JP2015217713A

JP2015217713A - タイヤ情報送信装置

Info

Publication number: JP2015217713A
Application number: JP2014100709A
Authority: JP
Inventors: 匡史尾崎; Tadashi Ozaki
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2014-05-14
Publication date: 2015-12-07
Anticipated expiration: 2034-05-14
Also published as: JP6317999B2

Abstract

【課題】少ない消費電力で必要なタイヤの情報を車両側へ送信することのできるタイヤ情報送信装置を提供する。【解決手段】タイヤ情報送信装置１０を、タイヤの情報を取得する第１のセンサー１１と、タイヤ接地状態の時間変化波形を検出する第２のセンサー１２と、時間変化波形のピーク位置を検出するピーク位置検出手段１５２と、ピーク間隔を算出するピーク間隔算出手段１５４と、タイヤが接地している領域を含む接地側領域を設定する接地側領域設定手段１５５と、センサーで取得したタイヤの情報を、接地側領域の情報と非接地側領域の情報とに分類するとともに、タイヤの情報のうちの接地側領域の情報のみを抽出するタイヤ情報抽出手段１６と、接地側領域の情報のみを車両側へ送信する送信手段１７とから構成した。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ内に装着されたセンサーにより取得したタイヤの情報を車両側へ送信するタイヤ情報送信装置に関するものである。

従来、タイヤ内に発電機及び加速度センサーを搭載した無線送信機を設け、加速度センサーにより得られたタイヤ振動の情報を車両側の受信機へ送信し、受信されたタイヤ振動の情報のうち、加速度センサーの接地時におけるタイヤ振動の情報を、解析装置を用いて解析し、走行中の路面の状態を推定するインテリジェントタイヤシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、インテリジェントタイヤシステムにおいて、加速度センサーに加えて、マイクロコントローラユニット（MCU）、無線トランシーバＩＣ（RFIC）、及び、アナログデジタル変換器（ADC）を設けて、加速度センサーから出力されたアナログ情報をADCによりデジタル情報に変換し、このデジタル変換された情報をMCUの制御の下、RFICを用いて車両側の受信機へ送信する構成も知られている。

特開２００２−７９８１５号公報

しかしながら、従来のインテリジェントタイヤシステムでは、タイヤ振動やタイや温度などのタイヤの情報を連続的に車両側の受信機に送信しているため、消費電力（特に、RFICの消費電力）が大きく、その結果、タイヤ内発電機の発電能力が不足してしまう、といった問題点があった。
そこで、タイヤ内発電機の個数を増やすことも考えられるが、装置が大型化してしまうだけでなく、タイヤの重量が増加するので好ましくない。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、少ない消費電力で必要なタイヤの情報を車両側へ送信することのできるタイヤ情報送信装置を提供することを目的とする。

本発明は、タイヤ内に装着されて当該タイヤの情報を取得する１つ以上のセンサーと、前記タイヤの情報をタイヤ外部へ送信する送信手段とを備えたタイヤ情報送信装置であって、前記タイヤ内に装着されて、タイヤの接地時に入力される振動の時間変化波形もしくは接地時におけるタイヤの変形状態の時間変化波形を検出するタイヤ接地状態検出手段と、前記時間変化波形の振幅の大きさが予め設定された閾値を超えた時間を検出し、前記時間をピーク位置として検出するピーク位置検出手段と、前記検出されたピーク位置を第１のピーク位置としたとき、前記第１のピーク位置と前記第１のピーク位置の直前に検出されたピーク位置である第２のピーク位置との時間的間隔である第１のピーク間隔を算出するピーク間隔算出手段と、前記第１のピーク間隔と前記第１のピーク位置とから、当該タイヤが接地している領域を含む接地側領域を設定する接地側領域設定手段と、前記センサーで取得したタイヤの情報を、接地側領域の情報と非接地側領域の情報とに分類するとともに、前記タイヤの情報のうちの接地側領域の情報のみを抽出するタイヤ情報抽出手段とを備え、前記接地側領域設定手段が、前記第１のピーク間隔をＴ_kとした時に、前記時間変化波形の、前記第１のピーク位置を含む、時間幅Ｔが、０＜Ｔ＜Ｔ_kの範囲を接地側領域に設定し、送信手段は、前記タイヤ情報抽出手段で抽出された接地側領域の情報のみを当該タイヤを装着する車両側へ送信することを特徴とする。
これにより、接地側領域の情報のみ、もしくは、非接地側領域の情報のみを車両側へ送信することができるので、少ない消費電力で必要なタイヤの情報を車両側へ送信することができる。
また、前記センサーもしくは前記センサーのうちの１つを、タイヤ内に装着されて、タイヤの接地時に入力される振動の時間変化波形もしくは接地時におけるタイヤの変形状態の時間変化波形を検出するセンサーとすれば、このセンサーにより、タイヤ接地状態を検出できるので、タイヤ接地状態検出手段を省略できるとともに、路面状態の推定やタイヤ摩耗状態の推定などに必要な情報のみを送信できるので、消費電力を少なくできる効果に加えて、路面状態の推定などを効率よく行うことができるという効果も得られる。
なお、この場合は、タイヤ接地状態を車両側へ送信するので、接地側領域の情報のみを送信することはいうまでもない。

また、本発明は、前記時間変化波形の差分波形を算出する手段を設けるとともに、前記ピーク位置検出手段では、前記差分波形を用いて前記ピーク位置を検出するようにしたので、時間変化波形の振幅値が小さい場合でも、ピーク位置を確実に検出できる。

また、本発明は、検出されたピーク位置である第１のピーク位置ｔ_kの直前に検出されたピーク位置である第２のピーク位置ｔ_k-1と、前記第２のピーク位置の直前に検出されたピーク位置である第３のピーク位置ｔ_k-2との時間的間隔である第２のピーク間隔Ｔ_k-1を算出するとともに、前記第１のピーク間隔Ｔ_kと前記第２のピーク間隔Ｔ_k-1との差分を算出し、前記差分が、予め設定された判定範囲内である場合には、前記第１のピーク位置ｔ_kが正常であると判定し、前記差分が、前記判定範囲の下限値よりも小さかった場合には、前記第１のピーク位置ｔ_kが誤検出であると判定し、前記差分が、前記判定範囲の上限値よりも大きかった場合には、前記第１のピーク位置が検出されなかったと判定するピーク位置判定手段を設けたことを特徴とする。
なお、本発明では、差分が、予め設定された判定範囲内にない場合には、すなわち、第１のピーク位置ｔ_kが正常なピーク位置ではない場合を、「誤検出（ノイズなどの正常な位置にはないピークを第１のピーク位置ｔ_kとして検出した）」と「未検出（第１のピーク位置ｔ_kが検出されない）」とに分けている。
すなわち、「第１のピーク位置ｔ_kが誤検出である」とは、検出されたピークが、検出されたピークの直前のピーク位置である第２のピーク位置ｔ_k-1からタイヤ１周分離れた位置近傍で検出されたピークではなく、タイヤ１周分よりも短い時間離れた位置で検出されたピークであることを指す。
また、「第１のピーク位置ｔ_kは検出されない」とは、第２のピーク位置からタイヤ１周分だけ離れた位置近傍にはピーク位置が検出されなかったということを指す。換言すれば、第２のピーク位置ｔ_k-1の後に最初に検出されたピークは、第２のピーク位置ｔ_k-1からタイヤ２周分以上離れた位置にあるピークであることを意味する。
これにより、時間変化波形に外乱などによるピークが発生したか否かだけでなく、走行路面の影響で、時間変化波形の振幅が小さくなって、第２のピーク位置からタイヤ１周分だけ離れたピーク位置が検出できなかったことについても判定できる。

また、本発明は、前記ピーク位置検出手段が、前記第１のピーク位置が誤検出であると判定された場合には、前記第１のピ−ク位置の直前の複数における振幅値に基づいて算出された振幅値を新たな閾値とするか、もしくは、前記閾値に所定の加算値を加算した値を新たな閾値としてピーク位置を検出することを特徴とする。
これにより、時間変化波形に外乱などによるピークが発生した場合でも、ピーク位置を確実に特定することができる。
また、本発明は、前記ピーク位置検出手段が、前記第１のピーク位置が検出されなかったと判定された場合には、前記第１のピ−ク位置の直前の複数における振幅値に基づいて算出された振幅値を新たな閾値とするか、前記閾値に所定の減算値を減算した値を新たな閾値としてピーク位置を検出することを特徴とする。
これにより、時間変化波形の振幅が小さくなった場合でも、ピーク位置を特定することができる。

なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

本実施の形態に係るタイヤ情報送信装置の構成を示す図である。送信モジュールの配置を示す図である。振動の時間変化波形の一例を示す図である。振動の時間変化波形と絶対値波形の一例を示す図である。差分波形とピーク位置の判定方法を示す図である。ピーク閾値の再設定方法を示す図である。振動の時間変化波形と接地側領域との関係を示す図である。本実施の形態に係るタイヤ情報の送信方法を示すフローチャートである。 FPGA回路のブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
図１は本実施の形態に係るタイヤ情報送信装置１０の構成を示す図で、タイヤ情報送信装置１０は、タイヤの情報を取得するセンサーとしての温度・圧力センサー１１と、タイヤ接地状態検出手段としての加速度センサー１２と、Ａ／Ｄ変換器１３と、記憶手段１４と、接地側領域設定手段１５と、タイヤ情報抽出手段１６と、送信アンテナ１７Ｔを備えた送信手段１７と、温度・圧力記憶部１８と、送信制御部１９Ａと、温度・圧力読出制御部１９Ｂとを備える。
接地側領域設定手段１５とタイヤ情報抽出手段１６とは、例えば、半導体回路により構成され、記憶手段１４は、ＲＡＭから構成される。
本例では、コンピュータとして、従来用いられていたMCUよりも処理速度が速い、書き換え可能な論理ＩＣであるField Programmable Gate Array（FPGA）回路から構成するとともに、送信手段１７を、無線トランシーバＩＣ（RFIC）から構成した。
FPGA回路２０の構成と動作については、後述する。

本例では、図２に示すように、温度・圧力センサー１１を搭載した基板１１Ｐと、加速度センサー１２とＡ／Ｄ変換器１３とを搭載した基板１２Ｐと、FPGA回路２０と、送信手段１７とを一体化した送信モジュール１０Ｍを、タイヤ３０のインナーライナー部３１の径方向内側のほぼ中央部に取付け、温度・圧力センサー１１で取得したタイヤ内温度とタイヤの内圧の情報を送信手段１７にて車体４０側に送信するとともに、車体４０側に受信アンテナ４１と受信機４２とを設け、受信機４２で受信したタイヤの情報を、車両の走行状態を制御する車両制御装置４３に送る構成としている。
受信アンテナ４１は、タイヤハウス内に設置され、受信機４２と車両制御装置４３とは後部座席下側に設置される。
なお、図２の符号１０Ｎは、タイヤ転動により発電し、送信モジュール１０Ｍに電力を供給するタイヤ内発電装置である。本例では、タイヤ内発電装置１０Ｎを３台使用した。

温度・圧力センサー１１は、タイヤ内温度とタイヤの内圧の情報を検出し、加速度センサー１２は、タイヤ３０の接地時に入力されるタイヤトレッド３２の振動の時間変化波形（以下、振動の時間変化波形という）を検出する。
本例では、加速度センサー１２により、タイヤトレッドの振動に伴って発生するタイヤ周方向加速度を検出する。このタイヤ周方向加速度の時間変化波形が、タイヤの接地時にタイヤに入力される振動の時間変化波形に相当する。
以下、加速度センサー１２で検出したタイヤ周方向加速度の時間変化波形を、振動の時間変化波形という。
図３（ａ），（ｂ）は、振動の時間変化波形の一例を示す図である。振動の時間変化波形には、タイヤ１回転毎に正・負２つの大きなピークが出現する。最初に出現するピーク（正のピーク）は、タイヤが路面に衝突するときに発生するピークで、このピークが踏み込み点ｐ_fである。次に出現するピーク（負のピーク）は、タイヤが路面を離れるときに発生するピークで、このピークが蹴り出し点ｐ_kである。踏み込み点ｐ_f蹴り出し点ｐ_kとの時間間隔Δが接地時間で、踏み込み点ｐ_f1と次の踏み込み点ｐ_f2との時間間隔Ｔ_a、もしくは、蹴り出し点ｐ_k1と次の蹴り出し点ｐ_k2との時間間隔Ｔ_bが、タイヤ３０が１回転する時間（回転時間）である。
Ａ／Ｄ変換器１３は、前記の振動の時間変化波形をデジタル信号に変換する。
タイヤ内温度とタイヤの内圧の情報は、定期的に温度・圧力センサー１１により検出され、温度・圧力記憶部１８に格納され、所望のタイミングで送信制御部１９Ａに送られ、Ａ／Ｄ変換された振動の時間変化波形は、記憶手段１４及び接地側領域設定手段１５に送られる。タイヤ情報抽出手段１６の制御の下、記憶手段１４に格納された振動の時間変化波形のうち、設置領域を含む振動波形は、送信制御部１９Ａに送られる。

接地側領域設定手段１５は、差分波形作成部１５１と、ピーク位置検出部１５２と、ピーク位置判定部１５３と、ピーク間隔算出部１５４と、接地側領域設定部１５５とを備え、記憶手段１４に記憶された振動の時間変化波形を用いて、送信データを抽出するための接地側領域を設定する。
差分波形作成部１５１は、図４（ａ）に示すような振動の時間変化波形から、図４（ｂ）に示すような、振幅大きさを縦軸とした振動の時間変化波形（絶対値波形）を求め、更に、図５に示すような、絶対値波形の隣接するデータ間の差分をとった波形である差分波形を作成し、これをピーク位置検出用波形としてピーク位置検出部１５２に送る。
ピーク位置検出部１５２では、差分波形の振幅がピーク閾値Ｋを超えた時間ｔ_kをピーク位置とする。ピーク位置は、踏み込み点ｐ_fの立ち上がり部になるが、本発明では、この時間ｔ_kをピーク位置と呼ぶ。
ピーク位置検出用波形としては、前記の振動の時間変化波形や絶対値波形を用いてもよいが、走行速度や路面状態によっては振幅が小さいためにピーク位置の検出が困難な場合がある。しかしながら、本例のように、ピーク検出用波形として差分波形を用いれば、接地面付近でのピークが強調されるので、正確なピーク位置を検出することができる。

ピーク位置判定部１５３は、ピーク位置検出部１５２が検出したピーク位置ｔ_kが正常なピーク位置であるか否かを判定する。
具体的には、図５に示すように、検出したピーク位置（第１のピーク位置）ｔ_kと第１のピーク位置ｔ_kの直前のピーク位置である第２のピーク位置ｔ_k-1との時間間隔Ｔ_kと、第２のピーク位置ｔ_k-1と第２のピーク位置ｔ_k-1の直前のピーク位置である第３のピーク位置ｔ_k-2との時間間隔Ｔ_k-1との差分ΔＴ_kを算出し、差分ΔＴ_kが、予め設定された判定範囲内（ｍ_a≦ΔＴ_k≦ｍ_b，ｍ_a＜ｍ_b）である場合には、検出されたピーク位置ｔ_kが正常なピーク位置であると判定し、判定範囲外（ΔＴ_k＜ｍ_aまたはΔＴ_k＞ｍ_b）である場合には、検出されたピーク位置である第１のピーク位置ｔ_kが正常なピーク位置ではない（ピーク位置を「誤検出」したか、もしくは、第１のピーク位置ｔ_kが「検出できなかった」）と判定する。
本例では、ｍ_a＝0.75・Ｔ_k-1、ｍ_b＝1.25・Ｔ_k-1とした。
すなわち、分ΔＴ_kが、判定範囲の下限値ｍ_aよりも小さかった場合には、検出したピークが、第２のピーク位置ｔ_k-1と実際の第１のピーク位置ｔ_kとの間に発生したノイズである（「誤検出」である）と判定する。また、差分ΔＴ_kが、判定範囲の上限値ｍ_bよりも大きかった場合には、ピーク位置が検出されなかった（検出されたピーク位置ｔ_kは、ピーク位置ｔ_k-1のタイヤ１周後のピーク位置ではない）と判定する。
なお、第２のピーク位置ｔ_k-1以前のピーク位置ｔ_k-ｒ（ｒ＝１，２，……）は、既に、正常なピーク位置と判定されているものとする。

ピーク位置を誤検出した場合、及び、ピーク位置が検出されなかった場合には、ピーク閾値Ｋを再設定する。
ピーク位置を誤検出した場合には、例えば、図６（ａ）に示すように、ピーク位置ｔ_kの直前の３つのピーク位置ｔ_k-3，ｔ_k-2，ｔ_k-1における振幅値Ｐ_k-3，Ｐ_k-2，Ｐ_k-1のうちの最も小さい振幅値の半分を新たな閾値Ｋ₁とするなど、ピ−ク位置ｔ_kの直前の複数のピーク位置における振幅値に基づいて算出された値を新たな閾値Ｋ₁とすればよい。なお、閾値Ｋに所定の加算値を加算した値を新たな閾値Ｋ₁としてピーク位置を検出してもよい。
また、ピーク位置が検出されなかった場合には、図６（ｂ）に示すように、閾値Ｋに所定の減算値を減算した値を新たな閾値Ｋ₂としてピーク位置を検出する。なお、新たな閾値Ｋ₂を、ピーク位置ｔ_kの直前の３つのピーク位置ｔ_k-3，ｔ_k-2，ｔ_k-1における振幅値Ｐ_k-3，Ｐ_k-2，Ｐ_k-1のうちの最も小さい振幅値の半分の値に設定するなど、ピ−ク位置ｔ_kの直前の複数のピーク位置における振幅値に基づいて算出してもよい。

ピーク間隔算出部１５４は、第１のピーク位置ｔ_kが正常なピーク位置であると判定されたときに、第１のピーク位置ｔ_kと第２のピーク位置ｔ_k-1との時間的間隔である第１のピーク間隔Ｔ_kを算出する。第１のピーク間隔Ｔ_k＝ｔ_k−ｔ_k-1は、タイヤが１回転する時間、すなわち、回転時間に相当する。
接地側領域設定部１５５は、第１のピーク位置ｔ_kと第１のピーク間隔Ｔ_kとから、当該タイヤが接地している領域を含む接地側領域を設定する。
本例では、図７に示すように、接地側領域を、第１のピーク位置ｔ_kを中心とした、時間幅がＴ＝Ｔ_k/２の領域（ｔ_k−Ｔ_k/４〜ｔ_k＋Ｔ_k/４）とし、（ｔ_k＋Ｔ_k/４〜ｔ_k＋（３/４）・Ｔ_k）の範囲を非接地側領域とした。非接地側領域としては、（ｔ_k−（３/４）・Ｔ_k〜ｔ_k−Ｔ_k/４）の範囲としてもよい。

タイヤ情報抽出手段１６は、接地側領域設定手段１５で設定された接地側領域領域（ｔ_k−Ｔ_k/４〜ｔ_k＋Ｔ_k/４）の情報に基づいて、記憶手段１４に、時系列に記憶されているタイヤ振動の情報のうち、接地側領域に含まれるタイヤ振動情報を記憶手段１４のアドレスを指定することにより選択し、選択されたタイヤ振動情報の読出しを行う。記憶手段１４から読出されたタイヤ振動の情報は送信制御部１９Ａに送られる。温度・圧力記憶部１８に記憶されたタイヤ内温度とタイヤの内圧の情報は、温度・圧力読出制御部１９Ｂの制御の下読出され、送信制御部１９Ａに送られる。送信制御部１９Ａは、タイヤ振動情報、及び、温度・圧力情報を送信手段１７へ送る。
送信手段１７は、送信アンテナ１７Ｔを備え、タイヤ内温度とタイヤの内圧の情報と、タイヤ振動情報のうちの接地側領域の情報を、車体４０側に送信する（図１参照）。
図７に示すように、接地側領域が送信区間で、非接地側領域が非送信区間である。
送信されたタイヤ内温度とタイヤの内圧の情報は、受信アンテナ４１で受信され、受信機４２から車両制御装置４３に送られる。

次に、タイヤ情報送信装置１０の動作について、図８のフローチャートを参照して説明する。
まず、加速度センサー１２で振動の時間変化波形を検出する（ステップＳ１０）。
そして、振動の時間変化波形からピーク位置検出用波形である差分波形を作成し（ステップＳ１１）、この差分波形を用いて、振動の時間変化波形のピーク位置を検出する（ステップＳ１２）。
次に、検出したピーク位置が正常なピーク位置であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。検出したピーク位置が正常なピーク位置である場合には、ステップＳ１４に進んで、ピーク間隔（第１のピーク間隔）を算出する。
そして、ピーク位置とピーク間隔とから、接地側領域を設定する（ステップＳ１５）。
そして、記憶手段１４に記憶されているタイヤ振動情報のうちの、接地側領域の情報のみを抽出して送信手段に送る（ステップＳ１６）。
最後に、接地側領域におけるタイヤ内温度とタイヤの内圧の情報を車両側に送信する（ステップＳ１７）。
ステップＳ１３で、検出したピーク位置が正常なピーク位置でない場合には、ステップＳ２０に進んで、ピーク位置を誤検出したのか、ピーク位置が検出されなかったかを判定する。
ピーク位置を誤検出した場合には、ステップＳ２１に進んで、ピーク閾値Ｋを新たな閾値Ｋ₁に再設定してから、ステップＳ１０に戻って、再度、タイヤ振動の時間変化波形を検出する。
ピーク位置が検出されなかった場合には、ステップＳ２２に進んで、ピーク閾値Ｋを新たな閾値Ｋ₂に再設定してから、ステップＳ１０に戻って、再度、タイヤ振動の時間変化波形を検出する。
なお、ステップＳ１７が終了した時点で、タイヤ情報の取得操作が終了したか否かを判定し（ステップＳ１８）、取得操作を継続する場合には、ステップＳ１０に戻って、タイヤ振動の時間変化波形を検出する。取得操作を継続しない場合には、本操作を終了する。

ここで、前記の各ステップを実行する、FPGA回路２０について説明する。
図９はFPGA回路２０の構成を示すブロック図で、FPGA回路２０は、Ａ／Ｄ変換器用インターフェイス（ADC I/F ）２１と、圧力・温度センサーI/F ２２と、フラッシュ・メモリー（Flash ROM ）２３と、シーケンサ２４と、レジスタ２５と、クロック制御部２６と、タイマ２７と、無線ICコントローラ２８と、内部データバス２９とを備える。無線ICコントローラ２８は、間欠送信制御部２８ａと、シリアルペリフィラルインターフェイス（SPI ）２８ｂとを備える。
ADC I/F（Ａ／Ｄ変換器用インターフェイス）２１は、Ａ／Ｄ変換器１３とのデータの受け渡しを行うための、内部データバス２９とＡ／Ｄ変換器１３のブリッヂ回路で、Ａ／Ｄ変換器１３でＡ／Ｄ変換された振動の時間変化波形のデータをFPGA回路２０に取り込む。
圧力・温度センサーI/F２２は、温度・圧力センサー１１とのデータ受け渡しを行うための、内部データバス２９と温度・圧力センサー１１のブリッヂ回路で、温度・圧力センサー１１で検出されたタイヤ内温度とタイヤの内圧の情報をFPGA回路２０に取り込む。
Flash ROM ２３は、シーケンサ２４に対する命令を格納する、不揮発性メモリで、本例ではFPGA回路２０に内蔵されている。接地側領域設定手段１５〜タイヤ情報抽出手段１６の各手段は、間欠送信制御部２８ａで行う。
シーケンサ２４は、Flash ROM ２３から命令を読み、命令に応じてレジスタ２５の操作を行う。
レジスタ２５は、複数の設定ビット及び複数のコントロールビットにより、回路全体を制御する。また、レジスタ２５には複数の状態ビットも設けており、回路の状態をレジスタを介して確認することも可能である。

クロック制御部２６では、図外のクロックの分周や、外部へのシリアルクロックのゲーティング、リセット制御を、レジスタ２５の設定値を元に行う。
タイマ２７は、圧力・温度センサーや加速度データのサンプリングレートのタイマカウントを行うために使用するが、汎用タイマとしても使用可能である。
無線ICコントローラ２８は、間欠送信や、送信手段１７としての無線トランシーバＩＣ（RFIC）へのシリアル変換等必要な処理を行い、加速度データ等をRFICに送信する。加速度データのほか、圧力・温度情報も、圧力・温度センサーI/Fを介して取得してRFICへ送付している。
ICコントローラ２８では、間欠送信を行うモードのほか、テスト用として連続送信を行うモードも設けており、両モードはレジスタの設定ビットにより切り替えることができる。

次に、FPGA回路２０の動作について説明する。
電源投入して、一定期間後にシステムリセットが解除され、FPGA回路２０の動作が開始すると、まず始めに、RFICの初期設定を行う。
シーケンサ部がFlash ROMから取得した命令に応じてレジスタ２５を操作する。例えば、レジスタにはRFICの設定ビットを設けており、前記設定ビットにシーケンサが所定の値を書き込むことにより、RFICへの設定値の書き込みが開始される。
書き込みがビジー状態であるかどうかは、レジスタの状態ビットのポーリングにより確認する。
このようにFPGA回路２０を、シーケンサを用いた構成とすることにより、RFICや内部ブロックの制御に柔軟性をもたせることができる。また、本回路をASIC（カスタムＩＣ）として実現した場合に、シーケンスの変更が出来る等のメリットがある。
一旦初期設定がおわると、レジスタの制御ビットにより自動動作モードに移行する。自動動作モードでは一定間隔でADC I/FがADCから加速度データを読み込み、無線ICコントローラへ加速度データを送る。

以上、本発明を実施の形態及び実験例を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。

例えば、前記実施の形態では、FPGA回路２０の増大を極力抑えるために加速度の差分波形を用いたが、ハイパスまたはバンドパスフィルタをFPGAロジックで構成し、前記フィルタの透過後の加速度波形を用いてピーク検出を行っても良いし、加速度の差分波形をローパスフィルタ通した波形を用いてピーク検出を行っても良い。また、予めノイズを除去するため、ローパスフィルタ透過後、加速度の差分波形を用いてピーク検出を行った方が正確なピーク検出が可能である。

なお、タイヤ振動の時間変化波形は、タイヤ接地状態を検出できるので、路面状態の推定やタイヤ摩耗状態の推定などに使用することができる。
また、タイヤ接地状態に必要な情報のみを送信できるので、消費電力を少なくできるとともに、路面状態の推定などを効率よく行うことができるという効果も得られる。
また、タイヤの情報を取得するセンサーを、加速度センサー１２のみとした構成も可能である。タイヤの情報を取得するセンサーを加速度センサー１２とした場合には、接地側領域を特定する手段であるタイヤ接地状態検出手段を省略することができる。

また、前記実施の形態では、振動の時間変化波形として、加速度センサー１２で検出したタイヤ周方向加速度波形を用いたが、タイヤ幅方向加速度波形やタイヤ周径方向加速度波形を用いてもよい。また、加速度センサー１２に代えて、歪みセンサーなどの接地時におけるタイヤの変形状態の時間変化波形を検出するセンサーを用いてもよい。
また、前記実施の形態では、ピーク位置検出用波形として差分波形を用いたが、差分波形は、振動の時間変化波形の振幅が小さい場合のみに用い、通常は、図４（ａ）に示した振動の時間変化波形や、図４（ｂ）に示した絶対値波形をピーク位置検出用波形として用いるようにしてもよい。

また、前記実施の形態では、差分波形を用いてピーク位置を検出したが、ハイパスフィルタ、または、バンドパスフィルタをFPGAロジックで構成し、フィルタ透過後の振動の時間変化波形を用いてピーク位置検出を行ってもよい。
あるいは、差分波形をローパスフィルタを通した波形を用いてピーク位置検出を行ってもよい。このように、ローパスフィルタを通過後の差分波形を用いれば、予めノイズを除去できるので、ピーク位置検出の精度が更に向上する。
また、前記実施の形態では、接地側領域の時間幅をＴ＝Ｔ_k/２としたが、これに限るものではなく、０＜Ｔ＜Ｔ_kであればよく、Ｔを、Ｔ_k/８≦Ｔ≦Ｔ_k/３を満たす範囲から選択すれば更に好ましい。

１０タイヤ情報送信装置、１０Ｍ送信モジュール、１１温度・圧力センサー、
１２加速度センサー、１３Ａ／Ｄ変換器、１４記憶手段、
１５接地側領域設定手段、１５１差分波形作成部、１５２ピーク位置検出部、
１５３ピーク位置判定部、１５４ピーク間隔算出部、１５５接地側領域設定部、
１６タイヤ情報抽出手段、１７送信手段、１８温度・圧力記憶部、
２０ FPGA回路、３０タイヤ、４０車体。

Claims

タイヤ内に装着されて当該タイヤの情報を取得する１つ以上のセンサーと、前記タイヤの情報をタイヤ外部へ送信する送信手段とを備えたタイヤ情報送信装置であって、
前記タイヤ内に装着されて、タイヤの接地時に入力される振動の時間変化波形もしくは接地時におけるタイヤの変形状態の時間変化波形を検出するタイヤ接地状態検出手段と、
前記時間変化波形の振幅の大きさが予め設定された閾値を超えた時間を検出し、前記時間をピーク位置として検出するピーク位置検出手段と、
前記検出されたピーク位置を第１のピーク位置としたとき、前記第１のピーク位置と前記第１のピーク位置の直前に検出されたピーク位置である第２のピーク位置との時間的間隔である第１のピーク間隔を算出するピーク間隔算出手段と、
前記第１のピーク間隔と、前記第１のピーク位置とから、当該タイヤが接地している領域を含む接地側領域を設定する接地側領域設定手段と、
前記センサーで取得したタイヤの情報のうちの接地側領域の情報のみを抽出するタイヤ情報抽出手段とを備え、
前記接地側領域設定手段は、
前記第１のピーク間隔をＴ_kとした時に、前記時間変化波形の、前記第１のピーク位置を含む、時間幅Ｔが、０＜Ｔ＜Ｔ_kの範囲を接地側領域に設定し、
送信手段は、前記タイヤ情報抽出手段で抽出された接地側領域の情報のみを当該タイヤを装着する車両側へ送信することを特徴とするタイヤ情報送信装置。
前記センサーもしくは前記センサーのうちの１つが、タイヤ内に装着されて、タイヤの接地時に入力される振動の時間変化波形もしくは接地時におけるタイヤの変形状態の時間変化波形を検出するセンサーであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ情報送信装置。
前記時間変化波形の差分波形を算出する手段を設けるとともに、前記ピーク位置検出手段は、前記差分波形を用いて前記ピーク位置を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ情報送信装置。
前記第２のピーク位置と、前記第２のピーク位置の直前に検出されたピーク位置である第３のピーク位置との時間的間隔である第２のピーク間隔を算出するとともに、
前記第１のピーク間隔と前記第２のピーク間隔との差分を算出し、
前記差分が、予め設定された判定範囲内である場合には、前記第１のピーク位置が正常であると判定し、前記差分が、前記判定範囲の下限値よりも小さかった場合には、前記第１のピーク位置が誤検出であると判定し、
前記差分が、前記判定範囲の上限値よりも大きかった場合には、前記第１のピーク位置が検出されなかったと判定するピーク位置判定手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のタイヤ情報送信装置。
前記ピーク位置検出手段は、
前記第１のピーク位置が誤検出であると判定された場合には、前記第１のピ−ク位置の直前の複数のピーク位置における振幅値に基づいて算出された値を新たな閾値とするか、もしくは、前記閾値に所定の加算値を加算した値を新たな閾値としてピーク位置を検出することを特徴とする請求項４に記載のタイヤ情報送信装置。
前記ピーク位置検出手段は、
前記第１のピーク位置が検出されなかったと判定された場合には、前記第１のピ−ク位置の直前の複数のピーク位置における振幅値に基づいて算出された値を新たな閾値とするか、もしくは、前記閾値に所定の減算値を減算した値を新たな閾値としてピーク位置を検出することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のタイヤ情報送信装置。