(57)【要約】      （修正有）【課題】  車輪に搭載された通信装置の車輪回転時の回転位置を精度良く特定する車輪状態取得装置を提案することを目的とする。【解決手段】  本発明の一実施の形態において、車輪１４に搭載されるＴＰＭＳユニット２２は車輪搭載通信装置２４およびＧセンサ２６を含む。Ｇセンサ２６の検出結果は、車輪搭載通信装置２４および車体搭載通信装置３４を介してＥＣＵ３６に通知される。また車輪回転と同期回転する磁気ロータ３０から発せられるパルス信号が磁気ピックアップ３２を介してＥＣＵ３６に通知される。ＥＣＵ３６では、Ｇセンサ２６が検出する遠心力作用方向への加速度と磁気ピックアップ３２が検出するパルス信号の対応関係に基づいて、車輪回転時のＴＰＭＳユニット２２の回転位置が導き出される。【選択図】  図１
2006138803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪に設けられ、当該車輪の回転位置に関連する状態量を検出する車輪側回転検出装置と、
前記車輪に設けられ、前記車輪側回転検出装置の検出結果を送信する車輪搭載通信装置と、
車体に設けられ、前記車輪搭載通信装置が送信する前記車輪側回転検出装置の検出結果を受信する車体搭載通信装置と、
前記車体に設けられ、前記車輪の回転位置に関連する状態量を検出する車体側回転検出装置と、
前記車体搭載通信装置が受信する前記車輪側回転検出装置の検出結果と前記車体側回転検出装置の検出結果との対応関係に基づいて前記車輪搭載通信装置の回転位置を導出する位置情報取得装置と、
を備えることを特徴とする車輪状態取得装置。
【請求項２】
前記車輪側回転検出装置は、加速度を検出する加速度検出装置であることを特徴とする請求項１に記載の車輪状態取得装置。
【請求項３】
前記車体側回転検出装置は、前記車輪の回転位置に対応するようにして設けられた所定数のパルス発生部の各々によって発せられるパルス状の信号を検出するセンサであることを特徴とする請求項１または２に記載の車輪状態取得装置。
【請求項４】
前記位置情報取得装置は、低車速時における前記車輪側回転検出装置の検出結果と前記車体側回転検出装置との対応関係に基づいて、前記車輪搭載通信装置の回転位置を導出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車輪状態取得装置。
【請求項５】
車輪に設けられ当該車輪の回転位置に関連する状態量を検出する車輪側回転検出装置の検出結果と、車体に設けられ前記車輪の回転位置に関連する状態量を検出する車体側回転検出装置の検出結果と、の対応関係に基づいて、前記車輪に設けられ前記車輪側回転検出装置の検出結果を送信する車輪搭載通信装置の回転位置を導出する位置情報取得装置を備えることを特徴とする車輪状態取得装置。
【請求項６】
車輪に設けられ、設置箇所の遠心力作用方向への加速度を検出する車輪側回転検出装置と、
前記車輪に設けられ、前記車輪側回転検出装置の検出結果を送信する車輪搭載通信装置と、
前記車輪側回転検出装置の検出結果に基づいて前記車輪搭載通信装置の回転位置を導出する位置情報取得装置と、
前記位置情報取得装置が導出する前記車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて前記車輪搭載通信装置の送信タイミングを制御する送信タイミング制御装置と、
を備えることを特徴とする車輪状態取得装置。
【請求項７】
車輪に設けられ設置箇所の遠心力作用方向への加速度を検出する車輪側回転検出装置の検出結果に基づいて、前記車輪に設けられ前記車輪側回転検出装置の検出結果を送信する車輪搭載通信装置の回転位置を導出する位置情報取得装置と、
前記位置情報取得装置が導出する前記車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて前記車輪搭載通信装置の送信タイミングを制御する送信タイミング制御装置と、
を備えることを特徴とする車輪状態取得装置。
【請求項８】
車輪搭載通信装置から所定の送信頻度で送信される車輪の所定箇所の遠心力作用方向への加速度に基づいて、前記車輪搭載通信装置の回転位置を導出する位置情報取得ステップと、
前記位置情報取得ステップで導出された前記車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて、前記車輪搭載通信装置からの送信に適した前記車輪搭載通信装置の回転位置を目標通信位置として導出する通信位置特定ステップと、
前記車輪搭載通信装置からの送信を前記所定の送信頻度よりも低頻度で実行させるように、前記車輪搭載通信装置からの送信を前記目標通信位置において実行させる送信頻度抑制ステップと、
を備えることを特徴とする車輪状態通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪搭載通信装置の車輪回転時の回転位置を導出する技術に関連する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＰＭＳ（Tire Pressure Monitoring System）に代表されるように、各タイヤの内部空気圧などの状態量を各車輪に搭載された通信装置から発信して車体に搭載された通信装置により受信するシステムが車両に取り入れられるようになってきている。そのようなシステムにおいて、車輪搭載通信装置の電源は各車輪に搭載されるバッテリー等が利用されることが一般的である。通常の車輪は車体と分離可能に設けられており搭載スペースも限られているので、車輪に搭載することができるバッテリー等は様々な制限を受ける。特にバッテリー等に蓄えておくことができるエネルギー量には一定の限界があるため、通信時の車輪搭載通信装置の消費電力量を節約する技術は非常に有意義である。そのような事情を背景に例えば特許文献１では、車両が走行状態にあるか否かによってＯＮ−ＯＦＦが切り替わるスイッチ状態に基づき車輪に設けられた無線送信機の送信タイミングを決定する技術が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−２０４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車輪回転時に車輪搭載通信装置の発信動作を所望回転位置において実施することは様々な面で好都合である。例えば通信性能を向上させる観点からは、車体に搭載された通信装置との間で良好な通信状態が確保される回転位置に到達した時点で車輪搭載通信装置から無線信号を発信させることが好ましい。また所望回転位置における車輪搭載センサ類の検出値が必要な場合には、その所望回転位置における車輪搭載センサ類の検出値を車輪搭載通信装置から発信させることが好ましい。
【０００４】
本発明は上述の事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、車輪に搭載された通信装置の車輪回転時の回転位置を精度良く特定するための技術を提案することにある。また本発明の他の目的は、精度良く特定された車輪回転時の車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて車輪搭載通信装置を含む通信システムの通信状態を良好に保つ技術を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は車輪状態取得装置に関する。この車輪状態取得装置は、車輪に設けられ、当該車輪の回転位置に関連する状態量を検出する車輪側回転検出装置と、前記車輪に設けられ、前記車輪側回転検出装置の検出結果を送信する車輪搭載通信装置と、車体に設けられ、前記車輪搭載通信装置が送信する前記車輪側回転検出装置の検出結果を受信する車体搭載通信装置と、前記車体に設けられ、前記車輪の回転位置に関連する状態量を検出する車体側回転検出装置と、前記車体搭載通信装置が受信する前記車輪側回転検出装置の検出結果と前記車体側回転検出装置の検出結果との対応関係に基づいて前記車輪搭載通信装置の回転位置を導出する位置情報取得装置と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
ここで、車輪または車輪搭載通信装置の「回転位置」とは、車輪または車輪搭載通信装置の車体に対する相対位置のことをいい、例えば、車輪と路面との接地点を０度としたときに車輪の中心軸に対する０〜３６０度までの角度で表すことができる。
この車輪状態取得装置によれば、車輪側回転検出装置の検出結果と車体側回転検出装置の検出結果との対応関係に基づいて前記車輪搭載通信装置の回転位置を精度良く導出することができる。また当該車輪状態取得装置によって導出された車輪搭載通信装置の回転位置を利用することで、所望の回転位置において車輪搭載通信装置から所定のデータを送信させるような制御も可能となる。なお、車輪側回転検出装置が検出する「車輪の回転位置に関連する状態量」と車体側回転検出装置が検出する「車輪の回転位置に関連する状態量」とは、同一の状態量に設定することも可能であるが、異なる状態量に設定してもよい。
【０００７】
前記車輪側回転検出装置は、加速度を検出する加速度検出装置であってもよい。一般に、車輪の加速度は重力加速度の影響を受け、その重力加速度の影響の大きさは回転位置に応じて変動する。そのため車輪の回転位置に関連する状態量として「車輪のうち車輪側回転検出装置が設置された箇所の加速度」が好適に用いられる。ここでいう「加速度」は、車輪回転方向への加速度や車輪回転時の遠心力作用方向への加速度等を含みうる概念である。
【０００８】
前記車体側回転検出装置は、前記車輪の回転位置に対応するようにして設けられた所定数のパルス発生部の各々によって発せられるパルス状の信号を検出するセンサであってもよい。この場合、パルス発生部の各々と車輪の回転位置とを対応づけることができる。そのため車輪の回転位置に関連する状態量として「パルス発生部の各々によって発せられるパルス状の信号」が好適に用いられる。なお車体側回転検出装置は既存の装置類を応用することも可能であり、例えば車輪回転と同期回転する磁気ロータからのパルス信号を検出する既存の車輪速センサなどを車体側検出装置に応用することが可能である。
【０００９】
前記位置情報取得装置は、低車速時における前記車輪側回転検出装置の検出結果と前記車体側回転検出装置との対応関係に基づいて、前記車輪搭載通信装置の回転位置を導出してもよい。この場合、検出誤差が生じにくい低車速時に検出された車輪の回転位置に関連する状態量が用いられるので、車輪搭載通信装置の回転位置の導出結果の信頼性を高めることができる。なおここでいう「低車速」は、車輪に作用する力成分や車輪搭載通信装置の通信頻度などの影響を加味して個別に決定することが可能であり、例えば時速１０ｋｍ以下に設定することも可能である。
【００１０】
本発明の別の態様も車輪状態取得装置に関する。この車輪状態取得装置は、車輪に設けられ当該車輪の回転位置に関連する状態量を検出する車輪側回転検出装置の検出結果と、車体に設けられ前記車輪の回転位置に関連する状態量を検出する車体側回転検出装置の検出結果と、の対応関係に基づいて、前記車輪に設けられ前記車輪側回転検出装置の検出結果を送信する車輪搭載通信装置の回転位置を導出する位置情報取得装置を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の別の態様も車輪状態取得装置に関する。この車輪状態取得装置は、車輪に設けられ、設置箇所の遠心力作用方向への加速度を検出する車輪側回転検出装置と、前記車輪に設けられ、前記車輪側回転検出装置の検出結果を送信する車輪搭載通信装置と、前記車輪側回転検出装置の検出結果に基づいて前記車輪搭載通信装置の回転位置を導出する位置情報取得装置と、前記位置情報取得装置が導出する前記車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて前記車輪搭載通信装置の送信タイミングを制御する送信タイミング制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
当該車輪状態取得装置によれば、車輪側回転検出装置の設置箇所の遠心力作用方向への加速度に基づいて車輪搭載通信装置の回転位置が精度良く導き出され、その回転位置に基づいて車輪搭載通信装置の送信タイミングを適切なタイミングに制御することができる。なお当該車輪状態取得装置は、位置情報取得装置が車輪側回転検出装置の検出結果のみだけではなく他の「車輪の回転位置に関連する状態量」を参照して車輪搭載通信装置の回転位置を導出する場合も含む。
【００１３】
本発明の別の態様も車輪状態取得装置に関する。この車輪状態取得装置は、車輪に設けられ設置箇所の遠心力作用方向への加速度を検出する車輪側回転検出装置の検出結果に基づいて、前記車輪に設けられ前記車輪側回転検出装置の検出結果を送信する車輪搭載通信装置の回転位置を導出する位置情報取得装置と、前記位置情報取得装置が導出する前記車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて前記車輪搭載通信装置の送信タイミングを制御する送信タイミング制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の別の態様は車輪状態通信方法に関する。この車輪状態通信方法は、車輪搭載通信装置から所定の送信頻度で送信される車輪の所定箇所の遠心力作用方向への加速度に基づいて、前記車輪搭載通信装置の回転位置を導出する位置情報取得ステップと、前記位置情報取得ステップで導出された前記車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて、前記車輪搭載通信装置からの送信に適した前記車輪搭載通信装置の回転位置を目標通信位置として導出する通信位置特定ステップと、前記車輪搭載通信装置からの送信を前記所定の送信頻度よりも低頻度で実行させるように、前記車輪搭載通信装置からの送信を前記目標通信位置において実行させる送信頻度抑制ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１５】
当該車輪状態通信方法によれば、車輪搭載通信装置からの送信に適した車輪の回転位置を精度良く導出し、送信頻度抑制ステップにおいて車輪搭載通信装置からの送信頻度を比較的少なくすることができる。これにより、車輪搭載通信装置からの送信精度を良好に保った状態で、送信に費やされるエネルギー消費量を抑えることが可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の車輪状態取得装置によれば、車輪の回転位置に関連する状態量に基づいて車輪搭載通信装置の回転位置を精度良く特定することができる。
【００１７】
また本発明の車輪状態取得装置によれば、精度良く特定された車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて所望のタイミングで車輪搭載通信装置から送信させることで通信状態を良好に保つことができる。
【００１８】
また本発明の車輪状態通信方法によれば、精度良く特定された車輪回転時の車輪搭載通信装置の回転位置に基づいて、車輪搭載通信装置からの送信状態を良好に保つとともに、その送信に消費されるエネルギー量を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、車体１２および車輪１４の構成を示す図である。図１には車体１２の右前、左前、右後ろ、および左後ろに設けられた４つの車輪１４のうち左前輪が図示されている。なお、他の右前輪、右後輪、および左後輪に関しても図１に図示された左前輪と同様の構成を有する。
【００２０】
車輪１４は、タイヤ１６と、タイヤ１６を支持するホイール１８とを含んで構成され、ホイール１８を貫通するタイヤ空気注入部２１が設けられている。タイヤ空気注入部２１は、タイヤ１６とホイール１８によって形成されるタイヤ空気室に空気を注入するための箇所であり、先端にはＴＰＭＳユニット２２が一体的に取り付けられている。このＴＰＭＳユニット２２は、タイヤ空気室内のホイールリム部２０の近傍に配置され、相互に近接して配置される車輪搭載通信装置２４、加速度センサ２６（「Ｇセンサ２６」とも表記する）、および車輪搭載センサ類２８を含む。
【００２１】
図２は、車体１２および車輪１４を側方から見た図を示し、車輪回転時のＴＰＭＳユニット２２の回転位置を説明するための図である。なお、本明細書において、車輪、車輪搭載通信装置またはＴＰＭＳユニットの「回転位置」とは、車輪、車輪搭載通信装置またはＴＰＭＳユニットの車体に対する相対位置のことをいい、例えば、車輪と路面との接地点を０度としたときに車輪の中心軸に対する０〜３６０度までの角度で表すことができる位置である。ＴＰＭＳユニット２２は車両走行時に車輪１４とともに回転して回転位置が変動する。図２にはＴＰＭＳユニット２２の回転位置が最上部（Ｕｔ）、最下部（Ｕｂ）、最右部（Ｕｒ）、および最左部（Ｕｌ）に配置される場合が例示されている。Ｇセンサ２６は、設置箇所の遠心力作用方向（図中矢印Ａ参照）への加速度を検出して、近似的にＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度を検出する。なお「遠心力作用方向」は車輪１４やＴＰＭＳユニット２２の回転半径方向と一致する。車輪搭載センサ類２８は、車輪１４に搭載されるＧセンサ２６以外のセンサ類全般を含むものであり、例えばタイヤ空気室内の空気圧や空気温度、タイヤ接地力などを検出するセンサが含まれる。Ｇセンサ２６および車輪搭載センサ類２８の検出結果は車輪搭載通信装置２４に送信される。車輪搭載通信装置２４は、後述する車体搭載通信装置３４との間で通信システムを構築し、例えば送信指示信号を受信するとともにその送信指示信号がトリガーとなってＧセンサ２６の検出結果や車輪搭載センサ類２８の検出結果に対応する信号（「検出信号」とも表記する）を車体搭載通信装置３４に送信する。なお本実施の形態の車輪搭載通信装置２４は、送信指示信号の受信時あるいはその受信時の直前、直後にＧセンサ２６や車輪搭載センサ類２８によって検出されたデータを検出信号として送信する。
【００２２】
車輪１４には、図１に示す磁気ロータ３０が取り付けられている。磁気ロータ３０は、断続的に設けられた所定数の回転歯３１をもつ歯車構造を有し、車両走行時の車輪１４の回転と同期して回転する。本実施の形態では等間隔に配置された４８個の回転歯３１が磁気ロータ３０に形成されている。各回転歯３１は、磁気を帯び、車輪１４の回転位置に対応するようにして配置されている。そのため後述するように、車輪１４の回転時には磁性を利用したパルス信号が断続的に配置された各回転歯３１から発せられる。
【００２３】
また車輪１４には、ＴＰＭＳユニット２２を構成する車輪搭載通信装置２４、Ｇセンサ２６、車輪搭載センサ類２８などの機器類のエネルギー源となるバッテリー（図示せず）が搭載されている。
【００２４】
一方、車体１２には、電子制御装置３６（「ＥＣＵ３６」とも表記する）と、このＥＣＵ３６に接続された磁気ピックアップ３２、車体搭載通信装置３４、および車体搭載センサ類３５とが搭載されている。
【００２５】
磁気ピックアップ３２は、車輪１４と同期回転する磁気ロータ３０に対応する位置に配置され、コイルなどが利用されて回転歯３１が発する磁力を電磁的に検出する。したがって磁気ピックアップ３２は、磁気ロータ３０の回転時に回転歯３１の各々によって発せられるパルス状の磁性信号を検出するセンサとして機能し、回転歯３１から発せられるパルス信号の検出結果をＥＣＵ３６に送信する。各回転歯３１は車輪１４の回転位置に対応するように配置されているので、磁気ピックアップ３２が検出するパルス信号から車輪１４の回転位置の特定が可能である。
【００２６】
車体搭載通信装置３４は、車輪搭載通信装置２４が送信するＧセンサ２６や車輪搭載センサ類２８の検出結果などを受信してＥＣＵ３６に送信する。また車体搭載通信装置３４は、ＥＣＵ３６によって制御され、車輪搭載通信装置２４における検出信号送信のトリガー信号となる送信指示信号を送信する。車体搭載センサ類３５は、車体１２に搭載されるセンサ類全般を含み、たとえば車両速度を検出する車速センサを含む。
【００２７】
ＥＣＵ３６は、ＣＰＵを含むマイクロプロセッサとして構成されており、マイクロコンピュータによる演算を行う演算ユニット、各種の処理プログラムを記憶するＲＯＭ、一時的にデータやプログラムを記憶してデータ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、データを記憶するハードディスク等の記憶装置、および各種信号の送受信を行うための入出力ポートなどを有する。このＥＣＵ３６は、送られてくる各種データ等に基づいて各種車両装置類に制御信号を送り車両を制御する制御部であり、例えば図３に示す機能構成を有する。
【００２８】
図３は、ＥＣＵ３６が有する機能のうちＴＰＭＳユニット２２の回転位置の導出に関連する機能構成を示す機能ブロック図である。ＥＣＵ３６は、ユニット加速度解析部１０２、パルス信号解析部１０４、ユニット位置判断制御部１０６、通信指示部１０８、および記憶部１１０を有する。
【００２９】
ユニット加速度解析部１０２は、車輪搭載通信装置２４および車体搭載通信装置３４を介して検出信号として送信されてくるＧセンサ２６の検出結果に基づき、ＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度の状態を特定する。パルス信号解析部１０４は、磁気ピックアップ３２から送信されてくるパルス信号に基づき、磁気ロータ３０の回転状態を特定する。
【００３０】
ユニット位置判断制御部１０６は、車体搭載センサ類３５に含まれる車速センサの検出値に基づいて、車体搭載通信装置３４による上述の送信指示信号の送信タイミングを決定する。本実施の形態のユニット位置判断制御部１０６は、低車速時におけるＧセンサ２６の検出結果と磁気ピックアップ３２の検出結果との対応関係に基づいて、車輪搭載通信装置２４と車体搭載通信装置３４の間の通信に適したＴＰＭＳユニット２２の回転位置を導出する。このときユニット位置判断制御部１０６は、Ｇセンサ２６によって検出されユニット加速度解析部１０２で特定される「ＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度」と磁気ピックアップ３２によって検出されパルス信号解析部１０４で特定される「磁気ロータ３０の回転状態」との対応関係に基づいて、車輪回転時のＴＰＭＳユニット２２の回転位置を導出する。なおユニット位置判断制御部１０６における低車速か否かの判断は、車速センサの検出値が時速０ｋｍよりも大きくかつ所定速度以下の場合には低車速であると判断し、車速センサの検出値がそれ以外の場合には低車速ではないと判断する。そしてユニット位置判断制御部１０６は送信指示信号の送信タイミングの決定結果やＴＰＭＳユニット２２の回転位置の導出結果に基づいて通信指示部１０８を制御する。
【００３１】
通信指示部１０８は、ユニット位置判断制御部１０６により制御されて車体搭載通信装置３４の通信をコントロールする。たとえば「車体搭載通信装置３４から車輪搭載通信装置２４への送信指示信号の送信タイミング」や「車輪搭載通信装置２４から車体搭載通信装置３４への検出信号の送信タイミング」がユニット位置判断制御部１０６によってコントロールされる。記憶部１１０は、各種のデータを記憶するとともに、送信されてくる新たなデータを記憶し、たとえばＴＰＭＳユニット２２の目標通信位置を予め記憶する。また記憶部１１０に記憶されている各種データは、ＥＣＵ３６の各部や他の装置類によって適宜読み込まれて車両制御に使用可能となっている。
【００３２】
図４は、「ＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度」を示すＧセンサ２６の検出値と「磁気ロータ３０の回転状態」を示す磁気ピックアップ３２が検出するパルス信号の対応関係の一例を示す図である。なお図４には車輪１４が定速回転している場合が図示されている。
【００３３】
Ｇセンサ２６が検出するＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度は重力加速度Ｇの影響を受けるので、Ｇセンサ２６の検出値はＴＰＭＳユニット２２の回転位置に応じて変動する。例えば、ＴＰＭＳユニット２２が回転して最下部に配置される時（図２の「Ｕｂ」参照）、遠心力に寄与する遠心力作用方向へのＴＰＭＳユニット２２の加速度（「遠心力加速度」とも表記する）の方向と重力加速度Ｇの方向が一致し、Ｇセンサ２６の検出値は極大値を示す（図４の「Ｇｍａｘ」参照）。ＴＰＭＳユニット２２が回転して最上部に配置される時（図２の「Ｕｔ」参照）、ＴＰＭＳユニット２２の遠心力加速度の方向と重力加速度Ｇの方向が逆になり、Ｇセンサ２６の検出値は極小値を示す（図４の「Ｇｍｉｎ」参照）。またＴＰＭＳユニット２２が回転して最右部あるいは最左部に配置される時（図２の「Ｕｒ」「Ｕｌ」参照）、遠心力加速度の方向と重力加速度Ｇの方向が直角となり、Ｇセンサ２６の検出値は重力加速度Ｇの影響受けずに極大値と極小値の間の中間値を示す（図４の「Ｇｍｉｄ」参照）。このようにＧセンサ２６が検出するＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度は周期的に変動し、定速で車輪１４が回転する場合にはＧセンサ２６の検出値は時間の進行とともに正弦波状となる。そしてＧセンサ２６の検出値の一周期は車輪１４や磁気ロータ３０の一回転に対応するので、「ＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度」と「ＴＰＭＳユニット２２の回転位置」とを相互に対応づけることができる。
【００３４】
一方、磁気ピックアップ３２は、車輪１４と同期回転する磁気ロータ３０の各回転歯３１から発せられるパルス信号を検出する。したがって、回転歯３１の総数である４８個のパルス信号を磁気ピックアップ３２が検出する一周期は、車輪１４や磁気ロータ３０の一回転に相当し、Ｇセンサ２６の検出値の一周期にも相当する。
【００３５】
したがって、車輪１４や磁気ロータ３０の一回転周期において、Ｇセンサ２６が検出する「ＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度」と磁気ピックアップ３２が検出する「パルス信号」とを時間的に相互に対応づけることができる。たとえば図４に示す場合、Ｇセンサ２６が極大値を検出するタイミングは磁気ピックアップ３２がｎ番目のパルス信号を検出するタイミングに対応し、Ｇセンサ２６が極小値を検出するタイミングは磁気ピックアップ３２がｎ＋２４番目のパルス信号を検出するタイミングに対応する。「ＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度」と「パルス信号」とを対応づけることにより、ＴＰＭＳユニット２２の車輪内の回転位置をパルス信号もしくは回転歯３１と対応付けることができる。
【００３６】
次に本実施の形態の作用について説明する。なお以下の各処理は原則としてすべての車輪１４に関し実施される。
【００３７】
図５は、第１の実施の形態におけるＴＰＭＳユニット２２の回転位置の導出に関するフローチャートである。ＥＣＵ３６ではまず、車両速度が所定速度以下の低速か否かが車速センサの検出結果に基づきユニット位置判断制御部１０６において判断される（Ｓ１１）。車両速度が低速ではないと判断される場合（Ｓ１１のＮ）、ＴＰＭＳユニット２２の回転位置の導出は行われない。一方、車両速度が低速であると判断される場合（Ｓ１１のＹ）、Ｇセンサ２６が検出するＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度の状態がユニット加速度解析部１０２において求められる。また磁気ピックアップ３２が検出するパルス信号の状態がパルス信号解析部１０４において求められる。そしてＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度と各パルス信号とがユニット位置判断制御部１０６で相互に対応づけられて取得される（Ｓ１２）。そして磁気ロータ３０の回転歯３１から発せられるすべてのパルス信号に関して、対応する「ＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度」が取得されたか否かがユニット位置判断制御部１０６において判断される（Ｓ１３）。すべてのパルス信号に関する「ＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度」が取得されていないと判断される場合（Ｓ１３のＮ）、上述のＳ１２の処理が引き続き継続される。一方、すべてのパルス信号に関する「ＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度」が取得されたと判断される場合（Ｓ１３のＹ）、遠心力作用方向への加速度に基づいて、ＴＰＭＳユニットの位置に対応するパルス信号が特定される（Ｓ１４）。たとえばＧセンサ２６の検出値のうちＴＰＭＳユニット２２の最上部位置、最下部位置、最右部位置、あるいは最左部位置が何番目のパルス信号に対応するのかユニット位置判断制御部１０６において求められる。
【００３８】
そして上述のＳ１１〜Ｓ１４の各処理によって求められたＴＰＭＳユニット２２の回転位置に基づき「車体搭載通信装置３４から車輪搭載通信装置２４への送信指示信号の送信タイミング」および「送信指示信号に呼応して車輪搭載通信装置２４から車体搭載通信装置３４に送信する検出信号の送信タイミング」が、ユニット位置判断制御部１０６において決定され、通信指示部１０８によって制御される。たとえば、上述のＳ１１〜Ｓ１４の処理に基づいて、Ｇセンサ２６の検出結果を所定の高頻度で車輪搭載通信装置２４から送信し、ユニット位置判断制御部１０６において車輪搭載通信装置２４の回転位置を導出する。一方、ＴＰＭＳユニット２２の回転範囲のうち車体搭載通信装置３４と車輪搭載通信装置２４の間で比較的良好な通信状態を示す回転位置（「目標通信位置」とも呼ぶ）、たとえば車体搭載通信装置３４と車輪搭載通信装置２４が最も近接するＴＰＭＳユニット２２の目標通信位置を予め求めておいて記憶部１１０に記憶しておく。そしてユニット位置判断制御部１０６は、記憶部１１０に記憶されたデータを読み出し、導出された車輪搭載通信装置２４の回転位置に基づいて目標通信位置を導出する。そして、ユニット位置判断制御部１０６および通信指示部１０８は、車輪搭載通信装置２４が目標通信位置に配置されるタイミングで通信が行われるように、車輪搭載通信装置２４および車体搭載通信装置３４を制御する。これにより車輪搭載通信装置２４から車体搭載通信装置３４への送信精度を良好に保った状態で、送信頻度を上述の所定頻度よりも低頻度に調整することができ、通信によるエネルギー消費量を抑えることができる。また所望回転位置におけるＧセンサ２６や車輪搭載センサ類２８の検出値が車輪搭載通信装置２４から車体搭載通信装置３４に送信されるように、車輪搭載通信装置２４および車体搭載通信装置３４をＥＣＵ３６において制御することができる。
【００３９】
以上説明したように本実施の形態によれば、車輪の回転位置に関連する状態量である「ＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度」や「磁気ロータ３０の回転に伴って各回転歯３１が発するパルス信号」を用いて、ＴＰＭＳユニット２２に含まれる車輪搭載通信装置２４の車輪回転時における回転位置を精度良く求めることができる。特に車輪速センサに使用される磁気ロータ３０から発せられるパルス信号と車輪搭載通信装置２４の遠心力作用方向への加速度とを組み合わせることで、車輪搭載通信装置２４と車体搭載通信装置３４の間の通信を良好な位置において効率良く実施することができる。これにより通信によって消費されるエネルギー量を節約することができ、蓄積エネルギー量が制限されるバッテリーの電力消耗を抑えてバッテリー使用可能期間を長期化することができる。
【００４０】
また車輪速センサとして使用される磁気ロータ３０および磁気ピックアップ３２を利用することができるので、簡素な構造で、ＴＰＭＳユニット２２の回転位置の特定や送信タイミングの決定を行うことができる。
【００４１】
なおＥＣＵ３６では、各装置類の特性や走行環境などを考慮した補正を上述の各処理に加えることもできる。たとえばＥＣＵ３６によって制御される「車体搭載通信装置３４の送信指示信号の送信」や送信指示信号を受信した「車輪搭載通信装置２４の検出信号の送信」に関していわゆる応答遅れが存在する場合には、そのような応答遅れの影響を加味して「送信指示信号の送信タイミング」や「検出信号の送信タイミング」を決定することが可能である。そのような補正がＥＣＵ３６において加えられることで、より最適な位置において車輪搭載通信装置２４と車体搭載通信装置３４の間の通信を行うことができる。
【００４２】
またＥＣＵ３６において、Ｇセンサ２６の検出値に基づき求められる車輪１４の回転速度や回転加速度等と磁気ピックアップ３２の検出値に基づいて求められる車輪１４の回転速度や回転加速度等とを比較することにより、車輪１４に作用する外乱成分を求めることも可能である。Ｇセンサ２６および磁気ピックアップ３２は、車輪１４の回転に基づく成分だけではなく路面などからの外乱に基づく成分も検出するが、一般に磁気ピックアップ３２の検出値はＧセンサ２６の検出値よりも外乱の影響が小さいことが多い。そのためＧセンサ２６および磁気ピックアップ３２のいずれか一方もしくは両方を使い分けることにより、外乱の状態や外乱を取り除いた車輪状態を精度良く求めることが可能である。
【００４３】
（第２の実施の形態）
本実施の形態では、車輪回転時のＴＰＭＳユニット２２の回転位置の特定が車輪１４に搭載される各種装置類によって自立的に行われる例を説明する。本実施の形態において上述の第１実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４４】
図６は、車輪搭載通信装置２４の構成を示す図である。車輪搭載通信装置２４は、車輪搭載通信装置２４における通信を制御する通信制御部１２０を有する。この通信制御部１２０は、ユニット加速度解析部１２２、ユニット位置判断制御部１２４、通信指示部１２６、および記憶部１２８を有する。
【００４５】
ユニット加速度解析部１２２は、Ｇセンサ２６の検出結果に基づき、ＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度の状態を特定する。ユニット位置判断制御部１２４は、ユニット加速度解析部１２２で特定された「ＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度」に基づいて、車輪回転時のＴＰＭＳユニット２２の回転位置を導出する。そしてユニット位置判断制御部１２４は、導出したＴＰＭＳユニット２２の回転位置に基づき検出信号の送信タイミングを決定して通信指示部１２６を制御する。通信指示部１２６は、ユニット位置判断制御部１２４により制御されて車体搭載通信装置３４の通信をコントロールする。たとえば通信指示部１２６は、ユニット位置判断制御部１２４が決定した「車輪搭載通信装置２４から車体搭載通信装置３４への検出信号の送信タイミング」に基づいて検出信号の送信をコントロールする。記憶部１２８は、各種のデータを記憶するとともに、送信されてくる新たなデータを記憶し、例えばＴＰＭＳユニット２２の目標通信位置を予め記憶する。また記憶部１２８に記憶されている各種データは、ＥＣＵ３６の各部や他の装置類によって適宜読み込まれて車両制御に使用可能となっている。
【００４６】
なお第１の実施の形態では車輪搭載通信装置２４が送信指示信号の受信をトリガーとして検出信号の送信を実施する例について説明したが、本実施の形態の車輪搭載通信装置２４は送信指示信号の受信をトリガーとすることなく通信制御部１２０において導出される送信タイミングに基づいて自立的に検出信号の送信を実施する。
【００４７】
他の構成は、上述の第１実施の形態と同様の構成とすることができる。
【００４８】
図７は、第２の実施の形態におけるＴＰＭＳユニット２２の回転位置の導出に関するフローチャートである。ＥＣＵ３６では、Ｇセンサ２６から送られてくるＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度の状態がユニット加速度解析部１２２において取得される（Ｓ２１）。そして、車輪１４の一回転分に対応するＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度が取得されたか否かがユニット位置判断制御部１２４において判断される（Ｓ２２）。なお当該判断は、上述のＧセンサ２６の検出値に対する重力加速度Ｇの影響とＴＰＭＳユニット２２の回転位置との関係に基づいて、Ｇセンサ２６の検出結果の挙動に基づいて行われる。上述のように車輪回転時のＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度は周期的な挙動を示すため、ユニット位置判断制御部１２４はＧセンサ２６の検出結果の周期性に基づいて上記判断を行う（図４参照）。
【００４９】
車輪１４の一回転分に対応するＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度が取得されていないと判断される場合（Ｓ２２のＮ）、上述のＳ２１の処理が引き続き継続される。一方、車輪１４の一回転分に対応するＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度が取得されたと判断される場合（Ｓ２２のＹ）、車輪搭載通信装置２４を含むＴＰＭＳユニット２２の回転位置がＧセンサ２６により検出されたＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度に対応づけられた形でユニット位置判断制御部１２４において導き出される（Ｓ２３）。そしてユニット位置判断制御部１２４は、記憶部１２８が記憶する目標通信位置を読み出し、車輪搭載通信装置２４が目標通信位置に配置されるタイミングで車輪搭載通信装置２４から検出信号が送信されるように、検出信号の送信タイミングをＧセンサ２６の検出結果に対応づけて決定する（Ｓ２４）。そして通信指示部１２６は、Ｓ２４で決定された送信タイミングで検出信号が送信されるように車輪搭載通信装置２４を制御する（Ｓ２５）。
【００５０】
以上説明したように本実施の形態によれば、車輪の回転位置に関連する状態量である「ＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度」が用いられて、ＴＰＭＳユニット２２に含まれる車輪搭載通信装置２４の車輪回転時における回転位置を精度良く求めることができる。特に本実施の形態では車体に搭載される装置類に依存することなく、車輪１４に搭載されるＴＰＭＳユニット２２に含まれる装置類のみによって自立的に各種処理が実施される。そのため車体側の装置類の状態にかかわらず、比較的簡単な処理によって精度良く車輪回転時の車輪搭載通信装置２４の回転位置を求めることができる。
【００５１】
本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施の形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【００５２】
たとえば、車輪１４の回転速度がほぼ一定の場合にＴＰＭＳユニット２２の回転位置を導出するように、ＥＣＵ３６や通信制御部１２０を設定することもできる。車輪１４の回転速度が変動する場合、Ｇセンサ２６によって検出されるＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度とＴＰＭＳユニット２２の回転位置との対応関係に誤差を生じることがある。そのため車輪１４の回転速度がほぼ一定の場合にＴＰＭＳユニット２２の回転位置を導出することでＴＰＭＳユニット２２の回転位置をさらに精度良く求めることができる。
【００５３】
また車輪１４の回転速度が変動する場合には、そのような車輪１４の回転速度の変動を加味した補正が上述の導出結果に加えられるように、ＥＣＵ３６や通信制御部１２０を設定することも可能である。
【００５４】
また、Ｇセンサ２６が検出するＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度に関する十分なデータを取得するために、ＥＣＵ３６や通信制御部１２０においてＧセンサ２６の検出値を取得するための所定の学習期間を設定することも可能である。一般に、Ｇセンサ２６の検出周期を短くし、ＥＣＵ３６や通信制御部１２０への検出結果の送信頻度を多くすることにより、ＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度に関する十分なデータを取得する期間は短縮される。たとえばＧセンサ２６の検出周期やＥＣＵ３６や通信制御部１２０への検出結果の送信周期のオーダーをミリセカンド（msecond）に設定することで、車輪１４が１〜２回転する間にＴＰＭＳユニット２２の遠心力作用方向への加速度に関する十分なデータを取得することが理論的には可能である。そのような検出周期や送信周期以外にも走行状況などの要素を考慮して所定の学習期間を設定することで、ＴＰＭＳユニット２２の回転位置をさらに精度良く導き出すことが可能である。
【００５５】
また上述の実施の形態では磁力を利用した磁気ロータ３０および磁気ピックアップ３２を使用した例について説明したが、磁力以外にも直接光、反射光、レーザ、電波、超音波などの他の電磁波を利用して、車輪１４の回転位置に対応するパルス信号を取得することも可能である。
【００５６】
また車輪１４に作用する外乱成分は一般的に高周波成分であることが多い。そのため例えばＥＣＵ３６などにおいて、ローパスフィルターなどによるフィルタリング処理をＧセンサ２６の検出結果に施して外乱成分が多く分布する周波数帯域の成分を取り除くことで、外乱成分を検出結果から効果的に除去することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】車体および車輪の構成を示す図である。
【図２】車体および車輪を側方から見た図を示し、車輪回転時のＴＰＭＳユニットの回転位置を説明するための図である。
【図３】第１の実施の形態のＥＣＵが有する機能のうちＴＰＭＳユニットの回転位置の導出に関連する機能構成を示す機能ブロック図である。
【図４】「ＴＰＭＳユニットの遠心力作用方向への加速度」を示すＧセンサの検出値と「磁気ロータの回転状態」を示す磁気ピックアップが検出するパルス信号の対応関係の一例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態におけるＴＰＭＳユニットの回転位置の導出に関するフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態の車輪搭載通信装置の構成を示す図である。
【図７】第２の実施の形態におけるＴＰＭＳユニットの回転位置の導出に関するフローチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１２  車体、  １４  車輪、  １６  タイヤ、  １８  ホイール、  ２０  ホイールリム部、  ２１  タイヤ空気注入部、  ２２  ＴＰＭＳユニット、  ２４  車輪搭載通信装置、  ２６  Ｇセンサ、  ２８  車輪搭載センサ類、  ３０  磁気ロータ、  ３１  回転歯、  ３２  磁気ピックアップ、  ３４  車体搭載通信装置、  ３５  車体搭載センサ類、  ３６  ＥＣＵ、  １０２  ユニット加速度解析部、  １０４  パルス信号解析部、  １０６  ユニット位置判断制御部、  １０８  通信指示部、  １１０  記憶部、  １２０  通信制御部、  １２２  ユニット加速度解析部、  １２４  ユニット位置判断制御部、  １２６  通信指示部、  １２８  記憶部。
【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】
2006138803.tif 000007
【図６】
2006138803.tif 000008
【図７】
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