JP7057227B2 - タイヤ装着位置検出システム、タイヤ装着位置検出方法及びタイヤ装着位置検出プログラム - Google Patents

タイヤ装着位置検出システム、タイヤ装着位置検出方法及びタイヤ装着位置検出プログラム Download PDF

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Description

本発明は、送信機が搭載された各々のタイヤが、車両の何れの車輪位置に装着されたかを検出するタイヤ装着位置検出システム、タイヤ装着位置検出方法及びタイヤ装着位置検出プログラムに関する。
車両に装着されるタイヤ（ここでは、リムホイールに組み付けられたタイヤを意味する）の内圧及び温度などを計測するため、タイヤ内に無線信号（電波）の送信機を含むセンサを設けることが普及している。
当該センサが検出した情報は、タイヤが装着されている車両の車輪位置（右前輪、左後輪など）と対応付けて管理する必要がある。しかしながら、タイヤ（センサ）が装着される車輪位置は、ローテーションなどによって入れ替わるため、その都度、センサの識別子（ID）と車輪位置との対応付けをアップデートする必要がある。
そこで、このようなアップデートの煩雑性を回避するため、タイヤ（センサ）が装着される車輪位置を自動的に検出する方法が知られている。例えば、特許文献１に記載されているタイヤ空気圧監視システムは、車両の前後方向に２つの受信機を配置するとともに、タイヤ内に設けられたタイヤの回転方向を感知するセンサを用いることによって、タイヤ（センサ）が装着される車輪位置を自動的に検出している。
特開2007-045201号公報
しかしながら、上述したタイヤ空気圧監視システムでは、タイヤ（センサ）が装着される車輪位置を検出するために、新たに回転方向を検出するセンサが必要となる。このようなセンサの追加は、コスト及びシステム故障率の上昇の要因となり得るため、できれば、余分なセンサの追加は回避したい。
また、送信機が送信する無線信号の強度（送信電力）は、個体によってばらつきがあるため、タイヤ（センサ）が装着される車輪位置を自動的に検出する際には、このような送信電力のばらつきも考慮する必要がある。さらに、受信機の受信感度が低い場合があり、受信機から離れた送信機から送信された無線信号の受信レベルを正しく検出できない問題も発生し得る。
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、送信機から送信される無線信号の受信状態のみに基づいて、特に、送信電力のばらつき、または受信機の受信感度が低い場合でも、タイヤ（センサ）が装着される車輪位置を自動的に検出し得るタイヤ装着位置検出システム、タイヤ装着位置検出方法及びタイヤ装着位置検出プログラムの提供を目的とする。
本発明の一態様は、送信機（例えば、センサ41～センサ46）が搭載された各々のタイヤ（タイヤ31～タイヤ36）が、車両（車両10）の何れの車輪位置（1～6）に装着されたかを検出するタイヤ装着位置検出システム（例えば、タイヤ装着位置検出システム100）であって、前記車両に配置され、前記送信機から送信される無線信号を受信する受信ユニット（受信ユニット105）を備え、前記受信ユニットは、第１受信機（受信機110）と、車両前後方向及び車幅方向において、前記第１受信機と異なる位置に配置される第２受信機（受信機120）とを含み、前記第１受信機が受信した前記無線信号の強度である第１信号強度（R1(x)）を、前記送信機毎に測定する第１測定部（第１測定部210）と、前記第２受信機が受信した前記無線信号の強度である第２信号強度（R2(x)）を、前記送信機毎に測定する第２測定部（第２測定部220）と、前記第１信号強度と前記第２信号強度とを用いた比率である強度比（R1(x)/R2(x)）を、前記送信機毎に演算する演算部（信号強度演算部230）と、前記送信機毎の前記第１信号強度、前記第２信号強度及び前記強度比に基づいて、前記送信機が搭載されたタイヤが装着されている車輪位置を検出する位置検出部（位置検出部250）とを備える。
本発明の一態様は、送信機が搭載された各々のタイヤが、車両の何れの車輪位置に装着されたかを検出するタイヤ装着位置検出方法であって、前記車両に配置され、前記送信機から送信される無線信号を受信する受信ユニットを用い、前記受信ユニットは、第１受信機と、車両前後方向及び車幅方向において、前記第１受信機と異なる位置に配置される第２受信機とを含み、前記第１受信機が受信した前記無線信号の強度である第１信号強度を、前記送信機毎に測定するステップと、前記第２受信機が受信した前記無線信号の強度である第２信号強度を、前記送信機毎に測定するステップと、前記第１信号強度と前記第２信号強度とを用いた比率である強度比を、前記送信機毎に演算するステップと、前記送信機毎の前記第１信号強度、前記第２信号強度及び前記強度比に基づいて、前記送信機が搭載されたタイヤが装着されている車輪位置を検出するステップとを含む。
本発明の一態様は、送信機が搭載された各々のタイヤが、車両の何れの車輪位置に装着されたかを検出するタイヤ装着位置検出プログラムであって、前記車両に配置され、前記送信機から送信される無線信号を受信する受信ユニットが、第１受信機と、車両前後方向及び車幅方向において、前記第１受信機と異なる位置に配置される第２受信機とを含み、前記第１受信機が受信した前記無線信号の強度である第１信号強度を、前記送信機毎に測定する処理と、前記第２受信機が受信した前記無線信号の強度である第２信号強度を、前記送信機毎に測定する処理と、前記第１信号強度と前記第２信号強度とを用いた比率である強度比を、前記送信機毎に演算する処理と、前記送信機毎の前記第１信号強度、前記第２信号強度及び前記強度比に基づいて、前記送信機が搭載されたタイヤが装着されている車輪位置を検出する処理とをコンピュータに実行させる。
上述したタイヤ装着位置検出システム、タイヤ装着位置検出方法及びタイヤ装着位置検出プログラムによれば、送信機から送信される無線信号の受信状態のみに基づいて、特に、送信電力のばらつき、または受信機の受信感度が低い場合でも、タイヤ（センサ）が装着される車輪位置を自動的に検出し得る。
図１は、タイヤ装着位置検出システム100を含む車両10の概略平面図である。 図２は、位置検出デバイス200の機能ブロック構成図である。 図３は、タイヤ装着位置検出システム100の初期設定動作フローを示す図である。 図４は、タイヤ装着位置検出システム100によるタイヤ（センサ）位置の検出動作フローを示す図である。 図５は、タイヤ装着位置検出システム100によって測定された無線信号の強度及び演算結果の例を示す図である。 図６は、タイヤ装着位置検出システム100Aを含む車両10Aの概略平面図である。 図７は、タイヤ装着位置検出システム100Aによるタイヤ（センサ）位置の検出動作フローを示す図である。 図８は、タイヤ装着位置検出システム100Aによって測定された無線信号の強度及び演算結果の例を示す図である。 図９は、タイヤ装着位置検出システム100Aによって測定された無線信号の強度及び演算結果の例を示す図（ステップS280までの処理が完了）である。 図１０は、タイヤ装着位置検出システム100Aによって測定された無線信号の強度及び演算結果の例を示す図（ステップS310までの処理が完了）である。 図１１は、タイヤ装着位置検出システム100Aによって測定された無線信号の強度及び演算結果の例を示す図（ステップS340までの処理が完了）である。 図１２は、タイヤ装着位置検出システム100Aによって測定された無線信号の強度及び演算結果の例を示す図（ステップS350までの全ての処理が完了）である。 図１３は、その他の実施形態に係る車両10Bの概略平面図及び概略ネットワーク構成図である。
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。
［第１実施形態］
（１）タイヤ装着位置検出システムを含む車両の概略構成
図１は、タイヤ装着位置検出システム100を含む車両10の概略平面図である。図１に示すように、車両10は、前輪車軸21及び後輪車軸22を備える自動車である。車両10の種類は特に限定されないが、後輪車軸22は、いわゆるダブルタイヤ構成であり、主にトラック及び鉱山用車両などの大型車両を想定している。
車両10には、タイヤ31～タイヤ36が装着される。タイヤ31～タイヤ36は、リムホイールに組み付けられたタイヤ（タイヤ・ホイール組立体と呼ばれてもよい）である。
ここでは、タイヤ31は、左前の車輪位置（図中の「1」、以下同）に装着される。同様に、タイヤ32～タイヤ36は、右前輪（2）、左外側後輪（3）、左内側後輪（4）、右内側後輪（5）、右外側後輪（6）の位置にそれぞれ装着される。
タイヤ31には、タイヤ31の内圧及び温度を測定するセンサ41が搭載される。なお、センサ41は、加速度を測定するセンサを含んでもよい。センサ41は、測定した内圧及び温度のデータを送信する送信機を含む。同様に、タイヤ32～タイヤ36には、センサ42～センサ46が搭載される。センサ41～センサ46は、タイヤ空気圧監視システム（TPMS）などに好適に用い得る。
センサ41には、センサ41（送信機）を識別する識別であるセンサIDとして「a」が割り当てられている。同様に、センサ42～センサ46には、センサIDとして「b」～「f」がそれぞれ割り当てられている。
タイヤ装着位置検出システム100は、センサ41（送信機）～センサ46が搭載された各々のタイヤ31～タイヤ36が、車両10の何れの車輪位置（図中の「1」～「6」）に装着されたかを検出する。
タイヤ装着位置検出システム100は、受信ユニット105及び位置検出デバイス200を含む。受信ユニット105は、車両10に配置され、センサ41（送信機）～センサ46から送信される無線信号（電波）を受信する。
本実施形態では、受信ユニット105は、受信機110と、受信機120とによって構成される。本実施形態において、受信機110は、第１受信機を構成する。また、受信機120は、第２受信機を構成する。
受信機110は、便宜上、適宜「R1」と標記する。受信機110は、各センサ（送信機）、つまり、センサ41～センサ46から送信される無線信号を受信する。なお、無線信号の強度（送信電力）及び使用周波数帯などは、タイヤ装着位置検出システム100の使用地域、或いは車両10の種類によって異なり得る。
受信機120は、便宜上、適宜「R2」と標記する。受信機120も、センサ41～センサ46から送信される無線信号を受信する。受信機120は、受信機110と異なる位置に配置される。具体的には、受信機120は、車両前後方向及び車幅方向において、受信機110と異なる位置に配置される。
本実施形態では、受信機110は、左輪（例えば、「1」）と、右輪（例えば、「2」との間における中心線CL1（幅方向中心線）を基準とした一方側、具体的には、右側に配置される。
一方、受信機120は、中心線CL1を基準とした他方側、具体的には、左側に配置される。
また、本実施形態では、受信機110は、前輪（「1」，「2」）と後輪（「3」～「6」）との間における中心線CL2（前後方向中心線）を基準とした一方側、具体的には、前輪側に配置される。
一方、受信機120は、中心線CL2を基準とした他方側、具体的には、後輪側に配置される。
位置検出デバイス200は、受信ユニット105を用いて、タイヤ31～タイヤ36、つまり、センサ41～センサ46が装着されている車輪位置（「1」～「6」）を検出する。本実施形態では、位置検出デバイス200は、車両10に搭載される電子制御ユニット（ECU）の一部として組み込まれる。なお、後述するように、位置検出デバイス200によって実現される機能は、通信ネットワーク経由で接続可能な車両10の外部（クラウドなど）に設けられても構わない。
（２）タイヤ装着位置検出システムの機能ブロック構成
次に、タイヤ装着位置検出システム100の機能ブロック構成について説明する。具体的には、タイヤ装着位置検出システム100を構成する位置検出デバイス200の機能ブロック構成について説明する。
図２は、位置検出デバイス200の機能ブロック構成図である。図２に示すように、位置検出デバイス200は、第１測定部210、第２測定部220、信号強度演算部230及び位置検出部250を備える。
なお、位置検出デバイス200は、CPU及びメモリなどのハードウェアを有しており、上述した各機能部は、当該ハードウェア上においてコンピュータプログラム（ソフトウェア）を実行することによって実現される。
第１測定部210は、受信機110と接続される。第１測定部210は、受信機110が受信した無線信号の強度（第１信号強度）を、センサ41～センサ46（送信機）毎に測定する。
第２測定部220は、受信機120と接続される。第２測定部220は、受信機120が受信した無線信号の強度（第２信号強度）を、センサ41～センサ46（送信機）毎に測定する。
以下、受信機110（第１受信機）が受信したセンサ41（センサID=a）からの信号をR1(a)と標記する。同様に、受信機120（受信機120）が受信したセンサ41（センサID=a）からの信号をR2(a)と標記する（他のセンサについても同様に標記する）。
第１測定部210及び第２測定部220が測定対象とする無線信号の強度は、電圧レベルでも電力レベルでもよい。さらに、デシベル（dB）単位で管理してもよい。本実施形態では、電圧レベル（単位：V）が用いられる。
また、本実施形態では、センサ41～センサ46から送信される無線信号には、各センサ（送信機）を識別するセンサID（識別子）が含まれる。
信号強度演算部230は、第１測定部210及び第２測定部220が測定した無線信号の強度を用いた演算を実行する。なお、車両前後方向におけるセンサの位置は、タイヤの回転に応じてそれぞれ異なり得るため、信号強度演算部230は、複数回測定した値の平均を用いることが好ましい。
信号強度演算部230は、受信機110が受信した無線信号の強度（第１信号強度）と、受信機120が受信した無線信号の強度（第２信号強度）とを用いた比率である強度比を、センサ毎に演算する。本実施形態において、信号強度演算部230は、演算部を構成する。
本実施形態では、信号強度演算部230は、強度比として、第１信号強度と第２信号強度との商を、センサ毎に演算する。具体的には、信号強度演算部230は、第１信号強度を第２信号強度で除し、商（R1/R2）を算出する。より具体的には、信号強度演算部230は、次に示す信号強度の商（R1/R2）を演算する。
Figure 0007057227000001
なお、強度比は、第１信号強度と第２信号強度とを用いた比率であればよく、R1/R2に限定されない。商であれば、R2/R1でもよいし、（R1-R2）/（R1+R2）のように、R1及びR2の値を無次元化できるようなものであればよい。
位置検出部250は、センサ（送信機）が搭載されたタイヤが装着されている車輪位置を検出する。具体的には、位置検出部250は、センサ41～センサ46が搭載されたタイヤ31～タイヤ36が装着されている車輪位置（ポジション）を各々検出する。
位置検出部250は、センサ毎の第１信号強度、第２信号強度及び強度比に基づいて、センサが搭載されたタイヤが装着されている車輪位置を検出する。
具体的には、位置検出部250は、受信機110によって受信されたセンサ毎の信号強度R1(x)（「x」はセンサID）に基づいて、受信機110に近いセンサを判定する。同様に、位置検出部250は、受信機120によって受信されたセンサ毎の信号強度R2(x)に基づいて、受信機120に近いセンサを判定する。これにより、位置検出部250は、前輪側の車輪位置（「1」，「2」）を検出する。
さらに、位置検出部250は、センサ毎の商（R1/R2）の大きさに基づいて、特に、後輪側の車輪位置（「3」～「6」）を検出する。すなわち、位置検出部250は商（R1/R2）などの強度比に基づいて、後輪車軸における車輪位置を検出する。なお、より具体的な車輪位置の検出方法については、さらに後述する。
（３）タイヤ装着位置検出システムの動作
次に、上述したタイヤ装着位置検出システム100の動作について説明する。具体的には、タイヤ装着位置検出システム100の初期設定動作、及びタイヤ（センサ）位置検出動作について説明する。
（３．１）初期設定動作
図３は、タイヤ装着位置検出システム100の初期設定動作フローを示す。図３に示すように、まず、タイヤ装着位置検出システム100が搭載される車両10の基本的な構成を設定する。具体的には、車両10の車軸構成を設定する（S10）。車軸構成には、車両10の車軸数、ダブルタイヤの有無、及びタイヤ数の情報などが含まれる。
次いで、車両10に配置される受信機の数及び位置に基づいて、各車輪位置から送信される無線信号の受信信号強度に基づいて初期設定を実行する（S20）。
具体的には、各車輪位置から送信される無線信号の受信信号強度に基づいて、各車輪位置からの標準的な信号強度を設定する。特に、車両10の車体構造、及び装着される部品（例えば、燃料タンク）の種類、サイズ、位置に応じて信号強度が大きく変化するため、このような伝搬環境を踏まえて各領域における標準的な信号強度を調整する。
上述したような信号強度の初期設定を車輪数分繰り返し、設定を終了する（S30）。
（３．２）タイヤ（センサ）位置検出動作
図４は、タイヤ装着位置検出システム100によるタイヤ（センサ）位置の検出動作フローを示す。図４に示すように、タイヤ装着位置検出システム100は、受信機R1及び受信機R2によって受信された各センサからの無線信号の信号強度を取得する（S110）。
タイヤ装着位置検出システム100は、センサ毎に、R1が受信した無線信号の信号強度と、R2が受信した無線信号の信号強度との強度比として、商（R1/R2）を演算する（S120）。ここでは、当該強度比（商）をR1(x)/R2(x)と記載（上述したように、「x」はセンサID）する。タイヤ装着位置検出システム100は、このような強度比の演算を車輪数分繰り返す（S130）。
図５は、タイヤ装着位置検出システム100によって測定された無線信号の強度及び演算結果の例を示す。図５に示す「ポジション」は、図４に示す動作の結果、タイヤ装着位置検出システム100によって検出された各センサ（タイヤ）の車輪位置を示す。
図５に示すように、タイヤ装着位置検出システム100は、測定されたR1(x), R2(x)、及びR1(x)/R2(x)の演算結果を取得する。
タイヤ装着位置検出システム100は、R1(x), R2(x)及びR1(x)/R2(x)に基づいて、センサが搭載されたタイヤが装着されている車輪位置（ポジション）を検出する（S140）。
具体的には、タイヤ装着位置検出システム100は、まず、R1(x), R2(x)及びR1(x)/R2(x)に基づいて、前輪側の車輪位置を検出する。
ここで、R1(x), R2(x)のうち、センサ42（ID=b）はR1に最も近いため、R1(b)が最も大きくなっている。一方、センサ42（ID=b）は受信機120（R2）からは最も遠いため、R2(b)が最も小さくなっている。
したがって、タイヤ装着位置検出システム100は、R1(x)/R2(x)が最も大きいセンサ42（ID=b）が、ポジション「2」に位置すると検出する。
また、図５に示すように、センサ43（ID=c）, センサ44（ID=d）と、センサ45（ID=e）, センサ46（ID=f）との商、具体的には、R1(c)/R2(c)とR1(d)/R2(d)、及びR1(e)/R2(e)とR1(f)/R2(f)は、近い値を示している。このようにR1(x)/R2(x)が近い値を示す理由は、センサ43～センサ46が後輪側のダブルタイヤ（内側後輪及び外側後輪）の何れかに位置しているためである。
一方、ダブルタイヤではなく、右前輪に位置しているセンサ42（ID=b）については、このような判定結果からも、ポジション「2」に位置すると検出できる。また、センサ41（ID=a）については、右前輪、及び後輪側のダブルタイヤの何れかに位置していると検出された結果、残りのポジション「1」に位置すると検出できる。
タイヤ装着位置検出システム100は、センサ43～センサ46（ID=c～f）が後輪側のダブルタイヤ（内側後輪及び外側後輪）の何れかに位置することを判定した後、当該センサのR1(x)/R2(x)の大きさに基づいて、後輪側の車輪位置を検出する（S150）。
具体的には、R1(c)/R2(c), R1(d)/R2(d)、及びR1(e)/R2(e), R1(f)/R2(f)の大きさを比較すると、R1(c)/R2(c), R1(d)/R2(d)は、R1(e)/R2(e), R1(f)/R2(f)よりも小さい。センサ43（ID=c）及びセンサ44（ID=d）は、センサ45（ID=e）及びセンサ46（ID=f）よりもR2に近く、R2(c)、R2(d)の値が大きいためである。
つまり、センサ43～センサ46（ID=c～f）のうち、R1(x)/R2(x)が小さいセンサ43（ID=c）及びセンサ44（ID=d）が、ポジション「3」及び「4」の何れかに位置すると検出できる。
さらに、タイヤ装着位置検出システム100は、センサ43（ID=c）及びセンサ44（ID=d）が、ポジション「3」及び「4」の何れに位置するかを判定する。具体的には、センサ44（ID=d）はセンサ43（ID=c）よりも少しだけR1に近いため、R1(c)<R1(d)となっている。
したがって、センサ43（ID=c）のR1(c)/R2(c)は、R1により近いセンサ44（ID=d）のR1(d)/R2(d)よりも小さくなる。
つまり、R1(c)/R2(c)とR1(d)/R2(d)とを比較することによって、ポジション「3」及び「4」の何れかに位置するか、つまり、ダブルタイヤの内側後輪及び外側後輪の何れに位置するかを検出できる。
センサ45（ID=e）及びセンサ46（ID=f）についても同様であり、センサ45（ID=e）はセンサ46（ID=f）よりも少しだけR2に近いため、R2(e)>R2(f)となっている。したがって、R2により近いセンサ45（ID=e）のR1(e)/R2(e)は、センサ46（ID=f）のR1(f)/R2(f)よりも小さくなる。
つまり、R1(e)/R2(e)とR1(f)/R2(f)とを比較することによって、ポジション「5」及び「6」の何れかに位置するか、つまり、ダブルタイヤの内側後輪及び外側後輪の何れに位置するかを検出できる。
（４）作用・効果
上述した実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。具体的には、タイヤ装着位置検出システム100によれば、受信機110が受信したセンサ（送信機）からの無線信号の強度である第１信号強度（R1(x)）と、車両前後方向及び車幅方向において受信機110と異なる位置に配置された受信機120が受信したセンサ（送信機）からの無線信号の強度である第２信号強度（R2(x)）と、R1(x)とR2(x)との強度比、具体的には、商（R1(x)/R2(x)）に基づいて、当該センサが搭載されたタイヤが装着されている車輪位置が検出される。
これにより、センサから送信される無線信号の受信状態のみに基づいて、タイヤ（センサ）が装着される車輪位置を自動的に検出し得る。つまり、各タイヤが装着されている車輪位置を検出するために、タイヤの回転方向を検出するセンサなどは不要である。このため、コスト及びシステムの故障率の上昇を回避し得る。
特に、強度比を用いることによって、R1(x)及びR2(x)の値が無次元化されるため、センサ（送信機）または受信機の性能にばらつきがある場合でも、当該センサが搭載されたタイヤが装着されている車輪位置を正確に検出し得る。
センサについては、送信電力が一致しない場合があり、受信機については、受信感度が一致しない場合があり得る。このような場合でも、R1(x)/R2(x)を用いることによって、測定された信号強度にばらつきがある場合でも、当該ばらつきを相殺された状態で車輪位置を検出することができる。
すなわち、タイヤ装着位置検出システム100によれば、センサから送信される無線信号の受信状態のみに基づいて、特に、送信電力のばらつき、または受信機の受信感度が低い場合でも、タイヤ（センサ）が装着される車輪位置を自動的に検出し得る。
本実施形態では、受信機110は、中心線CL2を基準とした一方側（前輪側）に配置され、受信機120は、中心線CL2を基準とした他方側（後輪側）に配置される。また、本実施形態では、受信機110は、中心線CL1を基準とした一方側（右輪側）に配置され、受信機120は、中心線CL1を基準とした他方側（左輪側）に配置される。
つまり、受信機110及び受信機120は、中心線CL1と中心線CL2とによって区分される４つの領域において、対角的に配置される。このため、車輪位置に応じたR1(x)/R2(x)の値（大きさ）の差が顕著になり、当該センサが搭載されたタイヤが装着されている車輪位置をさらに正確に検出し得る。
本実施形態では、タイヤ装着位置検出システム100は、強度比（商）に基づいて、ダブルタイヤ構成である後輪車軸における車輪位置を検出する。強度比、具体的には、R1(x)/R2(x)を用いることによって、ダブルタイヤのように、車両幅方向における内側後輪と、外側後輪とが接近しているような場合でも、当該センサが搭載されたタイヤが装着されている車輪位置を正確に検出し得る。
［第２実施形態］
本実施形態では、第１実施形態と比較すると、車両の構成が異なる。以下、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、同様の部分については、その説明を適宜省略する。
（１）タイヤ装着位置検出システムを含む車両の概略構成
図６は、タイヤ装着位置検出システム100Aを含む車両10Aの概略平面図である。図６に示すように、車両10Aは、複数の前輪車軸と、複数の後輪車軸とを備える自動車である。具体的には、車両10Aは、前輪車軸23及び前輪車軸24を備える。また、車両10Aは、後輪車軸25及び後輪車軸26を備える。
車両10Aの種類も特に限定されないが、後輪車軸25及び後輪車軸26は、ダブルタイヤ構成であり、主に大型のトラックなどを想定している。
車両10Aは、１２輪構成である。具体的には、車両10Aには、前輪車軸側にタイヤ51～タイヤ54が装着される。また、車両10Aには、後輪車軸側に、タイヤ61～タイヤ68が装着される。
また、タイヤ51～タイヤ54には、センサ71～センサ74がそれぞれ搭載され、タイヤ61～タイヤ68には、センサ81～センサ88がそれぞれ搭載される。センサ71～センサ74には、センサIDとして「a」～「d」がそれぞれ割り当てられている。センサ81～センサ88には、センサIDとして「e」～「l」がそれぞれ割り当てられている。
タイヤ装着位置検出システム100Aは、タイヤ装着位置検出システム100と同様に、受信機110と受信機120とを含む。本実施形態においても、受信機120は、車両前後方向及び車幅方向において、受信機110と異なる位置に配置される。
具体的には、本実施形態では、受信機110は、中心線CL1及び中心線CL2によって区画される左前側の領域に配置される。一方、受信機120は、右後側の領域に配置される。
（２）タイヤ装着位置検出システムの機能ブロック構成
タイヤ装着位置検出システム100Aは、タイヤ装着位置検出システム100と同様に、位置検出デバイス200を含む。位置検出デバイス200の機能ブロック構成は、第１実施形態と同様（図２参照）である。
本実施形態では、信号強度演算部230は、受信機110が受信した無線信号の強度（第１信号強度）と、受信機120が受信した無線信号の強度（第２信号強度）との合計値（和）をセンサ毎に演算する。本実施形態において、信号強度演算部230は、演算部を構成する。
より具体的には、信号強度演算部230は、次に示す信号強度の合計値（R1+R2）を演算する。
Figure 0007057227000002
また、位置検出部250は、第１信号強度、第２信号強度、強度比及び合計値（和）に基づいて、センサが搭載されたタイヤが装着されている車輪位置を検出する。
具体的には、位置検出部250は、センサ毎の信号強度（R1(x), R2(x)）、強度比（R1(x)/R2(x)）、及び合計値（R1(x)+R2(x)）を用いて、各センサが搭載されたタイヤが装着されている車輪位置（ポジション）を段階的に検出する。
より具体的には、位置検出部250は、R1(x)/R2(x)及びR1(x)+R2(x)の大きさに基づいて、１２輪のタイヤを、車輪位置と対応付けられた複数のグループ（ポジション「1」～「4」、「5」～「8」及び「9」～「12」）に分類する。さらに、位置検出部250は、R1(x)/R2(x)及びR1(x)+R2(x)の大きさに基づいて、各グループ内における車輪位置を検出する。
なお、より具体的な車輪位置の検出方法については、さらに後述する。
（３）タイヤ装着位置検出システムの動作
次に、タイヤ装着位置検出システム100Aの動作について説明する。具体的には、タイヤ装着位置検出システム100Aのタイヤ（センサ）位置検出動作について説明する。
図７は、タイヤ装着位置検出システム100Aによるタイヤ（センサ）位置の検出動作フローを示す。図７に示すように、タイヤ装着位置検出システム100Aは、受信機R1及び受信機R2によって受信された各センサからの無線信号の信号強度を取得する（S210）。
次いで、タイヤ装着位置検出システム100Aは、取得した各センサの信号強度を用いて、合計値（和）及び強度比（商）を演算する（S220）。具体的には、タイヤ装着位置検出システム100Aは、R1(x)+R2(x)及びR1(x)/R2(x)を演算する。
図８は、タイヤ装着位置検出システム100Aによって測定された無線信号の強度及び演算結果の例を示す。図８に示す「ポジション」は、図７に示す動作の結果、タイヤ装着位置検出システム100Aによって検出された各センサ（タイヤ）の車輪位置を示す。
図８に示すように、タイヤ装着位置検出システム100Aは、測定されたR1(x), R2(x)、R1(x)+R2(x)、及びR1(x)/R2(x)の演算結果を取得する。
タイヤ装着位置検出システム100Aは、このような合計値（和）及び強度比（商）の演算を車輪数分繰り返す（S230）。
次いで、タイヤ装着位置検出システム100Aは、各センサのR1(x)/R2(x)の大きさが、上位４つ以内か否かを判定する（S240）。
商（R1(x)/R2(x)）の大きさが上位４つ以内の場合、タイヤ装着位置検出システム100Aは、当該センサがポジション「1」～「4」（図７では、P1～P4と標記、以下同）の何れかの車輪位置に位置すると判定する（S250）。
さらに、タイヤ装着位置検出システム100Aは、当該４つのセンサのうち、和（R1(x)+R2(x)）が上位２つ以内か否かを判定する（S260）。
和（R1(x)+R2(x)）が上位２つ以内でない場合、つまり、下位２つである場合、タイヤ装着位置検出システム100Aは、商（R1(x)/R2(x)）が大きい順に、当該センサがポジション「1」、「2」に位置すると判定する（S270）。
和（R1(x)+R2(x)）が上位２つ以内の場合、タイヤ装着位置検出システム100Aは、商（R1(x)/R2(x)）が大きい順に、当該センサがポジション「3」、「4」に位置すると判定する（S280）。
図９は、図８と同様の無線信号の強度及び演算結果の例を示すが、ステップS280までの処理が完了し、ポジション「1」～「4」に位置するセンサが検出された状態（図中の網掛け部分参照）と対応する。
図９に示すように、センサ71（ID=a）～センサ74（ID=d）のみ、商（R1(x)/R2(x)）が1.0よりも大きい。これは、センサ71～センサ74（以下、便宜上、センサa～dと標記）（のみ、12個のセンサのうち、R2よりもR1に近く、R1(x)>R2(x)となるためである。このような特性を利用することによって、まず、12個のセンサのうち、ポジション「1」～「4」の何れかにセンサa～dが位置すると判定できる。
センサa～dの和（R1(x)+R2(x)）に着目すると、図９に示すように、センサc, dの和は、センサa, bの和よりも大きい。これは、センサc, d（タイヤ73, 74）がR2により近い前輪車軸24に位置し、R2(c), R2(d)が大きくなるためである。これにより、前輪車軸23及び前輪車軸24に位置するセンサを判定できる。
次いで、前輪車軸23側に位置すると判定されたセンサa, bと、前輪車軸24側に位置すると判定されたセンサc, dのそれぞれにおいて、商が大きいセンサが車両10Aの左輪に装着されていると判定すればよい。R1に近く、R1(x)が大きくなるためである。
さらに、タイヤ装着位置検出システム100Aは、上述したR1(x)/R2(x)の大きさが上位４つのセンサ（センサa～d）を除いた残りの８つのセンサのうち、和（R1(x)+R2(x)）が上位４つ以内か否かを判定する（S290）。
残りの８つのセンサ（センサe～l）のうち、和（R1(x)+R2(x)）が上位４つ以内でない場合、つまり、下位４つである場合、タイヤ装着位置検出システム100Aは、当該センサがポジション「9」～「12」の何れかの車輪位置に位置すると判定する（S300）。
さらに、タイヤ装着位置検出システム100Aは、当該４つのセンサにおいて、商（R1(x)/R2(x)）が大きい順に、当該センサがポジション「9」、「10」、「11」、「12」に位置すると判定する（S310）。
図１０は、ステップS310までの処理が完了し、ポジション「9」～「12」に位置するセンサが検出された状態（図中の詳細網掛け部分参照）と対応する。図１０に示すように、センサe～lのうち、和（R1(x)+R2(x)）が下位４つのセンサは、センサi～lである。これは、センサi～lは、R1及びR2の両方から遠いためである。これにより、ポジション「9」～「12」の何れかにセンサi～lが位置すると判定できる。
また、センサi～lの商（R1(x)/R2(x)）に着目すると、図１０に示すように、センサiが最も大きく、センサj, k, lの順で小さくなっている。R1(x)及びR2(x)は、R1, R2と当該センサとの距離に基本的には依存し、センサi, j, k, lの順で、センサ～R1間、及びセンサ～R2間の距離差が大きいためである。
残りの８つのセンサ（センサe～l）のうち、和（R1(x)+R2(x)）が上位４つ以内の場合、タイヤ装着位置検出システム100Aは、当該センサがポジション「5～「8」の何れかの車輪位置に位置すると判定する（S320）。当該センサがポジション「5～「8」の何れかの車輪位置に位置すると判定できる根拠は、上述したポジション「9」～「12」に位置するセンサの判定と同様であり、ポジション「5～「8」に位置するセンサは、R1及びR2の両方に近く、和（R1(x)+R2(x)）が大きくなるためである。
さらに、タイヤ装着位置検出システム100Aは、当該４つのセンサのうち、和（R1(x)+R2(x)）が最小であるセンサ（センサh）がポジション「8」に位置すると判定する（S330, S340）。
図１１は、ステップS340までの処理が完了し、ポジション「8」に位置するセンサが検出された状態（図中の詳細網掛け部分参照）と対応する。
なお、上述したポジション「9」～「12」と同様に、ポジション「5～「8」についても、商（R1(x)/R2(x)）のみを用いて、各センサが位置するポジションを判定してもよいが、車両10Aの構造などによっては、伝搬環境が車輪位置によって異なり、位置が誤検出する場合が想定される。
図１１に示す例では、商（R1(x)/R2(x)）のみを用いて各センサが位置するポジションを判定すると、センサgの位置と、センサhの位置とが逆転してしまう。このように、車両10Aの構造などによって、商のみで車幅方向（左右方向）の位置を決定できない場合には、まず、和（R1(x)+R2(x)）に着目すればよい。
和（R1(x)+R2(x)）が最小であるセンサは、R1, R2の両方から最も遠い位置、具体的にはセンサ～R1間、及びセンサ～R2間の合計距離が最も長くなる位置、つまり、ポジション「8」に位置すると判定できる。
タイヤ装着位置検出システム100Aは、当該４つのセンサのうち、和（R1(x)+R2(x)）が最小であるセンサ（センサh）を除いた３つのセンサにおいて、商（R1(x)/R2(x)）が大きい順に、当該センサがポジション「5」、「6」、「7」に位置すると判定する（S350）。
図１２は、ステップS350までの全ての処理が完了し、ポジション「5」、「6」、「7」に位置するセンサが検出された状態（図中の詳細網掛け部分参照）と対応する。
図１２に示すように、センサe～gの商（R1(x)/R2(x)）に着目すると、センサeが最も大きく、センサf, gの順で小さくなっている。R1(x)及びR2(x)は、R1, R2と当該センサとの距離に基本的には依存し、センサe, f, gの順で、センサ～R1間、及びセンサ～R2間の距離差が大きいためである。
（４）作用・効果
本実施形態に係るタイヤ装着位置検出システム100Aによれば、R1(x)、R2(x)及びR1(x)/R2(x)に加え、和（R1(x)+R2(x)）に基づいて当該センサが搭載されたタイヤが装着されている車輪位置が検出される。
このため、上述したように、車両10Aの構造などによって伝搬環境が車輪位置によって異なり、R1(x)/R2(x)のみでは、車輪位置が誤検出されるような場合でも、和（R1(x)+R2(x)）を補足的に臨機応変に用いることによって、当該センサが搭載されたタイヤが装着されている車輪位置を正確に検出し得る。
［その他の実施形態］
以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
例えば、上述した実施形態では、位置検出デバイス200が車両10に搭載される電子制御ユニット（ECU）の一部として組み込まれていたが、次のように変更してもよい。
図１３は、その他の実施形態に係る車両10Bの概略平面図及び概略ネットワーク構成図である。図１３に示すように、車両10Bは、位置検出デバイス200に代えて、通信デバイス310を備える。
通信デバイス310は、無線基地局320と無線通信を実行することができる。通信デバイス310は、例えば、移動通信ネットワーク（LTEなど）に接続可能な無線通信端末である。
サーバコンピュータ330は、通信ネットワーク上に設けられ、位置検出デバイス200によって実現されていた各機能（第１測定部210、第２測定部220、信号強度演算部230及び位置検出部250）を実現する。
また、当該機能を実現するプログラム、（ソフトウェア、プログラム製品と呼ばれてもよい）は、通信ネットワーク上にダウロード可能な状態で保存されてもよいし、記憶媒体に保存された形態で提供されてもよい。
また、図３に示した初期設定動作などの際に、自車両に装着されているタイヤ（センサ）か否かであることを自動的に判定してもよい。例えば、一定時間に亘って各センサ（送信機）のセンサIDをモニタし、受信回数が多いセンサを自車両に」装着されているタイヤ（センサ）と判定すればよい。
10, 10A, 10B 車両
21, 23, 24 前輪車軸
22, 25, 26 後輪車軸
31～36 タイヤ
41～46 センサ
51～54 タイヤ
61～68 タイヤ
71～74 センサ
81～88 センサ
100, 100A タイヤ装着位置検出システム
105 受信ユニット
110, 120 受信機
200 位置検出デバイス
210 第１測定部
220 第２測定部
230 信号強度演算部
250 位置検出部
310 通信デバイス
320 無線基地局
330 サーバコンピュータ

Claims (5)

  1. 送信機が搭載された各々のタイヤが、車両の何れの車輪位置に装着されたかを検出するタイヤ装着位置検出システムであって、
    前記車両に配置され、前記送信機から送信される無線信号を受信する受信ユニットを備え、
    前記受信ユニットは、
    第１受信機と、
    車両前後方向及び車幅方向において、前記第１受信機と異なる位置に配置される第２受信機と
    を含み、
    前記第１受信機が受信した前記無線信号の強度である第１信号強度を、前記送信機毎に測定する第１測定部と、
    前記第２受信機が受信した前記無線信号の強度である第２信号強度を、前記送信機毎に測定する第２測定部と、
    前記第１信号強度と前記第２信号強度とを用いた比率である強度比、及び前記第１信号強度と前記第２信号強度との合計値を、前記送信機毎に演算する演算部と、
    前記送信機毎の前記第１信号強度、前記第２信号強度及び前記強度比及び前記合計値に基づいて、前記送信機が搭載されたタイヤが装着されている車輪位置を検出する位置検出部と
    を備え、
    前記車両の後輪車軸は、ダブルタイヤ構成であり、
    前記位置検出部は、前記強度比に基づいて、前記後輪車軸における前記車輪位置を検出するタイヤ装着位置検出システム。
  2. 前記第１受信機は、前輪と後輪との間における前後方向中心線を基準とした一方側に配置され、
    前記第２受信機は、前記前後方向中心線を基準とした他方側に配置される請求項１に記載のタイヤ装着位置検出システム。
  3. 前記第１受信機は、左輪と右輪との間における幅方向中心線を基準とした一方側に配置され、
    前記第２受信機は、前記幅方向中心線を基準とした他方側に配置される請求項１または２に記載のタイヤ装着位置検出システム。
  4. 送信機が搭載された各々のタイヤが、車両の何れの車輪位置に装着されたかを検出するタイヤ装着位置検出方法であって、
    前記車両に配置され、前記送信機から送信される無線信号を受信する受信ユニットを用い、
    前記受信ユニットは、第１受信機と、車両前後方向及び車幅方向において、前記第１受信機と異なる位置に配置される第２受信機とを含み、
    前記第１受信機が受信した前記無線信号の強度である第１信号強度を、前記送信機毎に測定するステップと、
    前記第２受信機が受信した前記無線信号の強度である第２信号強度を、前記送信機毎に測定するステップと、
    前記第１信号強度と前記第２信号強度とを用いた比率である強度比、及び前記第１信号強度と前記第２信号強度との合計値を、前記送信機毎に演算するステップと、
    前記送信機毎の前記第１信号強度、前記第２信号強度及び前記強度比及び前記合計値に基づいて、前記送信機が搭載されたタイヤが装着されている車輪位置を検出するステップと
    を含み、
    前記車両の後輪車軸は、ダブルタイヤ構成であり、
    前記車輪位置を検出するステップでは、前記強度比に基づいて、前記後輪車軸における前記車輪位置を検出するタイヤ装着位置検出方法。
  5. 送信機が搭載された各々のタイヤが、車両の何れの車輪位置に装着されたかを検出するタイヤ装着位置検出プログラムであって、
    前記車両に配置され、前記送信機から送信される無線信号を受信する受信ユニットが、第１受信機と、車両前後方向及び車幅方向において、前記第１受信機と異なる位置に配置される第２受信機とを含み、
    前記第１受信機が受信した前記無線信号の強度である第１信号強度を、前記送信機毎に測定する処理と、
    前記第２受信機が受信した前記無線信号の強度である第２信号強度を、前記送信機毎に測定する処理と、
    前記第１信号強度と前記第２信号強度とを用いた比率である強度比、及び前記第１信号強度と前記第２信号強度との合計値を、前記送信機毎に演算する処理と、
    前記送信機毎の前記第１信号強度、前記第２信号強度及び前記強度比及び前記合計値に基づいて、前記送信機が搭載されたタイヤが装着されている車輪位置を検出する処理とをコンピュータに実行させ、
    前記車両の後輪車軸は、ダブルタイヤ構成であり、
    前記車輪位置を検出する処理では、前記強度比に基づいて、前記後輪車軸における前記車輪位置を検出するタイヤ装着位置検出プログラム。
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