[go: up one dir, main page]

JP2008100610A - Traveling road surface state detecting system and sensor unit - Google Patents

Traveling road surface state detecting system and sensor unit Download PDF

Info

Publication number
JP2008100610A
JP2008100610A JP2006284772A JP2006284772A JP2008100610A JP 2008100610 A JP2008100610 A JP 2008100610A JP 2006284772 A JP2006284772 A JP 2006284772A JP 2006284772 A JP2006284772 A JP 2006284772A JP 2008100610 A JP2008100610 A JP 2008100610A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
road surface
information
wheel
sensor unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006284772A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Hattori
泰 服部
Daisuke Kanari
大輔 金成
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.)
Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokohama Rubber Co Ltd filed Critical Yokohama Rubber Co Ltd
Priority to JP2006284772A priority Critical patent/JP2008100610A/en
Publication of JP2008100610A publication Critical patent/JP2008100610A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly and precisely detect a traveling road surface state when a vehicle travels at any speed from low speed to high speed. <P>SOLUTION: A micro-vibration superimposed on an acceleration signal in the rotating direction of a tire 2 is detected by a sensor unit 100 provided in the tire 2, and an integrated value obtained by integrating the micro-vibration signal for a predetermined time is transmitted as digital information to a monitor device 200. The monitor device 200 outputs the road surface state information in which the integrated value is made to correspond to the magnitude of friction to a stability control unit 700 by taking the friction between the traveling road surface and the tire 2 to be large when the integrated value is small, and taking the friction between the traveling road surface and the tire 2 to be small when the integrated value is large. The stability control unit 700 conducts braking control based on the road surface state information. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両走行時に車輪に発生する微小振動を検出して路面状態を検出する走行路面状態検出システム及びそのセンサユニットに関するものである。   The present invention relates to a traveling road surface state detection system that detects a road surface state by detecting minute vibrations generated in wheels during traveling of the vehicle, and a sensor unit thereof.

従来、車両において安全走行を行うために注意しなければならない事項として、車両のタイヤ内空気圧を適度な状態に設定することや、タイヤの摩耗状態に注意を払いタイヤの点検を行うことなどがあげられる。   Conventionally, matters that must be taken into consideration for safe driving in vehicles include setting the vehicle's tire air pressure to an appropriate level, and paying attention to tire wear and checking the tires. It is done.

しかしながら、タイヤの点検を行い、タイヤの状態を良好な状態に保っていても、雨天候時に路面が濡れている場合など、路面とタイヤとの間の摩擦力が低下すると、ブレーキをかけたときにスリップして、思わぬ方向に車両が移動してしまい、事故を引き起こすことがあった。   However, when the tires are inspected and the tires are kept in good condition, the brakes are applied when the frictional force between the road surface and the tire decreases, such as when the road surface is wet during rainy weather. Slip into the car and the vehicle may move in an unexpected direction, causing an accident.

このようなスリップや急発進などによって発生する事故を防止するために、アンチロック・ブレーキ・システム(Anti-Lock Brake System、以下、ABSと称する)、トラクション・コントロール・システム、さらには、これらに加えてYAWセンサを設けたスタビリティー制御システムなどが開発された。   In order to prevent accidents caused by such slips and sudden starts, an anti-lock brake system (hereinafter referred to as ABS), a traction control system, and in addition to these A stability control system equipped with a YAW sensor has been developed.

例えば、ABSは、各タイヤの回転状態を検出し、この検出結果に基づいて各タイヤがロック状態に入るのを防止するように制動力を制御するシステムである。   For example, ABS is a system that detects the rotational state of each tire and controls the braking force so as to prevent each tire from entering a locked state based on the detection result.

タイヤの回転状態として、各タイヤの回転数や、空気圧、歪み等の状態を検出して、この検出結果を制御に用いることが可能である。   As the rotation state of the tire, it is possible to detect the number of rotations of each tire, the state of air pressure, distortion, and the like, and use this detection result for control.

このような制御システムの一例としては、例えば、特開平05-338528号公報に開示される自動車のブレーキ装置(以下、特許文献1と称する)、特開2001-018775号公報に開示されるブレーキ制御装置(以下、特許文献2と称する)、特開2001-182578号公報に開示される車両の制御方法および装置(以下、特許文献3と称する)、特開2002-137721号公報に開示される車両運動制御装置(以下、特許文献4と称する)、特開2002-160616号公報に開示されるブレーキ装置(以下、特許文献5と称する)などが知られている。   Examples of such a control system include, for example, an automobile brake device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 05-338528 (hereinafter referred to as Patent Document 1), and brake control disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-018775. Device (hereinafter referred to as Patent Document 2), vehicle control method and apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-182578 (hereinafter referred to as Patent Document 3), and vehicle disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-137721 A motion control device (hereinafter referred to as Patent Document 4), a brake device disclosed in JP 2002-160616 A (hereinafter referred to as Patent Document 5), and the like are known.

特許文献1には、ブレーキペダルと連結されるバキュームブースタにバキュームタンクから負圧が供給され、このバキュームタンクにバキュームポンプから負圧が供給され、このバキュームポンプがポンプモータにより駆動されることにより、加速度センサ14により自動車の減速加速度が所定値に達した状態が検出されたときにバキュームポンプが作動する用のポンプモータを制御して、急激なブレーキ操作時及びその直後のブレーキ操作時における操作フィーリングの変化を防止するブレーキ装置が開示されている。   In Patent Document 1, negative pressure is supplied from a vacuum tank to a vacuum booster connected to a brake pedal, and negative pressure is supplied from a vacuum pump to the vacuum tank, and the vacuum pump is driven by a pump motor. When the acceleration sensor 14 detects that the deceleration acceleration of the vehicle has reached a predetermined value, the pump motor for operating the vacuum pump is controlled so that the operation fee at the time of a sudden brake operation and the brake operation immediately thereafter is controlled. A brake device for preventing ring changes is disclosed.

特許文献2には、ABS制御を実行する制御手段を備えたブレーキ制御装置において、制御手段に、車両に発生している横方向加速度を推定する横加速度推定手段と、この横加速度推定手段による推定横加速度と、車両挙動検出手段による推定横加速度と、車両挙動検出手段に含まれる横加速度センサが検出する検出横加速度とを比較し、両者の差が所定値未満であれば舵角に見合った正常旋回中と判定し、前記差が所定値以上であれば非正常旋回中と判定する比較判定手段とを設け、前記制御手段をABS制御中に、正常旋回判定時と非正常旋回判定時とで制御を切り替えるようにしたブレーキ制御装置が開示されている。   In Patent Document 2, in a brake control device including a control unit that executes ABS control, a lateral acceleration estimation unit that estimates a lateral acceleration generated in a vehicle and an estimation by the lateral acceleration estimation unit are included in the control unit. The lateral acceleration, the estimated lateral acceleration by the vehicle behavior detecting means, and the detected lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor included in the vehicle behavior detecting means are compared, and if the difference between the two is less than a predetermined value, the steering angle is met. Comparing and determining means for determining that the vehicle is turning normally and determining that the vehicle is turning abnormally if the difference is greater than or equal to a predetermined value is provided. Discloses a brake control device that switches control.

特許文献3には、車両の減速度および/または加速度を調節するための制御信号が対応の設定値により形成される車両の制御方法および装置において、走行路面傾斜により発生する車両加速度または車両減速度を表わす補正係数が形成され、この補正係数が設定値に重ね合わされて、車両の減速度および/または加速度の設定を改善する車両の制御方法および装置が開示されている。   Patent Document 3 discloses a vehicle acceleration method or a vehicle deceleration generated by a traveling road surface inclination in a vehicle control method and apparatus in which a control signal for adjusting a vehicle deceleration and / or acceleration is formed by a corresponding set value. A vehicle control method and apparatus are disclosed that improve the vehicle deceleration and / or acceleration settings by forming a correction factor representative of

特許文献4には、複数の車輪を有する車両の実ヨーイング運動状態量として重心点の横すべり角変化速度β’を取得し、その変化速度β’の絶対値が設定値β0’以上で有れば、ブレーキ液圧ΔPを左右後輪の何れかのブレーキに作用させることにより、変化速度β’の絶対値が大きいほど値が大きいほど値が大きく且つ変化速度β’の絶対値を減少させる向きのヨーイングモーメントを発生させ、このヨーイングモーメント制御中にも、ブレーキ液圧ΔPが作用させられた車輪においてスリップ制御が必要か否かの判定を継続し、スリップ制御が必要になれば、ブレーキ液圧ΔPを抑制することによりスリップ率を適正範囲に保つスリップ制御を行う車両運動制御装置が開示されている。 In Patent Document 4, the lateral slip angle change speed β ′ of the center of gravity is acquired as the actual yawing motion state quantity of the vehicle having a plurality of wheels, and the absolute value of the change speed β ′ is greater than or equal to the set value β 0 ′. For example, by applying the brake fluid pressure ΔP to one of the left and right rear brakes, the larger the value of the change speed β ′, the larger the value and the smaller the value of the change speed β ′. During the yawing moment control, it is determined whether or not the slip control is necessary for the wheel to which the brake fluid pressure ΔP is applied. If the slip control is necessary, the brake fluid pressure A vehicle motion control device that performs slip control that keeps the slip ratio within an appropriate range by suppressing ΔP is disclosed.

特許文献5には、車両前後方向の加速度を検出する加速度センサと、各車輪の車輪速度の検出を行う車輪速度センサと、ブレーキ圧を検出するブレーキ圧センサとのうち、少なくとも2つを備え、少なくとも2つのセンサからのフィードバックによって目標ブレーキ圧を演算し、この演算結果に基づいて、指示電流演算部で指示電流を演算し、その指示電流をブレーキ駆動用アクチュエータに流し、指示電流の大きさに応じた制動力を発生させることにより、外乱が生じたり、1つのセンサが故障したりしても出力異常を抑制することができるブレーキ装置が開示されている。   Patent Document 5 includes at least two of an acceleration sensor that detects acceleration in the vehicle longitudinal direction, a wheel speed sensor that detects wheel speed of each wheel, and a brake pressure sensor that detects brake pressure. The target brake pressure is calculated by feedback from at least two sensors, and based on the calculation result, the command current is calculated by the command current calculation unit, and the command current is supplied to the brake drive actuator to obtain the magnitude of the command current. A brake device is disclosed that can suppress an output abnormality even if a disturbance occurs or one sensor breaks down by generating a corresponding braking force.

さらに、特許第3787608号公報(特許文献6)に開示されるようにABSを利用して車輪がロックしたときの走行路面と車輪との間の摩擦を推定し、この推定した摩擦に基づいてABSの制御パラメータを変更する技術が開示されている。   Further, as disclosed in Japanese Patent No. 3787608 (Patent Document 6), the friction between the traveling road surface and the wheel when the wheel is locked is estimated using the ABS, and the ABS is based on the estimated friction. A technique for changing the control parameter is disclosed.

特許文献6には、車両の車輪と走行路面との間に作用する路面摩擦力Fに応じた路面摩擦力情報と、車両の車輪とブレーキ装置との間に作用するブレーキトルク力Tに応じたブレーキトルク情報とを得ることができる任意数の第1のセンサを有するABS装置であって、第1のセンサからの路面摩擦力情報とブレーキトルク情報との差に応じた差分パラメータMを演算する差分パラメータ演算手段と、差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータMを補正して積分することにより、車輪のロック時に0になるように車輪速度パラメータMωを演算する車輪速度パラメータ演算手段と、車輪速度パラメータ演算手段により演算された車輪速度パラメータMωを用いてブレーキ装置の液圧を制御するブレーキ液圧制御手段とを備えたことを特徴とするABS装置が開示されている。   In Patent Document 6, road surface friction force information corresponding to a road surface friction force F acting between a vehicle wheel and a traveling road surface, and a brake torque force T acting between the vehicle wheel and a brake device are used. An ABS device having an arbitrary number of first sensors capable of obtaining brake torque information, and calculating a difference parameter M corresponding to a difference between road surface friction force information from the first sensor and brake torque information. A difference parameter calculation means, a wheel speed parameter calculation means for calculating the wheel speed parameter Mω to be zero when the wheel is locked by correcting and integrating the difference parameter M calculated by the difference parameter calculation means; Brake fluid pressure control means for controlling the hydraulic pressure of the brake device using the wheel speed parameter Mω calculated by the speed parameter calculation means. The ABS apparatus characterized by these is disclosed.

また、特許第3448995号公報(特許文献7)に開示されるように、加速時において草稿路面を車輪がスリップときの摩擦を推定し、推定した摩擦に基づいてスロットル開度を制御する技術が知られている。   Further, as disclosed in Japanese Patent No. 3448995 (Patent Document 7), a technique for estimating the friction when a wheel slips on a draft road surface during acceleration and controlling the throttle opening based on the estimated friction is known. It has been.

特許文献7には、エンジンの吸気通路にスロットル弁と直列に配設され、全開位置と所定開度の全閉位置との2段階に切換制御される第2スロットル弁と、車両の駆動輪のスリップ状態を検出するスリップ状態検出手段と、検出されたスリップ状態に応じて第2スロットル弁を全閉位置に制御して車両の駆動力を減少させる第1の駆動力減少制御手段と、車両走行路面の摩擦係数の状態を検出する路面状態検出手段と、第1の駆動力減少制御手段より応答性良く車両の駆動力を減少制御する第2の駆動力減少制御手段と、第1の駆動力減少制御手段の作動を制限する駆動力減少制御制限手段とを備え、摩擦係数の高い路面状態では、駆動力減少制御制限手段により第1の駆動力減少制御手段の作動を制限し、必要な駆動力減少制御を第2の駆動力減少制御手段で賄うことを特徴とする車両の駆動力制御装置が開示されている。   In Patent Document 7, a second throttle valve that is arranged in series with a throttle valve in an intake passage of an engine and is controlled to be switched in two stages of a fully open position and a fully closed position of a predetermined opening degree, and a drive wheel of a vehicle. Slip state detecting means for detecting a slip state; first driving force reduction control means for reducing the driving force of the vehicle by controlling the second throttle valve to a fully closed position in accordance with the detected slip state; Road surface state detecting means for detecting the state of the friction coefficient of the road surface, second driving force reduction control means for controlling the driving force of the vehicle to decrease more responsively than the first driving force reduction control means, and first driving force Driving force reduction control limiting means for limiting the operation of the reduction control means, and when the road surface condition has a high friction coefficient, the driving force reduction control limiting means limits the operation of the first driving force reduction control means, and the necessary drive Force reduction control for the second drive Driving force control apparatus for a vehicle, characterized in that the cover in force reduction control means is disclosed.

また、近年では最新鋭のハイテク技術を駆使した安全装備を搭載する乗用車が増えている。例えばミリ波レーダーや赤外線カメラを用い、前方の車両を検知して自動的に減速・停止して追突を防止する機能や、暗い夜道で歩行者を感知して運転手に警告したり或いは減速・停止する機能などの事故回避技術も実用化され始めた。このような技術を用いることにより、車両の追突事故や路肩を歩く人をはねるといった重大事故の発生を回避できるように努めている。
特開平05-338528号公報 特開2001-018775号公報 特開2001-182578号公報 特開2002-137721号公報 特開2002-160616号公報 特許第3787608号公報 特許第3448995号公報
In recent years, more and more passenger cars are equipped with safety equipment using the latest high-tech technology. For example, a millimeter wave radar or infrared camera is used to detect the vehicle ahead and automatically decelerate and stop to prevent rear-end collisions, or to detect pedestrians on dark night roads or to Accident avoidance technology, such as the ability to stop, has also begun to be put into practical use. By using such technology, efforts are being made to avoid the occurrence of serious accidents such as rear-end collisions of vehicles and hitting people walking on the shoulders.
Japanese Patent Laid-Open No. 05-338528 JP 2001-018775 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-182578 JP 2002-137721 A Japanese Patent Laid-Open No. 2002-160616 Japanese Patent No. 3787608 Japanese Patent No. 3442995

上記のようなアンチロック・ブレーキ・システムを必要とする理由の一つとしては、車両走行する路面の状態変化が挙げられる。天候や環境によって路面状態が変化することにより、車体の振動や安定性の低下、さらにはブレーキの効き具合の変化やブレーキ操作時の車輪のスリップなどが生ずる。このため、路面状態を迅速且つ的確に検出する技術開発が行われている。   One of the reasons for requiring the anti-lock brake system as described above is a change in the state of the road surface on which the vehicle travels. When the road surface condition changes depending on the weather and the environment, the vibration of the vehicle body and the stability decrease, and further, the change of the braking effect and the slip of the wheel at the time of the brake operation occur. For this reason, technology development for quickly and accurately detecting the road surface state is being performed.

しかしながら、例えば、ABSは開発段階で自動車メーカーが選んだ基準の新車装着用タイヤでパラメータが決定されているが、実用上はタイヤの摩耗、履き替え、乗車人数、天候、路面等の状態によって変化するため、単一のパラメータでは最適な制御を望むことは極めて難しい。   However, for example, ABS has parameters determined by the standard new car tires selected by automakers at the development stage, but in practice it varies depending on conditions such as tire wear, replacement, number of passengers, weather, road surface, etc. Therefore, it is extremely difficult to achieve optimum control with a single parameter.

さらに、ミリ波レーダーや赤外線カメラを用いた検知結果に基づいて車両の制動制御を行い、追突事故等を防止する場合も、タイヤの摩耗、履き替え、乗車人数、天候、路面が乾燥している、濡れている、凍っている等の路面の状態によって、制動を開始してから車両が停止するまでの走行距離が異なるため、適切な制動制御を行うことが難しかった。   In addition, tire wear, change of clothes, number of passengers, weather, and road surface are dry when braking control of vehicles based on detection results using millimeter wave radars and infrared cameras to prevent rear-end collisions, etc. Depending on the condition of the road surface, such as wet or frozen, the distance traveled from the start of braking to the stop of the vehicle varies, making it difficult to perform appropriate braking control.

また、特許文献6,7に開示される技術では、いずれも制御パラメータを変更できるのは走行開始時或いは低速走行時であり、車両走行中、特に高速走行時にパラメータを変更することは極めて困難なことである。   In the technologies disclosed in Patent Documents 6 and 7, the control parameter can be changed at the start of traveling or at low speed traveling, and it is extremely difficult to change the parameter during vehicle traveling, particularly at high speed traveling. That is.

本発明の目的は上記の問題点に鑑み、低速から高速までのあらゆる速度での車両走行時における走行路面状態を迅速且つ的確に検出できる走行路面状態検出システム及びそのセンサユニットを提供することである。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a traveling road surface state detection system and a sensor unit thereof that can quickly and accurately detect a traveling road surface state when the vehicle travels at all speeds from low speed to high speed. .

本発明は上記の目的を達成するために、車輌が走行する路面の状態を検出するシステムであって、車両の車体に設けられ車輪を固定して該車輪を回転させる回転体と前記車輪とを含む回転機構部に設けられ、車両走行時の回転に伴って前記回転機構部に発生する微小振動を検出して電気信号に変換し、該電気信号を微小振動信号として出力する振動検出部と、前記振動検出部から出力される微小振動信号を所定時間積分して積分値を出力する積分手段と、前記積分値を入力し、前記積分値が小さいときに走行路面と前記車輪との間の摩擦が大きいとし且つ前記積分値が大きいときに走行路面と前記車輪との間の摩擦が小さいとして、前記積分値と前記摩擦の大小とを対応づけた路面状態情報を出力する路面状態情報出力手段とを有する走行路面状態検出システムを提案する。   In order to achieve the above object, the present invention is a system for detecting the state of a road surface on which a vehicle travels, and includes a rotating body provided on a vehicle body of a vehicle for fixing the wheel and rotating the wheel. A vibration detection unit that is provided in the rotation mechanism unit including the vibration detection unit that detects minute vibrations generated in the rotation mechanism unit as the vehicle rotates and converts the vibrations into electric signals, and outputs the electric signals as minute vibration signals; Integrating means for integrating a minute vibration signal output from the vibration detecting unit for a predetermined time and outputting an integrated value, and inputting the integrated value, and the friction between the road surface and the wheel when the integrated value is small Road surface state information output means for outputting road surface state information in which the integrated value is associated with the magnitude of the friction, assuming that the friction between the traveling road surface and the wheel is small when the integral value is large. Running road with It proposes a state detection system.

本発明の走行路面状態検出システムによれば、車両走行時の回転に伴ってタイヤ等の車輪を含む回転機構部に発生する微小振動が検出されて、該微小振動に対応した電気信号である微小振動信号として振動検出部から出力される。   According to the traveling road surface state detection system of the present invention, minute vibrations generated in a rotating mechanism unit including wheels such as tires as a vehicle rotates are detected, and a minute electric signal corresponding to the minute vibrations is detected. It is output from the vibration detector as a vibration signal.

さらに、上記微小振動信号は積分手段によって所定時間の間積分され、該積分結果の積分値が出力され、路面状態情報出力手段によって、前記積分値が小さいときに走行路面と前記車輪との間の摩擦が大きく且つ前記積分値が大きいときに走行路面と前記車輪との間の摩擦が小さいとして、前記積分値と前記摩擦の大小を対応づけた路面状態情報が出力される。   Further, the minute vibration signal is integrated for a predetermined time by the integrating means, and an integrated value of the integration result is output, and when the integrated value is small by the road surface state information output means, the road surface and the wheel are Road surface state information in which the integrated value is associated with the magnitude of the friction is output assuming that the friction between the traveling road surface and the wheel is small when the friction is large and the integral value is large.

また、本発明は上記の目的を達成するために、前記回転機構部に装着されるセンサユニットとして、前記微小振動信号の強度の値を送信情報として電波によって送信するセンサユニット、前記積分値を送信情報として電波によって送信するセンサユニット、さらに、前記路面状態情報を送信情報として電波によって送信するセンサユニットを提案する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a sensor unit that is attached to the rotating mechanism unit, a sensor unit that transmits the intensity value of the minute vibration signal as transmission information by radio waves, and transmits the integral value. The present invention proposes a sensor unit that transmits by radio waves as information, and a sensor unit that transmits by radio waves the road surface state information as transmission information.

本発明の走行路面状態検出システムによれば、検出した車両走行時における回転機構部の微小振動の強度値を積分した値は走行路面と車輪との間の摩擦に応じて大きさが変動するため、走行路面の状態すなわち走行路面と車輪との間の摩擦を検出することが可能になる。この検出した走行路面と車輪との間の摩擦の情報を用いることにより、適切な制動開始時期、制動開始から車両停止までの走行距離、制動時のスリップの発生等を把握することができる。これにより、タイヤの摩耗、履き替え、乗車人数、天候、路面が乾燥している、濡れている、凍っている等の路面の状態が変化しても適切な制動制御を行うことができる。   According to the traveling road surface state detection system of the present invention, the magnitude of the value obtained by integrating the detected minute vibration intensity value of the rotation mechanism section during vehicle travel varies depending on the friction between the traveling road surface and the wheels. It is possible to detect the state of the traveling road surface, that is, the friction between the traveling road surface and the wheels. By using the detected information on the friction between the road surface and the wheels, it is possible to grasp an appropriate braking start time, a travel distance from the start of braking to the stop of the vehicle, occurrence of slip during braking, and the like. As a result, appropriate braking control can be performed even if the condition of the road surface changes, such as tire wear, change of clothes, number of passengers, weather, road surface is dry, wet, or frozen.

さらに、本発明のセンサユニットによれば、リム及びホイール並びにタイヤ本体等の車輪や車軸等の回転体の所定位置に装着するだけで、車輪の回転によって生ずる微小振動或いはその積分値または路面状態情報を容易に検出することができるので、上記本発明の走行路面状態検出システムを容易に構成することができる。   Furthermore, according to the sensor unit of the present invention, the minute vibration generated by the rotation of the wheel or its integrated value or road surface state information can be obtained only by mounting it at a predetermined position of a rim and wheel, and a rotating body such as a wheel and an axle such as a tire body. Therefore, the traveling road surface state detection system of the present invention can be easily configured.

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の第1実施形態におけるモニタ装置及びセンサユニットの配置を示す外観図、図2は本発明の第1実施形態におけるモニタ装置及びセンサユニットの配置を示す平面図、図3は本発明の第1実施形態におけるタイヤへのセンサユニットの設置場所を説明する図、図4は本発明の第1実施形態のタイヤハウス内のタイヤを示す図、図5は本発明の第1実施形態における車両駆動制御システムを示す構成図である。本実施形態では4輪車両の駆動制御システムを一例として説明する。   FIG. 1 is an external view showing the arrangement of the monitor device and sensor unit in the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing the arrangement of the monitor device and sensor unit in the first embodiment of the present invention, and FIG. The figure explaining the installation place of the sensor unit to the tire in 1st Embodiment of invention, FIG. 4 is a figure which shows the tire in the tire house of 1st Embodiment of this invention, FIG. 5 is 1st Embodiment of this invention. 1 is a configuration diagram showing a vehicle drive control system in FIG. In the present embodiment, a drive control system for a four-wheel vehicle will be described as an example.

図1及び図2において、1は車両、2はタイヤ(車輪)、100はセンサユニット、200はモニタ装置である。本実施形態では、センサユニット100及びモニタ装置200のそれぞれにおいて、それぞれの電気系回路を絶縁性及び電磁波透過性を有する小型の筐体内に収納し、4つのセンサユニット100のそれぞれを車両1のタイヤ2に装着し、4つのモニタユニット200のそれぞれを各タイヤハウス4に配置し、センサユニット100とモニタ装置200が1対1の対応をなすようにしている。   1 and 2, 1 is a vehicle, 2 is a tire (wheel), 100 is a sensor unit, and 200 is a monitor device. In the present embodiment, in each of the sensor unit 100 and the monitor device 200, each electric circuit is housed in a small casing having insulation and electromagnetic wave transmission, and each of the four sensor units 100 is a tire of the vehicle 1. 2, each of the four monitor units 200 is disposed in each tire house 4 so that the sensor unit 100 and the monitor device 200 have a one-to-one correspondence.

また、図3及び図4に示すように、タイヤ2は、例えば、周知のチューブレスラジアルタイヤであり、本実施形態においてはホイール及びリムを含むものである。タイヤ2は、タイヤ本体305とリム306及びホイール(図示せず)から構成され、タイヤ本体305は周知のキャップトレッド301、アンダートレッド302、ベルト303A,303B、カーカス304等から構成され、タイヤハウス4に収納されている。さらに、各タイヤハウス4にはモニタ装置200が設けられている。また、本実施形態では図3に示すように、タイヤ2はセンサユニット100を備え、このセンサユニット100がリム306に固定されている。尚、本実施形態ではタイヤ2の回転方向をX軸方向、タイヤ2の回転軸方向をY軸方向、タイヤ2の回転軸を中心とした半径方向をZ軸方向として以下の説明を行う。   As shown in FIGS. 3 and 4, the tire 2 is, for example, a well-known tubeless radial tire, and includes a wheel and a rim in the present embodiment. The tire 2 includes a tire body 305, a rim 306, and a wheel (not shown). The tire body 305 includes a known cap tread 301, under tread 302, belts 303A and 303B, carcass 304, and the like. It is stored in. Further, each tire house 4 is provided with a monitor device 200. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the tire 2 includes a sensor unit 100, and the sensor unit 100 is fixed to the rim 306. In the present embodiment, the following description will be made assuming that the rotation direction of the tire 2 is the X-axis direction, the rotation axis direction of the tire 2 is the Y-axis direction, and the radial direction centering on the rotation axis of the tire 2 is the Z-axis direction.

図5において、2はタイヤ、3は車軸、100はセンサユニット、200はモニタ装置、410はエンジン、411はアクセルペダル、412はサブスロットルアクチュエータ、413はメインスロットルポジションセンサ、414はサブスロットルポジションセンサ、421はハンドル、422は舵角センサ、510,520はタイヤの回転数を検知するセンサ、610はブレーキペダル、620はブレーキ用のマスターシリンダ、630はブレーキ用の油圧を制御する圧力制御弁、640はブレーキ駆動用のアクチュエータ、700はスタビリティ制御ユニットである。   In FIG. 5, 2 is a tire, 3 is an axle, 100 is a sensor unit, 200 is a monitoring device, 410 is an engine, 411 is an accelerator pedal, 412 is a sub-throttle actuator, 413 is a main throttle position sensor, and 414 is a sub-throttle position sensor. , 421 is a steering wheel, 422 is a steering angle sensor, 510 and 520 are sensors for detecting the number of rotations of a tire, 610 is a brake pedal, 620 is a master cylinder for braking, 630 is a pressure control valve for controlling hydraulic pressure for braking, and 640 is The brake driving actuator 700 is a stability control unit.

また、スタビリティ制御ユニット700は、周知のCPUを備えた制御回路からなり、車両1に装着されている各タイヤ2の回転数を検知するセンサ510,520から出力される検知結果と、スロットルポジションセンサ413,414、舵角センサ422及びモニタ装置200から出力される検知結果を取り込んでスタビリティ制御を行っている。   The stability control unit 700 includes a control circuit including a well-known CPU. The stability control unit 700 includes detection results output from sensors 510 and 520 that detect the number of rotations of each tire 2 mounted on the vehicle 1, and throttle position sensors 413 and 414. Stability control is performed by taking in the detection results output from the rudder angle sensor 422 and the monitor device 200.

即ち、加速時には、アクセルペダル411を踏み込むことによってメインスロットルを開いてエンジン410に燃料を送り込み、エンジン410の回転数を増加させる。   That is, at the time of acceleration, by depressing the accelerator pedal 411, the main throttle is opened and fuel is sent to the engine 410, and the rotational speed of the engine 410 is increased.

また、制動時には、ブレーキペダル610を踏み込む等によってマスターシリンダ620内の油圧が上昇し、この油圧が圧力制御弁を介して各タイヤ2のブレーキ駆動用アクチュエータ640に伝達され、これによって各タイヤ2の回転に制動力が加えられる。   Further, at the time of braking, the hydraulic pressure in the master cylinder 620 is increased by depressing the brake pedal 610, etc., and this hydraulic pressure is transmitted to the brake drive actuator 640 of each tire 2 via the pressure control valve. A braking force is applied to the rotation.

上記スタビリティ制御ユニット700は、各タイヤ2の回転数を検知するセンサ510,520から出力される検知結果と舵角センサ422の検知結果及びモニタ装置200から出力される検知結果とに基づいて、サブスロットルアクチュエータ412の動作状態を電気的に制御すると共に、各圧力制御弁630の動作状態を電気的に制御することによって、車体の安定性を保つと共に適切な制動を行ったりタイヤ2がロックしてスリップが生じたりしないように自動的に制御する。   The stability control unit 700 is based on the detection results output from the sensors 510 and 520 that detect the rotational speed of each tire 2, the detection results of the steering angle sensor 422, and the detection results output from the monitor device 200. By electrically controlling the operation state of the actuator 412 and electrically controlling the operation state of each pressure control valve 630, the stability of the vehicle body is maintained and appropriate braking is performed or the tire 2 is locked and slips. Controls automatically so that it does not occur.

センサユニット100は、前述したようにタイヤ2のリム306の所定位置に固定されており、このセンサユニット100内に設けられている後述する加速度センサによって各タイヤ2におけるX,Y,Z軸方向の加速度を検出し、これらのうちのX軸方向の加速度のアナログ信号から重力加速度成分を除去して微小振動成分のみを抽出し、この微小振動成分を積分した積分値をディジタル値に変換する。また、X,Y,Z軸方向の加速度信号の値をディジタル値に変換する。さらに、センサユニット100は、微小振動成分の所定時間の積分値のディジタル値及びX,Y,Z軸方向の加速度のディジタル値を含むディジタル情報を生成して所定時間おきに送信する。このディジタル情報には、上記積分値および加速度のディジタル値の他に各センサユニット100に固有の識別情報が含まれる。   As described above, the sensor unit 100 is fixed to a predetermined position of the rim 306 of the tire 2, and the X, Y, and Z axis directions of each tire 2 are measured by an acceleration sensor described later provided in the sensor unit 100. The acceleration is detected, the gravitational acceleration component is removed from the analog signal of the acceleration in the X-axis direction, and only the minute vibration component is extracted, and the integrated value obtained by integrating the minute vibration component is converted into a digital value. Also, the values of acceleration signals in the X, Y, and Z axis directions are converted into digital values. Further, the sensor unit 100 generates digital information including the digital value of the integral value of the minute vibration component for a predetermined time and the digital value of the acceleration in the X, Y, and Z axis directions, and transmits the digital information every predetermined time. This digital information includes identification information unique to each sensor unit 100 in addition to the integral value and the digital value of acceleration.

センサユニット100の電気系回路の一具体例としては、図6に示す回路が挙げられる。すなわち、図6に示す一具体例では、センサユニット100は、アンテナ110と、アンテナ切替器120、整流回路130、中央処理部140、発信部150、センサ部160から構成されている。   A specific example of the electric circuit of the sensor unit 100 is the circuit shown in FIG. That is, in one specific example shown in FIG. 6, the sensor unit 100 includes an antenna 110, an antenna switch 120, a rectifier circuit 130, a central processing unit 140, a transmission unit 150, and a sensor unit 160.

アンテナ110は、モニタ装置200との間で電磁波を用いて通信するためのもので、例えば2.4GHz帯の所定の周波数(第1周波数)に整合されている。   The antenna 110 is for communicating with the monitor device 200 using electromagnetic waves, and is matched to a predetermined frequency (first frequency) in the 2.4 GHz band, for example.

アンテナ切替器120は、例えば電子スイッチ等から構成され、中央処理部140の制御によってアンテナ110と整流回路130との接続と、アンテナ110と発信部150との接続とを切り替える。   The antenna switch 120 is configured by an electronic switch, for example, and switches between the connection between the antenna 110 and the rectifier circuit 130 and the connection between the antenna 110 and the transmitter 150 under the control of the central processing unit 140.

整流回路130は、ダイオード131,132と、コンデンサ133、抵抗器134から構成され、周知の全波整流回路を形成している。この整流回路130の入力側にはアンテナ切替器120を介してアンテナ110が接続されている。整流回路130は、アンテナ110に誘起した高周波電流を整流して直流電流に変換し、これを中央処理部140、発信部150、センサ部160の駆動電源として出力するものである。尚、コンデンサ133としては大容量コンデンサとして知られている周知のスーパーキャパシタを使用している。   The rectifier circuit 130 includes diodes 131 and 132, a capacitor 133, and a resistor 134, and forms a known full-wave rectifier circuit. An antenna 110 is connected to the input side of the rectifier circuit 130 via an antenna switch 120. The rectifier circuit 130 rectifies the high-frequency current induced in the antenna 110 and converts it into a direct current, and outputs this as a drive power source for the central processing unit 140, the transmission unit 150, and the sensor unit 160. As the capacitor 133, a known super capacitor known as a large-capacitance capacitor is used.

中央処理部140は、周知のCPU141と、記憶部142から構成されている。   The central processing unit 140 includes a known CPU 141 and a storage unit 142.

CPU141は、記憶部142の半導体メモリに格納されているプログラムに基づいて動作し、電気エネルギーが供給されて駆動すると、センサ部160から取得した上記積分値と加速度検出結果のディジタル値及び後述する識別情報を含むディジタル情報を生成して、このディジタル情報をモニタ装置200に対して送信する処理を行う。また、記憶部142にはセンサユニット100に固有の上記識別情報が予め記憶されている。尚、本実施形態では、中央処理部140は、1秒間の積分値を10秒間隔で上記ディジタル情報に含めて送信すると共にモニタ装置200から送信命令を受信したときに上記ディジタル情報をモニタ装置200に送信するようにプログラムされているが、これらの積分時間及び送信間隔はシステムの構成に応じて適宜設定することが好ましいが、送信間隔に関しては車両の走行速度や走行距離を考慮して1秒から5分の間に設定することが好ましい。   The CPU 141 operates based on a program stored in the semiconductor memory of the storage unit 142. When the CPU 141 is driven by being supplied with electric energy, the integrated value acquired from the sensor unit 160, the digital value of the acceleration detection result, and an identification described later A process of generating digital information including information and transmitting the digital information to the monitor device 200 is performed. Further, the identification information unique to the sensor unit 100 is stored in the storage unit 142 in advance. In the present embodiment, the central processing unit 140 transmits an integral value for 1 second included in the digital information at intervals of 10 seconds, and receives the transmission information from the monitor device 200 when the transmission information is received from the monitor device 200. However, it is preferable to set the integration time and transmission interval as appropriate according to the system configuration. However, the transmission interval is 1 second in consideration of the traveling speed and distance of the vehicle. Is preferably set within 5 minutes.

記憶部142は、CPU141を動作させるプログラムが記録されたROMと、例えばEEPROM(electrically erasable programmable read-only memory)等の電気的に書き換え可能な不揮発性の半導体メモリとからなり、個々のセンサユニット100に固有の上記識別情報が、製造時に記憶部142内の書き換え不可に指定された領域に予め記憶されている。   The storage unit 142 includes a ROM in which a program for operating the CPU 141 is recorded and an electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory such as an EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory). The unique identification information is stored in advance in an area designated as non-rewritable in the storage unit 142 at the time of manufacture.

発信部150は、発振回路151、変調回路152及び高周波増幅回路153から構成され、周知のPLL回路などを用いて構成され発振回路151によって発振された2.45GHz帯の周波数の搬送波を、中央処理部140から入力した情報信号に基づいて変調回路152で変調し、これを高周波増幅回路153及びアンテナ切替器120を介して前記第1周波数とは異なる2.45GHz帯の周波数(第2周波数)の高周波電流としてアンテナ110に供給する。尚、本実施形態では前記第1周波数と第2周波数とを異なる周波数に設定しているが、第1周波数と第2周波数を同じ周波数に設定し、センサユニット100とモニタ装置200との間の送受信のタイミングを同期させるようにしても良い。   The transmission unit 150 includes an oscillation circuit 151, a modulation circuit 152, and a high-frequency amplification circuit 153. The transmission unit 150 is configured using a known PLL circuit or the like, and performs central processing on a carrier wave having a frequency of 2.45 GHz oscillated by the oscillation circuit 151. Based on the information signal input from the unit 140, the signal is modulated by the modulation circuit 152, and the frequency of the 2.45 GHz band (second frequency) different from the first frequency is passed through the high frequency amplifier circuit 153 and the antenna switch 120. A high frequency current is supplied to the antenna 110. In the present embodiment, the first frequency and the second frequency are set to different frequencies. However, the first frequency and the second frequency are set to the same frequency, and the sensor unit 100 and the monitor device 200 are set to the same frequency. You may make it synchronize the timing of transmission / reception.

また搬送波の周波数も、2.45GHz帯に限定されることなく、小電力での使用が許可されている周波数帯であれば用いることができる。例えば13MHz帯、315MHz帯、400MHz帯、900MHz帯、1200MHz帯などの周波数を使用しても良い。   The frequency of the carrier wave is not limited to the 2.45 GHz band, and any frequency band that is permitted to be used with low power can be used. For example, a frequency such as a 13 MHz band, a 315 MHz band, a 400 MHz band, a 900 MHz band, or a 1200 MHz band may be used.

センサ部160は、加速度センサ10と、ハイパスフィルタ(HPF)161、積分回路162、A/D変換回路163から構成されている。   The sensor unit 160 includes the acceleration sensor 10, a high-pass filter (HPF) 161, an integration circuit 162, and an A / D conversion circuit 163.

加速度センサ10は、図7乃至図10に示すような半導体加速度センサによって構成されている。   The acceleration sensor 10 is constituted by a semiconductor acceleration sensor as shown in FIGS.

図7は本発明の第1実施形態における半導体加速度センサを示す外観斜視図、図8は図7におけるB−B線矢視方向断面図、図9は図7におけるC−C線矢視方向断面図、図10は分解斜視図である。   7 is an external perspective view showing the semiconductor acceleration sensor according to the first embodiment of the present invention, FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 7, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 10 and 10 are exploded perspective views.

図において、10は半導体加速度センサで、台座11と、シリコン基板12、支持体19A,19Bとから構成されている。   In the figure, reference numeral 10 denotes a semiconductor acceleration sensor, which comprises a pedestal 11, a silicon substrate 12, and supports 19A and 19B.

台座11は矩形の枠型をなし、台座11の一開口面上にシリコン基板(シリコンウェハ)12が取り付けられている。また、台座11の外周部には支持体19a,19Bの外枠部191が固定されている。   The base 11 has a rectangular frame shape, and a silicon substrate (silicon wafer) 12 is attached to one opening surface of the base 11. Further, the outer frame portion 191 of the supports 19a and 19B is fixed to the outer peripheral portion of the base 11.

台座11の開口部にシリコン基板12が設けられ、ウェハ外周枠部12a内の中央部には十字形状をなす薄膜のダイアフラム13が形成されており、各ダイアフラム片13a〜13dの上面にピエゾ抵抗体(拡散抵抗体)Rx1〜Rx4,Ry1〜Ry4,Rz1〜Rz4が形成されている。   A silicon substrate 12 is provided at the opening of the pedestal 11, a thin film diaphragm 13 having a cross shape is formed at the center of the wafer outer peripheral frame 12a, and piezoresistors are formed on the upper surfaces of the diaphragm pieces 13a to 13d. (Diffusion resistors) Rx1 to Rx4, Ry1 to Ry4, Rz1 to Rz4 are formed.

詳細には、一直線上に配置されたダイアフラム片13a,13bのうちの一方のダイアフラム片13aにはピエゾ抵抗体Rx1,Rx2,Rz1,Rz2が形成され、他方のダイアフラム片13bにはピエゾ抵抗体Rx3,Rx4,Rz3,Rz4が形成されている。また、ダイアフラム片13a,13bに直交する一直線上に配置されたダイアフラム片13c,13dのうちの一方のダイアフラム片13cにはピエゾ抵抗体Ry1,Ry2が形成され、他方のダイアフラム片13dにはピエゾ抵抗体Ry3,Ry4が形成されている。さらに、これらのピエゾ抵抗体Rx1〜Rx4,Ry1〜Ry4,Rz1〜Rz4は、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸方向の加速度を検出するための抵抗ブリッジ回路を構成できるように、図11に示すように接続され、シリコン基板12の外周部表面に設けられた接続用の電極191に接続されている。   Specifically, one of the diaphragm pieces 13a and 13b arranged on a straight line has a piezoresistor Rx1, Rx2, Rz1, and Rz2 formed on one diaphragm piece 13a, and a piezoresistor Rx3 on the other diaphragm piece 13b. , Rx4, Rz3, and Rz4 are formed. Piezoresistors Ry1 and Ry2 are formed on one diaphragm piece 13c of the diaphragm pieces 13c and 13d arranged on a straight line orthogonal to the diaphragm pieces 13a and 13b, and the piezoresistor is formed on the other diaphragm piece 13d. The bodies Ry3 and Ry4 are formed. Further, these piezoresistors Rx1 to Rx4, Ry1 to Ry4, and Rz1 to Rz4 can configure a resistance bridge circuit for detecting acceleration in the X axis, Y axis, and Z axis directions orthogonal to each other. And connected to a connection electrode 191 provided on the outer peripheral surface of the silicon substrate 12.

さらに、ダイアフラム片13a〜13dの交差部には、ダイアフラム13の中央部の一方の面側に厚膜部14が形成され、この厚膜部14の表面には例えばガラス等からなる直方体形状の重錘15が取り付けられている。   Further, a thick film portion 14 is formed on one surface side of the central portion of the diaphragm 13 at the intersection of the diaphragm pieces 13a to 13d, and the surface of the thick film portion 14 has a rectangular parallelepiped shape made of, for example, glass. A weight 15 is attached.

一方、上記支持体18A,18Bは、矩形の枠型をなした外枠部181と、固定部の4隅に立設された4つの支柱182、各支柱の先端部を連結するように設けられた十字形状の梁部183、梁部183の中央交差部分に設けられた円錐形状をなす突起部184とから構成されている。   On the other hand, the support members 18A and 18B are provided so as to connect the outer frame portion 181 having a rectangular frame shape, the four support columns 182 standing at the four corners of the fixed portion, and the tip portions of the support columns. A cross-shaped beam portion 183, and a conical projection portion 184 provided at a central intersection of the beam portion 183.

外枠部181は、突起部184がダイアフラム13の他面側すなわち重錘15が存在しない側に位置するように、台座11の外周部に嵌合して固定されている。ここで、突起部184の先端184aがダイアフラム13或いは重錘15の表面から距離D1の位置になるように設定されている。この距離D1は、ダイアフラム13の面に垂直な方向に加速度が生じ、この加速度によりダイアフラム13の双方の面の側に所定値以上の力が加わった場合においても、各ダイアフラム片13a〜13dが伸びきらないように、その変位が突起部184によって制限できる値に設定されている。   The outer frame portion 181 is fitted and fixed to the outer peripheral portion of the pedestal 11 so that the protruding portion 184 is located on the other surface side of the diaphragm 13, that is, on the side where the weight 15 does not exist. Here, the tip 184a of the protrusion 184 is set to be located at a distance D1 from the surface of the diaphragm 13 or the weight 15. This distance D1 causes the diaphragm pieces 13a to 13d to extend even when acceleration occurs in a direction perpendicular to the surface of the diaphragm 13 and a force of a predetermined value or more is applied to both surfaces of the diaphragm 13 due to this acceleration. The displacement is set to a value that can be limited by the protrusion 184 so as not to occur.

上記構成の半導体加速度センサ10を用いる場合は、図12乃至図14に示すように3つの抵抗ブリッジ回路を構成する。即ち、X軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路としては、図12に示すように、ピエゾ抵抗体Rx1の一端とピエゾ抵抗体Rx2の一端との接続点に直流電源32Aの正極を接続し、ピエゾ抵抗体Rx3の一端とピエゾ抵抗体Rx4の一端との接続点に直流電源32Aの負極を接続する。さらに、ピエゾ抵抗体Rx1の他端とピエゾ抵抗体Rx4の他端との接続点に電圧検出器31Aの一端を接続し、ピエゾ抵抗体Rx2の他端とピエゾ抵抗体Rx3の他端との接続点に電圧検出器31Aの他端を接続する。   When the semiconductor acceleration sensor 10 having the above configuration is used, three resistance bridge circuits are configured as shown in FIGS. That is, as a bridge circuit for detecting the acceleration in the X-axis direction, as shown in FIG. 12, the positive electrode of the DC power supply 32A is connected to the connection point between one end of the piezoresistor Rx1 and one end of the piezoresistor Rx2. The negative electrode of the DC power supply 32A is connected to the connection point between one end of the piezoresistor Rx3 and one end of the piezoresistor Rx4. Further, one end of the voltage detector 31A is connected to the connection point between the other end of the piezoresistor Rx1 and the other end of the piezoresistor Rx4, and the other end of the piezoresistor Rx2 and the other end of the piezoresistor Rx3 are connected. The other end of the voltage detector 31A is connected to the point.

また、Y軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路としては、図13に示すように、ピエゾ抵抗体Ry1の一端とピエゾ抵抗体Ry2の一端との接続点に直流電源32Bの正極を接続し、ピエゾ抵抗体Ry3の一端とピエゾ抵抗体Ry4の一端との接続点に直流電源32Bの負極を接続する。さらに、ピエゾ抵抗体Ry1の他端とピエゾ抵抗体Ry4の他端との接続点に電圧検出器31Bの一端を接続し、ピエゾ抵抗体Ry2の他端とピエゾ抵抗体Ry3の他端との接続点に電圧検出器31Bの他端を接続する。   As a bridge circuit for detecting the acceleration in the Y-axis direction, as shown in FIG. 13, the positive electrode of the DC power supply 32B is connected to the connection point between one end of the piezoresistor Ry1 and one end of the piezoresistor Ry2. The negative electrode of the DC power supply 32B is connected to the connection point between one end of the piezoresistor Ry3 and one end of the piezoresistor Ry4. Further, one end of the voltage detector 31B is connected to the connection point between the other end of the piezoresistor Ry1 and the other end of the piezoresistor Ry4, and the connection between the other end of the piezoresistor Ry2 and the other end of the piezoresistor Ry3. The other end of the voltage detector 31B is connected to the point.

また、Z軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路としては、図14に示すように、ピエゾ抵抗体Rz1の一端とピエゾ抵抗体Rz2の一端との接続点に直流電源32Cの正極を接続し、ピエゾ抵抗体Rz3の一端とピエゾ抵抗体Rz4の一端との接続点に直流電源32Cの負極を接続する。さらに、ピエゾ抵抗体Rz1の他端とピエゾ抵抗体Rz3の他端との接続点に電圧検出器31Cの一端を接続し、ピエゾ抵抗体Rz2の他端とピエゾ抵抗体Rz4の他端との接続点に電圧検出器31Cの他端を接続する。   As a bridge circuit for detecting the acceleration in the Z-axis direction, as shown in FIG. 14, the positive electrode of the DC power supply 32C is connected to the connection point between one end of the piezoresistor Rz1 and one end of the piezoresistor Rz2. The negative electrode of the DC power source 32C is connected to the connection point between one end of the piezoresistor Rz3 and one end of the piezoresistor Rz4. Further, one end of the voltage detector 31C is connected to a connection point between the other end of the piezoresistor Rz1 and the other end of the piezoresistor Rz3, and a connection between the other end of the piezoresistor Rz2 and the other end of the piezoresistor Rz4. The other end of the voltage detector 31C is connected to the point.

上記構成の半導体加速度センサ10によれば、センサ10に加わる加速度に伴って発生する力が重錘15に加わると、各ダイアフラム片13a〜13dに歪みが生じ、これによってピエゾ抵抗体Rx1〜Rx4,Ry1〜Ry4,Rz1〜Rz4の抵抗値が変化する。従って、各ダイアフラム片13a〜13dに設けられたピエゾ抵抗体Rx1〜Rx4,Ry1〜Ry4,Rz1〜Rz4によって抵抗ブリッジ回路を形成することにより、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸方向の加速度を検出することができる。   According to the semiconductor acceleration sensor 10 having the above-described configuration, when the force generated along with the acceleration applied to the sensor 10 is applied to the weight 15, the diaphragm pieces 13a to 13d are distorted, thereby causing the piezoresistors Rx1 to Rx4, The resistance values of Ry1 to Ry4 and Rz1 to Rz4 change. Accordingly, by forming a resistance bridge circuit by the piezoresistors Rx1 to Rx4, Ry1 to Ry4, Rz1 to Rz4 provided on the diaphragm pieces 13a to 13d, accelerations in the X axis, Y axis, and Z axis directions orthogonal to each other are formed. Can be detected.

さらに、図15及び図16に示すように、ダイアフラム13の面に垂直な方向の力成分を含む力41,42が働くような加速度が加わった場合、ダイアフラム13の他方の面の側に所定値以上の力が加わったとき、ダイアフラム13は力41,42の働く方向に歪んで伸びるが、その変位は突起部184の頂点184aによって支持されて制限されるため、各ダイアフラム片13a〜13dが最大限に伸びきることがない。これにより、ダイアフラム13の他方の面の側に所定値以上の力が加わった場合も、突起部184の頂点184aが支点となって重錘15の位置が変位するので、ダイアフラム13の面に平行な方向の加速度を検出することができる。   Further, as shown in FIGS. 15 and 16, when acceleration is applied such that forces 41 and 42 including force components in a direction perpendicular to the surface of the diaphragm 13 are applied, a predetermined value is applied to the other surface side of the diaphragm 13. When the above force is applied, the diaphragm 13 is distorted and extended in the direction in which the forces 41 and 42 are applied, but the displacement is supported and limited by the apex 184a of the protrusion 184, so that each diaphragm piece 13a to 13d is maximum. There is no limit. Thereby, even when a force of a predetermined value or more is applied to the other surface side of the diaphragm 13, the position of the weight 15 is displaced with the vertex 184 a of the projection 184 serving as a fulcrum, so that it is parallel to the surface of the diaphragm 13. Acceleration in any direction can be detected.

上記の半導体加速度センサ10によって、図2に示すように、車両が走行している際に、車両の4つのタイヤ2のそれぞれに発生する互いに直交するX,Y,Z軸方向の加速度を検出することができる。また、X軸方向の加速度からタイヤ2のグリップを推定することが可能である。   As shown in FIG. 2, the semiconductor acceleration sensor 10 detects accelerations in the X, Y, and Z axis directions orthogonal to each other generated in each of the four tires 2 of the vehicle when the vehicle is running. be able to. Further, the grip of the tire 2 can be estimated from the acceleration in the X-axis direction.

ハイパスフィルタ(HPF)161は、X軸方向の加速度のアナログ信号から重力加速度成分を除去して微小振動成分のみを抽出して出力する。   A high-pass filter (HPF) 161 removes the gravitational acceleration component from the analog signal of acceleration in the X-axis direction and extracts and outputs only the minute vibration component.

積分回路162は、ハイパスフィルタ161から出力された微小振動成分のアナログ信号を積分して、この積分値のアナログ信号を出力する。本実施形態では積分回路として抵抗器とコンデンサとからなる周知のRC積分回路を用いて微小振動成分のアナログ信号の電圧を積分している。また、積分回路のコンデンサと並列にスイッチ素子が接続され、中央処理部140が積分結果を取得した後、次の積分開始時に中央処理部140によってスイッチ素子がオン状態とされてコンデンサの両端が短絡されて積分値がリセットされるようになっている。   The integrating circuit 162 integrates the analog signal of the minute vibration component output from the high-pass filter 161, and outputs an analog signal of this integrated value. In this embodiment, the voltage of the analog signal of the minute vibration component is integrated using a well-known RC integration circuit including a resistor and a capacitor as the integration circuit. In addition, a switching element is connected in parallel with the capacitor of the integrating circuit, and after the central processing unit 140 acquires the integration result, the switching element is turned on by the central processing unit 140 at the start of the next integration, and both ends of the capacitor are short-circuited. As a result, the integral value is reset.

尚、本実施形態では、積分回路162として、1段のRC積分回路を用いているが、2段以上のラダー型のRC積分回路を用い、入力側のインピーダンスを高く設定したり、RC積分回路の入力側に高インピーダンス入力の増幅器を設けて加速度センサ10の出力側の負荷を軽減するようにしても良い。また、本実施形態では最も簡単な構成のRC積分回路を用いたが、これに限定されることはなく、演算増幅器などを用いた積分回路を用いても良い。   In this embodiment, a single-stage RC integration circuit is used as the integration circuit 162. However, a ladder-type RC integration circuit having two or more stages is used to increase the impedance on the input side, or the RC integration circuit. Alternatively, a high impedance input amplifier may be provided on the input side to reduce the load on the output side of the acceleration sensor 10. In the present embodiment, the RC integration circuit having the simplest configuration is used. However, the present invention is not limited to this, and an integration circuit using an operational amplifier or the like may be used.

一方、A/D変換回路163は、積分回路162から出力されたアナログ電気信号及び加速度センサ10から出力されたアナログ電気信号をディジタル信号に変換してCPU141に出力する。このディジタル信号は上記積分値および上記X,Y,Z軸方向の加速度の値に対応する。   On the other hand, the A / D conversion circuit 163 converts the analog electrical signal output from the integration circuit 162 and the analog electrical signal output from the acceleration sensor 10 into a digital signal and outputs the digital signal to the CPU 141. This digital signal corresponds to the integral value and the acceleration values in the X, Y, and Z axis directions.

尚、各X,Y,Z軸方向に生ずる加速度としては、正方向の加速度と負方向の加速度とが存在するが、本実施形態では双方の加速度を検出することができる。   In addition, as the acceleration generated in the X, Y, and Z axis directions, there are a positive acceleration and a negative acceleration. In the present embodiment, both accelerations can be detected.

また、本実施形態では、前述したように2.45GHz帯の周波数を上記第1及び第2周波数として用いることによって金属の影響を受け難くしている。このように金属の影響を受け難くするためには、1GHz以上の周波数を上記第1及び第2周波数として用いることが好ましい。   In this embodiment, as described above, the frequency of the 2.45 GHz band is used as the first and second frequencies so that the metal is hardly affected. Thus, in order to make it less susceptible to the influence of metal, it is preferable to use a frequency of 1 GHz or more as the first and second frequencies.

モニタ装置200はケーブルによってスタビリティ制御ユニット700に接続され、スタビリティ制御ユニット700から送られる電気エネルギーによって動作する。   The monitor device 200 is connected to the stability control unit 700 by a cable and operates by electric energy sent from the stability control unit 700.

モニタ装置200の電気系回路は、図17に示すように、輻射ユニット210と、受波ユニット220、制御部230、演算部240によって構成されている。ここで、制御部230及び演算部240は、周知のCPUと、このCPUを動作させるプログラムが記憶されているROM及び演算処理を行うために必要なRAMなどからなるメモリ回路から構成されている。   As shown in FIG. 17, the electrical circuit of the monitor device 200 includes a radiation unit 210, a wave receiving unit 220, a control unit 230, and a calculation unit 240. Here, the control unit 230 and the calculation unit 240 are configured by a memory circuit including a known CPU, a ROM storing a program for operating the CPU, a RAM necessary for performing calculation processing, and the like.

輻射ユニット210は、2.45GHz帯の所定周波数(上記第1周波数)の電磁波信号を輻射するためのアンテナ211と発信部212とから構成され、制御部230からの指示に基づいて、アンテナ211から上記第1周波数の電磁波を輻射する。   The radiation unit 210 includes an antenna 211 for radiating an electromagnetic wave signal having a predetermined frequency in the 2.45 GHz band (the above first frequency) and a transmission unit 212. Based on an instruction from the control unit 230, the antenna unit 211 The electromagnetic wave having the first frequency is radiated.

発信部212の一例としては、センサユニット100の発信部150と同様に、発振回路151と変調回路152、高周波増幅回路153から構成を挙げることができる。これにより、アンテナ211から2.45GHzの電磁波が輻射される。尚、発信部212から出力される高周波電力は、モニタ装置200の電磁波輻射用のアンテナ211からセンサユニット100に対して電気エネルギーを供給できる程度の値に設定されている。   As an example of the transmission unit 212, similarly to the transmission unit 150 of the sensor unit 100, a configuration including an oscillation circuit 151, a modulation circuit 152, and a high frequency amplification circuit 153 can be given. As a result, an electromagnetic wave of 2.45 GHz is radiated from the antenna 211. The high frequency power output from the transmitter 212 is set to a value that can supply electric energy to the sensor unit 100 from the electromagnetic wave radiation antenna 211 of the monitor device 200.

受波ユニット220は、2.45GHz帯の所定周波数(上記第2周波数)の電磁波を受波するためのアンテナ221と検波部222とから構成され、制御部230からの指示に基づいて、アンテナ221によって受波した上記第2周波数の電磁波を検波し、検波して得られたディジタル信号を演算部250に出力する。検波部222の一例としては、ダイオードと、このダイオードによって検波された信号をディジタルデータに変換するアナログ・ディジタル変換器等からなる回路が挙げられる。   The wave receiving unit 220 includes an antenna 221 for receiving an electromagnetic wave having a predetermined frequency (the second frequency) in the 2.45 GHz band, and a detection unit 222. Based on an instruction from the control unit 230, the antenna 221 The electromagnetic wave having the second frequency received by is detected, and a digital signal obtained by the detection is output to the arithmetic unit 250. An example of the detection unit 222 includes a circuit including a diode and an analog / digital converter that converts a signal detected by the diode into digital data.

制御部230は、スタビリティ制御ユニット700から電気エネルギーが供給されて動作を開始すると、常時、検波部222を駆動し、検波部222から演算部240にディジタル信号を出力させる。また、制御部230は、演算部240からの指示を受けたときに情報送信命令を発信部212を介してセンサユニット100に送信する。   When electric energy is supplied from the stability control unit 700 and the operation is started, the control unit 230 always drives the detection unit 222 and causes the detection unit 222 to output a digital signal to the calculation unit 240. The control unit 230 transmits an information transmission command to the sensor unit 100 via the transmission unit 212 when receiving an instruction from the calculation unit 240.

演算部240は、検波部222から出力されたディジタル信号に基づいて上記X,Y,Z軸方向の加速度を算出してスタビリティ制御ユニット700に出力すると共に、前記積分値に基づいて走行路面とタイヤとの間の摩擦の値に対応した摩擦評価値を求め、これをスタビリティ制御ユニット700に出力する。この摩擦評価値は、後述するように前記積分値が大きいときに小さな値となり、積分値が小さいときに大きな値となるもので、予め実験によって求められ演算部240内に積分値に対応付けて記憶されている。さらに、演算部240はスタビリティ制御ユニット700から受信する情報によって運転操作の変更を検出したとき、例えば、運転者がアクセルペダルを踏むのをゆるめた、ブレーキペダルを踏んだ、ステアリングを一定角度以上切ったなどの運転操作の変更を検出したときに、制御部230に対して情報送信命令を発振部212を介してセンサユニット100に送信するように指示する。これにより、運転操作の変更によって走行路面とタイヤとの間の摩擦が変化したときに、これを迅速に検出することができる。   The calculation unit 240 calculates the acceleration in the X, Y, and Z axis directions based on the digital signal output from the detection unit 222 and outputs the acceleration to the stability control unit 700, and based on the integrated value, A friction evaluation value corresponding to the value of friction with the tire is obtained and output to the stability control unit 700. As will be described later, the friction evaluation value becomes a small value when the integral value is large and becomes a large value when the integral value is small. The friction evaluation value is obtained by an experiment in advance and is associated with the integral value in the calculation unit 240. It is remembered. Further, when the arithmetic unit 240 detects a change in driving operation based on information received from the stability control unit 700, for example, the driver has stepped on the accelerator pedal, has stepped on the brake pedal, or has steered beyond a certain angle. When a change in driving operation such as turning off is detected, the controller 230 is instructed to transmit an information transmission command to the sensor unit 100 via the oscillator 212. Thereby, when the friction between the traveling road surface and the tire changes due to the change of the driving operation, this can be detected quickly.

次に、図を参照して上記構成よりなるシステムの動作を説明する。図18乃至図20はZ軸方向の加速度の実測結果、図21乃至図23はX軸方向の加速度の実測結果、図24及び図25はY軸方向の加速度の実測結果、図26はブレーキをかけたときのX軸方向の加速度の実測結果、図27はブレーキをかけたときのZ軸方向の加速度の実測結果をそれぞれ表している。尚、各図の信号波形には走行路面とタイヤ2との間の摩擦によって発生する微小振動成分が重畳している。   Next, the operation of the system configured as described above will be described with reference to the drawings. 18 to 20 are actual measurement results of acceleration in the Z-axis direction, FIGS. 21 to 23 are actual measurement results of acceleration in the X-axis direction, FIGS. 24 and 25 are actual measurement results of acceleration in the Y-axis direction, and FIG. 27 shows the actual measurement result of the acceleration in the X-axis direction when applied, and FIG. 27 shows the actual measurement result of the acceleration in the Z-axis direction when the brake is applied. In addition, the minute vibration component which generate | occur | produces by the friction between a driving | running | working road surface and the tire 2 is superimposed on the signal waveform of each figure.

図18乃至図20において、図18は時速2.5kmでの走行時のZ軸方向の加速度の実測値、図19は時速20kmでの走行時のZ軸方向の加速度の実測値、図20は時速40kmでの走行時のZ軸方向の加速度の実測値である。このように、走行速度が増すにつれて車輪の遠心力が増加するので、Z軸方向の加速度も増加する。従って、Z軸方向の加速度から走行速度を求めることが可能である。   18 to 20, FIG. 18 is an actual measurement value of acceleration in the Z-axis direction when traveling at a speed of 2.5 km, FIG. 19 is an actual measurement value of acceleration in the Z-axis direction when traveling at a speed of 20 km, and FIG. This is an actual measurement value of acceleration in the Z-axis direction when traveling at a speed of 40 km / h. Thus, since the centrifugal force of the wheel increases as the traveling speed increases, the acceleration in the Z-axis direction also increases. Therefore, the traveling speed can be obtained from the acceleration in the Z-axis direction.

尚、図中において、実測値がサイン波形状になるのは重力加速度の影響を受けているためである。すなわち、センサユニット100がタイヤ2の前部(車両進行方向側90度の位置)に位置するときはX軸方向の加速度は回転による加速度から重力加速度を減算したものになり、タイヤ2の後部(車両進行方向と反対方向90度の位置)に位置するときはX軸方向の加速度は回転による加速度に重力加速度を加算したものになる。   In the figure, the measured value has a sine wave shape because it is influenced by gravitational acceleration. That is, when the sensor unit 100 is located at the front part of the tire 2 (position at 90 degrees on the vehicle traveling direction side), the acceleration in the X-axis direction is obtained by subtracting the gravitational acceleration from the acceleration due to the rotation, and the rear part of the tire 2 ( When the vehicle is located at a position 90 degrees opposite to the vehicle traveling direction), the acceleration in the X-axis direction is obtained by adding gravitational acceleration to acceleration due to rotation.

本実施形態では、輻射ユニット210から電磁波を輻射することにより、センサユニット100を常時駆動するのに十分な電気エネルギーとして3V以上の電圧をコンデンサ133に蓄電することができる。   In the present embodiment, by radiating electromagnetic waves from the radiation unit 210, a voltage of 3 V or more can be stored in the capacitor 133 as electrical energy sufficient to drive the sensor unit 100 at all times.

図21乃至図23において、図21は時速2.5kmでの走行時のX軸方向の加速度の実測値、図22は時速20kmでの走行時のX軸方向の加速度の実測値、図23は時速40kmでの走行時のX軸方向の加速度の実測値である。このように、走行速度が増すにつれて車輪の回転数が増加するので、X軸方向の加速度が変化する周期が短くなる。従って、X軸方向の加速度から車輪の回転数を求めることが可能である。尚、図中において、実測値がサイン波形状になるのは上記と同様に重力加速度の影響を受けているためである。   21 to FIG. 23, FIG. 21 is an actual measurement value of acceleration in the X-axis direction when traveling at a speed of 2.5 km, FIG. 22 is an actual measurement value of acceleration in the X-axis direction when traveling at a speed of 20 km, and FIG. This is an actual measurement value of acceleration in the X-axis direction when traveling at a speed of 40 km / h. Thus, since the rotation speed of the wheel increases as the traveling speed increases, the cycle in which the acceleration in the X-axis direction changes becomes shorter. Therefore, it is possible to obtain the rotational speed of the wheel from the acceleration in the X-axis direction. In the figure, the reason why the actually measured value has a sine wave shape is that it is affected by the gravitational acceleration as described above.

図24は走行時にハンドルを右に切ったときのY軸方向の加速度の実測値、図25は走行時にハンドルを左に切ったときのY軸方向の加速度の実測値である。このようにハンドルを切ってタイヤ2(車輪)を左右に振ったときY軸方向の加速度が顕著に現れる。また、車体が横滑りしたときにも同様にY軸方向の加速度が発生することはいうまでもない。尚、上記Y軸方向の加速度のそれぞれの実測値において逆方向の加速度が生じるのは、運転者が無意識のうちに逆方向にハンドルを少し切ってしまうためである。   FIG. 24 shows measured values of acceleration in the Y-axis direction when the steering wheel is turned to the right during traveling, and FIG. 25 shows measured values of acceleration in the Y-axis direction when the steering wheel is turned to the left during traveling. Thus, when the steering wheel is turned and the tire 2 (wheel) is swung left and right, the acceleration in the Y-axis direction appears remarkably. Needless to say, the acceleration in the Y-axis direction is similarly generated when the vehicle body slides. The reason why the reverse acceleration occurs in the actual measured values of the acceleration in the Y-axis direction is that the driver unconsciously turns the steering wheel slightly in the reverse direction.

また、図26及び図27に示すように、ブレーキをかけたとき(ブレーキON時:ブレーキペダルを踏み込んだ時)からタイヤ2(車輪)の回転が停止するまでの時間が約0.2秒であることも正確に検出することができた。   Further, as shown in FIGS. 26 and 27, the time from when the brake is applied (when the brake is turned on: when the brake pedal is depressed) to when the rotation of the tire 2 (wheel) stops is about 0.2 seconds. It was also possible to detect accurately.

このようにブレーキペダル610を踏み込んだときに発生する加速度を検出することにより、この加速度によって生ずるタイヤ300の歪み量や車体の横滑り状態、タイヤの空転状態などを推定することができ、これらに基づいて車両制動時の圧力制御弁を制御することができる。   By detecting the acceleration generated when the brake pedal 610 is depressed in this way, it is possible to estimate the amount of distortion of the tire 300 caused by this acceleration, the side slip state of the vehicle body, the idling state of the tire, and the like. Thus, the pressure control valve during vehicle braking can be controlled.

また、車両走行時の路面の状態によってX軸方向の加速度(車輪回転方向の加速度)信号の状態が変化する。すなわち、走行路面の状態によって前述した各加速度検出信号に重畳している微小振動成分が変化する。例えば、図28乃至30はいずれも車両走行速度60km/hで走行したときのX軸方向(車輪の回転方向)の加速度検出信号に重畳している微小振動成分の変化のみを抽出してこれを記録したものである。ただし、図28は晴天時の乾燥した舗装道路における加速度信号の変化を記録したもの、図29は雨天時の2〜3mm深さの水膜に路面が覆われた舗装道路における加速度信号の変化を記録したもの、図30は路面の表面一面が凍っている舗装道路(圧雪路を含む)における加速度信号の変化を記録したものである。   Further, the state of the acceleration signal in the X-axis direction (acceleration in the wheel rotation direction) changes depending on the road surface state during vehicle travel. That is, the minute vibration component superimposed on each acceleration detection signal described above changes depending on the state of the traveling road surface. For example, FIGS. 28 to 30 all extract only the change of the minute vibration component superimposed on the acceleration detection signal in the X-axis direction (wheel rotation direction) when traveling at a vehicle traveling speed of 60 km / h. Recorded. However, FIG. 28 shows a change in acceleration signal on a dry paved road during clear weather, and FIG. 29 shows a change in acceleration signal on a paved road with a water film having a depth of 2 to 3 mm in rainy weather. FIG. 30 shows the recorded change in acceleration signal on a paved road (including a snow-capped road) where the entire surface of the road surface is frozen.

図28に示すように、晴天時の乾燥した舗装道路では、X軸方向の加速度信号に重畳している微小振動成分の振幅及び周期はほぼ一定である。また、図29に示すように、雨天時の2〜3mm深さの水膜に路面が覆われた舗装道路では、水膜によってタイヤがスリップすることもあるのでX軸方向の加速度信号に重畳している微小振動成分の振幅及び周期に乱れが生ずる。また、図30に示すように、表面一面が凍っている舗装道路(圧雪路を含む)では、常時タイヤがスリップしているので、X軸方向の加速度信号に重畳している微小振動成分の振幅は晴天時の乾燥した舗装道路に比べて小さくなり、周期も大きくなっている。   As shown in FIG. 28, on a dry paved road in fine weather, the amplitude and period of the minute vibration component superimposed on the acceleration signal in the X-axis direction are substantially constant. In addition, as shown in FIG. 29, on a paved road where the road surface is covered with a water film having a depth of 2 to 3 mm during rainy weather, the tire may slip due to the water film, so it is superimposed on the acceleration signal in the X-axis direction. Disturbance occurs in the amplitude and period of the minute vibration component. Further, as shown in FIG. 30, on a paved road (including a snowy road) whose surface is frozen, the tire is always slipping, so the amplitude of the minute vibration component superimposed on the acceleration signal in the X-axis direction. Is smaller than the dry paved road in fine weather and has a longer period.

このように路面の状態によってX軸方向の加速度信号に重畳している微小振動成分の状態が明確に変化する。この微小振動成分のPP(peak to peak)値を所定時間積分すると、その積分値は走行路面とタイヤとの間の摩擦に対応して変化する。すなわち、走行路面とタイヤとの間の摩擦が大きくなると積分値が小さくなり、走行路面とタイヤとの間の摩擦が小さくなると積分値が大きくなる。これは、走行路面とタイヤとの間の摩擦が大きいときはタイヤのトレッドゴムと路面の滑りが小さいので、タイヤの接地と蹴り出しの瞬間の規則的な振動が支配的で振動レベルも小さいが、走行路面とタイヤとの間の摩擦が小さくなると、トレッドゴムと路面に滑りが生じ、タイヤに不規則な微振動が付加されるためである。   Thus, the state of the minute vibration component superimposed on the acceleration signal in the X-axis direction clearly changes depending on the road surface state. When the PP (peak to peak) value of the minute vibration component is integrated for a predetermined time, the integrated value changes corresponding to the friction between the running road surface and the tire. That is, the integral value decreases as the friction between the traveling road surface and the tire increases, and the integral value increases as the friction between the traveling road surface and the tire decreases. This is because when the friction between the road surface and the tire is large, the tire tread rubber and the road surface slip little, so the regular vibration at the moment of tire contact and kicking is dominant and the vibration level is also small. This is because when the friction between the running road surface and the tire becomes small, slippage occurs between the tread rubber and the road surface, and irregular fine vibrations are added to the tire.

従って、モニタ装置200の演算部240は、センサユニット100から受信した情報と演算部240に記憶されている情報に基づいて摩擦評価値を特定し、この特定された摩擦評価値(路面状態情報)を出力することができる。これにより、スタビリティ制御ユニット700は、この摩擦評価値を用いることにより、適切な制動開始時期、制動開始から車両停止までの走行距離、制動時のスリップの発生等を把握することが可能になるので、タイヤの摩耗、履き替え、乗車人数、天候、路面が乾燥している、濡れている、凍っている等の路面の状態が変化しても適切な制動制御を行うことができる。   Therefore, the calculation unit 240 of the monitor device 200 specifies the friction evaluation value based on the information received from the sensor unit 100 and the information stored in the calculation unit 240, and the specified friction evaluation value (road surface state information). Can be output. As a result, the stability control unit 700 can grasp the appropriate braking start timing, the travel distance from the start of braking to the vehicle stop, the occurrence of slip during braking, and the like by using the friction evaluation value. Therefore, appropriate braking control can be performed even if the road surface condition changes such as tire wear, change of clothes, number of passengers, weather, road surface is dry, wet, or frozen.

さらに、本実施形態のセンサユニット100を用いることにより、リム及びホイール並びにタイヤ本体等の車輪や車軸等の回転体の所定位置にセンサユニット100を装着するだけで、車輪の回転によって生ずる微小振動或いはその積分値または摩擦評価値(路面状態情報)を容易に検出することができるので、本実施形態の走行路面状態検出システムを容易に構成することができる。   Further, by using the sensor unit 100 of the present embodiment, the minute vibrations generated by the rotation of the wheel or the rim and the wheel and the wheel body such as the tire main body and the like only by attaching the sensor unit 100 to a predetermined position of the rotating body such as the axle, Since the integral value or the friction evaluation value (road surface state information) can be easily detected, the traveling road surface state detection system of the present embodiment can be easily configured.

尚、本実施形態ではセンサユニット100において微小振動成分の積分値を求め、この積分値をモニタ装置200に送信し、モニタ装置200において積分値から摩擦評価値を求めるように構成したが、これに限定されることはない。例えば、センサユニット100内において摩擦評価値を求めるようにしても良いし、センサユニット100から微小振動成分のデータをモニタ装置200に送信し、モニタ装置200において積分値および摩擦評価値を求めるようにしても良い。   In the present embodiment, the sensor unit 100 is configured to obtain the integral value of the minute vibration component, transmit the integral value to the monitor device 200, and the monitor device 200 is configured to obtain the friction evaluation value from the integral value. There is no limit. For example, the friction evaluation value may be obtained in the sensor unit 100, or the data of the minute vibration component is transmitted from the sensor unit 100 to the monitor device 200, and the integral value and the friction evaluation value are obtained in the monitor device 200. May be.

また、本実施形態では、センサユニット100の駆動電力をモニタ装置200から受信した電波の電気エネルギーによって賄ったが、センサユニット100に電池を設けておき、この電池から供給される電力によってセンサユニット100を駆動するようにしても良い。   In the present embodiment, the driving power of the sensor unit 100 is covered by the electric energy of the radio wave received from the monitor device 200. However, a battery is provided in the sensor unit 100, and the sensor unit 100 is powered by the power supplied from the battery. May be driven.

次に、本発明の第2実施形態を説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described.

第2実施形態におけるセンサユニット100及びモニタ装置200の構成は前述した第1実施形態とほぼ同様である。第2実施形態では、センサユニット100の中央処理部140は、X軸方向の加速度の変化或いはZ軸方向の加速度の変化から車両走行速度を検出して走行速度が時速20km/h以下のときは送信処理を行わないようにした。このようにすることにより、スタビリティ制御ユニット700において摩擦評価値を用いた制動制御の必要性が低い間、センサユニット100の電力消費を抑えることができる。また、本実施形態の構成においても、前述した第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   The configurations of the sensor unit 100 and the monitor device 200 in the second embodiment are substantially the same as those in the first embodiment described above. In the second embodiment, the central processing unit 140 of the sensor unit 100 detects the vehicle travel speed from the change in the acceleration in the X-axis direction or the change in the acceleration in the Z-axis direction, and when the travel speed is 20 km / h or less. The transmission process was not performed. By doing so, the power consumption of the sensor unit 100 can be suppressed while the necessity of braking control using the friction evaluation value in the stability control unit 700 is low. Also in the configuration of the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.

次に、本発明の第3実施形態を説明する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described.

第3実施形態におけるセンサユニット100及びモニタ装置200の構成は前述した第1実施形態とほぼ同様であるが、第3実施形態では、センサユニット100における情報送信間隔を、時間ではなく、車輪の回転数によって設定した。即ち、本実施形態では、中央制御部140のCPU141はX軸方向或いはZ軸方向の加速信号によってタイヤの回転数を計数し、この計数値が100になったときに計数値を0にリセットすると共に、微小振動成分の所定時間の積分値のディジタル値及びX,Y,Z軸方向の加速度のディジタル値並びに識別情報を含むディジタル情報を生成して送信する。このように、タイヤが100回転する毎に情報送信を行うと、一定走行距離毎に等距離間隔で情報送信を行うことになる。尚、情報の送信間隔は、車両の走行速度を考慮して、タイヤの回転数が10回転から1000回転の間の回転数に設定することが好ましい。本実施形態の構成においても、前述した第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   The configurations of the sensor unit 100 and the monitor device 200 in the third embodiment are substantially the same as those in the first embodiment described above, but in the third embodiment, the information transmission interval in the sensor unit 100 is not the time but the rotation of the wheel. Set by number. In other words, in the present embodiment, the CPU 141 of the central control unit 140 counts the number of rotations of the tire by an acceleration signal in the X-axis direction or the Z-axis direction, and resets the count value to 0 when this count value reaches 100. At the same time, the digital value including the digital value of the integral value of the minute vibration component for a predetermined time, the digital value of the acceleration in the X, Y, and Z axis directions and the identification information is generated and transmitted. As described above, when information is transmitted every 100 rotations of the tire, information is transmitted at equal distance intervals for every predetermined travel distance. The information transmission interval is preferably set to a rotational speed between 10 and 1000 rotations of the tire in consideration of the traveling speed of the vehicle. Also in the configuration of the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.

次に、本発明の第4実施形態を説明する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

図31は第4実施形態におけるセンサユニット100Aの電気系回路の構成を示すブロック図である。図において、前述した第1実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第4実施形態と第1実施形態との相違点は、第4実施形態ではX軸方向の加速度信号に重畳している微小振動成分の積分を中央処理部140の演算処理によって行うようにしたことである。   FIG. 31 is a block diagram showing a configuration of an electric circuit of the sensor unit 100A in the fourth embodiment. In the figure, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Further, the difference between the fourth embodiment and the first embodiment is that in the fourth embodiment, the integration of the minute vibration component superimposed on the acceleration signal in the X-axis direction is performed by the arithmetic processing of the central processing unit 140. It is that.

すなわち、第4実施形態におけるセンサ部160は加速度センサ10とA/D変換回路163とから構成され、センサ部160から中央処理部140へはX,Y,Z軸方向の加速度信号のディジタル値のみが入力される。   That is, the sensor unit 160 in the fourth embodiment includes the acceleration sensor 10 and the A / D conversion circuit 163, and only the digital values of acceleration signals in the X, Y, and Z axis directions from the sensor unit 160 to the central processing unit 140. Is entered.

中央処理部140のCPU141は、記憶部142の半導体メモリに格納されているプログラムに基づいて動作し、電気エネルギーが供給されて駆動すると、センサ部160から取得したX軸方向の加速度信号から重力加速度成分を除去して微小振動成分のみを抽出して10秒間隔でこの微小振動成分を1秒間積分して積分値を得る。さらに、CPU141は算出した積分値と加速度検出結果のディジタル値及び識別情報を含むディジタル情報を生成して、このディジタル情報をモニタ装置200に対して送信する処理を行う。また、CPU141は、1秒間の積分値を10秒間隔で上記ディジタル情報に含めて送信すると共にモニタ装置200から送信命令を受信したときに上記ディジタル情報をモニタ装置200に送信するようにプログラムされている。尚、これらの積分時間及び送信間隔はシステムの構成に応じて適宜設定することが好ましいが、送信間隔に関しては1秒から5分の間に設定することが好ましい。   The CPU 141 of the central processing unit 140 operates based on a program stored in the semiconductor memory of the storage unit 142. When the CPU 141 is driven by being supplied with electric energy, the acceleration of gravity is obtained from the acceleration signal in the X-axis direction acquired from the sensor unit 160. The component is removed and only the minute vibration component is extracted, and the minute vibration component is integrated for one second at intervals of 10 seconds to obtain an integrated value. Further, the CPU 141 generates digital information including the calculated integral value, the digital value of the acceleration detection result, and the identification information, and performs processing for transmitting the digital information to the monitor device 200. In addition, the CPU 141 is programmed to transmit an integral value for 1 second included in the digital information at intervals of 10 seconds and to transmit the digital information to the monitor device 200 when a transmission command is received from the monitor device 200. Yes. These integration time and transmission interval are preferably set as appropriate according to the system configuration, but the transmission interval is preferably set between 1 second and 5 minutes.

本実施形態においても、モニタ装置200の演算部240は、センサユニット100から受信した情報と演算部240に記憶されている情報に基づいて摩擦評価値を特定し、この特定された摩擦評価値(路面状態情報)を出力することができる。これにより、スタビリティ制御ユニット700は、この摩擦評価値を用いることにより、適切な制動開始時期、制動開始から車両停止までの走行距離、制動時のスリップの発生等を把握することが可能になるので、タイヤの摩耗、履き替え、乗車人数、天候、路面が乾燥している、濡れている、凍っている等の路面の状態が変化しても適切な制動制御を行うことができる。   Also in the present embodiment, the calculation unit 240 of the monitor device 200 specifies the friction evaluation value based on the information received from the sensor unit 100 and the information stored in the calculation unit 240, and the specified friction evaluation value ( Road surface condition information) can be output. As a result, the stability control unit 700 can grasp the appropriate braking start timing, the travel distance from the start of braking to the vehicle stop, the occurrence of slip during braking, and the like by using the friction evaluation value. Therefore, appropriate braking control can be performed even if the condition of the road surface changes, such as tire wear, change of clothes, number of passengers, weather, road surface is dry, wet, or frozen.

尚、本実施形態ではセンサユニット100において微小振動成分の積分値を求め、この積分値をモニタ装置200に送信し、モニタ装置200において積分値から摩擦評価値を求めるように構成したが、これに限定されることはない。例えば、センサユニット100内において摩擦評価値を求めるようにしても良いし、センサユニット100から微小振動成分のデータをモニタ装置200に送信し、モニタ装置200において積分値および摩擦評価値を求めるようにしても良い。   In the present embodiment, the sensor unit 100 is configured to obtain the integral value of the minute vibration component, transmit the integral value to the monitor device 200, and the monitor device 200 is configured to obtain the friction evaluation value from the integral value. There is no limit. For example, the friction evaluation value may be obtained in the sensor unit 100, or the data of the minute vibration component is transmitted from the sensor unit 100 to the monitor device 200, and the integral value and the friction evaluation value are obtained in the monitor device 200. May be.

また、本実施形態では、センサユニット100の駆動電力をモニタ装置200から受信した電波の電気エネルギーによって賄ったが、センサユニット100に電池を設けておき、この電池から供給される電力によってセンサユニット100を駆動するようにしても良い。   In the present embodiment, the driving power of the sensor unit 100 is covered by the electric energy of the radio wave received from the monitor device 200. However, a battery is provided in the sensor unit 100, and the sensor unit 100 is powered by the power supplied from the battery. May be driven.

上記各実施形態は本発明の一具体例であって、本発明が上記実施形態の構成のみに限定されることはなく、例えばこれら実施形態の構成を組合せるなどしても良い。   Each of the above embodiments is a specific example of the present invention, and the present invention is not limited only to the configuration of the above embodiment. For example, the configurations of these embodiments may be combined.

本発明の第1実施形態におけるモニタ装置及びセンサユニットの配置を示す外観図1 is an external view showing the arrangement of a monitor device and a sensor unit in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態におけるモニタ装置及びセンサユニットの配置を示す平面図The top view which shows arrangement | positioning of the monitor apparatus and sensor unit in 1st Embodiment of this invention 本発明の第1実施形態におけるタイヤへのセンサユニットの設置場所を説明する図The figure explaining the installation place of the sensor unit to the tire in 1st Embodiment of this invention 本発明の第1実施形態のタイヤハウス内のタイヤを示す図The figure which shows the tire in the tire house of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における車両駆動制御システムを示す構成図The block diagram which shows the vehicle drive control system in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるセンサユニットの電気系回路を示すブロック図The block diagram which shows the electric system circuit of the sensor unit in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における半導体加速度センサを示す外観斜視図1 is an external perspective view showing a semiconductor acceleration sensor according to a first embodiment of the present invention. 図7におけるB−B線矢視方向断面図BB direction arrow sectional view in FIG. 図7におけるC−C線矢視方向断面図CC sectional view taken along line CC in FIG. 本発明の第1実施形態における半導体加速度センサを示す分解斜視図The disassembled perspective view which shows the semiconductor acceleration sensor in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における半導体加速度センサの電気系回路を示す構成図The block diagram which shows the electric system circuit of the semiconductor acceleration sensor in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における半導体加速度センサを用いたX軸方向の加速度を検出するブリッジ回路を示す図The figure which shows the bridge circuit which detects the acceleration of a X-axis direction using the semiconductor acceleration sensor in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における半導体加速度センサを用いたY軸方向の加速度を検出するブリッジ回路を示す図The figure which shows the bridge circuit which detects the acceleration of the Y-axis direction using the semiconductor acceleration sensor in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における半導体加速度センサを用いたZ軸方向の加速度を検出するブリッジ回路を示す図The figure which shows the bridge circuit which detects the acceleration of a Z-axis direction using the semiconductor acceleration sensor in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における半導体加速度センサの動作を説明する図The figure explaining operation | movement of the semiconductor acceleration sensor in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における半導体加速度センサの動作を説明する図The figure explaining operation | movement of the semiconductor acceleration sensor in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるモニタ装置の電気系回路を示す構成図The block diagram which shows the electric system circuit of the monitor apparatus in 1st Embodiment of this invention 本発明の第1実施形態におけるZ軸方向の加速度の実測結果を示す図The figure which shows the actual measurement result of the acceleration of a Z-axis direction in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるZ軸方向の加速度の実測結果を示す図The figure which shows the actual measurement result of the acceleration of a Z-axis direction in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるZ軸方向の加速度の実測結果を示す図The figure which shows the actual measurement result of the acceleration of a Z-axis direction in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるX軸方向の加速度の実測結果を示す図The figure which shows the actual measurement result of the acceleration of a X-axis direction in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるX軸方向の加速度の実測結果を示す図The figure which shows the actual measurement result of the acceleration of a X-axis direction in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるX軸方向の加速度の実測結果を示す図The figure which shows the actual measurement result of the acceleration of a X-axis direction in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるY軸方向の加速度の実測結果を示す図The figure which shows the actual measurement result of the acceleration of the Y-axis direction in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるY軸方向の加速度の実測結果を示す図The figure which shows the actual measurement result of the acceleration of the Y-axis direction in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態においてブレーキをかけたときのX軸方向の加速度の実測結果を示す図The figure which shows the actual measurement result of the acceleration of a X-axis direction when a brake is applied in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態においてブレーキをかけたときのZ軸方向の加速度の実測結果を示す図The figure which shows the actual measurement result of the acceleration of a Z-axis direction when a brake is applied in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態において晴天時の乾燥した舗装道路における車輪回転方向の加速度の実測結果を示す図The figure which shows the actual measurement result of the acceleration of a wheel rotation direction in the dry paved road at the time of fine weather in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態において雨天時の2〜3mm深さの水膜に路面が覆われた舗装道路における車輪回転方向の加速度の実測結果を示す図The figure which shows the actual measurement result of the acceleration of a wheel rotation direction in the paved road where the road surface was covered with the water film of the depth of 2-3 mm at the time of rain in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態において表面一面が凍っている舗装道路における車輪回転方向の加速度の実測結果を示す図The figure which shows the actual measurement result of the acceleration of a wheel rotation direction in the paved road where the whole surface is frozen in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態におけるセンサユニットの電気系回路を示すブロック図The block diagram which shows the electric system circuit of the sensor unit in 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…車両、2…タイヤ、3…車軸、4…タイヤハウス、100,100A…センサユニット、110…アンテナ、120…アンテナ切替器、130…整流回路、131,132…ダイオード、133…コンデンサ、134…抵抗器、140…中央処理部、141…CPU、142…記憶部、150……発信部、151…発振回路、152…変調回路、153…高周波増幅回路、160…センサ部、161…ハイパスフィルタ(HPF)、162…積分回路、163…A/D変換回路、200…モニタ装置、210…輻射ユニット、211…アンテナ、212…発信部、220…受波ユニット、221…アンテナ、222…検波部、223…強度検出部、230…制御部、240…演算部、410…エンジン、411…アクセルペダル、412…サブスロットルアクチュエータ、413…メインスロットルポジションセンサ、414…サブスロットルポジションセンサ、421…ハンドル、422…舵角センサ、510,520…回転数センサ、610…ブレーキペダル、620…マスターシリンダ、630…圧力制御弁、640…ブレーキ駆動用アクチュエータ、700…スタビリティ制御ユニット、10…半導体加速度センサ、11…台座、12…シリコン基板、13…ダイアフラム、13a〜13d…ダイアフラム片、14…厚膜部、15…重錘、18A,18B…支持体、181…外枠部、182…支柱、183…梁部、184…突起部、184a…突起部先端、31A〜31C…電圧検出器、32A〜32C…直流電源、Rx1〜Rx4,Ry1〜Ry4,Rz1〜Rz4…ピエゾ抵抗体(拡散抵抗体)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 2 ... Tire, 3 ... Axle, 4 ... Tire house, 100,100A ... Sensor unit, 110 ... Antenna, 120 ... Antenna switch, 130 ... Rectifier circuit, 131, 132 ... Diode, 133 ... Capacitor, 134 ... Resistor 140 ... Central processing unit 141 ... CPU 142 ... Storage unit 150 ... Transmission unit 151 ... Oscillation circuit 152 ... Modulation circuit 153 ... High frequency amplification circuit 160 ... Sensor unit 161 ... High pass filter (HPF) , 162 ... integration circuit, 163 ... A / D conversion circuit, 200 ... monitoring device, 210 ... radiation unit, 211 ... antenna, 212 ... transmission part, 220 ... reception unit, 221 ... antenna, 222 ... detection part, 223 ... Strength detector 230 ... Control unit 240 ... Calculation unit 410 ... Engine, 411 ... Accelerator pedal, 412 ... Sub throttle actuator, 413 ... Main throttle position sensor, 414 ... Sub throttle position sensor, 421 ... Handle, 422 ... Rudder Angle sensor, 5 10,520 ... rotational speed sensor, 610 ... brake pedal, 620 ... master cylinder, 630 ... pressure control valve, 640 ... actuator for brake drive, 700 ... stability control unit, 10 ... semiconductor acceleration sensor, 11 ... pedestal, 12 ... silicon substrate , 13 ... Diaphragm, 13a-13d ... Diaphragm piece, 14 ... Thick film part, 15 ... Weight, 18A, 18B ... Support, 181 ... Outer frame part, 182 ... Post, 183 ... Beam part, 184 ... Projection part, 184a: Projection tip, 31A to 31C: Voltage detector, 32A to 32C: DC power supply, Rx1 to Rx4, Ry1 to Ry4, Rz1 to Rz4: Piezoresistor (diffusion resistor).

Claims (22)

車輌が走行する路面の状態を検出するシステムであって、
車両の車体に設けられ車輪を固定して該車輪を回転させる回転体と前記車輪とを含む回転機構部に設けられ、車両走行時の車輪の回転に伴って前記回転機構部に発生する微小振動を検出して電気信号に変換し、該電気信号を微小振動信号として出力する振動検出部と、
前記振動検出部から出力される微小振動信号を所定時間積分して積分値を出力する積分手段と、
前記積分値を入力し、前記積分値が小さいときに走行路面と前記車輪との間の摩擦が大きいとし且つ前記積分値が大きいときに走行路面と前記車輪との間の摩擦が小さいとして、前記積分値と前記摩擦の大小とを対応づけた路面状態情報を出力する路面状態情報出力手段とを有する
ことを特徴とする走行路面状態検出システム。
A system for detecting the state of a road surface on which a vehicle travels,
A minute vibration generated in the rotation mechanism unit that is provided in a rotation mechanism unit that is provided on a vehicle body and includes a rotating body that fixes the wheel and rotates the wheel, and the wheel, and that rotates with the rotation of the wheel during vehicle travel. Is detected and converted into an electric signal, and a vibration detection unit that outputs the electric signal as a minute vibration signal;
Integrating means for integrating a minute vibration signal output from the vibration detection unit for a predetermined time and outputting an integrated value;
When the integral value is input, the friction between the traveling road surface and the wheel is large when the integral value is small, and the friction between the traveling road surface and the wheel is small when the integral value is large, Road surface state information output means for outputting road surface state information in which an integrated value and the magnitude of the friction are associated with each other.
前記回転機構部に設けられたセンサユニットと、前記回転機構部を除く前記車体側に設けられたモニタ装置とを備え、
前記センサユニットは、前記振動検出部と、前記振動検出部から出力された微小振動信号の強度値の情報を送信情報として所定時間毎に所定周波数の電波によって送信する送信手段とを有し、
前記モニタ装置は、前記センサユニットの送信手段から送信された情報を受信する受信手段と、該受信手段によって受信した情報から前記微小振動信号の強度値を取得して該強度値を所定時間積分して積分値を出力する前記積分手段と、該積分手段によって取得した積分値を入力して前記路面状態情報を出力する前記路面状態情報出力手段とを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の走行路面状態検出システム。
A sensor unit provided in the rotation mechanism, and a monitor device provided on the vehicle body side excluding the rotation mechanism,
The sensor unit includes the vibration detection unit, and a transmission unit that transmits information on the intensity value of the minute vibration signal output from the vibration detection unit as a transmission information by radio waves of a predetermined frequency every predetermined time,
The monitor device receives the information transmitted from the transmitting means of the sensor unit, acquires the intensity value of the minute vibration signal from the information received by the receiving means, and integrates the intensity value for a predetermined time. The said integration means which outputs an integrated value in this way, and the said road surface state information output means which inputs the integral value acquired by this integration means, and outputs the said road surface state information. Road surface condition detection system.
前記回転機構部に設けられたセンサユニットと、前記回転機構部を除く前記車体側に設けられたモニタ装置とを備え、
前記センサユニットは、前記振動検出部と、前記積分手段と、前記積分手段から出力された積分値の情報を送信情報として所定時間毎に所定周波数の電波によって送信する送信手段とを有し、
前記モニタ装置は、前記センサユニットの送信手段から送信された情報を受信する受信手段と、該受信手段によって受信した情報から前記積分値を取得する積分値取得手段と、該積分値取得手段によって取得した積分値を入力して前記路面状態情報を出力する前記路面状態情報出力手段とを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の走行路面状態検出システム。
A sensor unit provided in the rotation mechanism, and a monitor device provided on the vehicle body side excluding the rotation mechanism,
The sensor unit includes the vibration detection unit, the integration unit, and a transmission unit that transmits information of an integral value output from the integration unit as transmission information by radio waves of a predetermined frequency every predetermined time,
The monitoring device includes: a receiving unit that receives information transmitted from the transmitting unit of the sensor unit; an integration value acquiring unit that acquires the integral value from the information received by the receiving unit; and an acquisition unit that acquires the integrated value. The road surface state detection system according to claim 1, further comprising: a road surface state information output unit that inputs the integrated value and outputs the road surface state information.
前記回転機構部に設けられたセンサユニットと、前記回転機構部を除く前記車体側に設けられたモニタ装置とを備え、
前記センサユニットは、前記振動検出部と、前記積分手段と、前記路面状態情報出力手段と、前記路面状態情報出力手段から出力された路面状態情報を送信情報として所定時間毎に所定周波数の電波によって送信する送信手段とを有し、
前記モニタ装置は、前記センサユニットの送信手段から送信された路面状態情報を受信して出力する受信手段を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の走行路面状態検出システム。
A sensor unit provided in the rotation mechanism, and a monitor device provided on the vehicle body side excluding the rotation mechanism,
The sensor unit uses the road surface state information output from the vibration detection unit, the integration unit, the road surface state information output unit, and the road surface state information output unit as transmission information by radio waves of a predetermined frequency every predetermined time. Transmission means for transmitting,
The traveling road surface state detection system according to claim 1, wherein the monitor device includes a reception unit that receives and outputs road surface state information transmitted from the transmission unit of the sensor unit.
前記送信手段における情報送信間隔が1秒から5分の間の所定時間に設定されている
ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の走行路面状態検出システム。
The travel road surface condition detection system according to claim 3 or 4, wherein the information transmission interval in the transmission means is set to a predetermined time between 1 second and 5 minutes.
前記回転機構部に設けられたセンサユニットと、前記回転機構部を除く前記車体側に設けられたモニタ装置とを備え、
前記センサユニットは、前記振動検出部と、前記積分手段と、
前記車輪の回転数を検出する手段と、
前記積分手段から出力された積分値の情報を送信情報として前記車輪の所定回転数毎に所定周波数の電波によって送信する送信手段とを有し、
前記モニタ装置は、前記センサユニットの送信手段から送信された情報を受信する受信手段と、該受信手段によって受信した情報から前記積分値を取得する積分値取得手段と、該積分値取得手段によって取得した積分値を入力して前記路面状態情報を出力する前記路面状態情報出力手段とを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の走行路面状態検出システム。
A sensor unit provided in the rotation mechanism, and a monitor device provided on the vehicle body side excluding the rotation mechanism,
The sensor unit includes the vibration detection unit, the integration unit,
Means for detecting the rotational speed of the wheel;
Transmitting means for transmitting the information of the integral value output from the integrating means as transmission information by radio waves of a predetermined frequency for each predetermined number of rotations of the wheel;
The monitoring device includes: a receiving unit that receives information transmitted from the transmitting unit of the sensor unit; an integration value acquiring unit that acquires the integral value from the information received by the receiving unit; and an acquisition unit that acquires the integrated value. The road surface state detection system according to claim 1, further comprising: a road surface state information output unit that inputs the integrated value and outputs the road surface state information.
前記回転機構部に設けられたセンサユニットと、前記回転機構部を除く前記車体側に設けられたモニタ装置とを備え、
前記センサユニットは、前記振動検出部と、前記積分手段と、
前記車輪の回転数を検出する手段と、
前記路面状態情報出力手段と、前記路面状態情報出力手段から出力された路面状態情報を送信情報として前記車輪の所定回転数毎に所定周波数の電波によって送信する送信手段とを有し、
前記モニタ装置は、前記センサユニットの送信手段から送信された路面状態情報を受信して出力する受信手段を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の走行路面状態検出システム。
A sensor unit provided in the rotation mechanism, and a monitor device provided on the vehicle body side excluding the rotation mechanism,
The sensor unit includes the vibration detection unit, the integration unit,
Means for detecting the rotational speed of the wheel;
The road surface state information output means, and a transmission means for transmitting the road surface state information output from the road surface state information output means as a transmission information by radio waves of a predetermined frequency for each predetermined number of rotations of the wheel,
The traveling road surface state detection system according to claim 1, wherein the monitor device includes a reception unit that receives and outputs road surface state information transmitted from the transmission unit of the sensor unit.
前記送信手段における情報送信間隔が前記車輪の10回転から1000回転の間の所定回転数に設定されている
ことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の走行路面状態検出システム。
The travel road surface state detection system according to claim 6 or 7, wherein an information transmission interval in the transmission means is set to a predetermined number of rotations between 10 rotations and 1000 rotations of the wheels.
前記センサユニットは、前記車輪の回転方向に生じる加速度を検出する加速度検出手段と、該加速度検出手段によって検出した加速度の値が車両走行速度20km/h以下の加速度値であるときに、前記送信手段による前記送信情報の送信を停止する手段とを備えている
ことを特徴とする請求項2乃至請求項8の何れかに記載の走行路面状態検出システム。
The sensor unit includes an acceleration detection means for detecting an acceleration generated in the rotation direction of the wheel, and the transmission means when an acceleration value detected by the acceleration detection means is an acceleration value of a vehicle traveling speed of 20 km / h or less. The travel road surface state detection system according to any one of claims 2 to 8, further comprising: a unit that stops transmission of the transmission information by the control unit.
前記モニタ装置は、
運転者が運転操作を変更したことを表す運転操作変更情報を取得する手段と、
前記運転操作変更情報を取得したときに前記センサユニットに対して所定周波数の電波によって情報送信命令を送信する送信手段とを備え、
前記センサユニットは、
前記モニタ装置から送信された情報送信命令を受信する受信手段と、
前記受信手段によって前記情報送信命令を受信したときに前記送信情報の送信を行う手段とを備えている
ことを特徴とする請求項2乃至請求項8の何れかに記載の走行路面状態検出システム。
The monitor device is
Means for obtaining driving operation change information indicating that the driver has changed the driving operation;
Transmission means for transmitting an information transmission command by radio waves of a predetermined frequency to the sensor unit when the driving operation change information is acquired;
The sensor unit is
Receiving means for receiving an information transmission command transmitted from the monitor device;
The travel road surface condition detection system according to any one of claims 2 to 8, further comprising: a unit that transmits the transmission information when the information transmission command is received by the reception unit.
車両の車体に設けられ車輪を固定して該車輪を回転させる回転体と前記車輪とを含む回転機構部に設けられるセンサユニットであって、
、車両走行時の回転に伴って前記回転機構部に発生する微小振動を検出して電気信号に変換し、該電気信号を微小振動信号として出力する振動検出部と、
前記振動検出部から出力された微小振動信号の強度値の情報を送信情報として所定時間毎に所定周波数の電波によって送信する送信手段とを備えている、
ことを特徴とするセンサユニット。
A sensor unit provided in a rotating mechanism unit including a rotating body that is provided on a vehicle body and rotates the wheel by fixing the wheel,
A vibration detection unit that detects minute vibrations generated in the rotation mechanism unit as the vehicle rotates and converts the vibrations into electric signals, and outputs the electric signals as minute vibration signals;
Transmitting means for transmitting information on the intensity value of the minute vibration signal output from the vibration detection unit as transmission information by radio waves of a predetermined frequency every predetermined time;
A sensor unit characterized by that.
車両の車体に設けられ車輪を固定して該車輪を回転させる回転体と前記車輪とを含む回転機構部に設けられるセンサユニットであって、
、車両走行時の回転に伴って前記回転機構部に発生する微小振動を検出して電気信号に変換し、該電気信号を微小振動信号として出力する振動検出部と、
前記振動検出部から出力される微小振動信号を所定時間積分して積分値を出力する積分手段と、
前記積分手段から出力された積分値の情報を送信情報として所定時間毎に所定周波数の電波によって送信する送信手段とを備えている
ことを特徴とするセンサユニット。
A sensor unit provided in a rotating mechanism unit including a rotating body that is provided on a vehicle body and rotates the wheel by fixing the wheel,
A vibration detection unit that detects minute vibrations generated in the rotation mechanism unit as the vehicle rotates and converts the vibrations into electric signals, and outputs the electric signals as minute vibration signals;
Integrating means for integrating a minute vibration signal output from the vibration detection unit for a predetermined time and outputting an integrated value;
A sensor unit, comprising: transmission means for transmitting the integration value output from the integration means as transmission information by radio waves of a predetermined frequency every predetermined time.
車両の車体に設けられ車輪を固定して該車輪を回転させる回転体と前記車輪とを含む回転機構部に設けられるセンサユニットであって、
、車両走行時の回転に伴って前記回転機構部に発生する微小振動を検出して電気信号に変換し、該電気信号を微小振動信号として出力する振動検出部と、
前記振動検出部から出力される微小振動信号を所定時間積分して積分値を出力する積分手段と、
前記積分値を入力し、前記積分値が小さいときに走行路面と前記車輪との間の摩擦が大きいとし且つ前記積分値が大きいときに走行路面と前記車輪との間の摩擦が小さいとして、前記積分値と前記摩擦の大小とを対応づけた路面状態情報を出力する路面状態情報出力手段と
前記路面状態情報出力手段から出力された路面状態情報を送信情報として所定時間毎に所定周波数の電波によって送信する送信手段とを備えている
ことを特徴とするセンサユニット。
A sensor unit provided in a rotating mechanism unit including a rotating body that is provided on a vehicle body and rotates the wheel by fixing the wheel,
A vibration detection unit that detects minute vibrations generated in the rotation mechanism unit as the vehicle rotates and converts the vibrations into electric signals, and outputs the electric signals as minute vibration signals;
Integrating means for integrating a minute vibration signal output from the vibration detection unit for a predetermined time and outputting an integrated value;
When the integral value is input, the friction between the traveling road surface and the wheel is large when the integral value is small, and the friction between the traveling road surface and the wheel is small when the integral value is large, Road surface state information output means for outputting road surface state information that associates the integrated value with the magnitude of the friction, and road surface state information output from the road surface state information output means as transmission information by radio waves of a predetermined frequency every predetermined time A sensor unit comprising a transmitting means for transmitting.
前記送信手段における情報送信間隔が1秒から5分の間の所定時間に設定されている
ことを特徴とする請求項12または請求項13に記載のセンサユニット。
The sensor unit according to claim 12 or 13, wherein an information transmission interval in the transmission unit is set to a predetermined time between 1 second and 5 minutes.
車両の車体に設けられ車輪を固定して該車輪を回転させる回転体と前記車輪とを含む回転機構部に設けられるセンサユニットであって、
、車両走行時の回転に伴って前記回転機構部に発生する微小振動を検出して電気信号に変換し、該電気信号を微小振動信号として出力する振動検出部と、
前記振動検出部から出力される微小振動信号を所定時間積分して積分値を出力する積分手段と、
前記積分手段から出力された積分値の情報を送信情報として前記車輪の所定回転数毎に所定周波数の電波によって送信する送信手段とを備えている
ことを特徴とするセンサユニット。
A sensor unit provided in a rotating mechanism unit including a rotating body that is provided on a vehicle body and rotates the wheel by fixing the wheel,
A vibration detection unit that detects minute vibrations generated in the rotation mechanism unit as the vehicle rotates and converts the vibrations into electric signals, and outputs the electric signals as minute vibration signals;
Integrating means for integrating a minute vibration signal output from the vibration detection unit for a predetermined time and outputting an integrated value;
A sensor unit, comprising: transmission means for transmitting, as transmission information, information on the integration value output from the integration means by radio waves having a predetermined frequency for each predetermined rotation speed of the wheel.
車両の車体に設けられ車輪を固定して該車輪を回転させる回転体と前記車輪とを含む回転機構部に設けられるセンサユニットであって、
、車両走行時の回転に伴って前記回転機構部に発生する微小振動を検出して電気信号に変換し、該電気信号を微小振動信号として出力する振動検出部と、
前記振動検出部から出力される微小振動信号を所定時間積分して積分値を出力する積分手段と、
前記積分値を入力し、前記積分値が小さいときに走行路面と前記車輪との間の摩擦が大きいとし且つ前記積分値が大きいときに走行路面と前記車輪との間の摩擦が小さいとして、前記積分値と前記摩擦の大小とを対応づけた路面状態情報を出力する路面状態情報出力手段と
前記路面状態情報出力手段から出力された路面状態情報を送信情報として前記車輪の所定回転数毎に所定周波数の電波によって送信する送信手段とを備えている
ことを特徴とするセンサユニット。
A sensor unit provided in a rotating mechanism unit including a rotating body that is provided on a vehicle body and rotates the wheel by fixing the wheel,
A vibration detection unit that detects minute vibrations generated in the rotation mechanism unit as the vehicle rotates and converts the vibrations into electric signals, and outputs the electric signals as minute vibration signals;
Integrating means for integrating a minute vibration signal output from the vibration detection unit for a predetermined time and outputting an integrated value;
When the integral value is input, the friction between the traveling road surface and the wheel is large when the integral value is small, and the friction between the traveling road surface and the wheel is small when the integral value is large, Road surface state information output means for outputting road surface state information associating the integrated value with the magnitude of the friction, and road surface state information output from the road surface state information output means as transmission information predetermined for each predetermined number of rotations of the wheel A sensor unit comprising: a transmission means for transmitting by radio waves of a frequency.
前記送信手段における情報送信間隔が前記車輪の10回転から1000回転の間の所定回転数に設定されている
ことを特徴とする請求項15または請求項16に記載のセンサユニット。
The sensor unit according to claim 15 or 16, wherein an information transmission interval in the transmission unit is set to a predetermined number of rotations between 10 and 1000 rotations of the wheel.
前記車輪の回転方向に生じる加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段によって検出した加速度の値が車両走行速度20km/h以下の加速度値であるときに、前記送信手段による前記送信情報の送信を停止する手段とを備えている
ことを特徴とする請求項11乃至請求項17の何れかに記載のセンサユニット。
Acceleration detecting means for detecting acceleration generated in the rotation direction of the wheel;
And a means for stopping transmission of the transmission information by the transmission means when the acceleration value detected by the acceleration detection means is an acceleration value of a vehicle traveling speed of 20 km / h or less. Item 18. The sensor unit according to any one of Items 11 to 17.
情報送信命令を受信する受信手段と、
前記受信手段によって前記情報送信命令を受信したときに前記送信情報の送信を行う手段とを備えている
ことを特徴とする請求項11乃至請求項17の何れかに記載のセンサユニット。
Receiving means for receiving an information transmission command;
The sensor unit according to any one of claims 11 to 17, further comprising: a unit that transmits the transmission information when the information transmission command is received by the reception unit.
自己に固有の識別情報が格納されている記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記識別情報を前記送信情報に含めて送信する手段とを有する
ことを特徴とする請求項11乃至請求項17の何れかに記載のセンサユニット。
A storage means storing identification information unique to itself;
18. The sensor unit according to claim 11, further comprising: a unit that transmits the identification information stored in the storage unit in the transmission information.
前記微小振動を検出するためにシリコンピエゾ型のダイアフラムを有する半導体加速度センサを備えている
ことを特徴とする請求項11乃至請求項17の何れかに記載のセンサユニット。
The sensor unit according to any one of claims 11 to 17, further comprising a semiconductor acceleration sensor having a silicon piezo diaphragm to detect the minute vibrations.
前記回転方向の加速度を検出するためにシリコンピエゾ型のダイアフラムを有する半導体加速度センサを備えている
ことを特徴とする請求項18に記載のセンサユニット。
The sensor unit according to claim 18, further comprising a semiconductor acceleration sensor having a silicon piezo-type diaphragm for detecting the acceleration in the rotation direction.
JP2006284772A 2006-10-19 2006-10-19 Traveling road surface state detecting system and sensor unit Pending JP2008100610A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006284772A JP2008100610A (en) 2006-10-19 2006-10-19 Traveling road surface state detecting system and sensor unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006284772A JP2008100610A (en) 2006-10-19 2006-10-19 Traveling road surface state detecting system and sensor unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008100610A true JP2008100610A (en) 2008-05-01

Family

ID=39435274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006284772A Pending JP2008100610A (en) 2006-10-19 2006-10-19 Traveling road surface state detecting system and sensor unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008100610A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015141199A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-24 株式会社デンソー Road surface condition estimation device
JP2015229433A (en) * 2014-06-05 2015-12-21 太平洋工業株式会社 Road surface condition detection device and road surface condition detection system
JP2017149219A (en) * 2016-02-23 2017-08-31 株式会社Soken Road surface condition estimation device
WO2018003693A1 (en) * 2016-07-01 2018-01-04 株式会社デンソー Tire mounted sensor and road surface condition estimating device including same
JP2018009974A (en) * 2016-07-01 2018-01-18 株式会社デンソー Tire mount sensor and road surface state estimation device including the same
CN120922158A (en) * 2025-10-13 2025-11-11 北京博纳互通科技有限公司 Vehicle safety guarantee method and system based on artificial intelligence

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0238175A (en) * 1988-07-29 1990-02-07 Aisin Seiki Co Ltd Brake pressure controller
JPH09243345A (en) * 1996-03-12 1997-09-19 Unisia Jecs Corp Road surface condition detection device
JPH1029519A (en) * 1996-07-15 1998-02-03 Aisin Seiki Co Ltd Anti-skid control system for four-wheel drive vehicles
JP2005247068A (en) * 2004-03-02 2005-09-15 Yokohama Rubber Co Ltd:The Road surface condition detecting system, active suspension system, anti-lock braking system and sensor unit thereof
JP2005256798A (en) * 2004-03-15 2005-09-22 Yokohama Rubber Co Ltd:The Traction control system and its sensor unit
WO2006049241A1 (en) * 2004-11-05 2006-05-11 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Vehicle drive control system, sensor unit and tire
WO2006095429A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Road surface condition detection system, active suspension system, anti-lock brake system, and sensor unit for the road surface condition detection system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0238175A (en) * 1988-07-29 1990-02-07 Aisin Seiki Co Ltd Brake pressure controller
JPH09243345A (en) * 1996-03-12 1997-09-19 Unisia Jecs Corp Road surface condition detection device
JPH1029519A (en) * 1996-07-15 1998-02-03 Aisin Seiki Co Ltd Anti-skid control system for four-wheel drive vehicles
JP2005247068A (en) * 2004-03-02 2005-09-15 Yokohama Rubber Co Ltd:The Road surface condition detecting system, active suspension system, anti-lock braking system and sensor unit thereof
JP2005256798A (en) * 2004-03-15 2005-09-22 Yokohama Rubber Co Ltd:The Traction control system and its sensor unit
WO2006049241A1 (en) * 2004-11-05 2006-05-11 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Vehicle drive control system, sensor unit and tire
WO2006095429A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Road surface condition detection system, active suspension system, anti-lock brake system, and sensor unit for the road surface condition detection system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015141199A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-24 株式会社デンソー Road surface condition estimation device
JP2015174637A (en) * 2014-03-18 2015-10-05 株式会社日本自動車部品総合研究所 Road surface state estimation device
US10099699B2 (en) 2014-03-18 2018-10-16 Denso Corporation Road surface condition estimation device
JP2015229433A (en) * 2014-06-05 2015-12-21 太平洋工業株式会社 Road surface condition detection device and road surface condition detection system
JP2017149219A (en) * 2016-02-23 2017-08-31 株式会社Soken Road surface condition estimation device
WO2018003693A1 (en) * 2016-07-01 2018-01-04 株式会社デンソー Tire mounted sensor and road surface condition estimating device including same
JP2018009974A (en) * 2016-07-01 2018-01-18 株式会社デンソー Tire mount sensor and road surface state estimation device including the same
CN120922158A (en) * 2025-10-13 2025-11-11 北京博纳互通科技有限公司 Vehicle safety guarantee method and system based on artificial intelligence

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101675586B1 (en) Method, control device and system for determining a profile depth of a profile of a tyre
EP2955078B1 (en) Tire classfication
EP1857325A1 (en) Road surface condition detection system, active suspension system, anti-lock brake system, and sensor unit for the road surface condition detection system
JP5339121B2 (en) Slip rate estimation device and method, and slip rate control device and method
JP4952444B2 (en) Vehicle running road surface state estimation system
EP1818237B1 (en) Vehicle drive control system, sensor unit and tire
JP4170994B2 (en) Tire contact pattern specifying method and apparatus
JP2005029142A (en) Antilock brake system and its sensor unit
JP2008100610A (en) Traveling road surface state detecting system and sensor unit
JP2005035523A (en) Vehicle driving control system and its sensor unit
KR20060130255A (en) Traction control system and its sensor unit
JP2004517314A (en) Method and system for controlling and / or adjusting the driving performance of an automobile
JP5749106B2 (en) Road surface state estimation method and road surface state estimation device
JP2010076700A (en) Method and device for estimating wheel load of tire, and program for estimating wheel load of tire
KR20070120524A (en) Sensor units for road condition detection systems, active suspension systems, anti-lock brake systems, and road condition detection systems
JP2005247068A (en) Road surface condition detecting system, active suspension system, anti-lock braking system and sensor unit thereof
JP4133144B2 (en) Tire state detection device, sensor unit and tire thereof, and vehicle braking control device
CN107031456A (en) Electric automobile, which goes up a slope, to be prevented slipping by slope control method
JP2006321298A (en) Vehicle drive control system
JP2009014586A (en) Method, device and program for detecting tire pressure lowering
CN120245926A (en) Vehicle, braking method and device thereof, and AEB controller
CN121246745A (en) Load estimation method and system for vehicle electronic braking systems

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091005

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110805

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111004

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111114

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120302