(57)【要約】【課題】停車中でも車輪位置判定することができる車輪位置判定装置およびタイヤ空気圧監視システムを提供する。【解決手段】制御部１１は、まず車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄにそれぞれ設けられた加速度センサ３４からの第１データ信号により、車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄが対応する車輪での位置（回転位置）を判定する。また、制御部１１は、地磁気センサ３３からの第２のデータ信号と車両に設けられた方位センサ１３からの第３のデータ信号とに基づいて、車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄの南北方位と車体側ユニット１０（車体４）の南北方位との出力結果（正負）を比較することにより、信号を発信してきた車輪が、車体４の右側の車輪であるか左側の車輪であるかを判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられた複数の車輪にそれぞれ設けられる車輪側ユニットと、前記車両の車体に設置される車体側ユニットと、を備えた前記車輪の位置を判定するための車輪位置判定装置であって、
前記車輪側ユニットは、加速度に応じた第１のデータ信号を生成する２軸の加速度センサと、地磁気に応じた第２のデータ信号を生成する３軸の地磁気センサと、第１のデータ信号と第２のデータ信号との処理を行う第１の制御部と、前記第１の制御部にて処理された第１および第２のデータ信号を送信する送信部とを有し、
前記車体側ユニットは、前記各車輪側ユニットからのデータ信号を受信する受信部と、地磁気に応じた第３のデータ信号を発生する２軸の方位センサと、これらのデータ信号の処理を行う第２の制御部と、を有し、
前記第２の制御部は、第１のデータ信号に基づいて、車輪の回転に伴う前記車輪側ユニットの回転位置を算出し、その回転位置で生成された第２のデータ信号と第３のデータ信号に基づいて、前記車輪側ユニットが前記車体の左右側の車輪のいずれに設けられたものであるかを判定する車輪位置判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車輪位置判定装置であって、
前記３軸の地磁気センサの検出軸は、前記車体に取り付ける前の車輪を同じ姿勢に保持したときにすべて同じ方向を向くように設けられ、
前記２軸の方位センサのＹ軸およびＺ軸の検出方向は、それぞれ前記３軸の地磁気センサの車輪の軸線方向を検出方向とするＹ軸および前記車輪の径方向を検出方向とするＺ軸と同じである車輪位置判定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車輪位置判定装置であって、
前記車体側ユニットは、信号の受信強度を検出する検出回路を有し、
前記受信部の構成の一つである受信アンテナは、少なくとも前後の車輪に設けられる車輪側ユニットとの距離が異なる位置に設け、
前記第２の制御部は、前記検出回路の検出結果を考慮して前記車輪側ユニットが前記車体の前後の車輪のいずれに設けられたものであるかを判定する車輪位置判定装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車輪位置判定装置を含むタイヤ空気圧監視システムであって、
前記車輪側ユニットは、車輪の空気圧に応じたデータ信号を生成する空気圧センサを備え、
前記第１の制御部は、前記送信部を介して前記空気圧のデータ信号を前記第１および第２のデータ信号と一緒に無線送信し、
前記第２の制御部は、前記空気圧のデータ信号に含まれる空気圧と空気圧閾値との比較を通じて、各車輪の空気圧が正常であるか否かを判定し、当該判定結果が異常であるとき、前記車体に設けられる報知部を通じて車輪の位置の判定結果ならびに空気圧の判定結果を関連つけて報知するタイヤ空気圧監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車輪位置判定装置およびタイヤ空気監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の車輪位置判定装置では、各種センサにより検出された検出信号（データ信号）に基づいて車輪の位置を判定する。たとえば、特許文献１,２に記載の装置では、車両が一定の速度（たとえば３０Ｋｍ／ｈ）以上で走行中に、各車輪のホイールに内蔵された二つの地磁気センサによりそれぞれ検出され、かつ周期的に変化する二つの検出信号の位相差に基づき車輪の位置、すなわち車輪が車両のどの位置に搭載されているかを判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７３２６８号公報
【特許文献２】特開２００７−１８２２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１、２に記載の装置では、車両が走行しているときのみ車輪の位置を判定することができる。言い換えれば、車両が停車したときには、車輪の位置を検出できない。
【０００５】
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、車両が停車中でも車輪位置を判定することができる車輪位置判定装置およびタイヤ空気圧監視システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
上記課題を解決する車輪位置判定装置は、車両に設けられた複数の車輪にそれぞれ設けられる車輪側ユニットと、前記車両の車体に設置される車体側ユニットと、を備えた前記車輪の位置を判定するための車輪位置判定装置であって、前記車輪側ユニットは、加速度に応じた第１のデータ信号を生成する２軸の加速度センサと、地磁気に応じた第２のデータ信号を生成する３軸の地磁気センサと、第１のデータ信号と第２のデータ信号との処理を行う第１の制御部と、前記第１の制御部にて処理された第１および第２のデータ信号を送信する送信部とを有し、前記車体側ユニットは、前記各車輪側ユニットからのデータ信号を受信する受信部と、地磁気に応じた第３のデータ信号を発生する２軸の方位センサと、これらのデータ信号の処理を行う第２の制御部と、を有し、前記第２の制御部は、第１のデータ信号に基づいて、車輪の回転に伴う前記車輪側ユニットの回転位置を算出し、その回転位置で生成された第２のデータ信号と第３のデータ信号に基づいて、前記車輪側ユニットが前記車体の左右側の車輪のいずれに設けられたものであるかを判定する。
【０００７】
この構成によれば、停車中でも第２の制御部は、２軸の加速度センサにより生成される第１のデータ信号に基づき、前記車輪側ユニットの回転位置を算出し、その回転位置で３軸の地磁気センサにより生成された第２のデータ信号に基づき、車輪側ユニットの南北方位を算出する。また、第２の制御部は、車体側ユニットの２軸の方位センサにより生成された第３のデータ信号に基づき、車体の南北方位を算出する。そして第２の制御部は、当該算出した車輪側ユニットの南北方向と車体の南北方位を比較する。これにより、停車中においても車輪側ユニットが車体の左側の車輪に設けられたものであるか、右側の車輪に設けられたものであるかを判定することができる。
【０００８】
上記車輪位置判定装置について、前記３軸の地磁気センサの検出軸は、前記車体に取り付ける前の車輪を同じ姿勢に保持したときにすべて同じ方向を向くように設けられ、前記２軸の方位センサのＹ軸およびＺ軸の検出方向は、それぞれ前記３軸の地磁気センサの車輪の軸線方向を検出方向とするＹ軸および前記車輪の径方向を検出方向とするＺ軸と同じであることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、停車中でも第２の制御部は、２軸の加速度センサにより生成される第１のデータ信号に基づき、前記車輪側ユニットの回転位置を算出し、その回転位置で３軸の地磁気センサにより生成された第２のデータ信号に基づき、車輪側ユニットの南北方位と車体側ユニットの２軸の方位センサにより生成された第３のデータ信号に基づき、車体の南北方位を比較する。これにより、停車中にも前記車輪側ユニットが前記車体の左側の車輪であるか、右側の車輪であるかを判定することができる。
【００１０】
上記車輪位置判定装置は、前記車体側ユニットは、信号の受信強度を検出する検出回路を有し、前記受信部の構成の一つである受信アンテナは、少なくとも前後の車輪に設けられる車輪側ユニットとの距離が異なる位置に設け、前記第２の制御部は、前記検出回路の検出結果を考慮して前記車輪側ユニットが前記車体の前後の車輪のいずれに設けられたものであるかを判定することが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、信号強度の検出結果を考慮して車輪位置判定をすることで、車輪の位置が正確に判定することができる。すなわち、停車中にも車輪が車両に対してフロント側またはリア側の車輪であるかを判定することができる。
【００１２】
上記車輪位置判定装置はタイヤ空気圧監視システムに適用してもよい。同システムは、前記車輪側ユニットは、車輪の空気圧に応じたデータ信号を生成する空気圧センサを備え、前記第１の制御部は、前記送信部を介して前記空気圧のデータ信号を前記第１および第２のデータ信号と一緒に無線送信し、前記第２の制御部は、前記空気圧のデータ信号に含まれる空気圧と空気圧閾値との比較を通じて、各車輪の空気圧が正常であるか否かを判定し、当該判定結果が異常であるとき、前記車体に設けられる報知部を通じて車輪の位置の判定結果ならびに空気圧の判定結果を関連つけて報知する。
【００１３】
この構成によれば、各車輪の空気圧を監視しつつ、空気圧の判定結果と車輪位置の判定結果とを関連付けて報知することができる。また、停車中にも空気圧の判定結果が報知されるので、車両の使用者は走行を開始する前に空気圧の異常を認識することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、車両が停車中でも車輪の位置を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は、一実施形態におけるタイヤ空気圧監視システムの構成を示すブロック図、（ｂ）は、車輪側ユニットの構成を示すブロック図。
【図２】（ａ）は、車輪の回転に伴う車輪側センサユニットが複数位置に存在するときの加速度センサが検出する加速度成分を説明するための左側の車輪の概略図、（ｂ）は、同じく右側の車輪の概略図。
【図３】同実施形態における加速度センサにより検出される二つの加速度成分の合成値（ベクトル）の変化を示すグラフ。
【図４】（ａ）は、地磁気センサが検出する地磁気成分を説明するための右側の車輪の概略図、（ｂ）は、同じく左側の車輪の概略図。
【図５】車体が東（Ｅ）に向いたときの地磁気センサおよび方位センサにより検出される地磁気の向きを示す平面図。
【図６】車体が西（Ｗ）に向いたときの地磁気センサおよび方位センサにより検出される地磁気の向きを示す平面図。
【図７】同実施形態におけるセンサユニットの処理を示すフローチャート。
【図８】同実施形態における車載機の処理を示すフローチャート。
【図９】同実施形態における受信アンテナの車体での位置を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、車輪位置判定装置をタイヤ空気圧監視システム１に具体化した一実施形態を説明する。
図１（ａ）に示すように、タイヤ空気圧監視システム１は、車両に設けられた車体側ユニット１０と、各車輪に設けられた車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄとから構成されている。
【００１７】
＜車輪側センサユニット＞
車両の各車輪の内部空間には、車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄが設けられている。具体的には、フロントの右側の車輪ＦＲには、車輪側ユニット３０ａが設けられ、フロントの左側の車輪ＦＬには、車輪側ユニット３０ｂが設けられる。また、リアの右側の車輪ＲＲには車輪側ユニット３０ｃが設けられ、リアの左側の車輪ＲＬには車輪側ユニット３０ｄが設けられる。車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄは、内蔵されている電池（図示せず）から供給される電力によって動作する。
【００１８】
図１（ｂ）に示すように、車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄは、地磁気センサ３３と、加速度センサ３４と、空気圧センサ３５と、ＣＰＵ（Centrａl  Processing  Unit）３１と、ＲＦ送信回路３２と、ＲＦ送信アンテナ３２ａとを備える。ＣＰＵ３１は、第１制御部に相当し、ＲＦ送信回路３２およびＲＦ送信アンテナ３２ａは送信部を構成する。地磁気センサ３３、加速度センサ３４、空気圧センサ３５は、ＣＰＵ３１に接続されている。ＲＦ送信アンテナ３２ａは、ＲＦ送信回路３２を介してＣＰＵ３１に接続されている。「ＲＦ」は、「Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ」の略称である。
【００１９】
空気圧センサ３５は、車輪（正確にはタイヤ）の空気圧を検出するとともに、その空気圧のデータ信号を生成する。
加速度センサ３４は、２軸タイプの加速度センサであり、加速度に応じた第１のデータ信号を生成する。図２（ａ），（ｂ）に示すように、加速度センサ３４は、互いに直交するZ軸方向およびＸ軸方向の加速度を検出する。加速度センサ３４は、車輪の回転軸線と直交する平面において互いに９０°異なる方向に沿った加速度成分を検出するように配置されている。具体的には、加速度センサ３４は、その検出軸であるZ軸が車輪の径方向と一致するよう、X軸が車輪の周方向（接線方向）と一致するように配置されている。また、図２（a）,（ｂ）に示すように、各車輪を車体４に取り付けたとき、左の車輪と右の車輪とでは、検出されるＸ軸方向の加速度の正負が反対になる。Ｙ軸方向の加速度の正負は、左右の車輪で同じである。
【００２０】
地磁気センサ３３は、３軸タイプの地磁気センサであり、地磁気に応じた第２のデータ信号を生成する。図４（a）,（ｂ）に示すように地磁気センサ３３は、互いに直交するＸＹＺの３軸に沿った方向の地磁気成分を検出する。地磁気センサ３３は、その検出軸であるＺ軸およびＸ軸がそれぞれ上述した加速度センサ３４のＺ軸およびＸ軸と同じ方向になるよう設けられている。地磁気センサ３３のＹ軸は、車輪の軸線に沿って延びる。但し、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各方向において検出するのは、地磁気成分という点で異なる。
【００２１】
ＣＰＵ３１は、第１データ信号、第２のデータ信号および空気圧のデータ信号をＲＦ送信回路３２出力する。ＲＦ送信回路３２は、これらのデータ信号をＲＦ帯域に変調し、その変調したデータ信号をＲＦアンテナ３２ａ介し、かつ所定の周期（たとえば1分毎）で制御部１１に自発的に発信する。
【００２２】
＜車両の構成＞
図１に示したように、車体側ユニット１０は、制御部１１と、ＲＦ受信回路１２と、ＲＦ受信アンテナ１２ａと、方位センサ１３と、インジケータ１４と、イグニッションスイッチ１５とを備えている。方位センサ１３、インジケータ１４およびイグニッションスイッチ１５は、制御部１１に接続されている。ＲＦ受信アンテナ１２ａは、ＲＦ受信回路１２を介して制御部１１に接続されている。また、ＲＦ受信回路１２には、ＲＦ受信強度を検出するＲＳＳＩ（受信信号強度）検出回路１６を備えている。
【００２３】
制御部１１は、不発揮性のメモリ１１ａと、判定部１１ｂとを備えている。
メモリ１１ａは、車輪の空気圧の判定基準となる空気圧規格（空気圧閾値）と、車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄの車輪での位置の判定基準となる車輪位置規格とが予め記憶されている。
【００２４】
図３は、車両が一定速度で走行しているときの車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄに作用する重力加速度の変化を示すグラフである。同グラフに示されるように、車輪が１回転（０°〜３６０°）する間、重力加速度は「−１Ｇ〜１Ｇ」の間で正弦波状に変化する。この車輪の回転位置と重力加速度との関係は、メモリ１１aに車輪位置規格として記憶されている。この車輪位置規格と、加速度センサ３４によって検出されるＺ軸方向およびＸ軸方向の加速度の合成値との相関を見ることにより、停車中における各車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄの各車輪での位置（回転位置）を判定することができる。
【００２５】
また、図９に示すように、ＲＦ受信アンテナ１２ａは、車体４のリア側における左右輪の中央、すなわち車両の進行方向に延びる第１の中心線上に位置するように設けられているＲＦ受信アンテナ１２ａと左右後輪との距離は、それぞれ距離Ｌ１で同じである。また、ＲＦ受信アンテナ１２ａと左右の前輪との距離は、それぞれ距離Ｌ２で同じである。なお、制御部１１は、第２の制御部に相当する。ＲＦ受信回路１２およびＲＦ受信アンテナ１２ａは、受信部を構成する。インジケータ１４は、報知部に相当する。
【００２６】
方位センサ１３は、２軸タイプの方位センサであって、二つの検出軸（本例では、Ｚ軸およびＹ軸）に沿った方位成分を検出する。方位センサ１３は、その検出軸であるＺ軸およびＹ軸がそれぞれ地磁気センサ３３のＺ軸およびＹ軸と同じ方向となるように設けられている。方位センサ１３は、地磁気方向に対する車体４の向きに応じた第３のデータ信号を生成する。
【００２７】
ＲＦ受信回路１２は、ＲＦ受信アンテナ１２ａを介して受信した各車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄからの送信フレーム（データ信号）を復調し、その復調した信号を制御部１１に出力する。これと同時にＲＳＳＩ検出回路１６は、受信した送信フレームのＲＳＳＩを検出し、その検出結果を制御部１１に出力する。
【００２８】
イグニッションスイッチ１５は、車両の走行用駆動電源を始動させる際、および車両の電源ポジションを切り替える際に操作される。本例では、イグニッションスイッチ１５は、プッシュスイッチである。たとえばブレーキペータルを踏みながらイグニッションスイッチ１５を押下すると、走行用駆動電源が始動される。ブレーキーペダルを踏まずに、イグニッションスイッチ１５のみ押下すると、押下する毎に車両の電源ポジションが、オフ（ＯＦＦ）、アクセサリ（ＡＣＣ）、（ＯＮ）の順に切り替わる。
【００２９】
＜タイヤ空気圧監視システムの動作＞
次に、タイヤ空気圧監視システム１の動作を説明する。制御部１１は、車両の電源ポジションがアクセサリまたはオンであるとき、タイヤ空気圧監視動作を実行する。当該監視動作は、停車中であれ行われる。また、車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄの車輪での位置は、すべて同じであることを前提とする。また、車体４は、東（Ｅ）または西（Ｗ）を向いているものとする。
【００３０】
ＲＦ受信回路１２は、ＲＦ受信アンテナ１２ａを通じて車輪側ユニット３０a〜３０ｄから送信フレーム（各種のデータ信号）を受け取り、当該受け取った送信フレームを復調する。制御部１１は、復調された送信フレーム（各種のデータ信号）に含まれている各種の情報をメモリ１１ａに記憶する。また、制御部１１は、方位センサ１３において生成される第３のデータ信号を取り込む。前述したように、第３のデータ信号は、地磁気方向に対する車体４の向きを示す情報を含んでいる。
【００３１】
制御部１１は、まず判定部１１ｂによりタイヤ空気圧判定を行う。具体的には、メモリ１１ａに記憶されている空気圧データと空気圧規格を読み出し、当該空気圧データと空気圧規格との比較を通じて当該空気圧が正常であるか否かを判定する。空気圧判定結果が正常である旨判定された場合、制御部１１は、その判定結果を車輪位置判定結果に反映してインジケータ１４にて表示する。一方、空気圧判定結果が異常である旨判定された場合、制御部１１は、その判定結果を車輪位置判定結果に反映してインジケータ１４にて表示する。車輪位置の判定処理については、後に詳述する。
【００３２】
次に、制御部１１による車輪位置の判定処理について説明する。
制御部１１は、まず送信フレームに含まれている第１のデータ信号（加速度情報）に基づき、当該送信フレームを発信した車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄの車輪での位置（回転位置）を算出する。
【００３３】
詳述すると、第１のデータ信号に含まれているＺ軸およびＹ軸方向の加速度成分の合成ベクトルとメモリ１１aに記憶されている車輪位置規格とを比較することにより、制御部１１は車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄの車輪内での位置を算出する。具体的には、図２（a）,（ｂ）に示すように、加速度センサ３４により検出されるＺ軸方向の加速度成分ＧｓとＸ軸方向の加速度成分Ｇｃとを合成した合成ベクトルＧｅを算出する。この合成ベクトルＧｅと車輪位置規格との相関関係に基づき、車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄの車輪内での位置、すなわち地面に対する位置を算出することができる。
【００３４】
次に、制御部１１は、当該送信フレームに含まれている第２のデータ信号（地磁気情報）および方位センサ１３により検出された第３のデータ信号（車体４の向き）に基づき、車輪側ユニット30ａの南北方位と、車体４（車体側ユニット１０）の南北方位（向き）とをそれぞれ算出する。
【００３５】
まず、車体側ユニット１０の方位センサ１３により検出される南北方位について説明する。
方位センサ１３は、車体４に取り付けられているため、地磁気方向に対する車体４の向きに応じた出力を第３のデータ信号として生成する。たとえば、図５または図６に示すように、車体４が東（Ｅ）方向または西（Ｗ）方向に向いたとき、進行方向、すなわちＺ軸方向に沿った地磁気成分と車体４の南北方位、すなわちＹ軸方向に沿った地磁気成分と直交するため、Ｚ軸方向の地磁気成分の出力は０になる。このため、方位センサ１３の出力は、Ｙ軸方向に沿った地磁気成分のみ検出する。
【００３６】
北方向（Ｎ）を正方向とした場合、図５に示すように車体４が東（Ｅ）を向いているとき、方位センサ１３のＹ軸の正方向は北方向になるため、方位センサ１３の出力は正の値となる。また、図６に示すように、車体４が西（Ｗ）に向いているとき、方位センサ１３のＹ軸の正方向は南（Ｓ）方向になるため、方位センサ１３の出力は、負の出力となる。すなわち、車体４が東（Ｅ）を向いているときと西（Ｗ）を向いているときとで正負が反転する。
【００３７】
次に、車輪側ユニット３０a〜３０ｄの地磁気センサ３３により検出される南北方位について説明する。
図４（a）,（ｂ）に矢印で示されるように、ここでは、車体４は東（Ｅ）に向いている。このとき、地磁気センサ３３の検出軸であるＹ軸の正方向（バルブの注入口方向）の向きに応じて地磁気センサ３３の出力が正になるか負になるかが決まる。なお、図４（a）,（ｂ）中の位置Ａ〜Ｄは、車輪の回転位置を示す。「位置Ａ」は、９０°を、「位置Ｂ」は、０°を、「位置Ｃ」は、１８０°を、「位置Ｄ」は、３６０°を示している。
【００３８】
図４（a）の下部には、右側の車輪ＦＲ,ＲＲの地磁気センサ３３を平面視したときの地磁気成分を示す。当該地磁気成分は、右側の車輪ＦＲ,ＲＲの加速度センサ３４により検出される回転位置（位置Ａ）において、地磁気センサ３３により検出される地磁気成分である。
【００３９】
図４（ｂ）の下部には、左側の車輪ＦＬ,ＲＬの地磁気センサ３３を平面視したときの地磁気成分を示す。当該地磁気成分は、左側の車輪ＦＬ,ＲＬの加速度センサ３４により検出される回転位置（位置Ａ）において、地磁気センサ３３により検出される地磁気成分である。
【００４０】
図４（a）,（ｂ）に示すように、また前述したように、地磁気センサ３３のＹ軸方向およびＺ軸方向は、方位センサ１３のＹ軸方向およびＺ軸方向と同じである。よって、方位センサ１３および地磁気センサ３３のＹ軸方向を南北方位としたとき、Ｚ軸方向およびＸ軸方向の地磁気成分は、Ｙ軸方向の地磁気成分とそれぞれ直交する。このため、Ｚ軸方向およびＸ軸方向の地磁気成分の出力は０になる。従って、地磁気センサ３３からは、Ｙ軸方向の地磁気成分のみ出力される。
【００４１】
地磁気センサ３３のＹ軸方向が、車輪の回転軸と平行にされ、地磁気がＹ軸方向の成分として表されるときに、地磁気センサ３３から正負いずれかのデータ信号が出力される。つまり、北方向（Ｎ）を正方向としたとき、３軸の地磁気センサの出力の正負は、図５,図６に示すようになる。よって、地磁気センサ３３により検出される南北方位（正確には、矢印で示される出力の正負方向）と、方位センサ１３により検出された南北方位（正確には、矢印で示される出力の正負方向）と比較することで、車輪が車体４の右側の車輪（ＦＲ,ＲＲ）であるか、左側の車輪（ＲＲ,ＲＬ）であるかを判定することができる。たとえば、図５に示すように、地磁気センサ３３により検出された南北方位方向と方位センサ１３により検出された南北方位とが一致ですれば、左側の車輪ＦＬ,ＲＬであると、同じく不一致であれば、右側の車輪ＦＲ,ＲＲであると判定することができる。
【００４２】
このように、制御部１１は、各車輪側ユニット３０a〜３０ｄが同じ回転位置（ここでは、位置Ａ）にあるとき、左側の地磁気センサ３３のＹ軸の出力の正負と、右側の地磁気センサ３３のＹ軸の出力の正負とが必ず反対になることを利用して車輪の位置を判定する。そして、左右いずれか一方の地磁気センサ３３のＹ軸の出力の正負は、車体４の方位センサ１３のＹ軸の出力と正負と同じなり、左右いずれか他方の地磁気センサ３３のＹ軸の出力の正負は、方位センサ１３のＹ軸の出力の正負と反対となる。
【００４３】
従って、判定部１１ｂは、車輪側ユニット３０ａの地磁気センサ３３により検出される南北方位と車体４の方位センサ１３により検出される南北方位との比較に基づき、送信フレームを発信してきた車輪側ユニット３０aが設けられている車輪が、車体４の右側の車輪ＦＲ,ＲＲであるか、左側の車輪ＦＬ,ＲＬであるかを判定することができる。
【００４４】
また、制御部１１は、車輪の左右判定と同時にＲＳＳＩ検出回路１６により検出される送信フレームのＲＳＳＩを検出結果に基づき、車輪の前後位置を判定する。すなわち、送信フレームのＲＳＳＩレベルによりフロント側またはリア側の車輪であると判定することができる。
【００４５】
具体的には、車輪とＲＦ受信アンテナ１２ａとの距離が近いほどＲＳＳＩが大きい。この特性を利用して車輪の前後を判定する。図９に示すように、ＲＦ受信アンテナ１２ａは、車体４の中心線上のリア側の車輪と近くなるように配置している。このため、車体４のフロント側の車輪ＦＲ,ＦＬとＲＦ受信アンテナ１２ａとの距離は同じである。そして、フロント側の車輪ＦＲ,ＦＬとＲＦ受信アンテナ１２ａとの距離をＬ１、リア側の車輪ＲＲ,ＲＬとＲＦ受信アンテナ１２ａとの距離をＬ２とした場合、Ｌ１＞Ｌ２になる。このため、フロンと側の車輪ＦＲ,ＦＬのＲＳＳＩがリア側の車輪ＲＲ,ＲＬのＲＳＳＩにより出力レベルが小さくなる。よって、ＲＳＳＩが大きいほうがリア側の車輪ＲＲ,ＲＬであると判定することができる。換言すれば、ＲＳＳＩが小さいほうがフロント側の車輪ＦＲ,ＦＬであると判定することができる。
【００４６】
判定部１１ｂは、上述した車輪の左右判定結果および前後判定結果を考慮することにより、停車中においても４つの車輪の位置を個別に判定することができる。
次に、図７のフローチャートに基づき、各車輪に設けられた車輪側ユニットの処理について説明する。
【００４７】
まずＣＰＵ３１は、加速度センサ３４により生成される第１のデータ信号を取り込む（Ｓ１１０）。
また、ＣＰＵ３１は、地磁気センサ３３により生成される第２のデータ信号を受取り込む（Ｓ１２０）。
【００４８】
また、ＣＰＵ３１は、空気圧センサ３５により検出された空気圧のデータ信号を取り込む（Ｓ１３０）。
そして、ＣＰＵ３１は、受信したこれらのデータ信号を送信フレーム内に格納し、その後、送信フレームをＲＦ送信回路３２を介して車両側に送信する（Ｓ１４０）。その後、ＣＰＵ３１は、当該フローチャートに係る処理を終了する。
【００４９】
最後に、図８のフローチャートに基づき、車両側の処理について説明する。
まず、制御部１１は、方位センサ１３により生成される第３のデータ信号を取り込む（Ｓ２１０）。
【００５０】
また、制御部１１は、ＲＦ受信回路１２からの送信フレームを受け取る（Ｓ２２０）。
また、制御部１１は、メモリ１１ａから空気圧規格を読み出す（Ｓ２３０）。
次に、制御部１１は、送信フレームに含まれている空気圧のデータ信号に基づき、判定部１１ｂにより空気圧判定を行う。空気圧判定結果が正常である旨判定されたとき、制御部１１は、当該フローチャートに係る処理を終了する（Ｓ２４０：ＹＥＳ）。
【００５１】
一方、空気圧が異常である旨判定されたとき、制御部１１は、処理をステップに行こうする（Ｓ２４０：ＮＯ）。
ステップＳ２５０において、制御部１１は、送信フレームに格納されている地磁気センサ３３からの第２のデータ信号および方位センサ１３からの第３のデータ信号に基づいて、車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄの南北方位と車体４の南北方位とを比較する（Ｓ２５０）。正確には、第２のデータ信号に含まれる地磁気センサ３３の出力の符号（正負）と第３のデータ信号に含まれる方位センサ１３の出力の符号（正負）とを比較する。
【００５２】
判定部１１ｂは、ステップＳ２５０における比較結果に基づき、車輪側ユニット３０a〜３０ｄの南北方位と車体４の南北方位とが一致するかを否か、換言すれば地磁気センサ３３の出力の正負と方位センサ１３の出力の正負とが同じか否かを判定する。（Ｓ２６０）。
【００５３】
制御部１１は、車輪側ユニット３０a〜３０ｄと車体側ユニット１０による南北方位の出力（正負）が一致である旨判定されたとき（Ｓ２６０：ＮＯ）、当該車輪が車体４の左側の車輪であると判定する（Ｓ２７０）。
【００５４】
一方、車輪側ユニット３０a〜３０ｄと車体側ユニット１０による南北方位の出力（正負）が不一致である旨判定されたとき（Ｓ２６０：ＹＥＳ）、当該車輪が車体４の右側の車輪であると判定する（Ｓ２８０）。
【００５５】
制御部１１は、車輪位置判定結果をインジケータ１４に出力する（Ｓ２９０）。その後、制御部１１は、当該フローチャートに係る処理を終了する。
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。
【００５６】
（１）制御部１１は、車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄにそれぞれ設けられた加速度センサ３４からの第１データ信号により、各車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄが対応する車輪での位置（回転位置）を判定する。これにより、停車中においても車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄが対応する車輪での位置を判定することができる。また、制御部１１は、地磁気センサ３３からの第２のデータ信号と車両に設けられた方位センサ１３からの第３のデータ信号とに基づいて、車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄの南北方位と車体側ユニット１０（車体４）の南北方位とを求める。制御部１１は、車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄの南北方位と車体側ユニット１０（車体４）とを比較することにより、送信フレームが発信された車輪が車体４の右側の車輪ＦＲ,ＲＲにあるか左側の車輪ＲＲ,ＲＬにあるかを判定することができる。
【００５７】
（２）また、制御部１１は、ＲＳＳＩ検出回路１６により検出される送信フレーム（各種データ信号）のＲＳＳＩのレベルに基づき、車輪の前後、すなわち車輪がフロント側またはリア側の車輪であるかの判定を行うことが可能である。
【００５８】
（３）既存の２軸の加速度センサ３４、３軸の地磁気センサ３３および２軸の方位センサ１３からのデータ信号に基づいて、車輪位置判定をするようにした。このため、各車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄが設けられた車輪位置を自動で判定する、いわゆるオートロケーション機能を実現することが可能である。各車輪側ユニット３０ａ〜３０ｂを車両に登録する初期作業の簡単化を図ることができる。
【００５９】
（４）空気圧判定および車輪位置判定を車体側ユニット１０の制御部１１にて判定するようにした。これによれば、車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄの消費電力が最小限に抑制されることで電池寿命を長くすることができる。
【００６０】
＜他の実施の形態＞
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。
・車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄからのデータ信号は、ＲＦ帯域を使用しているが、他の帯域の無線信号でもよい。たとえば、ＬＦ帯域、ＵＨＦ帯域でもよい。
【００６１】
・本実施例は、タイヤ空気圧監視システムに限らず、車輪位置判定装置でもよい。この場合、各車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄの空気圧センサ３５を省略する。処理は、空気圧判定が省略される以外は、本実施形態と同じである。
【００６２】
・タイヤ空気圧判定は、車輪側ユニット３０ａ〜３０ｄのＣＰＵ３１により判定してもよい。この場合、ＣＰＵ３１に、メモリと、判定部を設ける。このメモリには、空気圧判定基準となる空気圧規格を予め記憶させる。ＣＰＵ３１は、自身の判定部による空気圧判定結果を送信フレームに格納する。これにより、本実施形態の（１）〜（３）と同様な効果が得られる。
【００６３】
・本実施形態の車輪位置判定方法と他の車輪位置判定方法とを組み合わせてもよい。たとえば停車中は本実施形態の車輪位置判定方法を使用し、走行中の車輪位置判定は次のようにしてもよい。たとえば、車輪側ユニットに設けられている２軸の加速度センサからの第１のデータ信号の位相のずれ、または３軸の地磁気センサからの第２のデータ信号の出力大きさに基づいて車輪位置を判定することができる。
【００６４】
・インジケータ１４を通じて結果を表示しているが、他の方法を使用してもよい。たとえば、車両のスピカーを利用して使用者に知らせてもよい。
・ＲＦ受信アンテナ１２ａの配置位置は、次のようにしてもよい。たとえば、車両の進行方向における中央を基準として、フロント側あるいはリア側へずれていればよい。また、ＲＦ受信アンテナ１２ａは、車両の進行方向に延びる中心線上に設けなくてもよい。ＲＦ受信アンテナ１２ａと、少なくとも前後の車輪に設けられる車輪側ユニットとの距離が異なる位置であればよい。
【００６５】
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追記する。
（イ）前記空気圧が正常であるか否かを前記第１制御部にて判定すること。
（ロ）前記加速度センサからの第１のデータ信号の位相ずれに基づいて、走行中において車輪位置を判定すること。
【符号の説明】
【００６６】
１…タイヤ空気圧監視システム、３３…地磁気センサ、３４…加速度センサ、３５…空気圧センサ、１１ｂ…判定部、１３…方位センサ、１６…ＲＳＳＩ検出回路、３０ａ〜３０ｄ…車輪側ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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