出装置であって、
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（２１）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検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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に関する。特に、タイヤが取り付けられた車輪に圧力センサを有する送信機を直接取り付け、圧力センサの検出結果を送信機から送信し、車体側に取り付けられた受信機にて受信することで、タイヤ空気圧の検出を行うダイレクト式のタイヤ空気圧検出装置に適用して好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、タイヤ空気圧検出装置の１つとして、ダイレクト式のものがある。このタイプのタイヤ空気圧検出装置では、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。
【０００３】
このようなダイレクト式のタイヤ空気圧検出装置では、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必要がある。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。
【０００４】
また、送信データに含まれるＩＤ情報から送信機の位置を特定するためには、各送信機のＩＤ情報を各車輪の位置と関連づけて受信機側に予め登録しておく必要がある。このため、タイヤのローテーション時には、送信機のＩＤ情報と車輪の位置関係を受信機に登録し直す必要がある。この登録を自動的に行えるようにする技術が提案されている。
【０００５】
具体的には、車輪側の送信機に備えた加速度センサの加速度検知信号に基づいて車輪が所定の回転位置になったことを検出すると共に車体側でも送信機からの無線信号を受信したときの車輪の回転位置を検出する。そして、これらの相対角度の変化を監視することで車輪位置を特定している。この方法では、所定数のデータの偏差に基づいて車輪側で検出された車輪の回転位置と車体側で検出された車輪の回転位置の相対角度の変化を監視し、初期値に対してバラツキが許容値を超えていることを判定することで車輪位置を特定している。
【０００６】
上記の方法では、車輪が所定の回転位置になったときに無線信号を送信するようにしている。しかしながら、いわゆるＮｕｌｌ（ヌル）のように無線信号が車体側に届き難い場所があり、無線信号が送信される回転位置がＮｕｌｌであると、何度無線信号を送信しても車体側に届かないという問題がある。このような場合、車輪位置検出に時間が掛かったり、検出が行えなくなることがある。
【０００７】
そこで、特許文献１において、Ｎｕｌｌの位置で毎回無線信号の送信が行われてしまうことを防止するために、異なる２ポイント以上の角度で無線信号の送信を行うようにすることが提案されている。また、特許文献２において、送信角度を毎回変更して無線信号を送信することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０１１２８９９号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０  ２００９  ０５９７８８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のように異なる２ポイント以上の角度で無線信号の送信を行うようにしても、そのうちの１ポイントがＮｕｌｌの位置であった場合には、毎回そのポイントで送信された無線信号が車体側に届かなくなってしまう。そして、特許文献１においては、無線信号の送信されるポイントを複数としているものの、車輪位置検出の度に毎回同じポイントとされるため、車輪位置検出を何度行っても上記した問題が発生してしまう。
【００１０】
また、特許文献２のように送信角度を毎回変更して無線信号を送信する場合、送信データに角度情報を含む必要があり、データ量が多くなって送信データが長くなるため、電池寿命の低下を招く可能性がある。
【００１１】
本発明は上記点に鑑みて、確実に送信機からの送信フレームを受信できるようにしつつ、角度情報を含まなくても確実に車輪位置の特定が行えるようにした車輪位置検出装置およびそれを備えたタイヤ空気圧検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、送信機（２）は、該送信機が取り付けられた車輪（５ａ〜５ｄ）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）を有し、第１制御部（２３）は、フレームの送信毎に所定時間範囲内において異なるディレイ時間をランダムに設定すると共に、該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角度を検出し、該角度が所定の基準角度からディレイ時間経過したときを送信タイミングとすることでフレームの送信毎に異なる送信角度で繰り返しフレームを送信させる。そして、受信機（３）に備えられた第２制御部（３３）にて、所定時間範囲内における最大ディレイ時間、もしくは、該最大ディレイ時間分の車輪の回転角度を記憶していると共に、複数の車輪と連動して回転させられる歯車（１２ａ〜１２ｄ）の歯の通過に応じた検出信号を出力する車輪速度センサ（１１ａ〜１１ｄ）の検出信号に基づいて、歯車の歯位置を示す歯車情報を取得し、フレームの受信タイミングのときの歯位置と最大ディレイ時間もしくは回転角度に基づいてフレームが送信された送信機の取り付けられた車輪を特定することを特徴としている。
【００１３】
このように、送信機の角度が基準角度となったときからフレーム送信が行われるまでのディレイ時間がランダムに設定されるようにしている。そして、送信機の角度が基準角度に達したのちディレイ時間経過したときにフレーム送信を行うようにしている。これにより、フレーム送信毎に送信角度を変更できるため、そのうちの一部がＮｕｌｌの位置と一致したとしても、それ以外ではＮｕｌｌを回避することができ、より確実に送信されたフレームが受信機に届くようにすることができる。そして、受信機に最大ディレイ時間もしくは最大ディレイ時間分の車輪の回転角度の情報を記憶させておけば、フレーム内にディレイ時間に関するデータ、つまり角度情報を含めなくても、受信機でそれを把握できる。したがって、確実に送信機からの送信フレームを受信できるようにしつつ、フレームに角度情報を含まなくても確実に車輪位置の特定が行える車輪位置検出装置にできる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、第１制御部は、加速度センサの検出信号に基づいて車速を検出して該車速に対応するディレイ時間を設定し、車速が大きくなるほどディレイ時間を設定するための所定時間範囲における最大ディレイ時間を小さくすることを特徴としている。
【００１５】
車速に応じてディレイ時間を設定する時間範囲を設定することができる。このようにすれば、ディレイ時間を車速に応じて短く設定することができるため、全車速域で対応できるディレイ時間を設定する場合と比較して、ディレイ時間を短く設定することができる。
【００１６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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タイヤ空気圧検出装置の全体構成を示す図である。
【図２Ａ】送信機２のブロック構成を示す図である。
【図２Ｂ】ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３のブロック構成を示す図である。
【図３Ａ】送信機２の角度と重力加速度成分の値との関係を示した図である。
【図３Ｂ】各車輪５ａ〜５ｄでの送信機２の角度を示した図である。
【図４】車輪位置検出を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】歯車情報の変化を示したイメージ図である。
【図６Ａ】車輪位置確定ロジックを図解した模式図である。
【図６Ｂ】車輪位置確定ロジックを図解した模式図である。
【図６Ｃ】車輪位置確定ロジックを図解した模式図である。
【図７】車輪位置の評価結果を示した図表である。
【図８】送信機２が実行するフレーム送信処理の詳細を示したフローチャートである。
【図９】ディレイ時間を加味しないバラツキ許容幅とディレイ時間分の回転角度の関係の一例を示した図である。
【図１０】加速度センサ２２の検出信号の重力加速度成分の値と基準角度からディレイ時間を設けて設定される送信タイミングとの関係を示した図である。
【図１１Ａ】ディレイ時間を加味した場合の車輪位置確定ロジックを図解した模式図である。
【図１１Ｂ】ディレイ時間を加味した場合の車輪位置確定ロジックを図解した模式図である。
【図１１Ｃ】ディレイ時間を加味した場合の車輪位置確定ロジックを図解した模式図である。
【図１２】車速とタイヤが４５°回転するまでに掛かる時間との関係を示したグラフである。
【図１３】車速と最大ディレイ時間との関係を示した図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（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タイヤ空気圧検出装置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の後方に一致する。
【００２０】
図１に示すように、タイヤ空気圧検出装置は、車両１に取り付けられるもので、送信機２、受信機の役割を果たすタイヤ空気圧検出装置用ＥＣＵ（以下、ＴＰＭＳ（Tire Pressure Monitoring System）−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、タイヤ空気圧検出装置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５（５ａ〜５ｄ）に対応して備えられた車輪速度センサ１１ａ〜１１ｄの検出信号より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。
【００２１】
図１に示すように、送信機２は、各車輪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、受信タイミングやフレーム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。
【００２２】
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、送信回路２４および送信アンテナ２５を備えた構成となっており、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る。
【００２３】
センシング部２１は、例えばダイアフラム式の圧力センサ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、車輪５ａ〜５ｄの回転時に車輪５ａ〜５ｄに働く加速度のうち、各車輪５ａ〜５ｄの径方向、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。
【００２４】
マイクロコンピュータ２３は、制御部（第１制御部）などを備えた周知のもので、制御部内の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。制御部内のメモリには、各送信機２を特定するための送信機固有の識別情報と自車両を特定するための車両固有の識別情報とを含む個別のＩＤ情報が格納されている。
【００２５】
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。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し、各送信機２が取り付けられた車輪５ａ〜５ｄでの送信機２の位置検出を行ったり、車速検出を行っている。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、送信機２の位置検出の結果や車速検出の結果に基づいて、送信回路２４を介して送信アンテナ２５よりＴＰＭＳ−ＥＣＵ３に向けてフレーム送信（データ送信）を行う。
【００２６】
具体的には、マイクロコンピュータ２３は、車両１が走行中であることを条件としてフレーム送信を開始し、加速度センサ２２の検出信号に基づいて加速度センサ２２が取り付けられた送信機２の角度が所定の基準角度になったタイミングから更に所定のディレイを設けたタイミングを送信タイミングとしてフレーム送信を行う。そして、マイクロコンピュータ２３は、このフレーム送信を送信タイミングに至ったときにタイミングで繰り返し行っている。
【００２７】
走行中であることについては、車速検出の結果に基づいて判定しており、送信機２の角度については加速度センサ２２の検出信号に基づく送信機２の位置検出の結果に基づいて判定している。すなわち、マイクロコンピュータ２３では、加速度センサ２２の検出信号を利用して車速検出を行い、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（遠心加速度）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。
【００２８】
また、加速度センサ２２によって各車輪５ａ〜５ｄの回転に応じた検出信号を出力させていることから、走行時には、その検出信号に重力加速度成分が含まれることになり、車輪回転に応じた振幅を有する信号となる。例えば、図３Ａに示すように、検出信号の振幅は、送信機２が車輪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加速度センサ２２の位置検出を行え、加速度センサ２２が取り付けられた送信機２の位置の角度を検出できる。例えば、図３Ｂに示すように、各車輪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の角度を把握できる。そして、図３Ａに示すように、送信機２の角度と重力加速度成分の値とが対応付けられるため、重力加速度成分の値に基づいて送信機２の角度を検出できる。
【００２９】
したがって、車速が所定速度に達すると同時もしくは車速が所定速度に達したのち送信機２の角度が所定の角度になったときを基準角度として設定する。そして、その基準角度になったタイミングから更に所定のディレイを設けたタイミングを送信開始タイミングとして、各送信機２からのフレーム送信を行うことができる。その後、送信タイミングになると繰り返しフレーム送信を行うことができる。なお、送信タイミングについては、重力加速度成分の値の振幅周期１周期毎としても良いが、電池寿命を考慮して、その周期毎に常にフレーム送信を行わず、例えば所定周期（例えば１５秒間）毎に１回の割合でフレーム送信を行うようにすると好ましい。
【００３０】
送信回路２４は、送信アンテナ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しての機能を果たす。フレーム送信には、例えばＲＦ帯の電波を用いている。
【００３１】
このように構成される送信機２は、例えば、各車輪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、該当するタイヤ空気圧を検出し、上記したように、送信機２は、車速が所定速度を超えると、送信タイミングのときに繰り返し各送信機２に備えられた送信アンテナ２５を通じてフレーム送信を行う。その後も、上記のように設定された送信タイミングでフレーム送信を行うようにすることもできるが、電池寿命を考慮して送信間隔を長くした方が良い。このため、車輪位置特定に必要と想定される時間が経過すると車輪位置確定モードから定期送信モードに切り替わり、より長い一定周期毎（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。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。
【００３２】
また、図２Ｂに示すように、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３は、受信アンテナ３１、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ている。ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３は、ＣＡＮなどの車内ＬＡＮを通じて、後述するようにブレーキＥＣＵ１０から歯車情報を取得することで各車輪５ａ〜５ｄと共に回転させられる歯車の歯のエッジ数（もしくは歯数）で示される歯位置を取得している。
【００３３】
受信アンテナ３１は、各送信機２から送られてくるフレームを受信するためのものである。受信アンテナ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。
【００３４】
受信回路３２は、受信アンテナ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に送る入力部としての機能を果たす。受信回路３２は、受信アンテナ３１を通じて信号（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。
【００３５】
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、マイクロコンピュータ３３内のメモリに記憶されたプログラムに従って車輪位置検出処理を実行する。具体的には、マイクロコンピュータ３３は、ブレーキＥＣＵ１０から取得する情報と、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検出を行っている。ブレーキＥＣＵ１０からは、マイクロコンピュータ３３は、各車輪５ａ〜５ｄに対応して備えられた車輪速度センサ１１ａ〜１１ｄの歯車情報を所定周期（例えば１０ｍｓ）毎に取得している。
【００３６】
歯車情報とは、各車輪５ａ〜５ｄと共に回転させられる歯車（ギア）の歯位置を示す情報である。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。したがって、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、所定周期毎に、そのときの歯のエッジ数を、歯位置を示す歯車情報として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。
【００３７】
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。
【００３８】
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に伝えるようにしたが、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もしくは歯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もしくは歯数に所定周期の間に通過したエッジ数もしくは歯数を加算させ、その周期でのエッジ数もしくは歯数をカウントさせるようにしても良い。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、電源オフ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。
【００３９】
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するとその受信タイミングを計測し、取得した歯車のエッジ数（もしくは歯数）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（もしくは歯数）に基づいて車輪位置検出を行う。このように、受信タイミングと歯車情報が示す歯位置に基づいて、各送信機２がどの車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたものかを特定する車輪位置検出を行っている。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。
【００４０】
また、マイクロコンピュータ３３は、車輪位置検出の結果に基づいて、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車輪５ａ〜５ｄの位置とを関連づけて記憶する。そして、その後は各送信機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、各車輪５ａ〜５ｄのタイヤ空気圧検出を行い、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。
【００４１】
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、ドライバ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、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うことでドライバに特定車輪のタイヤ空気圧の低下を報知する。
【００４２】
続いて、本実施形態のタイヤ空気圧検出装置の作動について説明する。以下、タイヤ空気圧検出装置の作動について説明するが、タイヤ空気圧検出装置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。
【００４３】
まず、車輪位置検出について説明する。最初に、参考として、Ｎｕｌｌを考慮に入れない場合の車輪位置検出の方法について、図４〜図７を参照して説明する。Ｎｕｌｌを考慮に入れない場合として、送信機２の角度が所定の送信角度になるとフレーム送信を行い、それを受信機３が受信することで車輪位置検出を行う場合について説明する。
【００４４】
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車輪５ａ〜５ｄの送信機２の角度を検出している。そして、マイクロコンピュータ２３は、車速が所定速度に達すると、送信機２の角度が所定の送信角度になったときを送信タイミングとして、繰り返しフレーム送信を行う。
【００４５】
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３Ａに示すようなｓｉｎ波となる。このｓｉｎ波に基づいて送信機２の角度が分かる。このため、ｓｉｎ波に基づいて送信機２が所定の送信角度になったことを検出し、フレーム送信を行う。
【００４６】
一方、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３側では、ブレーキＥＣＵ１０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の歯車情報を所定周期（例えば１０ｍｓ）毎に取得している。そして、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３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（もしくは歯数）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（もしくは歯数）を取得する。
【００４７】
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。このため、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（もしくは歯数）を、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数（もしくは歯数）として用いることができる。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（もしくは歯数）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（もしくは歯数）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（もしくは歯数）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（もしくは歯数）として用いることができる。
【００４８】
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（もしくは歯数）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（もしくは歯数）に基づいて車輪位置検出を行う。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（もしくは歯数）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（もしくは歯数）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、車輪位置検出を行う。
【００４９】
フレームを受信した車輪については、送信機２の角度が送信角度になるタイミングで送信機２からフレーム送信が行われる。このため、送信角度が同じ角度であるとした場合には、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数（もしくは歯数）で示される歯位置が前回のときとほぼ一致する。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（もしくは歯数）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（もしくは歯数）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、フレームを受信した車輪とは異なる車輪については、他の車輪の送信機２から送信されたフレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数（もしくは歯数）で示される歯位置がばらつく。
【００５０】
すなわち、車輪速度センサ１１ａ〜１１ｄの歯車の回転は各車輪５ａ〜５ｄと連動しているため、フレームを受信した車輪については、フレームの受信タイミングのときの歯車のエッジ数（もしくは歯数）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車輪５ａ〜５ｄの回転状態が変動するため、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、フレームを受信した車輪とは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（もしくは歯数）で示される歯位置がばらつくのである。
【００５１】
したがって、図５に示したように、フレームを受信した車輪とは異なる車輪については、イグニッションスイッチ（ＩＧ）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受信タイミングのときの歯位置にバラツキが生じる。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、車輪位置検出を行うことができる。
【００５２】
例えば、図６Ａ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（もしくは歯数）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（１回目受信角度±９０°の範囲）相当の値であるとする。エッジ数であれば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、歯数であれば１回目受信時の歯数を中心とした±１２の歯数範囲であるとする。この場合において、図６Ｂ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（もしくは歯数）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、その車輪は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る。この場合には、判定結果がＴＲＵＥ（正しい）となる。
【００５３】
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°（±９０°）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°（±９０°）のバラツキ許容幅と、２回目受信角度を中心とした１８０°（±９０°）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（エッジ数範囲が１２〜４８）となる。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。
【００５４】
したがって、図６Ｃ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（もしくは歯数）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、その車輪はフレーム送信が行われた車輪と一致していない。このため、判定結果がＦＡＬＳＥ（誤り）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。
【００５５】
すなわち、図７（ａ）に示すように、識別情報として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（もしくは歯数）を取得し、それを対応する車輪（左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ、右後輪ＲＲ）毎に記憶する。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（もしくは歯数）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登録する。
【００５６】
そして、図７（ｂ）〜（ｄ）に示すように、識別情報として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。
【００５７】
このようにして、各フレームが車輪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。そして、マイクロコンピュータ３３は、フレームを送信してきた各送信機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。これにより、車輪位置検出を行うことができる。
【００５８】
ただし、上記のような方法によって送信機２が取り付けられた４輪すべてを特定できれば良いが、Ｎｕｌｌのように送信されたフレームがＴＰＭＳ−ＥＣＵ３に届き難い場所とフレーム送信が行われる送信機２の角度である送信角度が一致する可能性がある。その場合、送信角度を常に同じ角度にしたのでは、毎回フレームがＴＰＭＳ−ＥＣＵ３に受信できなくなることがあり得る。
【００５９】
そこで、Ｎｕｌｌを回避できるように、フレーム送信毎にフレームの送信角度を変更することが考えられる。しかし、フレーム送信毎にフレームの送信角度を変更したとしても、再びＮｕｌｌの位置となる角度となったときに、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３で受信できなくなる。変更する角度にもよるが、例えば毎回１８０°ずつ送信角度をずらす場合には、送信角度とＮｕｌｌの位置とが一致した場合、２回に１回の割合でＴＰＭＳ−ＥＣＵ３で受信できなくなる可能性がある。車輪位置検出が実行される度にフレーム送信が開始される送信角度が同じ角度に設定される場合、所定の割合で送信角度とＮｕｌｌの位置とが一致することになってしまい何度車輪位置検出を行っても上記した問題が発生することになる。
【００６０】
このため、本実施形態では、任意の角度を基準角度として設定すると共に、送信機２の角度が基準角度となったときからフレーム送信が行われるまでのディレイ時間がランダムに設定されるようにする。具体的には、送信機２は、図８のフローチャートに示す処理を実行することでディレイ時間を加味したフレーム送信を行っている。まず、ステップ１００において、車両が走行状態であるか否かを判定する。ここで肯定判定されると、ステップ１１０に進んで車速が所定速度に達した瞬間の送信機２の角度もしくは予め決められた送信機２の角度を基準角度として、送信機２の角度が基準角度になったことを検出する。そして、ステップ１２０に進み、基準角度となったタイミングからのディレイ時間をランダムに設定し、そのディレイ時間だけ遅らせたタイミングを送信タイミングとしてフレーム送信を行う。このような処理を行うことで、ランダムに設定されるディレイ時間に従ってフレーム送信毎に送信角度を変えるようにしている。
【００６１】
ディレイ時間は、車輪５ａ〜５ｄがディレイ時間だけ回転したときにその回転角度が所定角度範囲に入る時間範囲内に設定され、ディレイ時間の最大値（以下、最大ディレイ時間という）として設定されている時間以内の時間に設定される。車輪５ａ〜５ｄがディレイ時間だけ回転したときの回転角度は車速に応じて異なるが、車輪位置検出の際に想定される車速はある程度決まっているため、想定される車速範囲において、上記を満たしていれば良い。すなわち、最大ディレイ時間は、車輪位置検出の際に想定される車速が最も大きいときの回転角度が所定角度範囲に含まれるように最大ディレイ時間が設定されていれば良い。また、車輪位置検出が行われる中で最も車速が小さいときでも、回転角度がばらつく程度に設定されるように、短すぎない時間として最大ディレイ時間を設定している。所定角度範囲は、タイヤ一回転からＮｕｌｌを考慮していないときのバラツキ許容幅を差し引いた値未満とされ、狭い範囲の方が好ましい。ディレイ時間のランダムな設定方法としては、どのような手法を採用しても構わないが、例えば乱数表などを用いて設定すれば良い。
【００６２】
このように、基準角度からのディレイ時間をランダムに設定することで、フレーム送信が行われる送信機２の角度を変更することができる。例えば、図９に示したように送信機２の角度が０°のときを基準角度として、その基準角度からフレームの送信タイミングまでのディレイ時間をランダムに設定する。これにより、図１０に示すように加速度センサ２２の検出信号の重力加速度成分の振幅が負の最大振幅の位置からディレイ時間分ずれた角度でフレーム送信が行われるようにできる。このように、フレーム送信が行われる送信角度をランダムに変更できるため、そのうちの一部がＮｕｌｌの位置と一致したとしても、それ以外ではＮｕｌｌを回避することができ、より確実に送信されたフレームがＴＰＭＳ−ＥＣＵ３に届くようにすることができる。
【００６３】
一方、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３では、フレームの受信タイミングにおける歯位置を検出したのち、その歯位置を受信タイミングがディレイ時間分だけずれていると想定して、バラツキ許容幅を設定する。例えば、ディレイ時間を考慮に入れていない場合には、基準角度を中心とした１８０°の範囲（±９０°の範囲）をバラツキ許容幅として設定し、その後はフレーム受信毎に前回までのバラツキ許容幅と今回のバラツキ許容幅との重なる領域を新たなバラツキ許容幅としている。このバラツキ許容幅にディレイ時間分を加味する。
【００６４】
すなわち、基準角度を中心とした１８０°の範囲に対してディレイ時間分の車輪５ａ〜５ｄの回転角度を足すことで、ディレイ時間分を加味したバラツキ許容幅を設定する。例えば、ディレイ時間分の車輪５ａ〜５ｄの回転角度が４５°であるとすると、車輪５ａ〜５ｄの回転方向後方の角度範囲を４５°だけ拡大し、基準角度に対して＋９０°から−１３５°（＝−（９０°＋４５°））がディレイ時間を加味したバラツキ許容幅として設定される。
【００６５】
なお、ディレイ時間分の車輪５ａ〜５ｄの回転角度は、ディレイ時間の絶対値が分からないため正確には把握できない。しかし、ディレイ時間の時間範囲を決めてあり、その時間範囲のうちの最大時間（最大ディレイ時間）だけ車輪５ａ〜５ｄが回転したときの回転角度以上にはならない。このため、ディレイ時間分の回転角度を、最大ディレイ時間だけ車輪５ａ〜５ｄが回転したときの回転角度に設定している。したがって、各送信機２側で設定されたディレイ時間に関する情報、つまり実際の送信角度に関する情報を有していなくても、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３側でディレイ時間を加味したバラツキ許容幅を設定できる。すなわち、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３にディレイ時間もしくはディレイ時間分の車輪５ａ〜５ｄの回転角度の情報を記憶させるか、ディレイ時間分を加味したバラツキ許容幅を記憶させておけば良い。このため、ディレイ時間に関するデータを含めなくても良い分、送信データのデータ量が多くなることを防止でき、電池寿命の低下を抑制することが可能となる。
【００６６】
このようにして、ディレイ時間を加味したバラツキ許容幅を設定し、上記したＮｕｌｌを考慮に入れていない場合と同様の手法を用いて、車輪位置検出を行う。すなわち、図１１Ａ〜図１１Ｃに示すように、各バラツキ許容幅がディレイ時間を加味した範囲に設定されることから、Ｎｕｌｌを考慮に入れていなかった図６Ａ〜図６Ｃの場合よりも広くなるが、同様の方法により車輪位置検出を行うことができる。したがって、基準角度からのディレイ時間をランダムに設定し、このディレイ時間を加味してバラツキ許容幅を設定するようにしても、的確に車輪位置検出を行うことが可能となる。
【００６７】
なお、Ｎｕｌｌの位置でフレームを受信できなくなるときもあり得る。しかしながら、ディレイ時間をランダムに変更していることから、偶発的に送信タイミングがＮｕｌｌの位置と重なってフレーム受信が行えなかったとしても、他のタイミングではフレーム受信を行うことができる。また、ディレイ時間を加味してバラツキ許容幅を設定していることから、Ｎｕｌｌを考慮していない場合よりもバラツキ許容幅が広くなり、車輪位置検出の時間が多少長くなる可能性がある。しかし、ディレイ時間分の車輪５ａ〜５ｄの回転角度ができるだけ小さな角度となるように設定することで、車輪位置検出の時間の増加を最小限に抑制することができる。ディレイ時間分の回転角度については、Ｎｕｌｌを回避するのにどの程度の角度が必要かに関わっており、車両毎に決まる角度であるが、Ｎｕｌｌの回避と車輪位置検出の時間の両方を考慮して設定することになる。
【００６８】
また、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３では、車速が所定速度になったときに送信されたフレームを受信し、その受信タイミングにおける歯車情報を記憶しているが、所定の走行停止判定時速（例えば５ｋｍ／ｈ）以下になると、それまでの歯車情報を破棄している。そして、再び走行開始したときに、新たに上記のようにして車輪位置検出を行うようにしている。
【００６９】
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、一定周期毎に各送信機２から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。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態では、送信機２の角度が基準角度となったときからフレーム送信が行われるまでのディレイ時間がランダムに設定されるようにしている。そして、送信機２の角度が基準角度に達したのちディレイ時間経過したときにフレーム送信を行うようにしている。これにより、フレーム送信毎に送信角度を変更できるため、そのうちの一部がＮｕｌｌの位置と一致したとしても、それ以外ではＮｕｌｌを回避することができ、より確実に送信されたフレームがＴＰＭＳ−ＥＣＵ３に届くようにすることができる。
【００７１】
そして、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３側でバラツキ許容幅を設定する際には最大ディレイ時間を加味してバラツキ許容幅を設定するようにしている。このため、フレームの受信タイミングのときに取得した歯位置がバラツキ許容幅内に含まれているか否かを判定する際に、ディレイ時間を設けてフレーム送信を行っても、それがバラツキ許容幅から外れないようにできる。また、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３に最大ディレイ時間もしくは最大ディレイ時間分の車輪５ａ〜５ｄの回転角度の情報を記憶させ、最大ディレイ時間分の回転角度を加味したバラツキ許容幅を設定できるようにしている。このため、フレーム内にディレイ時間に関するデータ、つまり角度情報を含めなくても、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３でディレイ時間を加味したバラツキ許容幅を設定することができる。
【００７２】
したがって、確実に送信機２からの送信フレームを受信できるようにしつつ、フレームに角度情報を含まなくても確実に車輪位置の特定が行える車輪位置検出装置にできる。なお、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３に最初から最大ディレイ時間分の回転角度を加味したバラツキ許容幅を記憶しておくこともできるが、これは最大ディレイ時間分の車輪５ａ〜５ｄの回転角度の情報を記憶させておくことと同意である。
【００７３】
また、ディレイ時間に応じて送信角度をずらしてフレーム送信が行われるため、Ｎｕｌｌの位置等でフレームを受信できないときがあっても、それ以外の送信角度のときに確実にＴＰＭＳ−ＥＣＵ３側でフレームを受信できる。このため、繰り返しフレーム受信ができない場合と比較して、より短時間で正確に、かつ、より確実に車輪位置の特定が行える車輪位置検出装置とすることが可能となる。
【００７４】
また、車輪５ａ〜５ｄと連動して回転させられる歯車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、歯車１２ａ〜１２ｄの歯位置を示す歯車情報を取得している。そして、フレームの受信タイミングのときの歯位置に基づいてバラツキ許容幅を設定し、その後のフレームの受信タイミングのときの歯位置がバラツキ許容幅の範囲内であるか否かに基づいて車輪位置の特定を行っている。すなわち、フレームの受信タイミングのときの歯位置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２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２の取り付けられた車輪として登録している。このため、多くのデータ量が揃わなくても車輪位置の特定を行うことができる。
【００７５】
さらに、フレームの受信タイミングのときの歯位置に基づくバラツキ許容幅と、前回のフレームの受信タイミングに設定されたバラツキ許容幅と重なる部分を新たなバラツキ許容幅として設定している。このため、これら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。したがって、より短時間で正確に車輪位置の特定が行える車輪位置検出装置とすることが可能となる。
【００７６】
また、車速が所定速度以上になったことをフレーム送信の条件にしたり、加速度センサ２２を用いて各車輪５ａ〜５ｄでの送信機２の位置検出を行っているため、車両１が走行し始めてからしか車輪位置検出を行えないものの、走行後直ぐに車輪位置検出を行うことができる。さらに、トリガ機が出力した信号の受信強度などに基づいて車輪位置検出を行う場合のように、トリガ機などを必要としなくても車輪位置検出を行うことが可能となる。
【００７７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して車輪位置検出機能におけるフレーム送信のディレイ時間の設定方法を変更したものである。その他に関しては第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。
【００７８】
本実施形態では、ディレイ時間をランダムに設定しつつ、そのディレイ時間が車速に応じて設定される時間範囲内となるように定する。すなわち、ディレイ時間分の車輪５ａ〜５ｄの回転角度は車速に応じて変化し、車速が大きくなるほど同じディレイ時間であってもそれに対応する回転角度が大きくなる。このため、車速が大きくなるほどディレイ時間を設定する時間範囲を狭め、車速が大きくなるほどディレイ時間が短くなるようにする。
【００７９】
具体的には、車輪５ａ〜５ｄの回転角度が４５°となるのに要する時間は車速に応じて変化し、例えば図１２に示すように車速に対して反比例の変化となる。このため、例えばディレイ時間分の車輪５ａ〜５ｄの回転角度が所定角度範囲内に収まるように、ディレイ時間が設定される時間範囲を設定する。
【００８０】
例えば、ディレイ時間分の車輪５ａ〜５ｄの回転角度が４５°の範囲内に収まるようにするのであれば、図１３に示すように、車速が２０〜４０ｋｍ／ｈのときには最大ディレイ時間が２３ｍｓｅｃとなる。また、車速が４０〜６０ｋｍ／ｈのときには最大ディレイ時間が１５ｍｓｅｃ、車速が６０〜８０ｋｍ／ｈのときには最大ディレイ時間が１１ｍｓｅｃとなる。同様に、車速が８０〜１００ｋｍ／ｈのときには最大ディレイ時間が９ｍｓｅｃ、車速が１００〜１２０ｋｍ／ｈのときには最大ディレイ時間が７ｍｓｅｃ、車速が１２０〜１５０ｋｍ／ｈのときには最大ディレイ時間が６ｍｓｅｃとなる。
【００８１】
このように、車速に応じて最大ディレイ時間を決めておき、その最大ディレイ時間で定まる時間範囲内に含まれるようにディレイ時間を設定すれば、ディレイ時間分の車輪５ａ〜５ｄの回転角度は所定角度範囲内に収まるようにできる。
【００８２】
以上説明したように、車速に応じてディレイ時間を設定する時間範囲を設定することができる。このようにすれば、ディレイ時間を車速に応じて短く設定することができるため、全車速域で対応できるディレイ時間を設定する場合と比較して、ディレイ時間を短く設定することができる。これにより、バラツキ許容幅を狭くすることが可能となり、より短時間で車輪位置検出を行うことが可能となる。
【００８３】
（他の実施形態）
上記第１実施形態において、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３側でディレイ時間分の車輪５ａ〜５ｄの回転角度を推定し、バラツキ許容幅の設定の際に加味するときのディレイ時間分の角度として用いても良い。具体的には、フレーム内に車速データを含めたり、車輪速度センサ１１ａ〜１１ｄの検出信号から車速を取得し、車速に応じたディレイ時間分の車輪５ａ〜５ｄの回転角度を推定する。車速が小さければ、同じディレイ時間であってもディレイ時間分の車輪５ａ〜５ｄの回転角度は小さくなる。したがって、車速に応じたディレイ時間分の車輪５ａ〜５ｄの回転角度を推定してバラツキ許容幅の設定の際に用いれば、特に車速が低い領域でバラツキ許容幅をより狭くでき、より短時間で車輪位置検出を行うことが可能となる。
【００８４】
上記実施形態では、角度が０°の位置を各車輪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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
また、上記実施形態では、４つの車輪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。
【００８８】
また、上記実施形態では、歯車情報に基づいて車輪位置特定を行う際に、歯位置に基づいてバラツキ許容幅を設定し、その範囲外であるか否かに基づいて車輪位置特定を行っている。そして、前回のバラツキ許容幅と今回のバラツキ許容幅とが重なる部分を新たなバラツキ許容幅として設定することでバラツキ許容幅を狭くしている。これにより、より短期間で車輪位置特定を行うことが可能となるが、バラツキ許容幅を狭くしなくても、送信角度をランダムに設定されるディレイ時間に基づいて変更することで、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ３で確実にフレームが受信できる。このことから、繰り返しフレーム受信をできない場合と比較して、より短時間で正確に、かつ、より確実に車輪位置の特定を行うことが可能となる。
【００８９】
さらに、歯位置のバラツキ許容幅を利用して車輪位置特定を行うようにしたが、複数回のフレーム送信時の歯位置の標準偏差などに基づいて車輪位置特定を行う場合であっても、送信角度をフレーム送信毎にずらすことで、上記と同様の効果が得られる。その場合、ディレイ時間を加味して標準偏差を設定すれば良い。
【００９０】
なお、本発明では、車輪速度センサ１１ａ〜１１ｄにより車輪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）。
【符号の説明】
【００９１】
１                車両
２                送信機
３                ＴＰＭＳ−ＥＣＵ（受信機）
５（５ａ〜５ｄ）  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
２２              加速度センサ
２３、３３        マイクロコンピュータ
【図１】
2014016288.tif 000003
【図２Ａ】
2014016288.tif 000004
【図２Ｂ】
2014016288.tif 000005
【図３Ａ】
2014016288.tif 000006
【図３Ｂ】
2014016288.tif 000007
【図４】
2014016288.tif 000008
【図５】
2014016288.tif 000009
【図６Ａ】
2014016288.tif 000010
【図６Ｂ】
2014016288.tif 000011
【図６Ｃ】
2014016288.tif 000012
【図７】
2014016288.tif 000013
【図８】
2014016288.tif 000014
【図９】
2014016288.tif 000015
【図１０】
2014016288.tif 000016
【図１１Ａ】
2014016288.tif 000017
【図１１Ｂ】
2014016288.tif 000018
【図１１Ｃ】
2014016288.tif 000019
【図１２】
2014016288.tif 000020
【図１３】
2014016288.tif 000021