(57)【要約】【課題】各タイヤに備えられるタイヤ側装置から車体側システムに確実にデータを伝えることができる路面状態判別装置を提供する。【解決手段】電波環境が良好なセントラル装置に設定されたタイヤ側装置１からそれよりも電波環境が良くないペリフェラル装置に設定されたタイヤ側装置１の路面データも含めて車体側システム２に伝える。すなわち、セントラル装置およびペリフェラル装置の設定が完了すると、まずはセントラル装置に設定されたタイヤ側装置１に向けてペリフェラル装置に設定された各タイヤ側装置１から路面データを伝える。そして、セントラル装置に設定されたタイヤ側装置１からペリフェラル装置に設定された各タイヤ側装置１で抽出された特徴量を含めた路面データを車体側システム２に伝える。【選択図】図１
2019093923.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第１データ通信部（１２）と、を有するタイヤ側装置（１）と、
前記第１データ通信部から送信された前記路面データを受信する第２データ通信部（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、を有する車体側システム（２）を備え、
前記複数のタイヤそれぞれに取り付けられた複数のタイヤ側装置は、該複数のタイヤ側装置同士の間において前記路面データの受信を行い、かつ、該複数のタイヤ側装置のうち他のタイヤ側装置よりも前記車体側システムとの間の電波環境が良い少なくとも１つのタイヤ側装置は、通信により受信した前記他のタイヤ側装置の前記路面データを含めた路面データを前記車体側システムに送信する路面状態判別装置。
【請求項２】
前記第１データ通信部と前記第２データ通信部との間は双方向通信が行われ、
前記路面判別部は、前記複数のタイヤ側装置から送信された前記路面データを受信したときの受信強度を測定し、前記他のタイヤ側装置よりも受信強度が高いものを前記少なくとも１つのタイヤ側装置として、該少なくとも１つのタイヤ側装置をセントラル装置に設定すると共に前記他のタイヤ側装置をペリフェラル装置に設定し、前記第２データ通信部より前記複数のタイヤ側装置それぞれが前記セントラル装置であるか前記ペリフェラル装置であるかを示すデータを送信する請求項１に記載の路面状態判別装置。
【請求項３】
前記セントラル装置は、すべての前記ペリフェラル装置の送信する前記路面データを受信してから、該セントラル装置の自身の前記路面データと共に、該セントラル装置および前記ペリフェラル装置それぞれの固有識別情報と対応付けて前記車体側システムに送信する請求項２に記載の路面状態判別装置。
【請求項４】
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第１データ通信部（１２）と、を有するタイヤ側装置（１）と、
前記第１データ通信部から送信された前記路面データを受信する第２データ通信部（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、を有する車体側システム（２）を備え、
前記複数のタイヤそれぞれに取り付けられた複数のタイヤ側装置は、それぞれ、該複数のタイヤ側装置同士の間において前記路面データの受信を行い、かつ、通信により受信した他のタイヤ側装置の前記路面データを含めた路面データを前記車体側システムに送信する路面状態判別装置。
【請求項５】
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第１データ通信部（１２）と、を有するタイヤ側装置（１）と、
前記第１データ通信部との間において双方向通信を行い、前記路面データを受信する第２データ通信部（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、を有する車体側システム（２）を備え、
前記複数のタイヤそれぞれに取り付けられた複数のタイヤ側装置は、それぞれ、該複数のタイヤ側装置同士の間において前記路面データの受信を行え、
前記車体側システムは、前記複数のタイヤ側装置から送信された前記路面データのうちの一部を受信していないと、前記複数のタイヤ側装置のうち前記路面データが受信できたものに対してデータ要求を行って前記路面データを受信していない前記タイヤ側装置の該路面データを送信させる路面状態判別装置。
【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。このような路面状態判別方法により、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】
しかしながら、各タイヤに備えられた加速度センサなどのタイヤ側装置から振動の検出結果などのデータを車体側に備えられる車体側システムの受信機に伝える際に、一部のタイヤについてデータが受信機で受信できない可能性がある。例えば、受信機の接地場所が一部のタイヤから離れている場合や、タイヤの回転に伴って加速度センサがＮｕｌｌの位置にある場合など、タイヤ側装置からの電波が受信機で受信されないことがあり得る。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、各タイヤに備えられるタイヤ側装置から車体側システムに確実にデータを伝えることができる路面状態判別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】
【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第１データ通信部（１２）と、を有するタイヤ側装置（１）と、第１データ通信部から送信された路面データを受信する第２データ通信部（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。そして、複数のタイヤそれぞれに取り付けられた複数のタイヤ側装置は、該複数のタイヤ側装置同士の間において路面データの受信を行い、かつ、該複数のタイヤ側装置のうち他のタイヤ側装置よりも車体側システムとの間の電波環境が良い少なくとも１つのタイヤ側装置は、通信により受信した他のタイヤ側装置の路面データを含めた路面データを車体側システムに送信する。
【０００７】
このように、複数のタイヤ側装置のうち他のタイヤ側装置よりも車体側システムとの間の電波環境が良い少なくとも１つのタイヤ側装置から、それよりも電波環境が良くない他のタイヤ側装置の路面データも含めて車体側システムに伝えるようにしている。このようにすることで、他のタイヤ側装置から路面データを送ったとしたら車体側システムに届かない可能性があるような状況においても、確実に車体側システムに伝えることができる。よって、各タイヤに備えられるタイヤ側装置から車体側システムに確実にデータを伝えることができる路面状態判別装置とすることが可能となる。
【０００８】
請求項４に記載の路面状態判別装置では、複数のタイヤそれぞれに取り付けられた複数のタイヤ側装置は、それぞれ、該複数のタイヤ側装置同士の間において路面データの受信を行い、かつ、通信により受信した他のタイヤ側装置の路面データを含めた路面データを車体側システムに送信する。
【０００９】
このように、複数のタイヤ側装置から、通信により受信した他のタイヤ側装置の路面データを含めた路面データを車体側システムに送信させている。このようにしても、各タイヤに備えられるタイヤ側装置から車体側システムに確実に路面データを伝えることができる路面状態判別装置とすることが可能となる。
【００１０】
請求項５に記載の路面状態判別装置では、複数のタイヤそれぞれに取り付けられた複数のタイヤ側装置は、それぞれ、該複数のタイヤ側装置同士の間において路面データの受信を行え、車体側システムは、複数のタイヤ側装置から送信された路面データのうちの一部を受信していないと、複数のタイヤ側装置のうち路面データが受信できたものに対してデータ要求を行って路面データを受信していないタイヤ側装置の該路面データを送信させる。
【００１１】
このように、各タイヤ側装置から路面データを送信させたのち、車体側システムで受信できなかった路面データがあった場合に、受信できたタイヤ側装置に対してデータ要求を行うようにしている。このようにしても、各タイヤに備えられるタイヤ側装置から車体側システムに確実に路面データを伝えることができる路面状態判別装置とすることが可能となる。
【００１２】
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】
【００１３】
【図１】第１実施形態にかかる路面状態判別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】車体側システムが実行する路面状態判別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１実施形態の路面状態の判別を行う際のデータ送信の様子を表した図である。
【図１０】第１実施形態の路面状態の判別を大型車両に適用する場合のデータ送信の様子を表した図である。
【図１１】第２実施形態で説明するタイヤ側装置が実行するデータ送信処理のフローチャートである。
【図１２】第２実施形態で説明する車体側システムが実行する路面状態判別処理のフローチャートである。
【図１３】第２実施形態の路面状態の判別を行う際のデータ送信の様子を表した図である。
【図１４】第３実施形態で説明するタイヤ側装置が実行するデータ送信処理のフローチャートである。
【図１５】第３実施形態で説明する車体側システムが実行する路面状態判別処理のフローチャートである。
【図１６】第３実施形態の路面状態の判別を行う際のデータ送信の様子を表した図である。
【図１７】第３実施形態の路面状態の判別を大型車両に適用する場合のデータ送信の様子を表した図である。
【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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【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と共に、各タイヤ側装置１同士の間においても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、振動センサ部１０、波形処理部１１、データ通信部１２および電源部１３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。
【００１９】
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。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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
データ通信部１２は、車体側システム２との間において双方向通信を行ったり、他のタイヤ側装置１との間において通信を行う第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。
【００２４】
データ通信部１２は、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に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。
【００２５】
また、データ通信部１２は、セントラル装置であるかペリフェラル装置であるかを示す指示信号を受信し、指示信号の内容を波形処理部１１に伝える役割を果たす。
【００２６】
ここでいう指示信号は、車体側システム２から送られてくる信号であり、各タイヤ側装置１に対して、自身がセントラル装置であるか、それともペリフェラル装置であるかを示す信号である。セントラル装置は、ペリフェラル装置との間においてデータの送受信を行えるものである。セントラル装置は、自身のデータに加えてペリフェラル装置から伝えられたデータについても車体側システム２に送信することができる。ペリフェラル装置は、セントラル装置との間においてデータ送信を行うものであり、ここではセントラル装置からのデータを受信する動作は行わないが、受信できるようにされていても良い。
【００２７】
指示信号は、各タイヤ側装置１に対して個別に伝えられるものであっても良いし、すべてのタイヤ側装置１についてのセントラル装置とペリフェラル装置のいずれであるかを示したものであっても良い。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。指示信号が各タイヤ側装置１に個別に伝えられるものとされる場合、その指示信号に該当するタイヤ側装置１のＩＤ情報が付されることで、各タイヤ側装置１は、指示信号が自身に対する信号であるか否かを識別できるようにしている。また、指示信号がすべてのタイヤ側装置１についてのセントラル装置とペリフェラル装置のいずれであるかを示したものとされる場合、ＩＤ情報とセントラル装置であるかペリフェラル装置であるかを示すデータを関連付けるようにしている。このように、ＩＤ情報ごとにセントラル装置であるかペリフェラル装置であるかが指示信号に基づいて把握できる。このため、各タイヤ側装置１は、自身がセントラル装置であるかペリフェラル装置であるか識別できるだけでなく、他のタイヤ側装置１がセントラル装置であるかペリフェラル装置であるかも識別できる。
【００２８】
なお、各タイヤ側装置１では、装置製造時に、波形処理部１１を構成するマイクロコンピュータのＲＯＭなどのメモリに、自身がセントラル装置とペリフェラル装置のいずれであるかを記憶しておくこともできる。ただし、ＩＤ情報以外についてはメモリの記憶内容を同じにすることが好ましい。このため、ここでは装置製造時に、波形処理部１１のメモリに自身がセントラル装置とペリフェラル装置のいずれであるかを記憶していない場合について説明する。また、各タイヤ側装置１は、車体側システム２からのデータを受信すると、そのデータの内容を記憶しておき、自身がセントラル装置とペリフェラル装置のいずれであるかを認識できるようにするが、タイヤ３が回転を停止してから所定時間経過するとそれを消去する。これにより、タイヤ３がローテーションなどされた場合に、各タイヤ側装置１をセントラル装置とペリフェラル装置のいずれにするかを改めて設定できるようにしている。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
データ通信部２４は、タイヤ側装置１との間において双方向通信を行う第２データ通信部に相当する部分である。データ通信部２４は、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。
【００３３】
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いる。本実施形態の場合、路面判別部２５は、データ通信部２４で路面データを受信したときの受信強度の測定を行っている。
【００３４】
また、路面判別部２５は、受信した路面データに基づいて路面状態の判定を行う。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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
【数１】
2019093923.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。
【００５２】
【数２】
2019093923.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。
【００５３】
続いて、本実施形態にかかるタイヤ装置１００による路面状態判別について、図６〜図７を参照して説明する。なお、ここでは、車両が停止している状態から走行を開始した状態を想定して説明を行う。
【００５４】
各車輪のタイヤ側装置１では、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。一方、車体側システム２では、路面判別部２５において、図７に示す路面状態判別理が実行される。なお、以下では、図６および図７の各処理を走行開始時から時系列に沿って順番に説明していく。
【００５５】
まず、各タイヤ側装置１では、波形処理部１１は、所定の制御周期毎に図６に示すデータ送信処理を実行する。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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
その後、ステップＳ１３０において、波形処理部１１は、自身のタイヤ側装置１がセントラル装置であるか否かを判定する。走行開始時には、セントラル装置とペリフェラル装置のいずれであるかの記憶内容が消去されているため、本ステップでは否定判定され、ステップＳ１４０に進むことになる。
【００６０】
そして、ステップＳ１４０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。
【００６１】
一方、受信機２１では、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、路面判別部２５が図７に示す路面状態判別処理を実行する。この処理は、所定の制御周期ごとに実行される。
【００６２】
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。
【００６３】
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する。ここで、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。
【００６４】
ステップＳ２２０では、セントラル装置が設定済みであるか否かが判定される。走行開始時には、セントラル装置の設定はまだされていないため、ここでは否定判定され、ステップＳ２３０に進むことになる。
【００６５】
ステップＳ２３０では、受信強度、つまりデータを受信したときの電波強度を測定する。各タイヤ側装置１からデータ送信を行った場合、電波強度は、タイヤ側装置１から受信機２１までの距離や周辺環境、例えばどの経路を通じてタイヤ側装置１から受信機２１まで電波が伝わるか等に応じて減衰する。そして、各タイヤ側装置１からデータ送信が行われる際に用いられる電波の強度は決まっていることから、受信強度が大きいほど電波環境が良く、受信機２１まで電波が伝わりやすいことを意味している。したがって、ステップＳ２４０に進んだのち、ステップＳ２３０で測定した受信強度に基づき、例えば各タイヤ側装置１のうち電波の受信強度が最も高かったものをセントラル装置と設定する。また、タイヤ側装置１のうちセントラル装置として設定されたもの以外についてはペリフェラル装置と設定する。
【００６６】
そして、ステップＳ２５０に進み、各タイヤ側装置１がセントラル装置とペリフェラル装置のいずれであるかのデータを示した指示信号を各タイヤ側装置１のＩＤ情報と対応付けて、各タイヤ側装置１に送信する。これにより、各タイヤ側装置１は、自身がセントラル装置とペリフェラル装置のいずれであるかを認識することが可能となる。
【００６７】
なお、ここでは車体側システム２との間の電波環境が良いセントラル装置として、受信強度が最も大きなタイヤ側装置１を選択するようにしている。しかしながら、これは一例であり、複数のタイヤ側装置１のうち他のタイヤ側装置１よりも受信強度が高い少なくとも１つをセントラル装置として設定すればよい。また、タイヤ３の回転に伴って電波環境も変化する可能性があることから、受信強度を複数回測定した結果に基づき、例えば平均値が最も高いタイヤ側装置１などをセントラル装置に設定するようにしても良い。
【００６８】
その後、ステップ２６０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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
【数３】
2019093923.tif 000005
【００７２】
【数４】
2019093923.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を判別する。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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
【数５】
2019093923.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。
【００７７】
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。
【００７８】
一方、上記したように、ステップＳ２５０においてセントラル装置とペリフェラル装置のいずれであるかのデータが示された指示信号が送信されると、各タイヤ側装置１では、自身がセントラル装置とペリフェラル装置のいずれであるかを認識できるようになる。したがって、この後は、セントラル装置に設定されたタイヤ側装置１では、ステップＳ１３０で肯定判定されてステップＳ１５０に進む。
【００７９】
そして、ステップＳ１５０において、波形処理部１１はデータ受信処理を行う。これにより、セントラル装置に設定されたタイヤ側装置１は、ペリフェラル装置に設定された他のタイヤ側装置１からの路面データを受信する。なお、ここではステップＳ１５０の処理として記載してあるが、データ受信については必ずしも図６に示した処理の順番に行われる必要はなく、データ送信処理が実行されている期間中のどのタイミングで実行されても構わない。
【００８０】
続いて、ステップＳ１６０でペリフェラル装置に設定された全タイヤ側装置１からの路面データを受信したと判定されると、ステップＳ１７０に進み、セントラル装置に設定されたタイヤ側装置１より路面データの送信が行われる。このとき、セントラル装置に設定されたタイヤ側装置１の波形処理部１１は、自身の特徴量に加えて、ペリフェラル装置に設定されたタイヤ側装置１が送ってきた路面データに含まれる特徴量も含めて、路面データとして送信する。また、路面データには、各特徴量がどのタイヤ側装置１で抽出されたものであるかが把握できるように、各タイヤ側装置１のＩＤ情報との対応付けを行っている。
【００８１】
なお、ペリフェラル装置に設定された各タイヤ側装置１では、ステップＳ１３０で否定判定されることになるため、ステップＳ１４０において特徴量を含む路面データの送信が行われる。セントラル装置に設定されたタイヤ側装置１は、このペリフェラル装置に設定された各タイヤ側装置１から送信された路面データをステップＳ１５０の処理で受信している。
【００８２】
また、セントラル装置が設定されてからは、図７に示す路面状態判別処理におけるステップＳ２２０で肯定判定されて、ステップＳ２３０〜Ｓ２５０の処理を省略してステップＳ２６０の処理が実行される。そして、図６のステップＳ１７０でセントラル装置に設定されたタイヤ側装置１から送信された路面データ、つまりセントラル装置とペリフェラル装置の双方のタイヤ側装置１で抽出された特徴量に基づいて、路面状態の判別が行われる。
【００８３】
このように、電波環境が良好なセントラル装置に設定されたタイヤ側装置１からそれよりも電波環境が良くないペリフェラル装置に設定されたタイヤ側装置１の路面データも含めて車体側システム２に伝えるようにしている。
【００８４】
すなわち、セントラル装置およびペリフェラル装置の設定が完了すると、まずは図９の状態１に示すようにセントラル装置に設定されたタイヤ側装置１に向けてペリフェラル装置に設定された各タイヤ側装置１から路面データが伝えられる。そして、図９の状態２に示すようにセントラル装置に設定されたタイヤ側装置１からペリフェラル装置に設定された各タイヤ側装置１で抽出された特徴量を含めた路面データが車体側システム２に伝えられる。
【００８５】
このようにすることで、ペリフェラル装置に設定されたタイヤ側装置１から路面データを送ったとしたら車体側システム２に届かない可能性があるような状況においても、確実に車体側システム２に伝えることができる。よって、各タイヤに備えられるタイヤ側装置から車体側システムに確実にデータを伝えることができる路面状態判別装置とすることが可能となる。
【００８６】
なお、図９中の細線矢印は、タイヤ側装置１から自身の特徴量を含めた路面データが送信されていることを意味している。また、太線矢印は、タイヤ側装置１から自身の特徴量に加えて他のタイヤ側装置１の特徴量を含めた路面データが送信されていることを示している。この後の説明において用いている図面についても、細線矢印と太線矢印の意味は上記と同様である。
【００８７】
また、ここでは４輪車両を例に挙げて説明したが、本実施形態の路面状態判別装置については、トラック、トレーラーのように４輪よりも多い複数の車輪が備えられる大型車両などについても適用できる。
【００８８】
例えば、図１０の紙面左側を車両前方として、図中状態１に示すように、車両における右側の前方から第２輪目がセントラル装置に設定されるような電波環境であるとする。このような場合にも、状態１に示すようにセントラル装置が設定されると、セントラル装置に設定されたタイヤ側装置１に向けてペリフェラル装置に設定された各タイヤ側装置１から路面データが伝えられる。そして、図中状態２に示すようにセントラル装置に設定されたタイヤ側装置１からペリフェラル装置に設定された各タイヤ側装置１で抽出された特徴量を含めた路面データが受信機２１に伝えられる。このように、４輪よりも多くの車輪を有する車両の路面状態判別装置にも適用可能である。特に、大型車両については、受信機２１からの距離が離れる車輪については電波環境が悪くなり易く、受信機２１を複数カ所に設置することが必要になる場合もあり得る。そのような場合には、本実施形態のようにして路面状態の判別が行えるようにすると、受信機２１を１つで済ませることが可能となり、装置構成を簡略化できるという効果も得られる。
【００８９】
なお、ステップＳ２１０では、基本的には、受信機２１がすべてのタイヤ側装置１の路面データを受信したときに肯定判定されるようにするが、すべてのタイヤ側装置１の路面データを受信できない可能性もある。このため、例えば受信機２１に自車両のタイヤ側装置１のＩＤ情報を予め登録しておくことで、一部のタイヤ側装置１からの路面データが受信できなかったとしても、受信できていないタイヤ側装置１がペリフェラル装置であることを特定することができる。
【００９０】
また、車体側システム２からセントラル装置とペリフェラル装置のいずれであるかを示すデータが届く前のときには、図６のステップＳ１３０で肯定判定されるようにしておくこともできる。この場合、各タイヤ側装置１で、自身の路面データを送信させてからステップＳ１５０のデータ受信処理を行わせ、その後ステップＳ１６０の処理を行わせることで、自身以外のタイヤ側装置１の特徴量を含めた路面データを送信させる。このようにすれば、受信機２１では、各タイヤ側装置１のうち路面データを受信できたものの受信強度の大きさに基づいてセントラル装置を設定することができる。また、受信機２１では、受信できた路面データに含まれた各タイヤ側装置１のＩＤ情報から、路面データが受信できていないタイヤ側装置１を特定し、そのタイヤ側装置１をペリフェラル装置に設定することができる。したがって、事前に各タイヤ側装置１のＩＤ情報を登録しておかなくても、すべてのタイヤ側装置１について洩れなくセントラル装置かペリフェラル装置のいずれかに設定することができる。
【００９１】
（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実施形態に対して路面状態の判別手法を変更するものであり、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。
【００９２】
本実施形態では、セントラル装置およびペリフェラル装置の設定を行うのではなく、各タイヤ側装置１が他のタイヤ側装置１が送信した路面データを受信し、その路面データに含まれる特徴量と自身が抽出した特徴量とを含めた路面データを再度送信するようにする。
【００９３】
具体的には、本実施形態の各タイヤ側装置１の波形処理部１１では図１１に示すデータ送信処理を実行し、受信機２１の路面判別部２５では図１２に示す路面状態判別処理を実行する。
【００９４】
まず、図１１のデータ送信処理では、ステップＳ３００〜Ｓ３２０において、図６のステップＳ１００〜Ｓ１２０と同様の処理を行い、ステップＳ３３０において、ステップＳ１４０と同様に各タイヤ側装置１から自身で抽出した特徴量を含む路面データの送信を行う。そして、各タイヤ側装置１は、ステップＳ３４０、Ｓ３５０において、ステップＳ１５０、Ｓ１６０と同様に、データ受信処理を行うと共に、路面データとして、自身で抽出した特徴量に加えて他のタイヤ側装置１が送ってきた路面データに含まれる特徴量を含めたものを送信する。また、路面データには、各特徴量がどのタイヤ側装置１で抽出されたものであるかが把握できるように、各タイヤ側装置１のＩＤ情報も含める。
【００９５】
一方、図１２の路面状態判別処理では、ステップＳ４００〜Ｓ４２０において、図７のステップＳ２００、Ｓ２１０、Ｓ２６０と同様の処理を行うことで、路面状態を判別する。なお、ステップＳ４１０では、図１１のステップＳ３５０で送信された他のタイヤ側装置１の特徴量を含む路面データを受信した場合に肯定判定されるようにしている。しかしながら、ステップＳ３３０で送信された路面データをすべてのタイヤ側装置１について受信している場合でも、肯定判定されるようにしても良い。
【００９６】
このような処理が行われる場合、まずは図１３の状態１に示すようにすべてのタイヤ側装置１から路面データが車体側システム２に向けて送信される。そして、その後に、状態２に示すように再びすべてのタイヤ側装置１から他のタイヤ側装置１で抽出された特徴量も含めた路面データが送信される。
【００９７】
このように、各タイヤ側装置１から路面データを送信させたのち、各タイヤ側装置１で他の路面データを受信し、今度は各タイヤ側装置１から他のタイヤ側装置１で抽出された特徴量を含む路面データを送信させるようにしている。このようにしても、第１実施形態と同様に、各タイヤに備えられるタイヤ側装置１から車体側システム２に確実に路面データを伝えることができる路面状態判別装置とすることが可能となる。
【００９８】
なお、本実施形態の場合、各タイヤ側装置１から受信機２１への通信が行えれば良く、受信機２１から各タイヤ側装置１への通信を行う必要はないため、各タイヤ側装置１と受信機２１については必ずしも双方向通信が行える形態でなくても良い。また、本実施形態のような路面状態装置も、４輪車両に限らず、４輪よりも多い複数の車輪が適用される大型車両などに適用することができる。この場合も、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対して路面状態の判別手法を変更するものであり、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。
【０１００】
本実施形態では、各タイヤ側装置１から路面データを送信させるようにしつつ、複数のタイヤ側装置１のうち受信機２１で受信できなかったものがある場合に、受信できたタイヤ側装置１に対して路面データを送信させるデータ要求信号を出すようにする。
【０１０１】
具体的には、本実施形態の各タイヤ側装置１の波形処理部１１では図１４に示すデータ送信処理を実行し、受信機２１の路面判別部２５では図１５に示す路面状態判別処理を実行する。
【０１０２】
まず、図１４のデータ送信処理では、ステップＳ５００〜Ｓ５２０において、図６のステップＳ１００〜Ｓ１２０と同様の処理を行い、ステップＳ５３０において、ステップＳ１４０と同様に各タイヤ側装置１から自身で抽出した特徴量を含む路面データの送信を行う。そして、各タイヤ側装置１は、ステップＳ５４０において、ステップＳ１５０と同様に、データ受信処理を行うことで他のタイヤ側装置１からの路面データを受信する。その後、ステップＳ５５０に進み、データ要求があるか否かを判定する。
【０１０３】
ここでいうデータ要求とは、後述するように受信機２１から出される路面データの送信要求であり、受信機２１が路面データを受信できなかったタイヤ側装置１があった場合に、受信できたタイヤ側装置１に対して出される要求である。
【０１０４】
ここで肯定判定された場合にはステップＳ５６０に進み、路面データとして、自身で抽出した特徴量に加えて他のタイヤ側装置１が送ってきた路面データに含まれる特徴量を含めたものを送信する。また、路面データには、各特徴量がどのタイヤ側装置１で抽出されたものであるかが把握できるように、各タイヤ側装置１のＩＤ情報も含める。なお、ここでは路面データにすべてのタイヤ側装置１で抽出された特徴量を含めるようにしている。しかしながら、受信機２１から受信できなかったタイヤ側装置１を特定してデータ要求を出すようにし、少なくとも受信できなかったタイヤ側装置１で抽出された特徴量を含めるようにしていれば良い。
【０１０５】
一方、図１５の路面状態判別処理では、ステップＳ６００〜Ｓ６２０において、図７のステップＳ２００、Ｓ２１０、Ｓ２６０と同様の処理を行うことで、路面状態を判別する。また、ステップＳ６１０で否定判定された場合には、ステップＳ６００に戻るのではなくステップＳ６３０に進み、受信できたタイヤ側装置１に対してデータ要求信号を出力する。例えば、データ要求信号に、受信できたタイヤ側装置１のＩＤ情報を含めることで、各タイヤ側装置１で自身にデータ要求がなされているか否かを認識することが可能となる。また、このときに、上記したように受信できなかったタイヤ側装置１を特定してデータ要求を出すようにすることもできる。
【０１０６】
このようにして、受信機２１で受信が行われたタイヤ側装置１に対してデータ要求信号が出されると、その後は、図１４のステップＳ５６０において、路面データとして、自身で抽出した特徴量に加えて他のタイヤ側装置１が送ってきた路面データに含まれる特徴量を含めたものを送信される。この路面データに基づいて、受信機２１では、路面状態を判別することができる。
【０１０７】
このような処理が行われる場合、まずは図１６の状態１に示すようにすべてのタイヤ側装置１から路面データが車体側システム２に向けて送信される。そして、図中“Ｘ”で示したように、複数のタイヤ側装置１のうち受信機２１で路面データを受信できなかったものがあった場合、状態２の破線矢印で示すように、路面データを受信できたタイヤ側装置１に対してデータ要求信号が出される。その後、状態３に示すように、データ要求信号を受けたタイヤ側装置１から、再び自身および他のタイヤ側装置１で抽出された特徴量を含めた路面データが送信される。
【０１０８】
このように、各タイヤ側装置１から路面データを送信させたのち、受信機２１で受信できなかった路面データがあった場合に、受信できたタイヤ側装置１に対してデータ要求信号を出すようにしている。このようにしても、各タイヤに備えられるタイヤ側装置１から車体側システム２に確実に路面データを伝えることができる路面状態判別装置とすることが可能となる。
【０１０９】
なお、本実施形態のような路面状態装置も、４輪車両に限らず、４輪よりも多い複数の車輪が適用される大型車両などに適用することができる。この場合も、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１０】
例えば、大型車両などでは、図１７の状態１に示すように、受信機２１に近いタイヤ側装置１については受信機２１で路面データを受信できるが、受信機２１から遠いタイヤ側装置１については受信機２１には路面データが届かない。しかしながら、受信機２１から遠いタイヤ側装置１が送信した路面データは、受信機２１に近いタイヤ側装置１には届く。
【０１１１】
このため、まずは受信機２１から近いタイヤ側装置１が送信した路面データを受信し、受信機２１から遠いタイヤ側装置１については、受信機２１から近いタイヤ側装置１を介してデータ要求が出される。そして、図１７の状態２に示すように、受信機２１から遠いタイヤ側装置１が受信機２１から近いタイヤ側装置１より受信機２１に伝えられる。このようにして、各タイヤ３に備えられたタイヤ側装置１からの路面データに基づいて、路面状態の判別を行うことができる。
【０１１２】
（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。
【０１１３】
（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。
【０１１４】
（２）また、上記実施形態では、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。
【０１１５】
（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たり、指示信号の送信を行ったりしている。
【０１１６】
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。
【０１１７】
（４）また、第１実施形態では、セントラル装置とペリフェラル装置を決めるために受信強度の測定を行ったが、受信機２１の搭載位置からセントラル装置とすべき位置のタイヤ側装置１が必然的に決まってくる。このため、例えば受信機２１から一番近い車輪のタイヤ３に取り付けられたタイヤ側装置１のＩＤ情報を予め路面判別部２５に登録しておいたり、タイヤ側装置１それぞれに自身がセントラル装置であるかペリフェラル装置であるかのデータを登録しておいても良い。
【０１１８】
（５）また、タイヤ側装置１内に、タイヤ空気圧を検出できる圧力センサやタイヤ内温度を検出できる温度センサを備え、タイヤ空気圧やタイヤ内温度のデータをタイヤ空気圧に関するデータとして車体側システム２に送ることもできる。
【符号の説明】
【０１１９】
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
２１          受信機
２５          路面判別部
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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