JP2553362B2

JP2553362B2 - 相対位置検出装置

Info

Publication number: JP2553362B2
Application number: JP62230800A
Authority: JP
Inventors: 弘幸舟木
Original assignee: Nabco Ltd
Current assignee: Nabco Ltd
Priority date: 1987-09-14
Filing date: 1987-09-14
Publication date: 1996-11-13
Anticipated expiration: 2011-11-13
Also published as: JPS6473276A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、車両等において車両調整、積載荷重検知
用として用いられる、超音波センサ利用の相対位置検出
装置に関する。

（従来の技術）超音波センサ利用のこの種の装置では、送信と受信と
の各信号の時間差によって、測定物体までの距離を測定
する。

そして従来、一つの超音波センサが送信子と受信子と
を兼ねた一探法と、送信子と受信子とを各々別の超音波
センサで構成した二探法とが知られている。たとえば、
一探法は特開昭61−126487号、また、二探法は特開昭60
−252283号の公報に各々記載されている。

（発明が解決しようとする課題）本発明者は、こうした超音波センサ利用の装置を用い
て、二物体間の距離のみならず、一方の物体に対する他
方の物体の傾きをも検知することを考えた。傾きを検知
することは、次のような場合にきわめて有用である。

トラックなどの荷重検出を行ない、それに基づいて後
輪のブレーキ液圧を制御するようなとき、積荷を載せる
位置によって車体が傾き、左右の車輪にかかる荷重に大
きな差が生じる。こうした場合、積荷が平均に載ってい
るか、あるいは左右どちらかに片寄っているかを予め知
ることができるなら、検出した荷重を補正することによ
って、どちらかの車輪のブレーキ力が不足するような事
態を避けることができる。

ここでは、傾きを検出する方法として、傾きの有無に
よって、反射波の二次波に波形あるいは信号レベルのち
がいを生じることに着目した。

ところで、種々の実験によると、前記した一探法、二
探法のうち、二探法においては、二次波が受信センサの
軸線から外れるため、信号レベルが充分に上がらず、二
次波のちがいを把握することが非常に困難である。

そこで、この発明では、一探法を用いて、特に、二物
体間の距離のみならず、一方の物体に対する他方の物体
の傾きをも有効に検知しうる技術を提供することを目的
とする。

（発明の概要）この発明では、超音波を送受する超音波センサの周囲
に、第２の反射板を設けるようにしている。この第２の
反射板は、測定対象から反射されて戻る直接波に遅れ
て、二次の反射波を受信センサに入力する。直接波が、
送信センサから発信され、測定対象から反射されて受信
センサに戻る一次波であるのに対し、二次の反射波は、
送信センサから発信され、測定対象から反射された後、
第２の反射板で反射され再び測定対象から反射されて受
信センサに戻る二次波である。

一次波によって、距離に関する情報を得ることがで
き、また、二次波によって、左右の傾きに関する情報を
得ることができる。

（実施例１）第１図〜第４図参照第１図において、超音波センサ10はセンサホルダー12
に保持されている。センサホルダー12は、その一面にホ
ーン状の口12aを有する。送信子と受信子とを兼ねた超
音波センサ10は、その口12aを通して送受される。セン
サホルダー12の他面に延びた端子10a,10bは、電気的な
接続のための端子である。

この実施例では、センサホルダー12の両側に、互いに
厚さの異なる第２の反射板20,22を設けている。これら
の第２の反射板20,22は、センサホルダー12と一体に形
成することもできるし、あるいは、センサホルダー12に
対して取り付け固定するようにしても良い。第２の反射
板20,22の反射面20r,22rは、面積がほぼ同じであり、し
かも、測定対象側に設けた反射板30の反射面30rと平行
に設定されている。反射面30rが超音波センサ10の軸線
に対して直交するように設定されることは勿論である。
たとえば、トラックの荷重検知を行なう場合、反射板30
はデファレンシャルケースの上部で、車体の中心に位置
する部分に水平に設置し、一方、超音波センサ10および
第２の反射板20,22を有するセンサホルダー12は、トラ
ックの荷台の下面に設置する。

第１図は反射板30および第２の反射板20,22の各反射
面が互いに平行な状態（反射板状態Ｉ）を示している
が、第２図は各反射面が左あるいは右に傾いた状態（反
射板状態II、反射板状態III）を示している。そして、
第３図は、そうした各状態における受信信号の波形を示
している。

S1は超音波センサ10から送られ反射板30で反射された
後、直接超音波センサ10に入った一次波の信号であり、
また、S2は反射板30で反射された後、第２の反射板20で
反射され再び反射板30で反射されて戻った二次波の信
号、S3は反射板30で反射された後、もう一つの第２の反
射板22で反射され再び反射板30で反射されて戻った二次
波の信号である。これらの信号から分かるように、傾き
の有無によって、一次波S1のレベルにちがいが生じるだ
けでなく、二次波の波形に明らかなちがいを生じる。傾
きが無いとき、つまり反射板状態Ｉのときには、第３図
（ａ）のようにS2とS3とがほぼ同じ形状となり、また、
傾きが有るときには、第３図（ｂ）および（ｃ）のよう
にS2とS3とが互いにその形状を異にする。S2が大きいと
きには、反射板状態IIの状態であり、また、S3が大きい
ときには、反射板状態IIIの状態である。S2とS3との位
相差は第２の反射板20,22の厚さを変えたことに起因し
て生じている。

第４図は以上に述べた相対位置検出装置の検出結果
を、トラックの後輪ブレーキ液圧の制御に利用した例を
示している。

超音波センサ10による検出信号はコントローラ50に与
えられる。コントローラ50には、その他、イグニション
スイッチ52およびブレーキスイッチ54のオン−オフ信号
が各々入力される。コントローラ50は、それらの信号に
基づいてステッピングモータ60の回転を制御する。ステ
ッピングモータ60の回転があると、ばね受け62が移動
し、ばね64の予付加を変える。それによって、後輪液圧
制御装置70による制御の作動点（いわゆるスプリットポ
イントあるいはニーポイント）が変わる。後輪液圧制御
装置70自体は一般に知られているので、詳しくは述べな
い。後輪液圧制御装置70は、ハウジング72の内部に前記
ばね64のほか、ばね64の力を受けるピストン74を有す
る。ピストン74の周囲には、互いに異なる受圧面積を規
定するシールリング76,78が設けられる。マスタシリン
ダ80から入力ポート72iに供給される液圧は、所定の関
係で制御され、出力ポート72oから後輪Ｒのホイールシ
リンダに伝達される。なお、Ｆは前輪側を示している。

コントローラ50は、入力された反射波S2とS3とのレベ
ルがおなじであると、「傾きなし」と判定し、直接波S1
の戻ってくる時間から距離を推定する。そして、その推
定値が、前回の推定値と異なるとき、コントローラ50か
らステッピングモータ60に指令を与えて液圧の作動点を
変更する。

他方、反射波S2とS3とにレベル差があるときには、
「傾きあり」と判定し、さらに、レベル差の大小から傾
きの大小を推定する。そして、その傾きの度合に応じた
補正値を直接波S1から得た推定値から差し引き、距離が
傾きにより短くなっている（言い換えると、重量が多く
かかっている）車輪に対して、作動点が適正になるよう
に、コントロール50からステッピングモータ60に指令を
与える。すなわち、後輪液圧制御装置70の予付加ばね64
の荷重を、重みがかかっている側に合わせて大きく補正
し、軽くなっている側のロック防止よりもブレーキ力確
保を優先する。

（実施例２）第５図〜第６図参照別の実施例では、第２の反射板20′,22′の厚さを同
一とし、各反射面20r′,22r′を同じ高さにしている。
この場合、第６図の（ａ）に示す「傾きなし」と、
（ｂ）に示す「傾きあり」とでは、二次波S2,S2′の信
号に明らかなレベル差を生じる。

したがって、この場合、「傾きなし」のときの二次波
S2のレベルをメモリーしておき、その値と推定時に得た
二次波とのレベル差から傾きを判定する。他は前の実施
例と同様である。

なお、前記した各実施例では、測定対象側に反射板を
設けているが、その反射板として、たとえば道路の舗装
面自体を利用することも可能である。

（発明の効果）この発明によれば、超音波センサ10の周囲に、第２の
反射板20,22;20′,22′を設けるようにしているので、
距離を精度良く測定できるだけでなく、傾きについても
測定することができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す構成図、第２図は、同じ実施例の別の状態を示す図、第３図は、同じ実施例の受信信号を示す波形図、第４図は、後輪の液圧制御に適用した例を示す系統図、第５図は、この発明の別の実施例を示す構成図、第６図は、別の実施例における第３図と同様の波形図で
ある。 10……超音波センサ、 20,22;20′,22′……第２の反射板、 30……反射板。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】相対的に変位する一方の部材に超音波を送
受する超音波センサを、他方の部材に超音波を反射する
反射板を各々設け、送信と受信との時間差により前記一
方および他方の部材の相対位置を検出するようにした相
対位置検出装置において、前記超音波センサの周囲に前
記反射板に対向して第２の反射板を設け、第２の反射板
を介することにより遅れて超音波センサに検出される、
二次波の波形あるいは信号レベルの変化に基づいて超音
波センサと前記反射板との相対的な傾きの有無を検出す
るようにした相対位置検出装置。