JP6027261B1 - 車輪位置特定装置 - Google Patents

Abstract

車輪位置特定装置は、複数の車輪それぞれの回転位置を検出する回転位置検出部を有する車両に搭載され、複数の車輪それぞれに設けられた送信機と、車両の車体に設けられた受信機と、を備える。送信機は、受信機に位置検出信号を送信するように構成される送信部と、送信部に位置検出信号を所定の送信時間以上継続して送信させるように構成される制御部と、を有する。受信機は、位置検出信号を受信するように構成される受信部と、受信した位置検出信号の受信強度を測定するように構成される測定部と、車輪位置特定部と、を有する。車輪位置特定部は、各車輪が１回転する間に受信された位置検出信号毎に、受信強度が極値となるときの車輪の回転位置を複数回検出し、受信強度が極値となるときの車輪の回転位置のばらつきから対応する送信機が設けられた車輪の位置を特定するように構成される。

Description

本発明は、送信機が設けられた車輪の位置を特定する車輪位置特定装置に関する。

車両に設けられた複数のタイヤの状態を運転者が車室内で確認できるようにするための装置として、無線方式のタイヤ状態監視装置が提案されている。タイヤ状態監視装置は、車両の車輪にそれぞれ装着される複数の送信機と、車両の車体に搭載される受信機とを備えている。各送信機は、対応するタイヤの状態、即ちタイヤ内の圧力や温度を検出し、検出されたタイヤの状態を示すデータを含む信号を無線送信する。一方、受信機は、各送信機から送信された信号を、受信アンテナを通じて受信して、タイヤ状態に関する情報を、車室内に設けられた表示器に必要に応じて表示させる。

上記のようなタイヤ状態監視装置では、受信された信号が複数の車輪のうちのどの車輪に設けられた送信機から発信された信号であるのかを、言い換えれば、受信された信号に関連する車輪の位置を、受信機において判定できるようにするのが望ましい。

特許文献１に記載のタイヤ状態監視装置では、車両に設けられた複数の車輪のそれぞれに、送信機が取り付けられている。送信機からは、信号（電波）が送信される。また、車両の車体には、各送信機からの距離が異なるように配置された受信アンテナを有する受信機が設けられている。受信機は、送信機から送信される信号を受信する。送信機から送信された信号は受信アンテナに至るまでに減衰することから、受信アンテナから遠い車輪に設けられた送信機によって送信された信号ほど、受信機に受信されたときの信号の受信強度（Received Signal Strength Indication ）すなわちＲＳＳＩ値が弱くなる。特許文献１では、受信機は、送信機から送信された信号の受信強度の最大値と最小値との差の大小関係に基づいて車輪の位置を特定する。例えば、受信機は、受信強度の最大値と最小値との差が小さい順が、当該信号を送信してきた送信機と受信アンテナの距離が近い順であると特定することができる。そして、受信機は、各送信機との位置関係から送信機が設けられている車輪の位置を特定することができる。

特開２０１３−８６６６１号公報

ところで、送信機から送信された信号は、受信機に受信されるまでの間に、車両内の乗員や積載物などの障害物によって減衰されるおそれがある。このため、車両内の障害物と送信機との位置関係などによっては、受信強度の最大値や最小値が変化するおそれがあり、最大値と最小値との差の大小関係と、車輪の位置との関係が成立しなくなる場合が生じ得る。この場合、送信機が設けられた車輪の位置を特定することができないおそれがある。

本発明の目的は、送信機が設けられた車輪の位置を特定することができる車輪位置特定装置を提供することにある。

上記課題を解決する車輪位置特定装置は、複数の車輪それぞれの回転位置を検出する回転位置検出部を有する車両に搭載される車輪位置特定装置であって、前記複数の車輪それぞれに設けられた送信機と、前記車両の車体に設けられた受信機と、を備え、前記送信機は、前記受信機に位置検出信号を送信するように構成される送信部と、前記送信部に前記位置検出信号を所定の送信時間以上継続して送信させるように構成される制御部と、を有し、前記受信機は、前記位置検出信号を受信するように構成される受信部と、受信した前記位置検出信号の受信強度を測定するように構成される測定部と、前記各車輪が１回転する間に受信された前記位置検出信号毎に、前記受信強度が極値となるときの前記車輪の回転位置を複数回検出し、前記受信強度が極値となるときの前記車輪の回転位置のばらつきから対応する前記送信機が設けられた前記車輪の位置を特定するように構成される車輪位置特定部と、を有する。

これによれば、各車輪に設けられた送信部は、車輪とともに回転しながら位置検出信号を送信する。各送信部から送信された位置検出信号は、受信機に受信されるまでの間で、車両内の乗員や積載物などの障害物によって減衰される。ここで、障害物による位置検出信号の減衰量は、送信部と受信機との位置関係によって異なる。これは、送信部と受信機との位置関係が変わると、送信部から受信機までの距離、送信部の指向性、及び送信部と障害物との位置関係などが変わるからである。したがって、送信部が車輪とともに回転しながら位置検出信号を送信すると、送信部と受信機との位置関係が変動しながら位置検出信号を送信することになるため、車輪の回転位置（回転角度）のうち、障害物により位置検出信号が減衰されにくい範囲と、障害物により位置検出信号が減衰されやすい範囲とが生じる。したがって、車輪が１回転する間に位置検出信号が送信されたとすると、減衰されにくい範囲で送信された信号の部分ほど受信強度が強く、減衰されやすい範囲で送信された信号の部分ほど受信強度が弱くなる。

位置検出信号が減衰されにくい範囲と、減衰されやすい範囲は、障害物の有無や、位置によって変化するが、１回の走行（例えば、イグニッションスイッチをオンしてからオフするまで）の期間中であれば、車両内の障害物の位置などは同一であると考えられる。したがって、受信強度が極値となるときの各車輪の回転位置（回転角度）は、誤差などを加味しなければ、毎回同一位置にある。実際には、車輪位置特定装置の各部材の公差や、測定誤差によって、受信強度が極値となるときの各車輪の回転位置には、検出する度に若干のばらつきが生じる。このため、１回の走行中に、送信機からの位置検出信号の受信強度が極値となるときの各車輪の回転位置を回転位置検出部で複数回検出し、回転位置のばらつきが最も少ない車輪に、位置検出信号を送信した送信機が設けられていることを特定することができる。

上記車輪位置特定装置について、前記各送信機は、対応する前記車輪の回転に伴い遠心力が作用する方向への加速度を検出する加速度センサを有し、前記各制御部は、対応する前記加速度センサによって検出される加速度が前記車両の走行と停止を判断する走行判定用閾値よりも大きいときに前記車両が走行していると判断し、対応する前記加速度センサによって検出される加速度が、前記走行判定用閾値以上の値である送信閾値より大きいときに、対応する前記送信部から前記位置検出信号を送信させるように構成されてもよい。

これによれば、加速度センサによって検出される加速度が走行判定用閾値以下のときには、車両が停止あるいは低速で走行していると判断することができる。車両が停止している場合には、位置検出信号を送信しても、送信機が設けられた車輪の位置を特定することができない。また、車両が低速で走行している場合には、位置検出信号の送信時間を長く要するため、電力消費が大きくなる。加速度センサによって検出される加速度が、走行判定用閾値以上の値である送信閾値よりも大きいときに位置検出信号を送信することで、車両が停止あるいは低速で走行しているときに位置検出信号が送信されることが抑止される。このため、送信機が設けられた車輪の位置を特定できないときに位置検出信号が送信されたり、送信機が設けられた車輪の位置を特定するために位置検出信号の送信時間を長く要するときに位置検出信号が送信されたりすることが抑制され、電力消費を低減させることができる。

上記車輪位置特定装置について、前記各制御部は、対応する前記加速度センサによって検出される加速度に応じて前記位置検出信号を送信する時間を変動させるように構成されてもよい。

これによれば、加速度センサによって検出される加速度が大きくなったときには、位置検出信号の送信時間も短くすることができる。このため、位置検出信号の送信による電力消費を低減させることができる。

上記車輪位置特定装置について、前記各制御部は、対応する前記加速度センサによって検出される加速度が前記送信閾値より大きくなった後、該位置検出信号を予め定められた回数送信させた後、前記位置検出信号の送信を停止させるように構成されてもよい。

これによれば、加速度センサによって検出される加速度が送信閾値より大きくなった後も位置検出信号を常時送信し続ける場合に比べて、位置検出信号を送信する回数を減らすことができる。したがって、電力消費を低減させることができる。

本発明によれば、送信機が設けられた車輪の位置を特定することができる。

（ａ）は一実施形態における車輪位置特定装置が搭載された車両の概略構成図、（ｂ）は加速度センサの検出軸と車輪との位置関係を示す図、（ｃ）は受信回路と受信コントローラとの関係を示す図。 同実施形態における回転センサユニットを示す概略構成図。 同実施形態における検出器に発生するパルスと、パルスのカウント態様を説明するための図。 同実施形態における送信機の概略構成図。 加速度センサによって検出される加速度が走行判定用閾値より大きいときに送信機のコントローラが行う処理を示すフローチャート。 （ａ）は加速度センサによって検出される加速度が送信閾値以下のときに送信機から送信される定常信号のデータ構成を示す概略図、（ｂ）は加速度センサによって検出される加速度が送信閾値より大きいときに送信機から送信される定常信号のデータ構成を示す概略図。 受信機の受信コントローラが行う処理を示すフローチャート。 各車輪の回転速度が同一のときに各送信機から送信される位置検出信号の受信強度を示す概略図。 ＩＤ１の送信機から送信された位置検出信号を複数回受信したときの各回転センサユニットのパルスカウント値と受信強度との関係を示すグラフであって、（ａ）は第１回転センサユニットに関するグラフ、（ｂ）は第２回転センサユニットに関するグラフ、（ｃ）は第３回転センサユニットに関するグラフ、（ｄ）は第４回転センサユニットに関するグラフ。 （ａ）は加速度センサによって検出される加速度を示すタイムチャート、（ｂ）は送信機によって送信される信号を示すタイムチャート、（ｃ）は受信機による受信強度の取得態様を示すタイムチャート。

以下、車輪位置特定装置の一実施形態について説明する。
図１（ａ）に示すように、車両１０は、ＡＢＳ（アンチロック・ブレーキシステム）２０及びタイヤ状態監視装置３０を搭載している。ＡＢＳ２０は、ＡＢＳコントローラ２５と、車両１０の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とを備えている。第１回転センサユニット２１は、車両１０の前側左側に設けられた左前車輪ＦＬに対応し、第２回転センサユニット２２は、車両１０の前側右側に設けられた右前車輪ＦＲに対応している。第３回転センサユニット２３は、車両１０の後側左側に設けられたに左後車輪ＲＬに対応し、第４回転センサユニット２４は、車両１０の後側右側に設けられた右後車輪ＲＲに対応している。各車輪１１は、車両用ホイール１２と車両用ホイール１２に装着されたタイヤ１３とから構成されている。ＡＢＳコントローラ２５はマイクロコンピュータすなわちプロセッサ等よりなり、各回転センサユニット２１〜２４からの信号に基づき各車輪１１の回転位置（回転角度）を求める。また、車両１０には、エンジンの始動や、停止など車両１０の動作を統括的に制御する制御装置１４が搭載されている。制御装置１４には、車両１０の運転者によるエンジンの始動及び停止を可能にするイグニッションスイッチ１５が接続されている。

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とからなる。回転センサユニット２１〜２４は回転位置検出部として機能する。歯車２６の外周部には複数本（本実施形態では４８本）の歯が等角度間隔おきに設けられている。そして、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、各検出器２７に有線接続され、各検出器２７のパルスのカウント値（以下、パルスカウント値）に基づき、各車輪１１の回転位置を求める。具体的にいえば、歯車２６は１回転する毎に、歯の数に対応した数のパルスを検出器２７に発生させる。ＡＢＳコントローラ２５は、検出器２７に発生したパルスをカウントする。車輪１１が１回転（３６０度）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１につき、歯車２６が何度回転したかを把握することができる。

図３に示すように、本実施形態においては、パルスの立ち上がりと立ち下がりをカウントすることで、ＡＢＳコントローラ２５は０〜９５までカウントを行う。
図１（ａ）に示すように、タイヤ状態監視装置３０は、４つの車輪１１にそれぞれ取り付けられた送信機３１と、車両１０の車体に設置される受信機５０とを備えている。各送信機３１は、タイヤ１３の内部空間に配置されるように、そのタイヤ１３が装着された車両用ホイール１２に対して取り付けられている。各送信機３１は、対応するタイヤ１３の状態を検出して、検出されたタイヤ状態を示すデータを含む信号を無線送信する。

図４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、コントローラ３５、送信回路３６、バッテリ３７、及び送信アンテナ３９を備えている。送信機３１は、バッテリ３７からの供給電力によって動作し、コントローラ３５は送信機３１の動作を統括的に制御する。圧力センサ３２は、対応するタイヤ１３内の圧力（タイヤ空気圧）を検出する。温度センサ３３は、対応するタイヤ１３内の温度（タイヤ内温度）を検出する。

図１（ｂ）に示すように、加速度センサ３４は、送信機３１が車輪１１の最上位置（あるいは最下位置）に位置しているときに、検出軸３４ａが鉛直方向に沿うように設けられている。本実施形態では、加速度センサ３４が最上位置に位置しているときに検出軸３４ａが鉛直方向の上側を向き、加速度センサ３４が最下位置に位置しているときに検出軸３４ａが鉛直方向の下側を向く。この検出軸３４ａは、車輪１１の回転に伴い遠心力が作用する方向への加速度（遠心加速度）を検出する。加速度センサ３４が検出軸３４ａ以外にも検出軸を有している場合には、それぞれの検出軸に作用する加速度が個別に検出されるが、本実施形態では、検出軸３４ａによって検出される遠心加速度のみに着目して説明を行う。以下の説明において、加速度センサ３４によって検出される加速度とは、検出軸３４ａによって検出される遠心加速度を示す。

図４に示すように、コントローラ３５は、ＣＰＵ３５ａ、記憶部３５ｂ（ＲＡＭやＲＯＭ等）、入出力ポート、及びタイマを含むマイクロコンピュータすなわちプロセッサ等よりなり、記憶部３５ｂには各送信機３１に固有の識別情報であるＩＤが登録されている。このＩＤは、各送信機３１を受信機５０において識別するために使用される情報である。コントローラ３５は制御部として機能する。

コントローラ３５は、圧力センサ３２によって検出されたタイヤ空気圧、温度センサ３３によって検出されたタイヤ内温度及び加速度センサ３４によって検出された加速度を予め定められた取得頻度で取得する。

コントローラ３５は、加速度センサ３４によって検出される加速度から車両１０が走行しているか否かを判断している。車両１０が走行すると、車輪１１が回転することで加速度センサ３４に作用する遠心力が大きくなり、加速度センサ３４によって検出される加速度が大きくなる。このため、車両１０が停止しているときに検出される加速度よりも大きな値を走行判定用閾値として設定し、加速度センサ３４によって検出される加速度が走行判定用閾値より大きいか否かを判定することで車両１０が走行しているか否かを判断することができる。

また、コントローラ３５は、タイヤ空気圧データ、タイヤ内温度データ、及びＩＤを含むデータを、送信回路３６に出力する。送信回路３６は、信号を生成し、信号を送信アンテナ３９から無線送信する。送信回路３６は送信部として機能する。本実施形態では、定常信号と位置検出信号との２種類の信号が送信アンテナ３９から出力される。定常信号は、データの送信をするために変調された信号であり一定時間毎に送信される信号である。位置検出信号は、データの送信を目的とせず、一定出力で所定の送信時間の間、継続して送信される信号である。

図１（ａ）に示すように、受信機５０は、受信コントローラ５１、受信回路５２、及び受信アンテナ５６を備えている。受信機５０の受信コントローラ５１には、表示器５７が接続されている。また、受信コントローラ５１は、ＡＢＳコントローラ２５及び制御装置１４に接続されている。

受信コントローラ５１はＡＤコンバータ５３、ＣＰＵ５４、記憶部５５（ＲＯＭやＲＡＭ等）、及び入出力ポートを含むマイクロコンピュータすなわちプロセッサ等よりなり、記憶部５５には受信機５０の動作を統括的に制御するプログラムが記憶されている。

図１（ｃ）に示すように、受信回路５２は、各送信機３１から受信アンテナ５６を通じて受信された信号を復調してタイヤ１３の状態に関する情報（タイヤ情報）を受信コントローラ５１に出力する。また、受信回路５２は、受信した信号の受信強度すなわちＲＳＳＩ値を測定し、信号の受信強度を受信コントローラ５１に出力する。したがって、本実施形態において、受信回路５２が、信号を受信する受信部、及び、信号の受信強度を測定する測定部として機能する。

受信コントローラ５１は、受信回路５２から送られたタイヤ１３の状態に関する情報を取得して、送信元の送信機３１に対応するタイヤ状態を把握する。また、受信コントローラ５１は、受信回路５２から送られた受信強度の情報をＡＤコンバータ５３にてデジタル値に変換して取得する。本実施形態の受信コントローラ５１は、受信強度を取得する取得状態と、受信強度を取得しない非取得状態とを切り替えることができる。また、受信コントローラ５１は、ＡＢＳコントローラ２５から送られた情報に基づき、各回転センサユニット２１〜２４のパルスカウント値を取得する。受信コントローラ５１は、タイヤ空気圧に関する情報等を表示器５７に表示させる。また、受信コントローラ５１は、タイヤ１３の状態に関する情報から、タイヤ１３に異常が生じているか否かを判定する。例えば、受信コントローラ５１は、タイヤ１３の空気圧が低圧閾値より大きいか否かを判定し、タイヤ１３の空気圧が低圧閾値以下の場合には、タイヤ１３に異常（空気圧不足）が生じていると判定する。低圧閾値としては、例えば、タイヤ１３の推奨空気圧の８０％の空気圧などが設定される。そして、受信コントローラ５１は、タイヤ１３に異常が生じている場合には、運転者にタイヤ１３に異常が生じていることを表示器５７に表示したり、報知器による報知を行ったりすることで知らせる。

次に、４つの送信機３１から送信された定常信号に含まれるタイヤ状態の情報が、４つの車輪１１のうち、どの車輪１１に関する情報であるかを特定する車輪位置特定処理について説明する。

まず、各送信機３１のコントローラ３５が行う制御について説明する。コントローラ３５は、加速度センサ３４によって検出される加速度が走行判定用閾値より大きい場合、すなわち、車両１０が走行していると判定される場合、予め定められた送信間隔で各種センサによって検出されるタイヤ状態の情報を含む定常信号の送信を行わせる。この際、以下の処理により、定常信号に含ませるデータを異ならせている。以下の処理は、加速度センサ３４によって検出される加速度が走行判定用閾値よりも大きいときに繰り返し行われる。

図５に示すように、ステップＳ１０において、コントローラ３５は、車両１０の走行開始から、送信機３１から位置検出信号が予め定められた回数送信されたか否かを判定する。予め定められた回数としては、位置検出信号を送信した送信機３１が設けられた車輪１１の位置を、受信コントローラ５１が特定することができると予想される回数が設定される。一定時間以上継続して加速度センサ３４によって検出される加速度が走行判定用閾値以下となった場合、換言すれば、車両１０が一定時間以上継続して停止した場合、コントローラ３５は、位置検出信号の送信回数をリセットする。したがって、その後、加速度センサ３４によって検出される加速度が走行判定用閾値より大きくなった際には、予め定められた回数の位置検出信号の送信が再度行われる。すなわち、コントローラ３５は、一定時間の停車を契機として、位置検出信号の送信停止を解除する。一定時間としては、タイヤローテーションなど、車輪１１の位置変更に要すると予想される時間が設定される。そして、車輪１１の位置変更が行われた後には、車輪１１の位置特定を行うことができる。

ステップＳ１０の判定結果が肯定の場合、コントローラ３５はステップＳ１３の処理を行う。ステップＳ１３において、コントローラ３５は、定常信号を送信する。この定常信号には、図６（ａ）に示すように、ＩＤのデータ、タイヤ１３の空気圧データ、車両１０の状態を示すステータス、及びＣＲＣなどの誤り訂正のための符号が含まれている。

図５に示すように、ステップＳ１０の判定結果が否定の場合、コントローラ３５は、ステップＳ１１の処理を行う。ステップＳ１１において、コントローラ３５は、加速度センサ３４によって検出される加速度が送信閾値より大きいか否かを判定する。送信閾値としては、例えば、走行判定用閾値より大きな値が設定される。加速度センサ３４によって検出される加速度が走行判定用閾値以下のときには、車両１０が停止、あるいは、低速で走行しているといえる。ステップＳ１１は、車両１０が停止、あるいは、低速で走行しているときには位置検出信号が送信されないようにするための処理である。ステップＳ１１の判定結果が肯定の場合、コントローラ３５はステップＳ１２の処理を行う。一方、ステップＳ１１の判定結果が否定の場合、コントローラ３５は、ステップＳ１３の処理を行う。

ステップＳ１２において、コントローラ３５は、温度センサ３３によって検出されるタイヤ１３内の温度が、低温閾値以下か否かを判定する。低温閾値としては、信号を送信するのに支障が生じるほどにバッテリ３７の電圧が低下する温度が設定される。バッテリ３７の電圧が信号を送信するのに支障が生じるほど低下すると、信号を送信することが困難になる。この場合には、以下の処理によって、位置検出信号よりも優先的に定常信号の送信を行う。

ステップＳ１２の判定結果が否定の場合、コントローラ３５は、ステップＳ１４の処理を行う。ステップＳ１４において、コントローラ３５は、加速度センサ３４によって検出される加速度から位置検出信号の送信時間を決定する。本実施形態において、位置検出信号の送信時間は、車輪１１が１回転するのに要する時間以上の時間に設定される。車輪１１が１回転するのに要する時間は、車両１０の速度よって異なり、車両１０の速度が速ければ速いほど車輪１１が１回転するのに要する時間は短くなる。車両１０の速度が速くなると、これに従い加速度センサ３４によって検出される加速度が大きくなるため、コントローラ３５は、加速度センサ３４によって検出される加速度が大きくなるにしたがって、位置検出信号の送信時間を短くする。本実施形態では、送信閾値よりも値の大きい高速閾値が設定されており、加速度センサ３４によって検出される加速度が高速閾値より大きくなると、加速度が高速閾値以下の場合に比べて位置検出信号の送信時間が短くなる。

次に、ステップＳ１５において、コントローラ３５は、定常信号を送信させる。図６（ｂ）に示すように、ステップＳ１５で送信される定常信号には、ＩＤのデータ、タイヤ１３の空気圧データ、車両１０の状態を示すステータス、及びＣＲＣなどの誤り訂正のための符号に加えて、ＲＳＳＩ取得時間のデータが含まれている。ＲＳＳＩ取得時間としては、ステップＳ１４で決定された位置検出信号の送信時間よりも若干長い時間が設定される。ステップＳ１３で送信される定常信号は、ＲＳＳＩ取得時間を含まない定常信号であり、ステップＳ１５で送信される定常信号は、ＲＳＳＩ取得時間を含む定常信号である。ＲＳＳＩ取得時間を示すデータを含む定常信号は、受信コントローラ５１に対して受信強度の取得を指示する信号である。

図５に示すように、ステップＳ１５で定常信号が送信されると、その後ステップＳ１６において、コントローラ３５は位置検出信号を送信させる。位置検出信号は、一定出力で、ステップＳ１４で決定された送信時間だけ送信される。位置検出信号は、ステップＳ１５で定常信号が送信された後、次回の定常信号が送信されるまでの期間内に送信される。送信機３１は、位置検出信号の受信強度を受信コントローラ５１に取得させることを目的として、位置検出信号を送信する前には、定常信号により受信強度の取得を指示している。

次に、受信機５０の受信コントローラ５１が行う制御について説明を行う。前述したように、受信コントローラ５１には、定常信号に含まれるデータのうち、タイヤ状態に関するデータと、受信強度に関するデータ（ＲＳＳＩ取得時間を示すデータ）とが出力されている。

図７に示すように、ステップＳ２１において、受信コントローラ５１は、受信回路５２から送られた定常信号のデータにＲＳＳＩ取得時間を示すデータが含まれているか否かを判定する。ステップＳ２１の判定結果が否定の場合、すなわち、定常信号のデータにＲＳＳＩ取得時間を示すデータが含まれていない場合には、受信コントローラ５１はステップＳ２２の処理を行う。ステップＳ２２において、受信コントローラ５１は、受信回路５２から送られる受信強度を取得することなく処理を終了する。

ステップＳ２１の判定結果が肯定の場合、すなわち、定常信号のデータにＲＳＳＩ取得時間を示すデータが含まれている場合には、受信コントローラ５１は、ステップＳ２３の処理を行う。

ステップＳ２３において、受信コントローラ５１は、ＲＳＳＩ取得時間で指定された時間の間、受信強度を取得する。送信機３１は、定常信号を送信した後には、位置検出信号を送信する。このため、受信コントローラ５１は、ＲＳＳＩ取得時間を示すデータを含む定常信号を受信すると、続けて位置検出信号の受信強度を取得する。また、位置検出信号には、ＩＤを示すデータが含まれていないが、受信コントローラ５１は、ＲＳＳＩ取得時間を含む定常信号を受信した後、位置検出信号を受信すると、当該位置検出信号が位置検出信号を送信する直前に受信した定常信号に含まれるＩＤの送信機３１から送信されたと判断する。これにより、受信コントローラ５１は、位置検出信号が、どのＩＤの送信機３１から送信されたかを把握することができる。

次に、ステップＳ２４において、受信コントローラ５１は、位置検出信号を送信した送信機３１が４つの車輪１１のうち、どの車輪１１に設けられた送信機３１かを特定する。車輪１１の位置の特定は、受信コントローラ５１が取得した受信強度と、ＡＢＳコントローラ２５によって取得された各車輪１１の回転位置（パルスカウント値）との同期により行われる。以下、具体的に説明を行う。

図８に示すように、受信コントローラ５１に取得される位置検出信号の受信強度は、車輪１１の回転位置、すなわち、ＡＢＳコントローラ２５によって検出される各回転センサユニット２１〜２４のパルスカウント値によって異なる。車輪１１に設けられた送信機３１は、車輪１１とともに回転しながら位置検出信号を送信する。送信機３１から送信された位置検出信号は、受信機５０に受信されるまでの間に、車両１０内の乗員や積載物などの車両１０内の障害物によって減衰される。ここで、障害物による位置検出信号の減衰量は、送信機３１（送信アンテナ３９）と受信機５０（受信アンテナ５６）との位置関係によって異なる。これは、送信機３１と受信機５０との位置関係が変わると、送信機３１から受信機５０までの距離、送信アンテナ３９の指向性、及び送信機３１と障害物との位置関係などが変わるからである。したがって、送信機３１が車輪１１とともに回転しながら位置検出信号を送信すると、送信機３１と受信機５０との位置関係が変動しながら位置検出信号を送信することになるため、車輪１１の回転位置（回転角度）のうち、障害物により位置検出信号が減衰されにくい範囲と、障害物により位置検出信号が減衰されやすい範囲とが生じる。したがって、車輪１１が１回転する間に位置検出信号が送信されると、位置検出信号が減衰されにくい範囲で送信された信号の部分ほど受信強度が強く、減衰されやすい範囲で送信された信号の部分ほど受信強度が弱くなる。

また、全ての車輪１１が同一の回転速度で１回転したときに各送信機３１から送信された位置検出信号の受信強度が取得される場合、位置検出信号を送信した送信機３１毎に、受信強度の受信レベル（絶対値）、及び、受信強度が極値となるときのパルスカウント値（車輪１１の回転位置）が異なっている。これは、送信機３１の位置の差異によって、障害物などによる減衰量が異なるからである。

位置検出信号が減衰されにくい範囲と、減衰されやすい範囲とは、障害物の有無や、位置によって変化するが、１回の走行（例えば、イグニッションスイッチ１５をオンしてからオフするまで）の期間中であれば、車両１０内の障害物の位置などは同一であると考えられる。また、仮に乗員や積載物の移動など、障害物の移動があったとしても、車両１０の走行中であれば、頻繁に障害物が移動することはないと予想される。したがって、受信強度が極値となるときの各車輪１１の回転位置（回転角度）は、誤差などを加味しなければ、毎回同一位置にあると捉えることができる。

ここで、車両１０が走行しているときの各車輪１１の回転数（回転速度）は、デファレンシャルギアなどの影響で異なる。このため、同一ＩＤの送信機３１から送信された位置検出信号の受信強度が極値となるときの車輪１１の回転位置を複数回検出すると、位置検出信号を送信した送信機３１が設けられた車輪１１のみにおいて、受信強度が極値となるときの車輪１１の回転位置が毎回同一位置にある。実際には、車輪位置特定装置の各部材の公差や、測定誤差によって、受信強度が極値となるときの各車輪１１の回転位置には、検出する度に若干のばらつきが生じる。

したがって、受信コントローラ５１は、４つの送信機３１の各々から複数回送信された位置検出信号をＩＤ毎に分類し、受信強度が極値となるときの車輪１１の回転位置のばらつきが最も少ない車輪１１に、対応するＩＤの送信機３１が設けられていると特定することができる。したがって、受信コントローラ５１が車輪位置特定部として機能する。各送信機３１から送信される位置検出信号の受信強度に複数の極値が存在する場合、複数の極値のうちの一つから対応する車輪１１の位置特定を行ってもよいし、複数の極値から対応する車輪１１の位置特定を行ってもよい。

一例として、図１（ａ）に示すように、ＩＤ１の送信機３１が左前車輪ＦＬに装着され、ＩＤ２の送信機３１が右前車輪ＦＲに装着され、ＩＤ３の送信機３１が左後車輪ＲＬに装着され、ＩＤ４の送信機３１が右後車輪ＲＲに装着されている場合を想定する。そして、受信コントローラ５１は、受信強度の極値のうち最小値から対応する車輪１１の位置特定を行う場合を想定する。

図９の（ａ）〜（ｄ）の各々は、ＩＤ１の送信機３１から送信された位置検出信号（以下では「ＩＤ１の位置検出信号」という。）に着目して、各車輪１１が１回転するときの回転位置（パルスカウント値）でのＩＤ１の位置検出信号の受信強度を４回分示している。

受信コントローラ５１は、ＩＤ１の位置検出信号の受信強度が最小値となるときの各車輪１１の回転位置、すなわち、各回転センサユニット２１〜２４によって検出されたパルスカウント値を参照する。そして、受信コントローラ５１は、ＩＤ１の位置検出信号の受信強度が最小値となるときのパルスカウント値のばらつきが最も少ない回転センサユニットを特定する。例えば、受信コントローラ５１は、ＩＤ１の位置検出信号の受信強度を各回転センサユニット２１〜２４から複数回取得し、受信強度の最小値が所定の範囲に含まれている回数を回転センサユニット２１〜２４毎に計数する。所定の範囲とは、各部材の公差や、測定誤差などを加味して設定される範囲であり、受信強度の極値が同一位置にあるとみなすことができる範囲である。受信コントローラ５１は、上記受信強度の最小値が所定の範囲内に含まれている回数（割合）が最も多い（大きい）回転センサユニットが、受信強度が最小値となるときのパルスカウント値のばらつきが最も少ない車輪１１に対応していると判定する。

そして、本実施形態において、受信コントローラ５１は、第１回転センサユニット２１で検出されたパルスカウント値が最もばらつきが少ないことを把握する。第１回転センサユニット２１は、左前車輪ＦＬに対応して設けられているため、ＩＤ１の送信機３１は、左前車輪ＦＬに設けられていると特定することができる。そして、ＩＤ２の送信機３１、ＩＤ３の送信機３１、及び、ＩＤ４の送信機３１についても同様に車輪１１の位置を特定することができる。

また、図９の（ａ）〜（ｄ）に示すように、位置検出信号を複数回受信したときに、受信強度の受信レベル（絶対値）に差異が生じている。これは、周辺環境などによって位置検出信号の減衰量が異なるからである。受信強度の絶対値は、周辺環境による影響によって上下するおそれがあるが、受信信号の絶対値が上下した場合であっても、受信強度が極値となるときの車輪１１の回転位置は変動しにくい。

また、複数回受信強度を検出したときに、車両１０内の障害物の移動がないにも関わらず、受信強度の極値が一定位置にない場合がある。これは、周辺環境によっては、受信強度の極値の位置が変動するおそれがあるためである。すなわち、車両１０の周囲に他の車両１０が存在する場合など、車両１０の近傍に受信強度に影響を及ぼす物が存在する場合に、受信強度の極値の位置が変動する。ただし、このような場合には、車両１０が信号待ちなどで一時的に停止しているときが多く、車両１０が停止しているときであれば、位置検出信号は送信されない。また、車両１０が走行中に他の車両１０などが接近した場合であっても、その状態が長時間継続することは稀だと考えられる。したがって、位置検出信号を複数回検出すれば、受信強度の極値は、車輪１１の一定位置（一定の回転位置）に収束すると考えられる。本実施形態において、位置検出信号を送信する送信機３１と、送信機３１から送信された信号を受信して送信機３１が設けられた車輪１１の位置を特定する受信機５０が車輪位置特定装置として機能している。

次に、タイヤ状態監視装置３０の作用について説明する。
図１０の（ａ）に示すように、車両１０が加速し、車輪１１の回転数（回転速度）が上昇していくと、これに従い加速度センサ３４によって検出される加速度も大きくなる。

図１０の（ａ）及び（ｂ）に示すように、加速度センサ３４によって検出される加速度が、時刻Ｔ１で走行判定用閾値より大きくなると、送信機３１からは一定間隔毎に定常信号が送信される。

図１０の（ａ）及び（ｂ）に示すように、加速度センサ３４によって検出される加速度が、時刻Ｔ２で送信閾値より大きくなると、送信機３１からは定常信号に続いて位置検出信号が送信される。

また、図１０の（ｃ）に示すように、定常信号にＲＳＳＩ測定データが含まれることで、定常信号を受信した受信コントローラ５１は、位置検出信号の受信強度を取得する。受信コントローラ５１は、位置検出信号の受信強度が極値となるときの車輪１１の回転位置のばらつきから、送信機３１の設けられている車輪１１の位置を特定する。

更に、加速度センサ３４によって検出される加速度が、時刻Ｔ３で高速閾値より大きくなると、加速度センサ３４によって検出される加速度が送信閾値より大きく、高速閾値未満の場合に比べて、位置検出信号の送信時間が短くなる。

送信機３１は、走行開始から（イグニッションスイッチ１５がオンしてから）予め定められた回数の位置検出信号を送信すると、位置検出信号の送信を停止する。
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

（１）位置検出信号の受信強度は、車輪１１の回転に伴い変動し、これにより極値が生じる。受信強度の極値は、１回の走行の期間内であれば、変動しない、あるいは、変動したとしても頻繁に変動することはないと考えられる。このため、受信コントローラ５１は、受信強度が極値となるときの車輪１１の回転位置のばらつきから送信機３１が設けられた車輪１１の位置を特定することができる。したがって、周辺環境などによって受信強度の絶対値の大小関係が変化した場合であっても、受信強度の極値が変化しなければ車輪１１の位置を特定することができる。

（２）加速度センサ３４によって検出される加速度が送信閾値より大きいときに送信機３１から位置検出信号を送信している。このため、車両１０が停止しているときや、車両１０が低速で走行しているときなどには、位置検出信号が送信されない。車両１０が停止しているときには、車輪１１が回転していないので位置検出信号を送信しても車輪１１の位置を特定することができない。このため、車両１０が停止しているときには位置検出信号を送信しないことで、バッテリ３７の電力消費を低減させることができる。また、車両１０が低速で走行している場合には、車輪１１が１回転するのに要する時間が長く、位置検出信号の送信時間が長くなる。このため、車両１０が低速で走行しているときには位置検出信号を送信しないことで、バッテリ３７の電力消費を低減させることができる。

（３）加速度センサ３４によって検出される加速度が大きいほど位置検出信号の送信時間を短くしている。このため、加速度センサ３４によって検出される加速度の大きさに関わらず、常に同一の送信時間だけ位置検出信号を送信する場合に比べて、バッテリ３７の消費電力を低減させることができる。

（４）位置検出信号は、イグニッションスイッチ１５がオンされた後、送信機３１から予め定められた回数送信される。このため、送信機３１が設けられている車輪１１の位置が特定された後も、継続して位置検出信号が送信される場合に比べて、位置検出信号を送信する回数が少なくなる。したがって、位置検出信号の送信に伴うバッテリ３７の消費電力を低減させることができる。

（５）タイヤ１３内の温度が低温閾値以下のときには、加速度センサ３４によって検出される加速度が送信閾値を超えている場合であっても、位置検出信号を送信しない。バッテリ３７は、温度が過剰に低い場合、電圧が著しく低下する。タイヤ状態監視装置３０としては、どのＩＤの送信機３１がどの車輪１１に設けられているかを特定できることが望ましい。ただし、いずれかの車輪１１に異常が生じていることを報知することができれば、送信機３１が設けられた車輪１１の位置が特定されていない場合であっても、運転者に異常を知らせることができる。バッテリ３７の電圧が著しく低下し、信号の送信が困難な場合には、位置検出信号を送信せず定常信号のみを送信することで、位置検出信号の送信による電圧不足で定常信号が送信できず、車輪１１の異常を報知できなくなることが抑制される。

（６）位置検出信号を送信する前に、定常信号にＲＳＳＩ取得時間のデータを含ませて送信している。これにより、受信コントローラ５１に対して、受信強度の取得を指示することができる。受信コントローラ５１は、ＲＳＳＩ取得時間によって指示された時間だけ受信強度を取得するため、受信強度を取得する必要があるときのみ受信強度を取得することができる。このため、受信強度を常時取得する場合に比べると、受信コントローラ５１の負荷が軽減される。その結果、タイヤ１３情報の取得と、受信強度の取得を常時行うことで受信コントローラ５１の負荷が増大し、タイヤ１３情報の取得に支障をきたすことが軽減される。

なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
・加速度センサ３４によって検出される加速度に関わらず、一定間隔で送信機３１から位置検出信号が送信されるようにしてもよい。この場合、車両１０が停止中の場合や、車両１０が低速で走行している場合であっても、位置検出信号が送信される。

・加速度センサ３４によって検出される加速度の大きさに関わらず、位置検出信号の送信時間を同一にしてもよい。この場合、送信機３１は、加速度センサ３４を備えていなくてもよい。このため、部品点数の削減が図られる。

・受信強度が、その複数の極値のうち最大値となるときのパルスカウント値のばらつきから車輪１１の位置を特定してもよい。同様に、受信強度が、その複数の極値のうち最小値及び最大値とは異なる極値となるときのパルスカウント値のばらつきから車輪１１の位置を特定してもよい。

・受信強度に複数の極値が存在する場合、受信強度が各極値となるときの車輪１１の回転位置のばらつきから送信機３１が設けられている車輪１１の位置を特定してもよい。例えば、複数の極値のうちの一つを第１の極値、他の極値を第２の極値とすると、受信強度が第１の極値となるときの車輪１１の回転位置のばらつきから車輪１１の位置特定を行えなかったときに、受信強度が第２の極値となるときの車輪１１の回転位置のばらつきから送信機３１が設けられた車輪１１の位置特定を行ってもよい。また、受信強度が第１の極値となるとき、及び、受信強度が第２の極値となるときの車輪１１の回転位置のばらつきからそれぞれ送信機３１が設けられている車輪１１の位置を特定してもよい。この場合、受信コントローラ５１は、受信強度が第１の極値及び第２の極値の各々となるときの車輪１１の回転位置のばらつきが最も少ない車輪１１を判定し、ばらつきが最も少ないと判定された回数（割合）が多い（高い）車輪１１に送信機３１が設けられていることを特定してもよい。

・位置検出信号は、車輪１１が１回転するのに要する時間よりも短い時間継続して送信機３１から送信されてもよい。例えば、位置検出信号が送信される時間は、車輪１１が３００度回転（５／６回転）するのに要する時間や、車輪１１が２７０度回転（３／４回転）するのに要する時間であってもよい。すなわち、位置検出信号の送信時間とは、少なくとも一つの極値が検出できる時間であればよい。また、位置検出信号が送信される時間を、車輪１１が１回転するのに要する時間よりも短い時間とする場合、位置検出信号が送信される車輪１１の回転位置を送信毎に一定位置にすることが好ましい。例えば、送信機３１（加速度センサ３４）が車輪１１の最下位置に位置するときの車輪１１の回転位置を一定位置とし、送信機３１が車輪１１の最下位置に移動した時点で送信回路３６から位置検出信号を送信すればよい。送信機３１が車輪１１の最下位置に移動したことは、加速度センサ３４によって重力加速度が１Ｇ（±１Ｇ）になったことを検出したり、車輪１１の回転位置を検出したりすることで把握することができる。

・高速閾値は、複数段階設定されていてもよい。例えば、第１の高速閾値と、第１の高速閾値よりも値の大きい第２の高速閾値が設定されていてもよい。この場合、加速度センサ３４によって検出される加速度が第１の高速閾値より大きくなると、加速度センサ３４によって検出される加速度が第１の高速閾値以下の場合に比べて位置検出信号の送信時間が短くなる。加速度センサ３４によって検出される加速度が第２の高速閾値より大きくなると、更に位置検出信号の送信時間が短くなる。

・定常信号が位置検出信号を兼ねるようにしてもよい。具体的にいえば、定常信号の送信時間を、車輪１１の位置を特定できる（受信強度の極値を検出できる）長さにすることで、実施形態における位置検出信号と同一の機能を定常信号が有する。この場合、定常信号が位置検出信号として機能するため、定常信号とは異なる位置検出信号を送信しなくてもよい。

・位置検出信号にＩＤを含ませて送信を行ってもよい。
・実施形態では、温度センサ３３によって検出されるタイヤ１３内の温度が低温閾値以下のときに、位置検出信号の送信を行わないようにしたが、これに代えて、位置検出信号の送信頻度を減らしてもよい。

・温度センサ３３によって検出されるタイヤ１３内の温度に関わらず、位置検出信号を送信するようにしてもよい。この場合、温度センサ３３を設けなくてもよい。
・実施形態では、温度センサ３３によって検出されるタイヤ１３内の温度が低温閾値以下となったときには、位置検出信号を送信していないが、これに代えて、バッテリ３７の電圧を検出して、バッテリ３７の電圧が電圧閾値以下となったときに位置検出信号の送信をしないようにしてもよい。電圧閾値としては、例えば、定常信号を送信することができなくなる値よりも若干高めの値に設定される。また、温度センサ３３によって検出されるタイヤ１３内の温度、及び、バッテリ３７の電圧の両方から位置検出信号を送信するか否かを判定してもよい。

・実施形態において、送信回路３６に並列接続されるコンデンサを設けてもよい。この場合、コンデンサには、バッテリ３７からの電力供給により電荷が蓄えられる。そして、コンデンサに蓄えられた電荷によって定常信号を送信させることができる。実施形態に記載のように、タイヤ１３内の温度が低温閾値以下の場合、バッテリ３７の電圧が低下し、定常信号を送信できないほどにバッテリ３７の電圧が低下してしまうおそれがある。この場合であっても、定常信号を送信していないときにコンデンサに電荷を蓄えて、この電荷により定常信号を送信させることができる。

・受信コントローラ５１は、受信強度を常に取得するようにしてもよい。
・受信コントローラ５１に受信強度を取得させるときに、定常信号に、受信強度の取得開始を指示するデータを含めて送信してもよい。そして、コントローラ３５は、受信強度の取得開始を指示するデータを含めた定常信号を送信した後、受信強度の取得停止を指示する信号を送信することで、受信強度を所定の時間取得するようにしてもよい。

・車両１０は、複数の車輪１１を有している車両であればよく、４輪以外の車両であってもよい。
・パルスの立ち上がりと立ち下がりの両方をカウントしたが、パルスの立ち上がり又はパルスの立ち下がりのみをカウントしてもよい。この場合、パルスカウント値は、立ち上がりと立ち下がりの両方をカウントするときの半分となる。

・歯車の歯数は変更してもよい。すなわち、車輪１１が１回転することで回転センサユニット２１〜２４に生じるパルス数を変更してもよい。
・送信閾値は、走行判定用閾値と同一の値であってもよい。すなわち、定常信号の送信が位置検出信号の送信と同時に開始されてもよい。

・表示器５７は、車両１０に設けられていなくてもよく、代わりに運転者の所持する携帯端末などを表示器として用いてもよい。
・定常信号には、タイヤ１３内の温度を示すデータが含まれていてもよい。

・位置検出信号の受信強度が極値となるときの車輪１１の回転位置を取得する回数は、車輪１１の位置を特定することができれば、何回でもよい。
・位置検出信号の送信停止は、トリガ装置から送信機３１に送信停止の解除を指示する信号を送信することで行ってもよい。

１０…車両、１１…車輪、１２…車両用ホイール、１３…タイヤ、２１〜２４…回転センサユニット、３０…タイヤ状態監視装置、３１…送信機、３４…加速度センサ、３５…コントローラ、３６…送信回路、５０…受信機、５１…受信コントローラ、５２…受信回路。

Claims (4)

1. 複数の車輪それぞれの回転位置を検出する回転位置検出部を有する車両に搭載される車輪位置特定装置であって、
   前記複数の車輪それぞれに設けられた送信機と、
   前記車両の車体に設けられた受信機と、を備え、
   前記送信機は、
   前記受信機に位置検出信号を送信するように構成される送信部と、
   前記送信部に前記位置検出信号を所定の送信時間以上継続して送信させるように構成される制御部と、を有し、
   前記受信機は、
   前記位置検出信号を受信するように構成される受信部と、
   受信した前記位置検出信号の受信強度を測定するように構成される測定部と、
   前記各車輪が１回転する間に受信された前記位置検出信号毎に、前記受信強度が極値となるときの前記車輪の回転位置を複数回検出し、前記受信強度が極値となるときの前記車輪の回転位置のばらつきから対応する前記送信機が設けられた前記車輪の位置を特定するように構成される車輪位置特定部と、を有する車輪位置特定装置。
2. 前記各送信機は、対応する前記車輪の回転に伴い遠心力が作用する方向への加速度を検出する加速度センサを有し、
   前記各制御部は、対応する前記加速度センサによって検出される加速度が前記車両の走行と停止を判断する走行判定用閾値よりも大きいときに前記車両が走行していると判断し、対応する前記加速度センサによって検出される加速度が、前記走行判定用閾値以上の値である送信閾値より大きいときに、対応する前記送信部から前記位置検出信号を送信させるように構成される請求項１に記載の車輪位置特定装置。
3. 前記各制御部は、対応する前記加速度センサによって検出される加速度に応じて前記位置検出信号を送信する時間を変動させるように構成される請求項２に記載の車輪位置特定装置。
4. 前記各制御部は、対応する前記加速度センサによって検出される加速度が前記送信閾値より大きくなった後、前記位置検出信号を予め定められた回数送信させた後、該位置検出信号の送信を停止させるように構成される請求項２又は請求項３に記載の車輪位置特定装置。

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