車輪位置検出装置およびそれを備えたタイヤ空気圧検出装置
【課題】正確に車輪位置の特定が行えるようにする。
【解決手段】受信アンテナでフレームを受信したときの受信レベルに対応したＲＳＳＩ値を求めつつ、受信レベルとして想定される範囲の全域において受信レベルが大きくなるほどＲＳＳＩ値が大きくなるような出力とはせず、ＲＳＳＩ値を飽和させる。このようにすれば、受信アンテナから近い両後輪の送信機の送信フレームのＲＳＳＩ値は飽和して一定値となり、遠い両前輪の送信機の送信フレームのＲＳＳＩ値は部分的に飽和するものの基本的には変動するため、ＲＳＳＩ値が一定値かそれとも差があるかにより前後輪の特定ができる。また、各送信機からの送信フレームに格納された回転方向情報に基づいて、左右輪の特定ができる。これにより、４輪すべてを特定できる。
【解決手段】受信アンテナでフレームを受信したときの受信レベルに対応したＲＳＳＩ値を求めつつ、受信レベルとして想定される範囲の全域において受信レベルが大きくなるほどＲＳＳＩ値が大きくなるような出力とはせず、ＲＳＳＩ値を飽和させる。このようにすれば、受信アンテナから近い両後輪の送信機の送信フレームのＲＳＳＩ値は飽和して一定値となり、遠い両前輪の送信機の送信フレームのＲＳＳＩ値は部分的に飽和するものの基本的には変動するため、ＲＳＳＩ値が一定値かそれとも差があるかにより前後輪の特定ができる。また、各送信機からの送信フレームに格納された回転方向情報に基づいて、左右輪の特定ができる。これにより、４輪すべてを特定できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象車輪が車両のどの位置に搭載されている車輪かを自動的に検出する車輪位置検出装置に関するもので、特に、タイヤが取り付けられた車輪に圧力センサが備えられた送信機を直接取り付け、その圧力センサの検出結果を送信機から送信し、車体側に取り付けられた受信機によって受信することで、タイヤ空気圧の検出を行うダイレクト式のタイヤ空気圧検出装置に適用して好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、タイヤ空気圧検出装置の１つとして、ダイレクト式のものがある。このタイプのタイヤ空気圧検出装置では、タイヤが取り付けられた車輪側に、圧力センサ等のセンサが備えられた送信機が直接取り付けられている。また、車体側には、アンテナおよび受信機が備えられており、センサからの検出信号が送信機から送信されると、アンテナを介して受信機にその検出信号が受信され、タイヤ空気圧の検出が行われる。
【０００３】
このようなダイレクト式のタイヤ空気圧検出装置では、送信されてきたデータが自車両のものであるかどうか及び送信機がどの車輪に取り付けられたものかを判別できるように、送信機が送信するデータ中に、自車両か他車両かを判別するため及び送信機が取り付けられた車輪を判別するためのＩＤ情報を個々に付与している。
【０００４】
送信データに含まれるＩＤ情報から送信機の位置を特定するためには、各送信機のＩＤ情報を各車輪の位置と関連づけて受信機側に予め登録しておく必要がある。このため、タイヤのローテーション時には、送信機のＩＤ情報と車輪の位置関係を受信機に登録し直す必要がある。
【０００５】
これに対して、各送信機に対応して設けられたトリガ機から送信機にトリガ信号を送信し、それに同期して送信機からＩＤ情報を含んだデータを受信機に送信することにより、送信機のＩＤ情報と車輪の位置関係を受信機に登録する方法が提案されている（特許文献１参照）。また、各送信機に付されているバーコードを読み込んで送信機のＩＤ情報を受信機に登録する方法も提案されている。しなしながら、これらの方法では、ＩＤ登録による工数が増加すると共に、トリガ機やバーコードリーダ等の部品点数の増加によってコストが上昇するという問題がある。また、タイヤローテーション時に、ＩＤ情報の登録作業が発生し作業効率が悪くなってしまう等の問題が発生する。このため、送信機のＩＤ情報登録作業を自動的に行うことができるシステムが求められている。
【０００６】
このような自動的な登録作業を行うものとして、２軸の加速度センサを用いて左右輪のいずれであるかを検出すると共に、ＲＦデータの受信強度に基づいて前後輪のいずれであるかを検出することで、４輪それぞれのタイヤ位置を検出する方法がある（特許文献２参照）。また、複数のアンテナで受信した受信強度を累積的に計測し、この受信強度により送信機の位置を判定する方法（特許文献３参照）や、各輪に装着された送信機から送られる信号のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）値の分布により送信機の位置を判定する方法（特許文献４参照）がある。
【０００７】
さらに、車体側に備えたトリガ機からトリガ信号を出力し、そのトリガ信号の受信強度がトリガ機と各送信機との距離に応じて変化することを利用し、トリガ信号の受信強度に基づいて車輪位置の特定を行うものもある（特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３２１２３１１号公報
【特許文献２】米国特許第７０１０９６８号明細書
【特許文献３】米国特許第６０１８９９３号明細書
【特許文献４】米国特許第６４８９８８８号明細書
【特許文献５】特開２００７−１５４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に記載の方法では、前後輪のいずれであるかを判定するために、送信機からのＲＦデータのＲＳＳＩ値を比較しているが、ＲＳＳＩ値の比較結果が常に同じになるとは限らない。すなわち、ＲＳＳＩ値を比較した時、一部ではＲＳＳＩ値の大小関係が逆転することがあったり、ＲＳＳＩ値の差が前後輪間で小さくなることがある。このような場合には、車輪位置を誤判定してしまうことが懸念される。また、特許文献３に記載の方法のように受信強度を累積的に計測するものや、特許文献４に記載の方法のようにＲＳＳＩ値の分布を見るものであっても、一部ではＲＳＳＩ値の大小関係が逆転することがあったり、ＲＳＳＩ値の差が前後輪間で小さくなることがあるため、上記と同様の問題が発生する。
【００１０】
さらに、引用文献５に記載の方法では、車輪位置の特定にトリガ機が必要になるため、部品点数の増加によってコストが上昇するという問題が避けられない。このため、受信強度や受信数によらずに、かつ、トリガ機を用いなくても車輪位置の特定が行えるようにできるようにすることが望まれる。
【００１１】
本発明は上記点に鑑みて、トリガ機を用いなくても良く、かつ、ＲＳＳＩ値の大小関係が逆転するという問題が発生せず、ＲＳＳＩ値の差が前後輪間で小さかったとしても正確に車輪位置の特定が行える車輪位置検出装置およびそれを備えたタイヤ空気圧検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、受信機（３）のうちの少なくとも受信アンテナ（３１）を車両（１）の両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のいずれか一方からの距離が他方からの距離よりも近くなるように配置し、受信回路（３２）にて受信したフレームのＲＳＳＩ値を測定させ、受信アンテナ（３１）で受信されたときのフレームの信号強度である受信レベルが所定値までは受信レベルが高くなるほどＲＳＳＩ値も高くなり、受信レベルが所定値以上になるとＲＳＳＩ値を一定値として測定するようにする。そして、第２制御部（３３）では、車輪位置検出を行う際に、４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに設けられた送信機（２ａ〜２ｄ）から送信されたフレームを受信し、４輪分のフレームに含まれる回転方向情報より、該フレームが右側車輪（５ａ、５ｃ）と左側車輪（５ｂ、５ｄ）のいずれに取り付けられた送信機（２ａ、２ｃ）から送信されたものであるかを特定すると共に、ＲＳＳＩ値の変化に基づいて、ＲＳＳＩ値が一定値となるフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、ＲＳＳＩ値が変化するフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することで、送信機（２ａ〜２ｄ）がそれぞれ４つの車輪（５ａ〜５ｄ）のいずれに取り付けられたものであるかを特定することを特徴としている。
【００１３】
このように、受信機（３）において、受信アンテナ（３１）でフレームを受信したときの受信レベルに対応したＲＳＳＩ値を求めつつ、受信レベルとして想定される範囲の全域において受信レベルが大きくなるほどＲＳＳＩ値が大きくなるような出力とはせず、ＲＳＳＩ値が飽和するようにしている。このようにすることで、車輪（５ａ〜５ｄ）の回転に伴って両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から近い車輪（５ｃ、５ｄ）の送信機（２ｃ、２ｄ）の送信フレームのＲＳＳＩ値は飽和して一定値となり、遠い車輪（５ａ、５ｂ）の送信機（２ａ、２ｂ）の送信フレームのＲＳＳＩ値は部分的に飽和する場合があるものの基本的には変動するようにできる。したがって、ＲＳＳＩ値が一定値かそれとも差があるかに基づいて、両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のいずれに取り付けられた送信機（２ａ〜２ｄ）から送信されたフレームであるかを特定できる。
【００１４】
また、各送信機（２ａ〜２ｄ）からの送信フレームに格納された回転方向情報に基づいて、フレームが右側車輪（５ａ、５ｃ）と左側車輪（５ｂ、５ｄ）のいずれに取り付けられた送信機（２ａ、２ｃ）から送信されたものであるかを特定できる。これにより、４つの車輪（５ａ〜５ｄ）すべての送信機（２ａ〜２ｄ）を特定することができ、各送信機（２ａ〜２ｄ）がどの車輪（５ａ〜５ｄ）に取り付けられたものかを特定する車輪位置検出を行うことができる。したがって、トリガ機を用いなくても良く、かつ、ＲＳＳＩ値の大小関係が逆転するという問題が発生せず、ＲＳＳＩ値の差が前後輪間で小さかったとしても正確に車輪位置の特定が行える車輪位置検出装置とすることが可能となる。
【００１５】
例えば、請求項２に記載したように、車輪回転方向検出手段（２２）としては、送信機（２ａ〜２ｄ）が取り付けられた車輪（５ａ〜５ｄ）の回転時に当該車輪（５ａ〜５ｄ）の周方向に垂直な両方向の加速度を検出する加速度センサ（２２ａ）と周方向に平行な両方向の加速度を検出する加速度センサ（２２ｂ）とを有する２軸加速度センサを適用することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、送信機（２ａ〜２ｄ）は、２軸加速度センサに含まれる加速度センサ（２２ａ、２２ｂ）にて検出される加速度から車速を演算し、該車速が所定車速に達するとフレームの送信を行うことを特徴としている。
【００１７】
このように、車速が所定速度以上になったときにフレーム送信が行われるようにしているため、停車時にフレーム送信が行われないようにでき、電池寿命の向上を図ることが可能となる。また、車両（１）にはスペアタイヤが搭載され、スペアタイヤにも送信機が備えられることが想定される。しかしながら、スペアタイヤは車両（１）の走行に伴って回転しないため、車速が所定速度以上になったことをトリガとしてフレームの送信を行うようにすることで、スペアタイヤに取り付けられた送信機からはフレームの送信が行われないようにできる。このため、スペアタイヤに送信機が備えられるような場合でも、的確に車輪位置検出を行うことが可能となる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明のように、第２制御部（３３）は、ＲＳＳＩ値の変化として、同じ送信機（２ａ〜２ｄ）から送信された複数の異なるフレームのうち受信アンテナ（３１）での受信開始から決められたタイミングのときのＲＳＳＩ値同士を比較し、当該ＲＳＳＩ値同士が一定値であればフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、ＲＳＳＩ値同士に差があればフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明のように、第２制御部（３３）は、ＲＳＳＩ値の変化として、同じ送信機（２ａ〜２ｄ）から送信された複数の異なるフレームのＲＳＳＩ値の最大値同士を比較し、当該ＲＳＳＩ値の最大値同士が一定値であればフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、ＲＳＳＩ値の最大値同士に差があればフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することもできる。
【００２０】
同様に、請求項６に記載の発明のように、第２制御部（３３）は、ＲＳＳＩ値の変化として、同じ送信機（２ａ〜２ｄ）から送信された複数の異なるフレームのＲＳＳＩ値の最小値値同士を比較し、当該ＲＳＳＩ値の最小値同士が一定値であればフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、ＲＳＳＩ値の最小値同士に差があればフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することもできる。
【００２１】
さらに、請求項７に記載の発明のように、第２制御部（３３）は、ＲＳＳＩ値の変化として、送信機（２ａ〜２ｄ）から送信されたフレームの１フレーム中におけるＲＳＳＩ値の変化を比較し、当該ＲＳＳＩ値が一定値であればフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、ＲＳＳＩ値に変化があればフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することもできる。
【００２２】
上記請求項１ないし７では、車輪位置検出装置として本発明を示したが、請求項８に示されるように、この車輪位置検出装置をタイヤ空気圧検出装置に組み込むことも可能である。すなわち、送信機（２ａ〜２ｄ）に、４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに備えられたタイヤの空気圧に応じた検出信号を出力するセンシング部（２１）を備え、第１制御部（２３）によってセンシング部（２１）の検出信号を信号処理したタイヤ空気圧に関する情報をフレームに格納して受信機（３）に送信されるようにし、受信機（３）では、第２制御部（３３）にて、該タイヤ空気圧に関する情報より、４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに備えられたタイヤの空気圧を検出するようにすることができる。
【００２３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる車輪位置検出装置が適用されるタイヤ空気圧検出装置の全体構成を示す図である。
【図２】送信機２ａ〜２ｄおよび受信機３のブロック構成を示す図である。
【図３】フレーム構成の一例を示した図である。
【図４】送信機２に備えられた車輪回転方向検出部２２の各車輪５ａ〜５ｄへの搭載形態の一例と、その搭載形態とした場合に各加速度センサ２２ａ、２２ｂで検出される加速度の出力波形を示した図である。
【図５】受信レベルとＲＳＳＩ値との関係を示したグラフである。
【図６】車輪５ａ〜５ｄの回転角度と各送信機２ａ〜２ｄからフレームを送信したときの信号強度の実測データやＲＳＳＩ値との関係を示した図である。
【図７】（ａ）は、送信機２ａ〜２ｄのマイクロコンピュータ２３が行う処理を示したフローチャート、（ｂ）は、受信機３のマイクロコンピュータ３３が行う処理を示したフローチャートである。
【図８】他の実施形態で説明する車輪位置検出装置が適用されるタイヤ空気圧検出装置の全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態における車輪位置検出装置が適用されるタイヤ空気圧検出装置の全体構成を示す図である。図１の紙面左方向が車両１の前方、紙面右方向が車両１の後方に一致する。この図を参照して、本実施形態におけるタイヤ空気圧検出装置について説明する。
【００２７】
図１に示すように、タイヤ空気圧検出装置は、車両１に取り付けられるもので、送信機２（２ａ〜２ｄ）、受信機３および表示器４を備えて構成されている。
【００２８】
図１に示すように、送信機２ａ〜２ｄは、車両１における各車輪５ａ〜５ｄに取り付けられるもので、車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたタイヤの空気圧を検出すると共に、その検出結果を示すタイヤ空気圧に関する情報をフレーム内に格納してＲＦ送信するものである。また、受信機３は、車両１における車体６側に取り付けられるもので、送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームをＲＦ受信すると共に、その中に格納された検出信号に基づいて各種処理や演算等を行うことで車輪位置検出およびタイヤ空気圧検出を行うものである。図２に送信機２ａ〜２ｄおよび受信機３のブロック構成を示す。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、送信機２（２ａ〜２ｄ）は、センシング部２１、車輪回転方向検出部２２、マイクロコンピュータ２３、送信アンテナ２４および電池２５を備えた構成となっており、電池２５からの電力供給に基づいて各部が駆動される。
【００３０】
センシング部２１は、例えばダイアフラム式の圧力センサ２１ａや温度センサ２１ｂを備えた構成とされ、タイヤ空気圧に応じた検出信号や温度に応じた検出信号を出力する。車輪回転方向検出部２２は、送信機２が、車輪回転方向が互いに逆である右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられているのかを検出するものであり、本発明の車輪回転方向検出手段に相当する。車輪回転方向検出部２２には、２つの加速度センサ２２ａ、２２ｂ（図４参照）からなる２軸加速度センサが設けられている。これらの加速度センサ２２ａ、２２ｂに機能については後述する。
【００３１】
マイクロコンピュータ２３は、制御部（第１制御部）や送信部などを備えた周知のもので、制御部内のメモリに記憶されたプログラムに従って、所定の処理を実行する。制御部内のメモリには、各送信機２ａ〜２ｄを特定するための送信機固有の識別情報と自車両を特定するための車両固有の識別情報とを含む個別のＩＤ情報が格納されている。
【００３２】
マイクロコンピュータ２３は、センシング部２１からのタイヤ空気圧に関する検出信号を受け取り、それを信号処理すると共に必要に応じて加工し、そのタイヤ空気圧に関する情報を各送信機２ａ〜２ｄのＩＤ情報と共にフレーム内に格納する。また、マイクロコンピュータ２３は、一定期間中における加速度センサ２２ａ、２２ｂの検出信号をモニタしており、各送信機２ａ〜２ｄが取り付けられた車輪５ａ〜５ｄの回転方向を検出している。そして、マイクロコンピュータ２３では、この回転方向、つまり右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２であるか示す回転方向情報をタイヤ空気圧に関するデータが格納されたフレームに格納している。
【００３３】
図３は、フレーム構成の一例を示した図である。この図に示すフレームは、車輪位置検出とタイヤ空気圧検出の両方で使用される共通フレームである。この図に示すように、フレームには、送信開始を伝える同期コードを先頭に、各送信機２に付与された個々のＩＤ情報、回転方向情報、タイヤ空気圧に関する情報（空気圧や温度）、電池電圧情報や送信機自身が送信するデータに誤りが検出されたことを示す誤り検出情報等が格納されている。これらのうちの回転方向情報が送信機２ａ〜２ｄが右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられているのかを検出するために用いられ、タイヤ空気圧に関する情報が各車輪５ａ〜５ｄのタイヤ空気圧の検出に用いられる。
【００３４】
また、マイクロコンピュータ２３は、フレームを作成すると、送信部を介して送信アンテナ２４より受信機３に向けてフレームを同じ信号強度（電波の電界強度）で送信している。このフレームを受信機３に向けて送信する処理も、上記プログラムに従って行われる。本実施形態では、マイクロコンピュータ２３は車速を求めており、この車速が所定速度（例えば３０ｋｍ／ｈ）に達したときをトリガとして、受信機３へのフレーム送信を開始し、その後は、車速が送信終了速度以下（例えば３０ｋｍ／ｈ未満）になるまで一定周期毎に繰り返しフレーム送信を行うようにしている。
【００３５】
このように構成される送信機２ａ〜２ｄは、例えば、各車輪５ａ〜５ｄのホイールにおけるエア注入バルブに取り付けられ、センシング部２１がタイヤの内側に露出するように配置される。これにより、該当するタイヤ空気圧を検出し、上記したように、車速が所定速度を超えると、各送信機２ａ〜２ｄに備えられた送信アンテナ２４を通じて、一定周期毎（例えば１分毎）フレームを送信することで、受信機３側にタイヤ空気圧に関する信号を定期送信するようになっている。
【００３６】
次に、各送信機２に備えられた車輪回転方向検出部２２について図４を用いて説明する。図４は、送信機２に備えられた車輪回転方向検出部２２の各車輪５ａ〜５ｄへの搭載形態の一例と、その搭載形態とした場合に各加速度センサ２２ａ、２２ｂで検出される加速度の出力波形を示した図である。
【００３７】
この図に示すように、車輪回転方向検出部２２は、異なる方向の加速度を検出する加速度センサ２２ａ、２２ｂを備えた２軸加速度センサにて構成されている。一方の加速度センサ２２ａは、車輪５ａ〜５ｄの回転時に車輪５ａ〜５ｄに働く加速度のうち、各車輪５ａ〜５ｄの周方向に垂直な両方向の加速度を検出でき、他方の加速度センサ２２ｂは、各車輪５ａ〜５ｄの周方向に平行な両方向の加速度を検出できるように配置されている。
【００３８】
したがって、加速度センサ２２ａは、各車輪５ａ〜５ｄの周方向に垂直な両方向の加速度を検出し、重力加速度に応じた出力を発生させる。このため、送信機２が車輪５ａ〜５ｄの上部位置に位置しているときには、加速度センサ２２ａは重力加速度を正の値として示す出力となる。そして、車輪５ａ〜５ｄが１８０°回転して、車輪５ａ〜５ｄの下部位置に車輪側送受信機２が位置しているときには、重力加速度を負の値として示す出力となる。
【００３９】
一方、加速度センサ２２ｂは、各車輪５ａ〜５ｄの周方向に平行な両方向の加速度を検出し、加速度センサ２２ａと同様に、重力加速度に応じた出力を発生させる。しかしながら、加速度センサ２２ｂが加速度センサ２２ａに対して検出できる加速度の角度が９０°ずらされていることから、検出される重力加速度に応じた出力波形の位相も、加速度センサ２２ａの出力波形の位相から９０°ずれたものとなる。すなわち、図４において送信機２が車輪５ａ〜５ｄの中心に対して反時計回りに９０°ずれた位置にあるときには、重力加速度を負の値として示す出力となる。そして、図４において車輪５ａ〜５ｄが１８０°回転して、送信機２が車輪５ａ〜５ｄの中心に対して時計回りに９０°ずれた位置にあるときには、重力加速度を正の値として示す出力となる。
【００４０】
したがって、図４に示すように、車輪５ａ〜５ｄの回転方向が図４に示す反時計回りの場合には、加速度センサ２２ａの出力波形に対して加速度センサ２２ｂの出力波形の位相が９０°進んだ状態となる。逆に、車輪５ａ〜５ｄの回転方向が図４に示す時計回りの場合には、加速度センサ２２ａの出力波形に対して加速度センサ２２ｂの出力波形の位相が９０°遅れた状態となる。
【００４１】
このように、車輪５ａ〜５ｄの回転方向が逆になると、加速度センサ２２ａ、２２ｂの出力波形の位相のずれ方も逆になる。このことを利用して、送信機２から受信機３に送信するフレームの中に車輪５ａ〜５ｄの回転方向を示す回転方向情報を含めることで、受信機３でフレームが右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２から送信されたものであるかを特定することが可能となる。
【００４２】
また、上記では、加速度センサ２２ａ、２２ｂの出力に含まれる遠心力については無視して説明しているが、加速度センサ２２ａ、２２ｂの出力には遠心力に基づく加速度（遠心加速度）が含まれる。この遠心加速度を積分して係数を掛けることにより、車速を演算することが可能となる。このため、マイクロコンピュータ３３では、加速度センサ２２ａ、２２ｂのいずれかの出力から重力加速度成分を取り除いて遠心加速度を演算し、その遠心加速度に基づいて車速の演算を行っている。
【００４３】
また、図２（ｂ）に示すように、受信機３は、受信アンテナ３１、受信回路３２、マイクロコンピュータ３３、電源回路３４およびインターフェイス（Ｉ／Ｆ）回路３５を備えた構成とされている。
【００４４】
受信アンテナ３１は、各送信機２ａ〜２ｄから送られてくるフレームを受信するためのものである。受信アンテナ３１は、車体６に固定されており、車両１の前方寄りもしくは後方寄りに配置されることで、両前輪５ａ、５ｂと両後輪５ｃ、５ｄのいずれか一方に対して他方よりも距離が近くなるようにされている。本実施形態では、受信アンテナ３１を車両１の後方寄りの場所、例えばリアバンパーに配置しており、両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂと比べて、両後輪５ｃ、５ｄに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄの近くに配置されるようにしてある。
【００４５】
受信回路３２は、受信アンテナ３１によって受信された各送信機２ａ〜２ｄからの送信フレームを入力し、そのフレームをマイクロコンピュータ３３に送る入力部としての機能を果たす。受信回路３２は、受信アンテナ３１を通じて受信した信号（フレーム）のＲＳＳＩ値を測定し、その測定結果をマイクロコンピュータ３３に伝えている。具体的には、受信回路３２には検波回路が備えられており、受信回路３２は、この検波回路のゲインの設定により、受信アンテナ３１でフレームを受信したときの受信レベル（信号強度）に対応したＲＳＳＩ値を出力する。
【００４６】
ただし、各送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームが受信アンテナ３１で受信されたときの受信レベルとして想定される範囲の全域において受信レベルが大きくなるほどＲＳＳＩ値が大きくなるような出力とはせず、受信レベルとＲＳＳＩ値との関係が図５に示す関係となるようにしている。すなわち、図５に示すように、フレームの受信レベルが所定値となるまでは受信レベルが高くなるほどＲＳＳＩ値も高くなり、受信レベルが所定値以上になるとＲＳＳＩ値を一定値として測定するものようになっている。一般的には、検波回路のゲインは、検波回路の出力可能な電圧範囲内において想定される受信レベルの変化範囲全域においてＲＳＳＩ値も変化するような値に設定される。これに対して、本実施形態の場合、想定される受信レベルの変化範囲の一部、つまり受信レベルが所定値よりも大きくなると、検波回路の出力可能な電圧範囲を超えて飽和し、ＲＳＳＩ値が一定値になるように検波回路のゲインを設定している。
【００４７】
このときの検波回路のゲインについては、受信アンテナ３１から近い位置に配置される両後輪５ｃ、５ｄに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄの送信フレームのＲＳＳＩ値が一定値となり、かつ、遠い位置に配置される両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄの送信フレームのＲＳＳＩ値は変動するように設定されると好ましい。
【００４８】
すなわち、電波の電界強度が電波発生源からの距離に応じて減衰することを利用し、送信機２ｃ、２ｄの送信フレームについては受信レベルが大きいためＲＳＳＩ値が飽和して一定値となり、それと比較して送信機２ａ、２ｂの送信フレームについては受信レベルが小さいためＲＳＳＩ値は部分的に飽和しても、基本的には飽和しないようにできる。
【００４９】
図６は、車輪５ａ〜５ｄの回転角度と各送信機２ａ〜２ｄからフレームを送信したとき信号強度の実測データやＲＳＳＩ値との関係を示した図である。図６（ａ）に示すように、実測データでは、車輪５ａ〜５ｄの回転に伴って各送信機２ａ〜２ｄの送信フレームの信号強度が変動する。なお、図６（ａ）中では、回転角度が変化しても全域において両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂの送信フレームの信号強度が両後輪５ｃ、５ｄに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄの送信フレームの信号強度よりも小さくなっている例を挙げてある。しかしながら、状況によっては部分的にこれらの大小関係が逆転する場合もある。
【００５０】
一方、図６（ｂ）に示すように、ＲＳＳＩ値については、車輪５ａ〜５ｄの回転に伴って送信機２ｃ、２ｄの送信フレームのＲＳＳＩ値は飽和して一定値となり、送信機２ａ、２ｂの送信フレームのＲＳＳＩ値は部分的に飽和するものの基本的には変動する。
【００５１】
本実施形態では、このような現象を利用し、ＲＳＳＩ値の変化に基づいて、受信機３がフレームを受信したときに、そのフレームが車輪５ａ〜５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄより送信されたものであるかを特定する。具体的には、ＲＳＳＩ値が一定値のフレームは受信アンテナ３１から近い両後輪５ｃ、５ｄに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄから送信されたものと特定でき、ＲＳＳＩ値が変動するフレームは受信アンテナ３１から遠い両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂから送信されたものと特定できる。これにより、車輪位置の特定を行うようにしている。
【００５２】
なお、このような受信レベルとＲＳＳＩ値との関係となるようにするには、上記したように、例えば検波回路のゲインの設定を調整するだけで良く、従来に対してＲＳＳＩ値の検出器自体を変更する必要は無い。
【００５３】
マイクロコンピュータ３３は、第２制御部に相当するもので、マイクロコンピュータ３３内のメモリに記憶されたプログラムに従って車輪位置検出処理を実行することで、上記したように各送信機２ａ〜２ｄからの送信フレームのＲＳＳＩ値を用いて、各送信機２ａ〜２ｄがどの車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたものかを特定する車輪位置検出を行う。また、マイクロコンピュータ３３は、車輪位置検出の結果に基づいて、各送信機２ａ〜２ｄのＩＤ情報と各送信機２ａ〜２ｄが取り付けられている各車輪５ａ〜５ｄの位置とを関連づけて記憶し、その後は各送信機２ａ〜２ｄからの送信フレーム内に格納されたＩＤ情報およびタイヤ空気圧に関するデータに基づいて、各車輪５ａ〜５ｄのタイヤ空気圧検出を行う。
【００５４】
電源回路３４は、バッテリ電圧に基づいてマイクロコンピュータ３３や受信回路３２の電源電圧を生成している。Ｉ／Ｆ回路３５は、マイクロコンピュータ３３でのタイヤ空気圧を表示器４に出力する役割を果たしている。
【００５５】
表示器４は、警報部として機能するものであり、図１に示されるように、ドライバが視認可能な場所に配置され、例えば車両１におけるインストルメントパネル内に設置されるメータディスプレイ等によって構成される。この表示器４は、例えば受信機３におけるマイクロコンピュータ３３からタイヤ空気圧が低下した旨を示す信号が送られてくると、その旨の表示を行うことでドライバにタイヤ空気圧の低下を報知する。
【００５６】
次に、上記のように構成された車輪位置検出装置が適用されるタイヤ空気圧検出装置による車輪位置検出処理について説明する。図７（ａ）は、送信機２ａ〜２ｄのマイクロコンピュータ２３が行う処理を示したフローチャート、図７（ｂ）は、受信機３のマイクロコンピュータ３３が行う処理を示したフローチャートである。
【００５７】
まず、送信機２ａ〜２ｄ側では、電池２５からの電力供給に基づいて一定周期（例えば１ｍｉｎ）毎に２軸加速度センサの検出信号をモニタすることで回転方向情報を取得すると共にセンシング部２１の検出信号に基づいてタイヤ空気圧や温度などのタイヤ空気圧に関する情報を取得し、これらの情報に基づいてフレームを作成している。そして、図７（ａ）に示す処理を実行している。具体的には、各送信機２ａ〜２ｄは、車速が所定速度（例えば３０ｋｍ／ｈ）以上になったか否かを判定し（ステップ１００）、車速が所定速度以上になると回転方向情報やタイヤ空気圧に関する情報が格納されたフレームを送信するデータ送信を行う（ステップ１１０）。このデータ送信の際には、受信率をより高くするために複数フレーム連続して送信されるようにすると好ましい。
【００５８】
なお、車速については、上述したように加速度センサ２２ａの出力から重力加速度成分を取り除いて遠心加速度を演算し、その遠心加速度を積分して係数を掛けることにより演算している。また、データ送信については、例えば各送信機２ａ〜２ｄにおいて定期送信のタイミングがランダムにずれるように設定されるようにしている。このようにして、各送信機２ａ〜２ｄから回転方向情報やタイヤ空気圧に関する情報が格納されたフレームが送信される。
【００５９】
一方、受信機３側では、図示しないイグニッションスイッチがオンされてバッテリからの電力供給に基づいて電源回路３４が電源電圧を生成すると、受信機３が作動を開始し、所定の制御周期毎に図７（ｂ）に示す処理を実行する。
【００６０】
まず、図７（ｂ）に示すように、受信機３側では、データ受信を行い（ステップ２００）、４輪分のデータを２フレーム分取得したか否かを判定し（ステップ２１０）、４輪分のデータを２周期分受信するまで待機する。ここでいう２フレーム分とは、送信機２ａ〜２ｄから異なるフレームを受信したことを意味しており、隣り合う周期において送信された２フレームを受信しても良いし、同一周期内でも異なる内容のフレームが複数連続送信されている場合には、それらのうちの２フレームを受信しても良い。そして、４輪分のデータの受信が完了、つまり車輪５ａ〜５ｄそれぞれに備えられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームがすべて受信されると、取得した４輪分のデータに基づいて、車輪位置特定を行う（ステップ２２０）。
【００６１】
具体的には、各送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームには、回転方向情報が含まれていることから、４輪分のデータに含まれる回転方向情報に基づいてフレームが右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２から送信されたものであるかを特定する。そして、各ＩＤ情報を右側車輪群５ａ、５ｃに取り付けられた送信機２ａ、２ｃのものと、左側車輪群５ｂ、５ｄに取り付けられた送信機２ｂ、２ｄのものに区別して記憶しておく。
【００６２】
一方、４輪分のデータを受信したときの各フレームのＲＳＳＩ値を測定し、２周期分のフレーム間においてＲＳＳＩ値が変化していないフレームが両後輪５ｃ、５ｄの送信機２ｃ、２ｄから送信されたものと特定すると共に、ＲＳＳＩ値が変化しているフレームが両前輪５ａ、５ｂの送信機２ａ、２ｂから送信されたものと特定する。具体的には、各送信機２でのフレーム送信中にも車輪５ａ〜５ｄが回転していることから、同じフレームでも受信レベルが変化していく。このため、本実施形態ではフレームを受信した時に、受信開始から決められたタイミングでＲＳＳＩ値を測定し、２周期分のフレーム間において同じタイミングで測定されたＲＳＳＩ値が一定値かそれとも差があるかに基づいて、上記の特定を行っている。そして、各ＩＤ情報を両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂのものと、両後輪５ｃ、５ｄに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄのものに区別して記憶しておく。
【００６３】
その後、受信できたフレームに格納されたＩＤ情報の中で、右側車輪群５ａ、５ｃに取り付けられた送信機２ａ、２ｃと特定され、かつ、両後輪５ｃ、５ｄの送信機２ｃ、２ｄと特定されたものを右後輪５ｃの送信機２ｃのＩＤ情報と特定する。右側車輪群５ａ、５ｃに取り付けられた送信機２ａ、２ｃと特定され、かつ、両前輪５ａ、５ｂの送信機２ａ、２ｂと特定されたものを右前輪５ａの送信機２ａのＩＤ情報と特定する。左側車輪群５ｂ、５ｄに取り付けられた送信機２ｂ、２ｄと特定され、かつ、両後輪５ｃ、５ｄの送信機２ｃ、２ｄと特定されたものを左後輪５ｄの送信機２ｄのＩＤ情報と特定する。そして、左側車輪群５ｂ、５ｄに取り付けられた送信機２ｂ、２ｄと特定され、かつ、両前輪５ａ、５ｂの送信機２ａ、２ｂと特定されたものを左前輪５ｂの送信機２ｂのＩＤ情報と特定する。これにより、４つの車輪５ａ〜５ｄすべての送信機２ａ〜２ｄを特定することができ、各送信機２ａ〜２ｄがどの車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたものかを特定する車輪位置検出を行うことができる。
【００６４】
以上説明したように、受信機３において、受信アンテナ３１でフレームを受信したときの受信レベルに対応したＲＳＳＩ値を求めつつ、受信レベルとして想定される範囲の全域において受信レベルが大きくなるほどＲＳＳＩ値が大きくなるような出力とはせず、ＲＳＳＩ値が飽和するようにしている。つまり、想定される受信レベルの変化範囲の一部、つまり受信レベルが所定値よりも大きくなると、検波回路の出力可能な電圧範囲を超えて飽和し、ＲＳＳＩ値が一定値になるようにしている。
【００６５】
このようにすることで、車輪５ａ〜５ｄの回転に伴って受信アンテナ３１から近い両後輪５ｃ、５ｄの送信機２ｃ、２ｄの送信フレームのＲＳＳＩ値は飽和して一定値となり、遠い両前輪５ａ、５ｂの送信機２ａ、２ｂの送信フレームのＲＳＳＩ値は部分的に飽和するものの基本的には変動するようにできる。したがって、フレーム間において同じタイミングで測定したＲＳＳＩ値が一定値かそれとも差があるかに基づいて、両前輪５ａ、５ｂと両後輪５ｃ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定できる。
【００６６】
また、各送信機２ａ〜２ｄからの送信フレームに格納された回転方向情報に基づいて、右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定できる。
【００６７】
これにより、４つの車輪５ａ〜５ｄすべての送信機２ａ〜２ｄを特定することができ、各送信機２ａ〜２ｄがどの車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたものかを特定する車輪位置検出を行うことができる。
【００６８】
そして、このようにして車輪位置検出が行われると、その後は、一定周期毎に各送信機２ａ〜２ｄからフレームが送信されるたびに、４輪分のフレームが受信機３で受信される。そして、各フレームに格納されたＩＤ情報に基づいて車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたいずれの送信機２ａ〜２ｄから送られてきたフレームであるかを特定し、タイヤ空気圧に関する情報より各車輪５ａ〜５ｄのタイヤ空気圧を検出することが可能となる。
【００６９】
したがって、トリガ機を用いなくても良く、かつ、ＲＳＳＩ値の大小関係が逆転するという問題が発生せず、ＲＳＳＩ値の差が前後輪間で小さかったとしても正確に車輪位置の特定が行える車輪位置検出装置およびそれを備えたタイヤ空気圧検出装置とすることが可能となる。また、車速が所定速度以上になったときにフレーム送信が行われるようにしているため、停車時にフレーム送信が行われないようにでき、電池寿命の向上を図ることも可能となる。
【００７０】
なお、車両１にはスペアタイヤが搭載され、スペアタイヤにも送信機２が備えられることが想定される。しかしながら、スペアタイヤは車両１の走行に伴って回転しないため、車速が所定速度以上になったことをトリガとしてフレームの送信を行うようにすることで、スペアタイヤに取り付けられた送信機２からはフレームの送信が行われないようにできる。このため、スペアタイヤに送信機２が備えられるような場合でも、的確に車輪位置検出を行うことが可能となる。
【００７１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、ＲＳＳＩ値の比較方法を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７２】
上記第１実施形態では、フレームを受信した時に、受信開始から決められたタイミングでＲＳＳＩ値を測定し、２周期分のフレーム間において同じタイミングで測定されたＲＳＳＩ値が一定値かそれとも差があるかに基づいて、両前輪５ａ、５ｂと両後輪５ｃ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定した。これに対して、本実施形態では、２周期分のフレームのＲＳＳＩ値の比較対象として、同じタイミングのＲＳＳＩ値ではなく、各フレーム間のＲＳＳＩ値の最大値同士を比較対象とし、最大値同士が一定値かそれとも差があるかに基づいて上記特定を行う。
【００７３】
上述したように、各周期毎に送られてくるフレームのＲＳＳＩ値は、車輪５ａ〜５ｄの回転に伴ってフレーム送信中にも変化する。しかしながら、受信アンテナ３１から近い両後輪５ｃ、５ｃに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄについてはＲＳＳＩ値は一定値のままとなり、受信アンテナ３１から遠い両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂについてはＲＳＳＩ値が変化する。このため、各フレーム間のＲＳＳＩ値の最大値同士を比較し、それらが一定値であればそのフレームは両後輪５ｃ、５ｃに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄから送信されたものと特定し、それらに差があればそのフレームは両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂから送信されたものと特定できる。
【００７４】
このように、各フレーム間のＲＳＳＩ値の最大値同士を比較対象として、最大値同士が一定値かそれとも差があるかに基づいて、両前輪５ａ、５ｂと両後輪５ｃ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定することもできる。そして、上記第１実施形態と同様に、各送信機２ａ〜２ｄからの送信フレームに格納された回転方向情報に基づいて、右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定する。
【００７５】
これにより、４つの車輪５ａ〜５ｄすべての送信機２ａ〜２ｄを特定することができ、各送信機２ａ〜２ｄがどの車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたものかを特定する車輪位置検出を行うことができる。
【００７６】
なお、図６から分かるように、両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂから送信されたフレームのＲＳＳＩ値についても、部分的に飽和することがあるが、これは一部であるため、２周期分のフレームのちのいずれか一方ではＲＳＳＩ値の最大値がＲＳＳＩ値が飽和していないときの値になる可能性が高い。したがって、最大値同士が一定値かそれとも差があるかに基づいて、両前輪５ａ、５ｂと両後輪５ｃ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定することができる。仮に、２周期分の最大値同士が一定値となるものが３輪以上あった場合には、３周期分のフレームを確認するようにしても良い。
【００７７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対して、ＲＳＳＩ値の比較方法を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７８】
本実施形態では、２周期分のフレームのＲＳＳＩ値の比較対象として、各フレーム間のＲＳＳＩ値の最小値同士を比較対象とし、最小値同士が一定値かそれとも差があるかに基づいて上記特定を行う。すなわち、各フレーム間のＲＳＳＩ値の最大値同士を比較対象とする場合と同様、最小値同士を比較対象とする場合にも、それらが一定値であればそのフレームは両後輪５ｃ、５ｃに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄから送信されたものと特定し、それらに差があればそのフレームは両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂから送信されたものと特定できる。
【００７９】
このように、各フレーム間のＲＳＳＩ値の最小値同士を比較対象として、最小値同士が一定値かそれとも差があるかに基づいて、両前輪５ａ、５ｂと両後輪５ｃ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定することもできる。そして、上記第１実施形態と同様に、各送信機２ａ〜２ｄからの送信フレームに格納された回転方向情報に基づいて、右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定する。
【００８０】
これにより、４つの車輪５ａ〜５ｄすべての送信機２ａ〜２ｄを特定することができ、各送信機２ａ〜２ｄがどの車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたものかを特定する車輪位置検出を行うことができる。
【００８１】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態も、第１〜第３実施形態に対して、ＲＳＳＩ値の比較方法を変更したものであり、その他に関しては第１〜第３実施形態と同様であるため、第１〜第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００８２】
上記第１〜第３実施形態では、２周期分のフレーム間でのＲＳＳＩ値の差に基づいて、両前輪５ａ、５ｂと両後輪５ｃ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定した。これに対して、この特定を１フレーム中でのＲＳＳＩ値の変化に基づいて行うようにしても良い。
【００８３】
すなわち、上述したように、各周期毎に送られてくるフレームのＲＳＳＩ値は、車輪５ａ〜５ｄの回転に伴ってフレーム送信中にも変化する。しかしながら、受信アンテナ３１から近い両後輪５ｃ、５ｃに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄについてはＲＳＳＩ値は一定値のままとなり、受信アンテナ３１から遠い両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂについてはＲＳＳＩ値が変化する。このため、ＲＳＳＩ値が一定値であればそのフレームは両後輪５ｃ、５ｃに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄから送信されたものと特定し、それらに差があればそのフレームは両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂから送信されたものと特定できる。ＲＳＳＩ値の変化については、例えば１フレーム中におけるＲＳＳＩ値の最大値と最小値の差で表すことができる。
【００８４】
このように、１フレーム中のＲＳＳＩ値の変化に基づいて、両前輪５ａ、５ｂと両後輪５ｃ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定することもできる。そして、上記第１実施形態と同様に、各送信機２ａ〜２ｄからの送信フレームに格納された回転方向情報に基づいて、右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定する。
【００８５】
これにより、４つの車輪５ａ〜５ｄすべての送信機２ａ〜２ｄを特定することができ、各送信機２ａ〜２ｄがどの車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたものかを特定する車輪位置検出を行うことができる。
【００８６】
（他の実施形態）
上記実施形態では、受信機３のうちの受信アンテナ３１を車両１の後方寄りに配置することで、両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂと比べて、両後輪５ｃ、５ｄに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄの近くに配置されるようにしてある。これに対して、図８に示すように、受信機３全体を車両１の後方寄りに配置するようにしても良い。また、受信アンテナ３１もしくは受信機３全体を車両１の後方寄りに配置するのではなく、逆に車両１の前方寄りの場所、例えばフロントバンパーに配置することで、受信機３の感度を低下させた際に両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂからの送信フレームのみが受信されるようにしても良い。
【００８７】
また、上記実施形態では、図３に示すように、タイヤ空気圧検出装置に車輪位置検出装置を適用しているため、車輪５ａ〜５ｄの回転方向情報をタイヤ空気圧に関する情報が格納されるフレームに格納して送信されるようにしている。これにより、車輪位置検出とタイヤ空気圧検出を共通フレームにて行うことができる。しかしながら、これはフレームの一例を示したに過ぎず、回転方向情報を格納するフレームとタイヤ空気圧に関する情報を格納するフレームを別々のフレームとしても構わない。
【符号の説明】
【００８８】
１ 車両
２（２ａ〜２ｄ） 送信機
３ 受信機
４ 表示器
５（５ａ〜５ｄ） 車輪
６ 車体
２１ センシング部
２２ 車輪回転方向検出部
２３ マイクロコンピュータ
３１ 受信アンテナ
３２ 受信回路
３３ マイクロコンピュータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象車輪が車両のどの位置に搭載されている車輪かを自動的に検出する車輪位置検出装置に関するもので、特に、タイヤが取り付けられた車輪に圧力センサが備えられた送信機を直接取り付け、その圧力センサの検出結果を送信機から送信し、車体側に取り付けられた受信機によって受信することで、タイヤ空気圧の検出を行うダイレクト式のタイヤ空気圧検出装置に適用して好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、タイヤ空気圧検出装置の１つとして、ダイレクト式のものがある。このタイプのタイヤ空気圧検出装置では、タイヤが取り付けられた車輪側に、圧力センサ等のセンサが備えられた送信機が直接取り付けられている。また、車体側には、アンテナおよび受信機が備えられており、センサからの検出信号が送信機から送信されると、アンテナを介して受信機にその検出信号が受信され、タイヤ空気圧の検出が行われる。
【０００３】
このようなダイレクト式のタイヤ空気圧検出装置では、送信されてきたデータが自車両のものであるかどうか及び送信機がどの車輪に取り付けられたものかを判別できるように、送信機が送信するデータ中に、自車両か他車両かを判別するため及び送信機が取り付けられた車輪を判別するためのＩＤ情報を個々に付与している。
【０００４】
送信データに含まれるＩＤ情報から送信機の位置を特定するためには、各送信機のＩＤ情報を各車輪の位置と関連づけて受信機側に予め登録しておく必要がある。このため、タイヤのローテーション時には、送信機のＩＤ情報と車輪の位置関係を受信機に登録し直す必要がある。
【０００５】
これに対して、各送信機に対応して設けられたトリガ機から送信機にトリガ信号を送信し、それに同期して送信機からＩＤ情報を含んだデータを受信機に送信することにより、送信機のＩＤ情報と車輪の位置関係を受信機に登録する方法が提案されている（特許文献１参照）。また、各送信機に付されているバーコードを読み込んで送信機のＩＤ情報を受信機に登録する方法も提案されている。しなしながら、これらの方法では、ＩＤ登録による工数が増加すると共に、トリガ機やバーコードリーダ等の部品点数の増加によってコストが上昇するという問題がある。また、タイヤローテーション時に、ＩＤ情報の登録作業が発生し作業効率が悪くなってしまう等の問題が発生する。このため、送信機のＩＤ情報登録作業を自動的に行うことができるシステムが求められている。
【０００６】
このような自動的な登録作業を行うものとして、２軸の加速度センサを用いて左右輪のいずれであるかを検出すると共に、ＲＦデータの受信強度に基づいて前後輪のいずれであるかを検出することで、４輪それぞれのタイヤ位置を検出する方法がある（特許文献２参照）。また、複数のアンテナで受信した受信強度を累積的に計測し、この受信強度により送信機の位置を判定する方法（特許文献３参照）や、各輪に装着された送信機から送られる信号のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）値の分布により送信機の位置を判定する方法（特許文献４参照）がある。
【０００７】
さらに、車体側に備えたトリガ機からトリガ信号を出力し、そのトリガ信号の受信強度がトリガ機と各送信機との距離に応じて変化することを利用し、トリガ信号の受信強度に基づいて車輪位置の特定を行うものもある（特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３２１２３１１号公報
【特許文献２】米国特許第７０１０９６８号明細書
【特許文献３】米国特許第６０１８９９３号明細書
【特許文献４】米国特許第６４８９８８８号明細書
【特許文献５】特開２００７−１５４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に記載の方法では、前後輪のいずれであるかを判定するために、送信機からのＲＦデータのＲＳＳＩ値を比較しているが、ＲＳＳＩ値の比較結果が常に同じになるとは限らない。すなわち、ＲＳＳＩ値を比較した時、一部ではＲＳＳＩ値の大小関係が逆転することがあったり、ＲＳＳＩ値の差が前後輪間で小さくなることがある。このような場合には、車輪位置を誤判定してしまうことが懸念される。また、特許文献３に記載の方法のように受信強度を累積的に計測するものや、特許文献４に記載の方法のようにＲＳＳＩ値の分布を見るものであっても、一部ではＲＳＳＩ値の大小関係が逆転することがあったり、ＲＳＳＩ値の差が前後輪間で小さくなることがあるため、上記と同様の問題が発生する。
【００１０】
さらに、引用文献５に記載の方法では、車輪位置の特定にトリガ機が必要になるため、部品点数の増加によってコストが上昇するという問題が避けられない。このため、受信強度や受信数によらずに、かつ、トリガ機を用いなくても車輪位置の特定が行えるようにできるようにすることが望まれる。
【００１１】
本発明は上記点に鑑みて、トリガ機を用いなくても良く、かつ、ＲＳＳＩ値の大小関係が逆転するという問題が発生せず、ＲＳＳＩ値の差が前後輪間で小さかったとしても正確に車輪位置の特定が行える車輪位置検出装置およびそれを備えたタイヤ空気圧検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、受信機（３）のうちの少なくとも受信アンテナ（３１）を車両（１）の両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のいずれか一方からの距離が他方からの距離よりも近くなるように配置し、受信回路（３２）にて受信したフレームのＲＳＳＩ値を測定させ、受信アンテナ（３１）で受信されたときのフレームの信号強度である受信レベルが所定値までは受信レベルが高くなるほどＲＳＳＩ値も高くなり、受信レベルが所定値以上になるとＲＳＳＩ値を一定値として測定するようにする。そして、第２制御部（３３）では、車輪位置検出を行う際に、４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに設けられた送信機（２ａ〜２ｄ）から送信されたフレームを受信し、４輪分のフレームに含まれる回転方向情報より、該フレームが右側車輪（５ａ、５ｃ）と左側車輪（５ｂ、５ｄ）のいずれに取り付けられた送信機（２ａ、２ｃ）から送信されたものであるかを特定すると共に、ＲＳＳＩ値の変化に基づいて、ＲＳＳＩ値が一定値となるフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、ＲＳＳＩ値が変化するフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することで、送信機（２ａ〜２ｄ）がそれぞれ４つの車輪（５ａ〜５ｄ）のいずれに取り付けられたものであるかを特定することを特徴としている。
【００１３】
このように、受信機（３）において、受信アンテナ（３１）でフレームを受信したときの受信レベルに対応したＲＳＳＩ値を求めつつ、受信レベルとして想定される範囲の全域において受信レベルが大きくなるほどＲＳＳＩ値が大きくなるような出力とはせず、ＲＳＳＩ値が飽和するようにしている。このようにすることで、車輪（５ａ〜５ｄ）の回転に伴って両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から近い車輪（５ｃ、５ｄ）の送信機（２ｃ、２ｄ）の送信フレームのＲＳＳＩ値は飽和して一定値となり、遠い車輪（５ａ、５ｂ）の送信機（２ａ、２ｂ）の送信フレームのＲＳＳＩ値は部分的に飽和する場合があるものの基本的には変動するようにできる。したがって、ＲＳＳＩ値が一定値かそれとも差があるかに基づいて、両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のいずれに取り付けられた送信機（２ａ〜２ｄ）から送信されたフレームであるかを特定できる。
【００１４】
また、各送信機（２ａ〜２ｄ）からの送信フレームに格納された回転方向情報に基づいて、フレームが右側車輪（５ａ、５ｃ）と左側車輪（５ｂ、５ｄ）のいずれに取り付けられた送信機（２ａ、２ｃ）から送信されたものであるかを特定できる。これにより、４つの車輪（５ａ〜５ｄ）すべての送信機（２ａ〜２ｄ）を特定することができ、各送信機（２ａ〜２ｄ）がどの車輪（５ａ〜５ｄ）に取り付けられたものかを特定する車輪位置検出を行うことができる。したがって、トリガ機を用いなくても良く、かつ、ＲＳＳＩ値の大小関係が逆転するという問題が発生せず、ＲＳＳＩ値の差が前後輪間で小さかったとしても正確に車輪位置の特定が行える車輪位置検出装置とすることが可能となる。
【００１５】
例えば、請求項２に記載したように、車輪回転方向検出手段（２２）としては、送信機（２ａ〜２ｄ）が取り付けられた車輪（５ａ〜５ｄ）の回転時に当該車輪（５ａ〜５ｄ）の周方向に垂直な両方向の加速度を検出する加速度センサ（２２ａ）と周方向に平行な両方向の加速度を検出する加速度センサ（２２ｂ）とを有する２軸加速度センサを適用することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、送信機（２ａ〜２ｄ）は、２軸加速度センサに含まれる加速度センサ（２２ａ、２２ｂ）にて検出される加速度から車速を演算し、該車速が所定車速に達するとフレームの送信を行うことを特徴としている。
【００１７】
このように、車速が所定速度以上になったときにフレーム送信が行われるようにしているため、停車時にフレーム送信が行われないようにでき、電池寿命の向上を図ることが可能となる。また、車両（１）にはスペアタイヤが搭載され、スペアタイヤにも送信機が備えられることが想定される。しかしながら、スペアタイヤは車両（１）の走行に伴って回転しないため、車速が所定速度以上になったことをトリガとしてフレームの送信を行うようにすることで、スペアタイヤに取り付けられた送信機からはフレームの送信が行われないようにできる。このため、スペアタイヤに送信機が備えられるような場合でも、的確に車輪位置検出を行うことが可能となる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明のように、第２制御部（３３）は、ＲＳＳＩ値の変化として、同じ送信機（２ａ〜２ｄ）から送信された複数の異なるフレームのうち受信アンテナ（３１）での受信開始から決められたタイミングのときのＲＳＳＩ値同士を比較し、当該ＲＳＳＩ値同士が一定値であればフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、ＲＳＳＩ値同士に差があればフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明のように、第２制御部（３３）は、ＲＳＳＩ値の変化として、同じ送信機（２ａ〜２ｄ）から送信された複数の異なるフレームのＲＳＳＩ値の最大値同士を比較し、当該ＲＳＳＩ値の最大値同士が一定値であればフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、ＲＳＳＩ値の最大値同士に差があればフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することもできる。
【００２０】
同様に、請求項６に記載の発明のように、第２制御部（３３）は、ＲＳＳＩ値の変化として、同じ送信機（２ａ〜２ｄ）から送信された複数の異なるフレームのＲＳＳＩ値の最小値値同士を比較し、当該ＲＳＳＩ値の最小値同士が一定値であればフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、ＲＳＳＩ値の最小値同士に差があればフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することもできる。
【００２１】
さらに、請求項７に記載の発明のように、第２制御部（３３）は、ＲＳＳＩ値の変化として、送信機（２ａ〜２ｄ）から送信されたフレームの１フレーム中におけるＲＳＳＩ値の変化を比較し、当該ＲＳＳＩ値が一定値であればフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、ＲＳＳＩ値に変化があればフレームが両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することもできる。
【００２２】
上記請求項１ないし７では、車輪位置検出装置として本発明を示したが、請求項８に示されるように、この車輪位置検出装置をタイヤ空気圧検出装置に組み込むことも可能である。すなわち、送信機（２ａ〜２ｄ）に、４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに備えられたタイヤの空気圧に応じた検出信号を出力するセンシング部（２１）を備え、第１制御部（２３）によってセンシング部（２１）の検出信号を信号処理したタイヤ空気圧に関する情報をフレームに格納して受信機（３）に送信されるようにし、受信機（３）では、第２制御部（３３）にて、該タイヤ空気圧に関する情報より、４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに備えられたタイヤの空気圧を検出するようにすることができる。
【００２３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる車輪位置検出装置が適用されるタイヤ空気圧検出装置の全体構成を示す図である。
【図２】送信機２ａ〜２ｄおよび受信機３のブロック構成を示す図である。
【図３】フレーム構成の一例を示した図である。
【図４】送信機２に備えられた車輪回転方向検出部２２の各車輪５ａ〜５ｄへの搭載形態の一例と、その搭載形態とした場合に各加速度センサ２２ａ、２２ｂで検出される加速度の出力波形を示した図である。
【図５】受信レベルとＲＳＳＩ値との関係を示したグラフである。
【図６】車輪５ａ〜５ｄの回転角度と各送信機２ａ〜２ｄからフレームを送信したときの信号強度の実測データやＲＳＳＩ値との関係を示した図である。
【図７】（ａ）は、送信機２ａ〜２ｄのマイクロコンピュータ２３が行う処理を示したフローチャート、（ｂ）は、受信機３のマイクロコンピュータ３３が行う処理を示したフローチャートである。
【図８】他の実施形態で説明する車輪位置検出装置が適用されるタイヤ空気圧検出装置の全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態における車輪位置検出装置が適用されるタイヤ空気圧検出装置の全体構成を示す図である。図１の紙面左方向が車両１の前方、紙面右方向が車両１の後方に一致する。この図を参照して、本実施形態におけるタイヤ空気圧検出装置について説明する。
【００２７】
図１に示すように、タイヤ空気圧検出装置は、車両１に取り付けられるもので、送信機２（２ａ〜２ｄ）、受信機３および表示器４を備えて構成されている。
【００２８】
図１に示すように、送信機２ａ〜２ｄは、車両１における各車輪５ａ〜５ｄに取り付けられるもので、車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたタイヤの空気圧を検出すると共に、その検出結果を示すタイヤ空気圧に関する情報をフレーム内に格納してＲＦ送信するものである。また、受信機３は、車両１における車体６側に取り付けられるもので、送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームをＲＦ受信すると共に、その中に格納された検出信号に基づいて各種処理や演算等を行うことで車輪位置検出およびタイヤ空気圧検出を行うものである。図２に送信機２ａ〜２ｄおよび受信機３のブロック構成を示す。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、送信機２（２ａ〜２ｄ）は、センシング部２１、車輪回転方向検出部２２、マイクロコンピュータ２３、送信アンテナ２４および電池２５を備えた構成となっており、電池２５からの電力供給に基づいて各部が駆動される。
【００３０】
センシング部２１は、例えばダイアフラム式の圧力センサ２１ａや温度センサ２１ｂを備えた構成とされ、タイヤ空気圧に応じた検出信号や温度に応じた検出信号を出力する。車輪回転方向検出部２２は、送信機２が、車輪回転方向が互いに逆である右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられているのかを検出するものであり、本発明の車輪回転方向検出手段に相当する。車輪回転方向検出部２２には、２つの加速度センサ２２ａ、２２ｂ（図４参照）からなる２軸加速度センサが設けられている。これらの加速度センサ２２ａ、２２ｂに機能については後述する。
【００３１】
マイクロコンピュータ２３は、制御部（第１制御部）や送信部などを備えた周知のもので、制御部内のメモリに記憶されたプログラムに従って、所定の処理を実行する。制御部内のメモリには、各送信機２ａ〜２ｄを特定するための送信機固有の識別情報と自車両を特定するための車両固有の識別情報とを含む個別のＩＤ情報が格納されている。
【００３２】
マイクロコンピュータ２３は、センシング部２１からのタイヤ空気圧に関する検出信号を受け取り、それを信号処理すると共に必要に応じて加工し、そのタイヤ空気圧に関する情報を各送信機２ａ〜２ｄのＩＤ情報と共にフレーム内に格納する。また、マイクロコンピュータ２３は、一定期間中における加速度センサ２２ａ、２２ｂの検出信号をモニタしており、各送信機２ａ〜２ｄが取り付けられた車輪５ａ〜５ｄの回転方向を検出している。そして、マイクロコンピュータ２３では、この回転方向、つまり右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２であるか示す回転方向情報をタイヤ空気圧に関するデータが格納されたフレームに格納している。
【００３３】
図３は、フレーム構成の一例を示した図である。この図に示すフレームは、車輪位置検出とタイヤ空気圧検出の両方で使用される共通フレームである。この図に示すように、フレームには、送信開始を伝える同期コードを先頭に、各送信機２に付与された個々のＩＤ情報、回転方向情報、タイヤ空気圧に関する情報（空気圧や温度）、電池電圧情報や送信機自身が送信するデータに誤りが検出されたことを示す誤り検出情報等が格納されている。これらのうちの回転方向情報が送信機２ａ〜２ｄが右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられているのかを検出するために用いられ、タイヤ空気圧に関する情報が各車輪５ａ〜５ｄのタイヤ空気圧の検出に用いられる。
【００３４】
また、マイクロコンピュータ２３は、フレームを作成すると、送信部を介して送信アンテナ２４より受信機３に向けてフレームを同じ信号強度（電波の電界強度）で送信している。このフレームを受信機３に向けて送信する処理も、上記プログラムに従って行われる。本実施形態では、マイクロコンピュータ２３は車速を求めており、この車速が所定速度（例えば３０ｋｍ／ｈ）に達したときをトリガとして、受信機３へのフレーム送信を開始し、その後は、車速が送信終了速度以下（例えば３０ｋｍ／ｈ未満）になるまで一定周期毎に繰り返しフレーム送信を行うようにしている。
【００３５】
このように構成される送信機２ａ〜２ｄは、例えば、各車輪５ａ〜５ｄのホイールにおけるエア注入バルブに取り付けられ、センシング部２１がタイヤの内側に露出するように配置される。これにより、該当するタイヤ空気圧を検出し、上記したように、車速が所定速度を超えると、各送信機２ａ〜２ｄに備えられた送信アンテナ２４を通じて、一定周期毎（例えば１分毎）フレームを送信することで、受信機３側にタイヤ空気圧に関する信号を定期送信するようになっている。
【００３６】
次に、各送信機２に備えられた車輪回転方向検出部２２について図４を用いて説明する。図４は、送信機２に備えられた車輪回転方向検出部２２の各車輪５ａ〜５ｄへの搭載形態の一例と、その搭載形態とした場合に各加速度センサ２２ａ、２２ｂで検出される加速度の出力波形を示した図である。
【００３７】
この図に示すように、車輪回転方向検出部２２は、異なる方向の加速度を検出する加速度センサ２２ａ、２２ｂを備えた２軸加速度センサにて構成されている。一方の加速度センサ２２ａは、車輪５ａ〜５ｄの回転時に車輪５ａ〜５ｄに働く加速度のうち、各車輪５ａ〜５ｄの周方向に垂直な両方向の加速度を検出でき、他方の加速度センサ２２ｂは、各車輪５ａ〜５ｄの周方向に平行な両方向の加速度を検出できるように配置されている。
【００３８】
したがって、加速度センサ２２ａは、各車輪５ａ〜５ｄの周方向に垂直な両方向の加速度を検出し、重力加速度に応じた出力を発生させる。このため、送信機２が車輪５ａ〜５ｄの上部位置に位置しているときには、加速度センサ２２ａは重力加速度を正の値として示す出力となる。そして、車輪５ａ〜５ｄが１８０°回転して、車輪５ａ〜５ｄの下部位置に車輪側送受信機２が位置しているときには、重力加速度を負の値として示す出力となる。
【００３９】
一方、加速度センサ２２ｂは、各車輪５ａ〜５ｄの周方向に平行な両方向の加速度を検出し、加速度センサ２２ａと同様に、重力加速度に応じた出力を発生させる。しかしながら、加速度センサ２２ｂが加速度センサ２２ａに対して検出できる加速度の角度が９０°ずらされていることから、検出される重力加速度に応じた出力波形の位相も、加速度センサ２２ａの出力波形の位相から９０°ずれたものとなる。すなわち、図４において送信機２が車輪５ａ〜５ｄの中心に対して反時計回りに９０°ずれた位置にあるときには、重力加速度を負の値として示す出力となる。そして、図４において車輪５ａ〜５ｄが１８０°回転して、送信機２が車輪５ａ〜５ｄの中心に対して時計回りに９０°ずれた位置にあるときには、重力加速度を正の値として示す出力となる。
【００４０】
したがって、図４に示すように、車輪５ａ〜５ｄの回転方向が図４に示す反時計回りの場合には、加速度センサ２２ａの出力波形に対して加速度センサ２２ｂの出力波形の位相が９０°進んだ状態となる。逆に、車輪５ａ〜５ｄの回転方向が図４に示す時計回りの場合には、加速度センサ２２ａの出力波形に対して加速度センサ２２ｂの出力波形の位相が９０°遅れた状態となる。
【００４１】
このように、車輪５ａ〜５ｄの回転方向が逆になると、加速度センサ２２ａ、２２ｂの出力波形の位相のずれ方も逆になる。このことを利用して、送信機２から受信機３に送信するフレームの中に車輪５ａ〜５ｄの回転方向を示す回転方向情報を含めることで、受信機３でフレームが右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２から送信されたものであるかを特定することが可能となる。
【００４２】
また、上記では、加速度センサ２２ａ、２２ｂの出力に含まれる遠心力については無視して説明しているが、加速度センサ２２ａ、２２ｂの出力には遠心力に基づく加速度（遠心加速度）が含まれる。この遠心加速度を積分して係数を掛けることにより、車速を演算することが可能となる。このため、マイクロコンピュータ３３では、加速度センサ２２ａ、２２ｂのいずれかの出力から重力加速度成分を取り除いて遠心加速度を演算し、その遠心加速度に基づいて車速の演算を行っている。
【００４３】
また、図２（ｂ）に示すように、受信機３は、受信アンテナ３１、受信回路３２、マイクロコンピュータ３３、電源回路３４およびインターフェイス（Ｉ／Ｆ）回路３５を備えた構成とされている。
【００４４】
受信アンテナ３１は、各送信機２ａ〜２ｄから送られてくるフレームを受信するためのものである。受信アンテナ３１は、車体６に固定されており、車両１の前方寄りもしくは後方寄りに配置されることで、両前輪５ａ、５ｂと両後輪５ｃ、５ｄのいずれか一方に対して他方よりも距離が近くなるようにされている。本実施形態では、受信アンテナ３１を車両１の後方寄りの場所、例えばリアバンパーに配置しており、両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂと比べて、両後輪５ｃ、５ｄに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄの近くに配置されるようにしてある。
【００４５】
受信回路３２は、受信アンテナ３１によって受信された各送信機２ａ〜２ｄからの送信フレームを入力し、そのフレームをマイクロコンピュータ３３に送る入力部としての機能を果たす。受信回路３２は、受信アンテナ３１を通じて受信した信号（フレーム）のＲＳＳＩ値を測定し、その測定結果をマイクロコンピュータ３３に伝えている。具体的には、受信回路３２には検波回路が備えられており、受信回路３２は、この検波回路のゲインの設定により、受信アンテナ３１でフレームを受信したときの受信レベル（信号強度）に対応したＲＳＳＩ値を出力する。
【００４６】
ただし、各送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームが受信アンテナ３１で受信されたときの受信レベルとして想定される範囲の全域において受信レベルが大きくなるほどＲＳＳＩ値が大きくなるような出力とはせず、受信レベルとＲＳＳＩ値との関係が図５に示す関係となるようにしている。すなわち、図５に示すように、フレームの受信レベルが所定値となるまでは受信レベルが高くなるほどＲＳＳＩ値も高くなり、受信レベルが所定値以上になるとＲＳＳＩ値を一定値として測定するものようになっている。一般的には、検波回路のゲインは、検波回路の出力可能な電圧範囲内において想定される受信レベルの変化範囲全域においてＲＳＳＩ値も変化するような値に設定される。これに対して、本実施形態の場合、想定される受信レベルの変化範囲の一部、つまり受信レベルが所定値よりも大きくなると、検波回路の出力可能な電圧範囲を超えて飽和し、ＲＳＳＩ値が一定値になるように検波回路のゲインを設定している。
【００４７】
このときの検波回路のゲインについては、受信アンテナ３１から近い位置に配置される両後輪５ｃ、５ｄに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄの送信フレームのＲＳＳＩ値が一定値となり、かつ、遠い位置に配置される両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄの送信フレームのＲＳＳＩ値は変動するように設定されると好ましい。
【００４８】
すなわち、電波の電界強度が電波発生源からの距離に応じて減衰することを利用し、送信機２ｃ、２ｄの送信フレームについては受信レベルが大きいためＲＳＳＩ値が飽和して一定値となり、それと比較して送信機２ａ、２ｂの送信フレームについては受信レベルが小さいためＲＳＳＩ値は部分的に飽和しても、基本的には飽和しないようにできる。
【００４９】
図６は、車輪５ａ〜５ｄの回転角度と各送信機２ａ〜２ｄからフレームを送信したとき信号強度の実測データやＲＳＳＩ値との関係を示した図である。図６（ａ）に示すように、実測データでは、車輪５ａ〜５ｄの回転に伴って各送信機２ａ〜２ｄの送信フレームの信号強度が変動する。なお、図６（ａ）中では、回転角度が変化しても全域において両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂの送信フレームの信号強度が両後輪５ｃ、５ｄに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄの送信フレームの信号強度よりも小さくなっている例を挙げてある。しかしながら、状況によっては部分的にこれらの大小関係が逆転する場合もある。
【００５０】
一方、図６（ｂ）に示すように、ＲＳＳＩ値については、車輪５ａ〜５ｄの回転に伴って送信機２ｃ、２ｄの送信フレームのＲＳＳＩ値は飽和して一定値となり、送信機２ａ、２ｂの送信フレームのＲＳＳＩ値は部分的に飽和するものの基本的には変動する。
【００５１】
本実施形態では、このような現象を利用し、ＲＳＳＩ値の変化に基づいて、受信機３がフレームを受信したときに、そのフレームが車輪５ａ〜５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄより送信されたものであるかを特定する。具体的には、ＲＳＳＩ値が一定値のフレームは受信アンテナ３１から近い両後輪５ｃ、５ｄに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄから送信されたものと特定でき、ＲＳＳＩ値が変動するフレームは受信アンテナ３１から遠い両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂから送信されたものと特定できる。これにより、車輪位置の特定を行うようにしている。
【００５２】
なお、このような受信レベルとＲＳＳＩ値との関係となるようにするには、上記したように、例えば検波回路のゲインの設定を調整するだけで良く、従来に対してＲＳＳＩ値の検出器自体を変更する必要は無い。
【００５３】
マイクロコンピュータ３３は、第２制御部に相当するもので、マイクロコンピュータ３３内のメモリに記憶されたプログラムに従って車輪位置検出処理を実行することで、上記したように各送信機２ａ〜２ｄからの送信フレームのＲＳＳＩ値を用いて、各送信機２ａ〜２ｄがどの車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたものかを特定する車輪位置検出を行う。また、マイクロコンピュータ３３は、車輪位置検出の結果に基づいて、各送信機２ａ〜２ｄのＩＤ情報と各送信機２ａ〜２ｄが取り付けられている各車輪５ａ〜５ｄの位置とを関連づけて記憶し、その後は各送信機２ａ〜２ｄからの送信フレーム内に格納されたＩＤ情報およびタイヤ空気圧に関するデータに基づいて、各車輪５ａ〜５ｄのタイヤ空気圧検出を行う。
【００５４】
電源回路３４は、バッテリ電圧に基づいてマイクロコンピュータ３３や受信回路３２の電源電圧を生成している。Ｉ／Ｆ回路３５は、マイクロコンピュータ３３でのタイヤ空気圧を表示器４に出力する役割を果たしている。
【００５５】
表示器４は、警報部として機能するものであり、図１に示されるように、ドライバが視認可能な場所に配置され、例えば車両１におけるインストルメントパネル内に設置されるメータディスプレイ等によって構成される。この表示器４は、例えば受信機３におけるマイクロコンピュータ３３からタイヤ空気圧が低下した旨を示す信号が送られてくると、その旨の表示を行うことでドライバにタイヤ空気圧の低下を報知する。
【００５６】
次に、上記のように構成された車輪位置検出装置が適用されるタイヤ空気圧検出装置による車輪位置検出処理について説明する。図７（ａ）は、送信機２ａ〜２ｄのマイクロコンピュータ２３が行う処理を示したフローチャート、図７（ｂ）は、受信機３のマイクロコンピュータ３３が行う処理を示したフローチャートである。
【００５７】
まず、送信機２ａ〜２ｄ側では、電池２５からの電力供給に基づいて一定周期（例えば１ｍｉｎ）毎に２軸加速度センサの検出信号をモニタすることで回転方向情報を取得すると共にセンシング部２１の検出信号に基づいてタイヤ空気圧や温度などのタイヤ空気圧に関する情報を取得し、これらの情報に基づいてフレームを作成している。そして、図７（ａ）に示す処理を実行している。具体的には、各送信機２ａ〜２ｄは、車速が所定速度（例えば３０ｋｍ／ｈ）以上になったか否かを判定し（ステップ１００）、車速が所定速度以上になると回転方向情報やタイヤ空気圧に関する情報が格納されたフレームを送信するデータ送信を行う（ステップ１１０）。このデータ送信の際には、受信率をより高くするために複数フレーム連続して送信されるようにすると好ましい。
【００５８】
なお、車速については、上述したように加速度センサ２２ａの出力から重力加速度成分を取り除いて遠心加速度を演算し、その遠心加速度を積分して係数を掛けることにより演算している。また、データ送信については、例えば各送信機２ａ〜２ｄにおいて定期送信のタイミングがランダムにずれるように設定されるようにしている。このようにして、各送信機２ａ〜２ｄから回転方向情報やタイヤ空気圧に関する情報が格納されたフレームが送信される。
【００５９】
一方、受信機３側では、図示しないイグニッションスイッチがオンされてバッテリからの電力供給に基づいて電源回路３４が電源電圧を生成すると、受信機３が作動を開始し、所定の制御周期毎に図７（ｂ）に示す処理を実行する。
【００６０】
まず、図７（ｂ）に示すように、受信機３側では、データ受信を行い（ステップ２００）、４輪分のデータを２フレーム分取得したか否かを判定し（ステップ２１０）、４輪分のデータを２周期分受信するまで待機する。ここでいう２フレーム分とは、送信機２ａ〜２ｄから異なるフレームを受信したことを意味しており、隣り合う周期において送信された２フレームを受信しても良いし、同一周期内でも異なる内容のフレームが複数連続送信されている場合には、それらのうちの２フレームを受信しても良い。そして、４輪分のデータの受信が完了、つまり車輪５ａ〜５ｄそれぞれに備えられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームがすべて受信されると、取得した４輪分のデータに基づいて、車輪位置特定を行う（ステップ２２０）。
【００６１】
具体的には、各送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームには、回転方向情報が含まれていることから、４輪分のデータに含まれる回転方向情報に基づいてフレームが右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２から送信されたものであるかを特定する。そして、各ＩＤ情報を右側車輪群５ａ、５ｃに取り付けられた送信機２ａ、２ｃのものと、左側車輪群５ｂ、５ｄに取り付けられた送信機２ｂ、２ｄのものに区別して記憶しておく。
【００６２】
一方、４輪分のデータを受信したときの各フレームのＲＳＳＩ値を測定し、２周期分のフレーム間においてＲＳＳＩ値が変化していないフレームが両後輪５ｃ、５ｄの送信機２ｃ、２ｄから送信されたものと特定すると共に、ＲＳＳＩ値が変化しているフレームが両前輪５ａ、５ｂの送信機２ａ、２ｂから送信されたものと特定する。具体的には、各送信機２でのフレーム送信中にも車輪５ａ〜５ｄが回転していることから、同じフレームでも受信レベルが変化していく。このため、本実施形態ではフレームを受信した時に、受信開始から決められたタイミングでＲＳＳＩ値を測定し、２周期分のフレーム間において同じタイミングで測定されたＲＳＳＩ値が一定値かそれとも差があるかに基づいて、上記の特定を行っている。そして、各ＩＤ情報を両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂのものと、両後輪５ｃ、５ｄに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄのものに区別して記憶しておく。
【００６３】
その後、受信できたフレームに格納されたＩＤ情報の中で、右側車輪群５ａ、５ｃに取り付けられた送信機２ａ、２ｃと特定され、かつ、両後輪５ｃ、５ｄの送信機２ｃ、２ｄと特定されたものを右後輪５ｃの送信機２ｃのＩＤ情報と特定する。右側車輪群５ａ、５ｃに取り付けられた送信機２ａ、２ｃと特定され、かつ、両前輪５ａ、５ｂの送信機２ａ、２ｂと特定されたものを右前輪５ａの送信機２ａのＩＤ情報と特定する。左側車輪群５ｂ、５ｄに取り付けられた送信機２ｂ、２ｄと特定され、かつ、両後輪５ｃ、５ｄの送信機２ｃ、２ｄと特定されたものを左後輪５ｄの送信機２ｄのＩＤ情報と特定する。そして、左側車輪群５ｂ、５ｄに取り付けられた送信機２ｂ、２ｄと特定され、かつ、両前輪５ａ、５ｂの送信機２ａ、２ｂと特定されたものを左前輪５ｂの送信機２ｂのＩＤ情報と特定する。これにより、４つの車輪５ａ〜５ｄすべての送信機２ａ〜２ｄを特定することができ、各送信機２ａ〜２ｄがどの車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたものかを特定する車輪位置検出を行うことができる。
【００６４】
以上説明したように、受信機３において、受信アンテナ３１でフレームを受信したときの受信レベルに対応したＲＳＳＩ値を求めつつ、受信レベルとして想定される範囲の全域において受信レベルが大きくなるほどＲＳＳＩ値が大きくなるような出力とはせず、ＲＳＳＩ値が飽和するようにしている。つまり、想定される受信レベルの変化範囲の一部、つまり受信レベルが所定値よりも大きくなると、検波回路の出力可能な電圧範囲を超えて飽和し、ＲＳＳＩ値が一定値になるようにしている。
【００６５】
このようにすることで、車輪５ａ〜５ｄの回転に伴って受信アンテナ３１から近い両後輪５ｃ、５ｄの送信機２ｃ、２ｄの送信フレームのＲＳＳＩ値は飽和して一定値となり、遠い両前輪５ａ、５ｂの送信機２ａ、２ｂの送信フレームのＲＳＳＩ値は部分的に飽和するものの基本的には変動するようにできる。したがって、フレーム間において同じタイミングで測定したＲＳＳＩ値が一定値かそれとも差があるかに基づいて、両前輪５ａ、５ｂと両後輪５ｃ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定できる。
【００６６】
また、各送信機２ａ〜２ｄからの送信フレームに格納された回転方向情報に基づいて、右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定できる。
【００６７】
これにより、４つの車輪５ａ〜５ｄすべての送信機２ａ〜２ｄを特定することができ、各送信機２ａ〜２ｄがどの車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたものかを特定する車輪位置検出を行うことができる。
【００６８】
そして、このようにして車輪位置検出が行われると、その後は、一定周期毎に各送信機２ａ〜２ｄからフレームが送信されるたびに、４輪分のフレームが受信機３で受信される。そして、各フレームに格納されたＩＤ情報に基づいて車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたいずれの送信機２ａ〜２ｄから送られてきたフレームであるかを特定し、タイヤ空気圧に関する情報より各車輪５ａ〜５ｄのタイヤ空気圧を検出することが可能となる。
【００６９】
したがって、トリガ機を用いなくても良く、かつ、ＲＳＳＩ値の大小関係が逆転するという問題が発生せず、ＲＳＳＩ値の差が前後輪間で小さかったとしても正確に車輪位置の特定が行える車輪位置検出装置およびそれを備えたタイヤ空気圧検出装置とすることが可能となる。また、車速が所定速度以上になったときにフレーム送信が行われるようにしているため、停車時にフレーム送信が行われないようにでき、電池寿命の向上を図ることも可能となる。
【００７０】
なお、車両１にはスペアタイヤが搭載され、スペアタイヤにも送信機２が備えられることが想定される。しかしながら、スペアタイヤは車両１の走行に伴って回転しないため、車速が所定速度以上になったことをトリガとしてフレームの送信を行うようにすることで、スペアタイヤに取り付けられた送信機２からはフレームの送信が行われないようにできる。このため、スペアタイヤに送信機２が備えられるような場合でも、的確に車輪位置検出を行うことが可能となる。
【００７１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、ＲＳＳＩ値の比較方法を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７２】
上記第１実施形態では、フレームを受信した時に、受信開始から決められたタイミングでＲＳＳＩ値を測定し、２周期分のフレーム間において同じタイミングで測定されたＲＳＳＩ値が一定値かそれとも差があるかに基づいて、両前輪５ａ、５ｂと両後輪５ｃ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定した。これに対して、本実施形態では、２周期分のフレームのＲＳＳＩ値の比較対象として、同じタイミングのＲＳＳＩ値ではなく、各フレーム間のＲＳＳＩ値の最大値同士を比較対象とし、最大値同士が一定値かそれとも差があるかに基づいて上記特定を行う。
【００７３】
上述したように、各周期毎に送られてくるフレームのＲＳＳＩ値は、車輪５ａ〜５ｄの回転に伴ってフレーム送信中にも変化する。しかしながら、受信アンテナ３１から近い両後輪５ｃ、５ｃに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄについてはＲＳＳＩ値は一定値のままとなり、受信アンテナ３１から遠い両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂについてはＲＳＳＩ値が変化する。このため、各フレーム間のＲＳＳＩ値の最大値同士を比較し、それらが一定値であればそのフレームは両後輪５ｃ、５ｃに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄから送信されたものと特定し、それらに差があればそのフレームは両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂから送信されたものと特定できる。
【００７４】
このように、各フレーム間のＲＳＳＩ値の最大値同士を比較対象として、最大値同士が一定値かそれとも差があるかに基づいて、両前輪５ａ、５ｂと両後輪５ｃ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定することもできる。そして、上記第１実施形態と同様に、各送信機２ａ〜２ｄからの送信フレームに格納された回転方向情報に基づいて、右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定する。
【００７５】
これにより、４つの車輪５ａ〜５ｄすべての送信機２ａ〜２ｄを特定することができ、各送信機２ａ〜２ｄがどの車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたものかを特定する車輪位置検出を行うことができる。
【００７６】
なお、図６から分かるように、両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂから送信されたフレームのＲＳＳＩ値についても、部分的に飽和することがあるが、これは一部であるため、２周期分のフレームのちのいずれか一方ではＲＳＳＩ値の最大値がＲＳＳＩ値が飽和していないときの値になる可能性が高い。したがって、最大値同士が一定値かそれとも差があるかに基づいて、両前輪５ａ、５ｂと両後輪５ｃ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定することができる。仮に、２周期分の最大値同士が一定値となるものが３輪以上あった場合には、３周期分のフレームを確認するようにしても良い。
【００７７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対して、ＲＳＳＩ値の比較方法を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７８】
本実施形態では、２周期分のフレームのＲＳＳＩ値の比較対象として、各フレーム間のＲＳＳＩ値の最小値同士を比較対象とし、最小値同士が一定値かそれとも差があるかに基づいて上記特定を行う。すなわち、各フレーム間のＲＳＳＩ値の最大値同士を比較対象とする場合と同様、最小値同士を比較対象とする場合にも、それらが一定値であればそのフレームは両後輪５ｃ、５ｃに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄから送信されたものと特定し、それらに差があればそのフレームは両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂから送信されたものと特定できる。
【００７９】
このように、各フレーム間のＲＳＳＩ値の最小値同士を比較対象として、最小値同士が一定値かそれとも差があるかに基づいて、両前輪５ａ、５ｂと両後輪５ｃ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定することもできる。そして、上記第１実施形態と同様に、各送信機２ａ〜２ｄからの送信フレームに格納された回転方向情報に基づいて、右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定する。
【００８０】
これにより、４つの車輪５ａ〜５ｄすべての送信機２ａ〜２ｄを特定することができ、各送信機２ａ〜２ｄがどの車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたものかを特定する車輪位置検出を行うことができる。
【００８１】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態も、第１〜第３実施形態に対して、ＲＳＳＩ値の比較方法を変更したものであり、その他に関しては第１〜第３実施形態と同様であるため、第１〜第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００８２】
上記第１〜第３実施形態では、２周期分のフレーム間でのＲＳＳＩ値の差に基づいて、両前輪５ａ、５ｂと両後輪５ｃ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定した。これに対して、この特定を１フレーム中でのＲＳＳＩ値の変化に基づいて行うようにしても良い。
【００８３】
すなわち、上述したように、各周期毎に送られてくるフレームのＲＳＳＩ値は、車輪５ａ〜５ｄの回転に伴ってフレーム送信中にも変化する。しかしながら、受信アンテナ３１から近い両後輪５ｃ、５ｃに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄについてはＲＳＳＩ値は一定値のままとなり、受信アンテナ３１から遠い両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂについてはＲＳＳＩ値が変化する。このため、ＲＳＳＩ値が一定値であればそのフレームは両後輪５ｃ、５ｃに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄから送信されたものと特定し、それらに差があればそのフレームは両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂから送信されたものと特定できる。ＲＳＳＩ値の変化については、例えば１フレーム中におけるＲＳＳＩ値の最大値と最小値の差で表すことができる。
【００８４】
このように、１フレーム中のＲＳＳＩ値の変化に基づいて、両前輪５ａ、５ｂと両後輪５ｃ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定することもできる。そして、上記第１実施形態と同様に、各送信機２ａ〜２ｄからの送信フレームに格納された回転方向情報に基づいて、右側車輪群５ａ、５ｃと左側車輪群５ｂ、５ｄのいずれに取り付けられた送信機２ａ〜２ｄから送信されたフレームであるかを特定する。
【００８５】
これにより、４つの車輪５ａ〜５ｄすべての送信機２ａ〜２ｄを特定することができ、各送信機２ａ〜２ｄがどの車輪５ａ〜５ｄに取り付けられたものかを特定する車輪位置検出を行うことができる。
【００８６】
（他の実施形態）
上記実施形態では、受信機３のうちの受信アンテナ３１を車両１の後方寄りに配置することで、両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂと比べて、両後輪５ｃ、５ｄに取り付けられた送信機２ｃ、２ｄの近くに配置されるようにしてある。これに対して、図８に示すように、受信機３全体を車両１の後方寄りに配置するようにしても良い。また、受信アンテナ３１もしくは受信機３全体を車両１の後方寄りに配置するのではなく、逆に車両１の前方寄りの場所、例えばフロントバンパーに配置することで、受信機３の感度を低下させた際に両前輪５ａ、５ｂに取り付けられた送信機２ａ、２ｂからの送信フレームのみが受信されるようにしても良い。
【００８７】
また、上記実施形態では、図３に示すように、タイヤ空気圧検出装置に車輪位置検出装置を適用しているため、車輪５ａ〜５ｄの回転方向情報をタイヤ空気圧に関する情報が格納されるフレームに格納して送信されるようにしている。これにより、車輪位置検出とタイヤ空気圧検出を共通フレームにて行うことができる。しかしながら、これはフレームの一例を示したに過ぎず、回転方向情報を格納するフレームとタイヤ空気圧に関する情報を格納するフレームを別々のフレームとしても構わない。
【符号の説明】
【００８８】
１ 車両
２（２ａ〜２ｄ） 送信機
３ 受信機
４ 表示器
５（５ａ〜５ｄ） 車輪
６ 車体
２１ センシング部
２２ 車輪回転方向検出部
２３ マイクロコンピュータ
３１ 受信アンテナ
３２ 受信回路
３３ マイクロコンピュータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体（６）に対してタイヤを備えた４つの車輪（５ａ〜５ｄ）が取り付けられた車両（１）に適用され、
前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに設けられ、前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれの回転方向に応じた検出信号を出力する車輪回転方向検出手段（２２）と、前記車輪回転方向検出手段（２２）で検出した回転方向に関する回転方向情報および固有の識別情報とを含めたフレームを作成すると共に送信する第１制御部（２３）とを有する送信機（２ａ〜２ｄ）と、
前記車体（６）側に設けられ、受信アンテナ（３１）を介して前記送信機（２ａ〜２ｄ）から送信されたフレームを受信する受信回路（３２）と、受信した前記フレームから得られるデータに基づいて、前記フレームを送信してきた前記送信機（２ａ〜２ｄ）が前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）のいずれに取り付けられたものであるかを特定し、前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）と前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに設けられた前記送信機（２ａ〜２ｄ）の識別情報とを対応づけて記憶する車輪位置検出を行う第２制御部（３３）とを有する受信機（３）とを備え、
前記受信機（３）のうちの少なくとも前記受信アンテナ（３１）は、前記車両（１）の両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のいずれか一方からの距離が他方からの距離よりも近づけて配置されており、
前記受信回路（３２）は、受信した前記フレームのＲＳＳＩ値を測定するものであって、前記受信アンテナ（３１）で受信されたときの前記フレームの信号強度である受信レベルが所定値までは前記受信レベルが高くなるほど前記ＲＳＳＩ値も高くなり、前記受信レベルが所定値以上になると前記ＲＳＳＩ値を一定値として測定するものであり、
前記第２制御部（３３）は、前記車輪位置検出を行う際に、前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに設けられた前記送信機（２ａ〜２ｄ）から送信された前記フレームを受信し、４輪分の前記フレームに含まれる前記回転方向情報より、該フレームが右側車輪（５ａ、５ｃ）と左側車輪（５ｂ、５ｄ）のいずれに取り付けられた前記送信機（２ａ、２ｃ）から送信されたものであるかを特定すると共に、前記ＲＳＳＩ値の変化に基づいて、前記ＲＳＳＩ値が一定値となる前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、前記ＲＳＳＩ値が変化する前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することで、前記送信機（２ａ〜２ｄ）がそれぞれ前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）のいずれに取り付けられたものであるかを特定することを特徴とする車輪位置検出装置。
【請求項２】
前記車輪回転方向検出手段（２２）は、前記送信機（２ａ〜２ｄ）が取り付けられた車輪（５ａ〜５ｄ）の回転時に当該車輪（５ａ〜５ｄ）の周方向に垂直な両方向の加速度を検出する加速度センサ（２２ａ）と周方向に平行な両方向の加速度を検出する加速度センサ（２２ｂ）とを有する２軸加速度センサであることを特徴とする請求項１に記載の車輪位置検出装置。
【請求項３】
前記送信機（２ａ〜２ｄ）は、前記２軸加速度センサに含まれる加速度センサ（２２ａ、２２ｂ）にて検出される加速度から車速を演算し、該車速が所定車速に達すると前記フレームの送信を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の車輪位置検出装置。
【請求項４】
前記第２制御部（３３）は、前記ＲＳＳＩ値の変化として、同じ前記送信機（２ａ〜２ｄ）から送信された複数の異なる前記フレームのうち前記受信アンテナ（３１）での受信開始から決められたタイミングのときのＲＳＳＩ値同士を比較し、当該ＲＳＳＩ値同士が一定値であれば前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、前記ＲＳＳＩ値同士に差があれば前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車輪位置検出装置。
【請求項５】
前記第２制御部（３３）は、前記ＲＳＳＩ値の変化として、同じ前記送信機（２ａ〜２ｄ）から送信された複数の異なる前記フレームの前記ＲＳＳＩ値の最大値同士を比較し、当該ＲＳＳＩ値の最大値同士が一定値であれば前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、前記ＲＳＳＩ値の最大値同士に差があれば前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車輪位置検出装置。
【請求項６】
前記第２制御部（３３）は、前記ＲＳＳＩ値の変化として、同じ前記送信機（２ａ〜２ｄ）から送信された複数の異なる前記フレームの前記ＲＳＳＩ値の最小値値同士を比較し、当該ＲＳＳＩ値の最小値同士が一定値であれば前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、前記ＲＳＳＩ値の最小値同士に差があれば前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車輪位置検出装置。
【請求項７】
前記第２制御部（３３）は、前記ＲＳＳＩ値の変化として、前記送信機（２ａ〜２ｄ）から送信された前記フレームの１フレーム中における前記ＲＳＳＩ値の変化を比較し、当該ＲＳＳＩ値が一定値であれば前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、前記ＲＳＳＩ値に変化があれば前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車輪位置検出装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１つに記載の車輪位置検出装置を含むタイヤ空気圧検出装置であって、
前記送信機（２ａ〜２ｄ）は、前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに備えられた前記タイヤの空気圧に応じた検出信号を出力するセンシング部（２１）を備え、前記第１制御部（２３）によって前記センシング部（２１）の検出信号を信号処理したタイヤ空気圧に関する情報をフレームに格納し、当該フレームを前記受信機（３）に送信し、
前記受信機（３）は、前記第２制御部（３３）にて、該タイヤ空気圧に関する情報より、前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに備えられた前記タイヤの空気圧を検出するようになっていることを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。
【請求項１】
車体（６）に対してタイヤを備えた４つの車輪（５ａ〜５ｄ）が取り付けられた車両（１）に適用され、
前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに設けられ、前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれの回転方向に応じた検出信号を出力する車輪回転方向検出手段（２２）と、前記車輪回転方向検出手段（２２）で検出した回転方向に関する回転方向情報および固有の識別情報とを含めたフレームを作成すると共に送信する第１制御部（２３）とを有する送信機（２ａ〜２ｄ）と、
前記車体（６）側に設けられ、受信アンテナ（３１）を介して前記送信機（２ａ〜２ｄ）から送信されたフレームを受信する受信回路（３２）と、受信した前記フレームから得られるデータに基づいて、前記フレームを送信してきた前記送信機（２ａ〜２ｄ）が前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）のいずれに取り付けられたものであるかを特定し、前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）と前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに設けられた前記送信機（２ａ〜２ｄ）の識別情報とを対応づけて記憶する車輪位置検出を行う第２制御部（３３）とを有する受信機（３）とを備え、
前記受信機（３）のうちの少なくとも前記受信アンテナ（３１）は、前記車両（１）の両前輪（５ａ、５ｂ）と両後輪（５ｃ、５ｄ）のいずれか一方からの距離が他方からの距離よりも近づけて配置されており、
前記受信回路（３２）は、受信した前記フレームのＲＳＳＩ値を測定するものであって、前記受信アンテナ（３１）で受信されたときの前記フレームの信号強度である受信レベルが所定値までは前記受信レベルが高くなるほど前記ＲＳＳＩ値も高くなり、前記受信レベルが所定値以上になると前記ＲＳＳＩ値を一定値として測定するものであり、
前記第２制御部（３３）は、前記車輪位置検出を行う際に、前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに設けられた前記送信機（２ａ〜２ｄ）から送信された前記フレームを受信し、４輪分の前記フレームに含まれる前記回転方向情報より、該フレームが右側車輪（５ａ、５ｃ）と左側車輪（５ｂ、５ｄ）のいずれに取り付けられた前記送信機（２ａ、２ｃ）から送信されたものであるかを特定すると共に、前記ＲＳＳＩ値の変化に基づいて、前記ＲＳＳＩ値が一定値となる前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、前記ＲＳＳＩ値が変化する前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することで、前記送信機（２ａ〜２ｄ）がそれぞれ前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）のいずれに取り付けられたものであるかを特定することを特徴とする車輪位置検出装置。
【請求項２】
前記車輪回転方向検出手段（２２）は、前記送信機（２ａ〜２ｄ）が取り付けられた車輪（５ａ〜５ｄ）の回転時に当該車輪（５ａ〜５ｄ）の周方向に垂直な両方向の加速度を検出する加速度センサ（２２ａ）と周方向に平行な両方向の加速度を検出する加速度センサ（２２ｂ）とを有する２軸加速度センサであることを特徴とする請求項１に記載の車輪位置検出装置。
【請求項３】
前記送信機（２ａ〜２ｄ）は、前記２軸加速度センサに含まれる加速度センサ（２２ａ、２２ｂ）にて検出される加速度から車速を演算し、該車速が所定車速に達すると前記フレームの送信を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の車輪位置検出装置。
【請求項４】
前記第２制御部（３３）は、前記ＲＳＳＩ値の変化として、同じ前記送信機（２ａ〜２ｄ）から送信された複数の異なる前記フレームのうち前記受信アンテナ（３１）での受信開始から決められたタイミングのときのＲＳＳＩ値同士を比較し、当該ＲＳＳＩ値同士が一定値であれば前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、前記ＲＳＳＩ値同士に差があれば前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車輪位置検出装置。
【請求項５】
前記第２制御部（３３）は、前記ＲＳＳＩ値の変化として、同じ前記送信機（２ａ〜２ｄ）から送信された複数の異なる前記フレームの前記ＲＳＳＩ値の最大値同士を比較し、当該ＲＳＳＩ値の最大値同士が一定値であれば前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、前記ＲＳＳＩ値の最大値同士に差があれば前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車輪位置検出装置。
【請求項６】
前記第２制御部（３３）は、前記ＲＳＳＩ値の変化として、同じ前記送信機（２ａ〜２ｄ）から送信された複数の異なる前記フレームの前記ＲＳＳＩ値の最小値値同士を比較し、当該ＲＳＳＩ値の最小値同士が一定値であれば前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、前記ＲＳＳＩ値の最小値同士に差があれば前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車輪位置検出装置。
【請求項７】
前記第２制御部（３３）は、前記ＲＳＳＩ値の変化として、前記送信機（２ａ〜２ｄ）から送信された前記フレームの１フレーム中における前記ＲＳＳＩ値の変化を比較し、当該ＲＳＳＩ値が一定値であれば前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から近い方の２つの車輪（５ｃ、５ｄ）から送信されたものであることを特定し、前記ＲＳＳＩ値に変化があれば前記フレームが前記両前輪（５ａ、５ｂ）と前記両後輪（５ｃ、５ｄ）のうち前記受信アンテナ（３１）から遠い方の２つの車輪（５ａ、５ｂ）から送信されたものであることを特定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車輪位置検出装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１つに記載の車輪位置検出装置を含むタイヤ空気圧検出装置であって、
前記送信機（２ａ〜２ｄ）は、前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに備えられた前記タイヤの空気圧に応じた検出信号を出力するセンシング部（２１）を備え、前記第１制御部（２３）によって前記センシング部（２１）の検出信号を信号処理したタイヤ空気圧に関する情報をフレームに格納し、当該フレームを前記受信機（３）に送信し、
前記受信機（３）は、前記第２制御部（３３）にて、該タイヤ空気圧に関する情報より、前記４つの車輪（５ａ〜５ｄ）それぞれに備えられた前記タイヤの空気圧を検出するようになっていることを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２１０９１１（Ｐ２０１２−２１０９１１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７８６５７（Ｐ２０１１−７８６５７）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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