JP6893257B2 - 加速度検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、加速度検出装置に関する。

特許文献１に記載のように、タイヤの状態を監視するタイヤ状態監視装置は、車輪に設けられた送信機と、送信機から送信された送信データを受信する受信機と、を備える。送信機は、車輪の回転により生じる遠心加速度を検出する加速度センサと、加速度センサから検出値を取得する制御部と、を備える。制御部は、車輪が１回転する間に、加速度センサの検出値を複数回取得している。制御部は、加速度センサの検出値から、車輪の状態を認識することができる。車輪の状態とは、例えば、車輪の回転角度が特定角度になったことや、車輪が回転しているか否かなどである。

特開２０１３−１５９２６５号公報

車輪が１回転する間に加速度センサから検出値を取得する回数が少ないと、車輪の状態を適切に把握できない場合がある。車輪が１回転する間に加速度センサから検出値を取得する回数を多くすることも考えられる。しかしながら、この場合には、消費電力が多くなり、電力源の寿命が短くなるおそれがある。

本発明の目的は、消費電力の低減を図ることができる加速度検出装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の第一の態様によれば、電力源と、車輪の回転により生じる遠心加速度を検出するように構成された加速度センサと、所定の取得周期で前記加速度センサから検出値を取得することで、前記車輪が一定角度回転する毎に前記加速度センサから検出値を取得するように構成された取得部と、前記車輪の回転周期を算出するように構成された回転周期算出部と、前記取得周期を設定するように構成された所定周期設定部と、を備えた加速度検出装置が提供される。前記取得周期設定部は、前記回転周期算出部によって算出された前記回転周期が長いほど、前記車輪が１回転する間に前記加速度センサから前記検出値を取得する回数が多くなるように前記取得周期を設定するように構成される。

取得部は、車輪の回転周期が長いと加速度センサから検出値を取得する回数が多い一方で、車輪の回転周期が短いと加速度センサから検出値を取得する回数が少ない。従って、車輪の回転周期に関わらず、加速度センサから検出値を取得する回数を一定にする場合に比べて、消費電力の低減を図ることができる。また、回転周期が長い場合には、加速度センサから検出値を取得する回数が多くなるため、加速度検出装置は、車輪の状態を適切に把握することができる。

上記加速度検出装置は、前記取得部によって連続して取得された少なくとも２つの前記検出値を比較し、それら検出値の増減の推移から前記加速度検出装置が予め定められた特定角度に位置していることを検出するように構成された特定角度検出部をさらに備えていてもよい。

これによれば、車輪の回転角度が特定角度になったことを検出することができる。
上記加速度検出装置について、前記特定角度検出部は、前記検出値の増減の推移が、増加から減少、あるいは、減少から増加に推移することに基づき、前記加速度検出装置が前記車輪の最下位置又は最上位置を通過したと判断ように構成されてもよい。

これによれば、加速度検出装置が最上位置又は最下位置を通過したと判断することができる。
上記加速度検出装置はタイヤのトレッド部の裏面に貼り付けられており、前記加速度センサの検出値が、予め定められた接地判定用閾値以上の状態から前記接地判定用閾値未満になった場合に、前記トレッド部のうち前記加速度センサが位置する部分が接地したと判定するように構成された接地判定部をさらに備えていてもよい。

これによれば、タイヤのトレッド部のうち加速度センサが位置する部分が接地したことを適切に判定することができる。

本発明によれば、消費電力の低減を図ることができる。

タイヤ状態監視システムの概略構成図。 回転センサユニットの概略構成図。 送信機の概略構成図。 特定角度送信を行う際に送信制御部が行う処理を示すフローチャート。 回転周期と取得回数との関係を示す図。 受信制御部が行う車輪位置特定処理を示すフローチャート。 左前車輪に装着された送信機から送信された送信データの受信を契機として取得されたパルスカウント値の一例を示す図。 タイヤのトレッド部に設けられた送信機の概略図。

以下、加速度検出装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、タイヤ状態監視システム３０は、車両１０に搭載されている。
車両１０は、４つの車輪１１を備える。各車輪１１は、ホイール１２と、ホイール１２に装着されたタイヤ１３とを備える。各車輪１１のうち右前車輪１１をＦＲ、左前車輪１１をＦＬ、右後車輪１１をＲＲ、左後車輪１１をＲＬとして説明する。

車両１０は、アンチロック・ブレーキシステム（以下、ＡＢＳと称す）２０を備える。ＡＢＳ２０は、ＡＢＳコントローラ２５と、４つの車輪１１にそれぞれ対応する回転センサユニット２１〜２４とを備える。第１回転センサユニット２１は、左前車輪ＦＬに対応し、第２回転センサユニット２２は、右前車輪ＦＲに対応している。第３回転センサユニット２３は、左後車輪ＲＬに対応し、第４回転センサユニット２４は、右後車輪ＲＲに対応している。ＡＢＳコントローラ２５は、マイクロコンピュータ等よりなり、回転センサユニット２１〜２４からの信号に基づき各車輪１１の回転角度を求める。

図２に示すように、各回転センサユニット２１〜２４は、車輪１１と一体回転する歯車２６と、歯車２６の外周面に対向するように配置された検出器２７とを備える。歯車２６の外周面には複数本の歯が等角度間隔おきに設けられている。歯車２６の歯の数は４８である。検出器２７は、歯車２６が回転することで生じるパルスを検出する。ＡＢＳコントローラ２５は、検出器２７に有線接続され、各検出器２７の検出値であるパルスカウント値に基づき、各車輪１１の回転角度を求める。詳細にいえば、ＡＢＳコントローラ２５は、検出器２７に発生したパルスの立ち上がりと立ち下がりをカウントする。ＡＢＳコントローラ２５は、カウントされたパルスのカウント数を歯車２６の１回転分のパルスのカウント数＝９６で除算したときの余りを、パルスカウント値として算出する。また、車輪１１が１回転する間に検出器２７に発生するパルス数で３６０度を除算することで、パルスカウント値１につき歯車２６が何度回転したかを把握することもできる。これらによって、パルスカウント値から、車輪１１の回転角度を求めることができる。パルスカウント値は０〜９５である。

次に、タイヤ状態監視システム３０について説明する。
図１に示すように、タイヤ状態監視システム３０は、４つの車輪１１にそれぞれ装着される送信機３１と、車両１０に設置される受信機５０とを備える。送信機３１は、タイヤ１３の内部空間に配置されるように、車輪１１に取り付けられている。送信機３１として、タイヤバルブに固定される送信機や、ホイール１２やタイヤ１３に固定される送信機が用いられる。送信機３１は、対応するタイヤ１３の状態を検出して、検出したタイヤ１３の情報を含む送信データを受信機５０に無線送信する。タイヤ状態監視システム３０は、送信機３１から送信される送信データを受信機５０で受信することで、タイヤ１３の状態を監視する。

図３に示すように、各送信機３１は、圧力センサ３２、温度センサ３３、加速度センサ３４、送信制御部３５、送信回路３６、バッテリ３７、及び送信アンテナ３９を備える。送信機３１は、バッテリ３７からの供給電力によって動作し、送信制御部３５は、送信機３１の動作を統括的に制御する。送信機３１の電力源となるバッテリ３７は、一次電池であってもよく、二次電池やキャパシタなどの蓄電装置であってもよい。

圧力センサ３２は、対応するタイヤ１３の空気圧を検出する。温度センサ３３は、対応するタイヤ１３内の温度を検出する。
加速度センサ３４は、遠心加速度を検出できるように取り付けられている。加速度センサ３４は、検出軸を備え、検出軸の向く方向への加速度を検出する。加速度センサ３４は、送信機３１が車輪１１の最下位置に位置しているときに検出軸が鉛直方向を向くように、車輪１１に装着されている。加速度センサ３４は、少なくとも遠心加速度を検出できればよく、一軸の加速度センサ３４であってもよいし、多軸の加速度センサ３４であってもよい。

送信制御部３５は、ＣＰＵ３５ａ及びＲＡＭやＲＯＭ等から構成された記憶部３５ｂを含むマイクロコンピュータ等よりなる。送信制御部３５は、計時機能を備える。計時機能は、例えば、タイマや、カウンタによって実現される。送信制御部３５は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア（特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣ）を備えてもよい。即ち、送信制御部３５は、１）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ、２）ＡＳＩＣ等の１つ以上の専用のハードウェア回路、或いは３）それらの組み合わせを含む回路（circuitry）として構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ、並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

記憶部３５ｂは、各送信機３１の固有の識別情報を示すデータであるＩＤコードを記憶する。説明の便宜上、左前車輪ＦＬに装着された送信機３１のＩＤコードをＦＬＩＤ、右前車輪ＦＲに装着された送信機３１のＩＤコードをＦＲＩＤ、左後車輪ＲＬに装着された送信機３１のＩＤコードをＲＬＩＤ、右後車輪ＲＲに装着された送信機３１のＩＤコードをＲＲＩＤと表記する。また、記憶部３５ｂは、送信機３１を制御する種々のプログラムを記憶する。

送信制御部３５は、送信データを生成して、生成した送信データを送信回路３６に出力する。送信データは、デジタルデータであり２進数のデータ列である。送信回路３６は、送信データを変調する。変調された送信データは、無線信号として送信アンテナ３９から送信される。無線信号とは、送信データを含む信号といえる。無線信号は、例えば、３１５ＭＨｚ帯や、４３４ＭＨｚ帯などのＲＦ帯の信号である。

送信機３１は、車輪１１の回転角度に関わらず送信データを送信する通常送信と、車輪１１の回転角度が予め定められた特定角度となったときに送信データを送信する特定角度送信とを行うことが可能である。

通常送信では、所定の間隔毎に送信データが送信機３１から送信される。所定の間隔は、例えば、十秒〜数十秒である。
特定角度送信は、例えば、所定時間以上に亘って車両１０が停止された場合に行われる。所定時間は、タイヤローテーションなど車輪１１の位置の変更に要する時間や、車輪１１の交換などに要する時間よりも長い時間に設定される。所定時間は、例えば、数十分〜数時間である。

車両１０が走行しているか否かの判定は、加速度センサ３４によって検出される加速度から判定することができる。車速が速くなるにつれて、加速度センサ３４に作用する遠心加速度は大きくなる。加速度センサ３４によって検出された加速度が走行判定用閾値以上であれば、送信制御部３５は、車両１０が走行していると判定する。一方、加速度センサ３４によって検出された加速度が走行判定用閾値未満であれば、送信制御部３５は、車両１０が停車していると判定する。走行判定用閾値は、公差などを考慮して、車両１０が停車しているときに加速度センサ３４によって検出される加速度よりも大きい値に設定される。

特定角度送信時には、車輪１１の回転角度が予め定められた特定角度であることを検出したときに、送信データが送信機３１から送信される。詳細に説明すれば、送信制御部３５は、１回前の送信データの送信から所定の時間（例えば、十秒〜数十秒）が経過しかつ特定角度が検出された場合に、送信機３１から送信データを送信する。

特定角度送信を行う際に送信制御部３５が行う制御について説明する。
図４に示すように、ステップＳ１において、送信制御部３５は、加速度センサ３４の検出値を取得する。送信制御部３５は、取得部として機能している。次に、ステップＳ２において、送信制御部３５は、車輪１１の回転周期［秒］を算出する。詳細にいえば、送信制御部３５は、以下の（１）式を用いて、車輪１１の回転周期を算出する。

ここで、Ｓは車輪１１の回転周期［秒］であり、Ｇは加速度センサ３４の検出値［Ｇ］であり、Ｒはホイール１２のリムの半径［ｍｍ］である。ホイール１２のリムの半径は、記憶部３５ｂに記憶されている。送信制御部３５は、回転周期算出部として機能している。

次に、ステップＳ３において、送信制御部３５は、回転周期Ｓが閾値以上か否かを判定する。閾値は、車速が低速か高速かを判定するために用いられる。回転周期と車速とは相間関係があり、車速が速いほど回転周期は短くなる。閾値としては、例えば、車速７０［ｋｍ／ｈ］に相当する値が設定される。

送信制御部３５は、回転周期が閾値以上の場合、ステップＳ４の処理を行う。送信制御部３５は、回転周期が閾値未満の場合、ステップＳ５の処理を行う。ステップＳ４において、送信制御部３５は、取得回数を２０回に設定する。ステップＳ５において、送信制御部３５は、取得回数を１０回に設定する。取得回数とは、車輪１１が１回転する間に加速度センサ３４から検出値を取得する回数である。従って、送信制御部３５は、（１）式で算出された回転周期が長いほど、車輪１１が１回転する間に加速度センサ３４から検出値を取得する回数を多くするといえる。

回転周期に応じて設定される取得回数は、整数倍で変化することが好ましい。本実施形態では、回転周期に応じて２通りの取得回数が設定されるため、１０回、又は、１０回を２倍した２０回が取得回数として設定される。回転周期に応じて３通りの取得回数が設定される場合であれば、取得回数は、１０回、２０回、又は、３０回が設定されることが好ましい。

次に、ステップＳ６において、送信制御部３５は、設定された取得回数から、加速度センサ３４から検出値を取得する周期である取得周期を算出する。取得周期は、車輪１１が１回転する間に、設定された取得回数の検出値を取得できるように設定される。取得周期は、回転周期を取得回数で除算することで算出することができる。送信制御部３５は、取得周期設定部として機能する。

次に、ステップＳ７において、送信制御部３５は、車輪１１の回転角度が特定角度になったことの検出を行う。まず、送信制御部３５は、算出された取得周期で加速度センサ３４から検出値を取得する。

図５に示すように、重力加速度は、常に鉛直方向に向けて作用しているが、加速度センサ３４の検出軸は車輪１１の回転とともに向きを変化させるため、加速度センサ３４によって検出される重力加速度は車輪１１の回転角度によって変動する。詳細にいえば、加速度センサ３４の検出値は、遠心加速度を中心として正弦波状に変化する。本実施形態では、加速度センサ３４が車輪１１の最下位置にある場合に遠心加速度＋１［Ｇ］の検出値となり、加速度センサ３４が車輪１１の最上位置にある場合に遠心加速度−１［Ｇ］の検出値となる。なお、説明の便宜上、車輪１１の回転角度の原点＝０°を送信機３１が車輪１１の最前位置にある場合の角度とし、送信機３１が車輪１１の最下位置にある場合の車輪１１の回転角度を９０°、送信機３１が車輪１１の最後位置にある場合の車輪１１の回転角度を１８０°、送信機３１が車輪１１の最上位置にある場合の回転角度を２７０°とする。なお、最上位置とは、鉛直方向における車輪１１の最も上側であり、最下位置とは鉛直方向における車輪１１の最も下側である。

取得周期で加速度センサ３４から検出値を取得すると、取得回数が１０回であれば、車輪１１が３６°回転する毎に検出値が取得されることになる。取得回数が２０回であれば、車輪１１が１８°回転する毎に検出値が取得されることになる。取得回数に応じて、検出値は一定角度置きに取得されることになる。従って、各取得回数のそれぞれで、検出値の取得される角度は一定角度となる。例えば、取得回数が１０回であれば、０°、３６°、７２°…のように３６°置きの一定角度で検出値が取得され、取得回数が２０回であれば、０°、１８°、３６°…のように１８°置きの一定角度で検出値が取得される。

図５の取得点Ｐ１〜Ｐ１０は、取得回数が１０回の場合に検出値が取得されるタイミングを模式的に示している。車両１０が急加速や急停止しない限り車輪１１が１回転する間に車速が大幅に変化することは稀であり、車輪１１が１回転する間の検出値の変化は、加速度センサ３４の位置が変化することに起因したものといえる。言い換えれば、加速度センサ３４の検出値の変化から、車輪１１の回転角度を把握することができる。

なお、取得点Ｐ１〜Ｐ１０で検出値を取得したときの車輪１１の回転角度は、３６０°を取得回数で除算した値の１／２を加減した範囲でばらつく。従って、取得回数が１０回であれば、各取得点Ｐ１〜Ｐ１０で検出値を取得したときの車輪１１の回転角度は±１８°の範囲でばらつくことになる。例えば、取得点Ｐ２で検出値が取得される回転角度を３６°とすると、取得点Ｐ２は３６°±１８°の範囲でばらつく。前述した一定角度は、この誤差を許容するものである。

各取得点Ｐ１〜Ｐ１０で取得された検出値と、各取得点Ｐ１〜Ｐ１０の１回前の各取得点Ｐ１〜Ｐ１０で取得された検出値とを比較すると、検出値が増加から減少に転じる取得点Ｐ１〜Ｐ１０と、検出値が減少から増加に転じる取得点Ｐ１〜Ｐ１０とが存在する。図５に記載した＋は増加を示し、−は減少を示す。本実施形態では、重力加速度が最も大きく検出される位置は、加速度センサ３４が車輪１１の最下位置にあるときなので、加速度センサ３４が車輪１１の最下位置を通過すると、検出値は増加から減少に転じる。一方で、加速度センサ３４が車輪１１の最上位置を通過すると、検出値は減少から増加に転じる。従って、検出値の増減の推移から加速度センサ３４の位置を把握できる。

図５から把握できるように、取得回数が２０回の場合、取得点Ｐ１〜Ｐ２０で検出値が取得される。取得点Ｐ１〜Ｐ２０のうち半数の取得点Ｐ１〜Ｐ１０については、取得回数が１０回の場合の取得点Ｐ１〜Ｐ１０と同一の回転角度で検出値が取得される。取得回数が２０回の場合、取得点Ｐ１〜Ｐ２０で検出値が取得されたときの車輪１１の回転角度は±９°の範囲でばらつく。例えば、取得点Ｐ２で検出値が取得されたときの車輪１１の回転角度は、３６°±９°の範囲となる。取得点Ｐ１１〜Ｐ２０の各々は、取得点Ｐ１〜Ｐ１０のうち隣り合う２つの取得点同士の間の中間角度となる。

送信制御部３５は、連続して取得された少なくとも２つの検出値の増減の推移が増加から減少に転じたことに基づき、送信機３１が特定角度に位置していることを検出する。取得回数が１０回の場合、送信制御部３５は、検出値の増減の推移が増加から減少に転じた後に、再度検出値が減少すると送信機３１が特定角度に位置していると判断する。即ち、送信制御部３５は、検出値の増減の推移が増加→減少→減少の順に並ぶと、送信機３１が特定角度に位置していると判断する。

取得回数が２０回の場合、送信制御部３５は、検出値の増減の推移が増加→減少→減少→減少の順に並ぶと、送信機３１が特定角度に位置していると判断する。なお、本実施形態の特定角度は、１４４°である。また、特定角度には、取得回数に応じたばらつきが生じるため、取得回数が１０回であれば、特定角度は１４４°±１８°となり、取得回数が２０回であれば特定角度は１４４°±９°になる。検出値の増減の推移が、増加から減少に推移することに基づき特定角度を検出することで、送信制御部３５は、送信機３１が車輪１１の最下位置を通過したと判断できる。送信制御部３５は、特定角度検出部として機能している。

図４に示すように、次に、ステップＳ８において、送信制御部３５は、送信データの送信を行う。これにより、送信データは、特定角度で送信されることになる。
なお、送信制御部３５は、（１）式に代えて、（１）式の分子をテーブルから求めた式を用いて回転周期を算出してもよい。送信制御部３５の記憶部には、（１）式の分子の値とホイール１２のリムの半径Ｒとを対応付けたテーブルが記憶されている。送信制御部３５は、設定された取得回数と、車輪１１が１回転する間に、実際に検出値を取得した回数に差があると、算出された回転周期に誤りがあると判定する。すると、送信制御部３５は、（１）式の分子の値を変更する。送信制御部３５は、設定された取得回数と、実際に検出値を取得した回数とが一致すると、算出された回転周期は正しいと判定し、分子の値を採用する。即ち、記憶部３５ｂにホイール１２のリムの半径Ｒが記憶されていない場合であっても、回転周期を算出することができる。

上記したように、送信制御部３５は、所定のプログラムを実行することで、取得部、回転周期算出部、取得周期設定部及び特定角度検出部として機能する。従って、電力源となるバッテリ３７、加速度センサ３４及び送信制御部３５で加速度検出装置４０が構成される。送信機３１は、加速度検出装置４０を備えており、送信機３１の位置と、加速度検出装置４０は、同一位置にあるといえる。

次に、受信機５０について説明する。
図１に示すように、受信機５０は、受信制御部５１と、受信回路５２と、受信アンテナ５６とを備える。受信制御部５１には、車両１０に搭載された表示器５７が接続されている。受信制御部５１は受信ＣＰＵ５４及びＲＯＭやＲＡＭ等から構成される受信記憶部５５を含むマイクロコンピュータ等よりなる。受信制御部５１は、計時機能を備える。計時機能は、例えば、タイマや、カウンタによって実現される。受信制御部５１は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア（特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣ）を備えてもよい。即ち、受信制御部５１は、１）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ、２）ＡＳＩＣ等の１つ以上の専用のハードウェア回路、或いは３）それらの組み合わせを含む回路（circuitry）として構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ、並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

受信回路５２は、各送信機３１から受信アンテナ５６を介して受信された無線信号を復調して、送信機３１からの送信データを受信制御部５１に出力する。
受信制御部５１は、受信回路５２から出力された送信データに基づき、タイヤ１３の状態であるタイヤ１３内の圧力及びタイヤ１３内の温度を把握する。タイヤ１３に異常が生じている場合、受信制御部５１は、表示器５７に報知を表示する。

受信記憶部５５は、４つの車輪１１にそれぞれ装着された送信機３１のＩＤコードを記憶している。これにより、送信機３１は、受信機５０と対応付けられている。
ここで、受信した送信データが４つの車輪１１のいずれのタイヤ１３に関するものかを特定したい場合がある。例えば、４つの車輪１１のうち１つのタイヤ１３に生じた圧力異常がいずれのタイヤ１３に生じているかを表示器５７に表示したい場合や、車輪１１の位置毎に対応したタイヤ１３の圧力を表示器５７に表示したい場合がある。このような場合、受信した送信データがいずれの車輪１１に関するものなのかを特定する必要がある。言い換えれば、受信制御部５１は、各送信機３１のＩＤコードと車輪１１の位置との対応付けを行う必要がある。

以下、各送信機３１が４つの車輪１１のうちいずれに装着されているかを特定する車輪位置特定処理について説明する。車輪位置特定処理は、例えば、車両１０の起動状態と停止状態とを切り替えるスタートスイッチによって車両１０が起動された際に行われる。車両１０の起動状態とは、アクセルペダルの操作により車両１０が走行可能な状態である。車両１０の停止状態とは、アクセルペダルを操作しても車両１０が走行しない状態である。

図６に示すように、ステップＳ１１において、受信制御部５１は、送信データを受信する。次に、受信制御部５１は、ＡＢＳコントローラ２５から車速を取得する。次に、ステップＳ１３において、受信制御部５１は、送信データの受信を契機として、各回転センサユニット２１〜２４のパルスカウント値をＡＢＳコントローラ２５から取得する。ステップＳ１２及びステップＳ１３の処理は、送信データの取得を契機として行われる。

次に、ステップＳ１４において、受信制御部５１は、各送信機３１が４つの車輪１１のうちいずれに装着されているかを特定する位置特定を行う。位置特定は、送信データを受信する毎に送信データの受信を契機としてパルスカウント値を取得し収集することで行われる。各車輪１１の回転数は、デファレンシャルギアなどの影響によって異なる。このため、車輪１１に装着された送信機３１の相対位置は、車両１０の走行に伴い変化する。一方で、送信機３１が特定角度で送信データを送信している場合、４つの車輪１１のそれぞれの回転角度は、４つの送信機３１のうちのいずれかから送信データが送信される回転角度と同期している。従って、各送信機３１が特定角度で送信データを送信した場合、送信データの受信を契機としてパルスカウント値を取得すると、各送信機３１に対応して、パルスカウント値のばらつきが少ない回転センサユニット２１〜２４が存在する。受信制御部５１は、送信データを取得する毎に収集したパルスカウント値のばらつきから、各送信機３１が４つの車輪１１のうちいずれに装着されているかを特定する。

受信制御部５１は、収集した複数のパルスカウント値が所定範囲内に収まると、当該パルスカウント値を検出した回転センサユニットと送信機３１とを対応付ける。所定範囲とは、パルスカウント値のばらつきを考慮して設定される範囲であり、パルスカウント値のばらつきが少ない回転センサユニット２１〜２４を判定するために用いられる。受信制御部５１は、車速に応じて所定範囲を変更する。受信制御部５１は、車速が速度閾値未満の場合に比べて、車速が速度閾値以上の場合のほうが所定範囲を大きくする。速度閾値は、回転周期に設定された閾値に対応した値となっている。本実施形態では、回転周期に設定された閾値は、車速７０［ｋｍ／ｈ］に相当しているため、速度閾値は７０［ｋｍ／ｈ］になる。車速が速度閾値未満の場合の所定範囲と、速度閾値以上のときの所定範囲の差は、例えば、１８°に対応するパルスカウント値＋マージン分となる。即ち、取得回数に応じた特定角度のばらつきを考慮して所定範囲も設定される。

図７に示す例では、左前車輪ＦＬに対応する第１回転センサユニット２１によって検出されるパルスカウント値のばらつきが最も少なくなる。したがって、ＦＬＩＤの送信機３１が左前車輪ＦＬに装着されていると特定することができる。図７に示す例では、取得回数が１０回の場合に第１回転センサユニット２１によって検出されるパルスカウント値を○（白丸）、取得回数が２０回の場合に第１回転センサユニット２１によって検出されるパルスカウント値を●（黒丸）で示す。送信データが送信される特定角度のばらつきが少ないため、パルスカウント値のばらつきも少ないことがわかる。受信制御部５１は、ＦＦＩＤ、ＲＬＩＤ、ＲＲＩＤの送信機３１が４つの車輪１１のいずれに装着されているかを特定する。そして、受信制御部５１は、４つのＩＤコードと車輪１１の位置とを対応づけて、受信記憶部５５に記憶する。ステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理は、全ての送信機３１と車輪１１の位置との対応関係が特定されるまで、送信データを受信する度に繰り返される。ステップＳ１４の処理により、４つのＩＤコードと車輪１１の位置とが対応付けが完了すると、受信制御部５１は車輪位置特定処理を終了する。

本実施形態の作用について説明する。
送信制御部３５は、加速度センサ３４の検出値から特定角度の検出を行っている。送信制御部３５は、バッテリ３７の消費電力を少なくするために加速度センサ３４の検出値を間欠的に取得している。これにより、送信制御部３５においては、検出値を取得できない時間が存在する。

本実施形態では、特定角度送信を行うときであり、かつ、回転周期が閾値以上の場合に車輪１１が１回転する間に検出値を取得する回数を多くしている。特定の条件が成立した場合にのみ検出値の取得回数を多くすることで、特定角度の検出精度を向上させている。本実施形態では、取得回数を１０回から２０回に変更することで、特定角度のばらつきが±１８°から±９°に減少している。結果として、受信制御部５１は、位置特定を行う際の所定範囲を狭くすることができる。すると、所定範囲に含まれるパルスカウント値が少なくなり、送信機３１がいずれの車輪１１に装着されているかを判定する位置特定に要する時間を短くすることができる。

なお、回転周期に関わらず、常に取得回数を多くすることも考えられる。しかしながら、この場合、高速走行時に特定角度送信を行えなくなるおそれがある。取得回数を多くする場合、取得周期が短くなる。更に、取得周期は車速に比例して短くなるため、高速走行時に取得回数が多いと、取得周期が過剰に短くなる。送信制御部３５は、加速度センサ３４から検出値を取得した際に、１回前の検出値との比較など種々の処理を行うための処理時間を要する。取得周期が処理時間よりも短くなると、処理を終えていないにも関わらず、検出値が取得されることになり、処理が正しく行われなくなる。この場合、特定角度送信が行われなくなる。即ち、取得周期は、処理時間＋マージンよりも長い時間である必要があり、回転周期に関わらず取得回数を多くすることはできない。また、回転周期に関わらず取得回数を多くすると、消費電力が多くなり、バッテリ３７の寿命が短くなるおそれがある。

これに対して、本実施形態では、回転周期が閾値以上の場合に取得回数を多くすることで、回転周期が閾値以上の場合に各送信機３１がいずれの車輪１１に装着されているかの判定に要する時間を短くすることができる。特に、回転周期に設定される閾値として、各国の常用域を考慮した値を設定することで、顕著な効果が得られる。

例えば、日本国においては、高速道路を除いて、７０［ｋｍ／ｈ］以下の車速で走行が行われる頻度が支配的である。このため、回転周期に設定される閾値として、７０［ｋｍ／ｈ］を設定することで、車両１０を使用する多くの時間帯で本実施形態の加速度検出装置４０の効果を享受できる。

本実施形態の効果について説明する。
（１）送信制御部３５は、車輪１１の回転周期が長いと加速度センサ３４から検出値を取得する回数を多くする一方で、車輪１１の回転周期が短いと加速度センサ３４から検出値を取得する回数を少なくする。従って、車輪１１の回転周期に関わらず、加速度センサ３４から検出値を取得する回数を一定にする場合に比べて、消費電力の低減を図ることができる。また、回転周期が長い場合には、加速度センサ３４から検出値を取得する回数が多くなるため、送信制御部３５は、車輪１１の状態を適切に把握することができる。

（２）送信制御部３５は、検出値の増減の推移から送信機３１が特定角度になったことを検出することができる。送信制御部３５は、送信データを特定角度で送信することができるため、各送信機３１がいずれの車輪１１に装着されているかの特定を受信機に行わせることができる。

（３）送信制御部３５は、検出値の増減の推移が増加から減少に転じたことを契機として送信機３１が特定角度になったと判断する。従って、送信機３１が最下位置を通過したと判断することができる。

実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・送信制御部３５は、加速度センサ３４の検出値から、タイヤ１３のうち加速度センサ３４が位置する部分が接地したか否かの判定を行ってもよい。即ち、実施形態のような特定角度の検出に代えて、接地判定を行うために加速度検出装置４０を用いてもよい。この場合、図８に示すように、送信機３１は、タイヤ１３のトレッド部１４の裏面１５、即ち、路面に接する面とは反対の面に設けられる。タイヤ１３のトレッド部１４のうち加速度センサ３４が位置する部分をセンサ配置部位という。

車両１０の走行中に、タイヤ１３のセンサ配置部位が接地すると、トレッド部１４の路面に接している部分が潰れることで加速度センサ３４には遠心加速度とは反対向きの力が作用することになる。そのため、加速度センサ３４の検出値は、センサ配置部位が路面に接地するタイミングで低下する。従って、送信制御部３５は、加速度センサ３４の検出値が、予め定められた接地判定用閾値以上の状態から接地判定用閾値未満になった場合に、タイヤ１３のトレッド部１４のセンサ配置部位が接地したと判定することができる。接地判定用閾値とは、車両１０が停止中の加速度センサ３４の検出値よりも大きい値である。送信制御部３５は、接地判定部として機能することになる。なお、センサ配置部位が接地したことの判定は、接地判定用閾値を用いた判定に加えて、検出値の変化量により行われてもよい。センサ配置部位が接地した場合、遠心加速度が相殺されることで、検出値は大幅に低下する。このため、検出値の変化量が所定値以上になった場合にセンサ配置部位が接地していると判定してもよい。

上記した加速度検出装置４０は、例えば、路面の状況を検出する送信機３１に用いられる。この種の送信機３１では、タイヤ１３のセンサ配置部位が接地したタイミングで取得されたセンサの検出結果から路面の状況を推定する。従って、センサ配置部位が接地したことの検出が重要である。センサ配置部位が接地するタイミングは僅かであり、取得回数が少ないほど、センサ配置部位が接地したことを検出できないおそれがある。これに対して、加速度検出装置４０は、車輪１１の回転周期に応じて取得回数が多くなる。従って、センサ配置部位が接地したこと、言い換えれば、車輪１１の回転角度がセンサ配置部位の接地する角度になったことを適切に把握することができる。

・送信制御部３５は、検出値の増減の推移が減少から増加に転じたことに基づき、送信機３１が特定角度になったと判断してもよい。この場合、送信制御部３５は、送信機３１が車輪１１の最上位置を通過したと判断できる。

・送信制御部３５が送信データの送信を行う特定角度は、変更してもよい。この場合、検出値の増減がどのように推移したタイミングで送信データを送信するかを変更することで、特定角度を変更すればよい。

・特定角度は、複数設定されていてもよい。
・取得回数は、適宜変更してもよい。
・取得回数は、閾値を用いずに、回転周期が長くなるのに合わせて、線形に多くしてもよい。

・加速度センサ３４は、遠心加速度を検出できれば、どのような態様で設けられていてもよい。
・送信機３１の電力源として、各種発電素子を用いてもよい。電力源として、充電や発電が可能な部材を使用した場合であっても、利用できる電力には限りがある。従って、送信データの送信による消費電力を低減することが好ましく、送信データに角度情報を示すデータを含めずに送信を行うことで、限りある電力を有効に利用することができる。

・各実施形態において、車両１０は、複数の車輪１１を備えたものであればよく、例えば、二輪車であってもよい。
・受信機５０は、車両１０の搭乗者が所持する携帯端末などであってもよい。

１１…車輪、１３…タイヤ、１４…トレッド部、１５…裏面、３４…加速度センサ、３５…送信制御部（取得部、回転周期算出部、取得周期設定部及び特定角度検出部）、３７…バッテリ（電力源）。

Claims (5)

1. 電力源と、
   車輪の回転により生じる遠心加速度を検出するように構成された加速度センサと、
   所定の取得周期で前記加速度センサから検出値を取得することで、前記車輪が一定角度回転する毎に前記加速度センサから検出値を取得するように構成された取得部と、
   前記車輪の回転周期を算出するように構成された回転周期算出部と、
   前記取得周期を設定する取得周期設定部と、を備えた加速度検出装置であって、
   前記取得周期設定部は、
   前記回転周期算出部によって算出された前記回転周期が長いほど、前記車輪が１回転する間に前記加速度センサから前記検出値を取得する回数である取得回数が多くなるように、前記回転周期に応じて前記取得回数を設定し、
   前記車輪が１回転する間に、設定された前記取得回数分だけ前記加速度センサから前記検出値を取得できるように、前記回転周期を設定された前記取得回数で除算することによって前記取得周期を算出する、ように構成される加速度検出装置。
2. 前記取得部によって連続して取得された少なくとも２つの前記検出値を比較し、それら検出値の増減の推移から前記加速度検出装置が予め定められた特定角度に位置していることを検出するように構成された特定角度検出部をさらに備える請求項１に記載の加速度検出装置。
3. 前記特定角度検出部は、
   前記検出値の増減の推移が、増加から減少、あるいは、減少から増加に推移することに基づき、前記加速度検出装置が前記車輪の最下位置又は最上位置を通過したと判断するように構成される請求項２に記載の加速度検出装置。
4. 前記加速度検出装置は、タイヤのトレッド部の裏面に貼り付けられており、
   前記加速度センサの検出値が、予め定められた接地判定用閾値以上
   の状態から前記接地判定用閾値未満になった場合に、前記トレッド部のうち前記加速度センサが位置する部分が接地したと判定するように構成される接地判定部をさらに備える請求項１に記載の加速度検出装置。
5. 前記取得周期設定部は、前記回転周期算出部によって算出された前記回転周期が閾値以上の場合には、同回転周期が前記閾値未満の場合よりも前記取得回数を大きな値に設定するように構成される請求項１〜４のいずれか一項に記載の加速度検出装置。

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