(57)【要約】弾性ホイール１の弾性体３に作用する、接線方向および垂直方向の力を測定し、これらの力の測定値と、車輪角速度の測定値に基づいて、路面摩擦係数を演算することにより、路面摩擦係数を、スリップ率と無関係に、直接的にしかも精度よく推定する方法を提供する。
2003008246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸ハブと、タイヤと、車軸ハブに取り付けられタイヤを支承するホイールとからなる車輪の、車軸ハブとタイヤとの間の力の伝達経路の一部に設けた弾性体を境とする、一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との間に作用する力の、接線方向成分と垂直方向成分とを測定し、これらの力の各成分の測定値に基づいてこの車輪の路面との摩擦係数を求める路面摩擦係数の推定方法。
【請求項２】
前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との間の作用力の、接線方向成分と垂直方向成分の測定値に基づいて車輪の路面との摩擦係数を求めるに当たり、
これらの力の各成分の測定とともに、車輪の角速度を測定して、力の接線方向成分Ｆｂ、垂直方向成分Ｎおよび車輪角速度ωのそれぞれの測定値と、既知の車輪の慣性モーメントＩ０および、車輪有効半径Ｒとを用いて、この車輪の路面との摩擦係数μを、式（１）により求める請求の範囲第１項に記載の路面摩擦係数の推定方法。
μ＝（Ｆｂ＋（Ｉ０／Ｒ）ｄω／ｄｔ）／Ｎ            （１）
【請求項３】
前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との間の作用力の接線方向成分と垂直方向成分とを、それぞれ、前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との間の、接線方向および垂直方向の相対変位を測定して、これらの測定値に基づいて求める請求の範囲第１〜２項のいずれかに記載の路面摩擦係数の推定方法。
【請求項４】
前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との、接線方向の相対変位を、前記一方の伝達経路部分上にその軸心周りに点対称に配置された四つの点と、これらの点のそれぞれに対応して前記他方の伝達経路部分上にその軸心周りに点対称に配置された四つの点との、四対の対応点同志の互いの接線方向の相対変位量を加算して、この加算値に基づいて測定する請求の範囲第３項に記載の路面摩擦係数の推定方法。
【請求項５】
前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との、垂直方向の相対変位を、前記一方の伝達経路部分上にその軸心周りに点対称に配置された四つの点と、これらの点のそれぞれに対応して前記の伝達経路部分上にその軸心周りに点対称に配置された四つの点との、四対の対応点同志の互いの半径方向の相対変位量を測定し、これらの相対変位量うち、対角関係にある二対の相対変位量の積をそれぞれ求め、これら二組の積を加算して、この加算値に基づいて測定する請求の範囲第３項に記載の路面摩擦係数の推定方法。
【請求項６】
ホール素子を用い、磁性体の磁束密度の変化を測定して、この変化量に基づいて接線方向もしくは半径方向の相対変位量を求める請求の範囲第３〜５項のいずれかに記載の路面摩擦係数の推定方法。
【請求項７】
請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載された前記測定値の信号もしくはこの他の信号を車体側および回転する車輪側の間で伝送するに際して、複数の原信号をそれぞれ、互いにダイナミックレンジが重複しない信号に変換し、変換されたこれらの信号を切換えながら電圧−周波数変換して得られる複合信号を送信コイルに供給し、電磁誘導により受信コイルへ伝送し、受信コイルで受信した複合信号を周波数／電圧変換して得られる信号を複数の所定の電圧レベルを閾値として処理してタイミング信号を生成し、前記周波数／電圧変換して得られる複合信号を、前記タイミング信号によりサンプリングして複数の原信号を再生する信号多重伝送方法。
【請求項８】
請求の範囲第７項に記載された信号多重伝送方法に用いられる信号多重伝送装置であって、
それぞれのダイナミックレンジが重複しない複数の信号を生成する信号生成回路と、この信号生成回路から同時に出力される複数の信号を、所定の周期で順次に切換えて複合信号を出力するスイッチング回路と、このスイッチング回路から出力される複合信号を、その電圧値に応じた周波数を有する複合信号へ変換する電圧−周波数変換回路と、この電圧−周波数変換回路から出力される複合信号を増幅する出力回路と、この出力回路から出力される増幅された複合信号を伝送する送信コイルと、この送信コイルから電磁誘導により伝送される複合信号を受信する受信コイルと、この受信コイルで受信した複合信号を、その周波数に応じた振幅を有する複合信号へ変換する周波数−電圧変換回路と、この周波数−電圧変換回路から出力される複合信号を複数の所定の電圧レベルを閾値として処理して複数のタイミング信号を生成するタイミング信号生成回路と、前記周波数−電圧変換回路から出力される複合信号を、前記複数のタイミング信号によりそれぞれサンプリングして元の複数の信号のそれぞれを再生する複数のサンプルホールド回路とを具えてなる信号多重伝送装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、車両のアンチロックブレーキシステム（以下「ＡＢＳ」という）、もしくは、トラクションコントロールシステムの性能を高めるための制御に不可欠な路面摩擦係数を、精度よく推定する方法に関するものである。
背景技術
車両に用いられるＡＢＳの性能を高めるためは、できるだけ大きい路面摩擦係数の状態で、ロック、アンロックの制御を行うことが、効果的であるとされている。この路面摩擦係数は、一定の路面状態では、車輪のスリップ率に依存し、したがって、ＡＢＳは、最大の路面摩擦係数を与えるスリップ率の近傍でロック、アンロックの制動を制御するように設計される。
このことから、従来のＡＢＳでは、スリップ率を、車両の速度と、車輪の回転数を測定して、これらの測定値に基づいて計算し、このスリップ率がある一定の範囲に入るよう制動を自動制御する方式が一般的である。
しかしながら、このスリップ率から路面摩擦係数を推定する方法では、スリップ率と路面摩擦係数の関係が、路面状況によって大きく変化し、最適な路面摩擦係数に対応するスリップ率が、路面の状況によって異なってしまい、スリップ率だけでは最適路面摩擦係数が得られないという問題があった。このため、路面状況をも別途併せて推定する等、この問題点を解消する試みはなされているが、未だ、満足できる方法が提案されてはいない。
一方、この点に関し、路面摩擦係数を、より直接的に測定して、これを推定する試みもなされており、この方法として、特開平６−２８８７９８号公報に記載のものが公知である。これによると、車輪を懸架するサスペンションに、歪ゲージを取り付け、これに発生する歪を測定して、このサスペンション部分に作用する力の、路面摩擦力に平行な成分、もしくは、この成分と垂直方向の成分とを測定して、これらの測定値をそれぞれ路面摩擦力、垂直力と見なし、これらを基に、路面摩擦係数を推定しようとするものである。
しかしながら、この歪ゲージを用いる方法も、スリップ率を用いて摩擦係数を推定する方法に比べて推定をより直接的に行う方法ではあるものの、力を測定する位置が、実際に摩擦力の作用点であるタイヤ近傍から遠いために、摩擦力作用点から、力の測定点の間に加わる外乱の影響を受けた測定結果を得ることになり、さらに、発生する歪が小さいサスペンションに歪ゲージを取り付けて、これを力に換算して求めているため、精度が不充分であるという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ＡＢＳを機能させるのに必須である路面摩擦係数を、スリップ率と無関係に、直接的に推定する方法に関し、タイヤに近い領域で路面摩擦力、垂直力を測定するとともに、精度よく、この力を測定することにより、リアルタイムに、より正確に路面摩擦係数を推定する方法を提供するとともに、タイヤに近い領域で測定された力の測定信号を車体側に配置されたＡＢＳに伝送する際の信号多重伝送方法ならびに信号多重伝送装置を提供することを目的とする。
発明の開示
上記目的を達成するため、この発明はなされたものであり、その要旨構成ならびに作用を以下に示す。
（１）
本発明の路面摩擦係数の推定方法は、車軸ハブと、タイヤと、車軸ハブに取り付けられタイヤを支承するホイールとからなる車輪の、車軸ハブとタイヤとの間の力の伝達経路の一部に設けた弾性体を境とする、一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との間に作用する力の、接線方向成分と垂直方向成分とを測定し、これらの力の各成分の測定値に基づいてこの車輪の路面との摩擦係数を求めるものである。
この路面摩擦係数の推定方法によれば、スリップ率と路面摩擦係数の関係式を利用してスリップ率を測定して、スリップ率から間接的に、路面摩擦係数を測定するのではなく、車両上の一点に作用する力の接線方向成分と垂直方向成分を測定して、これから直接、摩擦係数を算出するので、路面の状況に応じて常に変化する摩擦係数を精度よくリアルタイムに算出することができ、制動性能の優れたＡＢＳを提供することができる。
さらに、車両上の点に作用する力を、摩擦力が実際に発生する路面との境界に最も近い、車輪上の点で測定するので、摩擦力をより正確に捉えることができ、このことも、ＡＢＳの性能向上に寄与させることができる。
（２）
本発明の路面摩擦係数の推定方法は、（１）に記載された発明において、前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との間の作用力の、接線方向成分と垂直方向成分の測定値に基づいて車輪の路面との摩擦係数を求めるに当たり、
これらの力の各成分の測定とともに、車輪の角速度を測定して、力の接線方向成分Ｆｂ、垂直方向成分Ｎおよび車輪角速度ωのそれぞれの測定値と、既知の車輪の慣性モーメントＩ０および、車輪有効半径Ｒとを用いて、この車輪の路面との摩擦係数μを、式（１）により求めるものである。
μ＝（Ｆｂ＋（Ｉ０／Ｒ）ｄω／ｄｔ）／Ｎ                    （１）
この路面摩擦係数の推定方法によれば、式（１）により路面摩擦係数μを求めることができる。この式の根拠について、図１０に基づき説明する。図１０は、車輪の一部を構成するホイール１及びタイヤ２を側面よりみた側面図である。この車輪は、角速度ωで回転している。この車輪に制動をかけると、この路面近傍の、回転中心から車輪有効半径Ｒの位置にある部分Ｐには、制動トルクＴｂによる制動力Ｆｂ、摩擦力Ｆｄ、および垂直力Ｎが作用している。なお、力の正負は、図１０に矢印で示す方向を正の向きとする。この部分の運動方程式は、慣性モーメントをＩ０とすると、式（２）で表すことができ、また、制動トルクＴｂと制動力Ｆｂとの関係は式（３）、摩擦力と垂直力の関係は式（４）で表現できる。なお、式（２）において、実際に測定された接線方向の力の値を制動トルクに換算するに際し、弾性体の車輪中心よりの半径ｒが車輪有効半径Ｒと等しいと仮定しているが、これが異なる場合は、測定した接線方向の力に（ｒ／Ｒ）を乗じて、これを制動力とすればよい。
Ｉ０・（ｄω／ｄｔ）＝Ｒ・Ｆｄ−Ｔｂ                        （２）
Ｔｂ＝Ｒ・Ｆｂ                                              （３）
Ｆｄ＝μ・Ｎ                                                （４）
これらの式（２）、式（３）および式（４）により、式（１）を導くことができる。
（３）
本発明の路面摩擦係数の推定方法は、（１）〜（２）のいずれかに記載された発明において、前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との間の作用力の接線方向成分と垂直方向成分とを、それぞれ、前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との間の、接線方向および垂直方向の相対変位を測定して、これらの測定値に基づいて求めるものである。
弾性体を境とする車輪の両部分間に作用する力の接線方向成分と垂直方向成分を求めるには、この力の作用を受ける弾性体の歪を測定するのが容易であり、歪の測定としては、歪ゲージにより電気抵抗の変化を測定する方法、弾性体を挟んで力を作用し合う部分の相対変位を測定する方法があるが、ゴム等弾性の大きな弾性体を用いる場合は、後者の方が、精度が高く有利である。したがって、この路面摩擦係数の推定方法は、車輪の前記両部分間の作用力の接線方向成分と垂直方向成分を、精度よく求めることができる。
（４）
本発明の路面摩擦係数の推定方法は、（３）に記載された発明において、前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との、接線方向の相対変位を、前記一方の伝達経路部分上にその軸心周りに点対称に配置された四つの点と、これらの点のそれぞれに対応して前記他方の伝達経路部分上にその軸心周りに点対称に配置された四つの点との、四対の対応点同志の互いの接線方向の相対変位量を加算して、この加算値に基づいて測定するものである。
この路面摩擦係数の推定方法によれば、四対の対応点同志の互いの接線方向の相対変位量を加算して、弾性体を境とする車輪の、前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との、接線方向の相対変位を算出するので、定常状態でなくても、測定点の位置に依存することなく、これを求めることができる。
このことを、図１１を参照して説明する。図１１は、弾性体を境とする、一方の伝達経路部分の例としてのディスク３０と、他方の伝達経路部分の例としてのリム３１を示す平面図である。リム３１は、図示しない弾性体を介して、ディスク３０に連結されている。偏心荷重がない状態では、リム３１は、ディスク３０の軸心Ｏ１と同じ軸心の周りにディスク３０と連動して、回転方向Ｑに沿って回転するが、図１１においては、路面からの垂直反力Ｔにより、リム３１の軸心Ｏ２は、偏心量Ｄだけずれている。
そして、この方法においては、まず、ディスク３０の軸心Ｏ１の周りに点対称に配置された四個の測定点の一つであるＰ１と、このＰ１に対応して、リム３１の軸心Ｏ２の周りに点対称に配置された四個の測定点の一つであるＰ２とを、一つの対として、この対の対応点Ｐ１、Ｐ２同志の互いの変位量の接線方向成分を測定する。そして、他の図示しない三つの対についても同様に、対応点同志の互いの接線方向の変位量を求める。
なお、測定点は、すべて、それぞれの軸心から半径ｒだけ離れて配置され、それぞれの軸心の周りを回転するが、その刻々の回転角度をθで表す。
図示した測定点の対に関して、この接線方向の変位量Ｘ１を求める。ディスク３０とリム３１とが、偏心してない状態で、しかも、接線方向の相対変位量がゼロのとき、リム３１上の測定点Ｐ２″は、はＰ１と一致している。偏心がない状態のまま、ディスク３０とリム３１との接線方向の相対変位量αが発生すると、リム３１上の測定点はＰ２′に移動する。さらに、これに偏心がＤだけ発生すると、リム３１上の測定点はＰ２に移動する。そしてこれら対応点同志の変位量はＰ１とＰ２間の距離となるので、この接線方向の成分Ｘ１は、Ｐ１とＰ３間の距離となり、これは図から明らかなように、式（５）の通りとなる。
Ｘ１＝ｒ・ｓｉｎ（α）＋Ｄ・ｃｏｓ（θ）                      （５）
ここで、求めたいのは、ディスク３０とリム３１との接線方向の相対変位量αであるが、この式から明らかなように、一対だけの対応点同志の変位量に基づき、刻々変化するディスク３０とリム３１との相対変位量αを求めることはできない。なぜなら、Ｘ１は測定点の回転角度θに依存するからである。そこで、この路面摩擦係数の推定方法は、式（６）に示すように、四対の対応点のそれぞれの接線方向の変位量を加算し、この加算値Ｙ１に基づいて、接線方向の相対変位量αを算出することにより、一つの測定点対の回転位置に関わりなく、接線方向の相対変位量αを求めることを可能にするものである。
Ｙ１＝ｒ・ｓｉｎ（α）＋Ｄ・ｃｏｓ（θ）
＋ｒ・ｓｉｎ（α）＋Ｄ・ｃｏｓ（θ＋π／２）
＋ｒ・ｓｉｎ（α）＋Ｄ・ｃｏｓ（θ＋π）
＋ｒ・ｓｉｎ（α）＋Ｄ・ｃｏｓ（θ＋３π／２）
＝４ｒ・ｓｉｎ（α）                                    （６）
（５）
本発明の路面摩擦係数の推定方法は、（３）に記載された発明において、前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との、垂直方向の相対変位を、前記一方の伝達経路部分上にその軸心周りに点対称に配置された四つの点と、これらの点のそれぞれに対応して前記の伝達経路部分上にその軸心周りに点対称に配置された四つの点との、四対の対応点同志の互いの半径方向の相対変位量を測定し、これらの相対変位量うち、対角関係にある二対の相対変位量の積をそれぞれ求め、これら二組の積を加算して、この加算値に基づいて測定するものである。
この路面摩擦係数の推定方法によれば、四対の対応点同志の互いの半径方向の相対変位量を求め、これらの相対変位量うち、対角関係にある二対の相対変位量の積をそれぞれ求め、これら二組の積を加算して、この加算値に基づいて、弾性体を境とする車輪の、前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との、垂直方向の相対変位量とするので、定常状態でなくても、測定点の位置に依存することなく、これを求めることができる。
このことを、図１２を参照して説明する。図１２は、弾性体を境とする、一方の伝達経路部分の例としてのディスク３０と、他方の伝達経路部分の例としてのリム３１を示す平面図である。図１２において、リム３１は、図示しない弾性体を介して、ディスク３０に連結されている。偏心荷重がない状態では、リム３１は、ディスク３０の軸心Ｏ５と同じ軸心の周りにディスク３０と連動して、回転方向Ｑに沿って回転するが、図１２においては、路面からの垂直方向の反力Ｔにより、リム３１の軸心Ｏ６は、垂直方向の相対変位量、すなわち、ディスク３０とリム３１との偏心量Ｄだけずれている。
そして、この方法においては、まず、ディスク３０の軸心Ｏ５の周りに点対称に配置された四個の測定点の一つであるＰ５と、このＰ５に対応して、リム３１の軸心Ｏ６の周りに点対称に配置された四個の測定点の一つであるＰ６とを、一つの対として、この対の対応点Ｐ５、Ｐ６同志の互いの変位量の半径方向成分を測定する。そして、他の図示しない三つのついについても同様に、対応点同志の互いの半径方向の変位量を求める。
なお、測定点は、それぞれの軸心の周りを回転するが、その刻々の回転角度をθで、表す。
図示した測定点の対に関して、この半径方向の変位量Ｘ２を求める。ディスク３０とリム３１とが、偏心していないとき、リム３１上の測定点Ｐ６′は、Ｐ５と一致していて、これら同志の変位量はゼロである。
偏心がＤだけ発生すると、リム３１上の測定点はＰ６に移動する。そして、これら対応点同志の変位量はＰ５とＰ６との間の距離となるので、この半径方向の成分Ｘ２は、Ｐ５とＰ７との間の距離となりこれは図から明らかなように、式（７）の通りとなる。
Ｘ２＝Ｄ・ｓｉｎ（θ）                                    （７）
ここで、求めたいのは、偏心量Ｄであるが、この式から明らかなように、一対だけの対応点同志の変位量に基づき、刻々変化する偏心量Ｄを求めることはできない。なぜなら、Ｘ２は測定点の回転角度θに依存するからである。そこで、この路面摩擦係数の推定方法は、式（８）に示すように、四対の対応点同志の互いの半径方向の相対変位量を測定し、これらの相対変位量うち、対角関係にある二対の相対変位量の積をそれぞれ求め、これら二組の積を加算して、この加算値Ｙ２に基づいて、偏心量Ｄを算出することにより、一つの測定点対の回転位置に関わりなく、偏心量Ｄを求めることを可能にするものである。
Ｙ２＝（（Ｄ・ｓｉｎ（θ））・（Ｄ・ｓｉｎ（θ＋π）））
＋（（Ｄ・ｓｉｎ（θ＋π／２））・（Ｄ・ｓｉｎ（θ＋３π／２）））
＝−２Ｄ２                                              （８）
（６）
本発明の路面摩擦係数の推定方法は、（３）〜（５）のいずれかに記載された発明において、ホール素子を用い、磁性体の磁束密度の変化を測定して、この変化量に基づいて接線方向もしくは半径方向の相対変位量を求めるものである。
この路面摩擦係数の推定方法によると、ホール素子を用いて、磁性体の磁束密度の変化を測定して、接線方向もしくは半径方向の相対変位量を求めるので、路面摩擦係数を簡易に精度よく推定することができる。
（７）
本発明の信号多重伝送方法は、（１）〜（６）のいずれかに記載された前記測定値の信号もしくはこの他の信号を車体側および回転する車輪側の間で伝送するに際して、複数の原信号をそれぞれ、互いにダイナミックレンジが重複しない信号に変換し、変換されたこれらの信号を切換えながら電圧−周波数変換して得られる複合信号を送信コイルに供給し、電磁誘導により受信コイルへ伝送し、受信コイルで受信した複合信号を周波数／電圧変換して得られる信号を複数の所定の電圧レベルを閾値として処理してタイミング信号を生成し、前記周波数／電圧変換して得られる複合信号を、前記タイミング信号によりサンプリングして複数の原信号を再生するものである。
（１）〜（６）のいずれかに記載された前記測定値は、回転する車輪側に設けられたセンサによって測定されることになるが、この測定値は少なくとも、この測定値を用いて制動の制御を行うＡＢＳに伝送される必要があり、したがって、回転する車輪側とＡＢＳが設けられている車体側との間で信号の伝送が必要となる。
このような、回転部分と非回転部分との間での信号の伝送方法としては、搬送波上で信号を伝送するいわゆる無線による方法および有線による方法があるが、前者は構成が複雑になるとともに消費電力も大きいという問題があり、一方後者は回転部分と非回転部分との間をスリップリングのような機械的な接点を介して信号の伝送を行うことになり、このような機械的な接点は摩耗による劣化がはげしくメンテナンスの点で問題がある。
そして第三の方法として、回転する車輪側に送信側コイルを配置すると共に車体側にこれと対向するように受信側コイルを配置し、車輪側に配置されたセンサからの検知信号を電磁誘導によって受信側コイルへ伝送することが提案されている。しかし、このような電磁誘導による信号伝送方式では、複数の信号を多重伝送するようには構成されていない。
本発明の信号多重伝送方式によれば、例えば前記相対変位を車両の走行中に測定し、これらの測定信号を車体側へ伝送する場合には、車輪側に配置された複数のセンサから出力される測定信号を、それぞれダイナミックレンジが重複しないような信号とした後、上述したように電圧−周波数変換して複合信号を生成し、これを送信コイルから電磁誘導により受信コイルへ伝送し、受信コイルで受信した複合信号を周波数／電圧変換し、複数の所定の電圧レベルを閾値として生成した複数のタイミング信号により、周波数／電圧変換して得られる複合信号をサンプルホールドすることによって元の複数の信号を再生することができる。
（８）
本発明の信号多重伝送装置は、（７）に記載された信号多重伝送方法に用いられる信号多重伝送装置であって、
それぞれのダイナミックレンジが重複しない複数の信号を生成する信号生成回路と、この信号生成回路から同時に出力される複数の信号を、所定の周期で順次に切換えて複合信号を出力するスイッチング回路と、このスイッチング回路から出力される複合信号を、その電圧値に応じた周波数を有する複合信号へ変換する電圧−周波数変換回路と、この電圧−周波数変換回路から出力される複合信号を増幅する出力回路と、この出力回路から出力される増幅された複合信号を伝送する送信コイルと、この送信コイルから電磁誘導により伝送される複合信号を受信する受信コイルと、この受信コイルで受信した複合信号を、その周波数に応じた振幅を有する複合信号へ変換する周波数−電圧変換回路と、この周波数−電圧変換回路から出力される複合信号を複数の所定の電圧レベルを閾値として処理して複数のタイミング信号を生成するタイミング信号生成回路と、前記周波数−電圧変換回路から出力される複合信号を、前記複数のタイミング信号によりそれぞれサンプリングして元の複数の信号のそれぞれを再生する複数のサンプルホールド回路とを具えてなるものである。
本発明の信号多重伝送装置によれば、その構成から明らかなように、（７）に記載した複数の信号を多重化して、この多重化した信号を車輪側と車体側との間で伝送することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明の実施形態について図１ないし図１２に基づいて説明する。図１は、ホイール１を車両の車軸ハブ７に取り付けた状態で示す断面図である。このホイール１には、車軸ハブ７に取り付けられディスク４と、タイヤ６を支承するリム２と、これらを連結し、車軸ハブ７からタイヤ６の間の力の伝達経路の一部にゴム状弾性体３とを設けていて、ゴム状弾性体３を境とする、一方の力の伝達経路部分をディスク４、他方の伝達経路部分をリム２で構成している。そして、車輪は、車軸ハブ７、タイヤ６およびホイール１よりなっている。
図２は、このホイール１が、走行する車両に取り付けられて、路面に沿って転動する状態を示す、ホイールの側面図である。ゴム状弾性体３を介してディスク４に連結されているリム２は、ディスク４の軸線とほぼ同軸に取り付けられているが、重力による垂直方向の作用によりゴム状弾性体３が上下方向に変形するため、リム２は、ディスク４に対して偏心量Ｄだけ方向Ｔに相対変位する。また、リム２は、ゴム状弾性体３を介して、ディスク４により駆動され、回転方向Ｑに回転するが、ゴム状弾性体３の回転方向の弾性変形により、ディスク４に対して、接線方向の相対変位量αだけねじれて回転する。
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視を示す、ホイール１の側面図である。図３に示すように、ホイール１のリム２とディスク４との境界部分に接線方向変位センサ体１１と垂直方向変位センサ体１２とを、それぞれ周上四箇所に設けている。
図４は、接線方向変位センサ体１１および垂直方向変位センサ体１２の構成を示す構成図である。これらのセンサ体１１、１２は、棒状磁石１５と、棒状磁石１５の軸線Ｌ上に対向して配置されたホール素子プローブ１４と、アンプ１６とにより構成されている。そして、これらのセンサ体１１、１２は、棒状磁石１５の先端とホール素子プローブ１４の先端との軸線に沿った方向の間隔の変化を検出することができる。
四個の接線方向変位センサ体１１を構成する四個の棒状磁石１５を、リム２上の、この軸心を中心とする点対称位置に取り付け、それぞれの棒状磁石１５に対応する四個のホール素子プローブ１４を、ディスク４上の、この軸心を中心とする点対称位置に取り付けるとともに、軸線Ｌを接線方向に向けている。
ここにおいて、棒磁石１５の先端と、これに対応するホール素子プローブ１４の先端とよりなる各対は、それぞれ、対をなす対応点を構成し、これらの対応点同志の互いの接線方向の相対変位量を測定し、これらの四対の相対変位量を加算して、この加算値Ｙ１に基づいて、リム２のディスク４に対する接線方向変位量を算出する。すなわち、ホイール１の刻々変化する回転角度をθ、対応点の軸心よりの距離をｒ、偏心量をＤ、リム２とディスク４との接線方向相対変位量をαとしたとき、前述の式（６）により、接線方向相対変位量αを、四対の相対変位量の加算値Ｙ１から求めることができ、このＹ１は、ホイール１の刻々変化する回転角度θに依存しないので、リム２とディスク４との接線方向相対変位量αを、リアルタイムに求めることができる。
図５は、接線方向変位センサ体１１の出力を演算する回路のブロック線図である。接線方向変位センサ体１１のアンプ１６Ａの出力は加算器２１に入力され、加算値Ｙ１を出力する。
次に、リム２のディスク４に対する垂直方向の変位量、すなわち、偏心量を求めるための方法について説明する。四個の垂直方向変位センサ体１２を構成する四個の棒状磁石１５を、リム２上の、この軸心を中心とする点対称位置に取り付け、それぞれの棒状磁石１５に対応する四個のホール素子プローブ１４を、ディスク４上の、この軸心を中心とする点対称位置に取り付けるとともに、軸線Ｌを半径方向に向ける。
ここにおいて、棒磁石１５の先端と、これに対応するホール素子プローブ１４の先端とよりなる各対は、それぞれ、対をなす対応点を構成し、これらの対応点同志の互いの径方向の相対変位量を測定し、これらの相対変位量うち、対角関係にある二対の相対変位量の積をそれぞれ求め、これら二組の積を加算して、この加算値Ｙ２に基づいて偏心量を算出する。すなわち、ホイール１の刻々変化する回転角度をθ、偏心量をＤとしたとき、前述の式（８）により、偏心量Ｄを、加算値Ｙ２から求めることができ、このＹ２は、ホイール１の刻々変化する回転角度θに依存しないので、回転角度θに依存しない量として、偏心量Ｄを、リアルタイムに求めることができる。
図６は、垂直方向変位センサ体１２の出力を演算する回路のブロック線図である。対角に位置する垂直方向変位センサ体１２のアンプ１６Ｂからの出力同志を掛け合わせる二つの乗算器２２からの出力は、加算器２４で加算され、Ｙ２として出力される。そして、式（８）に基づいて、このＹ２をソフトウエア部２５で演算して、偏心量Ｄに相当する偏心値Ｙ３を逆算する。
図７は、摩擦係数を計算する摩擦係数演算部２６を示すブロック線図である。摩擦係数演算部２６は、接線方向変位センサ体１１からの加算値Ｙ１および垂直方向変位センサ体１２からの偏心値Ｙ３と、図示しない車輪回転速度センサからの角速度入力値Ｚに基づいて、前述の式（１）に示す方法にしたがって、摩擦係数を推定演算する。
以上、おのおのの変位センサ体の出力に基づいて摩擦係数を推定する方法を、図５〜図７に示すブロック線図を用いて説明した。おのおのの変位センサ体１１、１２のアンプ１６Ａ、１６Ｂ、および、加算値Ｙ１ならびに加算値Ｙ２を計算するための演算回路を構成する加算器２１、２４と乗算器２２とは、それぞれ回転する車輪に取り付けられ、また、加算値Ｙ１、Ｙ２より摩擦係数を計算するためのコンピュータ部分、すなわち、ソフトウエア部２５および摩擦係数演算部２６は車体側に設けられているため、加算値Ｙ１、Ｙ２の信号を車輪側から車体側に送信する必要があるが、その送信は信号線によらないのがよい。なぜなら、スリップリング等を介して、有線にて送信することは可能ではあるが、回転部と非回転部の間のスリップによる磨耗や発熱に起因する問題を回避することができないためである。
信号線によらない場合、加算値Ｙ１、Ｙ２の信号を二系統の伝送路を設けて、これにより車輪側から車体側へ送信することは不経済であり、多重送信するのが好ましい。信号線によらない方法としては、信号を電波により搬送する方法が一般的であるが、このような、走行する車両の車輪側から車体側への信号伝送にあっては、ノイズの影響を受けやすいことにより、電磁誘導により信号を伝送する方式を採用した。
本実施の形態で用いる多重伝送装置について、図８〜図９に基づいて、以下に説明する。図８は多重伝送装置４０の全体構成を示すブロック線図である。信号多重伝送装置４０は、加算値信号Ｙ１、Ｙ２を、車輪側から車体側に送信するものであり、信号を車輪側から車体側に伝送する方法について次に説明する。加算値Ｙ１と加算値Ｙ２とよりなる原信号をそれぞれ信号生成回路２９に入力し、信号生成回路２９にて互いのダイナミックレンジが互いに重複しないよう変換する。ダイナミックレンジの例として、例えば、加算値Ｙ１を０．５Ｖ〜１．０Ｖの電圧範囲とし、加算値Ｙ２を１．５Ｖ〜２．０Ｖの電圧範囲とする。
ついで、これらの変換された加算値信号をスイッチング回路３２へ供給し、このスイッチング回路３２では、これらの信号を所定の周期で順次に切換えて出力する。本明細書においてはこのようにしてスイッチング回路３２から出力される信号を複合信号と称する。加算値信号Ｙ１、Ｙ２のダイナミックレンジはそれぞれ異なっているので、スイッチング回路３２での切換え時には信号がジャンプすることになる。
このようにしてスイッチング回路３２から出力される複合信号を、次に電圧−周波数変換回路３３へ供給する。電圧−周波数変換回路３３においては、入力信号を、その電圧値に応じた周波数を有する出力信号へ変換する機能を有しているので、電圧−周波数変換回路３３からは周波数レンジが順次に切り替わる複合信号が出力されることになる。さらに、この電圧−周波数変換回路３３から出力される複合信号を出力回路３４で増幅した後、この出力回路３４から出力される増幅された複合信号を送信コイル３５へ供給する。この送信コイル３５はホイール１に、車軸ハブ７と同心的に配置されており、タイヤ６およびホイール１と一体的に回転するものである。
車両の車体側には、上述した送信コイル３５と対向するように受信コイル３６が配置されており、送信コイル３５から電磁誘導により伝送される複合信号を受信コイル３６で受信するように構成する。前述したように、それぞれの変位センサ体のアンプ１６Ａ、１６Ｂ、加算器２２、２４と乗算器２３とを含む演算回路、スイッチング回路３２、電圧−周波数変換回路３３および出力回路３４は送信コイル３５と同様に車輪側に配置されているが、これらに対する電力は、受信コイル３６から送信コイル３５へ電磁誘導によって供給するようにしているので、バッテリなどの電源を必要としていない。このようにコイルによる電磁誘導によって電力の供給を行うこと自体は既知であるので、これ以上詳細には説明しない。
上述したように受信コイル３６で受信した複合信号を周波数−電圧変換回路３７へ供給し、その周波数に応じた振幅を有する複合信号へ変換する。この周波数−電圧変換回路３７から出力される複合信号には複数の信号の情報が混合されているので、これらを識別する必要がある。このために、周波数−電圧変換回路３７から出力される複合信号をタイミング信号生成回路３８へ供給する。このタイミング信号生成回路３８では、複数の所定の電圧レベルを閾値として設定する。図９に示すように、それぞれのダイナミックレンジの境界域にある電圧値、例えば、１．２Ｖを閾値として設定する。
複合信号中の第１の信号Ｓ１が第２の信号に切り替わるときには、複合信号の振幅は１．２Ｖの閾値を越え、複合信号中の第２の信号Ｓ２が第１の信号に切り替わるときには、反対方向（大きい方から小さい方へ）に越える。このように複合信号中に含まれる順次の信号の切り換わりにおいて複合信号の振幅は順次の閾値を越えることになるので、タイミング信号生成回路３８からこれらのタイミングで各タイミング信号が生成されてから所定の時間τが経過した時点でサンプリングを行うことにより所定の信号をそれぞれ適正にサンプルホールドすることができる。
このようにしてタイミング信号生成回路３８から出力される複数のタイミング信号を、上述した周波数−電圧変換回路３７から出力される複合信号をそれぞれ受ける二つのサンプルホールド回路３９にそれぞれ供給し、これらのサンプルホールド回路においては、それぞれのタイミング信号から時間τだけ経過した時点で発生されるサンプリング信号に応じて複合信号をサンプルホールドすることにより、複合信号中に含まれる元の信号をそれぞれ再生することができる。このようにして送信コイル３５および受信コイル３６を用いる電磁誘導により複数の信号を多重して伝送することができる。これらの信号は車体側に設けた信号処理回路へ供給し、ここで所定の処理を行って摩擦係数の推定を行うことができる。
以上、加算器２１、２４と乗算器２２とは、それぞれ回転する車輪に取り付けられている場合について説明したが、加算器２１、２４と乗算器２２を車体側に設けることもでき、その場合、アンプ１６Ａ、１６Ｂからの合計八個の信号を信号生成回路２９に入力し、これら八種の信号を、互いに異なる八個のダイナミックレンジの信号に変換した後、前述の説明に従って車体側に伝送したあと八個の原信号に復元することができる。
また、上述したように、本発明による信号多重伝送方法および装置においては、スイッチング回路２２において各信号をサンプリングするのと同じような操作を行うので、このスイッチング回路２２でのスイッチング周波数は、サンプリング定理に基づいて決めることができる。例えば、伝送すべき複数の信号の中の最高周波数をｆＨとし、信号の個数をＮとし、各信号を同じレートで伝送する場合には、スイッチング周波数ｆＳは、ｆＳ＝２ＮｆＨとすれば良い。
さらに、本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例えば、上述した実施例では伝送すべき複数の信号のダイナミックレンジを連続して設定したが、例えば第１の信号のダイナミックレンジを０〜１Ｖとし、第２の信号のダイナミックレンジを２〜３Ｖとするように不連続的に設定することもできる。また、上述した実施例では、複数の信号を順次に伝送して全ての信号の伝送レートを等しくしたが、各信号の伝送レートを相違させることもできる。
産業上の利用可能性
以上述べたところから明らかなように、この発明によれば、弾性ホイール上の弾性体に作用する接線方向と垂直方向の力を測定し、これに基づいて、路面摩擦係数を推定することにより、路面摩擦係数を、スリップ率と無関係に、直接的に、しかも、精度よく推定することができ、ＡＢＳの性能向上に寄与することができる。
そしてまた、車輪側で測定された測定値を、車体側のＡＢＳに伝送するに際して、電磁誘導により複数の信号を多重化して伝送するので、簡易でかつ耐ノイズ性の高い伝送装置を構成することができ、しかも信号を多重化することにより、所定時間内に多くの情報を送信することができレスポンスの速いＡＢＳの達成を可能とするができる。
さらに、この信号多重伝送方法および信号多重伝送装置は、回転する車輪と車体との間の信号の伝送のみならず、多くの信号を信号線なしで送信しようとする際の他の用途での信号伝送にも応用することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明にかかる測定方法の実施形態を示す車輪の断面図である。
図２は、車輪の転動状態を示すの車輪の側面図である。
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視を示す車輪の側面図である。
図４は、接線方向および垂直方向の変位センサ体の構成を示す構成図である。
図５は、接線方向変位センサ体の出力を演算する回路のブロック線図である。
図６は、垂直方向変位センサ体の出力を演算する回路のブロック線図である。
図７は、摩擦係数演算部を示すブロック線図である。
図８は、信号多重信号伝送装置の全体構成を示すブロック線図である。
図９は、タイミング信号の製し得を説明するための信号波形図である。
図１０は、ホイール及びタイヤの側面図である。
図１１は、ディスクとこれに連結されたリムを示す平面図である。
図１２は、ディスクとこれに連結されたリムを示す平面図である。
【図１】
2003008246.tif 000003
【図２】
2003008246.tif 000004
【図３】
2003008246.tif 000005
【図４】
2003008246.tif 000006
【図５】
2003008246.tif 000007
【図６】
2003008246.tif 000008
【図７】
2003008246.tif 000009
【図８】
2003008246.tif 000010
【図９】
2003008246.tif 000011
【図１０】
2003008246.tif 000012
【図１１】
2003008246.tif 000013
【図１２】
2003008246.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月3日(2003.3.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸ハブと、タイヤと、車軸ハブに取り付けられタイヤを支承するホイールとからなる車輪の、車軸ハブとタイヤとの間の力の伝達経路の一部に設けた弾性体を境とする、一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との間の作用力の接線方向成分と垂直方向成分とを、それぞれ、前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との間の、接線方向および垂直方向の相対変位の測定値に基づいて求め、
これらの成分の作用力から車輪の路面との摩擦係数を求めるに当たり、これらの作用力の各成分の測定とともに車輪の角速度を測定して、力の接線方向成分Ｆｂ、垂直方向成分Ｎおよび車輪角速度ωのそれぞれの測定値と、既知の車輪の慣性モーメントＩ０および、車輪有効半径Ｒとを用いて、この車輪の路面との摩擦係数μを、式（１）により求める路面摩擦係数の推定方法。
μ＝（Ｆｂ＋（Ｉ０／Ｒ）ｄω／ｄｔ）／Ｎ              （１）
【請求項２】
削除
【請求項３】
削除
【請求項４】
前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との、接線方向の相対変位を、前記一方の伝達経路部分上にその軸心周りに点対称に配置された四つの点と、これらの点のそれぞれに対応して前記他方の伝達経路部分上にその軸心周りに点対称に配置された四つの点との、四対の対応点同志の互いの接線方向の相対変位量を加算して、この加算値に基づいて測定する請求の範囲第１項に記載の路面摩擦係数の推定方法。
【請求項５】
前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との、垂直方向の相対変位を、前記一方の伝達経路部分上にその軸心周りに点対称に配置された四つの点と、これらの点のそれぞれに対応して前記の伝達経路部分上にその軸心周りに点対称に配置された四つの点との、四対の対応点同志の互いの半径方向の相対変位量を測定し、これらの相対変位量うち、対角関係にある二対の相対変位量の積をそれぞれ求め、これら二組の積を加算して、この加算値に基づいて測定する請求の範囲第１項に記載の路面摩擦係数の推定方法。
【請求項６】
ホール素子を用い、磁性体の磁束密度の変化を測定して、この変化量に基づいて接線方向もしくは半径方向の相対変位量を求める請求の範囲第１、４もしくは５項のいずれかに記載の路面摩擦係数の推定方法。
【請求項７】
請求の範囲第１、４、５もしくは６項のいずれかに記載された前記測定値の信号もしくはこの他の信号を車体側および回転する車輪側の間で伝送するに際して、複数の原信号をそれぞれ、互いにダイナミックレンジが重複しない信号に変換し、変換されたこれらの信号を切換えながら電圧−周波数変換して得られる複合信号を送信コイルに供給し、電磁誘導により受信コイルへ伝送し、受信コイルで受信した複合信号を周波数／電圧変換して得られる信号を複数の所定の電圧レベルを閾値として処理してタイミング信号を生成し、前記周波数／電圧変換して得られる複合信号を、前記タイミング信号によりサンプリングして複数の原信号を再生する信号多重伝送方法。
【請求項８】
請求の範囲第７項に記載された信号多重伝送方法に用いられる信号多重伝送装置であって、
それぞれのダイナミックレンジが重複しない複数の信号を生成する信号生成回路と、この信号生成回路から同時に出力される複数の信号を、所定の周期で順次に切換えて複合信号を出力するスイッチング回路と、このスイッチング回路から出力される複合信号を、その電圧値に応じた周波数を有する複合信号へ変換する電圧−周波数変換回路と、この電圧−周波数変換回路から出力される複合信号を増幅する出力回路と、この出力回路から出力される増幅された複合信号を伝送する送信コイルと、この送信コイルから電磁誘導により伝送される複合信号を受信する受信コイルと、この受信コイルで受信した複合信号を、その周波数に応じた振幅を有する複合信号へ変換する周波数−電圧変換回路と、この周波数−電圧変換回路から出力される複合信号を複数の所定の電圧レベルを閾値として処理して複数のタイミング信号を生成するタイミング信号生成回路と、前記周波数−電圧変換回路から出力される複合信号を、前記複数のタイミング信号によりそれぞれサンプリングして元の複数の信号のそれぞれを再生する複数のサンプルホールド回路とを具えてなる信号多重伝送装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
ジを取り付け、これに発生する歪を測定して、このサスペンション部分に作用する力の、路面摩擦力に平行な成分、もしくは、この成分と垂直方向の成分とを測定して、これらの測定値をそれぞれ路面摩擦力、垂直力と見なし、これらを基に、路面摩擦係数を推定しようとするものである。
しかしながら、この歪ゲージを用いる方法も、スリップ率を用いて摩擦係数を推定する方法に比べて推定をより直接的に行う方法ではあるものの、力を測定する位置が、実際に摩擦力の作用点であるタイヤ近傍から遠いために、摩擦力作用点から、力の測定点の間に加わる外乱の影響を受けた測定結果を得ることになり、さらに、発生する歪が小さいサスペンションに歪ゲージを取り付けて、これを力に換算して求めているため、精度が不充分であるという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ＡＢＳを機能させるのに必須である路面摩擦係数を、スリップ率と無関係に、直接的に推定する方法に関し、タイヤに近い領域で路面摩擦力、垂直力を測定するとともに、精度よく、この力を測定することにより、リアルタイムに、より正確に路面摩擦係数を推定する方法を提供するとともに、タイヤに近い領域で測定された力の測定信号を車体側に配置されたＡＢＳに伝送する際の信号多重伝送方法ならびに信号多重伝送装置を提供することを目的とする。
発明の開示
上記目的を達成するため、この発明はなされたものであり、その要旨構成ならびに作用を以下に示す。
（１）
本発明の路面摩擦係数の推定方法は、車軸ハブと、タイヤと、車軸ハブに取り付けられタイヤを支承するホイールとからなる車輪の、車軸ハブとタイヤとの間の力の伝達経路の一部に設けた弾性体を境とする、一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との間の作用力の接線方向成分と垂直方向成分とを、それぞれ、前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との間の、接線方向および垂直方向の相対変位の測定値に基づいて求め、
これらの成分の作用力から車輪の路面との摩擦係数を求めるに当たり、これらの作用力の各成分の測定とともに車輪の角速度を測定して、力の接線方向成分Ｆｂ、垂直方向成分Ｎおよび車輪角速度ωのそれぞれの測定値と、既知の車輪の慣性モーメントＩ０および、車輪有効半径Ｒとを用いて、この車輪の路面との摩擦係数μを、式（１）により求めるも


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
のである。
μ＝（Ｆｂ＋（Ｉ０／Ｒ）ｄω／ｄｔ）／Ｎ              （１）
この路面摩擦係数の推定方法によれば、スリップ率と路面摩擦係数の関係式を利用してスリップ率を測定して、スリップ率から間接的に、路面摩擦係数を測定するのではなく、車両上の一点に作用する力の接線方向成分と垂直方向成分を測定して、これから直接、摩擦係数を算出するので、路面の状況に応じて常に変化する摩擦係数を精度よくリアルタイムに算出することができ、制動性能の優れたＡＢＳを提供することができる。
さらに、車両上の点に作用する力を、摩擦力が実際に発生する路面との境界に最も近い、車輪上の点で測定するので、摩擦力をより正確に捉えることができ、このことも、ＡＢＳの性能向上に寄与させることができる。
ここで、弾性体を境とする車輪の両部分間に作用する力の接線方向成分と垂直方向成分を求めるには、この力の作用を受ける弾性体の歪を測定するのが容易であり、歪の測定としては、歪ゲージにより電気抵抗の変化を測定する方法、弾性体を挟んで力を作用し合う部分の相対変位を測定する方法があるが、ゴム等弾性の大きな弾性体を用いる場合は、後者の方が、精度力が高く有利である。したがって、この路面摩擦係数の推定方法は、車輪の前記両部分間の作用力の接線方向成分と垂直方向成分を、精度よく求めることができる。
また、この発明は、式（１）により路面摩擦係数μを求めるものなので、高精度にこれを推定することができる。この式の根拠について、図１０に基づき説明する。図１０は、車輪の一部を構成するホイール１及びタイヤ２を側面よりみた側面図である。この車輪は、角速度ωで回転している。この車輪に制動をかけると、この路面近傍の、回転中心から車輪有効半径Ｒの位置にある部分Ｐには、制動トルクＴｂによる制動力Ｆｂ、摩擦力Ｆｄ、および垂直力Ｎが作用している。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
なお、力の正負は、図１０に矢印で示す方向を正の向きとする。この部分の運動方程式は、慣性モーメントをＩ０とすると、式（２）で表すことができ、また、制動トルクＴｂと制動力Ｆｂとの関係は式（３）、摩擦力と垂直力の関係は式（４）で表現できる。なお、式（２）において、実際に測定された接線方向の力の値を制動トルクに換算するに際し、弾性体の車輪中心よりの半径ｒが車輪有効半径Ｒと等しいと仮定しているが、これが異なる場合は、測定した接線方向の力に（ｒ／Ｒ）を乗じて、これを制動力とすればよい。
Ｉ０・（ｄω／ｄｔ）＝Ｒ・Ｆｄ−Ｔｂ                          （２）
Ｔｂ＝Ｒ・Ｆｂ                                                （３）
Ｆｄ＝μ・Ｎ                                                  （４）
これらの式（２）、式（３）および式（４）により、式（１）を導くことができる。
（２）
本発明の路面摩擦係数の推定方法は、（１）に記載された発明において、前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との、接線方向の相対変位を、前記一方の伝達経路部分上にその軸心周りに点対称に配置された四つの点と、これらの点のそれぞれに対応して前記他方の伝達経路部分上にその軸心周りに点対称に配置された四つの点との、四対の対応点同志の互いの接線方向の相対変位量を加算して、この加算値に基づいて測定するものである。
この路面摩擦係数の推定方法によれば、四対の対応点同志の互いの接線方向の相対変位量を加算して、弾性体を境とする車輪の、前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との、接線方向の相対変位を算出するので、定常状態でなくても、測定点の位置に依存することなく、これを求めることができる。
このことを、図１１を参照して説明する。図１１は、弾性体を境とする、一方


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
の伝達経路部分の例としてのディスク３０と、他方の伝達経路部分の例としてのリム３１を示す平面図である。リム３１は、図示しない弾性体を介して、ディスク３０に連結されている。偏心荷重がない状態では、リム３１は、ディスク３０の軸心Ｏ１と同じ軸心の周りにディスク３０と連動して、回転方向Ｑに沿って回転するが、図１１においては、路面からの垂直反力Ｔにより、リム３１の軸心Ｏ２は、偏心量Ｄだけずれている。
そして、この方法においては、まず、ディスク３０の軸心Ｏ１の周りに点対称に配置された四個の測定点の一つであるＰ１と、このＰ１に対応して、リム３１の軸心Ｏ２の周りに点対称に配置された四個の測定点の一つであるＰ２とを、一つの対として、この対の対応点Ｐ１、Ｐ２同志の互いの変位量の接線方向成分を測定する。そして、他の図示しない三つの対についても同様に、対応点同志の互いの接線方


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
＋ｒ・ｓｉｎ（α）＋Ｄ・ｃｏｓ（θ＋３π／２）
＝４ｒ・ｓｉｎ（α）                                      （６）
（３）
本発明の路面摩擦係数の推定方法は、（１）に記載された発明において、前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との、垂直方向の相対変位を、前記一方の伝達経路部分上にその軸心周りに点対称に配置された四つの点と、これらの点のそれぞれに対応して前記の伝達経路部分上にその軸心周りに点対称に配置された四つの点との、四対の対応点同志の互いの半径方向の相対変位量を測定し、これらの相対変位量うち、対角関係にある二対の相対変位量の積をそれぞれ求め、これら二組の積を加算して、この加算値に基づいて測定するものである。
この路面摩擦係数の推定方法によれば、四対の対応点同志の互いの半径方向の相対変位量を求め、これらの相対変位量うち、対角関係にある二対の相対変位量の積をそれぞれ求め、これら二組の積を加算して、この加算値に基づいて、弾性体を境とする車輪の、前記一方の伝達経路部分と他方の伝達経路部分との、垂直方向の相対変位量とするので、定常状態でなくても、測定点の位置に依存することなく、これを求めることができる。
このことを、図１２を参照して説明する。図１２は、弾性体を境とする、一方の伝達経路部分の例としてのディスク３０と、他方の伝達経路部分の例としてのリム３１を示す平面図である。図１２において、リム３１は、図示しない弾性体を介して、ディスク３０に連結されている。偏心荷重がない状態では、リム３１は、ディスク３０の軸心Ｏ５と同じ軸心の周りにディスク３０と連動して、回転方向Ｑに沿って回転するが、図１２においては、路面からの垂直方向の反力Ｔにより、リム３１の軸心Ｏ６は、垂直方向の相対変位量、すなわち、ディスク３０とリム３１との偏心量Ｄだけずれている。
そして、この方法においては、まず、ディスク３０の軸心Ｏ５の周りに点対称に


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
Ｙ２＝（（Ｄ・ｓｉｎ（θ））・（Ｄ・ｓｉｎ（θ＋π）））
＋（（Ｄ・ｓｉｎ（θ＋π／２））・（Ｄ・ｓｉｎ（θ＋３π／２）））
＝−２Ｄ２                                                    （８）
（４）
本発明の路面摩擦係数の推定方法は、（１）〜（３）のいずれかに記載された発明において、ホール素子を用い、磁性体の磁束密度の変化を測定して、この変化量に基づいて接線方向もしくは半径方向の相対変位量を求めるものである。
この路面摩擦係数の推定方法によると、ホール素子を用いて、磁性体の磁束密度の変化を測定して、接線方向もしくは半径方向の相対変位量を求めるので、路面摩擦係数を簡易に精度よく推定することができる。
（５）
本発明の信号多重伝送方法は、（１）〜（４）のいずれかに記載された前記測定値の信号もしくはこの他の信号を車体側および回転する車輪側の間で伝送するに際して、複数の原信号をそれぞれ、互いにダイナミックレンジが重複しない信号に変換し、変換されたこれらの信号を切換えながら電圧−周波数変換して得られる複合信号を送信コイルに供給し、電磁誘導により受信コイルへ伝送し、受信コイルで受信した複合信号を周波数／電圧変換して得られる信号を複数の所定の電圧レベルを閾値として処理してタイミング信号を生成し、前記周波数／電圧変換して得られる複合信号を、前記タイミング信号によりサンプリングして複数の原信号を再生するものである。
（１）〜（４）のいずれかに記載された前記測定値は、回転する車輪側に設けられたセンサによって測定されることになるが、この測定値は少なくとも、この測定値を用いて制動の制御を行うＡＢＳに伝送される必要があり、したがって、回転する車輪側とＡＢＳが設けられている車体側との間で信号の伝送が必要となる。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
このような、回転部分と非回転部分との間での信号の伝送方法としては、搬送波上で信号を伝送するいわゆる無線による方法および有線による方法があるが、前者は構成が複雑になるとともに消費電力も大きいという問題があり、一方後者は回転部分と非回転部分との間をスリップリングのような機械的な接点を介して信号の伝送を行うことになり、このような機械的な接点は摩耗による劣化がはげしくメンテナンスの点で問題がある。
そして第三の方法として、回転する車輪側に送信側コイルを配置すると共に車体側にこれと対向するように受信側コイルを配置し、車輪側に配置されたセンサからの検知信号を電磁誘導によって受信側コイルへ伝送することが提案されている。しかし、このような電磁誘導による信号伝送方式では、複数の信号を多重伝送するようには構成されていない。
本発明の信号多重伝送方式によれば、例えば前記相対変位を車両の走行中に測定し、これらの測定信号を車体側へ伝送する場合には、車輪側に配置された複数のセンサから出力される測定信号を、それぞれダイナミックレンジが重複しないような信号とした後、上述したように電圧−周波数変換して複合信号を生成し、これを送信コイルから電磁誘導により受信コイルへ伝送し、受信コイルで受信した複合信号を周波数／電圧変換し、複数の所定の電圧レベルを閾値として生成した複数のタイミング信号により、周波数／電圧変換して得られる複合信号をサンプルホールドすることによって元の複数の信号を再生することができる。
（６）
本発明の信号多重伝送装置は、（５）に記載された信号多重伝送方法に用いられる信号多重伝送装置であって、
それぞれのダイナミックレンジが重複しない複数の信号を生成する信号生成回路と、この信号生成回路から同時に出力される複数の信号を、所定の周期で順次に切換えて複合信号を出力するスイッチング回路と、このスイッチング回路から出力される複合信号を、その電圧値に応じた周波数を有する複合信号へ変換する




【国際調査報告】
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