JP5083314B2 - タイヤ作用力検出装置 - Google Patents
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Description
上記先の提案にかかるタイヤ作用力検出装置によれば、ホイールと保持体との間に作用する力に基づいてタイヤに作用する力を検出することができるが、この種のタイヤ作用力検出装置に於いてはホイールに連結固定されるホイール側部材と保持体に連結固定される保持体側部材とが必須である。またタイヤに作用する力に起因してホイールと保持体との間に作用する力によってホイール側部材及び保持体側部材が相対変位することを許容する部材やホイール側部材と保持体側部材との間に応力を伝達する部材が必要であり、検出器はホイール側部材及び保持体側部材の相対変位又はそれらの間に伝達される応力を検出しなければならない。従って上述の如き従来のタイヤ作用力検出装置は構造が複雑になると共に高コストにならざるを得ないという問題がある。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
第一の実施例
fx*1=fix*1−fio−fi*(T*) ……(1)
fx*2=fix*2−fio−fi*(T*) ……(2)
fz*1=fiz*1−fio−fi*(T*) ……(3)
fz*2=fiz*2−fio−fi*(T*) ……(4)
Fx1=kx(fx11−fx12)
=kx(fix11−fix12) ……(5)
Fx2=kx(fx21−fx22)
=kx(fix21−fix22) ……(6)
Fx3=kx(fx31−fx32)
=kx(fix31−fix32) ……(7)
Fx4=kx(fx41−fx42)
=kx(fix41−fix42) ……(8)
Fxt=Ax(Fx1+Fx2+Fx3+Fx4) ……(9)
Fy1=ky(fx11+fx12+fz11+fz12)
=ky{fix11+fix12+fiz11+fiz12−4(fio+fi1(T1))} ……(10)
Fy2=ky(fx21+fx22+fz21+fz22)
=ky{fix21+fix22+fiz21+fiz22−4(fio+fi2(T2))} ……(11)
Fy3=ky(fx31+fx32+fz31+fz32)
=ky{fix31+fix32+fiz31+fiz32−4(fio+fi3(T3))} ……(12)
Fy4=ky(fx41+fx42+fz41+fz42)
=ky{fix41+fix42+fiz41+fiz42−4(fio+fi4(T4))} ……(13)
Fyt=Ay(Fy1+Fy2+Fy3+Fy4) ……(14)
Fz1={(Fx1−Fxt/4Ax)2+kz2(fz11−fz12)2}1/2
={(Fx1−Fxt/4Ax)2+kz2(fiz11−fiz12)2}1/2 ……(15)
Fz2={(Fx2−Fxt/4Ax)2+kz2(fz21−fz22)2}1/2
={(Fx2−Fxt/4Ax)2+kz2(fiz21−fiz22)2}1/2 ……(16)
Fz3={(Fx3−Fxt/4Ax)2+kz2(fz31−fz32)2}1/2
={(Fx3−Fxt/4Ax)2+kz2(fiz31−fiz32)2}1/2 ……(17)
Fz4={(Fx4−Fxt/4Ax)2+kz2(fz41−fz42)2}1/2
={(Fx4−Fxt/4Ax)2+kz2(fiz41−fiz42)2}1/2 ……(18)
Fzt=Az(Fz1+Fz2+Fz3+Fz4) ……(19)
第二の実施例
fioz*=(fiz*1+fiz*2)/2 ……(20)
fiox*=(fix*1+fix*2)/2 ……(21)
Fy1=ky(fx11+fx12+fz11+fz12)
=ky{fix11+fix12+fiz11+fiz12
−2(fiox1+fioz1)−4fi1(T1)} ……(23)
Fy2=ky(fx21+fx22+fz21+fz22)
=ky{fix21+fix22+fiz21+fiz22
−2(fiox2+fioz2)−4fi2(T2)} ……(24)
Fy3=ky(fx31+fx32+fz31+fz32)
=ky{fix31+fix32+fiz31+fiz32
−2(fiox3+fioz3)−4fi3(T3)} ……(25)
Fy4=ky(fx41+fx42+fz41+fz42)
=ky{fix41+fix42+fiz41+fiz42
−2(fiox4+fioz4)−4fi4(T4)} ……(26)
Fyt=Ay(β1Fy1+β2Fy2+β3Fy3+β4Fy4) ……(27)
Fz1={(α1Fx1−Fxt/4Ax)2+kz2(fz11−fz12)2}1/2
={(α1Fx1−Fxt/4Ax)2+kz2(fiz11−fiz12)2}1/2 ……(28)
Fz2={(α2Fx2−Fxt/4Ax)2+kz2(fz21−fz22)2}1/2
={(α2Fx2−Fxt/4Ax)2+kz2(fiz21−fiz22)2}1/2 ……(29)
Fz3={(α3Fx3−Fxt/4Ax)2+kz2(fz31−fz32)2}1/2
={(α3Fx3−Fxt/4Ax)2+kz2(fiz31−fiz32)2}1/2 ……(30)
Fz4={(α4Fx4−Fxt/4Ax)2+kz2(fz41−fz42)2}1/2
={(α4Fx4−Fxt/4Ax)2+kz2(fiz41−fiz42)2}1/2 ……(31)
Fzt=Az(γ1Fz1+γ2Fz2+γ3Fz3+γ4Fz4) ……(32)
第三の実施例
第四の実施例
Fx*1=fvx*1−fvo−fv*(T*) ……(33)
Fx*2=fvx*2−fvo−fv*(T*) ……(34)
Fz*1=fvz*1−fvo−fv*(T*) ……(35)
Fz*2=vfz*2−fvo−fv*(T*) ……(36)
Fx1=kx(fx11−fx12)
=kx(fvx11−fvx12) ……(37)
Fx2=kx(fx21−fx22)
=kx(fvx21−fvx22) ……(38)
Fx3=kx(fx31−fx32)
=kx(fvx31−fvx32) ……(39)
Fx4=kx(fx41−fx42)
=kx(fvx41−fvx42) ……(40)
Fy1=ky(fy11+fy12+fy13+fy14)
=ky{fp11+fp12+fp13+fp14−4(fpo+fp1(T1))} ……(41)
Fy2=ky(fy21+fy22+fy23+fy24)
=ky{fp21+fp22+fp23+fp24−4(fpo+fp2(T2))} ……(42)
Fy3=ky(fy31+fy32+fy33+fy34)
=ky{fp31+fp32+fp33+fp34−4(fpo+fp3(T3))} ……(43)
Fy4=ky(fy41+fy42+fy43+fy44)
=ky{fp41+fp42+fp43+fp44−4(fpo+fp4(T4))} ……(44)
Fz1={(Fx1−Fxt/4Ax)2+kz2(Fz11−Fz12)2}1/2
={(Fx1−Fxt/4Ax)2+kz2(fvz11−fvz12)2}1/2 ……(45)
Fz2={(Fx2−Fxt/4Ax)2+kz2(Fz21−Fz22)2}1/2
={(Fx2−Fxt/4Ax)2+kz2(fvz21−fvz22)2}1/2 ……(46)
Fz3={(Fx3−Fxt/4Ax)2+kz2(Fz31−Fz32)2}1/2
={(Fx3−Fxt/4Ax)2+kz2(fvz31−fvz32)2}1/2 ……(47)
Fz4={(Fx4−Fxt/4Ax)2+kz2(Fz41−Fz42)2}1/2
={(Fx4−Fxt/4Ax)2+kz2(fvz41−fvz42)2}1/2 ……(48)
第五の実施例
第六の実施例
Fxt=Ax1(Fx1+Fx3) ……(49)
第七の実施例
Fz1=fz11−fz12
=fiz11−fiz12 ……(50)
Fz2=fz21−fz22
=fiz21−fiz22 ……(51)
Fzt=Az2 kz2{Fz12+Fz22}1/2 ……(52)
Fzt=Az2 kz2{(fz11−fz12)2+(fz21−fz22)2}1/2
=Az2 kz2{(fiz11−fiz12)2+(fiz21−fiz22)2}1/2 ……(53)
第八の実施例
Fx1=fx11−fx12
=kx(fix11−fix12) ……(54)
Fz1=fz11−fz12
=kz(fiz11−fiz12) ……(55)
Fxt=Ax3(Fx1max+Fx1min) ……(56)
Fzt=Az3(Fx1max−Fx1min) ……(57)
Claims (16)
- 回転軸線に垂直な円板部を有するホイールと前記ホイールの外周部に保持されるタイヤとを有する車輪と、車体により前記回転軸線の周りに回転可能に支持され前記回転軸線に垂直なホイール支持部にて前記ホイールを前記回転軸線の周りに回転可能に支持するホイール支持部材と、前記ホイールの前記円板部と前記ホイール支持部材の前記ホイール支持部とを連結する連結手段とを備えた車両について、前記タイヤの接地点に作用するタイヤ作用力を推定するタイヤ作用力推定装置であって、前記連結手段に作用する応力を検出する応力検出手段と、検出された応力に基づいてタイヤ作用力を演算する演算手段とを有するタイヤ作用力推定装置に於いて、
各連結手段は前記ホイール支持部に設けられた保持部と、一端部にて前記保持部により片持支持され且つ他端部にて前記円板部に連結固定され且つ前記回転軸線と平行に延在する連結要素とを含み、各応力検出手段は前記連結要素の弾性変形に伴う歪を検出する歪検出手段を含んでおり、
前記一端部は前記他端部よりも大きい断面積を有する、
ことを特徴とするタイヤ作用力検出装置。 - 回転軸線に垂直な円板部を有するホイールと前記ホイールの外周部に保持されるタイヤとを有する車輪と、車体により前記回転軸線の周りに回転可能に支持され前記回転軸線に垂直なホイール支持部にて前記ホイールを前記回転軸線の周りに回転可能に支持するホイール支持部材と、前記ホイールの前記円板部と前記ホイール支持部材の前記ホイール支持部とを連結する連結手段とを備えた車両について、前記タイヤの接地点に作用するタイヤ作用力を推定するタイヤ作用力推定装置であって、前記連結手段に作用する応力を検出する応力検出手段と、検出された応力に基づいてタイヤ作用力を演算する演算手段とを有するタイヤ作用力推定装置に於いて、
各連結手段は前記ホイール支持部に設けられた保持部と、一端部にて前記保持部により片持支持され且つ他端部にて前記円板部に連結固定され且つ前記回転軸線と平行に延在する連結要素とを含み、各応力検出手段は前記連結要素の弾性変形に伴う歪を検出する歪検出手段を含んでおり、
前記ホイール支持部は前記一端部より前記中心軸線に沿って前記車輪の側へ隔置された位置に於いて前記連結要素に嵌合し前記連結要素の弾性変形を制限することにより前記連結要素に作用する荷重を制限する荷重制限手段を有している、
ことを特徴とするタイヤ作用力検出装置。 - 回転軸線に垂直な円板部を有するホイールと前記ホイールの外周部に保持されるタイヤとを有する車輪と、車体により前記回転軸線の周りに回転可能に支持され前記回転軸線に垂直なホイール支持部にて前記ホイールを前記回転軸線の周りに回転可能に支持するホイール支持部材と、前記ホイールの前記円板部と前記ホイール支持部材の前記ホイール支持部とを連結する連結手段とを備えた車両について、前記タイヤの接地点に作用するタイヤ作用力を推定するタイヤ作用力推定装置であって、前記連結手段に作用する応力を検出する応力検出手段と、検出された応力に基づいてタイヤ作用力を演算する演算手段とを有するタイヤ作用力推定装置に於いて、
各連結手段は前記ホイール支持部に設けられた保持部と、一端部にて前記保持部により片持支持され且つ他端部にて前記円板部に連結固定され且つ前記回転軸線と平行に延在する連結要素とを含み、各応力検出手段は前記保持部の弾性変形に伴う歪を検出する歪検出手段を含んでおり、
前記一端部は前記他端部よりも大きい断面積を有する、
ことを特徴とするタイヤ作用力検出装置。 - 回転軸線に垂直な円板部を有するホイールと前記ホイールの外周部に保持されるタイヤとを有する車輪と、車体により前記回転軸線の周りに回転可能に支持され前記回転軸線に垂直なホイール支持部にて前記ホイールを前記回転軸線の周りに回転可能に支持するホイール支持部材と、前記ホイールの前記円板部と前記ホイール支持部材の前記ホイール支持部とを連結する連結手段とを備えた車両について、前記タイヤの接地点に作用するタイヤ作用力を推定するタイヤ作用力推定装置であって、前記連結手段に作用する応力を検出する応力検出手段と、検出された応力に基づいてタイヤ作用力を演算する演算手段とを有するタイヤ作用力推定装置に於いて、
各連結手段は前記ホイール支持部に設けられた保持部と、一端部にて前記保持部により片持支持され且つ他端部にて前記円板部に連結固定され且つ前記回転軸線と平行に延在する連結要素とを含み、各応力検出手段は前記保持部の弾性変形に伴う歪を検出する歪検出手段を含んでおり、
前記ホイール支持部は前記一端部より前記中心軸線に沿って前記車輪の側へ隔置された位置に於いて前記連結要素に嵌合し前記連結要素の弾性変形を制限することにより前記連結要素に作用する荷重を制限する荷重制限手段を有している、
ことを特徴とするタイヤ作用力検出装置。 - 回転軸線に垂直な円板部を有するホイールと前記ホイールの外周部に保持されるタイヤとを有する車輪と、車体により前記回転軸線の周りに回転可能に支持され前記回転軸線に垂直なホイール支持部にて前記ホイールを前記回転軸線の周りに回転可能に支持するホイール支持部材と、前記ホイールの前記円板部と前記ホイール支持部材の前記ホイール支持部とを連結する連結手段とを備えた車両について、前記タイヤの接地点に作用するタイヤ作用力を推定するタイヤ作用力推定装置であって、前記連結手段に作用する応力を検出する応力検出手段と、検出された応力に基づいてタイヤ作用力を演算する演算手段とを有するタイヤ作用力推定装置に於いて、
各連結手段は前記ホイール支持部に設けられた保持部と、一端部にて前記保持部により片持支持され且つ他端部にて前記円板部に連結固定され且つ前記回転軸線と平行に延在する連結要素とを含み、各応力検出手段は前記連結要素の弾性変形に伴う前記保持部に対する前記連結要素の相対変位量を検出する変位量検出手段を含んでおり、
前記ホイール支持部は前記一端部より前記中心軸線に沿って前記車輪の側へ隔置された位置に於いて前記連結要素に嵌合し前記連結要素の弾性変形を制限することにより前記連結要素に作用する荷重を制限する荷重制限手段を有している、
ことを特徴とするタイヤ作用力検出装置。 - 回転軸線に垂直な円板部を有するホイールと前記ホイールの外周部に保持されるタイヤとを有する車輪と、車体により前記回転軸線の周りに回転可能に支持され前記回転軸線に垂直なホイール支持部にて前記ホイールを前記回転軸線の周りに回転可能に支持するホイール支持部材と、前記ホイールの前記円板部と前記ホイール支持部材の前記ホイール支持部とを連結する連結手段とを備えた車両について、前記タイヤの接地点に作用するタイヤ作用力を推定するタイヤ作用力推定装置であって、前記連結手段に作用する応力を検出する応力検出手段と、検出された応力に基づいてタイヤ作用力を演算する演算手段とを有するタイヤ作用力推定装置に於いて、
各連結手段は前記ホイール支持部に設けられた保持部と、一端部にて前記保持部により片持支持され且つ他端部にて前記円板部に連結固定され且つ前記回転軸線と平行に延在する連結要素とを含み、各応力検出手段は前記連結要素と前記ホイール支持部との間の面圧を検出する面圧検出手段を含んでおり、
前記ホイール支持部は前記一端部より前記中心軸線に沿って前記車輪の側へ隔置された位置に於いて前記連結要素に嵌合し前記連結要素の弾性変形を制限することにより前記連結要素に作用する荷重を制限する荷重制限手段を有している、
ことを特徴とするタイヤ作用力検出装置。 - 回転軸線に垂直な円板部を有するホイールと前記ホイールの外周部に保持されるタイヤとを有する車輪と、車体により前記回転軸線の周りに回転可能に支持され前記回転軸線に垂直なホイール支持部にて前記ホイールを前記回転軸線の周りに回転可能に支持するホイール支持部材と、前記ホイールの前記円板部と前記ホイール支持部材の前記ホイール支持部とを連結する連結手段とを備えた車両について、前記タイヤの接地点に作用するタイヤ作用力を推定するタイヤ作用力推定装置であって、前記連結手段に作用する応力を検出する応力検出手段と、検出された応力に基づいてタイヤ作用力を演算する演算手段とを有するタイヤ作用力推定装置に於いて、
各連結手段は前記ホイール支持部に設けられた保持部と、一端部にて前記保持部により片持支持され且つ他端部にて前記円板部に連結固定され且つ前記回転軸線と平行に延在する連結要素とを含み、各応力検出手段は前記連結要素と前記ホイール支持部との間の面圧を検出する面圧検出手段を含んでおり、
各面圧検出手段は前記連結要素と前記ホイール支持部との間の前記中心軸線に垂直な方向の面圧を検出する、
ことを特徴とするタイヤ作用力検出装置。 - 回転軸線に垂直な円板部を有するホイールと前記ホイールの外周部に保持されるタイヤとを有する車輪と、車体により前記回転軸線の周りに回転可能に支持され前記回転軸線に垂直なホイール支持部にて前記ホイールを前記回転軸線の周りに回転可能に支持するホイール支持部材と、前記ホイールの前記円板部と前記ホイール支持部材の前記ホイール支持部とを連結する連結手段とを備えた車両について、前記タイヤの接地点に作用するタイヤ作用力を推定するタイヤ作用力推定装置であって、前記連結手段に作用する応力を検出する応力検出手段と、検出された応力に基づいてタイヤ作用力を演算する演算手段とを有するタイヤ作用力推定装置に於いて、
各連結手段は前記ホイール支持部に設けられた保持部と、一端部にて前記保持部により片持支持され且つ他端部にて前記円板部に連結固定され且つ前記回転軸線と平行に延在する連結要素とを含み、各応力検出手段は前記連結要素と前記ホイール支持部との間の面圧を検出する面圧検出手段を含んでおり、
各面圧検出手段は前記連結要素と前記ホイール支持部との間に配置された検出素子と、前記連結要素と前記ホイール支持部との間の前記中心軸線に垂直な方向の間隔を調節することにより、前記タイヤに応力が作用していない状況に於いて前記検出素子に作用する面圧を調節する調節手段とを含んでいる、
ことを特徴とするタイヤ作用力検出装置。 - 回転軸線に垂直な円板部を有するホイールと前記ホイールの外周部に保持されるタイヤとを有する車輪と、車体により前記回転軸線の周りに回転可能に支持され前記回転軸線に垂直なホイール支持部にて前記ホイールを前記回転軸線の周りに回転可能に支持するホイール支持部材と、前記ホイールの前記円板部と前記ホイール支持部材の前記ホイール支持部とを連結する連結手段とを備えた車両について、前記タイヤの接地点に作用するタイヤ作用力を推定するタイヤ作用力推定装置であって、前記連結手段に作用する応力を検出する応力検出手段と、検出された応力に基づいてタイヤ作用力を演算する演算手段とを有するタイヤ作用力推定装置に於いて、
各連結手段は前記ホイール支持部に設けられた保持部と、一端部にて前記保持部により片持支持され且つ他端部にて前記円板部に連結固定され且つ前記回転軸線と平行に延在する連結要素とを含み、各応力検出手段は前記連結要素と前記ホイール支持部との間の面圧を検出する面圧検出手段を含んでおり、
前記ホイール支持部は前記一端部より前記中心軸線に沿って前記車輪の側へ隔置された位置に於いて前記連結要素に嵌合し前記連結要素の弾性変形を制限することにより前記連結要素に作用する荷重を制限する荷重制限手段を有している、
ことを特徴とするタイヤ作用力検出装置。 - 各面圧検出手段は前記連結要素と前記ホイール支持部との間に配置された検出素子と、前記連結要素と前記ホイール支持部との間の前記中心軸線に垂直な方向の間隔を調節することにより、前記タイヤに応力が作用していない状況に於いて前記検出素子に作用する面圧を調節する調節手段とを含んでいることを特徴とする請求項7に記載のタイヤ作用力検出装置。
- 前記連結要素と前記ホイールの前記円板部との間に配置された検出素子と、前記連結要素と前記円板部との間にて前記連結要素に嵌合し前記円板部より前記検出素子へ前記中心軸線に沿って応力を伝達する応力伝達手段とを含んでいることを特徴とする請求項9に記載のタイヤ作用力検出装置。
- 前記荷重制限手段は前記ホイール支持部の一部であることを特徴とする請求項2、4乃至6、9の何れか一つに記載のタイヤ作用力検出装置。
- 前記連結要素と前記ホイール支持部の一部との間には前記中心軸線の周りに環状に延在する弾性シールリングが配置されており、前記弾性シールリングは前記応力検出手段へ異物が到達することを防止することを特徴とする請求項12に記載のタイヤ作用力検出装置。
- 前記荷重制限手段は前記連結要素と前記ホイール支持部との間にて前記連結要素の周りに環状に延在し、前記連結要素と前記荷重制限手段との間及び前記荷重制限手段と前記ホイール支持部との間にはそれぞれ前記中心軸線の周りに環状に延在する第一及び第二の弾性シールリングが配置されており、前記第一及び第二の弾性シールリングは前記応力検出手段へ異物が到達することを防止することを特徴とする請求項2、4乃至6、9の何れか一つに記載のタイヤ作用力検出装置。
- 前記連結要素の少なくとも一部は筒状をなし、前記応力検出手段は前記連結要素の前記筒状をなす部分の歪を検出することを特徴とする請求項1乃至6、9、11乃至14の何れか一つに記載のタイヤ作用力検出装置。
- 前記保持部の少なくとも一部は筒状をなし、前記応力検出手段は前記保持部の前記筒状をなす部分の歪を検出することを特徴とする請求項1乃至6、9、11乃至14の何れか一つに記載のタイヤ作用力検出装置。
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