路面狀況及輪胎行駛狀態的推斷方法和裝置及利用它們的防滑剎車系統和車輛控制的製作方法

2024-02-09 05:37:15 1

專利名稱：路面狀況及輪胎行駛狀態的推斷方法和裝置及利用它們的防滑剎車系統和車輛控制的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於推斷行駛時的輪胎的行駛狀態及輪胎接地的路面的狀態的方法及其裝置。
背景技術：
為了提高機動車的行駛穩定性，要求高精度地推斷行駛時的輪胎的狀態和輪胎接地的路面狀況，反饋給車輛控制。在此，所謂輪胎的狀態是輪胎內壓、損耗、故障的預測等，所謂路面狀況，主要指路面和輪胎之間的摩擦係數(路面摩擦係數μ)如果能夠預先推斷輪胎的行駛狀態或路面狀況，則可以考慮進行以下活動，即，可以在輪胎產生故障之前停車並進行檢查，或者在進行所謂制動或者轉向操作的迴避危險的操作之前，可以實現ABS制動器的更高的控制，使安全性進一步提高。另外，即使只把行駛中的路面狀況的危險度傳遞給駕駛員，使得駕駛員可提前進行減速操作，也可以期待減少事故的發生。
以前，作為推斷路面摩擦係數的方法，提出了利用作為表示車輪的旋轉速度的變動的物理量的輪胎的均勻水平隨路面摩擦係數的大小而變化的原理來推斷路面摩擦係數的方法(日本特開2000-55790號公報)，或者在連結前輪和車體的下臂上安裝加速度計，檢測出具有前束角的輪胎的橫向振動，利用其振動度隨路面摩擦係數而變化的原理來推斷路面摩擦係數的方法(日本特開平6-258196號公報)等。
但是，在根據上述輪胎的均勻水平推斷路面摩擦係數的方法中，因產生輪胎跑氣(flat spot)而使均勻性惡化，在其恢復的過程中，很難進行正確的推斷。
另外，在根據帶有前束角的前輪的橫向振動來推斷路面摩擦係數的方法中，存在輪胎的滑移角完全為零的場合或為大滑移角的場合下測量精度低的問題。
另外，根據作為車輪的上下方向的加速度的彈簧下加速度和作為車體的上下方向的加速度的彈簧上加速度之間的傳遞特性來推斷路面摩擦係數的方法也被提出(日本特開平11-94661號公報)。在該方法中，由於在路面摩擦係數的推斷上不使用轉向操作力，所以具有即使在幾乎不進行轉向操作的直線路上也可以推斷路面摩擦係數的優點，但由於根據經由彈簧或減震器等的緩衝特性大的懸架裝置的2點間的振動的傳遞特性來推斷路面摩擦係數，所以存在容易受路面的凹凸的影響的問題。例如，在雪地上等粗糙路面上，由於彈簧下振動變大，所以振動被懸架吸收的彈簧上的振動和上述彈簧下的振動的振動度差變大，導致不能正確地推斷路面摩擦係數。

發明內容
鑑於上述現有技術的問題，本發明的目的在於，高精度地推斷輪胎接地的路面狀況和輪胎行駛狀態，從而提高車輛的行駛安全性。
本發明者們詳細地研究了行駛中的輪胎的接地變動和故障時的輪胎變動，得出以下結論，對行駛中的輪胎的圓周方向的振動或者寬度方向的振動進行頻率分析而得到上述振動的頻譜(振動頻譜)，掌握上述頻譜的1個或多個頻帶中的振動度隨輪胎接地的路面的狀態或輪胎的故障形態而發生的特徵性的變化。因此，通過把這樣的振動作為輪胎自身的振動或者從車輪傳來的車輪或懸架部的振動或者填充在輪胎內的氣體(通常是空氣)的壓力在時間軸上發生的微小的變化進行檢測，可以高精度地推斷路面狀況及輪胎行駛狀態。
本發明技術方案1的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，檢測出行駛中的車輛的輪胎、車輪或者懸架部的振動，檢測出對上述檢測後的振動進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度，由此推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態。
本發明技術方案2的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，檢測出填充在行駛中的車輛的輪胎內的氣體的壓力變動，檢測出對上述檢測後的壓力變動進行頻率分析所得到的壓力變動頻譜的壓力變動幅度，由此推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態。
本發明技術方案3的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，在技術方案2的基礎上，其特徵在於，用設置在輪胎內的壓力傳感器的輸出的絕對值檢測輪胎內壓，同時檢測上述輸出的時間軸上的微小振動成分，將其作為上述氣體的壓力幅度來推斷行駛時的路面狀態及輪胎行駛狀態。
本發明技術方案4的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，在技術方案1～3中任一項的基礎上，其特徵在於，檢測出上述振動頻譜或者壓力變動頻譜的、至少處於10～10000Hz的範圍內的振動度或者壓力變動幅度。
本發明技術方案5的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，在技術方案1～4中任一項的基礎上，其特徵在於，把檢測上述振動度或壓力變動幅度時的頻帶的帶寬為10～500Hz的範圍。
本發明技術方案6的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，在技術方案1～4中任一項的基礎上，其特徵在於，把檢測上述振動度或者壓力變動幅度時的頻帶的帶寬為檢測頻帶的1～100％的範圍。
本發明技術方案7的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，在技術方案1～5中任一項的基礎上，其特徵在於，在之上3個的頻帶分別檢測出上述振動度或壓力變動幅度。
本發明技術方案8的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，在技術方案1～7中任一項的基礎上，其特徵在於，根據上述振動度或者壓力變動幅度的數據，用下述的運算式運算出路面摩擦係數的推斷值，路面摩擦係數推斷值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+％……+anxn)}]在此，ao為常數，a1、a2、…、an為係數；xi為頻帶(fi)中的振動度或壓力變動幅度。
本發明技術方案9的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，在技術方案8的基礎上，其特徵在於，為提高路面摩擦係數的推斷值的精度，求出所述的路面摩擦係數的推斷值與預先測量的路面摩擦係數之間的相關係數，以使該相關係數成為最高值的方式設定檢測用於推斷路面摩擦係數的振動度或者壓力變動幅度的頻帶fi(i＝1～n)，用該設定的頻帶fi(i＝1～n)中的振動度或者壓力變動幅度的數據Xi(i＝1～n)運算路面摩擦係數的推斷值。
本發明技術方案10的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，在技術方案1～9中任一項的基礎上，其特徵在於，除使用上述振動頻譜或者壓力變動頻譜的數據之外，還使用車輛的速度數據來推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態。
本發明技術方案11的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，在技術方案1～9中任一項的基礎上，其特徵在於，檢測出前輪速度和後輪速度，使用由上述檢測出的前輪速度和後輪速度所算出的打滑率來推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態。
本發明技術方案12的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，在技術方案10的基礎上，其特徵在於，從車輛的速度數據檢測出輪胎的花紋間隔頻率，檢測上述振動頻譜或者壓力變動頻譜的包含上述花紋間隔頻率的頻帶的振動度或者壓力變動幅度，在該檢測出的振動度或者壓力變動幅度超過規定的閾值的場合，推斷為輪胎處於水面打滑狀態。
本發明技術方案13的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，在技術方案10的基礎上，其特徵在於，從車輛的速度數據檢測出輪胎的花紋間隔頻率，檢測上述振動頻譜或者壓力變動頻譜的包含上述花紋間隔頻率的頻帶的振動度或壓力變動幅度，同時求出不受上述花紋間隔頻率影響的頻帶的振動度或者壓力變動幅度，在上述花紋間隔頻帶中的振動度或者壓力變動幅度相對於該求出的振動度或者壓力變動幅度的比值超過規定閾值的場合，推斷為輪胎處於水平滑行狀態。
本發明技術方案14的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，在技術方案12或者13的基礎上，其特徵在於，上述閾值可變。
本發明技術方案15的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，在技術方案1～14中任一項的基礎上，其特徵在於，除使用上述振動頻譜或者壓力變動頻譜的數據之外，還用輪胎內壓的數據來推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態。
本發明技術方案16的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，在技術方案15的基礎上，其特徵在於，從上述振動頻譜的數據求出輪胎的固有頻率，從預先求出的輪胎固有頻率和輪胎內壓的關係推斷出輪胎內壓，將該推斷出的輪胎內壓作為上述技術方案13中的輪胎內壓的數據，推斷路面狀況及輪胎行駛狀態。
本發明技術方案17的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，在技術方案1～15中任一項的基礎上，其特徵在於，檢測上述壓力變動頻譜中的10～100KHz的頻帶內的與輪胎旋轉同步的區域的壓力變動幅度，將其與正常時的壓力變動幅度進行比較，在壓力變動比正常情況高出至少20％的場合，推斷為在輪胎上出現了某些異常。
本發明技術方案18的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，在技術方案1～17中任一項的基礎上，其特徵在於，除使用上述振動頻譜或者壓力變動頻譜的數據之外，還用車輛各輪的負載數據來推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態。
本發明技術方案19的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，在技術方案1～18中任一項的基礎上，其特徵在於，在輪胎或者車輪部把上述振動或者壓力變動的信息信號變換並壓縮成數字變換信號後將其發送至車體側，在車體側接收上述壓縮信號並將其復原，並進行頻率分析。
本發明技術方案20的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，是推斷行駛中的輪胎的接地的路面的狀態或輪胎的行駛狀態的路面狀態及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，包括檢測行駛中的車輛的輪胎或者車輪的振動的振動檢測機構；檢測出對上述檢測出的振動進行頻率分析所得到的上述振動的頻譜的、至少包含在10～10000Hz的範圍的頻帶的振動度的機構；以及根據上述檢測出的振動度推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態的機構。
本發明技術方案21的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，在技術方案20的基礎上，其特徵在於，上述振動為輪胎或者車輪的寬度方向的振動。
本發明技術方案22的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，在技術方案20的基礎上，其特徵在於，上述振動為輪胎或者車輪的圓周方向的振動。
本發明技術方案23的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，在技術方案20～22中任一項的基礎上，其特徵在於，把上述振動檢測機構與監視填充在輪胎內的氣體的壓力的壓力傳感器設置在同一基板上或者同一殼體內，由此，可以使基板通用化，可以實現裝置的小型化和低成本化。
本發明技術方案24的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，在技術方案20～22中任一項的基礎上，其特徵在於，把上述振動檢測機構或者設置上述振動檢測機構的基板安裝在輪胎或者車輪上。
本發明技術方案25的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，在技術方案20～24中任一項的基礎上，其特徵在於，從作為非滾動部的車體側，用無線方式電驅動安裝在作為滾動動部的輪胎或者車輪上的上述振動檢測機構，省略了驅動檢測部的電源，因此，由於不需要設置在轉動部上的傳感器驅動和檢測用電源等的電池，所以可以使振動檢測部小型化輕量化。
從車體側用無線方式驅動上述振動檢測機構，省略了驅動檢測部的電源。
本發明技術方案26的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，包括檢測行駛中的車輛的懸架部的振動的振動檢測機構；檢測對上述檢測出的振動進行頻率分析所得到的上述振動的頻譜的、至少包含在10～10000Hz的範圍內的頻帶的振動度的機構；以及根據上述檢測的振動度推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態的機構，檢測出從輪胎傳遞到懸架部的輪胎的振動來推斷路面狀態及輪胎行駛狀態。
本發明技術方案27的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，在技術方案26的基礎上，其特徵在於，把上述檢測上述懸架部振動的振動檢測機構安裝在與安裝有車輪的輪轂一體化的部位上。
本發明技術方案28的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，包括檢測出填充在行駛中的車輛的輪胎內的氣體的壓力變動的壓力變動檢測機構；檢測出對上述檢測出的壓力變動進行頻率分析所得到的壓力變動頻譜的、至少包含在10～10000Hz的範圍內的頻帶的壓力變動幅度的機構；以及根據上述檢測出的壓力變動幅度推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態的機構，檢測出從輪胎傳到輪胎內的氣體的輪胎的振動來推斷路面狀態及輪胎行駛狀態。
本發明技術方案29的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，在技術方案28的基礎上，其特徵在於，在用設置在輪胎內的壓力傳感器的輸出的絕對值檢測輪胎內壓的同時，檢測上述輸出在時間軸上的微小振動成分，並將其作為上述氣體的壓力變動。
本發明技術方案30的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，在技術方案20～29中任一項的基礎上，其特徵在於，把檢測上述振動度或者壓力變動幅度時的頻帶的帶寬設定為檢測頻帶的1～100％的範圍，同時根據在一個或者多個頻帶檢測的上述振動度或者壓力變動幅度的數據，用下述的運算式運算出路面摩擦係數的推斷值，路面摩擦係數推斷值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]在此ao為常數，a1、a2、…、an為係數；xi為頻帶(fi)中的振動度或者壓力變動幅度。
本發明技術方案31的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，在技術方案20～30中任一項的基礎上，其特徵在於，在輪胎或者車輪部設置信號處理機構，對用上述振動檢測機構檢測出的振動信息信號或者用壓力變動檢測機構檢測出的壓力變動信息信號進行數字變換，同時將其壓縮並發送至車體側，在車體側接收上述壓縮信號並對其進行復原和頻率分析。
本發明技術方案32的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，在技術方案20～30中任一項的基礎上，其特徵在於，在輪胎或者車輪部上設置信號處理機構，在輪胎或者車輪部對用上述振動檢測機構檢測出的振動信息信號或者用壓力變動檢測機構檢測出的壓力變動信息信號進行頻率分析，由此推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態，並把表示該推斷的行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態的數據發送至車體側。
本發明技術方案33的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，在技術方案31或者32的基礎上，其特徵在於，使安裝在車輪部上的輪胎氣門嘴具有用於進行上述數據通信的天線功能。
本發明技術方案34的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，在技術方案31或者32的基礎上，其特徵在於，把用於進行上述數據通信的天線設置在車輪輪緣部的圓周上。
本發明技術方案35的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，在技術方案20～34中任一項的基礎上，其特徵在於，設置用於初始化隨機動車或車輪、輪胎的種類不同而不同的振動信息或者壓力變動信息的復位按鈕，或者設有進行初始化的系統，該進行初始化的系統對包含車輪速度、車體加速度、車體旋轉角速度中的任一個或者多個的車輛工作狀況數據信息與來自該推斷裝置的信息進行查對而自動地進行上述振動信息或者壓力變動信息的初始化，因此，可以更加提高路面狀態及輪胎行駛狀態的推斷精度。
本發明技術方案36的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，在技術方案20～35中任一項的基礎上，其特徵在於，在車輛的各輪上設有負載測量裝置，基於車輛各輪的負載數據推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態，因此，像大型的運輸車等那樣，即使是加在車輪上的負載變動大的車輛，由於根據上述各輪的負載數據可以推斷路面狀態及輪胎行駛狀態，所以，可以謀求推斷精度的提高。
本發明技術方案37的車輛控制裝置，其特徵在於，備有上述權利要求1～36的任一項所述的路面狀態及輪胎行駛狀態推斷裝置、基於用上述裝置推斷的路面狀態及/或行駛中的輪胎的狀態，像ABS制動器的油壓控制機構或車輪的鎖定狀態控制機構，或者車輛的姿勢控制機構等那樣的控制車輛行駛狀態的車輛控制機構。
本發明技術方案38的路面狀況推斷方法，檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動、輪胎內壓力變動中的至少任何一方，檢測出對其進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，由此來推斷路面摩擦係數的路面狀況，其特徵在於，檢測制動器開關的開、關，在判斷為制動器被踩踏了的場合下，中斷路面摩擦係數的推斷值的更新，切換到基本上只控制車輪加速度的現有的ABS控制系統上。由此，由於在踩下制動器後可以不由本系統進行路面摩擦係數的推斷，因此可以防止輪胎的打滑引起的系統的誤動作。
本發明技術方案39的路面狀況推斷方法，其特徵在於，代替上述制動器開關的開和關的檢測，檢測驅動輪和從動輪的速度並算出滑動率，在該滑動率超過預先設定的值的場合，中斷路面摩擦係數的推斷值的更新。在2輪驅動車的場合，因為通過檢測對應於由於踩踏制動器產生的驅動輪和從動輪的速度差的打滑率，可以把握輪胎的滑動狀態，所以可以根據輪胎的滑動狀態中斷路面摩擦係數的推斷，可以可靠地防止系統的誤動作。
本發明技術方案路40的面狀況推斷方法，其特徵在於，檢測發動機轉速，在發動機轉速超過預先設定的閾值的場合，中斷路面摩擦係數的推斷值的更新。在4輪驅動車的場合由於全是驅動輪，所以在檢測發動機轉速且發動機的轉速比閾值高時，轉矩變得非常高，由於可以判斷為輪胎易滑動，所以可以根據輪胎的滑動狀態中斷路面摩擦係數的推斷，可以可靠地防止系統的誤動作。
本發明技術方案41的路面狀況推斷方法，在技術方案40的基礎上，其特徵在於，對應於行駛齒輪和離合器的連接狀況變更上述發動機轉速的閾值。
本發明技術方案42的路面狀況推斷方法，在技術方案38～41中任一項的基礎上，其特徵在於，使檢測上述振動度或者壓力變動幅度時的頻帶的帶寬定在檢測頻帶的1～100％的範圍，同時，根據在1個或者多個頻帶檢測出的上述振動度或者壓力變動幅度的數據，用下述的運算式推斷出路面摩擦係數，路面摩擦係數推斷值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]在此，ao為常數，a1、a2、…、an為係數，xi為頻帶(fi)中的振動度或者壓力變動幅度。
本發明技術方案43的路面狀況推斷裝置，該裝置檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動、輪胎內壓力變動中的至少任何一方，檢測出對其進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，由此來推斷路面摩擦係數，其特徵在於，包括檢測制動器開關的開、關的機構，在判斷為制動器被踩踏了的場合，中斷路面摩擦係數的推斷值的更新。
本發明技術方案44的路面狀況推斷裝置，該裝置檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動、輪胎內壓力變動中的至少任何一方，檢測出對其進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，由此來推斷路面摩擦係數，其特徵在於，包括檢測驅動輪和從動輪的速度的機構、及根據上述檢測的驅動輪和從動輪的速度算出打滑率的機構，在上述打滑率超過預先設定的閾值的場合，中斷路面摩擦係數的推斷值的更新。
本發明技術方案45的路面狀況推斷裝置，該裝置檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動、輪胎內壓力變動中的至少任何一方，檢測出對其進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，由此來推斷路面摩擦係數，其特徵在於，包括檢測發動機轉速的機構，在發動機轉速超過預先設定的閾值的場合，中斷路面摩擦係數的推斷值的更新。
本發明技術方案46路面狀況推斷裝置，在技術方案45的基礎上，其特徵在於，設置檢測行駛齒輪和離合器的連接狀況的機構，根據行駛齒輪和離合器的連接狀況變更上述發動機轉速的閾值，因此，可以進行精度更高的控制。
本發明技術方案47的路面狀況推斷裝置，在技術方案43～46中任一項的基礎上，其特徵在於，在輪胎或者車輪部或者懸架部把上述振動或者壓力變動的信息信號變換數位訊號後並壓縮，將其發送至車體側，在車體側接收上述壓縮信號後將其復原，對其進行頻率分析。
本發明技術方案48的ABS制動控制方法，其特徵在於，檢測輪胎振動、懸架部振動、車輪振輪胎內壓力變動中的至少任何一方，檢測出對其進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，由此連續地推斷路面摩擦係數，同時相應於駕駛員即將踩踏制動器之前的路面摩擦係數推斷值的大小，變更向ABS控制轉移的制動器油壓的閾值。例如，在路面摩擦係數推斷值低的場合，由於在通常閾值的下滑動率急劇變高，制動力下降，所以在該場合，通過降低轉移到ABS控制的制動器油壓的閾值並進行控制使ABS提高動作，，使打滑率不上升，使車輛的安全性提高。
本發明技術方案49的ABS制動控制方法，其特徵在於，檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動、輪胎內壓力變動中的至少任何一方，檢測出對其進行頻率分析，所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，由此連續地推斷路面摩擦係數，同時相應於駕駛員即將踩踏制動器之前的路面摩擦係數推斷值的大小，調整ABS制動器油壓的增減程度。
本發明技術方案50的ABS制動控制方法，在技術方案48或者49的基礎上，其特徵在於，使檢測上述振動度或者壓力變動幅度時的頻帶的帶寬為檢測頻帶的1～100％的範圍，同時根據在一個或者多個頻帶檢測出的上述振動度或者壓力變動幅度的數據，用下述的運算式連續地推斷路面摩擦係數，路面摩擦係數推斷值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]在此，ao為常數，a1、a2、…、an為係數，xi為頻帶(fi)中的振動度或者壓力變動幅度。
本發明技術方案51的ABS制動控制裝置，其特徵在於，包括檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動、輪胎內壓力變動中的至少任何一方的機構；檢測出對上述檢測出的振動信息信號或者壓力變動信號進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，用下述的運算式連續地運算路面摩擦係數的推斷值的機構，路面摩擦係數推斷值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]在此，ao為常數，a1、a2、…、an為係數，xi為頻帶(fi)中的振動度或者壓力變動幅度；檢測制動器開關的開、關的機構；以及根據駕駛員即將踩踏制動器之前的路面摩擦係數推斷值的大小，變更向ABS控制轉移的制動器油壓的閾值的機構。
本發明技術方案52的ABS制動控制裝置，其特徵在於，具有檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動、輪胎內壓力變動中的至少任何一方的機構；檢測出對上述檢測的振動信息信號或者壓力變動信號進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，用下述的運算式連續地運算路面摩擦係數的推斷值的機構，路面摩擦係數推斷值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]在此，ao為常數，a1、a2、…、an為係數，xi為頻帶(fi)中的振動度或者壓力變動幅度；檢測制動器開關的開、關的機構；以及根據駕駛員即將踩踏制動器之前的路面摩擦係數推斷值的大小，調整ABS制動器油壓的增減程度的機構。
本發明技術方案53車輛控制裝置，其特徵在於，具有上述技術方案51或者52所述的ABS制動控制裝置。


圖1是表示本發明的優選方式1的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置的構成的功能框圖。
圖2是表示加速度傳感器的安裝位置的圖。
圖3是表示車輪的振動頻譜的圖。
圖4是表示實際的路面摩擦係數μ和本發明的μ推斷值的相關關係的圖。
圖5是表示加速度傳感器的另一個安裝位置的圖。
圖6是表示檢測本優選方式2的懸架部的振動的方法的圖。
圖7是表示懸架部的振動頻譜的圖。
圖8是表示實際的路面摩擦係數μ和檢測並推斷懸架部的振動的μ推斷值的相關關係的圖。
圖9是表示本優選方式3的車輛控制裝置的構成的圖。
圖10是表示本發明的車輛控制裝置的另一種構成的圖。
圖11是本優選方式4的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置的功能框圖。
圖12是表示壓力傳感器的安裝位置的圖。
圖13是表示把壓力變動信息信號送往車體側的構成例的圖。
圖14是表示讓安裝了壓力傳感器的車輛在乾燥瀝青路和雪上行駛時的壓力變動頻譜的圖。
圖15是表示實際的路面摩擦μ和由輪胎內壓變動產生的μ推斷值的相關關係的圖。
圖16是表示實際的路面摩擦μ和由車輪振動引起的μ推斷值的相關關係的圖。
圖17是表示本優選方式5的水面打滑狀態推斷機構的構成的圖。
圖18是表示水面打滑狀態的壓力變動頻譜的圖。
圖19是表示水面打滑狀態的振動頻譜的圖。
圖20是表示車速和花紋間隔頻率中的振動度與100～200Hz區域中的振動度之比的關係的圖。
圖21是表示優選方式6的路面狀況推斷裝置的構成的圖。
圖22是根據制動器開關的檢測進行μ推斷值的更新控制的流程圖。
圖23是表示具有本發明的打滑率判斷機構的路面狀況推斷裝置的構成的圖。
圖24是根據打滑率進行μ推斷值的更新控制的流程圖。
圖25是根據發動機轉速進行μ推斷值的更新控制的流程圖。
圖26是表示讓試驗車輛在各種路面以一定速度行駛時的μ推斷值的運算結果的圖。
圖27是表示在乾燥瀝青路面上加速試驗車輛的場合的μ推斷值的運算結果的圖。
圖28是表示根據打滑率及發動機轉速進行μ推斷值的更新控制的場合的μ推斷值的運算結果的圖。
圖29是表示本優選方式7的ABS制動控制裝置的一個構成例的圖。
圖30是表示加載在輪胎上的力的示意圖。
圖31是表示打滑率和摩擦力關係的S～μ曲線圖。
圖32是使試驗車輛在溼路面上行駛，表示測量車體速度和車輪速度的結果的圖。
圖33是使試驗車輛在結冰路面上行駛，表示測量車體速度和車輪速度的結果的圖。
圖34是使搭載了本發明的ABS制動控制裝置的試驗車輛在結冰路面上行駛，表示測量車體速度和車輪速度的結果的圖。
具體實施例方式
下面根據附圖對本發明的優選方式進行說明。
優選方式1圖1是表示本優選方式1的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置10的構成的功能框圖，本裝置10具有振動檢測部10A和信號處理部10B，振動檢測部10A具有作為檢測傳播到了車輪上的輪胎振動的振動檢測機構的加速度傳感器11，信號處理部10B具有頻帶設定機構12和振動度檢測機構13，還具有頻率分析機構14、振動度存儲機構15及路面狀況及輪胎行駛狀態推斷機構16，其中，頻率分析機構14對上述加速度傳感器11檢測的車輪振動的振動信息信號進行頻率分析並檢測出包含在上述振動的頻譜(以下稱為振動頻譜)的、隨路面狀況或輪胎的行駛狀態其振動度發生特徵性的變化的頻率範圍、即至少檢測出10～10000Hz的範圍內的頻帶的振動度，振動度存儲機構15存儲表示預先求出的路面狀況或者行駛中的輪胎的狀態和上述振動頻譜的規定的頻帶中的振動度的關係的振動度對應表15T，路面狀況及輪胎行駛狀態推斷機構16使由上述頻率分析機構14檢測的振動度與上述振動度對應表15T對應並根據上述振動度推斷路面摩擦係數μ及行駛中的輪胎的狀態，根據用上述加速度傳感器11檢測出的車輪的振動信息信號，推斷行駛時的路面狀況及輪胎的行駛狀態。
再有，如下述那樣製成上述振動度對應表15T，即，在試驗車輛上安裝加速度傳感器11，使上述車輛以規定的速度V行駛在路面摩擦係數μ不同的路面上，或例如，使安裝了相當於剝離了車輪胎面的一部分的故障輪胎的試驗輪胎的車輛行駛，實測車輪1的振動。
在本實施例中，作為上述加速度傳感器11，使用壓電晶片壓電式的表面安裝型加速度傳感器，如圖2(a)、(b)所示，把該加速度傳感器11收容在安裝於車輪1的輪輞2的輪胎側的凹部上的傳感器盒17內。在同圖中，3是安裝在車輪1上的輪胎氣門嘴。
在上述傳感器盒17內收容有用於監視填充在輪胎內的氣體壓力的壓力傳感器18，上述加速度傳感器11安裝在搭載了壓力檢測電路和電池且安裝了上述壓力傳感器18的基板19上。該基板19是傳感器共用基板，加速度傳感器11的驅動和檢測電路也搭載在上述的基板19上，上述電池是加速度傳感器11及壓力傳感器18的共用電源。
再有，也可以把加速度傳感器11或者設置加速度傳感器11的基板設置在車輪1的相對於上述壓力傳感器18另成一體的位置上，也可以把搭載了加速度傳感器11的驅動和檢測電路的基板相對於加速度傳感器11另成一體地設置，但是為了使裝置小型化，最好如上述那樣，把加速度傳感器11及其基板與壓力傳感器18設置在同一殼體(傳感器盒17)內，至少，對於基板來說，最好與上述基板19進行共有化。
接下來，以求路面摩擦係數μ的推斷值的場合為例，對上述構成的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置10的動作進行說明。
首先，由加速度傳感器11檢測行駛中的車輪1的振動，由頻率分析機構14頻率分析該檢測出的車輪1的振動信息信號並檢測規定的頻帶的振動度。詳細地講，頻率分析機構14所檢測的上述振動度是中心頻率處於以下範圍內的具有規定帶寬的振動度的，所述範圍為隨路面狀況或輪胎的行駛狀態其振動度發生特徵性的變化的頻率範圍、即至少10～10000Hz的範圍，詳細地講，頻率分析機構14所檢測的上述振動度是中心頻率處於至少10～10000Hz的範圍內的具有檢測頻帶(車輪1的振動信息信號的頻帶)的1～100％的帶寬的振動度。例如，在上述檢測頻帶是10～5000Hz的場合，作為用頻率分析機構14檢測的振動度，可以是具有800～3500Hz那樣的、帶寬是上述檢測頻帶的大約54％那樣的比較寬的帶寬的1個頻帶的振動度，也可以是具有800～1000Hz、1600～2000Hz、3000～3500Hz等那樣的、帶寬是上述檢測頻率範圍的大約4％、8％、10％那樣的比較狹窄的帶寬的多個頻帶的振動度(多個)。另外，在把檢測振動度的頻帶設定為多個的場合下，最好把上述帶寬設定在比較狹窄的範圍內，例如，在10～500Hz的範圍內。這樣，在頻率分析機構14中，用頻帶設定機構12設定上述1個或者多個頻帶，由振動度檢測機構13檢測出其振動度。
上述檢測出的振動度被輸送至路面狀況及輪胎行駛狀態推斷機構16，在路面狀況及輪胎行駛狀態推斷機構16中，通過使上述檢測出的振動度與預先記憶在振動度存儲機構15中的表示路面摩擦係數μ和振動度的關係的振動度對應表15T相對應，求出路面摩擦係數的推斷值(μ推斷值)，從而，可以從根據由加速度傳感器11檢測出的車輪的輪胎圓周方向或者輪胎寬度方向的振動信息信號，精確地推斷出路面摩擦係數μ。
圖3是把具有安裝了檢測輪胎圓周方向的振動的加速度傳感器和檢測輪胎寬度方向的振動的加速度傳感器的2個加速度傳感器的車輪的輪胎搭載在乘用車上，使其在通常的乾燥的瀝青路面上以60km/h的固定速度行駛，分別測量這時的車輪的輪胎的圓周方向振動和輪胎寬度方向振動並進行頻率分析所得到的振動頻譜。該圖的橫軸是頻率，縱軸是把1G作為0dB時的振動度的大小，該圖中的實線是車輪的輪胎圓周方向振動頻譜，虛線是輪胎寬度方向振動頻譜。
接下來，在路面摩擦係數μ不同的各種路面上進行與上述相同的實驗，求出車輪的輪胎圓周方向及輪胎寬度方向的振動頻譜，與在上述乾燥瀝青路面上行駛得到的振動頻譜進行比較。由此可以確認，在包含於10～10000Hz的範圍內的多個頻帶中，上述振動度是如何隨路面狀況而變化的。
一般地，當路面摩擦係數μ變低時，由於輪胎胎面的一部分的打滑(在此是寬度方向的打滑)，多個頻帶的振動度上升。
圖4是表示預先測量的路面摩擦係數μ和用檢測出的車輪的振動信息信號推斷的路面摩擦係數的推斷值(μ推斷值)的關係的圖。如從該結果所表明的那樣，上述μ推斷值和實際的路面摩擦係數μ表示出良好的相關關係。
因此，通過由加速度傳感器11檢測車輪1的輪胎圓周方向或者輪胎寬度方向的振動，對照該振動信息信號和預先求出的表示上述多個頻帶的振動度和路面摩擦係數μ的關係的振動度對應表15T，可以高精度地推斷路面摩擦係數μ。
這樣，根據本優選方式1，由於用頻率分析機構14對由安裝在輪輞2上的加速度傳感器11檢測出的車輪1的振動信息信號進行頻率分析而檢測其振動頻譜的振動度，由路面狀況及輪胎行駛狀態推斷機構16比較該檢測出的振動度和表示存儲在振動度存儲機構15上的路面摩擦係數μ和振動度的關係的振動度對應表15T來推斷路面摩擦係數μ，所以可以高精度地推斷路面摩擦係數μ的值，可以提高車輛的安全性。
再有，在上述優選方式1中，把加速度傳感器11安裝在輪輞2的輪胎側來檢測傳播到車輪1上的輪胎的振動，但也可以如圖5(a)所示那樣，把加速度傳感器11安裝在輪輞2的輪盤側。或者，也可以如圖5(b)所示那樣，把加速度傳感器11安裝在輪胎4的胎面的一部分5的內面側5a上來直接檢測輪胎4的振動。
另外，在上述實施例中，對推斷路面摩擦係數μ的場合作了說明，但不單是路面摩擦係數μ本身，也可以推斷通常的路面狀況(乾燥)、需要注意的路面狀況(溼路、雪路等)、危險的路面狀況(水面打滑狀態、壓雪路、鏡面路面等)等那樣的路面狀況。
另外，也可以根據上述路面摩擦係數μ推斷作為行駛中的輪胎的狀態的易打滑程度。
另外，在上述實施例中，把檢測用於算出μ推斷值的振動度時的頻帶作為與在不同的路面上行駛而得到的振動頻譜相比較而其振動度發生特徵性變化的頻帶，但是如果把該頻帶設定在與路面摩擦係數μ的相關關係高的頻帶上，可以更加提高μ推斷值的精度。
具體地講，在試驗車輛上安裝加速度傳感器11，使上述車輛以規定的速度V在路面狀況(路面摩擦係數μ)不同的路面上行駛並求出輪胎的振動頻譜，從該振動頻譜檢測至少1處頻帶fi(i＝1～n)中的振動度的頻帶值(振動度)xi(i＝1～n)，用下述的式(1)算出路面摩擦係數推斷值(μ推斷值)。
μ推斷值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]……(1)在此，ao常數，a1、a2、…、an係數然後，求出用上述式(1)算出的μ推斷值與預先測量的路面摩擦係數μ之間的相關係數，設置上述多個頻帶fi(i＝1～n)，使該相關係數成為最高值，根據該設定的頻帶fi(i＝1～n)的振動度，用上述式(1)算出μ推斷值。
這樣，如果把檢測用於算出μ推斷值的振動度時的頻帶fi(i＝1～n)設定成與路面摩擦係數μ的相關關係高的頻帶fi(i＝1～n)，那麼與僅僅比較在不同的路面上行駛而得到的各振動頻譜，設定被認為振動的頻帶值xi高的多個頻帶fi而計算μ推斷值的場合相比，可以可靠地提高μ推斷值的精度。
這時，用於檢測在上述路面摩擦係數μ的檢測中使用的振動的頻帶值(振動度)xi的頻帶fi的數量最好是至少3個，但如果存在能明確反映路面狀況(路面摩擦係數μ)的頻帶fi，也可以把頻帶定為1個。
通過使用上述方法，在上述裝置10中，省略了振動度存儲機構15，同時在路面狀況及輪胎行駛狀態推斷機構16中，可以根據用頻率分析機構14檢測的振動的頻帶值(振動度)xi，用上述式(1)直接求出μ推斷值，或用上述μ推斷值推斷路面狀況。
另外，用上述振動頻譜也可以推斷輪胎的故障狀態，具體地講，在輪胎胎面的一部分的一部分上產生了剝離等場合下，由於每當該部分與路面接觸時產生特有的振動，所以通過檢測上述振動頻譜的10～100Hz的頻帶的振動度，與正常的輪胎的與上述相同的頻帶的振動度進行比較，可以推斷在輪胎上產生了何種異常。
另外，根據頻率分析來自加速度傳感器11的振動信息信號所得到的振動頻譜的200Hz或200Hz以下的頻帶內的振動度，可以檢測輪胎的固有振動的頻率並可以推斷輪胎內壓。即，由於輪胎的固有振動頻率和實際的輪胎內壓有高的相關關係，所以，從上述振動頻譜的數據求出輪胎的固有振動頻率，根據預先求出的輪胎振動頻率和輪胎內壓的關係推斷輪胎內壓，可以把該推斷出的輪胎內壓用作輪胎內壓。由此，也可以省略設置在傳感器盒17內的壓力傳感器18。
另外，如果在車輛的各輪上設置負載測量裝置來檢測作用在車輛各輪上的負載，基於車輛各輪的負載數據，進行的行駛時路面狀況及輪胎的行駛狀態的推斷，可以更加提高路面狀況及輪胎的行駛狀態的推斷精度。
即，在像大型運輸車等那樣，因載貨的重量而使得加在車輪上的負載發生大的變動的車輛中，由於負載引起的摩擦係數的變化大，因此由負載引起輪胎的振動狀態發生變化(負載變大時摩擦係數減少，但難以打滑)，所以，為了對其進行修正，對每個負載都要預先製作並存儲表示路面摩擦係數μ與振動度之間的關係的振動度對應表15T，例如，如果根據使用了應變儀的負載測量裝置檢測出的車輛各輪的負載數據，推斷路面狀況及輪胎行駛狀態，也可以更加提高推斷精度。
另外，在本裝置10上最好設置用於使系統初始化的復位按鈕，在行駛了某種程度的距離後，把握輪胎與路面之間的實際的摩擦狀態。作為用於推斷路面狀況的振動頻譜，即使是預先輸入的實車試驗的振動頻譜也沒有問題，但由于振動頻譜因機動車或車輪、輪胎的種類而有微妙的差異，如果讓該車輛在乾燥的、溼的、冰雪的任一種路面或多種路面上行駛，求出當時的振動頻譜，基於該求出的振動頻譜推斷路面狀況或者路面摩擦係數μ，可以更加提高推斷精度。
這時，乘員按下復位按鈕，輸入乾燥的、潮溼的或冰雪的行駛的路面的狀態。也可以在裝置10內，比較預先存儲的每種路面狀況的振動頻譜和上述初始化時得到的振動頻譜，自動地輸入上述行駛的路面的狀態是乾燥的還是潮溼的或是冰雪。
或者，在為了車體的變化控制而安裝了檢測車輪速度、車體加速度、車體旋轉角速度等傳感器的車輛中，也可以通過對從這些數據概略地推斷出的路面摩擦係數與由本裝置10推斷出的路面摩擦係數進行比較而適當地進行復位的系統。
優選方式2在上述優選方式1中，對檢測車輪1的振動的例子進行了說明，也可以如圖6所示那樣，把加速度傳感器11安裝在懸架部6上，檢測傳播到懸架部6上的輪胎的振動而推斷出路面狀況及輪胎行駛狀態。
為了緩衝振動，在懸架部6上安裝了多個橡膠襯套7等彈性構件，所以在本實施例中，為了高效率地檢測上述傳播的輪胎的振動，不是把加速度傳感器11安裝在懸架臂6a、6b上，而是將其安裝在與安裝了車輪1的輪轂部8一體的非旋轉部上。再有，由於在懸架部6上輪胎寬度方向的振動相對不衰減地傳播，所以上述加速度傳感器11最好按檢測輪轂部8的輪胎寬度方向的振動的方式進行安裝。
圖7是表示把加速度傳感器安裝在乘用車的懸架部上，在通常的乾燥的瀝青路面上以在30km/h～90km/h的範圍內的一定速度行駛，測量這時的懸架部的振動並進行頻率分析所得到的振動頻譜的圖。用該振動頻譜，可以與上述優選方式1同樣地推斷路面摩擦係數μ。
另外，圖8是表示預先測量的路面摩擦係數μ和根據檢測的懸架部6的振動推斷的μ推斷值的關係的圖，如該結果所表示的那樣，從檢測出的振動度求得的μ推斷值和實際的路面摩擦係數μ表現出良好的相關關係，根據懸架部6的振動也可以高精度地推斷路面摩擦係數μ。
優選方式3圖9是表示使用了本發明的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置的車輛控制裝置20的構成的圖，本裝置20按以下方式構成，即，以無線方式連接安裝了加速度傳感器11的滾動側(輪胎或者車輪側)A和作為非滾動側的車體側B。
在滾動側A上，設置加速度傳感器11、對用該加速度傳感器11檢測出的振動信息信號進行數字變換並進行壓縮的數據處理部21、以及RF(Radio Frequency)部22，該RF部22把該壓縮的信號用無線方式輸送給車體側B，同時接收從車體側B送來的用於驅動加速度傳感器11及數據處理部21的無線信號。另外，在車體側B上設置接收上述被壓縮了的振動信息信號同時向滾動側A發送上述無線信號的無線發送·接收部(以下叫收發部)23、對上述接收的振動信息信號進行復原和頻率分析，根據得到的振動頻譜推斷出行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態的路面狀況及輪胎行駛狀態運算部24、基於用上述運算部24推斷的路面狀況及輪胎行駛狀態，控制ABS制動器的油壓的ABS控制部(車輛控制機構)25。
因此，不設置信號連接線就可以在車體側B處理在輪胎或者車輪部上檢測出的振動信息信號並推斷路面狀況及輪胎行駛狀態。另外，由於通過把上述推斷出的路面狀況及輪胎行駛狀態的數據輸送至ABS控制部25，可以根據路面狀況及輪胎行駛狀態控制ABS制動器的油壓，所以可以穩定並控制車輛的行駛狀態。另外，由於從車體側B用無線方式驅動加速度傳感器11及數據處理部21，所以可以省略在滾動側A上具有的電池。
再有，上述路面狀況及輪胎行駛狀態運算部24的構成與上述優選方式1的圖1所示的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置10的信號處理部10B是相同的。
另外，在車體側B上設置極力擴大輪胎圓周上的電波服務區的天線部，在滾動側A(輪胎或者車輪側)的RF部22上，具有由接收從收發部24經上述天線部發送的微弱電波而產生的感應電動勢進行工作的被動方式非接觸IC晶片，在啟動加速度傳感器11和數據處理部21的同時，數字變換並壓縮由加速度傳感器11檢測出的振動數據並發送給車體側B。再有，也可以使安裝在車輪1上的輪胎氣門嘴3(參照圖1)具有用於進行上述數據的發送的天線功能，另外也可以在輪輞2的圓周上設置天線。
實際上已確認，用本裝置20檢測滾動中的車輪振動，在車體側B測量其振動頻譜，與上述優選方式1的圖3所示的振動頻譜比較，能得到同樣的振動頻譜。
這樣，根據本優選方式3，由於在安裝了加速度傳感器11的滾動側A(輪胎或者車輪側)設置數據處理部21，對用上述加速度傳感器11檢測出的振動信息信號進行數字變換和壓縮並發送給車體側B，在設置於車體側B上的路面狀況及輪胎行駛狀態運算部24中復原上述接收振動信息信號並進行頻率分析，根據輪胎或者車輪的振動推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態，所以滾動側A和車體側B之間的連續數據通信成為可能，可以提高振動的檢測精度，可以穩定地控制車輛的行駛狀態。
另外，由於從車體側B用無線方式驅動加速度傳感器11及數據處理部21，所以可以省略電池，可以使振動檢測部小型輕量化。在使用蓄電池進行數據通信的場合，使電池壽命短，而且需要更換，但在本實施例中，沒有這樣的問題，可以長期穩定地推斷路面狀況及輪胎行駛狀態。
另外，也可以在輪胎或者車輪部上設置FFT處理部，在滾動側A對振動信息信號進行頻率分析並求出μ推斷值，將其發送給車體側B。具體地講，如圖10所示，在滾動側A(輪胎或車輪側)設置路面狀況及輪胎行駛狀態運算部24，對用加速度傳感器11檢測出的輪胎或者車輪的振動信息信號進行頻率分析，推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態，把表示該推斷出的行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態的數據從RF部22發送到車體側B。在車體側B，把接收的數據輸送至ABS控制部25來控制ABS制動器的油壓。
由於構成上述那樣的車輛控制裝置20A，所以與上述優選方式3一樣，可以進行滾動側A和車體側B之間的連續數據通信，並且，可以提高路面狀況及輪胎行駛狀態的推斷精度，可以穩定地控制車輛的行駛狀態。
實際上，在輪胎或者車輪部上，對振動信息信號進行頻率分析，從得到振動頻譜求出μ推斷值，把該μ推斷值發送給車體側B並查出其與路面摩擦係數μ的對應關係，可以得到與上述優選方式1的圖4相同的良好的相關關係。
優選方式4在上述優選方式1及2中，對用加速度傳感器11檢測出的輪胎4、車輪1或者懸架部6的振動信息信號進行頻率分析並檢測其振動頻譜的振動度來推斷路面狀況或路面摩擦係數μ，也可以檢測填充在行駛中的車輛的輪胎中的氣體的壓力變動來推斷路面狀況或路面摩擦係數μ。
圖11是本優選方式4的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置30的功能框圖，在圖中，31是設置在輪胎內的作為壓力變動檢測機構的壓力傳感器，32是頻率分析機構，其具有頻帶設定機構33和壓力變動幅度檢測機構34，該頻率分析機構32對作為用上述壓力傳感器31檢測出的輪胎內的氣體的壓力變動信號的壓力傳感器31的輸出在時間軸上的微小振動成分(AC成分)進行頻率分析，並檢測出上述壓力變化的頻譜(以下稱壓力變動頻譜)的隨路面狀況及輪胎行駛狀態其振動度發生特徵性的變化的頻率範圍，即，至少10～10000Hz的範圍內的頻帶的振動度，35是壓力變動幅度存儲機構，其存儲表示預先求出的路面狀況或行駛中的輪胎的狀態與規定的頻帶內的壓力變動幅度(以下稱壓力變動的頻帶值)之間的關係的壓力變動幅度對應表35T，36是把用上述頻率分析機構32檢測的壓力變動幅度與上述壓力變動幅度對應表35T對照來推斷行駛中的路面狀況及輪胎行駛狀態的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷機構。
再有，上述壓力變動幅度對應表35T是按以下方式作成得，即，通過在試驗車輛上安裝壓力傳感器31，使上述車輛以規定的速度V在路面狀況(路面摩擦係數μ)不同的路面上行駛，或例如，使安裝了相當於剝離胎面的一部分的故障輪胎的試驗輪胎的車輛行駛，實測輪胎內的氣體的壓力變動。
在本實施例中，如圖12(a)、(b)所示，把壓力傳感器31安裝在搭載了檢測電路等電路零件的基板37上並收容在安裝於車輪1的輪輞2的輪胎側的凹部的傳感器盒38內，同時如圖13所示，由無線方式連接車輪側(滾動側)A和作為非轉動側的車體側B。
在車輪側A上，設置壓力傳感器31、對用壓力傳感器31檢測出的填充在輪胎中的氣體的壓力變動信號進行數字變換並壓縮的數據處理部41、通過無線方式把該壓縮信號發送給車體側B的RF(RadioFrequency)部42。在車體側B上設置接收上述壓縮信號的接收部43、對上述接收的壓縮信號進行復原並頻率分析，根據得到的壓力變動頻譜推斷行駛時路面狀況及輪胎行駛狀態的路面狀況及輪胎行駛狀態運算部44。該路面狀況及輪胎行駛狀態運算部44由上述圖11所示的頻率分析機構32、壓力變動幅度存儲機構35、路面狀況及輪胎行駛狀態推斷機構36的各機構構成。因此，可以不設置信號連接線，在車體側B上處理在作為滾動側的車輪部檢測的壓力變動信號，推斷路面狀況及輪胎行駛狀態。
下面對上述構成的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置30的動作，以求出路面摩擦係數μ的推斷值的場合為例進行說明。
首先，用壓力傳感器31檢測行駛中的填充在輪胎內的氣體的壓力變動，由頻率分析機構32進行頻率分析並檢測規定的頻帶的壓力變動幅度。詳細地講，頻率分析機構32檢測的上述壓力變動幅度的範圍如下，中心頻率處於其振動度隨路面狀況或輪胎的行駛狀態而發生特徵性的變化的頻率範圍，即，至少10～10000Hz的範圍的、具有規定的帶寬的頻帶的壓力變動幅度，例如，可以是具有像800～3500Hz那樣的比較寬的帶寬的1個頻帶的壓力變動幅度，也可以是具有像800～1000Hz、1600～2000Hz、3000～3500Hz的壓力變動幅度等那樣的比較狹窄的帶寬的多個頻帶內的壓力變動幅度(多個)。在頻率分析機構32中，用頻帶設定機構33設定上述1個或者多個頻帶，由振動度檢測機構34檢測其振動度。
上述被檢測出的振動度被送往路面狀況及輪胎行駛狀態推斷機構36，在路面狀況及輪胎行駛狀態推斷機構36中，通過將上述檢測出的規定的頻帶的壓力變動幅度(壓力變動的頻帶值)與表示預先存儲在壓力變動幅度存儲機構35內的路面摩擦係數μ與壓力變動的頻帶值之間的關係的壓力變動幅度對應表35T進行對照來求出路面摩擦係數的推斷值(μ推斷值)，可以高精度地推斷路面狀況(路面摩擦係數μ)。
再有，不僅是路面摩擦係數μ的推斷值，也可以推斷通常路面狀況(乾燥的)、需要注意的路面狀況(溼路、雪路等)、危險的路面狀況(水面打滑、壓雪路、鏡面路面等)等路面狀況。
另外，也可以根據上述路面摩擦係數μ，推斷作為行駛中的狀態的易打滑程度。
另外，利用上述壓力變動頻譜，也可以推斷輪胎的故障狀態，具體地講，在輪胎胎面的一部分產生剝離的場合等，由於每當該部分與路面接觸就產生特有的振動，所以通過檢測上述壓力變動頻譜的10～100Hz的頻帶的壓力變動幅度並與正常的輪胎的壓力變動幅度進行比較，可以推斷在輪胎上產生了怎樣的異常。即，由於10～100KHz的頻帶中的壓力變動幅度是與輪胎旋轉同步的區域的壓力變動幅度，所以，如果檢測上述壓力變動幅度並與正常時的壓力變動幅度進行比較，就可以推斷輪胎的異常。具體地講，在上述檢測出的壓力變動幅度比正常時高出20％以上的場合，就能斷定在輪胎產生了某些異常。
再有，由上述頻帶設定機構33進行的檢測用於路面摩擦係數μ或者路面狀況的推斷的壓力變動幅度時的頻帶的設定方法，與上述優選方式1中所述的設定方法是相同的，在下述中再次說明的μ推斷值的計算式(1)中，把振動的頻帶值xi作為壓力變動的頻帶值(壓力變動幅度)xi來計算出μ推斷值，同時，求出該計算出的μ推斷值和預先測量的路面摩擦係數μ之間的相關關係，設定用於檢測壓力變動幅度的頻帶fi(i＝1～n)，使相關係數成為最高值。這時，作為上述頻帶fi的個數最好為至少3個。
μ推斷值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]……(1)在此，a0常數，a1、a2、…、an係數另外，如果只進行路面狀況或者路面摩擦係數μ的推斷，由於不需要存儲路面狀況或者行駛中的輪胎的狀態和規定的頻帶中的壓力變動幅度的關係，所以在上述裝置30中可以省略壓力變動幅度存儲機構35，同時也可以在路面狀況及輪胎行駛狀態推斷機構36中，根據用頻率分析機構32檢測出的壓力變動的頻帶值xi，用上述式(1)直接求出推斷值，或用上述μ推斷值推斷路面狀況。
這樣，根據本優選方式4，由於在車輪1的輪輞2上安裝壓力傳感器31，檢測行駛中的填充在車輛的輪胎中的氣體的壓力，由頻率分析機構32對該檢測出的壓力信號在時間軸上的微小振動成分(AC成分)進行頻率分析並檢測其壓力變動頻譜的壓力變動幅度，由路面狀況及輪胎行駛狀態推斷機構36比較該檢測的壓力變動幅度和表示與存儲在壓力變動幅度存儲機構35中的路面狀況及輪胎的行駛狀態的關係的壓力變動幅度對應表35T，從而推斷出路面摩擦係數μ或輪胎的故障狀態，所以可以高精度地推斷路面狀況及輪胎行駛狀態。
再有，由於根據壓力傳感器31的輸出的絕對值(DC成分)可以檢測輪胎內壓，所以本裝置30的上述壓力傳感器31可以直接使用近年來普及的輪胎內壓監視系統的壓力傳感器，因此，可以避免因增加硬體而使成本上升，可以謀求低成本化。
另外，由於用上述壓力傳感器31檢測輪胎內壓，所以對於作為輪胎的行駛狀態的之一的輪胎內壓異常也可以進行推斷。
另外，如果在上述路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置30上設置檢測車輛的速度的機構，同時準備表示每種車速下路面摩擦係數μ和壓力變動的頻帶值的關係的壓力變動幅度對應表35T，除了使用壓力變動頻譜的數據之外，還使用車輛的速度數據推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態，則可以更加提高路面狀況及輪胎行駛狀態的推斷精度。
還有，也可以在車輛的各輪上設置負載測量裝置來檢測作用在車輛各輪上的負載，基於車輛各輪的負載數據進行行駛時路面狀況及輪胎行駛狀態的推斷。
即，像大型的運輸車等那樣，在因載貨的重量使加在車輪上負載進行大的變動的車輛中，由於負載引起的摩擦係數的變化大，所以負載引起的輪胎的振動狀態發生變化(負載大時摩擦係數減少且容易打滑)，為了修正它，如果在每種負載下都預先製成表示路面摩擦係數μ和振動度的關係的壓力變動幅度對應表35T，並將其存儲起來，根據用上述負載測量裝置檢測出的車輛各輪的負載數據推斷路面狀況及輪胎行駛狀態，可以更加提高推斷精度。
在試驗車輛上安裝加速度傳感器11，使上述車輛以V＝20km/h的速度在通常的瀝青(乾燥瀝青)和易打滑的雪上行駛，測量輪胎內壓的壓力變動並進行頻率分析，把求出的壓力變動頻譜的結果表示在圖14上。該圖的橫軸是頻率，縱軸是把2×10-2Pa作為0dB時的壓力變動幅度的大小，圖中的細實線是乾燥的瀝青上的數據，粗實線是雪上的數據。
如圖14所示，得知在易打滑的雪上，1000Hz以上的高頻區域中的壓力變動幅度變高。這被認為是由於在易打滑的雪上，與路面接觸的輪胎胎面的一部分所受到的路面的約束變小，輪胎胎面的一部分產生打滑振動並與輪胎內部的氣體共振的結果。
這樣，如果事先查出壓力變動幅度和路面摩擦係數μ的對應關係，通過隨時監視輪胎內的壓力變動，可以推斷出路面狀況(路面摩擦係數μ)。
再有，該方法也同樣適用於輪胎振動、車輪振動、懸架部振動。
用與實施例1同樣的方法，測量各種路面狀況中的輪胎內的壓力變動、車輪振動，用上述式(1)算出μ推斷值，把查出的與實際測量的路面摩擦係數μ的相關關係的結果表示在圖15及圖16上，這時，用於μ推斷值的計算的振動度和壓力變動幅度，使用了用上述優選方式1的方法設定的頻帶中的振動度和壓力變動幅度。
無論在輪胎內的壓力變動和車輪振動的哪一個場合，μ推斷值都顯示出其與路面摩擦係數μ具有高的相關關係，可以高精度地求出路面摩擦係數的值，再有，對於輪胎振動、懸架部振動也能得到同樣的結果。
優選方式5在上述優選方式1～4中，檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動或者輪胎內的壓力變動來推斷路面狀況及輪胎行駛狀態，但在上述方法中，作為易打滑的路面狀況的冰雪路和水面打滑狀態的區別不明確。
發明者們詳細地研究上述振動頻譜或者壓力變動頻譜的結果表明，在產生水面打滑狀態的場合，在振動頻譜或者壓力變動頻譜中輪胎花紋間隔1次頻率附近的振動度或者壓力變動幅度呈現特徵性地變大。
因此，在本實施例中，如圖17所示，在上述優選方式4的裝置30上附加了水面打滑檢測機構50，構成路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置30H，通過檢測輪胎的花紋間隔1次頻率附近的振動度或者壓力變動幅度，同時地進行產生水面打滑狀態的推斷。
在圖17中，51是檢測車輛的速度的車速檢測機構，52是根據來自上述車速檢測機構51的車速的數據計算花紋間隔頻率的花紋間隔頻率計算機構，53是頻率分析壓力傳感器31的輸出的第2頻率分析機構，由設置在該第2頻率分析機構53上的第2頻帶設定機構54，把檢測壓力變動幅度的頻帶設定在包括上述花紋間隔頻率的頻帶上，由水面打滑振動度檢測機構55檢測上述頻帶的壓力變動幅度。
56是比較上述檢測的壓力變動幅度和規定的閾值而推斷水面打滑狀態的產生的水面打滑狀態推斷機構。
在上述水面打滑檢測機構50中，開始，在花紋間隔頻率計算機構52中，使用由車速檢測機構51檢測的車速數據V、輪胎周長L、胎面花紋的塊數n，用下式(2)算出花紋間隔頻率Fp。
Fp(Hz)＝V(km/h)×1000(m/km)÷3600(S/h)÷L(m)×n……(2)然後，由第2頻率分析機構53的水面打滑振動度檢測機構55檢測壓力變動來頻譜中的對應於上述花紋間隔頻率Fp的頻帶中壓力變動幅度，之後，由水面打滑狀態推斷機構56對上述檢測的壓力變動幅度和規定的閾值進行比較，在上述壓力變動幅度超過上述閾值的場合，推斷為產生了水面打滑狀態。
由此，可以明確地區別作為易打滑路面狀況的冰雪路和水面打滑狀態。
再有，對於上述閾值，例如，如果能夠依據作用在車輛各輪上的負載等進行適當的變更，可以進一步提高水面打滑狀態的推斷精度。
再有，在上述優選方式5中，對用壓力傳感器31檢測輪胎內的氣體的壓力變動推斷水面打滑狀態的場合進行了說明，但也可用加速度傳感器11檢測輪胎、胎面、懸架部的振動並進行頻率分析，由得出的振動頻譜推斷水面打滑狀態。
另外，在上述實施例中，在花紋間隔頻帶壓力變動幅度超過規定的閾值的場合，推斷為輪胎處於水面打滑狀態，但是，如果在求出不被上述花紋間隔頻率的頻帶影響的振動度或者壓力變動幅度，在與此相對應的花紋間隔頻帶的振動度或者壓力變動幅度的之比超過一定的閾值的場合，推斷為輪胎處於水面打滑狀態，可以進一步提高水面打滑狀態的推斷精度。
再有，也可以使上述頻率分析機構32具有上述第二頻率分析機構53的功能。
在試驗車輛上安裝壓力傳感器，使上述車輛在水深10mm的路面上以V＝90km/h的速度行駛。這時候產生水面打滑，處於使由方向盤操作或制動器操作進行的車體的控制成為不可能的危險的狀態。
在上述狀態下測量輪胎內的壓力變動並進行頻率分析，求出的壓力變動的頻譜時，如圖18所示，900～1000Hz附近的振動度出現特徵性地變大。
另外，在試驗車輛上安裝加速傳感器並進行同樣的實驗來求出振動頻率時，如圖19所示，在與上述圖18相同的頻帶上能見到振動度的最高點。
在此，上述試驗車輛上用的輪胎是195/60R15尺寸的乘用車輪胎，間距頻率用上述式(2)，像下面那樣計算。
90(km/h)×1000(m/km)÷3600(s/h)÷1.885(m)×70＝943Hz即，在上述圖18所示的壓力變動頻譜及圖19所示的振動頻譜的900～1000Hz附近，壓力變動幅度和振動度變高，是由於輪胎胎面的一部分和路面之間的水膜衝擊胎面花紋塊上，花紋間隔一次頻率上的壓力變動和振動增大引起的。由此確認，通過檢測表示上述那樣的變動的輪胎的輪胎內壓的變動或者輪胎、車輪、懸架部的振動，可以推斷水面打滑的狀態。
把加速度傳感器安裝在車輪上的試驗車輛在水深10mm的路上和乾燥的瀝青路上改變速度地行駛，求出振動頻譜，算出以下的2個頻帶中的振動度之比畫成曲線的結果表示在圖20上。
(900～1000Hz區域中的振動度)/(100～200Hz區域中的振動度)在水深10mm的場合，當車速超過75km/h時，振動度之比急劇增加。因此，如果把閾值設定為0.3，則可以可靠地推斷出水面打滑狀態。
優選方式6在上述優選方式1～5中，對以固定的速度直線進行駛或者緩慢的加減速中操縱方向時的路面摩擦係數μ的推斷方法進行了說明，但在輪胎相對於路面的打滑非常大的場合，例如，在加速時或者踩制動器時等作為輪胎的轉速和車體速度之比的打滑率升高的場合，上述推斷的路面摩擦係數的值有比實際值低的傾向。為此，在打滑大的狀態下有誤判定路面狀況或危險度的可能。因此，在本實施例中，如圖21所示，構成在上述優選方式1的裝置10的基礎上附加μ推斷值輸出機構62的路面狀況推斷裝置60，該μ推斷值輸出機構62基於來自製動器開關ON/OFF檢測機構61的控制信號，順序更新μ推斷值，並輸出給控制車輛的行駛狀態的車輛控制機構70，該路面狀況推斷裝置60檢測進入急劇地加減速等的制動前的μ推斷值，用該μ推斷值從制動初期進行正確的車輛控制，防止了由上述打滑引起的系統的誤動作。
在圖21中，11是檢測輪胎的振動的加速度傳感器，12是頻率分析機構，其具有頻帶設定機構13和振動度檢測機構14，該頻率分析機構12對用上述加速度傳感器11檢測出的車輪振動的振動信息信號進行頻率分析並檢測上述振動的頻譜(以下稱為振動頻譜)的包含於以下範圍內的頻帶的振動度，所述範圍為其振動度隨路面狀況或輪胎的行駛狀態而發生特徵性的變化的頻率範圍、即至少10～10000Hz的範圍，16Z是根據上述振動度的數據用上述的μ推斷值的計算式(1)運算路面摩擦係數的推斷值(μ推斷值)的路面摩擦係數推斷機構，61是檢測制動器開關的開、關狀態的制動器開關ON/OFF檢測機構，62是基於來自上述制動器開關ON/OFF檢測機構61的控制信號，順序更新上述運算出的μ推斷值並輸出到控制車輛行駛狀態的車輛控制機構70的μ推斷值輸出機構。
再有，在本實施例中，與上述優選方式1一樣，把上述加速度傳感器11安裝在車輪1的輪輞2的輪胎側的凹部上並檢測從輪胎4傳播來的車輪1的振動。
下面對上述構成的路面狀況推斷裝置60的動作進行說明。
首先，由加速度傳感器11檢測傳播至車輪1上的來自輪胎的振動，由頻率分析機構12頻率分析該檢測出的振動信息信號並檢測規定的頻帶的振動度。詳細地講，頻率分析機構12檢測的上述振動度是以下範圍內的具有規定的帶寬的頻帶的振動度，所述範圍為中心頻率處於其振動度隨路面狀況及輪胎行駛狀態發生特徵性的變化的頻率範圍，即至少10～10000Hz的範圍。例如，可以是具有800～3500Hz那樣比較寬的帶寬的一個頻帶的振動度，也可以是具有800～1000Hz、1600～200Hz、3000～3500Hz中的振動度等那樣比較狹窄的帶寬的多個頻帶中的振動度。在頻率分析機構12中，由頻帶設定機構13設定上述一個或者多個頻帶fi(i＝1～n)，由振動度檢測機構14檢測其振動度，即振動的頻帶值xi(i＝1～n)。
再有，由具有頻帶設定機構13及振動度檢測機構14的頻率分析機構12進行的上述振動的頻帶值xi的檢測，通常可以由使用了高速傅立葉變換(FFT)的作為頻率分析裝置的FFT分析器來實現。
在路面摩擦係數推斷機構16Z中，根據上述檢測的振動的頻帶值xi由下面再次說明的μ推斷值的計算式(1)運算μ推斷值。
μ推斷值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]……(1)在此，ao常數，a1、a2、…、an係數然後，求出用上述式(1)算出的μ推斷值和預先求出的路面摩擦係數μ的相關係數，設定用於運算上述μ推斷值的多個頻帶fi(i＝1～n)，使該相關係數成為最高值。
在上述路面摩擦係數推斷機構16Z中，根據用頻率分析機構12的振動度檢測機構14檢測的用上述的方法設定的各頻帶fi(i＝1～n)中的振動度xi(i＝1～n)，用上述的式(1)算出μ推斷值。
由上述路面摩擦係數推斷機構16Z運算的μ推斷值被送往μ推斷值輸出機構62。在μ推斷值輸出機構62中，在不輸入來自製動器開關ON/OFF檢測機構61的更新中斷信號的場合，由從上述路面摩擦係數推斷機構16Z送來的μ推斷值順序更新μ推斷值並輸出給車輛控制機構70。而在輸入上述更新中斷信號的場合，不更新μ推斷值，把制動器開關被踩踏前的μ推斷值輸出給車輛控制機構70。
下面參照圖22的流程圖對上述μ推斷值的更新方法進行更詳細的說明。
首先，在步驟S10中，運算μ推斷值μn，在步驟S11中，更新μ推斷值並把上述μn作為新的μ推斷值。在步驟S12中，由制動器開關ON/OFF檢測機構61檢測制動器開關的狀態，在制動器開關為OFF狀態的場合，進入步驟S13，在μ推斷值輸出機構62中，把上述μnμ作為μ推斷值輸出給車輛控制機構70。然後在步驟S14中，在運算了下一個μ推斷值μn+1之後，把該μn+1作為μn返回上述步驟S11，更新μ推斷值並把上述μn(在步驟S14中運算的μn+1)作為新的μ推斷值，進入步驟S12，再檢測制動器開關的ON/OFF。
另外，在制動器開關為ON狀態的場合，進入步驟S15，把更新停止信號從制動器開關ON/OFF檢測機構61輸出給μ推斷值輸出機構62並中斷μ推斷值的更新，以後，把中斷上述更新前的作為μ推斷值的μn作為μ推斷值輸出給車輛控制機構70。
再有，在此後，在檢測到制動器開關OFF的場合，經過規定時間後返回上述步驟S11，開始μ推斷值的更新。
這樣，在踩制動器而引起急劇減速的場合，由於輪胎容易產生打滑，所以制動器被踩踏後的控制，由於不用被新推斷的μ推斷值μn+1，而是使用制動器即將被踩踏時推斷的μ推斷值μn，所以可以防止系統的誤動作。
這樣，根據本優選方式6，由加速度傳感器11檢測車輪1的振動，檢測頻率分析該振動得到的振動頻譜的振動度來推斷路面摩擦係數，同時由制動器開關ON/OFF檢測機構61檢測制動器開關的開和關，在判斷為制動器被踩了的場合，由於中斷了路面摩擦係數的推斷值更新，所以可以防止由輪胎的打滑引起的系統的誤動作。
再有，在上述優選方式6中，是把加速度傳感器11安裝在輪輞2的輪胎側來檢測傳播到車輪1的輪胎的振動，但如上所述，也可以把加速度傳感器11安裝在輪輞2的輪盤上、胎面5的裡面側5a或者懸架部6上來檢測輪胎的振動，推斷路面狀況。
或者，也可以如上述優選方式4所示那樣，在輪胎內設置壓力傳感器31來代替上述加速度傳感器11，抽出壓力傳感器31的輸出的時間軸上的微小振動成分(AC成分)，檢測填充在輪胎內的氣體的壓力變動，檢測頻率分析該變動得到的壓力變動頻譜的壓力變動幅度並根據該壓力變動幅度用上述μ推斷值的計算式(1)運算μ推斷值。
另外，在上述優選方式6中，是檢測制動器開關的開和關狀態並控制μ推斷值輸出機構62中的μ推斷值的更新，但也可以如圖23所示那樣，構成設置了代替上述制動器開關ON/OFF檢測機構61或者在上述制動器開關ON/OFF檢測機構61之外增加輪速檢測機構63a、63b和打滑率判別機構64而構成路面狀況推斷裝置60S，根據打滑率S的大小來控制μ推斷值的更新。其中，輪速檢測機構63a、63b分別檢測驅動輪和從動輪的轉速，打滑率判別機構64根據驅動輪和從動輪的轉速算出打滑率S，並將其與規定的閾值比較來判斷打滑率S的大小。
對於由上述打滑率S更新μ推斷值的方法，參照圖24的流程圖進行詳細的說明。
首先，在步驟S20中，運算μ推斷值μn，在步驟S21中，更新μ推斷值並把上述μn作為新的μ推斷值。在步驟S22中，分別檢測驅動輪的轉速F1和從動輪的轉速F2，在步驟S23中，用下式(2)算出打滑率S。
S＝|(a·F1-b·F2)/(a·F2)|……(2)但是，F1、F2分別是2輪的平均值，a、b是用於把轉速變換成速度的係數。
然後，在步驟S24中，判斷上述打滑率S是否超過預先設定的閾值K(在此，K＝0.2)在S≤K的場合，進入步驟S25，在μ推斷值輸出機構62中，把上述μn作為μ推斷值，向車輛控制機構70輸出。然後，在步驟S26中運算下一個μ推斷值μn+1之後，把該μn+1作為μn返回上述步驟S21，更新μ推斷值並把上述μn(在步驟S26中運算的μn+1)作為新的μ推斷值，然後進入步驟S22。
另外，在S＞K的場合，進入步驟S27，從打滑率判別機構64向μ推斷值輸出機構62輸出更新停止信號並中斷μ推斷值的更新。以後，把中斷上述更新前的μ推斷值μn作為μ推斷值向車輛控制機構70輸出。
再有，此後在打滑率S小於等於閾值K的場合，經過規定時間後返回上述步驟S21，再開始μ推斷值的更新。
這樣，由於急劇地加減速等而使輪胎的打滑率S超過預先設定的閾值K後的控制，由於不用新推斷的μ推斷值μn+1，而是由即將成為S＞K之前推斷的μ推斷值μn進行，所以可以防止系統的誤動作。
再有，在4輪驅動車的場合，由於不能使用上述那樣地從驅動輪和從動輪的轉速算出打滑率S的方法，所以在檢測發動機轉速R且發動機轉速比規定的閾值Rz高時，扭矩變得非常高，判斷為輪胎為容易打滑的狀態，中斷μ推斷值的更新。
對於由上述發動機轉速更新μ推斷值的方法，參照圖25的流程圖詳細地進行說明。
首先，在步驟S30中，運算μ推斷值μn，在步驟S31中，更新μ推斷值並把上述μn作為新的μ推斷值。在步驟S32中檢測發動機轉速R，判斷該檢測的發動機轉速R是否超過規定的閾值Rz(例如，Rz＝4500rpm)。
在R≤Rz的場合，進入步驟S33，在μ推斷值輸出機構62中，把上述μn作為μ推斷值輸出給車輛控制機構70。然後，在步驟S34中運算了下一個μ推斷值μn+1後，把該μn+1作為μn返回上述步驟S31，更新μ推斷值並把上述μn(在步驟S34中運算的μn+1)作為新的μ推斷值，進入步驟S32，再檢測發動機轉速R。
另外，在R＞Rz的場合，進入步驟S35，中斷μ推斷值的更新，以後，把中斷上述更新前的μ推斷值μ作為μ推斷值輸出給車輛控制機構70。
再有，以後在發動機轉速降低成為R≤Rz的場合，經過規定時間後返回上述步驟S31，再開始μ推斷值的更新。
因此，即使在4輪驅動車的場合，如果檢測發動機轉速R，判斷輪胎的打滑狀態，控制μ推斷值的更新，也可以防止系統的誤動作。
圖26是表示使上述試驗車輛以一定的速度在乾燥瀝青路、溼瀝青路(水深約1mm)、水面打滑試驗水池(混凝土，水深約10mm)、壓過雪路、冰面路上行駛，用上述最佳的頻帶的振動度算出各路面上μ推斷值的結果的圖。在水面打滑試驗水池中，隨著車輛速度上升，產生輪胎上浮現像，而使接地面積降低，為此，μ也降低，但已經確認該μ推斷值反映了這樣的μ降低，與從通常的制動距離求出的路面摩擦係數大致符合。
接著，使上述試驗車輛行駛在乾燥瀝青路上並緩慢地加速上述試驗車輛，如圖27的點劃線所示，μ推斷值與上述圖26所示的以一定速度行駛的場合的μ推斷值大致一致，已確認不會引起μ推斷值的誤判斷。
但是，在乾燥瀝青路上，在急劇加速上述試驗車輛的場合，如圖27的虛線所示，存在中途μ推斷值降低的區域。這些區域出現在發動機轉速變高，即將進行齒輪轉換之前。即，是發動機扭矩升高，輪胎的打滑率升高的區域。實際上，輪胎的打滑率超過了20％。
因此，把裝入了由上述圖24所示的打滑率S引起的控制流程及由圖25所示的發動機轉速引起的控制流的邏輯的系統搭載在試驗車輛上，在乾燥瀝青路面上全加速上述試驗車輛並求出μ推斷值，如圖28所示，在輪胎的打滑率升高期間，已經確認μ的更新被中斷，即將中斷前的μ值已被保持。
再有，作為上述試驗車輛，使用1800cc的FF驅動車，把打滑率S的閾值設定為K＝0.2，把發動機轉速R的閾值Rz設定為4500rpm。
優選方式7圖29是表示具有上述優選方式6的路面狀況推斷裝置60的各機構11～14、16Z，用運算的μ推斷值控制ABS制動器的ABS制動控制裝置80的一個構成例的圖，在此，由無線方式連接安裝了加速度傳感器11的車輪側(滾動側)A和作為非滾動側的車體側B，由無線方式把用加速度傳感器11檢測出的車輪1的振動信息信號送往車體側B，在車體側B接收該信號後進行頻率分析並求出μ推斷值，控制ABS制動器。
在車輪側A上，設置上述加速度傳感器11和其驅動·檢測用電路81及電池82、由數字變換並壓縮用上述加速度傳感器11檢測出的車輪1的振動信息信號的A/B變換器83a、信息壓縮電路83b及把上述壓縮信號由無線方式發送給車體側B的發送器83c構成的發送電路83、發送用的天線83p。
另外，在車體側B上設置接收上述壓縮信號的接收器84及天線84p、檢測復原接收的壓縮信號後進行頻率分析得到的振動頻譜的規定頻帶的振動度的FFT分析器85，用上述振動度運算μ推斷值的運算電路86、檢測制動器開關的開和關狀態的制動器開關ON/OFF檢測器87、基於該制動器開關ON/OFF檢測器87的輸出順序更新上述μ推斷值並輸出的μ更新電路88、控制ABS制動器的ABS制動控制器89。
再有，上述FFT分析器85是具有相當於具有上述優選方式6的頻帶設定機構13及振動度檢測機構14的頻率分析機構12的功能的裝置，運算電路86相當於路面摩擦係數推斷機構16Z，更新電路88相當於μ推斷值輸出機構62，制動器開關ON/OFF檢測器87相當於制動器開關ON/OFF檢測機構61。
因此，可以不用設置信號連接線，在車體側B處理在作為轉動側的車輪側A檢測出的振動信息信號，推斷路面摩擦係數並控制ABS制動器。
下面對上述構成的ABS制動控制裝置80的動作進行說明。
首先，由A/D變換器83a對由加速度傳感器11檢測出並從加速度傳感器電路81輸出的車輪1的振動信息信號進行數字變換，之後由信息壓縮電路83b進行壓縮，從發送器83a經天線83p由無線方式把上述壓縮信號發送給車體側B。
該發送的壓縮信號經天線84p被接收器84接收並送往FFT分析器85。在FFT分析器85中復原上述壓縮了的接收信號，之後檢測頻率分析得到的振動頻譜的多個頻帶fi(i＝1～n)中的振動的頻帶值xi(i＝1～n)。然後，在運算電路86中，與上述優選方式6一樣，根據上述振動的頻帶值xi(i＝1～n)運算μ推斷值並送給μ更新輸出電路88，在μ更新電路88中，順序更新上述μ推斷值並輸出給ABS制動控制器89。在ABS制動控制器89中，用上述被更新的μ推斷值控制ABS制動器。
再有，在本實施例中，也與上述優選方式6一樣，由制動器開關ON/OFF檢測器87控制上述更新電路88中的上述μ推斷值的更新，可以變更用於進行ABS制動器的控制的μ推斷值。
因此，在沒有踩踏制動器的狀態下，向ABS制動器控制器89順序輸入上述被運算的μ推斷值，在踩制動器的場合，輸入即將踩制動器之前推斷的μ推斷值。
一般說來，在低μ路上，當啟動制動器時，由於來自路面的摩擦力低，如下述那樣，車輪速度急劇下降，打滑率上升。當打滑率過度上升時，引起制動力下降和轉向操作力的大幅度下降，是很危險的。
因此，在本優選方式7中，如果降低ABS制動控制器89中的推斷值μ，就可以使進入ABS制動器方式的閾值下降，使ABS提早動作來進行控制，使打滑率不上升。這時，在踩制動器的場合，由於使用即將踩制動器之前推斷的μ推斷值，所以防止了系統的誤動作。
另外，在低μ的路上，即使提早進入ABS模式，但當油壓的加載方式很急劇的情況時，打滑率仍然過高而具有危險，所以在低μ路上要提早進入ABS模式，同時在ABS制動控制器89中緩慢地增加制動器油壓。相反，在減壓的場合，由於在低μ路上摩擦力低，打滑率不容易下降(輪胎的加速慢)，所以可以快速減壓。
圖30是表示加在輪胎上的力的示意圖，如圖30所示，來自路面的摩擦力作用在與制動器力相反的方向上。因此，當路面的μ低時，制動器力相對地變強，輪胎的旋轉速度急劇下降，打滑率急劇上升。在極端的場合，輪胎達到被鎖定，這是危險的。當輪胎被鎖定時，如圖31的表示打滑率和摩擦力的關係的S-μ曲線所表示的那樣，μ降低，轉向操作力也降低而不能轉彎。
這樣，一旦輪胎的旋轉速度落下來，由於在低μ路面上摩擦力也低，所以即使用ABS控制來減緩制動器油壓，打滑率返回到適當的位置要花費時間。即，使制動距離變長而帶來危險。
圖32、圖33是分別使試驗車輛在溼路面和冰路面上行駛，測量車體速度和車輪速度的圖，把它們的速度差除以車體速度，得出打滑率。
與溼路面相比，在冰路面上在制動初期輪胎旋轉速度容易下降，打滑率升高，因此，在低的μ的路面上，如上所述，最好降低向ABS轉移時的油壓的閾值並進行控制，以使制動油壓不過分上升。另外，對於ABS制動中增壓和減壓，最好根據路面μ進行適當的控制。
另外，即使對於ABS制動中的增壓、減壓，最好也是根據路面μ進行正確的控制。
即使在通常的ABS控制中，也是以齒輪傳感器的信息為基礎來增減調整ABS制動器油壓，在像本發明那樣，通過預先推斷路面μ，基於μ推斷值調整上述油壓的增減，可以減少控制失誤。
另外，圖33是表示使搭載了本發明的ABS制動控制裝置80的試驗車輛在冰路面上行駛，進行ABS制動試驗，測量車體速度和車輪速度的結果的圖，像與上述圖32比較所得知的那樣，在使用本發明的ABS制動控制裝置80進行ABS制動器的制動的場合，已確認到在車輪速度不相對於車體速度降低的情況下也能正確地控制打滑率。
工業上的實用性如以上說明的那樣，根據本發明，用振動檢測機構檢測出行駛中的車輛的輪胎、車輪、或者懸架部的振動，檢測出對該振動進行頻率分析而得到的上述振動的頻譜的包含在至少10～10000Hz範圍內的頻帶的振動度，並根據上述檢測出的振動度推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態，所以可以高精度地推斷路面狀況及輪胎行駛狀態，可以顯著地提高車輛的安全性。
另外，由於把振動檢測機構與監視填充在輪胎內的氣體壓力的壓力傳感器設置在同一個基板上或者同一個殼體內，所以，基板可以共用，可以實現裝置的小型化和低成本化。
再有，由於在輪胎或者車輪部上設置信號處理機構，對用上述振動檢測機構檢測的振動信息信號進行數字變換，同時對其壓縮後發送給車體側，對在車體側接收的上述壓縮信號進行頻率分析，所以可以由無線方式連續地進行數據通信，可以提高振動的檢測精度。
另外，檢測填充在輪胎內的氣體(通常是空氣)的壓力的時間軸上的微小變化，檢測頻率分析該微小變化後得到的頻譜的振動度或者壓力變動幅度，根據上述檢測的振動度或者壓力變動幅度推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態，也可以得到同樣的效果。
另外，根據上述振動頻譜或者壓力變動頻譜的數據和車輛的速度數據檢測輪胎的花紋間隔頻率，在該花紋間隔頻帶的振動度或者壓力變動幅度超過一定的閾值的場合，當輪胎處於水面打滑狀態時進行推斷，可以可靠地推斷水面打滑狀態。再有，求出不受上述花紋間隔頻率影響的頻帶的振動度或者壓力變動幅度，與相對於此的花紋間隔頻帶的振動度或者壓力變動幅度的比值超過一定的閾值的場合，推斷為輪胎處於水面打滑狀態，可以更加提高推斷精度。
另外，在檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動、輪胎內壓力變動的至少一種，檢測頻率分析它們得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度來推斷路面摩擦係數，同時檢測制動器開關的開和關，判斷為制動器被踩下的場合，因為中斷了路面摩擦係數的推斷值的更新，所以在踩踏制動器之後可以不進行路面摩擦係數的推斷，可以防止輪胎的打滑引起的系統的誤動作。
另外，在檢測驅動輪和從動輪的速度並算出打滑率來代替上述制動器開關的開和關的檢測，而該打滑率超出預先設定的閾值的場合，或者在檢測發動機的轉速，而發動機的轉速超過預先設定的閾值的場合，即使中斷了路面摩擦係數的推斷的更新，也可以得到同樣的效果。
另外，由於如上述那樣連續地推斷路面摩擦係數的同時，駕駛員相對於即將踩踏制動器之前的路面摩擦係數推斷值的大小變更向ABS控制轉移的制動器油壓的閾值，所以可以使ABS提前動作，抑制打滑率的上升。
另外，因為駕駛員根據即將踩踏制動器前的路面摩擦係數推斷值的大小，調整了ABS制動器油壓的增減程度，所以可以可靠地抑制打滑率的上升。
權利要求
1.一種路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，檢測出行駛中的車輛的輪胎、車輪或者懸架部的振動，檢測出對上述檢測後的振動進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度，由此推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態。
2.一種路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，檢測出填充在行駛中的車輛的輪胎內的氣體的壓力變動，檢測出對上述檢測後的壓力變動進行頻率分析所得到的壓力變動頻譜的壓力變動幅度，由此推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態。
3.如權利要求2所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，在用設置在輪胎內的壓力傳感器的輸出的絕對值檢測出輪胎內壓的同時，檢測出上述輸出在時間軸上的微小振動成分，將其作為上述氣體的壓力變動。
4.如權利要求1～3中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，檢測出上述振動頻譜或者壓力變動頻譜的、至少處於10～10000Hz的範圍內的振動度或者壓力變動幅度。
5.如權利要求1～4中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，把檢測上述振動度或壓力變動幅度時的頻帶的帶寬為10～500Hz的範圍。
6.如權利要求1～4中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，把檢測上述振動度或者壓力變動幅度時的頻帶的帶寬為檢測頻帶的1～100％的範圍。
7.如權利要求1～5中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，在之上3個的頻帶分別檢測出上述振動度或壓力變動幅度。
8.如權利要求1～7中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，根據上述振動度或者壓力變動幅度的數據，用下述的運算式運算出路面摩擦係數的推斷值，路面摩擦係數推斷值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]在此，ao為常數，a1、a2、…、an為係數；xi為頻帶(fi)中的振動度或壓力變動幅度。
9.如權利要求8所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，求出上述權利要求8所述的路面摩擦係數的推斷值與預先測量的路面摩擦係數之間的相關係數，以使該相關係數成為最高值的方式設定檢測用於推斷路面摩擦係數的振動度或者壓力變動幅度的頻帶。
10.如權利要求1～9中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，除使用上述振動頻譜或者壓力變動頻譜的數據之外，還使用車輛的速度數據來推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態。
11.如權利要求1～9中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，檢測出前輪速度和後輪速度，使用由上述檢測出的前輪速度和後輪速度所算出的打滑率來推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態。
12.如權利要求10所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，從車輛的速度數據檢測出輪胎的花紋間隔頻率，檢測上述振動頻譜或者壓力變動頻譜的包含上述花紋間隔頻率的頻帶的振動度或者壓力變動幅度，在該檢測出的振動度或者壓力變動幅度超過規定的閾值的場合，推斷為輪胎處於水面打滑狀態。
13.如權利要求10所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，從車輛的速度數據檢測出輪胎的花紋間隔頻率，檢測上述振動頻譜或者壓力變動頻譜的包含上述花紋間隔頻率的頻帶的振動度或壓力變動幅度，同時求出不受上述花紋間隔頻率影響的頻帶的振動度或者壓力變動幅度，在上述花紋間隔頻帶中的振動度或者壓力變動幅度相對於該求出的振動度或者壓力變動幅度的比值超過規定閾值的場合，推斷為輪胎處於水平滑行狀態。
14.如權利要求12或者13所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，上述閾值可變。
15.如權利要求1～14中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，除使用上述振動頻譜或者壓力變動頻譜的數據之外，還用輪胎內壓的數據來推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態。
16.如權利要求15所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，從上述振動頻譜的數據求出輪胎的固有頻率，從預先求出的輪胎固有頻率和輪胎內壓的關係推斷出輪胎內壓，將該推斷出的輪胎內壓作為上述輪胎內壓的數據。
17.如權利要求1～15中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，檢測上述壓力變動頻譜中的10～100KHz的頻帶內的與輪胎旋轉同步的區域的壓力變動幅度，將其與正常時的壓力變動幅度進行比較，在壓力變動比正常情況高出至少20％的場合，推斷為在輪胎上出現了某些異常。
18.如權利要求1～17中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，除使用上述振動頻譜或者壓力變動頻譜的數據之外，還用車輛各輪的負載數據來推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態。
19.如權利要求1～18中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷方法，其特徵在於，在輪胎或者車輪部把上述振動或者壓力變動的信息信號變換並壓縮成數字變換信號後將其發送至車體側，在車體側接收上述壓縮信號並將其復原，並進行頻率分析。
20.一種路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，包括檢測行駛中的車輛的輪胎或者車輪的振動的振動檢測機構；檢測出對上述檢測出的振動進行頻率分析所得到的上述振動的頻譜的、至少包含在10～10000Hz的範圍的頻帶的振動度的機構；以及根據上述檢測出的振動度推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態的機構。
21.如權利要求20所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，上述振動為輪胎或者車輪的寬度方向的振動。
22.如權利要求20所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，上述振動為輪胎或者車輪的圓周方向的振動。
23.如權利要求20～22中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，把上述振動檢測機構與監視填充在輪胎內的氣體的壓力的壓力傳感器設置在同一基板上或者同一殼體內。
24.如權利要求20～22中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，把上述振動檢測機構或者設置上述振動檢測機構的基板安裝在輪胎或者車輪上。
25.如權利要求20～24中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，從車體側用無線方式驅動上述振動檢測機構，省略了驅動檢測部的電源。
26.一種路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，包括檢測行駛中的車輛的懸架部的振動的振動檢測機構；檢測對上述檢測出的振動進行頻率分析所得到的上述振動的頻譜的、至少包含在10～10000Hz的範圍內的頻帶的振動度的機構；以及根據上述檢測的振動度推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態的機構。
27.如權利要求26所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，把上述振動檢測機構安裝在與安裝有車輪的輪轂一體化的部位上。
28.一種路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，包括檢測出填充在行駛中的車輛的輪胎內的氣體的壓力變動的壓力變動檢測機構；檢測出對上述檢測出的壓力變動進行頻率分析所得到的壓力變動頻譜的、至少包含在10～10000Hz的範圍內的頻帶的壓力變動幅度的機構；以及根據上述檢測出的壓力變動幅度推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態的機構。
29.如權利要求28所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，在用設置在輪胎內的壓力傳感器的輸出的絕對值檢測輪胎內壓的同時，檢測上述輸出在時間軸上的微小振動成分，並將其作為上述氣體的壓力變動。
30.如權利要求20～29中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，把檢測上述振動度或者壓力變動幅度時的頻帶的帶寬設定為檢測頻帶的1～100％的範圍，同時根據在一個或者多個頻帶檢測的上述振動度或者壓力變動幅度的數據，用下述的運算式運算出路面摩擦係數的推斷值，路面摩擦係數推斷值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]在此ao為常數，a1、a2、…、an為係數xi為頻帶(fi)中的振動度或者壓力變動幅度。
31.如權利要求20～30中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，在輪胎或者車輪部設置信號處理機構，對用上述振動檢測機構檢測出的振動信息信號或者用壓力變動檢測機構檢測出的壓力變動信息信號進行數字變換，同時將其壓縮並發送至車體側，在車體側接收上述壓縮信號並對其進行復原和頻率分析。
32.如權利要求20～30中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，在輪胎或者車輪部上設置信號處理機構，在輪胎或者車輪部對用上述振動檢測機構檢測出的振動信息信號或者用壓力變動檢測機構檢測出的壓力變動信息信號進行頻率分析，由此推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態，並把表示該推斷的行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態的數據發送至車體側。
33.如權利要求31或者32所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，使安裝在車輪部上的輪胎氣門嘴具有用於進行上述數據通信的天線功能。
34.如權利要求31或32所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，把用於進行上述數據通信的天線設置在車輪輪緣部的圓周上。
35.如權利要求20～34中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，設置用於初始化隨機動車或車輪、輪胎的種類不同而不同的振動信息或者壓力變動信息的復位按鈕，或者設有進行初始化的系統，該進行初始化的系統對包含車輪速度、車體加速度、車體旋轉角速度中的任一個或者多個的車輛工作狀況數據信息與來自該推斷裝置的信息進行查對而自動地進行上述振動信息或者壓力變動信息的初始化。
36.如權利要求30～35中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置，其特徵在於，在車輛的各輪上設有負載測量裝置，基於車輛各輪的負載數據推斷行駛時的路面狀況及輪胎行駛狀態。
37.一種車輛控制裝置，其特徵在於，具有上述權利要求30～36中任一項所述的路面狀況及輪胎行駛狀態推斷裝置、以及基於用上述裝置推斷的路面狀況和/或行駛中的輪胎的狀態控制車輛的行駛狀態的車輛控制機構。
38.一種路面狀況推斷方法，檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動、輪胎內壓力變動中的至少任何一方，檢測出對其進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，由此來推斷路面摩擦係數的路面狀況，其特徵在於，檢測制動器開關的開、關，在判斷為制動器被踩踏了的場合下，中斷路面摩擦係數的推斷值的更新。
39.一種路面狀況推斷方法，在檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動、輪胎內壓力變動中的至少任何一方，檢測出對其進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，由此來推斷路面摩擦係數的路面狀況，其特徵在於，檢測驅動輪和從動輪的速度並算出打滑率，在該打滑率超過預先設定的閾值的場合，中斷路面摩擦係數的推斷值的更新。
40.一種路面狀況推斷方法，檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動、輪胎內壓力變動中的至少任何一方，檢測出對其進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，由此來推斷路面摩擦係數的路面狀況，其特徵在於，檢測發動機轉速，在發動機轉速超過預先設定的閾值的場合，中斷路面摩擦係數的推斷值的更新。
41.如權利要求40所述的路面狀況推斷方法，其特徵在於，對應於行駛齒輪和離合器的連接狀況變更上述發動機轉速的閾值。
42.如權利要求38～41中任一項所述的路面狀況推斷方法，其特徵在於，使檢測上述振動度或者壓力變動幅度時的頻帶的帶寬定在檢測頻帶的1～100％的範圍，同時，根據在1個或者多個頻帶檢測出的上述振動度或者壓力變動幅度的數據，用下述的運算式推斷出路面摩擦係數，路面摩擦係數推斷值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]在此，ao為常數，a1、a2、…、an為係數，xi為頻帶(fi)中的振動度或者壓力變動幅度。
43.一種路面狀況推斷裝置，該裝置檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動、輪胎內壓力變動中的至少任何一方，檢測出對其進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，由此來推斷路面摩擦係數，其特徵在於，包括檢測制動器開關的開、關的機構，在判斷為制動器被踩踏了的場合，中斷路面摩擦係數的推斷值的更新。
44.一種路面狀況推斷裝置，該裝置檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動、輪胎內壓力變動中的至少任何一方，檢測出對其進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，由此來推斷路面摩擦係數，其特徵在於，包括檢測驅動輪和從動輪的速度的機構、及根據上述檢測的驅動輪和從動輪的速度算出打滑率的機構，在上述打滑率超過預先設定的閾值的場合，中斷路面摩擦係數的推斷值的更新。
45.一種路面狀況推斷裝置，該裝置檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動、輪胎內壓力變動中的至少任何一方，檢測出對其進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，由此來推斷路面摩擦係數，其特徵在於，包括檢測發動機轉速的機構，在發動機轉速超過預先設定的閾值的場合，中斷路面摩擦係數的推斷值的更新。
46.如權利要求45所述的路面狀況推斷裝置，其特徵在於，設置檢測行駛齒輪和離合器的連接狀況的機構，根據行駛齒輪和離合器的連接狀況變更上述發動機轉速的閾值。
47.如權利要求43～46中任一項所述的路面狀況推斷裝置，其特徵在於，在輪胎或者車輪部或者懸架部把上述振動或者壓力變動的信息信號變換數位訊號後並壓縮，將其發送至車體側，在車體側接收上述壓縮信號後將其復原，對其進行頻率分析。
48.一種ABS制動控制方法，其特徵在於，檢測輪胎振動、懸架部振動、車輪振輪胎內壓力變動中的至少任何一方，檢測出對其進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，由此連續地推斷路面摩擦係數，同時相應於駕駛員即將踩踏制動器之前的路面摩擦係數推斷值的大小，變更向ABS控制轉移的制動器油壓的閾值。
49.一種ABS制動控制方法，其特徵在於，檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動、輪胎內壓力變動中的至少任何一方，檢測出對其進行頻率分析，所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，由此連續地推斷路面摩擦係數，同時相應於駕駛員即將踩踏制動器之前的路面摩擦係數推斷值的大小，調整ABS制動器油壓的增減程度。
50.如權利要求48或者49所述的ABS制動控制方法，其特徵在於，使檢測上述振動度或者壓力變動幅度時的頻帶的帶寬為檢測頻帶的1～100％的範圍，同時根據在一個或者多個頻帶檢測出的上述振動度或者壓力變動幅度的數據，用下述的運算式連續地推斷路面摩擦係數，路面摩擦係數推斷值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]在此，ao為常數，a1、a2、…、an為係數，xi為頻帶(fi)中的振動度或者壓力變動幅度。
51.一種ABS制動控制裝置，其特徵在於，包括檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動、輪胎內壓力變動中的至少任何一方的機構；檢測出對上述檢測出的振動信息信號或者壓力變動信號進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，用下述的運算式連續地運算路面摩擦係數的推斷值的機構，路面摩擦係數推斷值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]在此，ao為常數，a1、a2、…、an為係數，xi為頻帶(fi)中的振動度或者壓力變動幅度；檢測制動器開關的開、關的機構；以及根據駕駛員即將踩踏制動器之前的路面摩擦係數推斷值的大小，變更向ABS控制轉移的制動器油壓的閾值的機構。
52.一種ABS制動控制裝置，其特徵在於，具有檢測輪胎振動、車輪振動、懸架部振動、輪胎內壓力變動中的至少任何一方的機構；檢測出對上述檢測的振動信息信號或者壓力變動信號進行頻率分析所得到的振動頻譜的振動度或者壓力變動頻譜的壓力變動幅度，用下述的運算式連續地運算路面摩擦係數的推斷值的機構，路面摩擦係數推斷值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]在此，ao為常數，a1、a2、…、an為係數，xi為頻帶(fi)中的振動度或者壓力變動幅度；檢測制動器開關的開、關的機構；以及根據駕駛員即將踩踏制動器之前的路面摩擦係數推斷值的大小，調整ABS制動器油壓的增減程度的機構。
53.一種車輛控制裝置，其特徵在於，具有上述權利要求51或者52所述的ABS制動控制裝置。
全文摘要
一種路面狀況及輪胎行駛狀態的推斷方法和裝置及利用它們的防滑剎車系統和車輛控制，其中，通過頻率分析機構(14、34)對由安裝在車輪(1)的加速度傳感器(11)檢測出的車輪的振動信息信號、或由設在輪胎內的壓力傳感器(31)檢測出的輪胎內的氣體壓力變動信息信號進行頻率分析，檢測出其振動頻譜或壓力變動頻譜的帶寬值，將該檢測出的帶寬的振動度或壓力變動幅度與振動度存儲機構(15)中所存儲的表示路面摩擦係數μ和振動度之間關係對應表(15T)、或者與壓力變動幅度存儲機構(35)中所存儲的表示路面摩擦係數μ和壓力變動幅度之間的關係的對應表(35T)相比較，由此精度良好地推斷路面摩擦係數μ的值，提高車輛行駛時的安全性。
文檔編號B60T8/172GK1608012SQ0282587
公開日2005年4月20日 申請日期2002年12月20日 優先權日2001年12月21日
發明者橫田英俊, 森永啟詩 申請人:株式會社普利司通