車輪狀態估計裝置以及車輛控制裝置的製作方法

2023-07-05 13:16:51 2

專利名稱：車輪狀態估計裝置以及車輛控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明大致涉及車輪狀態估計裝置以及車輛控制裝置，具體涉及適用 於其中檢測作用在車輪上的力或加速度的傳感器設置在車輪中的機動車輛 的車輪狀態估計裝置以及車輛控制裝置。
背景技術：
通常，己知一種用於機動車輛的輪胎，其中對相應位置的橡膠的形變 進行檢測的應變計被嵌入輪胎的胎面部分、側壁部分以及胎圈部分的任意
位置。例如，參見日本專利早期公開申請號2003-226120。通過使用此種 輪胎，能夠根據應變儀的輸出值來對輪胎與路面的接觸狀況進行監控。此 外，公知一種裝置，其根據由設置在車輛彈簧底部中的震動傳感器檢測得 到的車輛彈簧底部的震動的輸出水平(震動水平)，來估計機動車輛的行 駛狀態。例如，參見國際申請公開號WO 01/098123。在該裝置中，通過 執行對由震動傳感器檢測得到的車輛彈簧底部的震動水平的頻率轉換來確 定震動水平頻譜，對獲得的頻譜的至少兩個頻帶的震動水平進行計算，並 通過將計算得到的震動水平與預先記錄的震動水平的頻譜主曲線進行比較 來估計路面狀況。
此外，公知一種輪胎著地力檢測方法，其通過使用檢測信號來對輪胎 的著地力進行檢測，所述檢測信號的電流值隨著壓力感應導電橡膠(其在 輪胎的胎面部分的車輪表面接觸路面時發生形變)的電阻的改變而改變。 例如，參見日本專利早期公開申請號2005-082010。
此外，還公知一種輪胎橫向/豎直力估計方法，其通過在輪胎的多個位 置處對與輪胎著地長度具有一一對應關係的輪胎著地長度指標(例如輪胎 胎面部分的著地時間)進行檢測及比較，來對作用在輪胎上的橫向力或豎 直力進行估計。例如，參見日本專利早期公開申請號2005-205956。此外，還公知一種輪胎力檢測方法，其通過利用布置在輪胎側壁部分 上的扭曲傳感器來檢測輪胎表面扭曲，來對作用在輪胎上的前後方向力、 橫向力或者豎直力進行檢測。例如，參見日本專利早期公開申請號2005-
126008。
此外，還公知一種輪胎側壁扭曲傳感器，其與編碼器關聯，並向機動 車控制系統供應的測量拾取值(value pickup)等的輸出信號。例如，參見 日本專利早期公開申請號2003-509666。
但是，存在因為特定原因導致用於發送傳感器檢測結果的通信路徑故 障的情況。特別是在傳感器設置在車輛的車輪中時，因為傳感器會受到外 力(例如作用在車輪上的衝擊或旋轉力)的作用，故傳感器或其通信路徑 被置於較為苛刻的環境。著眼於傳感器可靠性，還存在希望暫停使用傳感 器的檢測結果的情況。
因此，為了利用傳感器的檢測結果來正確執行車輛控制或者對駕駛員 的信息通知，希望對在暫停使用一些傳感器的檢測結果的情況下如何執行 車輛控制或對駕駛員的信息通知進行考慮。

發明內容
根據本發明的一個方面，提供了一種消除了上述問題的改進的車輪狀 態估計裝置。
根據本發明的一個方面，提供了一種即使在暫停使用用於對作用在車 輪上的力或加速度進行檢測的一個或更多傳感器的檢測結果時，也適於正 確地執行對作用在車輪上的力或加速度進行處理的車輪狀態估計裝置。
根據本發明的一個方面，提供了一種即使在暫停使用用於對作用在車 輪上的力或加速度進行檢測的一個或更多傳感器的檢測結果時，也適於正 確地執行對作用在車輪上的力或加速度進行處理的車輛控制裝置。
在解決或減少了上述一個或更多問題的本發明的實施例中，提供了一 種車輪狀態估計裝置，其對作用在設置於機動車輛中的車輪上的力或加速 度進行估計，所述車輪狀態估計裝置包括多個車輪側檢測單元，其分別 設置在所述車輛的多個車輪中，每個車輪側檢測單元均對作用在所述車輪中相應一個車輪上的力或加速度進行檢測；以及估計單元，在暫停使用來 自所述多個車輪側檢測單元其中一者的對所述車輪中一個車輪的檢測結果 時，所述估計單元通過使用來自其他車輪側檢測單元的對其他車輪的檢測 結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測結果的所述暫停使用相應的所 述一個車輪上的力或加速度進行估計。
上述車輪狀態估計裝置可被構造使得所述多個車輪側檢測單元分別設 置在所述車輛的四個車輪中，並且所述估計單元構造為，在暫停使用來自 所述多個車輪側檢測單元其中一者的對所述四個車輪中一個車輪的檢測結 果時，通過使用來自其他車輪側檢測單元的對其他車輪的檢測結果，來對 作用在所述四個車輪中的與所述檢測結果的所述暫停使用相應的所述一個 車輪上的力或加速度進行估計。
上述車輪狀態估計裝置可被構造使得在Sl表示作用在所述四個車輪 中的與所述檢測結果的所述暫停使用相應的所述一個車輪上的力或加速度 時，S2及S3分別表示作用在所述四個車輪中與所述四個車輪中所述一個
車輪相鄰布置的車輪上的力或加速度，而S4表示作用在所述四個車輪中
與所述四個車輪中所述一個車輪對角相對布置的車輪上的力或加速度時，
所述估計單元被構造為通過使用公式Sl = (S2 x S3)/S4來估計所述力或 加速度S1。
在解決或減少了上述一個或更多問題的本發明的實施例中，提供了一
種車輛控制裝置，其適於控制機動車輛，所述車輛控制裝置包括多個車
輪側檢測單元，其分別設置在所述車輛的多個車輪中，每個車輪側檢測單
元均對作用在所述車輪中相應一個車輪上的力或加速度進行檢測；估計單
元，在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一者的對所述車輪中一 個車輪的檢測結果時，所述估計單元通過使用來自其他車輪側檢測單元的 對其他車輪的檢測結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測結果的所述
暫停使用相應的所述一個車輪上的力或加速度進行估計；制動力確定單 元，其通過使用所述檢測得到的力或加速度以及所述估計得到的力或加速 度來確定待施加在各個車輪上的目標制動力；以及制動控制單元，其對各 個車輪上的制動力進行控制以符合所述確定的目標制動力。在解決或減少了上述一個或更多問題的本發明的實施例中，提供了一 種車輛控制裝置，其適於控制機動車輛，所述車輛控制裝置包括多個車 輪側檢測單元，其分別設置在所述車輛的多個車輪中，每個車輪側檢測單 元均對作用在所述車輪中相應一個車輪上的力或加速度進行檢測；估計單 元，在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一者的對所述車輪中一 個車輪的檢測結果時，所述估計單元通過使用來自其他車輪側檢測單元的 對其他車輪的檢測結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測結果的所述 暫停使用相應的所述一個車輪上的力或加速度進行估計；驅動力確定單
元，其通過使用所述檢測得到的力或加速度以及所述估計得到的力或加速
度來確定用於驅動各個車輪的目標驅動力；以及驅動控制單元，其對驅動 各個車輪的驅動力進行控制以符合所述確定的目標驅動力。
在解決或減少了上述一個或更多問題的本發明的實施例中，提供了一 種車輪狀態估計裝置，其對作用在設置於機動車輛中的車輪上的力或加速 度進行估計，所述車輪狀態估計裝置包括車體側檢測單元，其對作用在 所述車輛的車體上的力或加速度進行檢測；多個車輪側檢測單元，其分別 設置在所述車輛的多個車輪中，每個車輪側檢測單元均對作用在所述車輪 中相應一個車輪上的力或加速度進行檢測；以及估計單元，在暫停使用來 自所述多個車輪側檢測單元其中一者的對所述車輪中一個車輪的檢測結果 時，所述估計單元通過使用來自所述車體側檢測單元的對所述車體的檢測 結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測結果的所述暫停使用相應的所 述一個車輪上的力或加速度進行估計。
上述車輪狀態估計裝置可被構造為使得所述車體側檢測單元包括為分 別布置在所述車輪與所述車體之間的多個懸架中每一個設置的行程量檢測 單元，以檢測所述多個懸架中相應一個的行程量，並且所述估計單元被設 置為在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一者的對所述車輪中一 個車輪的檢測結果時，通過使用來自所述行程量檢測單元的對所述懸架的 檢測結果，對作用在所述車輪中的與所述檢測結果的暫停使用相應的所述 一個車輪上的力或加速度進行估計。
在解決或減少了上述一個或更多問題的本發明的實施例中，提供了 一種車輛控制裝置，其適於控制機動車輛，所述車輛控制裝置包括車體側 檢測單元，其對作用在所述車輛的車體上的力或加速度進行檢測；多個車
輪側檢測單元，其分別設置在所述車輛的多個車輪中，每個車輪側檢測單 元均對作用在所述車輪中相應一個車輪上的力或加速度進行檢測；估計單 元，在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一者的對所述車輪中一 個車輪的檢測結果時，所述估計單元通過使用來自所述車體側檢測單元的 對所述車體的檢測結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測結果的所述 暫停使用相應的所述一個車輪上的力或加速度進行估計；制動力確定單 元，其通過使用所述檢測得到的力或加速度以及所述估計得到的力或加速 度來確定待施加在各個車輪上的目標制動力；以及制動控制單元，其對各 個車輪上的制動力進行控制以符合所述確定的目標制動力。
在解決或減少了上述一個或更多問題的本發明的實施例中，提供了一 種車輛控制裝置，其適於控制機動車輛，所述車輛控制裝置包括車體側 檢測單元，其對作用在所述車輛的車體上的力或加速度進行檢測；多個車 輪側檢測單元，其分別設置在所述車輛的多個車輪中，每個車輪側檢測單 元均對作用在所述車輪中相應一個車輪上的力或加速度進行檢測；估計單 元，在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一者的對所述車輪中一 個車輪的檢測結果時，所述估計單元通過使用來自所述車體側檢測單元的 對所述車體的檢測結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測結果的所述 暫停使用相應的所述一個車輪上的力或加速度進行估計；驅動力確定單 元，其通過使用所述檢測得到的力或加速度以及所述估計得到的力或加速 度來確定用於驅動各個車輪的目標驅動力；以及驅動控制單元，其對驅動 各個車輪的驅動力進行控制以符合所述確定的目標驅動力。
在解決或減少了上述一個或更多問題的本發明的實施例中，提供了一 種車輪狀態估計裝置，其對作用在設置於機動車輛中的車輪上的力或加速 度進行估計，所述車輪狀態估計裝置包括車體側檢測單元，其對作用在 所述車輛的車體上的力或加速度進行檢測；多個車輪側檢測單元，其分別 設置在所述車輛的多個車輪中，每個車輪側檢測單元均對作用在所述車輪 中相應一個車輪上的力或加速度進行檢測；以及估計單元，在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一些的對所述車輪中一些車輪的檢測結果 時，所述估計單元通過使用來自所述車體側檢測單元的對所述車體的檢測 結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測結果的所述暫停使用相應的所 述一些車輪的各個車輪上的力或加速度進行估計。
上述車輪狀態估計裝置可被構造為使得所述車體側檢測單元包括為分 別布置在所述車輪與所述車體之間的多個懸架中每一個設置的行程量檢測 單元，以檢測所述多個懸架中相應一個的行程量，並且所述估計單元被設 置為在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一個的對所述車輪中一 個車輪的檢測結果時，通過使用來自所述行程量檢測單元的對所述懸架的 檢測結果，對作用在所述車輪中的與所述檢測結果的暫停使用相應的一些 車輪的各個車輪上的力或加速度進行估計。
在解決或減少了上述一個或更多問題的本發明的實施例中，提供了 一 種車輛控制裝置，其適於控制機動車輛，所述車輛控制裝置包括車體側 檢測單元，其對作用在所述車輛的車體上的力或加速度進行檢測；多個車
輪側檢測單元，其分別設置在所述車輛的多個車輪中，每個車輪側檢測單 元均對作用在所述車輪中相應一個車輪上的力或加速度進行檢測；估計單 元，在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一些的對所述車輪中一 些車輪的檢測結果時，所述估計單元通過使用來自所述車體側檢測單元的 對所述車體的檢測結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測結果的所述 暫停使用相應的一些車輪的各個車輪上的力或加速度進行估計；制動力確 定單元，其通過使用所述檢測得到的力或加速度以及所述估計得到的力或
加速度來確定待施加在各個車輪上的目標制動力；以及制動控制單元，其
對各個車輪上的制動力進行控制以符合所述確定的目標制動力。 在解決或減少了上述一個或更多問題的本發明的實施例中，提供了 一
種車輛控制裝置，其適於控制機動車輛，所述車輛控制裝置包括車體側 檢測單元，其對作用在所述車輛的車體上的力或加速度進行檢測；多個車
輪側檢測單元，其分別設置在所述車輛的多個車輪中，每個車輪側檢測單
元均對作用在所述車輪中相應一個車輪上的力或加速度進行檢測；估計單
元，在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一些的對所述車輪中一些車輪的檢測結果時，所述估計單元通過使用來自所述車體側檢測單元的 對所述車體的檢測結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測結果的所述 暫停使用相應的一些車輪的各個車輪上的力或加速度進行估計；驅動力確
定單元，其通過使用所述檢測得到的力或加速度以及所述估計得到的力或
加速度來確定用於驅動各個車輪的目標驅動力；以及驅動控制單元，其對 驅動各個車輪的驅動力進行控制以符合所述確定的目標驅動力。
根據本發明的車輪狀態估計裝置以及車輛控制裝置的實施例，即使在 對用於對作用在車輪上的力或加速度進行檢測的一個或更多傳感器的檢測 結果暫停使用時，也能夠合適地對作用在車輪上的力或加速度進行處理。


圖1是示出了其中設置了本發明實施例中的車輛控制裝置的機動車輛 的概要構成的視圖。
圖2是其中設置了本發明實施例中的車輛控制裝置的車輛中的車輪的 局部剖視圖。
圖3是示出了本發明實施例中輪胎內的加速度傳感器的布置的視圖。 圖4是示出了本發明實施例中的車輛控制裝置的構成的框圖。 圖5是用於說明輪胎著地狀態與從設置在輪胎內的加速度傳感器的檢 測值獲得的加速度波形之間的關係。
圖6是用於說明由本發明實施例中的車輛控制裝置執行的處理的流程圖。
圖7是用於說明當在其中設置有根據本發明實施例的車輛控制裝置的 車輛的左前輪胎的加速度傳感器中發生故障時豎直力及橫向力的視圖。
圖8是用於說明由本發明實施例中的車輛控制裝置執行的處理的流程圖。
圖9是用於說明由本發明實施例中的車輛控制裝置執行的處理的流程圖。
圖10是其中設置有根據本發明實施例的車輛控制裝置的車輛中的車 輪的局部剖視圖。
具體實施例方式
現將參考附圖描述本發明的實施例。 (第一實施例)
圖1示出了其中設置了本發明的第一實施例的車輛控制裝置的機動車 輛的概要構成。圖2是其中設置了本發明的第一實施例的車輛控制裝置的 車輛中的車輪的局部剖視圖。
如圖l所示，車輛控制裝置包括電子控制單元(ECU) 100、 ECB (電 子控制制動系統)-ECU 200、車體側收發器30、車輪14以及設置在各個 車輪14內的加速度傳感器26及發送器28。圖1所示的車輛10設置有 設置在車體12中的四個車輪14、對轉向盤進行轉向以轉動車輪14中的兩 個車輪的轉向裝置(未示出)、對四個車輪14中的驅動輪進行驅動的驅 動源(未示出)以及制動裝置(未示出)。
每個車輪14均分別包括車輪部分16及輪胎18。在本實施例中，使用 缺氣行駛輪胎(run-flat tire)作為構成車輪14的輪胎18。或者，可以使用 通用中空輪胎而非缺氣行駛輪胎作為輪胎18。
如圖2所示，本實施例中的輪胎18是側面加強型缺氣行駛輪胎，即 使在輪胎氣壓下降時也可實現輪胎18的缺氣行駛工作狀態。
如圖2所示，輪胎18包括其中包含有胎圈芯180的成對胎圈部分 181、在輪胎徑向方向上從胎圈部分181向外伸出的一對側壁部分182、以 及在側壁部分182之間延伸的胎面部分183。
例如由纖維材料片製成的帘布層184被嵌入胎圈部分181、側壁部分 182以及胎面部分183。帶束層185被嵌入胎面部分183使得帶束層185位 於帘布層184外側。加強橡膠187被嵌入各個側壁部分182使得加強橡膠 187位於內襯層186內側。
各個加強橡膠187均具有較大剛性，並且當由車輪部分16與輪胎18 形成的胎內空間188中的氣壓因輪胎爆裂等原因而下降時，加強橡膠187 通過將整個輪胎18支撐至車輪部分16來實現車輛的缺氣行駛工作狀態。
此外，設置在車輛10中的輪胎18並不限於側面加強型缺氣行駛輪胎。或者，輪胎18也可以是設置有在胎內空間188內的氣壓下降時用於
將整個輪胎18支撐至車輪部分16的內芯的內芯型缺氣行駛輪胎。
如圖1及圖2所示，各個上述車輪14均分別設置有多個加速度傳感器 26。如圖2所示，各個加速度傳感器26均固定至輪胎18的胎面部分183 的內表面。各個加速度傳感器26分別檢測於輪胎18的周向方向上的相應 安裝位置處作甩在車輪上的加速度，作為車輪信息。
圖3示出了本發明第一實施例中輪胎內的加速度傳感器的布置。如圖 3所示，多個加速度傳感器26在輪胎周向方向上布置在胎面部分183的內 表面上，並且在輪胎寬度方向上其布置為兩排或更多排。在本實施例中， 總共20個加速度傳感器26在周向方向上以18度的間隔布置在胎面部分 183的內表面上。
或者，可將應變計來代替加速度傳感器設置在車輪中，並可利用設置 在車體12上的ECU 100，通過對應變量(應變計的輸出值)的微分計算 來計算出作用在車輪上的加速度。
在本實施例中，加速度傳感器26布置為兩排，這兩排在輪胎寬度方 向上以間隔W分離，並且在輪胎寬度方向上輪胎外側一排的加速度傳感器 26分別與輪胎內側一側的加速度傳感器26相鄰。
此外，還可將各個加速度傳感器26設置為檢測在輪胎直徑方向上的 相應安裝位置處作用在車輪上的加速度，作為輪胎信息。或者，可以在各 個車輪14的輪胎18中布置三排或更多排加速度傳感器26。
圖4示出了本發明的第一實施例中車輪狀態估計裝置的構成。
設置在輪胎18中的加速度傳感器26分別經由放大器27連接至發送器 28。向加速度傳感器26、放大器27以及發送器28供電的電池29設置在 各個車輪14中。
在本實施例中，為各個車輪14中的總共20個加速度傳感器26以及 20個放大器27分配一個發送器28。放大器27、發送器28以及電池29被 布置在相應車輪14的合適位置處，例如，布置在車輪部分16的周表面 上。各個放大器27將相應加速度傳感器26的輸出信號放大，並將放大後 的信號供應至發送器28。發送器28通過無線傳輸方法，以給定時間間隔(l-20msec量級)來發送作為車輪信息的表示加速度傳感器26的輸出信 號的信號。
如圖l及圖4所示，多個車體側收發器30 (在本實施例中為四個收發 器)布置在車輛10的車體12中，使得每個車體側收發器30都與車輪14 中的一個車輪對應。各個車體側收發器30均適於對於設置在相應車輪14 中的發送器28發送和接收表示車輪信息的信號。
或者，可以在車體12中布置單個車體側收發器，使得其適於對於設 置在各個車輪14中的發送器28發送或接收表示車輪信息的信號。
如圖1及圖4所示，各個車體側收發器30均連接至設置在車體12中 的ECU 100。各個車體側收發器30均通過無線傳輸方法來接收從車輪14 相應的發送器28發出的信息，並將接收到的信息輸入至ECU 100。
以此方式從發送器28接收到的信息隨後被存儲或累積在ECU 100的 存儲器(將在以下描述)中。ECU 100通過利用接收自各個車體側收發器 30的信息來執行各種控制處理。
如圖4所示，多個傳感器連接至ECU 100。在連接至ECU IOO的傳感 器中，包括行程傳感器114及簧上G傳感器115。簧上G傳感器115對經 由懸架連接至車輪14的簧上車體的寬度方向及/或滑動方向上的加速度進 行檢測，作為車輛10的簧上震動。
行程傳感器114對作為連接在車體12與車輪14之間的懸架的彈性長 度的行程量進行檢測。可將行程傳感器114直接布置在懸架上以檢測行程 量。此外，可以將其一端連接至下臂以對簧上車體與簧下車體的相對位移 進行檢測的車輛高度傳感器用作行程傳感器114。
簧上G傳感器115及行程傳感器114連接至ECU 100，並且這些傳感 器的檢測結果被輸入ECU 100。
與上述車輛10中的控制行駛驅動源的ECU以及控制轉向裝置的ECU 進行協作，對制動裝置(電子控制型制動裝置)進行控制的ECB-ECU 200
(參加圖1)執行對車輛10的驅動、轉向以及制動的集成控制(VDIM: 車輛動力學集成管理)，以穩定車輛10的行駛行為。著眼於在執行集成 控制時以高精度執行車輛運動控制，需要以足夠高的精度水平獲取作用在各個輪胎18上的豎直力(或車輪高度方向上的負載)在車輪寬度方向上 的橫向力。
為此，如圖4所示，ECU100包括通過利用加速度傳感器26的檢測結 果而計算出作用在各個輪胎18的著地表面上的橫向力及豎直力的外力計 算單元IOI。
此外，除了外力計算單元101之外，ECU 100還包括外力估計單元 102。本實施例的外力估計單元102利用由外力計算單元101計算出的作 用在至少兩個輪胎18的著地表面上的力，並對作用在其他各個輪胎18的 著地表面上的橫向力進行估計。此外，本實施例的外力估計單元102通過 利用預定關係式來對作用在其他各個輪胎18的著地表面上的豎直力進行 估計。
ECU 100還包括存儲器104。存儲器104包括存儲各種控制程序的 ROM、用作數據存儲及程序執行的工作區域的RAM以及諸如快閃記憶體之類的 非易失性可重寫存儲器。在存儲器104中存儲有用於通過外力計算單元 101對豎直力及橫向力進行計算的各種係數以及用於通過外力估計單元 102進行車輪力估計的上述關係式的值等。因此，包括外力估計單元102 的ECU IOO起對作用在車輛著地位置處的車輪上的力進行估計的估計單元 的作用。
外力計算單元101根據作為設置在輪胎18中的加速度傳感器26的檢 測結果的加速度信息，來確定基於加速度傳感器26的檢測值獲得的加速 度波形的峰值之間的時間間隔At。
如上所述，各個加速度傳感器26在相應安裝位置處檢測輪胎18的周 向方向上的加速度。因此，如圖5所示，當與布置有加速度傳感器26的 部分對應的胎面部分183與路面接觸時(即，當加速度傳感器26位於輪 胎18的著地部分的前邊緣附近時)，由加速度傳感器26輸出表示較大加 速度值(峰值)的信號。類似的，當與布置有加速度傳感器26的部分對 應的胎面部分183與路面分離時(即，當加速度傳感器26位於輪胎18的 著地部分的後邊緣附近時)，由加速度傳感器26輸出表示較大加速度值 (峰值)的信號。由此，外力計算單元101根據加速度傳感器26的取樣時間或者加速 度波形的峰值之間的數據樣本數量來計算上述加速度波形的峰值之間的時
間間隔At。
在計算出間隔At之後，外力計算單元101根據間隔At、由相應車輪 14的車輪速度傳感器的輸出信號表示的車輪速度、以及預定輪胎半徑等來 對相應車輪14的輪胎18的車輛前後方向上的著地長度CL進行計算。因 為在本實施例中車輪14的各個輪胎18的加速度傳感器26布置為兩排，故 根據基於輪胎內側一排的加速度傳感器26的輸出信號計算得到的間隔At 來計算著地長度CLi，而根據基於輪胎外側一排的加速度傳感器26的輸出 信號計算得到的間隔At來計算著地長度CLo。
在計算出車輛前後方向上的輪胎18的輪胎內側著地長度CLi及輪胎 外側著地長度CLo之後，外力計算單元101根據輪胎18在車輛前後方向 上的輪胎內側著地長度CLi與輪胎外側著地長度CLo的比率來對在輪胎寬 度方向上作用在輪胎18的著地表面上的橫向力Fx進行計算。
換言之，當如上所述加速度傳感器26在輪胎寬度方向上以多排(兩 排)布置在輪胎18中時，為每一排加速度傳感器26計算出的輪胎18在車 輛前後方向上的著地長度CLi及CLo隨著作用在輪胎18的著地表面上的 橫向力Fx的大小而改變。因此，如果給定了著地長度CLi與的CLo的比 率，則能夠以足夠高的精度水平確定作用在輪胎18的著地表面上的輪胎 寬度方向上的橫向力Fx。
在本實施例中，預先確定並在存儲器104中存儲界定了輪胎內側著地 長度CLi及輪胎外側著地長度CLo的比率與橫向力Fx之間關係的對照圖 或關係式，並且外力計算單元101通過利用該對照圖或關係式來獲得橫向 力Fx。預先根據在車輛10的穩定行駛狀態期間(定速行駛期間)車輛10 機動(maneuver)的時間來產生上述映射圖及關係式。
在本實施例中，多個加速度傳感器26布置在輪胎18的胎面部分183 的內表面上，並對輪胎18在輪胎周向方向或輪胎徑向方向上的加速度進 行檢測。輪胎18在輪胎周向方向或輪胎徑向方向上的加速度的改變受到 監控，並能夠根據加速度波形的峰值之間的時間間隔At來以足夠高的精度
19水平對輪胎18在車輛前後方向上的著地長度CL進行計算。
一旦計算出輪胎18在車輛前後方向上的輪胎內側著地長度CLi及輪 胎外側著地長度CLo，外力計算單元101就根據輪胎18在車輛前後方向 上的輪胎內側著地長度CLi及輪胎外側著地長度CLo的平均值來對在車輪 高度方向上作用在輪胎18的著地表面上的豎直力Fz進行計算。在輪胎18 的車輛前後方向上的著地長度CLi及CLo隨著作用在輪胎18的著地表面 上的豎直力Fz的大小而改變。
在本實施例中，如上所述通過使用加速度傳感器26在輪胎18中的兩 排布置來計算輪胎18的橫向力。會存在著地長度CLi及CLo彼此不同的 情況。但是，如果給定了著地長度CLi及CLo的平均值，就能夠以足夠的 精度確定在車輪高度方向上作用在輪胎18的著地表面上的豎直力Fz。
在本實施例中，預先確定並在存儲器104中存儲界定了輪胎內側著地 長度Cli和輪胎外側著地長度CLo的平均值與豎直力Fz之間關係的對照圖 或關係式，並且外力計算單元101通過利用該對照圖或關係式來獲得豎直 力Fz。預先根據在車輛10的穩定行駛狀態期間車輛IO機動的時間來產生 上述對照圖及關係式。因此，加速度傳感器26設置在車輪14中並起對作 用在車輪14上的力進行檢測的車輪側檢測單元的作用。
圖6是流程圖，用於說明由本發明第一實施例中的車輛控制裝置執行 的處理。
當車輛的點火鑰匙被使用者轉為接通並且電力供應至ECU 100時，開 始圖6的流程圖中的處理，並且隨後以預定時間間隔重複該處理。
如圖6所示，ECU 100判定是否從全部輪胎18接收到加速度傳感器 26的檢測結果(S11)。當從全部輪胎18接收到檢測結果並且ECU 100 可獲得檢測結果時，外力計算單元101確定加速度傳感器26、放大器27 以及發送器28的任一者均未出現故障，並通過利用接收到的檢測結果來 計算作用在各個輪胎18上的豎直力Fz及橫向力Fx (S12)。
如果在Sll不能從四個輪胎18中的一個輪胎18接收到加速度傳感器 26的檢測結果且ECU 100不能獲得該檢測結果，則外力計算單元101確定 設置在從其不能接收到加速度傳感器26的檢測結果的輪胎18中的加速度
20傳感器26、放大器27以及發送器28中的任一者出現故障。且外力計算單 元101暫停使用來自相關輪胎的加速度傳感器26的檢測結果。
隨後，假定Fzl表示作用在與加速度傳感器26的檢測結果被暫停使 用相對應的輪胎18上的豎直力，而Fxl表示其橫向力。此外，假定Fz2 及Fz3分別表示作用在四個輪胎18中位於與檢測結果的暫停使用相對應 的輪胎18相鄰位置的輪胎18上的豎直力，而Fx2及Fx3分別表示其橫向 力。此外，假定Fz4表示作用在四個輪胎18中位於與檢測結果的暫停使 用相對應的輪胎18對角位置的輪胎18上的豎直力，而Fx4表示其橫向 力。
通過使用接收到的加速度傳感器26的檢測結果，外力計算單元101 計算作用在其餘三個輪胎18 (對於這三個輪胎18可繼續使用加速度傳感 器26的檢測結果)上的豎直力Fz2、 Fz3及Fz4。並且，通過使用接收到 的加速度傳感器26的檢測結果，外力計算單元101計算作用在輪胎18 (對於這些輪胎18可繼續使用加速度傳感器26的檢測結果)上的橫向力 Fx2、 Fx3及Fx4 (S15)。
在計算出豎直力Fz2至Fz4以及橫向力Fx2至Fx4之後，外力估計單 元102根據公式Fzl = (Fz2 x Fz3)/Fz4以及Fxl = (Fx2 x Fx3) /Fx4，來估計 作用在與暫停使用加速度傳感器26的檢測結果相對應的輪胎18上的豎直 力Fzl及橫向力Fxl (S16)。
總體而言，作用在車輛10的各個車輪14上的豎直力Fz與橫向力Fx
的比率滿足以下比例關係，即左前輪右前輪=左後輪右後輪。為此，
即使在暫停使用一個車輪14的加速度傳感器26的檢測結果時，根據上述 公式，也能夠對作用在與暫停使用加速度傳感器26的檢測結果相對應的 輪胎18上的豎直力Fz及橫向力Fx進行估計。
因此，可以通過簡單計算來對作用在輪胎18的著地表面上的豎直力 Fz及橫向力Fx進行估計，並能夠有效地減少ECU 100的設計以及ECU 100的控制處理所需的負擔。
例如，假定如圖7所示在左前輪胎18FL的加速度傳感器26中發生故 障。在此情況下，暫停對左前輪胎18FL的加速度傳感器26的檢測結果的使用，並繼續使用右前輪胎18FR、左後輪胎18RL以及右後輪胎18RR的 加速度傳感器26的檢測結果。並且，假定Fzl表示作用在左前輪胎18FL 上的豎直力，而Fxl表示其橫向力。而且，假定Fz2表示作用在右前輪胎 18FR上的豎直力，而Fx2表示作用在右前輪胎18FR (其與輪胎18FL相 鄰)上的橫向力，Fz3表示作用在左後輪胎18RL (其與輪胎18FL相鄰) 上的豎直力，Fx3表示作用在左後輪胎18RL上的橫向力，Fz4表示作用在 右後輪胎18RR (其位於輪胎18FL的對角)上的豎直力，而Fx4表示作用 在右後輪胎18RR上的橫向力。
例如，如果計算得到的右前輪胎18FR的豎直力Fz2為500kgf，計算 得到的左後輪胎18RL的豎直力Fz3為400kgf，並且計算得到的右後輪胎 18RR的豎直力Fz4為400kgf，則外力估計單元102估計左前輪胎18FL的 豎直力Fzl為Fzl = (500kgf) x (400kgf) /(400kgf) = 500kgf。例如，如果計 算得到的右前輪胎18FR的橫向力Fx2為500kgf，計算得到的左後輪胎 18RL的橫向力Fx3為400kgf，並且計算得到的右後輪胎18RR的橫向力 Fx4為500kgf，則外力估計單元102估計左前輪胎18FL的橫向力Fxl為 Fxl = (500kgf) x (400kgf)/(500kgf) = 400kgf。
在執行了步驟S12或步驟S16的處理之後，ECU 100通過使用計算/估 計得到的豎直力Fz及橫向力Fx來確定各個車輪14的輪缸壓力(S13)。 因此，ECU 100起制動力確定單元的作用，其通過使用檢測得到的豎直力 或橫向力以及估計得到的豎直力或橫向力來確定待施加於各個車輪的目標 制動力。
在確定了各個車輪14的輪缸壓力之後，ECU 100向ECB-ECU 200供 應表示所確定的輪缸壓力的信息。ECB-ECU 200使用接收到的信息，並通 過佔空控制(duty control)來對供應至制動裝置的液壓致動器中的增壓閥 或減壓閥的電流進行控制，以控制增壓閥或減壓閥的打開/關閉，以符合所 確定的輪缸壓力(S14)。因此，ECB-ECU 200起制動控制單元的作用， 其控制各個車輪14上的制動力以符合所確定的制動力。因為調節了輪缸 壓力，故調節了通過設置在各個車輪14中的制動裝置施加在車輪14上的 制動力。因此，在利用作用在車輪上的力或加速度執行姿態控制的車輛中，即 使在暫停使用車輪中一個車輪的檢測單元的檢測結果時，也可正確地估計 作用在車輪上的力或加速度，並能夠實現對車輛的穩定姿態控制。
ECU 100可以被設置為使得當暫停使用兩個或更多輪胎18中加速度
傳感器26的檢測結果時，ECU 100暫停利用作用在車輪上的力或加速度 來執行的姿態控制。在此情況下，ECU 100可以被設置為僅根據設置在車 體12中的車體側傳感器(例如諸如簧上G傳感器115之類的加速度傳感 器、橫擺率傳感器或者車輛輪速傳感器)的輸出值來執行姿態控制。
即使在車輛的穩定行駛狀態下，取決於車輛的負載分配或負載狀態， 也會存在作用在左前輪胎18FL上的力與作用在右前輪胎18FR上的力的比 率不同於作用在左後輪胎18RL上的力與作用在右後輪胎18RR上的力的 比率的情況。例如，會存在作用在左前輪胎18FL、左後輪胎18RL以及右 後輪胎18RR上的豎直力為400kgf，而作用在右前輪胎18FR上的力為 420kgf的情況。
為了對於這種情況進行正確的測量，本發明實施例中的車輪狀態估計 裝置被設置為使得預先存儲包含在公式Fzl = Kz x Fz2 x Fz3/Fz4中的係數 Kz以及包含在公式Fxl = Kx x Fx2 x Fx3/Fx4中的係數Kx的值，並且外 力估計單元102利用上述兩個公式以及存儲的值來對與加速度傳感器26 的檢測結果的暫停使用相對應的輪胎18的豎直力Fzl及橫向力Fxl進行 估計。
因為預先存儲了這些係數的值，故能以足夠高水平的精度來對作用在 車輪上的力或加速度進行估計。在車輛10以定速於平坦路面上直線行駛 並且在持續使用全部輪胎18的加速度傳感器26的檢測結果的狀態下，可 利用公式Kz = (Fzl x Fz4)/(Fz2 x Fz3)和Kx = (Fxl x Fx4)/(Fx2 x Fx3)來計
算這些係數。
外力估計單元102可以被設置為以預定時間間隔獲取係數並將獲得的 係數存儲在存儲器104中。當暫停使用檢測單元中一個的檢測結果時，這 樣設置的外力估計單元102可利用預先獲取的係數來對豎直力及橫向力進 行估計。例如，即使在車輛上裝載的負載對象或其裝載位置發生變化時，也能以足夠高的精度水平來對作用在車輪上的力或加速度進行估計。 (第二實施例)
圖8是用於說明由本發明的第二實施例中的車輛控制裝置執行的處理 的流程圖。
本實施例中的車輛控制裝置的構造與第一實施例大致相同，將省略對 其的描述。
當車輛的點火鑰匙被使用者轉為接通並且電力供應至ECU 100時，開 始圖8的流程圖中的處理，並且隨後以預定時間間隔重複該處理。圖8中 步驟S41至S44的處理與圖6中步驟Sll至S14的處理大致相同，將省略 對其的描述。假定在本實施例中用於計算豎直力Fzl至Fz4以及橫向力 Fxl至Fx4的公式與第一實施例中的相同。
當在S41不能從四個輪胎18中的一個輪胎18接收到檢測結果時，則 外力計算單元101確定設置在從其不能接收到檢測結果的輪胎18中的加 速度傳感器26、放大器27以及發送器28中的任一者發生故障，並暫停使 用該加速度傳感器26的檢測結果。
在此情況下，通過使用接收到的加速度傳感器26的加速度信息，外 力計算單元101計算對於其可繼續使用加速度傳感器26的檢測結果的輪 胎18的豎直力Fz2、 Fz3及Fz4。
通過使用接收到的加速度傳感器26的加速度信息，外力計算單元101 計算對於其可繼續使用加速度傳感器26的檢測結果的輪胎18的橫向力 Fx2、 Fx3及Fx4 (S45)。
在設置至四個車輪14的四個懸架中，外力估計單元102對設置至對 於其暫停使甩加速度傳感器26的檢測結果的輪胎18的車輪14的懸架的行 程量Ls進行計算，並利用公式Fzl = Kz x Ls禾nFxl = Kx x Ls來進行計 算，以對作用在對於其暫停使用加速度傳感器26的檢測結果的輪胎18上 的豎直力Fzl及橫向力Fxl進行估計(S46)。
預先在存儲器104中存儲用於執行上述計算的係數Kz及Kx，並且外 力估計單元102通過參考存儲的係數Kz及Kx來對豎直力Fzl及橫向力 Fxl進行估計。用於估計作用在輪胎18上的力(例如豎直力Fzl及橫向力Fxl)的公 式並不限於上述公式，並可以利用行程量Ls根據其他公式來估計上述 力。此外，還可使用豎直力Fzl與橫向力Fxl相對於行程量Ls的對照關 系。
或者，外力估計單元102可根據簧上G傳感器115的檢測結果來代替 行程傳感器114的行程量Ls來對車體12的豎直方向上的加速度Az進行 計算，並可利用公式Fzl-KzxAz以及Fxl-Kxx Az來進行計算，以對 作用在對於其暫停使用加速度傳感器26的檢測結果的輪胎18上的豎直力 Fzl及橫向力Fxl進行估計。預先在存儲器104中存儲用於執行上述計算 的係數Kz及Kx，並且外力估計單元102可通過參考存儲的係數Kz及Kx 來對豎直力Fzl及橫向力Fxl進行計算。
豎直力Fzl及橫向力Fxl可不限於上述公式，並可以利用加速度Az 根據其他公式來計算上述力。此外，還可使用豎直力Fzl與橫向力Fxl相 對於加速度Az的對照關係。
在本實施例中，當未從四個輪胎18中的兩個或更多輪胎18接收到檢 測結果時，外力估計單元102通過使用車體側檢測單元的檢測結果來對作 用在未從其接收到加速度傳感器26的檢測結果的上述輪胎18中的各個輪 胎上的力進行估計。ECU 100可以被設置為暫停利用作用在車輪上的力或 加速度執行的姿態控制。 (第三實施例)
圖9是用於說明由本發明的第三實施例的車輛控制裝置執行的處理的 流程圖。
本實施例中的車輛控制裝置的構造與第一實施例大致相同，將省略對 其的描述。當車輛的點火鑰匙被使用者轉為接通並且電力供應至ECU 100 時，開始圖9的流程圖中的處理，並且隨後以預定時間間隔重複該處理。
因為圖9中步驟S51至S54的處理與圖6中步驟Sll至S14的處理大 致相同，將省略對其的描述。假定在本實施例中用於計算豎直力Fzl至 Fz4以及橫向力Fxl至Fx4的公式與第一實施例中的相同。
將設置至包含如下輪胎18的車輪14的懸架的行程量設定為Lsl:對於該輪胎18暫停使用加速度傳感器26的檢測結果。將設置至包含如下輪
胎18的車輪14的懸架的行程量設定為Ls2:該輪胎18位於對於其暫停使 用加速度傳感器26的檢測結果的輪胎18的前後相同一側且左右相反一 偵IJ。將設置至包含如下輪胎18的車輪14的懸架的行程量設定為Ls3:其 位於對於其暫停使用加速度傳感器26的檢測結果的輪胎18的前後相反一 側且左右相同一側。將設置至包含位於前後相反一側且左右相反一側的輪 胎18的車輪14的懸架的行程量設定為Ls4。
當不能從四個輪胎18中的一個輪胎18接收到檢測結果時，外力估計 單元102根據行程傳感器114的檢測結果來計算懸架行程量Ls，並利用公 式Fzn = Kz x Lsn以及Fxn = Kx x Lsn (n = 1至4)來執行計算，以對作用在 全部輪胎18的著地表面上的豎直力Fz及橫向力Fx進行估計(S55)。
因為在車輪14的行程量Ls與豎直力Fz及橫向力Fx之間存在關聯， 故可以通過將行程量Ls乘以係數來估計豎直力Fz及橫向力Fx。預先在存 儲器104中存儲用於執行上述計算的係數Kz及係數Kx，並且外力估計單 元102通過參考存儲的係數Kz及Kx來對全部輪胎18的豎直力Fz及橫向 力Fx進行估計。對於各個車輪14，可使係數Kz及係數Kx成為不同的 值。
用於估計作用在輪胎18上的力(例如豎直力Fz及橫向力Fx等)的 公式並不限於上述公式，並可以利用行程量Ls根據其他公式來進行上述 計算。可使用全部輪胎18的豎直力Fz與橫向力Fx相對於行程量Ls的對 照關係。
外力估計單元102可根據簧上G傳感器115的檢測結果來代替行程傳 感器114的行程量Ls來對車體12的縱向方向上的加速度Az進行計算， 並可利用公式Fzn = Kz x Azn以及Fxn = Kx x Azn (n= 1至4)來進行計 算。可以對作用在全部輪胎18的各個著地表面上的豎直力Fz及橫向力Fx 進行估計。
與上述實施例類似，預先在存儲器104中存儲係數Kz及Kx。對各個 輪胎18的豎直力Fz及橫向力Fx的計算可不限於上述公式，並可以利用 加速度Az根據其他公式來進行上述計算。可以使用全部輪胎18的豎直力Fz與橫向力FX相對於加速度Az的對照關係。
在本實施例中，當在加速度傳感器26的通信路徑中或其檢測結果出 現問題時，ECU 100有效地利用車體側檢測單元(例如懸架的行程傳感器 以及簧上G傳感器)來對作用在輪胎18或車輪14上的力進行估計。ECU 100通過加速度傳感器26或者車體側檢測單元來檢測作用在各個輪胎18 上的力。例如，如果在該情況下，利用車體側檢測單元的檢測結果來估計 作用在特定輪胎18上的力，並且加速度傳感器26對其他輪胎18上的力進 行檢測，則其使用了不同種類的傳感裝置。因為檢測目標與第一次的不 同，會發生力改變的時間不同或力的大小不同的情況。根據本實施例，可 以控制因使用與其種類不同的傳感裝置而導致的上述檢測結果的差異。
在本實施例中，當未從四個輪胎18中的多個輪胎18接收到檢測結果 時，通過使用車體側檢測單元的檢測結果，外力估計單元102對作用在全 部輪胎18的每個輪胎上的力進行估計。ECU 100可以被設置為暫停利用 作用在車輪上的力或加速度執行的姿態控制。
當暫停使用車輪14中一個車輪的加速度傳感器26的檢測結果時，外 力估計單元102可利用車體側檢測單元的檢測結果對作用在多個車輪14 上的力進行估計。
例如，當外力估計單元102暫停使用車輪14中一個車輪的加速度傳 感器26的檢測結果時，可以利用車體側檢測單元的檢測結果，來對作用 在對於其暫停使用加速度傳感器26的檢測結果的車輪14及其相鄰車輪14 上的力、以及對檢測結果的暫停使用進行估計。
可以平衡如上使用加速度傳感器26的檢測結果的車輪14以及估計作 用力的車輪14。為此，在利用檢測或估計得到的力進行的車輛控制中，能 夠實現精確的穩定控制。 (第四實施例)
圖10是其中設置有根據本發明的第四實施例的車輛控制裝置的車輛 10中的車輪14的局部剖視圖。
本實施例中的車輛控制裝置的構成與上述實施例大致相同，且本實施 例中的車輛控制裝置包括傳感器單元轉向傳感器120代替加速度傳感器26。
傳感器單元120在輪胎18的外表面上安裝至側壁部分182。傳感器單 元120沒有布置在輪胎18部分高度的中間高度位置，而是微小地偏移布 置在輪胎18胎芯一側。
傳感器單元120被設置字符串的字符的模製對象(a mold object of the letter of a block)，其使磁傳感器器件成為一體，該磁傳感器器件具有磁體 以及與該磁體之間的間隔，並經由彈性構件與其面對。可以採用霍耳器件 (Hall device)等作為磁傳感器器件。為了遵循側壁部分182的運動並實 現彈性形變，設置在傳感器單元120中的彈性構件由橡膠等製成。
根據以下方式進行安裝，使得將磁體與磁傳感器器件連接的增益使作 為最大值的Chiio Line以對輪胎徑向方向線成預定角度傾斜，並且傳感器 單元120可檢測側壁部分182的表面扭曲e的剪應變e7。因此，檢測得到 的剪應變e7表示對於作用在輪胎18的著地表面上的橫向力Fx、階力 (order force) Fy以及豎直力Fz中每個的線性相關。
為此，能夠通過檢測剪切扭曲ae7來對橫向力Fx、階力(order force) Fy以及豎直力Fz進行正確的檢測。
多個傳感器單元120在輪胎周向方向上布置至側壁部分182的外表 面。在本實施例中，總共八個傳感器單元120在輪胎周向方向上以22.5度 的間隔布置在著地表面部分182的外表面上。傳感器單元120分別經由放 大器27連接至發送器28，而向加速度傳感器26、放大器27及發送器28 供電的電池29設置在各個車輪14中。在本實施例中，為四個傳感器單元 120 (以及放大器27)分配一個發送器28。
當未從四個輪胎18中的一個輪胎,18接收到檢測結果時，就由外力計 算單元101確定在未進行字符接收的輪胎18中設置的傳感器單元120、放 大器27及發送器28中的任一者中產生故障。
外力計算單元101不僅與上述實施例類似對於持續使用的傳感器單元 120的檢測結果的輪胎18的豎直力Fz2、 Fz3及Fz4以及橫向力Fx2、 Fx3 及Fx4進行計算，並且還利用傳感器單元120接收的檢測結果對用於持續 使用傳感器單元1202的檢測結果的階力Fy，以及Fy3及Fy4進行計算。
28外力估計單元102不僅與上述實施例那樣估計豎直力Fyl及橫向力
Fxl。
通過使用公式Fyl = Fy2 x Fy3/Fy4，對之前和之後在暫停使用傳感器 單元1201的檢測結果的輪胎18上作用的力Fy進行估計。
對於之前和之後在各個車輪14上作用的力Fy的比率，類似於豎直力 Fz及橫向力Fx，左前輪右前輪=左後輪右後輪成立。
為此，即使在暫停使用一個車輪14的傳感器單元120的檢測結果 時，也能夠通過上述公式對作用在對其暫停使用傳感器單元120的檢測結 果的車輪14上作用的之前及之後的力Fy進行估計。
在本實施例中，可以對作用在對其暫停使用傳感器單元120的檢測結 果的輪胎18上的橫向力Fxl、階力Fyl以及豎直力Fzl進行估計。
在本實施例中，與使用車體側檢測單元而未使用傳感器單元120的檢 測結果的第二實施例類似，可以對作用在對其暫停使用傳感器單元120的 檢測結果的輪胎18上的力進行估計。當然，也可以類似於使用車體側檢 測單元的檢測結果的第三實施例來估計作用在多個或全部車輪14上的 力。
就本發明而言，並不限於上述實施例，實施例的各個元件的組合也是 本發明適當的實施例。還可根據本領域技術人員來對本實施例增添各種設 計上的改變，且增添了上述改變的實施例也包含在本發明的範圍內，並可 將其賦於實現。
替代上述實施例的加速度傳感器26或者傳感器單元120，可以在車輪 14或輪胎18中設置檢測加速度的加速度傳感器。與上述實施例類似，車 輛控制裝置可利用作用在車輪14上的加速度而非作用在車輪14上的力來 控制車輛10的位置，例如控制各個車輪14的制動力。
此外，在通過使用作用在車輪14上的加速度來對車輛10的位置進行 控制的車輛控制裝置中，能夠對作用在對於其暫停使用加速度傳感器的檢 測結果的車輪14上的加速度進行估計。
這種加速度傳感器可利用充氣壓力傳感裝置等來形成，並可利用將此 充氣壓力傳感裝置的檢測信號傳遞到車身12的發送器來發送用於車體12
29的加速度傳感器的檢測結果。
當在四個車輪14中暫停使用一個車輪14的加速度傳感器26的檢測結
果時，外力估計單元102使用另一個車輪14的加速度傳感器26的檢測結 果。可以對作用在對其暫停使用加速度傳感器26的檢測結果的車輪14上 的力或加速度進行估計。當車輛以定速行駛時，即使車輛使前輪及後輪旋 轉，靜止狀態，可以想到以相同的比率施加力或加速度。
類似的，當車輛處於直線行進狀態(rectilinear- propagation condition)時，即使道路速度下降或上升，對於右側車輪及左側車輪，靜 止狀態，可以想到以相同的比率施加力或加速度。
為此，能夠利用另一個車輪14的加速度傳感器26的檢測結果來對作 用在對其暫停使用加速度傳感器26的檢測結果的車輪14上的力或加速度 進行估計。
在此情況下，外力估計單元102可以利用與暫停使用檢測結果的車輪 14相鄰的車輪14的加速度傳感器26的檢測結果來對作用在暫停使用檢測 結果的車輪14上的力或加速度進行估計。
當在四個車輪14中暫停使用一個車輪14的加速度傳感器26的檢測結 果時，外力估計單元102使用其他兩個車輪14的加速度傳感器26的檢測 結果。可以對作用在暫停使用加速度傳感器26的檢測結果的車輪14上的 力或加速度進行估計。
相較於使用另一個車輪14的加速度傳感器26的檢測結果的情況，可 以通過以上方式以較高精度對作用在車輪14上的力或加速度進行估計。
外力估計單元102可以被設置為使得不僅可從未接收到加速度傳感器 26的檢測結果開始使用加速度傳感器26的檢測結果，當在預定情況下不 能使用，或者可暫停對車輪14中一個的加速度傳感器26的檢測結果的使 用。
此外，在此情況下，外力估計單元102可利用其他車輪14的加速度 傳感器26的檢測結果來對作用在對其暫停使用加速度傳感器26的檢測結 果的車輪14上的力或加速度進行估計。
例如，儘管可以接收到加速度傳感器26的檢測結果，但可以可以想到，著眼於加速度傳感器26的檢測精度存在應當使用加速度傳感器26的
檢測結果但其未實現的情況，以及應當使用加速度傳感器26的檢測結果 但因為通過加速度傳感器26的檢測結果監控到故障而其未出現的情況。
在此情況下，ECU 100通過使用加速度傳感器26的檢測結果來對任 何一個加速度傳感器26是否發生故障進行判定。
在此情況下，ECU 100用作加速度傳感器26的異常檢測單元。ECU 100通過判斷在車輛10定速行駛或停止期間加速度傳感器26的檢測結果 是否有異常來判定任何一個加速度傳感器26是否發生故障。預先通過實 驗作為檢測結果清楚示出當加速度傳感器26損壞時加速度傳感器26的檢 測結果是否異常，並且判定加速度傳感器26異常的預定檢測結果的值應 當被存儲在存儲器104中。
此外，當車輛10對在定速行駛或停止期間在各個車輪14之間加速度 傳感器26的檢測結果進行比較時，可以判定在任何一個加速度傳感器26 中是否發生故障。加速度傳感器26內部的電路可以被設置為當在發生故 障的情況下加速度傳感器26輸出預定信號時，可暫停對預定信號的輸 出。
ECU 100可通過判斷是否從加速度傳感器26輸入了該信號來對加速 度傳感器26中是否發生故障進行判定。當在任意加速度傳感器26中發生 故障，且不能獲得檢測結果或者獲得的檢測結果的精度不足時，ECU 100 可暫停對加速度傳感器26的檢測結果的使用。
外力估計單元102可根據預定條件來對是否在不考慮在任意加速度傳 感器26中是否發生故障的情況下暫停對加速度傳感器26的檢測結果的使 用進行判定。在此情況下，外力估計單元102用作加速度傳感器26的可 用判斷部分。例如，當在製造了安裝在車輪14中的加速度傳感器26之後 經過的時段超過規定時段時，可以考慮加速度傳感器26的檢測結果的精 度會下降的情況。
當在製造了加速度傳感器26之後經過的時段超過規定時段時，外力 估計單元102可不考慮在任意加速度傳感器26中的故障而暫停對上述加 速度傳感器26的檢測結果的使用。發動機ECU可使用作用在檢測車輪以及估計車輪上的力或加速度來 確定發動機轉矩。在設置有作為節氣門開度控制單元(其控制節氣門以控 制發動機的進氣量並節氣門的開度)的節氣門電動機的車輛中，利用作用 在檢測車輪和估計車輪上的力或加速度，通過控制節氣門電動機的致動， 發動機ECU可控制節氣門的開度並可控制發動機轉矩。
在具有對供應至發動機的燃料量進行控制的噴射控制單元(或者發動
機ECU)的車輛中，利用作用在檢測車輪以及估計車輪上的力或加速度，
通過控制噴射控制單元，可以控制供應至發動機的燃料量，並可控制發動 機轉矩。
由此，通過控制發動機轉矩，可對驅動車輪14的驅動力進行控制。 因此，ECU 100用作驅動力確定單元，以利用檢測得到的力、加速度和估 計的力或加速度來確定驅動車輪的驅動力。
發動機ECU用作驅動控制單元，其控制驅動車輪14的驅動力，由此 可實現所確定的驅動力。
例如，假定機動車輛設置有連接至轉向盤的輸入軸，通過轉向齒輪連 接至轉向軸(設置用於通過在軸向上移動轉向軸對車輛車輪進行轉向)的 輸出軸、以及傳動比改變單元，其相對於輸入軸的轉角來改變輸出軸的轉 角。可以將轉向ECU設置在車輛中以通過使用作用在檢測車輪及估計車 輪上的力或加速度來控制傳動比可變單元，並且可以根據輸入軸的轉角來 改變輸出軸的轉角。
在能夠對四個車輪中的每一個進行獨立轉向的車輛中，設置有對各個 車輪的轉向角進行控制的轉向ECU。力或加速度作用在車輪上，並可利用 作用在檢測車輪及估計車輪上的力或加速度來確定四個飛輪(flower)每 一個的轉向角。
在具有通過使用作用在車輪上的力或加速度來被控制以獨立對四個飛 輪(flower)進行轉向的車輛轉舵控制裝置的車輛中，在不能使用一些車 輪的檢測單元的檢測結果時，也可通過估計此情況來獨立控制四個飛輪 (flower)。
在四個車輪每一個均設置有作用車輪驅動單元的車輪驅動電動機並可獨立驅動各個車輪的車輛中，可利用作用在檢測車輪及估計車輪的每個車 輪上的力或加速度來確定給予各個車輪的驅動轉矩。
ECU 100可控制車輪驅動電動機來以所確定的驅動轉矩驅動各個車
輪。因此，ECU 100起驅動力確定單元的作用，其利用檢測得到的力、加
速度和估計得到的力或者加速度來確定對車輪進行驅動的驅動力。
發動機ECU起驅動控制單元的作用，其控制對車輪14進行驅動的驅 動力，使得可以實現所確定的驅動力。
本發明並不限於上述實施例，不脫離本發明的範圍可以進行各種修改 及改變。
此外，本申請基於並要求於2005年11月29日遞交的日本專利申請號 2005-344722的優先權，通過引用將其全部內容包含在本說明書中。
權利要求
1.一種車輪狀態估計裝置，其對作用在設置於機動車輛中的車輪上的力或加速度進行估計，所述車輪狀態估計裝置包括多個車輪側檢測單元，其分別設置在所述車輛的多個車輪中，每個車輪側檢測單元均對作用在所述車輪中相應一個車輪上的力或加速度進行檢測；以及估計單元，在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一者的對所述車輪中一個車輪的檢測結果時，所述估計單元通過使用來自其他車輪側檢測單元的對其他車輪的檢測結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測結果的所述暫停使用相應的所述一個車輪上的力或加速度進行估計。
2. 如權利要求1所述的車輪狀態估計裝置，其中所述多個車輪側檢測單元分別設置在所述車輛的四個車輪中，並且所 述估計單元構造為，在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一者的 對所述四個車輪中一個車輪的檢測結果時，通過使用來自其他車輪側檢測 單元的對其他車輪的檢測結果，來對作用在所述四個車輪中的與所述檢測 結果的所述暫停使用相應的所述一個車輪上的力或加速度進行估計。
3. 如權利要求2所述的車輪狀態估計裝置，其中在Sl表示作用在所述四個車輪中的與所述檢測結果的所述暫停使用 相應的所述一個車輪上的力或加速度，S2及S3分別表示作用在所述四個 車輪中與所述四個車輪中所述一個車輪相鄰布置的車輪上的力或加速度， 而S4表示作用在所述四個車輪中與所述四個車輪中所述一個車輪對角相 對布置的車輪上的力或加速度時，所述估計單元被構造為通過使用公式 Sl = (S2 x S3)/S4來估計所述力或加速度Sl 。
4. 一種車輛控制裝置，其適於控制機動車輛，所述車輛控制裝置包括多個車輪側檢測單元，其分別設置在所述車輛的多個車輪中，每個車 輪側檢測單元均對作用在所述車輪中相應一個車輪上的力或加速度進行檢測；估計單元，在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一者的對所 述車輪中一個車輪的檢測結果時，所述估計單元通過使用來自其他車輪側 檢測單元的對其他車輪的檢測結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測 結果的所述暫停使用相應的所述一個車輪上的力或加速度進行估計；制動力確定單元，其通過使用所述檢測得到的力或加速度以及所述估 計得到的力或加速度來確定待施加在各個車輪上的目標制動力；以及制動控制單元，其對各個車輪上的制動力進行控制以符合所述確定的 目標制動力。
5. —種車輛控制裝置，其適於控制機動車輛，所述車輛控制裝置包括多個車輪側檢測單元，其分別設置在所述車輛的多個車輪中，每個車 輪側檢測單元均對作用在所述車輪中相應一個車輪上的力或加速度進行檢、、估計單元，在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一者的對所 述車輪中一個車輪的檢測結果時，所述估計單元通過使用來自其他車輪側 檢測單元的對其他車輪的檢測結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測 結果的所述暫停使用相應的所述一個車輪上的力或加速度進行估計；驅動力確定單元，其通過使用所述檢測得到的力或加速度以及所述估 計得到的力或加速度來確定用於驅動各個車輪的目標驅動力；以及驅動控制單元，其對驅動各個車輪的驅動力進行控制以符合所述確定 的目標驅動力。
6. —種車輪狀態估計裝置，其對作用在設置於機動車輛中的車輪上的 力或加速度進行估計，所述車輪狀態估計裝置包括車體側檢測單元，其對作用在所述車輛的車體上的力或加速度進行檢多個車輪側檢測單元，其分別設置在所述車輛的多個車輪中，每個車 輪側檢測單元均對作用在所述車輪中相應一個車輪上的力或加速度進行檢 測；以及估計單元，在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一者的對所述車輪中一個車輪的檢測結果時，所述估計單元通過使用來自所述車體側 檢測單元的對所述車體的檢測結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測 結果的所述暫停使用相應的所述一個車輪上的力或加速度進行估計。
7. 如權利要求6所述的車輪狀態估計裝置，其中所述車體側檢測單元包括為分別布置在所述車輪與所述車體之間的多 個懸架中每一個設置的行程量檢測單元，以檢測所述多個懸架中相應一個 的行程量，並且所述估計單元被設置為在暫停使用來自所述多個車輪側檢 測單元其中一個的對所述車輪中一個車輪的檢測結果時，通過使用來自所 述行程量檢測單元的對所述懸架的檢測結果，對作用在所述車輪中的與所 述檢測結果的暫停使用相應的所述一個車輪上的力或加速度進行估計。
8. —種車輛控制裝置，其適於控制機動車輛，所述車輛控制裝置包括車體側檢測單元，其對作用在所述車輛的車體上的力或加速度進行檢、、多個車輪側檢測單元，其分別設置在所述車輛的多個車輪中，每個車 輪側檢測單元均對作用在所述車輪中相應一個車輪上的力或加速度進行檢估計單元，在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一者的對所 述車輪中一個車輪的檢測結果時，所述估計單元通過使用來自所述車體側 檢測單元的對所述車體的檢測結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測 結果的所述暫停使用相應的所述一個車輪上的力或加速度進行估計；制動力確定單元，其通過使用所述檢測得到的力或加速度以及所述估 計得到的力或加速度來確定待施加在各個車輪上的目標制動力；以及制動控制單元，其對各個車輪上的制動力進行控制以符合所述確定的 目標制動力。
9. 一種車輛控制裝置，其適於控制機動車輛，所述車輛控制裝置包括車體側檢測單元，其對作用在所述車輛的車體上的力或加速度進行檢多個車輪側檢測單元，其分別設置在所述車輛的多個車輪中，每個車 輪側檢測單元均對作用在所述車輪中相應一個車輪上的力或加速度進行檢 測；估計單元，在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一者的對所 述車輪中一個車輪的檢測結果時，所述估計單元通過使用來自所述車體側 檢測單元的對所述車體的檢測結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測結果的所述暫停使用相應的所述一個車輪上的力或加速度進行估計；驅動力確定單元，其通過使用所述檢測得到的力或加速度以及所述估計得到的力或加速度來確定用於驅動各個車輪的目標驅動力；以及驅動控制單元，其對驅動各個車輪的驅動力進行控制以符合所述確定的目標驅動力。
10. —種車輪狀態估計裝置，其對作用在設置於機動車輛中的車輪上 的力或加速度進行估計，所述車輪狀態估計裝置包括車體側檢測單元，其對作用在所述車輛的車體上的力或加速度進行檢、、多個車輪側檢測單元，其分別設置在所述車輛的多個車輪中，每個車 輪側檢測單元均對作用在所述車輪中相應一個車輪上的力或加速度進行檢 測；以及估計單元，在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一些的對所 述車輪中一些車輪的檢測結果時，所述估計單元通過使用來自所述車體側 檢測單元的對所述車體的檢測結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測 結果的所述暫停使用相應的所述一些車輪的各個車輪上的力或加速度進行 估計。
11. 如權利要求IO所述的車輪狀態估計裝置，其中所述車體側檢測單元包括為分別布置在所述車輪與所述車體之間的多 個懸架中每一個設置的行程量檢測單元，以檢測所述多個懸架中相應一個 的行程量，並且所述估計單元被設置為在暫停使用來自所述多個車輪側檢 測單元其中一個的對所述車輪中一個車輪的檢測結果時，通過使用來自所 述行程量檢測單元的對所述懸架的檢測結果，對作用在所述車輪中的與所述檢測結果的暫停使用相形的一些車輪的各個車輪上的力或加速度進行估 計。
12. —種車輛控制裝置，其適於控制機動車輛，所述車輛控制裝置包括車體側檢測單元，其對作用在所述車輛的車體上的力或加速度進行檢多個車輪側檢測單元，其分別設置在所述車輛的多個車輪中，每個車 輪側檢測單元均對作用在所述車輪中相應一個車輪上的力或加速度進行檢估計單元，在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一些的對所 述車輪中一些車輪的檢測結果時，所述估計單元通過使用來自所述車體側 檢測單元的對所述車體的檢測結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測 結果的所述暫停使用相應的一些車輪的各個車輪上的力或加速度進行估 計；制動力確定單元，其通過使用所述檢測得到的力或加速度以及所述估計得到的力或加速度來確定待施加在各個車輪上的目標制動力；以及制動控制單元，其對各個車輪上的制動力進行控制以符合所述確定的 目標制動力。
13. —種車輛控制裝置，其適於控制機動車輛，所述車輛控制裝置包括車體側檢測單元，其對作用在所述車輛的車體上的力或加速度進行檢多個車輪側檢測單元，其分別設置在所述車輛的多個車輪中，每個車 輪側檢測單元均對作用在所述車輪中相應一個車輪上的力或加速度進行檢估計單元，在暫停使用來自所述多個車輪側檢測單元其中一些的對所 述車輪中一些車輪的檢測結果時，所述估計單元通過使用來自所述車體側檢測單元的對所述車體的檢測結果，來對作用在所述車輪中的與所述檢測 結果的所述暫停使用相應的一些車輪的各個車輪上的力或加速度進行估計；驅動力確定單元，其通過使用所述檢測得到的力或加速度以及所述估 計得到的力或加速度來確定用於驅動各個車輪的目標驅動力；以及驅動控制單元，其對驅動各個車輪的驅動力進行控制以符合所述確定 的目標驅動力。
全文摘要
在對作用在設置於機動車輛中的車輪上的力或加速度進行估計的車輪狀態估計裝置中，多個車輪側檢測單元分別設置在車輛的多個車輪中，每個車輪側檢測單元均對作用在車輪中相應一個車輪上的力或加速度進行檢測。在暫停使用來自多個車輪側檢測單元其中一者的對車輪中一個車輪的檢測結果時，估計單元通過使用來自其他車輪側檢測單元的對其他車輪的檢測結果，來對作用在車輪中的與檢測結果的暫停使用相應的一個車輪上的力或加速度進行估計。
文檔編號B60C23/06GK101316747SQ20068004468
公開日2008年12月3日 申請日期2006年11月22日 優先權日2005年11月29日
發明者杉本英樹 申請人:豐田自動車株式會社