JP2014016244A - タイヤ空気圧監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】より簡易にセンサユニットからの情報信号に基づき、そのセンサユニットを備えたタイヤの取り付け位置を特定することにある。
【解決手段】位相差検出部２１を通じて両受信アンテナ１２ａ，１２ｂ間で受信した情報信号Ｓｉの位相差に応じた信号Ｓｄ（検出値）が検出される。この信号Ｓｄは、各受信アンテナ１２ａ，１２ｂの受信信号を混合することで得られる。車載制御装置１１は、この信号Ｓｄに基づき、情報信号Ｓｉの送信元が前輪及び後輪の何れに対応するセンサユニットであるかを判断する。さらに、車載制御装置１１は、情報信号Ｓｉに含まれるＲＳＳＩ情報に基づき、情報信号Ｓｉの送信元が上記判断した前輪又は後輪のうち何れのセンサユニットであるかを判断する。
【選択図】図３

Description

この発明は、タイヤ空気圧監視システムに関する。

従来、車両に搭載されるシステムとして、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（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）が知られている。
従来のＴＰＭＳは、各タイヤに取り付けられるセンサユニットと、車両に搭載される受信機と備える。センサユニットは、タイヤの空気圧を検出し、その検出結果を含む情報信号を無線送信する。受信機は、受信した情報信号に基づきタイヤの空気圧を監視し、タイヤの空気圧が低下した旨判断したとき警告を行う。

特許文献１に記載のＴＰＭＳは、受信機において情報信号の送信元（センサユニットの取り付け位置）を特定可能に構成されている。詳しくは、図７に示すように、受信機１００は、一対の受信アンテナ１０２ａ，１０２ｂと、各受信アンテナ１０２ａ，１０２ｂに対応するコンバータ１０３ａ，１０３ｂ及び混合器１０４ａ，１０４ｂと、局部発振回路１０５と、ＣＰＵ１０６と、を備える。

一対の受信アンテナ１０２ａ，１０２ｂは、受信した同一の情報信号に特定の位相差が生じるように配置されている。コンバータ１０３ａ，１０３ｂは対応する受信アンテナ１０２ａ，１０２ｂからの受信信号における周波数を低減（ダウンコンバート）したうえで混合器１０４ａ，１０４ｂに出力する。局部発振回路１０５は、自ら生成したＬｏ信号を各混合器１０４ａ，１０４ｂに出力する。

各混合器１０４ａ，１０４ｂは、局部発振回路１０５からのＬｏ信号と、コンバータ１０３ａ，１０３ｂからの受信信号とを混合して中間周波数を有する中間周波数信号を生成し、その中間周波数信号をＣＰＵ１０６に出力する。ＣＰＵ１０６は、各混合器１０４ａ，１０４ｂからの中間周波数信号をサンプリングすることで、各受信アンテナ１０２ａ，１０２ｂを通じて受信した信号の波形及び位相差を認識する。ＣＰＵ１０６は、この位相差に基づき、情報信号の送信元を特定する。よって、当該ＴＰＭＳにおいては、空気圧が低下したタイヤの位置を特定したうえでの警告が可能となる。

特開２００９−２９２０９号公報

上記特許文献１に記載のＴＰＭＳにおいては、ＣＰＵ１０６は各混合器１０４ａ，１０４ｂからの中間周波数信号をそれぞれサンプリングする必要があった。このため、タイヤの位置特定に係るＣＰＵ１０６の処理負担が大きくなっていた。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より簡易にセンサユニットからの情報信号に基づき、そのセンサユニットを備えたタイヤの取り付け位置を特定できるタイヤ空気圧監視システムを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、車両の各タイヤに装着されるとともに、タイヤの空気圧情報を含む情報信号を無線送信するセンサユニットと、何れかの前記センサユニットから送信された情報信号を、互いに位相差を有するように受信する位置に設けられる複数の受信アンテナと、前記各受信アンテナを通じて受信した信号の前記位相差に応じた絶対値である検出値を検出する位相差検出手段と、前記各センサユニットとの距離のうち少なくとも何れかが異なる位置に設けられるとともに、前記センサユニットにリクエスト信号を無線送信する車載送信部と、前記センサユニットにおいて受信した前記リクエスト信号の受信信号強度を検出する信号強度検出手段と、前記受信した情報信号に含まれる空気圧情報に基づき、タイヤの空気圧が閾値以下となったときユーザに対して警告を行う車載制御装置と、を備え、前記車載制御装置は、前記情報信号を受信したとき、前記位相差検出手段を通じた前記検出値、並びに前記信号強度検出手段を通じた前記リクエスト信号の受信信号強度に基づき前記情報信号の送信元が何れのセンサユニットであるかを判断することで、前記センサユニットの取り付け位置を特定したうえで前記警告を行うことをその要旨としている。

同構成によれば、センサユニットが取り付けられるタイヤの位置によって、位相差検出手段による検出値は異なる。また、車載送信部は各センサユニットとの距離のうち少なくとも何れかが異なる位置に設けられる。よって、センサユニット毎に信号強度検出手段を通じて検出されるリクエスト信号の受信信号強度が異なる。

従って、車載制御装置は、検出値及びリクエスト信号の受信信号強度に基づき情報信号の送信元が何れのセンサユニットであるかを判断できる。上記構成によれば、上記背景技術に記載の構成のように各受信アンテナを通じた受信信号をそれぞれサンプリングする必要がないため、より簡易にタイヤの取り付け位置が特定可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、前記リクエスト信号はユーザによって所持される電子キーからの応答信号を要求するものであることをその要旨としている。

一般的な電子キーシステムが搭載されている車両においては、車両から電子キーに対して応答信号を要求するべくリクエスト信号が送信される。上記構成によれば、電子キーシステムにおける車載送信部を利用して、センサユニットの位置判断が可能となる。よって、より簡易にタイヤ空気圧監視システムを構成することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、前記位相差検出手段は、前記各受信アンテナを通じて受信した前記情報信号の振幅をそれぞれ一定とする振幅変更手段と、前記振幅変更手段を通じて振幅が一定とされた前記情報信号を混合する混合器と、前記混合器において混合された信号のうち交流成分を除去することで生成した直流成分からなる前記検出値を前記車載制御装置に出力するローパスフィルタと、を備えたことをその要旨としている。

同構成によれば、簡易に、位相差に応じた絶対値である検出値を検出する位相差検出手段を構成することができる。
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、前記位相差検出手段は、前記各受信アンテナを通じて受信した前記情報信号の振幅をそれぞれ一定とする振幅変更手段と、前記振幅変更手段を通じて振幅が一定とされた前記情報信号を合成する合成器と、を備えることをその要旨としている。

同構成によれば、簡易に、位相差に応じた絶対値である検出値を検出する位相差検出手段を構成することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、前記複数の受信アンテナのうち少なくとも１つを車両の天井内に設置することをその要旨としている。

同構成によれば、受信アンテナを車両の天井内に設置することで、受信アンテナが天井に反射した電波を受けることが抑制される。よって、センサユニットからの直接の電波と、天井に反射した電波とが混合することに伴う、受信する情報信号の位相への影響を抑制できる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、前記情報信号は複数のフレームから構成され、前記車載制御装置は、前記情報信号を受信すると、その情報信号のフレーム毎に前記検出値を認識し、複数の前記検出値に基づき、前記情報信号の送信元を判断することをその要旨としている。

同構成によれば、車載制御装置は、複数の検出値に基づき、情報信号の送信元が何れのセンサユニットであるかを判断する。ここで、タイヤの回転に応じて位相差は変化する。このように、位相差がある範囲でばらついた場合であっても、複数の検出値を統計的にみることで、例えばバラツキの中心値に基づき、正確にタイヤの位置特定を行うことができる。

本発明によれば、タイヤ空気圧監視システムにおいて、より簡易にセンサユニットからの情報信号に基づき、そのセンサユニットを備えたタイヤの取り付け位置を特定することができる。

本発明の一実施形態におけるタイヤ空気圧監視システム及び電子キーシステムの構成を示すブロック図。 本発明の一実施形態における受信アンテナの設置位置を示した車両の上面図。 本発明の一実施形態におけるＵＨＦ受信部の具体的構成を示すブロック図。 本発明の一実施形態における（ａ），（ｂ）は各センサユニットと各受信アンテナとの距離差に応じた位相差等を示す表。 本発明の一実施形態における車載制御装置の処理手順を示すフローチャート。 他の実施形態における位相差検出部等の構成を示すブロック図。 背景技術における受信機の構成を示すブロック図。

以下、本発明にかかるタイヤ空気圧監視システムを具体化した一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。本実施形態においては、車両には電子キーシステムが搭載されている。

（センサユニットの構成）
図１に示すように、車両１の各タイヤのバルブ部分にはセンサユニット３０ａ〜３０ｄが設けられている。具体的には、図２に示すように、右前輪ＦＲにはセンサユニット３０ａが設けられ、左前輪ＦＬにはセンサユニット３０ｂが設けられる。また、右後輪ＲＲにはセンサユニット３０ｃが設けられ、左後輪ＲＬにはセンサユニット３０ｄが設けられる。センサユニット３０ａ〜３０ｄは、車両１にＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の情報信号を無線送信する。

図１の下側に拡大して示すように、センサユニット３０ａ〜３０ｄは、空気圧センサ３６と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１と、送信回路３２と、受信回路３３と、メモリ３５とを備える。不揮発性のメモリ３５には、各センサユニット３０ａ〜３０ｄに固有のセンサユニットＩＤコード（識別コード）が記憶されている。

空気圧センサ３６は、タイヤの空気圧を検出するとともに、その検出結果をＣＰＵ３１に出力する。ＣＰＵ３１は、空気圧センサ３６からの検出結果に基づきタイヤの空気圧を認識する。

受信回路３３は、自身の受信アンテナ３３ａを通じてリクエスト信号Ｓｒｑを受信すると、その受信したリクエスト信号Ｓｒｑを復調し、その復調したリクエスト信号ＳｒｑをＣＰＵ３１に出力する。

また、受信回路３３はＲＳＳＩ検出回路３３ｂを備える。ＲＳＳＩ検出回路３３ｂは、受信したリクエスト信号ＳｒｑのＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）を検出し、その検出結果をＣＰＵ３１に出力する。

ＣＰＵ３１は、リクエスト信号Ｓｒｑを認識すると、ＲＳＳＩ情報と、メモリ３５に記憶されるセンサユニットＩＤコードと、空気圧情報とを含む情報信号Ｓｉを生成し、それを送信回路３２に出力する。送信回路３２は、情報信号ＳｉをＵＨＦ帯の電波に変調し、その変調した信号を送信アンテナ３２ａを介して無線送信する。正確には、情報信号Ｓｉは、互いに同一内容の複数のフレームから構成される。各フレームには、センサユニットＩＤコードと、タイヤの空気圧情報と、加速度情報とが含まれている。

（電子キーの構成）
電子キー４０は、コンピュータユニットによって構成される電子キー制御部４１と、ＬＦ（low frequency）帯の無線信号を受信するＬＦ受信部４２と、ＵＨＦ帯の無線信号を送信するＵＨＦ送信部４３とを備える。

電子キー制御部４１は、不揮発性のメモリ１１ａを備え、同メモリ１１ａには電子キー４０に固有のキーＩＤコードが記憶されている。
ＬＦ受信部４２は、受信アンテナ４２ａを介して車両１から送信されるＬＦ帯の無線信号であるリクエスト信号Ｓｒｑを受信する。そして、ＬＦ受信部４２は、このリクエスト信号Ｓｒｑを復調し、その復調した信号を電子キー制御部４１へ出力する。

電子キー制御部４１は、ＬＦ受信部４２からのリクエスト信号Ｓｒｑを認識すると、メモリ１１ａに記憶されたキーＩＤコードを含むレスポンス信号ＳｒｅｓをＵＨＦ送信部４３へ出力する。ＵＨＦ送信部４３は、レスポンス信号Ｓｒｅｓを変調し、これを送信アンテナ４３ａを介してＵＨＦ帯の無線信号として送信する。

（車両の構成）
図１に示すように、車両１は、車載制御装置１１と、ＵＨＦ受信部２０と、一対の受信アンテナ１２ａ，１２ｂと、インジケータ１５と、イグニッションスイッチ１８と、ＬＦ送信部５と、ＵＨＦ受信部２０と、ドアロック装置７と、ロックスイッチ８とを備える。

車載制御装置１１は、不揮発性のメモリ１１ａを備える。メモリ１１ａには、電子キー４０と同一のキーＩＤコード、並びに各センサユニット３０ａ〜３０ｄに固有のセンサユニットＩＤコードが記憶されている。イグニッションスイッチ１８は、車両１のイグニッションの状態に応じた信号を車載制御装置１１に出力する。

車載制御装置１１は、一定周期毎にリクエスト信号Ｓｒｑを生成し、それをＬＦ送信部５に送信する。ＬＦ送信部５は、車載制御装置１１からリクエスト信号Ｓｒｑが入力されると、そのリクエスト信号ＳｒｑをＬＦ帯に変調し、これをＬＦ送信アンテナ５Ｒ，５Ｌを介して無線信号として車外に送信する。このＬＦ送信アンテナ５Ｒ，５Ｌは車載送信部に相当する。

図２に示すように、ＬＦ送信アンテナ５Ｒ，５Ｌは、車外側のドアハンドルの内部に設けられる。詳しくは、右側ＬＦ送信アンテナ５Ｒは運転席に対応する車外側のドアハンドルに内蔵され、左側ＬＦ送信アンテナ５Ｌは助手席に対応する車外側のドアハンドルに内蔵される。右側ＬＦ送信アンテナ５Ｒは、各右輪ＦＲ，ＲＲと、各左輪ＦＬ，ＲＬとの距離が異なる位置に設けられる。本例では、右側ＬＦ送信アンテナ５Ｒは各右輪ＦＲ，ＲＲに対して近く、各左輪ＦＬ，ＲＬに対して遠く位置する。

右側ＬＦ送信アンテナ５Ｒは両右輪ＦＲ，ＲＲに対応するセンサユニット３０ａ，３０ｃを含む範囲にまでリクエスト信号Ｓｒｑを送信する。左側ＬＦ送信アンテナ５Ｌは両左輪ＦＬ，ＲＬに対応するセンサユニット３０ｂ，３０ｄを含む範囲にまでリクエスト信号Ｓｒｑを送信する。

ロックスイッチ８は、車外側のドアハンドルの表面に操作可能に設けられるとともに、押し操作されると、その旨の操作信号を車載制御装置１１に出力する。
図１に示すように、ＵＨＦ受信部２０は、自身の受信アンテナ１２ａ，１２ｂを通じてレスポンス信号Ｓｒｅｓを受信すると、この信号を復調し、これを車載制御装置１１へ出力する。車載制御装置１１は、レスポンス信号Ｓｒｅｓに含まれるキーＩＤコードと、メモリ１１ａに記憶されるキーＩＤコードとの照合を行う。

車載制御装置１１は、キーＩＤコードの照合が成立した状態において、ロックスイッチ８が操作された旨認識すると、ドアロック装置７を通じて車両ドアの施解錠状態を切り替える。

図２に示すように、第１の受信アンテナ１２ａは左後輪ＲＬの前方に設置され、第２の受信アンテナ１２ｂは第１の受信アンテナ１２ａの右側であって車両幅方向（図中の左右方向）の略中央に設置されている。例えば、第１の受信アンテナ１２ａはリヤピラー（Ｃピラー）に内蔵され、第２の受信アンテナ１２ｂは車両の天井に内蔵される。すなわち、両受信アンテナ１２ａ，１２ｂは前輪ＦＬ，ＦＲよりも後輪ＲＬ，ＲＲに近い位置に設けられている。

ここで、本例では、両アンテナ１２ａ，１２ｂ間の距離が４００ｍｍ〜６００ｍｍであって、ホイールベースＬｗｈ（前後輪間距離）が２６００ｍｍ〜２９００ｍｍであるとする。そして、第１の受信アンテナ１２ａと右前輪ＦＲとの距離を距離Ｌ１とし、第２の受信アンテナ１２ｂと右前輪ＦＲとの距離を距離Ｌ２とし、第１の受信アンテナ１２ａと左前輪ＦＬとの距離を距離Ｌ３とし、第２の受信アンテナ１２ｂと左前輪ＦＬとの距離を距離Ｌ４とする。同様に、第１の受信アンテナ１２ａと右後輪ＲＲとの距離を距離Ｌ５とし、
第２の受信アンテナ１２ｂと右後輪ＲＲとの距離を距離Ｌ６とし、第１の受信アンテナ１２ａと左後輪ＲＬとの距離を距離Ｌ７とし、第２の受信アンテナ１２ｂと左後輪ＲＬとの距離を距離Ｌ８とする。この場合、各距離差ΔＬ１〜ΔＬ４は以下のようになる。

ΔＬ１＝｜Ｌ１−Ｌ２｜≒５０ｍｍ・・・・・・（１）
ΔＬ２＝｜Ｌ３−Ｌ４｜≒５０ｍｍ・・・・・・（２）
ΔＬ３＝｜Ｌ５−Ｌ６｜≒５００ｍｍ・・・・・（３）
ΔＬ４＝｜Ｌ７−Ｌ８｜≒５００ｍｍ・・・・・（４）
すなわち、上記各式に示すように、両受信アンテナ１２ａ，１２ｂに対する各後輪ＲＲ，ＲＬの距離差ΔＬ３，ΔＬ４（５００ｍｍ）は、各前輪ＦＲ，ＦＬの距離差ΔＬ１，ΔＬ２（５０ｍｍ）より大きくなる。この距離差の違いに基づき後述する位相差が生じる。

次に、ＵＨＦ受信部２０の構成について詳述する。
図３に示すように、ＵＨＦ受信部２０は、両受信アンテナ１２ａ，１２ｂを通じて受信した情報信号Ｓｉの位相差を検出する位相差検出部２１と、第１の受信アンテナ１２ａを通じて受信した信号をデジタル信号に変換する信号復調部２５と、を備える。

信号復調部２５は、増幅器２６と、混合器２７ａと、局部発振器２７ｂと、バンドパスフィルタ２８と、検波器２９とを備える。
増幅器２６は第１の受信アンテナ１２ａを通じて受信された情報信号Ｓｉを増幅し、その増幅した信号Ｓ１を混合器２７ａに出力する。局部発振器２７ｂは自ら生成した信号Ｓｌｏを混合器２７ａに出力する。混合器２７ａは局部発振器２７ｂからの信号Ｓｌｏ及び増幅器２６からの信号Ｓ１を混合することで、中間周波数（ＩＦ；Intermediate Frequency）に変換した信号Ｓｉｆをバンドパスフィルタ２８に出力する。バンドパスフィルタ２８は、信号Ｓｉｆのうち、情報信号Ｓｉの周波数に対応した周波数を選択的に通過させ、その通過した信号Ｓ２を検波器２９に出力する。検波器２９は信号Ｓ２を検波し、その検波した信号Ｓ３（デジタル信号）を車載制御装置１１へ出力する。これと同様に、信号復調部２５は、上記レスポンス信号Ｓｒｅｓも復調する。

一方、位相差検出部２１は、増幅器２２ａ，２２ｂと、混合器２３と、ローパスフィルタ２４とを備える。
第１の受信アンテナ１２ａ及び混合器２３間の信号線の長さ、及び第２の受信アンテナ１２ｂ及び混合器２３間の信号線の長さは、それぞれ「ｎλ」に設定される。ｎは自然数であって、λは波長である。これにより、信号線の長さに伴う両受信アンテナ１２ａ，１２ｂ間での受信信号の位相差への影響を抑制できる。

増幅器２２ａは第１の受信アンテナ１２ａを通じて受信された情報信号Ｓｉを一定レベルに増幅し、その増幅した信号Ｓαを混合器２３に出力する。増幅器２２ｂは第２の受信アンテナ１２ｂを通じて受信された情報信号Ｓｉを一定レベルに増幅し、その増幅した信号Ｓβを混合器２３に出力する。すなわち、増幅器２２ａ，２２ｂは振幅変更手段に相当する。両信号Ｓα，Ｓβの振幅は同一とされる。また、信号Ｓα，Ｓβは以下の式で表される。

Ｓα＝Ａｓｉｎ（ωｔ＋θ）・・・・・・（５）
Ｓβ＝Ａｓｉｎ（ωｔ＋θ＋Δθ）・・・（６）
両信号Ｓα，Ｓβ間の位相差Δθは、上述した両受信アンテナ１２ａ，１２ｂに対する各輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬの距離差ΔＬ１〜ΔＬ４に伴い発生する。混合器２３は両信号Ｓα，Ｓβを混合して信号Ｓｃを生成し、その信号Ｓｃをローパスフィルタ２４に出力する。この信号Ｓｃは以下の式で表される。

Ｓｃ＝Ｓα・Ｓβ＝Ａ^２ｓｉｎ（ωｔ＋θ）ｓｉｎ（ωｔ＋θ＋Δθ）・・（７）
上記式（７）を加法定理を用いて展開すると、以下の式が導出される。
Ｓｃ＝−Ａ^２／２［ｃｏｓ（２ωｔ＋２θ＋Δθ）］＋Ａ^２／２［ｃｏｓ（Δθ）］・・・（８）
上記式（８）における第一項が倍波成分（交流成分）であって、第二項が直流成分である。この直流成分は、両信号Ｓα，Ｓβ間の位相差Δθに応じた絶対値（検出値）となる。ローパスフィルタ２４は、信号Ｓｃのうち倍波成分（交流成分）を除去し、直流成分を通過させた信号Ｓｄを車載制御装置１１に出力する。

（前後輪判断に係る作用）
車載制御装置１１は、ローパスフィルタ２４からの信号Ｓｄ（直流成分）に基づき位相差Δθを認識する。図４（ａ），（ｂ）の表に示すように、位相差Δθに基づき、情報信号Ｓｉの送信元が前輪ＦＲ，ＦＬ及び後輪ＲＲ，ＲＬの何れに対応するセンサユニット３０ａ〜３０ｄであるかを特定可能である。

図４（ａ）の例においては、情報信号Ｓｉの送信周波数が３１５ＭＨｚで、波長λが９５２ｍｍである。この場合には、位相差閾値Ｔｈ１は、例えば、「０」に設定される。図４（ｂ）の例においては、情報信号Ｓｉの送信周波数が４３３ＭＨｚで、波長λが６９３ｍｍである。この場合には、位相差閾値Ｔｈ１は、例えば、「０．４」に設定される。

ここで、両受信アンテナ１２ａ，１２ｂ間の位相差Δθは、情報信号Ｓｉの伝搬距離の差に起因するものであるため、距離差ΔＬ１〜ΔＬ４が大きくなるにつれて大きくなる。このため、上記前輪ＦＲ，ＦＬに対応する距離差ΔＬ１，ΔＬ２（５０ｍｍ）と、上記後輪ＲＲ，ＲＬに対応する距離差ΔＬ３，ΔＬ４（５００ｍｍ）との差を大きくすることで、
図４（ａ），（ｂ）の表に示すように、前後輪間での位相差Δθの差を大きくすることができる。

車載制御装置１１は、信号Ｓｄに基づき「ＣＯＳΔθ」を認識する。この「ＣＯＳΔθ」は、位相差Δθに応じた絶対値となる。
車載制御装置１１は、「ＣＯＳΔθ」が位相差閾値Ｔｈ１以下のとき情報信号Ｓｉの送信元が後輪ＲＲ，ＲＬ（正確にはそれらに対応するセンサユニット、以下同様）であると判断し、「ＣＯＳΔθ」が位相差閾値Ｔｈ１より大きいとき情報信号Ｓｉの送信元が前輪ＦＲ，ＦＬであると判断する。

（左右輪判断に係る作用）
さらに、車載制御装置１１は、上記前後輪判断が完了すると、右側ＬＦ送信アンテナ５Ｒのみを通じてリクエスト信号Ｓｒｑを送信する。

車載制御装置１１は、このリクエスト信号Ｓｒｑに対する情報信号Ｓｉを、ＵＨＦ受信部２０を通じて受信すると、その情報信号Ｓｉに含まれるＲＳＳＩ情報を認識する。車載制御装置１１は、このＲＳＳＩ情報に基づき、ＲＳＳＩが強度閾値Ｔｈ２を超える旨判断すると、右輪ＦＲ，ＲＲに対応するセンサユニット３０ａ，３０ｃであると特定する。この強度閾値Ｔｈ２は、右側ＬＦ送信アンテナ５Ｒから各右輪ＦＲ，ＲＲまでの距離に応じたＲＳＳＩに設定されている。

一方、車載制御装置１１は、このＲＳＳＩ情報に基づき、ＲＳＳＩが強度閾値Ｔｈ２以下である旨判断すると、左輪ＦＬ，ＲＬに対応するセンサユニット３０ｂ，３０ｄであると特定する。

よって、車載制御装置１１は、上記前後輪判断及び左右輪判断を通じて情報信号Ｓｉの送信元となるタイヤの位置を判断し、そのタイヤの位置にセンサユニットＩＤコードを登録する。このセンサユニットＩＤコードの登録は、全てのセンサユニット３０ａ〜３０ｄについて実行される。

全てのセンサユニットＩＤコードの登録が完了した後に、例えば、車載制御装置１１は、受信した情報信号Ｓｉに含まれるタイヤの空気圧がメモリ１１ａに記憶される閾値以下である旨判断すると、その情報信号Ｓｉに含まれるセンサユニットＩＤコードに対応するタイヤの取り付け位置を特定したうえでインジケータ１５を通じて低空気圧の警告を行う。よって、ユーザは車内において何れのタイヤの空気圧が低下したかを認識することができる。このセンサユニットＩＤコードの登録は、例えば車両イグニッションがオン状態とされた後の走行開始時に実行される。

なお、複数のセンサユニット３０ａ〜３０ｄからの情報信号Ｓｉを同時に受信した場合には、車載制御装置１１は信号Ｓｄに基づきセンサユニットＩＤコードを認識できない。このとき、車載制御装置１１は信号復調部２５からの信号Ｓ３及び、位相差検出部２１からの信号Ｓｄを破棄する。

以下、図５のフローチャートを参照しつつ、車載制御装置１１がタイヤの位置を判断するにあたって実行する処理について説明する。このフローチャートは、車両のイグニッションがオン状態に切り替えられると実行される。本例では、情報信号Ｓｉの送信周波数が４３３ＭＨｚの場合に対応した位相差閾値Ｔｈ１に設定されている。また、このフローチャートと並行して、車載制御装置１１は信号復調部２５を通じて認識したセンサユニットＩＤコードの照合を実行している。

車載制御装置１１は、情報信号Ｓｉの受信を待つ（Ｓ１０１でＮＯ）。車載制御装置１１は、情報信号Ｓｉを受信すると（Ｓ１０１でＹＥＳ）、位相差Δθに応じたＣＯＳΔθが位相差閾値Ｔｈ１を超えるか否かを判断する（Ｓ１０２）。本例では、図４（ｂ）を参照して、位相差閾値Ｔｈ１が０．４に設定される。

車載制御装置１１は、「ＣＯＳΔθ」が位相差閾値Ｔｈ１を超える旨判断すると（Ｓ１０２でＹＥＳ）、情報信号Ｓｉの送信元が前輪ＦＲ，ＦＬである旨判断する（Ｓ１０３）。

つぎに、車載制御装置１１は、右側ＬＦ送信アンテナ５Ｒを通じてリクエスト信号Ｓｒｑを送信した後（Ｓ１０４）、受信した情報信号Ｓｉに含まれるＲＳＳＩ情報のＲＳＳＩが強度閾値Ｔｈ２を超えるか否かを判断する（Ｓ１０５）。

車載制御装置１１は、上記ステップＳ１０３を経て、ＲＳＳＩが強度閾値Ｔｈ２を超える旨判断すると（Ｓ１０５でＹＥＳ）、情報信号Ｓｉの送信元が右前輪ＦＲであると判断する（Ｓ１０６）。そして、車載制御装置１１は、情報信号Ｓｉに含まれるセンサユニットＩＤコードを右前輪ＦＲに登録する（Ｓ１０７）。

車載制御装置１１は、上記ステップＳ１０３を経て、ＲＳＳＩが強度閾値Ｔｈ２以下である旨判断すると（Ｓ１０５でＮＯ）、情報信号Ｓｉの送信元が左前輪ＦＬであると判断する（Ｓ１０８）。そして、車載制御装置１１は、情報信号Ｓｉに含まれるセンサユニットＩＤコードを左前輪ＦＬに登録する（Ｓ１０７）。

車載制御装置１１は、「ＣＯＳΔθ」が位相差閾値Ｔｈ１以下である旨判断すると（Ｓ１０２でＮＯ）、情報信号Ｓｉの送信元が後輪ＲＲ，ＲＬである旨判断する（Ｓ１０９）。この場合にも、車載制御装置１１は、右側ＬＦ送信アンテナ５Ｒを通じてリクエスト信号Ｓｒｑを送信した後（Ｓ１０４）、受信した情報信号Ｓｉに含まれるＲＳＳＩ情報のＲＳＳＩが強度閾値Ｔｈ２を超えるか否かを判断する（Ｓ１０５）。

車載制御装置１１は、上記ステップＳ１０９を経て、ＲＳＳＩが強度閾値Ｔｈ２を超える旨判断すると（Ｓ１０５でＹＥＳ）、情報信号Ｓｉの送信元が右後輪ＲＲであると判断する（Ｓ１０６）。そして、車載制御装置１１は、情報信号Ｓｉに含まれるセンサユニットＩＤコードを右後輪ＲＲに登録する（Ｓ１０７）。

車載制御装置１１は、上記ステップＳ１０９を経て、ＲＳＳＩが強度閾値Ｔｈ２以下である旨判断すると（Ｓ１０５でＮＯ）、情報信号Ｓｉの送信元が左後輪ＲＬであると判断する（Ｓ１０８）。そして、車載制御装置１１は、情報信号Ｓｉに含まれるセンサユニットＩＤコードを左後輪ＲＬに登録する（Ｓ１０７）。以上のように、各取り付け位置にセンサユニットＩＤコードを登録する。

なお、位相差検出部２１は位相差検出手段に相当し、ＲＳＳＩ検出回路３３ｂは信号強度検出手段に相当する。
以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）位相差検出部２１を通じて両受信アンテナ１２ａ，１２ｂ間で受信した情報信号Ｓｉの位相差Δθに応じた信号Ｓｄ（検出値）が検出される。この信号Ｓｄは、各受信アンテナ１２ａ，１２ｂの受信信号を混合することで得られる。車載制御装置１１は、この信号Ｓｄに基づき、情報信号Ｓｉの送信元が前輪ＦＲ，ＦＬ及び後輪ＲＲ，ＲＬの何れに対応するセンサユニット３０ａ〜３０ｄであるかを判断する。

さらに、車載制御装置１１は、情報信号Ｓｉに含まれるＲＳＳＩ情報に基づき、情報信号Ｓｉの送信元が上記判断した前輪ＦＲ，ＦＬ又は後輪ＲＲ，ＲＬのうち何れのセンサユニット３０ａ〜３０ｄであるかを判断する。

上記構成によれば、上記背景技術に記載の構成のように各受信アンテナを通じた受信信号をそれぞれサンプリングする必要がないため、より簡易に位相差Δθに基づきタイヤの取り付け位置が識別可能となる。

（２）位相差検出部２１を混合器２３及びローパスフィルタ２４等にて簡易に構成することができる。
（３）位相差検出部２１による位相差Δθの検出及び信号復調部２５による復調を同時に行うことができる。よって、位相差Δθ（正確には「ＣＯＳΔθ」）の検出が復調に影響を及ぼすことがない。

（４）第２の受信アンテナ１２ｂは車両の天井に内蔵される。本構成によって、天井（具体的には車室内側の面）での情報信号Ｓｉ（電波）の反射によって、情報信号Ｓｉの位相差に影響がでることが抑制される。詳しくは、各輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬに装着されるセンサユニット３０ａ〜３０ｄから放出された電波は車両側面を沿うように回折し、ガラス材でなる窓にて更に回折して車室内に入っていく。窓で回折する際、回折する角度が小さいほど強い電波となる。従って、天井方向に比較的強い電波が回折し、シート面方法には比較的弱い電波が回折する。例示したＣピラーはその中間に位置するので、天井方向に回折した電波よりも弱い電波が伝播してくることになる。天井方向に伝搬した電波は天井で反射するため天井での反射損失を見込んでも、窓で回折してＣピラーに直接伝搬する電波に対し無視できない電力となる。上記実施形態では、伝搬してくる電波の位相を問題にするため、天井で反射した電波は窓で回折してピラーに直接伝搬する電波と異なる位相となる。従って、それらの混合波（情報信号Ｓｉ）は窓で回折してピラーに直接伝搬する電波とは異なる位相となる。

この点、第２の受信アンテナ１２ｂを、上記のような反射した電波の影響が少ない場所、すなわち、天井に内蔵することで、単純にタイヤからの距離に基づき計算される位相差を得ることができる。

（５）一般的な電子キーシステムが搭載されている車両１においては、車両１から電子キー４０に対して応答信号を要求するべくリクエスト信号Ｓｒｑが送信される。上記構成によれば、電子キーシステムにおけるＬＦ送信部５を利用して、センサユニット３０ａ〜３０ｄの位置判断が可能となる。よって、より簡易にタイヤ空気圧監視システムを構成することができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態においては、図５のフローチャートのステップＳ１０４において、車載制御装置１１は、右側ＬＦ送信アンテナ５Ｒのみからリクエスト信号Ｓｒｑを送信していたが、左側ＬＦ送信アンテナ５Ｌのみからリクエスト信号Ｓｒｑを送信してもよい。この場合、ステップＳ１０６及びステップＳ１０８の判断が反対となる。

また、車載制御装置１１は、各送信アンテナ５Ｒ，５Ｌから順にリクエスト信号Ｓｒｑを送信して、２回に亘って、ステップＳ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０８の処理判断を行ってもよい。

・上記実施形態においては、本来、電子キーシステムに利用されているＬＦ送信部５がＴＰＭＳにも利用されていたが、電子キーシステムのＬＦ送信部５とは別にＴＰＭＳ専用のＬＦ送信部を設けてもよい。この場合、ＴＰＭＳ専用のＬＦ送信部の設置位置は、車外側のドアハンドルに限らず、例えばドア本体の内部であってもよい。

・位相差検出部２１の構成は上記実施形態に限らない。例えば図６に示すように、位相差検出部６０は、合成器６１と、ＡＬＣ(Automatic Level Control)機能付きの増幅器６２，６３とを備える。合成器６１は３つの抵抗Ｒ１〜Ｒ３からなる。各受信アンテナ１２ａ，１２ｂと合成器６１との間には、増幅器６２，６３が設けられている。各増幅器６２，６３は、各受信アンテナ１２ａ，１２ｂを通じて受信した受信信号を一定レベルの振幅に増幅し、その増幅した信号Ｓ１０を合成器６１に出力する。すなわち、各増幅器６２，６３は振幅変更手段に相当する。合成器６１は各増幅器６２，６３からの信号Ｓ１０を合成し、その合成した信号Ｓ１１を車載制御装置１１へ出力する。この信号Ｓ１１のレベルは、位相差Δθに比例する。よって、車載制御装置１１は位相差検出部６０からの信号Ｓ１１を通じて位相差Δθを認識することができる。

・上記実施形態においては、情報信号Ｓｉにおける特定のフレームについて「ＣＯＳΔθ」を認識していた。しかし、車載制御装置１１は、情報信号Ｓｉの各フレームについて「ＣＯＳΔθ」を認識してもよい。そして、車載制御装置１１は、「ＣＯＳΔθ」の分布、すなわちバラツキの中心値に基づき情報信号Ｓｉの送信元を特定する。このように、「ＣＯＳΔθ」のバラツキをみることで、タイヤの回転に伴う「ＣＯＳΔθ」の誤差に関わらず、タイヤの位置に係る判断の精度が向上する。

・情報信号Ｓｉ、リクエスト信号Ｓｒｑ及びレスポンス信号Ｓｒｅｓの送信周波数は上記実施形態のものに限らない。
・上記実施形態においては、受信アンテナ１２ａ，１２ｂは２つであったが、受信アンテナは３つ以上設けられていてもよい。この場合、３つ以上の受信アンテナのうち選択された２つの受信アンテナの受信信号の位相差を検出する。この選択される２つの受信アンテナは、信号受信中に切り替えられる。このように、複数の位相差に基づき、タイヤの取り付け位置の判断を行うことで、より判断の精度が向上する。

・上記実施形態においては、両受信アンテナ１２ａ，１２ｂは後輪ＲＬ，ＲＲ側に設けられていたが、前輪ＦＬ，ＦＲ側に設けられていてもよい。また、例えば、両受信アンテナ１２ａ，１２ｂを図２の上下方向に並ぶように左輪ＦＬ，ＲＬ間、若しくは右輪ＦＲ，ＲＲ間に設けてもよい。この場合、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１０２の判断を経て左輪ＦＬ，ＲＬ及び右輪ＦＲ，ＲＲの何れかであると判断される。また、ステップＳ１０５の判断を経て前輪ＦＬ，ＦＲ及び後輪ＲＬ，ＲＲの何れかであると判断される。

・上記実施形態においては、イグニッションがオン状態とされた後に各タイヤの位置にセンサユニットＩＤコードが登録されていた。しかし、車載制御装置１１は、当該センサユニットＩＤコードの登録を行わずに、情報信号Ｓｉの受信毎にタイヤの位置の判断を行ってもよい。

・上記実施形態においては、車載制御装置１１は、位相差Δθを「ＣＯＳΔθ」を通じて認識していたが、実際に「ＣＯＳΔθ」に基づき位相差Δθを算出してもよい。
・上記実施形態においては、第１の受信アンテナ１２ａはＣピラーに内蔵され、第２の受信アンテナ１２ｂは車両の天井に内蔵されているが、両受信アンテナ１２ａ，１２ｂの設置位置はこれに限らず、例えば、両受信アンテナ１２ａ，１２ｂを天井に内蔵してもよい。

・上記実施形態においては、左右両側の車両ドアに送信アンテナ５Ｒ，５Ｌが内蔵されていたが、何れか一方の送信アンテナ５Ｒ，５Ｌを省略してもよい。
・上記実施形態におけるセンサユニット３０ａ〜３０ｄには、タイヤの加速度を検出する加速度センサが設けられていてもよい。ＣＰＵ３１は、リクエスト信号Ｓｒｑを受信した場合のみならず、加速度センサの検出結果に基づき、タイヤが回転している旨判断すると、周期的に情報信号Ｓｉを無線送信する。

・上記実施形態においては、ＣＰＵ３１はリクエスト信号Ｓｒｑを認識すると、送信回路３２を通じて情報信号Ｓｉを無線送信していた。しかし、ＣＰＵ３１はリクエスト信号Ｓｒｑを認識すると、リクエスト信号ＳｒｑのＲＳＳＩがＲＳＳＩ閾値以上であるか否かを判断する。

ＣＰＵ３１はリクエスト信号ＳｒｑのＲＳＳＩがＲＳＳＩ閾値以上である旨判断すると、情報信号Ｓｉを無線送信し、リクエスト信号ＳｒｑのＲＳＳＩがＲＳＳＩ閾値未満である旨判断すると、情報信号Ｓｉを無線送信しない。

・上記実施形態においては、車載制御装置１１は、ＬＦ送信部５を通じて、一定周期毎にリクエスト信号Ｓｒｑを無線送信していた。しかし、車載制御装置１１は、ロックスイッチ８が操作されたとき、リクエスト信号Ｓｒｑを無線送信してもよい。

・上記実施形態においては、図５のフローチャートのステップＳ１０４において、右側ＬＦ送信アンテナ５Ｒを通じてリクエスト信号Ｓｒｑが送信されていた。しかし、当該フローチャートの開始時に、右側ＬＦ送信アンテナ５Ｒを通じてリクエスト信号Ｓｒｑが送信されてもよい。この場合、ステップＳ１０４の処理は省略できる。

次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜６の何れか一項に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、前記センサユニットは、前記信号強度検出手段の検出結果である信号強度情報を前記情報信号に含ませて送信し、前記車載制御装置は前記情報信号を受信すると、その情報信号に含まれる信号強度情報を通じて、前記リクエスト信号の信号強度を認識するタイヤ空気圧監視システム。

（ロ）請求項１〜６、上記（イ）の何れか一項に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、前記複数のセンサユニットは、複数の前輪又は複数の左輪に対応する第１のセンサユニット郡と、複数の後輪又は複数の右輪に対応する第２のセンサユニット郡とから構成され、前記車載制御装置は、前記情報信号を受信したとき、前記検出値に基づき、前記情報信号の送信元が前記第１及び第２のセンサユニット郡の何れであるかを判断し、さらに、前記信号強度検出手段を通じた前記リクエスト信号の受信信号強度に基づき前記情報信号の送信元が前記判断されたセンサユニット郡のうち何れのセンサユニットであるかを判断するタイヤ空気圧監視システム。

１…車両、１１…車載制御装置、１２ａ…第１の受信アンテナ、１２ｂ…第２の受信アンテナ、１５…インジケータ、１８…イグニッションスイッチ、２０…ＵＨＦ受信部、２１，６０…位相差検出部、２２ａ，２２ｂ…増幅器、２３…混合器、２４…ローパスフィルタ、２５…信号復調部、２６…増幅器、２７ａ…混合器、２７ｂ…局部発振器、２８…バンドパスフィルタ、２９…検波器、３０ａ〜３０ｄ…センサユニット、３１…ＣＰＵ、３２…送信回路、３３…受信回路、３６…空気圧センサ、６１…合成器。

Claims (6)

1. 車両の各タイヤに装着されるとともに、タイヤの空気圧情報を含む情報信号を無線送信するセンサユニットと、
   何れかの前記センサユニットから送信された情報信号を、互いに位相差を有するように受信する位置に設けられる複数の受信アンテナと、
   前記各受信アンテナを通じて受信した信号の前記位相差に応じた絶対値である検出値を検出する位相差検出手段と、
   前記各センサユニットとの距離のうち少なくとも何れかが異なる位置に設けられるとともに、前記センサユニットにリクエスト信号を無線送信する車載送信部と、
   前記センサユニットにおいて受信した前記リクエスト信号の受信信号強度を検出する信号強度検出手段と、
   前記受信した情報信号に含まれる空気圧情報に基づき、タイヤの空気圧が閾値以下となったときユーザに対して警告を行う車載制御装置と、を備え、
   前記車載制御装置は、前記情報信号を受信したとき、前記位相差検出手段を通じた前記検出値、並びに前記信号強度検出手段を通じた前記リクエスト信号の受信信号強度に基づき前記情報信号の送信元が何れのセンサユニットであるかを判断することで、前記センサユニットの取り付け位置を特定したうえで前記警告を行うタイヤ空気圧監視システム。
2. 請求項１に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、
   前記リクエスト信号はユーザによって所持される電子キーからの応答信号を要求するものであるタイヤ空気圧監視システム。
3. 請求項１又は２に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、
   前記位相差検出手段は、
   前記各受信アンテナを通じて受信した前記情報信号の振幅をそれぞれ一定とする振幅変更手段と、
   前記振幅変更手段を通じて振幅が一定とされた前記情報信号を混合する混合器と、
   前記混合器において混合された信号のうち交流成分を除去することで生成した直流成分からなる前記検出値を前記車載制御装置に出力するローパスフィルタと、を備えたタイヤ空気圧監視システム。
4. 請求項１又は２に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、
   前記位相差検出手段は、
   前記各受信アンテナを通じて受信した前記情報信号の振幅をそれぞれ一定とする振幅変更手段と、
   前記振幅変更手段を通じて振幅が一定とされた前記情報信号を合成する合成器と、を備えるタイヤ空気圧監視システム。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、
   前記複数の受信アンテナのうち少なくとも１つを車両の天井内に設置するタイヤ空気圧監視システム。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載のタイヤ空気圧監視システムにおいて、
   前記情報信号は複数のフレームから構成され、
   前記車載制御装置は、前記情報信号を受信すると、その情報信号のフレーム毎に前記検出値を認識し、複数の前記検出値に基づき、前記情報信号の送信元を判断するタイヤ空気圧監視システム。