(57)【要約】【課題】消費電力の軽減を図りつつ、路面状態を的確に判別することが可能な路面状態判別装置を提供する。【解決手段】路面状態の判別を行うに際し、すべてのタイヤ側装置１についてセンシング機能やデータ送信機能を起動状態とし続けるのではなく、少なくとも１つのみ起動状態とし、残りの１つ以上をスリープ状態とする。これにより、スリープ状態としたタイヤ側装置１については消費電力の軽減を図ることが可能となる。また、少なくとも１つのタイヤ側装置１については、センシング機能やデータ送信機能を起動状態のままとしているため、当該タイヤ側装置１の路面データに基づいて路面状態を的確に判別することができる。【選択図】図２
2019070626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に備えられる複数のタイヤ（３）それぞれに取り付けられ、前記タイヤの振動の大きさに応じた検出信号を出力する振動検出部（１０）と、前記検出信号の波形に現れる路面状態を示す路面データを生成する波形処理部（１１）と、前記路面データを送信するデータ送信部（１２）と、を有するタイヤ側装置（１）と、
前記送信部から送信された前記路面データを受信するデータ受信部（２４）と、前記路面データに基づいて前記車両の走行路面の路面状態を判別する路面判別部（２５）と、を備え、
さらに、前記タイヤ側装置は、該タイヤ側装置の外に備えられると共に起動もしくはスリープの指示信号を送信する指示送信部（２７、２０１）からの前記指示信号を受信する指示受信部（１４）と、前記指示信号が示す指示に基づいて前記振動検出部と前記波形処理部および前記データ送信部を起動状態にするかスリープ状態にするかの切替えを制御する起動制御部（１５）と、を有し、
前記複数のタイヤそれぞれに備えられる前記タイヤ側装置のうち、少なくとも１つについては、前記振動検出部と前記波形処理部および前記データ送信部が起動状態とされ、残りの１つ以上については、前記振動検出部と前記波形処理部および前記データ送信部のうちの少なくとも前記データ送信部がスリープ状態とされる路面状態判別装置。
【請求項２】
請求項１に記載の路面状態判別装置を含み、
前記指示送信部を含むツール（２００）を備えているタイヤシステム。
【請求項３】
前記指示送信部（２７）は、車体に備えられた車体側システム（２）に含まれている請求項１に記載の路面状態判別装置。
【請求項４】
前記車体側システムには、前記起動状態にするか前記スリープ状態にするかの切替え時期を判定し、前記切替え時期であることを示す信号を出力する時期判定部（２６）を有し、
前記指示送信部は、前記時期判定部から前記切替え時期であることを示す信号が伝えられると、前記指示信号を送信する請求項３に記載の路面状態判別装置。
【請求項５】
前記時期判定部は、前記車両の走行距離に基づいて、前記起動状態にするか前記スリープ状態にするかの切替え時期を判定する距離判定部（２６）である請求項４に記載の路面状態判別装置。
【請求項６】
車両に備えられる複数のタイヤ（３）それぞれに取り付けられ、前記タイヤの振動の大きさに応じた検出信号を出力する振動検出部（１０）と、前記検出信号の波形に現れる路面状態を示す路面データを生成する波形処理部（１１）と、前記路面データを送信するデータ送信部（１２）と、を有するタイヤ側装置（１）と、
前記送信部から送信された前記路面データを受信するデータ受信部（２４）と、前記路面データに基づいて前記車両の走行路面の路面状態を判別する路面判別部（２５）と、を備え、
さらに、前記タイヤ側装置は、前記起動状態にするか前記スリープ状態にするかの切替え時期を判定し、前記切替え時期であることを示す信号を出力する時期判定部（１６）と、前記切替え時期であることを示す信号に基づいて、前記振動検出部と前記波形処理部および前記データ送信部を起動状態にするかスリープ状態にするかの切替えを制御する起動制御部（１５）と、を有し、
前記複数のタイヤそれぞれに備えられる前記タイヤ側装置のうち、少なくとも１つについては、前記振動検出部と前記波形処理部および前記データ送信部が起動状態とされ、残りの１つ以上については、前記振動検出部と前記波形処理部および前記データ送信部のうちの少なくとも前記データ送信部がスリープ状態とされる路面状態判別装置。
【請求項７】
前記タイヤ側装置は、該タイヤ側装置が取り付けられた前記タイヤの空気圧を検出すると共に該空気圧に関するデータである空気圧データを生成する空気圧検出部（１７）と、前記空気圧データの送信を行う空気圧送信部（１８）と、を有し、
前記タイヤ側装置は、前記起動制御部が前記スリープ状態に制御しているときでも、前記空気圧検出部および前記空気圧送信部については起動状態とする請求項１、３ないし６のいずれか１つに記載の路面状態判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ側装置にてタイヤが受ける振動を検出すると共に、振動データに基づいて路面状態を示す路面データを作成して車体側システムに伝え、その路面データに基づいて路面状態を判別する路面状態判別装置およびそれを備えた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路面状態の推定を行う路面状態判別装置が提案されている。この路面状態判別装置では、加速度センサが検出したタイヤの振動波形に基づいて路面状態に関するデータを作成し、各車輪それぞれのデータを車体側の受信機などに伝えることで、路面状態の推定を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−３５２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、加速度センサなどのタイヤ側装置がタイヤ内に備えられていて容易に電池交換を行うことができないため、限られた電力でセンシングやデータ通信を行う必要がある。各車輪に取り付けられたタイヤ側装置から制限なくデータ通信を行うようにすると電池寿命の低下を招くため、電池寿命を考慮して、センシングやデータ通信の間隔を長くすることが必要になり、路面状態の変化を迅速に判別できない。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、消費電力の軽減を図りつつ、路面状態を的確に判別することが可能な路面状態判別装置およびそれを備えた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】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の路面状態判別装置は、車両に備えられる複数のタイヤ（３）それぞれに取り付けられ、タイヤの振動の大きさに応じた検出信号を出力する振動検出部（１０）と、検出信号の波形に現れる路面状態を示す路面データを生成する波形処理部（１１）と、路面データを送信するデータ送信部（１２）と、を有するタイヤ側装置（１）と、送信部から送信された路面データを受信するデータ受信部（２４）と、路面データに基づいて車両の走行路面の路面状態を判別する路面判別部（２５）と、を備えている。さらに、タイヤ側装置は、該タイヤ側装置の外に備えられると共に起動もしくはスリープの指示信号を送信する指示送信部（２７、２０１）からの指示信号を受信する指示受信部（１４）と、指示信号が示す指示に基づいて振動検出部と波形処理部およびデータ送信部を起動状態にするかスリープ状態にするかの切替えを制御する起動制御部（１５）と、を有している。このような構成において、複数のタイヤそれぞれに備えられるタイヤ側装置のうち、少なくとも１つについては、振動検出部と波形処理部およびデータ送信部が起動状態とされ、残りの１つ以上については、振動検出部と波形処理部およびデータ送信部のうちの少なくともデータ送信部がスリープ状態とされるようにする。
【０００７】
このように、路面状態の判別を行うに際し、すべてのタイヤ側装置についてセンシング機能やデータ送信機能を起動状態とし続けるのではなく、少なくとも１つのみ起動状態とし、残りの１つ以上をスリープ状態とする。具体的には、振動検出部と波形処理部およびデータ送信部のうちの少なくともデータ送信部がスリープ状態とされるようにする。これにより、スリープ状態としたタイヤ側装置については消費電力の軽減を図ることが可能となる。また、少なくとも１つのタイヤ側装置については、センシング機能やデータ送信機能を起動状態のままとしているため、当該タイヤ側装置の路面データに基づいて路面状態を的確に判別することができる。
【０００８】
よって、消費電力の軽減を図りつつ、路面状態を的確に判別することが可能な路面状態判別装置を含む路面状態判別装置とすることができる。
【０００９】
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の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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、車体側システムおよびツールの詳細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加速度取得部の出力電圧波形図である。
【図５】加速度取得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】タイヤ側装置の制御部が実行するデータ送信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路面状態推定処理のフローチャートである。
【図８】タイヤの今回の回転時の時間軸波形と１回転前のときの時間軸波形それぞれを所定の時間幅Ｔの時間窓で分割した各区画での行列式Ｘｉ（ｒ）、Ｘｉ（ｓ）と距離ｙｚとの関係を示した図である。
【図９】第２実施形態にかかるタイヤ装置に備えられるタイヤ側装置および車体側システムの詳細を示したブロック図である。
【図１０】第３実施形態にかかるタイヤ装置に備えられるタイヤ側装置および車体側システムの詳細を示したブロック図である。
【図１１】第４実施形態にかかるタイヤ装置に備えられるタイヤ側装置、車体側システムおよびツールの詳細を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
（第１実施形態）
図１〜図８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装置１００について説明する。本実施形態にかかるタイヤ装置１００は、車両の各車輪に備えられるタイヤの接地面に加わる振動に基づいて走行中の路面状態を判別すると共に、路面状態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うものである。
【００１３】
図１および図２に示すようにタイヤ装置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としては、受信機２１、ブレーキ制御用の電子制御装置（以下、ブレーキＥＣＵという）２２、報知装置２３などが備えられている。なお、このタイヤ装置１００のうち路面状態判別機能を実現する部分が路面状態判別装置に相当する。本実施形態の場合、タイヤ側装置１と車体側システム２のうちの受信機２１が路面状態判別装置を構成している。
【００１４】
本実施形態のタイヤ装置１００は、タイヤ側装置１よりタイヤ３が走行中の路面状態に応じたデータ（以下、路面データという）を送信すると共に、受信機２１で路面データを受信して路面状態の判別を行う。また、タイヤ装置１００は、受信機２１での路面状態の判別結果を報知装置２３に伝え、報知装置２３より路面状態の判別結果を報知させる。これにより、例えばドライ路やウェット路もしくは凍結路であることなど、路面状態をドライバに伝えることが可能となり、滑り易い路面である場合にはドライバに警告することも可能となる。また、タイヤ装置１００は、車両運動制御を行うブレーキＥＣＵ２２などに路面状態を伝えることで、危険を回避するための車両運動制御が行われるようにする。例えば、凍結時には、ドライ路の場合と比較してブレーキ操作量に対して発生させられる制動力が弱められるようにすることで、路面μが低いときに対応じた車両運動制御となるようにする。具体的には、タイヤ側装置１および受信機２１は、以下のように構成されている。
【００１５】
タイヤ側装置１は、図２に示すように、振動センサ部１０、波形処理部１１、データ通信部１２、電源部１３、指示受信部１４および起動制御部１５を備えた構成とされ、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。
【００１６】
振動センサ部１０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１０は、加速度センサによって構成される。振動センサ部１０が加速度センサとされる場合、振動センサ部１０は、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。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。
【００１７】
波形処理部１１は、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検出信号の信号処理を行い、検出信号に現れる路面状態を示す路面データを生成する。
【００１８】
具体的には、波形処理部１１は、振動センサ部１０が出力する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、波形処理部１１は、抽出した特徴量を含むデータを路面データとしてデータ通信部１２に伝える。なお、ここでいう特徴量の詳細については後で説明する。
【００１９】
また、波形処理部１１は、データ通信部１２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１２に対して路面データを伝えることで、データ通信部１２からデータ通信が行われるようにする。例えば、波形処理部１１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の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１２に対して路面データを伝えている。例えば、波形処理部１１は、データ通信部１２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１２に対して伝えている。
【００２０】
データ通信部１２は、データ送信部を構成する部分であり、例えば、波形処理部１１から路面データが伝えられると、そのタイミングで路面データの送信を行う。データ通信部１２からのデータ送信のタイミングについては、波形処理部１１によって制御され、波形処理部１１からタイヤ３が１回転もしくは複数回転するごと路面データが送られてくるたびに、データ通信部１２からのデータ送信が行われるようになっている。
【００２１】
電源部１３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１３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。
【００２２】
指示受信部１４は、後述する車両外のツール２００から送られてくる起動もしくはスリープを指示する指示信号を受信すると、指示信号の内容を示す信号を起動制御部１５に伝える役割を果たす。具体的には、指示信号は、起動状態にすることを指示する起動指示信号と、スリープ状態にすることを指示するスリープ指示信号とがある。指示受信部１４は、指示信号を受信すると、起動指示信号とスリープ指示信号のいずれを受信したかを示す信号を起動制御部１５に伝えるようになっている。指示信号には、例えばＲＦ（Radio  Frequencyの略）信号が用いられており、指示受信部１４は、ＲＦ信号を受信できる受信機によって構成されている。
【００２３】
なお、各タイヤ側装置１には、固有識別情報（以下、ＩＤ情報という）が割り当てられている。指示信号には、起動指示信号もしくはスリープ指示信号と共にＩＤ情報が付されており、各タイヤ側装置１は、指示信号に付されたＩＤ情報に基づいて、自身に対する指示信号であるか否かを識別できるようになっている。このため、指示受信部１４は、自身のＩＤ情報が付された指示信号を受信したときに、その内容を示す信号を起動制御部１５に伝えるようにしている。
【００２４】
起動制御部１５は、指示受信部１４から伝えられる指示信号の内容に応じて、タイヤ側装置１におけるセンシング機能やデータ送信機能の起動、スリープの制御を行う。具体的には、起動制御部１５は、振動センサ部０、波形処理部１１およびデータ通信部１２の起動制御およびスリープ制御を行う。これにより、振動センサ部１０、波形処理部１１およびデータ通信部１２がスリープ状態になっているときには、これらでの電力消費が無くなるため、タイヤ側装置１での消費電力の軽減が図れることになる。
【００２５】
なお、タイヤ側装置１のうちスリープ状態になるのはセンシング機能やデータ送信機能を実現する部分であり、指示受信部１４や起動制御部１５についてはスリープ状態とならないため、これらでは電力が消費される。しかしながら、電力消費が大きいセンシング機能やデータ送信機能を実現する部分をスリープ状態とすることから、消費電力の軽減には有効である。
【００２６】
一方、車体側システム２を構成する受信機２１やブレーキＥＣＵ２２および報知装置２３は、図示しないイグニッションスイッチなどの起動スイッチがオンされると駆動されるものである。
【００２７】
受信機２１は、図２に示すように、データ通信部２４と路面判別部２５とを有した構成とされている。
【００２８】
データ通信部２４は、データ受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１２より送信された特徴量を含む路面データを受信し、路面判別部２５に伝える役割を果たす。
【００２９】
路面判別部２５は、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、路面状態を判定する。具体的には、路面判別部２５は、サポートベクタを保存しており、波形処理部１１から伝えられる路面データとサポートベクタとを比較することで路面状態の判別を行っている。
【００３０】
サポートベクタは、路面の種類ごとに記憶され、保存されている。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、そのときに波形処理部１１で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。
【００３１】
そして、路面判別部２５は、データ通信部２４が受信したタイヤ側装置１より送られてきた特徴量と、保存された路面の種類別のサポートベクタとを比較することで、路面状態を判別する。例えば、今回受信した路面データに含まれる特徴量を路面の種類別のサポートベクタと対比して、その特徴量が最も近いサポートベクタの路面を現在の走行路面と判別している。
【００３２】
また、路面判別部２５は、路面状態を判別すると、判別した路面状態を報知装置２３に伝え、必要に応じて報知装置２３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２３を通じて判別された路面状態を常に表示するようにしても良いし、判別された路面状態がウェット路や凍結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。また、受信機２１からブレーキＥＣＵ２２などの車両運動制御を実行するためのＥＣＵに対して路面状態を伝えており、伝えられた路面状態に基づいて車両運動制御が実行されるようにしている。
【００３３】
なお、ブレーキＥＣＵ２２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る。具体的には、ブレーキＥＣＵ２２は、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ホイールシリンダ圧を増減して制動力を制御する。また、ブレーキＥＣＵ２２は、各車輪の制動力を独立して制御することもできる。このブレーキＥＣＵ２２により、受信機２１から路面状態が伝えられると、それに基づいて車両運動制御として制動力の制御を行っている。例えば、ブレーキＥＣＵ２２は、伝えられた路面状態が凍結路であることを示していた場合、ドライ路面と比較して、ドライバによるブレーキ操作量に対して発生させる制動力を弱めるようにする。これにより、車輪スリップを抑制でき、車両の危険性を回避することが可能となる。
【００３４】
また、報知装置２３は、例えばメータ表示器などで構成され、ドライバに対して路面状態を報知する際に用いられる。報知装置２３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から路面状態が伝えられると、その路面状態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路面状態を報知することができる。
【００３５】
なお、報知装置２３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２３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２３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２３を構成しても良い。
【００３６】
このようにして、本実施形態にかかるタイヤ装置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。  
さらに、本実施形態の場合、タイヤ装置１００に加えて、車両外のツール２００が備えられ、これにより各タイヤ側装置１の起動、スリープの切替えを行うことができるタイヤシステムが構成されている。
【００３７】
ツール２００は、例えばディーラなどの自動車整備工場において使用される。ツール２００は、各タイヤ側装置１に対して指示信号を伝える指示送信部２０１を備えており、指示送信部２０１から指示信号となるＲＦ信号を送信することで、各タイヤ側装置１に対して起動とスリープの指示を出す。
【００３８】
以上のようにして、本実施形態にかかるタイヤ装置１００およびツール２００が構成されている。
【００３９】
次に、上記した波形処理部１１で抽出する特徴量の詳細について説明する。
【００４０】
ここでいう特徴量とは、振動センサ部１０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。
【００４１】
タイヤ回転時における振動センサ部１０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１０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１０の出力電圧が極大値をとる。以下、この振動センサ部１０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１０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１０の出力電圧が極小値をとる。以下、この振動センサ部１０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。
【００４２】
振動センサ部１０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１０の配置箇所と対応する部分が接地する際、振動センサ部１０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１０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１０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１０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１０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１０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。
【００４３】
ここで、タイヤトレッド３１のうち振動センサ部１０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１０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１０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。
【００４４】
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１０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１０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１０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。
【００４５】
このため、波形処理部１１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１０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。
【００４６】
なお、時間幅Ｔの時間窓で分割された区画の数は車速に応じて、より詳しくはタイヤ３の回転速度に応じて変動する値である。以下の説明では、タイヤ１回転分の区画数をｎ（ただし、ｎは自然数）としている。
【００４７】
例えば、各区画それぞれの検出信号を複数の特定周波数帯域のフィルタ、例えば０〜１ｋＨｚ、１〜２ｋＨｚ、２〜３ｋＨｚ、３〜４ｋＨｚ、４〜５ｋＨｚの５つのバンドパスフィルタに通して得られたパワースペクトル値を特徴量としている。この特徴量は、特徴ベクトルと呼ばれるもので、ある区画ｉ（ただし、ｉは１≦ｉ≦ｎの自然数）の特徴ベクトルＸｉは、各特定周波数帯域のパワースペクトル値をａｉｋで示すと、これを要素とする行列として、次式のように表される。
【００４８】
【数１】
2019070626.tif 000003
なお、パワースペクトル値ａｉｋにおけるｋは、特定周波数帯域の数、つまりバンドパスフィルタの数であり、上記のように０〜５ｋＨｚの帯域を５つに分ける場合、ｋ＝１〜５となる。そして、全区画１〜ｎの特徴ベクトルＸ１〜Ｘｎを総括して示した行列式Ｘは、次式となる。
【００４９】
【数２】
2019070626.tif 000004
この行列式Ｘがタイヤ１回転分の特徴量を表した式となる。波形処理部１１では、この行列式Ｘで表される特徴量を振動センサ部１０の検出信号を周波数解析することによって抽出している。
【００５０】
続いて、本実施形態にかかるタイヤ装置１００およびツール２００の作動について、図６〜図７を参照して説明する。
【００５１】
まず、タイヤ装置１００による路面状態判別について説明する。
【００５２】
各車輪のタイヤ側装置１では、センシング機能やデータ送信機能が起動させられている際には、波形処理部１１にて、図６に示すデータ送信処理を実行している。この処理は、所定の制御周期ごとに実行される。
【００５３】
まず、ステップＳ１００では、振動センサ部１０の検出信号の入力処理を行う。この処理は、続くステップＳ１１０において、タイヤ３が１回転するまでの期間継続される。そして、振動センサ部１０の検出信号をタイヤ１回転分入力すると、その後のステップＳ１２０に進み、入力したタイヤ１回転分の振動センサ部１０の検出信号の時間軸波形の特徴量を抽出する。
【００５４】
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１０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。
【００５５】
また、路面状態が検出信号の時間軸波形の変化として特に現れるのが、「踏み込み領域」、「蹴り出し前領域」、「蹴り出し領域」を含めたその前後の期間である。このため、この期間中のデータが入力されていれば良く、必ずしもタイヤ１回転中における振動センサ部１０の検出信号すべてのデータを入力していなくても良い。例えば、「踏み込み前領域」や「蹴り出し後領域」については、「踏み込み領域」の近傍や「蹴り出し領域」の近傍のデータがあれば良い。このため、振動センサ部１０の検出信号のうちの振動レベルが所定の閾値よりも小さくなる領域については、「踏み込み前領域」や「蹴り出し後領域」の中でも路面状態の影響を受け難い期間として、検出信号の入力を行わないようにしても良い。
【００５６】
また、ステップＳ１２０で行う特徴量の抽出については、上述した通りの手法によって行っている。
【００５７】
そして、ステップＳ１３０に進み、データ送信を実行すべく、今回の制御周期の際に抽出した特徴量を含む路面データをデータ通信部１２に伝える。これにより、データ通信部１２より、特徴量を含む路面データが送信される。
【００５８】
一方、受信機２１では、路面判別部２５にて、図７に示す路面状態判別処理を行う。この処理は、所定の制御周期ごとに実行される。
【００５９】
まず、ステップＳ２００では、データ受信処理が行われる。この処理は、データ通信部２４が路面データを受信したときに、その路面データを路面判別部２５が取り込むことによって行われる。データ通信部２４がデータ受信を行っていないときには、路面判別部
２５は何も路面データを取り込むことなく本処理を終えることになる。
【００６０】
この後、ステップＳ２１０に進み、データ受信が有ったか否かを判定し、受信していた場合にはステップＳ２２０に進み、受信していなければ受信するまでステップＳ２００、Ｓ２１０の処理が繰り返される。
【００６１】
そして、ステップＳ２２０に進み、路面状態の判別を行う。路面状態の判別については、受信した路面データに含まれる特徴量と、路面判別部２５に保存された路面の種類別のサポートベクタとを比較することで、路面状態を判別する。例えば、特徴量を路面の種類別の全サポートベクタとの類似度を求め、最も類似度が高かったサポートベクタの路面を現在の走行路面と判別している。
【００６２】
例えば、特徴量を路面の種類別の全サポートベクタとの類似度の算出は、次のような手法によって行うことができる。
【００６３】
上記したように特徴量を表す行列式Ｘについて、特徴量の行列式をＸ（ｒ）、サポートベクタの行列式をＸ（ｓ）とし、それぞれの行列式の各要素となるパワースペクトル値ａｉｋをａ（ｒ）ｉｋ，ａ（ｓ）ｉｋで表すとする。その場合、特徴量の行列式Ｘ（ｒ）とサポートベクタの行列式Ｘ（ｓ）は、それぞれ次のように表される。
【００６４】
【数３】
2019070626.tif 000005
【００６５】
【数４】
2019070626.tif 000006
類似度は、２つの行列式で示される特徴量とサポートベクタとの似ている度合いを示しており、類似度が高いほどより似ていることを意味している。本実施形態の場合、路面判別部２５は、カーネル法を用いて類似度を求め、その類似度に基づいて路面状態の変化の判定を行う。ここでは、特徴量の行列式Ｘ（ｒ）とサポートベクタの行列式Ｘ（ｓ）の内積、換言すれば特徴空間内において所定の時間幅Ｔの時間窓毎で分割した区画同士の特徴ベクトルＸｉが示す座標間の距離を算出し、それを類似度として用いている。
【００６６】
例えば、図８に示すように、振動センサ部１０の検出信号の時間軸波形について、今回のタイヤ３の回転時の時間軸波形とサポートベクタの時間軸波形それぞれを所定の時間幅Ｔの時間窓で各区画に分割する。図示例の場合、各時間軸波形を５つの区画に分割しているため、ｎ＝５となり、ｉは、１≦ｉ≦５で表される。ここで、図中に示したように、今回のタイヤ３の回転時の各区画の特徴ベクトルＸｉをＸｉ（ｒ）、サポートベクタの各区画の特徴ベクトルをＸｉ（ｓ）とする。その場合、各区画の特徴ベクトルＸｉが示す座標間の距離Ｋｙｚについては、今回のタイヤ３の回転時の各区画の特徴ベクトルＸｉ（ｒ）を含む横の升とサポートベクタの各区画の特徴ベクトルＸｉ（ｓ）を含む縦の升とが交差する升のように示される。なお、距離Ｋｙｚについて、ｙはＸｉ（ｓ）におけるｉを書き換えたものであり、ｚはＸｉ（ｒ）におけるｉを書き換えたものである。なお、実際には、車速に応じて、今回のタイヤ３の回転時とサポートベクタとの区画数は異なったものとなり得るが、ここでは等しくなる場合を例に挙げてある。
【００６７】
本実施形態の場合、５つの特定周波数帯域に分けて特徴ベクトルを取得している。このため、時間軸と合わせた６次元空間において各区画の特徴ベクトルＸｉが表されることとなり、区画同士の特徴ベクトルがＸｉ示す座標間の距離は、６次元空間における座標間の距離となる。ただし、各区画の特徴ベクトルが示す座標間の距離については、特徴量とサポートベクタとが似ているほど小さく、似ていないほど大きくなることから、当該距離が小さいほど類似度が高く、距離が大きいほど類似度が低いことを示している。
【００６８】
例えば、時分割によって区画１〜ｎとされている場合、区画１同士の特徴ベクトルが示す座標間の距離Ｋｙｚについては、次式で示される。
【００６９】
【数５】
2019070626.tif 000007
このようにして、時分割による区画同士の特徴ベクトルが示す座標間の距離Ｋｙｚを全区画について求め、全区画分の距離Ｋｙｚの総和Ｋｔｏｔａｌを演算し、この総和Ｋｔｏｔａｌを類似度に対応する値として用いている。そして、総和Ｋｔｏｔａｌを所定の閾値Ｔｈと比較し、総和Ｋｔｏｔａｌが閾値Ｔｈよりも大きければ類似度が低く、総和Ｋｔｏｔａｌが閾値Ｔｈよりも小さければ類似度が高いと判定する。そして、このような類似度の算出を全サポートベクタに対して行い、最も類似度が高かったサポートベクタと対応する路面の種類が現在走行中の路面状態であると判別する。このようにして、路面状態判別を行うことができる。
【００７０】
なお、ここでは類似度に対応する値として各区画の特徴ベクトルが示す２つの座標間の距離Ｋｙｚの総和Ｋｔｏｔａｌを用いているが、類似度を示すパラメータとして他のものを用いることもできる。例えば、類似度を示すパラメータとして、総和Ｋｔｏｔａｌを区画数で割って求めた距離Ｋｙｚの平均値である平均距離Ｋａｖｅを用いたり、特許文献１に示されているように、様々なカーネル関数を用いて類似度を求めることもできるし、類似度の低いパスを除いて類似度の演算を行うようにしても良い。
【００７１】
次に、タイヤ装置１００およびツール２００の作動として、ツール２００による各タイヤ側装置１の起動およびスリープの制御について説明する。
【００７２】
ユーザが車検等の点検のために自動車整備工場にタイヤ装置１００が搭載された車両を持って行った際に、ツール２００を用いて各タイヤ側装置１の起動およびスリープの制御が行われる。自動車の点検は、数カ月から１年もしくは２年という間隔で実施されることから、その間隔ごとにタイヤ側装置１の起動もしくはスリープの制御が行われることになる。
【００７３】
上記したように、各車輪のタイヤ側装置１では、センシング機能やデータ送信機能が起動させられている際には、路面状態判別のためのデータ送信処理が実行される。しかしながら、路面状態判別を行うために、すべてのタイヤ側装置１からの路面データが必要になる訳ではない。すなわち、複数のタイヤ側装置１のうち少なくとも１つの路面データを用いて路面状態判別を行うことができる。このため、ツール２００にて、複数のタイヤ側装置１のうちの少なくとも１つについて起動指示信号を送信し、残りの１つ以上のタイヤ側装置１についてスリープ指示信号を送信する。
【００７４】
そして、指示信号にはＩＤ情報が含められており、タイヤ側装置１で自身の指示信号であるか否かを識別できるため、各タイヤ側装置１の指示受信部１４は、自身のＩＤ情報が含まれた指示信号の内容を示す信号を起動制御部１５に伝える。これにより、起動制御部１５は、起動を指示する信号が伝えられるとセンシング機能やデータ送信機能を起動させ、スリープを指示する信号が伝えられるとセンシング機能やデータ送信機能をスリープさせる。
【００７５】
このようにして、複数のタイヤ側装置１のうちの少なくとも１つについて起動状態とし、残りの１つ以上についてスリープ状態とする。これにより、スリープ状態としたタイヤ側装置１については消費電力を軽減することが可能となる。したがって、電池寿命の向上を図ることが可能となる。
【００７６】
このとき起動状態とするタイヤ側装置１の数については、任意であるが、１つもしくは２つとするのが好ましい。１つのみのタイヤ側装置１を起動状態とする場合、残り３つのタイヤ側装置１をスリープ状態にできることから、最も消費電力の軽減を図ることが可能となる。２つのタイヤ側装置１を起動状態とする場合、残りの２つのタイヤ側装置１をスリープ状態にできることから、消費電力の軽減を図ることができるのに加えて、２つの路面データに基づいてより的確に路面状態の判別を行うことが可能となる。特に、起動状態とする２つのタイヤ側装置１が左車輪と右車輪それぞれに備えられるものとなるようにすれば、左右輪それぞれにおいての路面状態を判別することができる。このため、２つのタイヤ側装置１を起動状態とする場合には、左右前輪と左右後輪のいずれかの組、もしくは対角線に位置する２組の左右輪のいずれかの組に備えられるタイヤ側装置１が起動状態となるようにすると良い。
【００７７】
さらに、各タイヤ側装置１での消費電力の軽減が平均的に行われるように、起動状態とするタイヤ側装置１もしくはスリープ状態とするタイヤ側装置１が順番に切替えられるようにすると良い。１つのタイヤ側装置１のみを起動状態とする場合、例えば右前輪、左前輪、右後輪、左後輪の順番で各タイヤ側装置１が起動状態となるようにすると好ましい。同様に、２つのタイヤ側装置１を起動状態とする場合、例えば左右前輪のタイヤ側装置１を起動状態にしたら、次は左右後輪のタイヤ側装置１が起動状態となるようにすると好ましい。
【００７８】
なお、各タイヤ側装置１が起動状態となっているかスリープ状態になっているかについては、何らかの媒体に記憶しておくことができる。このため、媒体に記憶された内容に基づいて、各タイヤ側装置１を起動状態とスリープ状態のいずれに設定するかを把握することができる。また、車両を走行させれば、起動状態となっているタイヤ側装置１からは路面データが送られてくるため、車両を低速走行させて、送られてきた路面データに含まれるＩＤ情報を確認することで、起動状態となっているタイヤ側装置１を把握できる。このようにしても、各タイヤ側装置１を起動状態とスリープ状態のいずれに設定するかを把握することができる。
【００７９】
以上説明したようにして、本実施形態にかかるタイヤ装置１００により、車両の走行路面の路面状態を判別することができる。そして、路面状態の判別を行うに際し、すべてのタイヤ側装置１についてセンシング機能やデータ送信機能を起動状態とし続けるのではなく、少なくとも１つのみ起動状態とし、残りの１つ以上をスリープ状態としている。このため、スリープ状態としたタイヤ側装置１については消費電力の軽減を図ることが可能となる。上記したように、タイヤ側装置１から特徴量を含む路面データを送信する場合、データ量が多いために消費電力が多くなることから、消費電力の軽減効果が高くなる。さらに、タイヤ側装置１から路面データとして振動センサ部１０の検出信号の信号波形そのものを送り、車体側システム２において特徴量の抽出を行うこともでき、その場合には更にデータ量が多くなることから、消費電力の軽減が特に有効となる。
【００８０】
また、少なくとも１つのタイヤ側装置１については、センシング機能やデータ送信機能を起動状態のままとしているため、当該タイヤ側装置１の路面データに基づいて路面状態を的確に判別することができる。
【００８１】
よって、消費電力の軽減を図りつつ、路面状態を的確に判別することが可能な路面状態判別装置を含むタイヤ装置１００とすることができる。
【００８２】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して起動、スリープの制御をツール２００ではなく車体側システム２、ここでは受信機２１で行うようにするものであり、その他については第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。
【００８３】
図９に示すように、本実施形態では、受信機２１をデータ通信部２４と路面判別部２５に加えて、距離判定部２６および指示送信部２７を備えた構成としている。
【００８４】
距離判定部２６は、時期判定部を構成するものであり、車両の走行距離に基づいて、起動状態とスリープ状態の切替え時期の判定を行う。そして、距離判定部２６は、起動状態にするかスリープ状態にするかの切替えを行うべき走行距離に至ると、その旨の信号を指示送信部２７に出力する。具体的には、距離判定部２６は、走行距離が所定距離に達するごと、例えば１万キロに達するごとに、起動状態にするかスリープ状態にするかの切替えを行うための信号を出力する。車両の走行距離については、例えば図示しないメータＥＣＵ等において算出されている。このため、距離判定部２６は、メータＥＣＵからデータを取得することで走行距離を取得し、それが所定距離に達するか否かを判定している。
【００８５】
指示送信部２７は、第１実施形態で説明した指示送信部２０１と同様の役割を果たすものである。本実施形態の場合、指示送信部２７は、距離判定部２６からの信号を受け取ると、それに基づいて各タイヤ側装置１に対して指示信号を伝える。この指示信号が各タイヤ側装置１の指示受信部１４に受信されると、各タイヤ側装置１は、指示信号が示す指示に従って、起動状態もしくはスリープ状態となる。なお、タイヤ側装置１のうち起動状態とするものとスリープ状態にするものの考え方については第１実施形態と同様であり、それに基づいて指示の内容が設定される。
【００８６】
以上説明したように、車体側システム２にタイヤ側装置１の起動状態とスリープ状態の切替え時期の判定を行う距離判定部２６と、切替えの指示を行う指示送信部２０１を備えるようにしている。このように、車体側システム２に、タイヤ側装置１の起動状態とスリープ状態の切替えを行う機能を備えるようにしても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
なお、ここでは時期判定部として、車両の走行距離に基づいて切替え時期の判定を行う距離判定部２６を例に挙げて説明した。しかしながら、切替え時期については、車両の走行距離に限らず、他のパラメータ、例えば前回の切替え時期からの経過時間に基づいて判定しても良い。例えば、車体側システム２にクロックを備え、クロックによって前回の切替え時期からの経過時間を計測するようにしても良い。また、図示しないナビゲーションシステム等によって路車間通信が行える場合には、路側装置から現在時間を取得し、前回切替えを行ったときから現在時間に至るまでの経過時間を測定するようにしても良い。
【００８８】
（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してタイヤ側装置１自身によって起動、スリープの制御を行うようにするものであり、その他については第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。
【００８９】
図１０に示すように、本実施形態では、タイヤ側装置１に距離判定部１６を備え、指示受信部１４については無くされた構成としている。
【００９０】
距離判定部１６は、時期判定部を構成するものであり、車両の走行距離に基づいて、起動状態とスリープ状態の切替え時期の判定を行う。そして、距離判定部１６は、起動状態とスリープ状態の切替えを行うべき走行距離に至ると、その旨の信号を起動制御部１５に出力する。ただし、本実施形態でいうスリープ状態とは、データ送信機能のスリープを意味し、センシング機能についてはスリープさせずに起動させたままとする。
【００９１】
具体的には、距離判定部１６は、走行距離が所定距離に達するごと、例えば１万キロに達するごとに、起動状態とスリープ状態の切替え時期であることを示す信号を出力する。車両の走行距離については、振動センサ部１０の検出信号が示す振動波形に基づいてタイヤ３の回転数を算出できることから、タイヤ３の回転数にタイヤ１周分の円周の長さを掛け算することで算出される。スリープ状態とされているタイヤ側装置１についても、センシング機能については起動させられたままとされていることから、車両の走行距離を算出することができる。
【００９２】
このように、タイヤ側装置１に距離判定部１６を備え、起動状態とスリープ状態の切替えを行うべき走行距離に至ったときに、切替え時期であることを示す信号を起動制御部１５に出力するようにしている。これに基づき、各タイヤ側装置１の起動制御部１５は、起動状態とするかスリープ状態とするかを判定し、その判定結果に基づいて、データ通信部１２を起動状態にしたりスリープ状態にしたりする。
【００９３】
なお、タイヤ側装置１のうち起動状態とするものとスリープ状態にするものの考え方については第１実施形態と同様である。これに基づき、起動制御部１５は、データ通信部１２の状態の切替えを行うようにしている。例えば、４つのタイヤ側装置１のうちの２つを起動状態にし、残りの２つをスリープ状態にする場合には、起動制御部１５は、データ通信部１２を切替えの時期であることを示す信号が入力される前の状態と異なる状態となるように制御する。また、４つのタイヤ側装置１のうちの１つのみを起動状態とし、残りの３つをスリープ状態にする場合には、４つのタイヤ側装置１が１つずつ順番に起動状態となるように、切替え時期の判定に用いる所定距離を設定しておいても良い。さらに、各タイヤ３のタイヤ側装置１において、測定される走行距離にバラツキが発生することが想定される。このため、ある程度のマージンを持たせられるように、複数もしくは全部のタイヤ側装置１が重複して起動状態とされるタイミングが設けられても良い。
【００９４】
以上説明したように、タイヤ側装置１に、起動状態とスリープ状態の切替え時期の判定を行う距離判定部１６を備えるようにしている。このような構成としても、タイヤ側装置１のうちセンシング機能についてはスリープさせていないものの、データ通信機能についてはスリープさせているため、消費電力の軽減を図ることができ、基本的には、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９５】
なお、ここでは時期判定部として、車両の走行距離に基づいて切替え時期の判定を行う距離判定部１６を例に挙げて説明した。しかしながら、切替え時期については、車両の走行距離に限らず、他のパラメータ、例えば前回の切替え時期からの経過時間に基づいて判定しても良い。例えば、タイヤ側装置１にクロックを備え、クロックによって前回の切替え時期からの経過時間を計測するようにしても良い。また、タイヤ３の回転数が所定回転数となったときに切替え時期と判定することもできる。さらに、振動センサ部１０の検出信号が示す振動波形は、タイヤ３の摩耗状態によって振幅が変化することから、その振幅の大きさに基づいて検出されるタイヤ３の摩耗状態に基づいて、切替え時期の判定が行われるようにしても良い。
【００９６】
また、ここでは、データ通信機能をスリープ状態にする場合について説明したが、同時に、振動センサ部１０によるサンプリングを起動状態とする場合と比較して少なくするようにしても良い。例えば、クロックを少なくしたり、サンプリング周期を長くすることで、振動センサ部１０によるサンプリングを少なくすることができる。このようにすれば、センシング機能のための消費電力についても軽減することが可能となる。
【００９７】
（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してタイヤ側装置１に空気圧検出機能を備えたものであり、その他については第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。
【００９８】
図１１に示すように、本実施形態のタイヤ側装置１は、振動センサ部１０、波形処理部１１、データ通信部１２、電源部１３、指示受信部１４および起動制御部１５に加えて、空気圧検出部１７および空気圧送信部１８を備えている。
【００９９】
空気圧検出部１７は、圧力センサや温度センサなど、タイヤ空気圧に関する物理量を検出する部分である。例えば、空気圧検出部１７は、所定のサンプリング周期毎に圧力センサや温度センサでのセンシングを行い、各センサの検出信号に基づいて、空気圧やタイヤ内温度等のタイヤ空気圧に関するデータ（以下、空気圧データという）を生成し、それを空気圧送信部１８に伝える。
【０１００】
空気圧送信部１８は、例えば、空気圧検出部１７から空気圧データが伝えられると、所定のタイミングで空気圧データの送信を行う。空気圧送信部１８からのデータ送信のタイミングについては任意であるが、所定の定期送信周期に基づいて行われるようになっている。
【０１０１】
一方、車体側システム２には、データ通信部２４と路面判別部２５に加えて、空気圧通知部２８を備えている。データ通信部２４にて、空気圧データを受信し、空気圧通知部２８にてユーザに各タイヤ３の空気圧を通知したり、空気圧低下が生じたことの通知を行う。空気圧通知部２８は、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たメータ表示器等によって構成され、報知装置２３にて空気圧通知部２８を構成しても良い。
【０１０２】
このように構成される路面状態判別機能と空気圧検出機能を備えるタイヤ装置におけるタイヤ側装置１では、路面データだけでなく空気圧データも車体側システム２に向けて送信することになる。ここで、路面状態については、複数のタイヤ３のうちのいずれかのタイヤ側装置１からの路面データに基づいて検出することで、概ね正しく検出することが可能である。しかしながら、タイヤ空気圧については、複数のタイヤ３すべてについて検出することになるため、車体側システム２に各タイヤ側装置１の空気圧データが伝わるようにする必要がある。
【０１０３】
そこで、起動制御部１５にて、タイヤ３に加わる振動のセンシング機能および路面データの送信機能については起動、スリープの制御を行い、タイヤ空気圧のセンシング機能および空気圧データの送信機能については起動させた状態が継続されるようにする。
【０１０４】
このように、タイヤ側装置１に、路面状態判別のための機能だけでなく、タイヤ空気圧検出のための機能も備える構成とすることもできる。その場合、タイヤ側装置１をスリープ状態とする際には、路面状態判別のための機能をスリープ状態とし、タイヤ空気圧検出のための機能については起動状態のままとする。
【０１０５】
これにより、すべてのタイヤ３について空気圧検出を行いつつ、複数のタイヤ側装置１のうちの少なくとも１つについて路面状態判別のための機能を起動状態とし、残りの１つ以上についてスリープ状態とすることができる。このようにすれば、消費電力の軽減を図りつつ、路面状態を的確に判別することが可能で、かつ、すべてのタイヤ３の空気圧検出を行うことができる路面状態判別装置を含むタイヤ装置１００とすることができる。
【０１０６】
（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。
【０１０７】
（１）例えば、上記実施形態では、振動センサ部１０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振動センサ部１０を構成することもできる。
【０１０８】
（２）また、上記実施形態では、タイヤ側装置１から振動センサ部１０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
【０１０９】
（３）また、上記各実施形態では、車体側システム２に備えられる受信機２１の路面判別部２５によって特徴量とサポートベクタとの類似度を求めて路面状態の判別を行っている。また、第２実施形態では、受信機２１に距離判定部２６や指示送信部２７を備えて、タイヤ側装置１への指示信号の送信を行っている。
【０１１０】
しかしながら、これも一例を示したに過ぎず、車体側システム２のいずれかの場所、例えばブレーキＥＣＵ２２などのような他のＥＣＵによって類似度を求めたり、路面状態の判別を行ったり、指示信号の送信を行うようにしても良い。また、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。
【０１１１】
（４）また、上記第４実施形態では、空気圧検出部１７を圧力センサや温度センサなどで構成する例を挙げたが、空気圧検出部１７を振動センサ部１０および波形処理部１１によって構成することもできる。
【０１１２】
具体的には、タイヤ空気圧に応じてタイヤ３の接地面の長さが変化することから、接地面の長さの変化に基づいてタイヤ空気圧を検出することができる。例えば、接地面の長さに応じて、振動センサ部１０の出力電圧における第１ピーク値から第２ピーク値までの経過時間が変化する。また、タイヤ３が１回転するのに掛かる時間は、連続する第１ピーク値の時間間隔や連続する第２ピーク値の時間間隔から分かり、タイヤ３が１回転するのにかかる時間とタイヤ３が１回転したときの走行距離とから車速が分かる。したがって、車速と第１ピーク値から第２ピーク値までの経過時間とから、接地面の長さを求めることができ、そこからタイヤ空気圧を求めることが可能となる。
【０１１３】
この場合、空気圧検出の機能を起動させることは、振動センサ部１０および波形処理部１１を起動させることと同意となる。しかしながら、路面データについては送信する必要がないため、路面データの送信機能についてはスリープさせることが可能となり、消費電力の低減を図ることはできる。特に、空気圧データの定期送信周期は、路面データの送信間隔よりも十分に長いため、空気圧データの定期送信周期の際にのみ、振動センサ部１０および波形処理部１１を起動させるようにすれば、より消費電力の低減が図れる。
【０１１４】
（５）また、第１、２、４実施形態においては、タイヤ側装置１で送信と受信の双方を行うことになる。この場合の通信については、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの公知の近距離無線通信技術によって実施可能である。ただし、車体側システム２もしくはツール２００からタイヤ側装置１に起動、スリープの指示を行うための指示信号が伝えられれば良いため、データ量の少ない通信が行えれば良く、通信の形態については問わない。
【符号の説明】
【０１１５】
１            タイヤ側装置
２            車体側システム
１０          振動センサ部
１１          波形処理部
１２、２４    データ通信部
１４          指示受信部
１５          起動制御部
２１          受信機
２５          路面判別部
２７、２０１  指示送信部
【図１】
2019070626.tif 000008
【図２】
2019070626.tif 000009
【図３】
2019070626.tif 000010
【図４】
2019070626.tif 000011
【図５】
2019070626.tif 000012
【図６】
2019070626.tif 000013
【図７】
2019070626.tif 000014
【図８】
2019070626.tif 000015
【図９】
2019070626.tif 000016
【図１０】
2019070626.tif 000017
【図１１】
2019070626.tif 000018