专利名称：用于估计轮胎状态的装置和用于判定轮胎的异常状态的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于估计(评估、推定)车辆的装有轮胎的车轮的轮胎状态的装置和一种用于判定轮胎是否为异常的装置。
背景技术：
用于估计轮胎状态的各种技术已经为人们所公知，其中轮胎状态是根据代表车轮速度的车轮速度信号来估计的，其中车轮速度代表装有轮胎的车轮的角速度。根据一种传统的方法，在假设轮胎压力(轮胎中的气压)、轮胎动负荷半径以及车轮速度之间建立了一种固定关系的前提下，根据车轮速度信号将一种轮胎压力的状态量估计为轮胎状态。在日本专利延迟公开No.6-286486中公开了一种用于估计轮胎压力状态量的上述方法的一个示例。
根据传统方法的另一个示例，在假定轮胎压力、轮胎的振动特性以及车轮速度信号的振动特性之间建立了固定关系的前提下，将轮胎压力状态量根据车轮速度信号估计为轮胎状态。上述方法被公开在另一个日本专利延迟公开No.7-089304中。
如上所述，轮胎状态(目标参数)和车轮速度信号(基本参数)之间并不直接相互关联，当根据车轮速度来估计轮胎状态时，即间接检测轮胎状态时，其间存在另一个参数。
因此，与直接检测轮胎状态的状态相比，当间接检测轮胎状态时，对轮胎状态检测的效果会受到包括车辆行驶状态或车轮负荷状态的各种车辆状态的影响。车辆的状态会容易地起到对轮胎状态估计的干扰作用。
因此，公开了的用于估计轮胎状态的方法仍然允许进行一定程度的改进，以便当需要对轮胎的状态进行足够高精度的间接检测时可以有效地消除干扰。
另外，一种用于检测代表轮胎内部气压的轮胎压力以及当检测到的轮胎压力低于基准(参考)轮胎值时用于判定轮胎为异常的技术已经众所周知。
基准轮胎值被设定为一个与从外界施加在轮胎上的负荷值无关的常量。通常，基准轮胎值被设定为一个与轮胎压力无关的值。
然而，轮胎负荷是一个随着车辆行驶期间车轮的速度和从表面施加到轮胎上的负荷的变大而增大的轮胎参数。
因此，在轮胎异常性的判定是通过将检测到的轮胎压力与独立于轮胎负荷的基准轮胎值进行比较而实现的状态下，存在这样一种可能，即轮胎在相对于轮胎负荷极限还有一定空间的小轮胎负荷区被判定为异常。另一方面，有可能在相对于轮胎负荷极限没有多少空间的大轮胎负荷区轮胎被判定为正常。因此，必须改进轮胎异常性判定结果的可靠性。
文献EP466535A1示出一种用于检测机动车辆轮胎的低压的方法。首先，四轮车辆的四个车轮的车轮速度由一车轮速度传感器6检测，并在8处拾取模拟输入作为侧向(横向)加速度等。在11处，计算当前物理值，并且，在12处确认拾取数据后，计算拾取数据和原始基准(指标)的平均值CR1＝k1[x1(Ω12-Ω22)-(Ω32-Ω42)]/Ωref2CR2＝k2[cosα1(Ω1+Ω2)-cosα2(Ω3+Ω4)]/Ωref其中Ω1至Ω4是车轮的当前角速度，k1、k2是增益系数，cosα1、cosα2是与车辆的每一轴的横摆角有关的系数，Ωref是一基准值。为了考虑车辆动力学如侧向加速度等，以一定的修正加数扩展了原始基准。代表车辆动力学的该新的加数/系数设置(图3中的框14)为实验地调整或适应地估计(图3中的框17)。结果，实施用于估计轮胎中的压力的算法。
另外的文献EP578826A1示出一种通过对车辆的簧下质量的振动频率图形的频率分析而间接地检测轮胎压力的装置。
发明内容
根据以上所描述的知识，本发明的一个目的是改善检测精度以根据代表装有轮胎的车轮角速度的车轮速度信号来间接检测轮胎状态。根据本发明，可以实现以下各方面。另外，一个目的就是改善轮胎异常性判定结果的可靠性。
根据本发明的第一方面的轮胎状态估计装置，具备有一个用于检测代表装有轮胎的车轮角速度的车轮速度并输出对应于车轮速度的车轮速度信号的车轮速度传感器，一个用于检测车辆状态量并输出对应于车辆状态量的车辆状态量信号的车辆状态量检测装置，和一个用于根据从车轮速度传感器输出的车轮速度信号来估计轮胎状态的估计单元，其中，估计单元根据从车辆状态量检测装置输出的车辆状态量信号，执行用于对利用车轮速度信号所做的轮胎状态的估计进行正常化的正常化处理。
根据第一方面，利用车轮速度信号所做的轮胎状态的估计被根据从车辆状态量检测装置输出的车辆状态量信号进行正常化。因此，不管车辆状态如何，都可以容易地对轮胎状态进行高精度的估计。此后，“轮胎状态”可以代表比如轮胎压力状态量(轮胎气压)或者轮胎变形状态(例如，轮胎产生的快速变形，或者物理上难于修复或不可能修复的变形)。另外，“车辆状态量”可以代表例如车辆负荷的侧向移动量、其纵向移动量、以(作为)垂直负荷作用于每个装有轮胎的车轮上的车轮负荷、每个装有轮胎的车轮的驱动转矩、或者其驱动力中的至少一种。
根据第一方面，估计单元可以估计作为轮胎状态的轮胎压力(轮胎气压)的状态量。根据这方面，利用车轮速度信号对轮胎压力状态量进行的估计，可以被根据从车辆状态量检测装置输出的车辆状态量信号进行正常化。因此，不管车辆状态如何，都可以容易地对轮胎压力状态量进行足够高精度的估计。此后，“轮胎压力状态量”可以表示轮胎压力的绝对压力水平或者其相对压力水平。根据前一种理解，轮胎压力的绝对压力水平可以由序列值或多个离散值表示。另一方面，根据后一种理解，轮胎压力的相对压力水平可以由轮胎压力与一个预定的基准值的差值表示，或者由与轮胎压力是否高于基准值有关的特征表示，或者由与轮胎压力是否偏离基准值或者一个允许的范围有关的特征表示。
根据第一方面，估计单元可以按照至少一种轮胎压力和关于同一装有轮胎的车轮的车轮速度之间的关系，基于车轮速度信号估计轮胎压力状态量。当轮胎压力变化时，轮胎动负荷半径和车轮速度也变化。因此，根据此方面的装置，轮胎压力状态量可以基于车轮速度信号，根据至少有关同一装有轮胎的车轮的轮胎压力和车轮速度之间的关系来估计。
另外，根据第一方面，车辆装有多个装有轮胎的车轮，分别为这些装有轮胎的车轮安装了多个车轮速度传感器。估计单元可以包括一个轮胎压力状态量估计装置，后者用于根据基本上同时从各个车轮速度传感器输出的多个车轮速度信号之间的相互关系，估计每个装有轮胎的车轮的轮胎压力状态量。当多个装有轮胎的车轮中的任何一个的轮胎压力发生变化时，就与另一个装有轮胎的车轮之间产生了一个与轮胎动负荷半径和车轮速度有关的轮胎压力差。因此，根据本实施例的装置，每个装有轮胎的车轮的轮胎压力状态量，可以根据分别从为各个装有轮胎的车轮所配置的车轮速度传感器上基本上同时输出的多个车轮速度信号之间的相互关系来估计。根据该装置，可以只利用车轮速度传感器作为主传感器来估计轮胎压力状态量。因此，用于这种估计的硬件结构可以容易地得到简化。
另外，根据第一方面，估计单元包括一个轮胎压力状态量估计装置，后者用于根据由车辆状态量检测装置所检测到的检测值和关于同类型的车辆状态量的基于基本上同时从车轮速度传感器输出的车轮速度信号估计得到的估计值之间的关系，估计装有轮胎的车轮的轮胎压力状态量。车辆状态和装有轮胎的车轮的状态之间相互关联，由此使得可以通过检测装有轮胎的车轮的状态来估计当时的车辆状态。因此，根据本发明的装置，装有轮胎的车轮的轮胎压力状态量可以根据由车辆状态量检测装置检测到的检测值和关于同类型的车辆状态量的基于基本上同时从车轮速度传感器输出的车轮速度信号估计得到的估计值之间的关系来估计。
另外，轮胎压力状态量估计装置可以包括一个轮胎压力异常性判定装置，后者用于当检测到的检测值与关于同类型的车辆状态量的估计值相互之间不对应(不一致)时来判定装有轮胎的车轮的轮胎压力为异常。
另外，多个装有轮胎的车轮包括分别安装在车辆的右侧和左侧的右侧装有轮胎的车轮和左侧装有轮胎的车轮，车辆状态量检测装置包括一个用于检测车辆负荷的侧向移动量的侧向负荷移动量传感器，轮胎压力状态量估计装置可以包括一个轮胎压力异常性判定装置，后者用于根据基本上同时从车轮速度传感器输出的关于右侧和左侧的装有轮胎的车轮的两个车轮速度信号来估计车辆负荷的侧向移动量，并用于当估计值与由侧向负荷移动量传感器检测到的检测值相差一个设定值或大于此设定值时，判定右侧和左侧装有轮胎的车轮中的任何一个的轮胎压力为异常。
根据以上描述的方面，例如，右侧和左侧的装有轮胎的车轮的轮胎动负荷半径之间的差值取决于车辆负荷的侧向移动量。车辆负荷的侧向移动量是根据关于右侧和左侧的装有轮胎的车轮的两个车轮速度信号来估计的，并且将估计值与由侧向负荷移动量传感器所检测到的检测值进行比较。
另外，根据本方面，多个装有轮胎的车轮包括分别安装在车辆前侧和后侧的前侧和后侧装有轮胎的车轮，车辆状态量检测装置包括一个用于检测车辆负荷的纵向移动量的纵向负荷移动量传感器，轮胎压力状态量估计装置包括一个轮胎压力异常性判定装置，后者用于根据基本上同时从车轮速度传感器输出的关于前侧装有轮胎的车轮和后侧装有轮胎的车轮的两个车轮速度信号来估计车辆负荷的纵向移动量，并用于当估计值与由纵向负荷移动量传感器所检测到的检测值相差为一个设定值或大于该设定值时来判定前侧和后侧装有轮胎的车轮中的任一个的轮胎压力为异常。
根据以上所描述的方面，例如，前侧和后侧装有轮胎的车轮的轮胎动负荷半径之间的差值取决于车辆负荷的纵向移动量。车辆负荷的纵向移动量是根据关于前侧和后侧装有轮胎的车轮的两个车辆速度信号来估计的，并将估计值与由纵向负荷移动量传感器所检测到的检测值进行比较。
车辆状态量检测装置包括一个用于检测车辆的驱动力或与之相关的物理量的车辆驱动力相关传感器，轮胎压力状态量估计装置可以包括一个轮胎压力异常性判定装置，后者用于根据从车轮速度传感器输出的车轮速度信号和代表车辆行驶速度的车辆速度来对车辆驱动力进行估计，并用于当估计值与由车辆驱动力相关传感器所检测到的检测值之间相差为一个设定值或大于设定值时来判定装有轮胎的车轮的轮胎压力为异常。
假设轮胎压力正常，就可以假定轮胎动负荷半径。另外，假设装有轮胎的车轮相对于路面的滑动值是一个标准值，在轮胎压力处于正常状态下的车轮驱动力可以根据车轮速度和车辆速度来估计。另外，可以根据该估计值来估计的车辆的驱动力。当估计的车辆驱动力不同于实际的车辆驱动力时，轮胎压力可以被判定为异常。
根据以上描述的知识，依照本实施例的装置，可以根据车轮速度信号和车辆速度来估计车辆的驱动力。当估计值与由车辆驱动力相关传感器所检测到的检测值之间相差为一个设定值或大于此设定值时，轮胎压力可以被判定为异常。
另外，估计单元可以包括一个轮胎压力状态量估计装置，后者用于按照至少一种存在于轮胎压力、以(作为)垂直负荷作用在装有轮胎的车轮上的车轮负荷以及车轮速度之间的关系，根据车轮负荷和车轮速度信号，来估计装有轮胎的车轮的轮胎压力状态量。可以在关于同一装有轮胎的车轮的轮胎压力、以垂直负荷作用在装有轮胎的车轮上的车轮负荷、轮胎动负荷半径、以及车轮速度之间建立一种关系。例如，当车轮负荷相同时，轮胎动负荷半径和车轮速度随着(响应于)轮胎压力的变化而变化。另外，当轮胎压力相同时，轮胎动负荷半径和车轮速度随着车轮负荷的变化而变化。因此，根据本实施例的装置，装有轮胎的车轮的轮胎压力状态量可以根据车轮负荷和车轮速度信号，至少按照存在于关于同一装有轮胎的车轮的轮胎压力、车轮负荷和车轮速度之间的关系来估计。
另外，车轮状态量检测装置包括一个用于检测作为车辆状态量的以垂直负荷作用在装有轮胎的车轮上的车轮负荷或者与之相关的物理量的车轮负荷相关传感器，估计单元可以包括一个轮胎压力状态量估计装置，后者用于根据从车轮负荷相关传感器输出的车轮负荷相关信号和基本同时从车轮速度传感器输出的关于同一装有轮胎的车轮的车轮速度信号之间的关系，来估计装有轮胎的车轮的轮胎压力状态量。从车轮负荷相关传感器输出的车轮负荷相关信号和从车辆速度传感器输出的车辆速度信号之间的关系根据轮胎的压力而变化。因此，根据本实施例的装置，装有轮胎的车轮的轮胎压力状态量可以根据关于同一装有轮胎的车轮的车轮负荷相关信号和车轮速度信号之间的关系来估计。
根据本方面，“与车轮负荷相关的物理量”可以是例如可以被转化为车轮负荷的从车辆簧上部分作用在车轴上的簧上负荷。簧上负荷可以通过一传感器来直接检测，也可以根据用于把车轮轴悬挂在车身上的悬架的垂直力或其垂直行程来间接地检测，或者根据代表与装有轮胎的车轮相邻的车身到路面的高度的车辆高度来间接地检测。因此，与车轮负荷相关的物理量可以包括悬架的垂直力和垂直行程以及车辆高度。
另外，根据本方面，轮胎压力状态量估计装置可包括一个轮胎压力异常性判定装置，后者用于在对于同一装有轮胎的车轮的车轮负荷相关信号和车轮速度的信号之间的关系不符合(不对应于)装有轮胎的车轮的轮胎压力被假定为正常的状态下的关系时，判定装有轮胎的车轮的轮胎压力为异常。
另外，根据本方面，车辆的驱动是通过把作为驱动力的驱动力源的转动力经可变速的驱动力传递装置传递给装有轮胎的车轮来实现的。车辆状态量检测装置还可包括用于检测代表车辆行驶速度的车辆速度的车辆速度传感器。车辆驱动力相关传感器可以包括一个用于检测驱动力源的转数的转速传感器和一个用于检测驱动力传递装置的速比的速比传感器。轮胎压力状态量估计装置可以包括一个轮胎压力异常性判定装置，后者用于根据由车轮速度传感器所检测到的车轮速度、由转速传感器所检测到的驱动力源的转数、由速比传感器所检测到的速比、以及一个预先设定为装有轮胎的车轮相对于路面的滑动值的设定滑动值，计算将要由车轮速度传感器来检测的作为在轮胎压力为正常的状态下的基准车轮速度的车轮速度，并用于在由车轮速度传感器所检测到的实际车轮速度与计算出的基准车轮速度相差一个设定值或者大于该设定值时判定轮胎压力为异常。
当车辆是通过把作为驱动力的驱动源的转动力经可变速的驱动力传递装置传递给装有轮胎的车轮而被驱动时，只要确定了车辆速度、驱动力源转数、速比、装有轮胎的车轮相对于路面的滑动值，就可以确定将要由车轮速度传感器检测的车轮速度。当由车轮速度传感器所检测到的实际车轮速度与要由车轮速度传感器所检测的车轮速度不对应(不一致)时，轮胎压力可能异常。
因此，根据此方面，在轮胎压力正常的状态下将要由车轮速度传感器检测的车轮速度，被根据车辆速度、驱动力源转数、速比、设定的滑动值计算作为基准车轮速度。当由车轮速度传感器所检测的实际车轮速度与计算出的基准车轮速度相差达到设定值或者超过设定值时，轮胎压力被判定为异常。
根据该方面，“驱动力传递装置”可以被构造成包括变速器和差动齿轮单元(差速器单元)。当可以只通过变速器来进行变速时，根据此方面的“速比”代表变速器的变速比(速比)。另一方面，当“驱动力传递装置”被构造成包括变速器和差动齿轮单元且当变速不仅可以通过变速器而且也可以通过差动齿轮单元进行时，根据此方面的“速比”代表变速器的变速比(速比)和差动齿轮单元的变速比(速比)。
根据此方面，估计单元可以按照至少一种存在于轮胎压力和关于同一装有轮胎的车轮的车轮速度的振动特性之间的关系，根据车轮速度信号估计装有轮胎的车轮的轮胎压力状态量。当轮胎在路面上运动时，轮胎上至少存在一种弹性部件，结果使得轮胎产生振动。轮胎弹性部件的特性因轮胎压力而变化。当轮胎振动时，车轮速度发生振动。轮胎振动反映在车轮速度信号上作为其振动。如以上所描述，在轮胎压力和车轮速度之间确立了一种关系。因此，根据本实施例的装置，装有轮胎的车轮的轮胎压力状态量可以至少按照轮胎压力和关于同一装有轮胎的车轮的车轮速度的振动特性之间的关系，根据车轮速度信号进行估计。
另外，根据本方面，车辆安装了多个装有轮胎的车轮，分别为这些装有轮胎的车轮安装了多个车轮速度传感器，估计单元可以包括轮胎压力状态量估计装置，后者用于根据从每个车轮速度传感器输出的每个车轮速度信号与别的装有轮胎的车轮无关地来估计每个装有轮胎的车轮的轮胎压力状态量。根据以上描述的方面，对每个装有轮胎的车轮的轮胎压力状态量的估计可以与别的装有轮胎的车轮无关。因此，即使当多个装有轮胎的车轮的轮胎压力在同一时间以相同的方式变化时，也可以对每个装有轮胎的车轮的轮胎压力变化进行检测。
另外，根据此方面，轮胎压力状态量估计装置包括一个根据每个装有轮胎的车轮的轮胎模型配置的干扰观测器，其中轮辋一侧的部分与带束层一侧的部分至少通过一个扭簧被相互连接到一起以便可以作相对转动，其构造成按照一种基于轮胎模型的表示每个装有轮胎的车轮的转动操作的动态系统，并确定因每个装有轮胎的车轮的轮胎压力变化而造成的作为一种干扰作用于动态系统中的每个装有轮胎的车轮的扭簧弹簧常数的变化量，并利用从每个车轮速度传感器输出的车轮速度信号来估计作为反映动态系统状态的一个变量的干扰量，以便估计每个装有轮胎的车轮的轮胎压力，所述车轮速度信号是作为一个代表每个装有轮胎的车轮的轮辋一侧部分的车轮速度的信号。
根据此方面，在装有轮胎的车轮的轮胎压力不能被精确地反映在车轮速度信号上的反映精度降低的条件下，估计单元执行正常化处理。根据以上描述的方面，轮胎压力状态量可以按一种正常的方式来估计，也就是，即使在装有轮胎的车轮的轮胎压力不能被精确地反映在车轮速度信号中的反映精度降低的条件下，也可以通过实施标准化处理来达到足够高的精度。此后，反映精度降低的状态可以包括一种实际轮胎动负荷半径不能被精确地反映在车辆速度信号上的状态。根据以上描述的方面，可以利用车轮速度信号以一种正常的方式来估计轮胎压力状态量，也就是，即使在装有轮胎的车轮的实际动态负荷半径不能被精确地反映在车轮速度信号上的反映精度降低的状态下，也可以以足够高的精度来作出估计。此后，“实际轮胎动负荷半径”代表的不是一种表观轮胎动负荷半径，即一种受到因车轮负荷移动所产生的车轮负荷变化影响的轮胎动负荷半径(从车辆速度减去车轮速度所得到的一个值)，而是一种不受其影响的轮胎动负荷半径。
另外，反映精度降低的状态可能包括以垂直负荷作用在装有轮胎的车轮上的车轮负荷的实际值与其正常值之间偏离了一个设定值或大于此设定值的实际车轮负荷偏离状态。估计单元可以包括一个用于在实际车轮负荷偏离状态下进行正常化处理的正常化处理装置。在车轮负荷的实际值与其正常值偏离达到设定值或大于设定值的实际车辆轮胎负荷偏离状态下，实际轮胎动负荷半径偏离表观轮胎动负荷半径。因此，当利用轮胎压力和轮胎动负荷半径之间的关系来估计轮胎压力状态量时，在实际车轮负荷偏离状态下，就难于以足够高的精度来估计轮胎压力状态量。因此，根据此方面的装置，可以以一种正常的方式利用车轮速度信号来估计轮胎压力状态量，也即，即使在实际车轮负荷偏离状态下，通过执行正常化处理也可以足够高的精度来估计。
另外，车轮状态量检测装置可以包括一个用于检测作为车辆状态量的车辆侧向加速度或与之相关的物理量的侧向加速度相关传感器。正常化处理装置可以包括一个用于根据从侧向加速度相关传感器输出的车辆状态量信号来判定实际车轮负荷偏离状态的实际车轮负荷偏离状态判定装置。可以通过例如车辆负荷的侧向移动来产生实际车轮负荷偏离状态，而车辆负荷的侧向移动取决于例如车辆的侧向加速度。因此，根据此方面的装置，可以根据车辆的侧向加速度或者与之相关的物理量来判定实际车轮负荷偏离状态。此后，“与侧向加速度相关的物理量”可以包括，例如驾驶员操纵方向盘的转向角、车辆横摆率等。
另外，车辆状态量检测装置可以包括一个用于检测车辆的纵向加速度或与其相关的物理量的纵向加速度相关传感器，正常化处理装置可以包括一个用于根据从纵向加速度相关传感器输出的车辆状态量信号来判定实际车轮负荷偏离状态的实际车轮负荷偏离状态判定装置。可以通过例如车辆负荷的纵向移动来产生实际车轮负荷偏离状态，所述车辆负荷的纵向移动取决于例如车辆的纵向加速度。因此，根据本实施例的装置，可以根据车辆的纵向加速度或者与之相关的物理量来判定实际车轮负荷偏离状态。此后，“与纵向加速度相关的物理量”可以包括，例如车辆驱动力、车辆驱动力源的输出力、由驾驶员所实施的对加速操作部件(例如，加速器踏板)的操作量、装有轮胎的车轮的驱动力、或者其驱动转矩。
另外，根据此方面，反映精度降低的状态可以包括一种装有轮胎的车轮相对于路面的滑动值等于或者大于一设定值的大滑动值的状态。估计单元可以包括一个用于在大滑动值的状态下实施正常化处理的正常化处理装置。在轮胎压力状态量是通过假设表观轮胎动负荷半径来进行估计的情况下，当装有轮胎的车轮相对于路面的滑动值偏离一正常范围时，装有轮胎的车轮的圆周速度和车轮之间的关系与其所预定的关系不对应。在此情况下，表观轮胎动负荷半径可能不会被精确地反映在车轮速度也就是车轮速度信号上。因此，根据本实施例的装置，进行正常化处理以在装有轮胎的车轮相对于路面的滑动值等于或大于设定值的大滑动值的状态下根据车轮速度信号来估计轮胎压力状态量。此后，“滑动值”可以表示例如滑动比(滑移率)或者滑动量。
另外，车辆状态量检测装置可以包括用于检测车辆的纵向加速度或者与之相关的物理量的纵向加速度相关传感器。正常化处理装置可以包括一个用于根据从纵向加速度相关传感器输出的车辆状态信号来判定大滑动值状态量的大滑动值状态判定装置。大的车辆纵向加速度表示装有轮胎的车轮的驱动力即作用在装有轮胎的车轮与路面之间的纵向力大。另一方面，大的装有轮胎的车轮驱动力通常代表装有轮胎的车轮和路面之间的摩擦系数大。当摩擦系数处于其线性区中时，摩擦系数随着装有轮胎的车轮相对于路面的滑动值的增大而增大。因此，可以根据车辆纵向加速度来推定装有轮胎的车轮的滑动值。因此，根据本方面的装置，大的滑动值状态可以根据车辆纵向加速度或者与之相关的物理量来判定。
根据本方面，车辆状态量检测装置可以包括一个用于检测作为车辆状态量的装有轮胎的车轮的驱动力或与之相关的物理量的驱动力相关传感器。正常化处理装置可以包括一个用于根据从驱动力相关传感器输出的车辆状态量信号来判定大滑动值状态的大滑动值状态判定装置。根据以上描述的方面，根据装有轮胎的车轮的驱动力或者与之相关的物理量来判定大滑动值状态。
另外，根据本方面，车辆状态检测装置可以包括一个用于检测作为车辆状态量的代表车辆行驶速度的车辆速度或者与之相关的物理量的车辆速度相关传感器。正常化处理装置可以包括一个大滑动值状态判定装置，后者用于根据从车辆速度相关传感器输出的车辆状态量信号和基本同时从车轮速度传感器输出的车轮速度信号来判定大滑动值状态。
例如，当轮胎动负荷半径被假设为标准值时，装有轮胎的车轮的滑动值可以根据车辆速度和车轮速度来检测。因此，根据本实施例的装置，大滑动值状态是根据从车辆速度相关传感器输出的车辆状态量信号和基本同时从车轮速度传感器输出的车轮速度信号来判定的。
另外，根据本方面，估计单元可以包括一个无效化装置，后者用于通过使从车轮速度传感器输出的车轮速度信号基本上无效来实施正常化处理，以便在反映精度降低的状态下来估计轮胎压力状态量。根据以上描述的方面，为了在反映精度降低的状态下估计轮胎压力状态量，车轮速度信号基本上被无效(废弃)。因此，通过利用在其上轮胎压力不能得到精确反映的车轮速度信号，可以容易地防止对估计轮胎压力状态量的估计精度的降低。
另外，根据本方面，估计单元可以包括一个修正(校正)装置，后者用于根据从车辆状态量检测装置输出的车辆状态量信号，通过修正从车轮速度传感器输出的车轮速度信号和基于车轮速度信号的一计算值中的至少任何一个来进行正常化处理，以便使在反映精度降低的状态下的轮胎压力状态量的估计正常化。
根据以上描述的方面，在反映精度降低的状态下，要对车轮速度信号和基于车轮速度信号的计算值中的至少任何一个进行修正，以便对基于车辆状态量信号的轮胎压力状态量的估计进行正常化。因此，根据以上描述的方面，即使在反映精度降低的状态下，对利用车轮速度信号所做的轮胎压力状态量的估计进行正常化，也可以高精度地获得轮胎压力状态量。
另外，根据本方面，修正装置可以包括用于根据代表车辆行驶速度的车辆速度或者与之相关的物理量、以垂直负荷作用在装有轮胎的车轮上的车轮负荷或者与之相关的物理量、以及装有轮胎的车轮相对于路面的滑动值或与之相关的物理量中的至少任何一个，修正从车轮速度传感器输出的车轮速度信号和基于车轮速度信号的计算值中的至少任何一个的装置。装有轮胎的车轮的圆周速度、车轮负荷、和装有轮胎的车轮相对于路面的滑动值，代表了与轮胎的表观轮胎动负荷半径(可以方便地计算出的轮胎动负荷半径)偏离其实际的轮胎动负荷半径(不容易计算出的轮胎动负荷半径)有关的因子(因素)。装有轮胎的车轮的圆周速度可以由车辆速度或者车轮速度来代替。
因此，根据本实施例的装置，从车轮速度传感器输出的车轮速度信号和基于车轮速度信号的计算值中的至少任何一个，是根据车辆速度或与之相关的物理量、车轮负荷或与之相关的物理量、以及与此相关的物理量的装有轮胎的车轮滑动值中的至少任何一个。因此，可以以足够高的精度来估计轮胎压力状态量，而不论车辆的状态如何。此后，“与车辆速度相关的物理量”可以包括例如装有轮胎的车轮的圆周速度。装有轮胎的车轮的圆周速度可以通过把基于车轮速度信号的车轮速度和标准的轮胎动负荷半径相乘来获得。与“滑动值”相关的物理量可以包括例如装有轮胎的车轮的驱动力、装有轮胎的车轮的驱动转矩、装有轮胎的车轮的制动力、或装有轮胎的车轮的制动转矩。
根据本方面，车辆状态量检测装置对代表车辆行驶速度的车辆速度或与之相关的物理量、以垂直负荷作用在装有轮胎的车轮上的车轮负荷或与之相关的物理量、装有轮胎的车轮相对于路面的滑动值或与之相关的物理量中的至少任何一个作为车辆状态量进行检测。修正装置可以包括用于根据至少任何一个由车辆状态量检测装置检测到的车辆状态量，对从车轮速度传感器输出的车轮速度信号和基于车轮速度信号的计算值中的至少任何一个进行修正的装置。
另外，根据本方面，估计单元可以包括(a)一种用于根据在每个车辆行驶时间中以垂直负荷作用在装有轮胎的车轮上的车轮负荷，通过对从车轮速度传感器输出的车轮速度信号和基于车轮速度信号的计算值中的至少任何一个进行修正，来实行正常化处理的修正装置；和(b)一种用于在每个车辆行驶时间中，通过根据在一个基准时间的车轮负荷对同一车辆行驶周期中所进行的修正的条件(状态)进行初始化，来实行正常化处理的初始化装置。
轮胎动负荷半径随着车轮负荷的变化而变化，由此使得轮胎压力和车轮速度之间的关系随着车轮负荷而变化。因此，正常化处理是通过对从车轮速度传感器输出的车轮速度信号和基于车轮速度信号的计算值中的至少进行修正来实现的，所述修正是根据在每个车辆行驶时间中的车轮负荷来进行的，此时的轮胎压力状态量是根据轮胎压力和轮胎动负荷半径之间的关系来估计的。在每个车辆行驶时间内，并非必须要指定车轮负荷的绝对值。在某种情况下，只需要一个与在基准时间的车轮负荷的差值，即车轮负荷的相对值。例如，当在基准时间的轮胎压力与轮胎状态量估计装置无关地被得知，或者当在基准时间的轮胎压力可以被高精度地假设时，就是这种情况。例如，在每个车辆的行驶时间开始时，轮胎压力可以被假设为正常，即处于标准压力值。
因此，当从车轮速度传感器输出的车轮速度信号和基于车轮速度信号的计算值中的任何一个被修正时，正常化处理可以根据在相同车辆行驶时间中的基准时间的车轮负荷，通过对车辆行驶时间所执行的修正的条件进行初始化来进行。
因此，根据本实施例的装置，正常化处理可以根据每个车辆行驶时间中的车轮负荷，通过对从车轮速度传感器输出的车轮速度信号和基于车轮速度信号的计算值中的任何一个进行修正来进行。另外，正常化处理可以根据与每个车辆行驶时间的开始时相一致的车轮负荷，通过对在相同车辆行驶时间所进行的修正的条件进行初始化来进行。
根据本方面，车辆状态量检测装置可以包括用于检测车轮负荷或与之相关的物理量的车轮负荷相关传感器。初始化装置可以包括一个设定装置，后者用于根据从车轮负荷相关传感器输出的车辆状态量信号，把每个车辆行驶时间开始时的实际车轮负荷设定为基准车轮负荷。
修正装置可以包括用于根据从车轮负荷相关传感器输出的车轮状态量信号并根据在相同车辆行驶期间顺序获得的实际车轮负荷相对于设定的基准车轮负荷之间的偏离量，对从车轮速度传感器输出的车轮速度信号或者基于车轮速度信号的计算值中的至少任何一个进行修正的装置。
根据第二方面的轮胎状态估计装置，具备有一个用于检测可用于判定轮胎是否异常的轮胎异常性相关量的轮胎异常性相关量传感器，和一个用于通过把一基准值与轮胎异常性相关量的检测值或者一个代表基于轮胎异常性相关量检测值的计算值的比较值进行比较来判定轮胎是否为异常的轮胎异常性判定单元，其中轮胎异常判定单元根据轮胎负荷来进行比较。轮胎异常性判定单元是根据轮胎负荷来执行上述比较的。
根据以上描述的方面，轮胎异常性的判定可以是在考虑了轮胎负荷变化的情况下进行的。在此情况下，可以通过把轮胎被判定为异常的倾向限定在相对于轮胎负荷极限有一定的空间的小轮胎负荷区之下来进行轮胎异常性判定。另一方面，可以通过把轮胎被判定为正常的倾向限定在相对于轮胎负荷极限没有多少空间的大轮胎负荷区之下来进行轮胎异常性判定。因此，根据本装置，可以容易地改善对轮胎异常性判定的结果的可靠性。此后，“轮胎异常性”可以包括例如轮胎压力(轮胎气压)异常地低或高的状态，或者轮胎产生快速变形的状态。此后，“快速变形”可以包括物理上难以或无法修复的变形或者不可逆的变形。此后，轮胎负荷可以由代表车辆行驶速度的车辆速度、装有轮胎的车轮的转动速度、和轮胎的垂直负荷中的至少任何一个来表示。此后，“装有轮胎的车轮转动速度”可以表示装有轮胎的车轮的角速度或者装有轮胎的车轮的圆周速度。
此外，根据第二方面，轮胎异常相关量传感器可以包括一个用于直接检测轮胎压力(轮胎气压)的传感器。
此外，根据第二方面，轮胎异常性相关量传感器可以包括一个用于检测作为轮胎异常相关量的代表装有轮胎的车轮的角速度的车轮速度的车轮速度传感器。估计单元可以包括(a)一个用于根据由车轮速度传感器所检测到的车轮速度来估计作为比较值的轮胎压力(轮胎气压)的估计装置；和(b)一个用于通过把估计出的轮胎压力与基准值进行比较来判定轮胎是否为异常的轮胎异常性判定装置。
另外，根据第二方面，车辆装有多个装有轮胎的车轮。轮胎异常性相关量传感器包括多个分别用于检测关于多个装有轮胎的车轮的代表装有轮胎的车轮的角速度的车轮速度的车轮速度传感器。轮胎异常性判定单元可以包括一个用于根据分别从关于多个装有轮胎的车轮的车轮速度传感器输出的多个信号之间的相对关系来判定装有轮胎的车轮中的至少任何一个的轮胎是否为异常的轮胎异常性判定装置。
另外，根据第二方面，基准值可以被预先设定为随着轮胎负荷的增长而顺序地(连续地)增长或者逐步地(步进地)增长。
根据第二方面，轮胎异常性判定单元可以被构造成用于对对应于轮胎负荷的检测值或比较值进行修改，以便把修改后的检测值或比较值与不随着轮胎负荷的变化而变化的基准值进行比较。另外，轮胎异常性判定单元可以被构造成用于把检测值或比较值相对于基准值的偏离值与随着轮胎负荷的变化而变化的基准偏离值进行比较。检测值或比较值的偏离值是一个检测值或比较值与不随着轮胎负荷的变化而变化的基准值进行比较的结果。
另一方面，根据第二方面的装置，轮胎异常性判定单元把检测值或比较值与随着轮胎负荷的增大而增大的基准值进行比较。因此，轮胎负荷被反映在基准值上。
与轮胎负荷被反映在检测值或比较值上的其它方法相比，或者与轮胎负荷被反映在检测值或比较值相对于基准值的偏离值上的其它方法相比，根据第二方面的装置可以更容易地简化用于实行一种轮胎负荷被反映在基准值上的方法。
另外，根据第二方面，基准值被定义为一被预定为随着(响应于)轮胎负荷的增长而增加的轮胎负荷响应基准值和一被预定为不随着轮胎负荷的变化而变化的轮胎负荷非响应基准值之间的组合。另外，在第一局部区域之内基准值被安排成选择轮胎负荷响应基准值，而在轮胎负荷能够变化的整个区域之外的第二局部区域之内被安排成选择轮胎负荷非响应基准值。
如以上所述，根据第二方面的装置，轮胎异常性的判定在理论上可以通过把轮胎被判定为异常的趋势限定在相对于轮胎负荷的极限有一定空间的小轮胎负荷区之内来进行。另一方面，轮胎异常性的判定可以通过把轮胎被判定为正常的倾向限定在相对于轮胎负荷极限没有多少空间的大轮胎负荷区之内来进行。然而，在轮胎负荷会发生变化的整个区域中采用响应轮胎负荷的轮胎负荷响应基准值，并不总能满足所有轮胎异常判定装置的设计策略。例如，有一种轮胎异常性判定装置的设计策略是，在轮胎负荷的一个特定的局部区域内在早期阶段对轮胎异常性进行检测。
根据第二方面，基准值被定义为轮胎负荷响应基准值和轮胎负荷非响应基准值的组合(结合)。因此，可以通过在每一种轮胎负荷状态下从轮胎负荷响应基准值或轮胎负荷非响应基准值中选择一适当的值来定义基准值。因此，根据第二方面的装置满足了改善轮胎异常性判定结果的可靠性的要求。另外，基准值的设定可以容易地得到优化。
另外，根据第二方面，轮胎负荷响应基准值和轮胎负荷非响应基准值之间的关系可以这样设定在第一局部区域中，把被选为基准值的轮胎负荷响应基准值设定在高于没有被选为基准值的轮胎负荷非响应基准值的压力水平上；在第二局部区域中，把被选为基准值的轮胎负荷非响应基准值设定在高于没有被选为基准值的轮胎负荷响应基准值的压力水平上。
根据以上描述的方面，基准值是通过从轮胎负荷响应基准值或轮胎负荷非响应基准值中选择出一个较大的压力值，即通过选择一个可以更为容易地产生轮胎异常性判定结果的基准值来定义的。因此，根据以上描述的方面，与通过在整个轮胎负荷区域内只选择轮胎负荷响应基准值来定义基准值的情况相比，从在早期阶段检测轮胎的异常性的观点出发，可以更容易地实现对轮胎异常性的判定。
另外，第一局部区域可以被预定在轮胎负荷相对于第二局部区域增加的一侧。根据此装置，轮胎异常性判定可以在考虑到在一个具有大的轮胎负荷的区域内的轮胎负荷的情况下来进行。因此，在对轮胎异常性判定的结果需要高可靠性的大轮胎负荷区域中，该装置可以容易地改善可靠性。
另外，根据第二方面，轮胎异常性相关量传感器可以包括一个用于检测作为轮胎异常性相关量的代表装有轮胎的车轮的角速度的车轮速度的车轮速度传感器。轮胎异常性判定单元可以包括一个用于基于车轮速度计算作为比较值的轮胎压力(轮胎气压)的装置。轮胎负荷响应基准值可以是一个被预定为在车辆行驶期间随着轮胎负荷的变化而变化的轮胎负荷响应基准轮胎压力。轮胎负荷非响应基准值可以是一个被预定为在车辆行驶期间与轮胎负荷的变化无关的固定值的轮胎负荷非响应基准轮胎压力。
根据第三方面，在难以计算用于与基准值进行比较以判定轮胎是否异常的比较值的车辆环境下的当前时间的比较值，可以参照过去正常的比较值，即参照在能够以高精度计算出比较值的其它的车辆环境下所获得的比较值来进行计算。
因此，根据以上描述的方面，通过在难以以高精度计算比较值的车辆环境下有效地利用过去正常的比较值，轮胎异常性判定结果的可靠性可以很容易地得到改善。
另外，根据第三方面，轮胎异常性判定单元可以包括一个用于通过执行一个把在先前第一车辆环境下计算出的多个比较值进行平均的平均化处理来获得第二车辆环境下的比较值的装置。根据以上描述的方面，可以通过减小在第一车辆环境下计算出的多个比较值的时间变化来获得第二车辆环境下的比较值。因此，获得的精度很容易地得到改善。
另外，根据第三方面，异常性判定单元可以包括一个用于参照在第一车辆环境下计算出的多个比较值的时间响应趋势来获得第二车辆环境下的比较值的获得装置。根据以上描述的方面，第二车辆环境下的比较值可以通过考虑在第一车辆环境下计算出的比较值的变化的时间响应趋势来获得。
另外，根据第三方面，获得装置可以包括一个用于产生用以定义逼进在第一车辆环境下计算出的多个比较值的时间序列的一条直线的函数表达式并且包括作为变量的时间的装置，以便在第二车辆环境下通过以实际时间替换产生的函数表达式而在直线的延长线上获得比较值。
另外，根据第三方面，车辆可以具备有多个装有轮胎的车轮，轮胎异常性相关量传感器可以包括多个分别用于对这些装有轮胎的车轮检测作为的轮胎异常相关量的代表装有轮胎的车轮的角速度的车轮速度的车轮速度传感器。轮胎异常性判定单元可以包括用于根据分别从关于多个装有轮胎的车轮的车轮速度传感器输出的多个信号之间的相对关系来判定多个装有轮胎的车轮中的至少任何一个是否为异常的判定装置。
本发明的第四方面的轮胎状态估计装置可以包括用于检测轮胎异常性相关量的轮胎异常性相关量传感器，所述轮胎异常性相关量代表一个可以被用于在第一车辆环境中以高精度而在第二车辆环境中以低精度来判定轮胎是否为异常的物理量。轮胎状态估计装置还可以包括一个轮胎异常性判定单元，后者用于参照在第一车辆环境下由轮胎异常性相关量传感器检测到的轮胎异常性相关量的检测值，根据在第一车辆环境中由轮胎异常性相关量传感器检测到的轮胎异常性相关量中的至少一个来计算在当前时间的第二车辆环境下的轮胎异常性相关量，以便通过把以上所述获得的轮胎异常性相关量与一个基准值进行比较来判定轮胎是否为异常。
根据以上描述的方面，在难以以高精度来检测轮胎异常性相关量的车辆环境下，通过参照过去正常的检测值，即参照在可以以高精度检测到轮胎异常性相关量的车辆环境下所获得的检测值，可以计算出在当前时间的轮胎异常性相关量。因此，通过在难以以高精度检测轮胎异常性相关量的车辆环境下有效地利用过去的正常检测值，轮胎异常性判定结果的可靠性可以容易地得到改善。
另外，根据第四方面，第二车辆环境可以被预先确定在轮胎负荷相对于第一车辆环境增大了的一侧。轮胎异常性判定单元可以包括一个判定装置，后者用于在第二车辆环境下当轮胎负荷超过基准值时来判定轮胎负荷大于正常值。
根据一个与第四方面有关的实施例，难于在第二车辆环境下判定轮胎是否为异常以获得比第一车辆环境下的可靠性更高的可靠性。
在轮胎负荷大的区域中轮胎异常性判定结果的可靠性要求比在轮胎负荷小的区域中的可靠性要高。因此，当第二车辆环境被预定在轮胎负荷相对于第一车辆环境增大的一侧时，要求对轮胎异常性判定不取决于轮胎异常性相关量和基于轮胎异常性相关量的比较值。
因此，根据本实施例的装置，在第二车辆环境下，当轮胎负荷超过基准值时，轮胎负荷被判定为大于正常值。因此，驾驶员会得到警告以便比平时更为小心地驾驶，因为轮胎负荷大于正常值。
另外，根据第四方面，轮胎负荷可以由代表车辆行驶速度的车辆速度、装有轮胎的车轮的转速和轮胎垂直负荷中的至少一个来表达。
另外，根据第四方面，轮胎异常性判定单元可以包括一个比较装置，后者用于把代表由轮胎异常性相关量传感器检测的轮胎异常性相关量检测值的比较值或基于它的计算值与基于轮胎负荷的基准值进行比较。根据以上描述的方面，可以获得与根据第二方面的装置相同的效果。第四方面可以同根据第一、第二和第三方面中的任何一个所描述的特征方法结合起来使用。
附图简介通过阅读以下本发明的优选实施例的详细描述，结合附图，将会更好地了解本发明的以上提到的以及其它的目的、特性、优点、技术和工业重要性。其中
图1是示出根据本发明的第一实施例的轮胎状态估计装置的硬件结构的方框图；图2是概念性地示出图1中所示的估计单元20的计算机22的硬件结构的方框图；图3是示出图1中的车辆状态量检测装置40的变量的图表；图4是概念性地示出由图1中所示的估计单元20的计算机22所执行的轮胎压力异常性判定程序的流程图；图5是示出表观轮胎动负荷半径R、轮胎压力P和一车轮负荷之间的关系的曲线图，其中所述的关系被根据第二实施例的轮胎状态估计装置所引用来估计轮胎压力状态量；图6是作为一种轮胎压力异常性判定流程概念性地示出特别涉及作为一轮胎压力异常性判定程序的轮胎压力异常性判定程序的轮胎压力异常性判定的过程的流程图，其中所述的轮胎压力异常性判定程序是由根据第二实施例的轮胎状态估计装置的估计单元20的计算机22来进行的；图7是概念性地示出轮胎压力估计程序的流程图；图8是概念性地示出根据第三实施例的轮胎压力异常性判定程序的流程图；图9是示出根据第三实施例的轮胎负荷响应基准轮胎压力和轮胎负荷非响应基准轮胎压力之间关系的曲线图；图10是示出图8的轮胎异常性判定程序中的可变基准轮胎压力PVAL和固定基准轮胎压力PFIX之间关系的一个示例的曲线图；图11是示出图8的轮胎异常性判定程序中的可变基准轮胎压力PVAL和固定基准轮胎压力PFIX之间关系的另一个示例的曲线图；图12是示出图8的轮胎异常性判定程序中的可变基准轮胎压力PVAL和固定基准轮胎压力PFIX之间关系的另一个示例的曲线图；和图13是示出图8的轮胎异常性判定程序中的可变基准轮胎压力PVAL和固定基准轮胎压力PFIX之间关系的另一个示例的曲线图。
优选实施例的详细描述以下，将参照附图，对根据本发明的实施例进行更为详细的描述。
图1示出了一个示出了根据本发明的第一实施例的轮胎状态估计装置(此后，称为估计装置)的硬件结构的方框图。该估计装置被安装在车辆之中，并被用于估计作为轮胎状态的轮胎压力的状态量。
该车辆安装有作为驱动力源的发动机(内燃机)。发动机在其输出侧被连接到驱动力传递装置上。驱动力传递装置是一种用于把作为驱动力的发动机的输出力(转动力)传递到多个装有轮胎的车轮的驱动轮的装置。根据本发明的第一实施例的驱动力传递装置安装有一个液力变矩器、一个自动变速器(此后称为A/T)、和一个差动齿轮单元(未示出)，所有这些都以此顺序安装在发动机和驱动轮之间，并且相互之间运转地连接在一起。
四个装有轮胎的车轮都分别被安装在车辆的前后左右侧。众所周知，每个装有轮胎的车轮都是由金属制成的车轮和固定在车轮上的橡胶轮胎构成。轮胎的内部空间充有加压的气体。如图1所示，估计装置为每个装有轮胎的车轮安装了一个车轮速度传感器10。“FL”表示前-左装有轮胎的车轮，“FR”表示前-右装有轮胎的车轮，“RL”表示后-左装有轮胎的车轮，“RR”表示后-右装有轮胎的车轮。众所周知，每个车轮速度传感器10检测每个装有轮胎的车轮的角速度，并输出对应于检测到的角速度的车轮速度信号。更详细地说，车轮速度传感器10是一种电磁传感器(电磁拾波器)，它产生对应于沿着可随装有轮胎的车轮转动的转子的周边形成的多个齿的通过而周期性地变化的电压。
如图1所示，四个车轮速度传感器10被电气连接到一个估计单元20上。估计单元20具有一个作为主体的计算机22，并被用于判定所有装有轮胎的车轮中的任何一个的轮胎压力是否为异常。估计单元20还被连接到报警装置30上。报警装置30被操作，用于通过在视觉上或听觉上警告驾驶员装有轮胎的车轮中的至少任一个的轮胎压力异常地低。报警装置30可以设计成用于指定四个装有轮胎的车轮中的任何一个，并警告驾驶员指定的装有轮胎的车轮的轮胎压力异常地低。
如图1所示，估计单元20还连接着一个车辆状态量检测装置40。车辆状态量检测装置40被构造成用于满足估计单元20进行轮胎压力异常性判定、数据选择和数据修正的原理。另外，车辆状态量检测单元40包括至少一个用于检测需要被作为用来执行各种基于所述原理的数据处理的基准的物理量的传感器。
图2是概念性地示出计算机22的硬件结构的方框图。众所周知，计算机22具有一个CPU31(处理器的例子)、一个ROM32(存储器的例子)、和一个RAM34(存储器的例子)，所有这些都经总线36连接起来。如图2所示，ROM32预先存储了包括轮胎压力估计程序、轮胎异常性判定程序和车辆速度估计程序的各种程序。众所周知，车辆速度估计程序被用于根据由多个车辆速度传感器10所检测到的多个装有轮胎的车轮速度来估计车辆速度。估计出的车辆速度V存储在RAM34中。轮胎压力估计程序和轮胎异常性判定程序将在后面进行描述。
估计单元20还连接着一个警告装置42。在车辆行驶在等于或者高于阈值车速V1的车速V的高速行驶区域的状态下，警告装置42的工作不基于轮胎压力P，而是基于车辆速度V。在此状态下，可以预期作用在轮胎上的实际负荷相当大。因此，警告装置42可以警告驾驶员最好防止当前的车辆驾驶状态持续较长的时间。
图3是示出车辆状态量检测装置40的结构的示例的一个图表。
(1)在侧向负荷移动量需要被检测的情况下在车辆负荷的侧向移动量需要被检测的情况下，车辆状态量检测装置40被构造成包括一个传感器，或者各自独立的多个传感器或传感器的组合
(a)用于检测车辆的侧向加速度的侧向加速度传感器；(b)用于检测驾驶员所操作的车辆方向盘的转向角，即检测驾驶员操作方向盘的转动角度的转向角传感器；(c)用于检测车辆的横摆率的横摆率传感器；(d)为右侧装有轮胎的车轮安装的右侧负荷传感器和为左侧装有轮胎的车轮安装的左侧负荷传感器，用于检测车轮负荷，即每个右侧和左侧装有轮胎的车轮的垂直负荷，或与之相关的负荷，例如从车辆的簧上部分加在每个右侧和左侧装有轮胎的车轮上的负荷；和(e)为右侧装有轮胎的车轮安装的右侧车辆高度传感器和为左侧装有轮胎的车轮安装的左侧车辆高度传感器，用于检测路面和与各右侧和左侧装有轮胎的车轮相邻的车身部分之间的车辆高度。
(2)在需要检测纵向负荷移动量的情况下在需要检测车辆负荷纵向移动量的情况下，车辆状态量检测装置40被构造成包括一个传感器或者各自独立的多个传感器或传感器的组合(a)用于检测车辆的纵向加速度的纵向加速度传感器；(b)安装在前侧装有轮胎的车轮的前侧负荷传感器和安装在后侧装有轮胎的车轮的后侧负荷传感器，用于检测车轮负荷，即每个前侧装有轮胎的车轮和后侧装有轮胎的车轮的垂直负荷或与之相关的负荷，例如从车辆簧上部分作用在每个前侧和后侧装有轮胎的车轮上的负荷；和(c)一个为前侧装有轮胎的车轮安装的前侧车辆高度传感器和一个为后侧装有轮胎的车轮安装的后侧车辆高度传感器，用于检测路面和与每个前侧和后侧装有轮胎的车轮相邻的车身部分之间的车辆高度。
(3)在车轮驱动力或车轮驱动转矩需要检测的情况下在车轮驱动力或车轮驱动转矩需要被检测的情况下，车辆状态量检测装置40被构造成包括一个传感器或者独立的多个传感器或传感器的组合(a)一个用于检测发动机的转数的发动机转速传感器和一个用于在自动变速器上检测档位的档位传感器；(b)用于检测加速开度，即用于检测驾驶员对加速踏板的操作量的加速开度传感器和档位传感器；(c)用于检测节气门的开度，即用于检测发动机的节气门开度的节气门开度传感器和档位传感器；(d)用于检测发动机负荷的发动机负荷传感器和档位传感器；(e)用于检测进气歧管的负荷的进气歧管负荷传感器和档位传感器；(f)用于检测作用在每个装有轮胎的车轮的轴上的驱动转矩的驱动转矩传感器。
(4)在车轮负荷需要被检测的情况下在车轮负荷需要被检测的情况下，车辆状态量检测装置40被构造成包括一个传感器或者独立的多个传感器或传感器的组合(a)为每个装有轮胎的车轮安装的车轮负荷传感器，用于检测车轮负荷，即每个装有轮胎的车轮的垂直负荷或与其相关的负荷，例如从车辆簧上部分作用在每个装有轮胎的车轮上的负荷；(b)为每个装有轮胎的车轮安装的用于检测在路面和与每个装有轮胎的车轮相邻的车身部分之间的车辆高度的车轮车辆高度传感器；和(c)为每个装有轮胎的车轮安装的用于检测每个装有轮胎的车轮的垂直加速度的车轮垂直加速度传感器。
图4示出了一个流程图，它概念性地示出了一个已经由计算机22的ROM32所存储的轮胎压力异常性判定程序。此程序由计算机22的CPU31反复地执行。
以下将描述程序的过程。首先，对估计单元20判定轮胎压力异常性的判定原则进行概念性的描述。其次，要对由程序所执行的失效判定、数据选择和数据修正进行概念性的描述。然后，参照图4对程序进行详细地描述。
(1)判定原则估计单元20，根据一由车辆状态量检测单元40检测到的检测值和一关于同样类型的车辆状态量的基于基本上同时从车轮速度传感器10输出的车轮速度信号的估计值之间的关系，来估计装有轮胎的车轮的压力状态。通过采用以下各种类型中的任何一种或多种，判定原则被具体化了。
(a)一种基于(参照)侧向负荷移动量的类型估计单元20根据关于左右装有轮胎的车轮的基本上同时从车轮速度传感器10输出的两个车轮速度信号，来估计车辆负荷的侧向移动量。当估计值与由车辆状态量检测装置40检测到的检测值之间相差达到一设定值或大于设定值时，估计单元20就判定左右装有轮胎的车轮中的任一个的轮胎压力为异常。
(b)一种基于纵向负荷移动量的类型估计单元20根据关于前后装有轮胎的车轮的基本上同时从车轮速度传感器10输出的两个车轮速度信号，来估计车辆负荷的纵向移动量。当估计值与由车辆状态量检测装置40检测到的检测值之间相差为一个设定值或大于设定值时，估计单元20就判定前后装有轮胎的车轮中的任一个的轮胎压力为异常。
(c)一种基于车辆驱动力的类型估计单元20根据关于四个装有轮胎的车轮的由车轮速度传感器10检测到的四个车轮速度的合成值(例如，平均值)以及车辆速度，来估计车辆驱动力。当估计值与由车辆状态量检测装置40检测到的实际车辆驱动力之间相差为一个设定值或大于该设定值时，估计单元20判定四个装有轮胎的车轮中的任一个的轮胎压力为异常。
(2)失效判定失效判定是判定车辆状态量检测装置40是否处于失效状态的一个过程。例如，当从车辆状态量检测装置40输出的信号在一长时间内没有发生变化时，车辆状态量检测装置40就被判定为处于失效状态。
(3)数据选择估计单元20在装有轮胎的车轮的轮胎压力不会被精确地反映在车轮速度信号上的反映精度降低的状态下，使根据从车轮速度传感器10输出的车轮速度信号产生的用以判定轮胎压力异常性的数据无效。也就是说，该数据不被用于判定轮胎压力的异常性。根据第一实施例，“反映精度降低的状态”定义为代表轮胎动负荷半径不被精确地反映在车轮速度信号上的状态。估计单元20以如下的方式来判定“反映精度降低的状态”。
(a)在反映精度降低的状态包括实际车轮负荷偏离状态的情况下当满足了车辆的侧向负荷移动量等于或大于一设定值的条件或者车辆的纵向负荷移动量等于或大于一设定值的条件中的至少任一个时，估计单元20判定为处于车轮负荷的实际值偏离正常值达到一个设定值或超过该设定值的实际车轮负荷偏离状态下。侧向负荷移动量和纵向负荷移动量是由车辆状态量检测装置40检测的。
(b)在反映精度降低的状态包括大滑动值的状态的情况下在车辆纵向加速度等于或大于一设定值的状态下，估计单元20判定为处于装有轮胎的车轮相对于路面的滑动值等于或大于一设定值的大滑动值的状态下。纵向加速度是通过车辆状态量检测装置40来检测的。
在车轮驱动力等于或大于一设定值的状态下，估计单元20可以判定处于大的滑动值的状态。车轮驱动力是通过车辆状态量检测装置40来检测的。
当在轮胎压力处于正常状态下的轮胎动负荷半径被假定等于一标准值时，估计单元20根据车辆速度和基本同时的车轮速度信号来计算轮胎压力处于正常状态下的装有轮胎的车轮的滑动值。在计算出的滑动值等于或大于设定值的状态下，估计单元20就可以判定处于大滑动值的状态。车辆速度由车辆状态量检测装置40检测。车辆状态量检测装置40可以通过根据从为多个装有轮胎的车轮安装的车轮速度传感器10输出的信号对车辆速度进行估计来检测车辆速度，或者通过专用的车辆速度传感器来直接检测车辆速度。
(4)数据修正在反映精度降低的状态下，估计单元20根据车辆速度、车轮负荷、装有轮胎的车轮的滑动值和在自动变速器上的换档冲击中的至少任何一个，对基于从车轮速度传感器10输出的车轮速度信号所产生的数据或者基于该数据的计算值中的至少一个进行修正。车辆速度、车轮负荷、装有轮胎的车轮的滑动值和自动变速器上的换档冲击分别由车辆状态量检测装置40检测。
详细地说，当根据车辆速度进行数据修正时，估计单元20就按照一预定规则执行数据修正，以防止修正后的数据或修正后的计算值受到响应于车辆速度而增大的胎面上升(tread-lift)的影响。
当根据车轮负荷进行数据修正时，估计单元20按照一预定规则进行数据修正，以防止修正后的数据或修正后的计算值受到表观轮胎动负荷半径响应于车轮负荷而减小的现象的影响。
当根据装有轮胎的车轮的滑动值进行数据修正时，估计单元20按照一预定规则进行数据修正，以防止修正后的数据或修正后的计算值受到表观轮胎动负荷半径响应于滑动值而减小的现象的影响。
此外，根据第一实施例，反映精度降低的状态被分为两种状态。一种状态是轮胎压力在车轮速度信号上的反映精度相当低的状态I，另一种状态是轮胎压力在车轮速度信号上的反映精度稍微有些低的状态。根据本发明的第一实施例，当轮胎压力在车轮速度信号上的反映精度相当低时，要进行数据选择。另一方面，当轮胎压力在车轮速度信号上的反映精度稍微有些低时，进行数据修正而不进行数据选择。
然后，参照图4所示的流程图，对轮胎压力异常性判定程序进行描述。
当每次执行图4中所示的程序时，就在步骤S11中执行车辆状态量检测装置40的失效判定。在步骤S12，CPU31判定车辆状态量检测装置40是否被判定为处于失效状态。当车辆状态量检测装置40被判定为处于失效状态时，在步骤S12中就得到一个肯定的判定(YES)，此程序的一个循环立即结束。另一方面，当车辆状态量检测装置40不被判定为处于失效状态时，在步骤S12中就得到否定的判定(NO)，程序接着执行步骤S13。
在步骤S13，执行对基于从四个车轮速度传感器10输出的车轮速度信号所产生的数据进行的数据选择。以下基于车轮速度信号产生的数据被称为车轮速度数据。更详细地说，CPU31判定是否由于实际车轮负荷的偏离或者大滑动值使得反映在车轮速度数据上的轮胎压力的精度相当低。当精度相当低时，此时的车辆速度数据被判定为无效。
在步骤S14，CPU31判定是否此时的车轮速度数据被判定为无效。当此时的车轮速度数据被判定为无效时，在步骤14中获得肯定的判定(YES)，此程序的一个循环就立即结束。因此，就不根据带有相当大误差的车轮速度数据执行不正确的轮胎压力异常性判定。另外，轮胎压力异常性判定被正常化。另一方面，当此时的车轮速度数据没有被判定为无效时，在步骤S14得到否定的判定(NO)，程序就继续执行步骤S15。
在步骤S15，执行对此时的车轮速度数据的数据修正。如以上所述，数据修正是根据由车辆状态量检测装置40的检测值来进行的。因此，不根据带有稍大误差的车轮速度数据来执行不正确的轮胎压力异常性判定以判定轮胎压力是否为异常。另外，轮胎压力异常性判定被正常化。
然后，程序进行到步骤16，利用此时修正后的车轮速度数据按照以上描述的判定原理执行轮胎压力异常性判定。在步骤S17，CPU31判定是否四个装有轮胎的车轮中的至少任何一个的轮胎压力被判定为异常地低。当四个车轮中任何一个的轮胎压力没有被被判定为异常低时，在步骤S17中就得到否定的判定(NO)，此程序的一个循环就立即结束。另一方面，当四个车轮中的至少任何一个的轮胎压力被判定为异常地低时，在步骤S17中就得到肯定的判定(YES)，程序就继续进行到步骤S18。在步骤S18中，启动报警装置30以警告驾驶员至少有任一个车轮的轮胎压力异常地低。如以上所描述，此程序的一个循环就此结束。
此外，根据第一实施例，轮胎压力状态量是针对安装有四个装有轮胎的车轮的车辆(例如汽车)来估计的。然而，可以估计其它装有多于四个装有轮胎的车轮的车辆例如大型车辆的轮胎压力状态量。
另外，根据第一实施例，启动报警装置30以警告驾驶员轮胎压力异常地低。此外，可以启动报警装置30以警告驾驶员车辆状态量检测装置40处于失效状态。另外，可以启动报警装置30以警告驾驶员不能进行轮胎压力异常性判定，因为此时在图4的步骤S14中得到了肯定的判定(YES)且车轮速度数据无效。
接着，对本发明的第二实施例进行描述。根据第二实施例，存在着与依照第一实施例的要素(要件)共同的要素。因此，只详细描述不同的要素，通过用相同的名称或参考标号表示，省略对相同要素的详细描述。
根据第二实施例的估计单元20被设计成依照与根据第一实施例的判定原理不同的判定原理执行轮胎压力异常性判定。下面描述根据第二实施例的判定原理。
根据第二实施例的估计单元20，根据车轮负荷和车轮速度按照关于相同车轮的轮胎压力、车轮负荷和车轮速度之间的关系估计轮胎压力状态量。详细地说，估计单元20准备了许多车轮负荷的值，且存储了许多与各准备的车轮负荷有关的表观轮胎动负荷半径R和轮胎压力P之间的关系。估计单元20从多个关系中选出与当前车轮负荷相对应的一种关系。按照所选出的关系，轮胎压力P的估计是通过判定与当前表观轮胎动负荷半径相对应的轮胎压力P来进行的。另外，当估计出的轮胎压力P低于一基准压力值时，估计单元20判定轮胎压力P为异常地低。因此，当有关同一车轮的车轮负荷与车轮速度之间的实际关系与在装有轮胎的车轮的轮胎压力被假定为正常的状态下其间的关系不相符合时，估计单元20就判定轮胎压力为异常。
在估计单元20中，轮胎动负荷半径R和轮胎压力P之间的多种关系已经预先以曲线图的形式存储在ROM32中。图5是示出各关系的曲线图。如图5中所示，该多种关系被设计成对相同的表观轮胎动负荷半径R，设定一个与车轮负荷的增量相对应的较大的轮胎压力P。然而，图5示出的只是在当车轮负荷为零、小和大时的代表性关系。然而，实际上在ROM32中以曲线图的形式存储了大量的关系，ROM32中所存储的关系中的任何一个都可以被选择。
在估计单元20中由ROM32存储了轮胎压力异常性判定程序。根据第二实施例的程序与根据第一实施例的轮胎压力异常性判定程序相同，但对应于根据第一实施例的图4中所示的步骤S16的处理除外。
根据第二实施例对应于图4中的步骤S16的处理作为轮胎压力异常性判定程序由图6中的流程图所概念性地示出。根据第二实施例，对于每个装有轮胎的车轮，轮胎压力异常性判定程序由CPU31反复地执行。因此，会对每个装有轮胎的车轮反复地执行轮胎压力异常性判定程序。
在每次执行轮胎压力异常性判定程序的时候，此时的装有轮胎的车轮的车轮负荷首先在步骤S31中由车辆状态量检测装置40所检测。然后，在步骤S32中，从以上描述过的多个关系(参照图5)中选择出对应于所检测的车轮负荷的关系。在步骤S33，已经在对应于图4的步骤S15的步骤中得到修正的此时的装有轮胎的车轮的车轮速度数据从估计单元20的RAM34读出。在步骤S34，车辆速度V由车辆状态量检测装置40所检测。在步骤S35，用通过把装有轮胎的车轮的正常滑动率加入到检测到的车辆速度V中计算出的一个值除以此时的车轮速度V**(**FL，FR，RL，RR)，从而计算出此时装有轮胎的车轮的表观轮胎动负荷半径R。在步骤S36，利用以上选择的关系，计算出的表观轮胎动负荷半径R被转换成轮胎压力P。在步骤S37，CPU31判定转换出的轮胎压力P是否等于或小于基准压力P0。当转换得到的轮胎压力P等于或小于基准压力值P0时，在步骤S37中获得肯定的判定(YES)，然后程序进行到步骤S38。在步骤S38，CPU31判定四个装有轮胎的车轮中的至少任一个的轮胎压力P为异常。另一方面，当转换得到的轮胎压力P不等于或者小于基准压力值P0时，在步骤S37中得到否定的判定(NO)，程序就进行到步骤S39。在步骤S39，CPU31判定四个装有轮胎的车轮的轮胎压力P正常。在两种状态中，轮胎压力异常性判定程序像以上所描述的那样结束。
接着对本发明的第三实施例进行如下描述。根据第三实施例，估计单元20被设计成根据与基于第一和第二实施例的每个判定原理不同的判定原理对轮胎异常性的判定进行判定。图7示出了概念性地示出轮胎压力估计程序的流程图。利用用于带有干扰观察器(disturbance observer)的单一的装有轮胎的车轮的单一的车轮速度传感器10，执行该程序对每个装有轮胎的车轮的轮胎压力P进行估计。
干扰观察器被按照装有轮胎的车轮的轮胎模型来构造，其中轮辋侧部分和带束层侧部分被至少通过一个扭簧相互连接到一起，使得轮辋侧部分和带束层侧部分可以彼此相对转动。干扰观察器还被依照一种表示基于轮胎模型的装有轮胎的车轮的转动操作的动态系统来构造。根据所述动态系统，因轮胎压力P的变化而导致的扭簧的弹簧常数的变化量被确定为作用在装有轮胎的车轮上的干扰。依照干扰观察器，从车轮速度传感器10输出的车轮速度信号被作为代表轮辋侧部分的角速度的信号。因此，干扰观察器把干扰作为一个反映动态系统状态的变量来估计，用以估计轮胎压力P。
在车辆速度V(类似于车轮速度)会发生变化的整个区域中，干扰观察器难于以高精度来估计轮胎压力P。更详细地说，干扰观察器在车辆速度V等于或低于阈值车辆速度V0的第一局部区域中能够以高精度来估计轮胎压力P，所述阈值车辆速度V0低于阈值车辆速度V1。然而，在车辆速度V高于阈值车辆速度V0的第二局部区域中，干扰观察器很难以高精度来估计轮胎压力P。也就是说，根据第三实施例，第一局部区域对应于一个作为高精度估计区域的第一车辆环境的示例(在“发明内容”中提到过)，第二局部区域对应于一个作为低精度估计区域的第二车辆环境的示例(在“发明内容”中提到过)。
对于每个装有轮胎的车轮，轮胎压力估计程序可以由计算机22的CPU31反复地执行。
在每次执行轮胎压力估计程序的时候，在步骤S41，实际车辆速度V被首先从RAM34中读出。步骤S42跟随在步骤S41之后，以判定读出的车辆速度V是否等于或小于阈值车辆速度V0。
此时，如果读出的车辆速度V等于或小于阈值车辆速度V0，车辆速度V被判定处于高精度估计区域之中。因此，在步骤S42得到肯定的判定(YES)。然后，在步骤S43或S45中，干扰观察器估计轮胎压力P。更详细地说，在步骤S43，车轮速度信号被从四个装有轮胎的车轮中此时执行着轮胎压力估计程序的一个装有轮胎的车轮的车轮速度传感器10中读出。步骤S43之后跟随着一个步骤S44，以便根据读出的车轮速度信号计算车轮速度V**(**FL，FR，RL，RR)。在步骤S45，干扰观察器根据关于此时执行着轮胎压力估计程序的装有轮胎的车轮的计算出的车轮速度V**估计轮胎压力P。在步骤S46，估计压力值由RAM34存储。RAM34被用于按时间序列来存储最新的多个估计值。然后，轮胎压力估计程序的一个周期结束。
已经描述了有关实际车辆速度V等于或小于阈值车辆速度V0，即车辆速度V处于高精度估计区域中的状态的本发明的第三实施例，当实际车辆速度V大于阈值车辆速度V0，即当车辆速度V处于低精度估计区域时，在步骤S42获得否定的判定(NO)。在该状态下，省略由干扰观察器对轮胎压力P的估计。
如以上所述，根据第三实施例，车辆速度被称为“一个表示轮胎负荷的参数”，车轮速度构成了一个“轮胎异常性相关量”的示例，车轮速度传感器构成了“轮胎异常性相关量传感器”的一个示例，轮胎压力P构成了“基准值”(参照值)的一个示例。
图8示出了概念性地示出轮胎异常性判定程序的流程图。
首先，对轮胎异常性判定程序进行概念性的描述。根据该程序，通过把轮胎压力P与一个基准值进行比较来判定轮胎是否异常。比较是基于轮胎负荷进行的。根据第三实施例，基准值被预定为随着(响应于)轮胎负荷的增加而逐步地增大。详细地说，如图9的曲线所示，基准值被定义为一种被预定为随着轮胎负荷的增加而增大的轮胎负荷响应基准轮胎压力和被预定为不随着(不响应于)轮胎负荷的变化而变化的轮胎负荷非响应基准轮胎压力的组合。基准值在第一局部区域中被安排成选择轮胎负荷响应基准轮胎压力，而在轮胎负荷会变化的整个区域之外的第二局部区域中，被安排成选择轮胎负荷非响应基准轮胎压力。
现在描述第一和第二局部区域之间的相互关系。根据第三实施例，第一局部区域被预定在轮胎负荷相对于第二局部区域而增加的一侧。如图9所示，第一局部区域被设定为一个高负荷区域，第二局部区域被设定为一个低负荷区域。另外，根据第三实施例，轮胎负荷响应基准轮胎压力和轮胎负荷非响应基准轮胎压力之间的关系被预先确定为在高负荷区域中，把被选作基准值的轮胎负荷响应基准轮胎压力设定在比没有被选作基准值的轮胎负荷非响应基准轮胎压力更高的压力水平上。另一方面，在低负荷区域中，其间的关系被预定为把被选作基准值的轮胎负荷非响应基准轮胎压力设定在比没有被选作基准值的轮胎负荷响应基准轮胎压力更高的压力水平上。
另外，根据第三实施例，如图10所示，轮胎负荷响应基准轮胎压力和轮胎负荷非响应基准轮胎压力由一个较高阈值轮胎压力PHI和一个低于较高阈值轮胎压力PHI的较低阈值轮胎压力PLO所近似地表示。阈值轮胎压力PHI和PLO中的任何一个都是一个固定的压力值，其分别具有一个低于代表轮胎压力的标准值的标准轮胎压力PSTD的值。根据第三实施例，轮胎负荷非响应基准轮胎压力被表示为一个与车辆速度V的变化无关地总是对应于较低的轮胎压力阈值PLO的固定的基准轮胎压力PFIX。另一方面，轮胎负荷响应基准轮胎压力被表示为一个随着车辆速度V增大而增大的可变的基准轮胎压力PVAL。
根据第三实施例，如图10所示，在低阈值车辆速度VLO下，可变的基准轮胎压力PVAL对应于较低的阈值轮胎压力PLO。在从较低阈值车辆速度VLO到较高阈值车辆速度VHI的范围内，可变的基准压力值PVAL相对于车辆速度V从低阈值轮胎压力PLO到高阈值轮胎压力PHI同步地(并行地)增加。此后，可变基准轮胎压力PVAL对应于较高阈值轮胎压力PHI。
现在描述固定基准轮胎压力PFIX和可变基准轮胎压力PVAL之间的关系。如图10所示，在车辆速度V等于或大于较低的阈值车辆速度VLO的第一局部区域中，可变基准轮胎压力PVAL高于固定的基准轮胎压力PFIX。尽管在图10中没有示出，在车辆速度V小于较低的阈值车辆速度VLO的第二局部区域中，固定基准轮胎压力PFIX高于可变基准轮胎压力PVAL。
如以上所描述，根据第三实施例，车辆速度V等于或高于较低的车辆速度VLO的第一局部区域对应于图9中所示出的“高负荷区”，车辆速度V小于较低的阈值车辆速度VLO的第二局部区域对应于图9中所示的“低负荷区”。另外，根据第三实施例，较低阈值车辆速度VLO和较高阈值车辆速度VHI中的任何一个都分别被确定为要被设置为小于阈值车辆速度V0(一个划分高精度估计区和低精度估计区的车辆速度V的值)的值。
以上参照图9和10对轮胎异常性判定程序的概念进行了描述。然后，参照图8所示出的流程图对该程序进行描述。
通过计算机22的CPU31以及轮胎压力估计程序对每个装有轮胎的车轮反复地执行轮胎异常性判定程序。每当执行轮胎异常性判定程序时，在步骤S51中从RAM34中读出实际车辆速度V。在步骤S52中，对读出的车辆速度V判定其是否等于或低于阈值车辆速度V0。
此时，如果读出的车辆速度V等于或低于阈值车辆速度V0，车辆速度V就被判定处于高精度估计区中。因此，在步骤S52中得到肯定的判定(YES)。步骤S52之后跟随着一个步骤S53，以便从RAM34读出由干扰观察器估计出的轮胎压力P的实际估计压力值。在步骤S54中，把从RAM34读出的估计压力值确定为将在后面步骤中提到的轮胎压力P。
另一方面，此时，如果读出的车辆速度V高于阈值车辆速度V0，车辆速度V就被判定为处于低精度估计区中。因此，在步骤S52中得到否定的判定(NO)。在步骤S52之后跟随着步骤S55，以便从RAM34读出过去由干扰观察器估计出的轮胎压力P的至少一个估计压力值。在步骤S56中，根据从RAM34中读出的过去的至少一个估计压力值对实际轮胎压力P进行估计。
作为一个示例，实际轮胎压力P的一个假设值可以通过对先前在高精度估计区中估计获得的多个估计值进行平均处理来获得。作为另一个示例，可以通过考虑(研究)先前估计出的多个估计值的时间顺序变化趋势来获得实际轮胎压力P的假设压力值。根据此示例，例如，产生一个用于定义一条直线的函数表达式，以逼进过去多个估计值的时间序列。该函数表达式包括作为变量的时间。通过用实际时间来替代产生的函数表达式，就可以在该直线的延长线上估计出实际轮胎压力P。在步骤S57中，通过以上所述而获得的假设压力值被确定为将在后面步骤中提到的轮胎压力P。
在任何情况下，程序都要执行步骤S58以判定是否实际轮胎压力P等于或低于较低阈值的轮胎压力PLO。此时，假定实际轮胎压力P不等于或低于较低的阈值轮胎压力PLO，步骤S58中就会得到否定的判定(NO)，程序进行到步骤S59。在步骤S59，判定实际轮胎压力P是否等于或低于较高的阈值轮胎压力PHI。此时，如果实际压力P不等于或低于较高的阈值轮胎压力PHI，就获得否定的判定(NO)，程序进行到步骤S60。在步骤S60，代表实际车辆速度V对于可变的阈值车辆速度Vth的偏离量的车辆速度偏离量ΔV的一个总计值∑被重新设定为零。可变阈值车辆速度Vth的函数以及总计值∑将在后面进行描述。总计值∑存储在RAM34中。
在步骤S61，判定实际车辆速度V是否等于或高于阈值车辆速度V1。此时，如果实际车辆速度V不等于或高于阈值车辆速度V1，就得到否定的判定(NO)，程序进行到步骤S62。在步骤S62，分别输出用于解除报警装置30和警告装置42的操作的信号。另一方面，如果实际车辆速度V等于或高于阈值车辆速度V1，在步骤S61中就得到肯定的判定(YES)，程序进行到步骤S68。在步骤S68中，启动警告装置42以提醒车辆驾驶员优选地防止实际的车辆驱动状态持续较长的时间，因为估计出的实际轮胎负荷相当大。在任何情况下，轮胎异常性判定程序的一个循环随之结束。
另一方面，当实际的轮胎负荷P等于或低于较低的阈值轮胎负荷PLO时，在步骤S58中就得到肯定的判定(YES)。在步骤S63中，启动报警装置30以警告车辆驾驶员轮胎压力P异常地低。轮胎异常性判定程序的一个循环随之结束。
当实际轮胎压力P不等于或低于较低的阈值轮胎压力PLO而等于或低于较高的阈值轮胎压力PHI时，在步骤S58中就得到否定的判定(NO)，而在步骤S59中得到肯定的判定(YES)。在步骤S59之后是步骤S64。在步骤S64，根据实际轮胎压力P对可变阈值车辆速度Vth进行判定。可变阈值车辆速度Vth代表在实际轮胎压力P等于或低于可变基准轮胎压力PVAL的状态下的车辆速度V。可变阈值车辆速度Vth被设定为较低阈值车辆速度VLO和较高阈值车辆速度VHI之间的任意值。详细地说，划分低阈值车辆速度VLO和高阈值车辆速度VHI之间的一个区域的车辆速度V，被以与用于划分较低阈值轮胎压力PLO和较高阈值轮胎压力PHI之间的一个区域的可变阈值车辆速度Vth的比率相同的比率来计算。然后，该计算值被确定为可变阈值车辆速度Vth。
在步骤S65，要判定实际车辆速度V是否等于或低于所确定的可变阈值车辆速度Vth。如果实际轮胎压力P不等于或低于可变基准轮胎压力PVAL，在步骤S65中就得到否定的判定(NO)，程序就进行到步骤S60。另一方面，如果实际车辆速度V等于或低于可变阈值车辆速度Vth，在步骤S65中就得到肯定的判定(YES)。在步骤S66，计算代表实际车辆速度V对于可变阈值车辆速度Vth的偏离量的车辆速度偏离量ΔV(＝V-Vth)。该计算值被加到从RAM34中读出的实际总计值∑上。因此，RAM34中的总计值∑被更新。在步骤S67，判定总计值∑是否等于或高于一个基准总计值∑0。此时，如果总计值∑不等于或高于基准总计值∑0，就得到否定的判定(NO)，程序进行到步骤S61。
随后，反复地执行轮胎异常性判定程序。反复地执行步骤S58、S59、S64、S65、S66和S67中的每项处理。结果，如果实际的总计值∑变得等于或高于基准总计值∑0，在步骤S67中就得到肯定的判定(YES)。在此情况下，在步骤S63中启动报警装置30以警告车辆驾驶员轮胎压力异常地低。轮胎异常性判定程序的一个循环就此而结束。
此外，根据第三实施例，如图10所示，较低阈值车辆速度VLO和较高阈值车辆速度VHI中的任一个分别被设定为小于用于划分高精度估计区和低精度估计区的阈值车辆速度V0。然而，例如，如图11所示，当较低阈值车辆速度VLO小于阈值车辆速度V0时，较高阈值车辆速度VHI可以被设定为对应于阈值车辆速度V0。另外，如图12所示，当较低阈值的车辆速度VLO对应于阈值车辆速度V0时，较高阈值的车辆速度VHI可以被设置为大于阈值车辆速度V0。
另外，根据第三实施例，如图10所示，表示可变基准轮胎压力PVAL的曲线和表示固定基准轮胎压力PFIX的曲线之间的连接部分被设定为随着车辆速度V的增加而连续地增加。在可变基准轮胎压力PVAL随着车辆速度V的增加而增加之后，可变基准轮胎压力PVAL被设定为保持在较高阈值轮胎压力PHI。
然而，并非一定要按照以上描述的那样设定可变基准轮胎压力值PVAL来实现本发明。例如，如图13中曲线所示，可以通过把可变基准轮胎压力PVAL设定为当车辆速度V从一个小于阈值车辆速度V0的值增加到一个等于阈值车辆速度V0的值时立即从较低阈值轮胎压力PLO增大为较高阈值轮胎压力PHI，来实现本发明。
当轮胎压力P的估计值或假设值(此后，称为计算值)对于相同的车辆速度V而变化时，轮胎压力P的计算值会在一种轮胎压力P的计算值等于或高于可变基准轮胎压力PVAL的状态和另一种轮胎压力P的计算值低于可变基准轮胎压力PVAL的状态之间反复。因此，轮胎是异常的判定和其它的轮胎是非异常的判定会反复地进行。
另一方面，根据以上的可变基准轮胎压力PVAL的设定方法，即使当轮胎压力P的计算值对于相同的车辆速度V而变化时，轮胎压力P的计算值会在一种轮胎压力P的计算值等于或高于可变基准轮胎压力PVAL的状态和另一种轮胎压力P的计算值低于可变基准轮胎压力PVAL的状态之间反复的可能性(概率)会降低。因此，可以降低轮胎是异常的判定和轮胎是非异常的判定可能重复执行的可能性，从而使判定结果的可靠性得到了改善。
此外，根据第三实施例，轮胎负荷是由车辆速度V估计的。然而，例如，可以通过安装在车辆上用于检测代表沿垂直方向从车轴作用在轮胎上的负荷的车轮负荷的负荷检测器所检测到的车轮负荷估计轮胎负荷，来实施本发明。另外，可以通过车辆速度V和车轮负荷两者估计轮胎负荷来实现本发明。在这些情况下，估计轮胎负荷的估计精度可以容易地得到改善。
另外，根据第三实施例，当车辆速度V会发生变化的整个区域被划分成低速区域和高速区域时，低精度的估计区只存在于高速区中。然而，当整个区域被划分成低速区、中速区和高速区时，本发明可以被用于低精度估计区分别存在于低速区和高速区中的轮胎异常性判定装置中。在此情况下，低速区中的轮胎压力P的可能的压力值，可以根据在前面的中速区中即高精度估计区中获得的轮胎压力值P的估计压力值中的至少一个，如以上描述的那样地获得。
另外，根据第三实施例，步骤S59中以及图8中所示出的随后步骤的处理被划分成多种情况，报警装置30和警告装置42的每种操作条件(状态)都要根据该情况来控制。现在对此描述如下。
(1)轮胎压力P高于较高的阈值轮胎压力PHI且车辆速度V小于阈值车辆速度V1的情况在该情况下，不启动(操作)报警装置30和警告装置42。
(2)轮胎压力P高于较高的阈值轮胎压力PHI且车辆速度V等于或高于阈值车辆速度V1的情况在该情况下，只启动警告装置42。
(3)轮胎压力P等于或低于较高的阈值轮胎压力PHI，车辆速度V等于或低于可变阈值车辆速度Vth，且车辆速度V小于阈值车辆速度V1的情况在该情况下，不启动报警装置30和警告装置42。
(4)轮胎压力P等于或低于阈值轮胎压力PHI，车辆速度V等于或低于较高的可变阈值车辆速度Vth，且车辆速度V等于或高于阈值车辆速度V1的情况在该情况下，只启动警告装置42。当可变阈值车辆速度Vth被设定为小于阈值车辆速度V1时，情况(4)不存在。
(5)轮胎压力P等于或低于较高的阈值轮胎压力PHI，车辆速度V大于可变阈值车辆速度Vth，总计值∑小于基准总计值∑0，且车辆速度V小于阈值车辆速度V1的情况在该情况下，不启动报警装置30和警告装置42。
(6)轮胎压力P等于或低于较高的阈值轮胎压力PHI，车辆速度V大于可变阈值车辆速度Vth，总计值∑小于基准总计值∑0，且车辆速度V等于或高于阈值车辆速度V1的情况在该情况下，只启动警告装置42。
(7)轮胎压力P等于或低于较高的阈值轮胎压力PHI，车辆速度V大于可变阈值车辆速度Vth，总计值∑等于或高于基准总计值∑0，且车辆速度V小于阈值车辆速度V1的情况在该情况下，只启动报警装置30。
(8)轮胎压力P等于或低于较高的阈值轮胎压力PHI，车辆速度V大于可变阈值车辆速度Vth，总计值∑等于或高于基准总计值∑0，且车辆速度V等于或大于阈值车辆速度V1的情况在该情况下，只启动报警装置30。
可以采用各种模式来选择启动报警装置30的情况或者启动警告装置42的情况。例如，本发明可以通过把情况(6)修改为一种代表警告装置42来启动报警装置30的情况来实现。在该情况下，报警装置30可以工作于一种车辆速度V等于或高于阈值车辆速度V1的状态下。因此，与第三实施例相比，在总计值∑达到基准总计值∑0之后，警告装置42的操作被切换成报警装置30的操作。启动报警装置30的情况(6)使得能够在较早的阶段警告驾驶员。
另外，可以通过把情况(4)修改为报警装置30和警告装置42都不可启动的情况来实施本发明。在该情况下，即使车辆速度V变成等于或高于阈值车辆速度V1，只要车辆速度V等于或低于可变阈值车辆速度Vth，警告装置42也不会启动。因此，防止了当警告装置42实际不应该被启动来警告驾驶员时车辆驾驶员被不必要地警告的情形。
另外，根据第三实施例，轮胎异常性判定是针对安装有四个装有轮胎的车轮的车辆(例如，汽车)来进行的。然而，可以通过对安装了多于四个装有轮胎的车轮的车辆(例如，大型车辆)进行轮胎异常性判定来实现本发明。
另外，根据第三实施例，每个装有轮胎的车轮的车轮速度V**被转换成了轮胎动负荷半径R**。然而，以上所述的转换实际并非是不可缺少的，因为转换是通过利用共同与四个装有轮胎的车轮有关的车辆速度V来进行的。根据第三实施例，转换被描述为是为了便于描述。
已经参照附图对本发明的各实施例进行了解释，应该注意所示出的是本发明的某些示例，可以根据基于本技术领域内的技术人员的知识和基于“解决本发明的问题和效果的手段”中所描述的方面的各种变型和改进来实现本发明。
权利要求
1.一种安装在具有装有轮胎的车轮的车辆中的用于判定轮胎是否为异常的装置，其中固定在车轮上的轮胎的内部空间中充有压力空气，该装置包括一个用于检测可以被用来判定轮胎是否为异常的轮胎异常性相关量的轮胎异常性相关量传感器；和一个用于通过把一基准值与轮胎异常性相关量的检测值或代表基于轮胎异常性相关量的检测值的计算值的比较值进行比较来判定轮胎是否为异常的轮胎异常性判定单元，其特征在于轮胎异常性判定单元根据轮胎负荷来实施该比较，和该基准值被定义成是一被预定为随着轮胎负荷的增大而增大的轮胎负荷响应基准值和一被预定为不随着轮胎负荷的变化而改变的轮胎负荷非响应基准值的一种组合，且该基准值在第一局部区域中被确定为选择轮胎负荷响应基准值而在轮胎负荷会产生变化的整个区域之外的第二局部区域中被确定为选择轮胎负荷非响应基准值。
2.一种根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该基准值被预定为随着轮胎负荷的增加而连续增加或逐步增加。
3.一种根据权利要求1所述的装置，其特征在于，轮胎负荷响应基准值和轮胎负荷非响应基准值之间的关系被确定为在第一局部区域中把被选作基准值的轮胎负荷响应基准值设置为大于没有被选作基准值的轮胎负荷非响应基准值，而在第二局部区域中把被选作基准值的轮胎负荷非响应基准值设置为大于没有被选作基准值的轮胎负荷响应基准值。
4.一种根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，第一局部区域被预定为处于轮胎负荷相对于第二局部区域增大的一侧。
5.一种装在具有装有轮胎的车轮的车辆中的用于判定轮胎是否为异常的装置，其中固定在车轮上的轮胎的内部空间中充有压力空气，该装置包括用于检测代表可用于判定轮胎是否为异常的物理量的轮胎异常性相关量的轮胎异常性相关量传感器；和轮胎异常性判定单元，该单元用于计算要与一基准值进行比较以判定轮胎是否为异常的比较值，和用于根据轮胎异常性相关量传感器检测的轮胎异常性相关量检测值通过把计算出的比较值与基准值进行比较来判定轮胎是否为异常，其特征在于所述轮胎异常性判定单元在第一车辆环境中以高精度而在第二车辆环境中以低精度判定轮胎是否为异常，和轮胎异常性判定单元根据在先前的第一车辆环境下计算出的至少一个比较值来计算在第二车辆环境下的比较值。
6.一种根据权利要求5所述的装置，其特征在于，第二车辆环境被预定为处于轮胎负荷相对于第一车辆环境增大的一侧，轮胎异常性判定单元包括一个用于在第二车辆环境下当轮胎负荷超过基准值时判定轮胎负荷大于正常值的判定装置。
7.一种根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，轮胎异常性判定单元包括一个比较装置，后者用于基于轮胎负荷，把基准值与由轮胎异常性相关量传感器检测的轮胎异常性相关量检测值或基于轮胎异常性相关量传感器检测的轮胎异常性相关量检测值的计算值的比较值进行比较。
全文摘要
一种用于估计安装在车辆上的装有轮胎的车轮的轮胎压力状态量的装置，它具有用于检测代表装有轮胎的车轮的角速度的车轮速度并输出相应的车轮速度信号的车轮速度传感器(10)，和用于根据从车轮速度传感器输出的车轮速度信号来估计轮胎压力状态量的估计单元(20)。估计单元包括用于检测车辆状态量和输出相应的车辆状态量信号的车辆状态量检测装置(40)。根据从车辆状态量检测装置输出的车辆状态量信号对利用车轮速度信号所做的轮胎压力状态量的估计进行正常化。
文档编号B60C23/00GK1847819SQ20061008017
公开日2006年10月18日 申请日期2002年2月25日 优先权日2001年2月26日
发明者小岛弘义, 井上秀雄 申请人:丰田自动车株式会社