信頼区間の分析及びホイールの方向の変化を用いて、乗物により設けられたタイヤ圧力モニタセンサの自動ロケーションを実行するシステム及び方法

優先権 本願は、2013年8月22日出願の米国特許出願番号13/973588号、発明の名称「System and Method for performing auto−location of a tire pressure monitoring sensor arranged with a vehicle wheel using confidence interval analysis and rollback events」の一部継続出願であり、その開示内容は全体として本明細書に組み込まれる。

本願は、乗物のホイールの自動ロケーションを実行するシステム及び方法に関し、特に、信頼区間の分析を用いる、乗物ホイールと共に配置されるタイヤ圧力モニタセンサの自動ロケーションを実行するタイヤ圧力モニタシステム及び方法に関する。本願は更に、ホイールの方向の変化を考慮に入れる、信頼区間の分析を用いる、タイヤ圧力モニタセンサの自動ロケーションを実行するタイヤ圧力モニタシステム及び方法に関する。

タイヤ圧力モニタシステムでは、複数の理由のために、ホイールの自動ロケーションを実行することが求められる。タイヤ圧力モニタシステムは概略、乗物の個々のタイヤにおける若しくは内部におけるタイヤ圧力モニタ(TPM)センサと、乗物のドライバに報告されるタイヤ圧力情報を個々のTPMセンサから受信するコントローラを、含む。自動ロケーションは、自動的な人手の介入しない、個々のTPMセンサの識別と、乗物上のその位置の判別とである。自動ロケーションは、導入時に最初行われ、続いてタイヤの回転や置換の際に行われ得る。自動ロケーションを実行することは、自動車のホイールの各々内のTPMセンサの識別若しくはシリアル番号を判別することを、含む。高級な乗物では、個々のホイールのTPMセンサの識別を知ることにより、ポジションディスプレイによって圧力が実装されてドライバに示される。前車軸及び後車軸に対してプラカードタイヤ圧力が異なる、基本的乗物では、適用可能な車軸のための正確な閾値に対して圧力をチェックするために、TPMセンサの識別及び位置を知ることが望ましい。

自動ロケーションは、多くの乗物で採用されるアンチロックブレーキシステム(ABS)を利用する。ABSにより、独立のホイール速度がリアルタイム近くでモニタされ得る。一つの実施形態では、ホイールフェーズ及び/若しくは速度データは、ABSデータを含む、又は、ABSデータに基づく。ABSデータは通常、ABSトゥースカウントを含む。ABSトゥースカウントを分析することにより、ABSデータと、TPMセンサからの他のデータとの間の相関関係は、MPSセンサが設けられるホイール位置を配置するのに用いられ得る。ABSセンサはABSデータを提供し、一つ若しくはそれ以上のホイールと関連づけされ得る。一例として、ABSセンサは、乗物の個々のホイールと、又は、乗物の選択されたホイールと、関連付けられ得る。ホイールフェーズ及び/若しくは速度データは、ABSデータに限定されない。センサ、デバイス、システム、又は、直接に若しくは種々の形式でホイールフェーズ及び/若しくは速度データを提供し得るメカニズムは、アンチロックブレーキシステムに加えて、又は、アンチロックブレーキシステムの代わりに、用いられ得る。

ABSデータは、統計的に分析され得る。例えば、ABSデータのヒストリックトレースが観察されて、ABSデータの統計的に有意な値に基づいて、又は、ABSトゥースカウント値の最も低い標準偏差に基づいて、ホイールの配置を決定し得る。標準偏差、偏差、分散などを含む統計分析は、極値データポイントさえも完全に考慮に入れ得、それらデータポイントは、ホイールの配置の決定に大きく影響する。極値データポイントは、ロードノイズなどのニューサンスファクタ、乗物振動、ABSソースデータのエラー、通信遅延などにより、生じ得る。従って、極値データポイントは、ABSデータに不規則な且つ予想外の変化を生じ得、このことが、ホイールの自動ロケーションにバイアスをかけ得る。

米国特許第7362218号(特許文献1)

米国特許第7367227号(特許文献2)

米国特許第7010968号(特許文献3)

ABSトゥースカウントなどのABSデータは、ABSセンサに関連するホイールが時計回りに回転するか若しくは反時計回りに回転するかに拘わらず、上方にインクリメントする。ドライブのコースに亘る、反時計回りの動きは、相関ABSトゥースカウントの平均をシフトさせ得る。従って、ホイールの反時計回りの動きはモニタされる必要があり得、その動きを検出したならば、反時計回りの動きに関連するABSトゥースカウントを、自動ロケーションを実行するに当たり考慮に入れることが望ましい。更に、乗物に関連するホイールの方向の変化を考慮することが望ましい。それらの方向の変化は自動ロケーション判別に影響し得るからである。

本実施形態は、ABSセンサが特定のホイールにて若しくはホイール上に配置されるTPMセンサからのラジオ周波数送信と相関付けされその相関が相関ABSセンサデータを表すヒストグラムの信頼区間に基づいて分析されて乗物の特定のホイールにおける若しくはホイール上のTPMセンサのロケーションを判別する、自動ロケーションシステム及び方法に関する。本実施形態は、ホイールにより設けられるTPMセンサのロケーションを判別するために、ホイールのロケーションを判別する。本実施形態では、ホイールの自動ロケーションが、ホイールにより設けられるTPMセンサのロケーションを示し、よって、TPMセンサからのパラメータはホイールに割り当てられ得る。相関ABSトゥースカウントなどの、ABSセンサデータは変換されて、ヒストグラムアレイに格納される。正規若しくはガウス分布パターンは、ラジオ周波数送信を送信するTPMセンサを有するホイールと関連するABSセンサのヒストグラムから描かれる。一方、ランダム分布パターンは、TPMセンサが設けられない異なるホイールと関連するABSセンサのヒストグラムから描かれる。TPMセンサが搭載されるホイールのロケーションは、正規分布パターンに類似する実際のABSセンサデータのヒストグラムに基づいて、識別される。最良の正規分布パターンを有するヒストグラムは、最も低い、信頼区間の幅を示す。よりランダムな分布パターンを有するヒストグラムは、相当に高い、信頼区間の幅を示す。最も低い信頼区間の幅に基づいて、TPMセンサのホイールロケーションが識別される。

例として、ホイール自動ロケーションの方法の一つの実施形態は、(i)ホイールの回転の間の一つの計測ポイントと、タイヤ圧力モニタ(TPM)センサパラメータとを示すラジオ周波数送信を受信するステップを含み、ここでラジオ周波数送信はフェーズ相関データストレージイベントトリガと関連し、更に一つの実施形態は、(ii)フェーズ相関データストレージイベントトリガに応じるホイールフェーズ角を示すアンチロックブレーキシステム(ABS)データのローリングウインドウの現在の内容を格納するステップを含み、ここでローリングウインドウによりカバーされる期間は、一つの計測ポイントとラジオ周波数送信の受信ポイントとの間の期間と同じ若しくは大きく、ローリングウインドウの現在の内容は、一つの計測ポイントとラジオ周波数送信の受信ポイントとの間のABSデータに対応する。一つの計測ポイントは、一つの計測ポイントとラジオ周波数送信の受信ポイントとの間の期間に基づいて計算され、関連ABSデータは、経時的な一つの計測ポイントに基づいてABSデータのローリングウインドウの現在の内容から判別される。関連相関ABSデータは、ヒストグラムアレイに変換され、信頼区間(COIN)の幅値は、ヒストグラムアレイから計算される。ホイール自動ロケーションの方法は更に、自動ロケーションのアルゴリズムを適用して、TPMセンサパラメータがホイールの特定のロケーションと関連する最も低いCOIN幅値に基づいてホイールの特定のロケーションを識別するステップを、含む。

COIN幅値を判別する際、ホイールの方向の変化は考慮に入れる必要は無い。ホイールの方向の変化は、相関ABSトゥースカウントの認識後の平均のシフトを生じ得る。従って、ホイールの方向の変化は、相関ABSトゥースカウントの平均を変化し得、そのことは不正確な自動ロケーションに繋がり得る。方向の変化を検出して管理することは、ホイールユニットの正確なロケーションが為され得ることを、保証する。

一つの実施形態では、乗物の方向の変化を判別する方法は、ABSトゥースカウントを表すABSデータのローリングウインドウを維持し、所定の一つの計測ポイントにおけるABSデータの関連ローリングウインドウを捕獲するステップと、ABSトゥースを表すABSデータのローリングウインドウをバッファ内に格納するステップと、ABSデータをモニタし、ABSトゥースカウントの変化のレートを実質的にゼロにデクリメントさせる有効なストップイベントを検出するステップと、及び、ABSデータをモニタし、ABSトゥースカウントの変化のレートを実質的にゼロからインクリメントさせる有効な移動イベントを検出するステップとを含む。方法は更に、有効なストップイベントの直前にバッファに格納されているABSトゥースカウントに基づいて、少なくとも二つのホイールの間の停止前のフェーズ関係を判別するステップと、有効な移動イベントの直後にバッファに格納されているABSトゥースカウントに基づいて、少なくとも二つのホイールの間の開始後のフェーズ関係を判別するステップと、及び、方向の変化及び確実性のレベルを判別するために、停止前のフェーズ関係と開始後のフェーズ関係とを相関付けるステップとを含む。

本発明の別の実施形態は、ホイール自動ロケーション方法を含み、該方法は、ホイールの回転の間の所定の一つの計測ポイントを示すラジオ周波数送信、及び、TPMセンサパラメータを受信するステップと、ラジオ周波数送信に基づいて、所定の一つの計測ポイントを計算するステップと、ABSデータのローリングウインドウを維持し、所定の一つの計測ポイントにおいてABSデータの関連するローリングウインドウを捕獲するステップと、並びに、ABSデータをモニタし、上記実施形態の乗物の方向の変化を判別する方法に記載の、方向の変化を検出するステップとを含む。方法は更に、所定の一つの計測ポイントにおけるABSデータの関連ローリングウインドウのCOIN幅の分析に基づいて、一つの計測ポイントにおけるABSデータをホイールの特定のロケーションと相関付けるステップと、並びに、TPMセンサパラメータが割り当てられるホイールの特定のロケーションを判別するステップとを含む。

以下の本発明の詳細な説明がより良く理解され得るように、前述では、本発明の複数の特徴及び技術的利点により、かなり広範に複数の例示の実施形態を、概説した。本発明の請求項の客体を形成する、本発明の更なる特徴及び利点を以下に記す。本発明の同じ目的を実行する他の構造を修正し若しくは設計する基礎として、本明細書に記載の概念及び特定の実施形態が即座に利用され得ることは、当業者には当然のことである。添付の明細書に記載の本発明の精神及び範囲から、それらの等価の構成が乖離するものでは無いことも、当業者には理解される。更なる目的及び利点と共に、その構成と動作方法との両方に関して、本発明の特性であると考えられる新規の特徴は、添付の図面と関連させて考察して、以下の記載から理解される。しかしながら、図面の各々は、例示と説明の目的のためにのみ提示されるのであり、本発明の限定の記載を意図するものでは無い、ということが明らかに理解されるべきである。

添付の図面は、明細書に組み込まれ更に明細書の一部を成し、同様の数字が同様の部位に付されるのであり、本発明の実施形態を示し、明細書と共に本発明の原理を述べるものである。

図1は、タイヤ圧力モニタシステムの一つの実施形態を示す。

図2は、タイヤ圧力モニタシステムで用いる、ホイールユニットの一つの実施形態を示す。

図3Aは、重力、即ち、加速度の関数としてのホイールフェーズ角を示す。

図3Bは、異なるセンサからのフェーズ変動信号を示す。

図4は、ホイールユニットからのホイールフェーズ角情報と、ABSデータとの間の相関関係の一つの実施形態を示す。

図5は、ホイールユニットにおけるホイールフェーズ角情報を用いてホイールの自動ロケーションを実行する方法の、一つの実施形態を示すフローチャートである。

図6は、電子コントロールユニット(“ECU”)においてホイールの自動ロケーションを実行する方法を更に示すフローチャートである。

図7は、ホイールフェーズ角情報を用いてホイールの自動ロケーションを実行する方法の、別の実施形態を示すフローチャートである。

図8は、ホイールフェーズ角情報を用いてホイールの自動ロケーションを実行する方法の、一つの実施形態を示すフローチャートである。

図9は、ホイールフェーズ角情報を用いてホイールの自動ロケーションを実行する方法の、一つの実施形態を示すフローチャートである。

図10Aは、ABSデータと、ホイールの回転の間の一つの計測ポイントとの、相関関係を示す。

図10Bは、一つの計測ポイントにおけるABSデータの格納を示す。

図11Aは、種々のホイールフェーズ角表示に基づく、フェーズ相関データストレージイベントトリガの、種々の実施形態を示す。

図11Bは、種々のホイールフェーズ角表示に基づく、フェーズ相関データストレージイベントトリガの、種々の実施形態を示す。

図11Cは、種々のホイールフェーズ角表示に基づく、フェーズ相関データストレージイベントトリガの、種々の実施形態を示す。

図11Dは、種々のホイールフェーズ角表示に基づく、フェーズ相関データストレージイベントトリガの、種々の実施形態を示す。

図12は、一つの計測ポイントにおけるABSデータに基づく、自動ロケーションの方法の一つの実施形態を示すフローチャートである。

図13は、左後方ホイールユニットからのラジオ周波数通信に関する、4ホイールに対するABSトゥースカウントの一つの実施形態を示す。

図14Aは、ビン(bins)に対する、相関ABSトゥースカウント値を示すヒストグラムである。

図14Bは、ビン(bins)に対する、相関ABSトゥースカウント値を示すヒストグラムである。

図15は、COIN幅分析に基づく、自動ロケーションアルゴリズムの一つの実施形態を示すフローチャートである。

図16Aは、図15に示す自動ロケーションアルゴリズムに関連して、ABSトゥースカウントを変換してヒストグラムアレイに格納する、一つの例を示す。

図16Bは、図15に示す自動ロケーションアルゴリズムに関連して、ABSトゥースカウントを変換してヒストグラムアレイに格納する、一つの例を示す。

ヒストグラムアレイ構造の一つの例を示す。

図18Aは、観察された信頼区間が適用されたヒストグラムを示す。

図18Bは、図15に示す自動ロケーションアルゴリズムに関連して、個々のヒストグラムアレイに対するCOIN(信頼区間)幅値を計算することを示す、フローチャートである。

図19は、正規分布曲線を伴う、相関ABSトゥースカウントのヒストグラムを示す。

図20は、観測された信頼区間により規定される、図19のヒストグラムアレイの境界を示す。

図21Aは、24通信の後の、左前方ロケーションに搭載されたホイールユニット101に対する四つのABSセンサの相関ABSトゥースカウントに関する、ヒストグラムの様々なパターンを示す。

図21Bは、24通信の後の、左前方ロケーションに搭載されたホイールユニット101に対する四つのABSセンサの相関ABSトゥースカウントに関する、ヒストグラムの様々なパターンを示す。

図21Cは、24通信の後の、左前方ロケーションに搭載されたホイールユニット101に対する四つのABSセンサの相関ABSトゥースカウントに関する、ヒストグラムの様々なパターンを示す。

図21Dは、24通信の後の、左前方ロケーションに搭載されたホイールユニット101に対する四つのABSセンサの相関ABSトゥースカウントに関する、ヒストグラムの様々なパターンを示す。

図22は、図23の左前方、右前方、左後方、及び右後方の周辺に位置する、個々のホイールユニット及び個々のABSセンサに対して計算される、COIN幅を示すバーチャートの一つの例を示す。

図23は、COIN幅周辺帯の構成の一つの例を示す。

図24は、COIN幅ロケーションの適用を伴う、図22のバーチャートを示す。

図25は、固定された若しくは動的な、COIN幅閾値の構成の二つの例を示す。

図26は、図25の固定されたCOIN幅閾値の適用を伴う、図22及び図24のバーチャートを示す。

図27は、COIN幅分析に関連して、極値データポイントの考慮を示す。

図28Aは、ロールバックイベントをモニタして検出することを示すフローチャートである。

図28Bは、ロールバックイベントをモニタして検出することを示すフローチャートである。

図29Aは、ドライブの間のロールバックイベントの発生の際に、平均の、相関ABSトゥースカウントが、時間に対してどのように変動するかの、経時的例を示す。

図29Bは、三つの異なる平均μ1、μ2、μ3周りで分布する、相関ABSトゥースカウントの、三つの明確な局在性を示す。

図30は、速度及びABSトゥースカウントに関する、二つのストップイベントの間の、乗物のロール、後方、前方の、明確なパターンを示す。

図31(A)及び31(B)は、有効なストップイベントを検出することを示す。

図32(A)及び32(B)は、有効な移動イベントを検出することを示す。

図33は、COIN幅重量分析を適用するヒストグラムを示す。

図34Aは、左前方及び右前方のホイール方向の変化の際の、ABSトゥースカウントの変化の一つの例を示す。

図34Bは、ABSトゥースカウントの変化を要約するチャートの一つの例である。

図35Aは、フェーズ関係のための、左前方及び右前方のホイールのABSトゥース回転の拡大図を示す。

図35Bは、フェーズ関係のための、左前方及び右前方のホイールのABSトゥース回転の拡大図を示す。

図35Cは、ABSトゥースカウント変化を要約するチャートである。

図36は、方向の表示の変化を検出して判別する一つの実施形態を示すフローチャートである。

図37Aは、ABSデータのローリングバッファをセットアップする一つの実施形態を示すフローチャートである。

図37Bは、乗物の個々のホイールに対するローリングバッファの一つの例の構造である。

図38(A)及び38(B)は、ストップイベントの前の、フェーズ関係を判別する一つの実施形態を示す。

図38Cは、ストップイベントの前の、及び、移動イベントに続く、フェーズ関係に関連するディシジョンマトリクスの一つの実施形態を示す。

図39(A)及び39(B)は、移動イベントに続く、フェーズ関係を判別する一つの実施形態を示す。

図40(A)及び40(B)は、プレストップのフェーズ関係とポストスタートのフェーズ関係とを相関付けて方向の変化の表示を判別する、一つの実施形態を示す。

本発明は、ホイールからの計測がアンチロックブレーキシステムなどのホイールフェーズ及び/又は速度データと組み合わされ若しくは相関され、信頼区間の分析を用いることでタイヤ圧力モニタ(TPM)センサの特定の位置への識別を可能にする、システム及び方法に関する。本発明の種々の実施形態によると、タイヤ圧力モニタシステムは、通常四つの、ホイールリム若しくはタイヤ搭載センサ、及び、TPMセンサから信号を受信する電子コントロールユニット(ECU)を含む。更に、システムは、AMSモジュールからECUに提供されるデータを利用する。

本発明の種々の実施形態によると、TPMセンサの識別は、ホイールの回転の間における一つの計測ポイントでの情報のスナップショットを要求することがあるが、ここでスナップショットは、短期間の、情報の連続ストリームからの、情報のキャプチャである。ECUは、ABSセンサと関連する全てのホイール若しくは選択したホイールに対する、ABSデータのローリングウインドウを保持する。ラジオ周波数(RF)データフレームが受信されると、ECUは、ラジオ周波数データフレームを用いて、ABSデータのローリングウインドウから関連ABSデータを格納して判別する。自動ロケーションアルゴリズムは、格納されたABSデータに適用され、TPMセンサが設けられるホイールの特定の位置を識別する。自動ロケーションアルゴリズムは、相関ABSデータを変換して、ヒストグラムアレイのメモリに格納する。一つの実施形態では、ラジオ周波数通信毎の個々の相関ABSトゥースカウントは、等価の2進数に変換され、アレイ内に同じ2進数の発生数に従って格納される。等価の2進数及び同じ2進数の発生数は、2次元ヒストグラムで表される。個々のヒストグラムに対して、信頼区間の幅が計算される。

選択したホイール位置に搭載されるホイールユニットと、選択したホイール位置に搭載されるABSセンサとからの、ラジオ周波数通信の相関が、確率分布関数内にプロットされると、平均値あたりの正規分布パターンとして描かれる、ということが、詳細なテスト及びシミュレーションを介して、観察され判別された。一方で、ホイールユニットと、ABSセンサ若しくは選択したホイール位置以外の位置に搭載されたセンサとからの、ラジオ周波数通信間の相関をプロットする確率分布関数は、非正規分布、若しくはランダム分布パターンを描く。信頼区間の分析は、相関ABSデータの気体分布形状、即ち、相関ABSデータの正規分布パターン若しくは段ダム分布パターンを、利用するものである。信頼区間の分析は、実際のデータセットの分布形状を気体分布形状と適合させる。言い換えれば、信頼区間の分析は、ホイールユニットが搭載される各々のホイールに個々の通信ホイールユニットを関連付けて配置し得る、パターンマッチング統計分析を、含む。

信頼区間の分析は、実際の分布形状と期待分布形状との間のパターンマッチングに基づくので、データの絶対的な拡散を計測する必要は無い。また、信頼区間の分析は、分布の平均値を追跡し格納する必要は無い。更に、信頼区間の分析は、完全な正規分布形状を要求するものでは無い。実際の分布形状と期待分布形状と間のパターンマッチングを用いるからである。実際の分布形状は、正規分布形状とは大きく異なる。信頼区間の分析は、全体のデータ範囲よりも、大きく関連するデータ範囲に焦点を置く。従って、信頼区間の分析は、種々のニューサンスファクタを踏まえた、あるラジオ周波数通信に対する特に低い若しくは高いABSデータの値などの、極値データポイントにより、全体分析へ不均衡なインパクトを与えることを回避する。極値データポイントは、乗物の駆動の通常行程の間に予想され得る。よって、信頼区間の分析は、自動ロケーションに対して、高い正確性及び精度を伴う、信頼性の高い安定性のある技術を提供する。

図1〜13を参照して、ホイールユニットからの個々のラジオ周波数通信に対してABSデータを取得する実施形態を説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るタイヤ圧力モニタシステム100を示す。システム100は、4ホイールを備える標準乗物に設けられる。4ホイールは、左前方ホイール(LF)、右前方ホイール(RF)、左後方ホイール(LR)、及び、右後方ホイール(RR)を含む。別の実施形態では、システム100は、異なる数のホイールを備える他のどんな乗物にも設けられ得る。システム100は、乗物1の個々のホイールと関連するホイールユニット101、102、103、104を含む。

システム100は更に、アンチロックブレーキシステム(ABS)センサ201、202、203、204を含む。この実施形態では、ABSセンサ201、202、203、204も、乗物1の個々のホイールと関連付けられる。従って、個々のホイールは、イールユニット101、102、103、104の一つ、及び、ABSセンサ201、202、203、204の一つに、割り当てられる。別の実施形態では、ABSセンサ201、202、203、204は、4ホイール全てと必ずしも関連しなくてもよい。より少ない数のABSセンサが、単体の車軸などの乗物構造内に存在し、少ない数の選択されたホイールと関連する、というものであってもよい。

システム100は、電子コントロールユニット(ECU)300及びレシーバ400を含む。ECU300は、コントローラエリアネットワーク(CAN)などの通信バスを介してABSセンサ201、202、203、204と結合し、ABSセンサ201、202、203、204からABSデータを受信する。ECU300は、プロセッサ302及びストレージ304を含む。ECU300は、ヒストリックABSトレースを提供すべく、受信したABSデータをストレージ304内に格納するように動作する。ECU300は、任意の適切な手段により、例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、若しくは、本明細書に記載の機能を実行するようにプログラムされた他の適切なデータ処理デバイスにより、実装され得る。更に、ECU300は、有線でも無線でも、任意の他の適切なデバイスを用いて、他の乗物コンポーネントを通信し得る。CANバスは、乗物のコンポーネント間の、データ通信の実装の例である。ECU300は、コンピュータプログラムコードを格納する。一つの実施形態では、ECU300は、所定の時間遅延(T2−T1)に基づいて第1の時間(T1)を計算する命令、フェーズ相関データストレージイベントトリガに基づいてホイールフェーズ角を示すABSデータを格納して第1の時間(T1)におけるABSデータを判別する命令、及び、第1の時間(T1)におけるABSデータのヒストリックトレースに基づいて、ホイールの位置をABSセンサの位置と相関付ける命令を含む、コンピュータプログラムを実行する。

ECU300は、レシーバ400を介してホイールユニット101、102、103、104からもデータを受信する。例えば、ホイールユニット101、102、103、104は、データ及び他の情報を搬送するラジオ周波数若しくは他の無線通信を、ECU300に送信する。個々のホイールユニットは適切なラジオ送信回路を含み、ECU300はラジオ通信のための適切なラジオ受信回路を含む。更に、ラジオ回路は、合意した、送信及び受信の際のファーマット及びデータエンコード技術を、用い得る。ECU300は、以下にて説明するように、自動ロケーションを実行するために、ホイールユニット101、102、103、104から受信したデータをABSデータと相関付けるように動作する。

図2を参照して、ホイールユニット101の例示の構成がより詳細に示される。ホイールユニット102〜104は、ホイールユニット101と同じ構成を組み込んでもよい。図2に示すように、ホイールユニット101は、マイクロコントローラ222、バッテリ204、トランスポンダ206、センサインタフェース207、圧力センサ208、ホイールフェーズ角センサ212、トランスミッタ214、及び、アンテナ216を含む。他の実施形態では、ホイールユニット101は、図2に示す構成と異なる構成を有してもよい。マイクロコントローラ222は、センサインタフェース207と結合する。センサインタフェース207は、ホイールフェーズ角センサ212と結合する。一つの実施形態では、ホイールフェーズ角センサ212は、複数の異なる機会にてホイールフェーズ角を計測する。ホイールフェーズ角センサ212は、センサインタフェース207に計測値を提供する。一方で、若しくは更に、ホイールフェーズ角センサ212は、ホイールフェーズ角の計測値を示す他の値、若しくは情報を提供する。センサインタフェース207は、電気アウトプット信号の形式で、ホイールフェーズ角センサ212の計測値を受信する。センサインタフェース207は、電気アウトプット信号を受信し、信号を増幅してフィルタをかける。センサインタフェース207は、処理した信号をアナログデジタルコンバータ(図示せず)に送信して、信号をデジタル信号に変換する。マイクロコントローラ222は、処理のため、ホイールフェーズ角センサ212からアウトプット信号のデジタル形式を受信する。

例示の実施形態では、圧力センサ208は、ホイールユニット101が関連付けられるタイヤの空気圧を検出する。別の実施形態では、圧力センサ208は、温度センサ、若しくはタイヤデータを検出する他のデバイスで、補完されてもよいし置換されてもよい。タイヤ圧力データの表示値は、アナログデジタルコンバータ(図示せず)を介してマイクロコントローラ222に送られる。

バッテリ204は、ホイールユニット101の電源である。トランスポンダコイル206は、リモート励振器により加えられる信号により、トランスポンダの外部起動を検出し、信号を変調してリモート検出器へのデータをホイールユニット101から通信し得る。ホイールユニット101は、圧力センサ208からのタイヤ圧力、及び、ホイールフェーズ角センサ212からのホイールフェーズ角情報を含む、データを、トランスミッタ214及びアンテナ216を介して、ECU300(図1参照)に提供する。

ホイールの回転の際、ホイールフェーズ角センサ212は、ホイールフェーズ角を計測するように動作する。ホイールフェーズ角の計測値は、絶対参照に反するものでなくてもよい。参照は、正確性の機能及び実装の容易性に基づいて、若しくは、他の基準に基づいて、任意に選択されてもよい。言い換えれば、フェーズの計測値は、ホイールの頂点から、若しくはロードストライクポイントから、計測されなくてもよい。この実施形態では、情報のキーピースは、ホイールの位相差、若しくは位相差分でよく、従って、二つの異なるフェーズ角が同じ角に関して計測される、ということが要求される。一方で、若しくは更に、別の実施形態では、情報のキーピースは、ホイールの回転の間の一つの計測ポイントを、含み得る。

ホイールフェーズ角センサ212は、ホイールのリムに搭載されてもよいし、タイヤ搭載センサでもよい。一方で、若しくは更に、ホイールフェーズ角センサ212は、ホイールと関連する任意の適切な位置に設けられてもよい。一つの実施形態では、ホイールフェーズ角センサ212は、回転センサを含む。例えば、回転センサは、重力に基づいてホイールフェーズ角を計測する圧電性回転センサであってもよい。特に、ホイールが回転すると、重力は、回転センサの検知エレメントに様々な力を検知させ、ホイールフェーズ角若しくはホイール角位置を表す様々なアウトプット信号を出力する。そのように、回転センサは、所定のタイミングでのホイールフェーズ角を示すアウトプット信号を生成する。回転センサのアウトプット信号は、ホイールフェーズ角に依存して、様々な振幅及び/又は様々な極性を有し得る。例えば、回転センサは、0度にて振幅Mを有し、180度にて振幅−Mを有する、アウトプット信号を生成する。一方で、若しくは更に、ホイールフェーズ角センサ212として、任意の従来の回転センサが用いられてもよい。

別の実施形態では、ホイールフェーズ角センサ212は、加速度に応じて電気信号を生成するタイプのショックセンサを含む。電気信号は、加速度での検知された変動を表すものであり、通常はそれら変動に比例する。一方で、ホイールフェーズ角センサ212は、夫々、加速度計、若しくは、MEMSセンサを、含んでもよい。加速度計とショックセンサとの、主たる差異は、ショックセンサからのアウトプット信号はショックセンサに加えられる力の変化に関するものであり、加速度計からのアウトプット信号は加えられる絶対力に比例するものである、ということである。ショックセンサは、例えば、2008年4月22日出願の、発明の名称「Motion Detection Using A Shock Sensor In A Remote Tire Pressure Monitor System」の共有の米国特許第7362218号(特許文献1)、及び、2008年5月6日出願の、発明の名称「Determination Of Wheel Sensor Position Using Shock Sensors And A Wireless Solution」の共有の米国特許第7367227号(特許文献2)で、説明されるショックセンサにより実装され得るが、その開示内容は全体として本明細書に組み込まれる。加速度センサは、例えば、2006年3月4日出願の、発明の名称「Determination Of Wheel Sensor Position Using A Wireless Solution」の共有の米国特許第7010968号(特許文献3)で、説明されるセンサにより実装され得るが、その開示内容は全体として本明細書に組み込まれる。

ショックセンサ若しくは加速度計が、ホイールフェーズ角センサ212として用いられる実施形態では、図3Aは、重力若しくは加速度の関数としての、ホイールフェーズ角若しくはホイール角位置を示すグラフである。例示の実施形態では、ホイールは反時計回りに回転し、z軸沿いの加速度304は、x軸沿いの加速度を約90度先行する。アウトプット信号は、ホイールの1回転に等しい期間のシヌソイドである。アウトプット信号の大きさは、回転時にショックセンサや加速度計などのホイールフェーズ角センサ2122より検知される、加速度の変化に、若しくは、加速度に、比例する電圧である。図3Aに示すグラフは例示であり、動作中のホイールで検知される実際の加速度は、図3Aに示す量とは異なり得る。

図3B(a)は、ショックセンサでも加速度計でもよいホイールフェーズ角センサ212から出力するフェーズ変動信号を示す。図3B(b)は、ホール効果センサでもロードストライクセンサでもよいホイールフェーズ角センサ212から出力するフェーズ変動信号を示す。図3b(a)及び(b)に示すフェーズ変動信号は、マイクロコントローラ222に提供される。例えば、図3Bに示すフェーズ変動信号は、アナログデジタルコンバータにてデジタルデータに変換される電圧信号であってもよい。デジタルデータは、マイクロコントローラ222により格納されて処理され得る。マイクロコントローラ222は、フェーズ変動信号内の繰り返しパターンを認識し、ホイールの一つの回転を判別する。次に、マイクロコントローラ222は、ホイールの一つの回転を介して第1の時間(T1)と第2の時間(T2)にてどれだけ遠いか判別し、第1のフェーズ角(P1)と第2のフェーズ角(P2)を判別する。第1の時間(T1)と第2の時間(T2)の間でフェーズ変動信号がその特徴を変えないと仮定すると、第1のフェーズ角(P1)と第2のフェーズ角(P2)は相互に関連し、自動ロケーションデータとして用いられ得る。

図2に戻り、センサインタフェース207は、必要なコントロール信号を提供してショックセンサなどのホイールフェーズ角センサ212からの電気信号を検出するように、構成される。前述のように、ショックセンサは、加速度の変化を検出して、電気チャージアウトプット信号の形式でアウトプットを生成する。アウトプット信号は通常、1mY/Gのオーダである。ホイールフェーズ角センサ212が一つ以上の各センサを含むならば、ショックセンサは、マルチプレクサを介して同じインターフェース207をシェアし得る。

センサインタフェース207を介して、マイクロコントローラ222は、ホイールフェーズ角センサ212からのホイールフェーズ角を表すアウトプット信号を受信する。マイクロコントローラ222は、例えば、データ格納のためのメモリ、及び、データ処理ユニットを、含み得る。マイクロコントローラ222は、ECU300への後続の送信のために、受信したホイールフェーズ角、若しくは関連するデータを格納する。アウトプット信号が受信される毎にマイクロコントローラ222は送信しなくてもよい。一つの実施形態では、マイクロコントローラ222は、ホイールフェーズ角センサ212により計測される差異を計算して判別する。例えば、マイクロコントローラ222は、第2の時間(T2)にて計測された第2のホイールフェーズ角から、第1の時間(T1)にて計測された第1のホイールフェーズ角を引く。別の実施形態では、所定の周知の時間遅延(T2−T1)に基づいて、第2の時間(T2)を判別する。例えば、マイクロコントローラ222は、ホイールの回転の間の、ホイールフェーズ角の一つの計測ポイントとして、第1の時間(T1)を考慮し、以下にて説明するラジオ周波数メッセージのデータ送信ポイントとして第2の時間(T2)を考慮し得る。マイクロコントローラ222は、クロック若しくは時間基準、又は、時間増分を計測し、特定のタイミングにて若しくは特定の時間間隔の間に、動作する他の回路若しくはモジュールを、含み得る。

マイクロコントローラ222は、ラジオ周波数メッセージを符号化し、トランスミッタ214及びアンテナ216を介して送信する。ラジオ周波数メッセージは、とりわけ、タイヤ圧力情報、ホイールユニット101の識別子、及び、ホイールフェーズ角情報を、含む。ホイールフェーズ角情報は、様々なタイミングにて計測される実際のホイールフェーズ角を含み得る。別の実施形態では、ホイールフェーズ角情報は、第2の時間(T2)などの、送信タイミングにて計測されたホイールフェーズ角、及び、二つの異なるタイミングにて計測されたホイールフェーズ角の差異を、含み得る。一方で、ホイールフェーズ角情報は、ホイールフェーズ角の差異のみを含んでもよい。

別の実施形態では、ホイールフェーズ角情報は、実際のホイールフェーズ角を含まなくてもよい。その代わりに、ホイールフェーズ角情報は、ホイールフェーズ角の表示を含む。一つの例として、ホイールフェーズ角の表示は、フェーズ相関データストレージイベントを始動する、所定のファンクションコードを含み得る。ホイールフェーズ角の表示は、RFメッセージ構造(図11A参照)では通常用いられないビットを設定するなど、所定のデータ値若しくはパターンを確立することにより、実装され得る。一方で、若しくは更に、ホイールフェーズ角の表示は、最上位ビットにより実装され得るのであり、それは通常ゼロに設定される(図11B参照)。更に、ホイールフェーズ角の表示は、T2−T1などの、初手の時間遅延、又は、ホイールフェーズ角を示す他の情報(例えば、擬似ランダム数)も、含み得る。

図1に戻り、ECU300は、ホイールユニット201からラジオ周波数メッセージを受信する。ECU300は、ラジオ周波数メッセージ、若しくはラジオ周波数メッセージ内に含まれるデータを、格納する。それらデータは、メモリデバイスとして適切なデータストアであるストレージ304内に格納され得る。更に、ECU300は、ラジオ周波数メッセージから、タイヤ圧力、識別子、及びホイールフェーズ角を抽出する。ECU300は、ホイールフェーズ角情報を、ABSセンサ201、202、203、204からのABSデータをと、相関付ける。一つの実施形態では、ECU300はABSデータを分析し、ABSデータにより表示されて対応する、ホイールフェーズ角を、若しくはホイールフェーズ角の差異を判別する。ECU300は、ホイールユニット101からのホイールフェーズ角情報を、ABSデータのホイールフェーズ角若しくはホイールフェーズ角の差異と対比して、最も近いマッチを判別する。最も近いマッチを見出すと、ECU300は、ホイールユニット101から送信された識別子を、ABSデータが、ホイールユニット101、102、103、104からのホイールフェーズ角情報と最も近接してマッチするホイールに、割り当てる。

別の実施形態では、ECU300はABSデータを分析し、ABSデータが一定値を維持するか、所定のタイミング(例えば、T1)における統計的に有意なトレンドを維持するか、判別する。一方で、若しくは更に、ECU300はABSデータを分析し、ABSデータが特定のホイール位置に対する最も低い標準偏差を示すかどうか、判別する。この統計上の相関の方法を用いることにより、以下に詳細に説明するように、ECUは、ホイールユニット101から送信された識別子を、ABSデータが、最も一貫する、若しくは最も低い偏差を示す、又は、統計的に有意なトレンドを示す、ホイールに割り当てる。

図4を参照して、ホイールユニット101、102、103、104からのホイールフェーズ角情報の、ABSデータとの相関が、更に説明される。一つの実施形態では、ホイールフェーズ角センサ212は、ホイールフェーズ角を複数回計測する。別の実施形態では、ホイールフェーズ角センサ212は、一つの計測ポイント(例えば、図4のT1)においてホイールフェーズ角を計測し、別のタイミング(例えば、図4のT2)ではホイールフェーズ角を計測しない。この実施形態では、ホイールフェーズ角センサ212は、第1の時間(T1)にて第1のホイールフェーズ角(P1)を計測して、所定の時間、待機する。ホイールフェーズ角センサ212は、続いて、T2=T1+所定の時間、である第2の時間(T2)にてラジオ周波数メッセージを送信する。時間T2−T1が予め決められる方法は、後で説明する。一方で、ホイールフェーズ角センサ212は、第1のホイールフェーズ角(P1)を計測し、ホイールフェーズ角が第1のホイールフェーズ角(P1)に到達するときに第1の時間(t1)を検出するが、このことは更に後で説明する。この実施形態では、ホイールユニット101、102、103、104は、この予め決められた時間を認識するように予めプログラムされ得る。例えば、タイヤ搭載TPMセンサでは、「ストライク」のアクトは、従前の「ストライク」に対して、タイヤセンサが回転を完了したことの表示を、提供する。最後のストライク以来の機会をTPMセンサがレポートすれば、ホイールのフェーズは推定され得る。ホイール回転の期間も送信されることが、必須ではないが、望ましい。

一つの実施形態では、第1の時間(T1)と第2の時間(T2)との間で複数のホイール回転を保証するように、所定の時間(T2−T1)が固定されて選択され得る。乗物速度の間における、ホイール速度の差異が小さい場合、複数のホイールの回転をカバーするように所定の時間(T2−T1)の値を設定することにより、自動ロケーションの正確性が改良され得る。従って、この実施形態に係るタイヤ圧力モニタシステムは、正確性の要件を十分に満たし得る。一方で、別の実施形態では、第1の時間と第2の時間の間の期間(T1、T2)は可変あり、フェーズ角の差異、即ちフェーズ差分が固定されてもよい。この実施形態は、以下で更に詳細に説明する。

上記にて図2に関して述べたように、マイクロコントローラ222は、第1のホイールフェーズ角(P1)から第2のホイールフェーズ角(P2)を引くことにより、ホイールフェーズ角の差異(PD)を計算して判別する。ホイールフェーズ角の差異(PD)は、0度と360度との間の範囲となり得る。この実施形態では、ホイールユニット101、102、103、104は、ホイールフェーズ角の差異を含むラジオ周波数メッセージをECU300に送信し得る。ホイールユニット101、102、103、104は、ホイールフェーズ角の差異が得られるときに、即ち、第2の時間(T2)に、ラジオ周波数メッセージを送信し得る。ホイールユニット101、102、103、104がホイールフェーズ角の差異(PD)を提供するので、ECU300は、ホイールフェーズ角の差異を計算する負担を減らし得る。タイヤ圧力モニタシステムはスピードが重視されるアプリケーションであり、ホイールフェーズ角の差異(PD)の計算を処理するための更なる時間は、不確実性を導入し不正確性を増加する可能性がある。

図1に示すように、ECU300は、ABSセンサ201、202、203、204からABSデータを周期的に受信する。更に、乗物は、ロードでのカーブを介しての乗物の前進を制御する助けとなるための、ABSシステム情報へのステアリング角や乗物のヨーなどの他のインプットのソースとなり得る電子安定制御(ESC)を、含み得る。例えば、一つの例では、ECU300は、40m秒毎にABSデータを受信する。図4に示すように、現在のポイントから過去のポイントに連なる、ABSデータのローリングウインドウが、格納される。この実施形態では、ABSデータのローリングウインドウは、全体のドライブの間中での個々のホイールに対して、格納される。ABSデータのローリングウインドウは可変であり第1の時間(T1)を含むように十分に大きい。格納されたABSデータは、第1の時間(T1)と第2の時間(T2)との間のヒストリックABSトレースを提供する。ABSデータは、ホイールが回転したフェーズを計測するのに用いられる情報を含む。一つの実施形態では、ABSデータは、所定の期間にABSセンサ201、202、203、204を経過するABSティースの数を含み得る。一つの例に過ぎないが、48ティースがABSセンサ210を通過すると、このことは全周期の完了を示す。カウントの数のためのABSデータは、一定である、ホイール毎のティースの数により除され得る。カウントの数をティースの数で割った余りは、任意の所与の期間におけるホイール角変化の見積もりとなる。48ティースの上記例を用いると、48/48=1であり余りはゼロである。従って、ECU300は、ホイールフェーズ角の変化は無い、と判別する。

図4に示すように、第1の時間(T1)と第2の時間(T2)は、ホイールフェーズ角(P1、P2)とABSデータとの相関を生じる時点として、作用し得る。時間遅延、若しくは第1の時間(T1)と第2の時間(T2)との間の期間は、正確な自動ロケーションに繋がる、実効的なフェーズ角データ及びABSデータの生成を保証するために、予め決められていてもよい。時間遅延、若しくは第1の時間(T1)と第2の時間(T2)との間の期間は、第1の時間(T1)、第2の時間(T2)、第1のフェーズ角(P1)などが後で計算されて判別され得るように、ECU300及びホイールユニット101−104に、知られていてもよい。一方で、別の実施形態では、第1の時間(T1)と第2の時間(T2)との間の期間は、可変であってもよい。

図5〜8を参照して、ホイールフェーズ角情報を用いてホイールの自動ロケーションを実行する例示の方法を詳細に説明する。図5は、ホイールフェーズ角情報を用いてホイールの自動ロケーションを実行する方法の、一つの実施形態を示すフローチャートである。特に、図5は、便宜上、ホイールユニット101における動作を示す。ホイールユニット101における動作は、ホイールユニット102、103、104にも等しく適用され得る。図5に示す実施形態では、第1の時間(T1)と第2の時間(T2)との間の期間は、予め決められており、第1のフェーズ角(P1)と第2のフェーズ角(P2)の間のフェーズ角の差異は、可変である。

図5に示すように、ホイールユニット101では、所定時間の経過後、第1のフェーズ角(P1)は第1の時間(T1)にて計測され、第2のフェーズ角(P2)は第2の時間(T2)にて計測される(ステップ502)。ホイールユニット101では、ホイールフェーズ角の差異(PD)は、P2からP1を引くことにより計算される(ステップ504)。マイクロコントローラ222は、タイヤ圧力、TPMセンサ208の識別子、及びホイールフェーズ角情報を含む、ラジオ周波数メッセージを生成する。ラジオ周波数メッセージは、トランスミッタ214及びアンテナ216を介して送信される(ステップ506)。クラッシング及び経路損失を考慮して、ラジオ周波数メッセージは、ECU300がメッセージを受信することを保証するべく複数回(例えば、5回も若しくは8回)送信される。よって、クラッシングを回避するためにフレーム間隔時間が導入され得る。このクラッシングは二つのトランスミッタが同時に送信するときに発生し、これによりレシーバは区別不能になる、というものである(ステップ520)。同じホイールフェーズ角情報は、フレーム1〜8の各々にて重複する。データの第1のフレームが受信されないならば、ホイールフェーズ角データが正確になるためには、ECU300はフレーム1が送信されたタイミングを計算できなければならない(ステップ520)。従って、ホイールフェーズ角情報を含む、フレームが送信された場合には、所定のフレーム間隔時間がECU300に知られる必要がある。フレームは1から8の数を付されてもよいし、若しくは、フレーム番号の情報は、フレーム間隔時間からECUにより推論されてもよい。

一つの実施形態では、ホイールフェーズ角情報は、第1のホイールフェーズ角(P1)及び第2のホイールフェーズ角(P2)を含む。ホイールユニットは、第2の時間(T2)にて第1及び第2のホイールフェーズ角(P1及びP2)を送信する(ステップS508)。別の実施形態では、ホイールフェーズ角情報は、第2の時間(T2)に送信される第2のホイールフェーズ角(P2)及びホイールフェーズ角の差異(PD)を含む(ステップS510)。更に別の実施形態では、ホイールフェーズ角情報は、ホイールフェーズ角の差異(PD)のみを含む(ステップ512)。

図6は、ECU300においてホイールフェーズ角情報を用いてホイールの自動ロケーションを実行する方法の一つの実施形態を示すフローチャートである。例示の実施形態では、ホイールフェーズ角の差異(PD)は、第2の時間(T2)にて受信される(ステップ602及びステップ512)。ここでECU300は第1のフレームを受信したと仮定する。ECU300は、ECU300に知られている固定の時間遅延に基づいて第1の時間(T1)を計算する(ステップ604)。第1の時間(T1)は、ABSデータが分析される参照ポイントを与える計算を必要としてもよい。前述のように、第1の時間(T1)と第2の時間(T2)との間の期間は、計測されたフェーズ角の間の有意なフェーズ角の差異が得られることを保証するように、セットアップされる。

第1の時間(T1)を判別した後、ECU300は、T1とT2の間の、ホイール毎の個々のABSデータに対して、フェーズ角の差異を計算することができる(ステップ606)。前述の例を用いると、T1とT2の間の期間を経過したABSティースの48ティースは、ホイールの完全2回転と48ティースのゼロ余りとを示し得る。124ティースはゼロフェーズ角の差異を示す。ECU300は、ホイールフェーズ角の差異を、個々のABSデータに対するフェーズ角の差異と対比する(ステップ608)。言い換えれば、ラジオ周波数メッセージフェーズ計測の補間により、ECUは、個々のABSセンサから幾つのカウントがあったものであるのかを見積もり得、更に、同様のホイール角を有するホイールユニットに対するABSデータからマッチを検索し得る。相関付けの目的は、ABSデータのどのセットが、ホイールフェーズ角センサ212の推論上のフェーズ回転とマッチするかを、判別することである。

補間を実行する多数の方法がある。例えば、乗物速度が比較的一定であるという仮定に基づく線形補間が用いられ得る。例えば、乗物上のあらゆるホイールは、全体の実効的円周にて少なくとも0.1%の差異、回転する。40kmhにて60秒後(通常5.5Hz)、個々のホイールの角回転は、0.001×5.5×60となる。これは、回転の113、若しくは120度に等しい。結果として、ECU300は、ABSデータのフェーズ角の差異が、ホイールユニット101から送信されたホイールフェーズ角の差異と最も近接してマッチするロケーションに、識別子を割り当てる。

図7は、自動ロケーションの方法の別の実施形態を示すフローチャートである。例示の実施形態では、ホイールフェーズ角(P2)及びホイールフェーズ角の差異(PD)は、図7に示すように、第2の時間(T2)にて受信される(ステップ702及びステップ510)。ECU300は第1のフレームを受信したと仮定する。ECU300は、ECU300に知られている固定の時間遅延に基づいて、第1の時間(T1)を計算する(ステップ704)。計算された第1の時間(T1)は、ABSデータが分析される参照ポイントである。ECU300は更に、第2のフェーズ角(P2)からホイールフェーズ角の差異(PD)を引くことによりホイールフェーズ角(P1)を計算する(ステップS706)。ECU300は、格納されるヒストリックABSデータを検索し、第1と第2の時間(T1、T2)におけるABSトレースを判別する(ステップS708)。続いて、ECU300は、ホイールユニットから送信されるホイールフェーズ角(P1、P2)を、第1と第2の時間(T1、T2)におけるABSデータと対比する(ステップS710)。結果として、ECU300は、ABSデータのフェーズ角の差異が、ホイールユニットから送信されたホイールフェーズ角の差異と最も近接してマッチするロケーションに、識別子を割り当てる(ステップ712)。

図8は、自動ロケーションの方法の別の実施形態を更に示すフローチャートである。例示の実施形態では、図6及び図7に示す実施形態とは異なり、図8に示すように、ホイールフェーズ角(P1、P2)は、第2の時間(T2)にて受信される(ステップ802)。ECU300は、固定の時間遅延に基づいて参照ポイントとして第1の時間(T1)を計算する(ステップ804)。続いて、ECU300は、格納されるABSデータを検索し、第1と第2の時間(T1、T2)におけるABSトレースを判別する(ステップS806)。続いて、ECU300は、ホイールユニット101から送信されるホイールフェーズ角(P1、P2)を、第1と第2の時間(T1、T2)におけるABSデータと対比する(ステップS808)。結果として、ECU300は、ABSデータのフェーズ角の差異が、ホイールユニットから送信されたホイールフェーズ角の差異と最も近接してマッチするロケーションに、識別子を割り当てる(ステップ810)。

前述の実施形態に関して説明したように、ホイールユニット101、102、103、104は、二つの異なる機会に、関連するホイールLF、RF、LR、RRのホイールフェーズ角を計測し、相対フェーズ角の差異を判別する。相対フェーズ角の差異は、後の計測の機会にECU300に送信され、相対フェーズ角の差異は、ABSシステムから抽出された同様の情報と比較される。ECU300は、フェーズ角の差異を含む、ホイールユニット101、102、103、104からのラジオ周波数メッセージを受信し、ホイールユニット101、102、103、104からのフェーズ角の差異を、ABSセンサ201、202、203、204からのABSデータと比較する。ECU300は周期的にABSデータを受信し、第1の時間(T1)及び第2の時間(T2)をカバーする、ABSデータの可変のローリングウインドウを格納する。よって、ECU300は、ラジオ周波数メッセージ計測の補間により、個々のABSセンサからのABSデータが第1の時間(T1)と第2の時間(T2)の間でどのようであったかを見積もることができ、同様のホイール角を有するホイールユニットに対する、ABSデータからのマッチを探索する。相関付けの目的は、ABSデータのどのセットが、ホイールフェーズ角センサ212の推論上のフェーズ回転とマッチするかを、判別することである。

上述の実施形態では、ECU300は、第1と第2の時間T1、T2を参照ポイントとして判別して利用し、自動ロケーションを実行する。ECU300は、ECU300には既知である第2の時間T2及び固定の時間遅延に基づいて第1の時間を計算する。ECU300は、第1と第2の時間T1、T2に対応するABSデータを判別する。言い換えれば、上述の実施形態は、第1の時間(T1)及び第2の時間(T2)に依存して相関付けのために関連ホイールフェーズ角と関連ABSデータを規定する。同一の参照ポイント、T1及びT2の範囲内で二つの異なるデータのセットを比較することにより、正確な相関付けが得られ得る。ホイールユニット101、102、103、104からのホイールフェーズ角情報とABSデータとの間の相関付けの、簡易且つ正確な実装が得られ得る。更に、第1の時間(T1)と第2の時間(T2)の間の期間は、状況の変化に順応し、更にシステムの正確性の条件を保証するために、容易に可変となり得る。

更に、ホイールユニット101、102、103、104がフェーズ角の差異を計算して判別し得るので、ECU300への計算の負担は、減少し得る。タイヤ圧力モニタシステムは時間依存のアプリケーションであるので、ECU300により減少した計算時間は、それらシステムの正確性及び効率性を増大し得る。

上述の実施形態では、TPMセンサのロケーションを判別する自動ロケーションは、フェーズ角の計測と可変のフェーズ角の差異との間の固定の時間遅延に基づいて、実行される。別の実施形態では、自動ロケーションは、可変の計測時間(TD=T2−T1)の間で発生する固定のフェーズ角の差異若しくは固定のフェーズ差分を知っているホイールユニット101、102、103、104及びECU300によっても、実現化され得る。言い換えれば、フェーズ差分は固定であり、第1の時間(T1)と第2の時間(T2)との間の期間、即ち、T2−T1は、可変である。図9を参照して、フェーズ差分が固定であり、期間(T2−T1)が可変である実施形態を詳細に説明する。ホイールユニット102が自動ロケーションイベントを実行する決定をすると、ホイールユニット102は、自己決定したフェーズ角(P1)に到達するまで、待機する。ホイールユニット102は、続いて、自己決定したフェーズ角(P1)に到達したタイミングを判別し、その時間(T1)を格納する(ステップ902)。この実施形態では、便宜のためにのみホイールユニット102を説明するが、他のホイールユニット101、103、104も等しく利用可能である。ホイールユニット102及びECU300に知られた固定のフェーズ差分を介して回転した後、ホイールユニット102は、第2のフェーズ角P2(P2=P1+固定のフェーズ差分)に到達する(ステップ904)。

ホイールユニット102は識別子、及び時間の差異(TD=T2−T1)を送信する。図5に関して述べたように、ホイールユニット102は、同じラジオ周波数メッセージを複数回送信して、ECU300がラジオ周波数メッセージを受信することを保証する(ステップ908)。ECU300は、識別子及び時間の差異(TD)を受信する。ECU300は、既知のフェーズ角に対する時間の差異(TD)をABS情報と相関付けする(ステップ910)。識別子は、時間の差異(TD)内の固定のフェーズ角を介してスイープしたABSロケーションに割り当てられる(ステップ912)。この実装では、固定のフェーズ角は、回転の整数倍である必要は無い。言い換えれば、第2のフェーズ角(P2)は(P1+(N×360°))に等しい必要は無い。なおNは整数である。フェーズの差異(PD)は、T2における送信で符号化され得、若しくは、ホイールユニットとECUとの両方に既知である所定値であってもよい。

前述の実施形態は、第1のフェーズ角P1、第2のフェーズ角P2、及び/又はフェーズ角の差異(PD)などの、実際の測定値、実際の測定値から導出される値などを含む、ホイールフェーズ角情報を送信する、ホイールユニットを記載する。しかしながら、ホイールフェーズ角情報は、ホイールフェーズ角の実際の測定値、及び/又は、フェーズ角の差異に限定されない。ホイールフェーズ角情報は、ホイールフェーズ角を示す、及び/又は、ホイールフェーズ角に翻訳可能である、どんな情報を含んでもよい。更に、ホイールフェーズ角情報は、自動ロケーションを促進する若しくはトリガする情報を含んでもよい。例えば、ホイールフェーズ角情報は、ホイールフェーズ角の表示を含んでもよい。ホイールフェーズ角の表示を受信し、若しくは検出することにより、ECUはフェーズ相関データストレージイベントを実行するように起動され得る。ECUは、ABSデータのローリングウインドウを継続的に維持する。フェーズ相関データストレージイベントに応じて、ECUは関連ABSデータを格納し若しくは捕獲する。一つの実施形態では、ホイールフェーズ角の表示は、所定のファンクションコードを含み得る。別の実施形態では、ホイールフェーズ角の表示は、ラジオ周波数メッセージでは通常用いられないビット、即ち、あるデータバイトの最上位ビットをセットすることを含み得る。一方で、若しくは更に、ホイールフェーズ角の表示は、温度データや、ラジオ周波数送信のフレーム間隔時間を含んでもよい。

更に、前述の実施形態は、ホイールフェーズ角の差異を、二つの異なるタイミング(T1、T2)におけるABSデータと対比して、ホイールの自動ロケーションを実行する。一方で、若しくは更に、TPMセンサが設けられるホイールの自動ロケーションは、ホイールの回転の間にホイールフェーズ角の一つの計測ポイントにおける情報のスナップショットを要求し得るが、この場合、スナップショットは、情報の連続ストリームの短時間からの、情報のキャプチャである。ホイールユニットは、ホイールフェーズ角の表示を含む、若しくは関連するラジオ周波数メッセージを送信する。ECUは、全てのホイールに対するABSデータなどの、ホイールフェーズ及び/又は速度データのローリングウインドウを保持する。ラジオ周波数メッセージを受信すると、ECUは、ABSデータのローリングウインドウの現内容を捕獲して格納する。続いて、ECUは、所定のタイミング、即ち、T1におけるローリングウインドウから関連ABSデータを判別する。TPMセンサが設けられるホイールの特定のロケーションを識別するために、自動ロケーションアルゴリズムが、格納されたABSデータに適用される。図10〜図17を参照して、ホイール自動ロケーションシステム及び方法の、これらの異なる実施形態を以下説明する。

図10Aは、ホイールの回転の間の、一つの計測ポイントを示す。ホイールユニット101は、ホイールフェーズ角が第1のフェーズ角(P1)に到達すると、第1の時間(T1)を検出する。第1のフェーズ角(P1)は、タイヤ圧力モニタシステムのハードウエア構成に依存してセットされ得る関心対象の角である。一つの例として、第1のフェーズ角(P1)は、システムのハードウエア構成の実効的実装を促進するために、第1のフェーズ角(P1)は、ゼロ交差ポイント即ちゼロ、又は、ピークであればよい。第1のフェーズ角(P1)は、ゼロ交差ポイントやピークに限定されず、第1のフェーズ角(P1)としてどんな角もセットされ得る。ホイールユニット101は、この実施形態では例示として記載するのであり、他のホイールユニット102、103、104も利用され得る。ホイールユニット101は、所定の時間遅延(TD=T2−T1)待機して、ラジオ周波数メッセージを送信する。この実施形態では、ホイールユニット101のコントローラ222は、所定の時間遅延(TD)を知るべくプログラムされる。ホイールユニット101は、第1の時間(T2)におけるホイールフェーズ角を計測しなくてもよい。従って、第2の時間(T2)におけるホイールフェーズ角は、この実施形態では未定である。他の実施形態では、第2の時間(T2)におけるホイールフェーズ角が、計測され得る。図1に関連して前述したように、ABSセンサ201、202、203、204はレシーバ400を介してECU300にABSデータを送信する。別の実施形態では、四つより少ないABSセンサがECU300にABSデータを送信し得るが、このことについて以下更に説明する。

図10Bは、四つのホイールからのABSデータのローリングウインドウを示す。ECU300は、図10Bに示すように、ABSデータのローリングウインドウを継続して維持する。第1の時間(T1)及び第2の時間(T2)におけるホイールフェーズ角の正弦波も、図10Bに示される。ECU300は、ABSデータの個々のローリングウインドウを格納も捕獲もしない。その代わりに、ECU300は、図10Bに示すように、フェーズ相関データストレージイベントトリガに応答し、第1の時間(T1)及び第2の時間(T2)に及ぶABSデータのローリングウインドウの現内容を捕獲する。フェーズ相関データストレージイベントトリガについては、図11A〜図11Dを参照して、以下詳細に説明する。ECU300は、信頼性を保証するためにかなりの数のABSデータの現内容が捕獲され格納されるまで、複数回、この捕獲と格納を繰り返す。

図11A〜図11Dは、フェーズ相関データストレージイベントトリガを実装する様々な実施形態を示す。図11A〜図11Dは、フェーズ相関データストレージイベントが起動されるような、ホイールフェーズ角の表示も実装する様々な実施形態を示す。図11A〜図11Cは、ホイールユニットにより送信されECUにより受信されるメッセージの内容を示す。図11A及び図11bを参照して、ホイールフェーズ角の表示の第1の実施形態を説明する。第1の実施形態では、ラジオ周波数メッセージ110は、フェーズ角の表示に対応する情報を含む。図11A及び図11Bでは、ホイールユニット101から送信される例示のラジオ周波数メッセージ1100が示される。ラジオ周波数メッセージは、例えば、データプレアンブルなどの同期フィールド、ファンクションコードフィールド、識別子フィールド、圧力データフィールド、温度データフィールド、及び、チェックサムなどのエラー検出訂正フィールドを含む、複数のデータフィールド内に配置されるデジタルデータを、含む。更なるデータフィールドが用いられてもよいし、また、より少ないデータフィールドが用いられてもよいし、ラジオ周波数メッセージ内のフィールドロケーションは、ラジオ周波数メッセージの信頼性のある受信を保証するために標準化されてもよい。ラジオ周波数メッセージ1100の構造は、ホイール自動ロケーションシステム及びシステムが用いられる乗物のハードウエア及び/又はソフトウエアに依存して、変動し得る。この実施形態では、ファンクションコードフィールドは、ホイールフェーズ角の表示に対応する。ファンクションコードフィールドは、ステータスコードフィールド若しくはステータスバイトフィールドとして、参照され得る。

前述のように、ホイールフェーズ角が第1のフェーズ角(P1)に到達して所定の時間遅延(TD)待機した後、ホイールユニット101は第1の時間(T2)にてラジオ周波数メッセージ1100を送信する。ラジオ周波数メッセージ1100は、図11A及び図11Bに示すように、実際のホイールフェーズ角を含まなくてもよい。図11Aのラジオ周波数メッセージは、プレアンブル、ファンクションコード1110、ホイールの識別子、タイヤ圧力、温度、及びチェックサムを含む。図11Aに示すようなプレアンブル、タイヤ圧力、チェックサムなどを含むラジオ周波数メッセージは、従来のRFメッセージ構造を利用する。ファンクションコード1110は、ECU300がフェーズ相関データストレージイベントを起動するように促進する若しくは命令する所定のファンクションコードを、含み得る。フェーズ相関データストレージイベントは、ABSデータのローリングウインドウの現内容がECU300により捕獲されることを、ECU300に示す。図1に関連して前述したように、ECU300は、ABSセンサ201、202、203、204からABSデータを受信する。ECU300は、所定の期間(TD)と同じ若しくはそれより長いディメンジョンを有するABSデータのローリングウインドウを、継続して保持している。図10Bに示すように、ECU300は、フェーズ相関データストレージイベントに応答してABSデータのローリングウインドウの現内容を捕獲して、そのストレージに格納する。

図11A及び図11Bを再び参照して、ファンクションコード1110は、フェーズ相関データストレージイベントを起動するようにセットされた、若しくはセットするように変更された、ビットを含み得る。一つの例として、ビットは、ラジオ周波数メッセージ構造内では通常用いられない。別の例として、ビットは、あるデータバイトの二つの最上位ビットを含むが、通常ゼロにセットされる。図11Aに示すように、ホイールユニット101から送信されたラジオ周波数メッセージ1100は、ファンクションコード1110を加えることによるホイールフェーズ角の表示を含む。例えば、ラジオ周波数メッセージ1100は、フェーズ相関データストレージイベントを起動するファンクションコード1110のビットをセットするように符号化される。図11Aに示すラジオ周波数メッセージ1100は、実際のフェーズ角を含まない。ラジオ周波数メッセージ1100は、ファンクションコードビット1110により実装されるホイールフェーズ角の表示を、含み得る。ラジオ周波数メッセージ1100の構造は、ホイールフェーズ角情報を含まないという利点を有する。フェーズ角情報を含めるために標準フレームプロトコルを変更する必要が無いので、ホイールフェーズ角情報を備えないこのメッセージの構造は柔軟性を提供し得る。

図11Bでは、ラジオ周波数メッセージ1100は、ファンクションコードビット1110に加えて、温度データに割り当てられたデータフレームを用いる、所定の時間遅延(TD=T2−T1)を規定するデータを、含み得る。所定の時間遅延は、ホイールフェーズ角を表し得る。別の実施形態では、ラジオ周波数メッセージ1100は、ホイールフェーズ角を示す、若しくはホイールフェーズ角に翻訳可能である、擬似ランダム数を含み得る。ホイールフェーズ角を表す様々なタイプの情報が、ラジオ周波数メッセージ1100内に含まれ得る。例えば、ホイールフェーズ情報は、8ビットのデータに符号化され得る。このことにより、360/255=1.410のフェーズ解像度が実現され得る。

ホイールフェーズ情報を提供する別の方法は、特定のホイールフェーズ角にコードを割り当てることである。このような例示の実施形態では、トランスミッタ(図2)は、特定の関心対象のフェーズ角に対応するコードを送信する。この実施形態では、ECU300は、ストレージ304内にルックアップテーブルを格納する。ルックアップテーブルは、コードを実際のフェーズ角にマップし、ECU300は、送信されたコードからフェーズを推定する。更なる実施形態では、時間遅延(TD)は、ホイールユニット101、102、103、104(図1及び図2)とECU300との両方に知られている複数のオプションの内の一つであり得る。とりわけ、ホイールユニット101、102、103、104は、複数のオプションの内の一つに対応する短コードを送信する。ECUは、短コードを復号化し、時間遅延(TD)に対して複数のオプションの内のどれがホイールユニット101、102、103、104により用いられたかを判別する。更なる実施形態では、ホイールユニット101、102、103、104は、ラジオ周波数送信で実際の時間遅延(TD)を符号化し得る。例えば、1ミリ秒の解像度、及び8ビットの情報により、255ミリ秒の時間遅延が通信されうる。

図11Cを参照して、フェーズ相関データストレージイベントトリガの第2の実施形態を記載する。図11Cは、温度データ1130を含むラジオ周波数メッセージを示す。この実施形態では、温度データ1130は8ビットを含む。図11Cに示すように、温度データの8ビットは、タイヤ圧力センサ208(図2)の通常の動作温度範囲を示す。通常の動作温度は、概略−40℃〜+125℃の範囲であり、温度のバイト1130は、−50℃から+205℃までの温度を示すことが可能である。+125℃より高い温度は、実際の利用が無くてもよい。従って、温度ビットの一部は、ホイールフェーズ角の表示を符号化するのに用いられる。図11Cに示す例を用いることにより、+142℃の温度は、11000000に対応し、温度のバイトの二つの最上位ビットは「11」となる。+142℃の温度は、最大の動作温度より十分大きい。コード11000000は、この実施形態において、フェーズ相関データストレージイベントを起動するのに用いられ得る。

図11Dは、フェーズ相関データストレージイベントトリガの第3の実施形態を示す。第3の実施形態では、一連のラジオ周波数メッセージ送信の間のフレーム間隔時間は、ホイールフェーズ角の表示に対応し、フェーズ相関データストレージイベントを起動するのに用いられる。この実施形態では、多数のラジオ周波数メッセージ送信は、1秒の送信の間に発生する。例えば、同一の情報が、1秒の期間にて8回送信される。本実施形態で説明する、ラジオ周波数メッセージフレームの構造、ラジオ周波数メッセージフレームの数、及びフレーム間隔時間は、例示に過ぎずそれらに限定されない。ラジオ周波数メッセージフレームの構造、ラジオ周波数メッセージフレームの数、及び/又は、フレーム間隔時間は、変動し得る。

図11Dに示すように、二つの連続するラジオ周波数送信の間のフレーム間隔時間は変動する。この実施形態では、109.86m秒、189.94m秒、及び159.67m秒が、フレーム間隔時間として夫々セットされる。フレーム間隔時間は符号化されてECU300に知られる。ECU300が第1の三つのラジオ周波数送信1140、1145、1150を受信すると、ECU300は、109.86m秒及び189.94m秒のフレーム間隔時間を認識する。続いて、ECU300は、第1のラジオ周波数送信1140が受信されるときを計算する。第1のラジオ周波数送信1140が受信されるタイミングは、第2の時間(T2)に対応する。ECU300は続いて第1の時間(T1)を計算し、第1の時間(T1)におけるABSデータを判別する。

図11A〜図11Dでは、フェーズ相関データストレージイベントトリガの様々な実施形態が記載されている。しかしながら、ホイール自動ロケーション方法はそれら実施形態に限定されず、フェーズ相関データストレージイベントの他の方法も利用可能である。図11A〜図11Dの実施形態に関連して説明するように、ECU300は、ホイールフェーズ角の表示に基づいてフェーズ相関データストレージイベントトリガを受信し、若しくは認識する。ECU300は、ホイールフェーズ角の表示に応答して、フェーズ相関データストレージイベントを実行する。図10Bに示すように、ECU300は、ホイールフェーズ角の表示に応じて、ABSデータのローリングウインドウの現内容を格納し若しくは捕獲する。続いて、ECU300は、ECU300に知られた所定の時間遅延(TD)に基づいて第1の時間(T1)を計算する。ECU300は、ABSデータストリームから、即ち、第1の時間(T1)に関連するABSデータのローリングウインドウの格納された現内容から、関連ABSデータを判別する。この実施形態では、関連ABSデータは、第1の時間(T1)におけるABSトゥースカウント数に対応する。ECU300がラジオ周波数メッセージ1100を複数回受信し、繰り返して関連ABSデータを判別して格納するので、関連ABSデータは経時的に格納される。ECU300は、ストレージ304内にABSデータを格納し、格納された関連ABSデータを特定のホイールロケーションと相関付ける自動ロケーションアルゴリズムを実行する。自動ロケーションアルゴリズムは、統計的な相関付け方法を用いて、関連ABSデータのトレースに基づいて特定のホイールロケーションを識別するように、実行される。

図12を参照して、自動ロケーション方法の一つの実施形態を更に詳細に説明する。ホイールユニット101は、第1のフェーズ角(P1)に到達したときに第1の時間(T1)において関心対象の角としてセットされる第1のフェーズ角(P1)を検出する(ステップ1210)。第1のフェーズ角(P1)は特定の角に限定されず、システムのハードウエア構成に依存してセットされる。第1のフェーズ角(P1)の実際の値は、ホイール回転の周波数に依存し得る。

ホイールユニット101は、ECU300に既知である、所定の時間遅延(TD=T2−T1)の間、待機する(ステップ1215)。ホイールユニット101は、第1の時間(T1)における計測以外、フェーズ角を計測しなくてもよい。この実施形態では、一つの計測のタイミング、即ち、T1、及び、所定の時間遅延(TD)は、ホイールフェーズ角を示し得る。ホイールの実際のフェーズ角は、用いられなくてもよい。

所定の時間遅延(TD)の待機の後、ホイールユニット101は、第2の時間(T2)においてECU300にラジオ周波数メッセージ1100を送信する(ステップ1220)。ラジオ周波数メッセージ1100は、ホイールフェーズ角の表示を含む。前述のように、ラジオ周波数メッセージ1100は、フェーズ相関データストレージイベントがECU300により起動される、所定のファンクションコードビット1110を含む。

ECU300は、ABSデータのローリングウインドウを継続的に維持するが、ウインドウは所定の時間遅延(TD)と同じ若しくはより大きいディメンジョンを有する。ECU300は、ラジオ周波数メッセージ1100を受信し、ファンクションコードビット1110を認識する(ステップ1225)。ラジオ周波数メッセージ1100が時間遅延(TD)データを含むとき、ECU300はそれらデータも認識する。時間遅延(TD)データが認識されると、ECU300は、ABSデータのローリングウインドウ内の現在値を格納する。ローリングウインドウのこれら現在値は、ラジオ周波数メッセージ1100の受信の際にフェーズ相関データストレージイベントを実行するべく、ECU300により用いられる。

ECU300は、ラジオ周波数メッセージ1100を受信すると、所定の時間遅延(TD)に基づいて第1の時間(T1)を計算する(ステップ1230)。続いて、ECU300は、第1の時間(T1)における、個々のホイールに対するABSトゥースカウントを判別する(ステップ1235)。ECU300は、相当数のフェーズ相関データストレージイベントが発生するまで、ABSトゥースカウントを格納し、この処理を繰り返す(ステップ1240)。格納されたABSトゥースカウント値は、自動ロケーションアルゴリズムへのインプットとして提供される。自動ロケーションアルゴリズムのアウトプットは、ホイールユニットIDと、乗物上の特定のABSセンサロケーションとの関連付けである。

図13は、ECU300により格納された、全てのホイールに対する、第1の時間(T1)におけるABSトゥースカウント値の一つの例を示す。左後方のホイールユニットからの一連のラジオ周波数送信に関して、左前方のABSセンサからの第1の時間(T1)におけるABSトゥースカウント値は、第1の五つの送信に対しては、93、82、18、48、71である。同様に、右前方のABSセンサから、及び、右後方のABSセンサから、第1の時間(T1)におけるABSトゥースカウント値は、第1の五つの送信に対しては、夫々、40、23、62、47、55、並びに、15、57、20、4、12である。一方で、左後方のABSセンサは、第1の五つの送信に対しては、第1の時間(T1)において、統計的に有意な且つ一貫する値、即ち、32、30、29、30、31を示す。15の送信の後でも、一貫性のあるトゥースカウント値は変化しない。自動ロケーションアルゴリズムは、インプットとしてABSトゥースカウント値を利用する。

図15に示す格納されたABSトゥースカウント値により、ECU300は種々の統計処理技術を実行することができる。この実施形態では、ECU300は、信頼区間の分析を実行する。他の実施形態では、種々の他の処理技術が利用可能である。信頼区間は、母集団パラメータ、若しくは母集団特性を示し得る値域を提供する。信頼区間は、信頼水準で、例示に過ぎないが95%などで、構築される。95%の信頼水準は、同じ母集団が何度もサンプルされ間隔が毎回見積もられる場合の約95%にて、真の母集団パラメータ若しくは特性を定義するブラケットとして、作用する。

確率分布関数内でプロットされると、ホイールロケーションに搭載されるホイールユニットからのラジオ周波数送信と、同じホイールロケーションに搭載されるABSセンサからのABSトゥースカウントとの相関は、平均値回りの正規分布パターンを描く、ということが、広範な試験及びシミュレーションを介して観察された。図14Aは、正規分布パターンの一つの例を示す。一方で、図14Bは、ホイールロケーションに搭載されるホイールユニットからのラジオ周波数送信と、異なるホイールロケーションに搭載されるABSセンサからのABSトゥースカウントとの相関の、分布パターンの一つの例を示す。図14Bに示す分布パターンは、非正規分布、むしろランダム分布を示す。

ホイールユニットとABSセンサとの間のロケーションマッチに依存するが、分布パターンは、図14A及び図14Bに示すように、正規分布、若しくはランダム分布として現れることが予想される。信頼区間の分析は、ホイールユニットの自動ロケーション内の分布パターンのそれら予想される形状を利用する。信頼区間の分析は、パターンマッチング統計分析技術であり、これにより、ホイールユニットが搭載される個々のホイールへホイールユニット識別子(ID)を夫々送信する、関連付けとロケーションが可能になる。信頼区間の分析は、実際に観察されたデータの分布形状を、予想される分布形状、例えば、正規分布形状やランダム分布形状にマッチさせる。従って、信頼区間の分析を用いる自動ロケーションは、データの絶対的スプレッド、標準偏差、統計有意値などに基づく、従来の統計分析を用いる自動ロケーション方法と異なる。信頼区間の分析を用いる自動ロケーションはより柔軟性があり得る。正規分布形状とランダム分布形状とのパターンマッチは、絶対値ではなく相対的類似性に基づいて、実行され得るからである。信頼区間の分析を用いる自動ロケーションはより信頼性がある。信頼区間は、低頻度のもの、及び/又は、極値データポイントなどのデータ範囲から実質的に外れたもの、ではない、非常に関連する範囲のデータに、焦点を合わせるからである。

図15〜図21を参照して、信頼区間の分析を用いる自動ロケーション方法の実施形態を詳細に説明する。図15は、信頼区間の分析に基づく自動ロケーション方法の一つの実施形態を示すフローチャートである。自動ロケーション方法の例示の実施形態では、図13にて示す相関ABSトゥースカウントは、変換されてヒストグラムアレイに格納される(ステップ1502)。図16B及び図16B並びに図17を参照して、ABSトゥースカウントを変換して格納すること(ステップ1502)を詳細に説明する。個々のヒストグラムアレイから、信頼区間の(以下、「COIN」と称する)幅値が計算される(ステップ1504)。図18を参照して、COIN幅値を計算すること(ステップ1504)を詳細に説明する。COIN幅値に基づいて、自動ロケーション方法は、ラジオ周波数送信を送るホイールユニットが搭載されるホイールのロケーションを識別する(ステップ1506、ステップ1508、若しくはステップ1510)。一つの実施形態では、自動ロケーション方法は、最も低いCOIN幅値を与えるABSセンサのロケーションにホイールユニットIDを割り当てることにより、ホイールユニットのロケーションを識別する(ステップ1506)。別の実施形態では、自動ロケーション方法は、最も低いCOIN幅値及びCOIN幅マージンを用いる(ステップ1508)。更に別の実施形態では、自動ロケーション方法は、最も低いCOIN幅値、COIN幅マージン、及び/又は、COIN幅閾値を用いる(ステップ1508)。図22〜図26を参照して、自動ロケーション方法の様々な実施形態を詳細に説明する。

図16Aは、相関ABSトゥースカウントを変換しヒストグラムアレイ内に格納する(図15のステップ1502)、一つの例示のプロセスを示すフローチャートである。例として、図13に示す、左後方(LR)のABSセンサの相関ABSトゥースカウントを説明する。しかしながら、相関ABSトゥースカウントを変換し格納することが左後方のABSセンサに限定されない、ということは、当業者には明白であった。図16Bは、図16Aに示すフローチャートに関連して、左後方のABS相関トゥースカウントをヒストグラムアレイに変換する一つの例を示す図である。ステップ1602では、左後方のABSセンサからの相関ABSトゥースカウント(図13参照)は、図16Bのチャート1608に示すように、ホイールユニット103から送信1〜nに対して、格納される。ステップ1604では、格納された相関ABSトゥースカウントは、図16Bの1610に示すように、送信1〜Nに対する、等価のビン(bin)番号に変換される。ヒストグラムアレイにて用いられるビン(bin)の数は、どんな値でもよい。この実施形態では、ビン(bin)の数は、個々のヒストグラムのビン(bin)がホイール回転の10°を表すとして、36となる(即ち、10°×36=360°)。個々のビン(bin)は、全体として、そのビン(bin)の範囲内にある相関ABSトゥースカウントの数に、用いられる。例えば、相関ABSトゥースカウント31〜33は、ビン(bin)数12に変換されるが、このビン(bin)数12は、ホイールの外周の120〜129°に対応する。別の例として、相関ABSトゥースカウント34〜35は、ビン(bin)数13に変換され、相関ABSトゥースカウント36は、ビン(bin)数14に変換される。図16Aのステップ1606では、変換されたビン(bin)カウントの全体の数が、図16Bのチャート1612に示すように、ヒストグラムアレイ内に格納される。言い換えれば、相関ABSトゥースカウントの等価のビン(bin)数12がラジオ周波数送信1〜nに基づいて5回発生するならば、等価のビン(bin)数12に関して、5(5)が格納される。図16Bは、X軸のビン(bin)数12を、Y軸のビン(bin)数12の発生の全体数、即ち5を、示す。

図16A及び図16Bは、左後方のABSセンサからの相関ABSトゥースカウントと、ホイールユニット103からの送信との間の、相関を示す。図17は、フルスケールでの、四つのホイールユニット101〜104の全て、四つのABSセンサ201〜204の全て、及び四つのホイールロケーションLF、RF、RR、LRを示す、ヒストグラムアレイを示す。ビン(bin)数は、ヒストグラムアレイの底部に示すように、0から36まで(即ち、36)の範囲である。図17に示すアレイは、ラジオ周波数送信1〜Nに対して、個々のABSセンサに対する様々なビン(bin)数の発生数を格納する。図17に示すアレイは、マイクロコントローラなどのプロセッサのアドレス可能メモリ空間に、即座にマップされ得る。

図15に戻り、個々のヒストグラムアレイに対する実際のCOIN幅値を計算するステップ(ステップ1504)を詳細に説明する。図18Aは、観察された信頼水準(C1%)を示す。相対的な信頼区間の幅が続いて判別される。観察された信頼水準は、信頼水準に存在する信頼区間の幅値が相関ABSトゥースカウントの属性若しくは特性を正確に且つ信頼性高く示す、値の範囲を表す。図18Aに示すように、COIN幅は、信頼区間の領域若しくはエリアにより区切られる、「角度」の名称の横軸の距離として計算される。角度の、COIN幅は、μがヒストグラム分布の平均を示す、μ−xとμ+xとの間の距離に等しい。分布は正規でも正規でなくてもよいが、適用される、観察された信頼区間は常に、全てのヒストグラムに対して同じ値である。分布の平均μは、COIN幅の中央であってもよいし無くてもよい。観察された信頼区間は、0%と100%との間の範囲であるが、通常、より高い。例えば、観察された信頼区間は、この実施形態では90%である。

図18Bは、ヒストグラムアレイに対するCOIN幅値を計算する処理を詳細に示すフローチャートである。第1のステップ(ステップ1805)として、(通常、パーセンテージ、CI%として与えられる)観察された信頼区間が、個々のヒストグラムに適用される。この実施形態では、観察された信頼区間は90%である。広範な試験及びシミュレーションの結果として、90%の観察された信頼区間が相関ABSトゥースカウントの潜在的に関連性のある且つ有意な値を実質的にカバーし得るということが判別された。次のステップ(ステップ1810)では、ABSトゥースカウントのCI%を含む最小限数のビン(bin)が、ヒストグラムから識別される。最小限数のビン(bin)を認定すると、全てのABSトゥースカウントのCI%の範囲内に含まれる、最小限数のビン(bin)が、ビン(bin)毎の度数(例えば、10°)と乗算され、実際のCOIN幅を計算する(ステップ1815)。

図19は、ビン(bin)数に関連する相関ABSトゥースカウントのヒストグラムを示す。図19は、COIN幅内のヒストグラムが正規分布を示すことを、提示している。ABSトゥースカウントのヒストグラムは、正規分布パターン若しくは形状を正確に描く必要は無い。更に、観察された信頼区間を構成する相関ABSトゥースカウントの数は、μ−xとμ+xとの間にて、正規分布曲線により境界付けされるエリア内部に存在する必要は無い。図20に示すように、相関ABSトゥースカウントの数は、y1、y2、μ−x及びμ+xの限度により境界付けされるエリア内部にのみ存在する必要がある。図20のy2として与えられる限度は、どんな値でもよい。例えば、y2の値は15に等しい。y1、y2、μ−x及びμ+xの限度に基づくと、限度の外部にあるデータポイント2010及び2020は、考慮に入れられない。信頼区間のは分布の幅を評価するのに用いられ、分布の高さ若しくは歪度を評価する必要は無い。

図15(ステップ1506、1508、1510)に再び戻り、及び図21を参照し、ホイールユニットを位置付けることを、詳細に説明する。ステップ1506では、ホイールユニットの自動ロケーションの一つの実施形態は、最も低いCOIN幅値を提供するABSセンサのロケーションに基づく。図21A〜図21Dは、24の送信が受信された後、四つのABSセンサに関してホイールユニット101に対して計算されるCOIN幅値の一つの例を示す。ホイールユニット101(LF(左前方)のホイールロケーション)からのラジオ周波数送信に関して、図1に示すように、図21AはABSセンサ201からの相関ABSトゥースカウントの分布パターンを示し、図21BはABSセンサ202からの相関ABSトゥースカウントの分布パターンを示し、図21CはABSセンサ203からの相関ABSトゥースカウントの分布パターンを示し、図21DはABSセンサ201からの相関ABSトゥースカウントの分布パターンを示す。図21Aは、ランダム分布パターンを示す図21B〜dとは逆に、正規分布パターンに見えるパターンを示す。従って、LF(左前方)のABSセンサ201が正規分布パターンを示すので、自動ロケーション方法は、パターンマッチに基づいて、ホイールユニット101が左後方の位置に配置されていることを、判別できる。図21A〜図21Dのヒストグラムから、図21A〜図21Dのヒストグラムから、個々のCOIN幅値は、ABSトゥースカウントの境界CI%が存する範囲内でのx軸上の角度の距離として、計算される。図21Aは、図21B〜図21Dが実質的により高いCOIN幅値を示すのとは逆に、最も低いCOIN幅値を示す。

図21A〜図21Dに示すように、x軸上のビン(bin)の数としてCOIN幅値がまず計算され、COIN幅に等しいビン(bin)数をビン(bin)毎の角度数(例えば、本実施形態では、10)と掛けることにより、角度値に変換する。本実施形態では、N送信の後の、全体のデータセットの90%以下を含むビン(bin)数と、N送信の後の、全体のデータセットの90%を与えるのに要求されるカウント数以上を含むビン(bin)数との間で、線形的に補完することにより、より正確なCOIN幅値が計算され得るのが、好ましい。最も低いCOIN幅値を提供するABSセンサのロケーションを認定すると、そのロケーションは、ホイールユニットのロケーションとして識別される。図21A〜図21Dに示す例では、LF(左前方)のロケーションが、ホイールユニットのロケーションとして識別される。

図22は、個々のホイールユニット101、102、103、104に対して計算されたCOIN幅値を示すバーチャートである。ホイールユニット101に関して、バーチャートは、LF、RF、RR、LR ABSセンサに対する個々の計算されたCOIN幅値を示す。LF ABSセンサ201のCOIN幅値が、ホイールユニット101に関して最も低い(即ち、26である)。同様に、RF ABSセンサ202のCOIN幅値が、ホイールユニット102に関して最も低く(即ち、24であり)、RR ABSセンサ203のCOIN幅値が、ホイールユニット103に関して最も低く(即ち、34であり)、LR ABSセンサ204のCOIN幅値が、ホイールユニット104に関して最も低い(即ち、23である)。ホイールユニット101に関して、三つの他のABSセンサ202、203、204は実質的により大きい。ホイールユニット102、103、104に関して、ホイールユニット102、103、104が搭載されるのと同じホイールユニットには搭載されていない他のABSセンサは、相当に大きいCOIN幅値を示す。

図15、25及び24を参照して、ホイールユニット101、102、103、104の自動ロケーションの別の実施形態を更に記載する。図15のステップ1508では、ホイールユニットのロケーションは、最も低いCOIN幅値を提供してCOIN幅マージン基準を満足するABSセンサのロケーションとして識別される。図23は、あるABSセンサのロケーションに対する計算されたCOIN幅値が、少なくとも適用されるマージンの距離だけ、三つの他のABSセンサに対して計算されたCOIN幅値よりも小さいならば、ホイールユニットはそのABSセンサに位置付けされるべく判別されることを、示す。好適な実施形態では、適用マージンは固定ではなく動的であり、配置されるホイールユニットから受信される相関送信の数の関数である。図23は、動的COINマージンの例を示し、相関送信の数に依存してそれらがどのように変化し得るか、それらのプロファイルがどのように構成可能であるか、を示す。図23は、四つの異なるCOINマージンバンドを示す。採用されるCOINマージンバンドは、特定の乗物特性に依存するものでもよい。例えば、乗物に対するABSセンサ信号が大量のジッタを被ることが示されると、バンドAなどのより保守的なCOINマージンバンドが採用され得る。その状況では、相関ABSトゥースカウントの分布は、ジッタが全く若しくは殆ど無いシステムのものよりも、より広がり得る。

図24は、ホイールユニットをABSセンサのロケーションに配置するのに、COINマージンがどのように採用され得るかを示す、バーチャートを示す。バーチャートの一方の軸はCOIN幅値を示し、バーチャートの他方の軸は図23に関して前に説明したABSセンサのロケーションを示す。COINマージンは、個々のホイールユニットに対して示される。この実施形態では、COIN幅マージンは、夫々のホイールユニットに対して変動し得る。別の実施形態では、COIN幅マージンは、夫々のホイールユニットに対して同じである。この実施形態では、ホイールユニット101に対するCOIN幅マージンは、例えば、(104)である。図24に示すように、ホイールユニット101に対して、COIN幅マージン(104)と組み合せられたLF ABSセンサ201のCOIN幅値は、他のCOIN幅よりも低い。他のABSセンサ202、203、204のCOIN幅値は、組み合わせられたCOIN幅マージンとLF COIN幅値(130)よりも、相当に高い。同様に、個々の他のホイールに対して、組み合わせられたCOIN幅(最も低いCOIN幅及びCOIN幅マージン)は、ABSセンサのロケーションに存するホイールユニットに対して、最も低い。

COIN幅マージンを用いることで、自動ロケーションの正確性が改善され得る。ABSセンサのあるロケーションからのCOIN幅の最も低い値に加えて、ホイールのロケーションの判別の際COINマージンは別の層のロバスト性を加える。

図15、25及び26を参照して、ホイールユニット101、102、103、104の自動ロケーションの別の実施形態を更に記載する。図15のステップ1510では、ホイールユニットのロケーションが、COIN幅閾値を用いて、更に規定される。一つの実施形態では、COIN幅閾値は、最も低いCOIN幅値と共に用いられ得る。一方で、COIN幅閾値は、最も低いCOIN幅値及びCOIN幅マージン基準と共にも用いられ得る。図25は、COIN幅閾値技術の二つの例を示す。COIN幅閾値は、固定されてもよいし、動的に変化していてもよい。図26は、ホイールユニットをABSセンサのロケーションに配置するのにCOIN幅閾値がどのように用いられ得るか、の一つの例を示す。COIN幅閾値は、乗物に搭載されるホイールユニットから生じるより正規のデータと、乗物に搭載されないホイールユニットから生じるよりランダムなデータとを区別するのに用いられる所定の値である。ホイールユニットが特定のABSセンサのロケーションに配置されるためには、そのABSセンサのロケーションに対するCOIN幅は、COIN幅閾値よりも小さくなければならない。

COIN閾値を用いることで、自動ロケーションの正確性が改善され得る。COIN幅マージン及びCOIN幅閾値は、相互に交換して用いられ得る。COIN幅の最も低い値、COIN幅マージン及びCOIN幅閾値が全て一緒に用いられると、自動ロケーションの最大限の正確性が達成され得る。乗物の条件、道路の条件、及び多数の他の変数などの、ハードウエアの条件を考慮して、COIN幅マージン及び閾値が調整され修正され得ることは、当業者には明白であったことである。

前述の実施形態のように、従来の統計分析に代えて、COIN幅値が用いられる。COIN幅を用いることにより、図27に示すように、好ましくない結果である極値データポイントが、緩和され得る。従来の統計分析によると、極値データポイントは、不均化の効果を生じ得る。上記実施形態では、COIN幅値が用いられ、特に極値データポイントが低頻度で僅かであるときには極値データポイントは考慮に入れられ得ない。観察された信頼区間の境界の範囲内に在るデータポイントのみが、COIN幅の計算で考慮され得、従って、観察された信頼領域の外の極値データポイントは、COIN幅値及びホイールの自動ロケーションには何ら関係が無いことが多い。

関連ABSトゥース値の極値データポイントは、ホイールのロケーションの判別に重大な影響は与えないので、システムのロバスト性は最適化され得る。従って、COIN幅分析を用いる実施形態は、極値データポイントがABSセンサの相関ABSトゥースデータへの統計分析に与える影響を、緩和し得る。COIN幅分析は、平均計算や、分析対象のデータセットの平均値を追跡することを、要求せず、このことにより、処理の負荷や複雑性が減少される。

図28A及び図28Bを参照して、COIN幅分析の別の実施形態を詳細に説明する。ホイールの回転が時計回りである、若しくは反時計回りであるの、いずれに拘わらず、ABSトゥースカウントは、増分にインクリメントする。駆動のコースにおける、任意のカウンタの時計回りの移動は、相関ABSトゥースカウントの認識後の平均のシフトを生じ得る。特定のホイールに対する相関ABSトゥースカウントの平均をシフトさせ得る、二つのイベントは、次のとおりである。第1のイベントは、乗物が、一時停止標識、分岐点、信号などにて停止している間に、ホイールが後方に転がることである。このイベントは、マニュアルトランスミッションを伴う乗物に対して、より一般的に見られてきた。第2のイベントは、リバースギアによりリバース操作が実行されることである。第1と第2のイベントは、ロールバックイベントと称する。

ロールバックイベントは、相関ABSトゥースカウントの平均を変更し得、このことは更には不正確な自動ロケーションに繋がり得る。従って、ホイールユニットの正確なロケーションが為されることを保証するために、ロールバックイベントは検出され管理されるべきである。図28Aは、第1のイベントにおける乗物の一時停止に基づいてロールバックイベントを検出しモニタすることを示す、フローチャートである。ステップ2804では、有効なストップイベントに対して、ABSトゥースカウントがモニタされる。有効なストップイベントが検出されたら、有効な移動イベントに対して、ABSトゥースカウントのモニタリングが実行される(ステップS2808)。有効な移動イベントが検出されたら、有効なストップイベントが検出されるまでABSトゥースカウントのモニタリングが実行される(ステップS2812)。第2の有効なストップイベントが検出されたら、ロールバックイベント、若しくは、前方回転イベントが発生したと判別される(ステップS2816)。

図28Bは、乗物のギア状態に基づいてロールバックイベントの別の例を検出しモニタすることを示す、フローチャートである。ステップ2820では、乗物のギア状態のモニタリングが実行される。リバースギアがかみ合うと、ロールバックイベントが発生する(ステップ2824)。一方で、リバースギアがかみ合うと、移動に対してABSトゥースカウントのモニタリングが実行される(ステップ2828)。任意の移動が検出されると、ロールバックイベントが発生したと判別される(ステップ2832)。

図29Aは、乗物が駆動している間にロールバックイベントを検出する一つの例を示す。乗物は時計方向に駆動しているので、平均相関ABSトゥースカウントは、t1まで15にある。図22のホイールユニット01の例を用いると、t1における第1のロールバック発生を検出すると、平均相関ABSトゥースカウントは26になる。t2にて、第2のロールバックが発生し、例えば、平均相関ABSトゥースカウントは33になる。ロールバック発生が考慮されないと、t0とtNの間のより大きいCOIN幅値が関連COIN幅値と考えられるであろう。従って、ロールバック発生は、正確なCOIN幅値を判別すると考えられる。

図29Bは、図29Aに示す乗物の移動においてCOIN幅値を判別する一つの例を示す。t0とtNの間の相関ABSトゥースカウントに対する単一構成体のCOIN幅値を考慮する代わりに、第1のロールバックイベントに先行する相関ABSトゥースカウントの第1のCOIN幅値、第1のロールバックイベントと第2のロールバックイベントとの間の第2のCOIN幅値、及び、第2のロールバックイベントの後の第3のCOIN幅値が、夫々考えられる。つまり、関連COIN幅値は、ロールバックイベントにより中断された攪乱されたりすることなく、考慮されて、ホイールの正確な自動ロケーションとなり得る。例示としてのみ、図29Bは、ホイール101とABSセンサ201(即ち、LF(左前方)ロケーション)に対するヒストグラムを示す。しかしながら、この実施形態はこのロケーションに限定されないことは、当業者には明白である。

図30〜図32を参照して、有効なロールバックイベントを検出することを示す。図30は、経時的な、ABSセンサ及び乗物の速度の、一つの例を示す。乗物が停止すると、乗物の速度は実質的に低下する。同時に、ABSトゥースカウントは、ロールバックイベントの前及び後のABSトゥースカウントとは異なる不規則なパターンを示す。第1のストップの後に乗物は移動を再開し、第2のストップイベントの後乗物の速度は増加し減少する。第1と第2のストップイベントの発生時には、ABSトゥースカウントは、図30に示すように、平坦になって増加しない。

図31(A)は、有効なストップイベントの一つの例を示す。図31(B)は、無効なストップイベントの一つの例を示す。モニタリング期間Tseの間、図31(A)と図31(B)とのABSトゥースカウントは、異なる変化パターンを示す。図31(A)では、期間Tseの間、ABSトゥースカウントは不変を維持し平坦である。このことは、ストップイベントが発生したことを表す。一方で、図31(B)では、モニタリング期間Tseの間、ABSトゥースカウントは変化している。このことは、ストップイベントを表すものではない。

図32は、有効な移動イベントを検出する一つの例を示す。図32(A)は、有効な移動イベントを検出する一つの例を示す。関連モニタリング期間の間、図32(A)に示すようにABSトゥースカウントがΔxカウントだけ変化すれば、このことは、有効な移動イベントを表す。一方で、関連モニタリング期間の間、図32(B)に示すようにABSトゥースカウントがΔyカウントだけ変化すれば、このことは、無効な移動イベントを表す。Δx及びΔyの量は、乗物、ABSセンサ、TPMセンサなどの、ハードウエア要素を考慮して構成され得、ΔxカウントはΔyカウントよりも常に大きい。例示に過ぎないが、この実施形態では、Δxは2の値であり、Δyは1の値である。当然ながら、Δyは0でもよく、このことは、ABSトゥースカウントは変化せず全体の期間において平坦であることを、表す。

図29Bに関して説明したように、ロールバックイベントが発生した、乗物の駆動全体の間に、複数のCOIN幅が取得され得る。このことは、全体の駆動のコースにおけるヒストグラムに対して、平均COIN幅値を累積することを、要求する。図33に示すように、COIN幅をCOIN幅値CW4として計算することは、好ましくない。CW4は、図33に示すABSトゥースカウントの全体の分布を示す。CW4は、真のCOIN幅を適切に且つ正確に、表すものでは無く、このことにより、自動ロケーションの結果は不正確となる。この実施形態では、COIN幅値は、COIN幅重み付けを介しての、三つの個別のCOIN幅CW1、CW2、CW3の重み付け累積平均として、より実効的に計算され得る。

COIN幅重み付けは、重み付け累積COIN幅CCWを計算するのに用いられるが、重み付け累積COIN幅CCWは、111、112、113における特異的な分布の各々に対する個別のCOIN幅、及び、これら特異的な分布の各々を含むABSトゥースカウントの数の、関数である。特異的な分布の各々に対応するABSトゥースカウントの数は、夫々、n1、n2、n3として参照される。従って、重み付け累積COIN幅CCWは以下のように計算される。 [数1] CCW=(CW1×n1+CW2×n2+CW3×n3)/(n1+n2+n3)

数1に基づいてCCWを計算することは、相関ABSトゥースカウントヒストグラムの平均値を格納することや、計算された最新のABSトゥースカウントを格納することを、要求しなくてもよい。重み付け累積COIN幅CCWは、毎回、有効なロールバックイベントが検出された後に、更新され得る。図29A及び図29Bで示す例を用いると、以下の更新が為され得る。 [数2] 時間t1の後、CCW=(CW×n1)/n1 [数3] 時間t2の後、CCW=[(CCW×n1)+(CW2×n2]/(n1+n2) [数4] 時間tNの後、CCW=[CCW×(n1+n2)+(CW3×n3)]/(n1+n2+n3)

CCWが判別されると、図15、21〜26に関して説明したように自動ロケーションが実行される。COIN幅値に代わり、CCW値は、ホイールのロケーションを識別するのに用いられる。COIN幅マージン及び閾値に関して、CCW値は、COIN幅値に代わって用いられる。COIN幅マージン及びCOIN幅閾値は、未だ適用され得る。

前述の実施形態では、COIN幅分析は、ホイールのロケーションを実行するのに用いられる。COIN幅分析は、COIN幅分析は、種々の且つ不明の理由のために存在することがある極値データポイントによって影響され得ず、よって自動ロケーションの正確な結果に繋がり得る。COIN幅分析は、最も低いCOIN幅にのみ基づいてもよい。一方で、若しくは更に、COIN幅分析は、最も低いCOIN幅とCOIN幅マージンの組み合わせ、最も低いCOIN幅とCOIN幅閾値の組み合わせ、及び/又は、最も低いCOIN幅とCOIN幅マージンとCOIN幅閾値の組み合わせに、基づいてもよい。より多くのCOIN幅に関連する値も考えられるので、自動ロケーションの正確性は向上し得る。乗物の構成、市場ニーズ、処理リソースなどに基づいて、関連のCOIN幅に関する値を選択することが可能である。COIN幅分析を用いることにより、より信頼性がありより正確な自動ロケーションが実行され得る。

更に、COIN幅分析は更なるハードウエアを要求すること無く、乗物及び乗物製造施設に備わる標準ハードウエア及びシステム構成と、互換性がある。高い正確性で自動ロケーションが実行され得るので、よりアップグレードされ安全ベースの機能が乗物製造者及びドライバに提供され得る。

図34〜図40を参照して、方向変更の表示の実施形態を説明する。前述のロールバックイベントと同様に、ホイールの方向変更は、COIN幅分析に影響し得る。方向変更の表示の方法は、無方向性のABSセンサからのデータを用いることにより、乗物が前方向から逆方向へ、若しくはその逆に、方向を変更するときを判別する。無方向性のABSセンサは、判別しない、若しくは、続いて速度を計測している/検知しているホイールの回転方向に関する情報を提供する、ABSホイール速度センサである。乗物の製造者は、無方向性のABSセンサを搭載することを選んでもよい。それらは、ホイール速度情報及び前方向若しくは逆方向情報を提供する他のより高価なホール効果即ち方向性ABSセンサよりも、高価であることはない傾向があるからである。方向変更の表示の方法は、前述のロールバックの方法を置換するのに用いられ得る。一方で、方法変更の表示の方法は、ロールバック検出の方法と共に用いられ得る。他の実施形態では、方向変更の表示の検出は、ABSデータ若しくは類似のデータソースに基づいて、複数のホイールの回転方向の変化の検出を要求する、任意のシステムに対して採用され得る。

方向の変化は、前述のロールバックイベントのような、相関ABSトゥースカウントの 認識後の平均のシフトを生じ得る。従って、方向の変化は、相関ABSトゥースカウントの平均を変更し得、このことは今度は不正確な自動ロケーションを生じ得る。ホイールの正確なロケーションが為され得ることを保証するために、方向の変化を検出し管理する理由がある。

前述のように、ABSセンサシステムは、パルスカウント若しくはトゥースカウントをアウトプットする。ABSセンサは、乗物のロードホイールに繋がる、ホイール上の「ティース」、磁気ポールなど(若しくはロータ、若しくはリラクタリング)を通過する、パルスカウント若しくはトゥースカウントを生成する。乗物のホイールの各々は固有の速度で移動し、別のホイールに相対する一つのホイールの各変位のレートは、経時的に変わり得るので、ABSティースが個々のホイール上のホイール速度センサが通過するインスタンスは、二つのホイール間の、若しくはそれ以上のホイール間の、フェーズ関係を特徴付けるのに用いられ得る。そのようなフェーズ関係は、乗物が移動している間、継続して変動する。

この実施形態では、ABSセンサ201、202、203、204は、ホイール速度センサとして動作する。別の実施形態では、ホイール速度センサは、図1に示すように、個々のABSセンサ201、202、203、204により構成され得る。一方で、一つのホイール速度センサは、複数のABSセンサで構成され得る。図1に示すように、ECU300は、ホイール速度センサと通信して、ABSセンサと相関する方向の変化に関連する関連データを受信し得る。

方向を変えるために、乗物はまず停止に来なければならない。乗物が移動しており、停止し、逆方向に再び移動し始めるならば、ホイールフェーズ関係は逆転する。乗物は、異なる回転速度を有するホイールにより駆動されるので、フェーズ関係は常時変化する。従って、乗物のストップイベントの直前及び直後のフェーズ関係は、比較と相関の両方を許容するように分析されなければならない。

図34及び図35を参照して、二つのホイールに対するフェーズ反転の原理を詳細に説明する。図34Aは、LFホイールとRFホイールが、((i)〜(vii)に対応する)方向Aに移動する様子、((viii)〜(xi)に対応する)停止位置にある様子、及び((xii)〜(xviii)に対応する)方向Bに移動する様子を、夫々示す。停止位置に対しては、LF及びRFホイールは、方向の変化を示さない。図34Bに示すように、LF及びRFホイール上のABSセンサのトゥースカウントでの変更は見られない。しかしながら、LF及びRFホイールが方向Aに移動している間、ABSセンサのティースは回転し、トゥースカウントの変化が、図34B((ii)(iii)(v)参照)に示すように検出される。同様に、LF及びRFホイールが方向Bに移動している間、ABSセンサのティースは回転し、トゥースカウントの変化が、図34B((xiii)(xiv)(xvi)(xvii)参照)に示すように検出される。

図34Bに示すように、ホイールの方向の変化は、ABSティースカウントの所定のパターンと関連する。LF及びRFホイールは、方向Aへの方向の変化に対して“0−1−0”のパターンを示す。同様に、LF及びRFホイールは、方向Bへの方向の変化に対して“0−1−0”のパターンを示す。パターン“0−1−0”の意味は、ホイール速度が十分に遅く単一のトゥースインクリメントがABSトゥースカウントアップデートの間で観測され得るインスタンスを示す、ということである。このパターンの検出は、ストップイベントの前にフェーズが特徴付けされ得るラストポイントと、スタートイベントの前にフェーズが特徴付けされ得る第1ポイントとを、判別するのに用いられ得る。

図35A、図35B及び図35Cを参照して、方向の変更の際のホイール間のフェーズ関係を詳細に説明する。フェーズ関係はこの実施形態では、例えば、リード若しくはラグの関係を含む。この実施形態では、ストップイベントの前にLFホイールがRFホイールをリードすることに留意すべきである。更にこの実施形態では、ストップイベントの後、RFホイールがLFホイールをリードする。図35A及び図35Bは、図34A(vii)に対応する二つのABSトゥースのリングを示す。図35AはABSトゥースのリングが固定されているように示し、説明及び議論の便宜のためにリングを静止しているように見せホイール速度センサが移動しているように見せている。図35Aに示すように、LFホイールに対するABSホイール速度センサは、t0のタイミングにて、RFホイールのABSホイール速度センサがその次の接近するトゥースに対するよりも、次の接近するトゥースに対して近傍にてより接近する。従って、方向A、即ち、反時計回りに移動する際、RFホイールに対してトゥースカウントの変化が観察される(t2のタイミング)の前に、LFホイールに対してトゥースカウントの変化が観察される(t1のタイミング)。この場合、LFホイールはRFホイールを“リードする”と言え、逆に、RFホイールはLFホイールに“遅れる”と言える。時計回りに移動している間、RFホイールがLFホイールを“リードし”LFホイールがRFホイールに“遅れる”ことは、当業者には明白である。

図35Cは、LF及びRFホイールの反時計回りに対する、ABSトゥースカウントの変化を示す。“0−1−0”のパターンは、t1及びt2にてテーブルに示される。後でより詳しく説明するが、ABSトゥースカウントの変化のパターンは、フェーズ関係及び方向の表示の変化と、関連付けられ得る。

図36は、方向の変化の検出を示すフローチャートである。夫々のホイールポジションに対して、ABSトゥースカウントデータが、ローリングバッファに格納される(ステップ360)。続いて、一つの実施形態では、乗物の速度が所定の閾値より小さいかどうか乗物の速度がモニタされる(ステップ362及びステップ364)。一方で、図28〜30にて前記で示した、有効なストップイベントを検出するために、ABSデータがモニタされる(ステップ368)。有効なストップイベントが判別される(ステップ370)と、ABSデータのヒストリトレースが検索され、停止前のABSフェーズパターンを判別するために分析される(ステップ372)。ステップ372に関するより詳細な説明は後で行う。ステップ374にて、ABSデータは、有効な移動/スタートイベントを検出するために再びモニタされる。有効な移動/スタートイベントを判別する(ステップ378)と、ABSデータのヒストリトレースは、開始後のABSフェーズパターンを判別するために分析される(ステップ380)。方向の変化は、停止前と開始後のフェーズパターンの比較を介して、判別される。

続いて、方向の変化の検出の、個々のステップを更に詳細に説明する。図37は、ABSデータのローリングバッファを形成する一つの実施形態を示す。図37Aは、差分値がバッファされる好適な実施形態を示す。図37Aに示すように、現在のABSトゥース値はprev_absとして格納され、別の現在のABSトゥース値はcurr_absとして取得される。続いて、prev_absとcurr_absとの差異は、abs_deltaとして取得される。続いて、現存のバッファされたデータは、従前のバッファエレメントにシフトされ、結果として第1のバッファエレメント内のデータが失われる。次のステップにて、abs_deltaが最新のバッファエレメントに格納される。図37Bは、四つのホイールLF、RF、RR、LRに対する“x”エレメントのABSデータバッファの一つの実施形態を示す。

図36では、ステップ362及びステップ364は、ステップ368をトリガする乗物速度信号を用いる選択的ステップである。速度が十分に遅いならば、閾値がステップ368をトリガするのに適用される。そのようなチェックは、特に方向の変化が実現可能では無い場合に、ABSデータを常時モニタリングする負担を、実効的に減少させ得る。乗物が最初に停止状態とならない限り、方向の変化は実現可能とはなり得ない。ステップ368及びステップ370は、乗物が停止するときを判別するためのABS信号の分析を示す。「有効なストップイベント」及び「有効な移動イベント」は、図28〜図30に関連して既に説明したイベントに言及するものである。更に、ABSデータのヒストリを格納することは、図413に関連して既に説明した。

図38(A)、図38(B)、図38Cを参照して、ABSデータのヒストリに基づいて停止前のABSフェーズパターンを判別することを詳細に説明する(図36のステップ372)。図38(A)は、ABSデータのローリングバッファの一つの実施形態を示す。ストップイベントを検出すると、ローリングバッファがヘッドから後方にサーチされ、サーチウインドウが判別される。図38(A)に示すように、ストップイベントの検出と最左側のウインドウとの間に、停止前のサーチウインドウが規定される。停止前のサーチウインドウを識別するために、サーチが実行されて、個々のポジションに対して特徴“0−1−0”がABSローリングバッファの範囲内で一度見られ得るウインドウが見出される。

停止前のサーチウインドウが識別されると、個々のABSセンサのポジション(LF、RF、RR、LR)間の関係を分析することにより、フェーズが特徴付けされる。図38(B)は、四つのホイール、LF、RF、RR及びLRのホイール間の、リード/ラグ/イン フェーズ関係を示すための、ディシジョンマトリクスの一つの例を示す。図38(B)に示すように、LRホイールは、他の三つのホイール全てをリードし、ディシジョンマトリクスは、このリード関係を表すべく、LR、RF、RRに対して、1、1、1を示す。RRホイールに対して、LRとのフェーズ内にあり、RFホイールに遅れる。ディシジョンマトリクスでは、0(フェーズ内)及び−1(遅れ)とマークされる。RFホイールに対しては、LFをリードしており、このことは1と示される。

図38Cは、可能な比較の組み合わせ全て、即ち、RFフェーズがLFフェーズと比較されること、RRフェーズがRFフェーズと比較されること、RRとRF、などを、満足するように構成されたディシジョンテーブルを示す。ディシジョンマトリクスの下方部が完了し図38Cに示す6つの符号付き整数を生成するまで、これは継続する。同様に、ディシジョンマトリクスの上方部が完了し6つの符号付き整数を生成する。

図36に戻り、ステップ374及びステップ378を説明する。有効なストップイベントが検出された後、移動イベントが検出される。全ての他のABSポジションに対するトゥースカウントの前の、「1」による二度のABSポジションインクリメントに対するトゥースカウントが各々一度インクリメントすると、方向の変化は検出可能となり得ない。フェーズ関係が全て明確には識別され得ないからである。例えば、ホイールスピンが生じたかもしれない。同様に、個々の信号が1だけインクリメントする前に、任意の信号が1以上インクリメントすると、そのようなデータは方向の表示の変化を考慮するのに用いられ得ない。過足が急速すぎて特徴付けられないからである。

有効な移動イベントが検出された後、ABSデータは、開始後のフェーズ関係を特徴付けするために分析される(ステップ380)。図39(A)及び図39(B)は、開始後のサーチウインドウを検出する一つの実施形態を示す。図39(A)に示すように、ABSデータのローリングバッファは、ストップイベント及びスタートイベントを経験する。スタートイベントのポイントから、ABSデータは、開始後のフェーズ関係を特徴付けるために、分析される。適切なデータのウインドウに対するサーチが実行される。このとき、ストップイベント後から、最も古いバッファされたデータでサーチが始まり、全ての信号が「0−1−0」のパターンを一度示すウインドウを探す。ステップ372と同じようにして、関連フェーズが評価される。図39(A)に示す実施形態を用いることにより、開始後のサーチウインドウが識別される。図39(B)は、停止前及び開始後のサーチウインドウを含む、可能な比較の組み合わせ全てを示す、ディシジョンマトリクスを示す。図39(B)のディシジョンマトリクスは、下方部に6つの整数を示し、上方部に別の6つの整数を示す。

図39(B)、図40(A)、図40(B)を参照して、停止前と開始後のフェーズパターンの比較を介して方向の変化を判別する(図36のステップ382)一つの実施形態を詳細に説明する。前述のように、図39(B)は、四つのホイール間でのリード/ラグ/イン関係を示すディシジョンマトリクスの一つの実施形態を示す。ディシジョンマトリクスの下方部は、停止前のABSデータパターンに対応し、ディシジョンマトリクスの上方部は、開始後のABSデータパターンに対応する。図40(A)に示すように、停止前イベントと開始後イベントとの比較の結果は、方向の変化を判別するように相関付けされる。図40(A)は、RFホイールに対する停止前の数字、即ち「1」が、RFホイールに対する開始後の数字、即ち「−1」と相関付けられることを示す。同様に、RRホイールに対する停止前の数字、即ち「0」が、開始後の数字、即ち「0」と相関付けられ、同じ相関はLRホイールにも妥当する。相関付けされる数字は多重状にあり、個々の多重状の結果は、図40(B)に示すような第2のディシジョンマトリクスの上方部に投入される。図40(B)の第2のディシジョンマトリクスの上方部の六つのエレメント全てが加算され、結果の符号及び大きさは、方向の変化が生じたことが確かであること、若しくは確実性を示すのに用いられる。

加算結果の符号は、三つの異なるディシジョンを表す。第1に、負値、即ち、ゼロより小さい値は、方向の変化を表す。第2に、正値、即ちゼロより大きい値は、方向が同じ状態を維持していることを表す。第3に、ゼロの値は、方向の変化が実際に生じたかどうか判別できる可能性を生じない。加算結果の大きさは、方向の変化が生じた確実性の大きさを表す。例えば、「−6」は、最大限の確実性により停止前と後の方向が異なることを、表す。加算値「0」は、データが結論に到達し得ないものであることを意味する。加算値「6」は、最大限の確実性により停止前と後の方向が同じであることを、表す。この実施形態では、図40(B)に示すように、六つのエレメントの加算値は「−5」である。従って、加算結果「−5」は、高度の確実性を伴う方向の変化を表す。

上記の実施形態で説明したように、ホイール上のティース若しくは磁気ポールが個々のホイール上に配置されるホイール速度センサを通過するインスタンスは、二つのホイール間の、若しくはそれ以上のホイール間の、フェーズ関係を特徴付けるのに用いられ得る。フェーズ関係は、例えば、リード、ラグ、インのフェーズ関係を含む。例えば、LF及びRFホイールが時計回りに移動しているとき、LFホイールのトゥースは、RFホイールのトゥースよりも早くホイール速度センサを通過し得るので、LFホイールがRFホイールをリードすると特徴付けされる。また、RFホイールがLFホイールに遅れるとも特徴付けされる。それらのリード/ラグ/インのフェーズ関係は、所定のパターンとしてABSデータのローリングバッファ内に記録され得る。一つの実施形態では、所定のパターンは、“0−1−0”を含む。方向を変更するために乗物が停止状態に来ると、ローリングバッファ内のティースカウントは相対的に小さい。

停止前及び開始後、ABSデータセンサのヒストリトレースは分析される。特に、停止前と開始後のサーチウインドウは、ABSデータセンサのローリングバッファから識別される。「0−1−0」などの所定のパターンを識別するためにサーチされる。停止前と開始後のサーチウインドウが識別されると、ホイール間のリード/ラグ/インのフェーズ関係を表すディシジョンマトリクスが形成される。ディシジョンマトリクスは、リード関係を「1」として記録し、ラグ関係を「−1」として記録し、インのフェーズ関係を「0」として記録する。四つのホイールを有する乗物では、四つのホイール間の停止前の関係は、停止前のフェーズ関係を表す六つの数字を生成する。同様に、開始後の関係は、乗物が移動を開始した後のフェーズ関係を表す六つの数字を生成する。ディシジョンマトリクスがホイール間のフェーズ関係を識別して記録した後、停止前及び開始後のフェーズ関係が相互に相関付けられる。一つの実施形態では、相関付けは、停止前及び開始後のフェーズ関係を表す数を乗じることにより、実行され得る。別の実施形態では、乗算以外の、種々の他の計算若しくは処理方法が、利用可能である。方向の変化がどの程度の可能性で生じたかに関する値を獲得するために、ディシジョンマトリクスの数は、相互から、若しくは相互により、加算されても、減算されても、乗算されても、又は、除算されてもよい。上方及び下方の三角形賛辞内の値が異なるか否かを評価することは、重要である。これを判別するためにファジーロジックが適用されてもよい。

1、0、若しくは−1内の個々の乗算結果、及び、それらの結果の数が加算される。加算結果の符号及び大きさが分析される。負の符号は方向の変化を表し、「6」により近い大きさはより高い確からしさ若しくは確実性を表す。一方で、正の符号は同じ方向が維持されることを表し、「0」は不確定のデータを表す。上記に基づいて、方向の変化が生じたか否かに関する最終的な決定が為され得る。

方向の変化を検出する実施形態は、特別な若しくは更なるハードウエアを何ら要求しない。実施形態は、ホイール上に配置されたホイール速度センサを利用し、ホイール速度センサを通過するティースをチェックすることによりホイール間のフェーズ関係をモニタする。方向の変化を検出することは、確からしさ若しくは確実性と関連付けることが可能であり、よって信頼性の高い検出が達成され得る。方向の変化を検出することは、ロールバック検出の実施形態と共に、若しくは、独立して、用いられ得る。

前述の方向の変化を検出すると、図29〜図33に示すロールバック検出に関連して説明したようにホイール自動ロケーションが実行される。言い換えれば、方向の変化は検出されると、乗物の駆動全体の間に複数のCOIN幅が取得され得る。このことは、駆動全体のコースにおけるヒストグラムに対して、平均COIN幅値を累積することを、要求する。上記の、図33に表す実施形態に示すように、方向の変化が検出されたときはいつもCOIN幅重み付けを介して、三つの個別のCOIN幅、CW1、CW2及びCW3などの、重み付け累積平均として計算される(数1〜4)。

本発明及びその利点を詳細に説明したが、添付の請求項に記載する発明の精神及び範囲から乖離することなく、種々の変更、置換、及び修正が可能である。更に、本願の範囲は、明細書に記載のプロセス、マシン、製造、組成物、手段、方法及びステップに関する、特定の実施形態に限定されることを意図するものでは無い。当業者の一人が本発明の開示から即座に理解するように、本明細書に記載の対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行する、若しくは、実質的に同じ結果を達成する、現存の、若しくは後に開発されるべき、プロセス、マシン、製造、組成物、手段、方法、又はステップは、本発明に従って利用され得る。従って、添付の請求項は、それらの範囲内にて、それらプロセス、マシン、製造、組成物、手段、方法、又はステップを含むことを、意図するものである。

100・・・タイヤ圧力モニタシステム、101、102、103、104・・・ホイールユニット、201、202、203、204・・・アンチロックブレーキシステム(ABS)センサ、204・・・バッテリ、206・・・トランスポンダ、207・・・センサインタフェース、208・・・圧力センサ、212・・・ホイールフェーズ角センサ、214・・・トランスミッタ、222・・・コントローラ。