路面状况及轮胎行驶状态的推断方法和装置 及利用它们的防滑刹车系统和车辆控制 【技术领域】
本发明涉及用于推断行驶时的轮胎的行驶状态及轮胎接地的路面地状态的方法及其装置。
背景技术
为了提高机动车的行驶稳定性，要求高精度地推断行驶时的轮胎的状态和轮胎接地的路面状况，反馈给车辆控制。在此，所谓轮胎的状态是轮胎内压、损耗、故障的预测等，所谓路面状况，主要指路面和轮胎之间的摩擦系数(路面摩擦系数μ)
如果能够预先推断轮胎的行驶状态或路面状况，则可以考虑进行以下活动，即，可以在轮胎产生故障之前停车并进行检查，或者在进行所谓制动或者转向操作的回避危险的操作之前，可以实现ABS制动器的更高的控制，使安全性进一步提高。另外，即使只把行驶中的路面状况的危险度传递给驾驶员，使得驾驶员可提前进行减速操作，也可以期待减少事故的发生。
以前，作为推断路面摩擦系数的方法，提出了利用作为表示车轮的旋转速度的变动的物理量的轮胎的均匀水平随路面摩擦系数的大小而变化的原理来推断路面摩擦系数的方法(日本特开2000-55790号公报)，或者在连结前轮和车体的下臂上安装加速度计，检测出具有前束角的轮胎的横向振动，利用其振动度随路面摩擦系数而变化的原理来推断路面摩擦系数的方法(日本特开平6-258196号公报)等。
但是，在根据上述轮胎的均匀水平推断路面摩擦系数的方法中，因产生轮胎跑气(flat spot)而使均匀性恶化，在其恢复的过程中，很难进行正确的推断。
另外，在根据带有前束角的前轮的横向振动来推断路面摩擦系数的方法中，存在轮胎的滑移角完全为零的场合或为大滑移角的场合下测量精度低的问题。
另外，根据作为车轮的上下方向的加速度的弹簧下加速度和作为车体的上下方向的加速度的弹簧上加速度之间的传递特性来推断路面摩擦系数的方法也被提出(日本特开平11-94661号公报)。在该方法中，由于在路面摩擦系数的推断上不使用转向操作力，所以具有即使在几乎不进行转向操作的直线路上也可以推断路面摩擦系数的优点，但由于根据经由弹簧或减震器等的缓冲特性大的悬架装置的2点间的振动的传递特性来推断路面摩擦系数，所以存在容易受路面的凹凸的影响的问题。例如，在雪地上等粗糙路面上，由于弹簧下振动变大，所以振动被悬架吸收的弹簧上的振动和上述弹簧下的振动的振动度差变大，导致不能正确地推断路面摩擦系数。
【发明内容】
鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于，高精度地推断轮胎接地的路面状况和轮胎行驶状态，从而提高车辆的行驶安全性。
本发明者们详细地研究了行驶中的轮胎的接地变动和故障时的轮胎变动，得出以下结论，对行驶中的轮胎的圆周方向的振动或者宽度方向的振动进行频率分析而得到上述振动的频谱(振动频谱)，掌握上述频谱的1个或多个频带中的振动度随轮胎接地的路面的状态或轮胎的故障形态而发生的特征性的变化。因此，通过把这样的振动作为轮胎自身的振动或者从车轮传来的车轮或悬架部的振动或者填充在轮胎内的气体(通常是空气)的压力在时间轴上发生的微小的变化进行检测，可以高精度地推断路面状况及轮胎行驶状态。
本发明技术方案1的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，其特征在于，检测出行驶中的车辆的轮胎、车轮或者悬架部的振动，检测出对上述检测后的振动进行频率分析所得到的振动频谱的振动度，由此推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态。
本发明技术方案2的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，其特征在于，检测出填充在行驶中的车辆的轮胎内的气体的压力变动，检测出对上述检测后的压力变动进行频率分析所得到的压力变动频谱的压力变动幅度，由此推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态。
本发明技术方案3的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案2的基础上，其特征在于，用设置在轮胎内的压力传感器的输出的绝对值检测轮胎内压，同时检测上述输出的时间轴上的微小振动成分，将其作为上述气体的压力幅度来推断行驶时的路面状态及轮胎行驶状态。
本发明技术方案4的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～3中任一项的基础上，其特征在于，检测出上述振动频谱或者压力变动频谱的、至少处于10～10000Hz的范围内的振动度或者压力变动幅度。
本发明技术方案5的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～4中任一项的基础上，其特征在于，把检测上述振动度或压力变动幅度时的频带的带宽为10～500Hz的范围。
本发明技术方案6的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～4中任一项的基础上，其特征在于，把检测上述振动度或者压力变动幅度时的频带的带宽为检测频带的1～100％的范围。
本发明技术方案7的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～5中任一项的基础上，其特征在于，在之上3个的频带分别检测出上述振动度或压力变动幅度。
本发明技术方案8的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～7中任一项的基础上，其特征在于，根据上述振动度或者压力变动幅度的数据，用下述的运算式运算出路面摩擦系数的推断值，
路面摩擦系数推断值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+％……+anxn)}]
在此，ao为常数，a1、a2、…、an为系数；xi为频带(fi)中的振动度或压力变动幅度。
本发明技术方案9的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案8的基础上，其特征在于，为提高路面摩擦系数的推断值的精度，求出所述的路面摩擦系数的推断值与预先测量的路面摩擦系数之间的相关系数，以使该相关系数成为最高值的方式设定检测用于推断路面摩擦系数的振动度或者压力变动幅度的频带fi(i＝1～n)，用该设定的频带fi(i＝1～n)中的振动度或者压力变动幅度的数据Xi(i＝1～n)运算路面摩擦系数的推断值。
本发明技术方案10的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～9中任一项的基础上，其特征在于，除使用上述振动频谱或者压力变动频谱的数据之外，还使用车辆的速度数据来推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态。
本发明技术方案11的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～9中任一项的基础上，其特征在于，检测出前轮速度和后轮速度，使用由上述检测出的前轮速度和后轮速度所算出的打滑率来推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态。
本发明技术方案12的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案10的基础上，其特征在于，从车辆的速度数据检测出轮胎的花纹间隔频率，检测上述振动频谱或者压力变动频谱的包含上述花纹间隔频率的频带的振动度或者压力变动幅度，在该检测出的振动度或者压力变动幅度超过规定的阈值的场合，推断为轮胎处于水面打滑状态。
本发明技术方案13的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案10的基础上，其特征在于，从车辆的速度数据检测出轮胎的花纹间隔频率，检测上述振动频谱或者压力变动频谱的包含上述花纹间隔频率的频带的振动度或压力变动幅度，同时求出不受上述花纹间隔频率影响的频带的振动度或者压力变动幅度，在上述花纹间隔频带中的振动度或者压力变动幅度相对于该求出的振动度或者压力变动幅度的比值超过规定阈值的场合，推断为轮胎处于水平滑行状态。
本发明技术方案14的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案12或者13的基础上，其特征在于，上述阈值可变。
本发明技术方案15的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～14中任一项的基础上，其特征在于，除使用上述振动频谱或者压力变动频谱的数据之外，还用轮胎内压的数据来推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态。
本发明技术方案16的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案15的基础上，其特征在于，从上述振动频谱的数据求出轮胎的固有频率，从预先求出的轮胎固有频率和轮胎内压的关系推断出轮胎内压，将该推断出的轮胎内压作为上述技术方案13中的轮胎内压的数据，推断路面状况及轮胎行驶状态。
本发明技术方案17的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～15中任一项的基础上，其特征在于，检测上述压力变动频谱中的10～100KHz的频带内的与轮胎旋转同步的区域的压力变动幅度，将其与正常时的压力变动幅度进行比较，在压力变动比正常情况高出至少20％的场合，推断为在轮胎上出现了某些异常。
本发明技术方案18的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～17中任一项的基础上，其特征在于，除使用上述振动频谱或者压力变动频谱的数据之外，还用车辆各轮的负载数据来推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态。
本发明技术方案19的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～18中任一项的基础上，其特征在于，在轮胎或者车轮部把上述振动或者压力变动的信息信号变换并压缩成数字变换信号后将其发送至车体侧，在车体侧接收上述压缩信号并将其复原，并进行频率分析。
本发明技术方案20的路面状况及轮胎行驶状态推断装置，是推断行驶中的轮胎的接地的路面的状态或轮胎的行驶状态的路面状态及轮胎行驶状态推断装置，其特征在于，包括：检测行驶中的车辆的轮胎或者车轮的振动的振动检测机构；检测出对上述检测出的振动进行频率分析所得到的上述振动的频谱的、至少包含在10～10000Hz的范围的频带的振动度的机构；以及根据上述检测出的振动度推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态的机构。
本发明技术方案21的路面状况及轮胎行驶状态推断装置，在技术方案20的基础上，其特征在于，上述振动为轮胎或者车轮的宽度方向的振动。
本发明技术方案22的路面状况及轮胎行驶状态推断装置，在技术方案20的基础上，其特征在于，上述振动为轮胎或者车轮的圆周方向的振动。
本发明技术方案23的路面状况及轮胎行驶状态推断装置，在技术方案20～22中任一项的基础上，其特征在于，把上述振动检测机构与监视填充在轮胎内的气体的压力的压力传感器设置在同一基板上或者同一壳体内，由此，可以使基板通用化，可以实现装置的小型化和低成本化。
本发明技术方案24的路面状况及轮胎行驶状态推断装置，在技术方案20～22中任一项的基础上，其特征在于，把上述振动检测机构或者设置上述振动检测机构的基板安装在轮胎或者车轮上。
本发明技术方案25的路面状况及轮胎行驶状态推断装置，在技术方案20～24中任一项的基础上，其特征在于，从作为非滚动部的车体侧，用无线方式电驱动安装在作为滚动动部的轮胎或者车轮上的上述振动检测机构，省略了驱动检测部的电源，因此，由于不需要设置在转动部上的传感器驱动和检测用电源等的电池，所以可以使振动检测部小型化轻量化。
从车体侧用无线方式驱动上述振动检测机构，省略了驱动检测部的电源。
本发明技术方案26的路面状况及轮胎行驶状态推断装置，其特征在于，包括：检测行驶中的车辆的悬架部的振动的振动检测机构；检测对上述检测出的振动进行频率分析所得到的上述振动的频谱的、至少包含在10～10000Hz的范围内的频带的振动度的机构；以及根据上述检测的振动度推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态的机构，检测出从轮胎传递到悬架部的轮胎的振动来推断路面状态及轮胎行驶状态。
本发明技术方案27的路面状况及轮胎行驶状态推断装置，在技术方案26的基础上，其特征在于，把上述检测上述悬架部振动的振动检测机构安装在与安装有车轮的轮毂一体化的部位上。
本发明技术方案28的路面状况及轮胎行驶状态推断装置，其特征在于，包括：检测出填充在行驶中的车辆的轮胎内的气体的压力变动的压力变动检测机构；检测出对上述检测出的压力变动进行频率分析所得到的压力变动频谱的、至少包含在10～10000Hz的范围内的频带的压力变动幅度的机构；以及根据上述检测出的压力变动幅度推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态的机构，检测出从轮胎传到轮胎内的气体的轮胎的振动来推断路面状态及轮胎行驶状态。
本发明技术方案29的路面状况及轮胎行驶状态推断装置，在技术方案28的基础上，其特征在于，在用设置在轮胎内的压力传感器的输出的绝对值检测轮胎内压的同时，检测上述输出在时间轴上的微小振动成分，并将其作为上述气体的压力变动。
本发明技术方案30的路面状况及轮胎行驶状态推断装置，在技术方案20～29中任一项的基础上，其特征在于，把检测上述振动度或者压力变动幅度时的频带的带宽设定为检测频带的1～100％的范围，同时根据在一个或者多个频带检测的上述振动度或者压力变动幅度的数据，用下述的运算式运算出路面摩擦系数的推断值，
路面摩擦系数推断值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]
在此ao为常数，a1、a2、…、an为系数；xi为频带(fi)中的振动度或者压力变动幅度。
本发明技术方案31的路面状况及轮胎行驶状态推断装置，在技术方案20～30中任一项的基础上，其特征在于，在轮胎或者车轮部设置信号处理机构，对用上述振动检测机构检测出的振动信息信号或者用压力变动检测机构检测出的压力变动信息信号进行数字变换，同时将其压缩并发送至车体侧，在车体侧接收上述压缩信号并对其进行复原和频率分析。
本发明技术方案32的路面状况及轮胎行驶状态推断装置，在技术方案20～30中任一项的基础上，其特征在于，在轮胎或者车轮部上设置信号处理机构，在轮胎或者车轮部对用上述振动检测机构检测出的振动信息信号或者用压力变动检测机构检测出的压力变动信息信号进行频率分析，由此推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态，并把表示该推断的行驶时的路面状况及轮胎行驶状态的数据发送至车体侧。
本发明技术方案33的路面状况及轮胎行驶状态推断装置，在技术方案31或者32的基础上，其特征在于，使安装在车轮部上的轮胎气门嘴具有用于进行上述数据通信的天线功能。
本发明技术方案34的路面状况及轮胎行驶状态推断装置，在技术方案31或者32的基础上，其特征在于，把用于进行上述数据通信的天线设置在车轮轮缘部的圆周上。
本发明技术方案35的路面状况及轮胎行驶状态推断装置，在技术方案20～34中任一项的基础上，其特征在于，设置用于初始化随机动车或车轮、轮胎的种类不同而不同的振动信息或者压力变动信息的复位按钮，或者设有进行初始化的系统，该进行初始化的系统对包含车轮速度、车体加速度、车体旋转角速度中的任一个或者多个的车辆工作状况数据信息与来自该推断装置的信息进行查对而自动地进行上述振动信息或者压力变动信息的初始化，因此，可以更加提高路面状态及轮胎行驶状态的推断精度。
本发明技术方案36的路面状况及轮胎行驶状态推断装置，在技术方案20～35中任一项的基础上，其特征在于，在车辆的各轮上设有负载测量装置，基于车辆各轮的负载数据推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态，因此，像大型的运输车等那样，即使是加在车轮上的负载变动大的车辆，由于根据上述各轮的负载数据可以推断路面状态及轮胎行驶状态，所以，可以谋求推断精度的提高。
本发明技术方案37的车辆控制装置，其特征在于，备有上述权利要求1～36的任一项所述的路面状态及轮胎行驶状态推断装置、基于用上述装置推断的路面状态及/或行驶中的轮胎的状态，像ABS制动器的油压控制机构或车轮的锁定状态控制机构，或者车辆的姿势控制机构等那样的控制车辆行驶状态的车辆控制机构。
本发明技术方案38的路面状况推断方法，检测轮胎振动、车轮振动、悬架部振动、轮胎内压力变动中的至少任何一方，检测出对其进行频率分析所得到的振动频谱的振动度或者压力变动频谱的压力变动幅度，由此来推断路面摩擦系数的路面状况，其特征在于，检测制动器开关的开、关，在判断为制动器被踩踏了的场合下，中断路面摩擦系数的推断值的更新，切换到基本上只控制车轮加速度的现有的ABS控制系统上。由此，由于在踩下制动器后可以不由本系统进行路面摩擦系数的推断，因此可以防止轮胎的打滑引起的系统的误动作。
本发明技术方案39的路面状况推断方法，其特征在于，代替上述制动器开关的开和关的检测，检测驱动轮和从动轮的速度并算出滑动率，在该滑动率超过预先设定的值的场合，中断路面摩擦系数的推断值的更新。在2轮驱动车的场合，因为通过检测对应于由于踩踏制动器产生的驱动轮和从动轮的速度差的打滑率，可以把握轮胎的滑动状态，所以可以根据轮胎的滑动状态中断路面摩擦系数的推断，可以可靠地防止系统的误动作。
本发明技术方案路40的面状况推断方法，其特征在于，检测发动机转速，在发动机转速超过预先设定的阈值的场合，中断路面摩擦系数的推断值的更新。在4轮驱动车的场合由于全是驱动轮，所以在检测发动机转速且发动机的转速比阈值高时，转矩变得非常高，由于可以判断为轮胎易滑动，所以可以根据轮胎的滑动状态中断路面摩擦系数的推断，可以可靠地防止系统的误动作。
本发明技术方案41的路面状况推断方法，在技术方案40的基础上，其特征在于，对应于行驶齿轮和离合器的连接状况变更上述发动机转速的阈值。
本发明技术方案42的路面状况推断方法，在技术方案38～41中任一项的基础上，其特征在于，使检测上述振动度或者压力变动幅度时的频带的带宽定在检测频带的1～100％的范围，同时，根据在1个或者多个频带检测出的上述振动度或者压力变动幅度的数据，用下述的运算式推断出路面摩擦系数，
路面摩擦系数推断值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]
在此，ao为常数，a1、a2、…、an为系数，xi为频带(fi)中的振动度或者压力变动幅度。
本发明技术方案43的路面状况推断装置，该装置检测轮胎振动、车轮振动、悬架部振动、轮胎内压力变动中的至少任何一方，检测出对其进行频率分析所得到的振动频谱的振动度或者压力变动频谱的压力变动幅度，由此来推断路面摩擦系数，其特征在于，包括检测制动器开关的开、关的机构，在判断为制动器被踩踏了的场合，中断路面摩擦系数的推断值的更新。
本发明技术方案44的路面状况推断装置，该装置检测轮胎振动、车轮振动、悬架部振动、轮胎内压力变动中的至少任何一方，检测出对其进行频率分析所得到的振动频谱的振动度或者压力变动频谱的压力变动幅度，由此来推断路面摩擦系数，其特征在于，包括检测驱动轮和从动轮的速度的机构、及根据上述检测的驱动轮和从动轮的速度算出打滑率的机构，在上述打滑率超过预先设定的阈值的场合，中断路面摩擦系数的推断值的更新。
本发明技术方案45的路面状况推断装置，该装置检测轮胎振动、车轮振动、悬架部振动、轮胎内压力变动中的至少任何一方，检测出对其进行频率分析所得到的振动频谱的振动度或者压力变动频谱的压力变动幅度，由此来推断路面摩擦系数，其特征在于，包括检测发动机转速的机构，在发动机转速超过预先设定的阈值的场合，中断路面摩擦系数的推断值的更新。
本发明技术方案46路面状况推断装置，在技术方案45的基础上，其特征在于，设置检测行驶齿轮和离合器的连接状况的机构，根据行驶齿轮和离合器的连接状况变更上述发动机转速的阈值，因此，可以进行精度更高的控制。
本发明技术方案47的路面状况推断装置，在技术方案43～46中任一项的基础上，其特征在于，在轮胎或者车轮部或者悬架部把上述振动或者压力变动的信息信号变换数字信号后并压缩，将其发送至车体侧，在车体侧接收上述压缩信号后将其复原，对其进行频率分析。
本发明技术方案48的ABS制动控制方法，其特征在于，检测轮胎振动、悬架部振动、车轮振轮胎内压力变动中的至少任何一方，检测出对其进行频率分析所得到的振动频谱的振动度或者压力变动频谱的压力变动幅度，由此连续地推断路面摩擦系数，同时相应于驾驶员即将踩踏制动器之前的路面摩擦系数推断值的大小，变更向ABS控制转移的制动器油压的阈值。例如，在路面摩擦系数推断值低的场合，由于在通常阈值的下滑动率急剧变高，制动力下降，所以在该场合，通过降低转移到ABS控制的制动器油压的阈值并进行控制使ABS提高动作，，使打滑率不上升，使车辆的安全性提高。
本发明技术方案49的ABS制动控制方法，其特征在于，检测轮胎振动、车轮振动、悬架部振动、轮胎内压力变动中的至少任何一方，检测出对其进行频率分析，所得到的振动频谱的振动度或者压力变动频谱的压力变动幅度，由此连续地推断路面摩擦系数，同时相应于驾驶员即将踩踏制动器之前的路面摩擦系数推断值的大小，调整ABS制动器油压的增减程度。
本发明技术方案50的ABS制动控制方法，在技术方案48或者49的基础上，其特征在于，使检测上述振动度或者压力变动幅度时的频带的带宽为检测频带的1～100％的范围，同时根据在一个或者多个频带检测出的上述振动度或者压力变动幅度的数据，用下述的运算式连续地推断路面摩擦系数，
路面摩擦系数推断值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]
在此，ao为常数，a1、a2、…、an为系数，xi为频带(fi)中的振动度或者压力变动幅度。
本发明技术方案51的ABS制动控制装置，其特征在于，包括：
检测轮胎振动、车轮振动、悬架部振动、轮胎内压力变动中的至少任何一方的机构；检测出对上述检测出的振动信息信号或者压力变动信号进行频率分析所得到的振动频谱的振动度或者压力变动频谱的压力变动幅度，用下述的运算式连续地运算路面摩擦系数的推断值的机构，
路面摩擦系数推断值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]
在此，ao为常数，a1、a2、…、an为系数，xi为频带(fi)中的振动度或者压力变动幅度；检测制动器开关的开、关的机构；以及根据驾驶员即将踩踏制动器之前的路面摩擦系数推断值的大小，变更向ABS控制转移的制动器油压的阈值的机构。
本发明技术方案52的ABS制动控制装置，其特征在于，具有：检测轮胎振动、车轮振动、悬架部振动、轮胎内压力变动中的至少任何一方的机构；检测出对上述检测的振动信息信号或者压力变动信号进行频率分析所得到的振动频谱的振动度或者压力变动频谱的压力变动幅度，用下述的运算式连续地运算路面摩擦系数的推断值的机构，
路面摩擦系数推断值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]在此，ao为常数，a1、a2、…、an为系数，xi为频带(fi)中的振动度或者压力变动幅度；检测制动器开关的开、关的机构；以及根据驾驶员即将踩踏制动器之前的路面摩擦系数推断值的大小，调整ABS制动器油压的增减程度的机构。
本发明技术方案53车辆控制装置，其特征在于，具有上述技术方案51或者52所述的ABS制动控制装置。
【附图说明】
图1是表示本发明的优选方式1的路面状况及轮胎行驶状态推断装置的构成的功能框图。
图2是表示加速度传感器的安装位置的图。
图3是表示车轮的振动频谱的图。
图4是表示实际的路面摩擦系数μ和本发明的μ推断值的相关关系的图。
图5是表示加速度传感器的另一个安装位置的图。
图6是表示检测本优选方式2的悬架部的振动的方法的图。
图7是表示悬架部的振动频谱的图。
图8是表示实际的路面摩擦系数μ和检测并推断悬架部的振动的μ推断值的相关关系的图。
图9是表示本优选方式3的车辆控制装置的构成的图。
图10是表示本发明的车辆控制装置的另一种构成的图。
图11是本优选方式4的路面状况及轮胎行驶状态推断装置的功能框图。
图12是表示压力传感器的安装位置的图。
图13是表示把压力变动信息信号送往车体侧的构成例的图。
图14是表示让安装了压力传感器的车辆在干燥沥青路和雪上行驶时的压力变动频谱的图。
图15是表示实际的路面摩擦μ和由轮胎内压变动产生的μ推断值的相关关系的图。
图16是表示实际的路面摩擦μ和由车轮振动引起的μ推断值的相关关系的图。
图17是表示本优选方式5的水面打滑状态推断机构的构成的图。
图18是表示水面打滑状态的压力变动频谱的图。
图19是表示水面打滑状态的振动频谱的图。
图20是表示车速和花纹间隔频率中的振动度与100～200Hz区域中的振动度之比的关系的图。
图21是表示优选方式6的路面状况推断装置的构成的图。
图22是根据制动器开关的检测进行μ推断值的更新控制的流程图。
图23是表示具有本发明的打滑率判断机构的路面状况推断装置的构成的图。
图24是根据打滑率进行μ推断值的更新控制的流程图。
图25是根据发动机转速进行μ推断值的更新控制的流程图。
图26是表示让试验车辆在各种路面以一定速度行驶时的μ推断值的运算结果的图。
图27是表示在干燥沥青路面上加速试验车辆的场合的μ推断值的运算结果的图。
图28是表示根据打滑率及发动机转速进行μ推断值的更新控制的场合的μ推断值的运算结果的图。
图29是表示本优选方式7的ABS制动控制装置的一个构成例的图。
图30是表示加载在轮胎上的力的示意图。
图31是表示打滑率和摩擦力关系的S～μ曲线图。
图32是使试验车辆在湿路面上行驶，表示测量车体速度和车轮速度的结果的图。
图33是使试验车辆在结冰路面上行驶，表示测量车体速度和车轮速度的结果的图。
图34是使搭载了本发明的ABS制动控制装置的试验车辆在结冰路面上行驶，表示测量车体速度和车轮速度的结果的图。
【具体实施方式】
下面根据附图对本发明的优选方式进行说明。
优选方式1
图1是表示本优选方式1的路面状况及轮胎行驶状态推断装置10的构成的功能框图，本装置10具有振动检测部10A和信号处理部10B，振动检测部10A具有作为检测传播到了车轮上的轮胎振动的振动检测机构的加速度传感器11，信号处理部10B具有频带设定机构12和振动度检测机构13，还具有频率分析机构14、振动度存储机构15及路面状况及轮胎行驶状态推断机构16，其中，频率分析机构14对上述加速度传感器11检测的车轮振动的振动信息信号进行频率分析并检测出包含在上述振动的频谱(以下称为振动频谱)的、随路面状况或轮胎的行驶状态其振动度发生特征性的变化的频率范围、即至少检测出10～10000Hz的范围内的频带的振动度，振动度存储机构15存储表示预先求出的路面状况或者行驶中的轮胎的状态和上述振动频谱的规定的频带中的振动度的关系的振动度对应表15T，路面状况及轮胎行驶状态推断机构16使由上述频率分析机构14检测的振动度与上述振动度对应表15T对应并根据上述振动度推断路面摩擦系数μ及行驶中的轮胎的状态，根据用上述加速度传感器11检测出的车轮的振动信息信号，推断行驶时的路面状况及轮胎的行驶状态。
再有，如下述那样制成上述振动度对应表15T，即，在试验车辆上安装加速度传感器11，使上述车辆以规定的速度V行驶在路面摩擦系数μ不同的路面上，或例如，使安装了相当于剥离了车轮胎面的一部分的故障轮胎的试验轮胎的车辆行驶，实测车轮1的振动。
在本实施例中，作为上述加速度传感器11，使用压电晶片压电式的表面安装型加速度传感器，如图2(a)、(b)所示，把该加速度传感器11收容在安装于车轮1的轮辋2的轮胎侧的凹部上的传感器盒17内。在同图中，3是安装在车轮1上的轮胎气门嘴。
在上述传感器盒17内收容有用于监视填充在轮胎内的气体压力的压力传感器18，上述加速度传感器11安装在搭载了压力检测电路和电池且安装了上述压力传感器18的基板19上。该基板19是传感器共用基板，加速度传感器11的驱动和检测电路也搭载在上述的基板19上，上述电池是加速度传感器11及压力传感器18的共用电源。
再有，也可以把加速度传感器11或者设置加速度传感器11的基板设置在车轮1的相对于上述压力传感器18另成一体的位置上，也可以把搭载了加速度传感器11的驱动和检测电路的基板相对于加速度传感器11另成一体地设置，但是为了使装置小型化，最好如上述那样，把加速度传感器11及其基板与压力传感器18设置在同一壳体(传感器盒17)内，至少，对于基板来说，最好与上述基板19进行共有化。
接下来，以求路面摩擦系数μ的推断值的场合为例，对上述构成的路面状况及轮胎行驶状态推断装置10的动作进行说明。
首先，由加速度传感器11检测行驶中的车轮1的振动，由频率分析机构14频率分析该检测出的车轮1的振动信息信号并检测规定的频带的振动度。详细地讲，频率分析机构14所检测的上述振动度是中心频率处于以下范围内的具有规定带宽的振动度的，所述范围为随路面状况或轮胎的行驶状态其振动度发生特征性的变化的频率范围、即至少10～10000Hz的范围，详细地讲，频率分析机构14所检测的上述振动度是中心频率处于至少10～10000Hz的范围内的具有检测频带(车轮1的振动信息信号的频带)的1～100％的带宽的振动度。例如，在上述检测频带是10～5000Hz的场合，作为用频率分析机构14检测的振动度，可以是具有800～3500Hz那样的、带宽是上述检测频带的大约54％那样的比较宽的带宽的1个频带的振动度，也可以是具有800～1000Hz、1600～2000Hz、3000～3500Hz等那样的、带宽是上述检测频率范围的大约4％、8％、10％那样的比较狭窄的带宽的多个频带的振动度(多个)。另外，在把检测振动度的频带设定为多个的场合下，最好把上述带宽设定在比较狭窄的范围内，例如，在10～500Hz的范围内。这样，在频率分析机构14中，用频带设定机构12设定上述1个或者多个频带，由振动度检测机构13检测出其振动度。
上述检测出的振动度被输送至路面状况及轮胎行驶状态推断机构16，在路面状况及轮胎行驶状态推断机构16中，通过使上述检测出的振动度与预先记忆在振动度存储机构15中的表示路面摩擦系数μ和振动度的关系的振动度对应表15T相对应，求出路面摩擦系数的推断值(μ推断值)，从而，可以从根据由加速度传感器11检测出的车轮的轮胎圆周方向或者轮胎宽度方向的振动信息信号，精确地推断出路面摩擦系数μ。
图3是把具有安装了检测轮胎圆周方向的振动的加速度传感器和检测轮胎宽度方向的振动的加速度传感器的2个加速度传感器的车轮的轮胎搭载在乘用车上，使其在通常的干燥的沥青路面上以60km/h的固定速度行驶，分别测量这时的车轮的轮胎的圆周方向振动和轮胎宽度方向振动并进行频率分析所得到的振动频谱。该图的横轴是频率，纵轴是把1G作为0dB时的振动度的大小，该图中的实线是车轮的轮胎圆周方向振动频谱，虚线是轮胎宽度方向振动频谱。
接下来，在路面摩擦系数μ不同的各种路面上进行与上述相同的实验，求出车轮的轮胎圆周方向及轮胎宽度方向的振动频谱，与在上述干燥沥青路面上行驶得到的振动频谱进行比较。由此可以确认，在包含于10～10000Hz的范围内的多个频带中，上述振动度是如何随路面状况而变化的。
一般地，当路面摩擦系数μ变低时，由于轮胎胎面的一部分的打滑(在此是宽度方向的打滑)，多个频带的振动度上升。
图4是表示预先测量的路面摩擦系数μ和用检测出的车轮的振动信息信号推断的路面摩擦系数的推断值(μ推断值)的关系的图。如从该结果所表明的那样，上述μ推断值和实际的路面摩擦系数μ表示出良好的相关关系。
因此，通过由加速度传感器11检测车轮1的轮胎圆周方向或者轮胎宽度方向的振动，对照该振动信息信号和预先求出的表示上述多个频带的振动度和路面摩擦系数μ的关系的振动度对应表15T，可以高精度地推断路面摩擦系数μ。
这样，根据本优选方式1，由于用频率分析机构14对由安装在轮辋2上的加速度传感器11检测出的车轮1的振动信息信号进行频率分析而检测其振动频谱的振动度，由路面状况及轮胎行驶状态推断机构16比较该检测出的振动度和表示存储在振动度存储机构15上的路面摩擦系数μ和振动度的关系的振动度对应表15T来推断路面摩擦系数μ，所以可以高精度地推断路面摩擦系数μ的值，可以提高车辆的安全性。
再有，在上述优选方式1中，把加速度传感器11安装在轮辋2的轮胎侧来检测传播到车轮1上的轮胎的振动，但也可以如图5(a)所示那样，把加速度传感器11安装在轮辋2的轮盘侧。或者，也可以如图5(b)所示那样，把加速度传感器11安装在轮胎4的胎面的一部分5的内面侧5a上来直接检测轮胎4的振动。
另外，在上述实施例中，对推断路面摩擦系数μ的场合作了说明，但不单是路面摩擦系数μ本身，也可以推断通常的路面状况(干燥)、需要注意的路面状况(湿路、雪路等)、危险的路面状况(水面打滑状态、压雪路、镜面路面等)等那样的路面状况。
另外，也可以根据上述路面摩擦系数μ推断作为行驶中的轮胎的状态的易打滑程度。
另外，在上述实施例中，把检测用于算出μ推断值的振动度时的频带作为与在不同的路面上行驶而得到的振动频谱相比较而其振动度发生特征性变化的频带，但是如果把该频带设定在与路面摩擦系数μ的相关关系高的频带上，可以更加提高μ推断值的精度。
具体地讲，在试验车辆上安装加速度传感器11，使上述车辆以规定的速度V在路面状况(路面摩擦系数μ)不同的路面上行驶并求出轮胎的振动频谱，从该振动频谱检测至少1处频带fi(i＝1～n)中的振动度的频带值(振动度)xi(i＝1～n)，用下述的式(1)算出路面摩擦系数推断值(μ推断值)。
μ推断值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]……(1)
在此，ao：常数，a1、a2、…、an：系数
然后，求出用上述式(1)算出的μ推断值与预先测量的路面摩擦系数μ之间的相关系数，设置上述多个频带fi(i＝1～n)，使该相关系数成为最高值，根据该设定的频带fi(i＝1～n)的振动度，用上述式(1)算出μ推断值。
这样，如果把检测用于算出μ推断值的振动度时的频带fi(i＝1～n)设定成与路面摩擦系数μ的相关关系高的频带fi(i＝1～n)，那么与仅仅比较在不同的路面上行驶而得到的各振动频谱，设定被认为振动的频带值xi高的多个频带fi而计算μ推断值的场合相比，可以可靠地提高μ推断值的精度。
这时，用于检测在上述路面摩擦系数μ的检测中使用的振动的频带值(振动度)xi的频带fi的数量最好是至少3个，但如果存在能明确反映路面状况(路面摩擦系数μ)的频带fi，也可以把频带定为1个。
通过使用上述方法，在上述装置10中，省略了振动度存储机构15，同时在路面状况及轮胎行驶状态推断机构16中，可以根据用频率分析机构14检测的振动的频带值(振动度)xi，用上述式(1)直接求出μ推断值，或用上述μ推断值推断路面状况。
另外，用上述振动频谱也可以推断轮胎的故障状态，具体地讲，在轮胎胎面的一部分的一部分上产生了剥离等场合下，由于每当该部分与路面接触时产生特有的振动，所以通过检测上述振动频谱的10～100Hz的频带的振动度，与正常的轮胎的与上述相同的频带的振动度进行比较，可以推断在轮胎上产生了何种异常。
另外，根据频率分析来自加速度传感器11的振动信息信号所得到的振动频谱的200Hz或200Hz以下的频带内的振动度，可以检测轮胎的固有振动的频率并可以推断轮胎内压。即，由于轮胎的固有振动频率和实际的轮胎内压有高的相关关系，所以，从上述振动频谱的数据求出轮胎的固有振动频率，根据预先求出的轮胎振动频率和轮胎内压的关系推断轮胎内压，可以把该推断出的轮胎内压用作轮胎内压。由此，也可以省略设置在传感器盒17内的压力传感器18。
另外，如果在车辆的各轮上设置负载测量装置来检测作用在车辆各轮上的负载，基于车辆各轮的负载数据，进行的行驶时路面状况及轮胎的行驶状态的推断，可以更加提高路面状况及轮胎的行驶状态的推断精度。
即，在像大型运输车等那样，因载货的重量而使得加在车轮上的负载发生大的变动的车辆中，由于负载引起的摩擦系数的变化大，因此由负载引起轮胎的振动状态发生变化(负载变大时摩擦系数减少，但难以打滑)，所以，为了对其进行修正，对每个负载都要预先制作并存储表示路面摩擦系数μ与振动度之间的关系的振动度对应表15T，例如，如果根据使用了应变仪的负载测量装置检测出的车辆各轮的负载数据，推断路面状况及轮胎行驶状态，也可以更加提高推断精度。
另外，在本装置10上最好设置用于使系统初始化的复位按钮，在行驶了某种程度的距离后，把握轮胎与路面之间的实际的摩擦状态。作为用于推断路面状况的振动频谱，即使是预先输入的实车试验的振动频谱也没有问题，但由于振动频谱因机动车或车轮、轮胎的种类而有微妙的差异，如果让该车辆在干燥的、湿的、冰雪的任一种路面或多种路面上行驶，求出当时的振动频谱，基于该求出的振动频谱推断路面状况或者路面摩擦系数μ，可以更加提高推断精度。
这时，乘员按下复位按钮，输入干燥的、潮湿的或冰雪的行驶的路面的状态。也可以在装置10内，比较预先存储的每种路面状况的振动频谱和上述初始化时得到的振动频谱，自动地输入上述行驶的路面的状态是干燥的还是潮湿的或是冰雪。
或者，在为了车体的变化控制而安装了检测车轮速度、车体加速度、车体旋转角速度等传感器的车辆中，也可以通过对从这些数据概略地推断出的路面摩擦系数与由本装置10推断出的路面摩擦系数进行比较而适当地进行复位的系统。
优选方式2
在上述优选方式1中，对检测车轮1的振动的例子进行了说明，也可以如图6所示那样，把加速度传感器11安装在悬架部6上，检测传播到悬架部6上的轮胎的振动而推断出路面状况及轮胎行驶状态。
为了缓冲振动，在悬架部6上安装了多个橡胶衬套7等弹性构件，所以在本实施例中，为了高效率地检测上述传播的轮胎的振动，不是把加速度传感器11安装在悬架臂6a、6b上，而是将其安装在与安装了车轮1的轮毂部8一体的非旋转部上。再有，由于在悬架部6上轮胎宽度方向的振动相对不衰减地传播，所以上述加速度传感器11最好按检测轮毂部8的轮胎宽度方向的振动的方式进行安装。
图7是表示把加速度传感器安装在乘用车的悬架部上，在通常的干燥的沥青路面上以在30km/h～90km/h的范围内的一定速度行驶，测量这时的悬架部的振动并进行频率分析所得到的振动频谱的图。用该振动频谱，可以与上述优选方式1同样地推断路面摩擦系数μ。
另外，图8是表示预先测量的路面摩擦系数μ和根据检测的悬架部6的振动推断的μ推断值的关系的图，如该结果所表示的那样，从检测出的振动度求得的μ推断值和实际的路面摩擦系数μ表现出良好的相关关系，根据悬架部6的振动也可以高精度地推断路面摩擦系数μ。
优选方式3
图9是表示使用了本发明的路面状况及轮胎行驶状态推断装置的车辆控制装置20的构成的图，本装置20按以下方式构成，即，以无线方式连接安装了加速度传感器11的滚动侧(轮胎或者车轮侧)A和作为非滚动侧的车体侧B。
在滚动侧A上，设置加速度传感器11、对用该加速度传感器11检测出的振动信息信号进行数字变换并进行压缩的数据处理部21、以及RF(Radio Frequency)部22，该RF部22把该压缩的信号用无线方式输送给车体侧B，同时接收从车体侧B送来的用于驱动加速度传感器11及数据处理部21的无线信号。另外，在车体侧B上设置接收上述被压缩了的振动信息信号同时向滚动侧A发送上述无线信号的无线发送·接收部(以下叫收发部)23、对上述接收的振动信息信号进行复原和频率分析，根据得到的振动频谱推断出行驶时的路面状况及轮胎行驶状态的路面状况及轮胎行驶状态运算部24、基于用上述运算部24推断的路面状况及轮胎行驶状态，控制ABS制动器的油压的ABS控制部(车辆控制机构)25。
因此，不设置信号连接线就可以在车体侧B处理在轮胎或者车轮部上检测出的振动信息信号并推断路面状况及轮胎行驶状态。另外，由于通过把上述推断出的路面状况及轮胎行驶状态的数据输送至ABS控制部25，可以根据路面状况及轮胎行驶状态控制ABS制动器的油压，所以可以稳定并控制车辆的行驶状态。另外，由于从车体侧B用无线方式驱动加速度传感器11及数据处理部21，所以可以省略在滚动侧A上具有的电池。
再有，上述路面状况及轮胎行驶状态运算部24的构成与上述优选方式1的图1所示的路面状况及轮胎行驶状态推断装置10的信号处理部10B是相同的。
另外，在车体侧B上设置极力扩大轮胎圆周上的电波服务区的天线部，在滚动侧A(轮胎或者车轮侧)的RF部22上，具有由接收从收发部24经上述天线部发送的微弱电波而产生的感应电动势进行工作的被动方式非接触IC芯片，在启动加速度传感器11和数据处理部21的同时，数字变换并压缩由加速度传感器11检测出的振动数据并发送给车体侧B。再有，也可以使安装在车轮1上的轮胎气门嘴3(参照图1)具有用于进行上述数据的发送的天线功能，另外也可以在轮辋2的圆周上设置天线。
实际上已确认，用本装置20检测滚动中的车轮振动，在车体侧B测量其振动频谱，与上述优选方式1的图3所示的振动频谱比较，能得到同样的振动频谱。
这样，根据本优选方式3，由于在安装了加速度传感器11的滚动侧A(轮胎或者车轮侧)设置数据处理部21，对用上述加速度传感器11检测出的振动信息信号进行数字变换和压缩并发送给车体侧B，在设置于车体侧B上的路面状况及轮胎行驶状态运算部24中复原上述接收振动信息信号并进行频率分析，根据轮胎或者车轮的振动推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态，所以滚动侧A和车体侧B之间的连续数据通信成为可能，可以提高振动的检测精度，可以稳定地控制车辆的行驶状态。
另外，由于从车体侧B用无线方式驱动加速度传感器11及数据处理部21，所以可以省略电池，可以使振动检测部小型轻量化。在使用蓄电池进行数据通信的场合，使电池寿命短，而且需要更换，但在本实施例中，没有这样的问题，可以长期稳定地推断路面状况及轮胎行驶状态。
另外，也可以在轮胎或者车轮部上设置FFT处理部，在滚动侧A对振动信息信号进行频率分析并求出μ推断值，将其发送给车体侧B。具体地讲，如图10所示，在滚动侧A(轮胎或车轮侧)设置路面状况及轮胎行驶状态运算部24，对用加速度传感器11检测出的轮胎或者车轮的振动信息信号进行频率分析，推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态，把表示该推断出的行驶时的路面状况及轮胎行驶状态的数据从RF部22发送到车体侧B。在车体侧B，把接收的数据输送至ABS控制部25来控制ABS制动器的油压。
由于构成上述那样的车辆控制装置20A，所以与上述优选方式3一样，可以进行滚动侧A和车体侧B之间的连续数据通信，并且，可以提高路面状况及轮胎行驶状态的推断精度，可以稳定地控制车辆的行驶状态。
实际上，在轮胎或者车轮部上，对振动信息信号进行频率分析，从得到振动频谱求出μ推断值，把该μ推断值发送给车体侧B并查出其与路面摩擦系数μ的对应关系，可以得到与上述优选方式1的图4相同的良好的相关关系。
优选方式4
在上述优选方式1及2中，对用加速度传感器11检测出的轮胎4、车轮1或者悬架部6的振动信息信号进行频率分析并检测其振动频谱的振动度来推断路面状况或路面摩擦系数μ，也可以检测填充在行驶中的车辆的轮胎中的气体的压力变动来推断路面状况或路面摩擦系数μ。
图11是本优选方式4的路面状况及轮胎行驶状态推断装置30的功能框图，在图中，31是设置在轮胎内的作为压力变动检测机构的压力传感器，32是频率分析机构，其具有频带设定机构33和压力变动幅度检测机构34，该频率分析机构32对作为用上述压力传感器31检测出的轮胎内的气体的压力变动信号的压力传感器31的输出在时间轴上的微小振动成分(AC成分)进行频率分析，并检测出上述压力变化的频谱(以下称压力变动频谱)的随路面状况及轮胎行驶状态其振动度发生特征性的变化的频率范围，即，至少10～10000Hz的范围内的频带的振动度，35是压力变动幅度存储机构，其存储表示预先求出的路面状况或行驶中的轮胎的状态与规定的频带内的压力变动幅度(以下称压力变动的频带值)之间的关系的压力变动幅度对应表35T，36是把用上述频率分析机构32检测的压力变动幅度与上述压力变动幅度对应表35T对照来推断行驶中的路面状况及轮胎行驶状态的路面状况及轮胎行驶状态推断机构。
再有，上述压力变动幅度对应表35T是按以下方式作成得，即，通过在试验车辆上安装压力传感器31，使上述车辆以规定的速度V在路面状况(路面摩擦系数μ)不同的路面上行驶，或例如，使安装了相当于剥离胎面的一部分的故障轮胎的试验轮胎的车辆行驶，实测轮胎内的气体的压力变动。
在本实施例中，如图12(a)、(b)所示，把压力传感器31安装在搭载了检测电路等电路零件的基板37上并收容在安装于车轮1的轮辋2的轮胎侧的凹部的传感器盒38内，同时如图13所示，由无线方式连接车轮侧(滚动侧)A和作为非转动侧的车体侧B。
在车轮侧A上，设置压力传感器31、对用压力传感器31检测出的填充在轮胎中的气体的压力变动信号进行数字变换并压缩的数据处理部41、通过无线方式把该压缩信号发送给车体侧B的RF(RadioFrequency)部42。在车体侧B上设置接收上述压缩信号的接收部43、对上述接收的压缩信号进行复原并频率分析，根据得到的压力变动频谱推断行驶时路面状况及轮胎行驶状态的路面状况及轮胎行驶状态运算部44。该路面状况及轮胎行驶状态运算部44由上述图11所示的频率分析机构32、压力变动幅度存储机构35、路面状况及轮胎行驶状态推断机构36的各机构构成。因此，可以不设置信号连接线，在车体侧B上处理在作为滚动侧的车轮部检测的压力变动信号，推断路面状况及轮胎行驶状态。
下面对上述构成的路面状况及轮胎行驶状态推断装置30的动作，以求出路面摩擦系数μ的推断值的场合为例进行说明。
首先，用压力传感器31检测行驶中的填充在轮胎内的气体的压力变动，由频率分析机构32进行频率分析并检测规定的频带的压力变动幅度。详细地讲，频率分析机构32检测的上述压力变动幅度的范围如下，中心频率处于其振动度随路面状况或轮胎的行驶状态而发生特征性的变化的频率范围，即，至少10～10000Hz的范围的、具有规定的带宽的频带的压力变动幅度，例如，可以是具有像800～3500Hz那样的比较宽的带宽的1个频带的压力变动幅度，也可以是具有像800～1000Hz、1600～2000Hz、3000～3500Hz的压力变动幅度等那样的比较狭窄的带宽的多个频带内的压力变动幅度(多个)。在频率分析机构32中，用频带设定机构33设定上述1个或者多个频带，由振动度检测机构34检测其振动度。
上述被检测出的振动度被送往路面状况及轮胎行驶状态推断机构36，在路面状况及轮胎行驶状态推断机构36中，通过将上述检测出的规定的频带的压力变动幅度(压力变动的频带值)与表示预先存储在压力变动幅度存储机构35内的路面摩擦系数μ与压力变动的频带值之间的关系的压力变动幅度对应表35T进行对照来求出路面摩擦系数的推断值(μ推断值)，可以高精度地推断路面状况(路面摩擦系数μ)。
再有，不仅是路面摩擦系数μ的推断值，也可以推断通常路面状况(干燥的)、需要注意的路面状况(湿路、雪路等)、危险的路面状况(水面打滑、压雪路、镜面路面等)等路面状况。
另外，也可以根据上述路面摩擦系数μ，推断作为行驶中的状态的易打滑程度。
另外，利用上述压力变动频谱，也可以推断轮胎的故障状态，具体地讲，在轮胎胎面的一部分产生剥离的场合等，由于每当该部分与路面接触就产生特有的振动，所以通过检测上述压力变动频谱的10～100Hz的频带的压力变动幅度并与正常的轮胎的压力变动幅度进行比较，可以推断在轮胎上产生了怎样的异常。即，由于10～100KHz的频带中的压力变动幅度是与轮胎旋转同步的区域的压力变动幅度，所以，如果检测上述压力变动幅度并与正常时的压力变动幅度进行比较，就可以推断轮胎的异常。具体地讲，在上述检测出的压力变动幅度比正常时高出20％以上的场合，就能断定在轮胎产生了某些异常。
再有，由上述频带设定机构33进行的检测用于路面摩擦系数μ或者路面状况的推断的压力变动幅度时的频带的设定方法，与上述优选方式1中所述的设定方法是相同的，在下述中再次说明的μ推断值的计算式(1)中，把振动的频带值xi作为压力变动的频带值(压力变动幅度)xi来计算出μ推断值，同时，求出该计算出的μ推断值和预先测量的路面摩擦系数μ之间的相关关系，设定用于检测压力变动幅度的频带fi(i＝1～n)，使相关系数成为最高值。这时，作为上述频带fi的个数最好为至少3个。
μ推断值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]……(1)
在此，a0：常数，a1、a2、…、an：系数
另外，如果只进行路面状况或者路面摩擦系数μ的推断，由于不需要存储路面状况或者行驶中的轮胎的状态和规定的频带中的压力变动幅度的关系，所以在上述装置30中可以省略压力变动幅度存储机构35，同时也可以在路面状况及轮胎行驶状态推断机构36中，根据用频率分析机构32检测出的压力变动的频带值xi，用上述式(1)直接求出推断值，或用上述μ推断值推断路面状况。
这样，根据本优选方式4，由于在车轮1的轮辋2上安装压力传感器31，检测行驶中的填充在车辆的轮胎中的气体的压力，由频率分析机构32对该检测出的压力信号在时间轴上的微小振动成分(AC成分)进行频率分析并检测其压力变动频谱的压力变动幅度，由路面状况及轮胎行驶状态推断机构36比较该检测的压力变动幅度和表示与存储在压力变动幅度存储机构35中的路面状况及轮胎的行驶状态的关系的压力变动幅度对应表35T，从而推断出路面摩擦系数μ或轮胎的故障状态，所以可以高精度地推断路面状况及轮胎行驶状态。
再有，由于根据压力传感器31的输出的绝对值(DC成分)可以检测轮胎内压，所以本装置30的上述压力传感器31可以直接使用近年来普及的轮胎内压监视系统的压力传感器，因此，可以避免因增加硬件而使成本上升，可以谋求低成本化。
另外，由于用上述压力传感器31检测轮胎内压，所以对于作为轮胎的行驶状态的之一的轮胎内压异常也可以进行推断。
另外，如果在上述路面状况及轮胎行驶状态推断装置30上设置检测车辆的速度的机构，同时准备表示每种车速下路面摩擦系数μ和压力变动的频带值的关系的压力变动幅度对应表35T，除了使用压力变动频谱的数据之外，还使用车辆的速度数据推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态，则可以更加提高路面状况及轮胎行驶状态的推断精度。
还有，也可以在车辆的各轮上设置负载测量装置来检测作用在车辆各轮上的负载，基于车辆各轮的负载数据进行行驶时路面状况及轮胎行驶状态的推断。
即，像大型的运输车等那样，在因载货的重量使加在车轮上负载进行大的变动的车辆中，由于负载引起的摩擦系数的变化大，所以负载引起的轮胎的振动状态发生变化(负载大时摩擦系数减少且容易打滑)，为了修正它，如果在每种负载下都预先制成表示路面摩擦系数μ和振动度的关系的压力变动幅度对应表35T，并将其存储起来，根据用上述负载测量装置检测出的车辆各轮的负载数据推断路面状况及轮胎行驶状态，可以更加提高推断精度。
[实施例1]
在试验车辆上安装加速度传感器11，使上述车辆以V＝20km/h的速度在通常的沥青(干燥沥青)和易打滑的雪上行驶，测量轮胎内压的压力变动并进行频率分析，把求出的压力变动频谱的结果表示在图14上。该图的横轴是频率，纵轴是把2×10-2Pa作为0dB时的压力变动幅度的大小，图中的细实线是干燥的沥青上的数据，粗实线是雪上的数据。
如图14所示，得知在易打滑的雪上，1000Hz以上的高频区域中的压力变动幅度变高。这被认为是由于在易打滑的雪上，与路面接触的轮胎胎面的一部分所受到的路面的约束变小，轮胎胎面的一部分产生打滑振动并与轮胎内部的气体共振的结果。
这样，如果事先查出压力变动幅度和路面摩擦系数μ的对应关系，通过随时监视轮胎内的压力变动，可以推断出路面状况(路面摩擦系数μ)。
再有，该方法也同样适用于轮胎振动、车轮振动、悬架部振动。
[实施例2]
用与实施例1同样的方法，测量各种路面状况中的轮胎内的压力变动、车轮振动，用上述式(1)算出μ推断值，把查出的与实际测量的路面摩擦系数μ的相关关系的结果表示在图15及图16上，这时，用于μ推断值的计算的振动度和压力变动幅度，使用了用上述优选方式1的方法设定的频带中的振动度和压力变动幅度。
无论在轮胎内的压力变动和车轮振动的哪一个场合，μ推断值都显示出其与路面摩擦系数μ具有高的相关关系，可以高精度地求出路面摩擦系数的值，再有，对于轮胎振动、悬架部振动也能得到同样的结果。
优选方式5
在上述优选方式1～4中，检测轮胎振动、车轮振动、悬架部振动或者轮胎内的压力变动来推断路面状况及轮胎行驶状态，但在上述方法中，作为易打滑的路面状况的冰雪路和水面打滑状态的区别不明确。
发明者们详细地研究上述振动频谱或者压力变动频谱的结果表明，在产生水面打滑状态的场合，在振动频谱或者压力变动频谱中轮胎花纹间隔1次频率附近的振动度或者压力变动幅度呈现特征性地变大。
因此，在本实施例中，如图17所示，在上述优选方式4的装置30上附加了水面打滑检测机构50，构成路面状况及轮胎行驶状态推断装置30H，通过检测轮胎的花纹间隔1次频率附近的振动度或者压力变动幅度，同时地进行产生水面打滑状态的推断。
在图17中，51是检测车辆的速度的车速检测机构，52是根据来自上述车速检测机构51的车速的数据计算花纹间隔频率的花纹间隔频率计算机构，53是频率分析压力传感器31的输出的第2频率分析机构，由设置在该第2频率分析机构53上的第2频带设定机构54，把检测压力变动幅度的频带设定在包括上述花纹间隔频率的频带上，由水面打滑振动度检测机构55检测上述频带的压力变动幅度。
56是比较上述检测的压力变动幅度和规定的阈值而推断水面打滑状态的产生的水面打滑状态推断机构。
在上述水面打滑检测机构50中，开始，在花纹间隔频率计算机构52中，使用由车速检测机构51检测的车速数据V、轮胎周长L、胎面花纹的块数n，用下式(2)算出花纹间隔频率Fp。
Fp(Hz)＝V(km/h)×1000(m/km)÷3600(S/h)÷L(m)×n……(2)
然后，由第2频率分析机构53的水面打滑振动度检测机构55检测压力变动来频谱中的对应于上述花纹间隔频率Fp的频带中压力变动幅度，之后，由水面打滑状态推断机构56对上述检测的压力变动幅度和规定的阈值进行比较，在上述压力变动幅度超过上述阈值的场合，推断为产生了水面打滑状态。
由此，可以明确地区别作为易打滑路面状况的冰雪路和水面打滑状态。
再有，对于上述阈值，例如，如果能够依据作用在车辆各轮上的负载等进行适当的变更，可以进一步提高水面打滑状态的推断精度。
再有，在上述优选方式5中，对用压力传感器31检测轮胎内的气体的压力变动推断水面打滑状态的场合进行了说明，但也可用加速度传感器11检测轮胎、胎面、悬架部的振动并进行频率分析，由得出的振动频谱推断水面打滑状态。
另外，在上述实施例中，在花纹间隔频带压力变动幅度超过规定的阈值的场合，推断为轮胎处于水面打滑状态，但是，如果在求出不被上述花纹间隔频率的频带影响的振动度或者压力变动幅度，在与此相对应的花纹间隔频带的振动度或者压力变动幅度的之比超过一定的阈值的场合，推断为轮胎处于水面打滑状态，可以进一步提高水面打滑状态的推断精度。
再有，也可以使上述频率分析机构32具有上述第二频率分析机构53的功能。
[实施例3]
在试验车辆上安装压力传感器，使上述车辆在水深10mm的路面上以V＝90km/h的速度行驶。这时候产生水面打滑，处于使由方向盘操作或制动器操作进行的车体的控制成为不可能的危险的状态。
在上述状态下测量轮胎内的压力变动并进行频率分析，求出的压力变动的频谱时，如图18所示，900～1000Hz附近的振动度出现特征性地变大。
另外，在试验车辆上安装加速传感器并进行同样的实验来求出振动频率时，如图19所示，在与上述图18相同的频带上能见到振动度的最高点。
在此，上述试验车辆上用的轮胎是195/60R15尺寸的乘用车轮胎，间距频率用上述式(2)，像下面那样计算。
90(km/h)×1000(m/km)÷3600(s/h)÷1.885(m)×70＝943Hz
即，在上述图18所示的压力变动频谱及图19所示的振动频谱的900～1000Hz附近，压力变动幅度和振动度变高，是由于轮胎胎面的一部分和路面之间的水膜冲击胎面花纹块上，花纹间隔一次频率上的压力变动和振动增大引起的。由此确认，通过检测表示上述那样的变动的轮胎的轮胎内压的变动或者轮胎、车轮、悬架部的振动，可以推断水面打滑的状态。
[实施例4]
把加速度传感器安装在车轮上的试验车辆在水深10mm的路上和干燥的沥青路上改变速度地行驶，求出振动频谱，算出以下的2个频带中的振动度之比画成曲线的结果表示在图20上。
(900～1000Hz区域中的振动度)/(100～200Hz区域中的振动度)
在水深10mm的场合，当车速超过75km/h时，振动度之比急剧增加。因此，如果把阈值设定为0.3，则可以可靠地推断出水面打滑状态。
优选方式6
在上述优选方式1～5中，对以固定的速度直线进行驶或者缓慢的加减速中操纵方向时的路面摩擦系数μ的推断方法进行了说明，但在轮胎相对于路面的打滑非常大的场合，例如，在加速时或者踩制动器时等作为轮胎的转速和车体速度之比的打滑率升高的场合，上述推断的路面摩擦系数的值有比实际值低的倾向。为此，在打滑大的状态下有误判定路面状况或危险度的可能。因此，在本实施例中，如图21所示，构成在上述优选方式1的装置10的基础上附加μ推断值输出机构62的路面状况推断装置60，该μ推断值输出机构62基于来自制动器开关ON/OFF检测机构61的控制信号，顺序更新μ推断值，并输出给控制车辆的行驶状态的车辆控制机构70，该路面状况推断装置60检测进入急剧地加减速等的制动前的μ推断值，用该μ推断值从制动初期进行正确的车辆控制，防止了由上述打滑引起的系统的误动作。
在图21中，11是检测轮胎的振动的加速度传感器，12是频率分析机构，其具有频带设定机构13和振动度检测机构14，该频率分析机构12对用上述加速度传感器11检测出的车轮振动的振动信息信号进行频率分析并检测上述振动的频谱(以下称为振动频谱)的包含于以下范围内的频带的振动度，所述范围为其振动度随路面状况或轮胎的行驶状态而发生特征性的变化的频率范围、即至少10～10000Hz的范围，16Z是根据上述振动度的数据用上述的μ推断值的计算式(1)运算路面摩擦系数的推断值(μ推断值)的路面摩擦系数推断机构，61是检测制动器开关的开、关状态的制动器开关ON/OFF检测机构，62是基于来自上述制动器开关ON/OFF检测机构61的控制信号，顺序更新上述运算出的μ推断值并输出到控制车辆行驶状态的车辆控制机构70的μ推断值输出机构。
再有，在本实施例中，与上述优选方式1一样，把上述加速度传感器11安装在车轮1的轮辋2的轮胎侧的凹部上并检测从轮胎4传播来的车轮1的振动。
下面对上述构成的路面状况推断装置60的动作进行说明。
首先，由加速度传感器11检测传播至车轮1上的来自轮胎的振动，由频率分析机构12频率分析该检测出的振动信息信号并检测规定的频带的振动度。详细地讲，频率分析机构12检测的上述振动度是以下范围内的具有规定的带宽的频带的振动度，所述范围为中心频率处于其振动度随路面状况及轮胎行驶状态发生特征性的变化的频率范围，即至少10～10000Hz的范围。例如，可以是具有800～3500Hz那样比较宽的带宽的一个频带的振动度，也可以是具有800～1000Hz、1600～200Hz、3000～3500Hz中的振动度等那样比较狭窄的带宽的多个频带中的振动度。在频率分析机构12中，由频带设定机构13设定上述一个或者多个频带fi(i＝1～n)，由振动度检测机构14检测其振动度，即振动的频带值xi(i＝1～n)。
再有，由具有频带设定机构13及振动度检测机构14的频率分析机构12进行的上述振动的频带值xi的检测，通常可以由使用了高速傅里叶变换(FFT)的作为频率分析装置的FFT分析器来实现。
在路面摩擦系数推断机构16Z中，根据上述检测的振动的频带值xi由下面再次说明的μ推断值的计算式(1)运算μ推断值。
μ推断值＝1/[1+exp{-(ao+a1x1+a2x2+……+anxn)}]……(1)
在此，ao：常数，a1、a2、…、an：系数
然后，求出用上述式(1)算出的μ推断值和预先求出的路面摩擦系数μ的相关系数，设定用于运算上述μ推断值的多个频带fi(i＝1～n)，使该相关系数成为最高值。
在上述路面摩擦系数推断机构16Z中，根据用频率分析机构12的振动度检测机构14检测的用上述的方法设定的各频带fi(i＝1～n)中的振动度xi(i＝1～n)，用上述的式(1)算出μ推断值。
由上述路面摩擦系数推断机构16Z运算的μ推断值被送往μ推断值输出机构62。在μ推断值输出机构62中，在不输入来自制动器开关ON/OFF检测机构61的更新中断信号的场合，由从上述路面摩擦系数推断机构16Z送来的μ推断值顺序更新μ推断值并输出给车辆控制机构70。而在输入上述更新中断信号的场合，不更新μ推断值，把制动器开关被踩踏前的μ推断值输出给车辆控制机构70。
下面参照图22的流程图对上述μ推断值的更新方法进行更详细的说明。
首先，在步骤S10中，运算μ推断值μn，在步骤S11中，更新μ推断值并把上述μn作为新的μ推断值。在步骤S12中，由制动器开关ON/OFF检测机构61检测制动器开关的状态，在制动器开关为OFF状态的场合，进入步骤S13，在μ推断值输出机构62中，把上述μnμ作为μ推断值输出给车辆控制机构70。然后在步骤S14中，在运算了下一个μ推断值μn+1之后，把该μn+1作为μn返回上述步骤S11，更新μ推断值并把上述μn(在步骤S14中运算的μn+1)作为新的μ推断值，进入步骤S12，再检测制动器开关的ON/OFF。
另外，在制动器开关为ON状态的场合，进入步骤S15，把更新停止信号从制动器开关ON/OFF检测机构61输出给μ推断值输出机构62并中断μ推断值的更新，以后，把中断上述更新前的作为μ推断值的μn作为μ推断值输出给车辆控制机构70。
再有，在此后，在检测到制动器开关OFF的场合，经过规定时间后返回上述步骤S11，开始μ推断值的更新。
这样，在踩制动器而引起急剧减速的场合，由于轮胎容易产生打滑，所以制动器被踩踏后的控制，由于不用被新推断的μ推断值μn+1，而是使用制动器即将被踩踏时推断的μ推断值μn，所以可以防止系统的误动作。
这样，根据本优选方式6，由加速度传感器11检测车轮1的振动，检测频率分析该振动得到的振动频谱的振动度来推断路面摩擦系数，同时由制动器开关ON/OFF检测机构61检测制动器开关的开和关，在判断为制动器被踩了的场合，由于中断了路面摩擦系数的推断值更新，所以可以防止由轮胎的打滑引起的系统的误动作。
再有，在上述优选方式6中，是把加速度传感器11安装在轮辋2的轮胎侧来检测传播到车轮1的轮胎的振动，但如上所述，也可以把加速度传感器11安装在轮辋2的轮盘上、胎面5的里面侧5a或者悬架部6上来检测轮胎的振动，推断路面状况。
或者，也可以如上述优选方式4所示那样，在轮胎内设置压力传感器31来代替上述加速度传感器11，抽出压力传感器31的输出的时间轴上的微小振动成分(AC成分)，检测填充在轮胎内的气体的压力变动，检测频率分析该变动得到的压力变动频谱的压力变动幅度并根据该压力变动幅度用上述μ推断值的计算式(1)运算μ推断值。
另外，在上述优选方式6中，是检测制动器开关的开和关状态并控制μ推断值输出机构62中的μ推断值的更新，但也可以如图23所示那样，构成设置了代替上述制动器开关ON/OFF检测机构61或者在上述制动器开关ON/OFF检测机构61之外增加轮速检测机构63a、63b和打滑率判别机构64而构成路面状况推断装置60S，根据打滑率S的大小来控制μ推断值的更新。其中，轮速检测机构63a、63b分别检测驱动轮和从动轮的转速，打滑率判别机构64根据驱动轮和从动轮的转速算出打滑率S，并将其与规定的阈值比较来判断打滑率S的大小。
对于由上述打滑率S更新μ推断值的方法，参照图24的流程图进行详细的说明。
首先，在步骤S20中，运算μ推断值μn，在步骤S21中，更新μ推断值并把上述μn作为新的μ推断值。在步骤S22中，分别检测驱动轮的转速F1和从动轮的转速F2，在步骤S23中，用下式(2)算出打滑率S。
S＝|(a·F1-b·F2)/(a·F2)|……(2)
但是，F1、F2分别是2轮的平均值，a、b是用于把转速变换成速度的系数。
然后，在步骤S24中，判断上述打滑率S是否超过预先设定的阈值K(在此，K＝0.2)
在S≤K的场合，进入步骤S25，在μ推断值输出机构62中，把上述μn作为μ推断值，向车辆控制机构70输出。然后，在步骤S26中运算下一个μ推断值μn+1之后，把该μn+1作为μn返回上述步骤S21，更新μ推断值并把上述μn(在步骤S26中运算的μn+1)作为新的μ推断值，然后进入步骤S22。
另外，在S＞K的场合，进入步骤S27，从打滑率判别机构64向μ推断值输出机构62输出更新停止信号并中断μ推断值的更新。以后，把中断上述更新前的μ推断值μn作为μ推断值向车辆控制机构70输出。
再有，此后在打滑率S小于等于阈值K的场合，经过规定时间后返回上述步骤S21，再开始μ推断值的更新。
这样，由于急剧地加减速等而使轮胎的打滑率S超过预先设定的阈值K后的控制，由于不用新推断的μ推断值μn+1，而是由即将成为S＞K之前推断的μ推断值μn进行，所以可以防止系统的误动作。
再有，在4轮驱动车的场合，由于不能使用上述那样地从驱动轮和从动轮的转速算出打滑率S的方法，所以在检测发动机转速R且发动机转速比规定的阈值Rz高时，扭矩变得非常高，判断为轮胎为容易打滑的状态，中断μ推断值的更新。
对于由上述发动机转速更新μ推断值的方法，参照图25的流程图详细地进行说明。
首先，在步骤S30中，运算μ推断值μn，在步骤S31中，更新μ推断值并把上述μn作为新的μ推断值。在步骤S32中检测发动机转速R，判断该检测的发动机转速R是否超过规定的阈值Rz(例如，Rz＝4500rpm)。
在R≤Rz的场合，进入步骤S33，在μ推断值输出机构62中，把上述μn作为μ推断值输出给车辆控制机构70。然后，在步骤S34中运算了下一个μ推断值μn+1后，把该μn+1作为μn返回上述步骤S31，更新μ推断值并把上述μn(在步骤S34中运算的μn+1)作为新的μ推断值，进入步骤S32，再检测发动机转速R。
另外，在R＞Rz的场合，进入步骤S35，中断μ推断值的更新，以后，把中断上述更新前的μ推断值μ作为μ推断值输出给车辆控制机构70。
再有，以后在发动机转速降低成为R≤Rz的场合，经过规定时间后返回上述步骤S31，再开始μ推断值的更新。
因此，即使在4轮驱动车的场合，如果检测发动机转速R，判断轮胎的打滑状态，控制μ推断值的更新，也可以防止系统的误动作。
图26是表示使上述试验车辆以一定的速度在干燥沥青路、湿沥青路(水深约1mm)、水面打滑试验水池(混凝土，水深约10mm)、压过雪路、冰面路上行驶，用上述最佳的频带的振动度算出各路面上μ推断值的结果的图。在水面打滑试验水池中，随着车辆速度上升，产生轮胎上浮现像，而使接地面积降低，为此，μ也降低，但已经确认该μ推断值反映了这样的μ降低，与从通常的制动距离求出的路面摩擦系数大致符合。
接着，使上述试验车辆行驶在干燥沥青路上并缓慢地加速上述试验车辆，如图27的点划线所示，μ推断值与上述图26所示的以一定速度行驶的场合的μ推断值大致一致，已确认不会引起μ推断值的误判断。
但是，在干燥沥青路上，在急剧加速上述试验车辆的场合，如图27的虚线所示，存在中途μ推断值降低的区域。这些区域出现在发动机转速变高，即将进行齿轮转换之前。即，是发动机扭矩升高，轮胎的打滑率升高的区域。实际上，轮胎的打滑率超过了20％。
因此，把装入了由上述图24所示的打滑率S引起的控制流程及由图25所示的发动机转速引起的控制流的逻辑的系统搭载在试验车辆上，在干燥沥青路面上全加速上述试验车辆并求出μ推断值，如图28所示，在轮胎的打滑率升高期间，已经确认μ的更新被中断，即将中断前的μ值已被保持。
再有，作为上述试验车辆，使用1800cc的FF驱动车，把打滑率S的阈值设定为K＝0.2，把发动机转速R的阈值Rz设定为4500rpm。
优选方式7
图29是表示具有上述优选方式6的路面状况推断装置60的各机构11～14、16Z，用运算的μ推断值控制ABS制动器的ABS制动控制装置80的一个构成例的图，在此，由无线方式连接安装了加速度传感器11的车轮侧(滚动侧)A和作为非滚动侧的车体侧B，由无线方式把用加速度传感器11检测出的车轮1的振动信息信号送往车体侧B，在车体侧B接收该信号后进行频率分析并求出μ推断值，控制ABS制动器。
在车轮侧A上，设置上述加速度传感器11和其驱动·检测用电路81及电池82、由数字变换并压缩用上述加速度传感器11检测出的车轮1的振动信息信号的A/B变换器83a、信息压缩电路83b及把上述压缩信号由无线方式发送给车体侧B的发送器83c构成的发送电路83、发送用的天线83p。
另外，在车体侧B上设置接收上述压缩信号的接收器84及天线84p、检测复原接收的压缩信号后进行频率分析得到的振动频谱的规定频带的振动度的FFT分析器85，用上述振动度运算μ推断值的运算电路86、检测制动器开关的开和关状态的制动器开关ON/OFF检测器87、基于该制动器开关ON/OFF检测器87的输出顺序更新上述μ推断值并输出的μ更新电路88、控制ABS制动器的ABS制动控制器89。
再有，上述FFT分析器85是具有相当于具有上述优选方式6的频带设定机构13及振动度检测机构14的频率分析机构12的功能的装置，运算电路86相当于路面摩擦系数推断机构16Z，更新电路88相当于μ推断值输出机构62，制动器开关ON/OFF检测器87相当于制动器开关ON/OFF检测机构61。
因此，可以不用设置信号连接线，在车体侧B处理在作为转动侧的车轮侧A检测出的振动信息信号，推断路面摩擦系数并控制ABS制动器。
下面对上述构成的ABS制动控制装置80的动作进行说明。
首先，由A/D变换器83a对由加速度传感器11检测出并从加速度传感器电路81输出的车轮1的振动信息信号进行数字变换，之后由信息压缩电路83b进行压缩，从发送器83a经天线83p由无线方式把上述压缩信号发送给车体侧B。
该发送的压缩信号经天线84p被接收器84接收并送往FFT分析器85。在FFT分析器85中复原上述压缩了的接收信号，之后检测频率分析得到的振动频谱的多个频带fi(i＝1～n)中的振动的频带值xi(i＝1～n)。然后，在运算电路86中，与上述优选方式6一样，根据上述振动的频带值xi(i＝1～n)运算μ推断值并送给μ更新输出电路88，在μ更新电路88中，顺序更新上述μ推断值并输出给ABS制动控制器89。在ABS制动控制器89中，用上述被更新的μ推断值控制ABS制动器。
再有，在本实施例中，也与上述优选方式6一样，由制动器开关ON/OFF检测器87控制上述更新电路88中的上述μ推断值的更新，可以变更用于进行ABS制动器的控制的μ推断值。
因此，在没有踩踏制动器的状态下，向ABS制动器控制器89顺序输入上述被运算的μ推断值，在踩制动器的场合，输入即将踩制动器之前推断的μ推断值。
一般说来，在低μ路上，当启动制动器时，由于来自路面的摩擦力低，如下述那样，车轮速度急剧下降，打滑率上升。当打滑率过度上升时，引起制动力下降和转向操作力的大幅度下降，是很危险的。
因此，在本优选方式7中，如果降低ABS制动控制器89中的推断值μ，就可以使进入ABS制动器方式的阈值下降，使ABS提早动作来进行控制，使打滑率不上升。这时，在踩制动器的场合，由于使用即将踩制动器之前推断的μ推断值，所以防止了系统的误动作。
另外，在低μ的路上，即使提早进入ABS模式，但当油压的加载方式很急剧的情况时，打滑率仍然过高而具有危险，所以在低μ路上要提早进入ABS模式，同时在ABS制动控制器89中缓慢地增加制动器油压。相反，在减压的场合，由于在低μ路上摩擦力低，打滑率不容易下降(轮胎的加速慢)，所以可以快速减压。
图30是表示加在轮胎上的力的示意图，如图30所示，来自路面的摩擦力作用在与制动器力相反的方向上。因此，当路面的μ低时，制动器力相对地变强，轮胎的旋转速度急剧下降，打滑率急剧上升。在极端的场合，轮胎达到被锁定，这是危险的。当轮胎被锁定时，如图31的表示打滑率和摩擦力的关系的S-μ曲线所表示的那样，μ降低，转向操作力也降低而不能转弯。
这样，一旦轮胎的旋转速度落下来，由于在低μ路面上摩擦力也低，所以即使用ABS控制来减缓制动器油压，打滑率返回到适当的位置要花费时间。即，使制动距离变长而带来危险。
图32、图33是分别使试验车辆在湿路面和冰路面上行驶，测量车体速度和车轮速度的图，把它们的速度差除以车体速度，得出打滑率。
与湿路面相比，在冰路面上在制动初期轮胎旋转速度容易下降，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转移时的油压的阈值并进行控制，以使制动油压不过分上升。另外，对于ABS制动中增压和减压，最好根据路面μ进行适当的控制。
另外，即使对于ABS制动中的增压、减压，最好也是根据路面μ进行正确的控制。
即使在通常的ABS控制中，也是以齿轮传感器的信息为基础来增减调整ABS制动器油压，在像本发明那样，通过预先推断路面μ，基于μ推断值调整上述油压的增减，可以减少控制失误。
另外，图33是表示使搭载了本发明的ABS制动控制装置80的试验车辆在冰路面上行驶，进行ABS制动试验，测量车体速度和车轮速度的结果的图，像与上述图32比较所得知的那样，在使用本发明的ABS制动控制装置80进行ABS制动器的制动的场合，已确认到在车轮速度不相对于车体速度降低的情况下也能正确地控制打滑率。
工业上的实用性
如以上说明的那样，根据本发明，用振动检测机构检测出行驶中的车辆的轮胎、车轮、或者悬架部的振动，检测出对该振动进行频率分析而得到的上述振动的频谱的包含在至少10～10000Hz范围内的频带的振动度，并根据上述检测出的振动度推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态，所以可以高精度地推断路面状况及轮胎行驶状态，可以显著地提高车辆的安全性。
另外，由于把振动检测机构与监视填充在轮胎内的气体压力的压力传感器设置在同一个基板上或者同一个壳体内，所以，基板可以共用，可以实现装置的小型化和低成本化。
再有，由于在轮胎或者车轮部上设置信号处理机构，对用上述振动检测机构检测的振动信息信号进行数字变换，同时对其压缩后发送给车体侧，对在车体侧接收的上述压缩信号进行频率分析，所以可以由无线方式连续地进行数据通信，可以提高振动的检测精度。
另外，检测填充在轮胎内的气体(通常是空气)的压力的时间轴上的微小变化，检测频率分析该微小变化后得到的频谱的振动度或者压力变动幅度，根据上述检测的振动度或者压力变动幅度推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态，也可以得到同样的效果。
另外，根据上述振动频谱或者压力变动频谱的数据和车辆的速度数据检测轮胎的花纹间隔频率，在该花纹间隔频带的振动度或者压力变动幅度超过一定的阈值的场合，当轮胎处于水面打滑状态时进行推断，可以可靠地推断水面打滑状态。再有，求出不受上述花纹间隔频率影响的频带的振动度或者压力变动幅度，与相对于此的花纹间隔频带的振动度或者压力变动幅度的比值超过一定的阈值的场合，推断为轮胎处于水面打滑状态，可以更加提高推断精度。
另外，在检测轮胎振动、车轮振动、悬架部振动、轮胎内压力变动的至少一种，检测频率分析它们得到的振动频谱的振动度或者压力变动频谱的压力变动幅度来推断路面摩擦系数，同时检测制动器开关的开和关，判断为制动器被踩下的场合，因为中断了路面摩擦系数的推断值的更新，所以在踩踏制动器之后可以不进行路面摩擦系数的推断，可以防止轮胎的打滑引起的系统的误动作。
另外，在检测驱动轮和从动轮的速度并算出打滑率来代替上述制动器开关的开和关的检测，而该打滑率超出预先设定的阈值的场合，或者在检测发动机的转速，而发动机的转速超过预先设定的阈值的场合，即使中断了路面摩擦系数的推断的更新，也可以得到同样的效果。
另外，由于如上述那样连续地推断路面摩擦系数的同时，驾驶员相对于即将踩踏制动器之前的路面摩擦系数推断值的大小变更向ABS控制转移的制动器油压的阈值，所以可以使ABS提前动作，抑制打滑率的上升。
另外，因为驾驶员根据即将踩踏制动器前的路面摩擦系数推断值的大小，调整了ABS制动器油压的增减程度，所以可以可靠地抑制打滑率的上升。