WO2005088106A1 - トラクション・コントロール・システム及びそのセンサユニット - Google Patents

トラクション・コントロール・システム及びそのセンサユニット Download PDF

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WO2005088106A1
WO2005088106A1 PCT/JP2005/004356 JP2005004356W WO2005088106A1 WO 2005088106 A1 WO2005088106 A1 WO 2005088106A1 JP 2005004356 W JP2005004356 W JP 2005004356W WO 2005088106 A1 WO2005088106 A1 WO 2005088106A1
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acceleration
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traction
digital
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PCT/JP2005/004356
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Yutaka Hattori
Yasuo Hatano
Original Assignee
The Yokohama Rubber Co., Ltd.
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Priority to US10/593,167 priority patent/US20080065305A1/en
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    • G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/084—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass the mass being suspended at more than one of its sides, e.g. membrane-type suspension, so as to permit multi-axis movement of the mass

Definitions

  • the present invention relates to a traction control system that detects acceleration applied to wheels during vehicle running and performs appropriate control, and a sensor unit thereof.
  • TCS traction control system
  • ABS traction control system
  • caddy control system a stability control system equipped with a YAW sensor
  • the TCS is a system that detects the rotational state of each tire and controls the driving force based on the detection result so as to prevent each tire force S from slipping.
  • Patent Document 1 An example of such a control system is disclosed in, for example, an automobile brake device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-338528 (hereinafter referred to as Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-018775.
  • Brake control device (hereinafter referred to as Patent Document 2), a vehicle control method and device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-182578 (hereinafter referred to as Patent Document 3), and disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-137721.
  • Patent Document 4 There are known a vehicle motion control device (hereinafter referred to as Patent Document 4), a brake device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-160616 (hereinafter referred to as Patent Document 5), and the like.
  • Patent Document 1 a negative pressure is supplied from a vacuum tank to a vacuum booster connected to a brake pedal, and a negative pressure is supplied to the vacuum tank, and the vacuum pump is driven by a pump motor. Acceleration sensor 1 When the state in which the deceleration of the vehicle reaches a predetermined value is detected by (4), the pump motor for operating the vacuum pump is controlled, and the operation feeling during the sudden braking operation and immediately after the braking operation is controlled. A brake device for preventing change is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a brake control device including control means for executing ABS control, wherein the control means includes a lateral acceleration estimating means for estimating a lateral acceleration occurring in the vehicle; The estimated lateral acceleration by the estimation means, the estimated lateral acceleration by the vehicle behavior detection means, and the detected lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor included in the vehicle behavior detection means are compared. Comparison determining means for determining that the vehicle is turning normally according to the angle, and determining that the vehicle is turning abnormally if the difference is equal to or greater than a predetermined value; and A brake control device that switches control between when a normal turn is determined is disclosed.
  • Patent Document 3 discloses a vehicle control method and apparatus in which a control signal for adjusting deceleration and Z or acceleration of the vehicle is formed by corresponding set values.
  • a vehicle control method and apparatus for forming a correction coefficient representing vehicle deceleration and superimposing the correction coefficient on a set value to improve the setting of deceleration and Z or acceleration of the vehicle is disclosed.
  • Patent Document 4 discloses that the lateral slip angle change speed 13 'of the center of gravity is acquired as the actual amount of joking motion of a vehicle having a plurality of wheels, and the absolute value of the change speed 13' is set to a set value ⁇ .
  • the brake fluid pressure ⁇ is applied to one of the brakes on the left and right rear wheels.
  • the yaw moment is generated in the direction to decrease the absolute value of '.', And even during this yaw moment control, it is determined whether the slip control is necessary for the wheels on which the brake fluid pressure ⁇ is applied.
  • a vehicle motion control device that performs the slip control that keeps the slip ratio within an appropriate range by suppressing the brake fluid pressure ⁇ ⁇ ⁇ when the determination is continued and the slip control becomes necessary.
  • Patent Document 5 discloses at least two of an acceleration sensor that detects acceleration in the vehicle longitudinal direction, a wheel speed sensor that detects a wheel speed of each wheel, and a brake pressure sensor that detects a brake pressure. And target by feedback from at least two sensors The brake pressure is calculated, and based on the calculation result, the specified current is calculated by the specified current calculator, and the specified current is supplied to the brake driving actuator to generate a braking force corresponding to the specified current. Also, a brake device capable of suppressing abnormal output even when disturbance occurs or one sensor fails is disclosed.
  • a rotation speed of the tire is detected by a rotor 1 and a pickup sensor 2 which rotate integrally with the wheel carrier. Is common.
  • a plurality of irregularities provided at equal intervals on the peripheral surface of the rotor 1 cross the magnetic field generated by the pickup sensor 2 to change the magnetic flux density. Voltage is generated. By detecting this pulse, the rotation speed can be detected.
  • One example of the basic principle of this method is disclosed in JP-A-52-109981.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-338528
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-018775
  • Patent Document 3 JP 2001-182578 A
  • Patent document 4 JP 2002-137721 A
  • Patent Document 5 JP-A-2002-160616
  • Patent Document 6 JP-A-52-109981
  • an object of the present invention is to provide a traction control system for controlling the driving of a vehicle by easily detecting, with high accuracy, accelerations generated in the up, down, front, rear, left and right directions of wheels, and a sensor unit thereof. That is.
  • the present invention is a vehicle configured to generate a target driving force by driving an engine throttle driving actuator according to a detection result of an accelerator operation state of the vehicle.
  • a rotation mechanism provided on the vehicle body side and including a rotating body that fixes the wheels and rotates the wheels, and the wheels, is provided in a direction orthogonal to the rotation axis with the rotation.
  • a sensor unit for detecting a first acceleration generated in the rotation direction and a second acceleration generated in the rotation direction, converting the detection result into a digital value, and transmitting digital information including the digital value, and the sensor unit.
  • a monitoring device that receives the digital information transmitted from the monitoring device and obtains the detection results of the first acceleration and the second acceleration; Suggest Ru Torakushiyon 'control system and a drive means for driving the engine throttle driving Akuchiyueta based on a detection result of the first acceleration and the second acceleration.
  • the sensor unit is provided at a predetermined position of the rotation mechanism, and is generated by the sensor unit in a direction orthogonal to a rotation axis with rotation.
  • the detected first acceleration and the second acceleration generated in the rotation direction are detected, the detection result is converted into a digital value, and digital information including the digital value is transmitted.
  • the monitoring device receives the digital information transmitted from the sensor unit, obtains the detection results of the first acceleration and the second acceleration, and obtains the first acceleration and the second acceleration obtained by the monitoring device. Based on the detection results of the acceleration and the second acceleration, the driving means drives the engine throttle driving actuator.
  • the centrifugal force increases as the rotation speed of the rotation mechanism increases.
  • the rotation speed Accordingly, the position of the sensor unit moves and the direction of the gravitational acceleration applied to the sensor unit changes, so that in the sensor unit, the magnitude of the second acceleration fluctuates in a sinusoidal shape with rotation, and this fluctuation occurs. Becomes shorter as the number of rotations increases. Therefore, the speed of the vehicle can be obtained from the detection result of the first acceleration, and the rotation speed of the wheel per unit time can be obtained from the detection result of the second acceleration.
  • the sensor unit detects the third acceleration generated in the rotation axis direction, and converts the detection result into a digital value.
  • the present invention proposes a traction control system comprising means for driving the engine throttle drive actuator based on the detection results of the second acceleration and the third acceleration.
  • the sensor unit detects the third acceleration generated in the rotation axis direction, converts the detection result into a digital value, and converts the digital value into the digital value.
  • the information is transmitted while being included in the digital information.
  • the detection result of the third acceleration is acquired by the monitoring device, and the driving means drives the engine throttle based on the detection results of the first acceleration, the second acceleration, and the third acceleration.
  • the actuator is driven.
  • the third acceleration is a lateral movement or a lateral movement of the rotating mechanism, for example, the lateral movement of the rotating body or the wheel or the lateral movement of the rotating body or the wheel due to the operation of the steering wheel. Varies by. Therefore, it is possible to detect the lateral movement of the rotation mechanism ⁇ the left-right movement from the detection result of the third acceleration.
  • the sensor unit may include a unit configured to detect a change in the second acceleration and a unit time based on the change in the second acceleration.
  • Digital value of rotation speed Receiving means wherein the driving means drives the engine throttle driving actuator based on the first acceleration, the second acceleration, the detection result of the third acceleration, and the detection result of the rotation speed.
  • the sensor unit detects the change in the second acceleration and, based on the change in the second acceleration, determines the number of rotations per unit time. Is detected, the detected rotation speed is converted into a digital value, and the digital value is included in the digital information and transmitted to the monitor device. Therefore, the monitoring device does not need to perform the rotation speed detection process based on the change in the second acceleration.
  • the sensor unit is configured to detect a change in the first acceleration, and to detect the change in the first acceleration based on the change in the first acceleration.
  • a traction control system including means for driving the actuator for driving the engine throttle is proposed.
  • the sensor unit detects a change in the first acceleration, and detects a traveling speed based on the change in the first acceleration.
  • the detected traveling speed is converted into a digital value, is included in the digital information, and is transmitted to the monitor device. Therefore, it is not necessary for the monitor device to perform the detection processing of the traveling speed based on the change of the second acceleration.
  • each drive actuator of the engine throttle / drive torque distribution mechanism is driven in accordance with a detection result of the accelerator operation state of the vehicle, and
  • a vehicle traction 'control' system configured to generate a driving force
  • a plurality of rotating mechanisms each including a rotating body for rotating the wheel and the wheel, and a rotating mechanism that is generated in a direction orthogonal to the rotation axis with the rotation.
  • the present invention also proposes a traction 'control' system including control means for controlling the driving of a predetermined driving actuator among the driving actuators.
  • the plurality of sensor units are provided at predetermined positions of the plurality of rotation mechanism units, respectively, and the plurality of sensor units are rotated by the plurality of sensor units with rotation.
  • a first acceleration generated in a direction orthogonal to the axis and a second acceleration generated in the rotation direction are detected, the detection result is converted into a digital value, and digital information including the digital value is transmitted.
  • the monitor device receives the digital information transmitted from the sensor unit, obtains the detection results of the first acceleration and the second acceleration, and obtains the first acceleration and the second acceleration obtained by the monitor device.
  • the control means controls the driving of a predetermined driving actuator among the driving actuators based on the detection results of the acceleration and the second acceleration.
  • the drive torque of the vehicle is controlled by driving the engine throttle drive actuator, and the drive torque of the vehicle is distributed to each wheel by driving the drive torque distribution mechanism drive actuator.
  • the centrifugal force increases as the rotation speed of the rotation mechanism increases.
  • the magnitude of the second acceleration fluctuates in a sine wave shape with the rotation in the sensor unit.
  • the cycle of this fluctuation becomes shorter as the number of rotations increases. Therefore, the speed of the vehicle can be obtained from the detection result of the first acceleration, and the number of rotations of the wheel per unit time can be obtained from the detection result of the second acceleration.
  • the driving torque distribution mechanism transmits a driving torque generated by driving the engine throttle to at least one of the plurality of wheels.
  • the drive torque distribution mechanism distributes a drive torque generated by driving the engine throttle to at least one of the plurality of wheels.
  • the driving torque distribution mechanism includes means for changing a ratio of the driving torque to a continuous value from 0 to 100.
  • the drive torque distribution mechanism changes the ratio of the drive torque to a continuous value from 0 to 100. Accordingly, the drive torque of the plurality of wheels is distributed to the wheels in a continuous value.
  • the sensor unit detects the third acceleration generated in the rotation axis direction, and converts the detection result into a digital value.
  • the sensor unit detects the third acceleration generated in the rotation axis direction, converts the detection result into a digital value, and converts the digital value into the digital value.
  • the information is transmitted while being included in the digital information.
  • the detection result of the third acceleration is obtained by the monitor device, and the control unit controls the driving of each of the driving units based on the detection results of the first acceleration, the second acceleration, and the third acceleration.
  • the driving of a predetermined driving actuator among the actuators is controlled. It is.
  • the third acceleration is a lateral movement or a lateral movement of the rotating mechanism, for example, a lateral movement of the rotating body or the wheel or a lateral movement of the rotating body or the wheel due to the operation of the steering wheel. Varies by. Therefore, it is possible to detect the lateral movement of the rotation mechanism ⁇ the left-right movement from the detection result of the third acceleration.
  • the sensor unit may include a unit configured to detect a change in the second acceleration and a unit time based on the change in the second acceleration.
  • the present invention proposes a traction control system including means for controlling the driving of a predetermined driving actuator among the driving actuators.
  • the sensor unit detects the change in the second acceleration and, based on the change in the second acceleration, determines the number of rotations per unit time. Is detected, the detected rotation speed is converted into a digital value, and the digital value is included in the digital information and transmitted to the monitor device. Therefore, the monitoring device does not need to perform the rotation speed detection process based on the change in the second acceleration.
  • the sensor unit in the traction 'control' system having the above-described configuration, includes a unit configured to detect a change in the first acceleration and a unit configured to detect a change in the first acceleration.
  • a traction control comprising means for controlling the driving of a predetermined driving actuator among the driving actuators. We propose a 'roll' system.
  • the sensor unit detects a change in the first acceleration, and detects a traveling speed based on the change in the first acceleration.
  • the detected traveling speed is converted into a digital value, is included in the digital information, and is transmitted to the monitor device. Therefore, it is not necessary for the monitor device to perform the detection processing of the traveling speed based on the change of the second acceleration.
  • the control means may be configured to control the rotation speed detected by two or more predetermined sensor units among the plurality of sensor units.
  • a traction control system for controlling the driving of a predetermined driving actuator among the driving actuators so that the difference between the rotation speeds is equal to or less than the predetermined value is proposed.
  • the control means detects a difference between the rotational speeds detected by two or more predetermined sensor units among the plurality of sensor units.
  • the driving of a predetermined driving actuator among the driving actuators is controlled so as to be equal to or less than a predetermined value. Therefore, the difference in the number of rotations is reduced by controlling the magnitude and distribution of the driving torque of the vehicle.
  • the control means may be configured to control the travel speed detected by two or more predetermined sensor units among the plurality of sensor units.
  • a traction control system for controlling the driving of a predetermined driving actuator among the driving actuators so that the difference in the traveling speed is equal to or less than the predetermined value is proposed. I do.
  • the control means detects a difference between the traveling speeds detected by two or more predetermined sensor units among the plurality of sensor units.
  • the driving of the predetermined driving actuator among the driving actuators is controlled so as to be equal to or less than the predetermined value. Therefore, the difference in the traveling speed is reduced by controlling the magnitude and distribution of the driving torque of the vehicle.
  • the present invention also relates to a traction "control" system having the above-described configuration.
  • the sensor unit proposes a traction 'control' system provided on the rotating body.
  • the sensor unit is provided not on the wheel but on the rotating body provided on the vehicle body side for mounting the wheel. It is possible to exchange freely.
  • the present invention provides a traction 'control' system having the above-mentioned configuration, wherein said sensor unit comprises means for receiving an electromagnetic wave of a first frequency, and energy of said received electromagnetic wave of a first frequency. Means for converting the digital information into electric energy for driving; and means for operating with the electric energy and transmitting the digital information using electromagnetic waves of a second frequency, wherein the monitor device is configured to transmit the electromagnetic waves of the first frequency. , A means for receiving the electromagnetic wave of the second frequency, and a means for extracting the digital information of the received electromagnetic wave of the second frequency. .
  • the sensor unit when an electromagnetic wave of the first frequency is radiated toward the sensor unit, the sensor unit that has received the electromagnetic wave of the first frequency receives the electromagnetic wave of the first frequency. Converts the energy of the waved first frequency electromagnetic wave into electric energy. Further, the sensor unit operates by the electric energy, detects each acceleration, converts the detection result into a digital value, and transmits digital information including the digital value using the electromagnetic wave of the second frequency.
  • the electromagnetic wave of the second frequency transmitted from the sensor unit is received by the monitoring device, and the received electromagnetic wave force of the second frequency is extracted as a digital value of the detection result of each acceleration. Therefore, there is no need to provide a power supply for the sensor unit.
  • the present invention also proposes a traction "control" system having the above configuration, wherein the first frequency and the second frequency are the same frequency.
  • the same frequency is used as the first frequency and the second frequency, and transmission and reception are performed in a time-division manner.
  • the present invention relates to a traction "control" system having the above-described configuration.
  • the sensor unit includes storage means for storing identification information unique to the sensor unit, and means for transmitting the identification information included in the digital information, and the monitor device performs the rotation based on the identification information.
  • the identification information unique to the sensor unit stored in the storage means of each sensor unit is transmitted from the sensor unit together with the detection result. Based on the identification information received from the sensor unit, it is possible to determine which of the rotation mechanism units is the digital information transmitted from the sensor unit. Thus, digital information transmitted from each of the plurality of sensor units can be determined by one monitor device.
  • the present invention provides the traction 'control' system having the above configuration, wherein the sensor unit includes a semiconductor acceleration sensor having a silicon piezo type diaphragm for detecting accelerations in directions orthogonal to each other. Proposal of a 'Traction' control system.
  • the sensor unit includes a semiconductor acceleration sensor having a silicon piezo-type diaphragm, and detects the accelerations in directions orthogonal to each other by the semiconductor acceleration sensor.
  • the present invention provides the traction 'control' system having the above-described configuration, wherein the first rotational speed per unit time associated with the rotation of the wheel is detected in the rotation mechanism, and the detection result is obtained.
  • a sensor for detecting a change in the second acceleration and a sensor for detecting a change in the second acceleration per unit time based on the change in the second acceleration.
  • Judgment Suggest Torakushiyon 'control' system which is equipped with a stage.
  • the rotation speed detecting mechanism is used. Then, the first number of revolutions per unit time is detected, and the detection result is transmitted to the monitor device. A change in the second acceleration is detected by the sensor unit, a second rotation speed per unit time is detected based on the change in the second acceleration, and the detected second rotation speed is a digital value. And transmitted to the monitor device after being included in the digital information. Therefore, the monitoring device does not need to perform the second rotation speed detection process based on the change in the second acceleration.
  • the present invention provides the traction 'control' system having the above configuration, wherein the rotation speed detecting mechanism is provided on the rotating body and has a circumferential surface having a plurality of irregularities at regular intervals; And a means for generating a magnetic field and detecting a voltage associated with the change in the magnetic field.
  • the first traveling speed per unit time can be calculated by counting the number of pulse-like voltages detected in the unit time.
  • the present invention provides the traction control system having the above configuration, wherein the rotation speed detection mechanism has a means for converting the detection result of the first rotation speed into a digital signal, and the monitor
  • the apparatus includes a conversion unit that converts the digital value of the second rotation speed into a digital signal, and the determination unit determines the digital value of the second rotation speed based on the digital signal of the first rotation speed and the digital signal of the second rotation speed.
  • a traction control system including means for determining whether the first rotation speed and the second rotation speed are the same is proposed.
  • the detection result of the first rotation speed is converted into a digital signal by the rotation speed detection mechanism, and the detection result of the second rotation speed is converted by the monitor device.
  • the digital value is converted into a digital signal, and based on the digital signal of the first rotation speed and the digital signal of the second rotation speed, It is determined whether the first rotation speed and the second rotation speed are the same. Therefore, the digital signals can be compared with each other, and the determination can be facilitated.
  • the conversion means multiplies the digital value of the second rotation speed by a predetermined value, and sets a cycle of a reciprocal of the multiplied value.
  • the conversion means multiplies the digital value of the second rotational speed by a predetermined numerical value, and outputs a digital signal having a cycle of a reciprocal of the multiplied number. Is converted to Therefore, the digital signal of the second rotational speed generates a predetermined numerical vibration per one rotation of the wheel.
  • the determination means may determine that the vibration of the digital signal of the second rotational speed is a predetermined period of the period of the digital signal of the first rotational speed.
  • a means for determining that the first rotation speed and the second rotation speed are the same when an error occurs for each multiple is proposed.
  • the determining means causes the vibration of the digital signal of the second rotational speed to be changed every predetermined multiple of the cycle of the digital signal of the first rotational speed. When it occurs, it is determined that the first rotation speed and the second rotation speed are the same. Therefore, it is possible to guarantee the reliability of the digital information that is the basis of the second rotation speed transmitted by the sensor unit.
  • the present invention provides the traction 'control' system having the above configuration, wherein the first traveling speed per unit time associated with the rotation of the wheel is detected in the rotation mechanism, and the detection result is obtained.
  • Means for receiving the detection result of the first traveling speed, and detection result of the second traveling speed from the sensor unit The present invention proposes a traction 'control' system comprising: means for receiving the first travel speed; and determination means for determining whether the first travel speed is equal to the second travel speed.
  • the first traveling speed per unit time is detected by the rotation speed detection mechanism, and the detection result is transmitted to the monitor device.
  • a change in the first acceleration is detected by the sensor unit, a second travel speed per unit time is detected based on the change in the first acceleration, and the detected second travel speed is digitally converted. It is converted into a value, included in the digital information, and transmitted to the monitor device. Therefore, the monitoring device does not need to perform the detection processing of the second traveling speed based on the change in the first acceleration.
  • the present invention provides the traction 'control' system having the above-mentioned configuration, wherein the rotation number detecting mechanism is provided on the rotating body, and has a circumferential surface having a plurality of irregularities at regular intervals; And a means for generating a magnetic field and detecting a voltage associated with the change in the magnetic field.
  • the digital signal of the first traveling speed and the digital value of the second traveling speed are received by the monitor device, and the first traveling speed and the second traveling speed are the same. It is determined whether or not there is force. Therefore, it is possible to confirm the reliability of the digital information that is the basis of the second traveling speed transmitted by the sensor unit.
  • the rotation speed detecting mechanism includes means for converting the detection result of the first traveling speed into a digital signal
  • the monitor device Has conversion means for converting the digital value of the second travel speed into a digital signal
  • the determination means determines the second value based on the digital signal of the first travel speed and the digital signal of the second travel speed.
  • the present invention proposes a traction control system including means for determining whether the first traveling speed and the second traveling speed are the same. According to the traction 'control' system having the above-described configuration, the detection result of the first traveling speed is converted into a digital signal by the rotation speed detecting mechanism, and the second traveling speed is converted by the motor device.
  • the digital value of the speed is converted into a digital signal, and based on the digital signal of the first traveling speed and the digital signal of the second traveling speed, it is determined whether the first traveling speed and the second traveling speed have the same force. Is determined. Therefore, the digital signals can be compared with each other, and the determination becomes easy.
  • the conversion means multiplies the digital value of the second traveling speed by a predetermined value, and calculates a reciprocal cycle of the multiplied value.
  • the present invention proposes a traction control system having means for converting digital signals into digital signals.
  • the conversion means multiplies the digital value of the second traveling speed by a predetermined value, and has a digital period having a reciprocal of the multiplication number. Converted to a signal. Therefore, the digital signal of the second traveling speed generates a predetermined value of vibration per wheel rotation.
  • the present invention provides the traction 'control' system having the above-mentioned configuration, wherein said determination means is configured to determine that the oscillation of the digital signal of the second traveling speed is a predetermined multiple of the period of the digital signal of the first traveling speed.
  • the present invention proposes a traction 'control' system including means for determining that the first traveling speed is the same as the second traveling speed when it occurs every time.
  • the determination means causes the vibration of the digital signal of the second traveling speed to be changed by a predetermined multiple of the period of the digital signal of the first traveling speed. Is determined, it is determined that the first traveling speed and the second traveling speed are the same. Therefore, it is possible to guarantee the reliability of digital information that is the basis of the second traveling speed transmitted by the sensor unit.
  • the present invention is configured to generate a target driving force by driving an engine throttle driving actuator according to a detection result of an accelerator operation state of a vehicle.
  • a rotating body provided on the vehicle body side and fixed to wheels for rotating the wheels, and a rotating machine including the wheels
  • a sensor unit provided in a structure for detecting acceleration generated by rotation, comprising: a first acceleration generated in a direction orthogonal to a rotation axis with rotation; and a second acceleration generated in a rotation direction.
  • a sensor comprising: means for detecting acceleration; means for converting the detection result of the first acceleration and the detection result of the second acceleration into digital values; and means for transmitting digital information including the digital values. Suggest a unit.
  • the first acceleration generated in the direction orthogonal to the rotation axis with the rotation and the second acceleration generated in the rotation direction are detected, and the detection result is obtained. Is converted into a digital value, and digital information including the digital value is transmitted.
  • the centrifugal force increases as the rotation speed of the rotation mechanism increases.
  • the magnitude of the second acceleration fluctuates in a sine wave shape with the rotation in the sensor unit.
  • the cycle of this fluctuation becomes shorter as the number of rotations increases. Therefore, the speed of the vehicle can be obtained from the detection result of the first acceleration, and the rotation speed of the wheel per unit time can be obtained from the detection result of the second acceleration.
  • the traction 'control' system of the present invention it is possible to detect accelerations in three directions orthogonal to each other due to rotation of wheels or the like in the rotation mechanism, and use the accelerations for driving control of the vehicle. This makes it possible to perform control based on highly accurate information in a short time.
  • the amount of tire distortion, the side slip of the vehicle body, the slip of the wheels, and the like can be estimated from the acceleration, more advanced control can be performed by using them for drive control of the vehicle.
  • the reliability of the acceleration can be assured by confirming the rotation speed and the running speed based on the above-mentioned caro speed using a conventional rotation speed detection mechanism.
  • the sensor unit of the present invention only by providing the sensor unit at a predetermined position of a rim, a wheel, a wheel such as a tire body, or a rotating body such as an axle, rotation of the wheel causes It is possible to easily detect the vertical, front, rear, left and right accelerations that occur.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a drive control device for a vehicle in a traction control system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining a mounted state of a sensor unit and a monitor device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining a mounted state of a sensor unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating another mounting state of the sensor unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing an electric circuit of a sensor unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an external perspective view showing a semiconductor acceleration sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line BB in FIG. 6;
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line CC in FIG. 6.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view showing the semiconductor acceleration sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a configuration diagram showing an electric circuit of the semiconductor acceleration sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing a bridge circuit for detecting acceleration in the X-axis direction using the semiconductor acceleration sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing a bridge circuit for detecting acceleration in the Y-axis direction using the semiconductor acceleration sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing a bridge circuit for detecting acceleration in the Z-axis direction using the semiconductor acceleration sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating the operation of the semiconductor acceleration sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating the operation of the semiconductor acceleration sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram for describing accelerations in the X, Y, and Z-axis directions detected by the acceleration sensor of the sensor unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a configuration diagram showing an electric circuit of the monitor device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a schematic configuration diagram showing another drive control device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a configuration diagram showing an electric circuit of the monitor device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram showing the measurement results of the acceleration in the Z-axis direction in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a diagram showing the measurement results of the acceleration in the Z-axis direction in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a diagram showing the measurement results of the acceleration in the Z-axis direction in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a diagram showing the measurement results of the acceleration in the X-axis direction in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a diagram showing an actual measurement result of the acceleration in the X-axis direction in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 is a diagram showing the measurement results of the acceleration in the X-axis direction in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a diagram showing the measurement results of the acceleration in the Y-axis direction in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a diagram showing the measurement results of the acceleration in the Y-axis direction in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is a flowchart for eliminating a slip of the two-wheel drive vehicle in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 29 is a flowchart for eliminating a slip of the four-wheel drive vehicle in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a schematic configuration diagram showing a drive torque distribution mechanism according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 31 is a conceptual diagram illustrating a time constant in vehicle management.
  • FIG. 32 is a view for explaining a wheel rotation speed detecting mechanism in a conventional example.
  • FIG. 33 is a view for explaining a wheel rotation speed detecting mechanism in a conventional example.
  • FIG. 34 is a diagram showing the relationship between the first rotation speed and the pulse number in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 35 is a schematic configuration diagram showing a vehicle drive control device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 36 is a configuration diagram showing an electric circuit of a monitor device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 37 is a view showing the relationship between the second rotation speed and the output voltage in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 38 is a diagram showing the relationship between the output voltage and the number of pulses in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 39 is a diagram illustrating the relationship between the pulse signal of the first rotation speed and the pulse signal of the second rotation speed in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 40 is a diagram illustrating the relationship between the pulse signal of the first rotation speed and the pulse signal of the second rotation speed in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 41 is a diagram illustrating the relationship between the pulse signal of the first rotation speed and the pulse signal of the second rotation speed in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 42 is a diagram showing a relationship between the first traveling speed and the number of pulses in the third embodiment of the present invention.
  • Fig. 43 is a schematic configuration showing a vehicle drive control device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 43 is a schematic configuration showing a vehicle drive control device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 44 is a configuration diagram showing an electric circuit of a monitor device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 45 is a diagram showing a relationship between the second traveling speed and the output voltage in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 46 is a diagram showing the relationship between the output voltage and the number of pulses in the third embodiment of the present invention.
  • Main throttle position sensor 414 ... Sub throttle position sensor, 500 ... Rotation mechanism, 510 ... Axle, 520 ... Brake disc, 530 ... Wheel carrier, 600 ... Transfer , 601 piston, 602 multi-plate clutch, 603 chain, 610 front propshaft, 620 rear propshaft, 630 transmission, 640 transfer actuator, 650 ⁇ Front differential, 660 ⁇ Rear differential, 700 ⁇ Stability control unit, 10... Semiconductor acceleration sensor, 11... Pedestal, 12... Silicon substrate 12a: Wafer outer peripheral frame, 13: Diaphragm, 13a-13d: Diaphragm piece, 14: Thick film part, 15: Weight, 18A, 18B: Support, 181: Outer frame part, 182: Post , 183: Beam, 184: Projection, 184a: Tip of projection, 191: Electrode, 31A-31C: Voltage detector, 32A—32C: DC power supply, Rxl—Rx4, Ryl—Ry4, Rzl—R
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a drive control device for a four-wheel vehicle in a traction control system according to a first embodiment of the present invention.
  • 100 is a sensor unit
  • 200 is a monitoring device
  • 300 is a tire
  • 410 is an engine
  • 411 is an accelerator pedal
  • 412 is a sub throttle actuator
  • 413 is a main throttle position sensor
  • 414 is a sub throttle position sensor
  • 416 is a sub throttle
  • 500 is a rotation mechanism
  • 510 is an axle
  • 520 is a brake disk
  • 700 is a drive control unit.
  • the tire state detecting device of the present invention is composed of the plurality of sensor cuts 100 and the monitoring device 200.
  • a sensor unit 100 is fixed in each tire 300 of the vehicle, and a monitor device 200 is fixed in a tire house 400 of each tire 300.
  • the rotation mechanism 500 includes a brake disk 520 that rotates together with the axle 510, a wheel carrier 530 for fixing the wheel of the tire 300, and a tire body and a rim of the tire 300. Including the rotating body.
  • the drive control unit 700 includes a control circuit having a well-known CPU, and performs drive control by receiving detection results output from the throttle position sensors 413 and 414 and the monitor device 200.
  • the drive control unit 700 determines the detection result of the main throttle position sensor 413 and By electrically driving the sub-throttle 416 based on the detection result output from the monitor device 200, the tire 300 is automatically controlled so that the tire 300 does not slip.
  • the sensor unit 100 is fixed to a predetermined position of a brake disk 520 that rotates together with the tire 300, for example, as shown in Figs.
  • An acceleration sensor described later detects accelerations in three directions orthogonal to each other caused by the rotation of the tire 300, and converts the detected accelerations into digital values. Further, it generates and transmits digital information including a digital value of the acceleration as a detection result.
  • a tire 300 is, for example, a well-known tubeless radial tire, and includes a wheel and a rim in the present embodiment.
  • the tire 300 includes a tire main body 305, a rim 306, and wheels (not shown).
  • the tire main body 305 includes a well-known cap tread 301, an undertread 302, belts 303A and 303B, a carcass 304, and the like.
  • each rotation mechanism section 500 is not limited to one, and two or more sensor units may be provided for auxiliary use.
  • the sensor unit 100 includes an antenna 110, an antenna switch 120, a rectifier circuit 130, a central processing unit 140, a detection unit 150, a transmission unit 160, and a sensor unit 170. I have.
  • the antenna 110 is used for communication with the monitor device 200 using electromagnetic waves, and is matched to a predetermined frequency (first frequency) in the 2.4 GHz band, for example.
  • the antenna switching unit 120 is constituted by, for example, an electronic switch, and controls the central processing unit 140 to connect the antenna 110 to the rectifying circuit 130 and the detecting unit 150, and to connect the antenna 110 to the transmitting unit 160. And switch.
  • the rectifier circuit 130 includes diodes 131 and 132, a capacitor 133, and a resistor 134, and forms a well-known full-wave rectifier circuit.
  • An antenna 110 is connected to an input side of the rectifier circuit 130 via an antenna switch 120.
  • the rectifier circuit 130 rectifies a high-frequency current induced in the antenna 110 and converts the rectified current into a DC current, which is output as a drive power source for the central processing unit 140, the detection unit 150, the transmission unit 160, and the sensor unit 170.
  • the central processing unit 140 includes a well-known CPU 141, a digital Z-analog (hereinafter, referred to as DZA) conversion circuit 142, and a storage unit 143.
  • the CPU 141 operates based on a program stored in the semiconductor memory of the storage unit 143, and when driven by supply of electric energy, a digital value of an acceleration detection result acquired from the sensor unit 170 and a value to be described later. A process of generating digital information including identification information and transmitting the digital information to the monitor device 200 is performed.
  • the storage unit 143 stores the identification information unique to the sensor unit 100 in advance.
  • the storage unit 143 includes a ROM in which a program for operating the CPU 141 is recorded and a non-volatile semiconductor memory such as an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM). That is, the identification information unique to each sensor unit 100 is stored in advance in an area of the storage unit 143 that is designated as non-rewritable at the time of manufacture.
  • EEPROM electrically erasable programmable read-only memory
  • the detector 150 includes a diode 151 and an AZD converter 152.
  • the anode of the diode 151 is connected to the antenna 110, and the power source is connected to the CPU 141 of the central processing unit 140 via the AZD converter 152. I have.
  • the electromagnetic wave received by antenna 110 is detected by detector 150, and the signal obtained by the detection is converted to a digital signal and input to CPU 141.
  • the transmission section 160 is composed of an oscillation circuit 161, a modulation circuit 162, and a high-frequency amplification circuit 163.
  • the transmission section 160 is configured using a known PLL circuit or the like and oscillated by the oscillation circuit 161. Is modulated by the modulation circuit 162 based on the information signal input from the central processing unit 140, and is modulated through the high-frequency amplifier circuit 163 and the antenna switch 120 to the high frequency of the 2.45 GHz band (second frequency).
  • the current is supplied to the antenna 110.
  • the first frequency and the second frequency are set to the same frequency, but the first frequency and the second frequency may be different.
  • the sensor section 170 includes the acceleration sensor 10 and an AZD conversion circuit 171.
  • the acceleration sensor 10 is configured by a semiconductor acceleration sensor as shown in FIGS.
  • FIG. 6 is an external perspective view showing the semiconductor acceleration sensor according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line BB in FIG. 6
  • FIG. 8 is a view taken along line CC in FIG.
  • a cross-sectional view and FIG. 9 are exploded perspective views.
  • reference numeral 10 denotes a semiconductor acceleration sensor, which includes a pedestal 11, a silicon substrate 12, and a support.
  • the pedestal 11 has a rectangular frame shape, and a silicon substrate (silicon wafer)
  • outer frame portions 181 of the supports 18A and 18B are fixed to the outer peripheral portion of the pedestal 11.
  • a silicon substrate 12 is provided in the opening of the pedestal 11, and a cross-shaped thin film diaphragm 13 is formed in the center of the wafer outer peripheral frame 12a, and the upper surface of each of the diaphragm pieces 13a-13d is formed.
  • Piezoresistors (diffusion resistors) Rxl-Rx4, Ryl-Ry4, Rzl-Rz4 are formed.
  • the piezoresistors Rxl, Rx2, Rzl, Rz2 are formed on one of the diaphragm pieces 13a, 13b arranged on a straight line, and the other diaphragm piece 13b is formed on the other diaphragm piece 13b.
  • Piezoresistors Rx3, Rx4, Rz3, Rz4 are formed.
  • Piezoresistors Ryl and Ry2 are formed on one of the diaphragm pieces 13c and 13d arranged on a straight line perpendicular to the diaphragm pieces 13a and 13b, and the piezoresistor Ryl and Ry2 are formed on the other diaphragm piece 13d.
  • Resistors Ry3 and Ry4 are formed.
  • piezoresistors Rxl—Rx4, Ryl—Ry4, Rzl—Rz4 are designed so that a resistance bridge circuit can be configured to detect the acceleration in the X, Y, and Z directions orthogonal to each other. 10 and connected to a connection electrode 191 provided on the outer peripheral surface of the silicon substrate 12.
  • a thick film portion 14 is formed on one surface side of the central portion of the diaphragm 13.
  • a weight 15 having a shape is attached.
  • the supports 18A and 18B connect the outer frame part 181 having a rectangular frame shape, the four pillars 182 erected at the four corners of the fixed part, and the tip of each pillar. And a conical projection 184 provided at the central intersection of the beam 183.
  • the outer frame portion 181 is fitted and fixed to the outer peripheral portion of the pedestal 11 such that the projection portion 184 is located on the other surface side of the diaphragm 13, that is, on the side where the weight 15 does not exist.
  • the tip 184a of 184 is set to be at a distance Dl from the surface of the diaphragm 13 or the weight 15.
  • This distance D1 is such that even when acceleration occurs in a direction perpendicular to the surface of the diaphragm 13 and a force exceeding a predetermined value is applied to both surfaces of the diaphragm 13 due to this acceleration, the diaphragm pieces 13a to 13d are The displacement is set to a value that can be limited by the protrusion 184 so as not to extend completely.
  • FIGS. When the semiconductor acceleration sensor 10 having the above configuration is used, three resistance bridge circuits are configured as shown in FIGS. That is, as shown in FIG. 11, a positive electrode of the DC power supply 32A is connected to a connection point between one end of the piezoresistor Rxl and one end of the piezoresistor Rx2 as a prism circuit for detecting acceleration in the X-axis direction. And connect the negative electrode of the DC power supply 32A to the connection point between one end of the piezoresistor Rx3 and one end of the piezoresistor Rx4.
  • a bridge circuit for detecting the acceleration in the Y-axis direction includes a DC power supply 32B at a connection point between one end of the piezoresistor Ry1 and one end of the piezoresistor Ry2. Connect the positive electrode, and connect the negative electrode of DC power supply 32B to the connection point between one end of piezoresistor Ry3 and one end of piezoresistor Ry4. Furthermore, one end of the voltage detector 31B is connected to the connection point between the other end of the piezoresistor Ryl and the other end of the piezoresistor Ry4, and the other end of the piezoresistor Ry2 and the other end of the piezoresistor Ry3 are connected. Is connected to the other end of the voltage detector 31B.
  • a bridge circuit for detecting acceleration in the Z-axis direction includes a positive electrode of DC power supply 32C connected to a connection point between one end of piezoresistor Rzl and one end of piezoresistor Rz2. And the negative electrode of the DC power supply 32C is connected to the connection point between one end of the piezoresistor Rz3 and one end of the piezoresistor Rz4. Further, one end of the voltage detector 31C is connected to a connection point between the other end of the piezo resistor Rzl and the other end of the piezo resistor Rz3, and the other end of the piezo resistor Rz2 and the other end of the piezo resistor Rz4 are connected. The other end of the voltage detector 31C is connected to the connection point of.
  • the semiconductor acceleration sensor 10 having the above-described configuration, when the force generated due to the acceleration applied to the sensor 10 is applied to the weight 15, the diaphragm pieces 13a to 13d are distorted, thereby causing the piezoelectric
  • the resistance value of the resistor Rxl—Rx4, Ryl—Ry4, Rzl—Rz4 changes. Therefore
  • piezoresistors Rxl—Rx4, Ryl—Ry4, Rzl—Rz4 provided on each of the diaphragm pieces 13a-13d, accelerations in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions perpendicular to each other are formed. Can be detected.
  • the sensor unit 100 is provided such that the X axis corresponds to the rotation direction of the tire 300, the Y axis corresponds to the rotation axis direction, and the Z axis corresponds to the direction orthogonal to the rotation axis. Therefore, acceleration due to rotation can be detected with high accuracy without being affected by suspension or the like unlike a sensor provided on the vehicle body side.
  • the AZD conversion circuit 171 converts an analog electric signal output from the acceleration sensor 10 into a digital signal and outputs the digital signal to the CPU 141.
  • This digital signal corresponds to the value of the acceleration in the X, ⁇ , and Z axis directions.
  • the accelerations generated in the X, ⁇ , and Z axis directions include a positive acceleration and a negative acceleration. In the present embodiment, both accelerations can be detected.
  • the frequency in the 2.45 GHz band is changed to the first and second frequencies.
  • the influence of the belts 303A and 303B in which the metal wires for reinforcing the tire 300 are woven is hardly affected, so that stable communication can be performed even when the sensor unit 100 is fixed to the rim 306. it can.
  • the sensor unit 100 can be embedded in the tire 300 when the tire 300 is manufactured.
  • the IC chip or other components are configured to sufficiently withstand the heat during vulcanization. Needless to say that the parts are designed! / ,.
  • the monitor device 200 is fixed to each tire house 400 as shown in FIGS. 1 and 2, and each monitor device 200 is connected to the drive control unit 700 by a cable as shown in FIG. It operates by the electric energy sent from the drive control unit 700.
  • the electric system circuit of the monitor device 200 includes a radiation unit 210, a reception unit 220, a control unit 230, and a calculation unit 240.
  • the control unit 230 and the arithmetic unit 240 are configured with a well-known CPU, a ROM in which a program for operating this CPU is stored, and a memory circuit such as a RAM necessary for performing arithmetic processing. ⁇
  • the radiation unit 210 is composed of an antenna 211 for radiating an electromagnetic wave of a predetermined frequency (the first frequency described above) in the 2.45 GHz band and a transmitter 212, and based on an instruction from the controller 230. Then, the electromagnetic wave of the first frequency is radiated from the antenna 211.
  • a predetermined frequency the first frequency described above
  • the transmitting unit 212 similarly to the transmitting unit 160 of the sensor unit 100, a configuration including an oscillation circuit 161, a modulation circuit 162, and a high-frequency amplifier circuit 163 can be given. As a result, an electromagnetic wave of 2.45 GHz is radiated from the antenna 211.
  • the high-frequency power output from the transmitting unit 212 is set to a value at which electric energy can be supplied to the sensor unit 100 from the electromagnetic wave radiation antenna 211 of the monitor device 200. As a result, the acceleration of each tire 300 can be detected for each monitor device 200.
  • the receiving unit 220 is composed of an antenna 221 for receiving an electromagnetic wave of a predetermined frequency (the second frequency) in the 2.45 GHz band and a detecting unit 222, and based on an instruction from the control unit 230. And detects and detects the electromagnetic wave of the second frequency received by the antenna 221. The obtained signal is converted into a digital signal and output to the arithmetic unit 240.
  • the detection unit 222 a circuit similar to the detection unit 150 of the sensor unit 100 may be used.
  • the control unit 230 drives the transmitting unit 212 to emit electromagnetic waves for a predetermined time tl when electric power is supplied to the drive control unit 700 and starts operation, and thereafter, for a predetermined time t2,
  • the detection unit 222 is driven, and a digital signal is output from the detection unit 222 to the calculation unit 240.
  • the arithmetic unit 240 calculates the acceleration based on the digital signal and outputs the acceleration to the drive control unit 700. Thereafter, control unit 230 repeats the same processing as described above.
  • the radiation time tl and the reception time t2 of the monitor device 200 are set to 0.15 ms and 0.30 ms, respectively.
  • a voltage of 3 V or more can be stored as electric energy sufficient to drive the sensor unit 100. Therefore, as will be described later, the monitor device 200 can receive more digital information at a time interval of 10 msec or less necessary for performing vehicle motion analysis and driving control as described later.
  • FIGS. 18 and 19 As another configuration of the sensor unit 100 and the monitor device 200, as shown in FIGS. 18 and 19, one monitor device 200 and the sensor unit 100 provided in each rotation mechanism 500 are used. Constitute.
  • the sensor unit 100 detects each acceleration when receiving an information request instruction including its own identification information from the monitor device 200, and controls the CPU 141 to transmit the detection result together with its own identification information as digital information.
  • the program is set.
  • the monitoring device 200 is provided with an operation unit 250 for storing identification information of the sensor unit 100 provided in each tire 300 in the control unit 230 in advance. Then, the program of the control unit 230 transmits the information request instruction including the identification information of the sensor unit 100 to the sensor units 100 of all the tires 300 in a predetermined order or at random. Is set. In addition, when outputting the detection result to drive control unit 700, it outputs, together with the detection result, detection position information indicating which position of rotation mechanism unit 500 of the vehicle is the detection result.
  • the drive control unit 700 stores in advance distortion characteristic information indicating the relationship between the acceleration in the X, ⁇ , and Z-axis directions obtained from the monitor device 200 and the amount of distortion of the tire 300 by actual measurement such as an experiment. Is sought and memorized. Further, drive control unit 700 estimates the amount of distortion of each tire 300 based on the acceleration detection result and the distortion characteristic information, and controls sub-throttle actuator 412 based on the estimated amount of distortion of tire 300. Control and drive the subthrottle 416.
  • FIGS. 20 to 22 show the measurement results of the acceleration in the Z-axis direction
  • FIGS. 23 to 25 show the measurement results of the acceleration in the X-axis direction
  • FIGS. 26 and 27 show the measurement results of the acceleration in the Y-axis direction, respectively.
  • Fig. 20 shows the measured values of the acceleration in the Z-axis direction when traveling at a speed of 2.5 km / h
  • Fig. 21 shows the measured values of the acceleration in the Z-axis direction when traveling at a speed of 20 km / h
  • Figure 22 shows the measured values of acceleration in the Z-axis direction when traveling at a speed of 40 km / h.
  • the acceleration in the Z-axis direction also increases because the centrifugal force of the wheels increases as the traveling speed increases. Therefore, it is possible to determine the traveling speed also from the acceleration force in the Z-axis direction.
  • the measured value has a sine wave shape because it is affected by the gravitational acceleration.
  • FIG. 23 is a measured value of the acceleration in the X-axis direction when traveling at 2.5 km / h
  • FIG. 24 is a measured value of the acceleration in the X-axis direction when traveling at a speed of 20 km / h
  • Figure 25 shows the measured values of acceleration in the X-axis direction when traveling at 40 km / h.
  • the measured value has a sine wave shape because it is affected by the gravitational acceleration in the same manner as described above.
  • FIG. 26 shows actual measured values of the acceleration in the Y-axis direction when the steering wheel is turned to the right during running
  • FIG. 27 shows actual measured values of the acceleration in the Y-axis direction when the steering wheel is turned to the left during running.
  • the drive control unit 700 based on the detection results of the acceleration in the X, ⁇ , and Z axes directions and the number of rotations of the wheel per unit time for each rotation mechanism 500 output from the monitor device 200, the drive control unit 700 The operation for eliminating the S slip will be described with reference to FIGS.
  • the average of the detection results of the rotation mechanism 500 at the front right of the vehicle and the rotation mechanism 500 at the front left of the vehicle is the average of the driven wheels
  • the rotation mechanism 500 at the rear right of the vehicle is the average of the detection results of the four wheels.
  • the average of the detection results of the front and rear right rotation mechanism 500 and the rear left rotation mechanism 500 is represented as rear wheel.
  • the drive control unit 700 of the two-wheel drive vehicle obtains the detection result from each monitor device 200 (S10), the drive control unit 700 determines the drive wheel The slip is detected (S20). If the difference between the rotation speeds is larger than the threshold value (r), the opening of the sub-throttle 416 is closed by a predetermined angle (d) to reduce the output of the engine 410 (S30), and the difference between the rotation speeds is large. And S10 to S30 are repeated until the value becomes equal to or less than the value (r).
  • a driving torque can be generated in accordance with the frictional force generated between the tire and the road surface, and slip can be eliminated.
  • the predetermined angle in S30 is made smaller than usual, and the sub throttle 416 is closed gently to prevent sudden start.
  • the drive control unit 700 can perform highly accurate control.
  • the force that closes the sub-throttle 416 may be replaced by a fuel force-to-brake control, or a combination thereof. Similar drive control can also be performed when slip is detected from the difference between the traveling speed of the driven wheel and the driven wheel, using the traveling speed based on the acceleration in the Z-axis direction instead of the rotation speed.
  • the drive control unit 700 of the four-wheel drive vehicle obtains the detection result from each monitor device 200 (S10), and then calculates the front wheel based on the difference between the absolute values of the rotation speeds of the front wheel and the rear wheel. Alternatively, the rear wheel slip is detected (S21). [0151] However, since a four-wheel drive vehicle is driven by four wheels in front, rear, left and right, slip may not be able to be eliminated simply by reducing the driving torque. Therefore, the driving torque of the slipping wheel is distributed to the other wheels to eliminate the slip and provide an appropriate driving force.
  • a driving torque distribution mechanism as shown in Fig. 30 is given.
  • a transfer 600 is composed of a piston 601, a multi-plate clutch 602 and a chain 603, and the multi-plate clutch 602 has a rear propeller shaft 620 on the outside and a chain 603 on the inside.
  • the front propeller shaft 610 transmits driving torque to the front wheels via the chain 603, and the rear propeller shaft 620 is directly connected to the transmission 630 and transmits driving torque to the rear wheels.
  • the control unit 700 drives the transfer actuator 640 to control the pressing force of the multi-plate clutch 602 to distribute the driving torque to the front wheels and the rear wheels. Further, the drive torque of the front wheels and the rear wheels is distributed to the left and right wheels by controlling the front differential 650 and the rear differential 660. With this mechanism, the ratio of the driving torque of the front, rear, left and right wheels can be changed to a continuous value from 0 to 100.
  • Steps S10 to S51 are repeated until the difference between the front and rear rotation speeds and the difference between the left and right rotation speeds becomes equal to or less than the threshold value (rl, r2). Therefore, the driving torque corresponding to the frictional force generated between each of the four tires and the road surface can be distributed, and the slip can be eliminated. Also, taking into account the detection results of the acceleration in the Y-axis direction, when the lateral acceleration is large, such as during cornering, the turning (rotation) is increased by distributing the drive torque of the inner wheel that slips smoothly to the outer wheel.
  • the sub-throttle 416 may be controlled at the same time when the drive torque is distributed back and forth in S31 or when the drive torque is distributed left and right in S51. Further, the drive torque distribution may be programmed in the CPU of the drive control unit 700 so as to change the ratio in which the drive torque is stored in advance, for example, the ratio before and after, from 30:70 to 60:40. Further, in a two-wheel drive vehicle provided with a drive torque distribution mechanism, the drive torque may be distributed to left and right.
  • a conventional general drive control device detects the rotation speed of the tire 300 mounted on the vehicle.
  • the sub-throttle actuator 412 is controlled by taking in the detection result output from the sensor that performs the control.
  • the above-described sensor unit 100 is provided, and X, ⁇ for each of the rotation mechanism units 500 output from the monitor device 200 are provided. Since the detection results of each acceleration in the Z-axis direction, the number of rotations of the wheels per unit time, and the traveling speed are taken into the drive control unit 700 as digital values, drive control can be performed based on more information with high accuracy. it can.
  • the sensor unit 100 receives the electromagnetic wave radiated from the monitor device 200 and transmits the detection result when obtaining the electric energy.
  • the above effect can be obtained even without providing.
  • a program or the like is set so that when the self-identification information is received from the monitor device 200, the sensor unit 100 also transmits the detection result, so that the external device is configured. Since the detection result is not transmitted due to unnecessary noise from the unit, unnecessary radiation of electromagnetic waves can be prevented.
  • the distortion characteristic information indicating the relationship between the acceleration obtained from the monitor device 200 and the amount of distortion of the tire 300 is stored in the drive control unit 700, and the drive control unit 700 compares the acceleration detection result with the acceleration detection result. Based on the strain characteristic information, the strain amount of the tire 300 was estimated. However, the strain characteristic information was stored in the monitor device 200, and the monitor device 200 estimated the strain amount of the tire 300. Output this estimation result to the drive control unit 700. Based on this, the drive control unit 700 may control the sub-throttle actuator 412 to drive the sub-throttle 416.
  • the transfer of digital information between the sensor unit 100 and the monitor device 200 may be performed by electromagnetic induction coupling using a coil, or a brush used for a motor or the like may be used. You may use it.
  • FIG. 31 is a conceptual diagram illustrating a time constant in vehicle management
  • FIG. 32 is a diagram illustrating a wheel rotation speed detection mechanism in a conventional example
  • FIG. 33 is a diagram illustrating a wheel rotation speed detection mechanism in a conventional example
  • FIG. 34 is a diagram showing the relationship between the first rotation speed and the pulse number in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 35 is a schematic configuration diagram showing a vehicle drive control device in the second embodiment of the present invention. Is a configuration diagram showing an electric circuit of a monitor device according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 37 is a diagram showing a relationship between a second rotation speed and an output voltage in the second embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a diagram showing a relationship between an output voltage and the number of pulses in the second embodiment.
  • the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the time constant required in vehicle management differs depending on the object of motion analysis. As shown in Fig. 31, navigation, vehicle trajectory, vehicle motion, and detector Z actuator become shorter in this order. .
  • the body control device In order for the body control device to drive each detector Z actuator (sensor Z actuator) to perform appropriate vehicle control, the steering device (steering), braking device (brake), suspension device (suspension), power device Information notification is required at intervals of 10 msec from electrical devices.
  • digital information is transmitted and received at a time interval of 10 msec or less by the above-described configuration in which the time accuracy is not limited by the number of irregularities as in the conventional wheel rotation speed detection mechanism. ! /
  • digital information is transmitted and received, and means for confirming the reliability of digital information is required.
  • each rotating mechanism 500 This means that the first rotational speed was detected by using the pickup sensor 2 provided in the camera, and that the acceleration force in the X-axis direction was also the same as the calculated second rotational speed.
  • the pickup sensor 2 provided in the vicinity of the rotor 1 is a conventional wheel rotation speed detecting mechanism as shown in Figs. 32 and 33, and includes a plurality of irregularities provided at equal intervals on the peripheral surface of the rotor 1.
  • the magnetic flux density changes by crossing the magnetic field generated by the pickup sensor 2, and a pulse-like voltage is generated in the coil of the pickup sensor 2.
  • the pickup sensor 2 converts the voltage into a pulse signal and transmits it to the monitor device 200A connected by a cable.
  • the number of protrusions and recesses of the rotor 1 is set to 64, a pulse signal of 64 pulses is output per rotation as shown in FIG. Therefore, the first number of revolutions per unit time can be calculated by counting the number of pulses per unit time.
  • wireless communication may be performed using a force electromagnetic wave transmitting a pulse signal using a cable, or a pulse-like voltage may be transmitted as it is, and the monitoring device 200A may convert the pulse-like voltage into a pulse signal. Is also good.
  • the pickup sensor 2 provided near the rotor 1 is shown.
  • the present invention is not limited to this. I just need.
  • the monitor device 200A has the same configuration as the monitor device 200 of the first embodiment, and is different from the monitor device 200 of the first embodiment in that the second unit per unit time output from the arithmetic unit 240 is different.
  • a conversion unit 260 for converting the rotation speed into a pulse signal and a determination unit 270 for comparing the pulse signal of the first rotation speed and the pulse signal of the second rotation speed transmitted from the pickup sensor 2 are provided. Te /!
  • conversion section 260 includes a frequency Z voltage (hereinafter, referred to as F / V) conversion circuit 261 and a voltage control transmission circuit 262.
  • the voltage control transmission circuit 262 is composed of a well-known VCO (voltage-controlled oscillator), etc.
  • the signal is converted into a number of pulse signals corresponding to the voltage output from the path 261.
  • the above configuration may be provided in the central processing unit 140 of the sensor unit 100, converted into a pulse signal of the second rotation speed, and the data may be transmitted while being included in the digital information.
  • the determination unit 270 includes a well-known CPU, a ROM in which a program for operating the CPU is stored, and a memory circuit such as a RAM necessary for performing arithmetic processing.
  • the determination unit 270 receives the pulse signal of the first rotation speed transmitted from the pickup sensor 2 and the pulse signal of the second rotation speed output from the FZV conversion circuit 261, and determines the first rotation speed based on the pulse signal. And the second rotation speed are the same or not, and outputs the determination result to the drive control unit 700 together with the detection result of each acceleration.
  • the rotation period based on the first rotation speed is T3
  • the pulse signal period based on the first rotation speed is t3
  • the rotation period based on the second rotation speed is T4
  • the pulse signal period based on the second rotation speed is T3. Is t 4.
  • the pulse signal of the second rotation speed has 16 pulses per cycle of the pulse signal of the first rotation speed.
  • T3 16 X t4
  • N-th pulse N is an integer of 1 or more
  • N— 1 the pulse signal of the first rotation and the second rotation Number of pulse signals 16 (N— 1) + The first pulse occurs simultaneously.
  • the determination unit 270 determines that the period of the pulse signal of the first rotation speed per unit time is t3 and the period of the pulse signal of the second rotation speed is t3Zl6. And the second
  • the period of the pulse signal generated per unit time is measured and the judgment is performed.
  • the first rotation speed is obtained. It may be determined whether or not the second rotation speed and the second rotation speed are the same.
  • the first rotation speed is detected using pickup sensor 2 provided for each rotation mechanism section 500, and monitor device 200A is calculated from the acceleration in the X-axis direction.
  • the reliability of the digital information including the acceleration in the X-axis direction received from the sensor unit 100 can be guaranteed, and the detection result whose reliability is guaranteed can be obtained. Based on this, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
  • the cycle of the pulse signal of the second rotation speed is not a predetermined multiple of the pulse signal of the first rotation speed (t4 ⁇ t3 / 16)
  • the first rotation speed It is highly probable that the two revolutions are not the same (T3 ⁇ T4), and it is considered that there is an error in the digital information that is the basis of the second revolution.
  • the period of the specific pulse is shifted or missing in the pulse signal of the second rotation speed, but the other periods are fixed multiples of the period of the pulse signal of the first rotation speed.
  • the braking control is performed based on the detection result of each acceleration output from each monitoring device 200 #, and the digital control is performed. If the state in which the information is considered to be incorrect continues for a certain period of time, it is desirable to add safety functions such as preventing malfunction due to the detection result of each acceleration and reporting a failure of each sensor unit 100. Better ,.
  • FIG. 42 is a diagram showing the relationship between the first traveling speed and the number of pulses in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 43 is a schematic configuration diagram showing a vehicle drive control device in the third embodiment of the present invention.
  • 44 is a configuration diagram showing an electric circuit of the monitor device according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 45 is a diagram showing a relationship between the second traveling speed and the output voltage in the third embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the output voltage and the number of pulses in the third embodiment.
  • the same components as those in the above-described second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the difference between the third embodiment and the second embodiment is that, in the third embodiment, the first traveling speed is detected using the pickup sensor 2, and is calculated from the acceleration in the Z-axis direction. It was confirmed that the speed was the same as the second running speed.
  • the length per tire rotation is set to 2.2 [m]
  • the rotation speed is about 8 [KmZh] per rotation per second, as shown in FIG.
  • the rotor 2 outputs a pulse signal of 64 pulses. Therefore, the first traveling speed can be calculated by counting the number of pulses per second.
  • the monitoring device 200B has the same configuration as the monitoring device 200A of the second embodiment, and differs from the monitoring device 200A of the second embodiment in that the second traveling speed output from the arithmetic section 240 is different from that of the second embodiment.
  • the FZV conversion circuit 261 is unnecessary in the conversion section 260 for converting into a pulse signal.
  • a voltage corresponding to the acceleration in the Z-axis direction detected by the semiconductor acceleration sensor 10 is included in the digital information and transmitted, and the control unit 240 calculates the second traveling speed from the acceleration in the Z-axis direction. At the same time, the voltage of the acceleration in the Z-axis direction is output to the voltage control transmission circuit 262.
  • the second running speed is calculated from the acceleration in the Z-axis direction, and the second rotation speed per unit time is calculated from the second running speed, whereby a configuration similar to that of the second embodiment is obtained. You may.
  • the pickup sensor 2 provided in each rotation mechanism section 500 is used.
  • the first traveling speed is detected, and the monitoring device 200B confirms that the second traveling speed is the same as the second traveling speed calculated from the acceleration in the Z-axis direction.
  • the reliability of the digital information including the information can be guaranteed, and the same effect as in the first embodiment can be obtained based on the detection result whose reliability is guaranteed.
  • both the first and second frequencies are set to 2.45 GHz.
  • the present invention is not limited to this.
  • the influence of the reflection or cutoff of the electromagnetic wave by the metal can be extremely reduced, and the detection data by the sensor unit 100 can be obtained with high accuracy.
  • These first and second frequencies may be different frequencies. It is preferable that these first and second frequencies are appropriately set at the time of design.
  • a sensor unit provided at a predetermined position of each rotating mechanism section of the vehicle body detects accelerations in three directions orthogonal to each other with high accuracy, and based on the detected accelerations, a! Since the controller controls the timer, it is possible to perform appropriate control during the traveling of the vehicle, and it can be used for driving control of the vehicle.
  • the present invention can be applied to a vehicle in which drive control is individually performed for each vehicle, and an application in which a drive torque is generated and distributed according to a frictional force generated between a tire and a road surface.

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Abstract

　車輪の上下前後左右に生ずる加速度を高精度で容易に検出して車両の駆動制御を行うトラクション・コントロール・システム及びそのセンサユニットを提供する。 　タイヤ300の回転に伴って回転方向を含むＸ，Ｙ，Ｚ方向に発生する加速度を検知する加速度センサを備えたセンサユニット100を各タイヤ300を含む回転機構部の回転体に設け、電磁波によって検出結果のディジタル値をディジタル情報として送信する。このディジタル情報を各タイヤハウスに設けたモニタ装置200によって受信し、演算処理を施して得られた加速度値を駆動制御ユニット700に出力する。駆動制御ユニット700は、得られた加速度値と予め記憶されている歪み特性情報とに基づいて、各タイヤ300の歪み量を推定し、この推定したタイヤの歪み量と各タイヤ300の回転数の検出結果に基づいてサブスロットルアクチュエータ412を制御し、サブスロットル416を駆動する。                                                                         

Description

明 細 書
トラクシヨン'コントロール 'システム及びそのセンサユニット 技術分野
[0001] 本発明は、車両走行時の車輪に力かる加速度を検出して適切な制御を行うトラクシ ヨン.コントロール.システム及びそのセンサユニットに関するものである。 背景技術
[0002] 従来、雨天候時に路面が濡れている場合など、路面とタイヤとの間の摩擦力が低 下すると、アクセルを踏んだときにスリップして、思わぬ方向に車両が移動してしまい 、事故を引き起こすことがあった。
[0003] このようなスリップや急発進などによって発生する事故を防止するために、トラクショ ン.コントロール.システム（Traction Control System,以下、 TCSと称する）、 ABS、さ らには、これらにカ卩えて YAWセンサを設けたスタビリティー制御システムなどが開発 された。
[0004] 例えば、 TCSは、各タイヤの回転状態を検出し、この検出結果に基づいて各タイヤ 力 Sスリップするのを防止するように駆動力を制御するシステムである。
[0005] タイヤの回転状態として、各タイヤの回転数や、空気圧、歪み等の状態を検出して 、この検出結果を制御に用いることが可能である。
[0006] このような制御システムの一例としては、例えば、特開平 05-338528号公報に開示さ れる自動車のブレーキ装置（以下、特許文献 1と称する）、特開 2001-018775号公報 に開示されるブレーキ制御装置（以下、特許文献 2と称する）、特開 2001-182578号 公報に開示される車両の制御方法および装置 (以下、特許文献 3と称する）、特開 2002-137721号公報に開示される車両運動制御装置 (以下、特許文献 4と称する）、 特開 2002-160616号公報に開示されるブレーキ装置（以下、特許文献 5と称する）な どが知られている。
[0007] 特許文献 1には、ブレーキペダルと連結されるバキュームブースタにバキュームタン クから負圧が供給され、このバキュームタンクにバキュームポンプ力 負圧が供給さ れ、このバキュームポンプがポンプモータにより駆動されることにより、加速度センサ 1 4により自動車の減速加速度が所定値に達した状態が検出されたときにバキューム ポンプが作動するためのポンプモータを制御して、急激なブレーキ操作時及びその 直後のブレーキ操作時における操作フィーリングの変化を防止するブレーキ装置が 開示されている。
[0008] 特許文献 2には、 ABS制御を実行する制御手段を備えたブレーキ制御装置におい て、制御手段に、車両に発生している横方向加速度を推定する横加速度推定手段と 、この横加速度推定手段による推定横加速度と、車両挙動検出手段による推定横加 速度と、車両挙動検出手段に含まれる横加速度センサが検出する検出横加速度とを 比較し、両者の差が所定値未満であれば舵角に見合った正常旋回中と判定し、前 記差が所定値以上であれば非正常旋回中と判定する比較判定手段とを設け、前記 制御手段を ABS制御中に、正常旋回判定時と非正常旋回判定時とで制御を切り替 えるようにしたブレーキ制御装置が開示されて 、る。
[0009] 特許文献 3には、車両の減速度および Zまたは加速度を調節するための制御信号 が対応の設定値により形成される車両の制御方法および装置において、走行路面 傾斜により発生する車両加速度または車両減速度を表わす補正係数が形成され、こ の補正係数が設定値に重ね合わされて、車両の減速度および Zまたは加速度の設 定を改善する車両の制御方法および装置が開示されている。
[0010] 特許文献 4には、複数の車輪を有する車両の実ョーイング運動状態量として重心 点の横すベり角変化速度 13 'を取得し、その変化速度 13 'の絶対値が設定値 β
0 '以 上で有れば、ブレーキ液圧 Δ Ρを左右後輪の何れかのブレーキに作用させることによ り、変化速度 )8 'の絶対値が大きいほど値が大きく且つ変化速度 )8 'の絶対値を減少 させる向きのョーイングモーメントを発生させ、このョーイングモーメント制御中にも、 ブレーキ液圧 Δ Ρが作用させられた車輪にぉ 、てスリップ制御が必要力否かの判定 を継続し、スリップ制御が必要になれば、ブレーキ液圧 Δ Ρを抑制することによりスリツ プ率を適正範囲に保つスリップ制御を行う車両運動制御装置が開示されている。
[0011] 特許文献 5には、車両前後方向の加速度を検出する加速度センサと、各車輪の車 輪速度の検出を行う車輪速度センサと、ブレーキ圧を検出するブレーキ圧センサとの うち、少なくとも 2つを備え、少なくとも 2つのセンサからのフィードバックによって目標 ブレーキ圧を演算し、この演算結果に基づいて、指示電流演算部で指示電流を演算 し、その指示電流をブレーキ駆動用ァクチユエータに流し、指示電流の大きさに応じ た制動力を発生させることにより、外乱が生じたり、 1つのセンサが故障したりしても出 力異常を抑制することができるブレーキ装置が開示されている。
[0012] また、タイヤの回転数を検出する方法としては、図 32及び図 33に示すように、ホイ ールキャリアと一体となって回転するローター 1とピックアップセンサ 2によってタイヤ の回転数を検出する方法が一般的である。この方法では、ローター 1の周面に等間 隔で設けられた複数の凹凸が、ピックアップセンサ 2によって発生される磁界を横切 ることで磁束密度が変化し、ピックアップセンサ 2のコイルにパルス状の電圧が発生す る。このパルスを検出することによって回転数を検知することができる。この方法の基 本原理の一例は、特開昭 52-109981号公報に開示されている。
特許文献 1：特開平 05-338528号公報
特許文献 2：特開 2001-018775号公報
特許文献 3：特開 2001-182578号公報
特許文献 4:特開 2002-137721号公報
特許文献 5：特開 2002-160616号公報
特許文献 6：特開昭 52-109981号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0013] し力しながら、上記特許文献 1に開示される技術では、制動制御の操作フィーリング の改良がなされているが、タイヤと路面との間の摩擦力が変化した場合、例えば制動 トルクや駆動トルクがタイヤと路面との間の摩擦力を超えてスリップが発生した場合な どを想定した閾値の設定が難 U、。
[0014] また、上記特許文献 2乃至 5に開示される技術では、走行時における車両自体の加 速度を検出し、これに基づ!、て車両の制動制御（ブレーキ制御）やその他駆動制御 等を行うという、上記特許文献 1に開示される技術よりもさらに高度な制御が行われて いる。しかし、同じ車両であっても、タイヤと路面との間の摩擦力は車両に装着されて いるタイヤの種類やその路面状況によっても異なり、さらに 4WD車などタイヤ毎に個 別に駆動制御する車両もあるため、走行時における車両自体の加速度を考慮した制 御でも高精度な制御を行えな ヽこともある。
[0015] 本発明の目的は上記の問題点に鑑み、車輪の上下前後左右に生ずる加速度を高 精度で容易に検出して車両の駆動制御を行うトラクシヨン'コントロール ·システム及び そのセンサユニットを提供することである。
課題を解決するための手段
[0016] 本発明は上記の目的を達成するために、車両のアクセル操作状態の検出結果に 応じてエンジンスロットル駆動用ァクチユエータを駆動して、目標とする駆動力を発生 させるように構成された車両のトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、車体側に 設けられ車輪を固定して該車輪を回転させる回転体と前記車輪とを含む回転機構部 に設けられ、回転に伴って回転軸に対して直交する方向に発生する第 1加速度と、 回転方向に発生する第 2加速度とを検出し、該検出結果をディジタル値に変換して、 該ディジタル値を含むディジタル情報を送信するセンサユニットと、前記センサュ-ッ トから送信されたディジタル情報を受信して、前記第 1加速度と第 2加速度の検出結 果を取得するモニタ装置と、前記モニタ装置によって取得した前記第 1加速度と第 2 加速度の検知結果に基づいて前記エンジンスロットル駆動用ァクチユエータを駆動 する駆動手段とを備えて ヽるトラクシヨン 'コントロール ·システムを提案する。
[0017] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記センサユニット が前記回転機構部の所定位置に設けられ、前記センサユニットによって、回転に伴 つて回転軸に対して直交する方向に発生する第 1加速度と、回転方向に発生する第 2加速度とが検出され、該検出結果がディジタル値に変換されて、該ディジタル値を 含むディジタル情報が送信される。
[0018] さらに、前記モニタ装置によって、前記センサユニットから送信されたディジタル情 報が受信されて、前記第 1加速度と第 2加速度の検出結果が取得され、前記モニタ 装置によって取得された前記第 1加速度と第 2加速度の検知結果に基づ 、て、前記 駆動手段により前記エンジンスロットル駆動用ァクチユエータが駆動される。
[0019] ここで、前記回転機構部における回転数が増加するにつれて遠心力が増加するの で、前記第 1加速度は前記回転数が増加するにつれて増加する。また、前記回転数 に伴ってセンサユニットの位置が移動してセンサユニットにかかる重力加速度の向き が変化するので、前記センサユニットにおいて前記第 2加速度の大きさが回転に伴つ てサイン波状に変動すると共に、この変動の周期は回転数の増加に伴って短くなる。 従って、前記第 1加速度の検出結果から車両の速度を求めることが可能であり、前記 第 2加速度の検出結果から車輪の単位時間あたりの回転数を求めることが可能であ る。
[0020] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記センサユニットは、前記回転軸方向に発生する第 3加速度を検出し、該検出結果 をディジタル値に変換して該ディジタル値を前記ディジタル情報に含めて前記モニタ 装置に送信する手段を有し、前記モニタ装置は前記第 3加速度の検出結果を取得 する手段を有し、前記駆動手段は、前記第 1加速度と、第 2加速度と、第 3加速度の 検出結果に基づいて前記エンジンスロットル駆動用ァクチユエータを駆動する手段を 備えているトラクシヨン'コントロール 'システムを提案する。
[0021] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記センサユニット によって、前記回転軸方向に発生する第 3加速度が検出され、該検出結果がデイジ タル値に変換されて該ディジタル値が前記ディジタル情報に含められて送信される。
[0022] さらに、前記モニタ装置により、前記第 3加速度の検出結果が取得され、前記駆動 手段によって、前記第 1加速度と、第 2加速度と、第 3加速度の検出結果に基づいて 前記エンジンスロットル駆動用ァクチユエータが駆動される。
[0023] ここで、前記第 3加速度は、回転機構部の横揺れや左右方向への動き、例えば、前 記回転体或いは車輪の横揺れやハンドル操作による回転体或いは車輪の左右方向 への動きによって変化する。従って、第 3加速度の検出結果から回転機構部の横揺 れゃ左右方向への動きを検知することが可能である。
[0024] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記センサユニットは、前記第 2加速度の変化を検出する手段と、前記第 2加速度の変 化に基づいて単位時間あたりの回転数を検出する手段と、前記検出した回転数をデ イジタル値に変換して前記ディジタル情報に含めて前記モニタ装置に送信する手段 とを備え、前記モニタ装置は、前記センサユニットから前記回転数のディジタル値を 受信する手段を有し、前記駆動手段は、前記第 1加速度と、第 2加速度と、第 3加速 度の検出結果と、前記回転数の検出結果とに基づいて前記エンジンスロットル駆動 用ァクチユエータを駆動する手段を備えているトラクシヨン'コントロール 'システムを 提案する。
[0025] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記センサユニット によって、前記第 2加速度の変化が検出されると共に、前記第 2加速度の変化に基 づ 、て単位時間あたりの回転数が検出され、前記検出された回転数がディジタル値 に変換されて前記ディジタル情報に含められて前記モニタ装置に送信される。従つ て、モニタ装置において、前記第 2加速度の変化に基づく前記回転数の検出処理を 行う必要がない。
[0026] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記センサユニットは、前記第 1加速度の変化を検出する手段と、前記第 1加速度の変 化に基づ ヽて走行速度を検出する手段と、前記検出した走行速度をディジタル値に 変換して前記ディジタル情報に含めて前記モニタ装置に送信する手段とを備え、前 記モニタ装置は、前記センサユニットから前記走行速度のディジタル値を受信する手 段を有し、前記駆動手段は、前記第 1加速度と、第 2加速度と、第 3加速度の検出結 果と、前記走行速度の検出結果とに基づ!、て前記エンジンスロットル駆動用ァクチュ エータを駆動する手段を備えて ヽるトラクシヨン 'コントロール ·システムを提案する。
[0027] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記センサユニット によって、前記第 1加速度の変化が検出されると共に、前記第 1加速度の変化に基 づ 、て走行速度が検出され、前記検出された走行速度がディジタル値に変換されて 前記ディジタル情報に含められて前記モニタ装置に送信される。従って、モニタ装置 において、前記第 2加速度の変化に基づく前記走行速度の検出処理を行う必要がな い。
[0028] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、車 両のアクセル操作状態の検出結果に応じてエンジンスロットルゃ駆動トルク配分機構 の各駆動用ァクチユエータを駆動して、 目標とする駆動力を発生させるように構成さ れた車両のトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、車体側に設けられ車輪を固 定して該車輪を回転させる回転体と前記車輪とをそれぞれに含む複数の回転機構 部のそれぞれに設けられ、回転に伴って回転軸に対して直交する方向に発生する第
1加速度と、回転方向に発生する第 2加速度とを検出し、該検出結果をディジタル値 に変換して、該ディジタル値を含むディジタル情報を送信する複数のセンサユニット と、前記複数のセンサユニットから送信されたディジタル情報を受信して、前記第 1加 速度と第 2加速度の検出結果を取得するモニタ装置と、前記モニタ装置によって取 得した前記第 1加速度と第 2加速度の検知結果に基づいて、前記各駆動用ァクチュ エータのうちの所定の駆動用ァクチユエータの駆動を制御する制御手段を備えてい るトラクシヨン'コントロール 'システムを提案する。
[0029] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記複数のセンサュ ニットが前記複数の回転機構部のそれぞれの所定位置に設けられ、前記複数のセン サユニットによって、回転に伴って回転軸に対して直交する方向に発生する第 1加速 度と、回転方向に発生する第 2加速度とが検出され、該検出結果がディジタル値に 変換されて、該ディジタル値を含むディジタル情報が送信される。
[0030] さらに、前記モニタ装置によって、前記センサユニットから送信されたディジタル情 報が受信されて、前記第 1加速度と第 2加速度の検出結果が取得され、前記モニタ 装置によって取得された前記第 1加速度と第 2加速度の検知結果に基づ 、て、前記 制御手段により前記各駆動用ァクチユエータのうちの所定の駆動用ァクチユエータの 駆動が制御される。エンジンスロットル駆動用ァクチユエータを駆動することで車両の 駆動トルクの出力を制御し、駆動トルク配分機構駆動用ァクチユエータを駆動するこ とで、前記車両の駆動トルクを各車輪へ配分する。
[0031] ここで、前記回転機構部における回転数が増加するにつれて遠心力が増加するの で、前記第 1加速度は前記回転数が増加するにつれて増加する。また、前記回転数 に伴ってセンサユニットの位置が移動してセンサユニットにかかる重力加速度の向き が変化するので、前記センサユニットにおいて前記第 2加速度の大きさが回転に伴つ てサイン波状に変動すると共に、この変動の周期は回転数の増加に伴って短くなる。 従って、前記第 1加速度の検出結果から車両の速度を求めることが可能であり、前記 第 2加速度の検出結果から車輪の単位時間あたりの回転数を求めることが可能であ る。
[0032] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記駆動トルク配分機構は、前記エンジンスロットルの駆動に伴って発生する駆動トル クを、前記複数の車輪のうち少なくとも 1つに配分する手段を備えているトラクシヨン' コントロール.システムを提案する。
[0033] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール ·システムによれば、前記駆動トルク配分 機構によって、前記エンジンスロットルの駆動に伴って発生する駆動トルクが前記複 数の車輪のうち少なくとも 1つに配分される。
[0034] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記駆動トルク配分機構は、前記駆動トルクの割合を 0から 100までの連続した値に変 化させる手段を備えているトラクシヨン'コントロール 'システムを提案する。
[0035] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール ·システムによれば、前記駆動トルク配分 機構によって、前記駆動トルクの割合が 0から 100までの連続した値に変化する。従 つて、前記複数の車輪の駆動トルクを連続した値で前記車輪へ配分する。
[0036] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記センサユニットは、前記回転軸方向に発生する第 3加速度を検出し、該検出結果 をディジタル値に変換して該ディジタル値を前記ディジタル情報に含めて前記モニタ 装置に送信する手段を有し、前記モニタ装置は前記第 3加速度の検出結果を取得 する手段を有し、前記制御手段は、前記第 1加速度と、第 2加速度と、第 3加速度の 検出結果に基づいて前記各駆動用ァクチユエータのうちの所定の駆動用ァクチユエ ータの駆動を制御する手段を備えているトラクシヨン'コントロール 'システムを提案す る。
[0037] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記センサユニット によって、前記回転軸方向に発生する第 3加速度が検出され、該検出結果がデイジ タル値に変換されて該ディジタル値が前記ディジタル情報に含められて送信される。
[0038] さらに、前記モニタ装置により、前記第 3加速度の検出結果が取得され、前記制御 手段によって、前記第 1加速度と、第 2加速度と、第 3加速度の検出結果に基づいて 前記各駆動用ァクチユエータのうちの所定の駆動用ァクチユエータの駆動が制御さ れる。
[0039] ここで、前記第 3加速度は、回転機構部の横揺れや左右方向への動き、例えば、前 記回転体或いは車輪の横揺れやハンドル操作による回転体或いは車輪の左右方向 への動きによって変化する。従って、第 3加速度の検出結果から回転機構部の横揺 れゃ左右方向への動きを検知することが可能である。
[0040] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記センサユニットは、前記第 2加速度の変化を検出する手段と、前記第 2加速度の変 化に基づいて単位時間あたりの回転数を検出する手段と、前記検出した回転数をデ イジタル値に変換して前記ディジタル情報に含めて前記モニタ装置に送信する手段 とを備え、前記モニタ装置は、前記センサユニットから前記回転数のディジタル値を 受信する手段を有し、前記制御手段は、前記第 1加速度と、第 2加速度と、第 3加速 度の検出結果と、前記回転数の検出結果とに基づいて前記各駆動用ァクチユエータ のうちの所定の駆動用ァクチユエータの駆動を制御する手段を備えているトラクシヨン 'コントロール .システムを提案する。
[0041] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記センサユニット によって、前記第 2加速度の変化が検出されると共に、前記第 2加速度の変化に基 づ 、て単位時間あたりの回転数が検出され、前記検出された回転数がディジタル値 に変換されて前記ディジタル情報に含められて前記モニタ装置に送信される。従つ て、モニタ装置において、前記第 2加速度の変化に基づく前記回転数の検出処理を 行う必要がない。
[0042] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記センサユニットは、前記第 1加速度の変化を検出する手段と、前記第 1加速度の変 化に基づ ヽて走行速度を検出する手段と、前記検出した走行速度をディジタル値に 変換して前記ディジタル情報に含めて前記モニタ装置に送信する手段とを備え、前 記モニタ装置は、前記センサユニットから前記走行速度のディジタル値を受信する手 段を有し、前記制御手段は、前記第 1加速度と、第 2加速度と、第 3加速度の検出結 果と、前記走行速度の検出結果とに基づ!、て前記各駆動用ァクチユエータのうちの 所定の駆動用ァクチユエータの駆動を制御する手段を備えているトラクシヨン'コント ロール'システムを提案する。
[0043] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記センサユニット によって、前記第 1加速度の変化が検出されると共に、前記第 1加速度の変化に基 づ 、て走行速度が検出され、前記検出された走行速度がディジタル値に変換されて 前記ディジタル情報に含められて前記モニタ装置に送信される。従って、モニタ装置 において、前記第 2加速度の変化に基づく前記走行速度の検出処理を行う必要がな い。
[0044] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール ·システムにおいて、前 記制御手段は、前記複数のセンサユニットのうち 2つ以上の所定のセンサユニットに よって検出された前記回転数の差が所定値よりも大きいとき、該回転数の差が前記 所定値以下となるように前記各駆動用ァクチユエータのうちの所定の駆動用ァクチュ エータの駆動を制御するトラクシヨン'コントロール 'システムを提案する。
[0045] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記制御手段によつ て、前記複数のセンサユニットのうち 2つ以上の所定のセンサユニットによって検出さ れた前記回転数の差が所定値以下となるように、前記各駆動用ァクチユエータのうち の所定の駆動用ァクチユエータの駆動が制御される。従って、前記車両の駆動トルク の大きさと配分を制御して前記回転数の差を少なくする。
[0046] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記制御手段は、前記複数のセンサユニットのうち 2つ以上の所定のセンサユニットに よって検出された前記走行速度の差が所定値よりも大きいとき、該走行速度の差が 前記所定値以下となるように前記各駆動用ァクチユエータのうちの所定の駆動用ァク チユエータの駆動を制御するトラクシヨン'コントロール 'システムを提案する。
[0047] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記制御手段によつ て、前記複数のセンサユニットのうち 2つ以上の所定のセンサユニットによって検出さ れた前記走行速度の差が所定値以下となるように、前記各駆動用ァクチユエータのう ちの所定の駆動用ァクチユエータの駆動が制御される。従って、前記車両の駆動トル クの大きさと配分を制御して前記走行速度の差を少なくする。
[0048] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記センサユニットは、前記回転体に設けられているトラクシヨン'コントロール 'システム を提案する。
[0049] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記センサユニット が車輪ではなく車輪を装着するために車体側に備わる前記回転体に設けられて ヽる ので、車輪すなわちホイール及びタイヤの交換を自由に行うことが可能である。
[0050] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記センサユニットは、第 1周波数の電磁波を受波する手段と、前記受波した第 1周波 数の電磁波のエネルギーを駆動用の電気エネルギーに変換する手段と、前記電気 エネルギーによって動作し、前記ディジタル情報を第 2周波数の電磁波を用いて送 信する手段とを備え、前記モニタ装置は、前記第 1周波数の電磁波を輻射する手段 と、前記第 2周波数の電磁波を受波する手段と、前記受波した第 2周波数の電磁波 力 前記ディジタル情報を抽出する手段とを備えているトラクシヨン'コントロール'シ ステムを提案する。
[0051] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、センサユニットへ向け てモニタ装置力も第 1周波数の電磁波が輻射されると、この第 1周波数の電磁波を受 波したセンサユニットは、受波した第 1周波数の電磁波のエネルギーを電気工ネルギ 一に変換する。さらに、センサユニットは前記電気エネルギーによって動作して、各 加速度を検出し、該検出結果をディジタル値に変換して、該ディジタル値を含むディ ジタル情報を第 2周波数の電磁波を用いて送信する。
[0052] センサユニットから送信された第 2周波数の電磁波は、モニタ装置によって受波さ れ、この受波した第 2周波数の電磁波力 前記各加速度の検出結果のディジタル値 が抽出される。従って、センサユニットに電源を設ける必要がない。
[0053] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記第 1周波数と前記第 2周波数とが同一周波数であるトラクシヨン'コントロール 'シス テムを提案する。
[0054] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記第 1周波数と前 記第 2周波数として同一周波数が用いられ、時分割で送受信が行われる。
[0055] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記センサユニットは、自己に固有の識別情報が格納されている記憶手段と、前記識 別情報を前記ディジタル情報に含めて送信する手段とを有し、前記モニタ装置は、 前記識別情報によって前記回転機構部を識別する手段を有しているトラクシヨン'コ ントロール ·システムを提案する。
[0056] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、各センサユニットの 記憶手段に格納されているセンサユニットに固有の識別情報が前記検出結果と共に センサユニットから送信されるので、モニタ装置はセンサユニットから受信した識別情 報によって何れの回転機構部のセンサユニットから送信されたディジタル情報である かを判定することができる。これにより、 1つのモニタ装置によって複数のセンサュ-ッ トのそれぞれから送信されたディジタル情報を判別可能になる。
[0057] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記センサユニットは、互いに直交する方向の加速度を検出するシリコンピエゾ型のダ ィァフラムを有する半導体加速度センサを備えて ヽるトラクシヨン 'コントロール ·シス テムを提案する。
[0058] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記センサユニット は、シリコンピエゾ型のダイアフラムを有する半導体加速度センサを備え、該半導体 加速度センサによって互いに直交する方向の前記加速度を検出する。
[0059] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記回転機構部に設けられ、前記車輪の回転に伴う単位時間あたりの第 1回転数を検 出し、該検出結果を前記モニタ装置に送信する回転数検出機構を備え、前記センサ ユニットは、前記第 2加速度の変化を検出する手段と、前記第 2加速度の変化に基づ いて単位時間あたりの第 2回転数を検出する手段と、前記検出した第 2回転数をディ ジタル値に変換して前記ディジタル情報に含めて前記モニタ装置に送信する手段と を備え、前記モニタ装置は、前記回転数検出機構から前記第 1回転数の検出結果を 受信する手段と、前記センサユニットから前記第 2回転数の検出結果を受信する手 段と、前記第 1回転数と前記第 2回転数が同じか否かを判定する判定手段を備えて いるトラクシヨン'コントロール 'システムを提案する。
[0060] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール ·システムによれば、回転数検出機構によ つて単位時間あたりの第 1回転数が検出され、前記検出結果が前記モニタ装置に送 信される。前記センサユニットによって、前記第 2加速度の変化が検出されると共に、 前記第 2加速度の変化に基づいて単位時間あたりの第 2回転数が検出され、前記検 出された第 2回転数がディジタル値に変換されて前記ディジタル情報に含められて 前記モニタ装置に送信される。従って、モニタ装置において、前記第 2加速度の変化 に基づく第 2回転数の検出処理を行う必要がない。
[0061] さらに、前記モニタ装置によって、前記第 1回転数のディジタル信号が受信されると 共に、前記第 2回転数のディジタル値が受信され、前記第 1回転数と前記第 2回転数 とが同じ力否かが判定される。従って、センサユニットが送信する第 2回転数の基礎と なるディジタル情報の信頼性を確認することが可能になる。
[0062] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記回転数検出機構は、前記回転体に設けられ、その周面が等間隔に複数の凹凸を 有する円盤と、磁界を発生し、該磁界の変化に伴う電圧を検出する手段とを備えてい るトラクシヨン'コントロール 'システムを提案する。
[0063] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記回転数検出機 構によって、円盤の周面に設けられた複数の凹凸が回転に伴い磁界を横切ることで 発生するパルス状の電圧が検出される。従って、単位時間内に検出されるパルス状 の電圧の数を数えることで、単位時間あたりの第 1走行速度を算出することができる。
[0064] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記回転数検出機構は、前記第 1回転数の検出結果をディジタル信号に変換する手 段を有し、前記モニタ装置は、前記第 2回転数のディジタル値をディジタル信号に変 換する変換手段を有し、前記判定手段は、前記第 1回転数のディジタル信号と前記 第 2回転数のディジタル信号に基づいて、前記第 1回転数と前記第 2回転数が同じ か否かを判定する手段を備えているトラクシヨン'コントロール.システムを提案する。
[0065] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記回転数検出機 構によって、前記第 1回転数の検出結果がディジタル信号に変換され、前記モニタ 装置によって、前記第 2回転数のディジタル値がディジタル信号に変換されると共に 、前記第 1回転数のディジタル信号と前記第 2回転数のディジタル信号に基づ 、て、 第 1回転数と第 2回転数が同じカゝ否かが判定される。従って、ディジタル信号同士を 比較することができ、判定が容易になる。
[0066] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記変換手段は、前記第 2回転数のディジタル値と所定数値とを乗算し、該乗算値の 逆数の周期を有するディジタル信号に変換する手段を備えているトラクシヨン'コント ロール'システムを提案する。
[0067] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記変換手段によつ て、前記第 2回転数のディジタル値は所定数値が乗算され、該乗算数の逆数の周期 を有するディジタル信号に変換される。従って、第 2回転数のディジタル信号は車輪 1回転あたり所定数値の振動が発生する。
[0068] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記判定手段は、前記第 2回転数のディジタル信号の振動が前記第 1回転数のディジ タル信号の周期の所定倍数毎に発生しているときに、前記第 1回転数と前記第 2回 転数が同じであると判定する手段を備えて 、るトラクシヨン'コントロール ·システムを 提案する。
[0069] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記判定手段によつ て、前記第 2回転数のディジタル信号の振動が前記第 1回転数のディジタル信号の 周期の所定倍数毎に発生しているときに、前記第 1回転数と前記第 2回転数がおな じであると判定される。従って、センサユニットが送信する第 2回転数の基礎となるデ イジタル情報の信頼性を保証することができる。
[0070] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記回転機構部に設けられ、前記車輪の回転に伴う単位時間あたりの第 1走行速度を 検出し、該検出結果を前記モニタ装置に送信する回転数検出機構を備え、前記セン サユニットは、前記第 1加速度の変化を検出する手段と、前記第 1加速度の変化に基 づいて単位時間あたりの第 2走行速度を検出する手段と、前記検出した第 2走行速 度をディジタル値に変換して前記ディジタル情報に含めて前記モニタ装置に送信す る手段とを備え、前記モニタ装置は、前記回転数検出機構から前記第 1走行速度の 検出結果を受信する手段と、前記センサユニットから前記第 2走行速度の検出結果 を受信する手段と、前記第 1走行速度と前記第 2走行速度が同じか否かを判定する 判定手段を備えているトラクシヨン'コントロール 'システムを提案する。
[0071] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、回転数検出機構によ つて単位時間あたりの第 1走行速度が検出され、前記検出結果が前記モニタ装置に 送信される。前記センサユニットによって、前記第 1加速度の変化が検出されると共 に、前記第 1加速度の変化に基づいて単位時間あたりの第 2走行速度が検出され、 前記検出された第 2走行速度がディジタル値に変換されて前記ディジタル情報に含 められて前記モニタ装置に送信される。従って、モニタ装置において、前記第 1加速 度の変化に基づく第 2走行速度の検出処理を行う必要がない。
[0072] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記回転数検出機構は、前記回転体に設けられ、その周面が等間隔に複数の凹凸を 有する円盤と、磁界を発生し、該磁界の変化に伴う電圧を検出する手段とを備えてい るトラクシヨン'コントロール 'システムを提案する。
[0073] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記回転数検出機 構によって、円盤の周面に設けられた複数の凹凸が回転に伴い磁界を横切ることで 発生するパルス状の電圧が検出される。従って、単位時間内に検出されるパルス状 の電圧の数を数えることで、単位時間あたりの第 1走行速度を算出することができる。
[0074] さらに、前記モニタ装置によって、前記第 1走行速度のディジタル信号が受信され ると共に、前記第 2走行速度のディジタル値が受信され、前記第 1走行速度と前記第 2走行速度とが同じ力否かが判定される。従って、センサユニットが送信する第 2走行 速度の基礎となるディジタル情報の信頼性を確認することが可能になる。
[0075] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記回転数検出機構は、前記第 1走行速度の検出結果をディジタル信号に変換する 手段を有し、前記モニタ装置は、前記第 2走行速度のディジタル値をディジタル信号 に変換する変換手段を有し、前記判定手段は、前記第 1走行速度のディジタル信号 と前記第 2走行速度のディジタル信号に基づいて、前記第 1走行速度と前記第 2走 行速度が同じ力否かを判定する手段を備えて 、るトラクシヨン'コントロール ·システム を提案する。 [0076] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記回転数検出機 構によって、前記第 1走行速度の検出結果がディジタル信号に変換され、前記モ- タ装置によって、前記第 2走行速度のディジタル値がディジタル信号に変換されると 共に、前記第 1走行速度のディジタル信号と前記第 2走行速度のディジタル信号に 基づいて、第 1走行速度と第 2走行速度が同じ力否かが判定される。従って、デイジ タル信号同士を比較することができ、判定が容易になる。
[0077] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記変換手段は、前記第 2走行速度のディジタル値と所定数値とを乗算し、該乗算値 の逆数の周期を有するディジタル信号に変換する手段を備えているトラクシヨン'コン トロール.システムを提案する。
[0078] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記変換手段によつ て、前記第 2走行速度のディジタル値は所定数値が乗算され、該乗算数の逆数の周 期を有するディジタル信号に変換される。従って、第 2走行速度のディジタル信号は 車輪 1回転あたり所定数値の振動が発生する。
[0079] また、本発明は、上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、前 記判定手段は、前記第 2走行速度のディジタル信号の振動が前記第 1走行速度の ディジタル信号の周期の所定倍数毎に発生しているときに、前記第 1走行速度と前 記第 2走行速度が同じであると判定する手段を備えているトラクシヨン'コントロール' システムを提案する。
[0080] 上記構成よりなるトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、前記判定手段によつ て、前記第 2走行速度のディジタル信号の振動が前記第 1走行速度のディジタル信 号の周期の所定倍数毎に発生しているときに、前記第 1走行速度と前記第 2走行速 度がおなじであると判定される。従って、センサユニットが送信する第 2走行速度の基 礎となるディジタル情報の信頼性を保証することができる。
[0081] また、本発明は上記の目的を達成するために、車両のアクセル操作状態の検出結 果に応じてエンジンスロットル駆動用ァクチユエータを駆動して、 目標とする駆動力を 発生させるように構成された車両のトラクシヨン'コントロール ·システムに備わり、車体 側に設けられ車輪を固定して該車輪を回転させる回転体と前記車輪とを含む回転機 構部に設けられ、回転に伴って発生する加速度を検出するセンサユニットであって、 回転に伴って回転軸に対して直交する方向に発生する第 1加速度と、回転方向に発 生する第 2加速度とを検出する手段と、前記第 1加速度の検出結果と前記第 2加速 度の検出結果をディジタル値に変換する手段と、前記ディジタル値を含むディジタル 情報を送信する手段とを備えているセンサユニットを提案する。
[0082] 上記構成よりなるセンサユニットによれば、回転に伴って回転軸に対して直交する 方向に発生する第 1加速度と、回転方向に発生する第 2加速度とが検出され、該検 出結果がディジタル値に変換されて、該ディジタル値を含むディジタル情報が送信さ れる。
[0083] ここで、前記回転機構部における回転数が増加するにつれて遠心力が増加するの で、前記第 1加速度は前記回転数が増加するにつれて増加する。また、前記回転数 に伴ってセンサユニットの位置が移動してセンサユニットにかかる重力加速度の向き が変化するので、前記センサユニットにおいて前記第 2加速度の大きさが回転に伴つ てサイン波状に変動すると共に、この変動の周期は回転数の増加に伴って短くなる。 従って、前記第 1加速度の検出結果から車両の速度を求めることが可能であり、前記 第 2加速度の検出結果から車輪の単位時間あたりの回転数を求めることが可能であ る。
発明の効果
[0084] 本発明のトラクシヨン'コントロール 'システムによれば、回転機構部における車輪等 の回転によって生ずる互いに直交する 3方向の加速度を検知することができるので、 該加速度を車両の駆動制御に用いることにより短時間で高精度の情報に基づいて 制御を行うことが可能になる。また、上記加速度からタイヤの歪み量や車体の横滑り 、車輪のスリップ等を推定できるので、これらを車両の駆動制御に用いることにより、さ らに高度な制御を行うことができる。また、従来の回転数検出機構を利用して上記カロ 速度に基づく回転数や走行速度を確認することにより、該加速度の信頼性を保証す ることがでさる。
[0085] 本発明のセンサユニットによれば、リム及びホイール並びにタイヤ本体等の車輪や 車軸等の回転体の所定位置にセンサユニットを設けるだけで、車輪の回転によって 生ずる上下前後左右の加速度を容易に検出することができる。
[0086] 本発明の前記目的とそれ以外の目的と、特徴と、利益は、以下の説明と添付図面 によって明らかになる。
図面の簡単な説明
[0087] [図 1]図 1は本発明の第 1実施形態のトラクシヨン'コントロール ·システムにおける車両 の駆動制御装置を示す概略構成図である。
[図 2]図 2は本発明の第 1実施形態におけるセンサユニットとモニタ装置の装着状態 を説明する図である。
[図 3]図 3は本発明の第 1実施形態におけるセンサユニットの装着状態を説明する図 である。
[図 4]図 4は本発明の第 1実施形態におけるセンサユニットの他の装着状態を説明す る図である。
[図 5]図 5は本発明の第 1実施形態におけるセンサユニットの電気系回路を示す構成 図である。
[図 6]図 6は本発明の第 1実施形態における半導体加速度センサを示す外観斜視図 である。
[図 7]図 7は図 6における B— B線矢視方向断面図である。
[図 8]図 8は図 6における C C線矢視方向断面図である。
[図 9]図 9は本発明の第 1実施形態における半導体加速度センサを示す分解斜視図 である。
[図 10]図 10は本発明の第 1実施形態における半導体加速度センサの電気系回路を 示す構成図である。
[図 11]図 11は本発明の第 1実施形態における半導体加速度センサを用いた X軸方 向の加速度を検出するブリッジ回路を示す図である。
[図 12]図 12は本発明の第 1実施形態における半導体加速度センサを用いた Y軸方 向の加速度を検出するブリッジ回路を示す図である。
[図 13]図 13は本発明の第 1実施形態における半導体加速度センサを用いた Z軸方 向の加速度を検出するブリッジ回路を示す図である。 圆 14]図 14は本発明の第 1実施形態における半導体加速度センサの動作を説明す る図である。
圆 15]図 15は本発明の第 1実施形態における半導体加速度センサの動作を説明す る図である。
圆 16]図 16は本発明の第 1実施形態におけるセンサユニットの加速度センサが検出 する X, Y, Z軸方向の加速度に関して説明する図である。
圆 17]図 17は本発明の第 1実施形態におけるモニタ装置の電気系回路を示す構成 図である。
圆 18]図 18は本発明の第 1実施形態における別の駆動制御装置を示す概略構成図 である。
圆 19]図 19は本発明の第 1実施形態におけるモニタ装置の電気系回路を示す構成 図である。
圆 20]図 20は本発明の第 1実施形態における Z軸方向の加速度の実測結果を示す 図である。
圆 21]図 21は本発明の第 1実施形態における Z軸方向の加速度の実測結果を示す 図である。
圆 22]図 22は本発明の第 1実施形態における Z軸方向の加速度の実測結果を示す 図である。
圆 23]図 23は本発明の第 1実施形態における X軸方向の加速度の実測結果を示す 図である。
圆 24]図 24は本発明の第 1実施形態における X軸方向の加速度の実測結果を示す 図である。
圆 25]図 25は本発明の第 1実施形態における X軸方向の加速度の実測結果を示す 図である。
圆 26]図 26は本発明の第 1実施形態における Y軸方向の加速度の実測結果を示す 図である。
圆 27]図 27は本発明の第 1実施形態における Y軸方向の加速度の実測結果を示す 図である。 圆 28]図 28は本発明の第 1実施形態における 2輪駆動車のスリップを解消するフロ 一チャート図である。
圆 29]図 29は本発明の第 1実施形態における 4輪駆動車のスリップを解消するフロ 一チャート図である。
圆 30]図 30は本発明の第 1実施形態における駆動トルク配分機構を示す概略構成 図である。
圆 31]図 31は車両管理における時定数を説明する概念図である。
圆 32]図 32は従来例における車輪の回転数検出機構を説明する図である。
圆 33]図 33は従来例における車輪の回転数検出機構を説明する図である。
圆 34]図 34は本発明の第 2実施形態における第 1回転数とパルス数の関係を示す 図である。
圆 35]図 35は本発明の第 2実施形態における車両の駆動制御装置を示す概略構成 図である。
圆 36]図 36は本発明の第 2実施形態におけるモニタ装置の電気系回路を示す構成 図である。
圆 37]図 37は本発明の第 2実施形態における第 2回転数と出力電圧の関係を示す 図である。
圆 38]図 38は本発明の第 2実施形態における出力電圧とパルス数の関係を示す図 である。
圆 39]図 39は本発明の第 2実施形態における第 1回転数のパルス信号と第 2回転数 のパルス信号との関係を説明する図である。
圆 40]図 40は本発明の第 2実施形態における第 1回転数のパルス信号と第 2回転数 のパルス信号との関係を説明する図である。
圆 41]図 41は本発明の第 2実施形態における第 1回転数のパルス信号と第 2回転数 のパルス信号との関係を説明する図である。
圆 42]図 42は本発明の第 3実施形態における第 1走行速度とパルス数の関係を示 す図である。
圆 43]図 43は本発明の第 3実施形態における車両の駆動制御装置を示す概略構成 図である。
圆 44]図 44は本発明の第 3実施形態におけるモニタ装置の電気系回路を示す構成 図である。
圆 45]図 45は本発明の第 3実施形態における第 2走行速度と出力電圧の関係を示 す図である。
圆 46]図 46は本発明の第 3実施形態における出力電圧とパルス数の関係を示す図 である。
符号の説明
1…ローター、 2···ピックアップセンサ、 100···センサユニット、 110· "アンテナ、 120··· アンテナ切替器、 130…整流回路、 131, 132…ダイオード、 133…コンデンサ、 134···抵 抗器、 140…中央処理部、 141---CPU, 142 -DZA変換回路、 143…記憶部、 150··· 検波部、 151···ダイオード、 152 AZD変換回路、 160···発信部、 161…発振回路、 162…変調回路、 163…高周波増幅回路、 170…センサ部、 171…加速度センサ、 172 〜AZD変換回路、 173…圧力センサ、 174 .AZD変換回路、 200,200Α,200Β···モ ユタ装置、 210…輻射ユニット、 211…アンテナ、 212…発信部、 220…受波ユニット、 221…アンテナ、 222…検波部、 230…制御部、 240…演算部、 250···操作部、 260…変 換部、 261 FZV変換回路、 262···電圧制御発信回路、 270···判定部、 300…タイヤ 、 301…キャップトレッド、 302…アンダートレッド、 303Α,303Β…ベルト、 304· "カーカス 、 305···タイヤ本体、 306···リム、 400···タイヤハウス、 410…エンジン、 411…アクセル ペダル、 412…サブスロットルァクチユエータ、 413···メインスロットルポジションセンサ、 414…サブスロットルポジションセンサ、 500…回転機構部、 510…車軸、 520…ブレー キディスク、 530···ホイールキャリア、 600···トランスファー、 601···ピストン、 602···多板 クラッチ、 603…チェーン、 610…フロントプロペラシャフト、 620···リアプロペラシャフト、 630···トランスミッション、 640···トランスファー用ァクチユエータ、 650···フロントデフ、 660···リアデフ、 700···スタピリティ制御ユニット、 10…半導体加速度センサ、 11…台座 、 12…シリコン基板、 12a…ウェハ外周部枠、 13…ダイァフラム、 13a— 13d…ダイァフ ラム片、 14···厚膜部、 15···重錘、 18A,18B…支持体、 181…外枠部、 182…支柱、 183 …梁部、 184…突起部、 184a…突起部先端、 191···電極、 31A— 31C…電圧検出器、 32A— 32C…直流電源、 Rxl— Rx4, Ryl— Ry4, Rzl— Rz4…ピエゾ抵抗体（拡散抵 抗体)。
発明を実施するための最良の形態
[0089] 以下、図面に基づいて本発明の一実施形態のトラクシヨン'コントロール ·システムを 説明する。
[0090] 図 1は本発明の第 1実施形態のトラクション 'コントロール ·システムにおける 4輪車 両の駆動制御装置を示す概略構成図である。図において、 100はセンサユニット、 200はモニタ装置、 300はタイヤ、 410はエンジン、 411はアクセルペダル、 412はサブス ロットルァクチユエータ、 413はメインスロットルポジションセンサ、 414はサブスロットル ポジションセンサ、 415はメインスロットル、 416はサブスロットル、 500は回転機構部、 510は車軸、 520はブレーキディスク、 700は駆動制御ユニットである。
[0091] 本実施形態において、本発明のタイヤの状態検出装置は、上記複数のセンサュ- ット 100とモニタ装置 200によって構成されて!、る。
[0092] 図 2に示すように、車両の各タイヤ 300内にはセンサユニット 100が固定され、さらに 、各タイヤ 300のタイヤハウス 400にはモニタ装置 200が固定されている。
[0093] 回転機構部 500は、図 3に示すように、車軸 510と共に回転するブレーキディスク 520 や、タイヤ 300のホイールを固定するためのホイールキャリア 530、及びタイヤ 300にお けるタイヤ本体やリム等の回転体を含む。
[0094] また、駆動制御ユニット 700は、周知の CPUを備えた制御回路からなり、スロットル ポジションセンサ 413,414、及びモニタ装置 200から出力される検知結果を取り込んで 駆動制御を行っている。
[0095] 即ち、アクセルペダル 411を踏み込むことによってメインスロットル 415を開いてェン ジン 410に燃料を送り込んでエンジン 410の出力を増加させ、駆動制御ユニット 700は 、メインスロットルポジションセンサ 413の検知結果及びモニタ装置 200から出力される 検知結果とに基づいて、サブスロットル 416を電気的に駆動することによって、タイヤ 300にスリップが生じたりしないように自動的に制御する。
[0096] センサユニット 100は、例えば、図 2及び図 3に示すように、タイヤ 300と共に回転する ブレーキディスク 520の所定位置に固定されており、このセンサユニット 100内に設け られている後述する加速度センサによってタイヤ 300の回転によって生ずる互いに直 交する 3方向の加速度を検出し、該検出した加速度をディジタル値に変換する。さら に、検出結果の加速度のディジタル値を含むディジタル情報を生成して送信する。
[0097] 尚、本実施形態ではセンサユニット 100をブレーキディスク 520に固定した力 これに 限定されることはなく、回転体であれば車軸 510やローター（図示せず)等に固定して もよい。例えば図 4に示すように、リム 306に固定しても良い。図において、タイヤ 300 は、例えば、周知のチューブレスラジアルタイヤであり、本実施形態においてはホイ ール及びリムを含むものである。タイヤ 300はタイヤ本体 305とリム 306及びホイール（ 図示せず）から構成され、タイヤ本体 305は周知のキャップトレッド 301、アンダートレツ ド 302、ベルト 303A,303B、カーカス 304等から構成されている。
[0098] また、各回転機構部 500に設けるセンサユニット 100の数は 1つに限定されることは なぐ補助用などとして 2個以上設けても良い。
[0099] センサユニット 100の電気系回路の一具体例としては、図 5に示す回路が挙げられ る。すなわち、図 5に示す一具体例では、センサユニット 100は、アンテナ 110と、アン テナ切替器 120、整流回路 130、中央処理部 140、検波部 150、発信部 160、センサ部 170から構成されている。
[0100] アンテナ 110は、モニター装置 200との間で電磁波を用いて通信するためのもので、 例えば 2. 4GHz帯の所定の周波数 (第 1周波数）に整合されている。
[0101] アンテナ切替器 120は、例えば電子スィッチ等力 構成され、中央処理部 140の制 御によってアンテナ 110と整流回路 130及び検波部 150との接続と、アンテナ 110と発 信部 160との接続とを切り替える。
[0102] 整流回路 130は、ダイオード 131, 132と、コンデンサ 133、抵抗器 134から構成され、 周知の全波整流回路を形成している。この整流回路 130の入力側にはアンテナ切替 器 120を介してアンテナ 110が接続されている。整流回路 130は、アンテナ 110に誘起 した高周波電流を整流して直流電流に変換し、これを中央処理部 140、検波部 150、 発信部 160、センサ部 170の駆動電源として出力するものである。
[0103] 中央処理部 140は、周知の CPU141と、ディジタル Zアナログ（以下、 DZAと称す る）変換回路 142、記憶部 143から構成されている。 [0104] CPU141は、記憶部 143の半導体メモリに格納されているプログラムに基づいて動 作し、電気エネルギーが供給されて駆動すると、センサ部 170から取得した加速度検 出結果のディジタル値及び後述する識別情報を含むディジタル情報を生成して、こ のディジタル情報をモニター装置 200に対して送信する処理を行う。また、記憶部 143 にはセンサユニット 100に固有の上記識別情報が予め記憶されている。
[0105] 記憶部 143は、 CPU141を動作させるプログラムが記録された ROMと、例えば EEP ROM (electrically erasable programmable read-only memory)等の ¾ 的【こ さ換 え可能な不揮発性の半導体メモリとからなり、個々のセンサユニット 100に固有の上記 識別情報が、製造時に記憶部 143内の書き換え不可に指定された領域に予め記憶さ れている。
[0106] 検波部 150は、ダイオード 151と AZD変翻 152からなり、ダイオード 151のアノード はアンテナ 110に接続され、力ソードは AZD変換器 152を介して中央処理部 140の C PU141に接続されている。これにより、アンテナ 110によって受波された電磁波は検 波部 150によって検波されると共に、検波されて得られた信号はディジタル信号に変 換されて CPU141に入力される。
[0107] 発信部 160は、発振回路 161、変調回路 162及び高周波増幅回路 163から構成され 、周知の PLL回路などを用いて構成され発振回路 161によって発振された 2. 45GH z帯の周波数の搬送波を、中央処理部 140から入力した情報信号に基づいて変調回 路 162で変調し、これを高周波増幅回路 163及びアンテナ切替器 120を介して 2. 45 GHz帯の周波数 (第 2周波数)の高周波電流としてアンテナ 110に供給する。尚、本 実施形態では前記第 1周波数と第 2周波数と同じ周波数に設定しているが、第 1周波 数と第 2周波数が異なる周波数であっても良い。
[0108] センサ部 170は、加速度センサ 10と AZD変換回路 171から構成されている。
[0109] 加速度センサ 10は、図 6乃至図 9に示すような半導体加速度センサによって構成さ れている。
[0110] 図 6は本発明の第 1実施形態における半導体加速度センサを示す外観斜視図、図 7は図 6における B— B線矢視方向断面図、図 8は図 6における C C線矢視方向断面 図、図 9は分解斜視図である。 [0111] 図において、 10は半導体加速度センサで、台座 11と、シリコン基板 12、支持体
18A,18Bとから構成されている。
[0112] 台座 11は矩形の枠型をなし、台座 11の一開口面上にシリコン基板 (シリコンウェハ
) 12が取り付けられている。また、台座 11の外周部には支持体 18A,18Bの外枠部 181 が固定されている。
[0113] 台座 11の開口部にシリコン基板 12が設けられ、ウェハ外周枠部 12a内の中央部に は十字形状をなす薄膜のダイアフラム 13が形成されており、各ダイアフラム片 13a— 13dの上面にピエゾ抵抗体（拡散抵抗体) Rxl— Rx4, Ryl— Ry4, Rzl— Rz4が形成 されている。
[0114] 詳細には、一直線上に配置されたダイアフラム片 13a, 13bのうちの一方のダイァフ ラム片 13aにはピエゾ抵抗体 Rxl, Rx2, Rzl, Rz2が形成され、他方のダイアフラム 片 13bにはピエゾ抵抗体 Rx3, Rx4, Rz3, Rz4が形成されている。また、ダイアフラム 片 13a, 13bに直交する一直線上に配置されたダイアフラム片 13c, 13dのうちの一 方のダイアフラム片 13cにはピエゾ抵抗体 Ryl, Ry2が形成され、他方のダイアフラム 片 13dにはピエゾ抵抗体 Ry3, Ry4が形成されている。さらに、これらのピエゾ抵抗体 Rxl— Rx4, Ryl— Ry4, Rzl— Rz4は、互いに直交する X軸、 Y軸、 Z軸方向の加速 度を検出するための抵抗ブリッジ回路を構成できるように、図 10に示すように接続さ れ、シリコン基板 12の外周部表面に設けられた接続用の電極 191に接続されている
[0115] さらに、ダイアフラム片 13a— 13dの交差部には、ダイアフラム 13の中央部の一方 の面側に厚膜部 14が形成され、この厚膜部 14の表面には例えばガラス等力もなる 直方体形状の重錘 15が取り付けられている。
[0116] 一方、上記支持体 18A,18Bは、矩形の枠型をなした外枠部 181と、固定部の 4隅に 立設された 4つの支柱 182、各支柱の先端部を連結するように設けられた十字形状の 梁部 183、梁部 183の中央交差部分に設けられた円錐形状をなす突起部 184とから構 成されている。
[0117] 外枠部 181は、突起部 184がダイアフラム 13の他面側すなわち重錘 15が存在しな い側に位置するように、台座 11の外周部に嵌合して固定されている。ここで、突起部 184の先端 184aがダイアフラム 13或いは重錘 15の表面から距離 Dlの位置になるよう に設定されている。この距離 D1は、ダイアフラム 13の面に垂直な方向に加速度が生 じ、この加速度によりダイアフラム 13の双方の面の側に所定値以上の力が加わった 場合においても、各ダイアフラム片 13a— 13dが伸びきらないように、その変位が突 起部 184によって制限できる値に設定されている。
[0118] 上記構成の半導体加速度センサ 10を用いる場合は、図 11乃至図 13に示すように 3つの抵抗ブリッジ回路を構成する。即ち、 X軸方向の加速度を検出するためのプリ ッジ回路としては、図 11に示すように、ピエゾ抵抗体 Rxlの一端とピエゾ抵抗体 Rx2 の一端との接続点に直流電源 32Aの正極を接続し、ピエゾ抵抗体 Rx3の一端とピエ ゾ抵抗体 Rx4の一端との接続点に直流電源 32Aの負極を接続する。さら〖こ、ピエゾ 抵抗体 Rxlの他端とピエゾ抵抗体 Rx4の他端との接続点に電圧検出器 31 Aの一端 を接続し、ピエゾ抵抗体 Rx2の他端とピエゾ抵抗体 Rx3の他端との接続点に電圧検 出器 31 Aの他端を接続する。
[0119] また、 Y軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路としては、図 12に示すよう に、ピエゾ抵抗体 Ry 1の一端とピエゾ抵抗体 Ry2の一端との接続点に直流電源 32B の正極を接続し、ピエゾ抵抗体 Ry3の一端とピエゾ抵抗体 Ry4の一端との接続点に 直流電源 32Bの負極を接続する。さら〖こ、ピエゾ抵抗体 Rylの他端とピエゾ抵抗体 R y4の他端との接続点に電圧検出器 31Bの一端を接続し、ピエゾ抵抗体 Ry2の他端と ピエゾ抵抗体 Ry3の他端との接続点に電圧検出器 31Bの他端を接続する。
[0120] また、 Z軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路としては、図 13に示すように 、ピエゾ抵抗体 Rzlの一端とピエゾ抵抗体 Rz2の一端との接続点に直流電源 32Cの 正極を接続し、ピエゾ抵抗体 Rz3の一端とピエゾ抵抗体 Rz4の一端との接続点に直 流電源 32Cの負極を接続する。さらに、ピエゾ抵抗体 Rzlの他端とピエゾ抵抗体 Rz3 の他端との接続点に電圧検出器 31Cの一端を接続し、ピエゾ抵抗体 Rz2の他端とピ ェゾ抵抗体 Rz4の他端との接続点に電圧検出器 31Cの他端を接続する。
[0121] 上記構成の半導体加速度センサ 10によれば、センサ 10に加わる加速度に伴って 発生する力が重錘 15にカ卩わると、各ダイアフラム片 13a— 13dに歪みが生じ、これに よってピエゾ抵抗体 Rxl— Rx4, Ryl— Ry4, Rzl— Rz4の抵抗値が変化する。従って 、各ダイアフラム片 13a— 13dに設けられたピエゾ抵抗体 Rxl— Rx4, Ryl— Ry4, R zl— Rz4によって抵抗ブリッジ回路を形成することにより、互いに直交する X軸、 Y軸 、 Z軸方向の加速度を検出することができる。
[0122] さらに、図 14及び図 15に示すように、ダイアフラム 13の面に垂直な方向の力成分 を含む力 41, 42が働くような加速度が加わった場合、ダイアフラム 13の他方の面の 側に所定値以上の力が加わったとき、ダイアフラム 13は力 41, 42の働く方向に歪ん で伸びる力 その変位は突起部 184の頂点 184aによって支持されて制限されるため、 各ダイアフラム片 13a— 13dが最大限に伸びきることがない。これにより、ダイアフラム 13の他方の面の側に所定値以上の力が加わった場合も、突起部 184の頂点 184aが 支点となって重錘 15の位置が変位するので、ダイアフラム 13の面に平行な方向の加 速度を検出することができる。
[0123] 上記の半導体加速度センサ 10によって、図 16に示すように、タイヤ 300が回転して 車両が走行している際に、タイヤの 300の回転に伴って発生する互いに直交する X, Y, Z軸方向の加速度を検出することができる。ここで、センサユニット 100は、タイヤ 300の回転方向に X軸が対応し、回転軸方向に Y軸が対応し、回転軸に直交する方 向に Z軸が対応するように設けられる。従って、車体側に設けられたセンサのようにサ スペンション等の影響を受けずに、回転に伴う加速度を高精度に検出することができ る。
[0124] 一方、 AZD変換回路 171は、加速度センサ 10から出力されたアナログ電気信号を ディジタル信号に変換して CPU141に出力する。このディジタル信号は上記 X, Υ, Z 軸方向の加速度の値に対応する。
[0125] 尚、各 X, Υ, Z軸方向に生ずる加速度としては、正方向の加速度と負方向の加速 度とが存在するが、本実施形態では双方の加速度を検出することができる。
[0126] また、後述するように、 X軸方向の加速度力 車輪の回転数、 Z軸方向の加速度か ら走行速度を求めることも可能であり、センサユニット 100の中央処理部 140において 単位時間あたりの車輪の回転数を算出して、その算出結果のディジタル値を上記デ イジタル情報に含めて送信することも可能である。
[0127] また、本実施形態では、前述したように 2. 45GHz帯の周波数を上記第 1及び第 2 周波数として用いることによって、タイヤ 300の補強用の金属ワイヤが織り込まれたべ ルト 303A,303Bの影響を受け難くしているため、リム 306にセンサユニット 100を固定し ても安定した通信を行うことができる。このように、補強用の金属ワイヤなどのタイヤ内 の金属の影響を受け難くするためには、 1GHz以上の周波数を上記第 1及び第 2周 波数として用いることが好ま 、。
[0128] また、センサユニット 100を、タイヤ 300の製造時においてタイヤ 300内に埋設すること も可能であり、この場合には、加硫時の熱に十分耐え得るように ICチップやその他の 構成部分が設計されて ヽることは言うまでもな!/、。
[0129] モニタ装置 200は図 1及び図 2に示したように各タイヤハウス 400に固定されており、 各モニタ装置 200は、図 1に示したようにケーブルによって駆動制御ユニット 700に接 続され、駆動制御ユニット 700から送られる電気エネルギーによって動作する。
[0130] モニタ装置 200の電気系回路は、図 17に示すように、輻射ユニット 210と、受波ュ- ット 220、制御部 230、演算部 240によって構成されている。ここで、制御部 230及び演 算部 240は、周知の CPUと、この CPUを動作させるプログラムが記憶されている RO M及び演算処理を行うために必要な RAMなど力 なるメモリ回路力も構成されて ヽ る。
[0131] 輻射ユニット 210は、 2. 45GHz帯の所定周波数 (上記第 1周波数)の電磁波を輻 射するためのアンテナ 211と発信部 212とから構成され、制御部 230からの指示に基づ いて、アンテナ 211から上記第 1周波数の電磁波を輻射する。
[0132] 発信部 212の一例としては、センサユニット 100の発信部 160と同様に、発振回路 161 と変調回路 162、高周波増幅回路 163から構成を挙げることができる。これにより、アン テナ 211から 2. 45GHzの電磁波が輻射される。尚、発信部 212から出力される高周 波電力は、モニタ装置 200の電磁波輻射用のアンテナ 211からセンサユニット 100に対 して電気エネルギーを供給できる程度の値に設定されている。これにより、モニタ装 置 200毎に各タイヤ 300の加速度を検出できるようにして 、る。
[0133] 受波ユニット 220は、 2. 45GHz帯の所定周波数（上記第 2周波数）の電磁波を受 波するためのアンテナ 221と検波部 222とから構成され、制御部 230からの指示に基づ いて、アンテナ 221によって受波した上記第 2周波数の電磁波を検波し、検波して得 られた信号をディジタル信号に変換して演算部 240に出力する。検波部 222の一例と しては、センサユニット 100の検波部 150と同様の回路が挙げられる。
[0134] 制御部 230は、駆動制御ユニット 700力 電気エネルギーが供給されて動作を開始 すると、発信部 212を駆動して所定時間 tlの間だけ電磁波を輻射させ、その後、所定 時間 t2の間、検波部 222を駆動し、検波部 222から演算部 240にディジタル信号を出 力させる。演算部 240は、このディジタル信号に基づいて上記加速度を算出して駆動 制御ユニット 700に出力する。この後、制御部 230は、上記と同様の処理を繰り返す。
[0135] 尚、本実施形態では、モニタ装置 200における上記輻射時間 tlを 0. 15ms,上記 受波時間 t2を 0. 30msにそれぞれ設定している。本実施形態では、時間 tlだけ輻射 ユニット 210から電磁波を輻射することにより、センサユニット 100を駆動するのに十分 な電気エネルギーとして 3V以上の電圧を蓄電することができる。従って、後述するよ うに車両の運動分析を行い駆動制御を行うために必要な 10msec以下の時間間隔 で、モニタ装置 200は従来よりも多くのディジタル情報を受信することができる。
[0136] また、センサユニット 100とモニタ装置 200の別の構成として、図 18及び図 19に示す ように、 1つのモニタ装置 200と各回転機構部 500に設けられたセンサユニット 100とを 用いて構成する。
[0137] センサユニット 100は、モニタ装置 200から自己の識別情報を含む情報要求指示を 受信したときに各加速度を検出し、この検出結果を自己の識別情報と共にディジタル 情報として送信するように CPU141のプログラムが設定されて 、る。
[0138] モニタ装置 200は、各タイヤ 300に設けられているセンサユニット 100の識別情報を制 御部 230に予め記憶させるための操作部 250が設けられており、駆動中には車両に設 けられて 、る全てのタイヤ 300のセンサユニット 100に対して所定の順序で、或!ヽはラ ンダムに、センサユニット 100の識別情報を含む情報要求指示を送信するように制御 部 230のプログラムが設定されている。また、駆動制御ユニット 700に対して検出結果 を出力するときに、検出結果と共に車両のどの位置の回転機構部 500に対応する検 出結果であるかを表す検出位置情報を出力する。
[0139] 上記構成によれば 1つのモニタ装置 200によって全てのセンサユニット 100から検出 結果を取得することができる。 [0140] 駆動制御ユニット 700には、モニタ装置 200から得られる上記 X, Υ, Z軸方向の加速 度とタイヤ 300の歪み量との関係を表す歪み特性情報が予め実験などの実測によつ て求められて記憶されている。さらに、駆動制御ユニット 700は、加速度の検知結果と 歪み特性情報とに基づいて、各タイヤ 300の歪み量を推定し、この推定したタイヤ 300 の歪み量に基づいてサブスロットルァクチユエータ 412を制御しサブスロットル 416を 駆動する。
[0141] 次に上記構成よりなるシステムが検知する各加速度の実測結果を図 20乃至図 27 を参照して説明する。図 20乃至図 22は Z軸方向の加速度の実測結果、図 23乃至図 25は X軸方向の加速度の実測結果、図 26及び図 27は Y軸方向の加速度の実測結 果をそれぞれ表している。
[0142] 図 20乃至図 22において、図 20は時速 2. 5kmでの走行時の Z軸方向の加速度の 実測値、図 21は時速 20kmでの走行時の Z軸方向の加速度の実測値、図 22は時速 40kmでの走行時の Z軸方向の加速度の実測値である。このように、走行速度が増 すにつれて車輪の遠心力が増加するので、 Z軸方向の加速度も増加する。従って、 Z軸方向の加速度力も走行速度を求めることが可能である。尚、図中において、実測 値がサイン波形状になるのは重力加速度の影響を受けているためである。
[0143] 図 23乃至図 25において、図 23は時速 2. 5kmでの走行時の X軸方向の加速度の 実測値、図 24は時速 20kmでの走行時の X軸方向の加速度の実測値、図 25は時速 40kmでの走行時の X軸方向の加速度の実測値である。このように、走行速度が増 すにつれて車輪の回転数が増加するので、 X軸方向の加速度が変化する周期が短 くなる。従って、 X軸方向の加速度力も車輪の回転数を求めることが可能である。尚、 図中にお 、て、実測値がサイン波形状になるのは上記と同様に重力加速度の影響 を受けているためである。
[0144] 図 26は走行時にハンドルを右に切ったときの Y軸方向の加速度の実測値、図 27は 走行時にハンドルを左に切ったときの Y軸方向の加速度の実測値である。このように ハンドルを切って車輪を左右に振ったとき Y軸方向の加速度が顕著に現れる。また、 車体が横滑りしたときにも同様に Y軸方向の加速度が発生することはいうまでもない。 尚、上記 Y軸方向の加速度のそれぞれの実測値にぉ 、て逆方向の加速度が生じる のは、運転者が無意識のうちに逆方向にハンドルを少し切ってしまうためである。
[0145] 次に、モニタ装置 200から出力される回転機構部 500毎の X, Υ, Z軸方向の各加速 度及び単位時間あたりの車輪の回転数の検出結果に基づいて駆動制御ユニット 700 力 Sスリップを解消する動作について図 28乃至図 30を参照して説明する。
[0146] 図 28の説明では、後輪駆動車において車両右前の回転機構部 500と車両左前の 回転機構部 500との検出結果の平均を従動輪、車両右後の回転機構部 500と車両左 後の回転機構部 500との検出結果の平均を駆動輪とし、図 29の説明では、 4輪駆動 車において車両右前の回転機構部 500と車両左前の回転機構部 500との検出結果 の平均を前輪、車両右後の回転機構部 500と車両左後の回転機構部 500との検出結 果の平均を後輪として表す。
[0147] 図 28に示すように、 2輪駆動車の駆動制御ユニット 700は各モニタ装置 200から検出 結果を取得した後 (S10)、駆動輪と従動輪との回転数の差より駆動輪のスリップを検 知する（S20)。回転数の差がしきい値 (r)よりも大きい場合には、サブスロットル 416の 開度を所定角度 (d)だけ閉じてエンジン 410の出力を減少させ (S30)、回転数の差が しき 、値 (r)以下になるまで S10乃至 S30を繰り返す。
[0148] 従って、タイヤと路面との間に生じる摩擦力に対応して駆動トルクを発生することが でき、スリップを解消することができる。また、アクセルペダル 411の踏み込み量を考慮 して、踏み込み量が大きい場合には S30における所定角度を通常よりも小さくしてサ ブスロットル 416を緩やかに閉じて急発進を防止する、等メインスロットルポジションセ ンサ 413の検知結果を考慮した制御を行うことで、駆動制御ユニット 700は高精度な制 御行うことができる。
[0149] 尚、 S30において駆動トルクを抑えるためサブスロットル 416を閉じている力 燃料力 ットゃブレーキ制御等に替えたり、またこれらを組み合わせてもよい。また、回転数に 替えて Z軸方向の加速度に基づく走行速度を用いて、駆動輪と従動輪の走行速度 の差よりスリップを検知する場合においても、同様の駆動制御を行うことができる。
[0150] 図 29に示すように、 4輪駆動車の駆動制御ユニット 700は各モニタ装置 200から検出 結果を取得した後（S10)、前輪と後輪との回転数の絶対値の差より前輪又は後輪の スリップを検知する（S21)。 [0151] しかし、 4輪駆動車は前後左右 4つの車輪で駆動しているので、単に駆動トルクを 抑えるだけではスリップを解消できない場合がある。そこで、スリップしている車輪の 駆動トルクを他の車輪に配分して、スリップを解消し適切な駆動力を与える。
[0152] 駆動トルクを前後左右の車輪に配分する一例として、図 30に示すような駆動トルク 配分機構が挙げられる。図において、トランスファー 600はピストン 601、多板クラッチ 602、チェーン 603で構成され、多板クラッチ 602は外側がリアプロペラシャフト 620と、 内側がチェーン 603と結合して!/、る。フロントプロペラシャフト 610はチェーン 603を介し て前輪へ駆動トルクを伝達し、リアプロペラシャフト 620はトランスミッション 630に直結 して後輪へ駆動トルクを伝達する。
[0153] トランスファー用ァクチユエータ 640に油圧が加えられるとピストン 601を介して多板ク ラッチ 602の圧着力が変化し、圧着力を強めるつれて後輪の駆動トルクが前輪へ配 分される。よって、制御ユニット 700がトランスファー用ァクチユエータ 640を駆動するこ とで多板クラッチ 602の圧着力を制御して、前輪、後輪に駆動トルクを配分する。さら に、前輪、後輪の駆動トルクはフロントデフ 650、リアデフ 660を制御することで左右の 車輪へ配分される。この機構により、前後左右の車輪の駆動トルクの割合を 0から 10 0までの連続した値に変化させることが可能となる。
[0154] 前輪と後輪との回転数の差がしき 、値 (rl)よりも大き！/、場合には、回転数の大き ヽ 車輪から小さ!ヽ車輪へ駆動トルク割合を所定割合 (pi)だけ配分する (S31)。
[0155] また、前輪、後輪における駆動トルクが大きい車輪について、左輪、右輪の回転数 の絶対値の差より左輪又は右輪のスリップを検知し (S41)、回転数の差がしき!/、値 (r
2)よりも大き ヽ場合には、回転数の大き!/、車輪から小さ!/ヽ車輪へ駆動トルク割合を所 定割合 (p2)だけ配分する（S51)。前後の回転数の差及び左右の回転数の差がしき い値 (rl、 r2)以下になるまで S10乃至 S51を繰り返す。 従って、 4つのタイヤと路面と の間のそれぞれに生じる摩擦力に対応した駆動トルクを配分することができ、スリップ を解消することができる。また、 Y軸方向の加速度の検出結果を考慮して、コーナーリ ング中等の横方向の加速度が大きいときに、スリップしゃすい内輪の駆動トルクを外 輪に配分することで旋回（回転)を大きくする等、スリップを未然に防止するさらに高 度な駆動制御を行うことができる。 [0156] 尚、 S31において駆動トルクを前後に配分するとき又は S51において駆動トルクを左 右に配分するときに、同時にサブスロットル 416を制御するようにしてもよい。また、駆 動トルクの配分を予め記憶しておいた割合、例えば前後の割合を 30 : 70から 60 :40 、に変化させるように駆動制御ユニット 700の CPUにプログラムしておいてもよい。ま た、駆動トルク配分機構を備えた 2輪駆動車において、駆動トルクを左右に配分する ようにしてもよい。
[0157] このように、前述したタイヤの状態検出装置を備えた駆動制御装置によれば、例え ば従来の一般的な駆動制御装置は、車両に装着されているタイヤ 300の回転数を検 知するセンサから出力される検知結果を取り込んでサブスロットルァクチユエータ 412 の制御を行っていたが、上記のセンサユニット 100を設け、モニタ装置 200から出力さ れる回転機構部 500毎の X, Υ, Z軸方向の各加速度、単位時間あたりの車輪の回転 数及び走行速度の検出結果をディジタル値で駆動制御ユニット 700に取り込むので、 高精度でより多くの情報に基づいて駆動制御を行うことができる。
[0158] また、車両に装着されているタイヤの種類や状態が異なったり、 4輪駆動車などタイ ャ毎に個別に駆動制御する車両であっても、タイヤと路面との間に生じる摩擦力に対 応して駆動トルクを発生、配分するので、さらに高度な制御を行うことができる。
[0159] 前述したように、本実施形態では、センサユニット 100はモニタ装置 200から輻射され た電磁波を受波して電気エネルギーを得たときに検知結果を送信するようにしたので 、検波部 150を設けなくとも上記効果を得ることができる。また、センサユニット 100に検 波部 150を備えた構成で、モニタ装置 200から自己の識別情報を受信したときにセン サユニット 100力も検知結果を送信するようにプログラム等を設定することによって、外 部からの不要なノイズによって検知結果を送信することがなぐこれにより不要な電磁 波の輻射を防止することができる。
[0160] また、本実施形態では、モニタ装置 200から得られる加速度とタイヤ 300の歪み量と の関係を表す歪み特性情報を駆動制御ユニット 700に記憶し、駆動制御ユニット 700 が加速度の検知結果と前記歪み特性情報とに基づ!、て、タイヤ 300の歪み量を推定 したが、モニタ装置 200に上記歪み特性情報を記憶しておき、モニタ装置 200におい てタイヤ 300の歪み量を推定して、この推定結果を駆動制御ユニット 700に出力するよ うにし、これに基づ!/、て駆動制御ユニット 700がサブスロットルァクチユエータ 412を制 御してサブスロットル 416を駆動するようにしても良い。
[0161] また、センサユニット 100とモニタ装置 200との間でのディジタル情報の転送を、コィ ルを用いた電磁誘導結合によって行っても良 、し、モーターなどに用いられて 、るブ ラシを用いて行っても良い。
[0162] 次に、本発明の第 2実施形態を説明する。
[0163] 図 31は車両管理における時定数を説明する概念図、図 32は従来例における車輪 の回転数検出機構を説明する図、図 33は従来例における車輪の回転数検出機構を 説明する図、図 34は本発明の第 2実施形態における第 1回転数とパルス数の関係を 示す図、図 35は本発明の第 2実施形態における車両の駆動制御装置を示す概略構 成図、図 36は本発明の第 2実施形態におけるモニタ装置の電気系回路を示す構成 図、図 37は本発明の第 2実施形態における第 2回転数と出力電圧の関係を示す図、 図 38は本発明の第 2実施形態における出力電圧とパルス数の関係を示す図である 。図において、前述した第 1実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表しその 説明を省略する。
[0164] 一般的に車両管理において要求される時定数はその運動分析対象によって異なり 、図 31に示すように、ナビゲーシヨン、車両軌跡、車両運動、検出器 Z作動装置の順 に短くなつていく。車体制御装置が各検出器 Z作動装置 (センサ Zァクチユエータ） を駆動して適切な車体制御を行うためには、操舵装置 (ステアリング)、制動装置 (ブ レーキ）、懸架装置 (サスペンション）、動力装置、電気装置等から 10msecの時間間 隔で情報通知を必要とする。
[0165] 第 1実施形態及び第 2実施形態では、従来の車輪の回転数検出機構のような凹凸 数による時間精度の限界はなぐ前述の構成によりディジタル情報を 10msec以下の 時間間隔で送受信して!/、る。
[0166] しかし、熱雑音、センサユニット 100の故障等の原因により前後の情報と整合性を欠
V、たディジタル情報を送受信される場合があり、ディジタル情報の信頼性を確認する 手段が必要とされている。
[0167] 第 2実施形態と第 1実施形態との相違点は、第 2実施形態では、各回転機構部 500 に設けられたピックアップセンサ 2を用いて第 1回転数を検出し、上記 X軸方向の加 速度力も算出される第 2回転数と同じであることを確認したことである。
[0168] ローター 1の近傍に設けられたピックアップセンサ 2は図 32及び図 33に示すような 従来の車輪の回転数検出機構であり、ローター 1の周面に等間隔で設けられた複数 の凹凸が、ピックアップセンサ 2によって発生される磁界を横切ることで磁束密度が変 化し、ピックアップセンサ 2のコイルにパルス状の電圧が発生する。ピックアップセンサ 2はその電圧をパルス信号に変換して、ケーブルによって接続されるモニタ装置 200Aに送信する。本実施形態ではローター 1の凹凸数を 64に設定しているので、図 34に示すように 1回転あたり 64パルスのノ ルス信号が出力される。従って、単位時間 あたりのパルス数を数えることにより単位時間あたりの第 1回転数を算出することがで きる。
[0169] 尚、本実施形態ではケーブルを用いてパルス信号を送信した力 電磁波を用いて 無線通信してもよ 、し、パルス状の電圧をそのまま送信しモニタ装置 200Aがパルス 信号に変換してもよい。
[0170] また、本実施形態ではローター 1の近傍に設けたピックアップセンサ 2を示したが、 これに限定されることはなぐ各回転機構部 500において車輪の第 1回転数を検出す るものであればよい。
[0171] モニタ装置 200Aは、第 1実施形態のモニタ装置 200と同様の構成を有し、第 1実施 形態のモニタ装置 200と異なる点は、演算部 240から出力される単位時間あたりの第 2 回転数をパルス信号に変換するための変換部 260と、ピックアップセンサ 2から送信さ れる第 1回転数のパルス信号と第 2回転数のパルス信号とを比較するための判定部 270とが設けられて!/、ることである。
[0172] 変換部 260は、図 36に示すように、周波数 Z電圧 (以下、 F/Vと称する)変換回路 261と電圧制御発信回路 262とから構成されている。 FZV変換回路 261は、 X軸方向 の加速度力 算出され制御部 240から出力される単位時間あたりの第 2回転数を単 位時間あたりの回転数（=周波数）に応じた電圧に変換する。本実施形態では図 37 に示すように、 1回転あたり 0. 4 [V]の電圧を出力するよう設定されている。電圧制御 発信回路 262は周知の VCO (voltage-controlled oscillator)等からなり、 FZV変換回 路 261から出力された電圧に応じた数のパルス信号に変換する。本実施形態では図 38に示すように、 0. 4[V] (= 1回転）あたり 1024パルスのパルス信号を出力するよ うに設定されている。
[0173] これにより、第 2回転数は、回転数に応じた振動（ = 1024 X回転数 = 1Z周期）を 有しその振動をパルスで表すパルス信号に変換され、上記ピックアップセンサ 2から 送信される第 1回転数のノ ルス信号と容易に比較することができる。
[0174] 尚、上記構成をセンサユニット 100の中央処理部 140に設けて第 2回転数のパルス 信号に変換し、そのデータを上記ディジタル情報に含めて送信してもよ 、。
[0175] 判定部 270は、周知の CPUと、この CPUを動作させるプログラムが記憶されている ROM及び演算処理を行うために必要な RAMなど力 なるメモリ回路力 構成され ている。判定部 270は、ピックアップセンサ 2から送信される第 1回転数のパルス信号 と FZV変換回路 261から出力される第 2回転数のパルス信号を受信すると共に、この パルス信号に基づいて第 1回転数と第 2回転数が同じカゝ否かを判定し、各加速度の 検出結果と共に判定結果を駆動制御ユニット 700に出力する。
[0176] 次に上記構成よりなるシステムの動作を図 39乃至図 41を参照して説明する。ここで の説明では、第 1回転数に基づく回転周期を T3、第 1回転数に基づくパルス信号周 期を t3、第 2回転数に基づく回転周期を T4、第 2回転数に基づくパルス信号周期を t 4とする。
[0177] 第 1回転数のパルス信号は車輪が 1回転する時間 T3毎に 64パルスが発生するの で時間 T3Z64ごとに 1パルス発生する（t3=T3Z64)。また、第 2回転数のパルス信 号は車輪が 1回転する時間 T4あたり 1024のパルスが発生するので時間 T4Z1024 ごとに 1パルス発生する（t4=T4Zl024)。よって、第 1回転数のパルス信号及び第 2回転数のパルス信号は回転数によらず所定のパルスが発生し、回転数の増減によ りパルス信号の周期が長短する。
[0178] 第 1回転数と第 2回転数が同じ場合 (T3=T4)、図 39に示すように、第 1回転数の パルス信号の 1周期あたりに第 2回転数のパルス信号は 16パルスが発生することに なり（t3 = 16 X t4)、最初のノ《ルスの同期を合わせることにより、第 1回転数のパルス 信号の N番目（Nは 1以上の整数）のパルスと第 2回転数のパルス信号の 16 (N— 1) + 1番目のパルスが同時に発生する。
[0179] 判定部 270は、単位時間あたりに第 1回転数のパルス信号の周期が t3であり、第 2 回転数のパルス信号の周期が t3Zl6であるのを測定することにより、第 1回転数と第
2回転数が同じであると判定する。
[0180] 尚、本実施形態では単位時間あたりに発生するパルス信号の周期を測定して判定 を行っている力 単位時間あたりに所定数のパルスが発生するのを数えることにより、 第 1回転数と第 2回転数が同じカゝ否かを判定してもよい。
[0181] 従って上記構成及び動作によれば、回転機構部 500毎に設けられたピックアップセ ンサ 2を用いて第 1回転数を検出し、モニタ装置 200Aが上記 X軸方向の加速度から 算出される第 2回転数と同じであることを確認することにより、センサユニット 100から 受信した X軸方向の加速度を含むディジタル情報の信頼性を保証することができ、信 頼性が保証された検出結果に基づいて第 1実施形態と同様の効果を得ることができ る。
[0182] 尚、図 40に示すように、第 1回転数のパルス信号に対して第 2回転数のパルス信号 の周期が所定倍数でない場合 (t4≠t3/16)、第 1回転数と第 2回転数が同じでない 可能性が高く (T3≠T4)、第 2回転数の基礎となるディジタル情報に誤りがあると考え られる。また、図 41〖こ示すよう〖こ、第 2回転数のパルス信号において特定のパルスの 周期がずれたり抜けているが、その他の周期は第 1回転数のパルス信号の周期の所 定倍数である場合 (t4=t3Zl6)、第 1回転数と第 2回転数は同じである可能性が高 く（T3=T4)、第 2回転数のパルス信号に誤りがあると考えられる。
[0183] 駆動制御ユニット 700において、第 2回転数のパルス信号に誤りがあると考えられる 場合に、各モニタ装置 200Αから出力される各加速度の検出結果に基づいて制動制 御を行 ヽ、ディジタル情報に誤りがあると考えられる状態が一定時間継続する場合に 、各加速度の検出結果による誤作動を防止したり、各センサユニット 100の故障を報 知する等の安全機能を追加することが望まし 、。
[0184] 次に、本発明の第 3実施形態を説明する。
[0185] 図 42は本発明の第 3実施形態における第 1走行速度とパルス数の関係を示す図、 図 43は本発明の第 3実施形態における車両の駆動制御装置を示す概略構成図、図 44は本発明の第 3実施形態におけるモニタ装置の電気系回路を示す構成図、図 45 は本発明の第 3実施形態における第 2走行速度と出力電圧の関係を示す図、図 46 は本発明の第 3実施形態における出力電圧とパルス数の関係を示す図である。図に おいて、前述した第 2実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を 省略する。
[0186] 第 3実施形態と第 2実施形態との相違点は、第 3実施形態では、上記ピックアップセ ンサ 2を用いて第 1走行速度を検出し、上記 Z軸方向の加速度から算出される第 2走 行速度と同じであることを確認したことである。
[0187] 本実施形態において、タイヤ 1回転あたりの長さを 2. 2[m]に設定されおり、 1秒あ たり 1回転すると走行速度は約 8 [KmZh]となり、図 42に示すように、ロータ 2は 64 パルスのパルス信号を出力する。従って、 1秒あたりのパルス数を数えることにより第 1走行速度を算出することができる。
[0188] モニタ装置 200Bは、第 2実施形態のモニタ装置 200Aと同様の構成を有し、第 2実 施形態のモニタ装置 200Aと異なる点は、演算部 240から出力される第 2走行速度を パルス信号に変換するための変換部 260において、 FZV変換回路 261が不要である ことである。
[0189] 上記半導体加速度センサ 10によって検出される Z軸方向の加速度に対応した電圧 を上記ディジタル情報に含めて送信し、制御部 240にお 、て Z軸方向の加速度から 第 2走行速度を算出すると共に、 Z軸方向の加速度の電圧を電圧制御発信回路 262 に出力する。本実施形態では図 45及び図 46に示すように、走行速度 8[KmZh]に 対し 0. 4 [V]の電圧が対応しており、 0. 4[V] ( = 8 [Km/h])あたり 1024パルスの パルス信号を出力するように設定されて 、る。
[0190] これにより、第 2走行速度は、走行速度に応じた振動（ = 1024 X回転数 = 1Z周期 )を有しその振動をパルスで表すパルス信号に変換され、上記ピックアップセンサ 2か ら送信される第 1走行速度のパルス信号と容易に比較することができる。
[0191] 尚、 Z軸方向の加速度から第 2走行速度を算出し、第 2走行速度から単位時間あた りの第 2回転数を算出することで、上記第 2実施形態と同様の構成にしてもよい。
[0192] 従って上記構成によれば、各回転機構部 500に設けられたピックアップセンサ 2を用 いて第 1走行速度を検出し、モニタ装置 200Bが上記 Z軸方向の加速度から算出され る第 2走行速度と同じであることを確認することにより、センサユニット 100力 受信した Z軸方向の加速度を含むディジタル情報の信頼性を保証することができ、信頼性が 保証された検出結果に基づいて第 1実施形態と同様の効果を得ることができる。
[0193] 尚、上記各実施形態の構成を組み合わせたり或いは一部の構成部分を入れ替え たりしたシステムを構成してもよ!/、。
[0194] また、上記各実施形態では、前記第 1及び第 2周波数の双方を 2. 45GHzとしたが 、これに限定されることはなぐ前述したように 1GHz以上の周波数であればタイヤ内 の金属による電磁波の反射や遮断などの影響を極めて低減して、高精度にセンサュ ニット 100による検知データを得ることができ、これらの第 1及び第 2周波数が異なる周 波数であっても良い。これら第 1及び第 2周波数は設計時に適宜設定することが好ま しい。
[0195] また、上記各実施形態では 4輪車両のトラクシヨン'コントロール 'システムを一例とし て説明したが、 4輪以外の車両、例えば 2輪車や 6輪以上の車両であっても同様の効 果を得ることができることは言うまでもないことである。
[0196] 尚、本発明の構成は前述の実施形態のみに限定されるものではなぐ本発明の要 旨を逸脱しな 、範囲内にお!、て種々変更をカ卩えてもよ!、。
産業上の利用可能性
[0197] 車体の各回転機構部の所定位置に設けられたセンサユニットによって、互いに直 交する 3方向の加速度を高精度で検出し、該検出した加速度に基づ!/、て駆動用ァク チユエータを制御して 、るので、車両走行時にぉ 、て適切な制御を行うことができ、 車両の駆動制御に用いることができる。
[0198] 車体の各回転機構部の所定位置にセンサユニットを設けることにより、各車輪のそ れぞれに生じる上下前後左右の加速度を検出することができので、 4輪駆動車などタ ィャ毎に個別に駆動制御する車両や、タイヤと路面との間に生じる摩擦力に対応し て駆動トルクを発生、配分する用途に適用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 車両のアクセル操作状態の検出結果に応じてエンジンスロットル駆動用ァクチユエ ータを駆動して、 目標とする駆動力を発生させるように構成された車両のトラクシヨン' コントロール.システムにおいて、
車体側に設けられ車輪を固定して該車輪を回転させる回転体と前記車輪とを含む 回転機構部に設けられ、回転に伴って回転軸に対して直交する方向に発生する第 1 加速度と、回転方向に発生する第 2加速度とを検出し、該検出結果をディジタル値に 変換して、該ディジタル値を含むディジタル情報を送信するセンサユニットと、 前記センサユニットから送信されたディジタル情報を受信して、前記第 1加速度と第 2加速度の検出結果を取得するモニタ装置と、
前記モニタ装置によって取得した前記第 1加速度と第 2加速度の検知結果に基づ
V、て前記エンジンスロットル駆動用ァクチユエータを駆動する駆動手段とを備えて!/ヽ る
ことを特徴とするトラクシヨン'コントロール 'システム。
[2] 前記センサユニットは、前記回転軸方向に発生する第 3加速度を検出し、該検出結 果をディジタル値に変換して該ディジタル値を前記ディジタル情報に含めて前記モ ユタ装置に送信する手段を有し、
前記モニタ装置は前記第 3加速度の検出結果を取得する手段を有し、
前記駆動手段は、前記第 1加速度と、第 2加速度と、第 3加速度の検出結果に基づ
V、て前記エンジンスロットル駆動用ァクチユエータを駆動する手段を備えて!/、る ことを特徴とする請求項 1に記載のトラクシヨン'コントロール 'システム。
[3] 前記センサユニットは、
前記第 2加速度の変化を検出する手段と、
前記第 2加速度の変化に基づいて単位時間あたりの回転数を検出する手段と、 前記検出した回転数をディジタル値に変換して前記ディジタル情報に含めて前記 モニタ装置に送信する手段とを備え、
前記モニタ装置は、前記センサユニットから前記回転数のディジタル値を受信する 手段を有し、 前記駆動手段は、前記第 1加速度と、第 2加速度と、第 3加速度の検出結果と、前 記回転数の検出結果とに基づいて前記エンジンスロットル駆動用ァクチユエ一タを駆 動する手段を備えている
ことを特徴とする請求項 2に記載のトラクシヨン'コントロール 'システム。
[4] 前記センサユニットは、
前記第 1加速度の変化を検出する手段と、
前記第 1加速度の変化に基づいて走行速度を検出する手段と、
前記検出した走行速度をディジタル値に変換して前記ディジタル情報に含めて前 記モニタ装置に送信する手段とを備え、
前記モニタ装置は、前記センサユニットから前記走行速度のディジタル値を受信す る手段を有し、
前記駆動手段は、前記第 1加速度と、第 2加速度と、第 3加速度の検出結果と、前 記走行速度の検出結果とに基づ 、て前記エンジンスロットル駆動用ァクチユエータを 駆動する手段を備えている
ことを特徴とする請求項 2に記載のトラクシヨン'コントロール 'システム。
[5] 車両のアクセル操作状態の検出結果に応じてエンジンスロットルゃ駆動トルク配分 機構の各駆動用ァクチユエータを駆動して、 目標とする駆動力を発生させるように構 成された車両のトラクシヨン'コントロール 'システムにおいて、
車体側に設けられ車輪を固定して該車輪を回転させる回転体と前記車輪とをそれ ぞれに含む複数の回転機構部のそれぞれに設けられ、回転に伴って回転軸に対し て直交する方向に発生する第 1加速度と、回転方向に発生する第 2加速度とを検出 し、該検出結果をディジタル値に変換して、該ディジタル値を含むディジタル情報を 送信する複数のセンサユニットと、
前記複数のセンサユニットから送信されたディジタル情報を受信して、前記第 1カロ 速度と第 2加速度の検出結果を取得するモニタ装置と、
前記モニタ装置によって取得した前記第 1加速度と第 2加速度の検知結果に基づ いて、前記各駆動用ァクチユエータのうちの所定の駆動用ァクチユエータの駆動を制 御する制御手段を備えて 、る ことを特徴とするトラクシヨン'コントロール 'システム。
[6] 前記駆動トルク配分機構は、
前記エンジンスロットルの駆動に伴って発生する駆動トルクを、前記複数の車輪のう ち少なくとも 1つに配分する手段を備えて 、る
ことを特徴とする請求項 5に記載のトラクシヨン'コントロール ·システム。
[7] 前記駆動トルク配分機構は、
前記駆動トルクの割合を 0から 100までの連続した値に変化させる手段を備えてい る
ことを特徴とする請求項 6に記載のトラクシヨン'コントロール ·システム。
[8] 前記センサユニットは、前記回転軸方向に発生する第 3加速度を検出し、該検出結 果をディジタル値に変換して該ディジタル値を前記ディジタル情報に含めて前記モ ユタ装置に送信する手段を有し、
前記モニタ装置は前記第 3加速度の検出結果を取得する手段を有し、 前記制御手段は、前記第 1加速度と、第 2加速度と、第 3加速度の検出結果に基づ いて、前記各駆動用ァクチユエータのうちの所定の駆動用ァクチユエータの駆動を制 御する手段を備えている
ことを特徴とする請求項 5に記載のトラクシヨン'コントロール ·システム。
[9] 前記センサユニットは、
前記第 2加速度の変化を検出する手段と、
前記第 2加速度の変化に基づいて単位時間あたりの回転数を検出する手段と、 前記検出した回転数をディジタル値に変換して前記ディジタル情報に含めて前記 モニタ装置に送信する手段とを備え、
前記モニタ装置は、前記センサユニットから前記回転数のディジタル値を受信する 手段を有し、
前記制御手段は、前記第 1加速度と、第 2加速度と、第 3加速度の検出結果と、前 記回転数の検出結果とに基づいて、前記各駆動用ァクチユエータのうちの所定の駆 動用ァクチユエータの駆動を制御する手段を備えて 、る
ことを特徴とする請求項 8に記載のトラクシヨン'コントロール ·システム。
[10] 前記センサユニットは、
前記第 1加速度の変化を検出する手段と、
前記第 1加速度の変化に基づいて走行速度を検出する手段と、
前記検出した走行速度をディジタル値に変換して前記ディジタル情報に含めて前 記モニタ装置に送信する手段とを備え、
前記モニタ装置は、前記センサユニットから前記走行速度のディジタル値を受信す る手段を有し、
前記制御手段は、前記第 1加速度と、第 2加速度と、第 3加速度の検出結果と、前 記走行速度の検出結果とに基づいて、前記各駆動用ァクチユエータのうちの所定の 駆動用ァクチユエータの駆動を制御する手段を備えている
ことを特徴とする請求項 8に記載のトラクシヨン'コントロール ·システム。
[11] 前記制御手段は、
前記複数のセンサユニットのうち 2つ以上の所定のセンサユニットによって検出され た前記回転数の差が所定値よりも大き!/、とき、
該回転数の差が前記所定値以下となるように前記各駆動用ァクチユエータのうちの 所定の駆動用ァクチユエータの駆動を制御する
ことを特徴とする請求項 9に記載のトラクシヨン'コントロール ·システム。
[12] 前記制御手段は、
前記複数のセンサユニットのうち 2つ以上の所定のセンサユニットによって検出され た前記走行速度の差が所定値よりも大き 、とき、
該走行速度の差が前記所定値以下となるように前記各駆動用ァクチユエータのうち の所定の駆動用ァクチユエータの駆動を制御する
ことを特徴とする請求項 10に記載のトラクシヨン'コントロール 'システム。
[13] 前記センサユニットは、前記回転体に設けられている
ことを特徴とする請求項 1に記載のトラクシヨン'コントロール 'システム。
[14] 前記センサユニットは、
第 1周波数の電磁波を受波する手段と、
前記受波した第 1周波数の電磁波のエネルギーを駆動用の電気エネルギーに変 換する手段と、
前記電気エネルギーによって動作し、前記ディジタル情報を第 2周波数の電磁波を 用いて送信する手段とを備え、
前記モニタ装置は、
前記第 1周波数の電磁波を輻射する手段と、
前記第 2周波数の電磁波を受波する手段と、
前記受波した第 2周波数の電磁波から前記ディジタル情報を抽出する手段とを備 えている
ことを特徴とする請求項 1に記載のトラクシヨン'コントロール 'システム。
[15] 前記第 1周波数と前記第 2周波数とが同一周波数である
ことを特徴とする請求項 14に記載のトラクシヨン'コントロール 'システム。
[16] 前記センサユニットは、自己に固有の識別情報が格納されている記憶手段と、前記 識別情報を前記ディジタル情報に含めて送信する手段とを有し、
前記モニタ装置は、前記識別情報によって前記回転機構部を識別する手段を有し ている
ことを特徴とする請求項 1に記載のトラクシヨン'コントロール 'システム。
[17] 前記センサユニットは、互いに直交する方向の加速度を検出するシリコンピエゾ型 のダイアフラムを有する半導体加速度センサを備えて 、る
ことを特徴とする請求項 1に記載のトラクシヨン'コントロール 'システム。
[18] 前記回転機構部に設けられ、前記車輪の回転に伴う単位時間あたりの第 1回転数 を検出し、該検出結果を前記モニタ装置に送信する回転数検出機構を備え、 前記センサユニットは、
前記第 2加速度の変化を検出する手段と、
前記第 2加速度の変化に基づいて単位時間あたりの第 2回転数を検出する手段と 前記検出した第 2回転数をディジタル値に変換して前記ディジタル情報に含めて前 記モニタ装置に送信する手段とを備え、
前記モニタ装置は、 前記回転数検出機構から前記第 1回転数の検出結果を受信する手段と、 前記センサユニットから前記第 2回転数の検出結果を受信する手段と、 前記第 1回転数と前記第 2回転数が同じか否かを判定する判定手段を備えている ことを特徴とする請求項 1に記載のトラクシヨン'コントロール 'システム。
[19] 前記回転数検出機構は、
前記回転体に設けられ、その周面が等間隔に複数の凹凸を有する円盤と、 磁界を発生し、該磁界の変化に伴う電圧を検出する手段とを備えている ことを特徴とする請求項 18に記載のトラクシヨン'コントロール 'システム。
[20] 前記回転数検出機構は、
前記第 1回転数の検出結果をディジタル信号に変換する手段を有し、
前記モニタ装置は、
前記第 2回転数のディジタル値をディジタル信号に変換する変換手段を有し、 前記判定手段は、
前記第 1回転数のディジタル信号と前記第 2回転数のディジタル信号に基づ 、て、 前記第 1回転数と前記第 2回転数が同じか否かを判定する手段を備えている ことを特徴とする請求項 18に記載のトラクシヨン'コントロール 'システム。
[21] 前記変換手段は、
前記第 2回転数のディジタル値と所定数値とを乗算し、該乗算値の逆数の周期を 有するディジタル信号に変換する手段を備えて 、る
ことを特徴とする請求項 20に記載のトラクシヨン'コントロール 'システム。
[22] 前記判定手段は、
前記第 2回転数のディジタル信号の振動が前記第 1回転数のディジタル信号の周 期の所定倍数毎に発生しているときに、前記第 1回転数と前記第 2回転数が同じであ ると判定する手段を備えている
ことを特徴とする請求項 20に記載のトラクシヨン'コントロール 'システム。
[23] 前記回転機構部に設けられ、前記車輪の回転に伴う第 1走行速度を検出し、該検 出結果を前記モニタ装置に送信する回転数検出機構を備え、
前記センサユニットは、 前記第 1加速度の変化を検出する手段と、
前記第 1加速度の変化に基づいて単位時間あたりの第 2走行速度を検出する手段 と、
前記検出した第 2走行速度をディジタル値に変換して前記ディジタル情報に含めて 前記モニタ装置に送信する手段とを備え、
前記モニタ装置は、
前記回転数検出機構から前記第 1走行速度の検出結果を受信する手段と、 前記センサユニットから前記第 2走行速度の検出結果を受信する手段と、 前記第 1走行速度と前記第 2走行速度が同じか否かを判定する判定手段を備えて いる
ことを特徴とする請求項 1に記載のトラクシヨン'コントロール 'システム。
[24] 前記回転数検出機構は、
前記回転体に設けられ、その周面が等間隔に複数の凹凸を有する円盤と、 磁界を発生し、該磁界の変化に伴う電圧を検出する手段とを備えている ことを特徴とする請求項 23に記載のトラクシヨン'コントロール ·システム。
[25] 前記回転数検出機構は、
前記第 1走行速度の検出結果をディジタル信号に変換する手段を有し、 前記モニタ装置は、
前記第 2走行速度のディジタル値をディジタル信号に変換する変換手段を有し、 前記判定手段は、
前記第 1走行速度のディジタル信号と前記第 2走行速度のディジタル信号に基づ いて、前記第 1走行速度と前記第 2走行速度が同じか否かを判定する手段を備えて いる
ことを特徴とする請求項 23に記載のトラクシヨン'コントロール ·システム。
[26] 前記変換手段は、
前記第 2走行速度のディジタル値と所定数値とを乗算し、該乗算値の逆数の周期 を有するディジタル信号に変換する手段を備えて 、る
ことを特徴とする請求項 25に記載のトラクシヨン'コントロール ·システム。
[27] 前記判定手段は、
前記第 2回転数のディジタル信号の振動が前記第 1回転数のディジタル信号の周 期の所定倍数毎に発生しているときに、前記第 1回転数と前記第 2回転数が同じであ ると判定する手段を備えている
ことを特徴とする請求項 25に記載のトラクシヨン'コントロール ·システム。
[28] 車両のアクセル操作状態の検出結果に応じてエンジンスロットル駆動用ァクチユエ ータを駆動して、目標とする駆動力を発生させるように構成された車両のトラクシヨン' コントロール ·システムに備わり、車体側に設けられ車輪を固定して該車輪を回転させ る回転体と前記車輪とを含む回転機構部に設けられ、回転に伴って発生する加速度 を検出するセンサユニットであって、
回転に伴って回転軸に対して直交する方向に発生する第 1加速度と、回転方向に 発生する第 2加速度とを検出する手段と、
前記第 1加速度の検出結果と前記第 2加速度の検出結果をディジタル値に変換す る手段と、
前記ディジタル値を含むディジタル情報を送信する手段とを備えている
ことを特徴とするセンサユニット。
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