(57)【要約】【課題】タイヤ側装置の重量・体格の増加を抑制しつつ、消費電力の低減を図ることができるタイヤシステムを提供する。【解決手段】車体側システム２から各タイヤ側装置１に対して要求信号を出し、必要なデータを伝える。これにより、各タイヤ側装置１の制御部１３は、振動センサ部１１の検出信号を処理する際に、要求信号に基づいて検出信号の処理用のアルゴリズムを切り替えれば、複数の検出対象にも対応できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に備えられるタイヤ（３）に配置され、該タイヤに関わる複数種類の検出対象のうちのいずれかの検出対象に関するデータを送信するタイヤ側装置（１）、および、前記車両における車体側に配置され、前記検出対象に関するデータを受信し、該検出対象の検出結果を取得する車体側システム（２）を有するタイヤシステムであって、
前記タイヤ側装置は、
前記複数種類の検出対象に対応する検出信号を出力するセンシング部（１１、１２）と、
前記センシング部の検出信号を信号処理し、前記検出対象に関するデータを作成する信号処理部（１３）と、
前記車体側システムとの間において双方向通信を行い、前記信号処理部の作成した前記検出対象に関するデータを前記車体側システムに送信する第１データ通信部（１４）と、を有し、
前記車体側システムは、
前記タイヤ側装置との間において双方向通信を行い、前記検出対象に関するデータを受信する第２データ通信部（２１ａ）と、
前記検出対象に関するデータに基づいて、該検出対象に関するデータが示す該検出対象の検出結果を取得する制御部（２１ｂ）と、を有し、
前記車体側システムは、前記第２データ通信部を通じて前記タイヤ側装置に対して前記複数種類の検出対象のうちいずれの検出対象が必要であるかを要求する要求信号を出力し、
前記タイヤ側装置は、前記要求信号に基づいて、前記複数種類の検出対象の中から該要求信号が示す検出対象に関するデータを作成し、該データを前記第１データ通信部から前記車体側システムに送信するタイヤシステム。
【請求項２】
前記複数種類の検出対象には、前記タイヤの摩耗状態および前記タイヤの走行路面における路面状態が含まれ、
前記車体側システムは、前記車両の起動スイッチ（３０）がオンされてからオフされるまでの間に少なくとも１回、前記要求信号として、前記検出対象が前記摩耗状態であることを示す信号を送信し、
前記タイヤ側装置は、前記要求信号として、前記検出対象が前記摩耗状態であることを示す信号が送信されてくると、前記摩耗状態に関するデータを作成して該データを前記第１データ通信部から前記車体側システムに送信し、前記要求信号が送信されていないときには、前記検出対象として、通常モード計測を行うことで前記路面状態に関するデータを作成して該データを前記第１データ通信部から前記車体側システムに送信する請求項１に記載のタイヤシステム。
【請求項３】
前記車体側システムは、前記要求信号として、前記検出対象が前記摩耗状態であることを示す信号を送信することを、前記起動スイッチがオンされてからオフされるまでの間に１回のみ行う請求項２に記載のタイヤシステム。
【請求項４】
前記車体側システムは、前記起動スイッチがオンされてからの走行累積時間が所定時間以内に、前記要求信号として、前記検出対象が前記摩耗状態であることを示す信号を送信する請求項２または３に記載のタイヤシステム。
【請求項５】
前記車体側システムは、道路情報の収集を行う通信センター（２００）に対して前記路面状態に関するデータを伝えると共に前記通信センターから前記車両が走行予定の道路の路面状態に関するデータを取得する車両通信装置（２５）と、前記車両の現在位置情報を取得する位置情報取得部（２２）と、を有し、前記車両通信装置を通じて前記通信センターに対して前記現在位置情報を伝え、該通信センターより前記路面状態に関するデータを要求する要求信号が送られてくると、前記第２データ通信部を通じて前記タイヤ側装置に対して、前記検出対象が前記路面状態であることを示す要求信号を送信し、
前記タイヤ側装置は、前記要求信号として、前記検出対象が前記路面状態であることを示す信号が送信されてくると、前記通常モード計測でなくても、前記路面状態に関するデータを作成して該データを前記第１データ通信部から前記車体側システムに送信する請求項２または３に記載のタイヤシステム。
【請求項６】
前記複数種類の検出対象には、前記タイヤが装着された車輪の荷重が含まれ、
前記車体側システムは、前記要求信号として、前記検出対象が車両運動制御のために用いられる前記荷重であることを示す信号を送信し、
前記タイヤ側装置は、前記要求信号として、前記検出対象が前記荷重であることを示す信号が送信されてくると、前記荷重に関するデータを作成して該データを前記第１データ通信部から前記車体側システムに送信する請求項１に記載のタイヤシステム。
【請求項７】
前記複数種類の検出対象には、前記タイヤが装着された車輪の荷重が含まれ、
前記車体側システムは、前記要求信号として、前記検出対象が車両運動制御のために用いられる前記荷重であることを示す信号を送信し、
前記タイヤ側装置は、前記要求信号として、前記検出対象が前記荷重であることを示す信号が送信されてくると、前記荷重に関するデータを作成して該データを前記第１データ通信部から前記車体側システムに送信し、前記要求信号が送信されていないときには、前記検出対象として、前記摩耗状態に関するデータの作成もしくは前記通常モード計測を行うことで前記路面状態に関するデータの作成を行って前記第１データ通信部から前記車体側システムに送信する請求項２ないし４のいずれか１つに記載のタイヤシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ側装置および車体側システムを有するタイヤシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１において、タイヤトレッドの裏面に加速度センサを備え、加速度センサにてタイヤに加えられる振動を検出すると共に、その振動の検出結果に基づいてタイヤの走行路面における路面状態の判別を行う路面状態判別方法が提案されている。この路面状態判別方法では、加速度センサが検出したタイヤの振動波形から特徴ベクトルを抽出し、抽出した特徴ベクトルと路面の種類ごとに記憶しておいた全サポートベクタとの類似度を計算することで、路面状態を判別する。例えば、カーネル関数を用いて、抽出した特徴ベクトルと全サポートベクタとの類似度が計算され、最も類似度が高い路面の種類、例えばドライ路面、ウェット路面、凍結路、積雪路などが現在走行中の路面状態であると判別される。
【０００３】
また、タイヤ側装置に備えられる加速度センサなどの振動センサ部で取得するタイヤ振動に応じた検出信号は、上記したような路面状態に加えて、様々な検出対象、具体的にはタイヤに関わる各種状態もしくは物理量の検出に使用可能である。例えば、振動センサ部の検出信号をタイヤの摩耗状態や各車輪に印加される荷重を検出する際にも使用できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１０７８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、タイヤ側装置の振動センサ部で取得するタイヤ振動に応じた検出信号は、様々な検出対象の検出のために使用できるが、検出対象に応じて、タイヤ側装置で行う処理が異なるなど、検出の仕組みが異なったものとなる。例えば、検出対象に応じて、検出信号中の必要とされる周波数帯が変わったり、特徴ベクトルの演算などの各種演算方法が変わったりするなど、検出信号の処理方法が変わる。このため、検出対象に応じて、タイヤ側装置のマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）のアルゴリズムが異なったものとなる。
【０００６】
これに対して、タイヤ側装置に、複数の振動センサ部および複数のマイコンを備えたり、処理能力の高いマイコンを備えたりすれば、複数の検出対象があっても、別々に検出することが可能になる。
【０００７】
しかしながら、振動センサ部やマイコンを複数にしたり大きなマイコンを搭載したりすると、タイヤ側装置の重量・体格を増加させることになるし、タイヤ側装置での消費電力の増大を招くことになる。タイヤ側装置はタイヤに取り付けられるものであるため、重量・体格の増加は好ましくないし、車体側システムから物理的に離れた位置に備えられるものであることから電源部での消費電力の低減が求められ、消費電力の増大は好ましくない。特に、電源部として電池が用いられる場合には、電池交換が容易ではないため、より消費電力の低減が求められる。
【０００８】
なお、ここではタイヤシステムで用いられる複数種類の検出対象として、路面状態や摩耗状態、各車輪に印加される荷重を例に挙げて説明した。しかしながら、タイヤに関わる複数種類の検出対象の検出結果を得る場合であれば、他の検出対象であっても、上記課題が発生し得る。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、タイヤ側装置の重量・体格の増加を抑制しつつ、消費電力の低減を図ることができるタイヤシステム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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載のタイヤシステムは、車両に備えられるタイヤ（３）に配置され、タイヤに関わる複数種類の検出対象のうちのいずれかの検出対象に関するデータを送信するタイヤ側装置（１）と、車両における車体側に配置され、検出対象に関するデータを受信し、該検出対象の検出結果を取得する車体側システム（２）と、を備えている。タイヤ側装置は、複数種類の検出対象に対応する検出信号を出力するセンシング部（１１、１２）と、センシング部の検出信号を信号処理し、検出対象に関するデータを作成する信号処理部（１３）と、車体側システムとの間において双方向通信を行い、信号処理部の作成した検出対象に関するデータを車体側システムに送信する第１データ通信部（１４）と、を有した構成とされ、車体側システムは、タイヤ側装置との間において双方向通信を行い、検出対象に関するデータを受信する第２データ通信部（２１ａ)と、検出対象に関するデータに基づいて、該検出対象に関するデータが示す該検出対象の検出結果を取得する制御部（２１ｂ）と、を有した構成とされている。このような構成において、車体側システムは、第２データ通信部を通じてタイヤ側装置に対して複数の検出対象のうちいずれの検出対象が必要であるかを要求する要求信号を出力し、タイヤ装置は、要求信号に基づいて、複数種類の検出対象の中から該要求信号が示す検出対象に関するデータを作成し、該データを第１データ通信部から車体側システムに送信する。
【００１１】
このように、車体側システムから各タイヤ側装置に対して要求信号を出し、必要なデータを伝えるようにしている。このため、センシング部の検出信号を処理する際に、要求信号に基づいて検出信号の処理用のアルゴリズムを切り替えれば、複数の検出対象にも対応できる。したがって、各タイヤ側装置に対して複数のセンシング部および複数のマイコンを備えたり、処理能力の高いマイコンを備えたりしなくても済み、タイヤ側装置の重量・体格の増加を抑制できると共に、消費電力の低減を図ることが可能となる。
【００１２】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態にかかるタイヤ側装置が適用されたタイヤ装置の車両搭載状態でのブロック構成を示した図である。
【図２】タイヤ側装置および車体側システムの詳細構成を示したブロック図である。
【図３】タイヤ側装置が取り付けられたタイヤの断面模式図である。
【図４】タイヤ回転時における振動センサ部の出力電圧波形図である。
【図５】振動センサ部の検出信号を所定の時間幅Ｔの時間窓毎に区画した様子を示す図である。
【図６】タイヤ側装置が実行するタイヤ側処理のフローチャートである。
【図７】車体側システムの制御部が実行する車体側処理のフローチャートである。
【図８】車体側処理におけるデータ待ち受け処理の詳細を示したフローチャートである。
【図９】受信機の制御部が実行するマッピングデータ送信処理の詳細を示したフローチャートである。
【図１０】通信センターが実行するマッピング処理の詳細を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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、同一符号を付して説明を行う。
【００１５】
（第１実施形態）
図１〜図１０を参照して、本実施形態にかかる路面状態判別機能を有するタイヤシステム１００について説明する。本実施形態にかかるタイヤシステム１００は、タイヤ側装置１と車体側システム２とを有して構成されている。そして、タイヤシステム１００、車両の各車輪に備えられるタイヤ３の接地面に加わる振動などに基づき、タイヤ３に関わる複数種類の検出対象として、タイヤ３に関わる各種状態もしくは物理量の検出を行う。ここでは、タイヤシステム１００は、タイヤ３に関わる各種状態として走行路面における路面状態やタイヤ３の摩耗状態を検出し、各物理量として車輪にかかる荷重を検出している。また、タイヤシステム１００は、タイヤ３に関わる各種状態や物理量の検出結果に基づいて、車両の危険性の報知や車両運動制御などを行ったり、走行路面における路面状態を通信センター２００に伝えたりしている。
【００１６】
図１および図２に示すようにタイヤシステム１００は、車輪側に設けられたタイヤ側装置１と、車体側に備えられた各部を含む車体側システム２とを有する構成とされている。車体側システム２には、受信機２１、ナビゲーション制御用の電子制御装置（以下、ナビゲーションＥＣＵという）２２、ブレーキ制御用の電子制御装置（以下、ブレーキＥＣＵという）２３、左右駆動トルク制御用の電子制御装置（以下、トルク制御ＥＣＵという）２４、車両通信装置２５、報知装置２６などが備えられている。以下、タイヤ側装置１および車体側システム２を構成する各部の詳細について説明する。
【００１７】
タイヤ側装置１は、図２に示すように、振動センサ部１１、空気圧検出部１２、制御部１３、データ通信部１４および電源部１５を備えた構成とされ、例えば、図３に示されるように、タイヤ３のトレッド３１の裏面側に設けられる。
【００１８】
振動センサ部１１は、タイヤ３に加わる振動を検出するための振動検出部を構成するものである。例えば、振動センサ部１１は、加速度センサによって構成される。この場合、振動センサ部１１は、例えば、タイヤ３が回転する際にタイヤ側装置１が描く円軌道に対して接する方向、つまり図３中の矢印Ｘで示すタイヤ接線方向の振動の大きさに応じた検出信号として、加速度の検出信号を出力する。より詳しくは、振動センサ部１０は、矢印Ｘで示す二方向のうちの一方向を正、反対方向を負とする出力電圧などを検出信号として発生させる。例えば、振動センサ部１０は、タイヤ３が１回転するよりも短い周期に設定される所定のサンプリング周期ごとに加速度検出を行い、それを検出信号として出力している。なお、振動センサ部１０の検出信号は、出力電圧もしくは出力電流として表されるが、ここでは出力電圧として表される場合を例に挙げる。
【００１９】
空気圧検出部１２は、圧力センサ１２ａおよび温度センサ１２ｂを備えた構成とされている。圧力センサ１２ａは、タイヤ空気圧を示す検出信号を出力し、温度センサ１２ｂはタイヤ内温度を示す検出信号を出力する。これら圧力センサ１２ａおよび温度センサ１２ｂの検出信号が示すタイヤ空気圧や温度のデータは、タイヤ空気圧に関するデータとして用いられる。本実施形態では、圧力センサ１２ａおよび温度センサ１２ｂの検出信号が示すタイヤ空気圧や温度のデータが制御部１３に入力され、制御部１３において、基準温度におけるタイヤ空気圧が算出されるようにしている。すなわち、圧力センサ１２ａの検出信号が示すタイヤ空気圧はタイヤ空気圧の実測値に相当するため、タイヤ空気圧の実測値が温度センサ１２ｂの検出信号が示す温度に基づいて補正されることで、基準温度におけるタイヤ空気圧が算出される。
【００２０】
制御部１３は、検出対象に関するデータを作成する信号処理部に相当する部分であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムに従って各種処理を行っている。例えば、制御部１３は、振動センサ部１１の検出信号に基づいて制御部１３に備えられる各機能の起動状態とスリープ状態との切り替えを行っており、起動状態になると、電源部１５からの電力供給に基づいて各機能を起動させる。制御部１３は、振動センサ部１１の検出信号を入力し、例えば、検出信号の波形が所定の閾値を超えることに基づいてタイヤ３の回転、つまり車両の走行を検知し、車両の走行を検知すると、スリープされていた各機能を起動状態に切り替える。そして、制御部１３は、振動センサ部１１の検出信号をタイヤ接線方向の振動データを表す検出信号として用いて、この信号を処理することで路面データや荷重に関するデータ、さらには摩耗状態に関するデータを得て、それをデータ通信部１４に伝える処理を行う。また、制御部１３は、空気圧検出部１２から伝えられるデータに基づいてタイヤ空気圧に関するデータを得て、それをデータ通信部１４に伝える処理も行っている。
【００２１】
具体的には、制御部１３は、振動センサ部１１の検出信号をタイヤ接線方向の振動データを表す検出信号として用いて、この検出信号が示す振動波形の波形処理を行うことで、タイヤ振動の特徴量を抽出する。本実施形態の場合、タイヤ３の加速度（以下、タイヤＧという）の検出信号を信号処理することで、タイヤＧの特徴量を抽出する。また、制御部１３は、抽出した特徴量を含むデータを路面状態に関するデータである路面データとしてデータ通信部１４に伝える。
【００２２】
特徴量とは、振動センサ部１１が取得したタイヤ３に加わる振動の特徴を示す量であり、例えば特徴ベクトルとして表される。
【００２３】
タイヤ回転時における振動センサ部１１の検出信号の出力電圧波形は、例えば図４に示す波形となる。この図に示されるように、タイヤ３の回転に伴ってトレッド３１のうち振動センサ部１１の配置箇所と対応する部分が接地し始めた接地開始時に、振動センサ部１１の出力電圧が極大値をとる。以下、この振動センサ部１１の出力電圧が極大値をとる接地開始時のピーク値を第１ピーク値という。さらに、図４に示されるように、タイヤ３の回転に伴ってトレッド３１のうち振動センサ部１１の配置箇所と対応する部分が接地していた状態から接地しなくなる接地終了時に、振動センサ部１１の出力電圧が極小値をとる。以下、この振動センサ部１１の出力電圧が極小値をとる接地終了時のピーク値を第２ピーク値という。
【００２４】
振動センサ部１１の出力電圧が上記のようなタイミングでピーク値をとるのは、以下の理由による。すなわち、タイヤ３の回転に伴ってトレッド３１のうち振動センサ部１１の配置箇所と対応する部分が接地する際、振動センサ部１１の近傍においてタイヤ３のうちそれまで略円筒面であった部分が押圧されて平面状に変形する。このときの衝撃を受けることで、振動センサ部１１の出力電圧が第１ピーク値をとる。また、タイヤ３の回転に伴ってトレッド３１のうち振動センサ部１１の配置箇所と対応する部分が接地面から離れる際には、振動センサ部１１の近傍においてタイヤ３は押圧が解放されて平面状から略円筒状に戻る。このタイヤ３の形状が元に戻るときの衝撃を受けることで、振動センサ部１１の出力電圧が第２ピーク値をとる。このようにして、振動センサ部１１の出力電圧が接地開始時と接地終了時でそれぞれ第１、第２ピーク値をとるのである。また、タイヤ３が押圧される際の衝撃の方向と、押圧から開放される際の衝撃の方向は逆方向であるため、出力電圧の符号も逆方向となる。
【００２５】
ここで、タイヤトレッド３１のうち振動センサ部１１の配置箇所と対応する部分が路面に接地した瞬間を「踏み込み領域」、路面から離れる瞬間を「蹴り出し領域」とする。「踏み込み領域」には、第１ピーク値となるタイミングが含まれ、「蹴り出し領域」には、第２ピーク値となるタイミングが含まれる。また、踏み込み領域の前を「踏み込み前領域」、踏み込み領域から蹴り出し領域までの領域、つまりタイヤトレッド３１のうち振動センサ部１１の配置箇所と対応する部分が接地中の領域を「蹴り出し前領域」、蹴り出し領域後を「蹴り出し後領域」とする。このように、タイヤトレッド３１のうち振動センサ部１１の配置箇所と対応する部分が接地する期間およびその前後を５つの領域に区画することができる。なお、図４中では、検出信号のうちの「踏み込み前領域」、「踏み込み領域」、「蹴り出し前領域」、「蹴り出し領域」、「蹴り出し後領域」を順に５つの領域Ｒ１〜Ｒ５として示してある。
【００２６】
路面状態に応じて、区画した各領域でタイヤ３に生じる振動が変動し、振動センサ部１１の検出信号が変化することから、各領域での振動センサ部１１の検出信号を周波数解析することで、車両の走行路面における路面状態を検出する。例えば、圧雪路のような滑り易い路面状態では蹴り出し時の剪断力が低下するため、蹴り出し領域Ｒ４や蹴り出し後領域Ｒ５において、１ｋＨｚ〜４ｋＨｚ帯域から選択される帯域値が小さくなる。このように、路面状態に応じて振動センサ部１１の検出信号の各周波数成分が変化することから、検出信号の周波数解析に基づいて路面状態を判定することが可能になる。
【００２７】
このため、制御部１３は、連続した時間軸波形となっているタイヤ３の１回転分の振動センサ部１１の検出信号を、図５に示すように所定の時間幅Ｔの時間窓毎に複数の区画に分割し、各区画で周波数解析を行うことで特徴量を抽出している。具体的には、各区画で周波数解析を行うことで、各周波数帯域でのパワースペクトル値、つまり特定周波数帯域の振動レベルを求め、このパワースペクトル値を特徴量としている。
【００２８】
また、制御部１３は、振動センサ部１１の出力電圧の時間変化に基づいて、タイヤ３の回転時における振動センサ部１１の接地区間を抽出している。ここでいう接地区間とは、タイヤ３のトレッド３１のうち振動センサ部１１の配置箇所と対応する部分が路面接地している区間のことを意味している。本実施形態の場合、振動センサ部１１の配置箇所がタイヤ側装置１の配置箇所とされているため、接地区間とはタイヤ３のトレッド３１のうちタイヤ側装置１の配置箇所と対応する部分が路面接地している区間と同意である。また、タイヤ３が１回転する毎に１回ずつ接地区間になるため、接地区間の時間間隔などから単位時間当たりのタイヤ３の回転数、つまり回転速度を算出できる。
【００２９】
これらに基づき、制御部１３は、抽出した接地区間に関するデータやタイヤ３の回転速度に関するデータを荷重に関するデータや摩耗状態に関するデータとして、データ通信部１４に伝えている。
【００３０】
さらに、制御部１３は、空気圧検出部１２から伝えられるタイヤ空気圧を示す検出信号やタイヤ内温度を示す検出信号に基づいて、基準温度下でのタイヤ空気圧を換算し、タイヤ空気圧に関するデータとしてデータ通信部１４に伝える役割も果たす。
【００３１】
また、制御部１３は、データ通信部１４からのデータ送信を制御しており、データ送信を行わせたいタイミングでデータ通信部１４に対して路面データを伝えることで、データ通信部１４からデータ通信が行われるようにする。
【００３２】
例えば、制御部１３は、タイヤ３が１回転するごとにタイヤＧの特徴量の抽出を行い、タイヤ３が１回転もしくは複数回転する毎に１回もしくは複数回の割合で、データ通信部１４に対して路面データを伝えている。例えば、制御部１３は、データ通信部１４に対して路面データを伝えるときのタイヤ３の１回転中に抽出されたタイヤＧの特徴量を含んだ路面データをデータ通信部１４に対して伝えている。
【００３３】
また、制御部１３は、例えば１回の走行中に１回の割合で摩耗状態の算出が行えるように、例えば車両が走行開始して所定期間中に１回、摩耗状態に関するデータをデータ通信部１４に伝えている。また、後述するトルク制御ＥＣＵ２４からの要求があると、制御部１３は、荷重に関するデータをデータ通信部１４に伝えている。さらに、制御部１３は、所定の定期送信周期毎にタイヤ空気圧に関するデータをデータ通信部１４に伝えている。また、摩耗状態や荷重の算出の補正用にタイヤ空気圧を用いることができるため、必要に応じて、制御部１３は、摩耗状態に関するデータや荷重に関するデータをデータ通信部１４に伝える際に、タイヤ空気圧に関するデータも伝えるようにしている。
【００３４】
ここで、制御部１３は、ここで説明したデータのうちの路面データ、荷重に関するデータ、摩耗状態に関するデータについては、振動センサ部１１の検出信号に基づいて作成している。しかしながら、検出対象が異なっているため、制御部１３は、各データを作成するために、振動センサ部１１の検出信号について異なる波形処理を行うなど、異なるアルゴリズムによる処理を行うことになる。
【００３５】
すなわち、路面データについてはタイヤＧの特徴量を得るために、荷重に関するデータについては接地区間やタイヤ３の回転速度を得るために、摩耗状態に関するデータについてはタイヤ３の回転速度を得るために、異なる処理を行う。例えば、タイヤＧの特徴量を得るためには、例えば、１ｋＨｚの帯域毎の５つの帯域のフィルタを用いて、振動センサ部１１の検出信号のうちの０ｋＨｚ〜５ｋＨｚの周波数成分を抽出し、各周波数帯域のパワースペクトル値を得る。また、接地区間やタイヤ３の回転速度を得るためには、振動センサ部１１の検出信号の極大値や極小値を認識できる程度の波形処理が行えれば良く、特定の周波数帯域のパワースペクトル値は必要ない。したがって、必要とするデータによって、異なるアルゴリズムによる処理が行わることになる。
【００３６】
このため、後述するように、本実施形態のタイヤシステム１００では、車体側システム２からの要求信号によって必要なデータが把握できるようにしており、要求信号に基づいて検出対象を把握し、検出対象に応じてアルゴリズムが切り替えられるようにしている。
【００３７】
データ通信部１４は、車体側システム２との間において双方向通信を行う第１データ通信部に相当する部分である。双方向通信の形態については様々なものを適用することができ、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energyの略）通信を含むブルートゥース通信、wifiなどの無線LAN（Local Area Networkの略）、Sub-GHz通信、ウルトラワイドバンド通信、ZigBeeなどを適用できる。なお、「ブルートゥース」は登録商標である。
【００３８】
データ通信部１４は、例えば、制御部１３から路面データなどの各種データが伝えられると、そのタイミングでデータ送信を行う。データ通信部１４からのデータ送信のタイミングについては、制御部１３によって制御される。例えば路面データの場合、制御部１３からタイヤ３が１回転もしくは複数回転する毎に送られてくるたびに、データ通信部１４からのデータ送信が行われるようになっている。
【００３９】
電源部１５は、タイヤ側装置１の電源となるものであり、タイヤ側装置１に備えられる各部への電力供給を行うことで、各部が作動させられるようにしている。電源部１５は、例えばボタン電池等の電池で構成される。タイヤ側装置１がタイヤ３内に備えられることから、容易に電池交換を行うことができないため、消費電力の軽減を図ることが必要となっている。また、電池の他にも、発電装置および蓄電池等によって電源部１５を構成することもできる。電源部１５が発電装置を有した構成とされる場合、電池とされる場合と比較すると電池寿命の問題は少なくなるが、大きな電力の発電は難しいため、消費電力の低減を図るという課題は電池とされる場合と同様である。
【００４０】
一方、受信機２１は、タイヤ側装置１より送信された路面データなどの各種データを受信し、路面状態や摩耗状態の検出を行ったり、各車輪にかかる荷重の検出を行ったりしている。また、受信機２１は、路面データを車両通信装置２５に出力する処理も行っている。このときの路面データには、各タイヤ側装置１から送信されてきた路面データをそのまま用いても良いし、後述するように受信機２１で検出される路面状態の検出結果を示した路面データを用いても良い。そして、これに基づき、車両通信装置２５から道路情報などを収集している通信センター２００に路面データが送られるようになっている。また、受信機２１は、車両通信装置２５を通じて通信センター２００からより正確な路面データを取得する処理も行っている。
【００４１】
具体的には、受信機２１は、データ通信部２１ａと制御部２１ｂとを有した構成とされている。
【００４２】
データ通信部２１ａは、第２データ通信部を構成する部分であり、タイヤ側装置１のデータ通信部１４より送信された各種データを受信し、制御部２１ｂに伝える役割を果たす。また、データ通信部２１ａは、制御部２１ｂから伝えられる要求信号などを各タイヤ側装置１に送信する役割も果たす。
【００４３】
制御部２１ｂは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイコンによって構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムに従って各種処理を行っている。
【００４４】
具体的には、制御部２１ｂは、路面の種類ごとにサポートベクタを記憶して保存しており、サポートベクタと路面データに含まれる特徴量に基づいて、路面状態を検出している。サポートベクタは、手本となる特徴量のことであり、例えばサポートベクタマシンを用いた学習によって得ている。タイヤ側装置１を備えた車両を実験的に路面の種類別に走行させ、そのときに振動センサ部１１の検出信号から抽出した特徴量を所定のタイヤ回転数分学習し、その中から典型的な特徴量を所定数分抽出したものがサポートベクタとされる。例えば、路面の種類別に、１００万回転分の特徴量を学習し、その中から１００回転分の典型的な特徴量を抽出したものをサポートベクタとしている。このサポートベクタと路面データに含まれる特徴量との類似度を判定し、類似度が高いサポートベクタの属する路面の種類を車両の走行路面における路面状態としている。なお、特徴量や類似度の算出方法などについては、上記した特許文献１等において公知となっているため、ここでは説明を省略するが、公知となっている様々な手法を適用できる。
【００４５】
さらに、制御部２１ｂは、車両通信装置２５に路面状態の検出結果もしくは路面データを送ることで通信センター２００に伝えたり、通信センター２００から車両通信装置２５に伝えられた正確な路面データを入力して路面状態を取得したりする処理を行っている。
【００４６】
また、制御部２１ｂは、各タイヤ側装置１に対して荷重に関するデータやタイヤ空気圧に関するデータおよび摩耗状態に関するデータに基づいて、タイヤ３が装着された各車輪に加わる荷重やタイヤ空気圧およびタイヤ３の摩耗状態を検出している。本実施形態の場合、上記した路面データやタイヤ空気圧に関するデータについてはタイヤ側装置１から決められたタイミングで送信され、荷重に関するデータや摩耗状態に関するデータについては制御部２１ｂからの要求信号に基づいて送信されるようにしている。荷重に関するデータについては、後述するように、制御部２１ｂにブレーキＥＣＵ２３やトルク制御ＥＣＵ２４からの要求信号が伝えられたときに、制御部２１ｂからタイヤ側装置１に要求信号が送信されることで要求される。また、摩耗状態に関するデータについては、１回の走行中に少なくとも１回は摩耗状態の検出が行えるように制御部２１ｂよりタイヤ側装置１に要求信号が出されることで要求される。ここでは、例えば車両を走行可能にするための起動スイッチに相当するイグニッションスイッチ（以下、ＩＧという）３０がオンされてから所定時間内に１回、制御部２１ｂからタイヤ側装置１へ摩耗状態に関するデータの要求信号が送信されるようにしている。なお、１回の走行中に少なくとも１回、摩耗状態の検出を行うようにすれば良いが、１回のみとすることで、よりタイヤ側装置１での処理負担の軽減が図れると共に、処理およびデータ送信に必要な電力の軽減を図ることも可能となる。
【００４７】
荷重に関しては、荷重に関するデータに含まれる接地区間の時間とタイヤ３の回転速度に関するデータから得られるタイヤ１回転に掛かる時間に基づいて接地面積を求め、４輪それぞれの接地面積の面積比から算出することができる。また、各車輪のタイヤサイズが異なっていたり、タイヤ空気圧が異なっている場合には、これらに応じた補正を行うことで、各車輪に加えられる荷重をより正確に得ることができる。
【００４８】
タイヤ空気圧に関しては、タイヤ側装置１からタイヤ空気圧に関するデータが伝えられることで、基準温度下でのタイヤ空気圧として得ることができる。なお、ここではタイヤ側装置１において基準温度下でのタイヤ空気圧を算出した結果がタイヤ空気圧に関するデータとして伝えられるようにしているが、タイヤ空気圧の実測値およびタイヤ内温度のデータが伝えられるようにすることもできる。その場合は、それらのデータに基づいて、制御部２１ｂで基準温度下でのタイヤ空気圧に換算することになる。
【００４９】
摩耗状態に関しては、後述するようにナビゲーションＥＣＵ２２から伝えられる車両の移動距離情報と摩耗状態に関するデータに含まれるタイヤ３の回転速度に関するデータに基づいて算出できる。つまり、タイヤ３のトレッド３１に形成された溝の深さが変化すると、タイヤ３の円周が小さくなるため、同じ距離を走行したとしてもタイヤ３の摩耗前と比較して摩耗後の方がタイヤ３の回転数が増える。このため、ナビゲーションＥＣＵ２２からの情報により得られる車両の移動距離と、摩耗状態に関するデータに含まれるタイヤ３の回転速度およびタイヤ径から推定される車両の移動距離との差に基づいて、タイヤ３の摩耗状態を算出できる。さらに、走行すると各車輪に加わる荷重によってタイヤ３が変形するし、タイヤ空気圧に応じてもタイヤ３が変形する。このため、上記のようにして算出した各車輪に加えられる荷重やタイヤ空気圧に基づいて、各タイヤ３の回転速度もしくはそれに基づいて推定される車両の移動距離を補正すれば、より正確に摩耗状態を算出することもできる。
【００５０】
なお、各車輪に加わる荷重やタイヤ空気圧およびタイヤ３の摩耗状態の詳細な算出方法については、既に公知となっているため、ここでは説明を省略するが、公知となっている様々な手法を適用できる。
【００５１】
また、制御部２１ｂは、必要に応じて、路面状態の検出結果もしくは通信センター２００から伝えられた路面状態を報知装置２６に伝え、報知装置２６より路面状態をドライバに伝える。これにより、ドライバは路面状態に対応した運転を心掛けるようになり、車両の危険性を回避することが可能となる。例えば、報知装置２６を通じて路面状態を常に表示するようにしても良いし、路面状態がウェット路や凍結路や低μ路等のように運転をより慎重に行う必要があるときにのみ路面状態を表示してドライバに警告するようにしても良い。同様に、制御部２１ｂは、摩耗状態の検出結果やタイヤ空気圧の検出結果を報知装置２６に伝え、報知装置２６を通じて各検出結果をドライバに伝えている。これにより、ドライバはタイヤ交換時期やタイヤ空気圧の調整時期であることを知ることができる。
【００５２】
また、制御部２１ｂからブレーキＥＣＵ２３やトルク制御ＥＣＵ２４などの車両運動制御を実行するためのＥＣＵに対して路面状態や各車輪の荷重を伝えており、伝えられた路面状態や各車輪の荷重に基づいて車両運動制御が実行されるようにしている。
【００５３】
ナビゲーションＥＣＵ２２は、ナビゲーションシステムに備えられ、道路情報などを記憶したメモリなどの非遷移的実体的記憶媒体からの情報取得やＧＰＳ（Global Positioning Systemの略）衛星の位置情報に基づく車両の現在位置の計測などを行う。換言すれば、ナビゲーションＥＣＵ２２は、道路案内等に関する各種処理を行う。本実施形態のタイヤシステム１００は、ナビゲーションＥＣＵ２２が取り扱っている道路情報や現在位置情報および車両の移動距離情報を使用しており、このナビゲーションＥＣＵ２２が位置情報取得部を構成している。
【００５４】
具体的には、道路情報や現在位置情報については、車両が現在走行中の道路および現在位置と路面データとの関係を示すため等に用いられ、ナビゲーションＥＣＵ２２から受信機２１に伝えられる。また、これらの情報については、制御部２１ｂを介して、もしくは直接ナビゲーションＥＣＵ２２から車両通信装置２５に伝えられ、車両通信装置２５から通信センター２００に路面データを送る際に、路面データと対応付けて送られる。これにより、通信センター２００において、路面データが示す路面状態がどの場所のものなのかが把握できるようになっている。また、車両の移動距離情報は制御部２１ｂに伝えられる。そして、制御部２１ｂは、車両の移動距離情報に基づいて、タイヤ３の摩耗状態の検出を行っている。
【００５５】
ブレーキＥＣＵ２３は、様々なブレーキ制御を行う制動制御装置を構成するものであり、ブレーキ液圧制御用のアクチュエータを駆動することで自動的にブレーキ液圧を発生させ、ホイールシリンダを加圧して制動力を発生させる。また、ブレーキＥＣＵ２３は、各車輪の制動力を独立して制御することもできる。
【００５６】
上記したように、ブレーキＥＣＵ２３には、制御部２１ｂから路面状態や荷重の検出結果が伝えられる。これに基づき、ブレーキＥＣＵ２３は、路面状態に応じた制動力に調整したり、各車輪の荷重に対応させて各車輪の制動力を制御したりすることで、路面状態および荷重に応じたブレーキ制御を行っている。なお、ブレーキＥＣＵ２３は、荷重に応じたブレーキ制御を行う際には、荷重に関するデータを必要とするため、制御部２１ｂに対して荷重に関するデータの要求信号を出力する。これに基づき、制御部２１ｂがデータ通信部２１ａを通じて荷重に関するデータの要求信号をタイヤ側装置１に伝えるようになっている。また、ブレーキＥＣＵ２３では、図示しない車輪速度センサの検出信号などに基づいて車速演算などを行っており、その演算結果を車速情報として受信機２１に伝えている。
【００５７】
トルク制御ＥＣＵ２４は、駆動トルクの制御を行うものであり、例えばトルクベクトリングデファレンシャル制御などのように、左右輪の駆動力をアクティブに移動させる制御を行う。トルク制御ＥＣＵ２４は、制御部２１ｂから伝えられる荷重の検出結果に基づいて、左右輪の駆動力を荷重に応じて移動させることで、各車輪の荷重に対応するトルク配分を実現する。なお、トルク制御ＥＣＵ２４は、荷重に応じたトルク制御を行う際には、荷重に関するデータを必要とするため、制御部２１ｂに対して荷重に関するデータの要求信号を出力する。これに基づき、制御部２１ｂがデータ通信部２１ａを通じて荷重に関するデータの要求信号をタイヤ側装置１に伝えるようになっている。
【００５８】
車両通信装置２５は、路車間通信を行うことができるものであり、例えば道路などに設置されている図示しない通信システムを介して、通信センター２００との情報交換を行う。本実施形態の場合、車両通信装置２５は、受信機２１から伝えられた路面データを通信センター２００に送信したり、通信センター２００からより正確な路面データを受信する役割を果たしている。
【００５９】
報知装置２６は、例えばメータ表示器などで構成され、ドライバに対して運転をより慎重に行う必要がある路面状態であることや、タイヤ空気圧の低下、タイヤ３の摩耗状態の報知に用いられる。報知装置２６をメータ表示器で構成する場合、ドライバが車両の運転中に視認可能な場所に配置され、例えば車両におけるインストルメントパネル内に設置される。メータ表示器は、受信機２１から路面状態やタイヤ空気圧もしくは摩耗状態を示すデータが伝えられると、その内容が把握できる態様で表示を行うことで、視覚的にドライバに対して報知することができる。
【００６０】
なお、報知装置２６をブザーや音声案内装置などで構成することもできる。その場合、報知装置２６は、ブザー音や音声案内によって、聴覚的にドライバに対して路面状態やタイヤ空気圧もしくは摩耗状態を報知することができる。また、視覚的な報知を行う報知装置２６としてメータ表示器を例に挙げたが、ヘッドアップディスプレイなどの情報表示を行う表示器によって報知装置２６を構成しても良い。
【００６１】
以上のようにして、本実施形態にかかるタイヤシステム１００が構成されている。なお、車体側システム２を構成する各部は、例えばＣＡＮ（Controller Area Networkの略）通信などによる車内ＬＡＮ（Local Area Networkの略）を通じて接続されている。このため、車内ＬＡＮを通じて各部が互いに情報伝達できるようになっている。
【００６２】
一方、タイヤシステム１００と路面データに関する情報交換を行う通信センター２００は、道路情報の収集を行うと共に道路情報を車両などに提供する事業を行っている。通信センター２００と車両通信装置２５とが直接通信を行える形態とされていても良いが、通信センター２００は道路などの各所に設置された通信システムを通じて車両通信装置２５との通信が可能となっている。
【００６３】
本実施形態の場合、通信センター２００は、地図データ中の各道路の場所ごとの路面状態の情報をデータベースとして管理しており、受信した路面データに基づいて時々刻々と変化する路面状態のマッピングを行っている。つまり、通信センター２００は、受信した路面データに基づいて地図データ中の各道路の場所ごとの路面状態の情報を更新している。そして、通信センター２００は、そのデータベースから車両に対して路面データを提供している。
【００６４】
具体的には、通信センター２００は、車両から送られてくる車両が走行した道路の路面データを収集し、その路面データに基づいて地図データ中の各道路の路面データを更新している。また、通信センター２００は、天気情報等も収集しており、天気情報等に基づいて各路面データを補正し、より確かな路面データとして更新している。例えば、通信センター２００は、天気情報として積雪量や凍結路面に関する情報を取得しており、積雪路面や凍結路面については、それに対応する路面データに更新することでより正確な路面データが逐次記憶されるようにしている。そして、通信センター２００は、データベースに記憶してある路面データを車両に提供することで、より正確な路面データを車両に伝えるようにしている。このとき、通信センター２００では、多数の車両から路面データを収集してデータベースに記憶している地図データ中の各道路の路面データを更新していることから、各車両は、現在位置の路面データだけでなく、走行予定の道路の路面データについても取得できる。
【００６５】
続いて、本実施形態にかかるタイヤシステム１００の作動について、図６〜図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６６】
最初に、図６を参照して、各タイヤ側装置１が実行するタイヤ側処理について説明する。この処理は、振動センサ部１１の検出信号の波形が所定の閾値を超えて制御部１３が起動状態になったときに実行されるもので、制御部１３にて所定の制御周期毎に実行される。
【００６７】
まず、制御部１３は、起動状態に切り替わると、ステップＳ１００として、車両が走行中であるか否か、つまり走行中であるか停車中であるかを判定する。この処理は、例えば振動センサ部１１の検出信号に基づいて実行される。すなわち、振動センサ部１１の検出信号の出力電圧波形がタイヤ１回転分の波形を示すと走行中であると判定している。なお、タイヤ３が１回転したことについては、振動センサ部１１の検出信号の時間軸波形に基づいて判定している。すなわち、検出信号は図４に示した時間軸波形を描くことから、検出信号の第１ピーク値や第２ピーク値を確認することでタイヤ３の１回転を把握することができる。また、タイヤ３が回転したことは、車両が走行していることと同意であることから、タイヤ３の回転に基づいて車両走行中であるか停車中であるかを検知できる。
【００６８】
ここで肯定判定されるとステップＳ１１０に進み、制御部１３は、車体側システム２から要求信号を受信しているか否かを判定する。上記したように、制御部２１ｂは、ブレーキＥＣＵ２３やトルク制御ＥＣＵ２４からの荷重に関するデータの要求信号を受け取ると、それをタイヤ側装置１に向けて送信する。また、制御部２１ｂは、ＩＧオン後の所定期間内に１回、摩耗状態に関するデータの要求信号をタイヤ側装置１に向けて送信する。これらの要求信号がタイヤ側装置１にて受信されると、ステップＳ１１０で肯定判定される。
【００６９】
そして、ステップＳ１１０で肯定判定された場合には、ステップＳ１２０に進み、制御部１３は、要求信号の指示に従った計測を行う。すなわち、受け取った要求信号が荷重に関するデータの要求信号であれば、制御部１３は、振動センサ部１１の検出信号に基づいて接地区間やタイヤ３の回転速度を計測し、それらのデータを含む荷重に関するデータを作成する。また、受け取った要求信号が摩耗状態に関するデータの要求信号であれば、制御部１３は、タイヤ３の回転速度を算出し、そのデータを含む摩耗状態に関するデータを作成する。また、摩耗状態に関するデータとして、必要に応じてタイヤ空気圧に関するデータや荷重に関するデータも作成されるようにしても良い。
【００７０】
その後、ステップＳ１３０に進み、制御部１３は、ステップＳ１２０で作成したデータをタイヤ側装置１に送信するデータ送信処理を実行して、ステップＳ１００からの処理を繰り返す。
【００７１】
一方、ステップＳ１１０で否定判定された場合には、ステップＳ１４０に進み、制御部１３は、通常モードでの計測を行う。具体的には、振動センサ部１１の検出信号が示す振動波形の波形処理を行うことで、タイヤＧの特徴量を抽出し、抽出した特徴量を含む路面データを作成する。この処理は、タイヤ３の１回転毎に行われるようにしても良いし、複数回転毎に行われるようにしても良い。また、所定の定期送信周期毎に、空気圧検出部１２における圧力センサ１２ａや温度センサ１２ｂの検出信号に基づいて基準温度下におけるタイヤ空気圧を算出し、それを含むタイヤ空気圧に関するデータを作成する。
【００７２】
その後、ステップＳ１３０に進み、制御部１３は、路面データもしくはタイヤ空気圧に関するデータを送信するデータ送信を実行して、ステップＳ１００からの処理を繰り返す。
【００７３】
さらに、車両が停止すると、ステップＳ１００で否定判定されるため、制御部１３は、ステップＳ１５０に進んで停車してからの継続時間が所定時間、例えば５分以内であるか否かを判定する。例えば、制御部１３は、ステップＳ１００で初めて否定判定されてからステップＳ１００で継続的に否定判定され続けているときの経過時間をカウントし、その経過時間が所定時間以内である否かを判定している。すなわち、タイヤ側装置１では、ＩＧのオンオフ状態を把握できないことから、制御部１３にて、停車してからの継続時間が所定時間に至った場合をＩＧがオフされた状況と判定するようにしている。
【００７４】
そして、停車してから所定時間が経過すると、ステップＳ１５０で否定判定されるため、制御部１３はスリープ状態に切り替わって処理を終了する。この後は、制御部１３は、例えば、再び車両が走行を開始して、振動センサ部１１の検出信号に基づいて起動状態に切り替わるまで、スリープ状態を維持する。このようにして、タイヤ側処理が終了する。
【００７５】
次に、図７を参照して、車体側システム２において、受信機２１の制御部２１ｂが実行する車体側処理について説明する。この処理は、ＩＧスイッチ３０がオンされて制御部２１ｂへの電源投入が行われると、所定の制御周期毎に実行される。
【００７６】
まず、ステップＳ２００では、制御部２１ｂは、車両が走行中であるか否かを判定する。この処理は、例えば、ブレーキＥＣＵ２３から伝えられる車速情報に基づいて実行され、制御部２１ｂは、車速が０でなくなったときに車両が走行中であると判定している。ここで肯定判定されるとステップＳ２１０に進み、否定判定されるとそのまま処理を終了する。
【００７７】
続くステップＳ２１０では、制御部２１ｂは、他のＥＣＵからの要求があるか否かを判定する。上記したように、ブレーキＥＣＵ２３やトルク制御ＥＣＵ２４は、荷重に応じたブレーキ制御やトルク制御を行う際に、荷重に関するデータの要求信号を出力する。制御部２１ｂは、この荷重に関するデータの要求信号を受け取ると、ステップＳ２１０で肯定判定する。ここで肯定判定されるとステップＳ２２０に進み、制御部２１ｂは、タイヤ側装置１に対して荷重に関するデータの要求信号を送信する。また、ここで否定判定されるとステップＳ２３０に進む。
【００７８】
ステップＳ２３０では、制御部２１ｂは、ＩＧスイッチ３０のオン後の走行累積時間が１０分間以下であるか否かを判定する。ここで肯定判定されると、ステップＳ２４０に進み、制御部２１ｂは、摩耗状態の検出を指示したか、つまり摩耗状態に関するデータの要求信号を送信したか否かを判定する。タイヤ３の摩耗は急激には進まないため、摩耗状態を１回の走行中に少なくとも１回検出できれば良いと考えられる。このため、ＩＧスイッチ３０がオンしてからオフされるまでの間、つまり１回の走行中に１回、摩耗状態に関するデータをタイヤ側装置１に対して要求する。ここでは、ステップＳ２３０で肯定判定され、かつ、ステップＳ２４０で否定判定されるとステップＳ２５０に進むことで、ＩＧスイッチ３０がオンしてからの走行累積時間が所定時間、例えば１０分以内に摩耗状態に関するデータの要求信号を送信する。
【００７９】
一方、ＩＧオン後の走行累積時間が所定時間を超えたり、摩耗状態に関するデータの要求信号が既に送信されたりして、ステップＳ２３０で否定判定されるかステップＳ２４０で肯定判定されると、ステップＳ２６０に進む。そして、ステップＳ２６０において、データ待ち受け処理が実行される。このデータ待ち受け処理について、図８を参照して説明する。
【００８０】
データ待ち受け処理は、制御部２１ｂにて所定の制御周期毎に実行される。まず、ステップＳ３００において、各タイヤ側装置１から送られてくるデータの受信を行うデータ受信処理を実行する。そして、データ受信が行われるとステップＳ３１０に進み、制御部２１ｂは、受信したデータが荷重に関するデータであるか否かを判定する。ここで肯定判定されると、ステップＳ３２０に進み、各タイヤ側装置１からの荷重に関するデータに基づいて上記した手法により各車輪の荷重を算出し、その結果をトルク制御ＥＣＵ２４やブレーキＥＣＵ２３に伝達する。その後、処理を終了する。
【００８１】
また、ステップＳ３１０で否定判定された場合には、ステップＳ３３０に進み、受信したデータが摩耗状態に関するデータまたはタイヤ空気圧に関するデータであるか否かを判定する。ここで肯定判定されると、ステップＳ３４０に進む。そして、受信したデータが摩耗状態に関するデータであれば、このデータとナビゲーションＥＣＵ２２から伝えられる車両の移動距離情報とに基づいて上記した手法により各タイヤ３の摩耗状態を算出し、その結果を報知装置２６に伝達する。また、受信したデータがタイヤ空気圧に関するデータであれば、このデータからタイヤ空気圧を取得し、その結果を報知装置２６に伝達する。その後、処理を終了する。
【００８２】
さらに、ステップＳ３３０でも否定判定された場合には、ステップＳ３５０に進む。この場合、受信したデータが路面データであることから、そのデータに含まれる特徴量を全サポートベクタと比較して類似度を判定し、類似度に基づいて車両の走行路面における路面状態を判別する。そして、路面状態の判別結果をブレーキＥＣＵ２３に伝達し、処理を終了する。
【００８３】
このように、待ち受け処理において、各タイヤ側装置１から送信されたデータを受信し、受信したデータの種類に応じて、路面状態や摩耗状態の検出を行ったり、各車輪にかかる荷重の検出を行い、その結果を車体側システム２の各部に伝達することができる。
【００８４】
また、車体側システム２と通信センター２００とは、互いに通信を行っている。これにより、通信センター２００による路面状態のマッピングが行われたり、通信センター２００のデータベースに収集された路面状態等を示した路面データの車体側システム２への提供が行われたりしている。
【００８５】
図９および図１０を参照して、通信センター２００によるマッピングについて説明する。なお、図９は、通信センター２００のマッピングのために制御部２１ｂが実行するマッピングデータ送信処理の詳細を示したものであり、所定の制御周期毎に実行される。また、図１０は、通信センター２００が行うマッピング処理であり、通信センター２００に備えられる図示しないマイコンなどの制御部によって所定の制御周期毎に実行される。
【００８６】
まず、図９に示すように、ステップＳ４００において、制御部２１ｂは、現在位置検出を行う。この処理は、ナビゲーションＥＣＵ２２から現在位置情報を得ることによって行われる。そして、ステップＳ４１０に進み、制御部２１ｂは、通信センター２００に現在位置情報を送信する。このとき、通信センター２００側で車両を特定できるように、現在位置情報に車両ごとに個々に決められているＩＤ情報を付けて通信センター２００に送信している。
【００８７】
一方、図１０に示すように、通信センター２００は、ステップＳ５００において、データ受信処理を行っており、各車両の車体側システム２からのデータの受信を行う。そして、通信センター２００は、データ受信を行うとステップＳ５１０に進み、データ中に含まれる現在位置情報に基づいて、データを送ってきた車両の現在位置がマッピングに必要な位置であるか否かを判定する。ここで否定判定された場合にはそのまま処理を終了するが、肯定判定された場合にはステップＳ５２０に進んで、データを送ってきた車両に対して路面データを要求する要求信号を送る。そして、ステップＳ５３０において、路面データの受信処理を行う。
【００８８】
また、制御部２１ｂは、図９に示すように、ステップＳ４１０の処理の後、ステップＳ４２０に進み、路面データの要求信号の受信が有ったか否かを判定している。上記したように、通信センター２００から路面データの要求信号が送信されると、ステップＳ４２０で肯定判定される。そして、ステップＳ４２０で肯定判定されると、ステップＳ４３０に進み、路面データの送信を行ったのち処理を終了する。このとき、各タイヤ側装置１から送信された特徴量を含む路面データをそのまま送信しても良いし、制御部２１ｂでの路面状態の検出結果を示した路面データとしても良い。勿論、特徴量と路面状態の検出結果の双方を含む路面データとしても良い。
【００８９】
さらに、通信センター２００から路面データの要求信号されたときに、タイヤ側装置１に対して、路面データを要求する要求信号を出力するようにし、通常計測モードでなくても路面データを作成させて送信させるようにすることもできる。つまり、通信センター２００が必要とするポイントに車両が走行しようとする際に、通信センター２００から車両側に路面データを送信するように指示し、その指示を受けて、車体側システム２からタイヤ側装置１に路面データの送信を要求することもできる。この場合、タイヤ側装置１は、通常モード計測でなくても、振動センサ部１１の検出信号に基づいて路面データを作成し、車体側システム２に路面データを送信することになる。また、通信センター２００は、タイヤ側装置１から送信されてきた現在位置情報から車両が走行するであろうポイントを推測できるため、車両がそのポイントを走行するよりも前に、そのポイントの位置情報を車体側システム２に伝えることができる。これにより、車両がそのポイントを走行する際に、受信機２１からタイヤ側装置１に要求信号を出すことで、そのポイントの路面データを得ることができる。
【００９０】
そして、車両側からの路面データの送信が行われると、図１０に示すステップＳ５３０においてデータ受信が行われたのち、ステップＳ５４０に進み、通信センター２００は、受信した路面データに基づくマッピングを行う。すなわち、通信センター２００は、受信した路面データに基づいて、データベースに記憶されている地図データ中の各道路の場所ごとの路面状態の情報を更新する。これにより、時々刻々と変化する路面状態のマッピングが行われる。
【００９１】
なお、通信センター２００で各道路の場所ごとの路面状態の情報を記憶したデータベースを管理していることから、通信センター２００から各車両の車両通信装置２５に路面データを送信することで、車両が走行しようとしている道路の路面データを提供できる。
【００９２】
以上説明したように、本実施形態のタイヤシステム１００では、車体側システム２から各タイヤ側装置１に対して要求信号を出し、必要なデータを伝えるようにしている。具体的には、摩耗状態に関するデータや荷重に関するデータが必要な場合には、それらのデータが必要であることを示す要求信号を出している。
【００９３】
このため、各タイヤ側装置１の制御部１３は、要求信号に基づいて車両の状態を把握し、車両の状態に応じて適切なタイミングで必要とされるデータを車体側システム２に送信することができる。また、制御部１３は、振動センサ部１１の検出信号を処理する際に、要求信号に基づいて検出信号の処理用のアルゴリズムを切り替えれば、複数の検出対象にも対応できる。これにより、１つの振動センサ部１１の検出信号に基づいて１つの制御部１３で検出結果が得られる。したがって、各タイヤ側装置１に対して複数の振動センサ部および複数のマイコンを備えたり、処理能力の高いマイコンを備えたりしなくても済み、タイヤ側装置１の重量・体格の増加を抑制できると共に、消費電力の低減を図ることが可能となる。
【００９４】
また、車体側システム２よりすべての検出対象に対応して要求信号を送信するのではなく、比較的高頻度で必要とされる路面データについては、タイヤ側装置１で通常モード計測として所定のタイミングで行われるようにしている。このため、車体側システム２からの要求信号が無くても路面データの送信を行うことができる。ただし、路面データについても、車体側システム２からの要求信号に基づいて送信されるようにしても良い。
【００９５】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００９６】
例えば、上記実施形態では、タイヤ３に関わる複数種類の検出対象として、路面状態やタイヤ３の摩耗状態、各車輪に印加される荷重、タイヤ空気圧を例に挙げた。しかしながら、これらは一例を挙げたに過ぎない。すなわち、振動センサ部１１や空気圧検出部１２などのセンシング部が出力する複数種類の検出対象に対応する検出信号に基づいて、検出対象に関するデータを作成し、それをタイヤ側装置１から車体側システム２に対して伝える場合に、本発明を適用できる。勿論、路面状態やタイヤ３の摩耗状態、各車輪に印加される荷重のすべてが検出対象とされる必要はなく、そのうちの１つもしくは複数が検出対象となっていても良いし、これら以外のものが検出対象となっていても良い。また、センシング部として、振動センサ部１１や空気圧検出部１２を例に挙げたが、他の検出対象を検出するための検出信号を出力するものであっても良い。
【００９７】
また、路面状態やタイヤ３の摩耗状態、各車輪に印加される荷重等、タイヤ３に関わる複数種類の検出対象の検出のために取得する各種値も、それぞれが検出対象となり得る。例えば、上記実施形態においては、振動センサ部１１の検出信号からタイヤＧの特徴量、接地区間やタイヤ３の回転速度を求め、これらに基づいて、上記したタイヤ３に関わる複数種類の検出対象を検出した。ここでいうタイヤＧの特徴量、接地区間やタイヤ３の回転速度などについても、振動センサ部１１の検出信号から検出する検出対象となり得る。さらに、ここで挙げた検出対象以外のものを検出対象とする場合においても、車体側システム２からの要求信号に基づいてタイヤ側装置１で検出することができる。そして、その検出結果をタイヤ側装置１から適切なタイミングで送信することができる。
【００９８】
また、各種値について、同じ値であっても複数の検出対象として把握することもできる。例えば、タイヤＧの特徴量について、複数の検出対象として把握できる。具体的には、タイヤＧの特徴量については様々な波形処理の方法があり、各波形処理にて得られるタイヤＧの特徴量それぞれを検出対象として把握できる。この場合、タイヤＧの特徴量が複数の検出対象として把握される。例えば、路面状態として特にドライ路面に関する特徴量を要求したい場合や、ウェット路面や凍結路および積雪路の特徴量を要求したい場合など、より詳細に路面状態の判別を行いたいときに要求したい特徴量が異なることがある。その場合、振動センサ部１１の検出信号の波形処理のアルゴリズムが異なったものとなり得る。そのような場合には、同じようにタイヤＧの特徴量を検出対象としていても、得たい特徴量が異なっていることから、複数の検出対象となる。
【００９９】
また、上記実施形態では、振動検出部を構成する振動センサ部１１を加速度センサによって構成する場合を例示したが、他の振動検出を行うことができる素子、例えば圧電素子などによって構成することもできる。
【０１００】
また、上記実施形態では、振動センサ部１１の検出信号に現れる路面状態を示す路面データとして、特徴量を含むデータを用いている。しかしながら、これも一例を示したに過ぎず、他のデータを路面データとして用いても良い。例えば、タイヤ３の１回転中の振動データに含まれる５つの領域Ｒ１〜Ｒ５それぞれの振動波形の積分値データを路面データとしても良いし、検出信号そのものの生データを路面データとしても良い。
【０１０１】
また、上記実施形態の場合、受信機２１にて、道路情報や現在位置の情報と車速および通信センター２００から伝えられる路面データに基づく車両の危険性の判定に加えて、報知装置２６への車両の危険性の報知の指示を行う制御部としての役割を果たしている。しかしながら、これは一例を示したに過ぎず、受信機２１とは別に制御部を備えても良いし、ナビゲーションＥＣＵ２２やブレーキＥＣＵ２３などの他のＥＣＵを制御部として機能させるようにしても良い。
【０１０２】
さらに、タイヤ側装置１にサポートベクタを記憶しておき、タイヤ側装置１で路面状態の判別を行えるようにして、路面状態の判別結果を示すデータを路面データとして、車体側システム２に送るようにしても良い。また、荷重についても、各車輪の４輪それぞれの接地面積比から算出するという手法だけでなく、タイヤ空気圧と接地面積との関係から算出するという手法を採用することもできる。その場合、各タイヤ側装置１において荷重を算出できることから、各タイヤ側装置１内において荷重を算出しておき、その算出結果を車体側システム２に伝えるという形態とすることもできる。
【０１０３】
また、上記各実施形態では、複数のタイヤ３のそれぞれに対してタイヤ側装置１を備えるようにしたが、少なくとも１つに備えられていればよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１              タイヤ側装置
２              車体側システム
１１            振動センサ部
１２            空気圧検出部
１３、２１ｂ    制御部
１４、２１ａ    データ通信部
２１            受信機
１００          タイヤシステム
２００          通信センター
【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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【図１０】
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