JPWO2016208055A1 - 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。各送信機は、受信機に向けて信号を送信するように構成される送信部と、対応する車輪とともに回転して、自身に作用する加速度を検出する加速度センサと、加速度センサによって検出される加速度に基づいて一定位置で送信される一定位置信号、及び、一定出力で送信される位置検出信号を送信部から送信させるように構成される送信側制御部と、を有する。受信機は、信号を受信するように構成される受信部と、一定位置信号を受信した時点での各車輪の回転位置のばらつきから対応する送信部が設けられた車輪の位置を特定する第１の特定処理と、位置検出信号の受信強度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第２の特定処理と、を行うように構成される受信側制御部と、を有する。

Description

本発明は、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。送信機は、加速度センサを有している。送信機は、加速度センサによって検出される加速度から、車輪の回転位置が一定位置（例えば、最下位置）のときに信号を送信する。車体に搭載された受信機は、送信機から送信された信号を受信した時点での各車輪の回転位置を検出する。そして、受信機は、信号を複数回受信した時点での各車輪の回転位置のばらつきから車輪の位置を特定している。

特開２０１０−１２２０２３号公報

ところで、加速度センサは、検出部（例えば、ダイアフラム）の歪み量（変形量）を電圧に変換して出力している。しかしながら、車両の速度が速くなり、車輪の回転速度が速くなると、加速度センサに作用する遠心力が大きくなり、検出部の歪み量が限界に達するおそれがある。そして、高速時に、検出部の歪み量が限界に達すると、送信機は、車輪の回転位置が一定位置のときに信号を送信することができなくなるおそれがある。また、起伏の大きい道路（悪路）を車両が走行している場合には、加速度センサによって検出される加速度に大きな誤差が生じ、送信機は、車輪の回転位置が一定位置のときに信号を送信することができなくなるおそれがある。その結果として、受信機は、送信機が設けられている車輪の位置を特定できなくなるおそれがある。

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ように構成され、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、前記各送信機は、前記受信機に向けて信号を送信するように構成される送信部と、対応する前記車輪とともに回転して、自身に作用する加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサによって検出される加速度に基づいて一定位置で送信される一定位置信号、及び、一定出力で送信される位置検出信号を前記送信部から送信させるように構成される送信側制御部と、を有し、前記受信機は、前記信号を受信するように構成される受信部と、前記一定位置信号を受信した時点での各車輪の回転位置のばらつきから対応する前記送信部が設けられた車輪の位置を特定する第１の特定処理と、前記位置検出信号の受信強度から対応する前記送信機が設けられた車輪の位置を特定する第２の特定処理と、を行うように構成される受信側制御部と、を有する。

これによれば、第１の特定処理では一定位置信号を受信した時点での各車輪の回転位置のばらつきによって、対応する送信機が設けられた車輪の位置を特定でき、第２の特定処理では受信強度から対応する送信機が設けられた車輪の位置を特定できる。したがって、加速度センサの検出部の歪み量が限界に達したり、起伏の大きい道路を走行することで加速度センサによって検出される加速度に大きな誤差が生じて第１の特定処理が行えなくなった場合でも、第２の特定処理によって受信強度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、前記各送信側制御部は、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送信閾値以下のときに前記一定位置信号を送信させるように構成され、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いときに前記位置検出信号を送信させ、前記受信側制御部は、前記受信部が前記一定位置信号を受信し、前記位置検出信号を受信しないときには前記第１の特定処理を行い、前記受信部が前記位置検出信号を受信したときには前記第２の特定処理を行う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以下のときには、送信部から一定位置信号が送信される一方で位置検出信号が送信されず、受信側制御部では、第１の特定処理が行われる。また、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は、送信部から位置検出信号が送信され、受信側制御部では、第２の特定処理が行われる。すなわち、送信閾値を境として、第１の特定処理と第２の特定処理とが切り替えられる。

受信強度によって車輪の位置特定を行う場合には、車輪が所定の角度（例えば、３６０度）回転するまで継続して位置検出信号を送信する必要がある。このため、車両の速度が速ければ速いほど、位置検出信号を送信する時間は短くなることができる。

したがって、送信閾値を設定して、位置検出信号の送信時間が長くなるおそれのあるときには第１の特定処理、加速度センサによる一定位置送信が行えなくなるおそれがあるときには第２の特定処理を行うことで、位置検出信号の送信時間が長くなることによる電力消費の増大を抑止し、更に、一定位置送信が行えなくなることによる車輪位置の不特定を抑止することができる。

上記車輪位置特定装置について、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の送信時間が異なってもよい。
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伴う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、前記各送信側制御部は、前記一定位置で前記一定位置信号を送信できない時間が所定時間継続したときに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、一定位置信号を送信できなくなる車速に達したとき（加速度センサの検出部の歪み量が限界に達したとき）や、車両が起伏の大きな悪路（凹凸路）を走行することで加速度センサによる一定位置送信が行えなくなったときに位置検出信号が送信される。このため、常に位置検出信号が送信される場合に比べて、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タイヤ状態監視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。 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。 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。 ＩＤ１の送信機が一定位置信号を送信した時の各車輪の送信機の位置を示す図。 ＩＤ１の送信機から送信された一定位置信号を受信機が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を示す図。 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）は受信機による車輪位置の特定の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の電気回路（circuitry）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）を求めるようにプログラムされている。

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の検出軸３４ａは、送信機３１が車輪１１の最上位置に位置しているときに鉛直方向（上下方向）の一方向を向き、最下位置に位置しているときに、鉛直方向のうち最上位置に位置しているときとは異なる方向を向く。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。加速度センサ３４は、検出軸３４ａに沿う検出部（例えば、ダイアフラム）の歪み量を電圧として出力する。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。

なお、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。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の電気回路よりなる。コントローラ３５は送信側制御部として機能する。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、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。コントローラ３５は、送信回路３６を制御するようにプログラムされている。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。

定常信号は、車輪１１の回転位置が予め定められた一定位置のときに送信される。本実施形態において、コントローラ３５は、送信機３１の位置が車輪１１の最下位置となるときに定常信号を送信している。送信機３１が最下位置に位置していることは、加速度センサ３４によって検出される加速度から検出することができる。詳細にいえば、加速度センサ３４は、検出部の歪み量を直流成分と交流成分とを含んだ電圧として出力する。直流成分が遠心加速度を示し、交流成分が重力加速度を示す。

コントローラ３５は、加速度センサ３４によって検出された重力加速度が＋１Ｇとなるときに定常信号を送信することで、送信機３１が車輪１１の最下位置（一定位置）に位置しているときに定常信号を送信することができる。したがって、一定位置とは、送信機３１が車輪１１の最下位置となる位置であり、定常信号は、一定位置で送信される一定位置信号となる。

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の電気回路よりなり、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。すなわち、受信コントローラ５１は、受信機５０の動作を統括的に制御するようにプログラムされている。

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に関する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（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indication）を測定する測定回路を含んでいる。受信回路５２は、信号の受信強度を受信コントローラ５１に出力する。

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。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。
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、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か否かを判断する。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Ｓ１０の処理を繰り返す。一方で、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Ｓ１１の処理を行う。コントローラ３５は、ステップＳ１１において、定常信号を送信させる。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（cyclic redundancy check）などの誤り訂正のための符号が含まれている。

次に、ステップＳ１２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、加速度センサ３４の検出部の歪み量が限界に達する加速度よりも若干低い値に設定される。ステップＳ１２の判定結果が否定の場合、コントローラ３５は、処理を終了する。

一方で、ステップＳ１２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、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、定常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。このため、ステップＳ１３の判定結果が肯定の場合、コントローラ３５は、位置検出信号よりも優先的に定常信号の送信を行うため、処理を終了する。

ステップＳ１３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の速度によって異なり、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。位置検出信号には、少なくともＩＤを示すデータが含まれる。

位置検出信号は、ステップＳ１４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。また、位置検出信号は、車両１０が走行を開始してから、予め定められた回数送信され、予め定められた回数の送信が行われた後には、加速度センサ３４によって検出される加速度が送信閾値よりも大きくなった場合でも位置検出信号が送信されない。予め定められた回数としては、位置検出信号を送信した各送信機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。

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。
図６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が位置検出信号を受信したか否かを判定する。ステップＳ２１の判定結果が否定の場合、すなわち、受信回路５２が受信した信号が定常信号のみである場合には、受信コントローラ５１は、ステップＳ２２の処理を行う。

受信回路５２が受信した信号が定常信号のみの場合、加速度センサ３４によって検出された加速度は送信閾値以下である。ステップＳ２２において、受信コントローラ５１は、第１の特定処理を行う。第１の特定処理は、定常信号を受信回路５２が受信した時点での、各回転センサユニット２１〜２４のパルスカウント値から、送信機３１が設けられた車輪１１の位置を特定する処理である。以下、具体的に説明を行う。

図７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。

このとき、ＩＤ１の送信機３１が設けられた車輪１１に着目すると、この送信機３１は、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４、すなわち送信機３１が車輪１１の最下位置に移動する時刻で定常信号を出力している。時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４は、ＩＤ１の送信機３１が車輪１１の最下位置に移動した時刻なので、それぞれの時刻で、ＩＤ１の送信機３１が設けられた車輪１１の回転位置は同一となる。

一方で、各車輪１１の回転数はデファレンシャルギアなどの影響によって異なるため、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４で、ＩＤ２、３、４の送信機３１が設けられたそれぞれの車輪１１の回転位置は異なる。このため、受信回路５２がＩＤ１の送信機３１から送信された定常信号を受信したときに、各回転センサユニット２１〜２４によって検出されるパルスカウント値、すなわち、車輪１１の回転位置を検出すると、図８に示すように、左前車輪ＦＬに対応して設けられた第１回転センサユニット２１が最もばらつきが少なくなる。

受信コントローラ５１は、送信機３１から送信された信号を複数回受信したときに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検出し、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２１〜２４に対応した車輪１１が、ＩＤ１の送信機３１が設けられた車輪と特定することができる。例えば、ＩＤ１の送信機３１からの定常信号を複数回受信したときに、第１回転センサユニット２１のパルスのカウント数のばらつきが最も少なければ、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。

同様に、ＩＤ２、３、４の送信機３１からの定常信号を複数回受信したときの回転センサユニット２１〜２４のパルスのカウント数のばらつきから、ＩＤ２、３、４の送信機３１が設けられた車輪１１の位置を特定することができる。

図６に示すように、ステップＳ２１の判定結果が肯定の場合、すなわち、受信回路５２が位置検出信号を受信した場合、受信コントローラ５１は、ステップＳ２３の処理を行う。受信回路５２が位置検出信号を受信した場合、加速度センサ３４によって検出された加速度が送信閾値より大きい。したがって、受信機５０では、送信閾値を境にして第１の特定処理と第２の特定処理とが切り替えられる。

ステップＳ２３において、受信コントローラ５１は、第２の特定処理を行う。第２の特定処理は、位置検出信号の受信強度から対応する送信機３１が設けられた車輪１１の位置を特定する処理である。以下、具体的に説明を行う。

図９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。

前述したように、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）は異なっている。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が受信側制御部として機能する。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１０（ａ）〜図１０（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２１〜２４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１０（ａ）〜図１０（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、定常信号及び位置検出信号を送信する送信機３１、及び、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、車輪位置特定装置の作用について説明する。
図１１（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１１（ａ）及び図１１（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からは一定位置で定常信号が送信される。

図１１（ａ）及び図１１（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。

図１１（ｃ）に示すように、受信コントローラ５１は、定常信号のみを受信している間、すなわち、加速度センサ３４によって検出される加速度が送信閾値以下の場合には、第１の特定処理を行う。また、受信コントローラ５１は、定常信号に加えて、位置検出信号を受信すると、第２の特定処理を行う。

図１１（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）受信コントローラ５１は、第１の特定処理と、第２の特定処理とを行うことができる。受信強度から送信機３１が設けられた車輪１１の位置を特定する第２の特定処理では、位置検出信号が送信される位置に関わらず送信機３１が設けられた車輪１１の位置を特定することができる。

車両１０の速度が速くなることで加速度センサ３４の検出部の歪み量が限界に達すると、一定位置で信号を送信できなくなり、第１の特定処理を行えなくなるおそれがあるが、その場合であっても第２の特定処理により送信機３１が設けられた車輪１１の位置を特定することができる。同様に、起伏の大きな道路を車両１０が走行することで、重力加速度が＋１Ｇになることを検出できず、第１の特定処理を行えない場合であっても、第２の特定処理により送信機３１が設けられた車輪１１の位置を特定することができる。

（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も大きい場合に位置検出信号を送信している。受信強度によって送信機３１が設けられた車輪１１の位置を特定する場合には、車輪１１が所定の角度（実施形態でいえば、３６０度以上）回転するまで継続して位置検出信号を送信する必要がある。車輪１１の回転速度は、車両１０の速度に応じて速くなるため、車両１０の速度が速いときに位置検出信号を送信するほうが位置検出信号を送信する時間を短くすることができる。

また、加速度センサ３４の検出部の歪み量が限界に達しない車速のときには第１の特定処理を行うことで、位置検出信号を常に送信する場合に比べて、位置検出信号の送信回数を減らすことができる。したがって、位置検出信号の送信によるバッテリ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。

（５）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。

（６）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。

なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
・実施形態において、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も大きくなったことを契機として位置検出信号の送信を開始させたが、これに限られない。例えば、一定位置で信号を送信できない時間（回数）が所定時間継続したときに位置検出信号を送信するようにしてもよい。車両１０の速度が速くなり、加速度センサ３４の検出部の歪み量が限界に達すると、重力加速度を検出することが困難となり、＋１Ｇを検出しにくくなる。

また、車両１０が起伏の大きな悪路（凹凸路）を走行しているときには、加速度センサ３４によって検出される加速度に含まれるノイズが大きくなり、＋１Ｇを検出しにくくなる。コントローラ３５は、＋１Ｇを検出できない場合（一定位置を検出できない場合）、定常信号に一定位置非検出フラグのデータを含めて受信機５０に送信する。受信機５０は、一定位置非検出フラグのデータを含んだ定常信号を受信すると、位置検出信号が送信機３１から送信されることを認識し、第２の特定処理を行う。

この場合、車両１０の速度が速くなり、一定位置信号を送信できなくなったときに位置検出信号が送信されるため、常に位置検出信号が送信される場合に比べて、バッテリ３７の電力消費が低減される。

・実施形態では、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の位置を特定したが、これに限られず、受信強度の大小関係から車輪１１の位置を特定してもよい。

例えば、受信機５０（受信アンテナ５６）を、各送信機３１からの距離が異なるように配置し、各送信機３１から送信される位置検出信号の受信強度を測定する。各送信機３１から送信される位置検出信号は、受信機５０から離間しているほど減衰するため、受信強度の最も大きい位置検出信号を送信した送信機３１が最も受信機５０に近い車輪１１に設けられていると特定することができる。このように、受信した位置検出信号の受信強度が大きい順に、受信機５０に近い順に車輪１１に設けられていると特定することができる。

・一定位置信号が送信される位置は、車輪１１の最下位置とは異なる位置でもよい。例えば、加速度センサ３４が−１Ｇを検出した場合に一定位置信号が送信されると、車輪１１の最上位置で一定位置信号が送信されることになる。

・第１の特定処理と第２の特定処理は並行して行われてもよい。例えば、定常信号を一定位置で送信するとともに、定常信号の送信時間を第２の特定処理によって車輪１１の位置が特定できる程度に長くする。受信コントローラ５１は、定常信号を受信した時点での各回転センサユニット２１〜２４のパルスカウント値から第１の特定処理を行い、定常信号の受信強度から第２の特定処理を行う。この場合、定常信号が一定位置信号及び位置検出信号として機能する。すなわち、一定位置信号と位置検出信号は、個別の信号でなくてもよく、同一の信号でもよい。

・位置検出信号は、ＩＤを示すデータを含んでいなくてもよい。例えば、コントローラ３５は、位置検出信号を送信する直前に、位置検出信号を送信することを受信機５０に認識させる認識信号を受信機５０に送信してもよい。認識信号には、ＩＤを示すデータが含まれており、受信機５０は、位置検出信号を受信すると、この位置検出信号を受信する直前に受信した認識信号と同一ＩＤの送信機３１から位置検出信号が送信されたと把握する。

・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。

・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。

・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ように構成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、
   前記各送信機は、
   前記受信機に向けて信号を送信するように構成される送信部と、
   対応する前記車輪とともに回転して、自身に作用する加速度を検出する加速度センサと、
   前記加速度センサによって検出される加速度に基づいて一定位置で送信される一定位置信号、及び、一定出力で送信される位置検出信号を前記送信部から送信させるように構成される送信側制御部と、を有し、
   前記受信機は、
   前記信号を受信するように構成される受信部と、
   前記一定位置信号を受信した時点での各車輪の回転位置のばらつきから対応する前記送信部が設けられた車輪の位置を特定する第１の特定処理と、前記位置検出信号の受信強度から対応する前記送信機が設けられた車輪の位置を特定する第２の特定処理と、を行うように構成される受信側制御部と、を有する車輪位置特定装置。
2. 前記各送信側制御部は、前記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前記一定位置信号を送信させ、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いときに前記位置検出信号を送信させるように構成され、
   前記受信側制御部は、前記受信部が前記一定位置信号を受信し、前記位置検出信号を受信しないときには前記第１の特定処理を行い、前記受信部が前記位置検出信号を受信したときには前記第２の特定処理を行う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の送信時間が異なる請求項２に記載の車輪位置特定装置。
4. 前記各送信側制御部は、前記一定位置で前記一定位置信号を送信できない時間が所定時間継続したときに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。

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