为了提高汽车的行驶稳定性，需要高精度地估计负载、横向 力、或者前后方向力等在轮胎上产生的力(轮胎产生力)，并反馈给 车辆控制。根据这些信息，例如能够更高精度地控制ABS制动器、 应用它的车体姿态控制装置，进一步提高安全性。
目前，作为像传感器那样使用轮胎而估计对轮胎产生的力的 方法，例如提出了如下方法：对胎边部进行磁化，通过设置在轮 胎外部的磁传感器测定上述胎边部的扭曲程度，从该测定的扭曲 程度估计轮胎的前后方向力；利用轮胎受到横向力时带束层环整 体变形，从上述磁传感器的检测输出的大小估计对轮胎产生的横 向力(例如参照专利文献1)。
另一方面，公开了如下技术：在轮胎的相同截面内的胎面内 表面侧配置多个加速度传感器，比较测量波形轮廓，由此估计轮 胎的动态状态(例如参照专利文献2、3)。

发明要解决的问题
然而，在上述磁传感器的方法中，虽然能够高精度地测定轮 胎前后方向力，但是关于横向力由于增益小，因此精度上存在问 题。另外，磁传感器部分和轮胎间的距离由于振动而变化，因此 担心检测磁力散乱、横向力的估计精度降低。
另一方面，在使用加速度传感器估计轮胎的动态举动的方法 中，加速度传感器的输出波形依赖于速度，因此特别是在车辆低 速行驶的情况下，接地面上的峰值增益变小，接地长度本身的检 测困难。而且在使用了加速度传感器的情况下，在颠簸的路面、 或者有某种程度水深的湿(WET)路面上，在作为向接地面的进入 部的踏部、作为脱离部的蹬部以外也产生峰值，因此难以捕捉踏 部、蹬部的峰值，所以有无法高精度地检测接地长度的情况。
另外，本发明的发明者们查明：当轮胎相对路面具有外倾角 时，即使是相同的接地形状，横向力也发生较大变化，但是在使 用了如上所述的加速度传感器的方法中，难以检测接地面以外的 信息，因此难以校正对于该外倾角的估计误差。
本发明是鉴于现有问题点而作出的发明，目的在于提供一种 高精度且稳定地估计轮胎的动态状态量的方法及其装置、以及用 于它的带传感器的轮胎，其中，所述轮胎的动态状态量是表示当 对行驶中的轮胎作用了负载、横向力、前后方向力等时的轮胎的 动态状态的对轮胎施加的负载、对轮胎产生的横向力、前后方向 力等。
用于解决问题的手段
本发明的发明者们专心研究的结果，明确了如下事实：对内 衬层部的内表面侧、内衬层/帘布层间、帘布层间、或者帘布层/ 带束层间等的、比轮胎胎面的带束层部靠径向内部侧的轮胎橡胶 部的根据从路面向轮胎胎面的输入而变形的地方的变形量进行测 量得到的波形，掌握了轮胎本身的变形，几乎没有由速度引起的 变形量变化。因此，通过在内衬层部等上安装如应变传感器等对 上述内衬层部等胎面内部侧的轮胎橡胶部的变形量进行测量的传 感器，测量上述变形量，由此能够高精度地检测出轮胎接地面以 及接地面前后的信息，并且通过在至少两个地方测量上述变形量， 例如即使在输入了前后方向力、横向力等的情况下，也能够稳定 地估计施加在轮胎上的负载，从而发现本发明。
另外，如果以“接地长度比”、“接地长度差”的量度来整理 轮胎的接地形状的变化，则不仅能够高精度地估计横向力，而且 能够通过将伴随前后方向力的接地面的前后移动作为接地面前后 的变形量来掌握，高精度地估计前后方向力。
即，权利要求1所述的发明，是对行驶中的轮胎的动态状态量 进行估计的方法，其特征在于，对比轮胎胎面的带束层部靠径向 内部侧的、轮胎径向的大致相同的截面中的至少两个地方的变形 量、和车轮速度进行测量，估计当对行驶中的轮胎作用了负载、 横向力、前后方向力的某一个或者多个轮胎产生力时的上述轮胎 的动态状态量。
此外，上述大致相同的截面中的测量点，是指轮胎的踏入-接 地-蹬出被视为大致相同时刻发生的测量点，包含轮胎中心轴和上 述测量点的两个平面形成的角在数度以内。
权利要求2所述的发明，在权利要求1所述的轮胎的动态状态 量估计方法中，其特征在于，将上述变形量设为内衬层部的内表 面侧、内衬层/帘布层间、帘布层间、或者帘布层/带束层间的某个 变形量。
权利要求3所述的发明，在权利要求1或者2所述的轮胎的动态 状态量估计方法中，将上述变形量设为能够检测出在估计接地长 度、接地面外变形长度等轮胎的动态状态量中有效的信息的轮胎 圆周方向应变(拉伸或者压缩应变)、或者圆周方向应变的变化量、 或者圆周方向胎面面外弯曲应变、或者剪切应变。
另外，权利要求4所述的发明，在权利要求1或者2所述的轮胎 的动态状态量估计方法中，其特征在于，将上述变形量设为轮胎 宽度方向应变、或者宽度方向应变的变形量、或者宽度方向胎面 面外弯曲应变、或者剪切应变。
权利要求5所述的发明，在权利要求1～4的任意一项所述的轮 胎的动态状态量估计方法中，其特征在于，从上述变形量算出该 轮胎的接地长度或者变形长度，根据上述算出的接地长度或者变 形长度来估计轮胎的动态状态量。
权利要求6所述的发明，在权利要求5所述的轮胎的动态状态 量估计方法中，其特征在于，将用于估计上述轮胎的动态状态的 动态状态量设为施加在轮胎上的负载。
权利要求7所述的发明，在权利要求6所述的轮胎的动态状态 量估计方法中，其特征在于，从上述至少两个地方的变形量的时 间变化波形、或者将上述变形量进行时间微分而得到的微分值的 时间变化波形、或者将上述变形量进行时间积分而得到的积分值 的时间变化波形，检测出该轮胎的接地时间，分别算出在该检测 出的接地时间上乘以车轮速度而得到的接地长度指标，并且求出 上述接地长度指标的平均值，根据该平均值估计施加在轮胎上的 负载。
权利要求8所述的发明，在权利要求6所述的轮胎的动态状态 量估计方法中，其特征在于，从上述至少两个地方的变形量的时 间变化波形、或者将上述变形量进行时间微分而得到的微分值的 时间变化波形、或者将上述变形量进行时间积分而得到的积分值 的时间变化波形，检测出该轮胎的接地面外变形点间的时间，分 别算出在该检测出的接地面外变形点间的时间上乘以车轮速度而 得到的接地面外变形长度指标，并且求出上述接地面外变形长度 指标的平均值，根据该平均值估计施加在轮胎上的负载。
权利要求9所述的发明，在权利要求7或者8所述的轮胎的动 态状态量估计方法中，其特征在于，特别是稳定地估计施加在左 右对称的形状/结构的轮胎上的负载，因此上述变形量的测量位置 至少在轮胎径向的大致相同的截面中，包含相对轮胎轴线方向中 心在轴线方向上等距离的线对称的两个地方。
权利要求10所述的发明，在权利要求5所述的轮胎的动态状态 量估计方法中，其特征在于，在轮胎径向的大致相同的截面中， 从相对轮胎轴线方向中心在轴线方向上等距离的线对称位置的变 形量的时间变化波形、或者将上述变形量进行时间微分而得到的 微分值的时间变化波形、或者将上述变形量进行时间积分而得到 的积分值的时间变化波形，检测出该轮胎的接地时间，分别算出 在该检测出的接地时间上乘以车轮速度而得到的轮胎接地长度的 指标，并且从上述时间变化波形的某个检测出该轮胎的接地面外 变形点间的时间，分别算出在该检测出的接地面外变形点间的时 间上乘以车轮速度而得到的接地面外变形长度的指标，根据上述 各接地长度指标和各接地面外变形长度的指标来估计侧滑角、外 倾角之类的轮胎的姿态角。
权利要求11所述的发明，在权利要求5所述的轮胎的动态状态 量估计方法中，其特征在于，将用于估计上述轮胎的动态状态的 动态状态量设为在轮胎上产生的横向力。
权利要求12所述的发明，在权利要求11所述的轮胎的动态状 态量估计方法中，其特征在于，在轮胎径向的大致相同的截面中， 从相对轮胎轴线方向中心在轴线方向上等距离的线对称位置的变 形量的时间变化波形、或者将上述变形量进行时间微分而得到的 微分值的时间变化波形、或者将上述变形量进行时间积分而得到 的积分值的时间变化波形，检测出该轮胎的接地时间，算出在该 检测出的接地时间上乘以车轮速度而得到的轮胎接地长度的指 标，根据上述线对称位置上的接地长度指标的比来估计在上述轮 胎上产生的横向力。
权利要求13所述的发明，在权利要求12所述的轮胎的动态状 态量估计方法中，其特征在于，为了校正施加在轮胎上的负载的 影响，算出上述线对称位置上的接地长度或者接地面外变形长度 的指标的平均值，根据该接地长度的指标或者接地面外变形长度 的指标的平均值来估计负载，通过该估计的负载，对根据上述接 地长度指标的比估计的横向力进行校正。
权利要求14所述的发明，在权利要求13所述的轮胎的动态状 态量估计方法中，为了校正负载和外倾角的影响，根据上述线对 称的位置上的变形量的时间变化波形、或者将上述变形量进行时 间微分而得到的微分值的时间变化波形、或者将上述变形量进行 时间积分而得到的积分值的时间变化波形，检测出该轮胎的接地 面外变形点间的时间，并且分别算出在该检测出的接地面外变形 点间的时间上乘以车轮速度而得到的接地面外变形长度的指标， 求出接地面外变形长度的指标比，根据该接地面外变形长度指标 比和上述接地长度指标的比来估计轮胎的姿态角，进一步根据上 述接地长度指标或者接地面外变形长度指标的平均值来估计负 载，通过这些估计姿态角和估计负载，对根据上述接地长度指标 的比估计的横向力进行校正。
权利要求15所述的发明，在权利要求11所述的轮胎的动态状 态量估计方法中，其特征在于，在轮胎径向的大致相同的截面中， 从相对轮胎轴线方向中心在轴线方向上等距离的线对称位置的变 形量的时间变化波形、或者将上述变形量进行时间微分而得到的 微分值的时间变化波形、或者将上述变形量进行时间积分而得到 的积分值的时间变化波形，检测出该轮胎的接地时间，算出在该 检测出的接地时间上乘以车轮速度而得到的轮胎的接地长度的指 标，根据上述线对称位置上的接地长度指标的差来估计在上述轮 胎上产生的横向力。
权利要求16所述的发明，在权利要求15所述的轮胎动态状态 量估计方法中，其特征在于，从上述线对称位置上的变形量的时 间变化波形、或者将上述变形量进行时间微分而得到的微分值的 时间变化波形、或者将上述变形量进行时间积分而得到的积分值 的时间变化波形，检测出该轮胎的接地面外变形点间的时间，并 且分别算出在该检测出的接地面外变形点间的时间上乘以车轮速 度而得到的接地面外变形长度的指标，求出接地面外变形长度的 指标比，根据该接地面外变形长度指标比和上述接地长度指标的 比来估计轮胎的姿态角，通过该估计的姿态角，对根据上述接地 长度指标的差而估计的横向力进行校正。
权利要求17所述的发明，在权利要求7～9的任意一项所述的轮 胎的动态状态量估计方法中，其特征在于，使用根据上述权利要 求15或16所述的接地长度指标的差来估计的横向力的估计值，对 由上述权利要求7～9估计的负载的估计值进行校正。
权利要求18所述的发明，在权利要求5所述的轮胎的动态状态 量估计方法中，其特征在于，将用于估计上述动态状态的动态状 态量设为在轮胎上产生的前后方向力。
权利要求19所述的发明，在权利要求18所述的轮胎动态状态 量估计方法中，其特征在于，从上述变形量的时间变化波形、或 者将上述变形量进行时间微分而得到的微分值的时间变化波形、 或者将上述变形量进行时间积分而得到的积分值的时间变化波 形，分别检测出该轮胎接地面前后的接地面外变形点的变形量， 从而求出接地面外变形量的比，根据该接地面外变形量的比来估 计在上述轮胎上产生的前后方向力。
权利要求20所述的发明，在权利要求19所述的轮胎的动态状 态量估计方法中，算出至少两个地方的接地面外变形量的比，根 据它们的平均值估计在轮胎上产生的前后方向力。
权利要求21所述的发明，在权利要求18所述的轮胎的动态状 态量估计方法中，其特征在于，算出在踏入侧的接地面外变形点 和踏入侧接地端之间的时间上乘以车轮速度而得到的踏入侧变形 长度、以及在蹬出侧的接地面外变形点和蹬出侧接地端之间的时 间上乘以车轮速度而得到的蹬出侧变形长度，根据它们的比或者 差来估计施加在上述轮胎上的前后方向力。
权利要求22所述的发明，在权利要求21所述的轮胎的动态状 态量估计方法中，算出至少两个地方的踏入例变形长度和蹬出侧 变形长度的比或者差，根据它们的平均值来估计在上述轮胎上产 生的前后方向力，由此，即使在输入横向力时也能够进行稳定的 负载的估计。
权利要求23所述的发明，在权利要求19～22的任意一项所述 的轮胎的动态状态量估计方法中，其特征在于，在至少轮胎径向 的大致相同的截面中，上述变形量的测量位置包含相对轮胎轴线 方向中心在轴线方向上等距离的线对称的位置。
权利要求24所述的发明，在权利要求1～23的任意一项所述的 轮胎的动态状态量估计方法中，在车轮部或者轮胎中，检测出轮 胎内压值以及轮胎内温度的某一个或者两个，使用上述内压值或 者温度、或者内压值和温度，对上述车轮速度、以及上述负载或 者横向力或者前后方向力的估计值进行校正。
此外，轮胎内压可由市场上销售的内压监视装置测量。另外 这里所说的轮胎内温度是从胎面内表面或者内压传感器附近的气 室内或者橡胶内等中适当选择的，但是从轮胎平均温度的观点考 虑最好测量气室内温度。
权利要求25所述的发明，是具备用于估计行驶中的轮胎的动 态状态量的传感器的带传感器的轮胎，其特征在于，在比轮胎胎 面带束层部靠径向内部侧，具备测量该轮胎的变形量的多个传感 器。
权利要求26所述的发明，在权利要求25所述的带传感器的轮 胎中，将上述传感器配置在内衬层部的内表面侧、内衬层/帘布层 间、帘布层间、或者帘布层/带束层间的某个上。
权利要求27所述的发明，在权利要求25或者26所述的带传感 器的轮胎中，在轮胎径向的大致相同的截面中，将上述传感器中 的至少两个传感器配置在相对轮胎轴线方向中心在轴线方向上等 距离的线对称的位置上。
权利要求28所述的发明，在权利要求25～27的任意一项所述 的带传感器的轮胎中，将上述传感器设为对该轮胎的圆周方向应 变或者宽度方向应变进行测量的传感器。
权利要求29所述的发明，在权利要求25～27的任意一项所述 的带传感器的轮胎中，将上述传感器设为对该轮胎的圆周方向应 变的变化量或者宽度方向应变的变化量进行测量的传感器。
权利要求30所述的发明，在权利要求25～27的任意一项所述 的带传感器的轮胎中，将上述传感器设为对该轮胎的圆周方向弯 曲应变或者宽度方向的弯曲应变进行测量的传感器。
权利要求31所述的发明，在权利要求25～27的任意一项所述 的带传感器的轮胎中，将上述传感器设为对该轮胎的圆周方向的 剪切应变或者宽度方向的剪切应变进行测量的传感器。
权利要求32所述的发明，在权利要求28～31的任意一项所述 的带传感器的轮胎中，将对上述圆周方向或者宽度方向的应变、 应变的变化量、弯曲应变、或者剪切应变进行测量的两个传感器 间的距离，设为该轮胎的最大宽度的1/2以下。
另外，权利要求33所述的发明，在权利要求28～32的任意一 项所述的带传感器的轮胎中，将上述传感器的检测方向的长度设 为20mm以下。
权利要求34所述的发明，在权利要求25～33的任意一项所述 的带传感器的轮胎中，为了准确地测量轮胎的变形，并且可进行 长时间的检测，将上述传感器硫化粘接在轮胎的橡胶部上。
另外，权利要求35所述的发明，在权利要求25～33的任意一 项所述的带传感器的轮胎中，通过粘接剂将上述传感器粘贴在内 衬层橡胶上、且利用橡胶或者树脂来覆盖上述传感器。
权利要求36所述的发明，在权利要求25～35的任意一项所述 的带传感器的轮胎中，将上述传感器设为通过电阻值的变化来测 量上述变形量的传感器。
权利要求37所述的发明，在权利要求36所述的带传感器的轮 胎中，将上述传感器设为应变仪。
权利要求38所述的发明，在权利要求36所述的带传感器的轮 胎中，将上述传感器设为导电橡胶。
权利要求39所述的发明，在权利要求38所述的带传感器的轮 胎中，将上述导电橡胶的无负荷时的体积电阻设为107～109Ωm。
权利要求40所述的发明，在权利要求38或者39所述的带传感 器的轮胎中，作为上述导电橡胶使用了作为tanδ＜0.1的导电橡 胶。此外，上述的tanδ值，表示在25℃向导电橡胶提供0～1％的重 复应变(50Hz)时的值。
权利要求41所述的发明，在权利要求38～40的任意一项所述 的带传感器的轮胎中，将上述导电橡胶的厚度上限值设为2mm。
权利要求42所述的发明，在权利要求38～41的任意一项所述 的带传感器的轮胎中，利用具有上述导电橡胶的100倍以上的电阻 值的橡胶来覆盖上述导电橡胶的周围。
另外，权利要求43所述的发明，在权利要求25～35的任意一 项所述的带传感器的轮胎中，将上述传感器设为通过产生电荷量 或者产生电压的变化来测量上述变形量的传感器。
权利要求44所述的发明，在权利要求43所述的带传感器的轮 胎中，由压电高分子薄膜构成上述传感器。
权利要求45所述的发明，在权利要求44所述的带传感器的轮 胎中，将上述压电高分子薄膜设为PVDF薄膜。
权利要求46所述的发明，在权利要求44或者45所述的带传感 器的轮胎中，将上述压电高分子薄膜的压电电压系数设为 0.05Vm/N以上。
另外，权利要求47所述的发明，在权利要求44～46的任意一 项所述的带传感器的轮胎中，将上述压电高分子薄膜的120℃中的 压电电压系数的值相对25℃中的压电电压系数值的降低率设为 30％以下。
权利要求48所述的发明，是估计行驶中的轮胎的动态状态量 的装置，其特征在于，具备：轮胎变形量检测单元，其安装在轮 胎胎面内衬层部的内表面侧、或者带束层部和内衬层部之间的轮 胎径向的大致相同的截面中的至少两个地方，分别测量该轮胎的 变形量；车轮速度传感器，检测该轮胎的车轮速度；接地时间检 测单元，从由上述轮胎变形量检测单元检测出的该轮胎的变形量 的时间变化波形、或者将上述变形量进行时间微分而得到的微分 值的时间变化波形、或者将上述变形量进行时间积分而得到的积 分值的时间变化波形，检测轮胎的接地时间；接地长度指标算出 单元，根据上述接地时间和由上述车轮速度传感器检测出的车轮 速度，分别算出接地长度的指标；算出该接地长度指标的平均值 的单元；存储单元，存储表示接地长度指标的平均值和负载之间 的关系的对应图；和负载估计单元，使用上述算出的接地长度指 标的平均值和上述对应图，估计施加在上述轮胎上的负载。
权利要求49所述的发明，是估计行驶中的轮胎的动态状态量 的装置，其特征在于，具备：轮胎变形量检测单元，其安装在轮 胎胎面的内衬层部的内表面侧、或者带束层部和内衬层部之间的 轮胎径向的大致相同的截面中的至少两个地方，分别测量该轮胎 的变形量；车轮速度传感器，检测该轮胎的车轮速度；轮胎接地 面外变形点间的时间检测单元，根据由上述轮胎变形量检测单元 检测出的该轮胎变形量的时间变化波形、或者将上述变形量进行 时间微分而得到的微分值的时间变化波形、或者将上述变形量进 行时间积分而得到的积分值的时间变化波形，检测轮胎接地面外 变形点间的时间；接地面外变形长度指标算出单元，根据上述接 地面外变形点间的时间和由上述车轮速度传感器检测出的车轮速 度，分别算出接地面外变形长度指标；算出接地面外变形长度指 标的平均值的单元；存储单元，存储表示接地面外变形长度指标 的平均值和负载之间的关系的对应图；和负载估计单元，使用上 述算出的接地面外变形长度指标的平均值和上述对应图，估计施 加在上述轮胎上的负载。
权利要求50所述的发明，是估计行驶中的轮胎的动态状态量 的装置，其特征在于，具备：轮胎变形量检测单元，其安装在轮 胎胎面的内衬层部的内表面侧、或者带束层部和内衬层部之间的 轮胎径向的大致相同的截面中的至少两个地方，分别测量该轮胎 的变形量；车轮速度传感器，检测该轮胎的车轮速度；接地时间 检测单元，根据由上述轮胎变形量检测单元检测出的该轮胎变形 量的时间变化波形、或者将上述变形量进行时间积分而得到的积 分值的时间变化波形，检测轮胎的接地时间；接地长度指标算出 单元，根据上述接地时间和由上述车轮速度传感器检测出的车轮 速度，分别算出接地长度指标；算出上述接地长度指标的比的单 元；存储单元，存储了表示接地长度指标的比和横向力之间的关 系的对应图；和横向力估计单元，使用上述接地长度指标的比和 上述对应图，估计在上述轮胎上产生的横向力。
另外，权利要求51所述的发明，是估计行驶中的轮胎的动态 状态量的装置，其特征在于，具备：轮胎变形量检测单元，其安 装在轮胎胎面的内衬层部的内表面侧、或者带束层部和内衬层部 之间的轮胎径向的大致相同的截面中的至少两个地方，分别测量 该轮胎的变形量；车轮速度传感器，检测该轮胎的车轮速度；接 地面外变形长度指标算出单元，根据由上述轮胎变形量检测单元 检测出的该轮胎变形量的时间变化波形、或者将上述变形量进行 时间微分而得到的微分值的时间变化波形、或者将上述变形量进 行时间积分而得到的积分值的时间变化波形，检测该轮胎的接地 面外变形点间的时间，算出在该检测出的接地面外变形点间的时 间上乘以车轮速度而得到的接地面外变形长度指标；算出上述接 地面外变形长度指标的比的单元；存储单元，其存储：表示该接 地面外变形长度指标的比、接地长度指标的比、及外倾角之间的 关系的对应图、和用于根据外倾角来校正横向力的校正对应图； 和横向力估计单元，使用上述接地面外变形长度指标的比、接地 长度指标的比、以及上述各对应图，估计在上述轮胎上产生的横 向力。
权利要求52所述的发明，是估计行驶中的轮胎的动态状态量 的装置，其特征在于，具备：轮胎变形量检测单元，其安装在轮 胎胎面的内衬层部的内表面侧、或者带束层部和内衬层部之间的 轮胎径向的大致相同的截面中的至少两个地方，分别测量该轮胎 的变形量；车轮速度传感器，检测该轮胎的车轮速度；接地时间 检测单元，从由上述轮胎变形量检测单元检测出的该轮胎变形量 的时间变化波形、或者将上述变形量进行时间微分而得到的微分 值的时间变化波形、或者将上述变形量进行时间积分而得到的积 分值的时间变化波形，检测轮胎的接地时间；接地长度指标算出 单元，根据上述接地时间和由上述车轮速度传感器检测出的车轮 速度，分别算出接地长度指标；算出上述接地长度指标的差的单 元；存储单元，存储了表示接地长度指标的差和横向力之间的关 系的对应图；和横向力估计单元，使用上述接地长度指标的差和 上述对应图，估计在上述轮胎上产生的横向力。
另外，权利要求53所述的发明，是估计行驶中的轮胎的动态 状态量的装置，其特征在于，轮胎变形量检测单元，其安装在轮 胎胎面的内衬层部的内表面侧、或者带束层部和内衬层部之间的 轮胎径向的大致相同的截面中的至少两个地方，分别测量该轮胎 的变形量；车轮速度传感器，检测该轮胎的车轮速度；接地时间 检测单元，根据由上述轮胎变形量检测单元检测出的该轮胎变形 量的时间变化波形、或者将上述变形量进行时间微分而得到的微 分值的时间变化波形、或者将上述变形量进行时间积分而得到的 积分值的时间变化波形，检测轮胎的接地时间；接地长度指标算 出单元，根据上述接地时间和由上述车轮速度传感器检测出的车 轮速度，分别算出接地长度指标；算出该接地长度指标的平均值 的单元；存储单元，存储表示接地长度指标的平均值和负载之间 的关系的对应图；以及负载估计单元，使用上述算出的接地长度 指标的平均值和上述对应图，估计施加在上述轮胎上的负载，并 且，具备：校正单元，通过由上述权利要求52所述的轮胎的动态 状态量估计装置所估计的横向力，对上述估计的负载的估计值进 行校正。
权利要求54所述的发明，是估计行驶中的轮胎的动态状态量 的装置，其特征在于，具备：轮胎变形量检测单元，其安装在轮 胎胎面的内衬层部的内表面侧、或者带束层部和内衬层部之间的 轮胎径向的大致相同的截面中的至少两个地方，分别测量该轮胎 的变形量；车轮速度传感器，检测该轮胎的车轮速度；上述轮胎 的接地面外变形点的变形量检测单元，根据由上述轮胎变形量检 测单元检测出的该轮胎变形量的时间变化波形、或者将上述变形 量进行时间微分而得到的微分值的时间变化波形、或者将上述变 形量进行时间积分而得到的积分值的时间变化波形，检测上述轮 胎的接地面外变形点的变形量；算出接地面前后的上述接地面外 变形点的变形量的比的单元；存储单元，存储表示接地面外变形 点的变形量的比和前后方向力之间的关系的对应图；和前后方向 力估计单元，使用上述接地面外变形点的变形量和上述对应图， 估计施加在上述轮胎上的前后方向力。
权利要求55所述的发明，是估计行驶中的轮胎的动态状态量 的装置，其特征在于，具备：轮胎变形量检测单元，其安装在轮 胎胎面的内衬层部的内表面侧、或者带束层部和内衬层部之间的 轮胎径向的大致相同的截面中的至少两个地方，分别测量该轮胎 的变形量；车轮速度传感器，检测该轮胎的车轮速度；上述轮胎 的踏入侧的接地面外变形点和踏入侧接地端之间的时间检测单 元，从由上述轮胎变形量检测单元检测出的该轮胎变形量的时间 变化波形、或者将上述变形量进行时间微分而得到的微分值的时 间变化波形、或者将上述变形量进行时间积分而得到的积分值的 时间变化波形，检测上述轮胎的踏入侧的接地面外变形点和踏入 侧接地端之间的时间；检测上述轮胎的蹬出侧的接地面外变形点 和蹬出侧接地端之间的时间的单元；上述踏入侧变形长度和上述 蹬出侧变形长度之间的比运算单元，在上述轮胎的踏入侧的接地 面外变形点和踏入侧接地端之间的时间上、以及在上述轮胎的蹬 出侧的接地面外变形点和蹬出侧接地端之间的时间上，分别乘以 由上述车轮速度传感器检测出的车轮速度，算出踏入侧变形长度 和蹬出侧变形长度从而运算上述踏入侧变形长度和上述蹬出侧变 形长度之间的比；存储单元，存储了表示该踏蹬长度比和前后方 向力之间的关系的对应图；和前后方向力估计单元，使用上述踏 蹬长度比和上述对应图，估计施加在上述轮胎上的前后方向力。
权利要求56所述的发明，在权利要求48～55的任意一项所述 的轮胎的动态状态量估计装置中，设置测量轮胎内压的内压传感 器以及测量轮胎内温度的温度传感器中的某一个或者两个传感 器，并且设置了通信单元，该通信单元将由上述轮胎变形量检测 单元测量的该轮胎的变形量和上述测量的轮胎内压以及轮胎内温 度中的某一个或者两个测量值发送给车体侧。
权利要求57所述的发明，在权利要求56所述的轮胎的动态状 态量估计装置中，上述通信单元具备接收从车体侧发送的电波从 而产生电源电压的单元。
权利要求58所述的发明，在权利要求56所述的轮胎的动态状 态量估计装置中，设置了通过轮胎的转动而发电的发电装置。
发明的效果
根据本发明，在比轮胎胎面的带束层部靠径向内部侧的轮胎 径向的大致相同的截面中的至少两个地方上，安装应变仪、导电 橡胶、压电高分子薄膜等测量该轮胎变形量的传感器，对轮胎圆 周方向或者轮胎宽度方向的拉伸/压缩应变、或者拉伸/压缩应变的 变形量、胎面面外弯曲应变、或者剪切应变等该轮胎的变形量进 行测量，根据该测量的变形量和车轮速度算出该轮胎的接地长度 或者变形长度，根据上述算出的接地长度或者变形长度来估计轮 胎动态状态，因此能够高精度且稳定地估计轮胎的动态状态量即 施加在轮胎上的负载、轮胎上产生的横向力、前后方向力等轮胎 的动态状态量。
附图说明
图1是表示与本发明的最佳方式1有关的轮胎的动态状态量估 计装置的结构的功能框图。
图2是表示与本发明有关的带传感器的轮胎的示意图。
图3是表示轮胎的变形状态的示意图。
图4是表示胎面内表面变形波形及其微分波形的图。
图5是表示轮胎踏面的接地形状的示意图。
图6是表示负载和平均接地长度之间的关系的图。
图7是将轮胎圆周方向的应变波形和轮胎宽度方向的应变波 形进行比较的图。
图8是表示横向力和接地长度比之间关系的图。
图9是表示与本发明的最佳方式2有关的轮胎的动态状态量估 计装置的结构的功能框图。
图10是表示改变了外倾角时的横向力和接地长度比之间关系 的图。
图11是表示接地长度比和接地面外变形长度比之间的关系的 图。
图12是表示本发明的轮胎的动态状态量估计装置的其它结构 的功能框图。
图13是表示横向力和接地长度差之间关系的图。
图14是表示本发明的轮胎的动态状态量估计装置的其它结构 的功能框图。
图15是表示本发明的轮胎的动态状态量估计装置的其它结构 的功能框图。
图16是表示作为传感器使用了导电橡胶时的电阻变化波形的 图。
图17是表示作为传感器使用了压电薄膜时的输出电压波形的 图。
图18是表示前后方向力和两胎肩部的前后接地面外变形长度 比的平均值之间关系的图。
图19是表示胎面内表面变形波形由前后方向力引起的变化的 图。
图20是表示根据应变传感器的输出进行估计的接地长度比的 时间序列波形和平均接地长度的时间序列波形的图。
附图标记说明
10：轮胎动态状态量估计装置；11A、11B：轮胎变形量测量 单元；12A、12B：发送机；13A、13B：电池；14：接地时间检 测单元；15：车轮速度传感器；16：接地长度指标算出单元；17： 负载估计单元；18：存储单元；18M：对应图；20：带传感器的 轮胎；21：轮胎胎面；22：内衬层部；31：接地长度比运算单元； 32：存储单元；32M：对应图；33：横向力估计单元。

下面参照附图说明本发明的最佳方式。
最佳方式1.
图1是表示与该最佳方式1有关的轮胎动态状态量估计装置10 的结构的功能框图，图2是本发明的带传感器的轮胎20的示意图。 在各图中，11A、11B是轮胎变形量测量单元，分别测量根据从路 面向轮胎胎面21的输入而变形的内衬层部22的变形量；12A、12B 是发送机，用于发送上述轮胎变形量测量单元11A、11B的测量数 据；13A、13B是电池，用于向上述轮胎变形量测量单元11A、11B 以及上述发送机12A、12B提供电力；14是接地时间检测单元，根 据上述轮胎变形量测量单元11A、11B的输出即内衬层部22的变形 量的时间变化，检测带传感器的轮胎20与路面接触的接地时间； 15是车轮速度传感器，其安装在未图示的轮毂部上，检测行驶中 的车轮的速度；16是接地长度指标算出单元，其根据由该车轮速 度传感器15检测出的车轮速度以及上述检测出的接地时间，算出 与接地长度具有1∶1关系的接地长度指标kA、kB；17是负载估计单 元，其算出将上述两个接地长度的指标kA、kB进行平均得到的接 地长度指标的平均值k，并且使用该接地长度指标的平均值k和预 先存储在存储单元18中的表示接地长度指标的平均值和负载之间 关系的对应图18M，估计施加在上述带传感器的轮胎20上的负载。
此外，也可以对上述两个轮胎变形量测量单元11A、11B，共 用电池和发送机。另外，也可以是如下方式：将接地时间检测单 元14、接地长度指标算出单元16等运算部设置在轮胎侧，只发送 运算结果。
另外，如果在轮胎侧设置接收从车体侧发送的电波从而产生 电源电压的电源再生电路、或设置通过轮胎的转动进行发电的发 电装置等，则能够省略上述电池13A、13B。
在本例中，作为上述两个轮胎变形量测量单元11A、11B，使 用应变仪，并且，在带传感器的轮胎20的内衬层部22的轮胎径向 的大致相同的截面上，在相对于轮胎轴线方向中心在轴线方向上 等距离的线对称的位置(例如第2块部)上，在检测出该带传感器的 轮胎20的圆周方向的拉伸应变(或者压缩应变)的方向上用粘接剂 粘贴该轮胎变形量测量单元11A、11B，进一步用树脂覆盖。此外， 也可以将上述轮胎变形量测量单元11A、11B通过硫化粘接安装在 内衬层部22上，并用橡胶粘合。
当在带传感器的轮胎20上施加负载时，如图3所示，上述带传 感器的轮胎20被按压在路面上而变形。具体地说，在作为轮胎胎 面21的内表面侧的内衬层部22中，在踏入前和蹬出后施加压缩应 力(应变)，在接地部中相反由拉伸应力(应变)起作用。因而，从上 述轮胎变形量测量单元11A、11B输出如图4的实线所示的胎面内 表面变形波形。通过算出该变形波形的应变变形速度最大的地方 (接地端)的时间差，能够检测出上述带传感器的轮胎20的接地时 间。
另外，用胎面内表面变形波形难以得知上述接地端的位置， 因此在本例中求出如图4的虚线所示的将上述变形波形进行时间 微分而得到的微分值的时间变化波形，分别求出成为上述微分值 的时间变化波形峰值的踏侧接地端的位置和蹬侧接地端的位置， 通过检测上述接地端间的时间，检测出上述带传感器的轮胎20的 接地时间。由此，能够正确地检测出上述带传感器的轮胎20的接 地时间。
此外，测量上述变形量的单元，也可以使用将变形波形进行 时间积分而得到的积分值。另外，作为简易方法，也可以将胎面 内表面变形波形与基线相同值的点作为接地端。
另外，当对带传感器的轮胎20产生横向力时，如图5(a)、(b) 所示，其接地形状相对轮胎轴线方向中心，一侧的接地长度变长， 另一侧变短，因此只利用一点的接地长度来估计负载时，产生横 向力的影响。即，即使施加了相同的负载，当横向力输入时一方 的接地长度也变长，另一方变短。因此在本例中，在负载估计单 元17中算出从上述轮胎变形量测量单元11A、11B得到的接地长度 指标的平均值k，使用该算出的接地长度指标的平均值k、与预先 存储在存储单元18中的表示接地长度指标的平均值和负载之间的 关系的对应图18M，求出施加在轮胎上的负载。
图6是使用平带试验机、使搭载了将轮胎变形量测量单元11A、 11B安装在内衬层部22上的带传感器的轮胎20的车辆以60km/hr 行驶、并且使负载和侧滑角连续变化时的表示负载和平均接地长 度之间关系的图，路面是安全行道，轮胎大小是225/55R17，内 压是230MPa。该平均接地长度如上所述，是将作为轮胎变形量测 量单元11A、11B输出的应变波形进行时间微分、并在其峰值间的 时间上乘以车轮速度而求出的。从该图中可知，即使在横向力产 生中，平均接地长度和负载也示出了良好的相关性。因而，如果 使用表示根据这种数据制作的接地长度指标的平均值和负载之间 的关系的对应图18M，求出施加到轮胎上的负载，则即使在产生 了横向力的情况下，也能够高精度地求出施加到轮胎上的负载。
这样，根据该最佳方式1，在轮胎胎面21的内衬层部22的轮胎 径向截面中的相对轮胎轴线方向中心在轴线方向上等距离的线对 称的位置上安装轮胎变形量测量单元11A、11B，测量上述内衬层 部22的变形波形，从变形波形检测出作为接地端时间差的接地时 间，根据由该接地时间和由车轮速度传感器15检测出的车轮速度 分别算出接地长度的指标kA、kB后，算出上述指标kA、kB的平均 值k，使用该算出的接地长度的指标的平均值k、以及表示预先存 储在存储单元18中的接地长度的指标的平均值与负载之间的关系 的对应图18M，求出施加到轮胎上的负载，因此即使在产生了横 向力的情况下，也能够高精度地估计接地长度，能够正确求出施 加到轮胎上的负载。
另外，在本例中，直接测量了内衬层部22的应变，因此即使 在低速行驶时信号输出增益也大致相同。因而，能够高精度地估 计接地长度，并且即使在颠簸的路面、或者有某种程度水深的湿 路面上行驶时应变微分波形的接地端以外的产生峰值也不大，因 此能够大幅地提高接地长度的检测稳定性。
此外，在上述最佳方式1中，根据接地长度指标估计施加在轮 胎上的负载，但是也可以根据上述内衬层部22的变形量的时间变 化波形、或者将上述变形量进行时间微分而得到的微分值的时间 变化波形、或者将上述变形量进行时间积分而得到的积分值的时 间变化波形，检测出该轮胎的接地面外变形点间的时间，分别算 出在该检测出的接地面外变形点间的时间上乘以车轮速度而得到 的接地面外变形长度指标，从而估计施加在轮胎上的负载。此时， 作为接地面外变形点，如果使用与负载相关性高的由上述图3的白 圆示出的接地面前后的接地面外变形点，并且求出上述接地面外 变形长度指标的平均值，根据该平均值估计施加在轮胎上的负载， 则能够高精度地估计施加在轮胎上的负载。
另外，在上述例中将轮胎变形量测量单元11A、11B安装在内 衬层部22的内表面侧，但是安装处不限于此，只要是内衬层/帘布 层间、帘布层间、或者帘布层/带束层间等、由于轮胎橡胶部的从 路面向轮胎胎面21的输入而变形的地方，哪个都可以。但是当考 虑耐久性时，作为安装轮胎变形量测量单元11A、11B的地方，最 好比胎冠顶部胶(キャツプトレツド)/带束层间，如上所述安装在 比轮胎胎面的带束层部靠近径向内部侧。
另外，在上述例中，检测出内衬层部22的圆周方向应变、或 者圆周方向应变的变形量，但是也可以检测出胎面面外弯曲应变、 剪切应变，从而求出接地时间。即，由于带束层相对来自路面的 输入几乎不伸长，因此当带束层弯曲时，内表面和外侧以上述带 束层为中立轴进行伸缩。该弯曲应变、剪切应变成为与上述拉伸/ 压缩应变大致相同相位的波形，因此通过将市场上销售的弯曲应 变仪、两个方向应变仪等粘贴在内衬层部22上来检测出上述弯曲 应变、剪切应变，能够检测出轮胎的变形、即接地点、胎面面外 变形点。
另外，内衬层部22的内表面侧、或者内衬层/帘布层间、帘布 层间、或者帘布层/带束层间的橡胶部的轮胎宽度方向的应变，根 据轮胎圆周方向的应变而变化，因此图7的实线所示的轮胎宽度方 向的应变波形的变形点、和图7的单点划线所示的轮胎圆周方向的 应变波形的变形点处于大致相同的位置上，因此将轮胎变形量测 量单元11A、11B的检测方向设为轮胎宽度方向，检测出比轮胎胎 面的带束层部靠近径向内部侧的宽度方向应变、宽度方向应变的 变化量、或者胎面面外弯曲应变、剪切应变，从而求出接地时间。
此时，最好将上述轮胎变形量测量单元11A、11B间的距离设 为该轮胎的最大宽度的1/2以下。即，当上述距离超过该轮胎的最 大宽度的1/2时，在横向力作用的情况下，上述轮胎变形量测量单 元11A、11B的某个位于接地面外，有可能无法检测出变形量，因 此最好将上述距离设为该轮胎的最大宽度的1/2以下、特别是1/3 左右。
最佳方式2.
在上述最佳方式1中，对相对于内衬层部22的轮胎轴线方向中 心轴线方向线对称的位置的圆周方向应变、圆周方向应变的变化 量、胎面面外扭曲应变进行测量，求出上述两个地方的接地长度 的指标kA、kB的平均值k，从该接地长度指标的平均值k估计施加 在带传感器的轮胎20上的负载，但是可以求出上述两个地方的接 地长度的指标kA、kB的比R，从该接地长度的指标kA、kB的比R估 计对上述轮胎产生的横向力。
即，当对带传感器的轮胎20产生横向力时，如上述图5(a)、(b) 所示，其接地形状相对轮胎轴线方向中心，一侧的接地长度变长， 另一侧变短。因此，检测出相对轮胎胎面的轮胎轴线方向中心位 于两侧的两点接地长度，并调查它们的比(接地长度比)和横向力大 小之间的关系后，可知如图8所示，接地长度比和横向力的大小表 现出良好的相关关系。因而，如果将轮胎变形量测量单元11A、11B 配置在相对上述带传感器的轮胎20的内衬层部轮胎轴线方向中心 在轴线方向上等距离的线对称位置上，并且预先测量上述接地长 度比R和横向力大小之间的关系，制作表示接地长度比R和横向力 大小之间关系的对应图32M，则能够估计对轮胎产生的横向力。
图9是表示与该最佳方式2有关的轮胎动态状态量估计装置30 的结构的图，该轮胎动态状态量估计装置30在上述轮胎动态状态 量估计装置10上设置了接地长度比运算单元31和横向力估计单元 33，由此能够一起估计施加在轮胎上的负载和对轮胎产生的横向 力，其中，所述接地长度比运算单元31运算接地长度的指标kA、 kB的比R＝kA/kB；所述横向力估计单元33使用预先存储在存储单元 32中的表示接地长度比R和横向力大小之间关系的对应图32M，估 计上述带传感器的轮胎20所产生的横向力。
此外，接地长度比R和横向力之间的关系还根据负载而发生变 化，因此如图9所示，如果根据由上述负载估计单元17估计的负载 的估计值，对由上述横向力估计单元33估计的横向力进行校正， 则能够进一步提高横向力的估计精度。
另外，接地长度指标的比R和横向力之间的关系，根据相对路 面的轮胎角度(外倾角)而发生较大的变化。图10是表示使用平带试 验机使搭载了将轮胎变形量测量单元11A、11B安装在内衬层部22 上的带传感器的轮胎20的车辆以60km/hr行驶、并且将负载固定 为5kN而连续改变侧滑角时的横向力和接地长度比之间的关系的 图，图11是表示接地长度比和接地面外变形长度比之间的关系的 图。此外，试验路面是安全行道，轮胎大小是225/55R17，内压 是230MPa。
如上所述，接地长度比是将轮胎变形量测量单元11A、11B的 应变波形进行时间微分、在其峰值间时间上乘以车轮速度而分别 求出的接地长度的比，在此，以外倾角为0°、+3°、-3°的水准 进行了试验。
从图10的图可知，在各个外倾角中，接地长度比和横向力示 出了良好的相关性，但是当外倾角变化时，接地长度比和横向力 之间关系将偏移。例如横向力是0、外倾角是0°时接地长度比是1， 但是在外倾角是+3°时接地长度比约为1.3。即，即使是相同的接 地形状，在根据侧滑角的情况下和根据外倾角的情况下，轮胎扭 曲程度也不同，因此产生的横向力也不同。因而，需要估计外倾 角来校正从接地长度比求出的横向力，但是外倾角的检测通常比 较困难。
然而，从由上述图3的黑圆表示的接地端间的时间检测出的接 地长度比R、和从由白圆表示的接地面前后的接地面外变形点间的 时间检测出的接地面外变形长度比S，如图11所示，根据外倾角的 变化而变化，因此如果作为轮胎扭曲程度的指标，制作求出了接 地长度比和接地面外长度比关系的对应图，使用该对应图估计外 倾角，从而校正从上述接地长度比R求出的横向力，则能够高精度 地估计在带传感器的轮胎20上产生的横向力。
图12是表示具备对由上述最佳方式2估计的横向力的估计值 进行校正的单元的轮胎动态状态量估计装置40的结构例的框图， 在该估计装置40中，除了接地时间检测单元14以及接地长度指标 算出单元16之外，还设置了变形时间检测单元41，并且设置了变 形长度算出单元42，根据与由该变形长度算出单元42算出的接地 面外变形长度指标的比和与接地长度指标的比，估计外倾角，使 用该估计外倾角来校正上述横向力的估计值，其中，所述变形时 间检测单元41根据内衬层部22的变形量的时间变化波形、或者将 上述变形量进行时间微分而得到的微分值的时间变化波形、或者 将上述变形量进行时间积分而得到的积分值的时间变化波形，检 测该轮胎的接地面外变形点间的时间；所述变形长度算出单元42 算出将上述检测出的接地面外变形点间的时间和由车轮速度传感 器15检测出的车轮速度相乘的接地面外变形长度的指标。具体地 说，设置了变形长度比运算单元43，并且设置了外倾角估计单元 45，从而估计外倾角，其中，所述变形长度比运算单元43计算与 由上述变形长度算出单元42算出的接地面外变形长度指标之比； 所述外倾角估计单元45使用上述算出的接地面外变形长度指标之 比和由接地长度算出单元31算出的接地长度指标之比、和预先存 储在存储单元44中的表示接地长度比、接地面外长度比和外倾角 的对应图44M估计外倾角。此外，在该轮胎动态状态量估计装置 40中设为如下结构：将上述负载估计用的对应图18M、横向力估 计用的对应图32M以及外倾角估计用的对应图44M收纳到存储装 置44中。
另外，在上述轮胎动态状态量估计装置40中，通过平均接地 长度运算单元17a进行在轮胎动态状态量估计装置10、30中在负 载估计单元17内进行的接地长度指标kA、kB的平均值k的运算，并 将该运算的接地长度指标的平均值k发送到负载估计单元17，但是 也可以将上述平均接地长度运算单元17a设置在负载估计单元17 内。另外，也可以代替上述平均接地长度运算单元17a，设置求出 由上述变形长度指标算出单元算出的接地面外变形长度指标的平 均值的单元，将该接地面外变形长度指标的平均值发送到负载估 计单元17从而估计施加在轮胎上的负载。
另外，上述图11示出了将侧滑角连续改变时的接地长度比和 接地面外长度比关系，因此通过使用上述图11，不仅能够估计外 倾角，还能够估计侧滑角。
而且，如果知道四轮的姿态角，除了车辆的姿态角外还能够 估计路面的倾斜程度，因此如果将其应用于车辆的姿态控制，则 能够提高车辆的行驶稳定性。
这样，掌握并活用接地面外的轮胎的变形量信息是在使用加 速度传感器的检测中无法进行的本发明的特征。
另外，在上述最佳方式2中，根据接地长度指标kA、kB的比 R＝kA/kB来估计带传感器的轮胎20产生的横向力，但是也可以根据 接地长度指标kA、kB的差S＝kA-kB来估计横向力。即，如图13所 示，相对于轮胎胎面的轮胎轴线方向中心位于两侧的两点接地长 度的指标kA、kB之差S，不仅与接地长度指标的比R同样地表现出 良好的相关关系，而且即使负载变化，其关系也几乎不变。因而 如图14所示，通过构成轮胎动态状态量估计装置50，不进行负载 校正就能够估计在轮胎上产生的横向力，该轮胎动态状态量估计 装置50具备：接地长度差运算单元51，根据由接地长度指标算出 单元16算出的接地长度的指标kA、kB，运算接地长度的指标kA、 kB的差S＝kA/kB；横向力估计单元53，使用预先存储在存储单元52 中的表示接地长度差S和横向力大小之间的关系的对应图52M，估 计对上述带传感器的轮胎20产生的横向力。
另外，施加在轮胎上的负载根据所产生的横向力的不同而变 化，但是在上述轮胎动态状态量估计装置50中，能够不依赖于负 载的大小地估计轮胎上产生的横向力，因此如图14所示，如果使 用由上述横向力估计单元53估计的横向力的估计值，对由负载估 计单元17估计的负载估计值进行校正，则能够校正横向力产生时 的负载估计值。即，在通常使用区域中，平均接地长度和负载表 现出非常良好的相关性，但是当横向力变大到轮胎临界区域附近 时，即使是相同的负载也有平均接地长度稍微变大的倾向。因此， 如果预先求出负载作用时的横向力和平均接地长度k之间的关系， 根据上述横向力的估计值和平均接地长度k对施加在轮胎上的负 载进行校正，则能够进一步提高负载估计的精度。
此外，由于横向力的大小根据外倾角的变化而变化，因此如 图15所示，如果对上述轮胎动态状态量估计装置50附加在图12所 示的轮胎动态状态量估计装置40中使用的变形时间检测单元41、 变形长度算出单元42、变形长度比运算单元43以及外倾角估计单 元45构成轮胎动态状态量估计装置50Z来进一步估计外倾角，使用 该估计的外倾角对根据上述接地长度差估计的横向力进行校正， 则能够进一步提高横向力估计值的精度。
此外，在上述轮胎动态状态量估计装置50Z中，设为如下结构： 将上述负载估计用的对应图18M、横向力估计用的对应图52M以 及外倾角估计用的对应图44M收容到存储装置52Z中。
此外，在最佳方式1、2中，说明了作为轮胎变形量测量单元 11A、11B使用了应变仪的情况，说明了作为轮胎变形量测量单元 11A、11B使用了应变仪的情况，但是也可以代替应变仪，使用导 电橡胶。即，由于上述应变仪的传感器部由金属材料构成，因此 当考虑针对重复使用的耐久性时，导电橡胶较为有利。
此时，最好将上述导电橡胶的无负载时的体积电阻设为 107～109Ωm。这是因为当体积电阻不足107Ωm时，功耗不仅变大， 而且还伴随着温度上升，因此检测效率降低。相反，当体积电阻 超过109Ωm时，电流容易流到周围的橡胶材料上，检测精度降低， 因此导电橡胶的无负荷时的体积电阻最好设为107～109Ωm。此 外，如果利用具有轮胎橡胶的100倍以上电阻值的橡胶来覆盖上述 导电橡胶的周围时，则还能够提高体积电阻的上限值。
另外，在导电橡胶中有滞后损耗，当该滞后损耗变大时应变 波形的相位延迟，因此作为上述导电橡胶，必须使用作为tanδ ＜0.1的导电橡胶。图16是表示作为轮胎变形量测量单元11A、11B 而使用导电橡胶时的应变波形的图，该图的实线是低损耗(tanδ ＜0.1)的导电橡胶，虚线是高损耗(tanδ＝0.22)。在使用了高损耗 的导电橡胶的情况下，接地点、变形点的位置将偏移、或者难以 明确确定接地点、变形点的位置。另一方面，使用低损耗的导电 橡胶的情况下的应变波形，与使用了上述应变仪的情况相同，接 地点、变形点明确，能够确实地算出接地长度、变形长度。
此外，当导电橡胶的厚度变厚时检测精度降低，因此最好将 上述导电橡胶的厚度的上限值设为2mm。另外，需要将上述应变 仪、导电橡胶、后述的压电聚合物等传感器的检测方向的长度设 定得较短例如设为20mm以下等，由此能够明确地确定接地点、变 形点的位置(此外，通常传感器的与检测方向直交的方向的长度比 检测方向短，因此没有问题)。
另外，在上述例中，说明了作为轮胎变形量测量单元11A、11B 使用了对应变仪、检测导电橡胶等的电阻变化的传感器的情况， 但是也可以使用压电聚合物(某长度的压电薄膜或者压电线缆)。也 可以使用压电聚合物(某长度的压电薄膜或者压电线缆)。在上述压 电聚合物的情况下，具有只有应变部分产生电荷的特性，因此能 够得到圆周方向应变的变化量、即与上述应变传感器的输出波形 的微分值相当的输出。因而如果作为轮胎变形量测量单元11A、 11B使用压电薄膜，则在该输出波形中出现接地端的峰值，因此不 进行微分操作就能够容易地估计接地时间。
作为上述压电聚合物，最好使用压电薄膜，特别是最好使用 耐久性优良、且由应变引起的产生电压大的PVDF(聚偏氟乙烯)薄 膜。在此，为了确保轮胎应变输出的充分的SN比，作为上述压电 薄膜的压电电压系数，必须设为|g31|＞0.05Vm/N。
图17(a)是作为轮胎变形量测量单元11A、11B使用PVDF薄膜 时的产生电压波形，图17(b)是其积分波形。这样，通过使用应变 输出大的PVDF薄膜，能够明确地确定接地点、变形点的位置，因 此能够高精度地估计施加在轮胎上的负载、轮胎上产生的横向力。
此时，作为上述压电薄膜，如果使用具有像在120℃时的压电 电压系数的值相对25℃时的压电电压系数值的降低率为30％以下 那样的温度特性的压电薄膜，则能够确保传感器的高温稳定性， 因此即使在高温也能够高精度地估计负载、横向力。能够通过将 压电薄膜退火从而得到这种压电薄膜。此外，上述退火温度根据 压电薄膜的组成不同而不同，但是在上述PVDF薄膜的情况下适合 为约125℃。
另外，上述压电聚合物由于功耗也只限于电路部因此可实现 省电化，由于是挠性因此耐久性优良等，比上述应变仪更有利。
最佳方式3.
在上述最佳方式2中，使用接地长度指标的比R、接地面外变 形长度比S来估计对带传感器的轮胎20产生的横向力，但是如果使 用后述的前后接地面外变形长度比Z，则还能够估计对上述轮胎产 生的前后方向力。
前后接地面外变形长度比Z，是在接地面前方(踏侧)和接地面 后方(蹬侧)分别算出在上述图3中由白圆示出的接地面外变形点和 由黑圆示出的接地端之间的长度并求出它们之比的值，如后所述， 前后方向力和前后接地面外变形长度比表示非常良好的相关性， 因此能够制作求出了前后方向力与前后接地面外变形长度比Z之 间的关系的对应图，使用该对应图来估计对轮胎产生的前后方向 力。
图18是表示使用平带试验机、使搭载了将轮胎变形量测量单 元11A、11B安装在内衬层部22中的带传感器的轮胎20的车辆以速 度60km/hr行驶时的前后方向力和两胎肩部的前后接地面外变形 长度比的平均值之间的关系的图，在此将侧滑角固定为0°，只使 前后方向力连续变化。此外，路面是安全行道，轮胎大小是 225/55R17，内压是230MPa。如果使用根据这种数据制作的表示 前后接地面外变形长度比和前后方向力之间的关系的对应图，求 出施加在轮胎上的前后方向力，则即使在产生横向力的情况下， 也能够正确地估计施加在轮胎上的前后方向力。
此外，在上述例中，根据前后接地面外变形长度比估计了前 后方向力，但是如图19(a)、(b)所示，当施加前后方向力时，胎面 内表面应变的接地面前方(踏侧)的变形量和接地面后方(蹬侧)的 变形量大小不同，通过比较踏侧的变形量和蹬侧的变形量大小也 能够估计前后方向力。
另外，上述内衬层部22的内表面侧、内衬层/帘布层间、带束 层间、或者帘布层/带束层间等处的轮胎变形量，还根据轮胎内压、 温度而变化，因此如果另外测定轮胎内压值、轮胎温度，对上述 车轮速度、上述负载、横向力、前后方向力的估计值进行校正， 则能够进一步提高估计精度。
实施例
为了确认低速度且输入路面凹凸的情况下的应变传感器和加 速度传感器的信号检测稳定性的不同，准备了大小为185/70R14 的带传感器的轮胎。关于传感器位置与图2相同，将应变传感器和 加速度传感器安装到在轮胎圆周方向上偏移1个块程度的位置上。 在此，作为上述加速度传感器，使用压电方式的传感器，将其安 装在为适合测量轮胎圆周方向加速度的朝向上。然后，将该带传 感器的轮胎安装在排气量为1800cc的乘用车的左前轮上，在小的 转向角范围以行驶速度20km/hr实施汽车绕桩试验。此外，将上 述轮胎的内压值设为200kPa。
试验的结果，在加速度传感器中，接地端中的峰值变得十分 大，无法稳定地检测接地长度。
与此相对，在应变传感器中能够进行稳定的检测，能够得到 接地长度比以及平均接地长度的检测值。图20(a)是从应变传感器 的输出检测出的接地长度比的时间序列波形，图20(b)是平均接地 长度的时间序列波形，由此，确认了在应变传感器中能够高精度 地检测在加速度传感器中难以捕捉的低速行驶时的接地长度。
产业上的可利用性
如上所述，根据本发明能够高精度且稳定地估计行驶中施加 了负载、横向力、前后方向力等情况下的该轮胎的动态状态量， 因此通过将这些上述信息反馈给车辆控制，能够进一步提高车辆 的行驶稳定性。
专利文献1：WO 01/092078
专利文献2：WO 03/082643
专利文献3：WO 03/082644