(57)【要約】【課題】タイヤ位置の判定機能の簡易な取り付けを可能にしたタイヤ位置登録システムを提供する。【解決手段】走行軌跡演算部２６は、車両１に設けられたＧＰＳセンサ２３の検出信号Ｓｒを基に、車両１の走行軌跡を演算する。情報演算部２７は、車両１の走行軌跡を用いて、車両１の各タイヤ２の回転数を演算する。位置判定部２８は、タイヤ空気圧センサ４から受信する電波Ｓvaの電波情報Ｄｓと、各タイヤ２の回転数に係る回転情報Ｄｔとを基に、各タイヤ２の取り付け位置を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置検出するＧＰＳセンサの検出信号を基に、車両の走行軌跡を演算する走行軌跡演算部と、
前記走行軌跡演算部の演算結果を基に、前記車両に設けられた各タイヤの回転情報を求める情報演算部と、
各タイヤに設けられたタイヤ空気圧センサからタイヤ回転に準じて送信された電波の電波情報と前記回転情報との関係から、各タイヤのロケーションを判定する位置判定部と
を備えたタイヤ位置登録システム。
【請求項２】
前記情報演算部は、操舵走行時の当該車両の回転半径を前記走行軌跡から求め、当該回転半径を用いて前記車両の各タイヤの回転半径を求め、各タイヤの回転半径を用いて各タイヤの回転数に係る前記回転情報を抽出する
請求項１に記載のタイヤ位置登録システム。
【請求項３】
前記タイヤ空気圧センサは、前記タイヤの回転方向の回転軌跡において、特定位置をとるタイミングで前記電波を送信する
請求項１又は２に記載のタイヤ位置登録システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ空気圧センサのＩＤをタイヤの取付位置と関連付けて登録するタイヤ位置登録システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤ空気圧監視システムの１機能として、イニシエータ等のトリガ器を使用せずに、タイヤ空気圧センサのＩＤ（空気圧センサＩＤ）を受信機に自動で登録するタイヤ位置登録システムが周知である（特許文献１等参照）。特許文献１は、タイヤ空気圧センサから特定のタイミングで送信される電波に係る電波情報と、車軸の回転を検出する回転数センサの回転情報との一致性を確認することにより、空気圧センサＩＤ及び車軸を紐付けしてタイヤ位置を特定する。空気圧センサＩＤを受信機に登録するにあたり、イニシエータが不要となれば、車両に搭載される部品の点数を少なく抑えることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１１−５２７９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述のタイヤ位置の判定機能は、車軸の回転を検出するための回転数センサが必要となるので、このタイヤ位置の判定機能を車両に取り付ける場合には、回転数センサを車両の通信線（通信バス）に接続する必要がある。このため、タイヤ位置の判定機能の取り付けに手間がかかる問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、タイヤ位置の判定機能の簡易な取り付けを可能にしたタイヤ位置登録システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決するタイヤ位置登録システムは、位置検出するＧＰＳセンサの検出信号を基に、車両の走行軌跡を演算する走行軌跡演算部と、前記走行軌跡演算部の演算結果を基に、前記車両に設けられた各タイヤの回転情報を求める情報演算部と、各タイヤに設けられたタイヤ空気圧センサからタイヤ回転に準じて送信された電波の電波情報と前記回転情報との関係から、各タイヤのロケーションを判定する位置判定部とを備えた。
【０００７】
本構成によれば、ＧＰＳセンサの出力を用いて、タイヤ位置を判定することが可能となる。ところで、例えばタイヤの回転数を検出する回転数センサを用いてタイヤ位置を判定する場合には、回転数センサの出力を車体側に引き込む有線等が必要となってしまうので、タイヤ位置を判定する機能の取り付けが面倒であった。一方、本構成の場合は、仮にタイヤ位置の判定機能を車両に取り付ける場合に、大掛かりな構成の変更を伴うことなく、タイヤ位置の判定機能を車両に設けることが可能となる。
【０００８】
前記タイヤ位置登録システムにおいて、前記情報演算部は、操舵走行時の当該車両の回転半径を前記走行軌跡から求め、当該回転半径を用いて前記車両の各タイヤの回転半径を求め、各タイヤの回転半径を用いて各タイヤの回転数に係る前記回転情報を抽出することが好ましい。この構成によれば、各タイヤの回転半径を割り出して各タイヤの回転数を求めるという簡素な演算により、回転情報を取得することが可能となる。
【０００９】
前記タイヤ位置登録システムにおいて、前記タイヤ空気圧センサは、前記タイヤの回転方向の回転軌跡において、特定位置をとるタイミングで前記電波を送信することが好ましい。この構成によれば、タイヤ空気圧センサから定期的なタイミングで電波を送信させることが可能となるので、タイヤ位置を短時間の間にスムーズに特定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、タイヤ位置の判定機能を簡易に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態のタイヤ位置登録システムの構成図。
【図２】タイヤ空気圧センサの電波送信タイミングを示すタイミングチャート。
【図３】車両の走行軌跡を示す説明図。
【図４】各タイヤの回転数（回転情報）の演算の説明図。
【図５】別例のタイヤ位置登録システムの構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、タイヤ位置登録システムの一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、車両１は、各タイヤ２（右前タイヤ２ａ、左前タイヤ２ｂ、右後タイヤ２ｃ、左後タイヤ２ｄ）の空気圧等を監視するタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）３を備える。タイヤ空気圧監視システム３は、各タイヤ２に取り付けられたタイヤ空気圧センサ４（第１タイヤ空気圧センサ４ａ、第２タイヤ空気圧センサ４ｂ、第３タイヤ空気圧センサ４ｃ、第４タイヤ空気圧センサ４ｄ）を備える。タイヤ空気圧センサ４は、タイヤ栓にセンサ及び通信機能を設けたバルブセンサや、タイヤ２に埋め込まれたタイヤマウントセンサ等からなる。タイヤ空気圧監視システム３は、これらタイヤ空気圧センサ４から、少なくとも圧力データ及び空気圧センサＩＤが紐付けされた電波Ｓvaを車体５に送信させ、車体５において各タイヤ２の空気圧を監視する。
【００１３】
タイヤ空気圧センサ４は、タイヤ空気圧センサ４の作動を制御するコントローラ８と、タイヤ空気圧を検出する圧力検出部９と、タイヤ空気圧センサ４に発生する加速度（重力加速度、遠心力）を検出する加速度検出部１０と、タイヤ空気圧センサ４において電波送信する送信アンテナ１１とを備える。コントローラ８のメモリ１２には、各タイヤ空気圧センサ４の固有のＩＤとして空気圧センサＩＤが書き込み保存されている。圧力検出部９は、例えば圧力センサであることが好ましい。加速度検出部１０は、例えば加速度センサ（Ｇセンサ）であることが好ましい。送信アンテナ１１は、例えばＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を送信する。
【００１４】
図２に示すように、タイヤ空気圧センサ４は、加速度検出部１０によって検出された加速度データ（重力加速度データ）Ｄｇに基づくタイミング、又は一定間隔の周期的なタイミングで、電波Ｓvaを送信する。本例の加速度検出部１０は、タイヤ２の遠心力方向（径方向）の加速度を検出する。加速度検出部１０は、タイヤ２とともに回転するので、タイヤ回転方向（図２の矢印Ａ１方向）の位置に応じて正弦波状に変化する加速度データＤｇを出力する。具体的には、加速度検出部１０は、重力依存度成分として「−１Ｇ〜＋１Ｇ」の加速度データＤｇを検出する。
【００１５】
タイヤ空気圧センサ４は、タイヤ回転方向の特定位置のタイミング（いわゆるピーク位置）において、電波Ｓvaを送信する。この種のタイヤ空気圧センサ４は、タイヤ回転方向の最上点（時計でいう１２時）で電波送信したり、最下点（時計でいう６時）のタイミングで電波送信したり、最上点及び最下点の両方で電波送信したりするものがある。本例の場合、タイヤ空気圧センサ４は、タイヤ２の回転時、加速度データＤｇの重力依存度成分が−１Ｇとなるタイミング、すなわちタイヤ回転方向の最上点（時計でいう１２時の点）のタイミングで、電波ＳvaをＵＨＦ送信する。
【００１６】
図１に戻り、タイヤ空気圧監視システム３は、タイヤ空気圧センサ４から送信された電波Ｓvaから各タイヤ２の空気圧を監視する受信機（以降、ＴＰＭＳ受信機１５と記す）を備える。ＴＰＭＳ受信機１５は、ＴＰＭＳ受信機１５の作動を制御するＥＣＵ制御部１６と、ＴＰＭＳ受信機１５において電波を受信する受信アンテナ１７とを備える。ＥＣＵ制御部１６のメモリ１８には、各タイヤ空気圧センサ４から取得した空気圧センサＩＤ（空気圧センサＩＤ１、空気圧センサＩＤ２、空気圧センサＩＤ３、空気圧センサＩＤ４）が、タイヤ位置を対応付けて書き込み保存されている。ＴＰＭＳ受信機１５は、タイヤ空気圧の監視結果を表示する表示部１９に接続されている。表示部１９は、例えば車内運転席のインストルメントパネルに設置されることが好ましい。
【００１７】
ＴＰＭＳ受信機１５は、各タイヤ空気圧センサ４から送信された電波Ｓvaを受信アンテナ１７で受信すると電波Ｓva内の空気圧センサＩＤを照合し、この空気圧センサＩＤ照合が成立すれば、同一電波内に含まれる圧力データ（空気圧データ）を確認する。ＴＰＭＳ受信機１５は、空気圧が低圧閾値以下であれば、タイヤ空気圧が低圧である旨を表示部１９に表示する。ＴＰＭＳ受信機１５は、このタイヤ空気圧判定を、受信する電波Ｓvaごとに行って、各タイヤ２の空気圧を監視する。
【００１８】
タイヤ空気圧監視システム３は、各タイヤ２に取り付けられたタイヤ空気圧センサ４の空気圧センサＩＤを、車体５の前後左右の取り付け位置を対応つけてＴＰＭＳ受信機１５のメモリ１８に登録する機能、いわゆるオートロケーション機能（タイヤ位置登録システム２２）を備える。本例のタイヤ位置登録システム２２は、車両１に設けられたＧＰＳ（Global Positioning System）センサ２３の出力と、タイヤ空気圧センサ４から送信される電波Ｓvaとを用いて、これらの相関性を確認することにより、各タイヤ２の取り付け位置を判定する。
【００１９】
タイヤ位置登録システム２２は、ＧＰＳセンサ２３の検出信号Ｓｒを基に車両１の走行軌跡Ｌａを演算する走行軌跡演算部２６を備える。走行軌跡演算部２６は、ＥＣＵ制御部１６に設けられている。走行軌跡演算部２６は、例えばＧＰＳセンサ２３の出力から求まる位置をトレースしていくことにより、車両１の走行軌跡Ｌａを演算する。
【００２０】
タイヤ位置登録システム２２は、走行軌跡演算部２６の演算結果を基に各タイヤ２の回転情報Ｄｔを求める情報演算部２７を備える。情報演算部２７は、ＥＣＵ制御部１６に設けられている。本例の情報演算部２７は、走行軌跡演算部２６によって求められた走行軌跡Ｌａから、各タイヤ２の回転数Ｍを演算し、これをタイヤ２の回転情報Ｄｔとして取得する。
【００２１】
タイヤ位置登録システム２２は、各タイヤ空気圧センサ４から送信される電波Ｓvaの電波情報Ｄｓと情報演算部２７が求めた回転情報Ｄｔとの関係から各タイヤ２のロケーション（取り付け位置）を判定する位置判定部２８を備える。位置判定部２８は、ＥＣＵ制御部１６に設けられている。位置判定部２８は、各タイヤ２に設けられたタイヤ空気圧センサ４からタイヤ回転（ピーク位置をとるタイミング）に準じて送信された電波Ｓvaの電波情報Ｄｓと、情報演算部２７により求められた車両１の走行軌跡に準じた回転情報Ｄｔとを基に、各タイヤ２の取り付け位置を判定する。
【００２２】
次に、図３及び図４を用いて、本実施例のタイヤ位置登録システム２２の作用及び効果を説明する。
図３に示すように、車両１の走行時、ＧＰＳセンサ２３は、一定間隔で車両位置をセンシングする。車両位置は例えば緯度及び経度を組み合わせたデータからなり、車両位置を繋いだものが車両１の走行軌跡Ｌａとなる。図３の例のように、車両１が操舵走行した場合には、車両１は操舵量に応じて決まる回転半径Ｒに沿った円弧状の走行軌跡Ｌａをとる。走行軌跡演算部２６は、ＧＰＳセンサ２３から一定間隔の周期で入力する検出信号Ｓｒを基に、円弧状の走行軌跡Ｌａから車両１の回転半径Ｒを算出する。回転半径Ｒは、円弧状の走行軌跡Ｌａからその中心Ｐを求め、この中心Ｐから走行軌跡Ｌａまでの距離を回転半径Ｒとして算出するとよい。
【００２３】
図４に示すように、車両１が操舵走行した場合には、内外輪差から各タイヤ２の回転半径Ｒｋは異なる値をとる。各タイヤ２の回転半径Ｒｋが異なれば、各タイヤ２の回転数Ｍも変わる。本例の情報演算部２７は、各タイヤ２の回転数Ｍを、タイヤ２の回転情報Ｄｔとして求める。このように、回転情報Ｄｔは、右前タイヤ２ａ、左前タイヤ２ｂ、右後タイヤ２ｃ及び左後タイヤ２ｄのそれぞれが、どれだけ回転したのかを示す情報となっている。
【００２４】
各タイヤ２の回転数Ｍは、各タイヤ２の回転半径Ｒｋから各々算出される。すなわち、右前タイヤ２ａの場合、右前タイヤ２ａの回転半径Ｒ１が分かれば、車両旋回時の右前タイヤ２ａの変化量である走行軌跡Ｌ１を求めることが可能となるので、この走行軌跡Ｌ１を基にして、右前タイヤ２ａの回転数Ｍ１が算出される。同様に、左前タイヤ２ｂの回転数Ｍ２は、左前タイヤ２ｂの回転半径Ｒ２から割り出される走行軌跡Ｌ２を基に算出され、右後タイヤ２ｃの回転数Ｍ３は、右後タイヤ２ｃの回転半径Ｒ３から割り出される走行軌跡Ｌ３を基に算出され、左後タイヤ２ｄの回転数Ｍ４は、左後タイヤ２ｄの回転半径Ｒ４から割り出される走行軌跡Ｌ４を基に算出される。
【００２５】
なお、各タイヤ２の回転半径Ｒｋは、ＧＰＳセンサ２３の取り付け位置と、ＧＰＳセンサ２３に対する各タイヤ２の位置（離れ距離）とから算出される。すなわち、各タイヤ２（具体的にはタイヤホイール）の位置は、車体５に対して不変であるので、ＧＰＳセンサ２３に対して、各タイヤ２がどの位置をとっているのかを予め知っていれば、ＧＰＳセンサ２３から求めた走行軌跡Ｌａから、各タイヤ２の回転半径Ｒｋを割り出すことが可能である。
【００２６】
また、車両１が走行（旋回も含む）するとき、タイヤ空気圧センサ４は、タイヤ２の回転方向のピーク位置をとる度に電波Ｓvaを送信する。車両１が旋回走行する場合、各タイヤ２の回転数Ｍは異なるので、各タイヤ２に取り付けられたタイヤ空気圧センサ４から送信される電波Ｓvaの送信間隔も異なることとなる。例えば、内輪側のタイヤ２は回転数が少ないので、そのタイヤ空気圧センサ４からの電波送信間隔が長く、外輪側のタイヤ２は回転数が多いので、そのタイヤ空気圧センサ４からの電波送信間隔が短くなる。
【００２７】
位置判定部２８は、ＴＰＭＳ受信機１５で送信する電波Ｓvaの空気圧センサＩＤごとの受信間隔（電波受信間隔）を電波情報Ｄｓとして取り込む。このように、本例の電波情報Ｄｓは、各空気圧センサＩＤ（空気圧センサＩＤ１、空気圧センサＩＤ２、空気圧センサＩＤ３、空気圧センサＩＤ４）における電波Ｓvaの受信間隔（電波受信間隔）に相当する。
【００２８】
そして、位置判定部２８は、以上のようにして取得した回転情報Ｄｔと電波情報Ｄｓとの相関を確認し、その相関性から各タイヤ２の取り付け位置を判定する。ところで、最も内輪側のタイヤ２（本例は左後タイヤ２ｂ）であれば電波Ｓvaの受信間隔が最も小さく、かつタイヤ２の回転数が最も少なくなり、外輪側のタイヤ２になるに連れて、電波受信間隔が大きくかつタイヤ回転数が多くなっていく。このように、電波受信間隔及びタイヤ回転数には相関があるので、これらの一致性を確認することでタイヤ位置を特定する。
【００２９】
図４の例の場合、位置判定部２８は、空気圧センサＩＤ１を右前タイヤ２ａと特定し、空気圧センサＩＤ２を左前タイヤ２ｂと特定し、空気圧センサＩＤ３を右後タイヤ２ｃと特定し、空気圧センサＩＤ４を左後タイヤ２ｄと特定する。位置判定部２８は、全ての空気圧センサＩＤの特定が完了すると、これら空気圧センサＩＤを、タイヤ位置を対応付けてメモリ１８に書き込む。以上により、タイヤ位置の登録が完了する。
【００３０】
さて、本例の場合、ＧＰＳセンサ２３の出力を用いて、タイヤ位置を判定することが可能となる。ところで、例えばタイヤの回転数を検出する回転数センサを用いてタイヤ位置を判定する場合には、回転数センサの出力を車体５側に引き込む有線等が必要となってしまうので、タイヤ位置を判定する機能の取り付けが面倒であった。一方、本例の場合は、仮にタイヤ位置の判定機能を車両１に取り付ける場合に、大掛かりな構成の変更を伴うことなく、タイヤ位置の判定機能を車両１に設けることができる。
【００３１】
また、車両１にタイヤ位置の判定機能を後付けする場合、回転数センサの出力を車体５側に引き込む有線等を配策するなど、後付けが困難であった。一方、本例の場合は、仮にタイヤ位置の判定機能を車両１に後付けする場合であっても、簡単にタイヤ位置の判定機能を車両１に設けることができる。
【００３２】
情報演算部２７は、操舵走行時の車両１の回転半径Ｒを走行軌跡Ｌａから求め、その回転半径Ｒを用いて車両１の各タイヤ２の回転半径Ｒｋを求め、各タイヤ２の回転半径Ｒｋを用いて各タイヤ２の回転数Ｍに係る回転情報Ｄｔを抽出する。よって、各タイヤ２の回転半径Ｒｋを割り出して各タイヤ２の回転数Ｍを求めるという簡素な演算により、回転情報Ｄｔを取得することができる。
【００３３】
タイヤ空気圧センサ４は、タイヤ２の回転方向の回転軌跡において、特定位置（ピーク位置）をとるタイミングで電波Ｓvaを送信する。よって、タイヤ空気圧センサ４から定期的なタイミングで電波Ｓvaを送信させることが可能となるので、タイヤ位置を短時間の間にスムーズに特定することができる。
【００３４】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・図５に示すように、タイヤ位置登録システム２２は、ＴＰＭＳ受信機１５の筐体にＥＣＵ制御部１６、受信アンテナ１７、表示部１９及びＧＰＳセンサ２３が組み込まれたユニット部品としてもよい。この場合、車両１への後付けが一層容易となる。
【００３５】
・位置判定部２８は、車両１の操舵回数が規定値以上となったことを検出すると、ロケーション判定したタイヤ位置を確定してもよい。ところで、本例のタイヤ位置の判定機能では、各タイヤ２の回転差を大きくとることが、タイヤ位置を精度よく判定するための要件となる。よって、車両１が何度か操舵されたことをタイヤ位置判定の確定とすれば、タイヤ位置の判定精度を確保するのに有利となる。
【００３６】
・走行軌跡Ｌａの演算方法（トレース方法）は、車両１の軌道を特定できるのであれば、種々の態様に変更してもよい。
・回転情報Ｄｔ（各タイヤ２の回転数Ｍ）の算出方法は、各タイヤ２の走行軌跡Ｌ１〜Ｌ４を用いた演算方法に限定されず、各タイヤ２の回転数Ｍを特定できるのであれば、種々の態様に変更してもよい。
【００３７】
・タイヤ空気圧センサ４は、タイヤ回転方向のピーク位置で電波送信を行うことに限定されず、例えばタイヤ回転方向における最下点をとるときなど、他の位置のタイミングで電波Ｓvaを送信してもよい。
【００３８】
・タイヤ空気圧センサ４は、タイヤ回転方向のピーク位置をとるタイミングで電波送信を行うものに限定されない。例えば、一定間隔の周期で電波Ｓvaを定期的に送信するものでもよい。
【００３９】
・走行輪のみ位置判定を行うことに限らず、スペア輪も判定の対象に含ませてもよい。
・ＧＰＳセンサ２３は、ＴＰＭＳ受信機１５に組み込まれたものに限定されず、例えば車両１に予め搭載されていたものを利用してもよい。
【００４０】
・ＧＰＳセンサ２３は、車両１に設けられたものに限定されない。例えば、端末等のＧＰＳセンサ２３を有する機器から、無線通信を通じてＴＰＭＳ受信機１５が位置情報（検出信号Ｓｒ）を取得する構成としてもよい。
【００４１】
・ＧＰＳセンサ２３の取り付け位置は、実施例以外の他の位置に変更してもよい。
・タイヤ空気圧監視システム３は、実施例以外の種々の方式のものに適宜変更可能である。
【００４２】
・タイヤ位置登録システム２２は、車両１に後付けされるものに限定されず、車両１の出荷時点で予め搭載されていてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
【００４３】
（イ）前記タイヤ位置登録システムにおいて、前記位置判定部は、前記車両の操舵回数が規定値以上となったことを検出すると、ロケーション判定したタイヤ位置を確定する。この構成によれば、タイヤ位置の判定精度を確保することが可能となる。
【００４４】
（ロ）前記タイヤ位置登録システムにおいて、前記タイヤ空気圧センサは、前記タイヤの回転方向におけるピーク位置をとるタイミングで、前記電波を送信する。この構成によれば、タイヤ空気圧センサがピーク位置をとる定期的なタイミングでタイヤ空気圧センサから電波を送信させることが可能となるので、タイヤ位置を短時間の間にスムーズに特定するのに有利となる。
【符号の説明】
【００４５】
１…車両、２…タイヤ、４…タイヤ空気圧センサ、２２…タイヤ位置登録システム、２３…ＧＰＳセンサ、２６…走行軌跡演算部、２７…情報演算部、２８…位置判定部、Ｓｒ…検出信号、Ｌａ…走行軌跡、Ｄｔ…回転情報、Ｄｓ…電波情報、Ｓva…電波、Ｒ…回転半径、Ｒｋ…回転半径、Ｍ…回転数。
【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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