专利名称：车轮姿态角测定装置及车轮姿态角测定方法
技术领域：
本发明涉及一种对安装在车辆上的车轮的姿态角进行测定的车轮姿态角测定装置及车轮姿态角测定方法。
背景技术：
考虑到确保车辆的行驶稳定性(例如操纵性或稳定性)、抑制安装在车辆上的充气轮胎的不均匀磨损等，通常在乘用车等机动四轮车(以下适当地简称为车辆)的车轮上设置有外倾角(从车辆的正面看安装在车辆上的车轮时，车轮纵向的中心线与铅直线的夹角)、前束角(toe angle在车辆直行状态下，穿过车辆的前后中心的直线与车轮的水平直径线(赤道线)的夹角)、主销后倾角(从车辆的侧面看车轮时，主销轴与铅直线的夹角)等的恒定的“姿态角”。
在设计车辆时，这样的姿态角的规定值依据每台车辆来决定。在依据需要而例如更换充气轮胎或轮胎车轮等时，使用车轮姿态角测定装置(所谓的车轮校准测定装置)，并基于该规定值来调整各车轮的姿态角。
另外，考虑到在更换安装在车辆上的充气轮胎或轮胎车轮等时会存在随着车辆状态的变化而理想的姿态角的值也会变化的情况，公开有基于在车轮上产生的横向力Fy的特性、具体地说是横向力Fy的变动率(例如，横向力Fy的一次微分值的平方和)来调整应该设定的姿态角(前束角)的方法(例如，日本特开2000-62639号公报(第4-7页，第15图))。
在该调整方法中，首先连续测定在包括基准车轮(例如后轮)攀升至规定的突起(例如板状体)的时刻在内的规定时间内的横向力Fy。其次，基于表示在后轮上产生的横向力Fy在时间轴上的轨迹的波形，通过运算求出产生成为与该波形尽可能地近似的波形的横向力Fy的非基准车轮(例如前轮)的前束角。
根据这样的调整方法，由于使在后轮和前轮上产生的横向力Fy的变动率(特性)相等，因此可以使车辆的转向特性接近于空挡转向。
但是，对于上述的姿态角(前束角)的调整方法，还存在应该进一步进行改善的问题。即，在上述的姿态角(前束角)的调整方法中，基于表示在后轮上产生的横向力Fy在时间轴上的轨迹的波形而运算产生成为与该波形尽可能地近似的波形的横向力Fy的前轮的前束角，但是调整前轮的前束角以产生成为与该波形尽可能地近似的波形的横向力Fy是有限度的。
即存在这样的问题有时由于车辆、充气轮胎或轮胎车轮的种类等的不同，无法使在前轮上产生的横向力Fy在时间轴上的轨迹与在后轮上产生的横向力Fy在时间轴上的轨迹充分地近似。
发明内容
因此，本发明即是鉴于这样的状况而做成的，其目的在于提供一种在基于在车轮上产生的横向力的特性来调整车轮的姿态角时，能够确定使在前轮和后轮上产生的横向力的特性更加近似的姿态角的值的车轮姿态角测定装置及车轮姿态角测定方法。
为了解决上述问题，本发明具有下面那样的特征。首先，本发明的第1特征的要点在于，该车轮姿态角测定装置(车轮姿态角测定装置500)包括传感器信号接收部(传感器信号接收部503)，该传感器信号接收部在包括随着基准车轮(例如车轮20R)攀升至规定的突起(突起238)而上述基准车轮变形至大致最大的变形最大时刻在内的规定期间(期间T)内，接收来自对在上述基准车轮上产生的横向力(横向力Fy)的值进行测定的传感器(力传感器252)的输出信号，该基准车轮是安装在车辆(机动四轮车10)上的、带有充气轮胎的车轮中的任一个车轮；变动能量和运算部(变动能量和运算部507)，该变动能量和运算部使用上述输出信号，运算到上述变形最大时刻(P2)为止的前半期间(区域A)中的上述横向力的变动率(横向力变动率dFy)的和、即前半期间变动能量和(变动能量和EA”)及从上述变形最大时刻开始的后半期间(区域B)中的上述横向力的变动率的和、即后半期间变动能量和(变动能量和EB”)；基准车轮参照姿态角运算部(姿态角运算部509)，该基准车轮参照姿态角运算部运算基准车轮参照姿态角(前束角TBR)，该基准车轮参照姿态角(前束角TBR)是基于上述基准车轮的姿态角(例如前束角)不同的情况下的上述前半期间变动能量和的值所对应的前半期间直线(区域A直线SA)与基于上述基准车轮的姿态角不同的情况下的上述后半期间变动能量和的值所对应的后半期间直线(区域B直线SB)的交点(例如奇异点PRL)处的姿态角；非基准车轮设定姿态角运算部(姿态角运算部509)，该非基准车轮设定姿态角运算部基于上述基准车轮参照姿态角运算非基准车轮设定姿态角(前束角TNBA)，该非基准车轮设定姿态角(前束角TNBA)设定于安装在上述车辆的前后方向上与上述基准车轮不同位置上的非基准车轮(例如车轮20F)之上。
根据这样的车轮姿态角测定装置，基于基准车轮参照姿态角而运算非基准车轮设定姿态角。该基准车轮参照姿态角是对应于前半期间变动能量和的值的前半期间直线与对应于后半期间变动能量和的值的后半期间直线的交点处的姿态角。
因此，不需要像上述以往的姿态角(前束角)调整方法那样地进行使在非基准车轮上产生的横向力Fy在时间轴上的轨迹与在基准车轮上产生的横向力Fy在时间轴上的轨迹相近似这样的复杂处理，可以容易并可靠地设定非基准车轮设定姿态角。
另外，在以往的姿态角调整方法中，存在有时无法使在非基准车轮上产生的横向力Fy在时间轴上的轨迹与在基准车轮上产生的横向力Fy在时间轴上的轨迹充分近似这样的问题，但在本发明中可以回避这样的问题。
本发明的第2特征与本发明的第1特征相关，其要点在于，该车轮姿态角测定装置还具有基于在上述基准车轮的姿态角不同的情况下的上述横向力的变动率的平方和而运算上述平方和为最小的基准车轮理想姿态角(前束角TI)的基准车轮理想姿态角运算部(姿态角运算部509)，上述非基准车轮设定姿态角运算部基于上述基准车轮参照姿态角及上述基准车轮理想姿态角来运算上述非基准车轮设定姿态角。
本发明的第3特征与本发明的第2特征相关，其要点在于，该车轮姿态角测定装置还具有运算上述非基准车轮的前半期间直线与后半期间直线的交点(例如奇异点PFL)处的姿态角、即非基准车轮参照姿态角(前束角TNBR)的非基准车轮参照姿态角运算部(姿态角运算部509)，上述非基准车轮设定姿态角运算部基于上述基准车轮参照姿态角与上述基准车轮理想姿态角之差、及上述非基准车轮参照姿态角来运算上述非基准车轮设定姿态角。
本发明的第4特征与本发明的第1特征相关，其要点在于，上传感器信号接收部在上述规定期间内进一步接收来自对在上述基准车轮上产生的纵向力的值进行测定的传感器的输出信号，上述变动能量和运算部基于上述纵向力的一次微分值来确定上述前半期间或上述后半期间。
本发明的第5特征与本发明的第1特征相关，其要点在于，作为上述横向力的变动率，上述变动能量和运算部使用上述横向力的二次微分值运算上述前半期间变动能量和或上述后半期间变动能量和。
本发明的第6特征与本发明的第2特征相关，其要点在于，作为上述横向力的变动率，上述基准车轮理想姿态角运算部使用上述横向力的二次微分值运算上述平方和。
本发明的第7特征的要点在于，该车轮姿态角测定方法包括接收信号的步骤，在包括随着基准车轮攀升至规定的突起而上述基准车轮变形至大致最大的变形最大时刻在内的规定期间内，接收来自对在上述基准车轮上产生的纵向力和横向力的值进行测定的传感器的输出信号，该基准车轮是安装在车辆上的、带有充气轮胎的车轮中的任一个车轮；运算变动能量和的步骤，使用上述输出信号，运算到上述变形最大时刻为止的前半期间中的上述横向力的变动率的和、即前半期间变动能量和、及从上述变形最大时刻开始的后半期间中的上述横向力的变动率的和、即后半期间变动能量和；运算基准车轮参照姿态角的步骤，该基准车轮参照姿态角是基于上述基准车轮的姿态角不同的情况下的上述前半期间变动能量和的值所对应的前半期间直线与基于上述基准车轮的姿态角不同的情况下的上述后半期间变动能量和的值所对应的后半期间直线的交点处的姿态角；运算非基准车轮设定姿态角的步骤，基于上述基准车轮参照姿态角运算非基准车轮设定姿态角，该非基准车轮设定姿态角设定于安装在上述车辆的前后方向上与上述基准车轮不同位置上的非基准车轮之上。
本发明的第8特征与本发明的第7特征相关，其要点在于，该车轮姿态角测定测定方法还具有基于在上述基准车轮的姿态角不同的情况下的上述横向力的变动率的平方和而运算上述平方和为最小的基准车轮理想姿态角的步骤，在运算上述非基准车轮设定姿态角的步骤中，基于上述基准车轮参照姿态角及上述基准车轮理想姿态角运算上述非基准车轮设定姿态角。
本发明的第9特征与本发明的第7特征相关，其要点在于，该车轮姿态角测定方法还具有对上述非基准车轮的前半期间直线与后半期间直线的交点处的姿态角、即非基准车轮参照姿态角进行运算的步骤，在运算上述非基准车轮设定姿态角的步骤中，基于上述基准车轮参照姿态角与上述基准车轮理想姿态角之差、及上述非基准车轮参照姿态角而运算上述非基准车轮设定姿态角。
本发明的第10特征与本发明的第7特征相关，其要点在于，在接收上述输出信号的步骤中，在上述规定期间内进一步接收来自对在上述基准车轮上产生的纵向力的值进行测定的传感器的输出信号，在运算上述变动能量和的步骤中，基于上述纵向力的一次微分值来确定上述前半期间或上述后半期间。
本发明的第11特征与本发明的第7特征相关，其要点在于，在运算上述变动能量和的步骤中，作为上述横向力的变动率，使用上述横向力的二次微分值来运算上述前半期间变动能量和或上述后半期间变动能量和。
本发明的第12特征与本发明的第8特征相关，其要点在于，在运算上述基准车轮理想姿态角的步骤中，作为上述横向力的变动率，使用上述横向力的二次微分值来运算上述平方和。
即，根据本发明的特征，可以提供一种在基于在车轮上产生的横向力的特性来调整车轮的姿态角时能够确定使在前轮及后轮上产生的横向力的特性更加近似的姿态角的值。
图1是本发明实施方式的车轮姿态角测定系统的概略侧视图。
图2是本发明实施方式的设置在车轮姿态角测定用升降机上的轮胎驱动部的俯视图。
图3是本发明实施方式的设置在车轮姿态角测定用升降机上的轮胎驱动部的侧视图。
图4是本发明实施方式的设置在轮胎驱动部上的力传感器的正视图及侧视图。
图5是本发明实施方式的车轮姿态角测定系统的逻辑模块结构图。
图6是本发明实施方式的用于说明随着车轮攀升至设置在轮胎驱动部上的突起而产生的纵向力及横向力的变动率的说明图。
图7是表示本发明实施方式的车轮姿态角测定系统的动作流程的图。
图8是表示本发明实施方式的车轮姿态角测定系统的动作流程的图。
图9是表示在本发明实施方式的车轮姿态角测定系统中测定并运算的数据的图。
图10是表示在本发明实施方式的车轮姿态角测定系统中测定并运算的数据的图。
图11是表示由试验驾驶员对设定成通过本发明实施方式的车轮姿态角测定系统测定并运算的姿态角的车辆和设定成与该姿态角不同的姿态角的车辆进行的感觉评价结果的图。
图12是表示设定成通过本发明实施方式的车轮姿态角测定系统测定并运算的姿态角的车辆和设定成与该姿态角不同的姿态角的车辆的输入变动率的图。
图13是表示设定成通过本发明实施方式的车轮姿态角测定系统测定并运算的姿态角的车辆和设定成与该姿态角不同的姿态角的车辆的变动的图。
具体实施例方式
(包括车轮姿态角测定装置的车轮姿态角测定系统的构成)下面，参照
本发明实施方式的包括车轮姿态角测定装置的车轮姿态角测定系统的构成。另外，在以下的附图标记中，对相同或类似的部分标注相同或类似的附图标记。但是，附图为示意图，应留意各尺寸的比率等与现实的尺寸比率是不同的。因此，对于具体的尺寸等，应参照以下的说明进行判断。并且，不言而喻，附图相互之间也包含相互的尺寸的关系或比率不同的部分。
(1)整体概略构成首先，说明车轮姿态角测定系统的整体构成。图1是本实施方式的车轮姿态角测定系统的概略侧视图。如同图所示，本实施方式的车轮姿态角测定系统由车轮姿态角测定用升降机100和车轮姿态角测定装置500构成。
车轮姿态角测定用升降机100具有载置机动四轮车10(车辆)的载置台112；使载置台112进行升降的主升降机构110；安装在载置台112上、使机动四轮车10进行升降的副升降机构114。
具体地说，副升降机构114使车辆承载台116进行升降。通过车辆承载台116的上升，可以使机动四轮车10的车轮20F及车轮20R与载置台112(具体地说是后述的车轮驱动部200)相分离。
并且，在机动四轮车10载置于载置台112上的状态下，在与车轮20F及车轮20R相抵接的位置设置有车轮驱动部200。
车轮止动板164为锁定装置，使得除了进行姿态角测定的车轮以外的机动四轮车10的车轮不旋转。具体地说，车轮止动板164由一对一个端面被可转动地支承着的板状体构成，各板状体的另一端面(自由端面)从机动四轮车10的前方及后方抵接于车轮20R(20F)的接地面(未图示)，制止了车轮20R(20F)的旋转。
另外，在车轮止动板164上连接有液压缸(未图示)，通过使液压缸工作，从而使自由端面抵接于车轮20R(20F)的接地面。
杆174安装在载置台112上，可以以该安装部分为中心在机动四轮车10的前后方向上转动。而且，杆174为可以伸缩的构造，可以使安装于杆174的前端的距离传感器176位于车轮20R(20F)的大致中心部。
距离传感器176是其与车轮20R(20F)的距离的传感器。在本实施方式中，作为距离传感器176，采用了由激光进行测定的非接触式传感器。
另外，虽然在同图中未图示，但是根据机动四轮车10的车轮数而在车轮姿态角测定用升降机100中共计设置有4套车轮驱动部200、车轮止动板164、杆174及距离传感器176。另外，上述车轮姿态角测定用升降机100的构成与日本特开2000-62639号公报所公开的内容是相同的。
车轮姿态角测定装置500由显示应在机动四轮车10设定的前束角(前束角TNBA)的运算结果等的显示部513和操作部515等构成。另外，对于车轮姿态角测定装置500的逻辑模块结构将在后述中说明。
(2)车轮驱动部的构成下面，参照图2及图3(a)、(b)说明设置于车轮姿态角测定用升降机100上的车轮驱动部200的构成。图2为车轮驱动部200的俯视图。另外，图3(a)表示图2所示的IIIa-IIIa方向的剖视图，图3(b)表示图2所示的IIIb-IIIb方向的剖视图。
车轮驱动部200具有由一对主框架222A和一对连接主框架222A的侧板222B所构成的框架222。
在框架222内侧，设置有连结了许多铝合金制的板片232而成的履带234。履带234通过安装在一对驱动轴224上的链轮228而可以在框架222的内侧进行循环。
另外，在驱动轴224的一端安装有齿轮226。齿轮226通过动力传递机构(未图示)而与履带驱动电动机262(参照图5)相连接。并且，在安装于一驱动轴224上的链轮228与安装于另一驱动轴224上的链轮228上架设有链条230。
并且，在连结了许多板片232而成的履带234中，以等间隔地设置有多个具有一定的厚度的突起238。当履带234被履带驱动电动机262驱动时，突起238与车轮20R(20F)的胎面相抵接同时进行移动，从而在车轮20R(20F)上产生纵向力Fx(即机动四轮车10的前后方向的力)及横向力Fy(即机动四轮车10的车辆宽度方向的力)。
车辆宽度方向滑动导轨250沿着驱动轴224方向、即机动四轮车10的车辆宽度方向延伸，形成为履带234(框架222)可以在车辆宽度方向上进行移动的构造。
在一侧板222B上，设有突出到支承框架248的支承部248B侧的托架256，形成有外螺纹的旋转轴258旋入到托架256中。旋转轴258与安装于支承部248B的车辆宽度方向电动机260的旋转轴(未图示)相连接。即，车辆宽度方向电动机260基于车轮姿态角测定装置500的控制而进行旋转，从而使履带234(框架222)在车辆宽度方向上进行移动。
在支承框架248的底部248A的下方，配置有使履带234相对于车轮20R(20F)的水平直径线(赤道线)的配置方向发生变化的转台300、和对履带234的配置方向进行检测的履带配置方向检测部310。
转台300通过进给丝杠(未图示)而与使转台300进行旋转的手柄(未图示)相连接。另外，履带配置方向检测部310具有检测转台300的旋转量的回转式编码器(未图示)，从而检测出履带234的配置方向。另外，转台300及履带配置方向检测部310可以做成例如与日本特开2001-30945号公报所公开的装置同样的构成。
另外，在一对主框架222A之间设有负载承受板构件242，在负载承受板构件242的上方固定有平板导轨240及导向板244。并且，在平板导轨240上刻有卡合沟240A，在导向板244上刻有承载沟244A。
在由卡合沟240A和承载沟244A所形成的通路中，配置有许多个钢制的滚珠246。另外，在负载承受板构件242上设有与由卡合沟240A和承载沟244A形成的通路相连通的矩形沟242A。滚珠246在由卡合沟240A和承载沟244A形成的通路及由矩形沟242A形成的通路中进行循环。
即，即使在构成履带234的板片232上施加了机动四轮车10的负载时，板片232也可以移动地由平板导轨240、导向板244及负载承受板构件242支承着，从而履带234不会因机动四轮车10的负载而产生凹陷，而可以在一定范围内形成平面。
另外，当履带234被履带驱动电动机262驱动而在车轮20R(20F)上产生纵向力Fx时，纵向力Fx通过链轮228而被传递至框架222，从而使侧板222B在机动四轮车10的前后方向上进行移动。
侧板222B在机动四轮车10的前后方向上进行移动时，力传感器252的测定用梁252A在前后方向上产生变形，从而由力传感器252测定出纵向力Fx的大小。
另一方面，当履带234被履带驱动电动机262驱动而在车轮20R(20F)上产生横向力Fy时，横向力Fy通过平板导轨240～滚珠246～导向板244～负载承受板构件242而被传递至框架222，从而使侧板222B在机动四轮车10的车辆宽度方向上进行移动。
侧板222B在机动四轮车10的车辆宽度方向上进行移动时，力传感器252的测定用梁252A在车辆宽度方向上产生变形，从而由力传感器252测定出横向力Fy的大小。
(3)力传感器的构成下面，参照图4(a)、(b)说明设置于车轮驱动部200(框架222)上的力传感器252的构成。如图4(a)及(b)所示，力传感器252具有测定用梁252A、连结板252B和矩形框252C。
测定用梁252A具有由测力传感器构成的力检测元件。测定用梁252A的两端部固定在矩形框252C上，测定用梁252A的中间部与连结板252B连结。另外，矩形框252C通过螺丝而安装在侧板222B上。
如图4(a)所示，力传感器252可以检测出在机动四轮车10的车辆宽度方向上产生的力(横向力Fy)。并且，如图4(b)所示，力传感器252可以检测出在机动四轮车10的前后方向上产生的力(纵向力Fx)。
(4)车轮姿态角测定系统的逻辑模块构成下面，参照图5说明由上述车轮姿态角测定用升降机100和车轮姿态角测定装置500构成的车轮姿态角测定系统的逻辑模块构成。
如图5所示，车轮姿态角测定装置500具有动作控制部501、传感器信号接收部503、变动率运算部505、变动能量和运算部507、姿态角运算部509、显示部513、操作部515和存储部517。
另外，本实施方式的车轮姿态角测定装置500可以采用在操作系统上进行工作的计算机装置(个人计算机)来构成。
动作控制部501是控制车轮姿态角测定用升降机100的动作的部分。具体地说，动作控制部501与主升降机构110、副升降机构114、使车轮驱动部200(履带234)在机动四轮车10的车辆宽度方向上进行移动的车辆宽度方向电动机260和对履带234进行驱动的履带驱动电动机262连接。
动作控制部501根据由操作部515输出的控制信息而对上述主升降机构110、副升降机构114、车辆宽度方向电动机260或履带驱动电动机262进行控制。
传感器信号接收部503在包括随着基准车轮(例如车轮20R)攀升至设置在履带234上的突起238而基准车轮变形至大致最大的变形最大时刻在内的期间T(规定期间)内，接收来自对在基准车轮上产生的横向力Fy的值进行测定的力传感器252的输出信号。该基准车轮是安装在机动四轮车10(车辆)上的、带有充气轮胎的车轮中的任一个车轮。
另外，在期间T内，传感器信号接收部503进一步接收来自对在车轮20R上产生的纵向力Fx的值进行测定的力传感器252的输出信号。另外，在以下的本实施方式中，以将基准车轮为车轮20R的情况为例进行了说明。
另外，传感器信号接收部503是接收来自安装于杆174的前端的距离传感器176、及对履带234的配置方向进行检测的履带配置方向检测部310的输出信号的部分。
并且，传感器信号接收部503还向变动率运算部505输出基于来自力传感器252的输出信号而生成的数据(纵向力Fx、横向力Fy)。另外，传感器信号接收部503也可以对非基准车轮(车轮20F)执行相同的处理。
变动率运算部505是使用来自力传感器252的输出信号、即在车轮20R(20F)上产生的纵向力Fx及横向力Fy的数据而运算作为纵向力Fx及横向力Fy的每单位时间dt的变动率的纵向力变动率dFx及横向力变动率dFy的部分。
具体地说，对于纵向力变动率dFx，变动率运算部505运算纵向力Fx的一次微分值(＝dFx/dt)及二次微分值(＝d2Fx/dt2)。并且，对于横向力变动率dFy，变动率运算部505运算横向力Fy的一次微分值(＝dFy/dt)及二次微分值(＝d2Fy/dt2)。
在此，图6(a)及(b)表示基准车轮在攀升至设置在履带234上的突起238、并朝方向D行进(实际上是设置在履带234上的突起238朝方向D的反方向行进)时的纵向力Fx的变动率(一次微分值＝dFx/dt)及横向力的Fy变动率(一次微分值＝dFy/dt)。
如图6所示，在本实施方式中，是将“期间T”(规定期间)设定为从基准车轮(车轮20R)与突起238相抵接的时刻(P1’)开始到基准车轮(充气轮胎)攀升到突起238上后变形恢复的时刻(P3’)为止的期间。
变动能量和运算部507是运算期间T中到随着车轮20R(20F)攀升至突起238而车轮20R(20F)变形至大致最大的变形最大时刻为止的前半期间的区域A中的横向力变动率dFy的和、即前半期间变动能量和(以下称作变动能量和EA”)的部分。
另外，变动能量和运算部507是运算期间T中从随着车轮20R(20F)攀升至突起238而车轮20R(20F)变形至大致最大的变形最大时刻开始的后半期间的区域B中的横向力变动率dFy的和、即后半期间变动能量和(以下称作变动能量和EB”)的部分。
具体地说，如图6(a)及(b)所示，作为变动能量和EA”，变动能量和运算部507运算期间T中到随着车轮20R(20F)攀升至突起238(实际上是车轮20R被通过履带234而进行移动的突起238推上去的)而车轮20R(20F)变形至大致最大的变形最大时刻为止的期间的区域A(图中的P1～P2的期间)中的横向力变动率dFy(二次微分值)的总和(＝∑d2Fy/dt2)。
另外，如图6(a)及(b)所示，作为变动能量和EB”，变动能量和运算部507运算期间T中到随着车轮20R(20F)攀升至突起238而从车轮20R(20F)变形至大致最大的变形最大时刻开始的期间的区域B(图中的P2～P3的期间)中的横向力变动率dFy(二次微分值)的总和(＝∑d2Fy/dt2)。
另外，在本实施方式中，为了由变动能量和运算部507而容易进行检测，代替车轮20R(20F)与突起238相抵接的时刻(P1’)及车轮20R(20F)攀升到突起238上后而车轮20R(20F)的变形恢复的时刻(P3’)，而以纵向力变动率dFx成为大致最大的时刻(P1’及P3’)为基准。但是在能够正确地检测出该时刻(P1’及P3’)时，也可以基于该时刻而设定区域A及区域B。
姿态角运算部509是运算前束角TBR(基准车轮参照姿态角)的部分，在本实施方式中构成基准车轮参照姿态角运算部。该前束角TBR是基于车轮20R(20F)的前束角(姿态角)不同的情况下的表示区域A的变动能量和EA”的值的多个点所对应的区域A直线SA(前半期间直线)、与基于车轮20R(20F)的前束角不同的情况下的表示区域B的变动能量和EB”的值的多个点所对应的区域B直线SB(后半期间直线)的交点、即奇异点PRL(奇异点PRR)处的姿态角。
例如，姿态角运算部509改变车轮20R(20F)的前束角(例如4种前束角)，并通过对各前束角的变动能量和EA”的值进行线性插补而求得对应的区域A直线SA(参照图9(a3))。
另外，改变车轮20R(20F)的前束角是通过由设于车轮驱动部200下方的转台300的旋转而使履带234相对于车轮20R(20F)的水平直径线(赤道线)的配置方向发生变化来进行的。
通过采用这样的方法，对不能改变车轮20R的前束角的机动四轮车也可以进行应对。并且，由于实际上并不需要改变车轮20R的前束角，因此可以迅速地取得不同的前束角的数据。不言而喻，通过代替改变履带234相对于车轮20R(20F)的水平直径线的配置方向而调整机动四轮车10的悬挂安装状态，也可以改变车轮20R(20F)的前束角。
并且，姿态角运算部509通过对车轮20R的前束角不同的情况下的变动能量和EB”的值进行线性插补而求得对应的区域B直线SB(参照图9(a3))。接着，姿态角运算部509运算作为区域A直线SA与区域B直线SB的交点的奇异点PRL处的前束角TBR。
另外，姿态角运算部509是基于在车轮20R的前束角(姿态角)不同的情况下的多个横向力变动率dFy的平方和而运算该平方和为最小的前束角TI(基准车轮理想姿态角)的部分，在本实施方式中构成基准车轮理想姿态角运算部。
具体地说，作为横向力变动率dFy的平方和，姿态角运算部509对每个设定为不同的值的车轮20R的前束角(例如4种前束角)运算在期间T(参照图6(a))的横向力变动率dFy(二次微分值)的平方和E”(＝∑(d2Fy/dt2)2)。
另外，姿态角运算部509是运算车轮20R(基准车轮)与安装在机动四轮车10的前后方向的不同位置上的车轮20F(非基准车轮)的区域A直线SA与区域B直线SB的交点、即奇异点PFL(奇异点PFR)处的前束角TNBR(非基准车轮参照姿态角)的部分，在本实施方式中构成非基准车轮参照姿态角运算部。
例如，姿态角运算部509通过与上述的车轮20R相同的方法来运算奇异点PFL处的前束角TNBR(参照图9(b3))。
另外，姿态角运算部509是基于前束角TBR(基准车轮参照姿态角)与前束角TI(基准车轮理想姿态角)的差、及前束角TNBR(非基准车轮参照姿态角)来运算设定于车轮20F(非基准车轮)上的前束角TNBA(非基准车轮设定姿态角)的部分，在本实施方式中构成非基准车轮设定姿态角运算部。
具体地说，姿态角运算部509使用基于前束角TBR与前束角TI之差的比率来运算前束角TNBA。另外，姿态角运算部509也可以使用下面的运算式来运算前束角TNBA。
TNBA＝TNBR+(TBR-TI)×(TNBR)2/[(TBR)2+(TNBR)2]另外，前束角TNBA的具体运算方法将在后述中说明。
显示部513是用于显示由传感器信号接收部503输出的距离传感器176与各车轮之间的距离、履带234相对于车轮20R(20F)的水平直径线(赤道线)的配置方向(前束角)、存储于存储部517中的纵向力Fx、横向力Fy、变动率(dFx、dFy)及变动能量和(EA”、EB”)等的值或图表的部分。具体地说，显示部513由通过CRT或LCD进行显示的显示器构成。
操作部515是接受作业者对车轮姿态角测定装置500的操作内容的部分。具体地说，操作部515由键盘、鼠标等构成。
存储部517是存储由变动能量和运算部507运算的变动能量和(EA”、EB”)、和由姿态角运算部509运算的前束角(TBR、TI、TNBR、TNBA)的值的部分。
(车轮姿态角测定系统的动作)下面，说明上述车轮姿态角测定系统的动作。
(1)后轮的测定首先，参照图7说明在本实施方式中对作为基准车轮的车轮20R进行的测定。
如同图所示，在步骤S10中，作为测定的准备，作业者对车轮驱动部200的位置进行调整，使得车轮驱动部200(履带234)抵接在载置于载置台112上的机动四轮车10的各车轮上，并且由车轮止动板164将除了作为测定对象的车轮20R(例如左后轮/RL)以外的车轮锁定住。
在此，在依据距离传感器176与各车轮之间的距离的数据而使机动四轮车10的载置位置在前后方向上产生倾斜时，显示部513显示其内容，作业者使车辆宽度方向电动机260进行工作，以修正机动四轮车10的载置位置。
在步骤S20中，作业者对操作部515进行操作，从而驱动车轮驱动部200的履带234。通过驱动履带234，设置在履带234上的突起238与车轮20R的胎面相抵接，同时突起238进行移动，从而使车轮20R上产生纵向力Fx及横向力Fy。
在步骤S30中，车轮姿态角测定装置500接收来自设置在车轮驱动部200上的力传感器252的输出信号，具体地说是接收由构成力传感器252的测力传感器输出的电压值(单位伏特)。该电压值与纵向力Fx及横向力Fy相关，换算成kg的话，5V相当于100kg。
在步骤S40中，作业者要确认是否能够正常取得在测定对象车轮20R上产生的纵向力Fx及横向力Fy的数据(电压值)。
在不能正常取得在车轮20R上产生的纵向力Fx及横向力Fy的数据时(步骤S40的NO)，作业者要再次执行步骤S20及S30的处理。另外，作业者在改变另一后轮(例如右后轮/RR)及后轮的前束角而继续进行测定时(步骤S50的NO)，要反复执行步骤S10～S40的处理。
像上述那样，在本实施方式中，前束角的改变是通过使设置在车轮驱动部200下方的转台300转动而使履带234相对于车轮20R的水平直径线(赤道线)的配置方向发生变化来进行的。
另外，在本实施方式中，将两个车轮20R(RL/RR)作为对象，对4种(或者5种)前束角执行上述的步骤S10～S40的处理。
另外，虽然根据构成车轮20R(20F)的充气轮胎的类别等而有所不同，但是前束角的1度大致相当于与横向力Fy相关的5V电压。即，在本实施方式中，由于直接使用由测力传感器输出的电压值，因此前束角用该电压值来表示。不言而喻，也可以执行将该电压值变换为前束角的值的处理方法。或者也可以通过使前束角的值和该前束角的电压值相关，从而代替电压值而显示前束角的值。该前束角的值是根据对转台300的旋转量进行检测的履带配置方向检测部310(回转式编码器)的输出值而得到的。
另外，在本实施方式中，将上述4种前束角的值设定为该电压值大概在-3.0V～+5.0V的范围内，即大概-0.6度～+1.0度的前束角的范围内。
在完成了对两后轮的测定时(步骤S50的YES)，作业者在步骤S60中解除对车轮的锁定。
在步骤S70中，车轮姿态角测定装置500使用在车轮20R上产生的纵向力Fx及横向力Fy的数据来运算纵向力Fx及横向力Fy的每单位时间dt的变动率、即纵向力变动率dFx及横向力变动率dFy。
具体地说，作为纵向力变动率dFx，车轮姿态角测定装置500运算纵向力Fx的一次微分值(＝dFx/dt)及二次微分值(＝d2Fx/dt2)。作为横向力变动率dFy，车轮姿态角测定装置500运算横向力Fy的一次微分值(＝dFy/dt)及二次微分值(＝d2Fy/dt2)。
在此，图9(a1)表示随着车轮20R(左后轮/RL)攀升至突起238而产生的纵向力Fx及横向力Fy的变动状况。具体地说，在图9(a1)中，表示了改变车轮20R的前束角而测定的各前束角的纵向力Fx及横向力Fy的变动状况。在图9(a1)中，纵向力Fx用实线表示，横向力Fy用虚线表示。
图9(a2)表示了基于图9(a1)所示的纵向力Fx及横向力Fy的数据而运算的纵向力变动率dFx及横向力变动率dFy(纵向力Fx及横向力Fy的二次微分值)。在图9(a2)中，纵向力Fx的二次微分值用实线表示，横向力Fy的二次微分值用虚线表示。
接着，如图7所示，在步骤S80中，车轮姿态角测定装置500基于横向力变动率dFy(横向力Fy的二次微分值)而运算区域A的变动能量和EA”，并且运算区域B的变动能量和EB”。
另外，像上述那样，区域A为随着车轮20R攀升至突起238(实际上是车轮20R被借助履带234而进行移动的突起238推上去的)而到车轮20R变形至大致最大的变形最大时刻为止的期间(图6(a)的P1～P2的期间)。
另外，区域B为从随着车轮20R攀升至突起238而车轮20R变形至大致最大的变形最大时刻开始的期间(图6(a)的P2～P3的期间)。
具体地说，作为变动能量和EA”，车轮姿态角测定装置500运算区域A的横向力变动率dFy(二次微分值)的总和(＝∑d2Fy/dt2)。并且作为变动能量和EB”，车轮姿态角测定装置500运算区域B的横向力变动率dFy(二次微分值)的总和(＝∑d2Fy/dt2)。
在步骤S90中，车轮姿态角测定装置500运算基于车轮20R(左后轮/RL)的前束角不同的情况下的表示变动能量和EA”的值的多个点所对应的区域A直线SA、与基于表示变动能量和EB”的值的多个点所对应的区域B直线SB的交点、即奇异点PRL(或右后轮/RR的奇异点PRR)处的前束角TBR(基准车轮参照姿态角)。
具体地说，车轮姿态角测定装置500通过对各前束角的变动能量和EA”、EB”的值进行线性插补而求得对应的区域A直线SA、SB。并且，车轮姿态角测定装置500运算奇异点PRL(奇异点PRR)处的前束角TBR。
在此，图9(a3)表示上述车轮20R(左后轮/RL)的区域A直线SA与区域B直线SB的交点、即奇异点PRL。在同图(a3)中，运算与奇异点PRL处的前束角TBR相关的电压值约为2.414V。
接着，如图7所示，在步骤S100中，车轮姿态角测定装置500基于在车轮20R的前束角不同的情况下的多个横向力变动率dFy的平方和而运算该平方和为最小的前束角TI(基准车轮理想姿态角)。
具体地说，车轮姿态角测定装置500对每个设定为不同的值的车轮20R的前束角运算在期间T(参照图6(a))的横向力变动率dFy(二次微分值)的平方和E”(＝∑(d2Fy/dt2)2)。
在步骤S110中，车轮姿态角测定装置500显示步骤S70～S90的运算结果，并对其进行存储，从而完成了对车轮20R的测定。另外，步骤S100的处理与步骤S80的处理同时进行，或者也可以在步骤S80之前先进行步骤S100的处理。
(2)前轮的测定下面，参照图8说明在本实施方式中对作为非基准车轮的车轮20F进行的测定。另外，在下面适当地省略了与上述车轮20R相同的处理的说明。
如同图所示，步骤S210～S280的处理与上述的步骤S10～S80的处理(参照图7)相同，因此对车轮20F也执行相同的处理。
在步骤S290中，车轮姿态角测定装置500运算在车轮20R(基准车轮)和安装于机动四轮车10的前后方向的不同位置的车轮20F(非基准车轮)的区域A直线SA与区域B直线SB的交点、即奇异点PFL(或右前轮的奇异点PFR)处的前束角TNBR(非基准车轮参照姿态角)。
具体地说，车轮姿态角测定装置500通过与上述车轮20R相同的处理(参照步骤S90)而运算车轮20F的奇异点PFL(奇异点PFR)处的前束角TNBR。
在此，图9(b1)～(b3)表示车轮20F(左前轮/FL)的数据，(b1)表示纵向力Fx及横向力Fy的变动状况，(b2)表示基于纵向力Fx及横向力Fy的数据而运算的纵向力变动率dFx及横向力变动率dFy(纵向力Fx及横向力Fy的二次微分值)，(b3)表示作为区域A直线SA与区域B直线SB的交点的奇异点PFL。在同图(b3)中，运算与奇异点PFL处的前束角TNRR相关的电压值约为0.710V。
接着，如图8所示，在步骤S300中，车轮姿态角测定装置500基于前束角TBR(基准车轮参照姿态角)与前束角TI(基准车轮理想姿态角)之差、及前束角TNBR(非基准车轮参照姿态角)而运算设定于车轮20F(非基准车轮)上的前束角TNBA(非基准车轮设定姿态角)。
在此，参照图10说明前束角TNBA的运算方法。首先，车轮姿态角测定装置500基于后轮轴(RL/RR)的前束角TBR与前轮轴(FL/FR)的前束角TNBR的值而如下面那样地运算后轮轴与前轮轴的参照前束角(TBR、TNBR)的比率(力矩比率)。
(0.710V+1.013V)/(2.414V+2.160V)≈0.377接着，车轮姿态角测定装置500如下面那样地运算前束角TBR与前束角TI的差。
2.414V-1.420V＝0.994V…(左后轮/RL)2.160V-1.360V＝0.800V…(右后轮/RR)并且，车轮姿态角测定装置500使用上述力矩比率及前束角TBR与前束角TI的差而如下面那样地运算前束角TNBA。
0.710V-(0.994V×0.377)≈0.335V…(左前轮/FL)1.013V-(0.800V×0.377)≈0.717V…(右前轮/FR)另外，车轮姿态角测定装置500也可以代替上述运算方法而使用下面的运算式来运算前束角TNBA。
TNBA＝TNBR+(TBR-TI)×(TNBR)2/[(TBR)2+(TNBR)2]接着，如图8所示，在步骤S310中，作业者基于在步骤S300中运算的设定于车轮20F上的前束角TNBA(电压值)的值来调整机动四轮车10的前轮悬挂(未图示)安装状态，使得车轮20F形成前束角TNBA。
另外，作业者根据与前束角TNBA相关的电压值来判断设定于机动四轮车10的车轮20F上的前束角TNBA的角度(像上述那样，虽然由于构成车轮20R(20F)的充气轮胎的类别等而有所不同，但是前束角的1.0度大致相当于5V电压)，并将车轮20F调整为该前束角。
(比较评价)下面，参照图11～图13说明关于对设定为前束角TNBA的机动四轮车实施的行驶稳定性(操纵性和稳定性)的比较评价试验的方法及其结果。该前束角TNBA是由上述车辆姿态角测定系统运算来的。
(1)由试验驾驶员进行的行驶稳定性比较图11以图表表示了由试验驾驶员进行的感觉评价的结果。如图11所示，对于驱动方式或排气量不同的3种机动四轮车，比较了将其设定为标准前束角(在新车时设定的前束角)的状态和设定为前束角TNBA(调整后的前束角)的状态下的行驶稳定性。
另外，实验条件等如下。
·车辆种类(驱动方式)FR车A、FF车A、及FF车B；·安装轮胎类别新车安装(OE)轮胎A、B及更换用轮胎A、B；·点评基准(6)-勉强满意、(7)-大体满意、(8)-满意；·点评差异水平(±0.5)-稍有差别、(±1.0)-有差别、(±2.0)-差别较大。
如同图所示，对于所有的车辆种类，调整为前束角TNBA之后的行驶稳定性都有所提高。另外，即使在同一种车辆(FR车A)上安装了不同的轮胎(新车安装轮胎A、更换用轮胎A)时，调整为前束角TNBA之后的行驶稳定性也有所提高。
即，可以确认不论机动四轮车或安装的轮胎的类别如何，与设定为标准前束角的情况相比，调整为使用车轮姿态角测定系统运算的前束角TNBA的机动四轮车的行驶稳定性有所提高。
(2)对悬挂的输入量的比较图12(a)及(b)是对向上述FF车B的悬挂(具体地说是前后左右的下臂)输入的输入量的变动状况进行比较的内容。
具体地说，图12(a)重叠地表示了在将FF车B设定为标准前束角并使其在高速公路上行驶了约6分钟的情况下，向前后左右的各下臂的输入变动状况。另一方面，图12(a)重叠地表示了在将FF车B设定为前束角TNBA(调整后前束角)并使其在高速公路上行驶了约6分钟的情况下，向前后左右的各下臂的输入变动状况。
与将FF车B设定为标准前束角的情况相比，在设定为前束角TNBA时，向下臂输入的变动率(该输入的一次微分值)的总和改善了14～15％。具体地说，在设定为前束角TNBA时，该总和有所降低。对于前轮下臂，该总和与标准前束角时的总和的比为0.8517，对于后轮下臂，该总和与标准前束角时的总和的比为0.8636。
另外，如图12所示，与设定为标准前束角的情况相比，在设定为前束角TNBA时，该变动率较小，且以一定以上的幅度进行变动的频率也有所降低。
即，如果调整为使用车轮姿态角测定系统运算的前束角TNBA，则降低了通过车轮20R(20F)而传递至机动四轮车(悬挂的下臂)的力，可以提高所谓的振动乘坐舒适性。
(3)机动四轮车的变动比较图1 3表示为了进一步客观地对设定为使用车轮姿态角测定系统运算的前束角TNBA的机动四轮车的行驶稳定性进行比较评价而实施的试验的结果。另外，本试验中使用的机动四轮车为上述的FR车A。
具体地说，图1 3(a)～(c)表示由机动四轮车进行蛇行行驶时的(1)偏航率、(2)转向角、(3)侧倾量。另外，在同图(a)～(c)所示的图表的纵轴上，用(+)表示相对于某一方向的上述(1)～(3)，用(-)表示相对于与该方向相反的方向的上述(1)～(3)。另外，对于(+)和(-)表示的上述(1)～(3)的方向并不一致(例如，偏航率与转向角的方向)这一点还望留意。
图13(a)表示了机四轮车在由前束角TNBA向“外侧”(机动四轮车10的车辆宽度方向外侧)偏置0.1度的状态下进行蛇行行驶的结果。另一方面，图13(b)表示了机动四轮车在由前束角TNBA向“内侧”(机动四轮车10的车辆宽度方向内侧)偏置0.1度的状态下进行蛇行行驶的结果。另外，图13(c)表示了机动四轮车在设定为前束角TNBA的状态下进行蛇行行驶的结果。
将图13(a)～(c)进行比较，在图13(a)中，相对于转向角的增加，从中途起偏航率没有追随该转向角的增加成为“达到极限状态”。即，在增加转向角时，从某一时刻起，与转向角相对应的侧抗力没有上升，因此驾驶员会有从某一时刻起“方向盘不能扭转这样的感觉”。
在图13(b)中，相对于转向角的增加，偏航率发生延迟，对转向角的响应变得缓慢。另外，与图13(a)及(c)相比，侧倾量也会变大。
在图13(c)中，与图13(a)或(b)相比，相对于转向角的增加，偏航率成线性追随转向角的增加，驾驶员会有这样的感觉机动四轮车10对转向操作反应灵敏，并且转向特性大致为空挡转向。
另外，可知在图13(c)中，与图13(a)或(b)相比，在侧倾量、特别是转向角大致恢复至0度时，即、恢复直线行驶时，向相反侧的侧倾量变小、所谓的“收敛感”良好，且操纵性和稳定性优良。
作用与效果根据上述说明的本实施方式的车轮姿态角测定系统(车轮姿态角测定用升降机100和车轮姿态角测定装置500)，基于对应于变动能量和EA”的值的区域A直线SA与对应于变动能量和EB”的值的区域B直线SB的交点(奇异点PRL、PFL)处的姿态角、即前束角TBR(基准车轮参照姿态角)而运算前束角TNBA(非基准车轮设定姿态角)。
为此，不需要像上述以往的姿态角(前束角)调整方法那样地执行使在车轮20F(非基准车轮)上产生的横向力Fy在时间轴上的轨迹与在车轮20R(基准车轮)上产生的横向力Fy在时间轴上的轨迹近似这样的复杂的处理，可以容易并可靠地设定前束角TNBA。
另外，在以往的姿态角调整方法中，存在有时无法使在车轮20F(非基准车轮)上产生的横向力Fy在时间轴上的轨迹与在车轮20R(基准车轮)上产生的横向力Fy在时间轴上的轨迹充分地近似这样的问题，但在本发明中可以回避这样的问题。
即，由于使用了使变动能量和EA”与变动能量和EB”相同的前束角TBR来确定车轮20F(非基准车轮)的前束角TNBA，因此可以使在车轮20F(前轮)和车轮20R(后轮)处产生的横向力Fy的特性保持平衡，可以容易地确定能够使在车轮20F(前轮)和车轮20R(后轮)处产生的横向力Fy的特性更加近似的前束角TNBA的值。
更加具体地说，可以使由在各车轮处产生的横向力Fy所产生的机动四轮车10的力矩在构成机动四轮车10的车体的重心位置的附近保持平衡。
即，发明人设定了如下假设，并通过上述比较评价试验来证明该假设成立。该假设为使随着对机动四轮车10的各车轮(RL/RR/FL/FR)进行干扰(使车轮向突起238上攀升)而形成的输入(变动能量和EA”)的、从各车轮的输出(变动能量和EB”)的比率相等，从而可以在车体的重心位置的附近使该力矩保持平衡。
像上述那样，设定为前束角TNBA的机动四轮车10的转向特性会变得与空挡转向相接近。即，机动四轮车10显现出线性的稳定的变动，进一步提高了机动四轮车10的操纵性和稳定性这样的行驶稳定性。
并且，在设定为前束角TNBA的机动四轮车10中，降低了通过车轮20R(20F)而传递至机动四轮车10的力，可以提高所谓的振动乘坐舒适性。
另外，由于像这样地确定了前束角TNBA，因此即使在因机动四轮车10的悬挂方式的不同等而使基准车轮与非基准车轮的变动能量和差异很大时，也可以运算前束角TNBA。即，可以不受机动四轮车10的悬挂方式的影响地运算前束角TNBA。
另外，根据本实施方式的车轮姿态角测定系统，由于是基于在各车轮上产生的纵向力Fx及横向力Fy而运算应设定的前束角(前束角TNBA)，因此即使在更换了充气轮胎或轮胎车轮时，也可以容易地设定更加适合的前束角。
(其他的实施方式)像上述那样，通过本发明的实施方式公开了本发明的内容，但是不应理解为本发明限定于成为该公开的一部分的论述及附图。技术人员应该清楚对于该公开还存在各种各样的替代实施方式、实施例及应用技术。
例如，在上述的本发明实施方式中，以作为乘用车的机动四轮车10为例进行了说明，但本发明并不限定于乘用车，当然也可以应用于例如SUV、卡车或公交汽车等。
另外，在上述的本发明实施方式中，作为变动能量和EA”、EB”，使用了横向力变动率dFy(二次微分值)的总和(＝∑d2Fy/dt2)，但是作为变动能量和EA”、EB”，也可以使用一次微分值的总和(＝∑dFy/dt)、或三次微分值的总和(＝∑d3Fy/dt3)。
另外，也可以使用变动能量和EA”与EB”之差的平方值来求得奇异点(PRL等)。
并且，在上述的本发明实施方式中，作为车轮20R(20F)的姿态角，是对前束角进行了测定和运算，但也可以代替前束角而对例如外倾角进行测定和运算地运用本发明。
另外，在上述的本发明实施方式中，是将车轮20R(后轮)作为基准车轮，但是也可以根据机动四轮车10的悬挂方式而将车轮20F(前轮)作为基准车轮。
并且，也可以将构成上述车轮姿态角测定装置500的动作控制部501、传感器信号接收部503、变动率运算部505、变动能量和运算部507及姿态角运算部509作为可以通过个人计算机等的计算机运行的程序来进行提供。
像这样，不言而喻，本发明包括在此没有记载的各种各样的实施方式等。因此，本发明的技术范围只由来自上述说明的适当的权利要求范围内的发明特定事项来确定。
产业上利用的可能性像上述那样，由于本发明的车轮姿态角测定装置可以确定使在前轮和后轮上产生的横向力的特性更加近似的姿态角的值，因此在车轮姿态角的调整等中是很有用的。
权利要求
1.一种车轮姿态角测定装置，其特征在于，包括传感器信号接收部，该传感器信号接收部在包括随着基准车轮攀升至规定的突起而上述基准车轮变形至大致最大的变形最大时刻在内的规定期间内，接收来自对在上述基准车轮上产生的横向力的值进行测定的传感器的输出信号，该基准车轮是安装在车辆上的、带有充气轮胎的车轮中的任一个车轮；变动能量和运算部，该变动能量和运算部使用上述输出信号，运算到上述变形最大时刻为止的前半期间中的上述横向力的变动率的和、即前半期间变动能量和、及在从上述变形最大时刻开始的后半期间中的上述横向力的变动率的和、即后半期间变动能量和；基准车轮参照姿态角运算部，该基准车轮参照姿态角运算部运算基准车轮参照姿态角，该基准车轮参照姿态角是基于上述基准车轮的姿态角不同的情况下的上述前半期间变动能量和的值所对应的前半期间直线与基于上述基准车轮的姿态角不同的情况下的上述后半期间变动能量和的值所对应的后半期间直线的交点处的姿态角；非基准车轮设定姿态角运算部，该非基准车轮设定姿态角运算部基于上述基准车轮参照姿态角，运算对非基准车轮设定的非基准车轮设定姿态角，该非基准车轮与上述基准车轮安装在上述车辆的前后方向的不同位置上。
2.根据权利要求1所述的车轮姿态角测定装置，其特征在于，该装置还具有基准车轮理想姿态角运算部，该基准车轮理想姿态角运算部基于在上述基准车轮的姿态角不同的情况下的上述横向力的变动率的平方和而运算上述平方和为最小的基准车轮理想姿态角；上述非基准车轮设定姿态角运算部基于上述基准车轮参照姿态角及上述基准车轮理想姿态角来运算上述非基准车轮设定姿态角。
3.根据权利要求2所述的车轮姿态角测定装置，其特征在于，该装置还具有非基准车轮参照姿态角运算部，该非基准车轮参照姿态角运算部运算上述非基准车轮的前半期间直线与后半期间直线的交点处的姿态角、即非基准车轮参照姿态角，上述非基准车轮参照姿态角运算部基于上述基准车轮参照姿态角与上述基准车轮理想姿态角之差、及上述非基准车轮参照姿态角来运算上述非基准车轮设定姿态角。
4.根据权利要求1所述的车轮姿态角测定装置，其特征在于，上述传感器信号接收部在上述规定期间内进一步接收来自对在上述基准车轮上产生的纵向力的值进行测定的传感器的输出信号，上述变动能量和运算部基于上述纵向力的一次微分值来确定上述前半期间或上述后半期间。
5.根据权利要求1所述的车轮姿态角测定装置，其特征在于，上述变动能量和运算部，作为上述横向力的变动率，使用上述横向力的二次微分值来运算上述前半期间变动能量和或上述后半期间变动能量和。
6.根据权利要求2所述的车轮姿态角测定装置，其特征在于，上述基准车轮理想姿态角运算部，作为上述横向力的变动率，使用上述横向力的二次微分值来运算上述平方和。
7.一种车轮姿态角测定方法，其特征在于，包括接收信号的步骤，在包括随着基准车轮攀升至规定的突起、上述基准车轮变形至大致最大的变形最大时刻在内的规定期间内，接收来自对在上述基准车轮上产生的横向力的值进行测定的传感器的输出信号，该基准车轮是安装在车辆上的、带有充气轮胎的车轮中的任一个车轮；运算变动能量和的步骤，使用上述输出信号，运算到上述变形最大时刻为止的前半期间中的上述横向力的变动率的和、即前半期间变动能量和、及从上述变形最大时刻开始的后半期间中的上述横向力的变动率的和、即后半期间变动能量和；运算基准车轮参照姿态角的步骤，该基准车轮参照姿态角是基于上述基准车轮的姿态角不同的情况下的上述前半期间变动能量和的值所对应的前半期间直线与基于上述基准车轮的姿态角不同的情况下的上述后半期间变动能量和的值所对应的后半期间直线的交点处的姿态角；运算非基准车轮设定姿态角的步骤，基于上述基准车轮参照姿态角运算非基准车轮设定姿态角，该非基准车轮设定姿态角设定于安装在上述车辆的前后方向上与上述基准车轮不同位置上的非基准车轮。
8.根据权利要求7所述的车轮姿态角测定方法，其特征在于，该测定方法还具有基于在上述基准车轮的姿态角不同的情况下的上述横向力的变动率的平方和而运算上述平方和为最小的基准车轮理想姿态角的步骤，在运算上述非基准车轮设定姿态角的步骤中，基于上述基准车轮参照姿态角及上述基准车轮理想姿态角运算上述非基准车轮设定姿态角。
9.根据权利要求7所述的车轮姿态角测定方法，其特征在于，该测定方法还具有运算上述非基准车轮的前半期间直线与后半期间直线的交点处的姿态角、即非基准车轮参照姿态角的步骤，在运算上述非基准车轮设定姿态角的步骤中，基于上述基准车轮参照姿态角与上述基准车轮理想姿态角之差、及上述非基准车轮参照姿态角而运算上述非基准车轮设定姿态角。
10.根据权利要求7所述的车轮姿态角测定方法，其特征在于，在接收上述输出信号的步骤中，在上述规定期间内进一步接收来自对在上述基准车轮上产生的纵向力的值进行测定的传感器的输出信号，在运算上述变动能量和的步骤中，基于上述纵向力的一次微分值来确定上述前半期间或上述后半期间。
11.根据权利要求7所述的车轮姿态角测定方法，其特征在于，在运算上述变动能量和的步骤中，作为上述横向力的变动率，使用上述横向力的二次微分值来运算上述前半期间变动能量和或上述后半期间变动能量和。
12.根据权利要求8所述的车轮姿态角测定方法，其特征在于，在运算上述基准车轮理想姿态角的步骤中，作为上述横向力的变动率，使用上述横向力的二次微分值来运算上述平方和。
全文摘要
本发明提供一种车轮姿态角测定装置及车轮姿态角测定方法。该车轮姿态角测定装置基于在基准车轮(RL)上产生的纵向力变动率(d
文档编号B62D17/00GK101014846SQ200580030329
公开日2007年8月8日 申请日期2005年9月8日 优先权日2004年9月9日
发明者成濑丰 申请人:株式会社普利司通