JP2012254678A - タイヤ監視センサが備える送信方法、タイヤ監視センサ及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電源電池の消耗を低減すると共に、タイヤの情報を送信するタイミングを高精度に算出するタイヤ監視センサが備える送信方法を提供することを目的とする。
【解決手段】タイヤの加速度を検出する加速度センサとタイヤの空気圧を検出する圧力センサとタイヤの情報を送信する送信機とを有するタイヤ監視センサが備える送信方法であって、タイヤが回転を始めたことを検知した後に、タイヤの半回転に要する時間を算出し、前記時間をｍ分割した時間間隔で前記加速度を時系列に計測し、前記加速度から半周期前に計測した前記加速度を差し引いた差分を時系列に算出し、前期差分の時系列な変化から、送信機がタイヤの情報を送信するタイミングを算出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤの状態を検出する技術に係わり、特に、タイヤ監視センサの所定回転角度で無線信号を送信するために、タイヤ監視センサの回転角度を検出するタイヤ監視センサの送信方法とタイヤ監視センサに関する。

自動車等の車両の走行中にタイヤの空気圧やその異常等を監視するタイヤ空気圧監視システム、いわゆるＴＰＭＳ（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が知られている。

特許文献１に開示されるタイヤ空気圧監視システムでは、各車輪に、圧力センサ、車輪側回転角度検出手段及び送信機から構成されるＴＰＭＳセンサ（タイヤ監視センサ）が取り付けられ、車体側に、受信機、車体側回転角度検出手段、車輪位置判別手段及びタイヤ識別符号登録手段が取り付けられている。

各車輪に取り付けられたＴＰＭＳセンサの回転角度を車輪側と車体側とでそれぞれ検出すると共に、車輪側で検出したタイヤ空気圧及び回転角度等を無線信号にて受信機へ送信し、送信機から受信した回転角度と、この回転角度を受信したときに車体側で検出した各車輪の回転角度との各相対角度の変化を監視し、所定距離走行後に相対角度変化が最も小さな回転角度を検出した車輪位置を当該送信機の車輪位置と判別する。このように各車輪位置を判別することで、各車輪に対応するタイヤ空気圧が識別されて、タイヤ空気圧が監視されている。

特開２０１０−１２２０２３号公報

特許文献１に開示されるタイヤ空気圧監視システムには、各車輪に取り付けられたＴＰＭＳセンサの回転方向加速度を検出する加速度センサ、タイヤの空気圧を検出する圧力センサ、電源電池等が取り付けられている。この回転方向加速度が所定の値になった際、即ち、ＴＰＭＳセンサの所定回転角度で、タイヤ空気圧等の情報を送信機が無線信号で送信する。この一連の処理は、電源電池からの電力供給によってなされる。

送信するタイミングを誤って送信エラーを発生させないために、タイヤ空気圧監視システムは、ＴＰＭＳセンサの所定回転角度を正確に算出する必要があった。そのため、回転方向加速度の計測を高い頻度で繰り返し行うことやＴＰＭＳセンサが所定回転角度になるタイミングを算出する演算処理も詳細に行う必要があった。

ところが、電源電池の消耗を低減するために回転方向加速度やタイヤ空気圧等の計測頻度を抑制する必要があると共に、送信エラーを発生させないために所定回転角度になるタイミングを高い精度で算出することが必要である。

本発明の目的は、このような課題を顧みてなされたものであり、電源電池の消耗を低減すると共に、タイヤの情報を送信するタイミングを高精度に算出するタイヤ監視センサが備える送信方法を提供することである。

タイヤの加速度を検出する加速度センサと前記タイヤの空気圧を検出する圧力センサと前記タイヤの情報を送信する送信機とを有するタイヤ監視センサが備える送信方法であって、前記タイヤが回転を始めたことを検知した後に、前記タイヤの半回転に要する時間を算出し、該時間をｍ分割した時間間隔で前記加速度を時系列に計測し、第２の加速度から半周期前に計測した第１の加速度を差し引いた差分を時系列に算出し、前記差分の時系列な変化から、前記送信機が前記タイヤの情報を送信するタイミングを算出することを特徴とする。

このような態様であれば、前記タイヤが回転を始める前の車両が停止している際には、計測頻度を少なくできると共に前記タイヤの情報を送信しないようにできるので、電源電池の消耗を低減できる。

第２の加速度から半周期前に計測した第１の加速度を差し引いた差分であることにより、前記差分は前記第１の加速度及び前記第２の加速度の略２倍の値になると共にその時系列な変化の周期が同じである。よって、前記差分は、差分であること及びその値が略２倍になることで、前記第１の加速度及び前記第２の加速度に比べてＳ／Ｎ比の良い時系列な変化をする。よって、このＳ／Ｎ比の良い前記差分の時系列な変化から前記送信するタイミングを算出することは、その算出を高精度にすると共に、その演算を簡素化できるので、電源電池の消耗を低減することができる。

よって、本発明によれば、電源電池の消耗を低減すると共に、タイヤの情報を送信するタイミングを高精度に算出するタイヤ監視センサが備える送信方法を提供することができる。

前記ｍ分割が、互いに等しい間隔をなす分割であることが好ましい。

このような態様であれば、タイヤの情報を送信するタイミングを簡素な手法で算出することができる。

前記タイヤの半回転に要する時間を、時系列に算出された前記差分が減少し始める時間と次に増加し始める時間との時間差の絶対値として算出することが好ましい。

このような態様であれば、前記タイヤの半回転に要する時間を、時系列に算出した前記差分から算出することができる。そして、前記差分は、計測値である前記加速度に比べてＳ／Ｎ比の良い時系列な変化をする。よって、この方法によれば、前記タイヤの半回転に要する時間を高精度に算出することができる。

前記差分の時系列な変化から所定の加速度になる時間を算出し、該時間から前記タイヤの一回転に要する時間が経過した後に、前記送信機が前記タイヤの情報を送信することが好ましい。

このような態様であれば、Ｓ／Ｎ比の良い前記差分から所定の加速度になる時間が高精度に算出され、この所定の加速度からタイヤの一回転に要する時間が経過した後に前記タイヤの情報が送信される。また、タイヤの一回転に要する時間もＳ／Ｎ比の良い前記差分から高精度に算出される。よって、高精度なタイミングでタイヤの情報を送信することが可能である。

所定の時間間隔で前記加速度センサの計測を繰り返し、閾値以上の値が検知された際に前記タイヤが回転を始めたと判定することが好ましい。

このような態様であれば、車両の停止状態と走行状態と区別することができる。よって、車両の停止状態において、計測頻度を少なくできると共に前記タイヤの情報を送信しないようにできるので、電源電池の消耗を低減できる。また、車両の走行状態では、その状態に適するタイヤ監視センサが備える送信方法を用いることができる。

タイヤの加速度を検出する加速度センサと前記タイヤの空気圧を検出する圧力センサと前記タイヤの情報を送信する送信機とを有し、前記タイヤが回転を始めたことを検知した後に、前記タイヤの半回転に要する時間を算出し、該時間をｍ分割した時間間隔で前記加速度を時系列に計測し、第２の加速度から半周期前に計測した第１の加速度を差し引いた差分を時系列に算出し、前記差分の時系列な変化から、前記送信機が前記タイヤの情報を送信する時間を算出することが好ましい。

このような態様であれば、前記タイヤが回転を始める前の車両が停止している際には、計測頻度を少なくできると共に前記タイヤの情報を送信しないようにできるので、電源電池の消耗を低減できる。

第２の加速度から半周期前に計測した第１の加速度を差し引いた差分であることにより、前記差分は前記第１の加速度及び前記第２の加速度の略２倍の値になると共にその時系列な変化の周期が同じである。よって、前記差分は、差分であること及びその値が略２倍になることで、前記第１の加速度及び前記第２の加速度に比べてＳ／Ｎ比の良い時系列な変化をする。よって、このＳ／Ｎ比の良い前記差分の時系列な変化から前記送信するタイミングを算出することは、その算出を高精度にすると共に、その演算を簡素化できるので、電源電池の消耗を低減することができる。

よって、本発明によれば、電源電池の消耗を低減すると共に、タイヤの情報を送信するタイミングを高精度に算出するタイヤ監視センサを提供することができる。

前記加速度センサが、一軸方向の加速度を検知することが好ましい。

前記一軸方向を前記タイヤの接線方向に向けて前記加速度センサを設置することで、前記加速度センサは、前記タイヤの回転方向加速度を検知することができる。また、前記タイヤの回転により生じる遠心力の影響を受け難いので、前記タイヤの法線方向を検知する加速度センサよりも高回転（高速）まで検知することができる。

タイヤの加速度を検出する加速度センサと、前記タイヤの空気圧を検出する圧力センサと、前記タイヤの情報を送信する送信機と、を有するタイヤ監視センサが備えるプログラムであって、前記タイヤが回転を始めたことを算出する手順と、前記タイヤの半回転に要する時間を算出し、該時間をｍ分割した時間間隔で前記加速度を時系列に計測しサンプル時間を算出する手順と、前記サンプル時間の間隔で計測された複数の加速度を用いて、第２の加速度から半周期前に計測した第１の加速度を差し引いた差分を時系列に算出する手順と、前記差分の時系列な変化から、前記送信機が前記タイヤの情報を送信するタイミングを算出する手順とを実行することが好ましい。

このような態様であれば、前記タイヤが回転を始める前の車両が停止している際には、計測頻度を少なくできると共に前記タイヤの情報を送信しないようにできるので、電源電池の消耗を低減できる。

第２の加速度から半周期前に計測した第１の加速度を差し引いた差分であることにより、前記差分は前記第１の加速度及び前記第２の加速度の略２倍の値になると共にその時系列な変化の周期が同じである。よって、前記差分は、差分であること及びその値が略２倍になることで、前記第１の加速度及び前記第２の加速度に比べてＳ／Ｎ比の良い時系列な変化をする。よって、このＳ／Ｎ比の良い前記差分の時系列な変化から前記送信するタイミングを算出することは、その算出を高精度にすると共に、その演算を簡素化できるので、電源電池の消耗を低減することができる。

よって、本発明によれば、電源電池の消耗を低減すると共に、タイヤの情報を送信するタイミングを高精度に算出するタイヤ監視センサが備えるプログラムを提供することができる。

本発明によれば、電源電池の消耗を低減すると共に、タイヤの情報を送信するタイミングを高精度に算出するタイヤ監視センサが備える送信方法を提供することができる。

第一の実施形態であるタイヤ監視センサの概略構成を示すブロック図である。 第一の実施形態であるタイヤ監視センサが備える送信方法のフローチャートである。 第一の実施形態であるタイヤ監視センサが計測する回転方向加速度の説明図である。 第一の実施形態である回転方向加速度と６回前回転方向加速度との差の時系列な変化を示す。 移動平均法で算出した回転方向加速度の変化を説明する図である。

<第一の実施形態>
図１に第一の実施形態であるタイヤ監視センサ１の概略構成のブロック図を示す。図１に示すように、タイヤ監視センサ１は、圧力センサ２、加速度センサ３及び送信機４から構成されている。送信機４は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）５とアンテナ８等と、これらに電力を供給する電源電池９から構成されている。そして、ＡＳＩＣ５は、マイクロプロセッサー・ユニット（Ｍｉｃｒｏ−ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）６やアンプ７等から構成されている。

図１では詳細な説明に必要な構成を示すが、タイヤ監視センサ１として必須の構成であっても本明細書において説明しないものについては省略している。

そして、圧力センサ２がタイヤ空気圧を検出する。また、本実施形態の加速度センサ３は一軸方向の加速度を検知する加速度センサであり、この加速度センサ３がタイヤ監視センサ１の回転方向加速度を検出する。圧力センサ２と加速度センサ３との出力信号は、マイクロプロセッサー・ユニット６によって演算処理され、アンプ７で増幅されて、アンテナ８によって無線信号として送信される。これらの一連の処理は、電源電池９から電力が供給されてなされる。

タイヤ監視センサ１は、図示しないが各タイヤの空気バルブの近傍に取り付けられる。そして、加速度センサ３はタイヤ監視センサ１の回転方向加速度を検出するために、その一軸方向をタイヤがなす円の接線に平行にして、車両が前に進行する際のタイヤが回転する方向の加速度を検知するように設置されている。

図示していないが、無線信号は、車体側のアンテナで受信され、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）によって演算処理されて、ディスプレ表示画面等にタイヤ空気圧や、また、タイヤ空気圧に異常が認められた際には警報等が表示される。

このように、タイヤ空気圧等に関する情報を車体側のアンテナが受信するが、この車体側のアンテナをタイヤの近傍に設置し、障害物等を避けることで、受信の効率や信頼性などが向上することが知られている。

よって、タイヤと一体的に回転するタイヤ監視センサ１が、タイヤの一回転毎に、車体側のアンテナの近くを通過するように、車体側のアンテナはタイヤ近傍の車体部に固定されることが好ましい。このようにして、タイヤ監視センサ１は、車体側のアンテナに対向する位置で、アンテナ８から車体側のアンテナに向けて無線信号を送信することができる。

タイヤの情報としてはタイヤ空気圧以外にも、タイヤ空気の温度や湿度、タイヤ内の気体成分、タイヤの固定状態や溝状態等も含むことが可能である。

特許文献１においては、ＴＰＭＳセンサの回転方向加速度が１ｇもしくは−１ｇとなったタイミングで、タイヤ側に設置されたＴＰＭＳセンサ（タイヤ監視センサ）が無線信号を送信する。１ｇは重力加速度を意味し、その値は９．８０６６５ｍ／ｓ^２である。

タイヤ監視センサ１の回転方向加速度は、タイヤの回転に応じて、図３（ａ）に示すように、０ｇ→１ｇ→０ｇ→−１ｇ→０ｇ→１ｇと繰り返す。図３（ｂ）に示すように、１ｇと−１ｇは加速度センサ３がタイヤ回転中心に対して左右に位置する際の値であり、０ｇは加速度センサ３がタイヤ回転中心に対して上下に位置する際の値である。

図３（ａ）に示す波形の一周期がタイヤの一回転に相当する。走行中、路面の凹凸等によるタイヤの振動などのノイズが加速度センサ３の出力信号に乗ることがあるが、図３（ａ）においては、回転方向加速度の変化を模式的に説明するために実際より単純に変化する正弦波とした。

本実施形態においては、タイヤ監視センサ１の回転方向加速度が１ｇとなるタイミングで、タイヤ監視センサ１が無線信号を送信する。このタイミングを算出する精度が悪いと、車体側のアンテナからはずれた位置で、タイヤ側のタイヤ監視センサ１が無線信号を送信することになる。その結果、車体側のアンテナが無線信号を正確に受信できなくなり、受信エラーが発生することがある。

このため、前記タイミングを精度良く算出することは重要である。ところが、従来から用いられる移動平均法、即ち、時系列データにおいて、ある一定区間ごとの平均値を区間をずらしながら求める方法では、前記タイミングを精度良く算出しようとすると、一定区間ごとの平均するデータ数を増やすことが必要になる。タイヤ監視センサ１に照らして考えると、マイクロプロセッサー・ユニット６が、加速度センサ３に短い時間間隔、即ち、高い頻度で繰り返し計測させ、多くの計測データを平均する詳細な演算処理によって、所定の回転方向加速度になるタイミングを算出することになる。

このように、短い時間間隔での連続的な計測や大量のデータ処理を行うことは、電源電池９の消耗を早めるため避ける必要があった。よって、受信エラーを発生させることなく電源電池９の消耗を低減するために、計測頻度を減らせると共に簡単な演算処理でありながら、タイヤ監視センサ１が所定回転角度になるタイミング、即ちタイヤの情報を送信するタイミングを高精度に算出する方法が望まれていた。

本実施形態は、このような課題を鑑みてなされたものであり、電源電池９の消耗を低減すると共に、タイヤの情報を送信するタイミングを高精度に算出するタイヤ監視センサの送信方法とタイヤ監視センサを提供することである。

本実施形態においては、タイヤ監視センサ１の回転方向加速度が１ｇとなるタイミングで、タイヤ監視センサ１が無線信号を送信するとしたが、これに限定されるものではない。車体側のアンテナをタイヤに近接した前記以外の車体部に設置し、タイヤ監視センサ１は、この車体側のアンテナに対向する位置で無線信号を送信することが可能である。

図２に第一の実施形態であるタイヤ監視センサが備える送信方法のフローチャートを示す。ステップＳ１では、タイヤ監視センサ１の初期化がなされる。即ち、タイヤにタイヤ監視センサ１を取り付けた際に、感度調整や停車時の計測インターバル等の設定を行う。

車両の停車時を想定するステップＳ２では、電源電池９の消耗を避けるために、計測頻度を抑える工夫がなされる。タイヤ監視センサ１は、例えば、１分間に、１０秒の計測インターバルで回転方向加速度Ａ_ｋ（ｋ＝１〜６）の計測を時系列に行う。そして、ステップＳ３で、マイクロプロセッサー・ユニット６が、ｋ＋１回目の回転方向加速度Ａ_ｋ＋１からｋ回目の回転方向加速度Ａ_ｋとの差Ｄ_ｋ（Ｄ_ｋ＝Ａ_ｋ＋１−Ａ_ｋ：ｋ＝１〜５）を算出し、前記差Ｄ_ｋ（ｋ＝１〜５）の絶対値を第１の閾値（例えば、０．１ｇ）と比較する。全ての差Ｄ_ｋ（ｋ＝１〜５）の絶対値が第１の閾値以下である際には車両は停車していると判定し、スリープ・インターバル（休止期間）、本実施形態では例えば２分間を経てステップＳ２に戻る。この差Ｄ_ｋ（ｋ＝１〜５）の絶対値に第１の閾値以上のものがある際には、車両が動き始めた（タイヤが回転を始めた）、または動いていると判定し、ステップＳ４に進む。

車両が停止していると判定されるステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ２の繰り返しステップでは、無線信号は送信されない。また、スリープ・インターバル（休止期間）も設けられている。このことは、電源電池９の消耗を低減することに有効である。

ステップＳ４で、回転方向加速度をより精度良くに計測するために、ステップＳ２より短い計測インターバル、例えば、０．０５秒を設定し、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５においては、回転方向加速度を計測インターバル０．０５秒で、例えば２４回ほど計測し、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６において、時系列に計測されたステップＳ５の全ての回転方向加速度Ａ_ｋ（ｋ＝１〜２４）に対し、ｋ＋１回目の回転方向加速度Ａ_ｋ＋１からｋ回目の回転方向加速度Ａ_ｋとの差Ｄ_ｋ（Ｄ_ｋ＝Ａ_ｋ＋１−Ａ_ｋ：ｋ＝１〜２３）を算出し、前記差Ｄ_ｋ（ｋ＝１〜２３）の絶対値の全てが第２の閾値（例えば、０．２ｇ）以下であれば、ステップＳ５に戻る。そうでない際には、ステップＳ７に進む。

車両の速度が遅くタイヤの一回転に数秒程度の時間が掛かり、２４回の回転方向加速度の計測の全て（０．０５秒×２４回＝１．２秒）がタイヤの半回転内でなされる際には、前記差（Ｄ_ｋ：ｋ＝１〜２３）の絶対値は０．０８３ｇ（２ｇ／２４＝０．０８３ｇ）程度以下である。車両の速度が増して、２４回の回転方向加速度の計測の全て（０．０５秒×２４回＝１．２秒）がタイヤの１回転を越えてくると、前記差（Ｄ_ｋ：ｋ＝１〜２３）の絶対値は０．１７ｇ（２ｇ／１２＝０．１７ｇ）より大きくなってくる。第２の閾値が０．２ｇ（２ｇ／１０＝０．２ｇ）であることは、２４回の回転方向加速度の計測が、タイヤの１回転（０ｇ→１ｇ→０ｇ→−１ｇ→０ｇ）を跨ってなされ始めることを意味する。

ところが、すでに車両が高速での走行中である際には、２４回の回転方向加速度の計測の全て（０．０５秒×２４回＝１．２秒）の内に、タイヤは２回以上の回転をしていることが想定される。

ステップＳ７においては、ステップＳ６で算出された時系列なＤ_ｋ（Ｄ_ｋ＝Ａ_ｋ＋１−Ａ_ｋ、ｔ_ｋ：ｋ＝１〜２３）を比較して、Ｄ_ｋが正から負に変わる時刻ｔ_ｘとＤ_ｋが負から正に変わる時刻ｔ_ｙとを抽出する。そして、最初にＤ_ｋが正から負に変わる時刻ｔ_ｘがある際には、次にあるＤ_ｋが負から正に変わる時刻ｔ_ｙから最初にＤ_ｋが正から負に変わる時刻ｔ_ｘを差し引いた時間を６で割り、第一のサンプリング時間（Δｔ_１）とする。そうではなく、最初にＤ_ｋが負から正に変わる時刻ｔ_ｙがある際には、次にあるＤ_ｋが正から負に変わる時刻ｔ_ｘから最初にＤ_ｋが負から正に変わる時刻ｔ_ｙを差し引いた時間を６で割り、第一のサンプリング時間（Δｔ_１）とする。そして、ステップＳ８に進む。

Ｄ_ｋが正から負に変わる時刻ｔ_ｘと次にＤ_ｋが負から正に変わる時刻ｔ_ｙと、またはＤ_ｋが負から正に変わる時刻ｔ_ｙと次にＤ_ｋが正から負に変わる時刻ｔ_ｘとの間は、山と谷とのピークの間に相当するので半周期（タイヤの半回転）に相当する。この半周期を６で割った第一のサンプリング時間（Δｔ_１）は、一周期を１２で割った時間に相当する。

本実施形態では、一周期を１２分割としてサンプリング時間を算出したが、これに限定されるものではなく、任意の分割が可能である。また、サンプル時間（Δｔ）を等しい時間間隔で分割することは演算処理を簡潔にする。

ステップＳ８において、ステップＳ７で算出した第一のサンプリング時間（Δｔ_１）の間隔で時系列な時刻（ｔ_ｋ）に、前後の計測値を比較しながら回転方向加速度を計測する。即ち、回転方向加速度の差Ｄ_ｋ（Ｄ_ｋ＝Ａ_ｋ＋１−Ａ_ｋ）が、計測を開始してから最初に負となり、次に前記Ｄ_ｋが３回以上に連続して正であり、次に前記Ｄ_ｋが３回以上に連続して負であり、次に前記Ｄ_ｋが３回以上に連続して正であることを時系列に経て、前記Ｄ_ｋが正から負に変わる計測点（ｋ_１）まで計測する。そして、前記正から負に変わる計測点（ｋ_１）の回転方向加速度とその時刻（Ａ_ｋ１、ｔ_ｋ１）を第一のピーク（Ｐ_１、ｔ_１）とする。そして、ステップＳ９に進む。

前記では、次に正、負及び正がそれぞれ３回以上に連続して続いた後に、と述べたが、場合によっては、それぞれ１回も可能である。

ステップＳ９において、ステップＳ８で時系列に計測した回転方向加速度に対して、計測値（第２の加速度）から６回前の計測値（第１の加速度）を差し引いた値と時刻との時系列な関係を、第一のピーク（Ｐ_１、ｔ_１）から１５遡った計測点まで算出する。即ち、Ｂ_ｋ＝Ａ_ｋ−Ａ_ｋ−６とｔ_ｋとの関係を、ｋ＝ｋ_１−１５〜ｋ_１の範囲で求める。ただし、ｋ_１は、第一のピーク（Ｐ_１、ｔ_１）の計測点を意味する。

ステップＳ１０において、ステップＳ９で算出された時系列なＢ_ｋ＝Ａ_ｋ−Ａ_ｋ−６、ｔ_ｋ（ｋ＝ｋ_１−１５〜ｋ_１）を比較して、Ｂ_ｋが増加し始める時刻ｔ_ｙからＢ_ｋが減少し始める時刻ｔ_ｘを差し引いた時間を６で割り、第二のサンプリング時間（Δｔ_２）とする。Ｂ_ｋが増加し始める時刻ｔ_ｙは、図４の最小のピークに相当し、Ｂ_ｋが減少し始める時刻ｔ_ｘは、図４の最初の最大ピークに相当する。

差分Ｂ_ｋ＝Ａ_ｋ−Ａ_ｋ−６が減少し始める時刻ｔ_ｘと差分Ｂ_ｋが増加し始める時刻ｔ_ｙとの時間差の絶対値は、タイヤの半回転に要する時間に相当する。

１回目はステップＳ１１を実行しないでステップＳ８に戻り、ステップＳ８で第二のサンプリング時間（Δｔ_２）を用いて回転方向加速度の計測を行い第二のピーク（Ｐ_２、ｔ_２）を算出する。ステップＳ９で、第二のピーク（Ｐ_２、ｔ_２）からＢ_ｋ＝Ａ_ｋ−Ａ_ｋ−６とｔ_ｋとの時系列な関係を、ｋ＝ｋ_２−１５〜ｋ_２の範囲で求める。ステップＳ１０で第三のサンプリング時間（Δｔ_３）を算出する。

ステップＳ１１において、回転方向加速度が１ｇである第二のピーク（Ｐ_２、ｔ_２）の時刻ｔ_２に対し、第二のサンプリング時間Δｔ_２の１２倍の時間が経過した後に、即ちタイヤの一回転に相当する時間が経過した後に、次に回転方向加速度が１ｇとなるピークが来ると予想される。よって、タイヤ監視センサ１は、第二のピーク（Ｐ_２、ｔ_２）の時刻ｔ_２に対してタイヤの一回転に相当する時間が経過した後に、即ち、ｔ_２＋Δｔ_２×１２の時刻に無線信号を送信する。

このように、ステップＳ８で第ｉのサンプリング時間（Δｔ_ｉ）を用いて回転方向加速度の計測を行い第ｉのピーク（Ｐ_ｉ、ｔ_ｉ）を算出する。ステップＳ９でＢ_ｋ＝Ａ_ｋ−Ａ_ｋ−６とｔ_ｋとの時系列な関係を求め、ステップＳ１０で第ｉ＋１のサンプリング時間（Δｔ_ｉ＋１）を算出する。そして、ステップＳ１１で、タイヤ監視センサ１は、第ｉのピーク（Ｐ_ｉ、ｔ_ｉ）の時刻ｔ_ｉに対してタイヤの一回転に相当する時間が経過した後に、即ち、ｔ_ｉ＋Δｔ_ｉ×１２の時刻に無線信号を送信する。

ステップＳ１２で判定されて、前記の繰り返しが、所定の回数（ｎ）まで繰り返される。

ステップＳ５で、回転方向加速度を計測インターバル０．０５秒で、例えば２４回ほど計測がなされ、この計測値を用いてステップＳ６とステップＳ７で演算処理がなされる。計測頻度が２４と多いのは、タイヤ監視センサ１の一周期の回転を正確に求めるためである。この２４回の計測は、無線信号の送信とそのタイミングを算出するステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０→ステップＳ１１→ステップＳ１２を繰り返し行うステップの前に、１回だけ行うように少なく抑えられている。また、この繰り返し行うステップでの計測頻度は１２回と少なく抑えられている。このように、電源電池９の消耗を抑えている。

そして、ステップＳ１２で、所定の回数（ｎ）繰り返したと判定されると、スリープ・インターバル（休止期間）、本実施形態では３０分間程度を経てステップＳ２に戻る。このスリープ・インターバル（休止期間）を設けることで、電源電池９の消耗を低減している。

図４に示すように、Ｂ_ｋ＝Ａ_ｋ−Ａ_ｋ−６の時系列な変化を、計測値であるＡ_ｋの時系列な変化と比べると、時間に対する変化の周期は同じで、その値が略２倍になっている。Ｂ_ｋは差分であることからオフセット的な誤差は削除される。また、差分によってＢ_ｋはＡ_ｋの略２倍になっているが、差分によってノイズのようなランダムな誤差は２倍以下になる。よって、Ｂ_ｋ＝Ａ_ｋ−Ａ_ｋ−６の時系列な値からなるグラフは、計測値であるＡ_ｋの時系列な値からなるグラフに対して、Ｓ／Ｎ比に優れる。

よって、Ｓ／Ｎ比の良いＢ_ｋ＝Ａ_ｋ−Ａ_ｋ−６の時系列な変化からは、サンプリング時間（Δｔ_ｉ）及び１ｇとなるピーク（Ｐ_ｉ、ｔ_ｉ）を高精度に算出できるので、無線信号を送信するタイミング、即ち、ｔ_ｉ＋Δｔ_ｉ×１２を高精度に算出することが可能である。

Ｂ_ｋ＝Ａ_ｋ−Ａ_ｋ−６のグラフは、Ａ_ｋから半周期前のＡ_ｋ−６を引いて得ているので、移動平均法では一定区間ごとに二つのＡ_ｋを平均することに相当する。このように、二つのＡ_ｋを使って、移動平均をすることを考えてみる。

図５に示すように、Ａ_ｋ＋１とＡ_ｋを平均して、その値をＡ_ｋ＋１に対応する時刻ｔ_ｋ＋１に割り与える（図５の＋２点移動平均）と、元のグラフ（図５のＡ_ｋ波形）に比べて位相が先に進む。逆に、Ａ_ｋ＋１とＡ_ｋを平均して、その値をＡ_ｋに対応する時刻ｔ_ｋに割り与える（図５の−２点移動平均）と、元のグラフに比べて位相が遅れる。位相のずれが起らないようにするためには、一定区間ごとに三つのＡ_ｋを平均し、平均値を中央の時刻ｔ_ｋに割り与えることが必要である。このように、移動平均法では、本実施形態と同じように位相のずれが起らないようにするためには、最低でも処理するデータ量が１．５倍になる。ただし、図５は、回転方向加速度（ｇ）とタイヤの回転角度（ｄｅｇ）との関係を示し、横軸の原点を回転方向加速度、即ち、計測値であるＡ_ｋが０ｇである任意の点としている。

本実施形態で位相ずれが起らない理由は、ほぼ同じ周期で変化する半周期程にずれたＡ_ｋとＡ_ｋ−６との差分から時系列に変化するグラフ（Ｂ_ｋ＝Ａ_ｋ−Ａ_ｋ−６）を得ているからである。

本実施形態では、第ｉのピーク（Ｐ_ｉ、ｔ_ｉ）の時刻ｔ_ｉに対し、次に、１周期が経過した後の回転方向加速度が１ｇとなるピークで、タイヤ監視センサ１が無線信号を送信するように設定したが、これに限定されるものではなく、２周期が経過した後、３周期が経過した後等も可能である。

本実施形態では、第ｉのピーク（Ｐ_ｉ、ｔ_ｉ）の時刻ｔ_ｉに対し、次に、１周期が経過した後の回転方向加速が１ｇとなるピークを、第ｉのサンプリング時間（Δｔ_ｉ）を用いて算出したが、これに限定されるものではなく、第ｉ＋１のサンプリング時間（Δｔ_ｉ＋１）を用いることも可能である。

本実施形態では、ステップＳ１２での判定を所定の回数（ｎ）としたが、所定の時間に設定することもできる。所定の回数（ｎ）を３にすると、例えば、タイヤの外径が２５インチの車両が時速６０ｋｍ／ｈで走行している際には、所定の時間は１分程度に相当する。

<第二の実施形態>
第二の実施形態は、図２のタイヤ監視センサ手法を示すフローチャートにおいて、第一の実施形態と、ステップＳ７とステップＳ１０とが異なるが、他のステップは同じである。

第二の実施形態のステップＳ７は、ステップＳ５で計測した全ての回転方向加速度Ａ_ｋ（ｋ＝１〜２４）を第３の閾値及び第４の閾値と比較する。第３の閾値は、例えば、＋０．９ｇであり、第４の閾値は、例えば、−０．９ｇである。Ａ_ｋ（ｋ＝１〜２４）が＋０．９ｇより大きい物と、Ａ_ｋ（ｋ＝１〜２４）が−０．９ｇより小さい物を抽出する。そして、抽出した物を比較して、＋０．９ｇより大きい物に対しては、時系列に連続している物がある際には、その内で最大な物を抽出する。抽出した物を比較して、−０．９ｇより小さい物に対しては、時系列に連続している物がある際には、その内で最小な物を抽出する。このようにして、ステップＳ５で計測した時系列なＡ_ｋ（ｋ＝１〜２４）に対して、時系列に正のピークと負のピークを配列させることができる。そして、正のピークと負のピークとの隣り合うピークを抽出して、それらに対応する時刻の差を６で割り、その絶対値を求めて第一のサンプリング時間（Δｔ_１）とする。

正のピークと負のピークとの隣り合うピークが複数ある際に、それらに対応する時刻の差を６で割り、その絶対値を求める。そして、複数の前記絶対値の平均値を第一のサンプリング時間（Δｔ_１）とすることも可能である。

第二の実施形態のステップＳ１０は、この１５個の組み合わせ（Ｂ_ｋ＝Ａ_ｋ−Ａ_ｋ−６、ｔ_ｋ：ｋ＝ｋ_１−１５〜ｋ_１）に対して、１５個の組み合わせの内の最後の三つを削除した組み合わせ、即ち、Ｂ_ｋ（ｋ_１−１５〜ｋ_１−３）の内から最大値（Ｂ_ｍａｘ）と最小値（Ｂ_ｍｉｎ）を算出する。そして、最大値（Ｂ_ｍａｘ）と最小値（Ｂ_ｍｉｎ）とに当たる時刻を差し引いた時間を６で割り、その絶対値を求めて第二のサンプリング時間（Δｔ_２）とする。また、第二のサンプリング時間（Δｔ_２）以降のサンプリング時間も、この方法で算出することができる。

１ タイヤ監視センサ
２ 圧力センサ
３ 加速度センサ
４ 送信機
５ ＡＳＩＣ
６ マイクロプロセッサー・ユニット
７ アンプ
８ アンテナ
９ 電源電池

Claims (8)

1. タイヤの加速度を検出する加速度センサと、
   前記タイヤの空気圧を検出する圧力センサと、
   前記タイヤの情報を送信する送信機と、
   を有するタイヤ監視センサが備える送信方法であって、
   前記タイヤが回転を始めたことを検知した後に、前記タイヤの半回転に要する時間を算出し、該時間をｍ分割した時間間隔で前記加速度を時系列に計測し、第２の加速度から半周期前に計測した第１の加速度を差し引いた差分を時系列に算出し、前記差分の時系列な変化から、前記送信機が前記タイヤの情報を送信するタイミングを算出することを特徴とするタイヤ監視センサが備える送信方法。
2. 前記ｍ分割が、互いに等しい間隔をなす分割であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ監視センサが備える送信方法。
3. 前記タイヤの半回転に要する時間を、時系列に算出された前記差分が減少し始める時間と次に増加し始める時間との時間差の絶対値として算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ監視センサが備える送信方法。
4. 前記差分の時系列な変化から所定の加速度になる時間を算出し、該時間から前記タイヤの一回転に要する時間が経過した後に、前記送信機が前記タイヤの情報を送信することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のタイヤ監視センサが備える送信方法。
5. 所定の時間間隔で前記加速度センサの計測を繰り返し、第１の閾値以上の値が検知された際に前記タイヤが回転を始めたと判定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のタイヤ監視センサが備える送信方法。
6. タイヤの加速度を検出する加速度センサと、
   前記タイヤの空気圧を検出する圧力センサと、
   前記タイヤの情報を送信する送信機と、
   を有し、
   前記タイヤが回転を始めたことを検知した後に、前記タイヤの半回転に要する時間を算出し、該時間をｍ分割した時間間隔で前記加速度を時系列に計測し、第２の加速度から半周期前に計測した第１の加速度を差し引いた差分を時系列に算出し、前記差分の時系列な変化から、前記送信機が前記タイヤの情報を送信するタイミングを算出することを特徴とするタイヤ監視センサ。
7. 前記加速度センサが、一軸方向の加速度を検知することを特徴とする請求項６に記載のタイヤ監視センサ。
8. タイヤの加速度を検出する加速度センサと、
   前記タイヤの空気圧を検出する圧力センサと、
   前記タイヤの情報を送信する送信機と、
   を有するタイヤ監視センサが備えるプログラムであって、
   前記タイヤが回転を始めたことを算出する手順と、
   前記タイヤの半回転に要する時間を算出し、該時間をｍ分割した時間間隔で前記加速度を時系列に計測しサンプル時間を算出する手順と、
   前記サンプル時間の間隔で計測された複数の加速度を用いて、第２の加速度から半周期前に計測した第１の加速度を差し引いた差分を時系列に算出する手順と、
   前記差分の時系列な変化から、前記送信機が前記タイヤの情報を送信するタイミングを算出する手順と、
   を実行することを特徴とするタイヤ監視センサが備えるプログラム。