專利名稱：輪胎保護裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對在車輛行駛時保護車輛輪胎免受異常變形的技術的改進。
背景技術：
在車輛行駛時車輛輪胎可能會異常變形。該異常變形不僅可能是因為輪胎自身的狀態(tài)(例如輪胎中的空氣壓力)，還可能是因為車輛的行駛狀態(tài)(包括輪胎的旋轉狀態(tài)、車輛的驅動環(huán)境等)。
因此，希望在行駛時監(jiān)控車輛輪胎。此外，還希望在車輛行駛時防止車輛輪胎異常變形。
JPA6-211012公開了一種提出用以滿足這些需要的在先技術的示例。該相關的在先技術基于輪胎的空氣壓力和溫度預測輪胎將異常變形，并然后在預測到該異常變形將要發(fā)生時通過使車輛自動減速而防止輪胎異常變形。
該發(fā)明人進行了一模擬試驗，其中重現(xiàn)了在車輛行駛時輪胎中發(fā)生的現(xiàn)象。該試驗在多個輪胎上進行，每個輪胎具有不同的特性。在試驗期間，連續(xù)地進行測量每一輪胎的溫度。
從上述試驗，發(fā)明人可以看出一個輪胎的異常變形僅在輪胎的溫度高于一個預定值時發(fā)生。基于該知識，發(fā)明人明白控制輪胎的溫度對于阻止輪胎的異常變形是重要的。
在車輛行駛期間，輪胎同時被加熱和冷卻。即，輪胎由反復的變形以及車輛外側的空氣等加熱。另一方面，該輪胎由在車輛行駛時在輪胎周圍運動的氣流而冷卻。輪胎溫度因此由這些加熱和冷卻效果的平衡即熱平衡而確定。在另一方面，隨著車速的增加，在車輛行進時由于風而對輪胎的冷卻效果增加。
對此，上述相關的先有技術關注在輪胎負荷和異常變形之間的關系，其中，異常輪胎變形隨輪胎負荷的降低而減少的趨勢增加，并且，在可能發(fā)生異常變形時通過使車輛自動減速而降低輪胎負荷。
然而，顯然從上述說明可知，使車輛減速降低了在車輛行駛時由于風而冷卻的效果。
因此，基于該知識，即，為防止輪胎異常變形控制輪胎的溫度是重要的，如上所述，重要的是在可能發(fā)生異常變形時在至少輪胎溫度和/或溫度變化方面監(jiān)控輪胎的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述知識，本發(fā)明通過考慮車輛行駛時的輪胎溫度而提出了技術方案以防止異常輪胎變形。
在存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性時，該結構與不考慮輪胎的實際溫度而控制車速的結構相比，可以更容易地防止發(fā)生異常輪胎變形。
下述各方面可通過本發(fā)明實現(xiàn)。為了便于理解本說明書中多項技術特征及其組合，這些方面中的每一方面將通過一個在括號內(nèi)的單獨部分號碼表示。在需要時，這些方面可以由它們各自的部分號碼參考。應當理解本說明書中的該技術特征和/或其組合并不限于以下所述。
(1)一種安裝在具有充滿加壓空氣的輪胎的車輪的車輛上的輪胎保護裝置，在車輛行駛時保護輪胎免受異常變形，包括檢測所述輪胎的溫度的輪胎溫度傳感器，當存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性時，基于由所述輪胎溫度傳感器檢測的輪胎溫度判定是否需要冷卻所述輪胎的判定裝置。
在根據(jù)上述結構的裝置中，當存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性時，基于輪胎溫度判定是否需要冷卻所述輪胎。
因此，通過該裝置，利用判定結果并考慮輪胎溫度，可以防止發(fā)生異常輪胎變形。
在該部分溫度傳感器可以是一個直接檢測輪胎溫度的直接檢測型傳感器，或一種基于車輛的行駛歷史(涉及行駛速度、行駛時間等)而估計輪胎溫度的間接檢測型傳感器。
直接檢測型溫度傳感器可以安裝在輪胎自身上或接近輪胎的車體的一部分上。該種類型的溫度傳感器可以是通過與輪胎接觸而檢測輪胎溫度的接觸型傳感器，或一種通過檢測由輪胎表面所發(fā)出的電磁波(例如紅外線)而檢測輪胎溫度的非接觸型傳感器。
另一方面，間接檢測型傳感器可以設計成基于行駛歷史和其它可增加輪胎溫度的因子(例如車輛外部的空氣溫度)而估計輪胎溫度。
(2)根據(jù)部分(1)的輪胎保護裝置，其中輪胎由在車輛行駛時在輪胎周圍運動的氣流而冷卻。
根據(jù)部分(1)的裝置可以以一種其中輪胎由一種輪胎冷卻裝置冷卻的形式而實施，該輪胎冷卻裝置通過向輪胎上吹送冷空氣(例如從該車輛的一個空調裝置吹送)等而主動(積極)地降低輪胎溫度。
相反，在根據(jù)部分(2)的裝置中，輪胎由在車輛行駛時在輪胎周圍的氣流而冷卻。
(3)根據(jù)部分(1)或(2)的輪胎保護裝置，其中，所述判定裝置包括這種裝置，它基于一個加熱輪胎的加熱因子和一個冷卻輪胎的冷卻因子中的至少一個因子確定用于判定是否需要冷卻所述輪胎以防止異常輪胎變形的一個基準溫度，并基于所確定的基準溫度和由輪胎溫度傳感器所檢測的輪胎溫度之間的關系判定是否需要冷卻所述輪胎。
存在一個加熱輪胎的加熱因子和一個冷卻輪胎的冷卻因子。這些輪胎加熱因子和冷卻因子因而影響輪胎溫度。具體地，當優(yōu)選地預測輪胎溫度的進一步的變化和判定用于判定是否需要冷卻所述輪胎的基準溫度時，優(yōu)選地考慮加熱因子和冷卻因子中的至少一個。
因此，在確定輪胎的基準溫度時，考慮加熱因子和冷卻因子中的至少一個時比忽視這些因子中的一個或兩者時可以更容易地準確確定基準溫度，并因此準確地檢測冷卻所述輪胎的必要性。
基于該認識，根據(jù)部分(3)的裝置基于加熱因子和冷卻因子中的至少一個確定輪胎的基準溫度，并基于所確定的基準溫度和輪胎溫度之間的關系判定是否需要冷卻所述輪胎?；鶞蕼囟群洼喬囟戎g的關系可以表述為例如這兩者之間的差或其比值。
因此，該裝置有利于更準確地判定冷卻所述輪胎的必要性。
根據(jù)該裝置的該示例性實施例，基于輪胎不應超出的以防止異常輪胎變形的臨界溫度和加熱因子和冷卻因子中的至少一個因子確定輪胎的基準溫度。
(4)在根據(jù)部分(3)的輪胎保護裝置中，當車輛的外部空氣溫度高于實際輪胎溫度時，加熱因子包括外部空氣溫度、作用在輪胎上的輪胎負荷和所述輪胎所接觸路面的一種狀態(tài)(例如粗糙度、摩擦系數(shù)、溫度)之中的至少一個。
當限定加熱因子以使其包括外部空氣溫度、輪胎負荷和路面狀態(tài)之中的至少一個時，考慮該車輛的行駛環(huán)境判定冷卻所述輪胎的必要性。
考慮該車輛的行駛環(huán)境進行判定可以比不考慮行駛環(huán)境而進行判定時更容易地改善判定的準確性。
(5)在根據(jù)部分(4)的輪胎保護裝置中，輪胎負荷包括作用在輪胎上的輪胎負荷和作為所述輪胎的轉速的車輪速度中的至少一個。
(6)在根據(jù)部分(5)的輪胎保護裝置中，輪胎負荷包括作用在輪胎上的垂直負荷、一個縱向力和一個側向力中的至少一個。
(7)在根據(jù)部分(3)至(6)之一的輪胎保護裝置中，當車輛的外部空氣溫度低于實際輪胎溫度時，冷卻因子包括外部空氣溫度、在車輛行駛時附著于輪胎的一個物體的比輪胎的實際溫度低的溫度和在車輛行駛時在輪胎周圍運動的氣流中的至少一個。
當限定冷卻因子以使其包括附著于輪胎的一個物體和在車輛行駛時在輪胎周圍運動的氣流之中的至少一個時，考慮該車輛的行駛環(huán)境判定冷卻所述輪胎的必要性。
考慮行駛環(huán)境進行判定可以比不考慮行駛環(huán)境而進行判定時更容易地改進判定的準確性。
在該部分中的短語“附著于輪胎的物體”可對應于例如在路面上存積的雨水或積雪。
(8)在根據(jù)部分(3)至(6)中任一項的輪胎保護裝置中，判定裝置包括基于加熱輪胎的加熱因子和冷卻輪胎的冷卻因子中的至少一個因子確定基準溫度以判定是否需要冷卻所述輪胎以防止異常輪胎變形的基準溫度確定裝置，和當由輪胎溫度傳感器所檢測的輪胎溫度超出或將要超出所確定的基準溫度時用于判定是否需要冷卻所述輪胎的冷卻必要性判定裝置。
(9)在根據(jù)部分(8)的輪胎保護裝置中，所述判定裝置還包括用于在所有至少一個條件都成立時判定為存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性的異常變形可能性判定裝置，所述條件包括一個由輪胎溫度傳感器所檢測的輪胎溫度超出一個預設為輪胎不應超出以防止異常輪胎變形的臨界溫度的條件；和所述基準溫度確定裝置基于所述臨界溫度以及加熱因子和冷卻因子中的至少一個因子確定基準溫度。
該裝置使得在基于加熱因子和冷卻因子中的至少一個以及輪胎的臨界溫度判定基準溫度時可以更容易地改進確定準確性。
(10)根據(jù)部分(1)至(9)中任一項的輪胎保護裝置還包括一個當判定裝置判定為需要冷卻所述輪胎時警告使用者的警告裝置。
根據(jù)該結構，由于需要冷卻所述輪胎時使用者得到警告，所以使用者可以因此采取步驟以快速地冷卻該輪胎。
(11)根據(jù)部分(1)至(10)中任一項的輪胎保護裝置還包括一控制所述輪胎的冷卻效果以使得當判定裝置判定為需要冷卻所述輪胎時所述輪胎的溫度不升高的冷卻效果控制裝置。
根據(jù)該結構，當需要冷卻所述輪胎時，自動控制輪胎的冷卻效果以使得輪胎的溫度不升高。
因此，根據(jù)該結構，可以通過抑制輪胎溫度的升高自動地防止異常輪胎變形。
(12)在根據(jù)部分(11)的輪胎保護裝置中，輪胎由在車輛行駛時在輪胎周圍運動的氣流而冷卻，在判定裝置判定為需要冷卻所述輪胎時，所述冷卻效果控制裝置包括一個車速控制裝置來控制車速以使得在車輛行駛時由于輪胎周圍的氣流而造成的輪胎冷卻效果不會減小。
當車速增加時，輪胎周圍的氣流速度也增加，從而增加輪胎冷卻效果。相反，當車速降低時，輪胎周圍的氣流速度也降低，從而降低輪胎冷卻效果。如此，在車速和輪胎冷卻效果之間存在一種恒定的關系。
基于該認識，在根據(jù)部分(12)的裝置中，當需要冷卻所述輪胎時控制車速以使得在車輛行駛時由于輪胎周圍的氣流而造成的輪胎冷卻效果不會減小。
(13)根據(jù)部分(11)或部分(12)的輪胎保護裝置還包括當判定為存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性時，控制車輛以使得作用在輪胎上的輪胎負荷減小的一個負荷減小裝置。
根據(jù)該結構，控制該車輛以使得存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性時輪胎負荷減小，和需要冷卻所述輪胎時控制輪胎的冷卻效果以使得輪胎的溫度不升高。
因此，根據(jù)該裝置，可以同時通過減小輪胎負荷和抑制輪胎溫度的上升來自動防止異常輪胎變形。
(14)在根據(jù)部分(13)的輪胎保護裝置中，輪胎負荷包括作用在輪胎上的輪胎負荷和作為所述輪胎的轉速的車輪速度中的至少一個。
(15)在根據(jù)部分(14)的輪胎保護裝置中，輪胎負荷包括作用在輪胎上的垂直負荷、縱向力和側向力中的至少一個。
(16)在根據(jù)部分(13)至部分(15)中任一項的輪胎保護裝置中，所述負荷減小裝置通過控制車速使輪胎負荷減小。
(17)在根據(jù)部分(16)的輪胎保護裝置中，所述冷卻效果控制裝置通過控制車速抑制冷卻效果的降低。
(18)在根據(jù)部分(13)至部分(15)中任一項的輪胎保護裝置中，所述負荷控制裝置通過控制車速、控制作用在輪胎上的垂直負荷、控制作用在輪胎上的縱向力和控制作用在輪胎上的側向力中的至少一個使輪胎負荷減小。
術語“控制車速”可以是例如控制施加到車體或輪胎上的一個制動力或一個驅動力。術語“控制垂直負荷”可以是例如通過控制在前輪和后輪之間的車輛負荷分布來控制每個輪子的垂直負荷。短語“控制縱向力”可以是例如控制施加到輪胎上的制動力或驅動力來控制施加到輪胎上的縱向力。短語“控制側向力”可以是例如通過控制輪胎的一個轉向角來控制施加到輪胎上的側向力。
(19)根據(jù)部分(10)至部分(18)中任一項的輪胎保護裝置，包括基于加熱輪胎的加熱因子和冷卻輪胎的冷卻因子中的至少一個因子確定基準溫度以判定是否需要冷卻所述輪胎以防止異常輪胎變形的基準溫度確定裝置；和當由輪胎溫度傳感器所檢測的輪胎溫度超出或將要超出所確定的基準溫度時用于判定是否需要冷卻所述輪胎的冷卻必要性判定裝置。
在該裝置中，基于加熱輪胎的加熱因子和冷卻輪胎的冷卻因子中的至少一個因子確定用于判定是否需要冷卻所述輪胎以防止異常輪胎變形的基準溫度。
該裝置可以較容易地更準確地確定輪胎的基準溫度。
(20)在根據(jù)部分(13)至部分(19)中任一項的輪胎保護裝置中，輪胎由在車輛行駛時在輪胎周圍運動的氣流而冷卻，當異常變形可能性判定裝置判定為存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性時，負荷減小裝置使車輛減速，和當在負荷減小裝置已開始操作后判定裝置判定為需要冷卻所述輪胎時冷卻效果控制裝置停止車輛的減速。
根據(jù)該結構，當存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性時，車輛自動減速以減小輪胎負荷。然而，在該車輛已開始減速后，當需要冷卻所述輪胎時停止減速。
因此，根據(jù)該結構，排除了在車輛開始減速后的不必要的車輛減速，這與不考慮是否必要冷卻輪胎而使車輛減速時不同。
(21)根據(jù)部分(1)至部分(20)中任一項的輪胎保護裝置還包括一檢測所述輪胎的空氣壓力的空氣壓力傳感器，其中判定裝置包括基于由空氣壓力傳感器所檢測的空氣壓力和所述空氣壓力的變化梯度中的至少一個、以及由輪胎溫度傳感器所檢測的輪胎溫度和所述輪胎溫度的變化梯度中的至少一個，用于判定是否存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性的異常變形可能性判定裝置。
在該部分中的術語“空氣壓力傳感器”可以是安裝在輪胎上直接檢測其空氣壓力的一種直接檢測型空氣壓力傳感器，或者是一種通過檢測與輪胎的空氣壓力相關的物理量而估計(即間接檢測)空氣壓力的一種間接檢測型空氣壓力傳感器。
一種間接檢測型空氣壓力傳感器的例子可包括一檢測輪胎的轉速作為輪速的輪速傳感器，和一基于從該輪速傳感器的輸出信號根據(jù)預定邏輯估計空氣壓力的估計裝置。所述邏輯可使用在輪胎中振動的共振頻率的高度和輪胎空氣壓力之間的關系，在輪胎動態(tài)滾動半徑和輪胎空氣壓力之間的關系，或在輪胎中振動的特定頻率區(qū)域中的水平和輪胎的空氣壓力之間的關系。
(22)一種安裝在具有充滿加壓空氣的輪胎的車輪的車輛上的輪胎保護裝置，在車輛行駛時保護輪胎免受異常變形，它包括檢測所述輪胎的溫度的輪胎溫度傳感器，和基于由所述輪胎溫度傳感器檢測的輪胎溫度控制車速的一車速控制裝置。
因此，當存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性時，該裝置使得可以比不考慮實際輪胎溫度而控制車速時更容易地防止異常變形。
根據(jù)該部分的該裝置可以與在部分(1)至(21)中的任一項所述的技術特征結合實施。
(23)在根據(jù)部分(22)的輪胎保護裝置中，所述車速控制裝置控制車速以使得車速逐漸減小同時伴隨著一車速不是被主動地控制的區(qū)間。
根據(jù)該結構，當存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性時，與通過控制要突然減小的車速即不伴隨著一車速不被主動控制的區(qū)間時相比，可以通過有效地利用在車輛行駛時在輪胎周圍運動的氣流而造成的冷卻效果而更容易地防止異常變形。
(24)在根據(jù)部分(22)或部分(23)的輪胎保護裝置中，所述車速控制裝置包括基于加熱輪胎的加熱因子和冷卻輪胎的冷卻因子中的至少一個因子確定所述輪胎的目標溫度的目標溫度確定裝置，和用于控制車速以使得輪胎的實際溫度接近所確定的目標溫度的控制手段/裝置。
如上所述，輪胎的溫度受加熱和冷卻因子影響。具體地，當優(yōu)選地預測輪胎溫度的進一步的變化和確定用于判定是否需要冷卻所述輪胎的目標溫度時，優(yōu)選地考慮加熱因子和冷卻因子中的至少一個。
因此，在確定輪胎的目標溫度時，考慮加熱因子和冷卻因子中的至少一個時比忽視這些因子中的一個或兩者時可以更容易地準確確定目標溫度。
基于該認識，在根據(jù)部分(24)的裝置中，基于輪胎的加熱因子和冷卻因子中的至少一個確定輪胎的目標溫度，(25)在根據(jù)部分(24)的輪胎保護裝置中，目標溫度確定裝置基于輪胎不應超出的以防止異常輪胎變形的臨界溫度以及加熱因子和冷卻輪胎的冷卻因子中的至少一個因子確定目標溫度，和所述控制裝置控制車速以使得輪胎的實際溫度接近所確定的目標溫度，從而防止輪胎的實際溫度超出所述臨界溫度。
根據(jù)該結構，基于加熱因子和冷卻因子中的至少一個因子以及輪胎不應超出的以防止異常輪胎變形的臨界溫度確定目標溫度。
因此，通過該裝置，可以容易地考慮防止輪胎的實際溫度超出臨界溫度的最終目標而適當?shù)卮_定目標溫度。
此外，通過該裝置，控制車速以使得輪胎的實際溫度接近所確定的目標溫度。結果，控制輪胎的實際溫度以不超出臨界溫度。
(26)在根據(jù)部分(25)的輪胎保護裝置中，目標溫度確定裝置基于臨界溫度以及加熱因子將目標溫度確定為一個低于臨界溫度的溫度。
(27)在根據(jù)部分(25)或部分(26)的輪胎保護裝置中，所述控制裝置通過使用輪胎溫度傳感器連續(xù)地檢測和反饋輪胎溫度控制車速以使得輪胎的實際溫度接近目標溫度，并從而控制輪胎的實際溫度以不超出臨界溫度。
根據(jù)該結構，通過使用其中連續(xù)地監(jiān)控輪胎溫度的反饋控制來控制車速以使得輪胎的實際溫度不超出臨界溫度。
因此，通過該結構，與當基于輪胎的實際溫度或目標溫度強制控制車速時相比，可以更容易地防止輪胎的實際溫度超出臨界溫度。
(28)在根據(jù)部分(22)或部分(23)的輪胎保護裝置中，所述車速控制裝置包括用于基于加熱輪胎的加熱因子和冷卻輪胎的冷卻因子中的至少一個因子確定車速的目標速度梯度的目標速度梯度確定裝置，和用于根據(jù)所確定的目標速度梯度控制車速的控制裝置。
根據(jù)該裝置，可以使得車速的實際速度梯度相對于加熱因子和冷卻因子中的至少一個因子合適。結果，可以更容易地防止異常輪胎變形。
附圖簡介本發(fā)明的上述實施例及其它實施例，目的、特征、優(yōu)點、技術和工業(yè)重要性在通過說明下述結合附圖的本發(fā)明的示例性詳細說明時可以得到更好的理解，其中

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的一種輪胎保護裝置的硬件構形的框圖；圖2是示出了多個輪子10的平面圖，其中安裝了圖1的輪胎保護裝置，并且在每一個輪子10中設置了一胎內(nèi)傳感器單元30；圖3是示出了圖2的胎內(nèi)傳感器單元30的框圖；圖4是示出了圖1的輪胎保護裝置的功能性框圖；圖5是示意性地示出一個機構的前視圖，圖1的輪胎保護裝置通過該機構保護輪胎；圖6是一個示意性地示出了圖1所示的一臺計算機70所執(zhí)行的一輪胎保護程序的內(nèi)容的流程圖；圖7示意性地示出了作為一個異常變形可能性判定例程的圖6的步驟S8的內(nèi)容的流程圖；
圖8示意性地示出了作為目標溫度計算例程的圖7的步驟S36的內(nèi)容的流程圖；圖9示意性地示出了作為一個自動制動控制例程的圖6的步驟S12的內(nèi)容的流程圖；圖10示意性地示出了由于執(zhí)行圖6的輪胎保護程序而造成輪胎溫度T和車速V在一段時間內(nèi)的變化的示例的曲線圖；圖11示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的一種輪胎保護裝置的計算機70所執(zhí)行的輪胎保護程序中的自動制動控制例程內(nèi)容的流程圖；圖12示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施例的一種輪胎保護裝置所生成的模擬輪胎熱平衡模型以保護輪胎免受異常變形的視圖；圖13示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施例的輪胎保護裝置的計算機70所執(zhí)行的輪胎保護程序的內(nèi)容的流程圖；圖14a、14b和14c是解釋圖13的步驟S139的執(zhí)行內(nèi)容的曲線圖。
具體實施例的詳細說明在下面的說明和附圖中，本發(fā)明將通過示例性實施例更詳細地進行說明。
圖1是一個示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的一種輪胎保護裝置的硬件構形的框圖。該輪胎保護裝置安裝在一具有前后左右車輪1 0的車輛上，如圖2所示。在該圖中，參考號“FL”表示前左輪，“FR”表示前左輪，“RL”表示后左輪，“RR”表示后右輪。
如所公知的，每一車輪10具有一個安裝在金屬輪上的充滿加壓空氣的橡膠輪胎。對每一車輪10該輪胎保護裝置具有一個空氣壓力傳感器20和一個輪胎溫度傳感器22，如圖1所示?？諝鈮毫鞲衅?0直接檢測該輪胎的空氣壓力P。同樣地，輪胎溫度傳感器22直接檢測該輪胎的輪胎溫度T。
空氣壓力傳感器20和輪胎溫度傳感器22和一個發(fā)送器24組成一個胎內(nèi)傳感器單元30，如圖3所示。該胎內(nèi)傳感器單元30安裝在每一車輪10的內(nèi)側，如圖2所示。
在該車輛的體側該輪胎保護裝置具有一個接收器32，如圖2所示。該接收器32通過無線傳輸接收在每一車輪10內(nèi)的發(fā)送器24所發(fā)送的指示空氣壓力P和輪胎溫度T的信號。然后該接收器32將所接收的信號發(fā)送到一個控制單元40上。
如圖1所示，該輪胎保護裝置還具有一個外部空氣溫度傳感器44和一個垂直負荷傳感器46。外部空氣溫度傳感器44直接檢測車輛外部空氣溫度θ。設置在每一車輪10上的垂直負荷傳感器46檢測一個作用在車輪10上的垂直負荷F。該外部空氣溫度傳感器44和垂直負荷傳感器46都與控制單元40電連接。
此外，該垂直負荷傳感器46可以由檢測一個對應垂直負荷F的物理量的傳感器替代。該傳感器可以是一個為每一車輪10檢測該車輛的一個彈簧上面元件或一個彈簧下面元件的垂直加速度的垂直加速度傳感器，或者一個檢測該彈簧上面元件相對彈簧下面元件的位移的位移傳感器等等。
如圖1所示，該輪胎保護裝置還包括一車輪速度傳感器50用于每一車輪10。如所公知的，每一車輪速度傳感器50檢測各個車輪10的角速度作為輪速Vw。更具體地，該車輪速度傳感器50是一個電磁拾取裝置，輸出一個當形成在一個與該車輪10一起旋轉的轉子的外周邊上的多個齒經(jīng)過時周期性變化的電壓信號。該車輪速度傳感器50也與控制單元40電連接。
根據(jù)該示例性實施例，車輪速度傳感器50用于估計車輪10所接觸的路面的粗糙度，以及用于估計車速V。然而，也可以使用該車輪速度傳感器50估計車輪10的輪胎空氣壓力P，在該情況下可以省略空氣壓力傳感器20。
還可以使用該車輪速度傳感器50估計車輪10的輪胎溫度T。在該情況下，因為可以理解在每一車輪10的行駛歷史和溫度T之間的恒定關系，可以省略空氣溫度傳感器20。
如圖1所示，該車輛的一個制動裝置60和一個驅動裝置62也與控制單元40電連接。該制動裝置60電氣地控制每一車輪10的制動力，而與是否使用一個壓力介質無關。該制動力可以通過控制一個為每一車輪10提供的制動器而控制，或者通過控制由車輛的動力源即發(fā)動機的泵作用的操作效果而控制-作為發(fā)動機制動(engine brake)。
因此，制動裝置60使用用于制動的一個電磁閥或一個電馬達和用于控制發(fā)動機節(jié)氣門的開度的一個電磁閥或一個電馬達作為一個致動器。
相反，驅動裝置62電氣地控制車輪10的驅動力。該驅動力通過控制發(fā)動機而被控制，或者通過控制一個將從發(fā)動機的輸出傳遞到車輪10的分級或無級變速機構而被控制。
因此，該驅動裝置62使用用于控制發(fā)動機節(jié)氣門的開度的一個電磁閥或一個電馬達和用于傳動的一個電磁閥或一個電達馬作為一個致動器。
控制單元40具有一臺作為主要部件的計算機70，并基于從連接到控制單元40的各個傳感器輸出的信號，通過利用計算機70執(zhí)行必要的程序，通過制動裝置60或驅動裝置62控制車輛的行駛狀態(tài)，以保護輪胎免受異常變形。更具體地，該控制單元40控制車速作為控制車輛行駛狀態(tài)。
如圖1所示，計算機70包括皆通過一總線78連在一起的一個CPU72(一種處理器的示例)、ROM74(一種存儲器的的示例)、和RAM76(另一種存儲器的的示例)。
如圖1所示，一第一警告裝置80和一第二警告裝置82也與控制單元40連接。該第一警告裝置80在多個車輪10中的至少一個中可能發(fā)生異常輪胎變形時被啟動，并可視地(即通過顯示裝置)或聽得見地(即通過聲音)通知該車輛的使用者(包括駕駛員)該可能性。
另一方面，第二警告裝置82在需要冷卻輪胎以止防在多個車輪10中的至少一個中發(fā)生異常輪胎變形時被啟動，并可視地(即通過顯示裝置)或聽得見地(即通過聲音)通知該車輛的使用者(包括駕駛員)該必要性。
除可能發(fā)生異常輪胎變形時或需要冷卻輪胎時之外，第一警告裝置80和第二警告裝置82還可以在輪胎溫度高或當輪胎壓力低的時候可視地或聽得見地通知該車輛的使用者。而且，根據(jù)輪胎變形的程度或輪胎溫度或壓力水平，顯示或聲音可以不同。
圖4是示意性地示出了輪胎保護裝置的功能性框圖。當根據(jù)該輪胎保護裝置執(zhí)行的每一功能考慮時，該輪胎保護裝置可以分為四個部分傳感器部分100、檢測部分102、控制部分104和致動器部分106。傳感器部分100包括空氣壓力傳感器20、輪胎溫度傳感器22、外部空氣溫度傳感器44、垂直負荷傳感器46和車輪速度傳感器50。
致動器部分106包括上述電馬達和電磁閥等?？刂撇糠?04包括控制其中的各自致動器的制動裝置60和驅動裝置62的部分。
檢測部分102包括一個異常變形可能性判定部分110，通過判定輪胎溫度是否高于一個閾值TB(一個臨界溫度的示例)來判定對每一輪胎是否存在異常輪胎變形的可能性。在此，閾值TB是例如通過試驗等提前獲得的對每種類型的輪胎的作為該輪胎溫度不可超出的臨界溫度以防止異常輪胎變形。
檢測部分102還包括一個冷卻必要性判定部分112，通過輪胎溫度是否高于一個目標溫度Tt(一個基準溫度的示例)來判定是否需要冷卻輪胎。該檢測部分102包括控制單元40。
在該示例性實施例中，當判定存在異常輪胎變形的可能性時，自動制動控制開始以自動地使車輛減速。同樣，根據(jù)該示例性實施例，當判定存在異常輪胎變形的可能性時，執(zhí)行自動制動控制直到車輛停止。
進一步地在該示例性實施例中，當車輛在執(zhí)行自動制動控制的同時行駛時需要通過空氣流冷卻輪胎，以致于判定需要冷卻輪胎時，通過釋放制動裝置60和操作驅動裝置62中的至少一個動作取消對車輛的減速。
當判定需要冷卻輪胎時，控制車速以使得實際輪胎溫度T接近目標溫度Tt。結果，實際輪胎溫度T被控制以使得不超過輪胎溫度不應超出的溫度，即臨界溫度(與閾值溫度TB相匹配)，以防止異常輪胎變形。
如上所述可以理解，在該示例性實施例中，致動器部分106控制輪胎的冷卻效果以使得致動器部分106的操作反映在輪胎溫度T中。
冷卻必要性判定部分112在進行判定時考慮到輪胎溫度T?？刂撇糠?04然后以一種反映冷卻必要性判定部分112的判定結果的方式控制致動器部分106。因此，致動器部分106通過連續(xù)地反饋反映過去控制結果的輪胎溫度T控制車速。
圖5是示意性地示出了輪胎的加熱和冷卻因子。在該示例性實施例中，車輛外部空氣溫度θ、輪胎上的垂直負荷(下文簡稱為“負荷F”)，和路面粗糙度的嚴重程度(路面被視為輪胎的激振源)(下文簡稱為“粗糙度R”或路面狀態(tài)“R”)被認為是加熱因子。
同樣根據(jù)該示例性實施例，輪胎周圍的空氣流風速(對應于車速V)被認為是冷卻因子。在該情況下，冷卻因子可視為對該輪胎的熱量吸收要素。
各種以在圖6中的流程圖中示意性地示出的輪胎保護程序開始的程序預先存儲在ROM74中。在計算機70接通電源時該輪胎保護程序按順序對每一車輪10反復地執(zhí)行。
在每次執(zhí)行該輪胎保護程序時，所執(zhí)行程序的車輪輪胎的空氣壓力P首先在步驟S1由空氣壓力傳感器20檢測到。然后在步驟S2，該輪胎的輪胎溫度T由輪胎溫度傳感器22檢測到。
繼續(xù)地，在步驟S3，在所檢測的當前輪胎溫度T和前一(次)輪胎溫度T值(存儲在RAM76中)之間的差被檢測為一個輪胎溫度梯度ΔT。然后在步驟S4，由外部空氣溫度傳感器44檢測外部空氣溫度θ。
然后在步驟S5，由垂直負荷傳感器46檢測輪胎的負荷F。
在步驟S6，基于由車輪速度傳感器50輸出的時間序列信號對該輪胎檢測在當前點的路面粗糙度R。路面粗糙度R是一個指示當前路面如何好或如何粗糙的變量。例如，一種例如很少具有不規(guī)則物(即相對光滑)的瀝青路的路面被判定為好的路面，而一種例如具有很多不規(guī)則物(即相對粗糙)的鋪碎石路的路面被判定為粗糙的路面。
在步驟S7，基于由多個車輪速度傳感器50所檢測的輪速Vw的估計而判定車速V。
在步驟S8，使用多個檢測的上述物理量判定是否存在異常輪胎變形的可能性。
異常輪胎變形可能性的判定詳細內(nèi)容在圖7所示的作為異常變形可能性判定例程的該流程圖中示出。在異常變形可能性判定例程中，首先判定所檢測到的空氣壓力P是否等于或大于步驟S31中的閾值TB。如果空氣壓力P等于或大于閾值TB，則判定為是，并且例程繼續(xù)進行到步驟S32。
在步驟S32，判定所檢測到的輪胎溫度T是否等于或大于閾值TB。如果輪胎溫度T等于或大于閾值TB，則判定為是，并且例程繼續(xù)進行到步驟S33。
在步驟S33，判定所檢測到的輪胎溫度梯度ΔT是否等于或大于閾值ΔTB。如果輪胎溫度梯度ΔT等于或大于閾值ΔTB，則判定為是，并且例程繼續(xù)進行到步驟S34，在此判定為對所述輪胎存在異常輪胎變形的可能性。
相反，如果在從步驟S31到步驟33中的任何步驟中的判定為否，則在步驟35中判定為對所述輪胎不存在異常輪胎變形的可能性。
如果在步驟34中判定為存在異常輪胎變形的可能性，則在步驟36中計算目標溫度Tt。圖8以一個作為目標溫度計算例程的流程圖示意性地示出了步驟36的詳細內(nèi)容。在該目標溫度計算例程中，在步驟51中目標溫度Tt首先臨時設置為一個等于閾值TB的值。
然后在步驟S52中，判定所檢測到的外部空氣溫度θ是否高于一個閾值θ0，即，判定外部空氣是否作為輪胎的一個加熱源(一個激勵源excitingsource)。如果外部空氣溫度θ高于閾值θ0，則在步驟S52中判定為是，并且例程繼續(xù)進行到步驟S53，在此通過從目標溫度Tt的當前值減去一個校正量ΔT1而對目標溫度Tt進行校正。如果外部空氣溫度θ不是高于閾值θ0，則跳過步驟S53。
另外，目標溫度Tt也可以通過將目標溫度Tt的當前值乘以一個小于1的校正系數(shù)而校正。
然后在步驟54判定所檢測到的負荷F是否大于一個閾值F0。如果負荷F大于閾值F0，則判定為是，并且例程繼續(xù)進行到步驟S55，在此通過從目標溫度Tt的當前值減去一個校正量ΔT2而對目標溫度Tt進行校正。如果負荷F不是大于閾值F0，則跳過步驟S55。
然后在步驟56判定所檢測到的粗糙度R是否指示一個粗糙的路面。如果該粗糙度R指示目前的路面是粗糙的，則判定為是，并且例程繼續(xù)進行到步驟S57，在此通過從目標溫度Tt的當前值減去一個校正量ΔT3而對目標溫度Tt進行校正。如果粗糙度R不是指示目前的路面是粗糙的，則跳過步驟S57。
然后在步驟56基于所檢測到的空氣壓力P和所檢測到的車速V判定輪胎中是否正在發(fā)生一個駐波現(xiàn)象。例如當空氣壓力P低于閾值而V大于該閾值時，則判定為輪胎中正在發(fā)生一個駐波現(xiàn)象。
如果該駐波現(xiàn)象在輪胎中發(fā)生，則在步驟S58中判定為是，并且例程繼續(xù)進行到步驟S59，在此通過從目標溫度Tt的當前值減去一個校正量ΔT4而對目標溫度Tt進行校正。另一方面，如果沒有發(fā)生駐波現(xiàn)象，則跳過步驟S59。
這完成目標溫度計算例程的一次執(zhí)行。同時也完成了圖7所示的異常變形可能性判定例程的一次執(zhí)行。
然后在圖6的步驟S9中判定是否在最后執(zhí)行S8時判定了是否存在異常輪胎變形的可能性。如果在最后執(zhí)行S8時判定了不存在異常輪胎變形的可能性，則步驟S9中判定為否，并且例程進行到步驟S10，在此將一個信號輸出到第一警告裝置80以關閉該裝置。然后該例程重新回到步驟S1。
相反，如果在最后一次執(zhí)行S8時判定存在異常輪胎變形的可能性，則步驟S9中判定為是，并且例程進行到步驟S11，在此將一個信號輸出到第一警告裝置80以啟動該裝置。結果，通知該車輛的使用者存在異常輪胎變形的可能性。
然后在步驟12執(zhí)行自動制動控制。圖9以一個作為自動制動控制例程的流程圖示意性地示出了步驟S12的詳細內(nèi)容。在該自動制動控制例程中，在步驟S71通過制動裝置60的操作以一設定的速度梯度(設定減速率)首先執(zhí)行車輛制動。然后在步驟S72，如上所述檢測車速V。然后在步驟S73判定車輛是否基于所檢測的車速V停止。如果車輛已停止，則步驟S73中判定為是，并且自動制動控制例程的該循環(huán)立即終止。然而，如果車輛尚未停止，則判定為否，并且例程進行到步驟S74。
在步驟S74通過輪胎溫度傳感器22檢測輪胎溫度T。然后在步驟S75判定所檢測到的輪胎溫度T是否等于或大于計算的目標溫度Tt，即是否需要冷卻輪胎。如果輪胎溫度T不等于或大于目標溫度Tt，則步驟S75中判定為否，并且例程進行到步驟S76，在此將一個信號輸出到第二警告裝置82以關閉該裝置。然后該例程返回到步驟S71。
另一方面，如果輪胎溫度T等于或大于目標溫度Tt，則步驟S75中判定為是，并且例程進行到步驟S77，在此將一個信號輸出到第二警告裝置82以啟動該裝置。結果通知該車輛的使用者需要冷卻輪胎。
然后在步驟S78取消主動車輛控制，以使得車輛處于既不執(zhí)行制動也不執(zhí)行加速(即驅動)的狀態(tài)。這緩和了由于在車輛行駛時繞其周圍的空氣流而對輪胎的冷卻效果的降低。
然后在步驟S79，由輪胎溫度傳感器22檢測輪胎溫度T，并在步驟S80中判定輪胎溫度T是否等于或大于計算的目標溫度Tt，即重新判定是否需要冷卻輪胎。
如果輪胎溫度T不等于或大于目標溫度Tt，則步驟S80中判定為否，并且例程在執(zhí)行步驟S76之后返回到步驟S71。另一方面，如果輪胎溫度T等于或大于目標溫度Tt，則步驟S80中判定為是，并且例程進行到步驟S81，在此通過操作驅動裝置62按照設定車輛梯度(設定加速率)使車輛加速。當車輛行駛時該加速通過繞其周圍的空氣流而主動地增加在輪胎上的冷卻效果。
然后在步驟S82檢測車速V和在步驟S83判定車速V是否等于或大于一個上限車速VM(例如在當前自動制動控制狀態(tài)時的車速V)。如果車速V不等于或大于上限車速VM，則步驟S83中判定為否，并且例程回到步驟S79。
另一方面，如果車速V等于或大于上限車速VM，則步驟S83中判定為是，并且例程進行到步驟S84，在此取消主動車輛控制，以使得車輛處于既不執(zhí)行制動也不執(zhí)行加速的狀態(tài)。然后該例程返回到步驟S79。
此外，通過該示例性實施例，當在執(zhí)行自動制動控制例程的同時車輛的使用者即駕駛員執(zhí)行一個驅動操作時，自動制動控制例程的執(zhí)行被強行終止以優(yōu)先進行駕駛員的驅動操作。當自動制動控制例程的一個循環(huán)的執(zhí)行結束時，圖6的輪胎保護程序的一個循環(huán)的執(zhí)行也結束。
圖10是示出了由于執(zhí)行自動制動控制例程而造成輪胎溫度T和車速V在一段時間內(nèi)的變化的示例的曲線圖。在該示例中，當判定可能發(fā)生異常輪胎變形時使車輛減速。該減速的結果是，輪胎溫度T增加，因此取消減速，這樣車速不是被主動地控制。即使是當車速不是被很主動地控制時，該車輛的輪胎溫度T仍然不低于目標溫度Tt，因此車輛被加速。
該加速的結果是，輪胎溫度T降低至等于或小于目標溫度Tt，因此車輛又被減速。該減速的結果是，輪胎溫度T增加，因此取消減速，這樣車速不是被主動地控制。即使是此時(車速不是被主動地控制)輪胎溫度T不降低至低于目標溫度Tt，因此車輛又被加速。該加速的結果是，輪胎溫度T降低至等于或小于目標溫度Tt，因此車輛又被減速。
該(再次)減速導致輪胎溫度T升高超出目標溫度Tt，因此接著取消該減速以使得車速不是被很主動地控制。即使是此時，輪胎溫度T超出目標溫度Tt，因此車輛被加速。該加速的結果是，輪胎溫度T降低至小于目標溫度Tt，因此車輛被減速。該減速的結果是，輪胎溫度T增加超出目標溫度Tt，因此取消減速，以使得車速不是被主動地控制。車速不是被主動地控制的結果是，輪胎溫度T降低至低于目標溫度Tt，因此車輛又被減速。
此外，有時輪胎溫度T臨時地保持基本上恒定。在這些時候，估計輪胎的加熱和冷卻因子被平衡并且輪胎達到了一個熱平衡狀態(tài)。
如上述說明明顯地示出，在該示例性實施例中，控制單元40中執(zhí)行圖6的步驟S1至S9以及圖9的步驟S74、S75、S79和S80的部分是上述第(1)部分中“判定裝置”的一個示例。
此外，在該示例性實施例中，控制單元40中執(zhí)行圖7的步驟S36以及圖8的步驟S74、S75、S79和S80的部分是上述第(3)部分中“裝置”的一個示例。
還有，在該示例性實施例中，控制單元40中執(zhí)行圖8的目標溫度計算例程的部分是第(3)部分中“基準溫度判定裝置”的一個示例，并且在控制單元40中執(zhí)行圖9的步驟S74、S75、S79和S80的部分是上述相同部分中“冷卻必要性判定裝置”的一個示例。
此外，在該示例性實施例中，控制單元40中執(zhí)行圖7的步驟S31至S35的部分是上述第(9)部分中“異常變形可能性判定裝置”的一個示例，而控制單元40中執(zhí)行圖8的目標溫度Tt計算例程的部分是上述相同部分中“裝置”的一個示例。
還有，在該示例性實施例中，第二警告裝置82是第(10)部分中“警告裝置”的一個示例。
還有，在該示例性實施例中，控制單元40中執(zhí)行圖9的步驟S78、S81和S84的部分與驅動裝置62一起組成第(11)部分中“冷卻效果控制裝置”的一個示例，以及第(12)部分中“車速控制裝置”的一個示例。
還有，在該示例性實施例中，控制單元40中執(zhí)行圖9的步驟S71的部分與制動裝置60一起組成第(13)部分中“減載裝置”的一個示例。
還有，在該示例性實施例中，控制單元40中執(zhí)行圖9的步驟S71的部分與制動裝置60一起是第(20)部分中“減載裝置”的一個示例，并且，控制單元40中執(zhí)行圖9的步驟S78、S81和S84的部分與驅動裝置62一起組成相同項中“冷卻效果控制裝置”的一個示例。
還有，在該示例性實施例中，控制單元40中執(zhí)行圖7的步驟S31至S35的部分是第(21)部分中“異常變形可能性判定裝置”的一個示例。
還有，在該示例性實施例中，控制單元40中執(zhí)行圖8的目標溫度計算例程和圖9的自動制動控制例程的部分，與制動裝置60和驅動裝置62一起，組成第(22)部分和第(23)部分中“車速控制裝置”的一個示例。
還有，在該示例性實施例中，控制單元40中執(zhí)行圖8的目標溫度計算例程的部分是第(24)部分中“目標溫度判定裝置”的一個示例，而控制單元40中執(zhí)行圖9的自動制動控制例程的部分是第(27)部分中“控制裝置”的一個示例。
下面將說明本發(fā)明的第二實施例。在該第二實施例中，硬件設計與第一實施例的相同；不同的僅僅是軟件設計。因此，將只詳細說明軟件設計而省略對硬件設計的說明。
根據(jù)第一示例性實施例，當判定存在異常變形可能性時自動制動控制開始。一旦該自動制動控制開始，它就繼續(xù)執(zhí)行直到該車輛停止。在執(zhí)行該自動制動控制時，車速在一段時間被保持，而在一段時間被加速，這取決于輪胎自身及輪胎周圍的環(huán)境狀態(tài)。結果，盡可能多地控制輪胎溫度T以不超出臨界溫度。
相反，根據(jù)第二示例性實施例，當輪胎溫度T由于判定存在異常變形可能性而開始自動制動控制而降至低于目標溫度Tt時，該降低被視為可足以減少異常輪胎變形可能性。在該情況下，自動制動控制立即結束，因此不必由自動制動控制停止該車輛。
圖11是一個示意性地示出了用于執(zhí)行根據(jù)該種機制的自動制動控制例程的內(nèi)容的流程圖。使用該自動制動控制例程而非在第一示例性實施例中的自動制動控制例程。因此，除了在自動制動控制例程中的步驟以外，所有執(zhí)行的用于在第二示例性實施例中保護輪胎的步驟與在第一示例性實施例中的相同。
如圖11所示，在根據(jù)該示例性實施例的自動制動控制例程中，該車輛首先通過在步驟S101的制動裝置60的操作而自動制動。結果，車速根據(jù)設定梯度而降低。接著在步驟S102通過輪胎溫度傳感器22檢測當前輪胎溫度T。
繼續(xù)，在步驟S103判定所檢測到的輪胎溫度T是否等于或大于目標溫度Tt，即判定是否需要冷卻輪胎。如果輪胎溫度T不等于或大于目標溫度Tt，則步驟S103中判定為否，并且自動制動控制例程的循環(huán)執(zhí)行立即終止。
另一方面，如果輪胎溫度T等于或大于目標溫度Tt，則步驟S103中判定為是，并且例程進行到步驟S104，在此取消主動車輛控制，以使得車輛處于既不操作制動裝置60也不執(zhí)行加速裝置62的狀態(tài)。結果，保持車速。
然后在步驟105重新通過輪胎溫度傳感器22檢測當前輪胎溫度T，并在步驟S106中重新判定所檢測到的輪胎溫度T是否等于或大于目標溫度Tt，即判定是否需要冷卻輪胎。如果輪胎溫度T不是等于或大于目標溫度Tt，則步驟S106中判定為否，并且自動制動控制例程的循環(huán)執(zhí)行立即終止。
另一方面，如果輪胎溫度T等于或大于目標溫度Tt，則步驟S106中判定為是，并且例程進行到步驟S107，在此車輛由驅動裝置62的操作而加速。結果，車速根據(jù)設定梯度而增加。接著該例程返回到步驟S102。
如上述說明可清楚看出的是，在該示例性實施例中，圖11的步驟S101至S107分別代替圖9中的步驟S71、S74、S75、S78、S79、S80和S81。
接著說明本發(fā)明的第三實施例。在該第三實施例中，硬件設計與第一實施例的相同；不同的僅僅是軟件設計。因此，將只詳細說明軟件設計；省略對硬件設計的說明。
在第一實施例中，在執(zhí)行自動制動控制的同時連續(xù)地通過輪胎溫度傳感器22監(jiān)控輪胎的實際溫度T。此外，基于該監(jiān)控的結果，從一個減速模式、一個非主動控制模式(即一個保持模式)和一個加速模式中選擇一種模式作為控制車速V的模式。也就是說，當選擇某一車速控制模式時，主要確定該車速V的實際速度梯度ΔV。在第一示例性實施例中，根據(jù)所選擇的車速控制模式控制車速V。
相反，根據(jù)該第三示例性實施例，建立了一個輪胎熱平衡模型，該模型模擬一種機制，其中輪胎的溫度T根據(jù)輪胎加熱和冷卻因子的平衡而確定，而在進行車速控制的同時速度梯度ΔV可以基于輪胎熱平衡模型相對自由地設定。
圖12示意性地示出了輪胎熱平衡模型。在該示例性實施例中，當外部空氣溫度θ高于輪胎溫度T時的該外部空氣溫度θ、輪胎負荷F和路面狀態(tài)R被視為輪胎的加熱因子。同樣地，當外部空氣溫度θ低于輪胎溫度T時的該外部空氣溫度θ、當車輛行駛時繞輪胎周圍流動的空氣的風速(假定它與車速V相匹配)、路面上的雨水W，和在路面上的積雪S被視為輪胎的冷卻因子。這是因為在路面上的雨水和積雪都起到從輪胎除去熱量的作用，正如在輪胎周圍的空氣流一樣。
圖13是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施例的輪胎保護程序的內(nèi)容的流程圖。在計算機70接通電源時該輪胎保護程序按順序對每一車輪10反復地執(zhí)行，正如在第一示例性實施例的輪胎保護程序一樣。
每次執(zhí)行輪胎保護程序時，首先在步驟S131由空氣壓力傳感器20檢測執(zhí)行該程序所針對的車輪的輪胎的空氣壓力P。接著在步驟S132，由輪胎溫度傳感器22檢測該輪胎的輪胎溫度T。
繼續(xù)，基于所檢測的空氣壓力P、輪胎溫度T和輪胎溫度梯度ΔT，在步驟S133根據(jù)如在第一示例性實施例的相同的判定條件對該輪胎判定是否存在異常輪胎變形的可能性。如果不存在異常輪胎變形的可能性，在步驟S133的判定為否并且立即終止輪胎保護程序的該循環(huán)。
另一方面，如果存在異常輪胎變形的可能性，在步驟S133的判定為是并且例程進行到步驟S134。在步驟S134，由外部空氣溫度傳感器44檢測外部空氣溫度θ。然后在步驟S135由垂直負荷傳感器46檢測車輪上的垂直負荷F，和在步驟S136使用車輪速度傳感器50檢測路面狀態(tài)R。路面狀態(tài)R是一個指示該輪胎當前所接觸路面如何好或如何粗糙的變量。
然后在步驟S137，基于從一個外部路面交通信息中心接收的路面信息，判定是否是在下雨或是否在車輛當前所被驅動的區(qū)域中的路面上是否有水。該判定結果由變量雨水W表示。
然后在步驟S138，與步驟S137相似，基于從一個外部路面交通信息中心接收的路面信息，判定是否是在下雨或是否在車輛當前所被驅動的區(qū)域中的路面上是否有積雪。該判定結果由變量積雪S表示。
然后在步驟S139，基于每一檢測的物理量，確定用于進行自動控制車速時的目標速度梯度ΔV(或者是目標控制量或者是目標加速或減速率)。
該目標速度梯度ΔV可能使用例如一個函數(shù)f1(T)、一個函數(shù)f2(θ，F(xiàn)，R)和一個函數(shù)g(θ，V，W，S)進行確定，其中，在函數(shù)f1(T)中輪胎溫度T是一個變量，在函數(shù)f2(θ，F(xiàn)，R)中外部空氣溫度θ、負荷F和路面狀態(tài)R中的每一個都是變量，而在函數(shù)g(θ，V，W，S)中，外部空氣溫度θ、車速V、雨水W和積雪S都是變量。
圖14a示意性地示出了函數(shù)f1(T)相對于輪胎溫度T的變化特征的一個示例圖示。圖14b示意性地示出了函數(shù)f2(θ，F(xiàn)，R)相對于負荷F的變化特征的一個示例圖示。圖14c示意性地示出了函數(shù)g(θ，V，W，S)相對于車速V的變化特征的一個示例圖示。
此外，通過使用例如一個缺省值K，目標速度梯度ΔV可以使用下列表達式確定，即表達式ΔV＝K-f1(T)-f2(θ，F(xiàn)，R)+g(θ，V，W，S)或表達式ΔV＝K+f1(T)+f2(θ，F(xiàn)，R)-g(θ，V，W，S)當通過執(zhí)行步驟S139確定目標速度梯度ΔV時，接著在步驟S140判定所確定的目標速度梯度ΔV是一個負值、零或一個正值。
如果目標速度梯度ΔV是一個負值，在步驟S141操作制動裝置60以根據(jù)目標速度梯度ΔV減少車速V。另一方面，如果目標速度梯度ΔV是零，在步驟S142既不操作制動裝置60也不操作驅動裝置62以保持車速V。同樣地，如果目標速度梯度ΔV是一個正值，在步驟S143中操作驅動裝置62以根據(jù)目標速度梯度ΔV增加車速V。在任何情況下，由此結束輪胎保護程序的一個循環(huán)的執(zhí)行。
如上述說明所清楚的是，根據(jù)該示例性實施例，控制單元40中執(zhí)行圖13的輪胎保護程序的部分，和制動裝置60和驅動裝置62一起，組成第(22)部分和第(23)部分中“車速控制裝置”的一個示例。
此外，控制單元40中執(zhí)行圖13的步驟S139的部分，是第(28)部分中“目標速度梯度判定裝置”的一個示例，和控制單元40中執(zhí)行相同圖中步驟S141至143的部分是相同項中“控制裝置”的一個示例。
當存在異常變形的可能性時，自動制動該車輛(步驟S71)。如果輪胎溫度T等于或大于目標溫度Tt，則取消該車輛的自動制動(步驟S75至S78)。因此，可減輕由于車速的減小而造成的當車輛行駛時在輪胎周圍的空氣流所造成的在輪胎上的冷卻效果的減少。如果接著輪胎溫度T等于或大于目標溫度Tt，使車輛自動加速(步驟S79至S81)，以使得由于在輪胎周圍的空氣流所造成的在輪胎上的冷卻效果主動地增加。因此，通過考慮當車輛行駛時輪胎的溫度而保護輪胎免受異常變形。
權利要求
1.一種安裝在具有充滿加壓空氣的輪胎的車輪(10)的車輛上的輪胎保護裝置，在車輛行駛時保護輪胎免受異常變形，其特征在于包括檢測所述輪胎的溫度(T)的輪胎溫度傳感器(22)；和當存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性時，基于由所述輪胎溫度傳感器(22)檢測的輪胎溫度(T)判定是否需要冷卻所述輪胎的判定裝置(40)。
2.根據(jù)權利要求1的輪胎保護裝置，其特征在于，所述輪胎由在車輛行駛時在輪胎周圍運動的氣流而冷卻。
3.根據(jù)權利要求1或2的輪胎保護裝置，其特征在于，判定裝置(40)基于一個加熱輪胎的加熱因子(θ，F(xiàn)，R)和一個冷卻輪胎的冷卻因子(CF)中的至少一個因子確定用于判定是否需要冷卻所述輪胎以防止異常輪胎變形的一個基準溫度(Tt)，并基于所確定的基準溫度(Tt)和由輪胎溫度傳感器(22)所檢測的輪胎溫度(T)之間的關系判定是否需要冷卻所述輪胎。
4.根據(jù)權利要求3的輪胎保護裝置，其特征在于，當車輛的外部空氣溫度高于實際輪胎溫度(T)時，所述加熱因子(θ，F(xiàn)，R)包括外部空氣溫度(θ)、作用在輪胎上的輪胎負荷(F)和所述輪胎所接觸路面的一種狀態(tài)(R)之中的至少一個。
5.根據(jù)權利要求4的輪胎保護裝置，其特征在于，輪胎負荷(F)包括作用在輪胎上的輪胎負荷(F)和作為所述輪胎的轉速的車輪速度(V)中的至少一個。
6.根據(jù)權利要求5的輪胎保護裝置，其特征在于，輪胎負荷(F)包括作用在輪胎上的垂直負荷(F)、一個縱向力和一個側向力中的至少一個。
7.根據(jù)權利要求3至6任一項的輪胎保護裝置，其特征在于，當車輛的外部空氣溫度低于實際輪胎溫度(T)時，冷卻因子(CF)包括外部空氣溫度(θ)、在車輛行駛時附著于輪胎的一個物體的比輪胎的實際溫度(T)低的溫度，和在車輛行駛時在輪胎周圍運動的氣流中的至少一個。
8.根據(jù)權利要求3至6中任一項的輪胎保護裝置，其特征在于，判定裝置(40)包括基于加熱輪胎的加熱因子(θ，F(xiàn)，R)和冷卻輪胎的冷卻因子(CF)中的至少一個因子確定用于判定是否需要冷卻所述輪胎以防止異常輪胎變形的一個基準溫度(Tt)的基準溫度判定裝置(40)，和當由輪胎溫度傳感器(22)所檢測的輪胎溫度(T)超出或將要超出所確定的基準溫度(Tt)時用于判定是否需要冷卻所述輪胎的冷卻必要性判定裝置(40)。
9.根據(jù)權利要求8的輪胎保護裝置，其特征在于，所述判定裝置(40)還包括用于在滿足所有的至少一個條件時判定為存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性的異常變形可能性判定裝置(40)，所述條件為包括一個由輪胎溫度傳感器(22)所檢測的輪胎溫度(T)超出一個預設為輪胎不應超出以防止異常輪胎變形的臨界溫度(TB)的條件；和所述基準溫度判定裝置(40)基于所述臨界溫度(TB)以及加熱因子(θ，F(xiàn)，R)和冷卻因子(CF)中的至少一個因子確定基準溫度(Tt)。
10.根據(jù)權利要求1至9中任一項的輪胎保護裝置，其特征在于，還包括一個當判定裝置(40)判定為需要冷卻所述輪胎時警告使用者的警告裝置(82)。
11.根據(jù)權利要求3至6中任一項的輪胎保護裝置，其特征在于，還包括一個當判定裝置(40)判定為需要冷卻所述輪胎時警告使用者的警告裝置(82)；和其中，判定裝置(40)包括基于加熱輪胎的加熱因子(θ，F(xiàn)，R)和冷卻輪胎的冷卻因子(CF)中的至少一個因子確定一個基準溫度(Tt)以判定是否需要冷卻所述輪胎以防止異常輪胎變形的基準溫度確定裝置(40)；當由輪胎溫度傳感器(22)所檢測的輪胎溫度(T)超出或將要超出所確定的基準溫度(Tt)時用于判定是否需要冷卻所述輪胎的冷卻必要性判定裝置(40)；和在所有至少一個條件成立時判定為存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性的異常變形可能性判定裝置(40)，所述條件為包括一個由輪胎溫度傳感器(22)所檢測的輪胎溫度(T)超出一個預設為輪胎不應超出以防止異常輪胎變形的臨界溫度(TB)的條件；和所述基準溫度確定裝置(40)基于所述臨界溫度(TB)以及加熱因子(θ，F(xiàn)，R)和冷卻因子(CF)中的至少一個因子確定基準溫度(Tt)。
12.根據(jù)權利要求9至11中任一項的輪胎保護裝置，其特征在于，還包括一控制所述輪胎的冷卻效果以使得當判定裝置(40)判定為需要冷卻所述輪胎時所述輪胎的溫度(T)不升高的冷卻效果控制裝置(40，62)。
13.根據(jù)權利要求12的輪胎保護裝置，其特征在于，輪胎由在車輛行駛時在輪胎周圍運動的氣流而冷卻，在判定裝置(40)判定為需要冷卻所述輪胎時，所述冷卻效果控制裝置(40，62)控制車速以使得在車輛行駛時由于輪胎周圍的氣流而造成的輪胎冷卻效果不會減小。
14.根據(jù)權利要求12的輪胎保護裝置，其特征在于，還包括當判定為存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性時，控制車輛以使得作用在輪胎上的輪胎負荷(F)減小的一個負荷減小裝置(40)。
15.根據(jù)權利要求14的輪胎保護裝置，其特征在于，輪胎由在車輛行駛時在輪胎周圍運動的氣流而冷卻，當異常變形可能性判定裝置(40)判定為存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性時，負荷減小裝置(40)使車輛減速，和當在負荷減小裝置(40)已開始操作后判定裝置(40)判定為需要冷卻所述輪胎時冷卻效果控制裝置(40，62)停止車輛的減速。
16.根據(jù)權利要求10至13中任一項的輪胎保護裝置，其特征在于，還包括一檢測所述輪胎的空氣壓力的空氣壓力傳感器(20)，其中判定裝置(40)包括基于由空氣壓力傳感器(20)所檢測的空氣壓力(P)和所述空氣壓力(P)的變化梯度(ΔT)中的至少一個、以及由輪胎溫度傳感器(22)所檢測的輪胎溫度(T)和所述輪胎溫度(T)的變化梯度(ΔT)中的至少一個，用于判定是否存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性的異常變形可能性判定裝置(40)。
17.根據(jù)權利要求1的輪胎保護裝置，其特征在于，還包括當存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性時，基于由所述輪胎溫度傳感器(22)檢測的輪胎溫度(T)控制車速(V)的一車速控制裝置(40，60)。
18.根據(jù)權利要求17的輪胎保護裝置，其特征在于，所述車速控制裝置(40，60)控制車速(V)以使得車速(V)逐漸減小同時伴隨著一車速(V)不是被主動地控制的區(qū)間。
19.根據(jù)權利要求17或18的輪胎保護裝置，其特征在于，還包括基于加熱輪胎的加熱因子(θ，F(xiàn)，R)和冷卻輪胎的冷卻因子(CF)中的至少一個因子確定所述輪胎的目標溫度(Tt)的目標溫度確定裝置(40)；和用于控制車速(V)以使得輪胎的實際溫度(T)接近所判定的目標溫度(Tt)的控制裝置。
20.根據(jù)權利要求19的輪胎保護裝置，其特征在于，目標溫度判定裝置(40)基于輪胎不應超出的以防止異常輪胎變形的臨界溫度(TB)以及加熱因子(θ，F(xiàn)，R)和冷卻因子(CF)中的至少一個因子判定目標溫度(Tt)，和所述控制裝置(40)控制車速(V)以使得輪胎的實際溫度(T)接近所判定的目標溫度(Tt)，從而防止輪胎的實際溫度(T)超出所述臨界溫度(TB)。
21.根據(jù)權利要求20的輪胎保護裝置，其特征在于，目標溫度判定裝置(40)基于臨界溫度(TB)以及加熱因子(θ，F(xiàn)，R)將目標溫度(Tt)判定為一個低于臨界溫度(TB)的溫度。
22.根據(jù)權利要求20或21的輪胎保護裝置，其特征在于，所述控制裝置(40)通過使用輪胎溫度傳感器(22)連續(xù)地檢測和反饋輪胎溫度(T)而控制車速(V)以使得輪胎的實際溫度(T)接近目標溫度(Tt)，并從而控制輪胎的實際溫度(T)以不超出臨界溫度(TB)。
23.根據(jù)權利要求17或18的輪胎保護裝置，其特征在于，還包括用于基于加熱輪胎的加熱因子(θ，F(xiàn)，R)和冷卻輪胎的冷卻因子(CF)中的至少一個因子確定車速(V)的目標速度梯度(ΔV)的目標速度梯度確定裝置(40)；其中所述控制裝置(40)根據(jù)所確定的目標速度梯度(ΔV)控制車速(V)。
全文摘要
在一種輪胎保護裝置中，當存在發(fā)生異常輪胎變形的可能性時，車輛自動制動(步驟S71)。如果輪胎溫度(T)等于或大于目標溫度(Tt)，則取消該車輛的自動制動(步驟S75至S78)。因此，可減輕由于車速的減小而造成的當車輛行駛時在輪胎周圍的空氣流所造成的在輪胎上的冷卻效果的減少。如果輪胎溫度(T)等于或大于目標溫度(Tt)，使車輛自動加速(步驟S79至S81)，以使得由于在輪胎周圍的空氣流所造成的在輪胎上的冷卻效果主動地增加。因此，通過考慮當車輛行駛時輪胎的溫度而保護輪胎免受異常變形。
文檔編號B60C23/02GK1486865SQ03155979
公開日2004年4月7日 申請日期2003年8月27日 優(yōu)先權日2002年8月28日
發(fā)明者小島弘義 申請人:豐田自動車株式會社