JP2015058789A - タイヤ空気圧信号送信機及びタイヤ位置判定システム - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ回転方向における位置を精度よく検出することができるタイヤ空気圧信号送信機及びタイヤ位置判定システムを提供する。【解決手段】タイヤ空気圧信号送信機４は、重力検出部９から出力される重力検出信号Ｓgrをフィルタリングするデジタルフィルタ１２を備える。デジタルフィルタ１２は、重力検出信号Ｓgrにおいて、悪路走行や遠心力に関係する信号成分を除去する。送信機位置判定部２０は、デジタルフィルタ１２を通過した重力検出信号Ｓgrに基づき、タイヤ空気圧信号送信機４のタイヤ回転方向における位置を判定する。送信制御部２１は、タイヤ空気圧信号送信機４がタイヤ回転方向において特定の位置（例えばピーク位置）をとったとき、オートロケーション用の電波を送信アンテナ１０から送信させる。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤの空気圧を検出し、そのタイヤ空気圧信号を送信可能なタイヤ空気圧信号送信機及びタイヤ位置判定システムに関する。

従来、イニシエータを使用せずにタイヤの前後左右位置を判定することが可能なタイヤ位置判定システムとしては、例えば特許文献１等の技術が周知である。特許文献１は、各タイヤのタイヤ空気圧信号送信機に加速度センサ（Ｇセンサ）等を設けておき、タイヤ空気圧信号送信機に発生する重力成分を検出する。タイヤ空気圧信号送信機は、特定の回転位置をとるタイミングで電波を送信する。受信機は、各タイヤ空気圧信号送信機から電波を受信する度、各車軸の回転数を取得し、車軸回転数の変化の推移を監視する。受信機は、車軸回転数の変化から、各タイヤ車軸回転数タイヤ位置を判定する。

特表２０１１−５２７９７１号公報

ところで、タイヤ位置の判定を精度よく短時間で完了するには、加速度センサの検出精度をよくする必要がある。しかし、加速度センサの出力は、例えば悪路走行時に瞬間的に高い値に振れたり、車速が高くなるに連れて大きくなる遠心力に影響を受けたりして、タイヤ空気圧信号送信機に実際に発生している重力成分に対し、大きく変化した値をとってしまう実情がある。よって、タイヤ位置を精度よく短時間で判定するために、この変動成分に対処できる技術開発のニーズがあった。

本発明の目的は、タイヤ回転方向における位置を精度よく検出することができるタイヤ空気圧信号送信機及びタイヤ位置判定システムを提供することにある。

前記問題点を解決するタイヤ空気圧信号送信機は、タイヤの空気圧を検出して、そのタイヤ空気圧信号を送信可能であり、タイヤの回転方向における位置を重力検出部から出力される重力検出信号を基に検出可能な構成において、前記重力検出信号をフィルタリングするデジタルフィルタと、前記デジタルフィルタを通過した信号を基に、前記タイヤの回転方向における当該タイヤ空気圧信号送信機の位置を判定する送信機位置判定部と備えた。

本構成によれば、重力検出部から出力される重力検出信号をデジタルフィルタにかけ、フィルタ通過後の信号を基に、タイヤ空気圧信号送信機のタイヤ回転方向における位置を判定する。よって、タイヤ空気圧信号送信機の回転位置を精度よく検出することが可能となる。従って、タイヤ空気圧信号送信機が重力検出部から出力される重力検出信号を基に動作するにあたり、この動作を精度よく実行するのに有利となる。

前記タイヤ空気圧信号送信機において、前記デジタルフィルタは、バンドパスフィルタであることが好ましい。この構成によれば、ある程度の速度でタイヤが回転しているときの重力検出信号のみデジタルフィルタを通過するので、タイヤ空気圧信号送信機の回転位置の判定で使用したい周波数範囲の重力検出信号を取得することが可能となる。

前記タイヤ空気圧信号送信機において、前記デジタルフィルタのフィルタ係数は、取り込みたい信号成分を複素数で表して得られる虚数部を演算して算出されることが好ましい。この構成によれば、デジタルフィルタのフィルタ係数を、重力検出部から取り込みたい重力検出信号の信号成分を複素数で表したときの虚数部によって設定するので、デジタルフィルタ通過後の信号の位相は正弦波に準じた位相をとる。ところで、通常、デジタルフィルタのフィルタ係数は、重力検出部から取り込みたい重力検出信号の信号成分を複素数で表したときの実数部によって設定されるが、フィルタ係数を虚数部で設定すれば、実数部で設定する場合に比べ、デジタルフィルタの出力の位相遅れが少なく済む。よって、デジタルフィルタから出力される信号の時間遅れを少なく抑えることが可能となる。

前記タイヤ空気圧信号送信機において、前記フィルタ係数は、前記虚数部を逆フーリエ変換することによって算出されることが好ましい。この構成によれば、複素数で表現した信号の虚数部を逆フーリエ変換する演算により、好適なフィルタ係数を算出することが可能となる。

前記タイヤ空気圧信号送信機において、前記タイヤの回転速度に基づき、前記重力検出部の重力のサンプリング周波数を制御するサンプリング周波数制御部を備えることが好ましい。この構成によれば、タイヤの回転速度が変化しても、タイヤ１周期あたりの重力のサンプリング回数を一定に維持することが可能となる。

前記問題点を解決するタイヤ位置判定システムは、各タイヤに取り付けられたタイヤ空気圧信号送信機からタイヤ空気圧信号を送信させ、当該タイヤ空気圧信号を車体の受信機で受信させて各タイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧監視システムの１機能であり、前記タイヤの位置を判定可能な構成において、前記タイヤ空気圧信号送信機は、重力検出部から出力される重力検出信号をフィルタリングするデジタルフィルタと、前記デジタルフィルタを通過した信号を基に、前記タイヤの回転方向における当該タイヤ空気圧信号送信機の位置を判定する送信機位置判定部と、前記タイヤ空気圧信号送信機が特定の回転位置をとるとき、当該タイヤ空気圧信号送信機から電波を送信させる送信制御部とを備え、前記受信機は、前記タイヤ空気圧信号送信機から前記電波を受信したとき、各車軸に設けられた車軸回転検出部から車軸回転量を読み込む車軸回転量読込部と、前記車軸回転量の変化を基に、前記タイヤの位置を判定するタイヤ位置判定部とを備えた。

本発明によれば、タイヤ空気圧信号送信機において、タイヤ回転方向における位置を精度よく検出することができる。

一実施形態のタイヤ位置判定システムの構成図。 タイヤ空気圧信号送信機で検出される重力分力の概念図。 タイヤ空気圧信号送信機の通信シーケンス図。 タイヤ位置の判定概念を示すパルス信号の径時変化図。 デジタルフィルタの構成図。 重力検出信号の複素変換図。 （ａ）は重力検出信号の実数部の周波数特性図であり、（ｂ）は重力検出信号の虚数部の周波数特性図。 フィルタ係数の計算ソフトの入力欄図。 重力検出信号の周波数変化を示す波形図。 重力分力のサンプリング周波数の設定例を示す説明図。 波形の位相変化図。 悪路走行に起因する重力成分が相殺されたデジタルフィルタ通過後の信号波形図。 遠心力に起因するよる重力成分が相殺されたデジタルフィルタ通過後の信号波形図。 別例のタイヤ空気圧信号送信機の構成図。

以下、タイヤ空気圧信号送信機及びタイヤ位置判定システムの一実施形態を図１〜図１３に従って説明する。
［タイヤ空気圧監視システムの説明］
図１に示すように、車両１は、各タイヤ２（２ａ〜２ｄ）のタイヤ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にタイヤ空気圧信号送信機４（タイヤバルブとも言う：４ａ〜４ｄ）を取り付け、これらタイヤ空気圧信号送信機４で検出されたタイヤ空気圧を、タイヤ空気圧信号Ｓtpとして車体５に送信することにより、車体５において各タイヤ２のタイヤ空気圧を監視する直接式である。

タイヤ空気圧信号送信機４は、タイヤ空気圧信号送信機４の動作を制御するコントローラ６と、タイヤ空気圧を検出する圧力検出部７と、タイヤ温度を検出する温度検出部８と、タイヤ空気圧信号送信機４に発生する重力成分を検出する重力検出部９と、タイヤ空気圧信号送信機４からの電波送信を可能とする送信アンテナ１０とを備える。コントローラ６のメモリ１１には、各タイヤ２ａ〜２ｄの固有のＩＤとしてタイヤＩＤ（バルブＩＤとも言う）が書き込み保存されている。重力検出部９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１０から送信される電波は、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の周波数の電波であることが好ましい。

タイヤ空気圧信号送信機４は、重力検出部９から出力される重力検出信号Ｓgrをフィルタリングするデジタルフィルタ１２を備える。デジタルフィルタ１２は、重力検出部９から出力される重力検出信号Ｓgrにおいて、所定の周波数の範囲のみコントローラ６に通過させるバンドパスフィルタであることが好ましい。また、デジタルフィルタ１２は、例えばＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタであることが好ましい。

車体５は、タイヤ空気圧信号送信機４から送信されたタイヤ空気圧信号Ｓtpを受信して各タイヤ２ａ〜２ｄの空気圧を監視する受信機（以降、ＴＰＭＳ受信機１３と記す）を備える。ＴＰＭＳ受信機１３は、ＴＰＭＳ受信機１３の動作を制御するタイヤ空気圧監視ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１４と、ＴＰＭＳ受信機１３において電波受信を可能とする受信アンテナ１５とを備えることが好ましい。タイヤ空気圧監視ＥＣＵ１４のメモリ１６には、ＴＰＭＳ受信機１３に登録が済んだ各タイヤ空気圧信号送信機４ａ〜４ｄのタイヤＩＤが、タイヤ位置（右前、左前、右後、左後）を対応付けられて書き込み保存されている。ＴＰＭＳ受信機１３には、例えば車内インストルメントパネル等に設置された表示部１７が接続されている。

タイヤ空気圧信号送信機４は、例えばタイヤ２が回転状態に入ったことを重力検出部９からの検出信号を基に確認したとき、又は所定の時間間隔をおいた定期又は不定期のタイミングのとき、タイヤ空気圧信号Ｓtpを送信アンテナ１０から車体５に送信する。タイヤ空気圧信号Ｓtpは、例えばタイヤＩＤ、圧力データ、温度データ等を含む信号であることが好ましい。タイヤ２が回転状態に入ったか否かは、重力検出部９の出力が変化したか否かを確認することにより判定する。また、タイヤ２が回転していないと判断した場合であっても、回転時と同じ、又はそれ以上の間隔によってタイヤ空気圧信号Ｓtpを送信する。

ＴＰＭＳ受信機１３は、タイヤ空気圧信号送信機４ａ〜４ｄから送信されたタイヤ空気圧信号Ｓtpを受信アンテナ１５で受信すると、タイヤ空気圧信号Ｓtp内のタイヤＩＤを照合し、このタイヤＩＤ照合が成立すれば、同一信号内の圧力データを確認する。ＴＰＭＳ受信機１３は、タイヤ空気圧が低圧閾値以下であれば、この低圧タイヤを、タイヤ位置を対応付けて表示部１７に表示する。ＴＰＭＳ受信機１３は、このタイヤ空気圧判定を、受信するタイヤ空気圧信号Ｓtpごとに行なって、各タイヤ２ａ〜２ｄの空気圧を監視する。

［タイヤ位置判定システムの説明］
図１に示すように、タイヤ空気圧監視システム３は、各タイヤ２ａ〜２ｄが前後左右のどの位置に取り付けられているのかを自動で判断する、いわゆるオートロケーションを実行するタイヤ位置判定機能（タイヤ位置判定システム１８）を備える。タイヤ位置判定システム１８は、タイヤ空気圧信号送信機４ａ〜４ｄがタイヤ回転方向において特定の位置をとるときに、タイヤ空気圧信号送信機４ａ〜４ｄから電波を送信させ、その電波をＴＰＭＳ受信機１３が受信したときの車軸１９（１９ａ〜１９ｄ）の回転量を確認する原理を用いて、タイヤ２ａ〜２ｄの位置を判定する。

図２に、重力検出部９が検出する重力成分を図示する。重力検出部９は、タイヤ空気圧信号送信機４に発生する重力として、鉛直方向の重力Ｇに対する車軸方向（タイヤ半径方向）の重力分力Ｇｒを検出する。重力分力Ｇｒは、タイヤ２の回転軌跡において、タイヤ空気圧信号送信機４がピーク（紙面の「１２時」又は「６時」の位置）に位置するとき、遠心力等の外力を考慮しなければ「−１Ｇ」又は「＋１Ｇ」をとる。ちなみに、タイヤ２の回転軌跡において、タイヤ空気圧信号送信機４が紙面の「３時」又は「９時」に位置するとき、遠心力等の外力を考慮しなければ、重力分力Ｇｒは「０Ｇ」をとる。

図３に、タイヤ空気圧信号送信機４の通信シーケンスの概略を図示する。タイヤ空気圧信号送信機４は、電波送信が可能な送信タイミングｔが、ある周期をおいて繰り返し出現する送信パターンをとる。送信タイミングｔの時間幅である「Ｔ１」が、電波送信が可能な時間帯に設定される。「Ｔ１」は、例えば１秒が好ましい。送信タイミングｔの出現間隔である「Ｔ２」が、電波送信を待機する時間帯に設定される。「Ｔ２」は、例えば３０秒が好ましい。このように、タイヤ空気圧信号送信機４は、１秒のあいだ電波送信が可能となる状態を、３０秒の間隔を空けて繰り返し実行する送信態様をとる。

図１に示すように、タイヤ空気圧信号送信機４は、デジタルフィルタ１２を通過した信号を基に、タイヤ空気圧信号送信機４のタイヤ回転方向における位置を判定する送信機位置判定部２０を備える。例えば、送信機位置判定部２０は、デジタルフィルタ１２によりフィルタリングされた後の重力検出信号Ｓgrを基に、タイヤ空気圧信号送信機４がタイヤ回転方向において「特定の位置」をとるか否かを判定する。この「特定の位置」は、例えばタイヤ回転方向のピーク位置であることが好ましい。ピーク位置は、例えばタイヤ回転方向における「１２時」や「６時」の位置であることが好ましい。

タイヤ空気圧信号送信機４は、タイヤ空気圧信号送信機４がタイヤ回転方向において特定の位置をとるとき、タイヤ空気圧信号送信機４から電波を送信させる送信制御部２１を備えることが好ましい。送信制御部２１は、電波送信が可能な送信タイミングｔのとき、Ｔ１の時間内において重力分力Ｇｒがピークをとると、送信アンテナ１０からオートロケーションの電波を送信することが好ましい。なお、オートロケーションの電波は、少なくともタイヤＩＤが含まれた信号であればよく、前述のタイヤ空気圧信号Ｓtpでもよいし、他の電波を用いてもよい。タイヤ空気圧信号送信機４は、送信タイミングｔのときにピーク位置のタイミングでオートロケーションの電波を送信する動作を、送信タイミングｔが到来する度に繰り返し実行する。

ＴＰＭＳ受信機１３は、タイヤ空気圧信号送信機４からオートロケーションの電波を受信する度に、車軸１９（１９ａ〜１９ｄ）の回転量を検出可能な車軸回転検出部２２（２２ａ〜２２ｄ）から車軸回転量を読み込む車軸回転量読込部２３と、車軸回転量読込部２３が読み込んだ車軸回転量の変化の傾向から各タイヤ２ａ〜２ｄの位置を判定するタイヤ位置判定部２４とを備える。車軸回転量読込部２３及びタイヤ位置判定部２４は、例えばタイヤ空気圧監視ＥＣＵ１４に設けられることが好ましい。

車軸回転検出部２２ａ〜２２ｄは、各車軸１９ａ〜１９ｄに設けられ、例えばＡＢＳ（Antilock Brake System）センサを用いるとよい。この場合、車軸回転量は、例えばパルス信号Ｓplのパルスのカウント数であるパルス数Ｐｘであることが好ましい。車軸回転検出部２２ａ〜２２ｄは、例えば車軸１９ａ〜１９ｄに設けられた複数（例えば４８個）の歯を、車体５側のセンシング部で検出することより、矩形波状のパルス信号Ｓplを車軸回転量読込部２３に出力する。車軸回転量読込部２３は、パルス信号Ｓplの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの両方を検出するのであれば、タイヤ１回転あたり９６パルス（カウント値：０〜９５）を検出する。

図４に、タイヤ位置の判定原理を図示する。タイヤ２ａ〜２ｄ（車軸１９ａ〜１９ｄ）は、カーブ等の旋回走行を許容するために、各々独立して回転する構造をとる。この結果、旋回走行の前後では、各タイヤ空気圧信号送信機４ａ〜４ｄがピーク位置に到達するタイミングが変化するので、タイヤ空気圧信号送信機４ａ〜４ｄの電波送信タイミングも変化する。つまり、旋回走行の前後において、あるＩＤを見た場合、同ＩＤに対応する車軸１９であれば、測定したパルス数Ｐｘが所定値に収束するのに対し、同ＩＤに対応しない車軸１９であれば、測定したパルス数Ｐｘが他の値に変化する。この原理を前提に、本例はタイヤ位置を判定する。

タイヤ位置判定部２４は、各タイヤ空気圧信号送信機４ａ〜４ｄから受信するＩＤ１〜ＩＤ４において、どの車軸１９ａ〜１９ｄで車軸回転量が一致又は近似を維持するのかを確認することにより、タイヤ位置を特定する。例えば、受信したＩＤ１において、右前車軸回転検出部２２ａの車軸回転量が一致又は近似に収束するのであれば、これらを紐付けする。同様に、他の３輪についても紐付けし、全４輪の位置特定が完了すると、この位置情報をタイヤ空気圧監視ＥＣＵ１４のメモリ１６に書き込んで、タイヤ位置を更新する。

［デジタルフィルタのフィルタ設定］
図５に示すように、一般的に、デジタルフィルタ１２は、直列に接続された複数のタップ２５から構築される。各タップ２５は、例えば遅延ブロック２６、重みパラメータ２７及び加算部２８から構築される。デジタルフィルタ１２は、重みパラメータ２７の設定の仕方によって、フィルタ係数が切り替えられる。また、タップ２５の個数（段数）が多くなれば、急峻なフィルタ特性が得られ、フィルタ特性が向上する。デジタルフィルタ１２は、車両１が悪路走行したときや、重力検出部９に大きな遠心力したときに、これらを要因とする重力成分を抽出できるようにフィルタ係数やタップ数を設定する必要がある。

図６に示すように、重力検出部９の重力検出信号Ｓgrは、例えば遠心力等の外力を考慮に入れなければ、理想的な正弦波（または余弦波）をとる。このため、重力検出信号Ｓgrの理想波は、例えばオイラーの定理により、複素数で表現することができる。つまり、重力検出信号Ｓgrは、横軸を実軸とし縦軸を虚軸とした複素平面において、座標（cosθ，i・sinθ）の集合体で表現することができる（なお、「i」は虚数）。

図７（ａ）に、デジタルフィルタ１２の周波数特性を図示する。ところで、重力検出信号Ｓgrの周期（周波数）は、タイヤ２の回転速度に応じて変化する。また、タイヤ空気圧信号送信機４のタイヤ回転方向の位置を精度よく判定するには、例えば悪路走行や遠心力に準ずる信号成分を取り除いた重力検出信号Ｓgrで位置判定する必要がある。つまり、重力検出部９から出力される重力検出信号Ｓgrのうち、タイヤ位置を判定するのに用いる信号成分として取り出したい周波数の範囲は一義的に決まる。この取り出したい周波数の範囲がバンドパスフィルタの通過域になる。

図７（ｂ）に示すように、デジタルフィルタ１２の周波数特性は、重力検出信号Ｓgrが複素平面上の（cosθ，i・sinθ）の点で表現可能であること理由に、実数部の周波数特性（図７（ａ）に図示）の他に、図７（ｂ）に示す虚数部の周波数特性も存在する。つまり、実際のところ、デジタルフィルタ１２の周波数特性には、cosθから割り出される実数部の周波数特性と、i・sinθから割り出される虚数部の周波数特性とがある。

図８に、フィルタ係数の具体的な設定例を図示する。デジタルフィルタ１２のフィルタ係数は、重力検出信号Ｓgrにおいて取り込みたい信号成分を複素数で表して得られる虚数部を演算して算出される。例えば、デジタルフィルタ１２のフィルタ係数は、虚数部（本例は「−i・sinθ」）の周波数特性（図７（ｂ）参照）を逆フーリエ変換することによって求めることが好ましい。一例として、逆フーリエ変換の計算は、図８に示すような計算ソフトウェアの入力欄２９を、コンピュータの画面などに立ち上げる。入力欄２９には、重力検出信号Ｓgrで検出され得る周波数ごとに、実数部の有効／無効を設定する欄３０と、虚数部の有効／無効を設定する欄３１とが設けられている。そして、実数部の欄３０を全て無効の「０」を入力するとともに、虚数部の欄３１のうち、重力検出部９として取り出したい周波数の箇所のみ有効の「１」を入力する。有効／無効の入力後、逆フーリエ変換を開始し、所望のフィルタ係数を算出する。こうして算出されたフィルタ係数をとるように、デジタルフィルタ１２の重みパラメータ２７が設定される。

図１に示すように、タイヤ空気圧信号送信機４は、タイヤ２の回転速度に基づき、重力検出部９のサンプリング周波数を制御するサンプリング周波数制御部３２を備える。サンプリング周波数制御部３２は、例えばコントローラ６に設けられることが好ましい。サンプリング周波数制御部３２は、デジタルフィルタ１２を経由して取得する重力検出信号Ｓgrの変化量から求まるタイヤ２の回転速度を基に、重力検出部９のサンプリング周波数を設定する。

次に、図９〜図１３を用い、デジタルフィルタ１２の作用について説明する。
図９に示すように、例えば、タイヤ２の回転速度（タイヤ２の単位時間当たりの回転数）が早いとき（実線の波形）には、重力検出信号Ｓgrの周期は短くなり、逆にタイヤ２の回転速度が遅いとき（一点鎖線の波形）には、重力検出信号Ｓgrの周期は長くなる。タイヤ１回転あたりの重力分力Ｇｒのサンプリング回数は、重力検出信号Ｓgrの周期が短いときであれ、逆に長いときであれ、同じで回数（例えば１６回など）である必要がある。よって、サンプリング周波数制御部３２は、重力分力Ｇｒの変化量からタイヤ２の回転速度を算出し、タイヤ２の回転速度に応じて、重力分力Ｇｒのサンプリング周波数（周期）を切り替える。

図１０に、重力分力Ｇｒのサンプリング周波数を算出する方法の具体例を示す。例えば、サンプリング周波数制御部３２は、タイヤ２の回転周波数（タイヤ２の回転速度）に、予め決められたサンプリング周期の係数Ｋを乗算することにより、必要な重力分力Ｇｒのサンプリング周期を算出する。例えば、タイヤ２の回転速度が「３０km／h」のときは、この速度から一義的に決まるタイヤ２の回転周波数（単位は回転／ｓ）に係数Ｋが乗算されることにより求まり、タイヤ２の回転速度が「１００km／h」のときは、この速度から一義的に決まるタイヤ２の回転周波数に係数Ｋが乗算されることにより求まる。係数Ｋは、重力分力Ｇｒのサンプリング周期を設定するパラメータである。

ところで、デジタルフィルタ１２は、タップ数を多くすればフィルタ性能が向上するが、背反として、出力の時間遅れが大きくなり、タイヤ空気圧信号送信機４が特定の回転位置（例えばピーク位置）をとったときの電波送信のタイミングに影響を及ぼす可能性がある。このため、タイヤ１周期あたりの重力分力Ｇｒのサンプリング回数が分かっているのであれば、少ないタップ数で効果のあるデジタルフィルタ１２を設計することが可能である。

図１１に、デジタルフィルタ１２のフィルタ係数を重力検出信号Ｓgrの虚数部で設定したときと重力検出信号Ｓgrの実数部で設定したときとの相違の説明図を図示する。ところで、同図に示される通り、「−i・sinθ」の波形は、cosθの波形に対し、位相が１／４周期進んだ波形をとる。このため、デジタルフィルタ１２のフィルタ係数を設定するにあたり、本例のように「−i・sinθ」でフィルタ係数を設定した場合、デジタルフィルタ１２から出力される信号は、cosθに相当する実数部で設定したときに比べ、位相が１／４周期進んだ値で出力される。つまり、デジタルフィルタ１２の信号は、入力に対する遅れが少ない状態で出力される。これは、タイヤ空気圧信号送信機４がピーク位置をとったときの電波送信に遅れが生じ難くなるのに有利となる。

図１２に、悪路走行しているときのデジタルフィルタ１２の出力波形を図示する。同図に示されるように、重力検出部９から実際に出力される重力検出信号Ｓgrには、悪路走行に起因して瞬間的に高い重力成分が出現する波形（同図の一点鎖線の波形）をとるが、本例のデジタルフィルタ１２に通せば、同図の実線の波形で示すように、この突発的な重力成分を除去できることが分かる。

図１３に、タイヤ空気圧信号送信機４に大きな遠心力が発生しているときのデジタルフィルタ１２の出力波形を図示する。同図に示されるように、車両１が速度を徐々に上げていくと、タイヤ２の回転速度が高くなるに連れて、重力検出信号Ｓgrが徐々に右肩上がりに増加していく波形（同図の一点鎖線の波形）をとる。しかし、本例のデジタルフィルタ１２に通せば、同図の実線の波形で示すように、遠心力に起因する重力成分が除去され、重力分力Ｇｒの振幅が所定範囲内に収まった波形として取得できることが分かる。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）タイヤ空気圧信号送信機４は、重力検出部９から出力される重力検出信号Ｓgrをフィルタリングするデジタルフィルタ１２を備える。このため、デジタルフィルタ１２を通過した信号により、タイヤ空気圧信号送信機４のタイヤ回転方向における位置を判定することが可能となるので、タイヤ空気圧信号送信機４の回転位置を精度よく検出することができる。従って、タイヤ空気圧信号送信機４が特定の回転位置においてオートロケーション用の電波を送信するにあたり、この電波を精度よく送信させることができる。

（２）デジタルフィルタ１２は、所定範囲の周波数のみ通過させるバンドパスフィルタである。よって、ある程度の回転速度（回転周期）でタイヤ２が回転しているときの重力検出信号Ｓgrのみデジタルフィルタ１２を通過するので、タイヤ空気圧信号送信機４の回転位置の判定で使用したい周波数範囲の重力検出信号Ｓgrのみを取得することができる。

（３）デジタルフィルタ１２のフィルタ係数は、重力検出部９から取り込みたい重力検出信号Ｓgrの信号成分を複素数で表したときの虚数部「−i・sinθ」によって設定されている。このため、デジタルフィルタ１２を通過して出力される重力検出信号Ｓgrは、「−i・sinθ」の正弦波に応じた位相をとる。ところで、通常、デジタルフィルタ１２のフィルタ係数は、重力検出部９から取り込みたい重力検出信号Ｓgrの信号成分を複素数で表したときの実数部「cosθ」によって設定されるが、このときのデジタルフィルタ１２の出力の位相は、「cosθ」に準じた値をとる。このため、本例のように、フィルタ係数を虚数部の「−i・sinθ」で設定すれば、実数部の場合の「cosθ」に対し、１／４周期、位相を早めることができる。つまり、フィルタ係数を虚数部で設定すれば、実数部で設定した場合に比べ、デジタルフィルタ１２の出力の位相遅れが少なく済む。よって、デジタルフィルタ１２から出力される重力検出信号Ｓgrの時間遅れを少なく抑えることができる。これは、タイヤ空気圧信号送信機４がピーク位置をとったときにオートロケーション用の電波を送信するにあたり、早くも遅くもない好適な送信タイミングで電波を送信できる利点に繋がる。

（４）フィルタ係数は、虚数部を逆フーリエ変換することによって演算される。よって好適なフィルタ係数を算出することができる。
（５）タイヤ空気圧信号送信機４は、タイヤ２の回転速度の基づく重力サンプリング周波数を設定するサンプリング周波数制御部３２を備える。よって、タイヤ２の回転速度が変化しても、タイヤ１周期あたりの重力分力Ｇｒのサンプリング回数を一定に維持することができる。

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１４に示すように、タイヤ空気圧信号送信機４は、タイヤ２の回転状態に応じてデジタルフィルタ１２のパラメータを設定するフィルタ設定部４１を備えてもよい。この一例としては、例えばタイヤ２の回転速度（周期）に応じて、デジタルフィルタ１２のパラメータ（例えばフィルタ係数やタップ数）を切り替えてもよい。また、他の例としては、例えばタイヤ２の回転速度に応じてコントローラ６の重力サンプリング回数を可変とし、この重力サンプリング回数に応じて、デジタルフィルタ１２のパラメータ（例えばフィルタ係数やタップ数）を切り替えてもよい。

・フィルタ係数の演算は、逆フーリエ変換に限らず、他の演算式を採用してもよい。
・デジタルフィルタ１２は、ローパスフィルタ又はハイパスフィルタでもよい。
・デジタルフィルタ１２は、ＦＩＲフィルタ以外の他のフィルタを採用してもよい。

・フィルタ係数の設定の仕方は、重力検出信号Ｓgrから不要な成分をキャンセルできれば、種々の設定の仕方が採用できる。
・測定する重力分力Grは、タイヤ回転方向に対する接線方向の重力でもよい。

・タイヤ位置の判定方法は、タイヤ空気圧信号送信機４から所定タイミングで電波を送信させて、そのときの４輪の車軸回転量を読み込み、この一連の動作を何度も行なって、車軸回転量の変化の傾向を確認することにより、タイヤ位置の判定を行なうものであればよい。

・重力検出部９は、加速度センサに限らず、重力成分を検出できるものであればよい。
・車軸回転検出部２２は、ＡＢＳセンサ以外の他のセンサに変更してもよい。また、車軸回転検出部２２は、無線により検出信号をＴＰＭＳ受信機１３に送信するものでもよい。

・タイヤ空気圧信号送信機４は、重力検出部９の出力からタイヤ空気圧信号送信機４のピーク位置を検出し、そのタイミングでオートロケーション用の電波を送信する動きをとるものに限定されない。要は、タイヤ空気圧信号送信機４が重力検出部９を備えていて、その出力を基にタイヤ空気圧信号送信機４のタイヤ回転方向の位置を検出するよう作動すれば、それでよい。

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。
（イ）前記タイヤ空気圧信号送信機において、前記タイヤの回転状態に応じて、デジタルフィルタのパラメータを設定するフィルタ設定部を備えた。この構成によれば、デジタルフィルタのパラメータを、タイヤの回転状態に応じて好適な値に都度切り替えることが可能となる。なお、パラメータは、例えばフィルタ係数やタップ数が好ましく、もちろん他の特性値でもよい。また、タイヤの回転状態は、例えばタイヤの回転速度が好ましく、もちろんタイヤの１回転周期など、種々の特性値に変更可能である。

１…車両、２（２ａ〜２ｄ）…タイヤ、３…タイヤ空気圧監視システム、４（４ａ〜４ｄ）…タイヤ空気圧信号送信機、５…車体、９…重力検出部、１２…デジタルフィルタ、１３…受信機（ＴＰＭＳ受信機）、１８…タイヤ位置判定システム、１９（１９ａ〜１９ｄ）…車軸、２０…送信機位置判定部、２１…送信制御部、２２（２２ａ〜２２ｄ）…車軸回転検出部、２３…車軸回転量読込部、２４…タイヤ位置判定部、３２…サンプリング周波数制御部、Ｓtp…タイヤ空気圧信号、Ｓgr…重力検出信号、Ｇ…重力、Ｇｒ…重力分力、Ｐｘ…車軸回転量の一例であるパルス数。

Claims (6)

1. タイヤの空気圧を検出して、そのタイヤ空気圧信号を送信可能であり、タイヤの回転方向における位置を重力検出部から出力される重力検出信号を基に検出可能なタイヤ空気圧信号送信機において、
   前記重力検出信号をフィルタリングするデジタルフィルタと、
   前記デジタルフィルタを通過した信号を基に、前記タイヤの回転方向における当該タイヤ空気圧信号送信機の位置を判定する送信機位置判定部と
   備えたことを特徴とするタイヤ空気圧信号送信機。
2. 前記デジタルフィルタは、バンドパスフィルタである
   ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧信号送信機。
3. 前記デジタルフィルタのフィルタ係数は、取り込みたい信号成分を複素数で表して得られる虚数部を演算して算出される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ空気圧信号送信機。
4. 前記フィルタ係数は、前記虚数部を逆フーリエ変換することによって算出される
   ことを特徴とする請求項３に記載のタイヤ空気圧信号送信機。
5. 前記タイヤの回転速度に基づき、前記重力検出部の重力のサンプリング周波数を制御するサンプリング周波数制御部を備えた
   ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のタイヤ空気圧信号送信機。
6. 各タイヤに取り付けられたタイヤ空気圧信号送信機からタイヤ空気圧信号を送信させ、当該タイヤ空気圧信号を車体の受信機で受信させて各タイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧監視システムの１機能であり、前記タイヤの位置を判定可能なタイヤ位置判定システムにおいて、
   前記タイヤ空気圧信号送信機は、
   重力検出部から出力される重力検出信号をフィルタリングするデジタルフィルタと、
   前記デジタルフィルタを通過した信号を基に、前記タイヤの回転方向における当該タイヤ空気圧信号送信機の位置を判定する送信機位置判定部と、
   前記タイヤ空気圧信号送信機が特定の回転位置をとるとき、当該タイヤ空気圧信号送信機から電波を送信させる送信制御部とを備え、
   前記受信機は、
   前記タイヤ空気圧信号送信機から前記電波を受信したとき、各車軸に設けられた車軸回転検出部から車軸回転量を読み込む車軸回転量読込部と、
   前記車軸回転量の変化を基に、前記タイヤの位置を判定するタイヤ位置判定部とを備えた
   ことを特徴とするタイヤ位置判定システム。