トー角自動調整装置およびその制御方法
【課題】調整後のトー角が、トー角の目標値と一致しているか否かを、タイヤを一回転させることなく短時間で精度よく判定することができる車両のトー角自動調整装置およびその制御方法を提供する。
【解決手段】制御装置２１は、トー角測定装置１による各トー角θ１〜θ４の測定結果に基づいて、各タイヤ１１・１２・１３・１４が一回転する間の各回転位相における各トー角θ１〜θ４の変化量の推移を示す各基準波形Ｐ１〜Ｐ４を算出するとともに、各回転位相における各トー角θ１〜θ４の目標値を示す各目標波形Ｑ１〜Ｑ４を設定し、各タイヤ１１・１２・１３・１４が任意の回転位相Ｒ１〜Ｒ４であるときのトー角測定装置１による測定結果（各トー角現在値θｎ１〜θｎ４）が、各目標波形Ｑ１〜Ｑ４の任意の回転位相Ｒ１〜Ｒ４における波形と一致するとき、各トー角現在値θｎ１〜θｎ４が目標値θｓｅｔに達したと判定する。
【解決手段】制御装置２１は、トー角測定装置１による各トー角θ１〜θ４の測定結果に基づいて、各タイヤ１１・１２・１３・１４が一回転する間の各回転位相における各トー角θ１〜θ４の変化量の推移を示す各基準波形Ｐ１〜Ｐ４を算出するとともに、各回転位相における各トー角θ１〜θ４の目標値を示す各目標波形Ｑ１〜Ｑ４を設定し、各タイヤ１１・１２・１３・１４が任意の回転位相Ｒ１〜Ｒ４であるときのトー角測定装置１による測定結果（各トー角現在値θｎ１〜θｎ４）が、各目標波形Ｑ１〜Ｑ４の任意の回転位相Ｒ１〜Ｒ４における波形と一致するとき、各トー角現在値θｎ１〜θｎ４が目標値θｓｅｔに達したと判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トー角自動調整装置およびその制御方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のトー角を自動的に調整するトー角自動調整装置の技術は公知となっており、例えば、以下に示す特許文献１に開示されている。
係る特許文献１に記載された従来技術において、トー角自動調整装置は、車両に備えられた車輪（タイヤ）のトー角を測定するトー角測定手段と、タイヤのトー角を目標トー角に調整するトー角調整手段を備えている。また、トー角調整手段は制御手段を備えている。
【０００３】
そして、トー角測定手段により測定されたトー角が所定の目標トー角と異なるときには、その差異に応じて、制御手段によって、トー角調整手段に対して指示するべき調整量を指示するとともに、測定されたトー角が目標トー角と一致するまで、随時調整量を更新しながら、トー角調整手段による調整作業を繰り返して実行する。
【０００４】
トー角は、タイヤの回転位相に応じて、一定の規則性をもって変動するため、タイヤがある任意の回転位相である場合に測定されたトー角が目標トー角と一致したからといって、必ずしもトー角が目標トー角に一致したと判定することができないという性質を有するものである。
【０００５】
このため従来は、測定されたトー角が目標トー角と一致しているか否かの判定は、以下の手順で行われている。
まず、タイヤを一回転させる。そして、タイヤが一回転する間の各回転位相のうち、少なくとも複数の回転位相を選択して、その選択した各回転位相でトー角を測定する。そして、各回転位相において測定して得られた各トー角の平均値を求め、該平均値が目標トー角と一致するか否か（または、平均値が目標トー角を基準とする一定の閾値内に収まっているか否か）に応じて行われている。
【０００６】
このように従来は、トー角の調整結果を判定する（即ち、トー角が目標トー角と一致した（あるいは閾値内に収まった）か否かを判定する）ためには、トー角を調整する度に必ずタイヤを一回転させる必要があり、このためにトー角の自動調整に要する時間が長期化する要因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−１４５２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、係る現状を鑑みてなされたものであり、調整後のトー角が、トー角の目標値と一致しているか否かを、タイヤを一回転させることなく短時間で精度よく判定することができるトー角自動調整装置およびその制御方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、車両に設けられたタイヤのトー角を測定するトー角測定装置と、前記トー角を調整するトー角調整装置と、前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果に基づいて、前記トー角調整装置による前記トー角の調整量を算出するとともに、該調整量の算出結果を前記トー角調整装置に出力する制御装置と、前記タイヤの回転位相を検出する回転位相検出装置と、を備えるトー角自動調整装置であって、前記制御装置は、前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果に基づいて、前記タイヤが一回転する間の各回転位相における前記トー角の変化量の推移を示す基準波形を算出するとともに、該基準波形におけるトー角の平均値を、予め設定された前記トー角の目標値に一致させて、各回転位相における前記トー角の目標値を示す目標波形を設定し、前記タイヤが任意の回転位相であるときの前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果が、前記目標波形の前記任意の回転位相における波形と一致するとき、前記トー角が前記目標値に達したと判定するものである。
【００１１】
請求項２においては、車両に設けられたタイヤのトー角を測定するトー角測定装置と、前記トー角を調整するトー角調整装置と、前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果に基づいて、前記トー角調整装置による前記トー角の調整量を算出するとともに、該調整量の算出結果を前記トー角調整装置に出力する制御装置と、前記タイヤの回転位相を検出する回転位相検出装置と、を備えるトー角自動調整装置の制御方法であって、前記制御装置によって、前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果に基づいて、前記タイヤが一回転する間の各回転位相における前記トー角の変化量の推移を示す基準波形を設定する基準波形設定工程と、前記制御装置によって、前記基準波形におけるトー角の平均値を、予め設定された前記トー角の目標値に一致させて、各回転位相における前記トー角の目標値を示す目標波形を設定する目標波形設定工程と、前記制御装置によって、前記タイヤが任意の回転位相であるときの前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果が、前記目標波形の前記任意の回転位相における波形と一致するか否かを判定するトー角判定工程と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
請求項１においては、調整後のトー角測定値が、トー角目標値と一致しているか否かの合否判定を、タイヤを一回転させることなく短時間で精度よく判定することができる。
【００１４】
請求項２においては、調整後のトー角測定値が、トー角目標値と一致しているか否かの合否判定を、タイヤを一回転させることなく短時間で精度よく判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】（ａ）本発明の一実施例に係るトー角測定装置における測定範囲の設定状況を示す左側面模式図、（ｂ）本発明の一実施例に係るトー角測定装置の全体構成を示す左側面模式図。
【図３】（ａ）本発明の一実施例に係るトー角測定装置における測定範囲の設定状況を示す右側面模式図、（ｂ）本発明の一実施例に係るトー角測定装置の全体構成を示す右側面模式図。
【図４】本発明の一実施例に係るトー角測定装置の全体構成を示す平面模式図。
【図５】本発明の一実施例に係るトー角測定装置によるトー角の測定状況を示す斜視図。
【図６】本発明の一実施例に係るトー角の算出方法を示す説明図。
【図７】各タイヤにおけるトー角を示す説明図。
【図８】本発明の一実施例に係るトー角調整装置によるトー角の調整状況（調整前）を示す側面模式図。
【図９】本発明の一実施例に係るトー角調整装置によるトー角の調整状況（調整中）を示す側面模式図。
【図１０】（ａ）本発明の一実施例に係る基準波形の生成方法を示す説明図、（ｂ）本発明の一実施例に係る目標波形の生成方法を示す説明図。
【図１１】本発明の一実施例に係る制御装置による制御動作を示すロジック図。
【図１２】（ａ）本発明の一実施例に係る制御装置による制御方法を示す説明図、（ｂ）従来の制御方法を示す説明図。
【図１３】本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置の全体構成を示す側面模式図。
【図１４】本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置によるトー角の自動調整作業を示す作業フロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置について、図１を用いて説明をする。図１は本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置の全体構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示す如く、本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置２０は、トー角測定装置１、制御装置２１、トー角調整装置２２、モニタ２３、操作スイッチ２４、回転ローラ２５等から構成されている。
【００１８】
トー角測定装置１は、車両に備えられるタイヤのトー角を測定する機能を有する装置であり、制御装置２１と接続されている。また、トー角調整装置２２は、車両におけるトー角の調整部位（後述するタイロッド２７等）に機械的な作用を施す（例えば、ボルトやナットを締めたり緩めたりする）機能を有する装置であり、制御装置２１と接続されている。回転ローラ２５は、タイヤを回転駆動する機能を有するとともに、エンコーダ２６と協働して回転駆動されるタイヤの回転位相を検出する機能を有する装置であり、エンコーダ２６を介して制御装置２１と接続されている。制御装置２１は、トー角自動調整装置２０の各部（トー角測定装置１、トー角調整装置２２、回転ローラ２５等）の動作を制御するための指令信号を出力する機能を有するとともに、前記各部から入力された情報に基づいて調整されたトー角の合否を判定する機能を有する装置である。
【００１９】
また、モニタ２３は、制御装置２１に接続されるディスプレイ装置であり、制御装置２１に入力されたトー角測定装置１によるトー角の測定結果等が表示され、トー角の調整作業（所謂、アライメント調整作業）を行う作業者に対して、車両の状態等を報知するものである。
【００２０】
操作スイッチ２４は、制御装置２１に接続されるスイッチであり、車両１００の近傍で作業者が操作することができる操作部２４ａを備えている。そして、作業者が車両の配置状態等を確認した上で、当該操作スイッチ２４の操作を行う（操作部２４ａを引く等する）ことによって、その時点から制御装置２１による制御が開始される構成としている。
【００２１】
ここで、トー角測定装置１について、図１〜図４を用いて説明をする。図２は（ａ）本発明の一実施例に係るトー角測定装置における測定範囲の設定状況を示す左側面模式図、（ｂ）本発明の一実施例に係るトー角測定装置の全体構成を示す左側面模式図、図３は（ａ）本発明の一実施例に係るトー角測定装置における測定範囲の設定状況を示す右側面模式図、（ｂ）本発明の一実施例に係るトー角測定装置の全体構成を示す右側面模式図、図４は本発明の一実施例に係るトー角測定装置の全体構成を示す平面模式図である。
【００２２】
図１に示す如く、トー角測定装置１は、検出部２、コントローラ７、演算装置８等により構成されている。
検出部２は、検出対象物たるタイヤの状態を直接検出するための部位であり、複数の距離センサ群３・４・５・６によって構成されている。そして、各距離センサ群３・４・５・６には、それぞれに前部距離センサ３ａ・４ａ・５ａ・６ａと、後部距離センサ３ｂ・４ｂ・５ｂ・６ｂと、上部距離センサ３ｃ・４ｃ・５ｃ・６ｃが備えられている。
【００２３】
コントローラ７は、前述した各距離センサ（即ち、各前部距離センサ３ａ・４ａ・５ａ・６ａ、各後部距離センサ３ｂ・４ｂ・５ｂ・６ｂおよび各上部距離センサ３ｃ・４ｃ・５ｃ・６ｃ）によって検出された信号を集約し、各信号の同期処理を施すことができる装置であり、各距離センサは、全てコントローラ７に接続されている。
また、コントローラ７は、ＰＣによって構成される演算装置８に接続されている。
【００２４】
演算装置８には、コントローラ７から入力される各信号に基づいて、タイヤの状態を算出する演算プログラムが組み込まれており、また、タイヤの状態を算出するために必要となる基本データ（即ち、タイヤの形状データ等）が予め記憶されている。
【００２５】
図２（ａ）および図３（ａ）に示す如く、トー角測定装置１によるトー角の測定対象となる車両１００は、前進方向（Ｘ軸の負方向）に対して、車両１００の左前方に配設される左前タイヤ１１と、車両１００の右前方に配設される右前タイヤ１２と、車両１００の左後方に配設される左後タイヤ１３と、車両１００の右後方に配設される右後タイヤ１４と、これらの各タイヤ１１・１２・１３・１４によって支持されているボディ１０を備えている。
【００２６】
そして、トー角測定装置１によるトー角の測定方法では、各タイヤ１１・１２・１３・１４の各外側面に、それぞれ前部１１ａ・１２ａ・１３ａ・１４ａ、後部１１ｂ・１２ｂ・１３ｂ・１４ｂ、上部１１ｃ・１２ｃ・１３ｃ・１４ｃ、と呼ぶ範囲を設定している。
【００２７】
本実施例では、各タイヤ１１・１２・１３・１４の内周円に対して上下２本の水平方向の接線と前後２本の鉛直方向の接線を設定して、各タイヤ１１・１２・１３・１４の外周円のうち車両の前方側の円弧と、前記上下２本の水平方向の接線と、前記前側の鉛直方向の接線と、によって囲まれる外側面の範囲をそれぞれ前部１１ａ・１２ａ・１３ａ・１４ａと規定している。
【００２８】
また、各タイヤ１１・１２・１３・１４の外周円のうち車両の後方側の円弧と、前記上下２本の水平方向の接線と、前記後側の鉛直方向の接線と、によって囲まれる外側面の範囲をそれぞれ後部１１ｂ・１２ｂ・１３ｂ・１４ｂと規定し、さらに、各タイヤ１１・１２・１３・１４の外周円のうち車両の上方側の円弧と、前記前後２本の鉛直方向の接線と、前記上側の水平方向の接線と、によって囲まれる外側面の範囲をそれぞれ上部１１ｃ・１２ｃ・１３ｃ・１４ｃと規定している。
【００２９】
また、タイヤの形状データ等から、検出点が得られる範囲を予め予想することによって、各範囲（即ち、各前部１１ａ・１２ａ・１３ａ・１４ａ、各後部１１ｂ・１２ｂ・１３ｂ・１４ｂおよび各上部１１ｃ・１２ｃ・１３ｃ・１４ｃ）をさらに狭めて設定することも可能であり、この場合、検出点の検出精度および検出速度（演算速度）の向上を図ることができる。
【００３０】
そして、図２（ｂ）、図３（ｂ）および図４に示す如く、トー角測定装置１では、各タイヤ１１・１２・１３・１４の各周辺部には、各距離センサ（即ち、各前部距離センサ３ａ・４ａ・５ａ・６ａ、各後部距離センサ３ｂ・４ｂ・５ｂ・６ｂおよび各上部距離センサ３ｃ・４ｃ・５ｃ・６ｃ）が配設される構成としている。
【００３１】
つまり、図２（ａ）・（ｂ）に示す如く、左前タイヤ１１の周辺部には、該左前タイヤ１１に対応させて距離センサ群３が配設され、左前タイヤ１１の外側面の前部１１ａに対応させて前部距離センサ３ａが配設され、後部１１ｂに対応させて後部距離センサ３ｂが配設され、上部１１ｃに対応させて上部距離センサ３ｃが配設されている。
そして、各距離センサ３ａ・３ｂ・３ｃによって、それぞれに対応する各範囲（即ち、前部１１ａ、後部１１ｂ、上部１１ｃ）を走査することが可能な構成としている。
【００３２】
また、図３（ａ）・（ｂ）に示す如く、右前タイヤ１２の周辺部には、該右前タイヤ１２に対応させて距離センサ群４が配設され、右前タイヤ１２の外側面の前部１２ａに対応させて前部距離センサ４ａが配設され、後部１２ｂに対応させて後部距離センサ４ｂが配設され、上部１２ｃに対応させて上部距離センサ４ｃが配設されている。
そして、各距離センサ４ａ・４ｂ・４ｃによって、それぞれに対応する各範囲（即ち、前部１２ａ、後部１２ｂ、上部１２ｃ）を走査することが可能な構成としている。
【００３３】
また、図２（ａ）・（ｂ）に示す如く、左後タイヤ１３の周辺部には、該左後タイヤ１３に対応させて距離センサ群５が配設され、左後タイヤ１３の外側面の前部１３ａに対応させて前部距離センサ５ａが配設され、後部１３ｂに対応させて後部距離センサ５ｂが配設され、上部１３ｃに対応させて上部距離センサ５ｃが配設されている。
そして、各距離センサ５ａ・５ｂ・５ｃによって、それぞれに対応する各範囲（即ち、前部１３ａ、後部１３ｂ、上部１３ｃ）を走査することが可能な構成としている。
【００３４】
また、図３（ａ）・（ｂ）に示す如く、右後タイヤ１４の周辺部には、該右後タイヤ１４に対応させて距離センサ群６が配設され、右後タイヤ１４の外側面の前部１４ａに対応させて前部距離センサ６ａが配設され、後部１４ｂに対応させて後部距離センサ６ｂが配設され、上部１４ｃに対応させて上部距離センサ６ｃが配設されている。
そして、各距離センサ６ａ・６ｂ・６ｃによって、それぞれに対応する各範囲（即ち、前部１４ａ、後部１４ｂ、上部１４ｃ）を走査することが可能な構成としている。
【００３５】
また、各距離センサ（即ち、各前部距離センサ３ａ・４ａ・５ａ・６ａ、各後部距離センサ３ｂ・４ｂ・５ｂ・６ｂおよび各上部距離センサ３ｃ・４ｃ・５ｃ・６ｃ）には、非接触式の距離センサが採用されており、各タイヤ１１・１２・１３・１４から所定の距離だけ離間した位置に配置されている。
【００３６】
次に、トー角測定装置１によるトー角の測定状況について、図５を用いて説明をする。図５は本発明の一実施例に係るトー角測定装置によるトー角の測定状況を示す斜視図である。尚、ここでは各タイヤ１１・１２・１３・１４を代表して左前タイヤ１１の周辺部におけるトー角の測定状況を例示して説明をするが、その他の各タイヤ１２・１３・１４の各周辺部におけるトー角の測定状況はこれと同様であるため、その他の各タイヤ１２・１３・１４に関する説明は、割愛している。
【００３７】
図５に示す如く、前部距離センサ３ａによって、左前タイヤ１１の前部１１ａが全面的に走査され、前部距離センサ３ａから前部１１ａまでの距離が測定される。そして、この測定結果は、演算装置８に入力される。
そして、前部距離センサ３ａによる測定結果に基づいて、演算装置８による演算がなされて、前部１１ａの表面形状が検出される。
【００３８】
さらに、検出された前部１１ａの表面形状に基づいて、演算装置８によって、前部１１ａにおいて、左前タイヤ１１の外側面方向（Ｙ軸の負方向）に最も膨出している点（言い換えれば、前部１１ａにおいて前部距離センサ３ａとの距離が最も近い点）Ａが検出される。尚、点Ａが、どのタイヤに対して検出されたものかを区別するために、左前タイヤ１１の前部１１ａに対して検出されたものは、以後、点Ａ（１１）と記載するものとする。同様に、右前タイヤ１２の前部１２ａに対して検出されたものは点Ａ（１２）と記載し、左後タイヤ１３の前部１３ａに対して検出されたものは点Ａ（１３）と記載し、右後タイヤ１４の前部１４ａに対して検出されたものは点Ａ（１４）と記載する。
【００３９】
また、前部距離センサ３ａによる測定と同時に、後部距離センサ３ｂによって、左前タイヤ１１の後部１１ｂが全面的に走査され、後部距離センサ３ｂから後部１１ｂまでの距離が測定される。そして、この測定結果は、演算装置８に入力される。
そして、後部距離センサ３ｂによる測定結果に基づいて、演算装置８による演算がなされて、後部１１ｂの表面形状が検出される。
【００４０】
さらに、検出された後部１１ｂの表面形状に基づいて、演算装置８によって、後部１１ｂにおいて、左前タイヤ１１の外側面方向（Ｙ軸の負方向）に最も膨出している点（言い換えれば、後部１１ｂにおいて後部距離センサ３ｂとの距離が最も近い点）Ｂが検出される。尚、点Ｂが、どのタイヤに対して検出されたものかを区別するために、左前タイヤ１１の後部１１ｂに対して検出されたものは、以後、点Ｂ（１１）と記載するものとする。同様に、右前タイヤ１２の後部１２ｂに対して検出されたものは点Ｂ（１２）と記載し、左後タイヤ１３の後部１３ｂに対して検出されたものは点Ｂ（１３）と記載し、右後タイヤ１４の後部１４ｂに対して検出されたものは点Ｂ（１４）と記載する。
【００４１】
さらに、前部距離センサ３ａおよび後部距離センサ３ｂによる測定と同時に、上部距離センサ３ｃによって、左前タイヤ１１の上部１１ｃが全面的に走査され、上部距離センサ３ｃから上部１１ｃまでの距離が測定される。そして、この測定結果は、演算装置８に入力される。
そして、上部距離センサ３ｃによる上部１１ｃの測定結果に基づいて、演算装置８による演算がなされて、上部１１ｃの表面形状が検出される。
【００４２】
さらに、検出された上部１１ｃの表面形状に基づいて、演算装置８によって、上部１１ｃにおいて、左前タイヤ１１の外側面方向（Ｙ軸の負方向）に最も膨出している点（言い換えれば、上部１１ｃにおいて上部距離センサ３ｃとの距離が最も近い点）Ｃが検出される。尚、点Ｃが、どのタイヤに対して検出されたものかを区別するために、左前タイヤ１１の上部１１ｃに対して検出されたものは、以後、点Ｃ（１１）と記載するものとする。同様に、右前タイヤ１２の上部１２ｃに対して検出されたものは点Ｃ（１２）と記載し、左後タイヤ１３の上部１３ｃに対して検出されたものは点Ｃ（１３）と記載し、右後タイヤ１４の上部１４ｃに対して検出されたものは点Ｃ（１４）と記載する。
【００４３】
本実施例では、各距離センサ（即ち、各前部距離センサ３ａ・４ａ・５ａ・６ａ、各後部距離センサ３ｂ・４ｂ・５ｂ・６ｂおよび各上部距離センサ３ｃ・４ｃ・５ｃ・６ｃ）としてレーザーセンサを採用している。これにより、各範囲（即ち、各前部１１ａ・１２ａ・１３ａ・１４ａ、各後部１１ｂ・１２ｂ・１３ｂ・１４ｂおよび各上部１１ｃ・１２ｃ・１３ｃ・１４ｃ）に現れる微小な形状変化を検出するために必要な検出精度を確保している。
【００４４】
次に、トー角の検出方法について、図６および図７を用いて説明をする。図６は本発明の一実施例に係るトー角の算出方法を示す説明図、図７は各タイヤにおけるトー角を示す説明図である。
図６に示す如く、左前タイヤ１１について、距離センサ群３によって測定され、演算装置８によって検出された点Ａ（１１）、点Ｂ（１１）、点Ｃ（１１）を用いて、三角形Ｓ１が形成される。
【００４５】
そして、トー角測定装置１によるトー角の測定方法では、演算装置８によって、三角形Ｓ１のＸＹ平面視におけるＸＺ平面に対する角度θ１を算出し、この角度を左前タイヤ１１のトー角θ１とする（図７参照）。
【００４６】
また同様に、右前タイヤ１２について、距離センサ群４によって測定され、演算装置８によって検出された点Ａ（１３）、点Ｂ（１３）、点Ｃ（１３）を用いて、三角形Ｓ２が形成され、演算装置８によって、三角形Ｓ２のＸＹ平面視におけるＸＺ平面に対する角度θ２を算出し、この角度を右前タイヤ１２のトー角θ２とする（図７参照）。
【００４７】
また同様に、左後タイヤ１３について、距離センサ群５によって測定され、演算装置８によって検出された点Ａ（１３）、点Ｂ（１３）、点Ｃ（１３）を用いて、三角形Ｓ３が形成され、演算装置８によって、三角形Ｓ３のＸＹ平面視におけるＸＺ平面に対する角度θ３を算出し、この角度を左後タイヤ１３のトー角θ３とする（図７参照）。
【００４８】
また同様に、右後タイヤ１４について、距離センサ群６によって測定され、演算装置８によって検出された点Ａ（１４）、点Ｂ（１４）、点Ｃ（１４）を用いて、三角形Ｓ４が形成され、演算装置８によって、三角形Ｓ４のＸＹ平面視におけるＸＺ平面に対する角度θ４を算出し、この角度を右後タイヤ１４のトー角θ４とする（図７参照）。
【００４９】
尚、本実施例で示すように、本発明は一般的な４輪を有する車両に対して適用されるものであるが、係るトー角測定装置１を応用すれば、タイヤの数量が４輪以外の車両についても、トー角の測定を行うことができる。
【００５０】
また、本実施例では、本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置に適用するトー角測定装置として、レーザーセンサを用いた非接触方式のトー角測定装置を例示しているが、本発明に係るトー角自動調整装置に適用するトー角測定装置を限定するものではなく、リアルタイムで精度よくトー角を測定することができるトー角測定装置であれば、種々の方式のものを採用することが可能である。
【００５１】
次に、トー角調整装置２２について、図１および図８、図９を用いて説明をする。図８は本発明の一実施例に係るトー角調整装置によるトー角の調整状況（調整前）を示す側面模式図、図９は本発明の一実施例に係るトー角調整装置によるトー角の調整状況（調整中）を示す側面模式図である。
図１に示す如く、本発明の一実施例に係るトー角調整装置２２は、制御装置２１から出力される指令信号に基づいて制御される装置である。
【００５２】
また、図８に示す如く、トー角調整装置２２は、ボルトやナット等を締めたり緩めたりすることができる工具としての機能を発揮する工具部２２ｃを備えるスライド部２２ａと、係る工具部２２ｃを所望する位置に導くロボットとしての機能を発揮するロボット部２２ｂを備えており、制御装置２１から指示される調整量に基づいて制御されて、任意の位置に存在するボルトやナット等の締め具合を調整することができる装置として構成されている。
【００５３】
そして、図９に示す如く、トー角調整装置２２のスライド部２２ａを、凹部２８に対して、ボディ１０等に接触させることなく挿入することができ、そして、凹部２８の内部深くに配置されるタイロッド２７に対して、スライド部２２ａ先端に形成されている工具部２２ｃを、精度良く宛がうことが可能となっている。これにより、作業者によらず、トー角調整装置２２によって、タイロッド２７を締めたり緩めたりすることが可能となる。
【００５４】
そして、トー角測定装置１によって、車両１００の各タイヤ１１・１２・１３・１４の各トー角θ１・θ２・θ３・θ４をリアルタイムで検出しながら、制御装置２１によってトー角調整装置２２の動作を制御して、各タイヤ１１・１２・１３・１４に対応するタイロッド２７・２７・・・の締め具合を調整することが可能となる。つまり、トー角測定装置１とトー角調整装置２２と制御装置２１を協働させることによって、車両１００の各タイヤ１１・１２・１３・１４の各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の調整作業を、自動的に実行する構成としている。
【００５５】
また、本実施例では、本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置に適用するトー角調整装置として、ロボット部２２ｂのガイド２２ｄに沿って、スライド部２２ａがスライドする機構を備えた簡易な機構を有するトー角調整装置２２を例示しているが、本発明に係るトー角自動調整装置に適用するトー角調整装置を限定するものではなく、例えば、ロボット部２２ｂを多関節型のロボットアームとするような構成も可能であり、該ロボットアームの手先部分に工具部を備える構成とすることも可能である。
【００５６】
次に、制御装置２１について、図１を用いて説明をする。
図１に示す如く、制御装置２１は、トー角自動調整装置２０の各部（トー角測定装置１、トー角調整装置２２、回転ローラ２５等）を制御するための装置であり、演算装置８と接続されている。そして、演算装置８からは、トー角測定装置１による各タイヤ１１・１２・１３・１４の各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の測定結果が、制御装置２１に入力される。
【００５７】
また、制御装置２１は、エンコーダ２６・２６・・・を介して回転ローラ２５・２５・・・と接続されている。そして、エンコーダ２６・２６・・・からは、各タイヤ１１・１２・１３・１４の回転位相の検出結果が、制御装置２１に入力される。
【００５８】
ここで、タイヤの回転位相とトー角の関係について、図１０を用いて説明をする。図１０は（ａ）本発明の一実施例に係る基準波形の生成方法を示す説明図、（ｂ）本発明の一実施例に係る目標波形の生成方法を示す説明図である。
【００５９】
例えば、左前タイヤ１１が回転するときのトー角θ１の変化をグラフで表すと、図１０（ａ）のように表される。そして、左前タイヤ１１が一回転するとき（即ち、左前タイヤ１１の回転位相が０〜２πまで変化する間）のトー角θ１の変化に着目し、一回転分のトー角θ１の変化を示す波形（楕円状囲み内の波形）だけを切り出したものを、基準波形Ｐ１として設定している。
【００６０】
この基準波形Ｐ１の形状は、図１０（ａ）で示すように、トー角θ１の調整が進行しても、左タイヤ１１の回転に伴って繰り返し出現することが判明している。つまり、トー角θ１の調整を行っても、左前タイヤ１１が一回転する間のトー角θ１の変化状態は一定であり、かつ、その変化状態は左前タイヤ１１の回転位相に対応しているのである。これは、その他の各タイヤ１２・１３・１４においても同様であり、一般的なタイヤ全てにおいて、トー角の変化状態には固有の特性が存在しているものである。
【００６１】
次に、目標波形の設定方法について、図１０を用いて説明をする。
図１０（ａ）に示す如く、基準波形Ｐ１に対して、その平均値θ１ａを求めることができる。
そして、この平均値θ１ａが、予め設定されたトー角θ１の目標値θｓｅｔに一致するようにして、グラフ上に基準波形Ｐ１を連続して配置すると、図１０（ｂ）に示すような波形（楕円状囲み内の波形）が生成される。この波形を目標波形Ｑ１として設定している。このようにして設定された目標波形Ｑ１は、制御装置２１に記憶される。
あるいは、目標波形Ｑ１を基準として、目標波形Ｑ１と平行な上限および下限の閾値を設定することも可能であり、上下の閾値によって挟まれる範囲を目標値として設定することも可能である。
【００６２】
そして、その他の各タイヤ１２・１３・１４についても、同様の方法により、各タイヤ１２・１３・１４に対応する各基準波形Ｐ２・Ｐ３・Ｐ４を設定するとともに、各目標波形Ｑ２・Ｑ３・Ｑ４を設定する。このようにして設定された各目標波形Ｑ２・Ｑ３・Ｑ４についても、制御装置２１に記憶される。
【００６３】
次に、制御装置２１による制御方法について、図１１を用いて説明をする。図１１は本発明の一実施例に係る制御装置による制御動作を示すロジック図である。尚、ここでは、左前タイヤ１１について例示して説明をするが、他のタイヤ１２・１３・１４についても同様の制御方法を適用している。
【００６４】
図１１に示す如く、制御装置２１（図示せず）の制御ロジックにおいては、フィードフォワード制御部ＦＦと、フィードバック制御部ＦＢを備えている。
【００６５】
フィードバック制御部ＦＢでは、トー角測定装置１によるトー角θ１の現在の測定値（トー角現在値）θｎ１の検出結果に基づいて、トー角現在値θｎ１と現在の左前タイヤ１１の回転位相Ｒ１と目標波形Ｑ１のデータの差異に基づいて、トー角調整装置２２に対して指示するべき調整量Ｄ１を算出する。
【００６６】
また、フィードフォワード制御部ＦＦでは、エンコーダ２６から入力される回転ローラ２５（即ち、左前タイヤ１１）の回転位相Ｒ１の検出結果と、目標波形Ｑ１のデータに基づいて、トー角目標値θｍ１を算出する。
【００６７】
つまり、制御装置２１では、フィードバック制御部ＦＢによって提示された調整量Ｄ１によって、トー角調整装置２２を制御してトー角θ１を調整しつつ、その調整後のトー角現在値θｎ１をリアルタイムでトー角測定装置１によって測定するとともに、その測定結果（トー角現在値θｎ１）をフィードフォワード制御部ＦＦによって提示されたトー角目標値θｍ１に基づいて、トー角θ１の調整結果の合否をリアルタイムで判定している。
【００６８】
次に、さらに具体的な制御装置２１による制御方法について、図１２を用いて説明をする。図１２は（ａ）本発明の一実施例に係る制御装置による制御方法を示す説明図、（ｂ）従来の制御方法を示す説明図である。尚、ここでも、左前タイヤ１１について例示して説明をするが、他のタイヤ１２・１３・１４についても同様の制御方法を適用することができる。
【００６９】
（基準波形設定工程）
図１２（ａ）に示す如く、時刻０から回転ローラ２５が回転駆動され、それに伴って左前タイヤ１１の回転駆動が開始される。そして、時刻Ｔ１から左前タイヤ１１が一回転する時刻Ｔ２までの間に、トー角測定装置１によって、連続的にトー角θ１を測定し、この測定結果に基づいて、制御装置２１によって基準波形Ｐ１を設定する。
【００７０】
（目標波形設定工程）
また、このとき測定された波形から、トー角θ１の平均値θ１ｂを算出し、該平均値θ１ｂと目標値θｓｅｔとの差異Δθ１に基づいて、トー角調整装置２２に対して指示するべき調整量Ｄ１を算出する。
そしてさらに、生成した基準波形Ｐ１を用いて、目標波形Ｑ１を設定する。
【００７１】
次に、例えば基準波形Ｐ１と同じ位相の波形の開始点（位相０のとき）が巡ってくる時刻Ｔ３から、トー角調整装置２２によるトー角θ１の調整を開始する。尚、必ずしも位相が０となる時刻を待たなくてもよい。
【００７２】
（トー角判定工程）
そして、時刻Ｔ３以降において、トー角調整装置２２によってトー角θ１の調整がなされた結果であるトー角現在値θｎ１をトー角測定装置１によってリアルタイムに測定するとともに、そのトー角現在値θｎ１と目標波形Ｑ１とが、そのときの回転位相Ｒ１において一致するか否かを、制御装置２１によりリアルタイムで判定していく。
【００７３】
また、そのトー角現在値θｎ１と目標波形Ｑ１を比較して、その差異からトー角調整装置２２に対して指示するべき調整量Ｄ１を、制御装置２１によりリアルタイムで算出する。
【００７４】
そして、任意の回転位相Ｒ１における目標波形Ｑ１とそのときのトー角現在値θｎ１が一致するまで、これらの制御動作を継続する。そして、本実施例では、任意の回転位相Ｒ１における目標波形Ｑ１とそのときのトー角現在値θｎ１が時刻Ｔｅにおいて一致した例を示している。
【００７５】
そして、任意の回転位相Ｒ１における目標波形Ｑ１とそのときのトー角現在値θｎ１が一致した場合には、トー角θ１が所定の目標値θｓｅｔに達したと判定し、制御装置２１からトー角調整装置２２に対する調整量Ｄ１の入力を停止して、トー角θ１の調整作業を完了する。
以上が、トー角自動調整装置２０における、制御装置２１による一連の制御方法である。
【００７６】
ここで、従来の制御方法と比較すると、図１２（ｂ）に示す如く、従来の制御方法では、時刻Ｔ３からトー角θ１の調整を開始し、時刻Ｔ４でその調整が完了したとしても、その結果を判定するためには、左前タイヤ１１が一回転する間（即ち、時刻Ｔ４〜Ｔ５）を待って、その一回転分のトー角θ１の平均値θ１ｃを算出する工程を経なければならず、その結果、トー角θ１の調整結果が合格である旨の判定を下すことができるタイミングは、早くとも時刻Ｔ５となっている。
【００７７】
これに対して、本発明の一実施例に係る制御方法では、図１２（ａ）に示す如く、同様に時刻Ｔ３からトー角θ１の調整を開始し、時刻Ｔ４よりも遅い時刻である時刻Ｔｅに調整が完了した場合であっても、その完了と同時（時刻Ｔｅ）に（即ち、左前タイヤ１１が一回転する間を待たずに）、トー角θ１の調整結果が合格である旨の判定を下すことができるため、従来に比して早期にトー角θ１の調整作業を完了できるようになる。つまり、本実施例では、トー角θ１の調整作業に要する時間が、従来に比して（Ｔ５−Ｔｅ）に相当する時間だけ短縮されている。
【００７８】
次に、トー角自動調整装置２０によるトー角の自動調整作業について、図１３および図１４を用いて説明をする。図１３は本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置の全体構成を示す側面模式図、図１４は本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置によるトー角の自動調整作業を示す作業フロー図である。
【００７９】
図１３および図１４に示す如く、まず始めに、各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の調整対象たる車両１００をトー角自動調整装置２０に対して搬入する（ＳＴＥＰ−１）。
【００８０】
次に、作業者が車両１００の配置状態を確認した後に操作スイッチ２４（操作部２４ａ）を操作する（ＳＴＥＰ−２）。この操作によって、制御装置２１による各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の自動調整を行うための各部（トー角測定装置１、トー角調整装置２２、回転ローラ２５等）の制御が開始される。
【００８１】
制御装置２１による制御が開始されると、まず各回転ローラ２５・２５・・・の回転駆動が開始され、それに伴って、各回転ローラ２５・２５・・・に接している各タイヤ１１・１２・１３・１４が回転駆動される。そして、各タイヤ１１・１２・１３・１４が回転駆動された状態で、トー角測定装置１によって、各トー角θ１・θ２・θ３・θ４が測定される。
【００８２】
そして、各タイヤ１１・１２・１３・１４が一回転する間に取得された各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の測定結果に基づいて、制御装置２１により各基準波形Ｐ１・Ｐ２・Ｐ３・Ｐ４が設定される。さらに、該各基準波形Ｐ１・Ｐ２・Ｐ３・Ｐ４に基づいて、制御装置２１により各目標波形Ｑ１・Ｑ２・Ｑ３・Ｑ４が設定される（ＳＴＥＰ−３）。尚、本実施例では、各タイヤ１１・１２・１３・１４が一回転するのに要する時間を約５秒としている。
【００８３】
次に、各波形の平均値θ１ｂ・θ２ｂ・θ３ｂ・θ４ｂと、目標値θｓｅｔとの各差異Δθ１・Δθ２・Δθ３・Δθ４から、制御装置２１によって、トー角調整装置２２に対して指示するべき各調整量Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３・Ｄ４が算出される（ＳＴＥＰ−４）。
【００８４】
次に、制御装置２１から各調整量Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３・Ｄ４がトー角調整装置２２に入力され、トー角調整装置２２による各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の調整が実行される（ＳＴＥＰ−５）。
【００８５】
そして、トー角調整装置２２による各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の調整が実行されると、その調整後の各トー角θ１・θ２・θ３・θ４（即ち、各トー角現在値θｎ１・θｎ２・θｎ３・θｎ４）が、トー角測定装置１によってリアルタイムに測定される（ＳＴＥＰ−６）。そして、この測定結果（各トー角現在値θｎ１・θｎ２・θｎ３・θｎ４）が、制御装置２１に入力される。
【００８６】
また、エンコーダ２６により検出した各タイヤ１１・１２・１３・１４の各回転位相Ｒ１・Ｒ２・Ｒ３・Ｒ４と各目標波形Ｑ１・Ｑ２・Ｑ３・Ｑ４に基づいて、制御装置２１によって、各トー角目標値θｍ１・θｍ２・θｍ３・θｍ４が算出される（ＳＴＥＰ−７）。
【００８７】
そして、トー角測定装置１によってリアルタイムに行われる各トー角現在値θｎ１・θｎ２・θｎ３・θｎ４の測定結果と、制御装置２１によってリアルタイムに算出される各トー角目標値θｍ１・θｍ２・θｍ３・θｍ４に基づいて、各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の合否判定（即ち、各トー角現在値θｎ１・θｎ２・θｎ３・θｎ４と各トー角目標値θｍ１・θｍ２・θｍ３・θｍ４が一致するか否か）が、制御装置２１によってリアルタイムで行われる（ＳＴＥＰ−８）。
【００８８】
ここで、各トー角θ１・θ２・θ３・θ４のうち合格の判定がなされていないものは、（ＳＴＥＰ−４）に戻って、各トー角現在値θｎ１・θｎ２・θｎ３・θｎ４をフィードバックして、トー角調整装置２２に対する調整量Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３・Ｄ４を再度算出するとともに、以下（ＳＴＥＰ−５）〜（ＳＴＥＰ−８）を合格と判定されるまで繰り返して実行される。
【００８９】
一方、各トー角θ１・θ２・θ３・θ４のうち合格の判定がなされたものは、所定の目標値θｓｅｔを満足するように調整ができたものと判断され、制御装置２１からのトー角調整装置２２に対する対応する調整量の出力を停止する等、制御動作を完了する動作に移行される（ＳＴＥＰ−９）。
【００９０】
その後、全てのトー角θ１・θ２・θ３・θ４について合格の判定がなされた後に、車両１００をトー角自動調整装置２０から搬出して（ＳＴＥＰ−１０）、トー角自動調整装置２０による一連の各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の自動調整作業が終了される。
以上が、トー角自動調整装置２０による、一連のトー角の自動調整作業である。
【００９１】
即ち、本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置２０は、車両１００に設けられた各タイヤ１１・１２・１３・１４の各トー角θ１〜θ４を測定するトー角測定装置１と、各トー角θ１〜θ４を調整するトー角調整装置２２と、トー角測定装置１による各トー角θ１〜θ４の測定結果に基づいて、トー角調整装置２２による各トー角θ１〜θ４の調整量Ｄ１〜Ｄ４を算出するとともに、該各調整量Ｄ１〜Ｄ４の算出結果をトー角調整装置２２に出力する制御装置２１と、各タイヤ１１・１２・１３・１４の各回転位相Ｒ１〜Ｒ４を検出する回転位相検出装置たるエンコーダ２６と、を備えるトー角自動調整装置２０であって、制御装置２１は、トー角測定装置１による各トー角θ１〜θ４の測定結果に基づいて、各タイヤ１１・１２・１３・１４が一回転する間の各回転位相における各トー角θ１〜θ４の変化量の推移を示す各基準波形Ｐ１〜Ｐ４を算出するとともに、該各基準波形Ｐ１〜Ｐ４における各トー角θ１〜θ４の平均値θ１ａ〜θ４ａを、予め設定された各トー角θ１〜θ４の目標値θｓｅｔに一致させて、各回転位相における各トー角θ１〜θ４の目標値を示す各目標波形Ｑ１〜Ｑ４を設定し、各タイヤ１１・１２・１３・１４が任意の回転位相Ｒ１〜Ｒ４であるときのトー角測定装置１による各トー角θ１〜θ４の測定結果（即ち、各トー角現在値θｎ１〜θｎ４）が、各目標波形Ｑ１〜Ｑ４の任意の回転位相Ｒ１〜Ｒ４における波形と一致するとき、各トー角θ１〜θ４（即ち、各トー角現在値θｎ１〜θｎ４）が目標値θｓｅｔに達したと判定するものである。
【００９２】
また、本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置２０の制御方法は、車両１００に設けられた各タイヤ１１・１２・１３・１４の各トー角θ１〜θ４を測定するトー角測定装置１と、各トー角θ１〜θ４を調整するトー角調整装置２２と、トー角測定装置１による各トー角θ１〜θ４の測定結果に基づいて、トー角調整装置２２による各トー角θ１〜θ４の調整量Ｄ１〜Ｄ４を算出するとともに、該各調整量Ｄ１〜Ｄ４の算出結果をトー角調整装置２２に出力する制御装置２１と、各タイヤ１１・１２・１３・１４の各回転位相Ｒ１〜Ｒ４を検出する回転位相検出装置たるエンコーダ２６と、を備えるトー角自動調整装置２０の制御方法であって、制御装置２１によって、トー角測定装置１による各トー角θ１〜θ４の測定結果に基づいて、各タイヤ１１・１２・１３・１４が一回転する間の各回転位相における各トー角θ１〜θ４の変化量の推移を示す各基準波形Ｐ１〜Ｐ４を設定する基準波形設定工程と、制御装置２１によって、各基準波形Ｐ１〜Ｐ４における各トー角θ１〜θ４の平均値θ１ａ〜θ４ａを、予め設定された各トー角θ１〜θ４の目標値θｓｅｔに一致させて、各回転位相における各トー角θ１〜θ４の目標値θｓｅｔを示す各目標波形Ｑ１〜Ｑ４を設定する目標波形設定工程と、制御装置２１によって、各タイヤ１１・１２・１３・１４が任意の回転位相Ｒ１〜Ｒ４であるときのトー角測定装置１による各トー角θ１〜θ４の測定結果（即ち、各トー角現在値θｎ１〜θｎ４）が、各目標波形Ｑ１〜Ｑ４の任意の回転位相Ｒ１〜Ｒ４における波形と一致するか否かを判定するトー角判定工程と、を備えるものである。
【００９３】
このような構成により、調整後の各トー角θ１〜θ４（即ち、各トー角現在値θｎ１〜θｎ４）が、各トー角目標値θｍ１〜θｍ４と一致しているか否かの合否判定を、各タイヤ１１・１２・１３・１４を一回転させることなく短時間で精度よく判定することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１ トー角測定装置
１１ 左前タイヤ
１２ 右前タイヤ
１３ 左後タイヤ
１４ 右後タイヤ
２０ トー角自動調整装置
２１ 制御装置
２２ トー角調整装置
２５ 回転ローラ
２６ エンコーダ
１００ 車両
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トー角自動調整装置およびその制御方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のトー角を自動的に調整するトー角自動調整装置の技術は公知となっており、例えば、以下に示す特許文献１に開示されている。
係る特許文献１に記載された従来技術において、トー角自動調整装置は、車両に備えられた車輪（タイヤ）のトー角を測定するトー角測定手段と、タイヤのトー角を目標トー角に調整するトー角調整手段を備えている。また、トー角調整手段は制御手段を備えている。
【０００３】
そして、トー角測定手段により測定されたトー角が所定の目標トー角と異なるときには、その差異に応じて、制御手段によって、トー角調整手段に対して指示するべき調整量を指示するとともに、測定されたトー角が目標トー角と一致するまで、随時調整量を更新しながら、トー角調整手段による調整作業を繰り返して実行する。
【０００４】
トー角は、タイヤの回転位相に応じて、一定の規則性をもって変動するため、タイヤがある任意の回転位相である場合に測定されたトー角が目標トー角と一致したからといって、必ずしもトー角が目標トー角に一致したと判定することができないという性質を有するものである。
【０００５】
このため従来は、測定されたトー角が目標トー角と一致しているか否かの判定は、以下の手順で行われている。
まず、タイヤを一回転させる。そして、タイヤが一回転する間の各回転位相のうち、少なくとも複数の回転位相を選択して、その選択した各回転位相でトー角を測定する。そして、各回転位相において測定して得られた各トー角の平均値を求め、該平均値が目標トー角と一致するか否か（または、平均値が目標トー角を基準とする一定の閾値内に収まっているか否か）に応じて行われている。
【０００６】
このように従来は、トー角の調整結果を判定する（即ち、トー角が目標トー角と一致した（あるいは閾値内に収まった）か否かを判定する）ためには、トー角を調整する度に必ずタイヤを一回転させる必要があり、このためにトー角の自動調整に要する時間が長期化する要因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−１４５２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、係る現状を鑑みてなされたものであり、調整後のトー角が、トー角の目標値と一致しているか否かを、タイヤを一回転させることなく短時間で精度よく判定することができるトー角自動調整装置およびその制御方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、車両に設けられたタイヤのトー角を測定するトー角測定装置と、前記トー角を調整するトー角調整装置と、前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果に基づいて、前記トー角調整装置による前記トー角の調整量を算出するとともに、該調整量の算出結果を前記トー角調整装置に出力する制御装置と、前記タイヤの回転位相を検出する回転位相検出装置と、を備えるトー角自動調整装置であって、前記制御装置は、前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果に基づいて、前記タイヤが一回転する間の各回転位相における前記トー角の変化量の推移を示す基準波形を算出するとともに、該基準波形におけるトー角の平均値を、予め設定された前記トー角の目標値に一致させて、各回転位相における前記トー角の目標値を示す目標波形を設定し、前記タイヤが任意の回転位相であるときの前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果が、前記目標波形の前記任意の回転位相における波形と一致するとき、前記トー角が前記目標値に達したと判定するものである。
【００１１】
請求項２においては、車両に設けられたタイヤのトー角を測定するトー角測定装置と、前記トー角を調整するトー角調整装置と、前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果に基づいて、前記トー角調整装置による前記トー角の調整量を算出するとともに、該調整量の算出結果を前記トー角調整装置に出力する制御装置と、前記タイヤの回転位相を検出する回転位相検出装置と、を備えるトー角自動調整装置の制御方法であって、前記制御装置によって、前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果に基づいて、前記タイヤが一回転する間の各回転位相における前記トー角の変化量の推移を示す基準波形を設定する基準波形設定工程と、前記制御装置によって、前記基準波形におけるトー角の平均値を、予め設定された前記トー角の目標値に一致させて、各回転位相における前記トー角の目標値を示す目標波形を設定する目標波形設定工程と、前記制御装置によって、前記タイヤが任意の回転位相であるときの前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果が、前記目標波形の前記任意の回転位相における波形と一致するか否かを判定するトー角判定工程と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
請求項１においては、調整後のトー角測定値が、トー角目標値と一致しているか否かの合否判定を、タイヤを一回転させることなく短時間で精度よく判定することができる。
【００１４】
請求項２においては、調整後のトー角測定値が、トー角目標値と一致しているか否かの合否判定を、タイヤを一回転させることなく短時間で精度よく判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】（ａ）本発明の一実施例に係るトー角測定装置における測定範囲の設定状況を示す左側面模式図、（ｂ）本発明の一実施例に係るトー角測定装置の全体構成を示す左側面模式図。
【図３】（ａ）本発明の一実施例に係るトー角測定装置における測定範囲の設定状況を示す右側面模式図、（ｂ）本発明の一実施例に係るトー角測定装置の全体構成を示す右側面模式図。
【図４】本発明の一実施例に係るトー角測定装置の全体構成を示す平面模式図。
【図５】本発明の一実施例に係るトー角測定装置によるトー角の測定状況を示す斜視図。
【図６】本発明の一実施例に係るトー角の算出方法を示す説明図。
【図７】各タイヤにおけるトー角を示す説明図。
【図８】本発明の一実施例に係るトー角調整装置によるトー角の調整状況（調整前）を示す側面模式図。
【図９】本発明の一実施例に係るトー角調整装置によるトー角の調整状況（調整中）を示す側面模式図。
【図１０】（ａ）本発明の一実施例に係る基準波形の生成方法を示す説明図、（ｂ）本発明の一実施例に係る目標波形の生成方法を示す説明図。
【図１１】本発明の一実施例に係る制御装置による制御動作を示すロジック図。
【図１２】（ａ）本発明の一実施例に係る制御装置による制御方法を示す説明図、（ｂ）従来の制御方法を示す説明図。
【図１３】本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置の全体構成を示す側面模式図。
【図１４】本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置によるトー角の自動調整作業を示す作業フロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置について、図１を用いて説明をする。図１は本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置の全体構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示す如く、本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置２０は、トー角測定装置１、制御装置２１、トー角調整装置２２、モニタ２３、操作スイッチ２４、回転ローラ２５等から構成されている。
【００１８】
トー角測定装置１は、車両に備えられるタイヤのトー角を測定する機能を有する装置であり、制御装置２１と接続されている。また、トー角調整装置２２は、車両におけるトー角の調整部位（後述するタイロッド２７等）に機械的な作用を施す（例えば、ボルトやナットを締めたり緩めたりする）機能を有する装置であり、制御装置２１と接続されている。回転ローラ２５は、タイヤを回転駆動する機能を有するとともに、エンコーダ２６と協働して回転駆動されるタイヤの回転位相を検出する機能を有する装置であり、エンコーダ２６を介して制御装置２１と接続されている。制御装置２１は、トー角自動調整装置２０の各部（トー角測定装置１、トー角調整装置２２、回転ローラ２５等）の動作を制御するための指令信号を出力する機能を有するとともに、前記各部から入力された情報に基づいて調整されたトー角の合否を判定する機能を有する装置である。
【００１９】
また、モニタ２３は、制御装置２１に接続されるディスプレイ装置であり、制御装置２１に入力されたトー角測定装置１によるトー角の測定結果等が表示され、トー角の調整作業（所謂、アライメント調整作業）を行う作業者に対して、車両の状態等を報知するものである。
【００２０】
操作スイッチ２４は、制御装置２１に接続されるスイッチであり、車両１００の近傍で作業者が操作することができる操作部２４ａを備えている。そして、作業者が車両の配置状態等を確認した上で、当該操作スイッチ２４の操作を行う（操作部２４ａを引く等する）ことによって、その時点から制御装置２１による制御が開始される構成としている。
【００２１】
ここで、トー角測定装置１について、図１〜図４を用いて説明をする。図２は（ａ）本発明の一実施例に係るトー角測定装置における測定範囲の設定状況を示す左側面模式図、（ｂ）本発明の一実施例に係るトー角測定装置の全体構成を示す左側面模式図、図３は（ａ）本発明の一実施例に係るトー角測定装置における測定範囲の設定状況を示す右側面模式図、（ｂ）本発明の一実施例に係るトー角測定装置の全体構成を示す右側面模式図、図４は本発明の一実施例に係るトー角測定装置の全体構成を示す平面模式図である。
【００２２】
図１に示す如く、トー角測定装置１は、検出部２、コントローラ７、演算装置８等により構成されている。
検出部２は、検出対象物たるタイヤの状態を直接検出するための部位であり、複数の距離センサ群３・４・５・６によって構成されている。そして、各距離センサ群３・４・５・６には、それぞれに前部距離センサ３ａ・４ａ・５ａ・６ａと、後部距離センサ３ｂ・４ｂ・５ｂ・６ｂと、上部距離センサ３ｃ・４ｃ・５ｃ・６ｃが備えられている。
【００２３】
コントローラ７は、前述した各距離センサ（即ち、各前部距離センサ３ａ・４ａ・５ａ・６ａ、各後部距離センサ３ｂ・４ｂ・５ｂ・６ｂおよび各上部距離センサ３ｃ・４ｃ・５ｃ・６ｃ）によって検出された信号を集約し、各信号の同期処理を施すことができる装置であり、各距離センサは、全てコントローラ７に接続されている。
また、コントローラ７は、ＰＣによって構成される演算装置８に接続されている。
【００２４】
演算装置８には、コントローラ７から入力される各信号に基づいて、タイヤの状態を算出する演算プログラムが組み込まれており、また、タイヤの状態を算出するために必要となる基本データ（即ち、タイヤの形状データ等）が予め記憶されている。
【００２５】
図２（ａ）および図３（ａ）に示す如く、トー角測定装置１によるトー角の測定対象となる車両１００は、前進方向（Ｘ軸の負方向）に対して、車両１００の左前方に配設される左前タイヤ１１と、車両１００の右前方に配設される右前タイヤ１２と、車両１００の左後方に配設される左後タイヤ１３と、車両１００の右後方に配設される右後タイヤ１４と、これらの各タイヤ１１・１２・１３・１４によって支持されているボディ１０を備えている。
【００２６】
そして、トー角測定装置１によるトー角の測定方法では、各タイヤ１１・１２・１３・１４の各外側面に、それぞれ前部１１ａ・１２ａ・１３ａ・１４ａ、後部１１ｂ・１２ｂ・１３ｂ・１４ｂ、上部１１ｃ・１２ｃ・１３ｃ・１４ｃ、と呼ぶ範囲を設定している。
【００２７】
本実施例では、各タイヤ１１・１２・１３・１４の内周円に対して上下２本の水平方向の接線と前後２本の鉛直方向の接線を設定して、各タイヤ１１・１２・１３・１４の外周円のうち車両の前方側の円弧と、前記上下２本の水平方向の接線と、前記前側の鉛直方向の接線と、によって囲まれる外側面の範囲をそれぞれ前部１１ａ・１２ａ・１３ａ・１４ａと規定している。
【００２８】
また、各タイヤ１１・１２・１３・１４の外周円のうち車両の後方側の円弧と、前記上下２本の水平方向の接線と、前記後側の鉛直方向の接線と、によって囲まれる外側面の範囲をそれぞれ後部１１ｂ・１２ｂ・１３ｂ・１４ｂと規定し、さらに、各タイヤ１１・１２・１３・１４の外周円のうち車両の上方側の円弧と、前記前後２本の鉛直方向の接線と、前記上側の水平方向の接線と、によって囲まれる外側面の範囲をそれぞれ上部１１ｃ・１２ｃ・１３ｃ・１４ｃと規定している。
【００２９】
また、タイヤの形状データ等から、検出点が得られる範囲を予め予想することによって、各範囲（即ち、各前部１１ａ・１２ａ・１３ａ・１４ａ、各後部１１ｂ・１２ｂ・１３ｂ・１４ｂおよび各上部１１ｃ・１２ｃ・１３ｃ・１４ｃ）をさらに狭めて設定することも可能であり、この場合、検出点の検出精度および検出速度（演算速度）の向上を図ることができる。
【００３０】
そして、図２（ｂ）、図３（ｂ）および図４に示す如く、トー角測定装置１では、各タイヤ１１・１２・１３・１４の各周辺部には、各距離センサ（即ち、各前部距離センサ３ａ・４ａ・５ａ・６ａ、各後部距離センサ３ｂ・４ｂ・５ｂ・６ｂおよび各上部距離センサ３ｃ・４ｃ・５ｃ・６ｃ）が配設される構成としている。
【００３１】
つまり、図２（ａ）・（ｂ）に示す如く、左前タイヤ１１の周辺部には、該左前タイヤ１１に対応させて距離センサ群３が配設され、左前タイヤ１１の外側面の前部１１ａに対応させて前部距離センサ３ａが配設され、後部１１ｂに対応させて後部距離センサ３ｂが配設され、上部１１ｃに対応させて上部距離センサ３ｃが配設されている。
そして、各距離センサ３ａ・３ｂ・３ｃによって、それぞれに対応する各範囲（即ち、前部１１ａ、後部１１ｂ、上部１１ｃ）を走査することが可能な構成としている。
【００３２】
また、図３（ａ）・（ｂ）に示す如く、右前タイヤ１２の周辺部には、該右前タイヤ１２に対応させて距離センサ群４が配設され、右前タイヤ１２の外側面の前部１２ａに対応させて前部距離センサ４ａが配設され、後部１２ｂに対応させて後部距離センサ４ｂが配設され、上部１２ｃに対応させて上部距離センサ４ｃが配設されている。
そして、各距離センサ４ａ・４ｂ・４ｃによって、それぞれに対応する各範囲（即ち、前部１２ａ、後部１２ｂ、上部１２ｃ）を走査することが可能な構成としている。
【００３３】
また、図２（ａ）・（ｂ）に示す如く、左後タイヤ１３の周辺部には、該左後タイヤ１３に対応させて距離センサ群５が配設され、左後タイヤ１３の外側面の前部１３ａに対応させて前部距離センサ５ａが配設され、後部１３ｂに対応させて後部距離センサ５ｂが配設され、上部１３ｃに対応させて上部距離センサ５ｃが配設されている。
そして、各距離センサ５ａ・５ｂ・５ｃによって、それぞれに対応する各範囲（即ち、前部１３ａ、後部１３ｂ、上部１３ｃ）を走査することが可能な構成としている。
【００３４】
また、図３（ａ）・（ｂ）に示す如く、右後タイヤ１４の周辺部には、該右後タイヤ１４に対応させて距離センサ群６が配設され、右後タイヤ１４の外側面の前部１４ａに対応させて前部距離センサ６ａが配設され、後部１４ｂに対応させて後部距離センサ６ｂが配設され、上部１４ｃに対応させて上部距離センサ６ｃが配設されている。
そして、各距離センサ６ａ・６ｂ・６ｃによって、それぞれに対応する各範囲（即ち、前部１４ａ、後部１４ｂ、上部１４ｃ）を走査することが可能な構成としている。
【００３５】
また、各距離センサ（即ち、各前部距離センサ３ａ・４ａ・５ａ・６ａ、各後部距離センサ３ｂ・４ｂ・５ｂ・６ｂおよび各上部距離センサ３ｃ・４ｃ・５ｃ・６ｃ）には、非接触式の距離センサが採用されており、各タイヤ１１・１２・１３・１４から所定の距離だけ離間した位置に配置されている。
【００３６】
次に、トー角測定装置１によるトー角の測定状況について、図５を用いて説明をする。図５は本発明の一実施例に係るトー角測定装置によるトー角の測定状況を示す斜視図である。尚、ここでは各タイヤ１１・１２・１３・１４を代表して左前タイヤ１１の周辺部におけるトー角の測定状況を例示して説明をするが、その他の各タイヤ１２・１３・１４の各周辺部におけるトー角の測定状況はこれと同様であるため、その他の各タイヤ１２・１３・１４に関する説明は、割愛している。
【００３７】
図５に示す如く、前部距離センサ３ａによって、左前タイヤ１１の前部１１ａが全面的に走査され、前部距離センサ３ａから前部１１ａまでの距離が測定される。そして、この測定結果は、演算装置８に入力される。
そして、前部距離センサ３ａによる測定結果に基づいて、演算装置８による演算がなされて、前部１１ａの表面形状が検出される。
【００３８】
さらに、検出された前部１１ａの表面形状に基づいて、演算装置８によって、前部１１ａにおいて、左前タイヤ１１の外側面方向（Ｙ軸の負方向）に最も膨出している点（言い換えれば、前部１１ａにおいて前部距離センサ３ａとの距離が最も近い点）Ａが検出される。尚、点Ａが、どのタイヤに対して検出されたものかを区別するために、左前タイヤ１１の前部１１ａに対して検出されたものは、以後、点Ａ（１１）と記載するものとする。同様に、右前タイヤ１２の前部１２ａに対して検出されたものは点Ａ（１２）と記載し、左後タイヤ１３の前部１３ａに対して検出されたものは点Ａ（１３）と記載し、右後タイヤ１４の前部１４ａに対して検出されたものは点Ａ（１４）と記載する。
【００３９】
また、前部距離センサ３ａによる測定と同時に、後部距離センサ３ｂによって、左前タイヤ１１の後部１１ｂが全面的に走査され、後部距離センサ３ｂから後部１１ｂまでの距離が測定される。そして、この測定結果は、演算装置８に入力される。
そして、後部距離センサ３ｂによる測定結果に基づいて、演算装置８による演算がなされて、後部１１ｂの表面形状が検出される。
【００４０】
さらに、検出された後部１１ｂの表面形状に基づいて、演算装置８によって、後部１１ｂにおいて、左前タイヤ１１の外側面方向（Ｙ軸の負方向）に最も膨出している点（言い換えれば、後部１１ｂにおいて後部距離センサ３ｂとの距離が最も近い点）Ｂが検出される。尚、点Ｂが、どのタイヤに対して検出されたものかを区別するために、左前タイヤ１１の後部１１ｂに対して検出されたものは、以後、点Ｂ（１１）と記載するものとする。同様に、右前タイヤ１２の後部１２ｂに対して検出されたものは点Ｂ（１２）と記載し、左後タイヤ１３の後部１３ｂに対して検出されたものは点Ｂ（１３）と記載し、右後タイヤ１４の後部１４ｂに対して検出されたものは点Ｂ（１４）と記載する。
【００４１】
さらに、前部距離センサ３ａおよび後部距離センサ３ｂによる測定と同時に、上部距離センサ３ｃによって、左前タイヤ１１の上部１１ｃが全面的に走査され、上部距離センサ３ｃから上部１１ｃまでの距離が測定される。そして、この測定結果は、演算装置８に入力される。
そして、上部距離センサ３ｃによる上部１１ｃの測定結果に基づいて、演算装置８による演算がなされて、上部１１ｃの表面形状が検出される。
【００４２】
さらに、検出された上部１１ｃの表面形状に基づいて、演算装置８によって、上部１１ｃにおいて、左前タイヤ１１の外側面方向（Ｙ軸の負方向）に最も膨出している点（言い換えれば、上部１１ｃにおいて上部距離センサ３ｃとの距離が最も近い点）Ｃが検出される。尚、点Ｃが、どのタイヤに対して検出されたものかを区別するために、左前タイヤ１１の上部１１ｃに対して検出されたものは、以後、点Ｃ（１１）と記載するものとする。同様に、右前タイヤ１２の上部１２ｃに対して検出されたものは点Ｃ（１２）と記載し、左後タイヤ１３の上部１３ｃに対して検出されたものは点Ｃ（１３）と記載し、右後タイヤ１４の上部１４ｃに対して検出されたものは点Ｃ（１４）と記載する。
【００４３】
本実施例では、各距離センサ（即ち、各前部距離センサ３ａ・４ａ・５ａ・６ａ、各後部距離センサ３ｂ・４ｂ・５ｂ・６ｂおよび各上部距離センサ３ｃ・４ｃ・５ｃ・６ｃ）としてレーザーセンサを採用している。これにより、各範囲（即ち、各前部１１ａ・１２ａ・１３ａ・１４ａ、各後部１１ｂ・１２ｂ・１３ｂ・１４ｂおよび各上部１１ｃ・１２ｃ・１３ｃ・１４ｃ）に現れる微小な形状変化を検出するために必要な検出精度を確保している。
【００４４】
次に、トー角の検出方法について、図６および図７を用いて説明をする。図６は本発明の一実施例に係るトー角の算出方法を示す説明図、図７は各タイヤにおけるトー角を示す説明図である。
図６に示す如く、左前タイヤ１１について、距離センサ群３によって測定され、演算装置８によって検出された点Ａ（１１）、点Ｂ（１１）、点Ｃ（１１）を用いて、三角形Ｓ１が形成される。
【００４５】
そして、トー角測定装置１によるトー角の測定方法では、演算装置８によって、三角形Ｓ１のＸＹ平面視におけるＸＺ平面に対する角度θ１を算出し、この角度を左前タイヤ１１のトー角θ１とする（図７参照）。
【００４６】
また同様に、右前タイヤ１２について、距離センサ群４によって測定され、演算装置８によって検出された点Ａ（１３）、点Ｂ（１３）、点Ｃ（１３）を用いて、三角形Ｓ２が形成され、演算装置８によって、三角形Ｓ２のＸＹ平面視におけるＸＺ平面に対する角度θ２を算出し、この角度を右前タイヤ１２のトー角θ２とする（図７参照）。
【００４７】
また同様に、左後タイヤ１３について、距離センサ群５によって測定され、演算装置８によって検出された点Ａ（１３）、点Ｂ（１３）、点Ｃ（１３）を用いて、三角形Ｓ３が形成され、演算装置８によって、三角形Ｓ３のＸＹ平面視におけるＸＺ平面に対する角度θ３を算出し、この角度を左後タイヤ１３のトー角θ３とする（図７参照）。
【００４８】
また同様に、右後タイヤ１４について、距離センサ群６によって測定され、演算装置８によって検出された点Ａ（１４）、点Ｂ（１４）、点Ｃ（１４）を用いて、三角形Ｓ４が形成され、演算装置８によって、三角形Ｓ４のＸＹ平面視におけるＸＺ平面に対する角度θ４を算出し、この角度を右後タイヤ１４のトー角θ４とする（図７参照）。
【００４９】
尚、本実施例で示すように、本発明は一般的な４輪を有する車両に対して適用されるものであるが、係るトー角測定装置１を応用すれば、タイヤの数量が４輪以外の車両についても、トー角の測定を行うことができる。
【００５０】
また、本実施例では、本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置に適用するトー角測定装置として、レーザーセンサを用いた非接触方式のトー角測定装置を例示しているが、本発明に係るトー角自動調整装置に適用するトー角測定装置を限定するものではなく、リアルタイムで精度よくトー角を測定することができるトー角測定装置であれば、種々の方式のものを採用することが可能である。
【００５１】
次に、トー角調整装置２２について、図１および図８、図９を用いて説明をする。図８は本発明の一実施例に係るトー角調整装置によるトー角の調整状況（調整前）を示す側面模式図、図９は本発明の一実施例に係るトー角調整装置によるトー角の調整状況（調整中）を示す側面模式図である。
図１に示す如く、本発明の一実施例に係るトー角調整装置２２は、制御装置２１から出力される指令信号に基づいて制御される装置である。
【００５２】
また、図８に示す如く、トー角調整装置２２は、ボルトやナット等を締めたり緩めたりすることができる工具としての機能を発揮する工具部２２ｃを備えるスライド部２２ａと、係る工具部２２ｃを所望する位置に導くロボットとしての機能を発揮するロボット部２２ｂを備えており、制御装置２１から指示される調整量に基づいて制御されて、任意の位置に存在するボルトやナット等の締め具合を調整することができる装置として構成されている。
【００５３】
そして、図９に示す如く、トー角調整装置２２のスライド部２２ａを、凹部２８に対して、ボディ１０等に接触させることなく挿入することができ、そして、凹部２８の内部深くに配置されるタイロッド２７に対して、スライド部２２ａ先端に形成されている工具部２２ｃを、精度良く宛がうことが可能となっている。これにより、作業者によらず、トー角調整装置２２によって、タイロッド２７を締めたり緩めたりすることが可能となる。
【００５４】
そして、トー角測定装置１によって、車両１００の各タイヤ１１・１２・１３・１４の各トー角θ１・θ２・θ３・θ４をリアルタイムで検出しながら、制御装置２１によってトー角調整装置２２の動作を制御して、各タイヤ１１・１２・１３・１４に対応するタイロッド２７・２７・・・の締め具合を調整することが可能となる。つまり、トー角測定装置１とトー角調整装置２２と制御装置２１を協働させることによって、車両１００の各タイヤ１１・１２・１３・１４の各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の調整作業を、自動的に実行する構成としている。
【００５５】
また、本実施例では、本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置に適用するトー角調整装置として、ロボット部２２ｂのガイド２２ｄに沿って、スライド部２２ａがスライドする機構を備えた簡易な機構を有するトー角調整装置２２を例示しているが、本発明に係るトー角自動調整装置に適用するトー角調整装置を限定するものではなく、例えば、ロボット部２２ｂを多関節型のロボットアームとするような構成も可能であり、該ロボットアームの手先部分に工具部を備える構成とすることも可能である。
【００５６】
次に、制御装置２１について、図１を用いて説明をする。
図１に示す如く、制御装置２１は、トー角自動調整装置２０の各部（トー角測定装置１、トー角調整装置２２、回転ローラ２５等）を制御するための装置であり、演算装置８と接続されている。そして、演算装置８からは、トー角測定装置１による各タイヤ１１・１２・１３・１４の各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の測定結果が、制御装置２１に入力される。
【００５７】
また、制御装置２１は、エンコーダ２６・２６・・・を介して回転ローラ２５・２５・・・と接続されている。そして、エンコーダ２６・２６・・・からは、各タイヤ１１・１２・１３・１４の回転位相の検出結果が、制御装置２１に入力される。
【００５８】
ここで、タイヤの回転位相とトー角の関係について、図１０を用いて説明をする。図１０は（ａ）本発明の一実施例に係る基準波形の生成方法を示す説明図、（ｂ）本発明の一実施例に係る目標波形の生成方法を示す説明図である。
【００５９】
例えば、左前タイヤ１１が回転するときのトー角θ１の変化をグラフで表すと、図１０（ａ）のように表される。そして、左前タイヤ１１が一回転するとき（即ち、左前タイヤ１１の回転位相が０〜２πまで変化する間）のトー角θ１の変化に着目し、一回転分のトー角θ１の変化を示す波形（楕円状囲み内の波形）だけを切り出したものを、基準波形Ｐ１として設定している。
【００６０】
この基準波形Ｐ１の形状は、図１０（ａ）で示すように、トー角θ１の調整が進行しても、左タイヤ１１の回転に伴って繰り返し出現することが判明している。つまり、トー角θ１の調整を行っても、左前タイヤ１１が一回転する間のトー角θ１の変化状態は一定であり、かつ、その変化状態は左前タイヤ１１の回転位相に対応しているのである。これは、その他の各タイヤ１２・１３・１４においても同様であり、一般的なタイヤ全てにおいて、トー角の変化状態には固有の特性が存在しているものである。
【００６１】
次に、目標波形の設定方法について、図１０を用いて説明をする。
図１０（ａ）に示す如く、基準波形Ｐ１に対して、その平均値θ１ａを求めることができる。
そして、この平均値θ１ａが、予め設定されたトー角θ１の目標値θｓｅｔに一致するようにして、グラフ上に基準波形Ｐ１を連続して配置すると、図１０（ｂ）に示すような波形（楕円状囲み内の波形）が生成される。この波形を目標波形Ｑ１として設定している。このようにして設定された目標波形Ｑ１は、制御装置２１に記憶される。
あるいは、目標波形Ｑ１を基準として、目標波形Ｑ１と平行な上限および下限の閾値を設定することも可能であり、上下の閾値によって挟まれる範囲を目標値として設定することも可能である。
【００６２】
そして、その他の各タイヤ１２・１３・１４についても、同様の方法により、各タイヤ１２・１３・１４に対応する各基準波形Ｐ２・Ｐ３・Ｐ４を設定するとともに、各目標波形Ｑ２・Ｑ３・Ｑ４を設定する。このようにして設定された各目標波形Ｑ２・Ｑ３・Ｑ４についても、制御装置２１に記憶される。
【００６３】
次に、制御装置２１による制御方法について、図１１を用いて説明をする。図１１は本発明の一実施例に係る制御装置による制御動作を示すロジック図である。尚、ここでは、左前タイヤ１１について例示して説明をするが、他のタイヤ１２・１３・１４についても同様の制御方法を適用している。
【００６４】
図１１に示す如く、制御装置２１（図示せず）の制御ロジックにおいては、フィードフォワード制御部ＦＦと、フィードバック制御部ＦＢを備えている。
【００６５】
フィードバック制御部ＦＢでは、トー角測定装置１によるトー角θ１の現在の測定値（トー角現在値）θｎ１の検出結果に基づいて、トー角現在値θｎ１と現在の左前タイヤ１１の回転位相Ｒ１と目標波形Ｑ１のデータの差異に基づいて、トー角調整装置２２に対して指示するべき調整量Ｄ１を算出する。
【００６６】
また、フィードフォワード制御部ＦＦでは、エンコーダ２６から入力される回転ローラ２５（即ち、左前タイヤ１１）の回転位相Ｒ１の検出結果と、目標波形Ｑ１のデータに基づいて、トー角目標値θｍ１を算出する。
【００６７】
つまり、制御装置２１では、フィードバック制御部ＦＢによって提示された調整量Ｄ１によって、トー角調整装置２２を制御してトー角θ１を調整しつつ、その調整後のトー角現在値θｎ１をリアルタイムでトー角測定装置１によって測定するとともに、その測定結果（トー角現在値θｎ１）をフィードフォワード制御部ＦＦによって提示されたトー角目標値θｍ１に基づいて、トー角θ１の調整結果の合否をリアルタイムで判定している。
【００６８】
次に、さらに具体的な制御装置２１による制御方法について、図１２を用いて説明をする。図１２は（ａ）本発明の一実施例に係る制御装置による制御方法を示す説明図、（ｂ）従来の制御方法を示す説明図である。尚、ここでも、左前タイヤ１１について例示して説明をするが、他のタイヤ１２・１３・１４についても同様の制御方法を適用することができる。
【００６９】
（基準波形設定工程）
図１２（ａ）に示す如く、時刻０から回転ローラ２５が回転駆動され、それに伴って左前タイヤ１１の回転駆動が開始される。そして、時刻Ｔ１から左前タイヤ１１が一回転する時刻Ｔ２までの間に、トー角測定装置１によって、連続的にトー角θ１を測定し、この測定結果に基づいて、制御装置２１によって基準波形Ｐ１を設定する。
【００７０】
（目標波形設定工程）
また、このとき測定された波形から、トー角θ１の平均値θ１ｂを算出し、該平均値θ１ｂと目標値θｓｅｔとの差異Δθ１に基づいて、トー角調整装置２２に対して指示するべき調整量Ｄ１を算出する。
そしてさらに、生成した基準波形Ｐ１を用いて、目標波形Ｑ１を設定する。
【００７１】
次に、例えば基準波形Ｐ１と同じ位相の波形の開始点（位相０のとき）が巡ってくる時刻Ｔ３から、トー角調整装置２２によるトー角θ１の調整を開始する。尚、必ずしも位相が０となる時刻を待たなくてもよい。
【００７２】
（トー角判定工程）
そして、時刻Ｔ３以降において、トー角調整装置２２によってトー角θ１の調整がなされた結果であるトー角現在値θｎ１をトー角測定装置１によってリアルタイムに測定するとともに、そのトー角現在値θｎ１と目標波形Ｑ１とが、そのときの回転位相Ｒ１において一致するか否かを、制御装置２１によりリアルタイムで判定していく。
【００７３】
また、そのトー角現在値θｎ１と目標波形Ｑ１を比較して、その差異からトー角調整装置２２に対して指示するべき調整量Ｄ１を、制御装置２１によりリアルタイムで算出する。
【００７４】
そして、任意の回転位相Ｒ１における目標波形Ｑ１とそのときのトー角現在値θｎ１が一致するまで、これらの制御動作を継続する。そして、本実施例では、任意の回転位相Ｒ１における目標波形Ｑ１とそのときのトー角現在値θｎ１が時刻Ｔｅにおいて一致した例を示している。
【００７５】
そして、任意の回転位相Ｒ１における目標波形Ｑ１とそのときのトー角現在値θｎ１が一致した場合には、トー角θ１が所定の目標値θｓｅｔに達したと判定し、制御装置２１からトー角調整装置２２に対する調整量Ｄ１の入力を停止して、トー角θ１の調整作業を完了する。
以上が、トー角自動調整装置２０における、制御装置２１による一連の制御方法である。
【００７６】
ここで、従来の制御方法と比較すると、図１２（ｂ）に示す如く、従来の制御方法では、時刻Ｔ３からトー角θ１の調整を開始し、時刻Ｔ４でその調整が完了したとしても、その結果を判定するためには、左前タイヤ１１が一回転する間（即ち、時刻Ｔ４〜Ｔ５）を待って、その一回転分のトー角θ１の平均値θ１ｃを算出する工程を経なければならず、その結果、トー角θ１の調整結果が合格である旨の判定を下すことができるタイミングは、早くとも時刻Ｔ５となっている。
【００７７】
これに対して、本発明の一実施例に係る制御方法では、図１２（ａ）に示す如く、同様に時刻Ｔ３からトー角θ１の調整を開始し、時刻Ｔ４よりも遅い時刻である時刻Ｔｅに調整が完了した場合であっても、その完了と同時（時刻Ｔｅ）に（即ち、左前タイヤ１１が一回転する間を待たずに）、トー角θ１の調整結果が合格である旨の判定を下すことができるため、従来に比して早期にトー角θ１の調整作業を完了できるようになる。つまり、本実施例では、トー角θ１の調整作業に要する時間が、従来に比して（Ｔ５−Ｔｅ）に相当する時間だけ短縮されている。
【００７８】
次に、トー角自動調整装置２０によるトー角の自動調整作業について、図１３および図１４を用いて説明をする。図１３は本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置の全体構成を示す側面模式図、図１４は本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置によるトー角の自動調整作業を示す作業フロー図である。
【００７９】
図１３および図１４に示す如く、まず始めに、各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の調整対象たる車両１００をトー角自動調整装置２０に対して搬入する（ＳＴＥＰ−１）。
【００８０】
次に、作業者が車両１００の配置状態を確認した後に操作スイッチ２４（操作部２４ａ）を操作する（ＳＴＥＰ−２）。この操作によって、制御装置２１による各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の自動調整を行うための各部（トー角測定装置１、トー角調整装置２２、回転ローラ２５等）の制御が開始される。
【００８１】
制御装置２１による制御が開始されると、まず各回転ローラ２５・２５・・・の回転駆動が開始され、それに伴って、各回転ローラ２５・２５・・・に接している各タイヤ１１・１２・１３・１４が回転駆動される。そして、各タイヤ１１・１２・１３・１４が回転駆動された状態で、トー角測定装置１によって、各トー角θ１・θ２・θ３・θ４が測定される。
【００８２】
そして、各タイヤ１１・１２・１３・１４が一回転する間に取得された各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の測定結果に基づいて、制御装置２１により各基準波形Ｐ１・Ｐ２・Ｐ３・Ｐ４が設定される。さらに、該各基準波形Ｐ１・Ｐ２・Ｐ３・Ｐ４に基づいて、制御装置２１により各目標波形Ｑ１・Ｑ２・Ｑ３・Ｑ４が設定される（ＳＴＥＰ−３）。尚、本実施例では、各タイヤ１１・１２・１３・１４が一回転するのに要する時間を約５秒としている。
【００８３】
次に、各波形の平均値θ１ｂ・θ２ｂ・θ３ｂ・θ４ｂと、目標値θｓｅｔとの各差異Δθ１・Δθ２・Δθ３・Δθ４から、制御装置２１によって、トー角調整装置２２に対して指示するべき各調整量Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３・Ｄ４が算出される（ＳＴＥＰ−４）。
【００８４】
次に、制御装置２１から各調整量Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３・Ｄ４がトー角調整装置２２に入力され、トー角調整装置２２による各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の調整が実行される（ＳＴＥＰ−５）。
【００８５】
そして、トー角調整装置２２による各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の調整が実行されると、その調整後の各トー角θ１・θ２・θ３・θ４（即ち、各トー角現在値θｎ１・θｎ２・θｎ３・θｎ４）が、トー角測定装置１によってリアルタイムに測定される（ＳＴＥＰ−６）。そして、この測定結果（各トー角現在値θｎ１・θｎ２・θｎ３・θｎ４）が、制御装置２１に入力される。
【００８６】
また、エンコーダ２６により検出した各タイヤ１１・１２・１３・１４の各回転位相Ｒ１・Ｒ２・Ｒ３・Ｒ４と各目標波形Ｑ１・Ｑ２・Ｑ３・Ｑ４に基づいて、制御装置２１によって、各トー角目標値θｍ１・θｍ２・θｍ３・θｍ４が算出される（ＳＴＥＰ−７）。
【００８７】
そして、トー角測定装置１によってリアルタイムに行われる各トー角現在値θｎ１・θｎ２・θｎ３・θｎ４の測定結果と、制御装置２１によってリアルタイムに算出される各トー角目標値θｍ１・θｍ２・θｍ３・θｍ４に基づいて、各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の合否判定（即ち、各トー角現在値θｎ１・θｎ２・θｎ３・θｎ４と各トー角目標値θｍ１・θｍ２・θｍ３・θｍ４が一致するか否か）が、制御装置２１によってリアルタイムで行われる（ＳＴＥＰ−８）。
【００８８】
ここで、各トー角θ１・θ２・θ３・θ４のうち合格の判定がなされていないものは、（ＳＴＥＰ−４）に戻って、各トー角現在値θｎ１・θｎ２・θｎ３・θｎ４をフィードバックして、トー角調整装置２２に対する調整量Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３・Ｄ４を再度算出するとともに、以下（ＳＴＥＰ−５）〜（ＳＴＥＰ−８）を合格と判定されるまで繰り返して実行される。
【００８９】
一方、各トー角θ１・θ２・θ３・θ４のうち合格の判定がなされたものは、所定の目標値θｓｅｔを満足するように調整ができたものと判断され、制御装置２１からのトー角調整装置２２に対する対応する調整量の出力を停止する等、制御動作を完了する動作に移行される（ＳＴＥＰ−９）。
【００９０】
その後、全てのトー角θ１・θ２・θ３・θ４について合格の判定がなされた後に、車両１００をトー角自動調整装置２０から搬出して（ＳＴＥＰ−１０）、トー角自動調整装置２０による一連の各トー角θ１・θ２・θ３・θ４の自動調整作業が終了される。
以上が、トー角自動調整装置２０による、一連のトー角の自動調整作業である。
【００９１】
即ち、本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置２０は、車両１００に設けられた各タイヤ１１・１２・１３・１４の各トー角θ１〜θ４を測定するトー角測定装置１と、各トー角θ１〜θ４を調整するトー角調整装置２２と、トー角測定装置１による各トー角θ１〜θ４の測定結果に基づいて、トー角調整装置２２による各トー角θ１〜θ４の調整量Ｄ１〜Ｄ４を算出するとともに、該各調整量Ｄ１〜Ｄ４の算出結果をトー角調整装置２２に出力する制御装置２１と、各タイヤ１１・１２・１３・１４の各回転位相Ｒ１〜Ｒ４を検出する回転位相検出装置たるエンコーダ２６と、を備えるトー角自動調整装置２０であって、制御装置２１は、トー角測定装置１による各トー角θ１〜θ４の測定結果に基づいて、各タイヤ１１・１２・１３・１４が一回転する間の各回転位相における各トー角θ１〜θ４の変化量の推移を示す各基準波形Ｐ１〜Ｐ４を算出するとともに、該各基準波形Ｐ１〜Ｐ４における各トー角θ１〜θ４の平均値θ１ａ〜θ４ａを、予め設定された各トー角θ１〜θ４の目標値θｓｅｔに一致させて、各回転位相における各トー角θ１〜θ４の目標値を示す各目標波形Ｑ１〜Ｑ４を設定し、各タイヤ１１・１２・１３・１４が任意の回転位相Ｒ１〜Ｒ４であるときのトー角測定装置１による各トー角θ１〜θ４の測定結果（即ち、各トー角現在値θｎ１〜θｎ４）が、各目標波形Ｑ１〜Ｑ４の任意の回転位相Ｒ１〜Ｒ４における波形と一致するとき、各トー角θ１〜θ４（即ち、各トー角現在値θｎ１〜θｎ４）が目標値θｓｅｔに達したと判定するものである。
【００９２】
また、本発明の一実施例に係るトー角自動調整装置２０の制御方法は、車両１００に設けられた各タイヤ１１・１２・１３・１４の各トー角θ１〜θ４を測定するトー角測定装置１と、各トー角θ１〜θ４を調整するトー角調整装置２２と、トー角測定装置１による各トー角θ１〜θ４の測定結果に基づいて、トー角調整装置２２による各トー角θ１〜θ４の調整量Ｄ１〜Ｄ４を算出するとともに、該各調整量Ｄ１〜Ｄ４の算出結果をトー角調整装置２２に出力する制御装置２１と、各タイヤ１１・１２・１３・１４の各回転位相Ｒ１〜Ｒ４を検出する回転位相検出装置たるエンコーダ２６と、を備えるトー角自動調整装置２０の制御方法であって、制御装置２１によって、トー角測定装置１による各トー角θ１〜θ４の測定結果に基づいて、各タイヤ１１・１２・１３・１４が一回転する間の各回転位相における各トー角θ１〜θ４の変化量の推移を示す各基準波形Ｐ１〜Ｐ４を設定する基準波形設定工程と、制御装置２１によって、各基準波形Ｐ１〜Ｐ４における各トー角θ１〜θ４の平均値θ１ａ〜θ４ａを、予め設定された各トー角θ１〜θ４の目標値θｓｅｔに一致させて、各回転位相における各トー角θ１〜θ４の目標値θｓｅｔを示す各目標波形Ｑ１〜Ｑ４を設定する目標波形設定工程と、制御装置２１によって、各タイヤ１１・１２・１３・１４が任意の回転位相Ｒ１〜Ｒ４であるときのトー角測定装置１による各トー角θ１〜θ４の測定結果（即ち、各トー角現在値θｎ１〜θｎ４）が、各目標波形Ｑ１〜Ｑ４の任意の回転位相Ｒ１〜Ｒ４における波形と一致するか否かを判定するトー角判定工程と、を備えるものである。
【００９３】
このような構成により、調整後の各トー角θ１〜θ４（即ち、各トー角現在値θｎ１〜θｎ４）が、各トー角目標値θｍ１〜θｍ４と一致しているか否かの合否判定を、各タイヤ１１・１２・１３・１４を一回転させることなく短時間で精度よく判定することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１ トー角測定装置
１１ 左前タイヤ
１２ 右前タイヤ
１３ 左後タイヤ
１４ 右後タイヤ
２０ トー角自動調整装置
２１ 制御装置
２２ トー角調整装置
２５ 回転ローラ
２６ エンコーダ
１００ 車両
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられたタイヤのトー角を測定するトー角測定装置と、
前記トー角を調整するトー角調整装置と、
前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果に基づいて、前記トー角調整装置による前記トー角の調整量を算出するとともに、該調整量の算出結果を前記トー角調整装置に出力する制御装置と、
前記タイヤの回転位相を検出する回転位相検出装置と、
を備えるトー角自動調整装置であって、
前記制御装置は、
前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果に基づいて、前記タイヤが一回転する間の各回転位相における前記トー角の変化量の推移を示す基準波形を算出するとともに、
該基準波形におけるトー角の平均値を、予め設定された前記トー角の目標値に一致させて、各回転位相における前記トー角の目標値を示す目標波形を設定し、
前記タイヤが任意の回転位相であるときの前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果が、前記目標波形の前記任意の回転位相における波形と一致するとき、前記トー角が前記目標値に達したと判定する、
ことを特徴とするトー角自動調整装置。
【請求項２】
車両に設けられたタイヤのトー角を測定するトー角測定装置と、
前記トー角を調整するトー角調整装置と、
前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果に基づいて、前記トー角調整装置による前記トー角の調整量を算出するとともに、該調整量の算出結果を前記トー角調整装置に出力する制御装置と、
前記タイヤの回転位相を検出する回転位相検出装置と、
を備えるトー角自動調整装置の制御方法であって、
前記制御装置によって、前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果に基づいて、前記タイヤが一回転する間の各回転位相における前記トー角の変化量の推移を示す基準波形を設定する基準波形設定工程と、
前記制御装置によって、前記基準波形におけるトー角の平均値を、予め設定された前記トー角の目標値に一致させて、各回転位相における前記トー角の目標値を示す目標波形を設定する目標波形設定工程と、
前記制御装置によって、前記タイヤが任意の回転位相であるときの前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果が、前記目標波形の前記任意の回転位相における波形と一致するか否かを判定するトー角判定工程と、
を備える、
ことを特徴とするトー角自動調整装置の制御方法。
【請求項１】
車両に設けられたタイヤのトー角を測定するトー角測定装置と、
前記トー角を調整するトー角調整装置と、
前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果に基づいて、前記トー角調整装置による前記トー角の調整量を算出するとともに、該調整量の算出結果を前記トー角調整装置に出力する制御装置と、
前記タイヤの回転位相を検出する回転位相検出装置と、
を備えるトー角自動調整装置であって、
前記制御装置は、
前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果に基づいて、前記タイヤが一回転する間の各回転位相における前記トー角の変化量の推移を示す基準波形を算出するとともに、
該基準波形におけるトー角の平均値を、予め設定された前記トー角の目標値に一致させて、各回転位相における前記トー角の目標値を示す目標波形を設定し、
前記タイヤが任意の回転位相であるときの前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果が、前記目標波形の前記任意の回転位相における波形と一致するとき、前記トー角が前記目標値に達したと判定する、
ことを特徴とするトー角自動調整装置。
【請求項２】
車両に設けられたタイヤのトー角を測定するトー角測定装置と、
前記トー角を調整するトー角調整装置と、
前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果に基づいて、前記トー角調整装置による前記トー角の調整量を算出するとともに、該調整量の算出結果を前記トー角調整装置に出力する制御装置と、
前記タイヤの回転位相を検出する回転位相検出装置と、
を備えるトー角自動調整装置の制御方法であって、
前記制御装置によって、前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果に基づいて、前記タイヤが一回転する間の各回転位相における前記トー角の変化量の推移を示す基準波形を設定する基準波形設定工程と、
前記制御装置によって、前記基準波形におけるトー角の平均値を、予め設定された前記トー角の目標値に一致させて、各回転位相における前記トー角の目標値を示す目標波形を設定する目標波形設定工程と、
前記制御装置によって、前記タイヤが任意の回転位相であるときの前記トー角測定装置による前記トー角の測定結果が、前記目標波形の前記任意の回転位相における波形と一致するか否かを判定するトー角判定工程と、
を備える、
ことを特徴とするトー角自動調整装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−１７３５７７（Ｐ２０１０−１７３５７７Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０５２８（Ｐ２００９−２０５２８）
【出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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