特表 2024-532888 タイヤ搭載センサの時間を路面衝撃に同期させ且つコンタクトパッチの継続時間及び振幅を測定する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-10

(54)【発明の名称】タイヤ搭載センサの時間を路面衝撃に同期させ且つコンタクトパッチの継続時間及び振幅を測定する方法

(51)【国際特許分類】

   G01P 15/02 20130101AFI20240903BHJP

   B60C 19/00 20060101ALI20240903BHJP

   G01M 17/02 20060101ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

G01P15/02 C

B60C19/00 B

G01M17/02

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024513048

(86)(22)【出願日】2022-08-25

(85)【翻訳文提出日】2024-04-08

(86)【国際出願番号】 EP2022073675

(87)【国際公開番号】W WO2023025885

(87)【国際公開日】2023-03-02

(31)【優先権主張番号】21193660.4

(32)【優先日】2021-08-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＦＲＡＭ

(71)【出願人】

【識別番号】518333177

【氏名又は名称】ブリヂストン ヨーロッパ エヌブイ／エスエイ

【氏名又は名称原語表記】ＢＲＩＤＧＥＳＴＯＮＥ ＥＵＲＯＰＥ ＮＶ／ＳＡ

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100174023

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 怜愛

(72)【発明者】

【氏名】ジュリオ テスティ

(72)【発明者】

【氏名】アルフレド バブッシ

【テーマコード（参考）】

3D131

【Ｆターム（参考）】

3D131LA02

(57)【要約】

路面上を転がるタイヤの複数回転にわたって、タイヤに搭載された加速度センサによりタイヤの回転毎に路面と接触するコンタクトパッチで測定された加速度データに誘発される衝撃信号を測定する方法が提供される。本方法は、タイヤの複数回転にわたって加速度データを取得するステップと、加速度データを前記センサで処理するステップとを含む。加速度データをセンサで処理するステップは、加速度データを処理して、衝撃信号毎の加速度値を測定し且つ衝撃ピーク加速度値（ａ＿ｍｉｎ）を算出するステップと、タイヤの前記複数回転にわたって衝撃ピーク加速度値（ａ＿ｍｉｎ）の移動平均を算出するステップと、加速度データの加速度値を前記衝撃ピーク加速度値（ａ＿ｍｉｎ）の移動平均に応じて調整される動的閾値と比較することにより、各衝撃信号の開始時間及び終了時間を測定するステップと、各衝撃信号の測定された開始時間及び終了時間から、衝撃信号の継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）、２つの連続した衝撃信号間の期間（ｔ＿ｒｅｖ）、及び継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）と期間（ｔ＿ｒｅｖ）との比のうち１つ又は複数から選択される時間関連パラメータを生成するステップとを含む。本方法はさらに、時間関連パラメータを外部サーバに送信するステップを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

路面上を転がるタイヤの複数回転にわたって、前記タイヤに搭載された加速度センサにより前記タイヤの回転毎に前記路面と接触するコンタクトパッチで測定された加速度データに誘発される衝撃信号を測定する方法であって、
前記タイヤの複数回転にわたって前記加速度データを取得するステップと、
該加速度データを前記センサで処理するステップと、
を含み、
前記加速度データを前記センサで処理するステップは、
前記加速度データを処理して、衝撃信号毎の加速度値を測定し且つ衝撃ピーク加速度値（ａ＿ｍｉｎ）を算出するステップと、
前記タイヤの前記複数回転にわたって衝撃ピーク加速度値の移動平均（ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ）を算出するステップと、
前記加速度データの加速度値を前記衝撃ピーク加速度値の移動平均（ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ）に応じて調整される動的閾値と比較することにより、各衝撃信号の開始時間及び終了時間を測定するステップと、
各衝撃信号の測定された開始時間及び終了時間から、衝撃信号の継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）、２つの連続した衝撃信号間の期間（ｔ＿ｒｅｖ）、及び前記継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）と前記期間（ｔ＿ｒｅｖ）との比のうち１つ又は複数から選択される時間関連パラメータを生成するステップと、
を含み、
前記方法は、前記時間関連パラメータを外部サーバに送信するステップを、さらに含む、方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法において、前記加速度データを処理して、衝撃信号間の加速度値を測定し且つ衝撃間ピーク加速度値（ａ＿ｍａｘ）を算出するステップをさらに含む方法。

【請求項3】

請求項２に記載の方法において、前記衝撃間ピーク加速度値（ａ＿ｍａｘ）に応じて前記動的閾値を調整するステップをさらに含む方法。

【請求項4】

請求項２又は３に記載の方法において、前記動的閾値は、前記衝撃信号の前記開始時間の測定に使用される第１動的閾値と前記衝撃信号の前記終了時間の測定に使用される第２動的閾値とを含む方法。

【請求項5】

請求項４に記載の方法において、前記第１動的閾値の算出が、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ、ａ＿ｍａｘ、及び係数ｘの関数を使用し、ｘは０＜ｘ＜１を満足する固定値である方法。

【請求項6】

請求項４又は５に記載の方法において、前記第２動的閾値の算出が、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ、ａ＿ｍａｘ、及び係数ｙの関数を使用し、ｙは０＜ｘ＜１且つｙ≠ｘを満足する固定値である方法。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載の方法において、前記加速度データを処理して、衝撃信号間の加速度値を測定し且つ衝撃信号間の平均加速度値をｇ値として算出するステップをさらに含む方法。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の方法において、ｇ値×（ｔ＿ｒｅｖ）^２の値を期待誤差値範囲と比較することにより、生成された時間関連パラメータが有効か否かを確認するステップをさらに含む方法。

【請求項9】

前記加速度データを処理して前記タイヤが動いていないときの加速度値を測定することにより、前記タイヤのゼロｇ値を測定するステップと、
衝撃信号毎に前記加速度データを処理して、前記ピーク加速度値の移動平均（ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ）と前記ゼロｇ値との間の差として算出される前記加速度値のゼロオフセットを測定するステップと、
をさらに含む方法。

【請求項10】

請求項２～９のいずれか１項に記載の方法において、前記衝撃ピーク加速度値（ａ＿ｍｉｎ）と前記衝撃間ピーク加速度値（ａ＿ｍａｘ）との間の差をタイヤの複数回転にわたって平均化して、コンタクトパッチ振幅（ａ＿ｐａｔｃｈ）を測定し、該コンタクトパッチ振幅を前記外部サーバに送信する方法。

【請求項11】

請求項２～９のいずれか１項に記載の方法において、衝撃毎に前記加速度データを処理して、前記衝撃信号の立上がりエッジ及び立下がりエッジの少なくとも一方の傾きを求めるステップをさらに含む方法。

【請求項12】

請求項１１に記載の方法において、
前記衝撃ピーク加速度値（ａ＿ｍｉｎ）、前記衝撃間ピーク加速度値（ａ＿ｍａｘ）、前記傾き、及び前記ａ＿ｍｉｎとａ＿ｍａｘとの間の差のうち１つ又は複数から選択される衝撃毎の振幅関連パラメータを前記外部サーバに送信するステップと、
任意に、前記振幅関連パラメータを前記外部サーバで受信し前記振幅関連パラメータを使用してタイヤ摩耗を求めるステップと
をさらに含む方法。

【請求項13】

請求項１～１２のいずれか１項に記載の方法において、前記時間関連パラメータを前記外部サーバで受信し前記時間関連パラメータを使用して（ｉ）荷重、（ｉｉ）車両重心、及び（ｉｉｉ）前記タイヤの回転速度のうち１つ又は複数を求めるステップをさらに含む方法。

【請求項14】

データプロセッサで実行されると請求項１～１３のいずれか１項に記載の方法を行うファームウェアコードを記憶するコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項15】

路面上を転がるタイヤの複数回転にわたって衝撃信号を測定するタイヤ搭載センサシステムであって、
前記衝撃信号は、前記タイヤに搭載されたタイヤ搭載センサシステムにより前記タイヤの回転毎に前記路面と接触するコンタクトパッチで測定された加速度データに誘発され、
前記タイヤ搭載センサシステムは、プロセッサと、送信機と、加速度センサと、を備え、
該加速度センサは、前記タイヤの複数回転にわたって前記加速度データを取得し、
前記プロセッサは、
前記加速度データを処理して、衝撃信号毎の加速度値を測定し且つ衝撃ピーク加速度値（ａ＿ｍｉｎ）を算出し、
前記タイヤの前記複数回転にわたって衝撃ピーク加速度値の移動平均（ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ）を算出し、
前記加速度データの加速度値を前記衝撃ピーク加速度値の移動平均（ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ）に応じて調整される動的閾値と比較することにより、各衝撃信号の開始時間及び終了時間を測定し、且つ
各衝撃信号の測定された開始時間及び終了時間から、衝撃信号の継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）、２つの連続した衝撃信号間の期間（ｔ＿ｒｅｖ）、及び前記継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）と前記期間（ｔ＿ｒｅｖ）との比のうち１つ又は複数から選択される時間関連パラメータを生成し、
前記送信機は、前記時間関連パラメータを外部サーバに送信するタイヤ搭載センサシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤ内に搭載されたタイヤ搭載センサ（ＴＭＳ）等の車両のタイヤに搭載可能なセンサ装置に関する。特に、本発明は、タイヤに搭載された加速度センサによりコンタクトパッチで取得されたデータを処理する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

タイヤ内に搭載されたセンサを、概してタイヤ搭載センサ（ＴＭＳ）と称する。ＴＭＳを使用して、タイヤ圧力及びタイヤ温度等のタイヤ自体のいくつかのパラメータが監視されると共に、タイヤと道路又は車両等のその周囲環境との相互作用に関する情報が抽出される。ＴＭＳは、通常は車輪速度を監視する加速度センサを含む。

【0003】

ＴＭＳは、通常はバッテリを使用してローカルに給電されるので、ローカルメモリ及びＣＰＵ容量が小さい場合がある。タイヤ回転は非常に頻繁に起こるので、大量のデータをＴＭＳの加速度センサにより取得できることが理解されよう。バッテリを維持するために（理想的には、ＴＭＳのバッテリがタイヤの寿命の間は持続するように）、センサで行われるデータ取得及びデータ解析は、バッテリ寿命、メモリ、及びＣＰＵ使用量に最適化されなければならない。

【0004】

しかしながら、高精度で短い処理時間での高性能データ解析は、通常は多くの電力を使用し、バッテリを消耗することが理解されよう。

【0005】

ＴＭＳが測定し得るパラメータの１つは、加速度計を使用した径方向の加速度である。このデータを使用して、道路に対するＴＭＳの位置を追跡し、車輪角速度を測定し、車輪に作用する荷重、又はＴＭＳを搭載したタイヤの残存トレッド深さを評価することができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

低バッテリ使用量を維持しつつ、加速度データにおける関心の特徴を評価する際に高精度を維持するように、ＴＭＳが取得したデータを処理する方法を改良する必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１態様によれば、路面上を転がるタイヤの複数回転にわたって、タイヤに搭載された加速度センサによりタイヤの回転毎に路面と接触するコンタクトパッチで測定された加速度データに誘発される衝撃信号を測定する方法が提供され、本方法は、
タイヤの複数回転にわたって加速度データを取得するステップと、加速度データをセンサで処理するステップと
を含み、加速度データをセンサで処理するステップは、
加速度データを処理して、衝撃信号毎の加速度値を測定し且つ衝撃ピーク加速度値（ａ＿ｍｉｎ）を算出するステップと、
タイヤの複数回転にわたって衝撃ピーク加速度値の移動平均（ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ）を算出するステップと、
加速度データの加速度値を衝撃ピーク加速度値の移動平均（ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ）に応じて調整される動的閾値と比較することにより、各衝撃信号の開始時間及び終了時間を測定するステップと、
各衝撃信号の測定された開始時間及び終了時間から、衝撃信号の継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）、２つの連続した衝撃信号間の期間（ｔ＿ｒｅｖ）、及び継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）と期間（ｔ＿ｒｅｖ）との比のうち１つ又は複数から選択される時間関連パラメータを生成するステップと
を含み、本方法はさらに、時間関連パラメータを外部サーバに送信するステップを含む。

【0008】

したがって、本方法では、動的閾値を使用して衝撃信号の開始時間及び終了時間を測定すること、したがって衝撃信号の開始時間と終了時間との間の差であるｔ＿ｐａｔｃｈ、１つの衝撃信号の開始／終了と次の衝撃信号の開始／終了との間の差であるｔ＿ｒｅｖ、又はｔ＿ｒｅｖとｔ＿ｐａｔｃｈとの比を生成することが理解されよう。これらは、センサで実行される単純な数学演算なので、より複雑な数学演算が必要な従来技術の方法に比べて電力消費が少ない。バッテリはセンサを搭載したタイヤの寿命の間は持続することが望ましいので、処理を実行するセンサがバッテリにより給電されれば、これは特に有利である。時間関連パラメータのみが外部サーバに送信されるので、最小限のデータが送信されることからバッテリ消費はさらに低減され、大量の加速度データを送信前にセンサにより記憶する必要がないことからメモリも節約される。つまり、本方法は、リアルタイムの情報が（衝撃信号の時間関連パラメータか加速度データの他の評価特徴かを問わず）タイヤ搭載センサから収集されるという利点を保持しつつ、センサに関連するか又はセンサに埋め込まれたプロセッサで実行されるのに適している。

【0009】

衝撃時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）は、静止（定速）及び非静止（加速）状態の両方について問題なく算出することができる。さらに、動的閾値により、本発明による方法は、異なる条件、例えば異なる道路条件、車両条件、荷重条件、速度条件、タイヤ条件等に容易に適合させることができる。

【0010】

伝送されたデータを使用して、道路に対するタイヤ内のセンサの位置を追跡するか又は車輪各速度を測定することができる。外部サーバは、伝送されたデータのさらなる処理を実行し、タイヤに対する荷重等の追加特性又はタイヤの残存トレッド深さ等の摩耗特性を抽出することができる。加速度センサの装着前のデータを使用して方法を「訓練する」必要はなく、センサが予め装着されているタイヤも（例えばファームウェア更新により提供される）上述の方法を用いて加速度データから有用な情報を抽出することができる。上述の方法は、トラック、バス、ＳＵＶ等の乗用車又は商用車のタイヤに搭載されたセンサで実施され得る。

【0011】

本方法は、複数の衝撃信号にわたって加速度データを提供し、伝送された時間関連パラメータを使用して、車輪回転毎の車速評価が容易に達成され得る。

【0012】

加速度データを処理して、道路に対するコンタクトパッチの衝撃が各衝撃信号前後で加速度値をどのように変化させるかを評価することができる。いくつかの実施形態において、本方法はさらに、加速度データを処理して、衝撃信号間の加速度値を測定し且つ衝撃間ピーク加速度値（ａ＿ｍａｘ）を算出するステップを含む。通常、ａ＿ｍａｘは、上述の加速度データの衝撃信号に近接して位置付けられる。少なくともいくつかの実施形態において、ａ＿ｍａｘは、タイヤの回転毎に得られ、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎとは異なり移動平均を使用して得られない。

【0013】

いくつかの実施形態において、本方法はさらに、衝撃間ピーク加速度値（ａ＿ｍａｘ）に応じて動的閾値を調整するステップを含む。したがって、動的閾値は、２つのパラメータａ＿ｍａｘ及びａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎに応じて変わり、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎは移動平均であり、ａ＿ｍａｘはタイヤの回転毎に得られる。２つのパラメータを使用して動的閾値を調整することで、動的閾値が条件の変化により生じる加速度データの変化の影響を受けやすくなり、加速度データが変化しても動的閾値を使用して抽出された時間関連パラメータが正確になることが確実になる。

【0014】

いくつかの実施形態において、動的閾値は、衝撃信号の開始時間の測定に使用される第１動的閾値と、衝撃信号の終了時間の測定に使用される第２（好ましくは異なる）動的閾値とを含む。種々の実施形態において、第１及び第２動的閾値はそれぞれがａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ及びａ＿ｍａｘに応じて、但し異なる関数に従って変わることで、第１及び第２動的閾値は異なる値を有するようになる。衝撃信号は完全に対称ではあり得ないので、２つの異なる閾値を使用して衝撃信号の開始時間及び終了時間それぞれを測定することが有利であり、したがって２つの閾値により、衝撃信号の開始時間及び終了時間を求めるためのより正確な方法が得られる。

【0015】

いくつかの実施形態において、第１動的閾値は、移動平均ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ及びａ＿ｍａｘの関数として算出され、関数は、閾値をａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎの方にバイアスする係数ｘを含む。いくつかの実施形態において、第２動的閾値は、移動平均ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ及びａ＿ｍａｘの関数として算出され、関数は、閾値をａ＿ｍａｘの方にバイアスする係数ｙ（係数ｘとは異なる）を含む。

【0016】

いくつかの実施形態において、最小動的閾値は、移動平均ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ、ａ＿ｍａｘ、及び係数ｘの関数として算出され、ｘは０＜ｘ＜１を満足する固定値である。第１動的閾値を求めるのに使用される関数の例は、
第１動的閾値＝（１－ｘ）×ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ＋ｘ×ａ＿ｍａｘ
≒ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ－（ａ＿ｍｉｎ－ａ＿ｍａｘ）×ｘ
＝ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ－振幅×ｘ
である。式中、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎは衝撃ピーク加速度値の移動平均であり、ａ＿ｍｉｎは現在の衝撃信号の衝撃ピーク加速度値である。代替的な閾値算出を上記の関数の代わりに使用してもよいことが理解されよう。上記の閾値算出は、非常に単純なので、必要となる計算能力が最小限であり、したがって著しいバッテリの消耗がなく、バッテリ寿命が延びる。

【0017】

いくつかの実施形態において、第２動的閾値は、移動平均ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ、ａ＿ｍａｘ、及び係数ｙの関数として算出され、ｙは０＜ｙ＜１且つｙ≠ｘを満足する固定値である。例えば、
第２動的閾値＝（１－ｙ）×ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ＋ｙ×ａ＿ｍａｘ
≒ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ－（ａ＿ｍｉｎ－ａ＿ｍａｘ）×ｙ
＝ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ－振幅×ｙ
である。式中、振幅はａ＿ｍｉｎ－ａ＿ｍａｘ、すなわちその衝撃信号の加速度データの総変位として定義される。最小動的閾値と同様に、代替的な算出を用いることができる。

【0018】

上記の閾値算出は、非常に単純なので、必要となる計算能力が最小限であり、したがって著しいバッテリの消耗がなく、バッテリ寿命が延びる。

【0019】

いくつかの実施形態において、本方法はさらに、加速度データを処理して、衝撃信号間の加速度値を測定し且つ衝撃信号間の平均化速度値をｇ値として算出するステップを含む。このｇ値は、理想的なタイヤの（すなわち、路面でのタイヤの変形がなかった場合の）センサの遠心加速度に等しくなる。加速度データは、較正されたルックアップテーブルを使用してｇ値に変換することができる。

【0020】

いくつかの実施形態において、本方法はさらに、ｇ値×（ｔ＿ｒｅｖ）^２の値を期待誤差値範囲と比較することにより、生成された時間関連パラメータが有効か否かを確認するステップを含む。期待誤差範囲は、２つの較正された閾値を含むことができ、ｔ＿ｒｅｖがこれら２つの閾値内にある場合は有効とみなされ、そうでなければ無効とみなされる。このように、ｔ＿ｒｅｖが有効でない場合、タイヤのその回転について取得されたデータは破棄され得る。

【0021】

いくつかの実施形態において、本方法はさらに、加速度データを処理してタイヤが動いていないときの加速度値を測定することにより、タイヤのゼロｇ値を測定するステップと、衝撃信号毎に加速度データを処理して、ピーク加速度値の移動平均（ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ）とゼロｇ値との間の差として算出される加速度値のゼロオフセットを測定するステップとを含む。したがって、ゼロｇ値は、加速度センサに常に加わるバックグラウンド加速度、すなわち重力による加速度に等しい。ゼロｇ値は、加速度データ又は衝撃信号を加速度センサが受け取る前にａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎを求めるための開始値として選択することもできる。ゼロオフセットパラメータは、外部サーバに送信することができ、そこでこれをさらにタイヤの荷重及び／又は摩耗を求めるための処理に使用することができる。

【0022】

いくつかの実施形態において、衝撃ピーク加速度値（ａ＿ｍｉｎ）と衝撃間ピーク加速度値（ａ＿ｍａｘ）との間の差がタイヤの複数回転にわたって平均化されて、コンタクトパッチ振幅（ａ＿ｐａｔｃｈ）が測定され、コンタクトパッチ振幅は外部サーバに送信される。したがってコンタクトパッチ振幅は、衝撃信号間の平均ｇ値からの加速度データの最大変位に等しいものであり得る。ａ＿ｍｉｎとａ＿ｍａｘとの間の差は、タイヤの各回転における衝撃信号毎に得られるので、複数回転にわたる平均化により、タイヤの複数の回転を考慮するのでコンタクトパッチ振幅のより精密且つ正確な値が得られる。さらに、複数回転にわたる平均化により、データ伝送の頻度が減り、したがってセンサのメモリ及び消費電力が減る。伝送されたコンタクトパッチ振幅は、サーバにおいて、例えばタイヤの荷重／摩耗／速度算出にさらに使用され得る。

【0023】

いくつかの実施形態において、本方法はさらに、衝撃毎に加速度データを処理して、衝撃信号の立上がりエッジ及び立下がりエッジの少なくとも一方の傾きを求めるステップを含む。加速度データの時間に対する微分を衝撃毎に求め、この微分の最大値及び最小値を求めて傾きを評価することができる。衝撃ピーク前後の衝撃信号の傾きを用いて、タイヤの摩耗を推定することができる。例えば、傾きが大きいほど摩耗したタイヤに相当し、傾きが小さいほど新品のタイヤに相当し得る。

【0024】

いくつかの実施形態において、本方法はさらに、衝撃ピーク加速度値値（ａ＿ｍｉｎ）、衝撃間ピーク加速度値（ａ＿ｍａｘ）、傾き、及びａ＿ｍｉｎとａ＿ｍａｘとの間の差のうち１つ又は複数から選択される衝撃毎の振幅関連パラメータを外部サーバに送信するステップを含む。センサが取得した全ての加速度データの代わりに振幅関連パラメータ（単数又は複数）を伝送することで、伝送されるデータ量が低減されて伝送帯域幅が減るのでセンサのバッテリ消費も少なくなる。大量の加速度データを伝送前にセンサにより記憶する必要がないことからメモリも節約される。

【0025】

いくつかの実施形態において、本方法はさらに、振幅関連パラメータを外部サーバで受信し振幅関連パラメータを使用してタイヤ摩耗を求めるステップを含む。振幅関連パラメータからタイヤ摩耗を求める方法は、当該技術分野において既知である。例えば、米国特許出願公開第２０２１／０２０８０２９号（Ｂｒｉｄｇｅｓｔｏｎｅ Ｃｏｒｐ．）は、加速度センサが検出した径方向加速度を微分することにより得られた径方向加速度波形に現れるピークの大きさからタイヤの摩耗の度合いを推定する方法を記載している。米国特許出願公開第２０２１／０２０８０２９号の全内容を参照により本明細書に援用する。

【0026】

少なくともいくつかの実施形態において、振幅関連パラメータを使用して、摩耗の指標としてタイヤの残存トレッド深さが求められる又は予測される。上述のように、古いタイヤほど残存トレッド深さが小さく、したがってタイヤが転がる表面での変形に対する耐久性が低いので、傾きを使用してタイヤの摩耗を求めることができる。全内容を参照により本明細書により援用する国際公開第２００９／００８５０２号（Ｂｒｉｄｇｅｓｔｏｎｅ Ｃｏｒｐ．）は、タイヤ摩耗の度合いに応じて変わるトレッドの変形速度を評価するために、検出された加速度の波形を微分することを記載している。摩耗評価に加えて、１つ又は複数の振幅関連パラメータを使用してタイヤへの荷重、車両の速度、又はタイヤと道路又は車両等のその周囲環境との相互作用に関する他の情報を求めることができる。

【0027】

少なくともいくつかの実施形態において、本方法は、少なくとも１つの時間関連パラメータ及び少なくとも１つの振幅関連パラメータを外部サーバに送信するステップを含む。例えば、米国特許出願公開第２０２１／０２０８０２９号（Ｂｒｉｄｇｅｓｔｏｎｅ Ｃｏｒｐ．）は、衝撃信号の傾き（径方向加速度値の微分）及び接地時間比を使用してタイヤの摩耗の度合いを推定する方法を記載している。

【0028】

いくつかの実施形態において、本方法はさらに、時間関連パラメータを外部サーバで受信し時間関連パラメータを使用して（ｉ）荷重、（ｉｉ）車両重心、及び（ｉｉｉ）タイヤの回転速度のうち１つ又は複数を求めるステップを含む。例えば、タイヤの直径は既知なので、タイヤの回転時間ｔ＿ｒｅｖを使用してタイヤの回転速度を求めることができる。ｔ＿ｒｅｖとｔ＿ｐａｔｃｈとの比は、車両にかかる荷重、したがって各タイヤがその荷重から受ける影響に応じて変わるので、この比を使用して車両重心を求めることができる。

【0029】

いくつかの実施形態において、本方法はさらに、本発明の処理ステップの前に、長さＮ（例えばＮ＝８サンプル、例えばＮ＝１６サンプル）の移動平均フィルタを使用してタイヤの複数の回転からの加速度データをフィルタリングするステップを含む。加速度データは振動ノイズも有し、振動ノイズは加速度データのフィルタリングにより最小化することができるので、このフィルタは加速度データを「平滑化」する。このフィルタリングは、センサで記憶され得るデータ量も減らす。データのフィルタリングにより、処理されるデータのノイズが低減されてより正確な算出につながることで、これを使用してタイヤの特性を求めることができる。

【0030】

いくつかの実施形態において、加速度データは、センサでの処理前にセンサのメモリに記憶される。このように、加速度データの加工の頻度を下げて、より頻繁な加工に比べて消費電力を減らすことができる。

【0031】

いくつかの実施形態において、時間関連パラメータ及び／又は振幅関連パラメータは、伝送前にセンサのメモリに記憶される。この場合も、データ伝送の頻度を下げることにより、伝送からの消費電力が減り、例えばセンサに給電するバッテリの寿命が延びる。例えば、外部サーバへの時間関連パラメータ又は振幅関連パラメータの送信に用いられる送信機を、省電力のために送信後に「スリープモード」にして、記憶されたデータをメモリから送信するために随時起動するだけとすることができる。

【0032】

上記に開示した実施形態のいずれにおいても、本方法はコンピュータ実装方法である。

【0033】

本発明の実施形態による方法は、ファームウェア又はソフトウェアを少なくとも部分的に使用して実施され得ることが理解されよう。さらに別の側面から見た場合、本発明は、適当なデータ処理手段、特に加速度センサに関連するか又は加速度センサに埋め込まれたプロセッサで例えば実行されると本明細書に記載の方法のいずれか又は全てを行うよう実行可能なコンピュータ可読命令を含む、コンピュータプログラム製品にも及ぶことが分かる。さらに別の側面から見た場合、本発明は、データプロセッサで実行されると本明細書に記載の方法のいずれかを行うファームウェアコードを記憶するコンピュータ可読記憶媒体にも及ぶ。データプロセッサは、加速度センサに関連するか又は加速度センサに埋め込まれることが好ましい。記憶媒体は、物理的な（又は非一時的な）媒体とすることができる。

【0034】

本発明の第２態様によれば、路面上を転がるタイヤの複数回転にわたって衝撃信号を測定するタイヤ搭載センサシステムであって、衝撃信号は、タイヤに搭載されたタイヤ搭載センサシステムによりタイヤの回転毎に路面と接触するコンタクトパッチで測定された加速度データに誘発されるタイヤ搭載センサシステムが提供され、このタイヤ搭載センサシステムは、プロセッサと、送信機と、加速度センサとを備え、
加速度センサは、タイヤの複数回転にわたって加速度データを取得し、プロセッサは、
加速度データを処理して、衝撃信号毎の加速度値を測定し且つ衝撃ピーク加速度値（ａ＿ｍｉｎ）を算出し、
タイヤの複数回転にわたって衝撃ピーク加速度値の移動平均（ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ）を算出し、
加速度データの加速度値を衝撃ピーク加速度値の移動平均（ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ）に応じて調整される動的閾値と比較することにより、各衝撃信号の開始時間及び終了時間を測定し、且つ
各衝撃信号の測定された開始時間及び終了時間から、衝撃信号の継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）、２つの連続した衝撃信号間の期間（ｔ＿ｒｅｖ）、及び継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）と期間（ｔ＿ｒｅｖ）との比のうち１つ又は複数から選択される時間関連パラメータを生成し、
送信機は、時間関連パラメータを外部サーバに送信する。

【0035】

タイヤ搭載センサシステムの１つ又は複数の実施形態において、プロセッサは、既に上述した方法ステップのいずれかを実行するよう構成される。

【0036】

次に、１つ又は複数の非限定的な例を単なる例として添付図面を参照して説明する。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】加速度センサが搭載されるタイヤの概略図である。

【図2】加速度センサに誘発される衝撃信号を示す、時間の関数としての図１のセンサが取得した加速度データの図を示す。

【図3】タイヤ搭載センサ及びサーバのコンポーネントの概略図である。

【図4】ＴＭＳの加速度センサが取得したデータを処理するためにプロセッサで行われるステップを示すブロック図である。

【図5】時間の関数としての図１のＴＭＳが取得した生加速度データの図である。

【図6】衝撃信号のｔ＿ｓｔａｒｔ及びｔ＿ｅｎｄを求めるために図４で使用されるＦＳＭの図である。

【図7A】全荷重で３０ｋｍ／ｈで進む完全摩耗タイヤの１回転の加速度データの図である。

【図7B】全荷重で６０ｋｍ／ｈで進む完全摩耗タイヤの１回転の加速度データの図である。

【図8A】全荷重で６０ｋｍ／ｈで進む完全摩耗タイヤの１回転の加速度データの図である。

【図8B】全荷重で６０ｋｍ／ｈで進む、残存トレッド深さ１００％の新品タイヤの１回転の加速度データの図である。

【図9】タイヤの複数回転にわたる無荷重の完全摩耗タイヤの加速度データの図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

図１は、加速度計等の加速度センサ４を備えたタイヤ搭載センサ（ＴＭＳ）２を示し、タイヤ搭載センサ２は、タイヤ６内に又はタイヤ６の内面に搭載されるとタイヤ６の特性を監視するよう設計される。

【0039】

ＴＭＳ２は、タイヤ６内に搭載されるとタイヤ６と共に回転し、タイヤ６と地面８とが接触して、地面８と接触したタイヤ６の部分でタイヤ６を変形させる。これを、タイヤ６の「コンタクトパッチ」と一般に称する。

【0040】

加速度計４を使用して、タイヤ６の径方向の加速度を測定することができる。センサモジュール２が搭載されたタイヤ６の部分が地面８と接触すると（コンタクトパッチ）、図２に示すように、加速度計４により生成された加速度データに衝撃信号が導入される。

【0041】

図２は、時間の関数としてのＴＭＳが取得した加速度データ１０の理想図を示し、ＴＭＳを装着したタイヤの１回転の加速度データ１０に誘発された衝撃信号１２を示す。衝撃信号１２は、ピーク加速度値（ａ＿ｍｉｎ）を有する。衝撃信号１２の前後に（且つ衝撃信号１２に近接して）、衝撃信号１２とは逆方向の小さなピークである衝撃間ピーク加速度値（ａ＿ｍａｘ）がある。衝撃１２に近接したａ＿ｍａｘを除いて、衝撃信号間では加速度データは一定の値（ｇ＿ｖａｌｕｅ）を有する。衝撃信号１２は、衝撃間のｇ＿ｖａｌｕｅからａ＿ｍｉｎまでの立上がりエッジと、続いてａ＿ｍｉｎからｇ＿ｖａｌｕｅに戻る立下がりエッジとを有する。この例では、衝撃信号は、加速度データにおける下向きのピークとして示されるが、加速度値を表すｙ軸の方向を反転させることができる。

【0042】

衝撃信号１２の振幅は、ａ＿ｍｉｎとａ＿ｍａｘとの間の差、すなわちｇ＿ｖａｌｕｅからの信号の最大総変位として定義される。タイヤのＴＭＳ収容部分が道路と接触している期間に相当する衝撃信号の継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）は、衝撃信号１２の立上がりエッジの第１閾値レベル（ｔ＿ｓｔａｒｔ）と立下がりエッジの第２閾値レベル（ｔ＿ｅｎｄ）との間の時間として定義される。これらの閾値を算出する方法を、後続の図面に関してさら詳細に以下で説明する。１つの衝撃信号のみを図２に示すが、通常はタイヤの回転は複数回なので、複数の衝撃信号１２があることが理解されよう。ある衝撃信号１２と次の衝撃信号１２との間の時間が、タイヤの回転時間となる。

【0043】

次に、図３を参照すると、図１のタイヤ搭載センサ２のコンポーネントの概略図が、ＴＭＳ２と通信する外部サーバ１４のコンポーネントと共に示されている。ＴＭＳ２は、加速度計等の加速度センサ４、プロセッサ１６、送受信機１８、メモリ２０、及びバッテリ２２を含む。外部サーバ１４は、プロセッサ２４、送受信機２６、及びメモリ２８を含む。

【0044】

加速度センサ４を使用して、ＴＭＳ２の径方向加速度データを取得することができる。このデータは、続いて送受信機１８に渡されて送信されるか、プロセッサ１６に渡されて処理されてから送受信機１８により送信されるか、又はメモリ２０に渡されて記憶され、後でプロセッサ１６及び送受信機１８により処理又は送信され得る。

【0045】

ＴＭＳ２の送受信機１８は、例えば、加速度センサ４が取得した加速度データを外部サーバ１４に送信するよう構成された無線送受信機であり得る。送受信機１８は、プロセッサ１６が処理した加速度データを外部サーバ１４に送信するようにも構成され得る。サーバは、続いてこの生又は加工データを使用して、速度、荷重、トレッド深さ等のタイヤ／車両に関する特性を求めることができる。

【0046】

ＴＭＳ２は、ネットワークサービスプロバイダを介して外部サーバ１４のサーバ送受信機２６との「モバイル」又は電気通信ネットワーク接続を確立し得る。ネットワーク接続は、ＬＴＥ（４Ｇ）、ＧＳＭ（２Ｇ及び３Ｇ）、ＣＤＭＡ（２Ｇ及び３Ｇ）、ＷＡＮ、ＩＳＭバンド４３３ＭＨｚ、ＢＬＥ、３１５ＭＨ、４３３ＭＨｚ、ＦＳＫ、５Ｇ等の任意の数の通信規格を利用して既知の方法で確立することができる。

【0047】

ＴＭＳ２は、バッテリ２２により給電され、外部サーバ１４は、外部電源（図示せず）により給電される。代替として、ＴＭＳ２は、タイヤの運動からエネルギーを得るエネルギーハーベスト装置により給電されてもよい。

【0048】

プロセッサ１６を使用して、加速度センサ４が収集した加速度データの時間及び／又は振幅関連パラメータを求めることができ、パラメータは、衝撃信号の継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）、２つの連続した衝撃信号間の期間（ｔ＿ｒｅｖ）、継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）と期間（ｔ＿ｒｅｖ）との比、衝撃ピーク加速度値（ａ＿ｍｉｎ）、衝撃間ピーク加速度値（ａ＿ｍａｘ）、衝撃信号の立上がりエッジ及び／又は立下がりエッジの傾き、及びａ＿ｍｉｎとａ＿ｍａｘとの間の差（すなわち、コンタクトパッチ振幅（ａ＿ｐａｔｃｈ）を表す）等である。

【0049】

これらの時間及び／又は振幅関連パラメータは、続いてサーバ１４に送信されることができ、サーバ１４は、タイヤ／車両の特性を求めるためにさらなる処理を実行することができる。

【0050】

次に図４を参照すると、ＴＭＳ２の加速度センサ４が取得したデータを処理するためにプロセッサ１５で行われ得るステップを示すブロック図が示されている。処理ステップをデータの取得直後に実行できることで、メモリ２０に記憶されるデータ量が減ると共に、処理を通して評価される衝撃時間及び他の特徴に関する情報を、処理が外部サーバ１４でしか実行されない場合よりも迅速に提供することができる。

【0051】

加速度センサ４を含むＴＭＳ２がタイヤ６のインナーライナに搭載され、タイヤ６が表面に沿って転がり始めると、センサ２もタイヤ中心周りにスピンし始める。このスピン運動は、ブロック３０において加速度センサ４を使用して測定することができるｚ軸方向の遠心加速度を発生させ、このデータは、続いてブロック３２においてアナログ－デジタル変換システムによりデジタルサンプルに変換される。理想的な非変形タイヤは、変形せず、タイヤの回転中にこの遠心加速度を測定するだけである。しかしながら、上述のように、実際のタイヤは、表面と接触しているタイヤの部分（コンタクトパッチ）で変形する。この変形は、センサが取得したデータにおいて、センサ２が搭載されたタイヤ６の部分が表面と接触したときの衝撃信号（図２に示す）として示すことができる。

【0052】

ブロック３４において、加速度信号がフィルタリングされる（図５参照）。各回転中にＴＭＳ２が取得したデータは、振動ノイズが追加された加速度データを有する。衝撃信号の捜しやすさ及び求めやすさを改善するために、長さＮの移動平均フィルタを使用してこのノイズがフィルタリングされ、ここでＮはフィルタで使用されるサンプルの数である。例えば、４ｋＨｚのサンプリング周波数及びＮ＝８サンプルのフィルタ長が用いられ得る。移動平均フィルタは、振動ノイズの大部分がタイヤの回転毎に除去されるように、例えば８サンプルにわたってデータを「平滑化」する。データをフィルタリングするために、Ｎ個のサンプル及び移動フィルタ出力値をメモリ２０に記憶させるだけでよいように、長さＮのＦＩＦＯバッファが使用され得る。したがって、これは、ブロック３４の動作が必要とするメモリの総量である。

【0053】

フィルタリング済みデータは、続いてブロック３６で使用される。ブロック３６において、衝撃信号の最小値（ａ＿ｍｉｎ）及び衝撃間加速度データの最大値（ａ＿ｍａｘ）が、フィルタリング済みデータから求められる（図５参照）。振幅（ａ＿ｐａｔｃｈ）、すなわちａ＿ｍｉｎ－ａ＿ｍａｘも算出される。データは、回転毎のａ＿ｍａｘ及びａ＿ｍｉｎに使用する最大値及び最小値を見つけるために処理中に評価され得る。ブロック３６の出力は、続いてブロック３８に入力される。代替として、タイヤの次の回転での動的閾値の評価のために、回転のａ＿ｍａｘ値及びａ＿ｍｉｎ値が記憶されてブロック３８及び４０に入力され得る。

【0054】

ブロック３８は、複数のタイヤ回転にわたるａ＿ｍｉｎの移動平均（ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ）を評価する。設定された固定リセット値から開始して、移動平均ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎは、定時に又はタイヤ回転毎に更新される。移動平均ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎは、
ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ＝（ｏｌｄ＿ａ＿ｍｉｎ＋ａ＿ｍｉｎ）／２
として算出することができ、ここで、ｏｌｄ＿ａ＿ｍｉｎは前のａ＿ｍｉｎの移動平均であり、ａ＿ｍｉｎはそのタイヤ１回転のａ＿ｍｉｎの値である。

【0055】

リセット値の１つの選択肢はゼロｇ値であり、これは、タイヤが動いていないときのセンサ２からの加速度データから得られた加速度値である。ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎがゼロｇ値から始まる場合、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎを速やかに収束させることができる。

【0056】

ゼロｇ値をさらに使用して、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎとゼロｇ値との間の距離として定義される二次的なゼロオフセットパラメータを求めることができる。
ゼロオフセット＝ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ－ゼロｇ
ゼロオフセットパラメータは、荷重及び摩耗の推定に使用することができ、したがって荷重及び摩耗を算出することができるサーバに送信することができる。ゼロオフセットパラメータは、ブロック３２でのアナログ－デジタル変換器のサンプリング周波数、ブロック３４での信号のフィルタリング、及びタイヤ自体の変形の影響を受ける。

【0057】

ブロック４０において、有限状態マシン（ＦＳＭ）を実装して、路面に対するセンサの位置及び衝撃信号のタイミングが求められる。ＦＳＭは、３つの主な状態を有する。
ＳＥＡＲＣＨ－初期状態であり、ＴＭＳはコンタクトパッチにない。
ＣＯＮＴＡＣＴ－ＰＡＴＣＨ－ＴＭＳはコンタクトパッチにある。
ＥＮＤ－最終状態であり、ＴＭＳはコンタクトパッチから離れている。
これらの状態の判定は、図５及び図６を参照してさらに後述する。

【0058】

ブロック４０において、衝撃信号のタイミングがタイマ／クロックを使用して求められる。例えば、４００ｋＨｚサンプリングタイマを使用して、イベントタイムスタンプ（例えば、衝撃信号のイベントタイムスタンプ）を取得することができる。これらのタイムスタンプは、続いてサンプリングクロックカウントに関して定義される。衝撃信号の時間を測定する代替的な方法も用いられ得る。衝撃信号の開始（ｔ＿ｓｔａｒｔ）は、ＣＯＮＴＡＣＴ＿ＡＰＴＣＨ状態の開始時に起こり、衝撃信号の終了（ｔ＿ｅｎｄ）は、ＥＮＤ状態の開始時に起こる。生成されたタイムスタンプは、続いてブロック４２で使用されて、生成された衝撃信号「イベント」の信頼性が評価される。ＦＳＭがＥＮＤ状態に達すると、データはブロック４２に渡される。

【0059】

ブロック４２において、前の衝撃信号の開始時間（ｔ＿ｓｔａｒｔ＿ｏｌｄ）がメモリ２０に記憶される。ブロック４０において、ＦＳＭが新たな衝撃信号の開始時間（ｔ＿ｓｔａｒｔ＿ｎｅｗ）を生成すると、ブロック４２において、これら２つのタイムスタンプ間の差が評価される。
回転時間（ｔ＿ｒｅｖ）＝ｔ＿ｓｔａｒｔ＿ｎｅｗ－ｔ＿ｓｔａｒｔ＿ｏｌｄ

【0060】

ｔ＿ｒｅｖが算出されたら、プロセッサ１６は、データサンプルを取得するためにブロック４０でＥＮＤ状態が生成された後の一定期間待機する。この期間は、ｔ＿ｒｅｖの数分の一であり、衝撃信号が終了しており衝撃間で新たなサンプルが得られるような期間である。このサンプルは、衝撃間の加速度データから取得され、続いて較正されたルックアップテーブルを使用してｇ値に変換される。
ｇ値はｔ＿ｒｅｖの二乗の逆数に比例するので、誤差関数を、
誤差＝ｇ値×（ｔ＿ｒｅｖ）^２
として計算することができる。この誤差値を、２つの較正された閾値ＭＡＸ＿ＥＲＲＯＲ及びＭＩＮ＿ＥＲＲＯＲと比較することができる。ＭＩＮ＿ＥＲＲＯＲ＜誤差＜ＭＡＸ＿ＥＲＲＯＲの場合、ｔ＿ｒｅｖは有効とみなされ、そうでなければ無効とみなされる。有効又は無効出力は、続いてブロック４４に転送される。

【0061】

ブロック４４において、ブロック４２で求められたｔ＿ｒｅｖ値が有効である場合、このブロックは、ブロック３２～４０のいずれかからの出力の選択と共にブロック４６（後述）の出力を収集する。選択されたデータは、続いてメモリ２０に送られて記憶されるか、又は外部サーバ１４への送信のために送受信機１８に送られる。

【0062】

一例として、データは、４３３ＭＨｚデジタル無線変調を使用して送られ得るか、又はＩ２Ｃバスを介して接続されたＦＲＡＭメモリに記憶され得る。データは、ＢＬＥ接続を使用して送られてもよい。

【0063】

代替として、ブロック４２で求められたｔ＿ｒｅｖ値が無効である場合、その回転のデータは破棄される。

【0064】

データが記憶／伝送されたら、リセット信号（図４に破線で示す）がブロック４０に送られて、新たなコンタクトパッチを示す新たな衝撃信号の探索が開始される。

【0065】

ブロック４６は、ブロック３２～４０の出力を受け取り、プロセッサ１６は、タイヤ及びタイヤと路面及び／又は車両との相互作用に関する情報を推定するのに有用な特徴を抽出するために加速度データのリアルタイム評価を実行する。

【0066】

ブロック４６がブロック４０から値ｔ＿ｓｔａｒｔ及びｔ＿ｅｎｄを受け取ると、衝撃信号の継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）を
ｔ＿ｓｔａｒｔ＝ｔ＿ｅｎｄ－ｔ＿ｓｔａｒｔ
として求めることができる。接触時間比は、
比＝ｔ＿ｐａｔｃｈ／ｔ＿ｒｅｖ
として求めることもできる。衝撃信号１２の導関数が算出され、この導関数の最大値及び最小値をその後使用して、タイヤの残存トレッド深さを評価することができる。

【0067】

プロセッサ１６のパワーが、ブロック４６でデータを評価するのに不十分な場合、ブロック３２～３８のいずれかからブロック４６で受け取られたデータは、一時メモリに記憶させてブロック４０の後で評価することができる。このような場合、ＦＳＭの開始は、ブロック４６が必要な計算を完了するまで延期され得る。

【0068】

図５は、時間の関数としての図１のＴＭＳ２が取得した生加速度データ１１０の図を示す。ＴＭＳ２を装着したタイヤの１回転の加速度データ１１０に誘発された衝撃信号１２が示されている。図２の加速度データ１０とは異なり、図５の生加速度データ１１０は振動ノイズを有することが理解されよう。

【0069】

したがって、図４で説明したように、ブロック３４において、加速度データ１１０は長さＮの移動平均フィルタを使用してフィルタリングされる。これによりデータが平滑化され、得られる平滑化加速度データ１１０’が加速度データ１１０に重ねて図示されている。ＴＭＳ２が取得した全ての加速度データが平滑化されるので、平滑化衝撃信号１１２’も図示されている。

【0070】

図４のブロック３６を参照して既に説明したように、値ａ＿ｍｉｎ、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ、及びａ＿ｍａｘを図５に示す。ａ＿ｍｉｎは平滑化衝撃信号１１２’の「ピーク」であり、ａ＿ｍａｘは衝撃信号間の平滑化加速度データ１１０’の「ピーク」（衝撃間ピーク）であることが理解されよう。

【0071】

ゼロｇ値は、ピークａ＿ｍｉｎの下に図示されている。上述のように、ゼロｇは、タイヤが動いていないときにＴＭＳ２を使用して求められ、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎを求めるための開始値として使用される。図５は、衝撃信号１１２’の前では移動平均ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎがゼロｇ値に等しい様子を示す。衝撃信号１１２’の後に、新たなａ＿ｍｉｎ値が得られたので、移動平均ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎは変わり、衝撃後のゼロｇとは異なる値を有する。したがって、タイヤの複数回転を経てａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎがａ＿ｍｉｎ値に収束することが理解されよう。

【0072】

ｇ＿ｖａｌｕｅは、ＴＭＳ２が取得した回転データの有効性を求めるために使用される平滑化加速度データ１１０’の平均衝撃間値として示されている。

【0073】

衝撃信号１２は、衝撃間のｇ＿ｖａｌｕｅからａ＿ｍｉｎの衝撃信号のピークまでの立上がりエッジと、続いてａ＿ｍｉｎからｇ＿ｖａｌｕｅに戻る立下がりエッジとを有する。

【0074】

図４のＦＳＭ状態変更をトリガするために（ブロック４０）、平滑化加速度データ１１０’は、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎの移動平均、ａ＿ｍａｘ、及び固定値ｘ、ｙの関数として定義される２つの動的閾値と比較される。図５に示すように、第１閾値及び第２閾値があり、第２閾値は、第２閾値よりもａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎに近い値を有する。これらの閾値の式の例を以下に記載する。
第１閾値＝（１－ｘ）×ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ＋ｘ×ａ＿ｍａｘ
≒ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ－（ａ＿ｍｉｎ-ａ＿ｍａｘ）×ｘ
＝ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ－振幅×ｘ
第２閾値＝（１－ｙ）×ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ＋ｙ×ａ＿ｍａｘ
≒ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ－（ａ＿ｍｉｎ-ａ＿ｍａｘ）×ｙ
＝ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ－振幅×ｙ
ここで、振幅はａ＿ｍｉｎ－ａ＿ｍａｘ、すなわち加速度データ１１０’の総変位として定義され、０＜ｘ、ｙ＜１、且つｘ＜ｙである。

【0075】

したがって、動的な第１及び第２閾値は、移動平均ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ及びａ＿ｍａｘに基づいて変わる。これらの値は、タイヤに対する荷重及びタイヤの回転速度等の因子により変わる。

【0076】

衝撃信号１１２’のｔ＿ｓｔａｒｔは、加速度データ１１０’が第１閾値を超えたときに定義され、ＦＳＭは、第１閾値条件を満たしたときにＳＥＡＲＣＨからＣＯＮＴＡＣＴ－ＰＡＴＣＨに状態を変える。衝撃信号のｔ＿ｅｎｄは、加速度データ１１０’が第２閾値を超えたときに定義され、ＦＳＭは、ＣＯＮＴＡＣＴ＿ＰＡＴＣＨからＥＮＤに状態を変える。ブロック４０におけるＦＳＭの一般的な動作を図６に示す。

【0077】

図５には、第１及び第２閾値を使用して衝撃信号の開始時間及び終了時間が定義される場所を示す矢印がある。第１閾値を使用して、ピークの立上がりエッジにおける衝撃信号１１２’の開始（ｔ＿ｓｔａｒｔ）が定義され、第２閾値を使用して、ピークの立下がりエッジにおける衝撃信号１１２’の終了（ｔ＿ｅｎｄ）が定義されることが理解されよう。

【0078】

衝撃信号１１２’前のゼロオフセット値は、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎとゼロｇとが等しいのでゼロである。しかしながら、衝撃信号１１２’後は、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎとゼロｇとが等しくなくなるので、ゼロオフセット値は、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎとゼロｇとの間の差に等しい大きさを有する。

【0079】

図６は、動的な第１及び第２閾値から衝撃信号１１２’のｔ＿ｓｔａｒｔ及びｔ＿ｅｎｄを求めるためにブロック４０で使用されるＦＳＭの図である。ＦＳＭの連続的なプロセスでＣＯＮＴＡＣＴ＿ＰＡＴＣＨ状態の開始及び終了が求められ、各衝撃信号１１２’の終了が求められた後に新たな探索が始まることが、図６から明らかである。ＴＳＭを搭載したタイヤは、車両の移動中にスピンし続けるので、これにより、複数回転にわたる複数の衝撃信号を解析することができる。

【0080】

図７Ａ及び図７Ｂは、全荷重で２つの異なる速度で移動する完全摩耗タイヤの１回転の加速度データを示す。図７Ａは、３０ｋｍ／ｈで進む車両のタイヤの加速度データ２１０Ａを示し、図７Ｂは、６０ｋｍ／ｈで進む車両のタイヤの加速度データ２１０Ｂを示す。図５に示すデータと同様に、加速度データ２１０Ａ、２１０Ｂはフィルタリングされて平滑化データ２１０Ａ’、２１０Ｂ’が生成される。

【0081】

３０ｋｍ／ｈで進む車両からの加速度データ２１０Ａ’は、加速度データ２１０Ｂ’に比べて平坦化されており、より平坦で広い衝撃信号２１２’を有することで、図７Ａのｔ＿ｐａｔｃｈは図７Ｂのｔ＿ｐａｔｃｈよりも長い。図７Ｂの６０ｋｍ／ｈでのａ＿ｍａｘは、図７Ａの３０ｋｍ／ｈでのａ＿ｍａｘよりもはるかに高い。

【0082】

図７Ａ及び図７Ｂの両方において、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎは同じであり、ゼロｇ値に略等しく、ゼロオフセットは略ゼロである。しかしながら、図７Ａの第１及び第２動的閾値は、２つの速度のａ＿ｍａｘの差により図７Ｂのものとは異なる。図７Ａの第１及び第２閾値は、図７Ｂに破線で示されており、タイヤの回転の高速化により生じたａ＿ｍａｘの増加により、閾値の変化が明らかである。図７Ｂのように、タイヤの回転が高速であるほど、タイヤの各部分が高速回転時に道路と接触する期間が短くなるので衝撃信号２１２Ｂ’は短くなる。高速であることは、（タイヤがより速く回転しなければならないので）ＴＭＳ２が測定した径方向加速度が大きいことも意味し、したがってａ＿ｍａｘの値は速度が高いほど大きい。したがって、衝撃信号２１２Ｂ’は、衝撃信号２１２Ａ’よりも大きな振幅（ａ＿ｐａｔｃｈ）を有する。

【0083】

図７Ａ及び図７Ｂの両方において、ａ＿ｍａｘの変化に伴い第１及び第２動的閾値が経時的に変わることが明らかである。したがって、ａ＿ｍａｘが増加すると、図７Ａ及び図７Ｂの両方の第１及び第２閾値は同様に上がる。

【0084】

図８Ａ及び図８Ｂは、全荷重で６０ｋｍ／ｈで進むタイヤの１回転の加速度データを示す。図８Ａは、タイヤが完全に摩耗している車両のタイヤの加速度データ３１０Ａを示し、図８ｂは、新品タイヤ（すなわち、残存トレッド深さ１００％）の加速度データ３１０Ｂを示す。図５に示すデータと同様に、加速度データ３１０Ａ、３１０Ｂはフィルタリングされて、平滑化加速度データ３１０Ａ’、３１０Ｂ’が生成される。

【0085】

加速度データ３１０Ａ’及び３１０Ｂ’は、同様の形状であり、高振幅の衝撃信号３１２Ａ’、３１２Ｂ’を有する。図８Ａのｔ＿ｐａｔｃｈは、図８Ｂのｔ＿ｐａｔｃｈと非常に似ている。タイヤは同じ速度及び同じ荷重で進んでいるので、ａ＿ｍａｘは、図８Ａ及び図８Ｂの両方で同様である。

【0086】

生加速度データ３１０Ａは、生加速度データ３１０Ｂよりもノイズがはるかに多い。これは、完全摩耗タイヤが新品タイヤに比べて振動ノイズを吸収しにくくなるからであり得る。変わりやすい道路条件も生加速度データのノイズの程度に影響を及ぼし得る。

【0087】

衝撃信号３１２Ｂ’の値ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎは、３１２Ａ’のａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎよりも低く、ゼロｇ値未満なので、ゼロオフセット値がゼロｇ値未満であることが、図８Ａ及び図８Ｂから分かる。しかしながら、図８Ａにおけるａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎは、ゼロオフセットが略ゼロであるようにゼロｇ値に略等しい。

【0088】

衝撃信号３１２Ａ’、３１２Ｂ’前のａ＿ｍａｘ及びａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎの値が同様なので、図８Ａ及び図８Ｂ両方の第１及び第２動的閾値は非常に似ている。しかしながら、図８Ｂにおける衝撃後には、図８Ｂにおける新品タイヤのａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎが低いので、動的閾値が下がる一方で、図８Ａの閾値は衝撃後も不変であることが理解されよう。

【0089】

図８Ｂの衝撃信号３１２Ｂ’は、図８Ａの衝撃信号３１２Ａ’とは異なる形状を有する。したがって、タイヤの摩耗を推定するために、加速度データを時間に関して微分することにより図８Ａ及び図８Ｂの両方における傾きを評価することができる。信号３１２Ａ’及び３１２Ｂ’の時間に関する微分は、図４のブロック４６において計算することができ、例えばフィルタ長Ｎ＝８の移動平均を用いて、複数の回転にわたってこの微分の最大及び最小値が得られる。

【0090】

図９は、タイヤの複数回転にわたる無荷重の完全摩耗タイヤの加速度データ４１０を示す。図５と同様に、生加速度データ４１０は移動平均フィルタを用いて平滑化されて、平滑化加速度データ４１０’が生成される。タイヤの速度は、図９に示す回転を通して変わり得る。ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ及びａ＿ｍａｘは、図９では回転を通して変わり、回転を通した高及び低閾値の変化で示される。速度、荷重等のタイヤの現在の状態に適合するための、タイヤの複数回転にわたるａ＿ｍｉｎの適合が、図９で明らかである。

【0091】

第１回転の開始時には、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎはゼロｇ値に等しい。しかしながら、第１回転のａ＿ｍｉｎは、ゼロｇよりも高く、したがってａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎは第１回転後に増加する。同様に、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎは、第２及び第５回転のそれぞれのａ＿ｍｉｎ値により、これらの回転後にも増加する。したがって、複数回転にわたってａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎがａ＿ｍｉｎに収束し、ゼロオフセット値が増加することが明らかである。

【0092】

図示の加速度データから得られる全ての値を、タイヤトレッド深さ推定、速度推定、又は荷重推定等のさらなる解析のためにサーバに送ることができる。

【0093】

本発明を限られた数の実施形態に関連して詳細に説明したが、本発明がこのような開示された実施形態に限定されないことは、容易に理解されるはずである。例えば、高荷重が低荷重車両に比べて加速度データに及ぼす効果は、低速が高速車両に比べて加速度データに及ぼす効果と同様である。

【0094】

本発明は、これまで説明されていないが本発明の範囲に対応する任意の数の変形、変更、置換、又は同等の配置を組み込むように変更することができる。さらに、本発明の様々な実施形態を説明したが、本発明の態様が記載の実施形態のいくつかのみを含み得ることを理解されたい。したがって、本発明は、以上の説明により限定されるものとみなされるものではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-08

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

路面上を転がるタイヤの複数回転にわたって、前記タイヤに搭載された加速度センサにより前記タイヤの回転毎に前記路面と接触するコンタクトパッチで測定された加速度データに誘発される衝撃信号を測定する方法であって、
前記タイヤの複数回転にわたって前記加速度データを取得するステップと、
該加速度データを前記センサで処理するステップと、
を含み、
前記加速度データを前記センサで処理するステップは、
前記加速度データを処理して、衝撃信号毎の加速度値を測定し且つ衝撃ピーク加速度値（ａ＿ｍｉｎ）を算出するステップと、
前記タイヤの前記複数回転にわたって衝撃ピーク加速度値の移動平均（ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ）を算出するステップと、
前記加速度データの加速度値を前記衝撃ピーク加速度値の移動平均（ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ）に応じて調整される動的閾値と比較することにより、各衝撃信号の開始時間及び終了時間を測定するステップと、
各衝撃信号の測定された開始時間及び終了時間から、衝撃信号の継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）、２つの連続した衝撃信号間の期間（ｔ＿ｒｅｖ）、及び前記継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）と前記期間（ｔ＿ｒｅｖ）との比のうち１つ又は複数から選択される時間関連パラメータを生成するステップと、
を含み、
前記方法は、前記時間関連パラメータを外部サーバに送信するステップを、さらに含む、方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法において、前記加速度データを処理して、衝撃信号間の加速度値を測定し且つ衝撃間ピーク加速度値（ａ＿ｍａｘ）を算出するステップをさらに含む方法。

【請求項3】

請求項２に記載の方法において、前記衝撃間ピーク加速度値（ａ＿ｍａｘ）に応じて前記動的閾値を調整するステップをさらに含む方法。

【請求項4】

請求項２に記載の方法において、前記動的閾値は、前記衝撃信号の前記開始時間の測定に使用される第１動的閾値と前記衝撃信号の前記終了時間の測定に使用される第２動的閾値とを含む方法。

【請求項5】

請求項４に記載の方法において、前記第１動的閾値の算出が、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ、ａ＿ｍａｘ、及び係数ｘの関数を使用し、ｘは０＜ｘ＜１を満足する固定値である方法。

【請求項6】

請求項４に記載の方法において、前記第２動的閾値の算出が、ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ、ａ＿ｍａｘ、及び係数ｙの関数を使用し、ｙは０＜ｘ＜１且つｙ≠ｘを満足する固定値である方法。

【請求項7】

請求項１に記載の方法において、前記加速度データを処理して、衝撃信号間の加速度値を測定し且つ衝撃信号間の平均加速度値をｇ値として算出するステップをさらに含む方法。

【請求項8】

請求項１に記載の方法において、ｇ値×（ｔ＿ｒｅｖ）^２の値を期待誤差値範囲と比較することにより、生成された時間関連パラメータが有効か否かを確認するステップをさらに含む方法。

【請求項9】

請求項１に記載の方法において、
前記加速度データを処理して前記タイヤが動いていないときの加速度値を測定することにより、前記タイヤのゼロｇ値を測定するステップと、
衝撃信号毎に前記加速度データを処理して、前記ピーク加速度値の移動平均（ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ）と前記ゼロｇ値との間の差として算出される前記加速度値のゼロオフセットを測定するステップと、
をさらに含む方法。

【請求項10】

請求項２に記載の方法において、前記衝撃ピーク加速度値（ａ＿ｍｉｎ）と前記衝撃間ピーク加速度値（ａ＿ｍａｘ）との間の差をタイヤの複数回転にわたって平均化して、コンタクトパッチ振幅（ａ＿ｐａｔｃｈ）を測定し、該コンタクトパッチ振幅を前記外部サーバに送信する方法。

【請求項11】

請求項２に記載の方法において、衝撃毎に前記加速度データを処理して、前記衝撃信号の立上がりエッジ及び立下がりエッジの少なくとも一方の傾きを求めるステップをさらに含む方法。

【請求項12】

請求項１１に記載の方法において、
前記衝撃ピーク加速度値（ａ＿ｍｉｎ）、前記衝撃間ピーク加速度値（ａ＿ｍａｘ）、前記傾き、及び前記ａ＿ｍｉｎとａ＿ｍａｘとの間の差のうち１つ又は複数から選択される衝撃毎の振幅関連パラメータを前記外部サーバに送信するステップと、
任意に、前記振幅関連パラメータを前記外部サーバで受信し前記振幅関連パラメータを使用してタイヤ摩耗を求めるステップと
をさらに含む方法。

【請求項13】

請求項１に記載の方法において、前記時間関連パラメータを前記外部サーバで受信し前記時間関連パラメータを使用して（ｉ）荷重、（ｉｉ）車両重心、及び（ｉｉｉ）前記タイヤの回転速度のうち１つ又は複数を求めるステップをさらに含む方法。

【請求項14】

データプロセッサで実行されると請求項１～１３のいずれか１項に記載の方法を行うファームウェアコードを記憶するコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項15】

路面上を転がるタイヤの複数回転にわたって衝撃信号を測定するタイヤ搭載センサシステムであって、
前記衝撃信号は、前記タイヤに搭載されたタイヤ搭載センサシステムにより前記タイヤの回転毎に前記路面と接触するコンタクトパッチで測定された加速度データに誘発され、
前記タイヤ搭載センサシステムは、プロセッサと、送信機と、加速度センサと、を備え、
該加速度センサは、前記タイヤの複数回転にわたって前記加速度データを取得し、
前記プロセッサは、
前記加速度データを処理して、衝撃信号毎の加速度値を測定し且つ衝撃ピーク加速度値（ａ＿ｍｉｎ）を算出し、
前記タイヤの前記複数回転にわたって衝撃ピーク加速度値の移動平均（ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ）を算出し、
前記加速度データの加速度値を前記衝撃ピーク加速度値の移動平均（ａｖｇ＿ａ＿ｍｉｎ）に応じて調整される動的閾値と比較することにより、各衝撃信号の開始時間及び終了時間を測定し、且つ
各衝撃信号の測定された開始時間及び終了時間から、衝撃信号の継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）、２つの連続した衝撃信号間の期間（ｔ＿ｒｅｖ）、及び前記継続時間（ｔ＿ｐａｔｃｈ）と前記期間（ｔ＿ｒｅｖ）との比のうち１つ又は複数から選択される時間関連パラメータを生成し、
前記送信機は、前記時間関連パラメータを外部サーバに送信するタイヤ搭載センサシステム。

【国際調査報告】