(57)【要約】【課題】受信機での信号の受信強度を用いた位置特定方法であっても、信号を送信した車輪側ユニットの位置を正確に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。【解決手段】タイヤセンサユニット３のＲＦ送信回路は、車輪２における基準角度を含めた複数の回転角度からＲＦ信号を送信する。受信機ユニット４の受信機ユニットコントローラ３３には、各タイヤセンサユニット３から送信されたＲＦ信号の受信強度に関し、基準角度に対するその他の回転角度での受信強度差に基づき決定された位置特性が車輪２の位置毎に設定されている。受信機ユニットコントローラ３３は、位置特性に基づき、ＲＦ信号がどの車輪２に設けられたタイヤセンサユニット３から送信された信号であるかを特定する。【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の位置を特定するための車輪位置特定装置であって、
前記車輪それぞれに設けられる車輪側ユニット、及び前記車両の車体に設置される受信機ユニットを備え、前記車輪側ユニットには固有の識別情報が設定されるとともに、前記車輪側ユニットは前記車輪の状態を検出する状態検出部と、前記状態検出部で検出されたデータ及び前記識別情報を含む信号を無線送信する送信部を有しており、該送信部は、前記車輪における基準角度を含む複数の回転角度から前記信号を送信し、
前記受信機ユニットは、各車輪側ユニットから送信される信号の受信部を備えるとともに、前記信号がどの車輪側ユニットから送信された信号であるかを特定する車輪位置特定部を備えており、
前記車輪位置特定部は、全ての車輪側ユニットについて、前記受信部での前記信号の受信強度に関し、前記基準角度での受信強度に対するその他の回転角度での受信強度の大小関係に基づいた位置特性をそれぞれ設定し、該位置特性に基づき前記信号がどの位置の車輪側ユニットから送信された信号であるかを特定することを特徴とする車輪位置特定装置。
【請求項２】
前記位置特性は、前記車輪側ユニットが前記車両に設置されたときに前記車輪位置特定部に設定される請求項１に記載の車輪位置特定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設けられた複数の車輪の位置を特定するための車輪位置特定装置に関し、特にタイヤ状態監視装置に用いるのに好適な車輪位置特定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。一般に、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（車輪側ユニット）と、車両の車体に搭載される受信機（受信機ユニット）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、送信アンテナを通じて無線送信する。
【０００３】
一方、受信機は、各送信機の送信アンテナからの信号を、受信アンテナを通じて受信して、タイヤの圧力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。また、タイヤ状態監視装置では、受信された信号が複数のタイヤのうちのどのタイヤに設けられた送信機から発信されたものであるのかを、言い換えれば、受信された信号に関連する車輪の位置を、受信機において特定するようになっている。
【０００４】
特定方法としては、受信機において、各送信機から送信された信号の受信強度を比較することで、送信機の位置を特定するものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１において、いずれかの車輪に設けられた送信機が信号（電波）を送信すると、その信号は受信機における複数の受信アンテナで受信される。このとき、各受信アンテナに誘起される電圧のレベルは異なるため、受信機は、各受信アンテナでの受信強度に基づいて、信号の送信した車輪が前輪か後輪かを特定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４９０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、個々の送信機には、その送信出力にばらつきがある。また、受信機には指向性があり、送信機から送信された信号を受信する角度によって、その受信強度がばらつく。加えて、車体等の遮蔽物による送信機から受信機までの間で生じる減衰量にもばらつきがある。このため、各種のばらつきを原因として、受信強度だけで送信機の位置を正確に特定できなくなるおそれがあった。
【０００７】
本発明の目的は、受信機での信号の受信強度を用いた位置特定方法であっても、信号を送信した車輪側ユニットの位置を正確に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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の車輪位置特定装置は、車両に設けられた複数の車輪の位置を特定するための車輪位置特定装置であって、前記車輪それぞれに設けられる車輪側ユニット、及び前記車両の車体に設置される受信機ユニットを備え、前記車輪側ユニットには固有の識別情報が設定されるとともに、前記車輪側ユニットは前記車輪の状態を検出する状態検出部と、前記状態検出部で検出されたデータ及び前記識別情報を含む信号を無線送信する送信部を有しており、該送信部は、前記車輪における基準角度を含む複数の回転角度から前記信号を送信し、前記受信機ユニットは、各車輪側ユニットから送信される信号の受信部を備えるとともに、前記信号がどの車輪側ユニットから送信された信号であるかを特定する車輪位置特定部を備えており、前記車輪位置特定部は、全ての車輪側ユニットについて、前記受信部での前記信号の受信強度に関し、前記基準角度での受信強度に対するその他の回転角度での受信強度の大小関係に基づいた位置特性をそれぞれ設定し、該位置特性に基づき前記信号がどの位置の車輪側ユニットから送信された信号であるかを特定することを要旨とする。
【０００９】
これによれば、受信部に対し、車輪側ユニットの設けられた位置が全て異なることから、各車輪側ユニットの各角度から送信された信号の受信部での受信強度は全て異なる。そして、受信部に対する位置関係の違いと、信号を送信する角度の違いを利用して、全ての車輪側ユニット毎、すなわち車輪毎に位置特性を設定した。この位置特性は、基準角度に対するその他の回転角度での受信強度の大小に基づくため、設定された位置特性は相対的なものであり、送信部の送信出力のばらつきや受信部の指向性の影響を受けず普遍性を持つ。したがって、各車輪毎に設定された位置特性を用いて、車輪位置特定を行うため、受信強度を用いた車輪の位置特定動作であっても正確に行うことができる。
【００１０】
また、車輪位置特定装置において、前記位置特性は、前記車輪側ユニットが前記車両に設置されたときに前記車輪位置特定部に設定されるのが好ましい。
これによれば、車両の走行中に車輪側ユニットの位置特定動作が行われたとき、受信機ユニットで指向性の設定を行う必要がなく、速やかに位置特定動作に移ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、受信機での信号の受信強度を用いた位置特定方法であっても、信号を送信した車輪側ユニットの位置を正確に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態のタイヤ状態監視装置が搭載された車両を示す概略構成図。
【図２】タイヤセンサユニットの回路構成を示すブロック図。
【図３】加速度センサの位置と加速度との関係を示すグラフ。
【図４】各車輪における各回転角度での受信強度と受信強度差を示す図。
【図５】ホイールローテーション後の各回転角度での受信強度と受信強度差を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、車輪位置特定装置をタイヤ状態監視装置に適用した一実施形態について、図１〜図５を用いて説明する。なお、図１に示すように、車両１の進行方向を車両１の前後方向とするとともに、車両１の車幅方向を車両１の左右方向とする。
【００１４】
図１に示すように、タイヤ状態監視装置は、車両１の４つの車輪２にそれぞれ取り付けられる車輪側ユニットとしての４つのタイヤセンサユニット３と、車両１の車体に設置される受信機ユニット４とを備えている。各車輪２は、ホイール部５と、このホイール部５に装着されるタイヤ６とを含む。なお以後、適宜に、前側左側を符号ＦＬで示し、前側右側を符号ＦＲで示し、後側左側を符号ＲＬで示し、後側右側を符号ＲＲで示す。
【００１５】
各タイヤセンサユニット３は、タイヤ６の内部空間に配置されるように、そのタイヤ６が装着されたホイール部５に対して取り付けられている。各タイヤセンサユニット３は、対応するタイヤ６の状態（タイヤ内圧力、タイヤ内温度）等を検出して、検出されたタイヤ状態を示すデータを含む信号、即ちタイヤ状態データ信号（以下、データ信号と称する）を無線送信する。
【００１６】
図２に示すように、各タイヤセンサユニット３は、圧力センサ１１、温度センサ１２、加速度センサ１３、センサユニットコントローラ１４、及び送信部としてのＲＦ送信回路１６を備える。タイヤセンサユニット３は、図示しない電池によって動作する。状態検出部としての圧力センサ１１は、対応するタイヤ６内の圧力（タイヤ内圧力）を検出して、その検出によって得られたタイヤ内圧力データをセンサユニットコントローラ１４に出力する。状態検出部としての温度センサ１２は、対応するタイヤ６内の温度（タイヤ内温度）を検出して、その検出によって得られたタイヤ内温度データをセンサユニットコントローラ１４に出力する。
【００１７】
加速度センサ１３は、例えば、ピエゾ抵抗型や静電容量型の加速度センサとして周知のものであり、加速度に応じたデータ信号を発生して出力する。加速度センサ１３は、一つの検出軸に沿った方向の加速度成分を検出可能な加速度センサが用いられ、この加速度センサ１３によって重力加速度が検出されるようになっている。車両１の前進時における車輪２の回転に伴い、タイヤセンサユニット３の車輪２の回転方向での位置、すなわち角度は変化する。
【００１８】
図３に示すように、タイヤセンサユニット３が車輪２の最下位置に移動すると、加速度センサ１３は、検出軸が鉛直方向に延びる状態に取り付けられている場合は、＋１Ｇの加速度を検出する。また、タイヤセンサユニット３が車輪２の最下位置から９０度回転すると、加速度センサ１３は０Ｇの加速度を検出する。さらに、タイヤセンサユニット３が車輪２の最下位置から１８０度回転し、車輪２の最上位置に移動すると、加速度センサ１３は−１Ｇの加速度を検出する。また、タイヤセンサユニット３が車輪２の最下位置から２７０度回転すると、加速度センサ１３は０Ｇの加速度を検出する。加速度センサ１３は検出によって得られた加速度データをセンサユニットコントローラ１４に出力する。
【００１９】
図２に示すように、センサユニットコントローラ１４は、ＣＰＵ及び記憶部１４ａ（ＲＡＭやＲＯＭ等）を含むマイクロコンピュータ等よりなり、記憶部１４ａには各タイヤセンサユニット３に固有の識別情報としてのＩＤコードが登録されている。このＩＤコードは、各タイヤセンサユニット３を受信機ユニット４において識別するために使用される情報である。なお、図１に示すように、本実施形態では、前側左側ＦＬのタイヤセンサユニット３のＩＤコードをＩＤ１、前側右側ＦＲのタイヤセンサユニット３のＩＤコードをＩＤ２、後側左側ＲＬのタイヤセンサユニット３のＩＤコードをＩＤ３、後側右側ＲＲのＩＤコードをＩＤ４とする。
【００２０】
センサユニットコントローラ１４は、タイヤ内圧力データ、タイヤ内温度データ、及び加速度データを含むデータを、ＲＦ送信回路１６に出力する。ＲＦ送信回路１６は、センサユニットコントローラ１４からのデータを変調してＲＦ信号を生成し、このＲＦ信号を送信アンテナ１８から無線送信する。ＲＦ送信回路１６が送信するＲＦ信号は、電磁波や電気信号のうち、無線通信に利用できる周波数のものであり、概ね３００Ｈｚから３ＴＨｚまでの範囲の高周波である。
【００２１】
そして、各タイヤセンサユニット３のセンサユニットコントローラ１４は、例えば、タイヤ状態の計測動作を第１の所定時間間隔で定期的に行う一方、ＲＦ信号の送信動作を、第１の所定時間間隔よりも長い第２の所定時間間隔で定期的に行う。但し、計測されたタイヤ状態が異常を示す場合（例えば、タイヤ内圧力の異常低下、タイヤ内圧力の急変、タイヤ内温度の急変等）、タイヤセンサユニット３は定期的な送信動作とは関係無く、直ちに送信動作を行う。
【００２２】
また、センサユニットコントローラ１４は、車輪２の位置特定動作の際は、第１及び第２の所定時間間隔とは異なる間隔でＲＦ信号の送信動作を行う。
図１に示すように、受信機ユニット４は、受信機ユニットコントローラ３３を備えるとともに、受信部としてのＲＦ受信回路３５を備えている。受信機ユニット４の受信機ユニットコントローラ３３には、表示器３８が有線接続されている。受信機ユニットコントローラ３３はＣＰＵ及び記憶部（ＲＯＭやＲＡＭ等）を含むマイクロコンピュータ等よりなり、受信機ユニット４の動作を統括的に制御する。ＲＦ受信回路３５は、各タイヤセンサユニット３からＲＦ受信アンテナ３２を通じて受信されたＲＦ信号を復調して、受信機ユニットコントローラ３３に送る。受信機ユニットコントローラ３３は、ＲＦ受信回路３５からのＲＦ信号に基づき、送信元のタイヤセンサユニット３に対応するタイヤ６のタイヤ内圧力及びタイヤ内温度を把握する。
【００２３】
さらには、受信機ユニットコントローラ３３は、ＲＦ受信回路３５からのＲＦ信号に基づき、送信元のタイヤセンサユニット３が、車両１の前後左右のどの車輪２に設けられたものであるかを判定する。したがって、本実施形態では、受信機ユニットコントローラ３３が車輪位置特定部に相当する。
【００２４】
受信機ユニットコントローラ３３は、タイヤ内圧力及びタイヤ内温度に関する情報等を表示器３８に表示させる。表示器３８は、車室内等、車両１の搭乗者の視認範囲に配置され、受信機ユニットコントローラ３３により表示器３８にはタイヤ内圧力やタイヤ内温度の異常が表示（報知）される。
【００２５】
次に、車輪位置を特定するための構成について説明する。
ＲＦ受信アンテナ３２での受信強度は、１つのタイヤセンサユニット３について、その車輪２での角度（回転角度）毎に異なり、また、タイヤセンサユニット３が設置された車輪２の位置毎に異なる。ここで、タイヤセンサユニット３が車輪２の最下位置に位置したときを基準角度（０度）とした場合、その他の角度での受信強度の大小関係を、基準角度での受信強度に対する各回転角度での受信強度の差で表す。
【００２６】
図４の表に示すように、各タイヤセンサユニット３において、基準角度に対し、９０度回転したとき（グラフにおけるＢ）、１８０度回転したとき（グラフにおけるＣ）、２７０度回転したとき（グラフにおけるＤ）それぞれについて、受信強度差が実験等により予め算出され、受信機ユニットコントローラ３３に登録されている。例えば、前側左側ＦＬのタイヤセンサユニット３については、受信強度差は、９０度回転したときは−３ｄＢ、１８０度回転したときは−２ｄＢ、２７０度回転したときは＋２ｄＢとなる。
【００２７】
そして、図４のグラフに示すように、４つの車輪２の位置毎に、異なる特性が得られ、この特性を位置特性とする。この位置特性については、車両１にタイヤセンサユニット３が初めて設置されたとき、受信機ユニットコントローラ３３に登録される。
【００２８】
次に、タイヤ状態監視装置におけるタイヤセンサユニット３の位置特定動作について作用とともに図４及び図５を用いて説明する。
さて、車両１の走行中、位置特定動作の際、ある１つのタイヤセンサユニット３では、加速度センサ１３によって４つの回転角度（０度、９０度、１８０度、２７０度）が検出される度に、センサユニットコントローラ１４はＲＦ送信回路１６によってＲＦ信号を送信させる。なお、このＲＦ信号には、タイヤ内圧力データ、タイヤ内温度データ、ＩＤコードデータ及び加速度データが含まれる。
【００２９】
受信機ユニットコントローラ３３は、ＲＦ受信アンテナ３２を通じてＲＦ信号を受信すると、基準角度（０度）に対するその他の回転角度での受信強度差を記憶していく。そして、受信機ユニットコントローラ３３は、各回転角度での受信強度差に基づいて、ＲＦ信号を送信した車輪２（タイヤセンサユニット３）の位置特性を取得する。その後、受信機ユニットコントローラ３３は、取得した位置特性を、予め登録されている全ての車輪２の位置特性と照合して、合致する位置特性を持つ車輪２の位置、すなわち、ＲＦ信号を送信したタイヤセンサユニット３の位置を特定する。
【００３０】
次に、ホイールローテーションを行った後の動作について説明する。
図５に示すように、前側左側ＦＬの車輪２はタイヤセンサユニット３（ＩＤ１）と共に後側左側ＲＬに移動し、前側右側ＦＲの車輪２はタイヤセンサユニット３（ＩＤ２）と共に後側右側ＲＲに移動したとする。また、後側左側ＲＬの車輪２はタイヤセンサユニット３（ＩＤ３）と共に前側右側ＦＲに移動し、後側右側ＲＲの車輪２はタイヤセンサユニット３（ＩＤ４）と共に前側左側ＦＬに移動したとする。
【００３１】
ホイールローテーションを行っても、図５のグラフに示すように、各車輪２での位置特性は変わらないため、受信機ユニットコントローラ３３では、各車輪２の位置特性と、移動してきたタイヤセンサユニット３のＩＤコードとの関係を更新する。すなわち、前側左側ＦＬには、ＩＤ４のタイヤセンサユニット３が位置し、前側右側ＦＲには、ＩＤ３のタイヤセンサユニット３が位置する。同様に、後側左側ＲＬには、ＩＤ１のタイヤセンサユニット３が位置し、後側右側ＲＲには、ＩＤ２のタイヤセンサユニット３が位置する。その結果、ホイールローテーション後であっても、位置特性を用いて車輪２の位置特定が可能になる。
【００３２】
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）車輪２の位置特定動作において、タイヤセンサユニット３は、４つの回転角度毎にＲＦ信号を受信機ユニット４に送信し、受信機ユニットコントローラ３３では、基準角度に対するその他の回転角度での受信強度差を取得し、その受信強度差からタイヤセンサユニット３毎、すなわち車輪２の位置毎に特有の位置特性を取得する。この位置特性は、タイヤセンサユニット３が設置された位置、すなわち車輪２の位置毎に特有であり、ＲＦ送信回路１６の固体出力差や、タイヤセンサユニット３の電池消耗に伴う出力低下が生じても崩れることはない。このため、車輪２の位置特性を用いることで、受信機ユニット４での受信強度を用いた車輪２の位置特定動作であっても正確に行うことができる。
【００３３】
（２）ホイールローテーションが行われ、受信機ユニットコントローラ３３に登録されていた各車輪２毎の位置特性とＩＤコードとの関係が崩れても、各車輪２毎の位置特性そのものは変わらない。よって、ホイールローテーション後でも各車輪２毎の位置特性を用いることで、車輪２の位置特定動作を行うことができる。
【００３４】
（３）各車輪２毎の位置特性は、受信機ユニットコントローラ３３に予め登録されているため、速やかに位置特定動作を行うことができる。
（４）タイヤセンサユニット３の位置特定動作には、ＡＢＳを用いた方法もある。この方法では、タイヤセンサユニットが車輪の所定の回転角度に位置するとＲＦ信号を受信機ユニットに向けて送信する。受信機ユニットでは、ＲＦ信号の受信タイミングで、４つの車輪２の回転角度を取得する。そして、受信機ユニットでは、１つの車輪についてのみ、ほぼ近似した回転角度の値を取得し続けることができ、その他の車輪では回転角度がばらついてくる。このため、受信機ユニットでは、ほぼ近似した回転角度の値を取得し続けることができ、車輪がＲＦ信号を送信したタイヤセンサユニットが設けられた車輪であると特定する。
【００３５】
しかし、ＡＢＳを用いた方法では、例えば、車輪のタイヤ外径が同じ、かつ空気圧が同じで、車両が直進走行をしているとき等、ＡＢＳによって得られる回転角度の値がばらつかないときは、車輪２の位置特定までに時間が掛かる可能性がある。これに対し、本実施形態では、ＡＢＳを用いないため、走行状態やタイヤの外径、空気圧等の影響を受けることなく、車輪２の位置特定ができる。また、受信機ユニット４がＡＢＳからの回転角度を得るための配線や、データ受信のための構成を必要としない。
【００３６】
（５）タイヤセンサユニット３において、ＲＦ送信回路１６は、加速度センサ１３が所定の加速度を検出するとＲＦ信号を送信する。このため、所定の回転角度でのＲＦ信号の送信を的確に行うことができ、指向性の把握動作を的確に行うことができる。
【００３７】
（６）位置特性の設定は、加速度センサ１３の検出値によって得られる回転角度とＲＦ受信アンテナ３２での受信強度で設定できる。したがって、タイヤセンサユニット３及び受信機ユニット４に既存の構成で、位置特性を設定することができ、部品点数を増やすことなく位置特定動作を正確に行うことができる。
【００３８】
なお、本実施形態は、以下のように変更してもよい。
○  実施形態では、センサユニットコントローラ１４は、車輪２の位置特定動作の際は、第１及び第２の所定時間間隔とは異なる間隔でＲＦ信号の送信動作を行ったが、これに限らない。センサユニットコントローラ１４は、車輪２の位置特定動作の際に、第１の所定時間間隔又は第２の所定時間間隔と同じ時間間隔でＲＦ信号の送信動作を行ってもよい。
【００３９】
○  タイヤセンサユニット３からＲＦ信号を送信する箇所は、２箇所以上、何カ所でもよい。
○  実施形態では、加速度センサ１３は、１軸の加速度センサであったが、２軸又は３軸の加速度センサであってもよいし、検出軸が水平方向に延びるものであってもよい。
【００４０】
○  本発明は、タイヤ状態監視装置への適用に限定されるものではなく、車輪２の状態を監視する各種の装置に適用することができる。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
【００４１】
（イ）前記車輪側ユニットは加速度センサを備え、前記送信部は、前記加速度センサの検出した加速度に基づいて前記信号を送信する車輪位置特定装置。
（ロ）前記各車輪側ユニットは、前記車輪におけるタイヤの状態を検出するとともに検出し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タイヤセンサユニットである車輪位置特定装置。
【００４２】
（ハ）前記車輪位置特定装置はタイヤ状態監視装置に適用される車輪位置特定装置。
【符号の説明】
【００４３】
１…車両、２…車輪、３…車輪側ユニットとしてのタイヤセンサユニット、４…受信機ユニット、１１…状態検出部としての圧力センサ、１２…状態検出部としての温度センサ、１６…送信部としてのＲＦ送信回路、３３…車輪位置特定部としての受信機ユニットコントローラ、３５…受信部としてのＲＦ受信回路。
【図１】
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【図２】
2014231337.tif 000004
【図３】
2014231337.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014231337.tif 000007