WO2020004471A1 - 路面状態判別装置およびそれを備えるタイヤシステム - Google Patents

路面状態判別装置およびそれを備えるタイヤシステム Download PDF

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WO2020004471A1
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road surface
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雅士 森
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株式会社デンソー
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    • B60W2556/00—Input parameters relating to data
    • B60W2556/45—External transmission of data to or from the vehicle

Definitions

  • the present disclosure relates to a road surface state determination device that detects vibration received by a tire by a tire-side device and determines a road surface state based on the vibration data, and a tire system including the same.
  • Patent Literature 1 there is a road surface state determination device that includes an acceleration sensor on the back surface of a tire tread, detects vibration applied to the tire by the acceleration sensor, and estimates a road surface state based on the detection result of the vibration. Proposed.
  • this road surface condition determination device data on the road surface condition is created based on the vibration waveform of the tire detected by the acceleration sensor, and the data of each wheel is transmitted to a receiver on the vehicle body side to determine the road surface condition. ing.
  • the determination of the road surface state is performed using a support vector that has been learned in advance. Then, by estimating the road surface condition, it is possible to call attention to the driver.
  • the optimal support for use in determining the road surface condition for each tire The vector will be different.
  • the vibration detection unit such as an acceleration sensor for detecting a vibration applied to the tire
  • the support vector used for determining the road surface state a support vector with enhanced robustness is used so as to be compatible with various types of tires, tire manufacturers, and the like. For this reason, there arises a problem that the determination accuracy of the road surface state is deteriorated and the determination takes time.
  • An object of the present disclosure is to provide a road surface state determination device capable of determining a road surface state more accurately and in a short time, and a tire system including the same.
  • the tire-side device outputs a vibration detection unit that outputs a detection signal corresponding to the magnitude of the vibration of the tire, and road surface data indicating a road surface condition appearing in a waveform of the detection signal.
  • a vehicle-side system including a waveform processing unit that generates the road surface data and a first data communication unit that transmits the road surface data; a second data communication unit that receives the road surface data transmitted from the first data communication unit;
  • a storage unit that stores the information, a road surface determination unit that determines a road surface state on the traveling road surface of the vehicle based on the road surface data and the teacher data, and a predetermined type that is a target to be specified.
  • a tire specifying unit that specifies a tire. Further, the tire-side device generates identification data used for tire identification based on the detection signal in the waveform processing unit, and transmits the identification data through the first data communication unit. The identification unit performs tire identification based on the identification data transmitted from the tire-side device, and uses the teacher data corresponding to the tire identification result when determining the road surface state by the road surface determination unit. The road surface condition is determined.
  • the tire is specified to specify which of the contents included in the determined specific object is included, and the road surface state can be determined using the support vector corresponding to the tire specification result. . Therefore, the road surface state can be determined using the support vector most corresponding to the vibration characteristic of the tire to which the tire-side device is attached, and the road surface state can be determined more accurately and in a shorter time.
  • the reference numerals in parentheses attached to the respective components and the like indicate an example of the correspondence between the components and the like and the specific components and the like described in the embodiments described later.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a frequency analysis result of a detection signal of a vibration sensor unit.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a frequency analysis result of a detection signal of a vibration sensor unit. It is an output voltage waveform diagram of a vibration sensor part at the time of tire rotation. It is a figure showing signs that a detection signal of a vibration sensor part was divided for every time window of predetermined time width T. It is the flowchart which showed the detail of a tire side process.
  • FIG. 5 is a flowchart showing details of a vehicle body side process. Determinants Xi (r), Xi (s) and distance in each section obtained by dividing the time axis waveform at the time of the current rotation of the tire and the time axis waveform at the time before one rotation by a time window having a predetermined time width T.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship with Kyz . It is the flowchart which showed the detail of the tire side process of 2nd Embodiment. It is the flowchart which showed the detail of the vehicle body side process of 2nd Embodiment. It is the flowchart which showed the detail of the tire side process of 3rd Embodiment.
  • the tire system 100 determines a road surface state based on vibration applied to a ground contact surface of a tire provided on each wheel of the vehicle, and the risk of the vehicle is determined based on the determined road surface state. Gender notification and vehicle motion control are performed.
  • the tire system 100 is configured to include a tire-side device 1 provided on the wheel side and a vehicle-body-side system 2 including various parts provided on the vehicle body.
  • the vehicle-body-side system 2 includes a receiver 21, an electronic control unit (hereinafter, referred to as a brake ECU) 22 for brake control, an alarm device 23, and the like.
  • a part of the tire system 100 that realizes the road surface state determination function corresponds to a road surface state determination device.
  • the receiver 21 of the tire-side device 1 and the vehicle-body-side system 2 constitutes a road surface condition determination device.
  • the tire system 100 transmits data (hereinafter, referred to as road surface data) according to the road surface condition of the tire 3 on the traveling road surface from the tire-side device 1, and receives the road surface data with the receiver 21 to transmit the road surface condition. Is determined.
  • the tire system 100 transmits the determination result of the road surface state by the receiver 21 to the notification device 23 and causes the notification device 23 to notify the determination result of the road surface state. This makes it possible to inform the driver of a road surface condition such as a dry road, a wet road, or a frozen road, and to warn the driver when the road is slippery.
  • the tire system 100 transmits the road surface condition to the brake ECU 22 and the like that performs vehicle motion control, so that vehicle motion control for avoiding danger is performed. For example, at the time of freezing, by making the braking force generated with respect to the brake operation amount weaker than in the case of a dry road, vehicle motion control corresponding to a low road surface friction coefficient ⁇ is performed. I do.
  • the tire-side device 1 and the receiver 21 are configured as follows.
  • the tire-side device 1 is disposed on each of the tires 3 and is capable of two-way communication with the vehicle-body-side system 2. Specifically, as shown in FIG. 2, the tire-side device 1 has a configuration including a vibration sensor unit 1a, a waveform processing unit 1b, a data communication unit 1c, and a power supply unit 1d, as shown in FIG. , Provided on the back side of the tread 31 of the tire 3.
  • the vibration sensor section 1a constitutes a vibration detection section for detecting vibration applied to the tire 3.
  • the vibration sensor section 1a is configured by an acceleration sensor.
  • the vibration sensor unit 1a is, for example, a tire that contacts a circular orbit drawn by the tire-side device 1 when the tire 3 rotates, that is, a tire indicated by an arrow X in FIG.
  • An acceleration detection signal is output as a detection signal corresponding to the magnitude of the tangential vibration.
  • the acceleration acquisition unit 10 generates, as a detection signal, an output voltage in which one of the two directions indicated by arrow X is positive and the other is negative.
  • the vibration sensor unit 1a performs acceleration detection at a predetermined sampling cycle set to a cycle shorter than one rotation of the tire 3, and outputs it as a detection signal.
  • the vibration sensor unit 1a detects the vibration in the tangential direction of the tire
  • the same can be performed by detecting the vibration in another direction, for example, the radial direction of the tire.
  • the waveform processing unit 1b is configured by a known microcomputer having a CPU, a ROM, a RAM, an I / O, etc., performs signal processing of a detection signal according to a program stored in the ROM or the like, and determines a road surface state appearing in the detection signal.
  • the road surface data shown is generated.
  • data including a characteristic amount of tire vibration is used as the road surface data.
  • the waveform processing unit 1b performs the signal processing of the detection signal to generate the specification data that is the data used to specify the tire from the tire vibration appearing in the detection signal.
  • the specifying data may be the above-described road surface data, but is different data in the present embodiment. For example, the data of the raw waveform itself of the detection signal is used as the specifying data.
  • the waveform processing unit 1b performs a waveform process of a vibration waveform indicated by the detection signal using the detection signal output from the vibration sensor unit 1a as a detection signal representing vibration data in the tire tangential direction.
  • the feature amount of the tire vibration is extracted.
  • the feature amount of the tire G is extracted by performing signal processing on a detection signal of the acceleration of the tire 3 (hereinafter, referred to as tire G).
  • the waveform processing unit 1b acquires a raw waveform that is the detection signal itself of the vibration sensor unit 1a, performs signal processing such as noise removal as necessary, and converts the signal into data (hereinafter, the raw waveform is converted into data). This is called raw waveform data).
  • the waveform processing unit 1b transmits the data including the extracted feature amount to the data communication unit 1c as road surface data and the raw waveform data as the specifying data. The details of the feature amount here will be described later.
  • the waveform processing unit 1b controls data transmission from the data communication unit 1c, and transmits road surface data or identification data to the data communication unit 1c at a timing at which data transmission is desired, thereby performing data communication. Data communication is performed from the unit 1c. For example, the waveform processing unit 1b extracts the characteristic amount of the tire G each time the tire 3 makes one rotation, and performs the data communication unit 1c once or a plurality of times every time the tire 3 makes one or more rotations. To the road surface data. Further, at the start of running, the waveform processing unit 1b generates raw waveform data at a rate of once or a plurality of times each time the tire 3 makes one or a plurality of rotations, and transmits the raw waveform data to the data communication unit 1c. For example, the waveform processing unit 1b transmits the road surface data or the raw waveform data including the feature value extracted during one rotation of the tire 3 when transmitting the road surface data or the raw waveform data to the data communication unit 1c. Tells.
  • the data communication unit 1c is a part of the first data communication unit, and performs data communication with a data communication unit 21a of the receiver 21 in the vehicle body-side system 2, which will be described later.
  • the data communication unit 1c is configured to be able to perform bidirectional communication with the data communication unit 21a.
  • the data communication unit 1c is described as one configuration, but may be configured separately from the transmission unit and the reception unit.
  • Various forms of bidirectional communication can be applied, such as Bluetooth communication including BLE (abbreviation of Bluetooth Low Energy), wireless LAN such as wifi (abbreviation of Local Area Network), Sub-GHz communication, ultra wideband Communication, ZigBee, etc. can be applied.
  • Bluetooth is a registered trademark.
  • the data communication unit 1c transmits the road data or the identification data at the timing.
  • the timing of data transmission from the data communication unit 1c is controlled by the waveform processing unit 1b. Then, each time the road surface data or the specifying data is transmitted each time the tire 3 makes one or more rotations from the waveform processing unit 1b, the data transmission from the data communication unit 1c is performed.
  • the power supply unit 1d serves as a power supply for the tire-side device 1. By supplying power to each unit included in the tire-side device 1, each unit is operated.
  • the power supply unit 1d is configured by a battery such as a button battery, for example.
  • the receiver 21, the brake ECU 22, and the notification device 23, which constitute the vehicle body system 2 are driven when a start switch such as an ignition switch (not shown) is turned on.
  • the receiver 21 includes a data communication unit 21a, a support vector storage unit 21b, a road surface determination unit 21c, and a tire identification unit 21d.
  • the data communication unit 21a is a part of the second data communication unit, receives the road surface data and the identification data transmitted from the data communication unit 1c of the tire-side device 1, and receives the road surface determination unit 21c and the tire identification unit 21d. Play a role to tell.
  • the support vector storage unit 21b stores and stores support vectors. As described later, the support vector storage unit 21b stores a support vector corresponding to a specific target of tire specification, for example, for each type of road surface.
  • the support vector is a feature amount serving as an example, and is obtained by, for example, learning using a support vector machine.
  • the vehicle equipped with the tire-side device 1 is experimentally driven for each type of road surface, and at this time, the characteristic amount extracted by the characteristic amount extracting unit 11a is learned for a predetermined number of tire revolutions, and a typical characteristic amount is selected from the learned values.
  • a support vector For example, a feature amount for one million revolutions is learned for each type of road surface, and a typical feature amount for 100 revolutions is extracted from the learned amounts, and the extracted support amount is used as a support vector.
  • Specification target means the type of the content of the tire 3 to be specified by the tire specification.
  • the specific target includes “tire type” such as a summer tire, a winter tire, and an all-season tire.
  • tire type is a type to be specified
  • sumr tires” and “winter tires” are specific contents of the tires 3 included in the type.
  • the “type of tire specifying the tire manufacturer” is the type to be specified.
  • the type of the tire 3 or the brand of the tire 3 (hereinafter referred to as a tire brand) that is more detailed than the tire manufacturer, in other words, the type of the tire 3 which is the identification information of the tire, may be set as the type to be specified. is there.
  • a plurality of sections (hereinafter, referred to as tire sections) obtained by classifying the tire groups with tires having similar vibration characteristics as a tire group can also be a type to be specified.
  • the support vector corresponding to the specific target means a support vector for each content of the tire 3 included in the type of the specific target described above. That is, the support vector corresponding to the specific target means a support vector for each content included in the “tire type” when the specific target is “tire type”.
  • a support vector for each content of “tire type specifying tire manufacturer” is a support vector corresponding to the target.
  • the specific target is a "tire brand”
  • the support vector for each content of the "tire category” is "support category”. It becomes.
  • the support vector for each type of road surface for "summer tires” and “winter tires” Is a support vector for each type of road surface corresponding to the specific target.
  • the support vector corresponding to the target for specifying the tire by the tire specifying unit 21d is stored in the support vector storage unit 21b in accordance with which of the above-described targets is specified.
  • the road surface determination unit 21c is configured by a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an I / O, and performs various processes according to a program stored in the ROM or the like to determine a road surface state. Specifically, the road surface determination unit 21c determines the road surface state by comparing the feature amount included in the road surface data transmitted from the waveform processing unit 1b with the support vector stored in the support vector storage unit 21b. ing.
  • the feature amount included in the road surface data received this time is compared with the support vector for each type of road surface, and the road surface of the support vector having the closest feature amount is determined as the current traveling road surface.
  • the support vector used at this time is a support vector corresponding to the content specified by the tire specification among the support vectors corresponding to the specific target described above, and is the most suitable for the vibration characteristic of the tire 3 to which the tire-side device 1 is attached. The corresponding support vector is used.
  • the road surface determination unit 21c determines the road surface state
  • the road surface state is transmitted to the notification device 23, and the road surface state is transmitted from the notification device 23 to the driver as necessary.
  • the driver takes care of driving in accordance with the road surface condition, and the danger of the vehicle can be avoided.
  • the road surface state determined through the notification device 23 may be always displayed, or the road surface state may be displayed only when the determined road surface state requires more careful driving such as a wet road or a frozen road.
  • the state may be displayed to warn the driver.
  • the road condition is transmitted from the receiver 21 to an ECU such as the brake ECU 22 for executing vehicle motion control, and the vehicle motion control is executed based on the transmitted road condition.
  • the tire identification unit 21d identifies the tire based on the identification data transmitted from the tire-side device 1.
  • one of “tire type”, “tire type specifying the tire manufacturer”, “tire brand” or “division of tire 3” is determined as a specific object, and tire 3 is determined. Identify which of the contents included in the specific object corresponds.
  • the tire identification unit 21d identifies which of the contents included in “tire type” such as summer tires and winter tires corresponds to. Yes, for example, specifies that the tire 3 corresponds to a “summer tire”.
  • FIG. 4A and FIG. 4B show frequency analysis results of the detection signals of the vibration sensor unit 1a in the summer tire and the winter tire, respectively. These figures show the case where the road surface condition is a dry road surface and a wet road surface. In both cases, the value of the high-frequency component at 2000 Hz, for example, differs depending on the type of tire. For this reason, the frequency analysis of the specifying data is performed, and the tire type can be specified based on the frequency analysis result.
  • the "tire type” can be specified, such as a summer tire, and if the voltage value is smaller, a winter tire.
  • the “type of tire” can be specified by calculating an integrated value of the voltage value of the detection signal after the frequency analysis and comparing the integrated value with a threshold value.
  • the target of the tire specification is “tire type”
  • tire type has been described as an example.
  • the vibration characteristics of the tire 3 are determined in advance by experiment in correspondence with the items to be specified, such as for each "type of tire", “type of tire specifying the tire manufacturer", or "type of tire”. Can be adopted.
  • the vibration characteristics of the tire 3 obtained at the time of the tire specification are determined.
  • the "tire brand” can be specified based on which range the tire belongs to.
  • a "tire brand” can be specified by setting a threshold range for partitioning each tire brand and determining in which threshold range the voltage value of the detection signal after frequency analysis is included. For example, it is determined which threshold range the voltage value of the detection signal at 2000 kHz or higher after the frequency analysis belongs to, or which threshold range the integrated value of the voltage value of the detection signal after the frequency analysis belongs to.
  • the tire brand can be specified.
  • the brake ECU 22 constitutes a brake control device that performs various brake controls. Specifically, the brake ECU 22 controls the braking force by increasing or decreasing the wheel cylinder pressure by driving an actuator for controlling brake fluid pressure. Further, the brake ECU 22 can independently control the braking force of each wheel.
  • the braking force is controlled as vehicle motion control based on the information. For example, when the transmitted road surface condition indicates that the vehicle is on a frozen road, the brake ECU 22 weakens the braking force generated in response to the amount of brake operation by the driver, as compared to a dry road surface. As a result, wheel slip can be suppressed, and danger of the vehicle can be avoided.
  • the notification device 23 is constituted by, for example, a meter display, and is used when notifying the driver of the road surface condition.
  • the notification device 23 is configured by a meter display, the notification device 23 is disposed at a place where the driver can visually recognize the vehicle while driving the vehicle, and is installed in an instrument panel of the vehicle, for example.
  • the meter display device displays the road surface condition in such a manner that the road surface condition can be grasped, thereby visually notifying the driver of the road surface condition.
  • the notification device 23 may be configured with a buzzer, a voice guidance device, or the like. In this case, the notification device 23 can audibly notify the driver of the road surface condition by a buzzer sound or voice guidance.
  • the meter display is described as an example of the notification device 23 that performs visual notification, the notification device 23 may be configured by a display that displays information such as a head-up display.
  • the tire system 100 is configured.
  • the components of the vehicle body system 2 are connected to each other through an in-vehicle LAN (Local Area Network) through, for example, CAN (Controller Area Network) communication.
  • LAN Local Area Network
  • CAN Controller Area Network
  • the tire system including the tire-side device 1 and the vehicle-body-side system 2 according to the present embodiment is configured.
  • the feature amount here is an amount indicating the feature of the vibration applied to the tire 3 acquired by the vibration sensor unit 1a, and is represented as, for example, a feature vector.
  • the output voltage waveform of the detection signal of the vibration sensor unit 1a when the tire rotates is, for example, a waveform shown in FIG.
  • the peak value at the start of grounding at which the output voltage of the vibration sensor unit 1a has a local maximum value is referred to as a first peak value.
  • a portion of the tread 31 corresponding to the location of the vibration sensor unit 1 a is not in contact with the ground, and the vibration sensor unit 1 a Takes the minimum value.
  • the peak value at the end of the grounding at which the output voltage of the vibration sensor section 1a takes the minimum value is referred to as a second peak value.
  • the reason why the output voltage of the vibration sensor section 1a takes a peak value at the above timing is as follows. That is, when a portion of the tread 31 corresponding to the location of the vibration sensor unit 1a in the tread 31 with the rotation of the tire 3 comes into contact with the ground, a portion of the tire 3 which has been a substantially cylindrical surface in the vicinity of the vibration sensor unit 1a It is pressed and deformed into a planar shape. By receiving the shock at this time, the output voltage of the vibration sensor unit 1a takes the first peak value. Further, when the portion of the tread 31 corresponding to the location of the vibration sensor unit 1a separates from the grounding surface with the rotation of the tire 3, the tire 3 is released from being pressed in the vicinity of the vibration sensor unit 1a and has a planar shape.
  • the output voltage of the vibration sensor 1a takes the second peak value.
  • the output voltage of the vibration sensor section 1a takes the first and second peak values at the start of grounding and at the end of grounding, respectively. Further, since the direction of the impact when the tire 3 is pressed and the direction of the impact when the tire 3 is released from the pressing are opposite, the sign of the output voltage is also opposite.
  • the moment when the portion of the tire tread 31 corresponding to the location of the vibration sensor section 1a touches the road surface is referred to as a "stepping region”, and the moment when the tire leaves the road surface is referred to as a “kick-out region”.
  • the “step-in area” includes the timing at which the first peak value is reached, and the “pick-out area” includes the timing at which the second peak value is reached.
  • the area before the stepping area is referred to as the “pre-stepping area”, and the area from the stepping area to the kick-out area, that is, the area of the tire tread 31 corresponding to the location of the vibration sensor unit 1a is in contact with the ground.
  • the area after the kick-out area and the area after the kick-out area are referred to as the “area after kick-out”.
  • the period in which the portion of the tire tread 31 corresponding to the location of the vibration sensor unit 1a is in contact with the ground and before and after the portion can be divided into five regions.
  • the "pre-step area”, the "step area”, the "pre-kick area”, the "pick area”, and the "post-pick area” of the detection signal are sequentially divided into five areas R1 to R5. As shown.
  • the vibration generated in the tire 3 in each of the divided areas varies according to the road surface condition, and the detection signal of the vibration sensor 1a changes. Therefore, the frequency of the detection signal of the vibration sensor 1a in each area is analyzed. And detecting the road surface condition of the traveling road surface of the vehicle. For example, in a slippery road surface such as a snow-covered road, the shearing force at the time of kicking is reduced, so that the band value selected from the 1 kHz to 4 kHz band becomes small in the kicking region R4 and the kicking region R5. As described above, since each frequency component of the detection signal of the vibration sensor unit 1a changes according to the road surface state, it becomes possible to determine the road surface state based on the frequency analysis of the detection signal.
  • the waveform processing section 1b outputs the detection signal of the vibration sensor section 1a for one rotation of the tire 3 having a continuous time axis waveform for each time window of a predetermined time width T as shown in FIG.
  • the image is divided into a plurality of sections, and a feature amount is extracted by performing frequency analysis in each section. Specifically, by performing frequency analysis in each section, a power spectrum value in each frequency band, that is, a vibration level in a specific frequency band is obtained, and this power spectrum value is used as a feature amount.
  • the number of sections divided by the time window of the time width T is a value that varies according to the vehicle speed, more specifically, according to the rotation speed of the tire 3.
  • the number of sections for one rotation of the tire is n (where n is a natural number).
  • the power obtained by passing the detection signal of each section through a plurality of filters in a specific frequency band for example, five band-pass filters of 0 to 1 kHz, 1 to 2 kHz, 2 to 3 kHz, 3 to 4 kHz, and 4 to 5 kHz.
  • the spectral value is used as the feature value.
  • This feature amount is called a feature vector, and a feature vector Xi of a certain section i (where i is a natural number of 1 ⁇ i ⁇ n) is represented by a ik representing a power spectrum value of each specific frequency band. Is represented as the following equation as a matrix having
  • k in the power spectrum value a ik is the number of specific frequency bands, that is, the number of bandpass filters.
  • k 1 to 5.
  • the determinant X that comprehensively indicates the feature vectors X1 to Xn of all the sections 1 to n is as follows.
  • the determinant X is an expression representing a feature amount for one rotation of the tire.
  • the waveform processing unit 1b extracts the characteristic amount represented by the determinant X by frequency-analyzing the detection signal of the vibration sensor unit 1a.
  • the waveform processing unit 1b executes the tire-side processing shown in FIG. This process is executed every predetermined control cycle when the start of running of the vehicle is detected based on the detection signal of the vibration sensor unit 1a.
  • the receiver 21 executes the vehicle-body-side processing shown in FIG. This process is executed by the cooperative operation of the road surface determining unit 21c and the tire specifying unit 21d when the start switch is turned on, and is executed at a predetermined control cycle.
  • these processes will be sequentially described in chronological order.
  • step S100 a measurement process of specifying data is performed from a detection signal of the vibration sensor unit 1a. This process is continued, for example, until the tire 3 makes one revolution.
  • the waveform processing unit 1b Upon receiving the detection signal of the vibration sensor unit 1a output when the tire 3 makes one revolution, the waveform processing unit 1b performs signal processing such as noise removal as necessary on a raw waveform serving as the detection signal itself, Turn it into data. Thereby, the measurement of the specifying data is performed.
  • the rotation of the tire 3 is determined based on the time axis waveform of the detection signal of the vibration sensor unit 1a. That is, since the detection signal draws the time axis waveform shown in FIG. 5, one rotation of the tire 3 can be grasped by checking the first peak value and the second peak value of the detection signal.
  • step S110 a data transmission process is performed.
  • the specifying data obtained in step S100 is transmitted to the data communication unit 1c, and the specifying data is transmitted from the data communication unit 1c.
  • step S120 it is determined whether or not a completion notification indicating the completion of tire identification has been received from the vehicle body side system 2, and the processing from step S100 is repeatedly performed until the completion notification is received.
  • step S200 it is determined whether or not the specifying data transmitted from the tire-side device 1 has been received. If the determination is affirmative, the process proceeds to step S210, and if the determination is negative, the process is repeated. If the specifying data has been transmitted in step S110, an affirmative determination is made in step S200. Then, in step S210, a tire specifying process is performed based on the received specifying data. In the tire specifying process, the tire 3 to which the tire-side device 1 that has transmitted the specifying data has the content included in the specifying target is specified. The method of specifying the tire is as described above.
  • step S220 determines whether or not the tire specification is completed. If the tire specification is completed, the process proceeds to step S230. If the tire specification is not completed, the process from step S200 is repeated. When the process proceeds to step S230, a completion notification indicating completion of tire identification is transmitted to the tire-side device 1 via the data communication unit 21a.
  • step S120 of FIG. the process proceeds to step S130, and the road surface data is measured from the detection signal of the vibration sensor unit 1a.
  • This process is continued, for example, until the tire 3 makes one rotation.
  • the waveform processing unit 1b extracts the feature amount of the time axis waveform. This feature amount is extracted by the method described above.
  • the road surface state particularly appears as a change in the time-base waveform of the detection signal during the period before and after the “step-in area”, the “pre-exit area”, and the “exit area”. Therefore, it is sufficient that data during this period is input, and it is not necessary to input all data of the detection signal of the vibration sensor unit 1a during one rotation of the tire. For example, as for the “pre-step area” and the “post-pickup area”, there may be data in the vicinity of the “step-in area” and the vicinity of the “pick-up area”.
  • the region in which the vibration level of the detection signal of the vibration sensor unit 1a is smaller than the threshold value is detected as a period that is hardly affected by the road surface condition in the “region before stepping-in” and the “region after kicking-out”.
  • the signal input may not be performed.
  • step S140 road surface data including the feature amount extracted during the current control cycle is transmitted to the data communication unit 1c in order to execute data transmission for determining the road surface state.
  • step S140 road surface data including the characteristic amount is transmitted from the data communication unit 1c.
  • step S150 determines whether the vehicle has stopped. It can be determined that the vehicle has stopped based on the fact that the detection signal of the vibration sensor unit 1a has not changed for a predetermined time or more. If the vehicle has stopped, the tire-side processing ends, and if the vehicle has not stopped, the processing of steps S130 and S140 is repeatedly performed, and the road surface data corresponding to the road surface state of the running road surface is stored in the vehicle-side system. 2
  • step S240 it is determined whether or not road surface data has been received from the tire-side device 1.
  • this process is repeated until the road surface data is received and the affirmative determination is made.
  • the process proceeds to step S250.
  • step S250 the road surface state is determined.
  • the determination of the road surface state is performed by comparing the feature amount included in the received road surface data with the support vector for each type of road surface corresponding to the specific target stored in the road surface determination unit 21c.
  • the support vector to be used is a support vector corresponding to the content specified by the tire specification in step S220. Therefore, the road surface state can be determined using the support vector most corresponding to the vibration characteristic of the tire 3 to which the tire-side device 1 is attached.
  • the similarity between the feature amount and all the support vectors for each type of road surface is obtained, and the road surface of the support vector having the highest similarity is determined as the current traveling road surface.
  • the calculation of the similarity between the feature amount and all the support vectors for each type of road surface can be performed by the following method.
  • the determinant of the feature amount is X (r)
  • the determinant of the support vector is X (s)
  • the power spectrum value a ik as each element of each determinant is provided.
  • a (r) ik and a (s) ik are represented by a (r) ik and a (s) ik .
  • the determinant X (r) of the feature quantity and the determinant X (s) of the support vector are respectively expressed as follows.
  • the degree of similarity indicates the degree of similarity between the feature amount represented by the two determinants and the support vector, and means that the higher the degree of similarity, the more similar.
  • the road surface determination unit 21c determines the similarity using the kernel method, and determines the road surface state based on the similarity.
  • the inner product of the determinant X (r) of the feature quantity and the determinant X (s) of the support vector in other words, the feature vectors Xi of the sections divided for each time window of a predetermined time width T in the feature space. are calculated and used as the similarity.
  • each of the time axis waveform at the time of rotation of the tire 3 and the time axis waveform of the support vector is a time window of a predetermined time width T To divide into each section.
  • T time window of a predetermined time width
  • n 5
  • i is represented by 1 ⁇ i ⁇ 5.
  • the feature vector Xi of each section at the time of rotation of the tire 3 this time is Xi (r)
  • Xi (s) the feature vector of each section of the support vector
  • the number of sections between the current rotation of the tire 3 and the support vector may be different depending on the vehicle speed, but the case where they are equal is exemplified here.
  • the feature vectors are obtained by dividing into five specific frequency bands. Therefore, the feature vector Xi of each section is represented in the six-dimensional space combined with the time axis, and the distance between the coordinates indicated by the feature vectors Xi of the sections is the distance between the coordinates in the six-dimensional space.
  • the distance between the coordinates indicated by the feature vector of each section is smaller as the feature amount and the support vector are similar, and larger as the feature vector is not similar. Therefore, the smaller the distance is, the higher the similarity is, and the distance is larger. A larger value indicates a lower similarity.
  • the distance K yz between coordinates indicated by the feature vector of the compartment between time-division determined for all sections and calculates the distance K yz sum K total of all sections fraction, the sum K total similarity Used as corresponding values. Then, the total K total is compared with a predetermined threshold Th, and if the total K total is larger than the threshold Th, the similarity is determined to be low, and if the total K total is smaller than the threshold Th, the similarity is determined to be high.
  • Such calculation of the similarity is performed for all the support vectors, and it is determined that the type of the road surface corresponding to the support vector with the highest similarity is the current road surface state. In this way, the road surface state can be determined.
  • the total K total of the distances Kyz between the two coordinates indicated by the feature vectors of each section is used, but another parameter indicating the similarity may be used.
  • a parameter indicating the similarity an average distance K ave that is an average value of distances K yz obtained by dividing the total K total by the number of sections can be used.
  • similarity can be obtained using various kernel functions. Instead of using all of the feature vectors, a similarity calculation may be performed by excluding a path having a low similarity from the feature vectors.
  • the tire 3 specifies which of the contents included in the determined specific object is specified, and the tire specifying result and the corresponding support vector are determined.
  • the road surface state can be determined using the support vector most corresponding to the vibration characteristic of the tire 3 to which the tire-side device 1 is attached, and the road surface state can be determined more accurately and in a shorter time.
  • the specifying data is configured by data different from the road surface data.
  • the specifying data is configured by the same data as the road surface data, that is, the road surface data is used as the specifying data.
  • step S300 a process of measuring road surface data from a detection signal of the vibration sensor unit 1a is performed. This process is performed in the same manner as in step S130 of FIG. Then, the process proceeds to step S310 to execute data transmission of road surface data. At this time, only the road surface data is transmitted, but the road surface data transmitted is used as identification data until the tire identification is completed, and after the tire identification is completed, the road surface data is changed to the road surface state. Is used to determine Then, in step S320, it is determined whether or not the vehicle has stopped, and the processes in steps S300 and S310 are repeated until the vehicle stops.
  • step S400 in determining whether or not the specifying data has been received, if the road surface data has been received, it is determined that the specifying data has been received. Further, the tire specification in step S410 is performed based on the road surface data, for example, based on the feature amount included in the road surface data.
  • steps S430 to S450 the same processing as in steps S240 to S260 in FIG. 8 is performed.
  • the specifying data is composed of the same data as the road surface data, there is no need to switch from the specifying data to the road surface data as in the case where these are composed of different data. Therefore, the process proceeds to step S430 without sending the completion notification indicating the completion of the tire specification executed in step S230 in FIG.
  • the tire when the tire can be specified based on the feature amount or the like included in the road data, the tire can be specified using the road data as the specifying data. In that case, the tire-side device 1 only needs to repeatedly transmit the road surface data, and the vehicle-side system 2 only needs to specify the tire based on the road surface data. In addition, when the road surface data is used as the data for identification, the tire-side device 1 only needs to repeatedly transmit the road surface data, so that it is not necessary to transmit the completion notification indicating the completion of the tire identification. When the road surface data is used as the identification data, the tire-side device 1 does not need to switch from the identification data to the road surface data, and it is not necessary to know that the tire identification has been completed.
  • the communication from the vehicle-side system 2 to the tire-side device 1 does not necessarily have to be performed, and is a one-way communication in which data communication can be performed only from the tire-side device 1 to the vehicle-side system 2 only. It does not matter.
  • the tire specification can be completed based on the specification data.
  • the tire specification may not be completed even after a lapse of a predetermined time from the start of the vehicle.
  • the determination of the road surface condition can be prioritized over the tire identification which is not known when it can be completed.
  • a standard support vector as a default value is stored in advance in the support vector storage unit 21b when the vehicle is delivered.
  • the standard support vector is a support vector for all tires with enhanced robustness, and is used for determining the road surface state before or when tire identification is impossible. Since this standard support vector is a support vector for all tires with improved robustness, the road surface state can be determined by comparing with the road surface data even when the tire cannot be specified. However, since the support vector does not most correspond to the vibration characteristic of the tire 3, it is difficult to accurately determine the road surface state in a short time. However, it is not always possible to always specify the tire. If the tire cannot be specified, it is preferable to be able to determine the road surface state even if the accuracy is not high and it takes time. Therefore, in the present embodiment, the processing shown in FIG. 12 is executed instead of the above-described FIG. 7 as the tire side processing, and the processing shown in FIG. 13 is executed instead of the above FIG. 8 as the vehicle body side processing.
  • step S500 it is determined in step S500 whether a predetermined time has elapsed from the start of traveling of the vehicle.
  • the certain time is a time provided with a certain margin from a time assumed to be necessary for tire identification from the start of the running of the vehicle.
  • the elapsed time of the start of running of the vehicle can be measured, for example, by incrementing the count value of a counter built in the tire specifying unit 21d or the like every time a negative determination is made in the process of step S500. Then, when the count value of the counter reaches the threshold value, it is determined that a certain time has elapsed in this processing.
  • step S500 the fixed time has not yet passed when the vehicle started running. Therefore, a negative determination is made in step S500, and the process proceeds to step S510. Then, in steps S510 and S520, after performing the same processing as steps S100 and S110 in FIG. 7, the processing in step S500 is repeated. As a result, the specific data is repeatedly transmitted during a period from the start of the running of the vehicle until a certain time has elapsed.
  • step S500 when a predetermined time has elapsed from the start of traveling of the vehicle and an affirmative determination is made in step S500, the process proceeds to steps S530 to S550, and the same processing as steps S130 to S150 in FIG. 7 is executed to transmit the road surface data. Repeat until the vehicle stops.
  • step S600 it is determined whether or not the received data is the specifying data, not whether or not the specifying data transmitted from the tire-side device 1 has been received.
  • step S620 are executed.
  • the tire specification is performed.
  • tire identification is performed by the method described in the first embodiment.
  • the tire-side device 1 thereafter specifies the tire. Data will not be sent. Therefore, a negative determination is made in step S600, and the process of step S630 is performed.
  • step S640 it is determined in step S640 whether or not the tire specification has been completed. This process is performed as a process similar to step S220 in FIG. If an affirmative determination is made here, in steps S650 and S660, a support vector corresponding to the content specified by the tire specification is processed until the start switch is turned off in steps S250 and S260 in FIG. The determination of the road surface condition is performed. If a negative determination is made, the process proceeds to step S670, and the road surface state is determined using the standard support vector.
  • the road surface state is determined using the support vector most corresponding to the vibration of the tire 3, and the tire is specified even after a certain time has elapsed since the vehicle started running. If it cannot be performed, the road surface condition is determined using the standard support vector. Thus, even if the tire cannot be specified, it is possible to ensure that at least the road surface state is determined.
  • the tire specification is performed when the vehicle starts running without considering the user instruction.
  • the tire specification may be performed only when the user instruction is issued. it can.
  • an input unit 24 for inputting a user operation to the vehicle body-side system 2 is provided, and a tire-specific instruction signal from the input unit 24 is input to the receiver 21. It has become.
  • the input unit 24 corresponds to, for example, an operation switch (not shown) attached to an instrument panel, a touch panel of a navigation system, or the like, and is a unit that instructs a user to specify a tire at the time of tire replacement or the like. .
  • Tire-side processing and vehicle-body-side processing are executed based on a tire-specific instruction signal input from the input unit 24. Specifically, in the present embodiment, the processing illustrated in FIG. 15 is executed as the tire-side processing, and the processing illustrated in FIG. 16 is executed as the vehicle-side processing.
  • step S700 it is determined in step S700 whether or not an instruction to specify a tire has been issued.
  • the tire-specific instruction signal is transmitted from the input unit 24 to the receiver 21, in the vehicle-body-side processing, instruction data indicating that the instruction signal has been input from the receiver 21 is transmitted to each tire-side device 1. Sent to the user. Therefore, in step S700, it is determined whether or not the instruction data has been received.
  • step S710 determines whether or not a notification of completion of tire identification has been made. If a negative determination is made here and tire identification has not yet been completed, in steps S720 and S730, FIG. The same processing as steps S100 and S110 is performed. Then, the process is repeated until the tire specification is completed. If a negative determination is made in step S700 or an affirmative determination is made in step S710, the process proceeds to step S740 and performs the same processing as steps S130 to S150 in FIG.
  • step S800 it is determined whether the user has issued a tire-specific instruction through the input unit 24, that is, whether a tire-specific instruction signal has been input. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step S810, where instruction data indicating that an instruction signal has been input from the data communication unit 21a to each tire-side device 1 is transmitted. Thereafter, in step S820, the identification data transmitted from the tire-side device 1 is received, and the same tire identification processing as in step S210 of FIG. 8 is performed. Thereafter, the process proceeds to step S830. Then, in steps S830 to S870, the same processing as in steps S220 to S260 in FIG. 8 is performed.
  • the tire specification may be performed when the user gives an instruction. In this way, it is possible to prevent unnecessary tire specification each time the vehicle starts running, and to perform tire specification only when it is really necessary.
  • a fifth embodiment will be described.
  • a support vector used when a tire is specified with respect to the first to fourth embodiments is obtained from a communication center, and the rest is the same as the first to fourth embodiments. Only parts different from the first to fourth embodiments will be described.
  • the receiver 21 is provided with the learning data communication unit 21e, the vehicle body side system 2 is provided with the external communication device 25, and the communication with the communication center 200 provided outside. Can be performed.
  • the learning data communication unit 21e transmits the tire specific result to the communication center 200 via the external communication device 25, acquires the support vector data corresponding to the tire specific result transmitted from the communication center 200, and It serves to make the storage unit 21b learn.
  • the external communication device 25 is a device for performing data communication with the communication center 200 via a wireless network such as a DCM (Data Communication Module).
  • a wireless network such as a DCM (Data Communication Module).
  • the external communication device 25 transmits the result to the communication center 200.
  • the communication center 200 receives support vector data corresponding to the transmitted tire identification result, the support vector data is acquired and transmitted to the learning data communication unit 21e.
  • the communication center 200 accumulates and stores the content of the tire identification, that is, the support vector for each content of the "tire type", the “tire type specifying the tire manufacturer", the “tire brand” or the “tire category”. Function as a computer server.
  • the communication center 200 transmits support vector data corresponding to the tire-specific result to the vehicle that has transmitted the result. It has become.
  • the result is transmitted to the communication center 200, and the support vector corresponding to the tire identification result is acquired from the communication center 200, and is stored in the support vector storage unit 21b. You may do it. By doing so, it is not necessary to store in advance the support vectors for the contents for which various tire identifications are performed in the support vector storage unit 21b.
  • the data amount of the support vector is large, and the more the types to be stored, the larger the data amount. Therefore, the communication center 200 is responsible for storing a huge amount of data in the support vector, and the necessary support vector is stored in the support vector storage unit 21b of each vehicle. The storage capacity can be reduced.
  • the standard support vector as a default value as described in the third embodiment may be stored in the support vector storage unit 21b.
  • the vibration sensor unit 11 constituting the vibration detection unit is constituted by an acceleration sensor.
  • the vibration sensor unit 11 is constituted by another element capable of detecting vibration, for example, a piezoelectric element. You can also.
  • data including a feature amount is used as road surface data indicating a road surface state appearing in a detection signal of the vibration sensor unit 11.
  • road surface data indicating a road surface state appearing in a detection signal of the vibration sensor unit 11.
  • this is only an example, and other data may be used as road surface data.
  • the integrated value data of the vibration waveform of each of the five regions R1 to R5 included in the vibration data during one rotation of the tire 3 may be used as the road surface data, or the raw data of the detection signal itself may be used as the road surface data.
  • the raw waveform data is used for the data for specifying the tire.
  • the data is not the raw waveform data, it is suitable for the tire specification from the detection signals output from the vibration sensor unit 1a.
  • Data may be extracted and used as identification data. For example, only data in a frequency band suitable for tire identification may be extracted from the detection signal and used as identification data.
  • the result of the tire specification is transmitted to the communication center 200, and the support vector corresponding to the result is transmitted from the communication center 200 to each vehicle.
  • the specification data transmitted from the tire-side device 1 from the receiver 21 is transmitted to the communication center 200, and the communication center 200 performs the tire specification and the support corresponding to the result of the tire specification.
  • the vector may be transmitted to each vehicle.
  • the road surface state is determined by obtaining the similarity between the feature quantity and the support vector by the road surface determination unit 21c of the receiver 21 provided in the vehicle body-side system 2.
  • the similarity is obtained by another ECU such as the brake ECU 22 at any place of the vehicle body-side system 2, the road surface state is determined, and the instruction signal is not transmitted. Transmission may be performed.
  • the support vector is described as an example, but other known teacher data may be used.
  • the tire-side device 1 is provided for each of the plurality of tires 3, but it is sufficient that at least one of the tires 3 is provided.

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Abstract

車体側システム（２）に、第１データ通信部（１ｃ）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（２１ａ）と、教師データを保存する保存部（２１ｂ）と、路面データと教師データと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路面判定部（２１ｃ）と、所定の種別を特定対象としてタイヤ（３）が前記種別に含まれるいずれの内容に該当するかを特定するタイヤ特定を行うタイヤ特定部（２１ｄ）と、を備える。そして、タイヤ特定部にて、タイヤ側装置（１）から伝えられた特定用データに基づいてタイヤ特定を行い、路面判定部にて路面状態の判別を行う際には、タイヤ特定の結果に対応する教師データを用いて路面状態の判別を行う。

Description

路面状態判別装置およびそれを備えるタイヤシステム 関連出願への相互参照
　本出願は、２０１８年６月２７日に出願された日本特許出願番号２０１８－１２２２１２号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
　本開示は、タイヤ側装置にてタイヤが受ける振動を検出し、その振動データに基づいて路面状態の判別する路面状態判別装置およびそれを備えるタイヤシステムに関する。
　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、路面状態の判別を行っている。路面状態の判別は、予め学習しておいたサポートベクタを用いて行われる。そして、路面状態を推定することで、ドライバに対して注意を喚起する事が可能となる。
特開２０１４－３５２７９号公報
　路面状態の推定に用いられるタイヤの振動は、例えば夏用タイヤや冬用タイヤ等のタイヤ種類やタイヤ製造メーカなど、タイヤ毎によって異なるため、タイヤ毎に路面状態の判別に用いるのに最適なサポートベクタは異なったものとなる。しかしながら、タイヤに加えられる振動を検出するための加速度センサなどの振動検出部については、様々な種類のタイヤに適用されることから、予めどのようなタイヤに取り付けられるのかは不明である。このため、路面状態の判別に用いられるサポートベクタに関しては、様々なタイヤ種類、タイヤ製造メーカ等に対応できるようにロバスト性を高めたサポートベクタが用いられている。このため、路面状態の判別精度が悪くなったり、判別に時間が掛かったりするという課題を発生させる。
　本開示は、より精度良く、短時間に路面状態を判別できる路面状態判別装置およびそれを備えるタイヤシステムを提供することを目的とする。
　本開示の１つの観点における路面状態判別装置では、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と、路面データを送信する第１データ通信部と、を備え、車体側システムは、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データ通信部と、教師データを保存する保存部と、路面データと教師データと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路面判定部と、所定の種別を特定対象としてタイヤが種別に含まれるいずれの内容に該当するかを特定するタイヤ特定を行うタイヤ特定部と、を備えている。さらに、タイヤ側装置は、波形処理部にて、検出信号に基づいてタイヤ特定に用いられる特定用データを生成すると共に、第１データ通信部を通じて特定用データを送信し、車体側システムは、タイヤ特定部にて、タイヤ側装置から伝えられた特定用データに基づいてタイヤ特定を行い、路面判定部にて路面状態の判別を行う際には、タイヤ特定の結果に対応する教師データを用いて路面状態の判別を行う。
　このように、タイヤが、決められた特定対象に含まれる内容のどれであるかを特定するタイヤ特定を行い、そのタイヤ特定結果と対応するサポートベクタを用いて路面状態を判別できるようにしている。このため、タイヤ側装置が取り付けられたタイヤの振動特性に最も対応したサポートベクタを用いて路面状態を判別でき、より精度良く、短時間に路面状態を判別することが可能となる。
　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。
第１実施形態にかかるタイヤシステムの全体構成を示した図である。 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。 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。 振動センサ部の検出信号の周波数解析結果を示した図である。 振動センサ部の検出信号の周波数解析結果を示した図である。 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。 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。 タイヤ側処理の詳細を示したフローチャートである。 車体側処理の詳細を示したフローチャートである。 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Ｋｙｚとの関係を示した図である。 第２実施形態のタイヤ側処理の詳細を示したフローチャートである。 第２実施形態の車体側処理の詳細を示したフローチャートである。 第３実施形態のタイヤ側処理の詳細を示したフローチャートである。 第３実施形態の車体側処理の詳細を示したフローチャートである。 第４実施形態にかかるタイヤシステムを構成する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。 第４実施形態のタイヤ側処理の詳細を示したフローチャートである。 第４実施形態の車体側処理の詳細を示したフローチャートである。 第５実施形態にかかるタイヤシステムを構成する各部の詳細構成を示したブロック図である。
　以下、本開示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。
　（第１実施形態）
　図１～図９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、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、路面状態の判別を行うものであり、ここで判別した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が行われる。
　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、このタイヤシステム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。
　本実施形態のタイヤシステム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判別を行う。また、タイヤシステム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、タイヤシステム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、路面摩擦係数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および受信機２１は、以下のように構成されている。
　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、振動センサ部１ａ、波形処理部１ｂ、データ通信部１ｃ、電源部１ｄ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。
　振動センサ部１ａ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１ａは、加速度センサによって構成される。振動センサ部１ａが加速度センサとされる場合、振動センサ部１ａ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、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、振動センサ部１ａ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、ここでは振動センサ部１ａにて、タイヤ接線方向の振動を検出する場合について説明したが、他の方向、例えばタイヤ径方向の振動を検出しても同様のことを行える。
　波形処理部１ｂ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。ここでは、路面データとして、タイヤ振動の特徴量を含むデータを用いている。また、波形処理部１ｂは、検出信号の信号処理を行うことで、検出信号に現れるタイヤ振動からタイヤの特定に用いるデータである特定用データを生成している。この特定用データは、上記した路面データであっても良いが、本実施形態では異なるデータとしており、例えば検出信号の生波形そのもののデータを特定用データとしている。
　具体的には、波形処理部１ｂは、振動センサ部１ａ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１ｂは、振動センサ部１ａの検出信号そのものとなる生波形を取得し、必要に応じてノイズ除去等の信号処理を行い、それをデータ化する（以下、生波形をデータ化したものを生波形データという）。そして、波形処理部１ｂは、抽出した特徴量を含むデータを路面データとして、また生波形データを特定用データとしてデータ通信部１ｃ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。
　また、波形処理部１ｂは、データ通信部１ｃ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１ｃに対して路面データもしくは特定用データを伝えることで、データ通信部１ｃ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１ｂ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１ｃに対して路面データを伝えている。また、波形処理部１ｂは、走行開始時には、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、生波形データを生成し、データ通信部１ｃに対して伝える。例えば、波形処理部１ｂは、データ通信部１ｃに対して路面データもしくは生波形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特徴量を含む路面データもしくは生波形データをデータ通信部１ｃに対して伝えている。
　データ通信部１ｃは、第１データ通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２１ａとの間においてデータ通信を行う。データ通信部１ｃは、データ通信部２１ａとの間において双方通信を行える構成とされている。データ通信部１ｃ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 LowEnergyの略）通信を含むブルートゥース通信、wifiなどの無線LAN（Local AreaNetwork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。
　例えば、データ通信部１ｃは、波形処理部１ｂから路面データもしくは特定用データが伝えられると、そのタイミングで路面データもしくは特定用データの送信を行う。データ通信部１ｃからのデータ送信のタイミングについては、波形処理部１ｂによって制御されている。そして、波形処理部１ｂ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もしくは特定用データが送られてくるたびに、データ通信部１ｃからのデータ送信が行われるようになっている。
　電源部１ｄ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１ｄは、例えばボタン電池等の電池で構成される。
　一方、車体側システム２を構成する受信機２１、ブレーキＥＣＵ２２、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。
　受信機２１は、図２に示すように、データ通信部２１ａ、サポートベクタ保存部２１ｂ、路面判定部２１ｃ、タイヤ特定部２１ｄを有した構成とされている。
　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１ｃより送信された路面データや特定用データを受信し、路面判定部２１ｃやタイヤ特定部２１ｄに伝える役割を果たす。
　サポートベクタ保存部２１ｂは、サポートベクタを記憶して保存するものであり、後述するようにタイヤ特定の特定対象に対応したサポートベクタを例えば路面の種類ごとに保存している。
　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。
　特定対象とは、タイヤ特定によって特定したいタイヤ３の内容の種別を意味している。例えば、特定対象としては、夏用タイヤ、冬用タイヤ、オールシーズンタイヤのような「タイヤ種類」が挙げられる。この場合、「タイヤ種類」が特定対象となる種別であり、「夏用タイヤ」、「冬用タイヤ」などが種別に含まれるタイヤ３の具体的な内容である。また、タイヤ３の種類に加えてタイヤ製造メーカまで特定できる場合には、「タイヤ製造メーカを特定したタイヤ種類」が特定対象とする種別となる。また、例えばタイヤ３の種類やタイヤ製造メーカよりも更に詳しいタイヤ３の銘柄（以下、タイヤ銘柄という）、換言すればタイヤの識別情報であるタイヤＩＤを特定対象とする種別とすることも可能である。さらに、振動特性が類似するタイヤ同士をタイヤ群として、タイヤ群を分類した複数の区分（以下、タイヤ区分という）も特定対象となる種別になり得る。
　そして、特定対象に対応したサポートベクタとは、上記した特定対象とする種別に含まれるタイヤ３の内容毎のサポートベクタを意味している。すなわち、特定対象に対応したサポートベクタとは、特定対象が「タイヤ種類」であれば「タイヤ種類」に含まれる内容毎のサポートベクタを意味する。また、「タイヤ種類」に加えて「タイヤ製造メーカ」が特定対象である場合には、「タイヤ製造メーカを特定したタイヤ種類」の内容毎のサポートベクタが特定対象に対応したサポートベクタとなる。同様に、特定対象が「タイヤ銘柄」であれば「タイヤ銘柄」の内容毎のサポートベクタ、「タイヤ区分」であれば「タイヤ区分」の内容毎のサポートベクタが、特定対象に対応したサポートベクタとなる。例えば「タイヤ種類」が「夏用タイヤ」と「冬用タイヤ」に二種類の内容を含んでいるのであれば、「夏用タイヤ」に対する路面の種類毎のサポートベクタと、「冬用タイヤ」に対する路面の種類毎のサポートベクタが特定対象に対応するサポートベクタとなる。
　このように、サポートベクタ保存部２１ｂには、タイヤ特定部２１ｄによるタイヤ特定の特定対象が上記した中のいずれであるかに応じて、その特定対象に対応したサポートベクタが記憶されている。
　路面判定部２１ｃ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、路面状態を判別する。具体的には、路面判定部２１ｃは、波形処理部１ｂから伝えられる路面データに含まれる特徴量とサポートベクタ保存部２１ｂに記憶されている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。
　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。このとき用いられるサポートベクタは、上記した特定対象に対応したサポートベクタのうち、タイヤ特定により特定された内容に対応したサポートベクタとされ、タイヤ側装置１が取り付けられたタイヤ３の振動特性に最も対応したサポートベクタとされる。
　また、路面判定部２１ｃ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。
　タイヤ特定部２１ｄは、タイヤ側装置１から送信されてきた特定用データに基づいてタイヤ特定を行う。タイヤ特定では、「タイヤ種類」、「タイヤ製造メーカを特定したタイヤ種類」、「タイヤ銘柄」もしくは「タイヤ３の区分」のうちの１つを特定対象として決めてあり、タイヤ３が決められた特定対象に含まれる内容のどれに該当するものであるかを特定する。一例を挙げると、タイヤ特定部２１ｄは、特定対象が「タイヤ種類」である場合、夏用タイヤ、冬用タイヤなどの「タイヤ種類」に含まれる内容のどれに該当するかを特定するものであり、例えばタイヤ３が「夏用タイヤ」に該当するということを特定する。
　タイヤ３の振動特性は、タイヤ種類などに応じて異なったものとなる。例えば、夏用タイヤと冬用タイヤそれぞれにおける振動センサ部１ａの検出信号の周波数解析結果は、図４Ａや図４Ｂとなる。これらの図は、路面状態がドライ路面とウェット路面の場合を示しているが、両方共に、タイヤ種類に応じて、例えば２０００Ｈｚの高周波成分の値に差が出てくる。このため、特定用データの周波数解析を行い、その周波数解析結果に基づいてタイヤ種類を特定することができる。例えば、周波数解析後の２０００ｋＨｚ以上での検出信号の電圧値が閾値より大きければ夏用タイヤ、小さければ冬用タイヤのように、「タイヤ種類」を特定できる。また、周波数解析後の検出信号の電圧値の積分値を求め、その積分値を閾値と比較することで「タイヤ種類」を特定することもできる。
　なお、ここではタイヤ特定での特定対象が「タイヤ種類」となる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、これは一例を示したに過ぎず、より詳細に振動センサ部１ａの検出信号が示すタイヤ３の振動特性を分類することで、「タイヤ種類」だけでなく、「タイヤ製造メーカを特定したタイヤ種類」もしくは「タイヤ銘柄」を特定対象とすることができる。タイヤ３の振動特性については、「タイヤ種類」毎、「タイヤ製造メーカを特定したタイヤ種類」毎、もしくは「タイヤ銘柄」毎というように、特定対象としたいものに対応して、実験により予めデータを採ることができる。そして、実験結果などによって、タイヤ特定により特定対象とするもの毎、例えば「タイヤ銘柄」毎のタイヤ３の振動特性の範囲を設定しておけば、タイヤ特定時に得られたタイヤ３の振動特性がどの範囲に属しているかに基づいて「タイヤ銘柄」を特定できる。一例を挙げると、各タイヤ銘柄を区画する閾範囲を設定しておき、周波数解析後の検出信号の電圧値がどの閾範囲に含まれているか判定することで、「タイヤ銘柄」を特定できる。例えば、周波数解析後の２０００ｋＨｚ以上での検出信号の電圧値がどの閾範囲に属しているか、もしくは、周波数解析後の検出信号の電圧値の積分値がどの閾範囲に属しているかを判定することで、タイヤ銘柄を特定することができる。
　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。
　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。
　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。
　このようにして、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 AreaNetworkの略）通信などによる車内ＬＡＮ（Local AreaNetwork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。
　以上のようにして、本実施形態にかかるタイヤ側装置１および車体側システム２を有するタイヤシステムが構成されている。
　次に、上記した波形処理部１ｂで抽出する特徴量の詳細について説明する。
　ここでいう特徴量とは、振動センサ部１ａ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。
　タイヤ回転時における振動センサ部１ａの検出信号の出力電圧波形は、例えば図５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１ａ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１ａの出力電圧が極大値をとる。以下、この振動センサ部１ａ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５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１ａ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１ａの出力電圧が極小値をとる。以下、この振動センサ部１ａ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。
　振動センサ部１ａ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１ａの配置箇所と対応する部分が接地する際、振動センサ部１ａ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１ａ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１ａ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１ａ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１ａ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１ａ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。
　ここで、タイヤトレッド３１のうち振動センサ部１ａ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１ａ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１ａ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５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。
　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１ａ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１ａ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１ａ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別することが可能になる。
　このため、波形処理部１ｂ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１ａの検出信号を、図６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。
　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。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　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１ｂでは、この行列式Ｘで表される特徴量を振動センサ部１ａ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。
　続いて、本実施形態にかかるタイヤシステムの作動について、図７～図８を参照して説明する。
　各車輪のタイヤ側装置１では、波形処理部１ｂにて、図７に示すタイヤ側処理を実行している。この処理は、振動センサ部１ａの検出信号に基づいて車両の走行開始を検知すると、所定の制御周期ごとに実行される。また、受信機２１では、図８に示す車体側処理を実行している。この処理は、起動スイッチがオンされると路面判定部２１ｃやタイヤ特定部２１ｄなどの協働作動によって実行されるものであり、所定の制御周期毎に実行される。以下、これらの処理について、時系列に沿って順に説明する。
　まず、タイヤ側処理として、ステップＳ１００において、振動センサ部１ａの検出信号から特定用データの計測処理を行う。この処理は、例えばタイヤ３が１回転するまでの期間継続される。波形処理部１ｂは、タイヤ３が１回転する際に出力される振動センサ部１ａの検出信号を入力すると、その検出信号そのものとなる生波形に必要に応じてノイズ除去等の信号処理を行い、それをデータ化する。これにより、特定用データの計測が行われる。
　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１ａ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５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。
　その後、ステップＳ１１０に進み、データ送信処理が行われる。これにより、ステップＳ１００で得られた特定用データがデータ通信部１ｃに伝えられ、データ通信部１ｃより、特定用データが送信される。そして、ステップＳ１２０に進み、車体側システム２よりタイヤ特定完了を示す完了通知が有ったか否かを判定し、完了通知が有るまでステップＳ１００からの処理を繰り返し行う。
　一方、車体側処理として、ステップＳ２００において、タイヤ側装置１から送信された特定用データが受信されたか否かが判定される。ここで肯定判定されるとステップＳ２１０に進み、否定判定されれば再び本処理を繰り返す。上記したステップＳ１１０において特定用データが送信されていれば、ステップＳ２００で肯定判定されることになる。そして、ステップＳ２１０において、受信した特定用データに基づいてタイヤ特定処理を行う。タイヤ特定処理では、特定用データを送信してきたタイヤ側装置１の取り付けられたタイヤ３が、特定対象に含まれるどの内容のものであるかを特定する。このタイヤ特定の手法については上記した通りである。
　そして、ステップＳ２２０に進んでタイヤ特定が完了したか否かを判定し、タイヤ特定が完了していればステップＳ２３０に進み、タイヤ特定が完了していなければステップＳ２００からの処理を繰り返す。そして、ステップＳ２３０に進むと、データ通信部２１ａを通じて、タイヤ側装置１に対してタイヤ特定完了を示す完了通知を送信する。
　これにより、図７のステップＳ１２０で肯定判定されることになる。そして、ステップＳ１３０に進み、今度は振動センサ部１ａの検出信号から路面データの計測処理を行う。この処理は、例えばタイヤ３が１回転までの期間継続される。波形処理部１ｂは、タイヤ３が１回転する際に出力される振動センサ部１ａの検出信号を入力すると、その時間軸波形の特徴量を抽出する。この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。
　なお、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１ａ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１ａ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。
　そして、ステップＳ１４０に進む。ステップＳ１４０では、路面状態の判別のための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１ｃに伝える。これにより、データ通信部１ｃより、特徴量を含む路面データが送信される。
　この後は、ステップＳ１５０に進んで車両が停止したか否かを判定する。車両が停止したことについては、振動センサ部１ａの検出信号の変化が所定時間以上無いこと等に基づいて判定することができる。そして、車両が停止した場合にはタイヤ側処理を終了し、車両が停止していない場合には繰り返しステップＳ１３０、Ｓ１４０の処理を行って、走行路面の路面状態に対応した路面データが車体側システム２に伝えられるようにする。
　一方、車体側処理では、図８のステップＳ２３０の処理を終えた後、ステップＳ２４０に進み、タイヤ側装置１から路面データを受信したか否かを判定する。ここで、路面データが受信されて肯定判定されるまでは本処理が繰り返され、路面データが受信されるとステップＳ２５０に進む。
　そして、ステップＳ２５０において、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、路面判定部２１ｃに保存された特定対象に対応し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。このとき、使用するサポートベクタを、ステップＳ２２０でのタイヤ特定により特定された内容に対応するサポートベクタとしている。このため、タイヤ側装置１が取り付けられたタイヤ３の振動特性に最も対応したサポートベクタを用いて路面状態を判別できる。
　具体的には、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。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。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　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、路面判定部２１ｃ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。
　例えば、図９に示すように、振動センサ部１ａ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。
　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。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 　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。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。
　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。
　以上説明したように、本実施形態のタイヤシステムでは、タイヤ３が、決められた特定対象に含まれる内容のどれであるかを特定するタイヤ特定を行い、そのタイヤ特定結果と対応するサポートベクタを用いて路面状態を判別できるようにしている。このため、タイヤ側装置１が取り付けられたタイヤ３の振動特性に最も対応したサポートベクタを用いて路面状態を判別でき、より精度良く、短時間に路面状態を判別することが可能となる。
　（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実施形態に対してタイヤ側処理および車体側処理を変更したものであり、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。
　第１実施形態では、特定用データを路面データと異なるデータで構成する場合としたが、本実施形態では、特定用データを路面データと同じデータで構成する、つまり路面データを特定用データとして用いる。そして、タイヤ側処理として上記した図７に代えて図１０に示す処理を実行し、車体側処理として上記した図８に代えて図１１に示す処理を実行する。
　まず、タイヤ側処理では、ステップＳ３００において、振動センサ部１ａの検出信号から路面データの計測処理を行う。この処理は、図７のステップＳ１３０と同様にして実行される。そして、ステップＳ３１０に進み、路面データのデータ送信を実行する。このとき、データ送信が行われるのは路面データのみであるが、タイヤ特定が完了するまではデータ送信された路面データが特定用データとして用いられ、タイヤ特定が完了した後には路面データが路面状態の判別のために用いられる。そして、ステップＳ３２０において、車両が停止したか否かが判定され、車両が停止するまでステップＳ３００およびステップＳ３１０の各処理が繰り返される。
　一方、車体側処理では、ステップＳ４００～Ｓ４２０において、図８のステップＳ２００～Ｓ２２０と同様の処理を行う。ただし、ステップＳ４００では、特定用データが受信されたか否かの判定においては、路面データが受信されていれば特定用データが受信されたと判定されることになる。また、ステップＳ４１０のタイヤ特定は、路面データに基づいて、例えば路面データに含まれる特徴量に基づいて行われることになる。
　その後は、ステップＳ４３０～Ｓ４５０において、図８のステップＳ２４０～Ｓ２６０と同様の処理を行う。なお、特定用データを路面データと同じデータで構成する場合、これらを異なるデータで構成する場合のように特定用データから路面データへの切り替えを行う必要が無い。このため、図８のステップＳ２３０で実行していたタイヤ特定完了を示す完了通知を送ることなくステップＳ４３０に進むようにしている。
　以上説明したように、路面データに含まれる特徴量などに基づいてタイヤ特定が可能である場合、路面データを特定用データとして用いてタイヤ特定を行うこともできる。その場合、タイヤ側装置１では、路面データの送信を繰り返し行うようにするだけで良く、車体側システム２では、路面データに基づいてタイヤ特定を行えば良い。また、路面データを特定用データとして用いる場合には、タイヤ側装置１で単に路面データを繰り返し送信するだけでよいため、タイヤ特定完了を示す完了通知の送信については行わなくても良くなる。なお、路面データを特定用データとして用いる場合、タイヤ側装置１は、特定用データから路面データへの切り替えを行う必要がなく、タイヤ特定が完了したことを把握することは必要ではなくなる。このため、本実施形態の場合、車体側システム２からタイヤ側装置１への通信は必ずしも行わなくても良く、単にタイヤ側装置１から車体側システム２にのみデータ通信が行える一方向通信であっても構わない。
　（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特定を完了できなかった場合の処理を加えたものであり、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。
　第１実施形態では、特定用データに基づいてタイヤ特定が完了できることを前提としているが、車両の走行開始から一定時間経過しても完了できないこともあり得る。この場合には、いつ完了できるか分からないタイヤ特定よりも路面状態の判別を優先できるようにする。これを実現するために、本実施形態では、サポートベクタ保存部２１ｂに、納車時に予めデフォルト値としての標準サポートベクタを保存している。
　標準サポートベクタは、ロバスト性を高めた全タイヤ対応のサポートベクタであり、タイヤ特定前もしくはタイヤ特定が不可であった場合の路面状態の判別に用いられる。この標準サポートベクタは、ロバスト性を高めた全タイヤ対応のサポートベクタであることから、タイヤ特定が行えなかった場合であっても路面データと比較されることで路面状態を判別できる。しかしながら、タイヤ３の振動特性に最も対応したサポートベクタではないため、精度良く、短時間での路面状態の判別は難しい。ただし、タイヤ特定を必ず行えるとは限らず、行えなかった場合には、精度が高くなく、時間が掛かったとしても、路面状態の判別を行えるようにした方が好ましい。このため、本実施形態においては、タイヤ側処理として上記した図７に代えて図１２に示す処理を実行し、車体側処理として上記した図８に代えて図１３に示す処理を実行する。
　まず、タイヤ側処理として、ステップＳ５００において車両の走行開始から一定時間が経過したか否かを判定する。ここでいう一定時間とは、車両の走行開始からタイヤ特定に必要と想定される時間からある程度余裕を設けた時間とされる。また、車両の走行開始の経過時間については、例えばステップＳ５００の処理で否定判定される毎にタイヤ特定部２１ｄ等に内蔵されるカウンタのカウント値がインクリメントされるようにしておくことで計測できる。そして、カウンタのカウント値が閾値に達すると、本処理において一定時間が経過したと判定されるようにしている。
　ここで、車両の走行開始時にはまだ一定時間が経過していない。このため、ステップＳ５００で否定判定されてステップＳ５１０に進む。そして、ステップＳ５１０、Ｓ５２０において、図７のステップＳ１００、Ｓ１１０と同様の処理を行ったのち、ステップＳ５００の処理を繰り返す。これにより、車両の走行開始から一定時間が経過するまでの間に、特定用データが繰り返しデータ送信されることになる。
　そして、車両の走行開始から一定時間が経過してステップＳ５００で肯定判定されると、ステップＳ５３０～Ｓ５５０に進み、図７のステップＳ１３０～Ｓ１５０と同様の処理を実行することで路面データの送信を車両が停止するまで繰り返し行う。
　一方、車体側処理では、ステップＳ６００～Ｓ６２０において、ほぼ図８のステップＳ２００～Ｓ２２０と同様の処理を行う。ただし、ステップＳ６００では、タイヤ側装置１から送信されてきた特定用データを受信したか否かではなく、受信したデータが特定用データであるか否かを判定し、肯定判定されるとステップＳ６１０、Ｓ６２０の処理が実行されるようにしている。このようにしているため、車両の走行開始から一定時間中に特定用データが送信されてきた場合にはタイヤ特定が行われる。そして、第１実施形態で説明した手法によってタイヤ特定が行われるが、車両の走行開始から一定時間を経過すると、タイヤ特定が完了するか否かにかかわらず、その後にタイヤ側装置１から特定用データが送られてこなくなる。このため、ステップＳ６００で否定判定されてステップＳ６３０の処理が実行される。
　そして、ステップＳ６３０で図８のステップＳ２４０と同様の処理を行ったのち、ステップＳ６４０においてタイヤ特定が完了しているか否かを判定する。この処理は、図８のステップＳ２２０と同様の処理として行われる。ここで肯定判定されると、ステップＳ６５０、Ｓ６６０において、図８のステップＳ２５０、Ｓ２６０と同様の処理、つまり起動スイッチがオフされるまでの間、タイヤ特定によって特定された内容に対応するサポートベクタを用いての路面状態の判別が行われる。そして、否定判定された場合には、ステップＳ６７０に進み、標準サポートベクタを用いて路面状態の判別を行う。
　以上説明したように、タイヤ特定が行えた場合には、タイヤ３の振動特定に最も対応したサポートベクタを用いて路面状態を判別し、車両が走行開始してから一定時間経過してもタイヤ特定が行えなかった場合には標準サポートベクタを用いて路面状態を判別する。これにより、仮にタイヤ特定が行えなかったとしても、少なくとも路面状態の判別を行うことを担保することが可能となる。
　（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～第３実施形態に対してタイヤ特定をユーザ指示に基づいて実施するようにしたものであり、その他については第１～第３実施形態と同様であるため、第１～第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、ここでは第１実施形態に対して本実施形態を適用した場合について説明するが、第２、第３実施形態に対しても適用できる。
　第１～第３実施形態では、ユーザ指示を加味せず、車両が走行開始するとタイヤ特定が行われるようにしたが、ユーザ指示が出された場合にのみタイヤ特定が行われるようにすることもできる。図１４に示すように、本実施形態では、車体側システム２にユーザ操作が入力される入力部２４が備えられており、入力部２４からのタイヤ特定の指示信号が受信機２１に入力されるようになっている。入力部２４は、例えばインストルメントパネルに取り付けられた図示しない操作スイッチやナビゲーションシステム等のタッチパネルなどが該当し、ユーザがタイヤ交換時等にタイヤ特定が行われるようにすることを指示する部分である。この入力部２４から入力されるタイヤ特定の指示信号に基づいてタイヤ側処理や車体側処理が実行されるようになっている。具体的には、本実施形態では、タイヤ側処理として図１５に示す処理を実行し、車体側処理として図１６に示す処理を実行する。
　まず、タイヤ側処理として、ステップＳ７００においてタイヤ特定の指示があったか否かが判定される。後述するように、入力部２４よりタイヤ特定の指示信号が受信機２１に伝えられると、車体側処理において、受信機２１から指示信号が入力されたことを示す指示データが各タイヤ側装置１に対して送信されるようになっている。このため、ステップＳ７００では、その指示データを受け取っているか否かを判定している。
　ここで肯定判定されるとステップＳ７１０に進み、タイヤ特定の完了通知があったか否かが判定され、ここで否定判定されてまだタイヤ特定が完了していなければ、ステップＳ７２０、Ｓ７３０において、図７のステップＳ１００、Ｓ１１０と同様の処理を行う。そして、タイヤ特定が完了するまで当該処理が繰り返される。そして、ステップＳ７００で否定判定されるかステップＳ７１０で肯定判定されると、ステップＳ７４０以降に進み、図７のステップＳ１３０～Ｓ１５０と同様の処理を行う。
　一方、車体側処理では、ステップＳ８００において、ユーザが入力部２４を通じてタイヤ特定の指示を出したか否か、つまりタイヤ特定の指示信号が入力されたか否かが判定される。ここで肯定判定されると、ステップＳ８１０に進み、データ通信部２１ａより各タイヤ側装置１に対して指示信号が入力されたことを示す指示データを送信する。その後、ステップＳ８２０において、タイヤ側装置１から送信された特定用データを受信し、図８のステップＳ２１０と同様のタイヤ特定処理を行う。その後、ステップＳ８３０に進む。そして、ステップＳ８３０～Ｓ８７０において、図８のステップＳ２２０～Ｓ２６０と同様の処理を行う。
　以上説明したように、ユーザによる指示があったときにタイヤ特定が行われるようにすることもできる。このようにすれば、車両が走行開始する度に無駄にタイヤ特定が行われないようにして、真に必要な際にのみタイヤ特定が行われるようにできる。
　（第５実施形態）
　第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１～第４実施形態に対してタイヤ特定した際に用いるサポートベクタを通信センターより取得するものであり、その他については第１～第４実施形態と同様であるため、第１～第４実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
　図１７に示すように、本実施形態では、受信機２１に学習データ通信部２１ｅが備えられていると共に車体側システム２に外部通信機２５が備えられ、外部に備えられる通信センター２００との通信が行えるようになっている。
　学習データ通信部２１ｅは、外部通信機２５を通じて、タイヤ特定の結果を通信センター２００に伝えたり、通信センター２００から送られてきたタイヤ特定の結果に対応するサポートベクタのデータを取得し、サポートベクタ保存部２１ｂに学習させる役割を果たす。
　外部通信機２５は、ＤＣＭ（Data CommunicationModule）のような無線ネットワークなどを経由して通信センター２００とのデータ通信を行うための装置である。本実施形態の場合、外部通信機２５は、学習データ通信部２１ｅからタイヤ特定の結果を示すデータが伝えられると、その結果を通信センター２００に伝える。また、通信センター２００からは、伝えたタイヤ特定の結果に対応するサポートベクタのデータが送られてくるため、それを取得して学習データ通信部２１ｅに伝える。
　通信センター２００は、タイヤ特定が行われる内容、すなわち「タイヤ種類」、「タイヤ製造メーカを特定したタイヤ種類」、「タイヤ銘柄」もしくは「タイヤ区分」の内容毎のサポートベクタを集計して記憶しているコンピュータサーバとして機能するものである。通信センター２００は、外部通信機２５を通じて、各車両からタイヤ特定の結果を示すデータが送られてくると、そのタイヤ特定の結果に対応するサポートベクタのデータをその結果を送ってきた車両に伝えるようになっている。
　このように、タイヤ特定が行われたら、その結果を通信センター２００に伝え、通信センター２００からタイヤ特定の結果に対応するサポートベクタを取得するようにして、サポートベクタ保存部２１ｂに記憶されるようにしても良い。このようにすれば、サポートベクタ保存部２１ｂに様々なタイヤ特定が行われる内容毎のサポートベクタのすべてを予め記憶させておく必要がなくなる。サポートベクタのデータ量は多く、記憶させておく種類が多いほどデータ量が膨大になる。したがって、膨大なデータ量のサポートベクタの記憶については通信センター２００に担わせ、各車両のサポートベクタ保存部２１ｂには必要なサポートベクタが記憶されるようにすることで、サポートベクタ保存部２１ｂの記憶容量の軽減を図ることができる。
　なお、このような場合、タイヤ特定が完了する前やタイヤ特定が不可であった場合でも路面状態の判別が行えるようにすることが好ましい。このため、第３実施形態で説明したようなデフォルト値としての標準サポートベクタをサポートベクタ保存部２１ｂに記憶しておくと良い。
　（他の実施形態）
　本開示は、上記した実施形態に準拠して記述されたが、当該実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
　（１）例えば、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。
　（２）また、上記各実施形態では、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。
　同様に、タイヤ特定を行うための特定用データについて、生波形データを用いるようにしているが、生波形データでなくても、振動センサ部１ａが出力する検出信号の中からタイヤ特定に適したデータを抽出し、それを特定用データとして用いても良い。例えば、検出信号からタイヤ特定に適した周波数帯のデータのみを抽出し、それを特定用データとしても良い。
　（３）また、上記第５実施形態では、タイヤ特定の結果を通信センター２００に伝え、その結果に対応するサポートベクタが通信センター２００から各車両に伝えられるようにした。これも一例を示したに過ぎず、受信機２１からタイヤ側装置１より伝えられた特定用データを通信センター２００に伝え、通信センター２００でタイヤ特定を行うと共にそのタイヤ特定の結果に対応するサポートベクタが各車両に伝えられるようにしても良い。
　（４）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の路面判定部２１ｃ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。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。
　（５）また、路面状態の判別に用いる教師データの一例として、サポートベクタを例に挙げたが、公知となっている他の教師データを用いても良い。
　（６）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。

Claims (8)

  1. 　車両に備えられるタイヤ（３）に配置されたタイヤ側装置（１）と、車体に備えられた車体側システム（２）とを有する路面状態判別装置であって、
    　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（１ａ）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（１ｂ）と、前記路面データを送信する第１データ通信部（１ｃ）と、を備え、
    　前記車体側システムは、
    　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（２１ａ）と、教師データを保存する保存部（２１ｂ）と、前記路面データと前記教師データとに基づいて前記車両の走行路面における路面状態を判別する路面判定部（２１ｃ）と、所定の種別を特定対象として前記タイヤが前記種別に含まれるいずれの内容に該当するかを特定するタイヤ特定を行うタイヤ特定部（２１ｄ）と、を備え、
    　前記タイヤ側装置は、前記波形処理部にて、前記検出信号に基づいて前記タイヤ特定に用いられる特定用データを生成すると共に、前記第１データ通信部を通じて前記特定用データを送信し、
    　前記車体側システムは、前記タイヤ特定部にて、前記タイヤ側装置から伝えられた前記特定用データに基づいて前記タイヤ特定を行い、前記路面判定部にて前記路面状態の判別を行う際には、前記タイヤ特定の結果に対応する前記教師データを用いて前記路面状態の判別を行う路面状態判別装置。
  2. 　前記特定対象とする種別は、タイヤ種類、タイヤ種類を含めたタイヤ製造メーカ、タイヤ銘柄、振動特性が類似するタイヤ同士で区分けしたタイヤ区分、のいずれか１つである請求項１に記載の路面状態判別装置。
  3. 　前記タイヤ側装置は、前記検出信号に基づいて前記車両の走行開始を検知し、前記車両の走行開始時に前記特定用データの送信を行う請求項１または２に記載の路面状態判別装置。
  4. 　前記特定用データと前記路面データとが異なるデータとされており、
    　前記タイヤ側装置は、前記車両の走行開始から一定時間が経過するまで前記特定用データの送信を行ったのち、前記一定時間を経過すると前記特定用データから切り替えて前記路面データを送信し、
    　前記車体側システムは、前記タイヤ特定部にて、前記特定用データに基づいて前記タイヤ特定が完了すれば、前記タイヤ特定の結果に対応する前記教師データを用いて前記路面状態の判別を行い、前記路面データが送信されてきても前記タイヤ特定が完了していければ、前記教師データとして前記保存部に予め記憶されているデフォルト値を用いて前記路面状態の判別を行う請求項１ないし３のいずれか１つに記載の路面状態判別装置。
  5. 　前記タイヤ側装置は、前記路面データを前記特定用データとして送信し、
    　前記車体側システムは、前記タイヤ特定部にて、前記特定用データとして前記路面データを用いて前記タイヤ特定を行う請求項１ないし３のいずれか１つに記載の路面状態判別装置。
  6. 　前記車体側システムは、ユーザからの前記タイヤ特定の実行の指示を入力する入力部（２４）を有し、前記入力部に前記タイヤ特定の実行の指示が入力されると前記第２データ通信部を通じて前記タイヤ特定を行うことを示す指示データを前記タイヤ側装置に送信し、
    　前記タイヤ側装置は、前記第１データ通信部が前記指示データを受信すると、前記特定用データの送信を行う請求項１または２に記載の路面状態判別装置。
  7. 　前記保存部は、前記特定対象とする前記タイヤの内容に応じた前記教師データを保存しており、前記路面判定部は、前記保存部に記憶された前記教師データの中から前記タイヤ特定の結果に対応するものを用いて前記路面状態の判別を行う請求項１ないし６のいずれか１つに記載の路面状態判別装置。
  8. 　請求項１ないし６いずれか１つに記載の路面状態判別装置と、
    　前記車体側システムとの間においてデータ通信を行うと共に、前記特定対象とする前記タイヤの内容に応じた前記教師データを保存している通信センター（２００）と、を有するタイヤシステムであって、
    　前記車体側システムは、前記通信センターとの間の通信を行う外部通信機（２５）を含み、該外部通信機を通じて前記通信センターに前記タイヤ特定の結果を送信し、
    　前記通信センターは、前記外部通信機より前記タイヤ特定の結果を受信すると、該タイヤ特定の結果と対応する前記教師データを前記外部通信機に伝えるタイヤシステム。
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