(57)【要約】【課題】タイヤ内の制御部の省メモリおよび省電力を実現できるタイヤ側装置を含むタイヤ装置を提供する。【解決手段】タイヤ側装置１の制御部１１により、今回特徴量と前回特徴量との間において類似度計算を行い、その結果に基づいて路面状態が変化したことを判定する。また、車体側システム２の制御部２６により、周辺装置２４の情報に基づいて路面状態の変化があったことを推定すると共に、路面状態の変化があると車体側情報をタイヤ側装置１に送信する。そして、タイヤ側装置１にて、路面状態の変化したタイミングでタイヤ側装置１から今回特徴量を含む路面データの送信を行う。【選択図】図２
2019081530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ（３）に配置され、路面状態に関するデータである路面データを送信するタイヤ側装置（１）、および、車体側に配置され、前記路面データを受信して前記路面状態を推定する車体側システム（２）を有する路面状態推定装置であって、
前記タイヤ側装置は、
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、前記検出信号に基づいて前記路面データを作成する第１制御部（１１）と、前記車体側システムとの間におけるデータ通信を行う第１送受信部（１２）と、を有し、
前記車体側システムは、
路面状態に関する情報を取得する周辺装置（２４）と、前記タイヤ側装置との間におけるデータ通信を行う第２送受信部（２５）と、前記周辺装置で取得した前記路面状態に関する情報に基づいて前記路面状態の変化があったことを判定すると前記タイヤ側装置に対して前記路面状態の変化があったことを示す車体側情報を前記第２送受信部より送信させると共に、前記第２送受信部が受信した前記路面データに基づいて路面状態を推定する第２制御部（２６）と、を有し、
さらに、前記第１制御部は、前記検出信号に基づいて路面状態の変化があったことを判定する変化判定部（１１ｃ）と、前記変化判定部にて前記路面状態が変化したことが判定されたとき、および、記車体側情報を受信すると、前記第１送受信部より前記路面データの送信を行わせる送信制御部（１１ｄ）と、を備えている路面状態推定装置。
【請求項２】
前記第１制御部は、前記タイヤの１回転中における前記検出信号の特徴量を抽出すると共に特徴量を含む前記路面データを作成する特徴量抽出部（１１ａ）を備え、
前記変化判定部は、前記特徴量抽出部で前記タイヤの今回の回転時に抽出された前記特徴量を今回特徴量として、該今回特徴量と前記特徴量保存部に保存された前記過去特徴量とに基づいて、路面状態が変化したことを判定し、
前記送信制御部は、前記今回特徴量を含む前記路面データを送信する請求項１に記載の路面状態推定装置。
【請求項３】
前記変化判定部は、前記今回特徴量と前記過去特徴量との類似度を演算し、該類似度に基づいて前記路面状態が変化したことを判定する請求項２に記載の路面状態推定装置。
【請求項４】
前記特徴量保存部は、前記特徴量抽出部で抽出された１回転前の前記特徴量である前回特徴量を前記過去特徴量として保存し、
前記変化判定部は、前記今回特徴量と前記前回特徴量とに基づいて前記路面状態が変化したことを判定する請求項２または３に記載の路面状態推定装置。
【請求項５】
前記第１制御部は、前記変化判定部にて路面状態の変化があったことが判定された場合と前記車体側情報を受信した場合の両方を満たしているときには、路面状態の変化があったことの信頼性が高いことを示すデータを前記路面データに含め、いずれか一方のみの場合には両方を満たしている場合よりも前記信頼性が低いことを示すデータを前記路面データに含める請求項１ないし４のいずれか１つに記載の路面状態判定装置。
【請求項６】
タイヤ（３）に配置され、路面状態に関するデータである路面データを送信するタイヤ側装置（１）、および、車体側に配置され、前記路面データを受信して前記路面状態を推定する車体側システム（２）を有する路面状態推定装置であって、
前記タイヤ側装置は、
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、前記検出信号に基づいて前記路面データを作成する第１制御部（１１）と、前記車体側システムとの間におけるデータ通信を行う第１送受信部（１２）と、を有し、
前記車体側システムは、
路面状態に関する情報を取得する周辺装置（２４）と、前記タイヤ側装置との間におけるデータ通信を行う第２送受信部（２５）と、前記周辺装置で取得した前記路面状態に関する情報に基づいて前記路面状態の変化があったことを判定すると前記タイヤ側装置に対して前記路面状態の変化があったことを示す車体側情報を前記第２送受信部より送信させると共に、前記第２送受信部が受信した前記路面データに基づいて路面状態を推定する第２制御部（２５）と、を有し、
前記第１制御部は、前記第１送受信部が前記車体側情報を受信すると、前記第１送受信部より前記路面データを前記車体側システムに送信する路面状態推定装置。
【請求項７】
前記第１制御部は、前記タイヤの１回転中における前記検出信号の特徴量を抽出すると共に特徴量を含む前記路面データを作成する特徴量抽出部（１１ａ）を備え、
前記送信制御部は、前記今回特徴量を含む前記路面データを送信する請求項６に記載の路面状態推定装置。
【請求項８】
前記特徴量抽出部が抽出する前記特徴量は、前記検出信号の時間軸波形の特徴ベクトルにて表される請求項２ないし４および７のいずれか１つに記載の路面状態推定装置。
【請求項９】
前記第２制御部は、前記路面状態の種類ごとに前記特徴量のサポートベクタを保存したサポートベクタ保存部（２６ａ）と、前記路面データに含まれる前記今回特徴量と前記サポートベクタ保存部に保存された前記サポートベクタとに基づいて前記路面状態の推定を行う状態推定部（２６ｂ）と、を備えている請求項２ないし４、７および８のいずれか１つに記載の路面状態推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤが受ける振動を検出し、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するタイヤ側装置と、路面データを受信して路面状態を推定する車体側システムと、を有する路面状態推定装置に関するものである。
【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推定方法が提案されている。この路面状態推定方法では、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、路面状態を推定する。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、ウェット路面などが現在走行中の路面状態であると推定される。このような路面状態推定方法により、ロバスト性の高い路面判定を行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
上記した特許文献１に示される路面状態推定方法は、類似度の計算をタイヤ内に備えられる制御部によって実施するか、それとも車体側システムにおいて実施するか定かではないが、類似度の計算負荷が高いことから、次のような問題を発生させることになる。
【０００５】
例えば、タイヤ内に備えられる制御部において類似度を計算すると共に路面状態の推定を行い、その推定結果を車体側システムに伝える形態とする場合、タイヤ内に備える制御部にサポートベクタを記憶したり、類似度計算のデータ処理を行うことが必要になる。このため、タイヤ内において、電力消費量が膨大になるし、膨大なデータ記憶およびデータ処理が必要になるために制御部内のメモリの消費量も膨大になる。
【０００６】
また、タイヤ内に備える制御部において特徴ベクトルの抽出のみを行い、そのデータを車体側システムに送信し、車体側システムにおいて全サポートベクタに対する類似度計算を行って路面状態を判定するという形態とすることもできる。その場合、データ送信のタイミングが決定できないため、通信頻度を上げざるを得ず、高頻度のデータ送信によって電力消費量を増大させる。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、少なくともタイヤ側装置の省電力を実現できる路面状態推定装置を提供することを第１の目的とする。また、タイヤ内の制御部の省メモリおよび省電力を実現できるタイヤ側装置を含む路面状態推定装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の路面状態推定装置は、タイヤ（３）に配置されるタイヤ側装置（１）および車体側に配置される車体側システム（２）を備えている。タイヤ側装置は、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、検出信号に基づいて路面データを作成する第１制御部（１１）と、車体側システムとの間におけるデータ通信を行う第１送受信部（１２）と、を有している。また、車体側システムは、路面状態に関する情報を取得する周辺装置（２４）と、タイヤ側装置との間におけるデータ通信を行う第２送受信部（２５）と、周辺装置で取得した路面状態に関する情報に基づいて路面状態の変化があったことを判定するとタイヤ側装置に対して路面状態の変化があったことを示す車体側情報を第２送受信部より送信させると共に、第２送受信部が受信した路面データに基づいて路面状態を推定する第２制御部（２６）と、を有している。そして、タイヤ側装置における第１制御部に、検出信号に基づいて路面状態の変化があったことを判定する変化判定部（１１ｃ）と、変化判定部にて路面状態が変化したことが判定されたとき、および、記車体側情報を受信すると、第１送受信部より路面データの送信を行わせる送信制御部（１１ｄ）と、を備えている。
【０００９】
このような路面状態推定装置によって路面状態の推定を行うに際し、タイヤ側装置からの路面データの送信が路面状態の変化タイミングのみとなるようにしている。具体的には、タイヤ側装置もしくは車体側システムにて路面状態の変化があったと判定されたタイミングにのみ、タイヤ側装置からの路面データの送信が行われるようにしている。このため、通信頻度を低下させることが可能となり、タイヤ内の第１制御部の省電力化を実現することが可能となる。
【００１０】
また、タイヤ側装置の第１制御部にサポートベクタを保存するためのサポートベクタ保存部を備える構造だけでなく、備えない構成とすることも可能となる。そして、サポートベクタ保存部を備えない構造とする場合、タイヤ内の第１制御部の省メモリ化を図ることもできる。
【００１１】
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】
【００１２】
【図１】第１実施形態にかかる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（ｒ−１）と距離ｙｚとの関係を示した図である。
【図７】車体側システムの制御部が実行する車体側判定処理のフローチャートである。
【図８】タイヤ側装置の制御部が実行するタイヤ側判定処理のフローチャートである。
【図９】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１０】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１１】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１２】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１３】第３実施形態で説明するタイヤ側判定処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
（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推定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推定すると共に、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。
【００１５】
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、周辺装置２４などが備えられている。なお、このタイヤ装置１００のうち路面状態推定機能を実現する部分が路面状態推定装置に相当する。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や周辺装置２４が路面状態推定装置を構成している。
【００１６】
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の走行路面における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推定を行う。具体的には、タイヤ側装置１は、路面状態に変化があったことを判定したときに、路面データの送信を行う。また、車体側システム２でも、周辺装置２４からの情報に基づいて路面状態に変化があったことを判定しており、路面状態の変化があった場合に、その旨の情報（以下、車体側情報という）をタイヤ側装置１に送信する。すなわち、タイヤ側装置１は、自身で路面状態に変化があったことを判定した場合に加えて、車体側情報が伝えられたときにも路面データの送信を行う。そして、受信機２１では、路面状態の変化があったときに送られてくる路面データが受信され、受信した路面データに基づいて路面状態の推定が行われるようになっている。
【００１７】
また、タイヤ装置１００は、受信機２１での路面状態の推定結果を報知装置２３に伝え、報知装置２３より路面状態の推定結果を報知させる。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が低いときに対応し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および車体側システム２は、以下のように構成されている。
【００１８】
タイヤ側装置１は、各タイヤ３それぞれに配置され、車体側システム２との間において双方向通信が可能とされている。具体的には、タイヤ側装置１は、図２に示すように、加速度取得部１０、制御部１１およびデータ通信部１２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。
【００１９】
加速度取得部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、加速度取得部１０は、加速度センサによって構成される。加速度取得部１０が加速度センサとされる場合、加速度取得部１０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、加速度取得部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を検出信号として発生させる。例えば、加速度取得部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。
【００２０】
制御部１１は、第１制御部に相当し、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上記した処理を行う部分である。そして、制御部１１は、それらの処理を行う機能部として特徴量抽出部１１ａ、特徴量保存部１１ｂ、変化判定部１１ｃおよび送信制御部１１ｄを備えた構成とされている。
【００２１】
特徴量抽出部１１ａは、加速度取得部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、この検出信号を処理することで、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、特徴量抽出部１１ａは、送信制御部１１ｄを介して、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。
【００２２】
特徴量保存部１１ｂは、タイヤ３の１回転前に特徴量抽出部１１ａで抽出された特徴量（以下、前回特徴量という）を保存している。タイヤ３が１回転したことについては後述する手法によって確認できることから、タイヤ３が１回転するごとに、１回転分の特徴量を保存している。なお、タイヤ３の１回転分の特徴量については、タイヤ３が１回転するごとにデータ更新するようにしても良いし、複数回転分をストックしておき、タイヤ３が１回転するごとに最も古いデータを消去するようにしても良い。ただし、タイヤ３内での制御部１１の省メモリ化の観点からは、ストックするデータ量を少なくすることが好ましいため、タイヤ３が１回転するごとにデータ更新するのが好ましい。
【００２３】
変化判定部１１ｃは、タイヤ３の今回の回転時に特徴量抽出部１１ａが抽出した特徴量（以下、今回特徴量という）と、特徴量保存部１１ｂに保存されているタイヤ３の前回特徴量とに基づいて、路面状態の変化の有無を判定する。また、変化判定部１１ｃは、後述するように、車体側システム２の受信機２１から車体側情報を受信したか否かに基づいても路面状態の変化の有無を判定している。そして、変化判定部１１ｃは、路面状態の変化があったと判定すると、それを示す制御信号を送信制御部１１ｄに伝える。
【００２４】
なお、変化判定部１１ｃは、タイヤ側装置１での特徴量に基づく路面状態の変化の有無の判定と、車体側システム２からの車体側情報に基づく路面状態の変化の有無の判定について区別して判定を行っている。以下の説明では、前者の判定を「タイヤ側判定」、後者の判定を「車体側判定」と呼ぶ。
【００２５】
送信制御部１１ｄは、データ通信部１２からのデータ送信を制御するものである。送信制御部１１ｄは、変化判定部１１ｃから路面状態の変化が有ったことを示す制御信号が伝えられると、そのときに特徴量抽出部１１ａで抽出された今回特徴量を含む路面データをデータ通信部１２に伝える。このため、本実施形態の場合には、タイヤ側判定の結果もしくは車体側判定の結果のいずれか一方でも、路面状態の変化があったとの判定結果であった場合には、路面データがデータ通信部１２に伝えられる。
【００２６】
データ通信部１２は、第１送受信部を構成する部分であり、車体側システム２における受信機２１の後述するデータ通信部２５との間においてデータ通信を行う。データ通信部１２は、ここでは１つの構成として記載されているが、送信部と受信部それぞれ別々に構成されたものであっても良い。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。
【００２７】
例えば、データ通信部１２は、送信制御部１１ｄから路面データが伝えられると、そのタイミングで今回特徴量を含む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、送信制御部１１ｄによって制御されることから、タイヤ３が１回転するごとにデータ送信が行われる訳ではなく、路面状態の変化が有ったときにのみデータ送信が行われるようになっている。
【００２８】
また、データ通信部１２は、データ通信部２５から車体側情報が伝えられると、それを受信して変化判定部１１ｃに伝える。これにより、変化判定部１１ｃは、伝えられた車体側情報に基づいても、路面状態の変化の有無を判定することが可能となる。
【００２９】
一方、受信機２１は、図２に示すように、データ通信部２５と制御部２６とを有した構成とされている。
【００３０】
データ通信部２５は、タイヤ側装置１との間においてデータ通信を行う第２送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より送信された今回特徴量を含む路面データを受信し、制御部２６に伝える役割を果たす。また、周辺装置２４の情報に基づいて制御部２６から路面状態の変化があったことを示す車体側情報が伝えられると、それを各タイヤ側装置１のデータ通信部１２に伝える役割も果たす。データ通信部２５は、ここでは１つの構成として記載されているが、送信部と受信部それぞれ別々に構成されたものであっても良い。
【００３１】
制御部２６は、第２制御部に相当し、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。そして、制御部２６は、各種処理を行う機能部としてサポートベクタ保存部２６ａと状態推定部２６ｂおよび変化判定部２６ｃを備えている。
【００３２】
サポートベクタ保存部２６ａ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、そのときに特徴量抽出部１１ａ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。
【００３３】
状態推定部２６ｂは、データ通信部２５が受信したタイヤ側装置１より送られてきた今回特徴量と、サポートベクタ保存部２６ａ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、路面状態を推定する。例えば、今回特徴量を路面の種類別のサポートベクタと対比して、今回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推定している。
【００３４】
変化判定部２６ｃは、周辺装置２４からの情報に基づいて、路面状態の変化があったことを判定し、路面状態の変化があった場合に、その旨を示す車体側情報をデータ通信部２５から各タイヤ側装置１のデータ通信部１２に送信する。なお、周辺装置２４には、後述するように様々なものを用いることができることから、周辺装置２４としてどの装置が適用されるかに応じて変化判定部２６ｃで行う処理が異なってくるが、これについては後述する。
【００３５】
また、制御部２６は、状態推定部２６ｂにて路面状態を推定すると、推定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を通じて推定された路面状態を常に表示するようにしても良いし、推定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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
周辺装置２４は、車両１に備えられる各種機器によって構成され、路面状態に関する情報を取得して変化判定部２６ｃに伝える役割を果たす。車両１に備えられる各種機器としては、路面状態に関する情報を取得できるものであればどのような機器であっても良く、例えば車載カメラ、ワイパ装置、ブレーキＥＣＵ２２などが適用され得る。
【００４０】
周辺装置２４として車載カメラが適用される場合、車載カメラによって車両１の前方の路面の画像データを取得し、その画像データを変化判定部２６ｃに伝える。この場合、変化判定部２６ｃは、車載カメラの画像データを解析し、その解析結果に基づいて路面状態の変化があったことを判定する。また、周辺装置２４としてワイパ装置が適用される場合、ワイパ装置の駆動情報を変化判定部２６ｃに伝える。ワイパ装置が駆動される場合は雨天や降雪時である。このため、変化判定部２６ｃは、ワイパ装置の制御部からワイパ駆動が行われたことを示す情報を取得し、それに基づいて路面状態の変化があったことを判定する。また、周辺装置２４としてブレーキＥＣＵ２２が適用される場合、ブレーキＥＣＵ２２にて行われる各種制御に用いられる路面状態にかかわる情報を変化判定部２６ｃに伝える。ブレーキＥＣＵ２２ではＡＢＳ（Antilock Brake Systemの略）やＶＳＣ（Vehicle stability controlの略）などの各種制御が行われ、路面摩擦係数の推定や路面状態の推定が行われている。このため、変化判定部２６ｃは、ブレーキＥＣＵ２２から路面状態に関する情報が伝えられると、その情報に基づいて路面状態の変化があったことを判定する。なお、車載カメラで取得した画像データの解析に基づく路面状態の推定や、ブレーキＥＣＵ２２による路面状態の推定については公知となっている手法を適用すればよい。
【００４１】
以上のようにして、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。  
次に、上記した特徴量抽出部１１ａで抽出する特徴量や、変化判定部１１ｃによる路面状態の変化の判定の詳細について説明する。
【００４２】
まず、特徴量抽出部１１ａで抽出する特徴量について説明する。ここでいう特徴量とは、加速度取得部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。
【００４３】
タイヤ回転時における加速度取得部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のうち加速度取得部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、加速度取得部１０の出力電圧が極大値をとる。以下、この加速度取得部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のうち加速度取得部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、加速度取得部１０の出力電圧が極小値をとる。以下、この加速度取得部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。
【００４４】
加速度取得部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のうち加速度取得部１０の配置箇所と対応する部分が接地する際、加速度取得部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、加速度取得部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のうち加速度取得部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、加速度取得部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、加速度取得部１０の出力電圧が第２ピーク値をとる。このようにして、加速度取得部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。
【００４５】
ここで、タイヤトレッド３１のうち加速度取得部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のうち加速度取得部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のうち加速度取得部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。
【００４６】
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、加速度取得部１０の検出信号が変化することから、各領域での加速度取得部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、路面状態に応じて加速度取得部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。
【００４７】
このため、特徴量抽出部１１ａは、連続した時間軸波形となっているタイヤ３の１回転分の加速度取得部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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
【数１】
2019081530.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。
【００５１】
【数２】
2019081530.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。特徴量抽出部１１ａでは、この行列式Ｘで表される特徴量を加速度取得部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。
【００５２】
続いて、変化判定部１１ｃによる路面状態の変化の判定について説明する。この判定は、特徴量抽出部１１ａが抽出した今回特徴量と、特徴量保存部１１ｂに保存された前回特徴量とを用いて類似度を算出することにより行われる。
【００５３】
上記したように特徴量を表す行列式Ｘについて、今回特徴量の行列式をＸ（ｒ）、前回特徴量の行列式をＸ（ｒ−１）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（ｒ−１）ｉｋで表すとする。その場合、今回特徴量の行列式Ｘ（ｒ）と前回特徴量の行列式Ｘ（ｒ−１）は、それぞれ次のように表される。
【００５４】
【数３】
2019081530.tif 000005
【００５５】
【数４】
2019081530.tif 000006
類似度は、２つの行列式で示される特徴量同士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、変化判定部１１ｃ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、タイヤ３の今回の回転時の行列式Ｘ（ｒ）と１回転前の行列式をＸ（ｒ−１）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。
【００５６】
例えば、図６に示すように、加速度取得部１０の検出信号の時間軸波形について、タイヤ３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、今回の回転時の各区画の特徴ベクトルＸｉをＸｉ（ｒ）、１回転前のときの各区画の特徴ベクトルをＸｉ（ｒ−１）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、今回の回転時の各区画の特徴ベクトルＸｉ（ｒ）を含む横の升と１回転前のときの各区画の特徴ベクトルＸｉ（ｒ−１）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（ｒ−１）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。また、車速については、今回の回転時と１回転前とで大きな変化はないため、基本的には各回転時の区画数は等しくなる。
【００５７】
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Ｘｉを取得しているため、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Ｘｉが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Ｘｉが示す座標間の距離については、特徴量同士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。
【００５８】
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。
【００５９】
【数５】
2019081530.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が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、路面状態の変化が有ったと判定し、総和Ｋｔｏｔａｌが閾値Ｔｈよりも小さければ、類似度が高く、路面状態の変化は無かったと判定する。
【００６０】
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を用いることができる。また、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。また、特徴ベクトルのすべてを用いるのではなく、その中から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。
【００６１】
続いて、本実施形態にかかるタイヤ装置１００の作動について、図７〜図１０を参照して説明する。
【００６２】
まず、車体側システム２では、周辺装置２４から取得する路面状態に関する情報に基づき、変化判定部２６ｃにて、図７に示す車体側判定処理を実行している。この処理は、例えば図示しないイグニッションがオンされている期間中、好ましくは車両１の走行中に、所定の制御周期毎に実行される。
【００６３】
図７に示すように、変化判定部２６ｃは、ステップＳ１００において、周辺装置２４から路面状態に関する情報を取得する処理を実行する。例えば、周辺装置２４として車載カメラが適用される場合には画像データの取得、ワイパ装置が適用される場合にはワイパ装置が駆動されたことを示す情報、ブレーキＥＣＵ２２が適用される場合には路面摩擦係数もしくは路面状態の情報の取得が行われる。
【００６４】
続いて、ステップＳ１１０に進み、車体側判定として、ステップＳ１００で取得した情報に基づき、路面状態の変化があったか否かの判定を行う。その後、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、データ通信部２５を通じて、各タイヤ側装置１に向けて路面状態の変化があったことを示す車体側情報を送信する。そして、ステップＳ１１０で否定判定された場合は車体側情報を送信することなく車体側判定処理を終了し、ステップＳ１２０において車体側情報を送信した場合にも、その後、車体側判定処理を終了する。
【００６５】
一方、各車輪のタイヤ側装置１では、制御部１１にて、図８に示すタイヤ側判定処理および図９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。
【００６６】
まず、図８に示すように、制御部１１は、ステップＳ２００において、加速度取得部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Ｓ２１０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、加速度取得部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Ｓ２２０に進み、今回特徴量として、入力したタイヤ１回転分の加速度取得部１０の検出信号の時間軸波形の特徴量を抽出する。以上のステップＳ２００〜Ｓ２２０の処理は、制御部１１のうちの特徴量抽出部１１ａによって行われる。
【００６７】
なお、タイヤ３が１回転したことについては、加速度取得部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。
【００６８】
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回転中における加速度取得部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、加速度取得部１０の検出信号のうちの振動レベルが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。
【００６９】
また、ステップＳ２２０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。
【００７０】
この後、ステップＳ２３０に進み、今回特徴量と前回特徴量とに基づいて、上述した手法によって類似度を求め、例えば類似度を閾値Ｔｈと比較することで、路面状態の変化が有ったか否かを判定する。この処理は、特徴量抽出部１１ａで抽出した今回特徴量と、後述するステップＳ２５０において特徴量保存部１１ｂに保存された前回特徴量とに基づいて実行される。
【００７１】
そして、ステップＳ２３０で肯定判定されると、ステップＳ２４０において路面状態の変化があったことを記憶しておく。なお、これらステップＳ２３０、Ｓ２４０の処理は、制御部１１のうちの変化判定部１１ｃによって行われる。
【００７２】
最後に、ステップＳ２５０に進み、今回特徴量を前回特徴量として特徴量保存部１１ｂに保存して、処理を終了する。
【００７３】
また、制御部１１は、図９に示すデータ送信処理を実行している。まず、ステップＳ３００では、タイヤ側装置１において路面状態の変化があったと判定されたか否かを判定する。この判定は、上記した図８のステップＳ２４０において路面状態の変化があったことが記憶されているか否かに基づいて行われる。ここで肯定判定された場合にはステップＳ３１０に進み、否定判定された場合にはステップＳ３２０に進む。そして、ステップＳ３１０やステップＳ３２０では、車体側システム２において路面状態の変化があったと判定されたか否かを判定する。この判定は、上記した図７のステップＳ１２０で送信された車体側情報が受信されているか否かに基づいて行われる。
【００７４】
そして、ステップＳ３１０で肯定判定された場合にはステップＳ３３０に進み、今回特徴量のデータを含む路面データに「信頼性高」のデータを加えてデータ通信部１２に伝える。また、ステップＳ３２０で肯定判定された場合にはステップＳ３４０に進み、今回特徴量のデータを含む路面データに「信頼性中」のデータを加えてデータ通信部１２に伝える。さらに、ステップＳ３１０で否定判定された場合にはステップＳ３５０に進み、今回特徴量のデータを含む路面データに「信頼性低」のデータを加えてデータ通信部１２に伝える。
【００７５】
ステップＳ３１０で肯定判定された場合とは、タイヤ側装置１と車体側システム２の両方で路面状態の変化があったと判定された場合である。このため、この場合には路面状態の変化があったという判定の信頼性が高いと言える。したがって、データ通信部１２に送られる路面データに「信頼性高」というデータを含めている。
【００７６】
また、ステップＳ３２０で肯定判定された場合とは、タイヤ側装置１では路面状態の変化があったと判定されなかったものの車体側システム２で路面状態の変化があったと判定された場合である。この場合には、ステップＳ３１０で肯定判定された場合ほどではないが、路面状態の変化があったという判定の信頼性が比較的高いと言える。したがって、データ通信部１２に送られる路面データに「信頼性中」というデータを含めている。
【００７７】
さらに、ステップＳ３１０で否定判定された場合とは、タイヤ側装置１では路面状態の変化があったと判定されたものの車体側システム２で路面状態の変化があったと判定されなかった場合である。この場合には、路面状態の変化があった可能性があるものの、信頼性が比較的低いと言える。したがって、データ通信部１２に送られる路面データに「信頼性低」というデータを含めている。
【００７８】
なお、ここではタイヤ側装置１のみで路面状態の変化があったと判定された場合に「信頼性低」、車体側システム２のみで路面状態の変化があったと判定された場合に「信頼性中」とした。しかしながら、信頼性の高低はシステム仕様などに応じて異なってくるため、両者を比較し、信頼性が高い方を「信頼性中」、信頼性が低い方を「信頼性低」とすれば良い。
【００７９】
このようにして、送信制御部１１ｄから路面データがデータ通信部１２に伝えられると、データ通信部１２より受信機２１に向けて出力される。これにより、受信機２１に各タイヤ側装置１からの路面データが受信される。このように、路面状態の変化が有った時にのみデータ通信部１２から今回特徴量を含む路面データが送信されるようにしてあり、路面状態の変化が無かったときにはデータ送信が行われないようにしている。このため、通信頻度を低下させることが可能となり、タイヤ３内の制御部１１の省電力化を実現することが可能となる。
【００８０】
さらに、受信機２１では、制御部２６にて、図１０に示す路面状態推定処理を行う。この処理は、所定の制御周期ごとに実行される。
【００８１】
まず、ステップＳ４００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２５が路面データを受信したときに、その路面データを制御部２６が取り込むことによって行われる。データ通信部２５がデータ受信を行っていないときには、制御部２６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。
【００８２】
この後、ステップＳ４１０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Ｓ４２０に進み、受信していなければ受信するまでステップＳ４００、Ｓ４１０の処理が繰り返される。
【００８３】
そして、ステップＳ４２０に進み、路面状態の推定を行う。路面状態の推定については、受信した路面データに含まれる今回特徴量と、サポートベクタ保存部２６ａ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行う。例えば、今回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推定している。このときの類似度の演算については、図７のステップＳ２３０で行った今回特徴量と前回特徴量との類似度の演算と同じ手法を用いれば良い。
【００８４】
また、上記したように、今回特徴量のデータに信頼性の高低を示すデータも付されていることから、信頼性に応じて路面状態の推定手法を変えて行うこともできる。
【００８５】
例えば、路面状態の推定に用いる特徴量を示す行列の各要素でも、ドライ路で顕著になる要素や、ウェット路面で顕著になる要素、もしくは、凍結路で顕著になる要素などがある。このため、「信頼性高」の場合には、路面データに含まれた特徴量を示す行列すべての要素を用いて類似度の演算を行うのではなく、その中でも特に路面ごとで顕著になる要素のみを取り出して類似度の演算を行うようにする。また、「信頼性中」の場合には、「信頼性高」の場合と比較して、要素数を増やして類似度の演算を行うようにする。そして、「信頼性低」の場合には、行列式すべての要素を用いて類似度の演算を行うようにする。
【００８６】
このように、類似度の演算に用いる要素を信頼性の高低に基づいて変えることで、より要素を絞って類似度の演算を行うことができる。このため、例えば「信頼性高」の場合のように、特に路面ごとで顕著になる要素のみを取り出すことで、より的確に路面状態の推定を行うことも可能となる。例えば、車体側システム２において、路面状態の変化前がドライ路面と推定していた場合において、路面状態が変化したときに、変化後の路面状態がウェット路と凍結路のいずれかであるものの、いずれであるかが明確ではないような場合がある。この場合には、ウェット路で顕著になる要素や凍結路で顕著になる要素を抽出し、それらの要素のみを用いて類似度の演算を行うようにすれば、より明確にウェット路であるか凍結路であるかを推定できる。
【００８７】
また、このようにすれば、信頼性に応じてより少ないデータ量で路面状態を推定することも可能となる。したがって、各タイヤ側装置１からは、信頼性の高さに応じて路面データとして送るデータ量を変えるようにすることもでき、それにより更にデータ送信に必要な電力を低減できるため、更なる省電力を実現することができる。
【００８８】
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による路面状態の推定が行われる。このような路面状態の推定を行うに際し、タイヤ側装置１からの今回特徴量を含む路面データの送信が路面状態の変化タイミングのみとなるようにしている。具体的には、タイヤ側装置１もしくは車体側システム２にて路面状態の変化があったと判定されたタイミングにのみ、タイヤ側装置１からの路面データの送信が行われるようにしている。このため、通信頻度を低下させることが可能となり、タイヤ３内の制御部１１の省電力化を実現することが可能となる。
【００８９】
また、タイヤ装置１００は、タイヤ側装置１の制御部１１にサポートベクタを保存するためのサポートベクタ保存部を備えないで済むため、タイヤ３内の制御部１１の省メモリ化を図ることもできる。
【００９０】
さらに、タイヤ側装置１の制御部１１による類似度計算のデータ処理については、今回特徴量と前回特徴量とに対してのみ行えば良く、今回特徴量と全サポートベクタとの類似度計算については車体側システム２で行えば良い。このため、更にタイヤ３内の制御部１１でのメモリの消費量を抑えることが可能となり、省メモリ化を実現することが可能となる。
【００９１】
よって、タイヤ３内の制御部１１の省メモリおよび省電力を実現できるタイヤ側装置１およびそれを含むタイヤ装置１００とすることが可能となる。
【００９２】
また、タイヤ側装置１で路面状態の変化があったと判定された場合のみでなく、車体側システム２で路面状態の変化があったと判定された場合にも、タイヤ側装置１からの路面データの送信が行われるようにしている。このため、タイヤ側装置１で路面状態の変化が把握できなかった場合にも路面データを車体側システム２に伝えることが可能となり、より精度良く路面状態の変化を認識することが可能となる。
【００９３】
さらに、路面データと共に信頼性に関するデータも含めることで、信頼性に応じて路面状態の推定手法を変えて行うこともできる。例えば、信頼性に応じてより少ないデータ量で路面状態を推定することも可能となる。したがって、各タイヤ側装置１からは、信頼性の高さに応じて路面データとして送るデータ量を変えるようにすることもでき、それにより更にデータ送信に必要な電力を低減できるため、更なる省電力を実現することができる。
【００９４】
（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実施形態に対して各タイヤ側装置１において路面状態の推定まで行えるようにしたものであり、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。
【００９５】
本実施形態では、図１１に示すように、第１実施形態で備えていた特徴量保存部１１ｂに代えてサポートベクタ保存部１１ｅを備え、受信機２１のサポートベクタ保存部２６ａを無くしている。また、変化判定部１１ｃにおいて、特徴量抽出部１１ａで抽出した今回特徴量とサポートベクタ保存部１１ｅに記憶してある全サポートベクタとの間で類似度の演算を行うことで、タイヤ側装置１において路面状態の変化を判定できるようにしている。そして、路面状態の変化があったときに、タイヤ側装置１から路面データとして類似度の演算に基づく路面状態の推定結果を示すデータが送信される。
【００９６】
一方、受信機２１では、タイヤ側装置１の送信した路面データを受信し、状態推定部２６ｂより、路面データに示される路面状態をブレーキＥＣＵ２２や報知装置２３へ伝える。
【００９７】
このように、タイヤ側装置１にサポートベクタ保存部１１ｅを備え、タイヤ側装置１において路面状態の推定を行えるようにすることもできる。この場合であっても、推定結果に基づいて路面状態の変化があったか否かを判定することができる。このため、タイヤ側装置１にて路面状態の変化があった場合や車体側システム２から車体側情報が伝えられたときに、路面状態の推定結果もしくは特徴量を含む路面データの送信が行われるようにすることができる。これにより、タイヤ３内の制御部１１の省メモリの効果は得られないものの、省電力を実現できるなど、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
（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実施形態に対して各タイヤ側装置１では特徴量に基づく路面状態の変化の判定は行わず、車体側システム２から伝えられる車体側情報に基づく路面状態の変化の判定のみ行えるようにしたものである。本実施形態のその他の部分については第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。
【００９９】
本実施形態では、図１２に示すように、第１実施形態で備えていた特徴量保存部１１ｂを無くしている。また、変化判定部１１ｃにおいて、車体側システム２から送られてきた車体側情報に基づいて路面状態の変化があったことを判定できるようにしている。そして、路面状態の変化があったときに、タイヤ側装置１から特徴量を含む路面データが送信される。
【０１００】
一方、受信機２１は、周辺装置２４からの情報に基づいて路面状態の変化があったことを判定すると、車体側情報をタイヤ側装置１に伝える。また、受信機２１は、タイヤ側装置１の送信した路面データを受信し、状態推定部２６ｂより、路面データに含まれる特徴量とサポートベクタ保存部２６ａ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、路面状態を推定する。そして、状態推定部２６ｂから、路面状態の推定結果がブレーキＥＣＵ２２や報知装置２３へ伝えられる。
【０１０１】
具体的には、まず、車体側システム２において、第１実施形態で説明したように、図７のフローチャートに示す車体側判定処理を実行することで、周辺装置２４に基づく路面状態の変化の判定を行う。これに基づいて、路面状態の変化があったことが判定されると、その旨を示す車体側情報の送信が行われる。
【０１０２】
一方、タイヤ側装置１では、図１３に示すタイヤ側判定処理を実行する。まず、ステップＳ５００〜Ｓ５２０では、図８示すタイヤ側判定処理のステップＳ２００〜Ｓ２２０と同様の処理を実行する。そして、ステップＳ５３０では、車体側システム２において、路面状態の変化があったことが判定されたか否かを判定する。ここで、車体側システム２より、上記した路面状態の変化があったことが判定された旨を示す車体側情報が伝えられていると肯定判定され、伝えられていないと否定判定される。ここで肯定判定されるとステップＳ５４０に進んでステップＳ５２０で得た今回特徴量の路面データを送信して処理を終了し、否定判定されるとそのまま処理を終了する。
【０１０３】
その後は、タイヤ側装置１において、図１０に示した路面状態推定処理を実行することで、タイヤ側装置１より伝えられた路面データに基づく路面状態推定が行われるようにする。
【０１０４】
このように、車体側システム２において路面状態の変化があったことを判定した場合に車体側情報をタイヤ側装置１に伝え、その場合にのみタイヤ側装置１から路面データを送信させるようにするようにしても良い。
【０１０５】
このような形態とする場合、タイヤ側装置１では路面状態の変化があったことの判定が行えないものの、当該判定を行わなくて済むことから、さらにタイヤ３内の制御部１１の省メモリを実現できる。また、車体側システム２が路面データを必要とするときにのみタイヤ側装置１に路面データをリクエストすることができるため、タイヤ側装置１のデータ送信を更に制限できる。したがって、タイヤ側装置１の制御部１１の省電力化を実現することが可能となる。
【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】
例えば、特徴量保存部１１ｂでは、タイヤ３の過去の回転時における特徴量として、１回転前の特徴量を保存するようにしたが、必ずしも１回転前の特徴量のみである必要はない。すなわち、特徴量保存部１１ｂにタイヤ３の過去の回転時の特徴量（以下、過去特徴量という）として前回特徴量を保存するのに限らず、複数回転前の特徴量を過去特徴量として保存したり、複数回転分の過去特徴量の平均値を保存したりしても良い。そして、前回特徴量との類似度の計算については、過去特徴量のうちの前回特徴量を用いたり、前回特徴量を含めた過去複数分の平均値を用いたりしても良い。ただし、省メモリの観点からは、できるだけ少ない数の特徴量を保存させるだけにする方が好ましい。
【０１０８】
また、上記実施形態では、振動検出部を加速度取得部１０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検出部を構成することもできる。
【０１０９】
また、路面状態の変化があったときに、タイヤ側装置１から今回特徴量を含む路面データを送信するようにしているが、前回特徴量についても路面データに含めるようにしても良い。その場合、車体側システム２において、前回特徴量をサポートベクタと比較することで、変化前の路面状態についても推定できる。したがって、変化前後の路面状態の両方を推定し、より的確に路面状態の変化を認識することが可能となる。
【０１１０】
また、上記実施形態では、車体側システム２に備えられる受信機２１の制御部２６によって今回特徴量とサポートベクタとの類似度を求め、路面状態の推定を行うようにしている。しかしながら、これも一例を示したに過ぎず、他のＥＣＵ、例えばブレーキＥＣＵ２２の制御部によって類似度を求めたり、路面状態の推定を行うようにしても良い。
【０１１１】
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】
【０１１２】
１      タイヤ側装置
２      車体側システム
１０    加速度取得部
１１    制御部
１２    データ通信部
２１    受信機
２４    周辺装置
２５    データ通信部
２６    制御部
１００  タイヤ装置
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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