JP2001099779A - 路面状態検出装置 - Google Patents
路面状態検出装置Info
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- JP2001099779A JP2001099779A JP27571999A JP27571999A JP2001099779A JP 2001099779 A JP2001099779 A JP 2001099779A JP 27571999 A JP27571999 A JP 27571999A JP 27571999 A JP27571999 A JP 27571999A JP 2001099779 A JP2001099779 A JP 2001099779A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一定速度走行状態において走行する路面の滑
り易さ等の路面状態を的確に検出する路面状態検出装置
を提供する。 【解決手段】 タイヤと路面との間に存在する水膜の有
無を検出する水膜検出手段としての水膜センサ１２及び
車輪速度を検出する車輪速度センサ１４の検出信号に基
づいて、路面状態判定手段としての判定回路１６により
水膜の存在が検出された場合には、路面粗さが小さくか
つ車速が大きいほど路面が滑り易いと判定し、装置外部
に設けられた警報装置１８により警報を発し、車両制御
装置２０により自動的に減速する。
り易さ等の路面状態を的確に検出する路面状態検出装置
を提供する。 【解決手段】 タイヤと路面との間に存在する水膜の有
無を検出する水膜検出手段としての水膜センサ１２及び
車輪速度を検出する車輪速度センサ１４の検出信号に基
づいて、路面状態判定手段としての判定回路１６により
水膜の存在が検出された場合には、路面粗さが小さくか
つ車速が大きいほど路面が滑り易いと判定し、装置外部
に設けられた警報装置１８により警報を発し、車両制御
装置２０により自動的に減速する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は路面状態検出装置に
係り、詳しくは、大きな加減速を行わない状態で走行す
る路面の滑り易さ（路面μ最大値）等の路面状態を検出
する路面状態検出装置に関する。
係り、詳しくは、大きな加減速を行わない状態で走行す
る路面の滑り易さ（路面μ最大値）等の路面状態を検出
する路面状態検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１４に示すように、スリップ率が所定
の値に達するまでは、スリップ率の増大に伴いタイヤと
路面との間に作用する制動力は増大し、路面μ（制動摩
擦係数）も大きくなるが、スリップ率が所定の値に達す
ると路面μは最大値をとり、それ以降はスリップ率の増
大に伴い小さくなる。即ち、車輪がロックしてしまう。
従って、安全にブレーキをかけるためには、走行する路
面μ最大値を推定し、路面状態に応じた制動力を車輪に
与えることが重要となる。
の値に達するまでは、スリップ率の増大に伴いタイヤと
路面との間に作用する制動力は増大し、路面μ（制動摩
擦係数）も大きくなるが、スリップ率が所定の値に達す
ると路面μは最大値をとり、それ以降はスリップ率の増
大に伴い小さくなる。即ち、車輪がロックしてしまう。
従って、安全にブレーキをかけるためには、走行する路
面μ最大値を推定し、路面状態に応じた制動力を車輪に
与えることが重要となる。
【０００３】従来、路面μを推定する方法が種々提案さ
れているが、大きな加減速を伴わない一定速度走行状態
（スリップ率ゼロ付近）で推定することができるのはμ
勾配のみであり、ハイドロプレーン現象を起こして水膜
によりタイヤが完全に浮いてしまいスリップ率ゼロ付近
でμ特性が変化する場合を除き、路面μ最大値は、加減
速をすることによりスリップ率を大きくしてμが飽和す
る領域に達しなければ推定することができなかった。
れているが、大きな加減速を伴わない一定速度走行状態
（スリップ率ゼロ付近）で推定することができるのはμ
勾配のみであり、ハイドロプレーン現象を起こして水膜
によりタイヤが完全に浮いてしまいスリップ率ゼロ付近
でμ特性が変化する場合を除き、路面μ最大値は、加減
速をすることによりスリップ率を大きくしてμが飽和す
る領域に達しなければ推定することができなかった。
【０００４】ハイドロプレーン現象により路面μ最大値
が大幅に低下することからも分かるように、タイヤと路
面との間に存在する水膜は、路面μの最大値が低下する
最大の要因となる。
が大幅に低下することからも分かるように、タイヤと路
面との間に存在する水膜は、路面μの最大値が低下する
最大の要因となる。
【０００５】タイヤと路面との間の水膜を検出する装置
について、特開平７−１７９１０８号公報には、タイヤ
に埋め込んだ電極型センサーによりタイヤと路面との間
の水膜を検出し、ハイドロプレーン現象によりスリップ
の危険が増大したことを警告するタイヤ状態の探知装置
が提案されている。また、特開平７−８３８２７号公報
には、タイヤ表面に光を照射し、その反射光からタイヤ
表面の乾湿状態を検出し、路面の乾湿状態を判定する路
面状態検出装置が提案されている。
について、特開平７−１７９１０８号公報には、タイヤ
に埋め込んだ電極型センサーによりタイヤと路面との間
の水膜を検出し、ハイドロプレーン現象によりスリップ
の危険が増大したことを警告するタイヤ状態の探知装置
が提案されている。また、特開平７−８３８２７号公報
には、タイヤ表面に光を照射し、その反射光からタイヤ
表面の乾湿状態を検出し、路面の乾湿状態を判定する路
面状態検出装置が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タイヤ
と路面との間に水膜が存在する湿潤路であっても、路面
粗さが大きい場合には乾燥路と略同等の高い路面μ最大
値を有するし、水膜量が極僅かであっても、路面が平滑
な場合には路面μ最大値が大きく低下する。従って、タ
イヤと路面との間の水膜を検出するだけの上記の装置で
は、一定速度走行状態において走行する路面が滑り易い
か否か等の路面状態を的確に判断し得ないという問題が
あった。
と路面との間に水膜が存在する湿潤路であっても、路面
粗さが大きい場合には乾燥路と略同等の高い路面μ最大
値を有するし、水膜量が極僅かであっても、路面が平滑
な場合には路面μ最大値が大きく低下する。従って、タ
イヤと路面との間の水膜を検出するだけの上記の装置で
は、一定速度走行状態において走行する路面が滑り易い
か否か等の路面状態を的確に判断し得ないという問題が
あった。
【０００７】本発明は、上記の問題点に鑑みなされたも
のであって、その目的は、一定速度走行状態において走
行する路面の滑り易さ等の路面状態を的確に検出する路
面状態検出装置を提供することにある。
のであって、その目的は、一定速度走行状態において走
行する路面の滑り易さ等の路面状態を的確に検出する路
面状態検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１記載の路面状態検出装置は、タ
イヤと路面との間に存在する水膜の有無を検出する水膜
検出手段と、走行路面の路面粗さを検出する路面粗さ検
出手段と、車体の走行速度を検出する車速検出手段と、
前記水膜検出手段、前記路面粗さ検出手段、及び前記車
速検出手段の検出信号に基づいて、水膜の存在が検出さ
れた場合には、路面粗さが小さくかつ車速が大きいほど
路面が滑り易いと判定する路面状態判定手段と、を含ん
で構成したことを特徴としている。
めに、本発明の請求項１記載の路面状態検出装置は、タ
イヤと路面との間に存在する水膜の有無を検出する水膜
検出手段と、走行路面の路面粗さを検出する路面粗さ検
出手段と、車体の走行速度を検出する車速検出手段と、
前記水膜検出手段、前記路面粗さ検出手段、及び前記車
速検出手段の検出信号に基づいて、水膜の存在が検出さ
れた場合には、路面粗さが小さくかつ車速が大きいほど
路面が滑り易いと判定する路面状態判定手段と、を含ん
で構成したことを特徴としている。
【０００９】請求項２記載の路面状態検出装置は、タイ
ヤと路面との間に存在する水膜量を検出する水膜量検出
手段と、走行路面の路面粗さを検出する路面粗さ検出手
段と、車体の走行速度を検出する車速検出手段と、前記
水膜検出手段、前記路面粗さ検出手段、及び前記車速検
出手段の検出信号に基づいて、水膜量が多く、路面粗さ
が小さく、かつ車速が大きいほど路面が滑り易いと判定
する路面状態判定手段と、を含んで構成したことを特徴
としている。
ヤと路面との間に存在する水膜量を検出する水膜量検出
手段と、走行路面の路面粗さを検出する路面粗さ検出手
段と、車体の走行速度を検出する車速検出手段と、前記
水膜検出手段、前記路面粗さ検出手段、及び前記車速検
出手段の検出信号に基づいて、水膜量が多く、路面粗さ
が小さく、かつ車速が大きいほど路面が滑り易いと判定
する路面状態判定手段と、を含んで構成したことを特徴
としている。
【００１０】請求項１記載の装置においては、タイヤと
路面との間に存在する水膜の有無が水膜検出手段によ
り、走行路面の路面粗さが路面粗さ検出手段により、車
体の走行速度が車速検出手段により、それぞれ検出され
る。そして、路面状態判定手段では、前記水膜検出手
段、前記路面粗さ検出手段、及び前記車速検出手段の検
出信号に基づいて、路面の滑り易さを判定する。
路面との間に存在する水膜の有無が水膜検出手段によ
り、走行路面の路面粗さが路面粗さ検出手段により、車
体の走行速度が車速検出手段により、それぞれ検出され
る。そして、路面状態判定手段では、前記水膜検出手
段、前記路面粗さ検出手段、及び前記車速検出手段の検
出信号に基づいて、路面の滑り易さを判定する。
【００１１】路面の滑り易さ、即ち、路面μ最大値の低
下の度合いは、水膜の有無、路面粗さ、及び車速により
変化する。タイヤと路面との間に水膜が存在しない場合
は路面μ最大値は低下しないが、水膜が存在する場合に
は路面μ最大値が低下する。また、図１５に示すよう
に、水膜が存在する場合には、路面粗さが小さい方が路
面μ最大値がより低下する。さらに、図１６に示すよう
に、水膜が存在する場合には、車速が大きい方が路面μ
最大値がより低下する。
下の度合いは、水膜の有無、路面粗さ、及び車速により
変化する。タイヤと路面との間に水膜が存在しない場合
は路面μ最大値は低下しないが、水膜が存在する場合に
は路面μ最大値が低下する。また、図１５に示すよう
に、水膜が存在する場合には、路面粗さが小さい方が路
面μ最大値がより低下する。さらに、図１６に示すよう
に、水膜が存在する場合には、車速が大きい方が路面μ
最大値がより低下する。
【００１２】なお、氷上では、図１７に示すように、氷
温が低い場合には路面μ最大値の低下は少ないが、氷温
が０℃付近になると路面μ最大値の低下が大きくなる。
これは、氷温が高い場合には摩擦熱等により氷が溶け易
くなり、タイヤと路面との間に水膜が存在するようにな
るためであると考えられる。また、氷上であっても、路
面粗さが大きい場合には路面μ最大値の低下の度合いは
少ない。
温が低い場合には路面μ最大値の低下は少ないが、氷温
が０℃付近になると路面μ最大値の低下が大きくなる。
これは、氷温が高い場合には摩擦熱等により氷が溶け易
くなり、タイヤと路面との間に水膜が存在するようにな
るためであると考えられる。また、氷上であっても、路
面粗さが大きい場合には路面μ最大値の低下の度合いは
少ない。
【００１３】以上の相関関係に基づき、水膜の存在が検
出された場合には、路面粗さが小さくかつ車速が大きい
ほど路面が滑り易いと判定する。この通り一定速度走行
状態で得られる情報により、制動時の路面の滑り易さを
予測することが可能になることから、走行時の車両の制
動特性(最大減速度等）あるいは旋回性能（最大横すべ
り摩擦力等）を予測することができ、この予測に基づい
てドライバーへの警告を行うことや、車両制御装置によ
り自動的に安全な状態に減速することが可能になる。
出された場合には、路面粗さが小さくかつ車速が大きい
ほど路面が滑り易いと判定する。この通り一定速度走行
状態で得られる情報により、制動時の路面の滑り易さを
予測することが可能になることから、走行時の車両の制
動特性(最大減速度等）あるいは旋回性能（最大横すべ
り摩擦力等）を予測することができ、この予測に基づい
てドライバーへの警告を行うことや、車両制御装置によ
り自動的に安全な状態に減速することが可能になる。
【００１４】請求項２記載の装置においては、タイヤと
路面との間に存在する水膜量が水膜検出手段により、走
行路面の路面粗さが路面粗さ検出手段により、車体の走
行速度が車速検出手段により、それぞれ検出される。そ
して、路面状態判定手段では、前記水膜検出手段、前記
路面粗さ検出手段、及び前記車速検出手段の検出信号に
基づいて、路面の滑り易さを判定する。
路面との間に存在する水膜量が水膜検出手段により、走
行路面の路面粗さが路面粗さ検出手段により、車体の走
行速度が車速検出手段により、それぞれ検出される。そ
して、路面状態判定手段では、前記水膜検出手段、前記
路面粗さ検出手段、及び前記車速検出手段の検出信号に
基づいて、路面の滑り易さを判定する。
【００１５】路面の滑り易さ、即ち、路面μ最大値の低
下の度合いは、水膜量、路面粗さ、及び車速により変化
する。タイヤと路面との間に水膜が存在する場合には路
面μ最大値が低下する。その低下の度合いは水膜が厚い
ほど即ち水膜量が多いほど大きい。従って、水膜量が検
出できる場合には、検出された水膜量、路面粗さ、及び
車速に基づいて、水膜量が多く、路面粗さが小さく、か
つ車速が大きいほど路面が滑り易いとの判定を行う。
下の度合いは、水膜量、路面粗さ、及び車速により変化
する。タイヤと路面との間に水膜が存在する場合には路
面μ最大値が低下する。その低下の度合いは水膜が厚い
ほど即ち水膜量が多いほど大きい。従って、水膜量が検
出できる場合には、検出された水膜量、路面粗さ、及び
車速に基づいて、水膜量が多く、路面粗さが小さく、か
つ車速が大きいほど路面が滑り易いとの判定を行う。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の路面状態検出装置
を実施の形態に基づき詳細に説明する。
を実施の形態に基づき詳細に説明する。
【００１７】第１の実施の形態に係る路面状態検出装置
は、図１に示すように、水膜の有無を検出する水膜検出
手段としての水膜センサ１２と、車輪速度を検出する車
輪速度センサ１４と、路面状態判定手段としての判定回
路１６と、からなり、車両に搭載されている。水膜セン
サ１２と車輪速度センサ１４とは判定回路１６に接続さ
れ、判定回路１６は装置外部に設けられた警報装置１８
及び車両制御装置２０に接続されている。
は、図１に示すように、水膜の有無を検出する水膜検出
手段としての水膜センサ１２と、車輪速度を検出する車
輪速度センサ１４と、路面状態判定手段としての判定回
路１６と、からなり、車両に搭載されている。水膜セン
サ１２と車輪速度センサ１４とは判定回路１６に接続さ
れ、判定回路１６は装置外部に設けられた警報装置１８
及び車両制御装置２０に接続されている。
【００１８】判定回路１６には、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２
４、及びＲＡＭ２６が含まれており、ＣＰＵ２２は、Ｒ
ＯＭ２４に記憶された以下で説明する判定プログラムに
基づき各種演算処理を行う。
４、及びＲＡＭ２６が含まれており、ＣＰＵ２２は、Ｒ
ＯＭ２４に記憶された以下で説明する判定プログラムに
基づき各種演算処理を行う。
【００１９】車輪速度センサ１４は、図２に示すよう
に、図示しない車輪と共に回転するシグナルロータ２８
を備えており、このシグナルロータ２８は、磁性体材料
によって構成され、等間隔で配置された多数の歯（例え
ば、４８歯）を周囲に有する歯車として構成されてい
る。そして、このシグナルロータ２８の外周に接近する
ように電磁ピックアップ３０が固定配置されている。こ
の電磁ピックアップ３０は、車輪と共に回転するシグナ
ルロータ２８の一つの歯が通過することに伴う磁界の変
化を検出し、歯の一つが通過する毎に振動する正弦波状
の検出信号を出力する。この正弦波状の検出信号は、後
段に配置されたパルスジェネレータ３２によりパルス信
号列に変換され、車輪速度信号として判定回路１６に入
力される。
に、図示しない車輪と共に回転するシグナルロータ２８
を備えており、このシグナルロータ２８は、磁性体材料
によって構成され、等間隔で配置された多数の歯（例え
ば、４８歯）を周囲に有する歯車として構成されてい
る。そして、このシグナルロータ２８の外周に接近する
ように電磁ピックアップ３０が固定配置されている。こ
の電磁ピックアップ３０は、車輪と共に回転するシグナ
ルロータ２８の一つの歯が通過することに伴う磁界の変
化を検出し、歯の一つが通過する毎に振動する正弦波状
の検出信号を出力する。この正弦波状の検出信号は、後
段に配置されたパルスジェネレータ３２によりパルス信
号列に変換され、車輪速度信号として判定回路１６に入
力される。
【００２０】水膜センサ１２は、近接して配置された正
負一対の電極からなる電極対３４を複数個配列して構成
され、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、電極の先端部
分がタイヤ表面に露出するように、タイヤトレッド内に
埋め込まれている。水膜センサ１２は、図３（Ａ）に示
すように、タイヤの軸方向に所定間隔で配置された例え
ば２個の電極対３４を、図３（Ｂ）に示すように、タイ
ヤの周方向に多数列所定間隔で配置して構成されてい
る。水膜センサ１２が埋め込まれたトレッド部分が接地
した際に、タイヤと路面との間に水膜が存在する場合に
は、正負電極間に一定以上の電流が流れて水膜の存在を
検出することができる。
負一対の電極からなる電極対３４を複数個配列して構成
され、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、電極の先端部
分がタイヤ表面に露出するように、タイヤトレッド内に
埋め込まれている。水膜センサ１２は、図３（Ａ）に示
すように、タイヤの軸方向に所定間隔で配置された例え
ば２個の電極対３４を、図３（Ｂ）に示すように、タイ
ヤの周方向に多数列所定間隔で配置して構成されてい
る。水膜センサ１２が埋め込まれたトレッド部分が接地
した際に、タイヤと路面との間に水膜が存在する場合に
は、正負電極間に一定以上の電流が流れて水膜の存在を
検出することができる。
【００２１】判定回路１６で実行される制御ルーチン
を、図４、図５を参照して説明する。
を、図４、図５を参照して説明する。
【００２２】判定回路１６では、ステップ１００におい
て、水膜センサ１２からの信号を取り込み、ステップ１
０２でタイヤと路面との間に水膜が存在するか否かを判
別する。ここで水膜が有れば、ステップ１０４で車輪速
度センサ１４からの信号を取り込み、ステップ１０６で
車輪速度Ｖwを演算する。次いで、ステップ１０８で車
輪速度Ｖwの変動に基づいて路面粗さＣを検出する。即
ち、一定速度で走行している状態では、路面が粗くなる
に従って、車輪速度の変動が大きくなるので車輪速度か
ら路面粗さを検出することができる。ステップ１１０で
は車輪速度Ｖwに基づいて車速Ｖrを検出する。
て、水膜センサ１２からの信号を取り込み、ステップ１
０２でタイヤと路面との間に水膜が存在するか否かを判
別する。ここで水膜が有れば、ステップ１０４で車輪速
度センサ１４からの信号を取り込み、ステップ１０６で
車輪速度Ｖwを演算する。次いで、ステップ１０８で車
輪速度Ｖwの変動に基づいて路面粗さＣを検出する。即
ち、一定速度で走行している状態では、路面が粗くなる
に従って、車輪速度の変動が大きくなるので車輪速度か
ら路面粗さを検出することができる。ステップ１１０で
は車輪速度Ｖwに基づいて車速Ｖrを検出する。
【００２３】路面μ最大値の低下量Ｇは、路面粗さＣ及
び車速Ｖrに対して図５に示すように路面粗さが大きく
なるに従って小さくなり、車速が大きくなるに従って大
きくなる特性を示すことから、ステップ１１２におい
て、ＲＯＭに記憶しておいた図５に示すマップまたは関
数を用い、検出した路面粗さＣ及び車速Ｖrに基づき路
面μ最大値の低下量Ｇを検出する。一方、ステップ１０
２で水膜が無いと判断されれば、ステップ１１４で路面
μ最大値の低下量Ｇをゼロとする。
び車速Ｖrに対して図５に示すように路面粗さが大きく
なるに従って小さくなり、車速が大きくなるに従って大
きくなる特性を示すことから、ステップ１１２におい
て、ＲＯＭに記憶しておいた図５に示すマップまたは関
数を用い、検出した路面粗さＣ及び車速Ｖrに基づき路
面μ最大値の低下量Ｇを検出する。一方、ステップ１０
２で水膜が無いと判断されれば、ステップ１１４で路面
μ最大値の低下量Ｇをゼロとする。
【００２４】次に、検出された路面μ最大値の低下量Ｇ
を用いて、ステップ１１６において路面の滑り易さが限
界値Ｇ0を超えたか否かの判別を行う。すなわち、路面
μ最大値の低下量Ｇが限界値Ｇ0を超えたか否かを判別
し、限界値Ｇ0を超えていれば、ステップ１１８で警報
装置１８より警報を発し、ステップ１２０で車両制御装
置２０により車速の自動制御を行う。例えば、燃焼室内
に供給される吸入空気量を調整するスロットル弁を、ア
クセルペダルの踏み込み量に関係無く閉じるように制御
することで、機関の駆動トルクを調整し、減速するよう
に自動的に制御する。一方、限界値Ｇ0以下の場合は、
次の信号を取り込み、再度判定を繰り返す。
を用いて、ステップ１１６において路面の滑り易さが限
界値Ｇ0を超えたか否かの判別を行う。すなわち、路面
μ最大値の低下量Ｇが限界値Ｇ0を超えたか否かを判別
し、限界値Ｇ0を超えていれば、ステップ１１８で警報
装置１８より警報を発し、ステップ１２０で車両制御装
置２０により車速の自動制御を行う。例えば、燃焼室内
に供給される吸入空気量を調整するスロットル弁を、ア
クセルペダルの踏み込み量に関係無く閉じるように制御
することで、機関の駆動トルクを調整し、減速するよう
に自動的に制御する。一方、限界値Ｇ0以下の場合は、
次の信号を取り込み、再度判定を繰り返す。
【００２５】以上の通り、本実施形態では、水膜の有
無、路面粗さ、及び車速により、一定速度走行状態か
ら、制動時の路面の滑り易さを予測することが可能にな
り、走行時の車両の制動特性(最大減速度等）あるいは
旋回性能（最大横すべり摩擦力等）を予測することがで
き、この予測に基づいてドライバーへの警告を行うこと
や、車両制御装置により自動的に安全な状態に減速する
ことが可能になる。本実施形態では、ステップ１１６の
判別を１段階で行ったが、多段階できめ細かく路面の状
態を判別することも可能である。また、本実施形態で
は、車輪速度センサ１４を用いて路面粗さの検出を行っ
たが、車両に上下加速度センサを搭載し、これを用いて
路面粗さを検出することも可能である。
無、路面粗さ、及び車速により、一定速度走行状態か
ら、制動時の路面の滑り易さを予測することが可能にな
り、走行時の車両の制動特性(最大減速度等）あるいは
旋回性能（最大横すべり摩擦力等）を予測することがで
き、この予測に基づいてドライバーへの警告を行うこと
や、車両制御装置により自動的に安全な状態に減速する
ことが可能になる。本実施形態では、ステップ１１６の
判別を１段階で行ったが、多段階できめ細かく路面の状
態を判別することも可能である。また、本実施形態で
は、車輪速度センサ１４を用いて路面粗さの検出を行っ
たが、車両に上下加速度センサを搭載し、これを用いて
路面粗さを検出することも可能である。
【００２６】第２の実施の形態に係る路面状態検出装置
は、第１の実施の形態の水膜センサ１２に代えて、水膜
の有無だけでなく水膜量の大小をも検出することができ
る水膜センサ１２ａを用いたものであり、第１の実施の
形態に係る路面状態検出装置と同じ構成部分には同じ符
号を付して説明を省略する。
は、第１の実施の形態の水膜センサ１２に代えて、水膜
の有無だけでなく水膜量の大小をも検出することができ
る水膜センサ１２ａを用いたものであり、第１の実施の
形態に係る路面状態検出装置と同じ構成部分には同じ符
号を付して説明を省略する。
【００２７】水膜センサ１２ａは、タイヤの軸方向に沿
って埋め込まれた圧力センサ列タイヤ周方向に配列した
多数の圧力センサ３６からなり、圧力センサ３６列は、
図６（Ｂ）に示すように、圧力センサ３６をタイヤの軸
方向に沿ってタイヤトレッドの表面部３８と溝部４０と
の各々に配置して構成され、タイヤの軸方向に配置され
た５個の圧力センサをそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとす
ると、Ａ，Ｃ，Ｅはタイヤトレッドの表面部３８に、
Ｂ，Ｄは溝部４０に設けられている。また、図６（Ａ）
に示すように、圧力センサ３６列はタイヤの周方向に沿
って所定間隔で多数列配置され、これらの圧力センサ３
６は、軸方向に配置された５個の圧力センサごとに設け
られた可動接点４２に接続されている。車体側には、固
定接点４４が圧力センサに接続された可動接点４２に対
向する位置に配置され、固定接点４４は車体側に設けら
れた判定回路１６の演算部に接続されている。
って埋め込まれた圧力センサ列タイヤ周方向に配列した
多数の圧力センサ３６からなり、圧力センサ３６列は、
図６（Ｂ）に示すように、圧力センサ３６をタイヤの軸
方向に沿ってタイヤトレッドの表面部３８と溝部４０と
の各々に配置して構成され、タイヤの軸方向に配置され
た５個の圧力センサをそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとす
ると、Ａ，Ｃ，Ｅはタイヤトレッドの表面部３８に、
Ｂ，Ｄは溝部４０に設けられている。また、図６（Ａ）
に示すように、圧力センサ３６列はタイヤの周方向に沿
って所定間隔で多数列配置され、これらの圧力センサ３
６は、軸方向に配置された５個の圧力センサごとに設け
られた可動接点４２に接続されている。車体側には、固
定接点４４が圧力センサに接続された可動接点４２に対
向する位置に配置され、固定接点４４は車体側に設けら
れた判定回路１６の演算部に接続されている。
【００２８】この水膜センサ１２ａでは、タイヤと路面
との間に水膜が多量に存在する場合には、図６（Ｃ）に
示すように、溝部４０内に侵入する水の量が多くなるの
で溝部の圧力が高くなり、タイヤの表面部３８に配置さ
れた圧力センサＡや圧力センサＣに作用する圧力と、溝
部４０に配置された圧力センサＢに作用する圧力との差
が所定の圧力差ΔＰ以下となるので、圧力センサＢに作
用する圧力を、圧力センサＡに作用する圧力及び圧力セ
ンサＣに作用する圧力の平均値とΔＰとの差と比較する
ことにより、多量の水膜が存在することを検知すること
ができる。
との間に水膜が多量に存在する場合には、図６（Ｃ）に
示すように、溝部４０内に侵入する水の量が多くなるの
で溝部の圧力が高くなり、タイヤの表面部３８に配置さ
れた圧力センサＡや圧力センサＣに作用する圧力と、溝
部４０に配置された圧力センサＢに作用する圧力との差
が所定の圧力差ΔＰ以下となるので、圧力センサＢに作
用する圧力を、圧力センサＡに作用する圧力及び圧力セ
ンサＣに作用する圧力の平均値とΔＰとの差と比較する
ことにより、多量の水膜が存在することを検知すること
ができる。
【００２９】また、タイヤと路面との間に存在する水膜
量が中程度の場合には、溝部４０内に侵入する水の量も
中程度であるが、溝部４０内には空気が混入しており、
この空気が水膜により圧縮されて、溝部４０に配置され
た圧力センサＢに所定値以上の圧力が作用するので、圧
力センサＢに作用する圧力を基準圧力Ｐ0と比較するこ
とにより、中程度の量の水膜が存在することを検知する
ことができる。一方、タイヤと路面との間に水膜が殆ど
存在しない場合や存在する水膜量が少ない場合には、通
常は溝部４０内にまで水が浸入せず、溝部４０内の空気
は殆ど圧縮されず、溝部４０に配置された圧力センサＢ
にかかる圧力は基準圧力Ｐ0未満になるので、圧力セン
サＢに作用する圧力を基準圧力Ｐ0と比較することによ
り、水膜量が少ないことを検知することができる。
量が中程度の場合には、溝部４０内に侵入する水の量も
中程度であるが、溝部４０内には空気が混入しており、
この空気が水膜により圧縮されて、溝部４０に配置され
た圧力センサＢに所定値以上の圧力が作用するので、圧
力センサＢに作用する圧力を基準圧力Ｐ0と比較するこ
とにより、中程度の量の水膜が存在することを検知する
ことができる。一方、タイヤと路面との間に水膜が殆ど
存在しない場合や存在する水膜量が少ない場合には、通
常は溝部４０内にまで水が浸入せず、溝部４０内の空気
は殆ど圧縮されず、溝部４０に配置された圧力センサＢ
にかかる圧力は基準圧力Ｐ0未満になるので、圧力セン
サＢに作用する圧力を基準圧力Ｐ0と比較することによ
り、水膜量が少ないことを検知することができる。
【００３０】可動接点４２と固定接点４４との接続は、
図７（Ａ）のように可動接点４２に設けられた金属接続
部４２Ａと固定接点４４に設けられた金属接続部４４Ａ
とを接触させて直接電気信号を伝送する方式の他、図７
（Ｂ）のように可動接点４２に発光素子４２Ｂ、固定接
点４４に受光素子４４Ｂを設け、光により信号を伝送す
る方式や、図７（Ｃ）のように可動接点４２にコイル４
２Ｃ、固定接点４４にコイル４４Ｃを設け、磁力により
電磁誘導で信号を伝送する方式のように非接触で行って
もよい。また、静電容量の変化に基づいて電気信号を伝
送する方式を採用することもできる。
図７（Ａ）のように可動接点４２に設けられた金属接続
部４２Ａと固定接点４４に設けられた金属接続部４４Ａ
とを接触させて直接電気信号を伝送する方式の他、図７
（Ｂ）のように可動接点４２に発光素子４２Ｂ、固定接
点４４に受光素子４４Ｂを設け、光により信号を伝送す
る方式や、図７（Ｃ）のように可動接点４２にコイル４
２Ｃ、固定接点４４にコイル４４Ｃを設け、磁力により
電磁誘導で信号を伝送する方式のように非接触で行って
もよい。また、静電容量の変化に基づいて電気信号を伝
送する方式を採用することもできる。
【００３１】図８は、本実施形態の判定回路１６で実施
される制御ルーチンを示すフローチャートである。な
お、図４に対応する部分には同一符号を付して説明す
る。
される制御ルーチンを示すフローチャートである。な
お、図４に対応する部分には同一符号を付して説明す
る。
【００３２】ステップ１２４では、後述する手順に従い
水膜量Ｗの検出を行う。次いで、ステップ１０４、１０
６で車輪速度センサ１４からの信号を取り込み、車輪速
度Ｖ wを演算する。次のステップ１０８で、この車輪速
度Ｖwの変動に基づいて路面粗さＣを検出し、ステップ
１１０で車輪速度Ｖwに基づいて車速Ｖrを検出する。
水膜量Ｗの検出を行う。次いで、ステップ１０４、１０
６で車輪速度センサ１４からの信号を取り込み、車輪速
度Ｖ wを演算する。次のステップ１０８で、この車輪速
度Ｖwの変動に基づいて路面粗さＣを検出し、ステップ
１１０で車輪速度Ｖwに基づいて車速Ｖrを検出する。
【００３３】路面μ最大値の低下量は、路面粗さＣ及び
車速Ｖrに対しては、図５で説明したのと同様に、図９
に示す特性を示す。また、水膜量Ｗ及び車速Ｖrに対し
ては図１０に示すように水膜量が多くなるに従って路面
μ最大値の低下量が大きくなり、車速が大きくなるに従
って路面μ最大値の低下量が大きくなる特性を示すこと
から、ステップ１２６においてＲＯＭに記憶しておいた
図９及び図１０に示すマップまたは関数を用い、検出し
た路面粗さＣ及び車速Ｖrに基づき路面μ最大値の低下
量ｇ1を求め、検出した水膜量Ｗ及び車速Ｖrに基づき路
面μ最大値の低下量ｇ2を求め、次いで、ｇ1とｇ2との
積（ｇ1×ｇ2）と路面μ最大値の低下量Ｇとの関係を示
す図１１のマップを用い、検出した路面粗さＣ、水膜量
Ｗ、及び車速Ｖrでの路面μ最大値の低下量Ｇを検出す
る。
車速Ｖrに対しては、図５で説明したのと同様に、図９
に示す特性を示す。また、水膜量Ｗ及び車速Ｖrに対し
ては図１０に示すように水膜量が多くなるに従って路面
μ最大値の低下量が大きくなり、車速が大きくなるに従
って路面μ最大値の低下量が大きくなる特性を示すこと
から、ステップ１２６においてＲＯＭに記憶しておいた
図９及び図１０に示すマップまたは関数を用い、検出し
た路面粗さＣ及び車速Ｖrに基づき路面μ最大値の低下
量ｇ1を求め、検出した水膜量Ｗ及び車速Ｖrに基づき路
面μ最大値の低下量ｇ2を求め、次いで、ｇ1とｇ2との
積（ｇ1×ｇ2）と路面μ最大値の低下量Ｇとの関係を示
す図１１のマップを用い、検出した路面粗さＣ、水膜量
Ｗ、及び車速Ｖrでの路面μ最大値の低下量Ｇを検出す
る。
【００３４】次に、検出された路面μ最大値の低下量Ｇ
を用いて、ステップ１１６で路面の滑り易さが限界値Ｇ
0を超えたか否かの判別を行う。すなわち、路面μ最大
値の低下量Ｇが限界値Ｇ0を超えたか否かを判別し、限
界値Ｇ0を超えていれば、ステップ１１８で警報装置１
８より警報を発し、ステップ１２０で車両制御装置２０
により車速の自動制御を行う。限界値Ｇ0以下の場合
は、次の信号を取り込み、再度判定を繰り返す。
を用いて、ステップ１１６で路面の滑り易さが限界値Ｇ
0を超えたか否かの判別を行う。すなわち、路面μ最大
値の低下量Ｇが限界値Ｇ0を超えたか否かを判別し、限
界値Ｇ0を超えていれば、ステップ１１８で警報装置１
８より警報を発し、ステップ１２０で車両制御装置２０
により車速の自動制御を行う。限界値Ｇ0以下の場合
は、次の信号を取り込み、再度判定を繰り返す。
【００３５】図１２は、ステップ１２４の水膜量の検出
ルーチンの詳細を示すフローチャートである。ステップ
１２４ａで圧力センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅからの信号を
取り込み、ステップ１２４ｂでセンサＢの圧力ＰBが、
センサＡの圧力ＰA及びセンサＣの圧力ＰCから求めた平
均値（ＰA＋ＰC）／２と定数ΔＰとの差以上であるか、
または、センサＤの圧力ＰDが、センサＣの圧力ＰC及び
センサＥの圧力ＰEから求めた平均値（ＰC＋ＰE）／２
と定数ΔＰとの差以上であるか、を判別し、要件を満た
す場合には水膜量大と判定し、ステップ１２４ｃで水膜
量大であることをＲＡＭに記憶する。要件を満たさない
場合には、ステップ１２４ｄでセンサＢの圧力ＰBが基
準値Ｐ0以上であるか、または、センサＤの圧力ＰDが基
準値Ｐ0以上であるか、を判別し、要件を満たす場合に
は、水膜量中と判定し、これをステップ１２４ｅで水膜
量中であることをＲＡＭに記憶する。要件を満たさない
場合には、ステップ１２４ｆで水膜量小であることをＲ
ＡＭに記憶する。
ルーチンの詳細を示すフローチャートである。ステップ
１２４ａで圧力センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅからの信号を
取り込み、ステップ１２４ｂでセンサＢの圧力ＰBが、
センサＡの圧力ＰA及びセンサＣの圧力ＰCから求めた平
均値（ＰA＋ＰC）／２と定数ΔＰとの差以上であるか、
または、センサＤの圧力ＰDが、センサＣの圧力ＰC及び
センサＥの圧力ＰEから求めた平均値（ＰC＋ＰE）／２
と定数ΔＰとの差以上であるか、を判別し、要件を満た
す場合には水膜量大と判定し、ステップ１２４ｃで水膜
量大であることをＲＡＭに記憶する。要件を満たさない
場合には、ステップ１２４ｄでセンサＢの圧力ＰBが基
準値Ｐ0以上であるか、または、センサＤの圧力ＰDが基
準値Ｐ0以上であるか、を判別し、要件を満たす場合に
は、水膜量中と判定し、これをステップ１２４ｅで水膜
量中であることをＲＡＭに記憶する。要件を満たさない
場合には、ステップ１２４ｆで水膜量小であることをＲ
ＡＭに記憶する。
【００３６】本実施形態では、水膜量検出手段として圧
力センサからなる水膜センサ１２ａを用いたが、第１の
実施形態で用いた多数の電極対からなる水膜センサ１２
を用いて、水膜量を検出することもできる。この場合の
判定回路１６による水膜量の検出ルーチンを示すフロー
チャートを図１３に示す。この場合、判定回路１６は、
ステップ１３０で接続状態にある水膜センサからの信号
を取り込み、ステップ１３２で水膜を検知した水膜セン
サの数Ｃをカウントする。ステップ１３４で、このカウ
ント値Ｃが所定値Ｃ0以上か否かを判別し、所定値Ｃ0以
上の場合には、水膜量大と判定し、ステップ１３６で水
膜量大を記憶する。所定値Ｃ0未満の場合には、ステッ
プ１３８でカウント値Ｃが０か否かを判別し、カウント
値が０の場合には、ステップ１４０で水膜量ゼロを記憶
し、カウント値が０でない場合には、ステップ１４２で
水膜量小を記憶する。
力センサからなる水膜センサ１２ａを用いたが、第１の
実施形態で用いた多数の電極対からなる水膜センサ１２
を用いて、水膜量を検出することもできる。この場合の
判定回路１６による水膜量の検出ルーチンを示すフロー
チャートを図１３に示す。この場合、判定回路１６は、
ステップ１３０で接続状態にある水膜センサからの信号
を取り込み、ステップ１３２で水膜を検知した水膜セン
サの数Ｃをカウントする。ステップ１３４で、このカウ
ント値Ｃが所定値Ｃ0以上か否かを判別し、所定値Ｃ0以
上の場合には、水膜量大と判定し、ステップ１３６で水
膜量大を記憶する。所定値Ｃ0未満の場合には、ステッ
プ１３８でカウント値Ｃが０か否かを判別し、カウント
値が０の場合には、ステップ１４０で水膜量ゼロを記憶
し、カウント値が０でない場合には、ステップ１４２で
水膜量小を記憶する。
【００３７】以上の通り、本実施形態では、水膜量、路
面粗さ、及び車速により、一定速度走行状態から、制動
時の路面の滑り易さを予測することが可能になり、走行
時の車両の制動特性(最大減速度等）あるいは旋回性能
（最大横すべり摩擦力等）を予測することができ、この
予測に基づいてドライバーへの警告を行うことや、車両
制御装置により自動的に安全な状態に減速することが可
能になる。
面粗さ、及び車速により、一定速度走行状態から、制動
時の路面の滑り易さを予測することが可能になり、走行
時の車両の制動特性(最大減速度等）あるいは旋回性能
（最大横すべり摩擦力等）を予測することができ、この
予測に基づいてドライバーへの警告を行うことや、車両
制御装置により自動的に安全な状態に減速することが可
能になる。
【００３８】なお、上記実施形態では、車両側設けられ
た判定回路１６で、水膜量を演算することとしたが、図
７（Ｄ）〜（Ｆ）に示すように、水膜センサ側の可動接
点４４に演算装置を設けて、入力された圧力信号に基づ
いて水膜量を演算し、演算された水膜量を接点を介して
判定回路に入力することもできる。
た判定回路１６で、水膜量を演算することとしたが、図
７（Ｄ）〜（Ｆ）に示すように、水膜センサ側の可動接
点４４に演算装置を設けて、入力された圧力信号に基づ
いて水膜量を演算し、演算された水膜量を接点を介して
判定回路に入力することもできる。
【００３９】また、上記実施形態では、警報と車両制御
とを行う例について説明したが、いずれか一方を行うよ
うにしてもよく、これらに代えて表示のみを行うように
してもよい。
とを行う例について説明したが、いずれか一方を行うよ
うにしてもよく、これらに代えて表示のみを行うように
してもよい。
【００４０】
【発明の効果】本発明の路面状態検出装置によれば、一
定速度走行状態から走行する路面が滑り易いか否か等の
路面状態を的確に検出することが可能になるという効果
が得られる。
定速度走行状態から走行する路面が滑り易いか否か等の
路面状態を的確に検出することが可能になるという効果
が得られる。
【図１】第１の実施形態に係る路面状態検出装置の概略
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る路面状態検出装置におけ
る車輪速度センサの概略図である。
る車輪速度センサの概略図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）は、第１の実施形態に係る路面状
態検出装置における水膜センサの概略図である。
態検出装置における水膜センサの概略図である。
【図４】第１の実施形態に係る路面状態検出装置で行わ
れる制御ルーチンを示すフローチャートである。
れる制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】路面μ最大値の低下量の路面粗さ及び車速に対
する特性を示すマップを示す線図である。
する特性を示すマップを示す線図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）は、第２の実施形態に係る路面状
態検出装置における水膜センサの概略図である。（Ｃ）
は（Ａ）（Ｂ）に示される水膜センサが水膜量を検出す
る原理を説明する説明図である。
態検出装置における水膜センサの概略図である。（Ｃ）
は（Ａ）（Ｂ）に示される水膜センサが水膜量を検出す
る原理を説明する説明図である。
【図７】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、図６に示される水膜セ
ンサが信号を伝送する方式を示す概略図であり、（Ｄ）
（Ｅ）（Ｆ）は、演算装置が水膜センサ側に設けられた
応用例を示す概略図である。
ンサが信号を伝送する方式を示す概略図であり、（Ｄ）
（Ｅ）（Ｆ）は、演算装置が水膜センサ側に設けられた
応用例を示す概略図である。
【図８】第２の実施形態に係る路面状態検出装置で行わ
れる制御手順を示すフローチャートである。
れる制御手順を示すフローチャートである。
【図９】路面μ最大値の低下量の路面粗さ及び車速に対
する特性を示すマップを示す線図である。
する特性を示すマップを示す線図である。
【図１０】路面μ最大値の低下量の水膜量及び車速に対
する特性を示すマップを示す線図である。
する特性を示すマップを示す線図である。
【図１１】図９のマップを示す線図により求めた路面μ
最大値の低下量ｇ1と図１０のマップを示す線図により
求めた路面μ最大値の低下量ｇ2との積と路面μ最大値
の低下量Ｇとの関係を示すマップを示す線図である。
最大値の低下量ｇ1と図１０のマップを示す線図により
求めた路面μ最大値の低下量ｇ2との積と路面μ最大値
の低下量Ｇとの関係を示すマップを示す線図である。
【図１２】図８のステップ１２４の詳細を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図１３】図８のステップ１２４の他の例の詳細を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図１４】路面の制動摩擦係数μとスリップ率との関係
を表すグラフである。
を表すグラフである。
【図１５】路面の制動摩擦係数μと路面粗さとの関係を
表すグラフである。
表すグラフである。
【図１６】路面の制動摩擦係数μと車速との関係を表す
グラフである。
グラフである。
【図１７】路面の制動摩擦係数μと氷温との関係を表す
グラフである。
グラフである。
１２、１２ａ 水膜センサ １４ 車輪速度センサ １６ 判定回路 １８ 警報装置 ２０ 車両制御装置 ２２ ＣＰＵ ２４ ＲＯＭ ２６ ＲＡＭ ２８ シグナルロータ ３０ 電磁ピックアップ ３２ パルスジェネレータ ３４ 電極 ３６ 圧力センサ ３８ 表面部 ４０ 溝部 ４２ 可動接点 ４４ 固定接点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅海 周 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 梅野 孝治 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 Ｆターム(参考） 2F069 AA57 AA83 BB24 GG06 GG20 HH09 HH15 HH30 NN05 3D046 BB01 BB22 BB27 EE01 HH22 HH45 HH46 HH50 MM08
Claims (2)
- 【請求項１】 タイヤと路面との間に存在する水膜の有
無を検出する水膜検出手段と、 走行路面の路面粗さを検出する路面粗さ検出手段と、 車体の走行速度を検出する車速検出手段と、 前記水膜検出手段、前記路面粗さ検出手段、及び前記車
速検出手段の検出信号に基づいて、水膜の存在が検出さ
れた場合には、路面粗さが小さくかつ車速が大きいほど
路面が滑り易いと判定する路面状態判定手段と、 を含む路面状態検出装置。 - 【請求項２】 タイヤと路面との間に存在する水膜量を
検出する水膜量検出手段と、 走行路面の路面粗さを検出する路面粗さ検出手段と、 車体の走行速度を検出する車速検出手段と、 前記水膜検出手段、前記路面粗さ検出手段、及び前記車
速検出手段の検出信号に基づいて、水膜量が多く、路面
粗さが小さく、かつ車速が大きいほど路面が滑り易いと
判定する路面状態判定手段と、 を含む路面状態検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27571999A JP2001099779A (ja) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | 路面状態検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27571999A JP2001099779A (ja) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | 路面状態検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001099779A true JP2001099779A (ja) | 2001-04-13 |
Family
ID=17559435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27571999A Pending JP2001099779A (ja) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | 路面状態検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001099779A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004330995A (ja) * | 2003-05-12 | 2004-11-25 | Nissan Motor Co Ltd | 車線逸脱防止装置 |
| JP2007057286A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Yuki Center | 車載式塩分濃度測定装置および塩分濃度測定方法 |
| KR100804377B1 (ko) * | 2004-10-28 | 2008-02-15 | 가부시키가이샤 덴소 | 충돌 검출 장치 및 그 제조 방법 |
| DE102010025719A1 (de) * | 2010-06-30 | 2012-05-16 | Wabco Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Ausgabe eines Signals bei gefährlichem Untergrund unter einem Fahrzeug |
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| JP2019128263A (ja) * | 2018-01-25 | 2019-08-01 | 住友重機械工業株式会社 | 測定装置、ロボット及び測定方法 |
| EP4378786A1 (en) | 2022-11-29 | 2024-06-05 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Estimation apparatus for water film thickness on road surface |
-
1999
- 1999-09-29 JP JP27571999A patent/JP2001099779A/ja active Pending
Cited By (12)
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| JP7033937B2 (ja) | 2018-01-25 | 2022-03-11 | 住友重機械工業株式会社 | 測定装置及び測定方法 |
| EP4378786A1 (en) | 2022-11-29 | 2024-06-05 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Estimation apparatus for water film thickness on road surface |
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