JPH08183433A - Slip angle measuring device using doppler effect - Google Patents

Slip angle measuring device using doppler effect

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Publication number
JPH08183433A
JPH08183433A JP35095A JP35095A JPH08183433A JP H08183433 A JPH08183433 A JP H08183433A JP 35095 A JP35095 A JP 35095A JP 35095 A JP35095 A JP 35095A JP H08183433 A JPH08183433 A JP H08183433A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slip angle
ultrasonic
point
sound wave
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP35095A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanobu Sakai
政信 酒井
Mitsuhiro Makita
光弘 牧田
Kunio Matsuura
邦夫 松浦
Shuji Torii
修司 鳥居
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP35095A priority Critical patent/JPH08183433A/en
Publication of JPH08183433A publication Critical patent/JPH08183433A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide a device for measuring a slip angle with accuracy without being influenced by sound velocity in a slip angle measuring device using Doppler effect. CONSTITUTION: A transmitting ultrasonic vibrator 11 and receiving ultrasonic vibrators 12, 13 are arranged with the respective vibrating faces facing a specified point P on the road surface so as to become specified sensor geometry. A tire slip angle αP at the point P is computed in a slip angle computing circuit 26 from the Doppler shift frequency fd1 , fd2 of ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic vibrator 11, reflected around the point P as the center and received by the respective ultrasonic vibrators 12, 13, and this value is corrected into the value α at a tire grounding point by a correcting circuit 28.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本件各発明は、音波のドップラ効
果を利用して走行中の車両のスリップ角を計測する装置
に関するものであり、特に、スリップ角の算出式から音
速の項を排除してスリップ角が精度良く計測される装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for measuring the slip angle of a running vehicle by utilizing the Doppler effect of sound waves, and in particular, excludes the sonic term from the formula for calculating the slip angle. And a device for accurately measuring a slip angle.

【0002】[0002]

【従来の技術】空気入りゴムタイヤ付き車輪を装備して
いる車両において、タイヤのスリップ角(車輪の進行方
向と回転面とのなす角度)は車両挙動を示す重要な物理
量であり、タイヤスリップ角を検出し、その検出値を用
いて車両制御を行う要求が高まっているが、精度良くス
リップ角が検出される実用的なセンサがないのが現状で
ある。
2. Description of the Related Art In a vehicle equipped with wheels with pneumatic rubber tires, the tire slip angle (the angle between the traveling direction of the wheel and the rolling surface) is an important physical quantity that indicates the vehicle behavior. Although there is an increasing demand for detecting and performing vehicle control using the detected value, there is currently no practical sensor that can detect the slip angle with high accuracy.

【0003】従来より提案されているスリップ角計測装
置としては、音波のドップラ効果を利用するものがあ
り、例えば特開平4−220584号公報に記載されて
いる。この公報に記載されている装置では、図20に示
すように、タイヤの中心線方向をX軸、タイヤの回転軸
方向をY軸とすると、タイヤのスリップ角αは、車輪速
のX軸方向の成分VX とY軸方向の成分VY とから下記
の(1)式で表されるため、これら各方向の車輪速成分
X ,VY を、それぞれ超音波センサ91,92で検出
されたドップラシフト周波数fX ,fY に基づいて算出
する構成になっている。
A conventionally proposed slip angle measuring device utilizes a Doppler effect of a sound wave, and is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-220584. In the device described in this publication, as shown in FIG. 20, when the tire centerline direction is the X axis and the tire rotation axis direction is the Y axis, the tire slip angle α is the wheel speed in the X axis direction. Is expressed by the following equation (1) from the component V X of the vehicle and the component V Y in the Y-axis direction, the wheel speed components V X and V Y in these directions are detected by the ultrasonic sensors 91 and 92, respectively. The calculation is performed based on the Doppler shift frequencies f X and f Y.

【0004】 α=tan-1(VY /VX ) ………(1) すなわち、前記各超音波センサ91,92は、超音波の
送信機91a,92aと受信機91b,92bとを備
え、車輪速のX成分VX 計測用の超音波センサ91は、
送信面および受信面をX軸より外側でこれに平行なX’
軸方向前方の測定路面93Xに向け、車輪速のY成分V
Y 計測用の超音波センサ92は、送信面および受信面を
Y軸方向外側の測定路面93Yに向け、車輪のホイール
またはホイールと同等の運動をする部分に、車輪の転が
り方向の回転のみが拘束されその他の方向では車輪の動
きに同期するように設置されている。
Α = tan −1 (V Y / V X ) (1) That is, each of the ultrasonic sensors 91, 92 includes ultrasonic transmitters 91 a, 92 a and receivers 91 b, 92 b. , The ultrasonic sensor 91 for measuring the X component V X of the wheel speed is
X ′ parallel to the transmitting and receiving surfaces outside the X axis
Y component V of the wheel speed toward the measured road surface 93X in the axial front direction
The ultrasonic sensor 92 for Y measurement directs the transmitting surface and the receiving surface toward the measurement road surface 93Y on the outer side in the Y-axis direction, and restricts only the rotation of the wheel in the rolling direction to the wheel or a portion that performs the same movement as the wheel. In other directions, it is installed so as to synchronize with the movement of the wheels.

【0005】また、信号処理装置94が車体に搭載さ
れ、この信号処置装置94内の送信回路94aを介して
各超音波センサ91,92の送信機91a,92aに送
信信号Xt ,Yt がそれぞれ出力されることにより、各
送信機91a,92aから前記各測定路面93X,93
Yに所定周波数fS の超音波が送信され、当該各測定路
面93X,93Yから反射した超音波を受信機91b,
92bが受信する。この受信された超音波の受信信号X
r ,Yr から、受信回路94bで各受信超音波の周波数
1 ,f2 が検出され、この周波数f1 ,f2 は、ドッ
プラ効果により各方向の速度に応じて送信周波数fS
は異なるものとなり、これがドップラ周波数検出回路9
4cに入力され、各超音波センサ91,92におけるド
ップラ周波数fX ,fY が算出されるようになってい
る。そして、スリップ角演算回路94dにおいて、これ
らのドップラ周波数fX ,fY に基づいて、それぞれ車
輪速のX成分VX ,Y成分VY を算出し、前記(1)式
からスリップ角αを算出している。
A signal processing device 94 is mounted on the vehicle body, and transmission signals X t and Y t are transmitted to the transmitters 91a and 92a of the ultrasonic sensors 91 and 92 through a transmission circuit 94a in the signal processing device 94. By being output, the transmitters 91a and 92a output the measured road surfaces 93X and 93, respectively.
An ultrasonic wave having a predetermined frequency f S is transmitted to Y, and the ultrasonic waves reflected from the measurement road surfaces 93X and 93Y are received by the receivers 91b and 91b.
92b receives. This received ultrasonic wave reception signal X
The frequencies f 1 and f 2 of the received ultrasonic waves are detected by the receiving circuit 94b from r and Y r , and these frequencies f 1 and f 2 are different from the transmission frequency f S according to the speed in each direction due to the Doppler effect. This is different, and this is the Doppler frequency detection circuit 9
4c, and the Doppler frequencies f X and f Y in the ultrasonic sensors 91 and 92 are calculated. Then, in the slip angle calculation circuit 94d, the X component V X and the Y component V Y of the wheel speed are calculated based on these Doppler frequencies f X and f Y , respectively, and the slip angle α is calculated from the equation (1). are doing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにドップラ効果を利用して音波により速度を計測する
場合には、音速が車速の最高速度の6倍程度であるた
め、高速領域では計測誤差が大きくなるという問題点が
ある。また、音速は温度により変化するため、測定路面
およびその付近の温度により計測される車輪速が異なる
ことになるが、前記従来の装置では、離れた別々の測定
路面93X,93Yで計測された車輪速のX成分VX
Y成分VY に基づいてスリップ角を算出しているため、
音速の影響によるスリップ角の計測誤差が大きいという
問題点がある。
However, when the speed is measured by the sound wave using the Doppler effect, the sound speed is about 6 times the maximum speed of the vehicle, so that the measurement error is high in the high speed region. There is a problem that it becomes large. Further, since the speed of sound changes depending on the temperature, the wheel speeds measured differ depending on the temperature of the measurement road surface and the temperature in the vicinity thereof. However, in the conventional device described above, the wheel speeds measured on separate measurement road surfaces 93X and 93Y are different. The fast X component V X ,
Since the slip angle is calculated based on the Y component V Y ,
There is a problem that the measurement error of the slip angle due to the influence of the sound velocity is large.

【0007】ここで、車輪の進行方向における速度を
V、超音波の送信軸と測定路面とのなす角をθS 、音速
をCS とすると、送信周波数fS と受信周波数fR との
差として算出されるドップラシフト周波数fd は、下記
の(2)式で表される。 fd =(2VfS cos θS )/(cS −Vcos θS ) ……(2) この(2)式の変形により、車輪速Vはドップラシフト
周波数fd を用いて下記の(3)式で表される。
Assuming that the velocity of the wheel in the traveling direction is V, the angle between the ultrasonic transmission axis and the measured road surface is θ S , and the speed of sound is C S , the difference between the transmission frequency f S and the reception frequency f R. The Doppler shift frequency f d calculated as is expressed by the following equation (2). f d = (2Vf S cos θ S) / (c S -Vcos θ S) ...... (2) By this modification of the equation (2), the wheel speed V by using the Doppler shift frequency f d of the following (3) It is represented by a formula.

【0008】 V=fd S /(2fS cos θS +fd cos θS ) ……(3) このように、ドップラシフト周波数fd から車輪速Vを
算出する場合には、音速cS が関わってくるため、前記
従来の装置のように、離れた別々の測定路面93X,9
3Yで計測された車輪速のX成分VX ,Y成分VY によ
りスリップ角αを正確に算出すためには、各測定路面9
3X,93Yと超音波センサ91,92との間での音速
を測定する必要がある。しかしながら、一般に音速を精
度良く測定することは困難である。
V = f d C S / (2f S cos θ S + f d cos θ S ) (3) Thus, when calculating the wheel speed V from the Doppler shift frequency f d , the sound speed c S Therefore, as in the case of the above-described conventional apparatus, separate measurement road surfaces 93X, 9
In order to accurately calculate the slip angle α from the X component V X and the Y component V Y of the wheel speed measured at 3Y, each measured road surface 9
It is necessary to measure the speed of sound between the 3X and 93Y and the ultrasonic sensors 91 and 92. However, it is generally difficult to accurately measure the sound velocity.

【0009】本件各発明は、このような従来技術の未解
決の問題点を解決することを課題とするものであり、ド
ップラ効果を利用したスリップ角計測装置において、音
速の影響を受けずに、スリップ角が精度良く計測される
装置を提供することを目的とする。
The present invention is intended to solve such unsolved problems of the prior art, and in a slip angle measuring device utilizing the Doppler effect, there is no influence of the speed of sound, It is an object of the present invention to provide an apparatus for measuring a slip angle with high accuracy.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係るスリップ角計測装置は、車両の所定
位置に設置され、当該車両が走行する路面の所定点に送
信軸を向けて所定角度で音波を送信する音波送信手段
と、当該車両の互いに異なる位置に設置され、前記音波
送信手段により送信されて前記所定点で反射した音波の
うち、当該所定点を含む鉛直面を挟んだ両側にそれぞれ
所定角度で伝播された音波を受信する二つの音波受信手
段と、前記各音波受信手段により受信された音波のドッ
プラ効果に伴う送信時からの周波数変化量を検出するド
ップラシフト周波数検出手段と、前記ドップラシフト周
波数検出手段により検出された各音波受信手段での周波
数変化量に基づいて当該車両のスリップ角を算出するス
リップ角算出手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。
In order to achieve the above object, a slip angle measuring device according to claim 1 is installed at a predetermined position of a vehicle, and a transmission axis is directed to a predetermined point on a road surface on which the vehicle runs. Between the sound wave transmitting means for transmitting sound waves at a predetermined angle and the sound waves transmitted from the sound wave transmitting means and reflected at the predetermined point, which are installed at different positions of the vehicle, and sandwich a vertical plane including the predetermined point. Two sound wave receiving means for receiving sound waves propagated at a predetermined angle on both sides, and Doppler shift frequency detection for detecting the amount of frequency change from the time of transmission due to the Doppler effect of the sound waves received by each of the sound wave receiving means. Means, and a slip angle calculating means for calculating a slip angle of the vehicle based on a frequency change amount in each sound wave receiving means detected by the Doppler shift frequency detecting means, It is characterized in that it comprises.

【0011】請求項2に係るスリップ角計測装置は、前
記請求項1に係るスリップ角計測装置において、前記ス
リップ角がタイヤスリップ角であり、車体の回頭速度を
検出する回頭速度検出手段と、前記所定点での車輪の進
行方向の速度を検出する車輪速検出手段とを備えるとと
もに、前記スリップ角算出手段は、当該回頭速度検出手
段からの回頭速度検出値と、前記車輪速検出手段からの
車輪速検出値とに基づいて、前記所定点とタイヤの接地
点とが異なることに起因するずれを補正する補正手段を
備えたことを特徴とするものである。
A slip angle measuring device according to a second aspect is the slip angle measuring device according to the first aspect, wherein the slip angle is a tire slip angle, and a turning velocity detecting means for detecting a turning velocity of the vehicle body, With the wheel speed detecting means for detecting the speed of the wheel in the traveling direction at a predetermined point, the slip angle calculating means, the turning speed detection value from the turning speed detecting means, and the wheel from the wheel speed detecting means. The present invention is characterized by further comprising a correction unit that corrects a deviation caused by a difference between the predetermined point and the ground contact point of the tire based on the speed detection value.

【0012】請求項3に係るスリップ角計測装置は、前
記請求項1に係るスリップ角計測装置において、前記二
つの音波受信手段が、使用する音波の感度指向性と予め
設定された所定車速とに応じて選定したものであること
を特徴とするものである。
A slip angle measuring device according to a third aspect of the present invention is the slip angle measuring device according to the first aspect, wherein the two sound wave receiving means have a sensitivity directivity of a sound wave to be used and a predetermined vehicle speed set in advance. It is characterized in that it is selected according to.

【0013】[0013]

【作用】請求項1〜3に係るスリップ角計測装置では、
音波送信手段から送信軸を路面の所定点に向けて所定角
度で音波が送信されると、二つの音波受信手段は、前記
音波送信手段により送信されて前記所定点で反射した音
波のうち、当該所定点を含む鉛直面を挟んだ両側にそれ
ぞれ所定角度で伝播された音波を受信する。このように
して各音波受信手段により受信された音波は、ドップラ
効果に伴い送信時の周波数とは異なる周波数となり、そ
の周波数変化量(前述の「ドップラシフト周波数」)f
d1,fd2が、ドップラシフト周波数検出手段により検出
される。
In the slip angle measuring device according to claims 1 to 3,
When the sound wave is transmitted from the sound wave transmitting means at a predetermined angle with the transmission axis directed to a predetermined point on the road surface, the two sound wave receiving means receive the sound wave transmitted from the sound wave transmitting means and reflected at the predetermined point. The sound waves propagated at a predetermined angle are received on both sides of the vertical plane including the predetermined point. The sound wave received by each sound wave receiving unit in this way has a frequency different from the frequency at the time of transmission due to the Doppler effect, and the frequency change amount (the above-mentioned “Doppler shift frequency”) f
d1 and fd2 are detected by the Doppler shift frequency detecting means.

【0014】ここで、前記二つの音波受信手段を、前記
音波送信手段により送信されて前記所定点から反射した
音波のうち、当該所定点を含む鉛直面を挟んだ両側にそ
れぞれ所定角度で伝播された音波を受信するものとした
ことにより、スリップ角算出手段において、例えば、前
記検出された各ドップラシフト周波数fd1,fd2、前記
各音波受信手段の受信軸と前記音波送信手段の送信軸と
のなす角度の路面への投影角度、送信軸と路面とのなす
角度、および各受信軸と路面とのなす角度を用いて前記
所定点におけるスリップ角を算出することができる。す
なわち、この装置では、音速の項を含まない算出式から
スリップ角が算出される。
Here, among the sound waves transmitted by the sound wave transmitting means and reflected from the predetermined point, the two sound wave receiving means propagate at predetermined angles to both sides of the vertical plane including the predetermined point. Since the received sound waves are received, in the slip angle calculation means, for example, the detected Doppler shift frequencies f d1 and f d2 , the reception axis of each of the sound wave reception means and the transmission axis of the sound wave transmission means are The slip angle at the predetermined point can be calculated using the projection angle of the angle formed by the road surface, the angle formed by the transmission axis and the road surface, and the angle formed by each reception axis and the road surface. That is, in this device, the slip angle is calculated from a calculation formula that does not include the term of sound velocity.

【0015】特に、請求項2に係るスリップ角計測装置
によれば、スリップ角算出手段の補正手段において、例
えば、ドップラシフト周波数の測定点に相当する路面の
前記所定点とタイヤの接地点との距離と、前記回頭速度
検出手段からの回頭速度検出値と、前記車輪速検出手段
からの車輪速検出値(前記所定点での車輪の進行方向の
速度)とによって、音波が送信・反射される所定点での
値として算出されたタイヤスリップ角が、タイヤの接地
点(平面視における車輪の中心点)での値に補正算出さ
れる。これにより、当該装置において、タイヤスリップ
角の計測の場合には、前記所定点をタイヤの接地点に一
致させることができないことに起因する計測精度の低下
が防止される。
Particularly, according to the slip angle measuring device of the second aspect, in the correcting means of the slip angle calculating means, for example, the predetermined point on the road surface corresponding to the measurement point of the Doppler shift frequency and the ground contact point of the tire are set. Sound waves are transmitted / reflected by the distance, the turning speed detection value from the turning speed detection means, and the wheel speed detection value from the wheel speed detection means (speed in the traveling direction of the wheel at the predetermined point). The tire slip angle calculated as the value at the predetermined point is corrected and calculated to be the value at the ground contact point of the tire (the center point of the wheel in plan view). With this, in the device, in the case of measuring the tire slip angle, it is possible to prevent the measurement accuracy from deteriorating due to the inability to match the predetermined point with the ground contact point of the tire.

【0016】また、前記請求項1に係るスリップ角計測
装置においては、前記音波送信手段が音波を送信し、当
該送信された音波を路面での反射の後に前記音波受信手
段が受信するまでの間、車両の走行に伴って当該音波受
信手段も前記音波送信手段による音波送信時の位置から
移動しているため、使用する音波が超音波のように感度
指向性の高いものである場合には、前記二つの音波受信
手段の受信指向性によっては、高速走行時に各音波受信
手段により前記所定点を中心として反射した音波が受信
されない虞れがある。
Further, in the slip angle measuring device according to the first aspect, the sound wave transmitting means transmits a sound wave, and the sound wave receiving means receives the transmitted sound wave after the sound wave is reflected on a road surface. Since the sound wave receiving means also moves from the position at the time of sound wave transmission by the sound wave transmitting means as the vehicle travels, when the sound wave to be used has high sensitivity directivity like an ultrasonic wave, Depending on the reception directivities of the two sound wave receiving means, there is a possibility that the sound wave reflected by the sound wave receiving means around the predetermined point may not be received by each of the sound wave receiving means during traveling at high speed.

【0017】これに対して、請求項3に係るスリップ角
計測装置によれば、前記所定車速を例えば当該車両の想
定最大車速にすることにより、請求項1に係るスリップ
角計測装置で使用する音波が超音波のように感度指向性
の高いものであっても、高速走行時に、各音波受信手段
により前記所定点で反射した音波が確実に受信されるよ
うにすることができる。
On the other hand, according to the slip angle measuring device of the third aspect, the sound wave used in the slip angle measuring device of the first aspect is achieved by setting the predetermined vehicle speed to, for example, the assumed maximum vehicle speed of the vehicle. Even if the ultrasonic wave has a high sensitivity directivity, it is possible to reliably receive the sound wave reflected at the predetermined point by each sound wave receiving means when traveling at a high speed.

【0018】[0018]

【実施例】以下、前記各発明に係るスリップ角計測装置
の実施例について、図面に基づいて説明する。先ず、図
2〜図6により、当該スリップ角計測装置の第一実施例
を構成する超音波センサ1について説明する。
Embodiments of the slip angle measuring device according to each of the inventions will be described below with reference to the drawings. First, the ultrasonic sensor 1 that constitutes the first embodiment of the slip angle measuring apparatus will be described with reference to FIGS.

【0019】この超音波センサ1は、図2に示すよう
に、送信用の超音波振動子(音波送信手段)11と、受
信用の超音波振動子(音波受信手段)12,13と、所
定の形状に形成されて各超音波振動子11〜13の振動
面が所定位置に固定される板状のマウント14と、この
マウント14と各超音波振動子11〜13とを保護する
ハウジング15とからなる。
As shown in FIG. 2, the ultrasonic sensor 1 includes an ultrasonic transducer (sound transmitting means) 11 for transmission, ultrasonic transducers (sound receiving means) 12, 13 for reception, and a predetermined ultrasonic transducer. A plate-shaped mount 14 formed in the shape of FIG. 3 and fixing the vibrating surfaces of the ultrasonic transducers 11 to 13 at predetermined positions, and a housing 15 that protects the mount 14 and the ultrasonic transducers 11 to 13. Consists of.

【0020】前記マウント14は、図3〜5に示すよう
に、所定長さの長板16の長さ方向両端に、三角形の板
状の端部材17,18が所定角度で同じ向きに連続し、
且つ、長板16と同じ形状の補助板19が、長板16に
対して幅方向の端面同士を重ねて所定角度で連続する形
状になっている。また、補助板19の端部材17,18
側の面には、車両への取付時の基準となる基準面19a
1 を形成する基準板19aが固定してある。
In the mount 14, as shown in FIGS. 3 to 5, triangular plate-shaped end members 17 and 18 are continuous in the same direction at predetermined angles on both ends in the length direction of a long plate 16 having a predetermined length. ,
Further, the auxiliary plate 19 having the same shape as the long plate 16 has a shape in which end faces in the width direction are overlapped with the long plate 16 and are continuous at a predetermined angle. Also, the end members 17, 18 of the auxiliary plate 19
The surface on the side is a reference surface 19a that serves as a reference when mounted on the vehicle.
The reference plate 19a forming 1 is fixed.

【0021】前記長板16の長さ方向中心位置には、送
信用の超音波振動子11の振動体が配置される取付穴1
6aが開けてあり、端部材17,18のほぼ中心位置に
は、受信用の超音波振動子12,13の振動体が配置さ
れる取付穴17a,18aが開けてある。そして、送信
用の超音波振動子11の取付穴16aの中心線O1 が、
この超音波センサ1の送信軸aS に対応し、受信用の超
音波振動子12,13の各取付穴17a,18aの各中
心線O2 ,O3 が、この超音波センサ1の二本の受信軸
r1,ar2に対応するため、取付穴16aの中心線O1
と取付穴17a,18aの各中心線O2 ,O3 とのなす
角ωが、予め設定されたセンサジオメトリにおける送信
軸aS と各受信軸ar1,ar2とのなす角に応じた値とな
るように、長板16と端部材17,18とを連続させる
角度ωが設定されている。また、取付穴16aと取付穴
17a,18aとの平面視における中心間距離L67,L
68は互いに等しくなっている。
At the center position in the length direction of the long plate 16, a mounting hole 1 in which a vibrating body of an ultrasonic transducer 11 for transmission is arranged.
6a is opened, and mounting holes 17a, 18a in which the vibrating bodies of the ultrasonic transducers 12, 13 for reception are arranged are formed at substantially the center positions of the end members 17, 18. Then, the center line O 1 of the mounting hole 16a of the ultrasonic transducer 11 for transmission is
Corresponding to the transmission axis a S of the ultrasonic sensor 1, the center lines O 2 and O 3 of the mounting holes 17a and 18a of the ultrasonic transducers 12 and 13 for reception are the two lines of the ultrasonic sensor 1. to accommodate the reception axis a r1, a r2, a center line O 1 of the mounting hole 16a
The angle ω between the center lines O 2 and O 3 of the mounting holes 17a and 18a is a value corresponding to the angle between the transmission axis a S and the reception axes a r1 and a r2 in the preset sensor geometry. The angle ω that connects the long plate 16 and the end members 17 and 18 is set so that Further, the center-to-center distances L 67 , L between the mounting holes 16a and the mounting holes 17a, 18a in a plan view.
68 are equal to each other.

【0022】マウント14の側面視において、前記各取
付穴16a,17a,18aの中心線O1 ,O2 ,O3
は一致し、これらの中心線O1 ,O2 ,O3 と、端部材
17,18および長板16の連続する端面14a(路面
と平行に設置される)とのなす角γが、予め設定された
センサジオメトリにおける送信軸aS および各受信軸a
r1,ar2と路面とのなす角(θrS)になるように、補助
板19と長板16とを連続させる角度δが設定されてい
る。なお、補助板19と基準板19aには、それぞれ対
応する位置に連通する取付穴19b,19cが開けてあ
り、これらの取付穴19b,19cにおいて、超音波セ
ンサ1全体が車両の所定位置に取り付けられる。
In a side view of the mount 14, the center lines O 1 , O 2 , O 3 of the mounting holes 16a, 17a, 18a are shown.
Are coincident with each other, and an angle γ formed by these center lines O 1 , O 2 , O 3 and the end faces 14 a (installed parallel to the road surface) of the end members 17, 18 and the long plate 16 is set in advance. Transmit axis a S and each receive axis a in the specified sensor geometry
The angle δ for connecting the auxiliary plate 19 and the long plate 16 is set so that the angle (θ rS ) formed by r1 and a r2 and the road surface is formed. The auxiliary plate 19 and the reference plate 19a are provided with mounting holes 19b and 19c communicating with corresponding positions, respectively, and the ultrasonic sensor 1 as a whole is mounted at a predetermined position on the vehicle in these mounting holes 19b and 19c. To be

【0023】前記基準板19aは、補助板19よりも板
厚が薄く、幅と長さがやや小さい板材からなり、幅方向
の端面を補助板19と長板16とが連結される折れ線近
くに合わせて、補助板19と平行に配置されている。こ
れにより生じた補助板19と基準板19aとの段差19
bを利用して、マウント14がハウジング15への取付
けられる。
The reference plate 19a is made of a plate material having a smaller thickness and a slightly smaller width and length than the auxiliary plate 19, and the end face in the width direction is located near the fold line connecting the auxiliary plate 19 and the long plate 16. Together, they are arranged parallel to the auxiliary plate 19. The step 19 between the auxiliary plate 19 and the reference plate 19a caused by this
The mount 14 is attached to the housing 15 using b.

【0024】なお、マウント14を構成する長板16お
よび端部材17,18の内側面(ハウジング15に取り
付けられた状態で表側面となる面)と、取付穴16a,
17a,18aと、基準板19aの基準面19a1 とに
ついては、高い面精度で加工し、各超音波振動子11,
12,13の振動体を取付穴16a,17a,18aに
取り付けた時に、予め設定されたセンサジオメトリにお
ける送信軸aS と各受信軸ar1,ar2とのなす角と、送
信軸aS および各受信軸ar1,ar2と路面とのなす角
(θrS)とが精密に保持されるように、また、超音波セ
ンサ1の車両への取付時に、予め設定されたセンサジオ
メトリが精密に保持されるようにしてある。
It should be noted that the inner surface of the long plate 16 and the end members 17 and 18 constituting the mount 14 (the surface which becomes the front surface when attached to the housing 15) and the mounting holes 16a,
17a and 18a and the reference surface 19a 1 of the reference plate 19a are processed with high surface accuracy, and each ultrasonic transducer 11,
Vibrator mounting holes 16a of 12, 13, 17a, when attached to 18a, and the angle between the transmission axis a S and the receiving shaft a r1, a r2 in preset sensor geometry, transmission shaft a S and The angle (θ rS ) formed by each of the receiving axes a r1 , a r2 and the road surface is precisely maintained, and when the ultrasonic sensor 1 is mounted on the vehicle, the preset sensor geometry is precisely It is held.

【0025】図6は、この超音波センサ1の車両への取
付状態を示す部分断面図である。この図から分かるよう
に、この実施例のスリップ角計測装置はタイヤのスリッ
プ角を計測するものであり、前述の超音波センサ1は、
車輪110の転がり方向の回転のみが拘束され、その他
の方向へは車輪110の動きと同期するように、取付部
材5を介して車両に取り付けられている。
FIG. 6 is a partial sectional view showing a mounting state of the ultrasonic sensor 1 on a vehicle. As can be seen from this figure, the slip angle measuring device of this embodiment measures the slip angle of the tire, and the ultrasonic sensor 1 described above is
Only the rotation of the wheel 110 in the rolling direction is restrained, and in the other directions, it is attached to the vehicle via the attachment member 5 so as to be synchronized with the movement of the wheel 110.

【0026】すなわち、超音波センサ1は直接的には、
取付部材5において車輪110の外側の車輪回転軸より
下側に配置された板状の取付部55に、前記マウント1
4の基準板19を重ね合わせて固定されている。この取
付部材5は、ホイールハブ111に取り付けられる円柱
状の車輪側部材51と、この車輪側部材51の外側に軸
受52を介して配置され、車体100に対して回転拘束
部材53を介して取り付けられる車体側部材54と、こ
の車体側部材54と一体に形成された前記取付部55と
で構成される。
That is, the ultrasonic sensor 1 is directly
The mount 1 is attached to the plate-shaped mounting portion 55 arranged below the wheel rotation axis on the outside of the wheel 110 in the mounting member 5.
The four reference plates 19 are superposed and fixed. The mounting member 5 is a cylindrical wheel-side member 51 mounted on the wheel hub 111, and is arranged outside the wheel-side member 51 via a bearing 52, and mounted on the vehicle body 100 via a rotation restraining member 53. The vehicle body side member 54 and the mounting portion 55 integrally formed with the vehicle body side member 54.

【0027】前記車輪側部材51は、ホイールハブ11
1とはぼ同じ直径の小径部51aに、これよりやや大き
な直径の大径部51bが連続した形状をしており、ホイ
ールハブ111の取付穴に合わせて円柱の軸方向に平行
な貫通穴51cが開けてある。また、大径部51bの外
周には、軸受52の内輪52aを嵌入する溝51eが形
成されている。
The wheel side member 51 is the wheel hub 11.
1 has a shape in which a small-diameter portion 51a having almost the same diameter as that of a large-diameter portion 51b having a slightly larger diameter is continuous, and a through-hole 51c parallel to the axial direction of the cylinder is aligned with the mounting hole of the wheel hub 111. Is open. A groove 51e into which the inner ring 52a of the bearing 52 is fitted is formed on the outer circumference of the large diameter portion 51b.

【0028】前記車体側部材54は、円筒54aと当該
円筒54aの一端面を塞ぐ底板54bとで構成され、円
筒54aの開口端側の内周には、軸受52の外輪52b
を嵌入する溝54cが形成されている。また、底板54
には、超音波センサ1の基準板19aが重ね合わされ
る、当該底板54より厚さの薄い板状の取付部55が、
当該底板54と外面を合わせて連続形成されており、こ
の取付部55の外面は、前記基準板19aの基準面19
1 と同等の厳密な面精度に形成されている。また、底
板54の外面の取付部55に対向する側には、前記回転
拘束部材53の一端が連結されている。
The vehicle body side member 54 is composed of a cylinder 54a and a bottom plate 54b which closes one end surface of the cylinder 54a. The outer ring 52b of the bearing 52 is provided on the inner periphery of the cylinder 54a on the open end side.
Is formed with a groove 54c. Also, the bottom plate 54
Has a plate-shaped mounting portion 55, which is thinner than the bottom plate 54, on which the reference plate 19a of the ultrasonic sensor 1 is superposed.
The bottom plate 54 and the outer surface are formed so as to be continuous with each other, and the outer surface of the mounting portion 55 is the reference surface 19 of the reference plate 19a.
It is formed with strict surface accuracy equivalent to that of a 1 . Further, one end of the rotation restraint member 53 is connected to the side of the outer surface of the bottom plate 54 facing the mounting portion 55.

【0029】この回転拘束部材53は、車体100から
外側に水平に延設される棒状の第一水平部材53aと、
この第一水平部材53aに連結部材53bを介して連結
される棒状の第二水平部材53cと、この第二水平部材
53cに連結部材53dを介して鉛直下向きに連結され
る棒状の鉛直部材53eと、この鉛直部材53eの先端
の、前記車体側部材54との連結部材53fとで構成さ
れる。前記連結部材53bは、前記第二水平部材53c
が、所定高さの水平面上で当該連結部材53b側端部の
一点を中心に回転することを許容するものであり、前記
連結部材53dは、前記鉛直部材53eが、前記第二水
平部材53cの回転円の接線で形成される鉛直面上で、
当該連結部材53d側端部の一点を中心に回転すること
を許容するものである。
The rotation restraining member 53 includes a rod-shaped first horizontal member 53a extending horizontally from the vehicle body 100 to the outside.
A rod-shaped second horizontal member 53c connected to the first horizontal member 53a via a connecting member 53b, and a rod-shaped vertical member 53e connected to the second horizontal member 53c in a vertically downward direction via a connecting member 53d. The tip end of the vertical member 53e is formed of a connecting member 53f with the vehicle body side member 54. The connecting member 53b is the second horizontal member 53c.
However, it permits rotation around a point on the side of the connecting member 53b on a horizontal plane of a predetermined height, and the connecting member 53d has the vertical member 53e of the second horizontal member 53c. On the vertical plane formed by the tangent of the rotating circle,
It is allowed to rotate around one point of the end of the connecting member 53d.

【0030】そして、この取付部材5は、ホイールハブ
111に圧入してあるボルト5aを車体側部材51の貫
通穴51cの小径部51aに入れ、このボルト5aに大
径部51b側から入れたナット51dを螺合させた後
に、軸受52に車体側部材54を圧入することにより、
車輪110に対して取り付けられる。また、この取付部
材5の車体側部材54に対して、鉛直部材53e側が前
記連結部材53fにより連結された回転拘束部材53の
第一水平部材53aの先端を、取付金具53gにより車
体100に固定することにより、この取付部材5は車体
100に対して取り付けられる。
In the mounting member 5, the bolt 5a press-fitted into the wheel hub 111 is inserted into the small diameter portion 51a of the through hole 51c of the vehicle body side member 51, and the nut inserted into the bolt 5a from the large diameter portion 51b side. After screwing 51d, the body side member 54 is press-fitted into the bearing 52,
It is attached to the wheel 110. Further, the tip end of the first horizontal member 53a of the rotation restraining member 53 whose vertical member 53e side is connected to the vehicle body side member 54 of the mounting member 5 by the connecting member 53f is fixed to the vehicle body 100 by the mounting metal fitting 53g. As a result, the mounting member 5 is mounted on the vehicle body 100.

【0031】これにより、この取付部材5は、車輪11
0の転がり方向への回転に伴って、車輪側部材51のみ
が車輪110と一体に回転するが、車体側部材54は前
記回転拘束部材53により車輪110の転がり方向へは
回転しない。しかし、それ以外の、車輪110が向きを
変える挙動や、車体100の前後方向の姿勢変動に対し
ては、前記回転拘束部材53の作用で、車体側部材54
は車輪側部材53と一体となってこれを許容する動作を
する。
As a result, the mounting member 5 is attached to the wheel 11
With the rotation of 0 in the rolling direction, only the wheel side member 51 rotates integrally with the wheel 110, but the vehicle body side member 54 does not rotate in the rolling direction of the wheel 110 due to the rotation restraining member 53. However, with respect to other behaviors in which the wheel 110 changes its direction or posture changes in the front-rear direction of the vehicle body 100, the action of the rotation restraining member 53 causes the vehicle body-side member 54 to move.
Operates together with the wheel-side member 53 to allow this.

【0032】このようにして、取付部材5が車体100
および車輪110に取付られた結果下側に配置された取
付部55の外面に対して、超音波センサ1の基準板19
を重ね合わせて、取付部55側からボルトにより締結す
ることにより、超音波センサ1が車輪110の外側の所
定位置(超音波センサ1と車輪110との間に測定路面
が確保される位置)に取り付けられる。
In this way, the mounting member 5 is attached to the vehicle body 100.
And the reference plate 19 of the ultrasonic sensor 1 with respect to the outer surface of the mounting portion 55 arranged on the lower side as a result of being mounted on the wheel 110.
Are superposed on each other and fastened by bolts from the mounting portion 55 side, whereby the ultrasonic sensor 1 is located at a predetermined position outside the wheel 110 (a position where a measurement road surface is secured between the ultrasonic sensor 1 and the wheel 110). It is attached.

【0033】次に、この超音波センサ1を作動させてス
リップ角を算出する信号処理装置2について、図7を用
いて説明する。なお、図7に示すように、この実施例の
スリップ角計測装置は、車体の重心点に設置されるヨー
レイトセンサ(回頭速度検出手段)3と、計測されたス
リップ角を表示する表示装置4とを備えている。この信
号処理装置2は、送信回路(音波送信手段)21、第一
受信回路(音波受信手段)22、第二受信回路(音波受
信手段)23、第一ドップラシフト周波数算出回路(ド
ップラシフト周波数検出手段)24、第二ドップラシフ
ト周波数算出回路(ドップラシフト周波数検出手段)2
5、スリップ角演算回路(スリップ角算出手段)26、
車輪速検出回路(車輪速検出手段)27、および補正回
路(補正手段)28で構成される。
Next, the signal processing device 2 for operating the ultrasonic sensor 1 to calculate the slip angle will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the slip angle measuring device of this embodiment includes a yaw rate sensor (turning speed detecting means) 3 installed at the center of gravity of the vehicle body, and a display device 4 for displaying the measured slip angle. Is equipped with. This signal processing device 2 includes a transmission circuit (sound wave transmission means) 21, a first reception circuit (sound wave reception means) 22, a second reception circuit (sound wave reception means) 23, a first Doppler shift frequency calculation circuit (Doppler shift frequency detection). Means) 24, second Doppler shift frequency calculation circuit (Doppler shift frequency detection means) 2
5. Slip angle calculation circuit (slip angle calculation means) 26,
A wheel speed detection circuit (wheel speed detection means) 27 and a correction circuit (correction means) 28 are included.

【0034】前記送信回路21は、送信用の超音波振動
子11に所定周波数fS の超音波を発振させるための電
圧信号CSS を出力するとともに、前記第一および第二
ドップラシフト周波数算出回路24,25に送信周波数
S に相当する信号を出力するものである。そのため
に、例えば水晶発振子等を用いた発振回路と電力増幅ト
ランジスタとを備えている。
The transmission circuit 21 outputs a voltage signal CS S for oscillating an ultrasonic wave of a predetermined frequency f S to the ultrasonic transducer 11 for transmission, and the first and second Doppler shift frequency calculation circuits. A signal corresponding to the transmission frequency f S is output to 24 and 25. Therefore, for example, an oscillation circuit using a crystal oscillator or the like and a power amplification transistor are provided.

【0035】前記第一・第二受信回路22,23は、受
信用の超音波振動子12,13が受信した超音波の電圧
信号CSr1,CSr2が入力されて、この電圧信号C
r1,CSr2から超音波振動子12,13が受信した超
音波の周波数fr1,fr2を算出し、この周波数fr1,f
r2に相当する信号を前記第一・第二ドップラシフト周波
数算出回路24,25に出力するものである。そのため
に、増幅機能、フィルタリング機能、検波機能、整波機
能、およびカウンタ機能などを備えている。
The first and second receiving circuits 22 and 23 receive the ultrasonic voltage signals CS r1 and CS r2 received by the receiving ultrasonic transducers 12 and 13, and receive the voltage signal C
The frequencies f r1 and f r2 of the ultrasonic waves received by the ultrasonic transducers 12 and 13 are calculated from S r1 and CS r2 , and these frequencies f r1 and f
A signal corresponding to r2 is output to the first and second Doppler shift frequency calculation circuits 24 and 25. Therefore, it is equipped with an amplification function, a filtering function, a detection function, a wave shaping function, and a counter function.

【0036】また、前記第一・第二ドップラシフト周波
数算出回路24,25は、前記第一・第二受信回路2
2,23から入力された周波数fr1,fr2と前記送信回
路21から入力された送信周波数fS とから、その偏差
(fr1−fS ),(fr2−fS)に相当するドップラシ
フト周波数fd1,fd2を算出して、この値に相当する信
号を前記スリップ角演算回路26と車輪速検出回路27
とに出力するものであり、減算器で構成されている。
The first and second Doppler shift frequency calculation circuits 24 and 25 are connected to the first and second reception circuit 2 respectively.
And a frequency f r1, f r2 inputted as the transmission frequency f S which is input from the transmitting circuit 21 from 2,23, the deviation (f r1 -f S), Doppler corresponding to (f r2 -f S) The shift frequencies f d1 and f d2 are calculated, and a signal corresponding to these values is sent to the slip angle calculation circuit 26 and the wheel speed detection circuit 27.
It is output to and and is composed of a subtractor.

【0037】そして、前記スリップ角演算回路26は、
前記第一ドップラシフト周波数算出回路24からのドッ
プラシフト周波数fd1と、前記第二ドップラシフト周波
数算出回路25からのドップラシフト周波数fd2と、設
定されたセンサジオメトリに応じた各種角度データとか
ら、後段に詳述される算出式に基づいて測定路面の一点
Pにおけるスリップ角αP を算出し、この値に相当する
信号を前記車輪速検出回路27と補正回路28 に出力
するものである。そのために、乗算器、除算器、加減算
器、演算器、および記憶器等を備えている。
Then, the slip angle calculating circuit 26 is
From the Doppler shift frequency f d1 from the first Doppler shift frequency calculation circuit 24, the Doppler shift frequency f d2 from the second Doppler shift frequency calculation circuit 25, and various angle data according to the set sensor geometry, The slip angle α P at one point P on the measured road surface is calculated based on the calculation formula described in detail later, and a signal corresponding to this value is output to the wheel speed detection circuit 27 and the correction circuit 28 2. For that purpose, it is provided with a multiplier, a divider, an adder / subtractor, an arithmetic unit, a memory, and the like.

【0038】また、前記車輪速検出回路27は、測定路
面の一点Pにおける車輪速(車輪の進行方向の速度)V
P を、送信回路21からの送信周波数fS と、前記第一
ドップラシフト周波数算出回路24からのドップラシフ
ト周波数fd1と、予め記憶された音速CS と、予め記憶
された後段に詳述されるセンサジオメトリに応じた角度
と、前記スリップ角演算回路26からの点Pにおけるス
リップ角αP とを用い、後段に詳述される算出式に基づ
いて算出し、算出された車輪速VP を前記補正回路28
に出力するものである。そのために、乗算器、除算器、
加減算器、演算器、および記憶器等を備えている。
Further, the wheel speed detection circuit 27 determines the wheel speed (speed in the traveling direction of the wheel) V at a point P on the measured road surface.
P is a transmission frequency f S from the transmission circuit 21, a Doppler shift frequency f d1 from the first Doppler shift frequency calculation circuit 24, a sound velocity C S stored in advance, and a prestored subsequent stage. Using the angle corresponding to the sensor geometry and the slip angle α P at the point P from the slip angle calculating circuit 26, the calculated wheel speed V P is calculated based on the calculation formula detailed later. The correction circuit 28
Is output to For that, multipliers, dividers,
It is provided with an adder / subtractor, a computing unit, a storage unit and the like.

【0039】さらに、前記補正回路28は、前記スリッ
プ角演算回路26からのスリップ角αP と、前記車輪速
検出回路27からの車輪速VP と、ヨーレイトセンサ3
からのヨーレイト検出値φとを用い、後段に詳述される
算出式に基づいてタイヤ接地点でのスリップ角αを算出
することにより、測定点とタイヤ接地点とのずれ分に関
する補正を行うものであり、算出されたスリップ角αに
相当する信号を表示装置4に出力する。そのために、乗
算器、除算器、加減算器、演算器、および記憶器等を備
えている。
Further, the correction circuit 28 includes the slip angle α P from the slip angle calculation circuit 26, the wheel speed V P from the wheel speed detection circuit 27, and the yaw rate sensor 3
By using the yaw rate detection value φ from, the slip angle α at the tire ground contact point is calculated based on the calculation formula detailed later, thereby correcting the deviation between the measurement point and the tire ground contact point. And outputs a signal corresponding to the calculated slip angle α to the display device 4. For that purpose, it is provided with a multiplier, a divider, an adder / subtractor, an arithmetic unit, a memory, and the like.

【0040】ここで、前述のスリップ角演算回路26、
車輪速検出回路27、および補正回路28において使用
する各物理量の算出式について説明する。まず、前記ス
リップ角演算回路26において使用する、測定路面の一
点Pにおけるスリップ角αP の算出式について説明す
る。図8は、この実施例における超音波センサ1のセン
サジオメトリを示す斜視図であり、図9(a)はその平
面図であり、図9(b)はその背面図である。
Here, the slip angle calculating circuit 26,
Formulas for calculating each physical quantity used in the wheel speed detection circuit 27 and the correction circuit 28 will be described. First, the formula for calculating the slip angle α P at one point P on the measured road surface used in the slip angle calculation circuit 26 will be described. FIG. 8 is a perspective view showing the sensor geometry of the ultrasonic sensor 1 in this embodiment, FIG. 9 (a) is its plan view, and FIG. 9 (b) is its rear view.

【0041】図8から分かるように、この実施例では、
車輪110の転がり方向に相当するタイヤ中心線をX軸
としたときに、このX軸に平行で車輪110の外側に所
定距離だけ離れたXS 軸に沿って、各超音波振動子11
〜13の振動面の中心が配置されるように、超音波セン
サ1を車両に対して取り付けてある。また、各超音波振
動子11〜13の振動面の中心は、X軸に平行でX軸と
S 軸との間にあるX P 軸(XS P 間距離:LY
と、車輪110の回転軸線に相当するY軸との交点の路
面への投影点に相当する点Pに向けてある。そして、こ
の点Pにおける車輪の進行方向の速度をVP とする。
As can be seen from FIG. 8, in this embodiment,
The tire center line corresponding to the rolling direction of the wheel 110 is the X axis.
Is parallel to the X axis and is located outside the wheel 110.
X away by a fixed distanceSEach ultrasonic transducer 11 along the axis
Set the ultrasonic sensor so that the center of the vibration surface of
The service 1 is attached to the vehicle. In addition, each ultrasonic vibration
The center of the vibrating surface of the pendulums 11 to 13 is parallel to the X axis and
XSX between the axis PAxis (XSXPDistance: LY)
And the road at the intersection of the Y axis corresponding to the rotation axis of the wheel 110.
It is directed to the point P corresponding to the projection point on the surface. And this
V in the traveling direction of the wheel at point PPAnd

【0042】したがって、送信用の超音波振動子11か
ら送信された超音波はこの点Pを中心に反射して受信用
の超音波振動子12,13で受信される。ここで、超音
波振動子12,13の各受信軸ar1,ar2と超音波振動
子11の送信軸aS とのなす角度を、それぞれθd1,θ
d2とし、これらの角度θd1,θd2の路面への投影角度を
それぞれθd1’,θd2’とする。また、送信軸aS と路
面とのなす角度をθSとし、各受信軸ar1,ar2と路面
とのなす角度をそれぞれθrS1 ,θrS2 とする。また、
超音波センサ1は、図9(b)から分かるように、Y軸
より下側の、路面からの高さがLZ の所に設置されてい
る。
Therefore, the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transducer 11 for transmission is reflected around this point P and is received by the ultrasonic transducers 12 and 13 for reception. Here, the angles formed by the receiving axes a r1 and a r2 of the ultrasonic transducers 12 and 13 and the transmitting axes a S of the ultrasonic transducers 11 are θ d1 and θ, respectively.
Let d2 be the projection angles of these angles θ d1 and θ d2 on the road surface, that is, θ d1 ′ and θ d2 ′, respectively. The angle between the transmission axis a S and the road surface is θ S, and the angle between the reception axes a r1 and a r2 and the road surface is θ rS1 and θ rS2 , respectively. Also,
As can be seen from FIG. 9B, the ultrasonic sensor 1 is installed below the Y axis at a height L Z from the road surface.

【0043】ここで、車両の走行に伴って超音波センサ
1も一体に移動するため、超音波振動子11から送信さ
れた超音波の周波数は、ドップラ効果により、点Pを中
心とした測定路面で反射する際に、センサジオメトリと
車輪速ベクトルVP とに応じた分だけ送信周波数fS
らシフトした値になる。さらに、超音波振動子12,1
3により受信される超音波の周波数fr1,fr2は、ドッ
プラ効果により、センサジオメトリと車輪速ベクトルV
P とに応じた分だけ、反射した超音波の周波数からさら
にシフトした値になる。
Here, since the ultrasonic sensor 1 also moves integrally with the traveling of the vehicle, the frequency of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transducer 11 depends on the Doppler effect and the measured road surface centered on the point P. At the time of reflection at, the value becomes a value shifted from the transmission frequency f S by an amount corresponding to the sensor geometry and the wheel speed vector V P. Furthermore, the ultrasonic transducers 12, 1
Due to the Doppler effect, the frequencies f r1 and f r2 of the ultrasonic waves received by the sensor 3 and the wheel speed vector V
It becomes a value further shifted from the frequency of the reflected ultrasonic wave by an amount corresponding to P and.

【0044】また、図9(a)から分かるように、平面
視において、点Pにおける車輪の進行方向の車輪速ベク
トルVP と、受信用の超音波振動子12が検出する受信
軸方向の車輪速ベクトルV1 とのなす角度をθ1 とし、
受信用の超音波振動子13が検出する受信軸方向の車輪
速ベクトルV2 とのなす角度をθ2 とすると、これらの
角度θ1 ,θ2 は、XP 軸とベクトルVP とのなす角に
相当する点Pでのタイヤスリップ角αP と、各受信軸a
r1,ar2と送信軸aS とのなす角度の路面への投影角度
θd1’,θd2’とで表される。
As can be seen from FIG. 9A, the wheel speed vector V P in the traveling direction of the wheel at the point P and the wheel in the receiving axis direction detected by the ultrasonic transducer 12 for reception are seen in a plan view. The angle formed by the velocity vector V 1 is θ 1 ,
If the angle formed by the reception ultrasonic transducer 13 and the wheel speed vector V 2 in the direction of the receiving axis is θ 2 , these angles θ 1 and θ 2 form the X P axis and the vector V P. The tire slip angle α P at the point P corresponding to the angle and each receiving axis a
It is represented by projection angles θ d1 ′ and θ d2 ′ on the road surface, which are angles formed by r1 and a r2 and the transmission axis a S.

【0045】そのため、超音波振動子12,13により
受信される超音波の周波数fr1,f r2の、送信周波数f
S との偏差(fr1−fS ),(fr2−fS )に相当する
ドップラシフト周波数fd1,fd2は、これらの角度
αP ,θd1’,θd2’と、各受信軸ar1,ar2と送信軸
S と路面とのなす角度θS ,θrS1 ,θrS2 と、音速
S と、車速ベクトルVP とを用いて、下記の(4)式
および(5)式で示される。
Therefore, by the ultrasonic transducers 12 and 13,
Frequency f of received ultrasonic waver1, F r2Of the transmission frequency f
SDeviation (fr1-FS), (Fr2-FS) Is equivalent to
Doppler shift frequency fd1, Fd2These angles
αP, Θd1’, Θd2'And each receiving axis ar1, Ar2And send axis
aSAngle between the road surface andS, ΘrS1, ΘrS2And the speed of sound
C SAnd the vehicle speed vector VPUsing and, the following equation (4)
And expressed by equation (5).

【0046】[0046]

【数1】 [Equation 1]

【0047】[0047]

【数2】 [Equation 2]

【0048】ここで、前記(4)式および(5)式の分
母が等しいため、両ドップラシフト周波数fd1,fd2
比Rf =(fd2/fd1)を取ることにより、音速CS
含まない、ドップラシフト周波数fd1,fd2と点Pでの
タイヤスリップ角αP との関係式が得られる。当該関係
式を下記の(6)式に示す。
Since the denominators of the equations (4) and (5) are equal to each other, the ratio of the Doppler shift frequencies f d1 and f d2 R f = (f d2 / f d1 ) A relational expression between the Doppler shift frequencies f d1 and f d2 and the tire slip angle α P at the point P, which does not include S , is obtained. The relational expression is shown in the following expression (6).

【0049】[0049]

【数3】 (Equation 3)

【0050】この(6)式を変形すると下記の(7)式
が得られ、
By modifying the equation (6), the following equation (7) is obtained,

【0051】[0051]

【数4】 [Equation 4]

【0052】この(7)式の両辺を sinαP で割ると、
下記の(8)式が得られ、
Dividing both sides of equation (7) by sin α P gives
The following equation (8) is obtained,

【0053】[0053]

【数5】 (Equation 5)

【0054】この(8)式をスリップ角αP の項につい
て整理すると、下記の(9)式および(10)式を経
て、下記の(11)式が得られ、
When this equation (8) is rearranged in terms of the slip angle α P , the following equation (11) is obtained through the following equations (9) and (10),

【0055】[0055]

【数6】 (Equation 6)

【0056】[0056]

【数7】 (Equation 7)

【0057】[0057]

【数8】 (Equation 8)

【0058】スリップ角αP は下記の(12)式で表さ
れる。
The slip angle α P is expressed by the following equation (12).

【0059】[0059]

【数9】 [Equation 9]

【0060】特に、この実施例のセンサジオメトリで
は、LX1=LX2であるためθd1’=θ d2’且つθrS1
θrS2 となり、前記(12)式は、θd1’=θd2’=θ
d ’,θrS1 =θrS2 =θrSとして下記の(13)式に
整理され、
In particular, in the sensor geometry of this embodiment
Is LX1= LX2Because θd1’= Θ d2’And θrS1=
θrS2Therefore, the above equation (12) is θd1’= Θd2’= Θ
d’, ΘrS1= ΘrS2= ΘrSAs in equation (13) below
Organized,

【0061】[0061]

【数10】 [Equation 10]

【0062】この(13)式のRf を(fd2/fd1)に
置き換えて、下記のようにセンサジオメトリに応じた比
例定数K1 を定義すると、スリップ角αP は下記の(1
4)式で表される。
When R f in the equation (13) is replaced by (f d2 / f d1 ) and the proportional constant K 1 according to the sensor geometry is defined as follows, the slip angle α P becomes
It is expressed by the equation 4).

【0063】[0063]

【数11】 [Equation 11]

【0064】但し、K1 = sinθd ' ・ cosθrS/( c
osθd ’・ cosθrS+ cosθS ) したがって、スリップ角演算回路26の記憶器には、セ
ンサジオメトリに応じて比例定数K1 が記憶されてお
り、この比例定数K1 と、第一ドップラシフト周波数算
出回路24からのドップラシフト周波数fd1と、第二ド
ップラシフト周波数算出回路25からのドップラシフト
周波数fd2とから、前記(14)式を用いて点Pにおけ
るタイヤスリップ角αP が算出されるように、乗算器、
加減算器、除算器、演算器、および記憶器が接続されて
いる。
However, K 1 = sin θ d '・ cos θ rS / (c
osθ d '· cosθ rS + cosθ S) Therefore, in the storage unit of the slip angle calculating circuit 26, the proportional constant K 1 depending on the sensor geometry is stored, this proportional constant K 1, a first Doppler shift frequency From the Doppler shift frequency f d1 from the calculation circuit 24 and the Doppler shift frequency f d2 from the second Doppler shift frequency calculation circuit 25, the tire slip angle α P at the point P is calculated using the equation (14). So the multiplier,
An adder / subtractor, a divider, a calculator, and a memory are connected.

【0065】次に、前記車輪速検出回路27において使
用する、前記点Pにおける車輪速V P の算出式について
説明する。前述の(4)式において、音速CS は、車輪
速VP と( sinαP cosθS )との積に比べて非常に大
きいため、前記(4)式の分母はほぼCS に等しいとす
ることができる。これにより、前記(4)式は下記の
(15)式となり、
Next, the wheel speed detecting circuit 27 is used.
Wheel speed V at the point P PAbout the calculation formula of
explain. In the above equation (4), the sound velocity CSThe wheels
Speed VPAnd (sin αP cos θS) Is much larger than the product of
Therefore, the denominator of equation (4) above is almost CSEqual to
Can be Accordingly, the above equation (4) is
Equation (15) becomes,

【0066】[0066]

【数12】 (Equation 12)

【0067】この(15)式を変形することにより、点
Pにおける車輪速VP は下記の(16)式で表すことが
できる。
By modifying the equation (15), the wheel speed V P at the point P can be expressed by the following equation (16).

【0068】[0068]

【数13】 (Equation 13)

【0069】したがって、車輪速検出回路27の記憶器
には、センサジオメトリに応じた角度θd1' ,θrS1
θS と、音速CS が記憶されており、これらの角度
θd1' ,θrS1 ,θS および音速CS と、第一ドップラ
シフト周波数算出回路24からのドップラシフト周波数
d1と、送信回路21からの送信周波数fS と、スリッ
プ角演算回路26からのスリップ角αP とから、前記
(16)式を用いて点Pにおける車輪速VP が算出され
るように、乗算器、加減算器、除算器、演算器、および
記憶器が接続されている。
Therefore, in the memory of the wheel speed detection circuit 27, the angles θ d1 ′, θ rS1 ,
θ S and sound velocity C S are stored, and these angles θ d1 ′, θ rS1 , θ S and sound velocity C S , the Doppler shift frequency f d1 from the first Doppler shift frequency calculation circuit 24, and the transmission circuit A multiplier and an adder / subtractor are used so that the wheel speed V P at the point P can be calculated from the transmission frequency f S from 21 and the slip angle α P from the slip angle calculation circuit 26 using the above equation (16). , A divider, a calculator, and a memory are connected.

【0070】次に、前記補正回路28において使用す
る、タイヤ接地点におけるスリップ角αの算出式につい
て、図10を用いて説明する。前記スリップ角演算回路
26で算出される点Pにおけるタイヤスリップ角α
Pは、車体の回頭速度が“0”である場合にはタイヤの
接地点Aでのスリップ角(タイヤスリップ角として実際
に必要な値)と等しいが、実際の車両挙動においては車
体の回頭速度を考慮して、この点Pと接地点Aとのずれ
分の距離Eの補正を行う必要がある。
Next, the formula for calculating the slip angle α at the tire ground contact point used in the correction circuit 28 will be described with reference to FIG. Tire slip angle α at point P calculated by the slip angle calculation circuit 26
P is equal to the slip angle at the ground contact point A of the tire (the value actually required as the tire slip angle) when the turning speed of the vehicle body is "0", but in actual vehicle behavior, the turning speed of the vehicle body is In consideration of the above, it is necessary to correct the distance E corresponding to the deviation between the point P and the ground contact point A.

【0071】図10(a)は、車両に対する超音波セン
サ1の配置を示す平面図であり、図10(b)は、後左
輪側を例にとって、点Pと点Aとにおける速度ベクトル
の違いを示す概要図である。図10(a),(b)にお
いて、CGは車体の重心点、CLvは車体の幅方向中心
線(以下「車体中心線」と称する。)、X軸は図8と同
様に、車輪の転がり方向に相当するタイヤ中心線、XP
軸は図8と同様に、X軸に平行で点Pを通る線、Hは点
Pと点Aとを通る直線(車体中心線CLvに垂直)の車
体中心線CLvとの交点、Cは重心GCと点Hとの距
離、Dは点Aと点Hとの距離、Eは点Pと点Aとの距
離、Fは重心GCと点Aとの距離、点Gは重心GCと点
Pとの距離である。
FIG. 10 (a) is a plan view showing the arrangement of the ultrasonic sensor 1 with respect to the vehicle, and FIG. 10 (b) shows the difference between the velocity vectors at points P and A, taking the rear left wheel as an example. FIG. In FIGS. 10A and 10B, CG is the center of gravity of the vehicle body, CLv is the center line in the width direction of the vehicle body (hereinafter referred to as the “vehicle body center line”), and the X axis is the wheel rolling as in FIG. Direction, tire center line, XP
Similar to FIG. 8, the axis is a line parallel to the X axis and passing through the point P, H is the intersection of the straight line passing through the points P and A (perpendicular to the vehicle body center line CLv) with the vehicle body center line CLv, and C is the center of gravity. The distance between GC and the point H, the distance between the point A and the point H, the distance between the point P and the point A, the distance between the center of gravity GC and the point A, the point G between the center of gravity GC and the point P, Is the distance.

【0072】図10(b)に示すように、車体中心線C
LvとX軸とが平行である場合を考え、車体速ベクトル
をVV 、車体の回頭速度(ヨーレイト)をφとすると、
タイヤ接地点である点Aでの車輪速ベクトルVA は、重
心GCから点Aに平行移動した車体速ベクトルVV と、
回頭時に回頭半径の接線方向に生じる回頭速度ベクトル
(F・φ)との和となる。そして、この点Aでの車輪速
ベクトルVA とX軸とのなす角度が、タイヤ接地点であ
る点Aでのタイヤスリップ角αとなり、この真のタイヤ
スリップ角αと、点Pでのタイヤスリップ角αP との間
にずれ角εが存在することが分かる。
As shown in FIG. 10B, the vehicle body center line C
Considering the case where the Lv and the X axis are parallel, if the vehicle speed vector is V V and the turning speed (yaw rate) of the vehicle is φ,
The wheel speed vector V A at the point A, which is the tire ground contact point, is the vehicle speed vector V V translated from the center of gravity GC to the point A,
It is the sum of the turning speed vector (F · φ) generated in the tangential direction of the turning radius when turning. The tire of the angle between the wheel speed vector V A and X axis at this point A, the tire slip angle alpha next to the A point is a tire ground contact point, and the true tire slip angle alpha, with the point P It can be seen that there is a shift angle ε with the slip angle α P.

【0073】ここで、車体スリップ角(車体中心線CL
vと車体速ベクトルVV とのなす角度)をβとし、点A
での車輪速ベクトルVA を、X軸方向の成分とX軸に垂
直なY軸方向の成分とに分解すると、X成分VAXは下記
の(17)式で、Y成分VAYは下記の(18)式で表さ
れる。 VAX=VV ・ cosβ+D・φ ‥‥‥(17) VAY=VV ・ sinβ−C・φ ‥‥‥(18) また、点Pでの車輪速ベクトルVP を、X軸方向の成分
とX軸に垂直なY軸方向の成分とに分解すると、X成分
PXは下記の(19)式で、Y成分VPYは下記の(2
0)式で表される。
Here, the vehicle body slip angle (vehicle body center line CL
The angle between v and the vehicle speed vector V V ) is β, and point A
Decomposing the wheel speed vector V A at X into a component in the X-axis direction and a component in the Y-axis direction perpendicular to the X-axis, the X component V AX is the following equation (17), and the Y component V AY is It is expressed by equation (18). V AX = V V · cos β + D · φ ··· (17) V AY = V V · sin β-C · φ ··· (18) Further, the wheel speed vector V P at the point P is the component in the X-axis direction. And the component in the Y-axis direction perpendicular to the X-axis, the X-component V PX is expressed by the following equation (19) and the Y-component V PY is calculated by the following (2)
It is represented by the formula 0).

【0074】 VPX=VV ・ cosβ+(D+E)φ ‥‥‥(19) VPY=VV ・ sinβ−C・φ ‥‥‥(20) これらの式から、各車輪速ベクトルのX成分VAX,VPX
の関係は下記の(21)式で、Y成分VAY,VPYの関係
は下記の(22)式で表される。 VAX=VPX−E・φ ‥‥‥(21) VAY=VPY ‥‥‥(22) したがって、これらの式から、点Aでの真のタイヤスリ
ップ角αは下記の(23)式で表される。
V PX = V V · cos β + (D + E) φ (19) V PY = V V · sin β−C · φ (20) From these equations, the X component V of each wheel speed vector AX , V PX
Is expressed by the following equation (21), and the relationship between the Y components V AY and V PY is expressed by the following equation (22). V AX = V PX −E ···················· (21) V AY = V PY ································· (22) Therefore, from these expressions, the true tire slip angle α at the point A is the following (23) It is represented by.

【0075】 α= tan-1(VAY/VAX)= tan-1(VPY/(VPX−E・φ)) ‥‥‥(23) 一方、点Pでの車輪速ベクトルVP のX成分VPXは(V
P cosαP )であり、Y成分VPYは(VP sinαP )で
あるため、これらを前記(23)式に代入して変形する
ことにより、真のタイヤスリップ角αの算出式として、
下記の(24)式が得られる。
Α = tan −1 (V AY / V AX ) = tan −1 (V PY / (V PX −E · φ)) (23) On the other hand, the wheel speed vector V P at the point P X component V PX is (V
P cos α P ), and the Y component V PY is (V P sin α P ). Therefore, by substituting these into the above equation (23) and transforming, the true tire slip angle α can be calculated as
The following equation (24) is obtained.

【0076】[0076]

【数14】 [Equation 14]

【0077】この(24)式から分かるように、ヨーレ
イトφが“0”であればα=αP となり接地点Aでのタ
イヤスリップ角αは点Pでのタイヤスリップ角αP に等
しくなるが、φ≠0のときには、ヨーレイトφと距離E
と車輪速VP とに応じて両者は異なる値となる。図11
は、距離Eが0.2m、車輪速VP が13.9m/sで
あるときの、点Pでのタイヤスリップ角αP を接地点A
でのタイヤスリップ角αとした場合の計測誤差と、ヨー
レイトとの関係を示すグラフである。この図から分かる
ように、ヨーレイトに比例してスリップ角の計測誤差が
大きくなるため、この実施例のように、ヨーレイトセン
サ3によりヨーレイトφを直接検出して距離E分の補正
を行うことで、タイヤ接地点Aとは異なる点Pで計測さ
れたスリップ角αP からでも、タイヤ接地点Aでのスリ
ップ角αを精度良く検出することができる。
As can be seen from the equation (24), when the yaw rate φ is “0”, α = α P and the tire slip angle α at the ground contact point A becomes equal to the tire slip angle α P at the point P. , Φ ≠ 0, the yaw rate φ and the distance E
And the wheel speed V P have different values. Figure 11
Is the tire slip angle α P at the point P when the distance E is 0.2 m and the wheel speed V P is 13.9 m / s.
7 is a graph showing the relationship between the measurement error and the yaw rate when the tire slip angle α in FIG. As can be seen from this figure, since the measurement error of the slip angle increases in proportion to the yaw rate, the yaw rate φ is directly detected by the yaw rate sensor 3 and the distance E is corrected as in this embodiment. Even from the slip angle α P measured at a point P different from the tire ground contact point A, the slip angle α at the tire ground contact point A can be accurately detected.

【0078】したがって、車輪速検出回路28の記憶器
には、タイヤ接地点Aと点Pとの距離Eが記憶されてい
る。以上に述べた構成により、この実施例のスリップ角
計測装置では、例えばイグニッションONと同時にタイ
ヤスリップ角の計測が開始されると、送信回路21か
ら、送信用の超音波振動子11に向けて電圧信号CSS
が出力されるとともに、前記第一および第二ドップラシ
フト周波数算出回路24,25に向けて送信周波数fS
に相当する信号が出力される。これに伴い、送信用の超
音波振動子11から、前述の(図8参照)センサジオメ
トリに応じた路面(点Pを中心とする路面)に向けて、
所定周波数fS の超音波が送信される。この送信された
超音波は前記路面で反射して受信用の各超音波振動子1
2,13に受信される。そして、超音波振動子12が受
信した超音波の電圧信号CSr1が、第一受信回路22に
入力され、超音波振動子13が受信した超音波の電圧信
号CSr2が、第二受信回路23入力される。
Therefore, the memory E of the wheel speed detection circuit 28 stores the distance E between the tire ground contact point A and the point P. With the configuration described above, in the slip angle measuring device of this embodiment, when the tire slip angle measurement is started at the same time as the ignition is turned on, the voltage is transmitted from the transmission circuit 21 to the ultrasonic transducer 11 for transmission. Signal CS S
And the transmission frequency f S toward the first and second Doppler shift frequency calculation circuits 24 and 25.
Is output. Along with this, from the ultrasonic transducer 11 for transmission toward the road surface (the road surface centering on the point P) corresponding to the sensor geometry described above (see FIG. 8),
Ultrasonic waves having a predetermined frequency f S are transmitted. The transmitted ultrasonic waves are reflected on the road surface and are received by the ultrasonic transducers 1
2, 13 are received. Then, the ultrasonic voltage signal CS r1 received by the ultrasonic transducer 12 is input to the first receiving circuit 22, and the ultrasonic voltage signal CS r2 received by the ultrasonic transducer 13 is changed by the second receiving circuit 23. Is entered.

【0079】これに伴い、各受信回路22,23におい
て、各超音波振動子12,13が受信した超音波の周波
数fr1,fr2が算出され、周波数fr1に相当する信号が
第一ドップラシフト周波数算出回路24に、周波数fr2
に相当する信号が第二ドップラシフト周波数算出回路2
5に出力される。ここで、前述のように、ドップラ効果
により受信された超音波の周波数fr1,fr2は、送信周
波数fS とは異なるものとなっており、各ドップラシフ
ト周波数算出回路24,25において、その偏差(fr1
−fS ),(fr2−fS )に相当するドップラシフト周
波数fd1,fd2が算出されて、これらの値がスリップ各
演算回路26に出力される。また、ドップラシフト周波
数fd1は車輪速検出回路27にも出力される。
Accordingly, the frequencies f r1 and f r2 of the ultrasonic waves received by the ultrasonic transducers 12 and 13 are calculated in the receiving circuits 22 and 23, and the signal corresponding to the frequency f r1 is the first Doppler signal. The shift frequency calculation circuit 24 displays the frequency f r2
The signal corresponding to is the second Doppler shift frequency calculation circuit 2
5 is output. Here, as described above, the frequencies f r1 and f r2 of the ultrasonic waves received by the Doppler effect are different from the transmission frequency f S, and in the Doppler shift frequency calculation circuits 24 and 25, Deviation ( fr1
The Doppler shift frequencies f d1 and f d2 corresponding to −f S ), ( fr 2 −f S ) are calculated, and these values are output to each slip computing circuit 26. The Doppler shift frequency f d1 is also output to the wheel speed detection circuit 27.

【0080】そして、スリップ角演算回路26におい
て、前記第一ドップラシフト周波数算出回路24からの
ドップラシフト周波数fd1と、前記第二ドップラシフト
周波数算出回路25からのドップラシフト周波数f
d2と、予め記憶された比例定数K1とから、前記(1
4)式に基づいて点Pにおけるタイヤスリップ角αP
算出されて、この値が補正回路28に出力される。一
方、車輪速検出回路27では、予め記憶された角度
θd1' ,θrS1 ,θS および音速CS と、第一ドップラ
シフト周波数算出回路24からのドップラシフト周波数
d1と、送信回路21からの送信周波数fS と、スリッ
プ角演算回路26からのスリップ角αP とから、前記
(16)式に基づいて点Pにおける車輪速VP が算出さ
れて、この値が補正回路28に出力される。
Then, in the slip angle calculation circuit 26, the Doppler shift frequency f d1 from the first Doppler shift frequency calculation circuit 24 and the Doppler shift frequency f from the second Doppler shift frequency calculation circuit 25 are calculated.
From d2 and the proportional constant K 1 stored in advance, the above (1
The tire slip angle α P at the point P is calculated based on the equation 4), and this value is output to the correction circuit 28. On the other hand, in the wheel speed detection circuit 27, the angles θ d1 ′, θ rS1 , θ S and the sound velocity C S stored in advance, the Doppler shift frequency f d1 from the first Doppler shift frequency calculation circuit 24, and the transmission circuit 21 are stored. Of the wheel speed V P at the point P from the transmission frequency f S of the above and the slip angle α P from the slip angle calculation circuit 26, and this value is output to the correction circuit 28. It

【0081】これに伴い、補正回路28において、前記
スリップ角演算回路26からのスリップ角αP と、前記
車輪速検出回路27からの車輪速VP と、ヨーレイトセ
ンサ3からのヨーレイト検出値φとから、前記(24)
式に基づいてタイヤ接地点でのスリップ角αが算出され
て、この値が表示装置4に出力される。そして、表示装
置4に、例えば、タイヤスリップ角αの現時点での計測
値が表示される。
Accordingly, in the correction circuit 28, the slip angle α P from the slip angle calculation circuit 26, the wheel speed V P from the wheel speed detection circuit 27, and the yaw rate detection value φ from the yaw rate sensor 3 are obtained. From the above (24)
The slip angle α at the tire ground contact point is calculated based on the equation, and this value is output to the display device 4. Then, for example, the measured value of the tire slip angle α at the present time is displayed on the display device 4.

【0082】次に、超音波センサ1の受信利得の安定化
に関して説明する。前述の図8に示すように、この実施
例の超音波センサ1においては、点Pを中心とする測定
路面から反射される超音波の受信軸ar1,ar2が、受信
用超音波振動子12,13の振動面の中心に一致するよ
うに配置することで、車両の走行に伴う超音波センサ1
の移動を無視すれば、反射される超音波を最大利得で受
信できようにしてある。しかしながら、実際には、音速
に対して車両の走行速度は通常走行で1/10程度であ
るため、車両の走行に伴う当該車両に搭載された超音波
センサ1の移動を無視できない。特に、超音波は感度の
指向性が高いため、超音波振動子11から超音波が送信
された時点と、この超音波が路面で反射されて超音波振
動子12,13が受信する時点とで、受信用の超音波振
動子12,13の位置が変化することにより、超音波振
動子12,13の受信利得が低下することが避けられな
い。
Next, stabilization of the reception gain of the ultrasonic sensor 1 will be described. As shown in FIG. 8 described above, in the ultrasonic sensor 1 of this embodiment, the reception axes a r1 and a r2 of the ultrasonic waves reflected from the measurement road surface centered on the point P are the ultrasonic transducers for reception. The ultrasonic sensors 1 and 12 are arranged so as to coincide with the centers of the vibration planes of the vehicle, so that the ultrasonic sensor 1 according to the traveling of the vehicle 1
If the movement of is ignored, the reflected ultrasonic wave can be received with the maximum gain. However, in reality, the traveling speed of the vehicle is about 1/10 of the traveling speed with respect to the sound speed in normal traveling, and therefore the movement of the ultrasonic sensor 1 mounted on the vehicle due to traveling of the vehicle cannot be ignored. In particular, since ultrasonic waves have high sensitivity directivity, there is a difference between when ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic transducer 11 and when ultrasonic waves are reflected by the road surface and received by the ultrasonic transducers 12 and 13. It is unavoidable that the reception gain of the ultrasonic transducers 12 and 13 decreases due to the change in the positions of the ultrasonic transducers 12 and 13 for reception.

【0083】図12(a)は、このような車両の走行に
伴う超音波伝播経路の変化を示す平面図であり、 図1
2(b)はその側面図である。これらの図から分かるよ
うに、ある時点で位置P1 ,P2 に存在していた受信用
の超音波振動子12,13は、車両の走行に伴い、この
時点で送信用の超音波振動子11から路面に向けて送信
された超音波が、点Pを中心に反射して各受信用の超音
波振動子12,13に到達した時点では、位置P1 ’,
2 ’まで移動している。
FIG. 12 (a) is a plan view showing a change in the ultrasonic wave propagation path as the vehicle travels.
2 (b) is a side view thereof. As can be seen from these figures, the ultrasonic transducers 12 and 13 for reception, which were present at the positions P 1 and P 2 at a certain point in time, were transmitted to the ultrasonic transducers 12 and 13 at this point as the vehicle traveled. At the time when the ultrasonic waves transmitted from 11 toward the road surface are reflected around the point P and reach the ultrasonic transducers 12 and 13 for reception, the position P 1 ′,
It has moved to P 2 '.

【0084】ここで、受信用の超音波振動子12,13
がそれぞれ位置P1 ,P2 に存在している場合の、点P
を中心に反射された超音波の伝播経路(伝播される超音
波の中心線)をそれぞれLr1,Lr2とし、受信用の超音
波振動子12,13がそれぞれ位置P1 ’,P2 ’に存
在している場合の、点Pを中心に反射された超音波の伝
播経路をそれぞれLr1’,Lr2’とすると、伝播経路L
r1とLr1’とがなすズレ角(平面視ではΔθd1’、側面
視ではΔθrS1 ’)および伝播経路Lr2とLr2’とがな
すズレ角(平面視ではΔθd2’、側面視ではΔ
θrS2 ’)分だけ、超音波の受信軸ar1,ar2が受信用
超音波振動子12,13の振動面の中心からずれること
になる。
Here, the ultrasonic transducers 12 and 13 for reception are used.
Point P 1 and P 2 respectively exist at the point P 1.
Let L r1 and L r2 be the propagation paths of the ultrasonic waves reflected around (the center line of the propagated ultrasonic waves), and the ultrasonic transducers 12 and 13 for reception are at positions P 1 ′ and P 2 ′, respectively. If the propagation paths of the ultrasonic waves reflected around the point P are L r1 'and L r2 ' respectively, the propagation path L
The deviation angle between r1 and L r1 '(Δθ d1 ' in plan view, Δθ rS1 'in side view) and the deviation angle between propagation paths L r2 and L r2 ' (Δθ d2 'in plan view, side view Δ
By the amount of θ rS2 '), the reception axes a r1 and a r2 of the ultrasonic waves are deviated from the centers of the vibrating surfaces of the ultrasonic transducers 12 and 13 for reception.

【0085】また、平面視における移動ベクトルP1
1 ’,P2 2 ’は、点Pにおけるタイヤスリップ角α
P 分だけXS 軸から傾くが、側面視においてはXS 軸か
らほとんど傾かない。これは、超音波センサ1の設置高
さと路面との距離が短いため、路面で反射した超音波が
受信用の超音波振動子12,13に到達するまでの時間
が短いとともに、通常、車両の上下方向への移動速度は
車両の走行速度に比べて小さいためである。したがっ
て、超音波センサ1の車両の走行に伴う移動に関して
は、設置高さにおける水平面上での移動のみを考慮すれ
ばよい。
Further, the movement vector P 1 P in plan view
1 ', P 2 P 2 ' is the tire slip angle α at point P
It is tilted from the X S axis by P, but is hardly tilted from the X S axis in a side view. This is because the installation height of the ultrasonic sensor 1 and the distance between the road surface and the road surface are short, so that it takes a short time for the ultrasonic waves reflected on the road surface to reach the ultrasonic transducers 12 and 13 for reception, and usually the vehicle This is because the moving speed in the vertical direction is smaller than the traveling speed of the vehicle. Therefore, regarding the movement of the ultrasonic sensor 1 as the vehicle travels, it is sufficient to consider only the movement on the horizontal plane at the installation height.

【0086】そのため、この実施例では、受信用の超音
波振動子12,13として、想定される最大車速に応じ
た前記ズレ角Δθd1’,ΔθrS1 ’,Δθd2’の最大値
を有効指向半角とするものを選定することにより、当該
車両が前記最大車速で走行した場合にも、路面から反射
した超音波を高い利得で受信できるようにしている。ま
た、所定の超音波振動子に対してその振動板を加工した
り、音響レンズを取り付けたりすることにより、受信利
得の安定化を行うこともできる。
Therefore, in this embodiment, the maximum values of the deviation angles Δθ d1 ′, Δθ rS1 ′, Δθ d2 ′ corresponding to the assumed maximum vehicle speed are effectively directed as the ultrasonic transducers 12 and 13 for reception. By selecting a half-width, the ultrasonic waves reflected from the road surface can be received with a high gain even when the vehicle travels at the maximum vehicle speed. Further, the reception gain can be stabilized by processing the diaphragm of a predetermined ultrasonic transducer or attaching an acoustic lens.

【0087】なお、図13および図14に示すように、
超音波の送信・受信のセンサジオメトリが前出の図8〜
9に示したものと異なる場合には、スリップ角演算回路
26におけるスリップ角αP の算出方法が異なる。図1
3および図14において(a)は前出の図9の(a)と
同様に当該各センサジオメトリの平面図であり、(b)
は当該各センサジオメトリの側面図である。
As shown in FIGS. 13 and 14,
The sensor geometry for ultrasonic transmission / reception is shown in Fig. 8 above.
If it is different from that shown in FIG. 9, the method of calculating the slip angle α P in the slip angle calculation circuit 26 is different. FIG.
3 and 14, (a) is a plan view of the respective sensor geometries, similar to (a) of FIG. 9 described above, and (b).
FIG. 3 is a side view of each sensor geometry.

【0088】図13のセンサジオメトリでは、図13
(a)から分かるように、車輪110の回転軸線に相当
するY軸に平行で進行方向とは反対側に所定距離だけ離
れたY S 軸に沿って、各超音波振動子11〜13の振動
面の中心が配置されるように、前出の図3に示すものと
同じ超音波センサ1を車両に対して取り付けてある。ま
た、各超音波振動子11〜13の振動面の中心は、車輪
110の転がり方向に相当するタイヤ中心線をX軸とし
たときに、このX軸に平行で車輪110の外側に所定距
離だけ離れたXP 軸と、Y軸との交点の路面への投影点
に相当する点Pに向けてある。また、超音波センサ1
は、図13(b)から分かるように、Y軸より下側の、
路面からの高さがLZ の所に設置されている。
In the sensor geometry of FIG.
As can be seen from (a), it corresponds to the rotation axis of the wheel 110.
Parallel to the Y-axis and separated by a predetermined distance on the side opposite to the traveling direction
Was Y SVibration of each ultrasonic transducer 11-13 along the axis
As shown in Figure 3 above, so that the center of the plane is located
The same ultrasonic sensor 1 is attached to the vehicle. Well
In addition, the center of the vibration surface of each ultrasonic transducer 11 to 13 is the wheel.
The tire center line corresponding to the rolling direction of 110 is the X axis.
When it is turned on, it is parallel to the X-axis and a predetermined distance outside the wheel 110.
X awayPPoint on the road surface at the intersection of the axis and the Y axis
To the point P corresponding to. Also, the ultrasonic sensor 1
As can be seen from FIG. 13B, is below the Y axis,
The height from the road is LZIt is installed at

【0089】すなわち、このセンサジオメトリは、前記
図8〜9のセンサジオメトリを、点Pを中心に平面視で
時計回りに90°回転したものに相当し、点Pにおける
タイヤスリップ角αP は、図2のスリップ角演算回路2
6において、前記(14)式とは比例定数が異なる下記
の(25)式を用いて算出される。
That is, this sensor geometry corresponds to the sensor geometry of FIGS. 8 to 9 rotated clockwise by 90 ° in a plan view around the point P, and the tire slip angle α P at the point P is Slip angle calculation circuit 2 in FIG.
6 is calculated using the following equation (25) having a proportional constant different from that of the equation (14).

【0090】[0090]

【数15】 (Equation 15)

【0091】但し、K2 =(cosθd ’・ cosθrS+ cos
θS ) /(sinθd ' ・ cosθrS) 一方、図14のセンサジオメトリでは、図14(a)か
ら分かるように、車輪110の転がり方向に相当するタ
イヤ中心線をX軸としたときに、このX軸に平行で車輪
110の外側に所定距離だけ離れたXP 軸と、車輪11
0の回転軸線に相当するY軸に平行で進行方向側に所定
距離だけ離れたYSS軸との交点に、送信用の超音波振動
子11の振動面の中心が配置されている。そして、Y軸
に平行で進行方向とは反対側に所定距離だけ離れたYSr
軸に沿って、XP 軸を挟んで異なる距離の点に、受信用
の超音波振動子12,13の振動面の中心が配置されて
いる。また、図14(b)から分かるように、各超音波
振動子11〜13は、Y軸より下側の、路面からの高さ
がそれぞれ異なる所に設置されており、各超音波振動子
11〜13の振動面の中心は、XP 軸とY軸との交点の
路面への投影点に相当する点Pに、それぞれ異なる俯角
で(θS ≠θrS1 ≠θrS2 )向けてある。
However, K 2 = (cos θ d '· cos θ rS + cos
θ S) / (sinθ d ' · cosθ rS) On the other hand, in the sensor geometry of Figure 14, as can be seen from FIG. 14 (a), the tire center line corresponding to the rolling direction of the wheel 110 when the X-axis, The X P axis parallel to the X axis and separated from the wheel 110 by a predetermined distance, and the wheel 11
The center of the vibrating surface of the ultrasonic transducer 11 for transmission is arranged at an intersection with the Y SS axis which is parallel to the Y axis corresponding to the 0 rotation axis and is separated from the traveling direction by a predetermined distance. Then, Y Sr parallel to the Y-axis and separated from the traveling direction by a predetermined distance
Along the axis, the points different distances across the X P axis, the center of the vibration surface of the ultrasonic transducer 12, 13 for reception are arranged. Further, as can be seen from FIG. 14B, the ultrasonic transducers 11 to 13 are installed at positions below the Y-axis and at different heights from the road surface. the center of the plane of vibration of to 13, the point P corresponding to the projection point of the road surface at the intersection of the X P axis and Y-axis, are directed respectively in different depression angle (θ S ≠ θ rS1 ≠ θ rS2).

【0092】このように送信用の超音波振動子11と受
信用の超音波振動子12,13とを、測定路面(点P)
を挟んで向かい合わせに配置する場合には、図2に示す
超音波センサ1のように、超音波振動子11〜13をま
とめてセンサジオメトリに応じて配置しないで、それぞ
れを別々に配置する。そして、このセンサジオメトリで
は、前記図8〜9および図13のセンサジオメトリと違
って、θS ≠θrS1 ≠θrS2 およびθd ’≠θd1' ≠θ
d2' であるため、前記(12)式の段階でRf を(fd2
/fd1)に置き換えて、下記のようにこれらの角度に関
する定数G11,G12,G21,G22を定義すると、点Pに
おけるタイヤスリップ角αP は下記の(26)式で表さ
れる。
In this way, the ultrasonic transducer 11 for transmission and the ultrasonic transducers 12, 13 for reception are connected to the measurement road surface (point P).
In the case of arranging the ultrasonic transducers 11 to face each other with sandwiching them, the ultrasonic transducers 11 to 13 are not collectively arranged according to the sensor geometry as in the ultrasonic sensor 1 shown in FIG. Further, in this sensor geometry, unlike the sensor geometries of FIGS. 8 to 9 and FIG. 13, θ S ≠ θ rS1 ≠ θ rS2 and θ d ′ ≠ θ d1 ′ ≠ θ
Since it is d2 ', R f is changed to (f d2
/ F d1 ), and defining constants G 11 , G 12 , G 21 , and G 22 relating to these angles as follows, the tire slip angle α P at the point P is expressed by the following equation (26). It

【0093】[0093]

【数16】 [Equation 16]

【0094】但し、G11= sinθd1’・ cosθrS112= cosθd1’・ cosθrS121= sinθd2’・ cosθrS2 + cosθS22= cosθd2’・ cosθrS2 + cosθS したがって、超音波振動子11〜13に取付上の制約
や、ドップラシフト周波数の検出分解能の設定等により
選定されるセンサジオメトリに応じて、点Pにおけるタ
イヤスリップ角の算出式を予め導出して、当該算出式で
使用する比例定数等を算出し、これに合わせてスリップ
角演算回路26を形成すればよい。
However, G 11 = sin θ d1 '・ cos θ rS1 G 12 = cos θ d1 ' ・ cos θ rS1 G 21 = sin θ d2 '・ cos θ rS2 + cos θ S G 22 = cos θ d2 ' ・ cos θ rS2 + cos θ S The calculation formula of the tire slip angle at the point P is derived in advance according to the sensor geometry selected by the mounting restrictions on the sound wave transducers 11 to 13 and the setting of the detection resolution of the Doppler shift frequency. It suffices to calculate the proportional constants and the like to be used in step 1 and form the slip angle calculation circuit 26 in accordance with the calculated constants.

【0095】このように、前記第一実施例のスリップ角
計測装置によれば、スリップ角の算出式に音速の項を含
まないため、従来の装置と比べて、精度良くタイヤスリ
ップ角αP を計測することができる。しかしながら、車
輪速検出回路27で車輪速V P を算出する式には音速の
項が含まれているため、温度センサを装備して点P付近
の気温を検出し、その検出値に応じて使用する音速の値
を設定すれば、補正回路28においてより正確な補正が
なされるためより好ましい。
Thus, the slip angle of the first embodiment is
According to the measuring device, the slip velocity calculation formula includes the term of sound velocity.
Therefore, compared to conventional equipment, the tire sliding
Angle αPCan be measured. However, the car
The wheel speed V is detected by the wheel speed detection circuit 27. PThe formula for calculating
Since the term is included, equipped with a temperature sensor and near point P
Value of sound velocity to be used according to the detected temperature
By setting, a more accurate correction can be made in the correction circuit 28.
It is more preferable because it is made.

【0096】図15は、前記各発明に係るスリップ角計
測装置の第二実施例の概略構成を示すブロック図であ
り、図16は、この装置におけるセンサジオメトリを示
す平面図である。図15から分かるように、この実施例
の装置は、送信と受信を兼用させる送受信両用の超音波
振動子(音波送信手段、音波受信手段)10Aと、受信
専用の超音波振動子(音波受信手段)10Bと、これら
の超音波振動子10A,10Bを作動させてスリップ角
を算出するための信号処理装置6と、車体の重心点に設
置されるヨーレイトセンサ3(回頭速度検出手段)と、
計測されたスリップ角を表示する表示装置4とで構成さ
れている。
FIG. 15 is a block diagram showing a schematic configuration of a second embodiment of the slip angle measuring device according to each of the inventions, and FIG. 16 is a plan view showing a sensor geometry in this device. As can be seen from FIG. 15, the apparatus according to the present embodiment has an ultrasonic transducer (sound wave transmission means, sound wave reception means) 10A for both transmission and reception, and an ultrasonic transducer (sound wave reception means) dedicated to reception. ) 10B, a signal processing device 6 for operating these ultrasonic transducers 10A and 10B to calculate a slip angle, a yaw rate sensor 3 (turning speed detection means) installed at the center of gravity of the vehicle body,
The display device 4 displays the measured slip angle.

【0097】前記各超音波振動子10A,10Bは、図
16から分かるように、車輪110の回転軸線に相当す
るY軸に平行で進行方向とは反対側に所定距離だけ離れ
たY S 軸に沿って、車輪110の転がり方向を示すタイ
ヤ中心線に相当するX軸に平行で、車輪110の外側に
所定距離だけ離れたXP 軸を挟んで等距離の位置に配置
されている。そして、各超音波振動子10A,10Bの
振動面の中心を、Y軸とXP 軸との交点の路面への投影
点に相当する点Pに向けてある。また、各超音波振動子
10A,10Bは路面から同じ高さの所に設置され、振
動面の俯角θSも同一である。したがって、この場合に
は、各超音波振動子10A,10Bの送受信軸aA ,a
B 同士のなす角の路面への投影角θd12'が、前記第一実
施例の角度θd1' およびθd2' に相当し、θrS=θS
なる。
The ultrasonic transducers 10A and 10B are shown in the figure.
As can be seen from 16, it corresponds to the rotation axis of the wheel 110.
Parallel to the Y-axis and separated from the traveling direction by a specified distance
Y SA tie that indicates the rolling direction of the wheel 110 along the axis.
On the outside of the wheel 110, parallel to the X-axis corresponding to the center line
X separated by a predetermined distancePPlaced equidistantly across the axis
Has been done. Then, the ultrasonic transducers 10A and 10B
Set the center of the vibration plane to the Y-axis and XPProjection of intersection with axis to road surface
It is toward the point P corresponding to the point. In addition, each ultrasonic transducer
10A and 10B are installed at the same height from the road,
Depression angle θSAre also the same. So in this case
Is the transmission / reception axis a of each ultrasonic transducer 10A, 10B.A, A
BProjection angle θ of the angle formed by each other on the road surfaced12'Is the first real
Example angle θd1'And θd2'Corresponds torS= ΘSWhen
Become.

【0098】なお、この第二実施例でも、前記第一実施
例と同様に、受信用の超音波振動子12,13として、
想定される最大車速に応じた前記ズレ角Δθd1’,Δθ
rS1’,Δθd2’の最大値を有効指向半角とするものを
選定することにより、当該車両が前記最大車速で走行し
た場合にも、路面から反射した超音波を高い利得で受信
できるようにしている。
Also in this second embodiment, as in the first embodiment, the ultrasonic transducers 12 and 13 for reception are
The deviation angle Δθ d1 ', Δθ corresponding to the assumed maximum vehicle speed
By selecting the maximum value of rS1 'and Δθ d2 ' as the effective directivity half-angle, it is possible to receive the ultrasonic waves reflected from the road surface with a high gain even when the vehicle travels at the maximum vehicle speed. There is.

【0099】一方、前記信号処理装置6は、図15から
分かるように、送受信切換スイッチ(音波送信手段、音
波受信手段)60、送信回路(音波送信手段)61、受
信回路(音波受信手段)62、ドップラシフト周波数算
出回路(ドップラシフト周波数検出手段)63、記憶回
路切換スイッチ(ドップラシフト周波数検出手段)6
4、切換回路(音波送信手段、音波受信手段、ドップラ
シフト周波数検出手段)65、第一記憶回路(ドップラ
シフト周波数検出手段)66a、第二記憶回路(ドップ
ラシフト周波数検出手段)66b、スリップ角演算回路
(スリップ角算出手段)67、車輪速検出回路(車輪速
検出手段)68、および補正回路(補正手段)69で構
成される。
On the other hand, in the signal processing device 6, as can be seen from FIG. 15, a transmission / reception changeover switch (sound wave transmission means, sound wave reception means) 60, a transmission circuit (sound wave transmission means) 61, a reception circuit (sound wave reception means) 62. , Doppler shift frequency calculation circuit (Doppler shift frequency detection means) 63, storage circuit changeover switch (Doppler shift frequency detection means) 6
4, switching circuit (sound wave transmission means, sound wave reception means, Doppler shift frequency detection means) 65, first storage circuit (Doppler shift frequency detection means) 66a, second storage circuit (Doppler shift frequency detection means) 66b, slip angle calculation A circuit (slip angle calculating means) 67, a wheel speed detecting circuit (wheel speed detecting means) 68, and a correcting circuit (correcting means) 69.

【0100】前記送受信切換スイッチ60は、受信セン
サを超音波振動子10A,10Bのいずれかに切り換え
るとともに、超音波振動子10Aを送受信のいずれのセ
ンサとして作動させるかを切り換えるためのものであ
る。そのため、切換回路65からの切換信号CSK1に応
じて、超音波振動子10Bと受信回路62との断続を行
うとともに、切換回路65からの切換信号CSK2に応じ
て、超音波振動子10Aを送信回路61または受信回路
62に接続する。
The transmission / reception change-over switch 60 is for switching the reception sensor to either the ultrasonic transducers 10A or 10B and for selecting which sensor for transmitting / receiving the ultrasonic transducer 10A. Therefore, the ultrasonic transducer 10B and the receiving circuit 62 are connected and disconnected according to the switching signal CS K1 from the switching circuit 65, and the ultrasonic transducer 10A is switched on according to the switching signal CS K2 from the switching circuit 65. It is connected to the transmission circuit 61 or the reception circuit 62.

【0101】前記送信回路61は、前記送受信切換スイ
ッチ60を介して当該送信回路61に接続された超音波
振動子10Aに、所定周波数fS の超音波を発振させる
ための電圧信号CSS を出力するとともに、前記ドップ
ラシフト周波数算出回路63に送信周波数fS に相当す
る信号を出力するものであり、前記第一実施例の送信回
路21と同様に構成される。
The transmission circuit 61 outputs a voltage signal CS S for oscillating an ultrasonic wave of a predetermined frequency f S to the ultrasonic transducer 10A connected to the transmission circuit 61 via the transmission / reception changeover switch 60. At the same time, it outputs a signal corresponding to the transmission frequency f S to the Doppler shift frequency calculation circuit 63, and has the same configuration as the transmission circuit 21 of the first embodiment.

【0102】前記受信回路62は、前記送受信切換スイ
ッチ60を介して当該受信回路62に接続された超音波
振動子10A(または10B)が受信した超音波の電圧
信号CSr が入力されて、この電圧信号CSr から当該
超音波振動子が受信した超音波の周波数fr を算出し、
この周波数fr に相当する信号を前記ドップラシフト周
波数算出回路63に出力するものであり、前記第一実施
例の第一および第二受信回路22,23と同様に構成さ
れる。
The receiving circuit 62 receives the ultrasonic voltage signal CS r received by the ultrasonic transducer 10A (or 10B) connected to the receiving circuit 62 via the transmission / reception changeover switch 60, and receives the ultrasonic voltage signal CS r. The frequency f r of the ultrasonic wave received by the ultrasonic transducer is calculated from the voltage signal CS r ,
A signal corresponding to this frequency f r is output to the Doppler shift frequency calculation circuit 63, and has the same configuration as the first and second receiving circuits 22 and 23 of the first embodiment.

【0103】前記ドップラシフト周波数算出回路63
は、前記受信回路62から入力された周波数fr と前記
送信回路61から入力された送信周波数fS とから、そ
の偏差(fr −fS )に相当するドップラシフト周波数
d を算出して、この値に相当する信号を、前記記憶回
路切換スイッチ64を介して接続された第一記憶回路6
6aまたは第二記憶回路66bに出力するものであり、
前記第一実施例の第一および第二ドップラシフト周波数
算出回路24,25と同様に構成されている。
The Doppler shift frequency calculation circuit 63
Calculates the Doppler shift frequency f d corresponding to the deviation (f r −f S ) from the frequency f r input from the receiving circuit 62 and the transmission frequency f S input from the transmitting circuit 61. , A signal corresponding to this value is connected to the first memory circuit 6 via the memory circuit changeover switch 64.
6a or the second storage circuit 66b,
The configuration is similar to that of the first and second Doppler shift frequency calculation circuits 24 and 25 of the first embodiment.

【0104】前記記憶回路切換スイッチ64は、前記切
換回路65からの切換信号CSK1に応じて、前記第一記
憶回路66aおよび第二記憶回路66bのいずれか一方
を前記ドップラシフト周波数算出回路63と接続するも
のである。前記切換回路65は、切換信号CSK1を前記
送受信切換スイッチ60と記憶回路切換スイッチ64と
に向けて、また、切換信号CSK2を前記送受信切換スイ
ッチ60に向けて出力するものであり、クロックカウン
タ等を備えることにより各所定時間毎に切換信号C
K1,CSK2を出力する。そして、切換信号CSK1によ
り、第一の接続状態(すなわち、記憶回路切換スイッチ
64が前記ドップラシフト周波数算出回路63と第一記
憶回路66aとを接続している状態で、送受信切換スイ
ッチ60が、切換信号CSK2により先ず超音波振動子1
0Aと送信回路61とを接続した後に、超音波振動子1
0Aと受信回路62とを接続する状態)と、図15に示
す第二の状態(超音波振動子10Aと送信回路61とが
接続、超音波振動子10Bと受信回路62とが接続、前
記ドップラシフト周波数算出回路63と第二記憶回路6
6bとが接続)とを、所定時間毎に切り換えることがで
きる構成になっている。
The memory circuit change-over switch 64 sets one of the first memory circuit 66a and the second memory circuit 66b as the Doppler shift frequency calculating circuit 63 according to the changeover signal CS K1 from the changeover circuit 65. To connect. The switching circuit 65 outputs the switching signal CS K1 to the transmission / reception switching switch 60 and the storage circuit switching switch 64, and outputs the switching signal CS K2 to the transmission / reception switching switch 60. And the like, so that the switching signal C is provided at each predetermined time.
It outputs S K1 and C S K2 . Then, in response to the switching signal CS K1 , in the first connection state (that is, in the state in which the memory circuit switching switch 64 connects the Doppler shift frequency calculation circuit 63 and the first memory circuit 66a, the transmission / reception switching switch 60, The ultrasonic transducer 1 is first sent by the switching signal CS K2.
0A and the transmission circuit 61 are connected, the ultrasonic transducer 1
0A and the receiving circuit 62 are connected) and the second state shown in FIG. 15 (the ultrasonic transducer 10A and the transmitting circuit 61 are connected, the ultrasonic transducer 10B and the receiving circuit 62 are connected, and the Doppler Shift frequency calculation circuit 63 and second storage circuit 6
6b is connected) and the switch 6b can be switched at predetermined time intervals.

【0105】前記第一記憶回路66aは、前記記憶回路
切換スイッチ64によりドップラシフト周波数算出回路
63と接続されたときに、ドップラシフト周波数算出回
路63から出力されたドップラシフト周波数fd を第一
ドップラシフト周波数fd1として更新記憶するととも
に、この値を所定のタイミングで前記スリップ角演算回
路67および車輪速検出回路68に出力するものであ
る。
When the first memory circuit 66a is connected to the Doppler shift frequency calculation circuit 63 by the memory circuit changeover switch 64, the first Doppler shift frequency f d output from the Doppler shift frequency calculation circuit 63 is set to the first Doppler shift frequency. The shift frequency f d1 is updated and stored, and this value is output to the slip angle calculation circuit 67 and the wheel speed detection circuit 68 at a predetermined timing.

【0106】前記第二記憶回路66bは、前記記憶回路
切換スイッチ64によりドップラシフト周波数算出回路
63と接続されたときに、ドップラシフト周波数算出回
路63から出力されたドップラシフト周波数fd を第二
ドップラシフト周波数fd2として更新記憶するととも
に、この値を、前記第一記憶回路66aからの第一ドッ
プラシフト周波数fd1の出力と同じタイミングで前記ス
リップ角演算回路67に出力するものである。
When the second memory circuit 66b is connected to the Doppler shift frequency calculation circuit 63 by the memory circuit changeover switch 64, the second Doppler shift frequency f d output from the Doppler shift frequency calculation circuit 63 is set to the second Doppler shift frequency. The shift frequency f d2 is updated and stored, and this value is output to the slip angle calculation circuit 67 at the same timing as the output of the first Doppler shift frequency f d1 from the first storage circuit 66a.

【0107】なお、前記スリップ角演算回路67、車輪
速検出回路68、および補正回路69は、前記第一実施
例のスリップ角演算回路26、車輪速検出回路27、お
よび補正回路68と基本的には同様のものであるが、セ
ンサジオメトリに基づく算出式に応じた構成になってい
る。ここで、切換信号CSK1による第一の状態におい
て、超音波振動子10Aは先ず送信センサとして超音波
を送信してから、切換信号CSK2により直ぐに受信セン
サとして反射超音波を受信するが、この時のドップラシ
フト周波数fd1は下記の(27)式で表される。
The slip angle calculation circuit 67, the wheel speed detection circuit 68, and the correction circuit 69 are basically the same as the slip angle calculation circuit 26, the wheel speed detection circuit 27, and the correction circuit 68 of the first embodiment. Is similar, but has a configuration according to a calculation formula based on the sensor geometry. Here, in the first state by the switching signal CS K1 , the ultrasonic transducer 10A first transmits ultrasonic waves as a transmission sensor, and then immediately receives reflected ultrasonic waves as a reception sensor by the switching signal CS K2. The Doppler shift frequency f d1 at that time is represented by the following equation (27).

【0108】[0108]

【数17】 [Equation 17]

【0109】また、切換信号CSK1による第二の状態に
おいては、超音波振動子10Aから送信され路面で反射
した超音波を超音波振動子10Bが受信するが、この時
のドップラシフト周波数fd2は下記の(28)式で表さ
れる。
In the second state by the switching signal CS K1 , the ultrasonic wave oscillator 10B receives the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic wave oscillator 10A and reflected on the road surface. At this time, the Doppler shift frequency f d2 Is expressed by the following equation (28).

【0110】[0110]

【数18】 (Equation 18)

【0111】そして、これらの式の分母が等しいため、
両ドップラシフト周波数fd1,fd2の比Rf ' =(fd1
/fd2)を取ることにより、音速CS を含まない、ドッ
プラシフト周波数fd1,fd2と点Pでのタイヤスリップ
角αP との関係式が得られる。当該関係式を下記の(2
9)式に示す。
Since the denominators of these expressions are equal,
Ratio of both Doppler shift frequencies f d1 and f d2 R f '= (f d1
/ F d2 ), the relational expression between the Doppler shift frequencies f d1 and f d2 and the tire slip angle α P at the point P, which does not include the sound velocity C S , is obtained. The relational expression is
It is shown in the equation 9).

【0112】[0112]

【数19】 [Formula 19]

【0113】この(29)式の変形により、タイヤスリ
ップ角αP は下記の(30)式で表され、比例定数K3
=1/( tan(θd12'/2))を用いて、最終的に(3
1)式で表される。
By modifying this equation (29), the tire slip angle α P is expressed by the following equation (30), and the proportional constant K 3
= 1 / (tan (θ d12 ' / 2)) and finally (3
It is expressed by the equation 1).

【0114】[0114]

【数20】 (Equation 20)

【0115】[0115]

【数21】 [Equation 21]

【0116】したがって、スリップ角演算回路67は、
その記憶器にセンサジオメトリに応じて前記比例定数K
3 が記憶されており、前記(31)式に基づく演算がな
される構成になっている。以上に述べた構成により、こ
の実施例のスリップ角計測装置では、例えばイグニッシ
ョンONと同時にタイヤスリップ角の計測が開始される
と、切換回路65からの切換信号CSK1,CSK2による
送受信切換スイッチ60の作動により、超音波振動子1
0Aによる超音波の送信および反射超音波の受信と、超
音波振動子10Aによる超音波の送信および超音波振動
子10Bによる反射超音波の受信とが所定のタイミング
で交互に行われる。また、第一記憶回路66aから第一
ドップラシフト周波数fd1がスリップ角演算回路26と
車輪速検出回路27に、第二記憶回路66bから第二ド
ップラシフト周波数fd2がスリップ角演算回路26に、
所定時間毎に同時に出力される。
Therefore, the slip angle calculation circuit 67
The proportional constant K is stored in the memory according to the sensor geometry.
3 is stored, and the operation is performed based on the equation (31). With the configuration described above, in the slip angle measuring device of this embodiment, for example, when the tire slip angle measurement is started at the same time as the ignition is turned on, the transmission / reception changeover switch 60 by the changeover signals CS K1 , CS K2 from the changeover circuit 65. Operation of the ultrasonic transducer 1
The transmission of ultrasonic waves by 0A and the reception of reflected ultrasonic waves and the transmission of ultrasonic waves by the ultrasonic transducer 10A and the reception of reflected ultrasonic waves by the ultrasonic transducer 10B are alternately performed at predetermined timings. In addition, the first Doppler shift frequency f d1 from the first storage circuit 66a to the slip angle calculation circuit 26 and the wheel speed detection circuit 27, the second Doppler shift frequency f d2 from the second storage circuit 66b to the slip angle calculation circuit 26,
It is output at the same time every predetermined time.

【0117】そして、スリップ角演算回路26におい
て、前記同時に入力された二つのドップラシフト周波数
d1,fd2と、予め記憶された比例定数K3 とから、前
記(30)式に基づいて点Pにおけるタイヤスリップ角
αP が算出されて、この値が補正回路28に出力され、
車輪速検出回路27および補正回路28において、前記
第一実施例と同様の処理がなされ、算出されたタイヤ接
地点でのスリップ角αが表示装置4に出力され、表示装
置4にタイヤスリップ角αの計測値が表示される。
Then, in the slip angle calculating circuit 26, the point P based on the above equation (30) is calculated from the two Doppler shift frequencies f d1 and f d2 inputted at the same time and the proportional constant K 3 stored in advance. tire slip angle alpha P is calculated, this value is outputted to the correction circuit 28 in,
In the wheel speed detection circuit 27 and the correction circuit 28, the same processing as in the first embodiment is performed, the calculated slip angle α at the tire ground contact point is output to the display device 4, and the tire slip angle α is displayed on the display device 4. The measured value of is displayed.

【0118】この第二実施例のスリップ角計測装置によ
れば、超音波振動子10Aを送受信兼用としたため、第
一実施例と比べて超音波振動子が一つ少なくて済み、受
信回路およびドップラシフト周波数算出回路63も一つ
で済むことから、コスト低減が図られるばかりでなく、
チャンネル間の電気的干渉や回路特性の不整合性等の問
題を回避できるという利点もある。
According to the slip angle measuring apparatus of the second embodiment, since the ultrasonic transducer 10A is used for both transmission and reception, the number of ultrasonic transducers is reduced by one compared with the first embodiment, and the receiving circuit and the Doppler are used. Since only one shift frequency calculation circuit 63 is required, not only cost reduction can be achieved, but also
There is also an advantage that problems such as electrical interference between channels and inconsistency of circuit characteristics can be avoided.

【0119】なお、前記第一および第二実施例のスリッ
プ角計測装置は、タイヤスリップ角を計測するものであ
り、計測対象となる各車輪の近くの路面に超音波を送信
するために、例えば前記図7のようにして、超音波セン
サ1を、取付部材5を介して車輪110と車体100と
の間に取り付けているが、同様の超音波センサ1を車体
100の重心点CG近くに取り付けて、当該重心点CG
の真下を測定路面の中心点Pとすることにより、車体重
心点のスリップ角を計測することができる。図17
(a)はその場合の、前記超音波センサ1の車体100
に対する取付位置の一例を示す平面図であり、図17
(b)はその側面図である。この場合には、重心点CG
の真下を測定路面の中心とすることができるため、前記
第一および第二実施例のように、信号処理装置2,6に
補正回路28,69および車輪速検出回路27,68を
設ける必要がない。
The slip angle measuring devices of the first and second embodiments measure the tire slip angle, and for transmitting ultrasonic waves to the road surface near each wheel to be measured, for example, As shown in FIG. 7, the ultrasonic sensor 1 is mounted between the wheel 110 and the vehicle body 100 via the mounting member 5, but a similar ultrasonic sensor 1 is mounted near the center of gravity CG of the vehicle body 100. And the center of gravity CG
The slip angle at the vehicle body weight center point can be measured by setting the center point P directly under the center of the measurement road surface. FIG. 17
(A) is the vehicle body 100 of the said ultrasonic sensor 1 in that case.
FIG. 17 is a plan view showing an example of a mounting position with respect to FIG.
(B) is the side view. In this case, the center of gravity CG
Since it is possible to make the center of the measurement road surface just below, it is necessary to provide the correction circuits 28 and 69 and the wheel speed detection circuits 27 and 68 in the signal processing devices 2 and 6 as in the first and second embodiments. Absent.

【0120】また、前記第一実施例の車輪速検出回路2
7において、車輪速VP (点Pでの車輪の進行方向の速
度)の算出式に相当する前記(16)式から分かるよう
に、本件発明のスリップ角計測装置で計測されるスリッ
プ角から、所定点における車輪または車体重心点の進行
方向の速度を計測することが可能であるため、本件発明
のスリップ角計測装置は、このような所定点における車
輪または車体重心点の進行方向の速度を計測する装置と
して使用することもできる。そして、この場合には、従
来のドップラ効果を利用した速度計では超音波センサ設
置の際のX軸方向とY軸方向との軸合わせが困難であっ
たのに対し、本件発明のスリップ角計測装置ではこのよ
うな軸合わせの困難さが解消されるため、取付作業性が
大幅に向上することになる。
Further, the wheel speed detection circuit 2 of the first embodiment.
7, in the slip angle measured by the slip angle measuring device of the present invention, as can be seen from the formula (16) corresponding to the formula for calculating the wheel speed V P (speed in the traveling direction of the wheel at the point P), Since it is possible to measure the speed in the traveling direction of the wheel or vehicle body weight center point at a predetermined point, the slip angle measuring device of the present invention measures the speed in the traveling direction of the wheel or vehicle body weight center point at such a predetermined point. It can also be used as a device for In this case, it is difficult to align the X-axis direction and the Y-axis direction when installing the ultrasonic sensor with the conventional speedometer utilizing the Doppler effect, while the slip angle measurement of the present invention is performed. Since the device eliminates such difficulty of axis alignment, the mounting workability is significantly improved.

【0121】また、本件発明のスリップ角計測装置は、
圧電型の超音波振動子を使用することにより、耐環境性
に優れ、小型・軽量で省電力化が図れることから、精度
良くスリップ角が検出される実用的な装置となり得る。
したがって、図18に示すように、各車輪110FL〜
110RRの内側にそれぞれ送信用および受信用の超音
波振動子を備えた超音波センサ1FL〜1RRを配設
し、各超音波センサ1FL〜1RRからの受信信号CS
rFL 〜CSrRR をコントロールユニット20に入力し、
各輪のタイヤスリップ角αFL〜αRRに応じた各種制御信
号をエンジン・パワートレインユニット7や操舵アクチ
ュエータ8等に出力することにより、様々なきめの細か
い車両制御を可能とすることができる。また、このよう
な実車においては、図18のA部分の詳細図に相当する
図19に示すように、前記第一実施例の取付状態を示す
図7の場合とは異なり、車輪110RRの内側に専用の
ブラケット10RR等を介して超音波センサ1RRを設
置することが好ましい。
The slip angle measuring device of the present invention is
By using a piezoelectric ultrasonic transducer, it is possible to provide a practical device that can detect the slip angle with high accuracy because it has excellent environmental resistance, is small and lightweight, and saves power.
Therefore, as shown in FIG.
The ultrasonic sensors 1FL to 1RR having ultrasonic transducers for transmission and reception are arranged inside the 110RR, and the reception signals CS from the ultrasonic sensors 1FL to 1RR are arranged.
Input rFL ~ CS rRR to the control unit 20,
By outputting various control signals corresponding to the tire slip angles α FL to α RR of each wheel to the engine / powertrain unit 7, the steering actuator 8, and the like, various fine-tuned vehicle control can be performed. Further, in such an actual vehicle, as shown in FIG. 19 corresponding to the detailed view of the portion A of FIG. 18, unlike the case of FIG. 7 showing the mounting state of the first embodiment, inside the wheel 110RR is different. It is preferable to install the ultrasonic sensor 1RR via a dedicated bracket 10RR or the like.

【0122】なお、前記各実施例においては、信号処理
装置2,6をハードウエアによる回路構成としたが、超
音波の送受信以外の、ドップラシフト周波数の算出から
点Aでのタイヤスリップ角αの算出までの部分は、マイ
クロコンピュータにより構成することもできる。また、
前記各実施例では、音波として超音波を使用する場合に
ついてのみ説明したが、本件各発明のスリップ角計測装
置で使用可能な音波は超音波に限定されないことは言う
までもない。
In each of the above-described embodiments, the signal processing devices 2 and 6 have a circuit configuration by hardware, but the tire slip angle α at the point A is calculated from the calculation of the Doppler shift frequency other than the transmission / reception of ultrasonic waves. The part up to the calculation can be configured by a microcomputer. Also,
In each of the embodiments described above, only the case where the ultrasonic wave is used as the sound wave has been described, but it goes without saying that the sound wave that can be used in the slip angle measuring device of each invention of the present invention is not limited to the ultrasonic wave.

【0123】[0123]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1〜3に係
るスリップ角計測装置によれば、音波送信手段の送信軸
を向ける前記所定点に対して、二つの音波受信手段を前
述のような所定のセンサジオメトリで設置させることに
より、ドップラシフト周波数を用いたスリップ角の算出
式から音速の項が排除されるため、音速の影響を受けず
にスリップ角が精度良く計測されるという効果がある。
As described above, according to the slip angle measuring device according to the first to third aspects, the two sound wave receiving means are arranged as described above with respect to the predetermined point where the transmission axis of the sound wave transmitting means is directed. By installing with a specific sensor geometry, the term of sonic velocity is excluded from the formula for calculating the slip angle using the Doppler shift frequency, so the slip angle can be accurately measured without being affected by the sonic velocity. is there.

【0124】特に、請求項2に係るスリップ角計測装置
によれば、タイヤスリップ角の計測の場合に請求項1の
装置において生じる計測誤差が小さくなるため、タイヤ
スリップ角を精度良く計測することができる。特に、請
求項3に係るスリップ角計測装置によれば、高速走行時
におけるスリップ角の計測を確実に精度良く行うことが
できる。
Particularly, according to the slip angle measuring device of the second aspect, since the measurement error occurring in the device of the first aspect when measuring the tire slip angle is small, the tire slip angle can be accurately measured. it can. Particularly, according to the slip angle measuring device of the third aspect, it is possible to reliably and accurately measure the slip angle during high-speed traveling.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のスリップ角計測装置の基本構成図であ
る。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a slip angle measuring device of the present invention.

【図2】第一実施例のスリップ角計測装置を構成する超
音波センサを示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an ultrasonic sensor that constitutes the slip angle measuring device of the first embodiment.

【図3】図2の超音波センサを構成するマウントを示す
斜視図である。
3 is a perspective view showing a mount constituting the ultrasonic sensor of FIG. 2. FIG.

【図4】図3のマウントの補助板を取り除いた部分を示
す横断面図である。
4 is a cross-sectional view showing a portion of the mount of FIG. 3 from which an auxiliary plate is removed.

【図5】図3のマウントの両端部材を取り除いた部分を
示す縦断面図である。
5 is a vertical sectional view showing a portion of the mount of FIG. 3 from which both end members are removed.

【図6】図2の超音波センサの車両への取付状態を示す
部分断面図である。
6 is a partial cross-sectional view showing how the ultrasonic sensor of FIG. 2 is attached to a vehicle.

【図7】第一実施例のスリップ角計測装置の概略構成を
示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a slip angle measuring device of a first embodiment.

【図8】第一実施例における超音波の送信および受信の
センサジオメトリを示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a sensor geometry for transmitting and receiving ultrasonic waves in the first embodiment.

【図9】第一実施例における超音波の送信および受信の
センサジオメトリを示す(a)平面図と(b)背面図で
ある。
FIG. 9A is a plan view and FIG. 9B is a rear view showing sensor geometries of ultrasonic wave transmission and reception in the first embodiment.

【図10】(a)は、車両に対する超音波センサの配置
を示す平面図であり、(b)は、後左輪側を例にとっ
て、点Pと点Aとにおける速度ベクトルの違いを示す概
要図である。
10A is a plan view showing an arrangement of ultrasonic sensors with respect to a vehicle, and FIG. 10B is a schematic diagram showing a difference between velocity vectors at a point P and a point A on the rear left wheel side as an example. Is.

【図11】タイヤスリップ角の測定点がタイヤ接地点と
異なることにより生じる計測誤差と、ヨーレイトとの関
係の一例を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing an example of a relationship between a yaw rate and a measurement error caused when a tire slip angle measurement point is different from a tire ground contact point.

【図12】(a)は、車両の走行に伴う超音波伝播経路
の変化を示す平面図であり、(b)はその側面図であ
る。
FIG. 12 (a) is a plan view showing a change in an ultrasonic wave propagation path as a vehicle travels, and FIG. 12 (b) is a side view thereof.

【図13】第一実施例の装置に関し、超音波の送受信の
センサジオメトリが図8および9で示すものとは異なる
一例を示す(a)平面図と(b)側面図である。
FIG. 13 is a plan view (a) and a side view (b) showing an example in which the sensor geometry for transmitting and receiving ultrasonic waves is different from that shown in FIGS. 8 and 9 for the device of the first embodiment.

【図14】第一実施例の装置に関し、超音波の送受信の
センサジオメトリが図8および9で示すものとは異な
る、図13とは別の例を示す(a)平面図と(b)側面
図である。
FIG. 14 is a plan view (a) and a side view (b) showing an example different from that of FIG. 13 in which the sensor geometry for transmitting and receiving ultrasonic waves is different from that shown in FIGS. 8 and 9 for the device of the first embodiment. It is a figure.

【図15】第二実施例のスリップ角計測装置の概略構成
を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing a schematic configuration of a slip angle measuring device of a second embodiment.

【図16】図15の装置における超音波の送信および受
信のセンサジオメトリを示す平面図である。
16 is a plan view showing a sensor geometry of transmission and reception of ultrasonic waves in the apparatus of FIG.

【図17】車体重心のスリップ角を計測する場合の超音
波センサの取付位置の一例を示す(a)平面図と(b)
側面図である。
FIG. 17 is a plan view (a) showing an example of the mounting position of the ultrasonic sensor when measuring the slip angle of the body weight center of the vehicle;
It is a side view.

【図18】実車においてスリップ角計測装置の使用が想
定される車両制御システムの一例を示す概略平面図であ
る。
FIG. 18 is a schematic plan view showing an example of a vehicle control system in which the slip angle measuring device is assumed to be used in an actual vehicle.

【図19】図18のA部分の詳細図に相当する断面図で
ある。
19 is a cross-sectional view corresponding to a detailed view of a portion A in FIG.

【図20】スリップ角計測装置の従来例を示す概略構成
図である。
FIG. 20 is a schematic configuration diagram showing a conventional example of a slip angle measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超音波センサ 3 ヨーレイトセンサ(回頭速度検出手段) 11 送信用の超音波振動子(音波送信手段) 12,13受信用の超音波振動子(音波受信手段) 21 送信回路(音波送信手段) 22 第一受信回路(音波受信手段) 23 第二受信回路(音波受信手段) 24 第一ドップラシフト周波数算出回路(ドップラ
シフト周波数検出手段) 25 第二ドップラシフト周波数算出回路(ドップラ
シフト周波数検出手段) 26,67スリップ角演算回路(スリップ角算出手段) 27,68車輪速検出回路(車輪速検出手段) 28,69補正回路(補正手段) 10A 超音波振動子(音波受信手段、音波送信手段) 10B 超音波振動子(音波受信手段) 60 送受信切換スイッチ(音波受信手段、音波送信
手段) 61 送信回路(音波送信手段) 62 受信回路(音波受信手段) 63 ドップラシフト周波数算出回路(ドップラシフ
ト周波数検出手段) 64 記憶回路切換スイッチ(ドップラシフト周波数
検出手段) 65 切換回路(音波送信手段、音波受信手段、ドッ
プラシフト周波数検出手段) 66a 第一記憶回路(ドップラシフト周波数検出手
段) 66b 第二記憶回路(ドップラシフト周波数検出手
段) 100 車体 110 車輪
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ultrasonic sensor 3 yaw rate sensor (turning speed detection means) 11 ultrasonic transducer for transmission (sound wave transmission means) 12, 13 ultrasonic transducer for reception (sound wave reception means) 21 transmission circuit (sound wave transmission means) 22 First reception circuit (sound wave reception means) 23 Second reception circuit (sound wave reception means) 24 First Doppler shift frequency calculation circuit (Doppler shift frequency detection means) 25 Second Doppler shift frequency calculation circuit (Doppler shift frequency detection means) 26 , 67 Slip angle calculation circuit (slip angle calculation means) 27, 68 Wheel speed detection circuit (wheel speed detection means) 28, 69 Correction circuit (correction means) 10A Ultrasonic transducer (sound wave reception means, sound wave transmission means) 10B Ultra Sound wave transducer (sound wave receiving means) 60 Transmission / reception changeover switch (sound wave receiving means, sound wave transmitting means) 61 Transmission circuit (sound wave transmitting means) 62 reception circuit (sound wave reception means) 63 Doppler shift frequency calculation circuit (Doppler shift frequency detection means) 64 storage circuit changeover switch (Doppler shift frequency detection means) 65 changeover circuit (sound wave transmission means, sound wave reception means, Doppler shift frequency detection means) ) 66a 1st memory circuit (Doppler shift frequency detection means) 66b 2nd memory circuit (Doppler shift frequency detection means) 100 Vehicle body 110 Wheels

フロントページの続き (72)発明者 鳥居 修司 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内Front Page Continuation (72) Inventor Shuji Torii 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車両の所定位置に設置され、当該車両が
走行する路面の所定点に送信軸を向けて所定角度で音波
を送信する音波送信手段と、当該車両の互いに異なる位
置に設置され、前記音波送信手段により送信されて前記
所定点で反射した音波のうち、当該所定点を含む鉛直面
を挟んだ両側にそれぞれ所定角度で伝播された音波を受
信する二つの音波受信手段と、前記各音波受信手段によ
り受信された音波のドップラ効果に伴う送信時からの周
波数変化量を検出するドップラシフト周波数検出手段
と、前記ドップラシフト周波数検出手段により検出され
た各音波受信手段での周波数変化量に基づいて当該車両
のスリップ角を算出するスリップ角算出手段とを備えた
ことを特徴とするドップラ効果を利用したスリップ角計
測装置。
1. A sound wave transmitting unit that is installed at a predetermined position of a vehicle and sends a sound wave at a predetermined angle with a transmission axis directed to a predetermined point on a road surface on which the vehicle travels. Of the sound waves transmitted by the sound wave transmitting means and reflected at the predetermined points, two sound wave receiving means for receiving sound waves propagated at predetermined angles on both sides of the vertical plane including the predetermined point, and Doppler shift frequency detecting means for detecting the amount of frequency change from the time of transmission due to the Doppler effect of the sound wave received by the sound wave receiving means, and the amount of frequency change in each sound wave receiving means detected by the Doppler shift frequency detecting means. A slip angle measuring device utilizing the Doppler effect, comprising: a slip angle calculating means for calculating a slip angle of the vehicle based on the slip angle measuring device.
【請求項2】 前記スリップ角がタイヤスリップ角であ
り、車体の回頭速度を検出する回頭速度検出手段と、前
記所定点での車輪の進行方向の速度を検出する車輪速検
出手段とを備えるとともに、前記スリップ角算出手段
は、当該回頭速度検出手段からの回頭速度検出値と、前
記車輪速検出手段からの車輪速検出値とに基づいて、前
記所定点とタイヤの接地点とが異なることに起因するず
れを補正する補正手段を備えたことを特徴とする請求項
1記載のドップラ効果を利用したスリップ角計測装置。
2. The slip angle is a tire slip angle, and is provided with a turning speed detecting means for detecting a turning speed of a vehicle body, and a wheel speed detecting means for detecting a speed of a wheel in a traveling direction at the predetermined point. The slip angle calculating means, based on the turning speed detection value from the turning speed detection means and the wheel speed detection value from the wheel speed detection means, the predetermined point and the ground contact point of the tire are different from each other. The slip angle measuring apparatus using the Doppler effect according to claim 1, further comprising a correction unit that corrects a deviation caused by the shift.
【請求項3】 前記二つの音波受信手段は、使用する音
波の感度指向性と予め設定された所定車速とに応じて選
定したものであることを特徴とする請求項1記載のドッ
プラ効果を利用したスリップ角計測装置。
3. The Doppler effect according to claim 1, wherein the two sound wave receiving means are selected according to sensitivity directivity of sound waves to be used and a predetermined vehicle speed set in advance. Slip angle measuring device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007296974A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Bridgestone Corp Method and device for estimating tire slip angle, and method and device for estimating vehicle body slip angle
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US11427172B2 (en) * 2016-10-19 2022-08-30 Robert Bosch Gmbh Lateral dynamic control for regenerative and friction brake blending

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