JPH0972733A - 車輪の姿勢角監視装置 - Google Patents

車輪の姿勢角監視装置

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JPH0972733A
JPH0972733A JP7229391A JP22939195A JPH0972733A JP H0972733 A JPH0972733 A JP H0972733A JP 7229391 A JP7229391 A JP 7229391A JP 22939195 A JP22939195 A JP 22939195A JP H0972733 A JPH0972733 A JP H0972733A
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JP
Japan
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wheel
angle
displacement
attitude
vehicle
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JP7229391A
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Inventor
Akihiro Anayama
明寛 穴山
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車輪の姿勢角を簡易的に監視し、姿勢角に異
常があれば運転車に警告することができる車輪の姿勢角
監視装置を提供する。 【解決手段】 車輪Wの内側面の上下方向の位置に向け
て車体Tに取り付けられた一対の変位検出手段Aと、前
記車輪Wの内側面の前後方向の位置に向けて車体Tに取
り付けられた一対の第2変位検出手段Bと、操舵装置の
回転角を検出するための回転角検出部と、車体Tの姿勢
を検出するための姿勢検出部と、車速を検出するための
車速検出部と、各検出部から出力される信号と各信号の
規定値とを比較し、各信号が規定値を満たすとき、前記
第1および第2変位検出手段により車輪Wの変位量を計
測し、当該計測値と変位量の規定値から車輪Wの姿勢角
の異常を判断するための演算比較回路部Cとからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車輪の姿勢角監視装
置に関する。さらに詳しくは、車両に取り付けられた車
輪の姿勢角(トー角およびキャンバ角)を監視し、車輪
の姿勢角の異常を警報して知らせることができる車輪の
姿勢角監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車輪の姿勢角に異常があると車両の操縦
性が損なわれるばかりでなく、車輪(タイヤ)の異常摩
耗を引き起こす原因となる。そのため、従来より車輪の
姿勢角を測定する装置として、種々の装置が提案されて
いる。たとえば、車輪の外側の車軸にビームアタッチメ
ントを取り付け、該ビームアタッチメントから発射され
るビームを車体に固定したビーム検出器により検出した
のち、画像処理し、トー角やキャンバ角のホイールアラ
イメントを演算処理して表示するものがある(特開平1
−131408号公報)。また自動車整備工場などの床
面に設置された一対のローラ上に車輪を乗せるととも
に、該車輪の外側面に対向させて距離センサを配置し、
該距離センサを車輪の側面に沿って移動させ、当該移動
による距離の変動により、トー角およびキャンバ角を算
出するものがある(特開平2−270682号公報) なお、トー角とは、車輪を車両の上方からみて、車両中
心面と車輪の水平直径とのなす角度をいい、車輪が内向
きに角度が付けられているばあいをトーインと呼び、逆
のばあいをトーアウトと呼ぶ。キャンバ角は、車輪を車
両の前方からみて、車輪の中心線(水平直径)と地面に
垂直な線とのなす角度をいい、車輪の上方が外開きにな
っているばあいを正(ポジティブキャンバ)と呼び、逆
になっているばあいを負(ネガティブキャンバ)と呼
ぶ。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ビ
ームアタッチメントを用いる装置では、回転する車輪の
外側にビームアタッチメントを取り付けているため、振
動および飛来石などにより破損するおそれがあり、また
ビームアタッチメントを安価に製作できない問題があ
る。また前記距離センサを移動させる装置では、距離セ
ンサを移動さえることができる自動車整備工場でなけれ
ば使用できない問題がある。
【0004】本発明は、叙上の事情に鑑み、車輪の姿勢
角を簡易的に監視し、姿勢角に異常があれば運転者に警
告することができる車輪の姿勢角監視装置を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の車輪姿勢角装置
は、車輪の内側面の上下方向の位置に向けて車体に取り
付けられた一対の第1変位検出手段と、前記車輪の内側
面の前後方向の位置に向けて車体に取り付けられた一対
の第2変位検出手段と、操舵装置の回転角を検出するた
めの回転角検出部と、車体の姿勢を検出するための姿勢
検出部と、車速を検出するための車速検出部と、各検出
部から出力される信号と各信号の規定値とを比較し、各
信号が規定値を満たすとき、前記第1および第2変位検
出手段により車輪の変位量を計測し、当該計測値から車
輪の姿勢角の異常を判断するための演算比較回路部とか
らなることを特徴としている。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の車輪の姿勢角監視装置を説明する。
【0007】図1は本発明の車輪の姿勢角監視装置の一
実施例を示す概略説明図、図2は車両の傾きを示す正面
図、図3はジャイロセンサを示す説明図、図4は変位セ
ンサの車体への取り付けを示す説明図、図5は本発明の
一実施例を示すブロック図、図6は本発明の一実施例を
示すフロ−チャート、図7は出力表示の一実施例を示す
説明図、図8は出力表示の他の実施例を示す説明図であ
る。
【0008】図1に示すように、本実施例にかかわる車
輪の姿勢角監視装置は、車輪Wの内側面の上下方向の位
置に向けて車体Tに取り付けられた一対の第1変位検出
手段Aと、前記車輪Wの内側面の前後方向の位置に向け
て車体Tに取り付けられた一対の第2変位検出手段B、
操舵装置の回転角を検出するための回転角検出部と、車
体Tの姿勢を検出するための姿勢検出部と、車速を検出
するための車速検出部と、車輪Wの姿勢角の異常を判断
するための演算比較回路部Cとから構成されている。
【0009】前記変位検出手段A、Bは、車両の4個の
車輪Wに向けて、90゜ずれた位置に取り付けられてお
り、この変位検出手段A、Bとしては、車体T側の取付
部と車輪Wの表面上との距離を電気的にリアルタムで計
測することができるものであれば、とくに限定されるも
のではないが、たとえばレーザ式変位センサ、渦電流式
変位センサ、超音波の反射時間を利用した変位センサな
どを用いることができる。そして車輪Wの前後側に向け
られた一対の変位センサSTUおよびSTDで検知した
変位の計測値により、車輪Wのトー角αを監視すること
ができ、また車輪Wの上下側に向けられた一対の変位セ
ンサSCUおよびSCDで検知した変位の計測値によ
り、車輪Wのキャンバ角βを監視することができる。本
発明では、前記2対の変位センサの計測値が規定値をこ
えたばあい、車輪Wの姿勢角(トー角およびキャンバ
角)の異常と判断する。前記規定値は、車両メーカーの
整備値(調整誤差)、タイヤサイズおよび内圧(空気
圧)などを考慮して車両ごとに定められる値であり、タ
イヤ変換を行なったばあいなどに新たに設定される。た
とえば、タイヤ及びリムサイズが265/70R16、
7.5JJ×16で、内圧が200KPaでの車輪姿勢
角の整備値公差がトー±2mm、キャンバ角±0゜30
´と規定されている車両を考えた場合、タイヤ軸が回転
したときの姿勢角と車輪表面上の点の軸線方向の変位量
との関係から、姿勢角異常と判断するばあいの既定値
は、トー角の変位量に相当する変位量として約±2m
m、またはキャンバ角の変化に相当する変位量として約
±3.5mmと設定できる。そして変位センサSTD、
STUにより測定される距離が、2mmを越えて変位す
ればトー角の異常であると判断される。
【0010】また本発明では、姿勢角を適宜監視し、異
常と判断されると、運転者に警報を出すようにすること
ができる。この警報としては、姿勢角の異常を車両の運
転席内に設けられる表示パネルに表示されたり、異常検
出ランプや警報ブザーなどの警報機構で知らしめたり、
車載のテレビ画面に表示させることができる。
【0011】また本発明においては、車輪の姿勢角を監
視するにあたり、誤った判断を防止するために、操蛇装
置の回転角、車体の姿勢および車輪の車速を検出し、こ
れらの出力信号が規定値の範囲内にあることを確認して
から行なうようにしている。
【0012】すなわち、運転者が操舵装置を操作する
と、車輪が傾き車体と車輪の距離が変化するため、たと
えばハンドルが回転しているばあいには、姿勢角の異常
判断を行なわないようにする。2輪操舵システムのばあ
い、ハンドルの回転角は、フロントの車輪軸に連結され
るハンドル軸(ステアリングコラム)に取付けられた回
転角検出部である回転角(蛇角)センサにより検出され
る。また4輪操舵システム(4WSシステム)のばあい
は、前記回転角センサに加えて、後輪のステアリングに
取付けられる回転角センサにより検出される。これらの
回転角センサは、エンジン、パワーステアリング、AB
Sまたは4WSシステムを制御するために車両に搭載さ
れている。また各種の制御はECR(エンジンコントロ
ールユニット=制御用のコンピュータ)に送られている
ことから、ハンドルの回転角については、何度回転して
いるか、何回回転したのかを電圧の変化として電気的に
検出できる。
【0013】また、図2に示すように、車両の走行路面
の傾きによって車体の平行姿勢が保たれていないばあい
には、車輪(前輪および後輪)の姿勢角が変化するた
め、このようなばあいに、車輪の姿勢角を測定してもそ
れが異常か、正常かの判断ができない。そこで、図3に
示すように、車体に平衡度を検出する姿勢検出部である
ジャイロセンサ1を設置し、車体の傾きが姿勢角の異常
判断に影響を及ぼさない規定範囲内にあるかどうかを監
視し、車体の傾きが規定値をこえているばあいには、姿
勢角の異常判断を行わないようにする。前記ジャイロセ
ンサ1は、T字状の被検知ピン2を有するピロボール3
および該ピロボール3を球面鍔4により回転自在に支持
する支持体5からなる被検知部6と、前記被検知ピン2
に対向して配置される非接触型の変位計ヘッド7から構
成されている。前記支持体5と変位計ヘッド7は、車体
に取付けられており、車体が傾くと、支持体5と変位計
ヘッド7は共に傾くが、ピロボール3は支持体5に対し
て自由に回転するため、被検知ピン2は常に鉛直下向を
向く。このとき被検知ピン2と変位計ヘッド7とのあい
だの変位(距離)が変動する。前記変位計ヘッド7とし
ては、過電流式電位センサを用いることができ、たとえ
ば前記変位1mmをアナログ電圧1Vとして出力させる
ことができる。そして当該出力信号は、前記回転角セン
サと同様にECUに送られるようにされている。
【0014】さらに車両が高速走行状態にあるばあいに
は、車体の振動や姿勢の変化によって、車輪の姿勢角の
異常が検出されるばあいがある。このようなばあいに、
車輪の姿勢角を測定しても、それが車輪の本質的な異常
か、過渡的な異常なのか判断できない。そのため、車両
が規定速度をこえて走行されているばあいには、車輪姿
勢角の異常の判断を行なわないようにする。車両の車速
は、車軸や車輪の位置に取付けられている車速検出部で
ある車速センサにより検出することができ、当該検出信
号は、前記回転角センサと同様にECUに送られるよう
にされている。
【0015】なお前記回転角センサ、ジャイロセンサお
よび車速センサからの信号は、ECUに送られたのち、
演算比較回路において、各信号の規定値と比較する。そ
して、各信号が規定値をこえないと確認したばあい、車
輪の変位センサにより変位量を計測し、ついで当該計測
量が変位量の規定値をこえると、車輪の姿勢角は異常で
あると判断し、運転者に異常警報を表示パネルまたはテ
レビ画面に表示するか、警報ブザーを発して知らせる。
【0016】つぎに本発明の車輪の姿勢角監視装置を実
施例に基づき説明するが、本発明はもとよりかかる実施
例のみに限定されるものではない。
【0017】
【実施例】車両として1985年式サバンナRX7に車
輪のタイヤサイズおよびリムサイズが205/60R1
5、6JJ×15(内圧200KPa)を採用した。
【0018】変位センサの車体への取付けは、図4に示
すように1個の車輪Wの内側面に4個の変位センサを対
向させた。なおSCUは、上側のキャンバ角監視用セン
サ、SCDは下側のキャンバ角監視用センサ、STUは
前側のトー角監視用センサおよびSTDは後側のトー角
監視用センサを示している。そして、フロント/リアサ
スペンションの空車時におけるホイールアライメント
(姿勢角)の規定値を車輪の姿勢角と測定の変位量の関
係により、つぎのように決定した。
【0019】 フロント(前輪);トー角:±1.5mm(トーイン0±1.5mm) キャンバ角:±2.4mm(0゜20´±30´) リア(後輪) ;トー角:±1.5mm(トーイン0±1.5mm) キャンバ角:±2.4mm(−0゜44´±30´) 変位センサの出力信号は、車両の変位量に応じて電圧を
X(V/mm)、たとえば−5〜+5V/mmとして出
力する。このばあい、トー角の出力をXT、キャンバ角
の出力をXCとする。
【0020】操舵装置であるハンドルの左右の±180
゜回転角を抵抗値(0〜50kΩ)で出力し、規定値を
25±5(kΩ)とした。
【0021】ジャイロセンサの出力信号は、隙間の変位
量を電圧で出力し、規定値を±0.5(V/mm)とし
た。
【0022】車速センサの出力信号は、車輪を1回転さ
せたときに発生する4パルス信号を交流電圧として出力
する。本実施例の場合の規定値は0、すなわち静止状態
とした。
【0023】つぎに姿勢力の判定を説明する。図5〜6
に示すように、変位センサSCU、SCD、STUおよ
びSTDのリセットスイッチをONにする。これにより
前回測定した変位が0になる。なおこの動作は、タイヤ
交換や整備を実施したごとに行なう。ついで測定スター
トスイッチをONにし、ハンドルの回転角、車体の平衡
度および車速の検出する開始する。そして回転角センサ
の抵抗値、ジャイロセンサの出力電圧および車速センサ
のパルス出力がそれぞれの規定値を満たすか否かの確認
を演算比較回路で行なう。すべての規定値を満たさない
ばあいは、姿勢角異常の判定を中止し、測定不能を知ら
せるNGランプを点灯する。すべての規定値を満たすば
あい、変位センサによりフロントおよびリアの車輪の変
位量を計測する。そして該当計測量XT、XCが姿勢角
異常を判定する規定値をこえるか否かの判定を演算比較
回路で行ない、規定値をこえないばあいは、OKを表示
し、規定値をこえるばあいは、異常警報を出力する。こ
の出力表示の一実施例は、図7に示すように、運転席に
設けられた表示パネル10に車輪を表示し、異常がある
車輪表示部11のトー角ランプ12および/またはキャ
ンバ角ランプ13を点灯させる。本実施例では、図7に
フロント右の車輪のキャンバ角に異常があることを知ら
せるランプが点灯している。このランプには、色をつけ
ることにより識別しやすいようにできる。またランプ点
灯とともに警報ブザーを鳴してもよい。なお14は、前
記NGランプである。つぎに出力表示の他の実施例を説
明する。図8に示すように、車載のテレビ画面20に異
常がある車輪と異常項目(トー角、キャンバ角)を表示
させる。本実施例では、図8に「フロント右の車輪のキ
ャンバ角が異常です。」と表示している。異常警報が表
示されたばあいには、タイヤの内圧をチェックして、再
測定を実施し、再び異常警報が出たならば、車輪整備を
行なうようにする。
【0024】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の車輪の姿
勢角監視装置によれば、簡易的に姿勢角の異常を検知す
ることができるため、車両の操縦不良やタイヤの偏摩耗
を早期に知ることができ、車両の操縦安定性を確保でき
る。
【0025】またパンクや車両の長期放置によってタイ
ヤのたわみが過大になったばあいにも、姿勢角の異常と
して検知することができる。
【0026】そして本発明の装置は、監視場所を選ばな
いため、駐車場でも使用でき、使い勝手が良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の車輪の姿勢角監視装置の一実施例を示
す概略説明図である。
【図2】車両の傾きを示す正面図である。
【図3】ジャイロセンサを示す説明図である。
【図4】変位センサの取り付けを示す説明図である。
【図5】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図6】本発明の一実施例を示すフローチャートであ
る。
【図7】出力表示の一実施例を示す説明図である。
【図8】出力表示の他の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
A 第1変位検出手段 B 第2変位検出手段 C 回転角検出部 D 姿勢検出部 E 車速検出部 F 演算比較回路 T 車体 W 車輪(タイヤ)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車輪の内側面の上下方向の位置に向けて
    車体に取り付けられた一対の第1変位検出手段と、前記
    車輪の内側面の前後方向の位置に向けて車体に取り付け
    られた一対の第2変位検出手段と、操舵装置の回転角を
    検出するための回転角検出部と、車体の姿勢を検出する
    ための姿勢検出部と、車速を検出するための車速検出部
    と、各検出部から出力される信号と各信号の規定値とを
    比較し、各信号が規定値を満たすとき、前記第1および
    第2変位検出手段により車輪の変位量を計測し、当該計
    測値と変位量の規定値から車輪の姿勢角の異常を判断す
    るための演算比較回路部とからなることを特徴とする車
    輪の姿勢角監視装置。
  2. 【請求項2】 前記車輪の姿勢角の異常を警報する警報
    機構を備えてなる請求項1記載の車輪の姿勢角監視装
    置。
  3. 【請求項3】 前記車輪の姿勢角の異常を運転席内に設
    けられた表示パネルに表示してなる請求項1または2記
    載の車輪の姿勢角監視装置。
  4. 【請求項4】 前記表示パネルが異常検出ランプを有し
    てなる請求項3記載の車輪の姿勢角監視装置。
  5. 【請求項5】 前記車輪の姿勢角の異常を警報ブザーに
    より知らせてなる請求項1、2、3または4記載の車輪
    の姿勢角監視装置。
  6. 【請求項6】 前記車輪の姿勢角の異常を車載のテレビ
    画面に表示してなる請求項1または2記載の車輪の姿勢
    角監視装置。
JP7229391A 1995-09-06 1995-09-06 車輪の姿勢角監視装置 Pending JPH0972733A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007170872A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 Toyota Motor Corp 車両状態推定装置および車両状態推定方法
KR100795017B1 (ko) * 2006-07-24 2008-01-15 주식회사 만도 자동차의 쏠림을 보정하는 방법
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