JPH095449A - Road surface state detecting device and control means for vehicle - Google Patents
Road surface state detecting device and control means for vehicleInfo
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- Radiation Pyrometers (AREA)
- Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、路面の状態を検出す
る路面状態検出装置、及び、この路面状態検出装置を搭
載した車両用制御手段に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a road surface condition detecting device for detecting the condition of a road surface, and a vehicle control means equipped with the road surface condition detecting device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、路面の状態を検出する装置として
は、例えば特開平４−１０５０８５号公報の「路面状態
検出装置」と称するもの、実公平６１−４８３０号公報
の「路温検出用赤外線温度計」と称するものがある。2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for detecting the condition of a road surface, for example, a device called "road condition detecting device" in Japanese Patent Laid-Open No. 4-105085, and "Infrared for detecting road temperature" in Japanese Utility Model Publication No. 61-4830. There is a thing called a "thermometer".
【０００３】前者の路面状態検出装置は、車両に搭載さ
れることを前提としており、路面に超音波を送信する送
信手段と、路面で乱反射された超音波を受信する受信手
段とを備えている。ここでは、送信手段から送信される
超音波の周波数を変化させ、受信手段によって受信され
た超音波のレベルが最も高くなる該超音波の周波数に基
づき、路面の粗さあるいは滑らかさを判定している。The former road surface condition detecting device is premised to be mounted on a vehicle and is provided with a transmitting means for transmitting ultrasonic waves to the road surface and a receiving means for receiving the ultrasonic waves diffusely reflected on the road surface. . Here, the frequency of the ultrasonic wave transmitted from the transmitting means is changed, and the roughness or smoothness of the road surface is determined based on the frequency of the ultrasonic wave having the highest level of the ultrasonic wave received by the receiving means. There is.
【０００４】また、後者の路温検出用赤外線温度計で
は、路面から放射される赤外線を検出し、この赤外線の
レベルに基づいて、路面の温度を検出している。Further, the latter road temperature detecting infrared thermometer detects infrared rays emitted from the road surface and detects the temperature of the road surface based on the level of the infrared rays.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の路面状態検出装置や路温検出用赤外線温度計は、路
面の粗さや温度を検出するものの、路面についての他の
種類の状態、つまり路面の濡れた状態や乾燥状態、ある
いは路面の積雪状態や氷結状態を判定することができな
い。However, although the above-mentioned conventional road surface condition detecting device and infrared thermometer for detecting road temperature detect the roughness and temperature of the road surface, other kinds of conditions on the road surface, that is, the road surface It is not possible to determine the wet or dry condition, or the snow or icy condition on the road surface.
【０００６】また、この路面状態検出装置は、路面上で
水が跳ねると、これを路面の粗さや凹凸と判定するの
で、雨天のときには、路面の状態の判定を誤ることが多
い。特に、この装置を搭載した車両が前方の他の車両に
追従していたり、対向車両があるときには、路面上の水
が大きく跳ねるので、路面の粗さや凹凸が大きいという
誤った判定がなされた。また、水の跳ねが無く、この路
面が一様に濡れた状態の場合には、非常に滑らかな路面
であると判定してしまった。Further, since the road surface condition detecting device determines that the water splashes on the road surface is the roughness or unevenness of the road surface. Therefore, in rainy weather, the condition of the road surface is often erroneously determined. In particular, when a vehicle equipped with this device is following another vehicle in front or there is an oncoming vehicle, the water on the road surface bounces greatly, so that it is erroneously determined that the road surface is rough or uneven. Further, when there is no splash of water and the road surface is uniformly wet, it is determined that the road surface is very smooth.
【０００７】すなわち、路面の状態として、路面の粗さ
や凹凸、温度を検出するだけでは不十分であり、また、
このことが路面の判定に無理を来たし、路面の粗さや凹
凸の判定に誤りをもたらす原因となった。That is, it is not enough to detect the roughness, unevenness and temperature of the road surface as the condition of the road surface.
This made it impossible to judge the road surface and caused an error in the judgment of the roughness and the unevenness of the road surface.
【０００８】そこで、この発明の課題は、路面の多様な
状態を検出することが可能な路面状態検出装置を提供
し、この検出された路面の状態を車両用制御手段に役立
てることにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a road surface state detecting device capable of detecting various road surface states, and utilize the detected road surface state for vehicle control means.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の路面状態検出装置は、伝播波を路面に向
けて送信する送信手段と、この路面で反射された伝播波
を受信する受信手段と、この受信手段によって受信され
た伝播波のレベルをサンプリングし、時間と共に変化す
る伝播波のレベルのバラツキを求め、このバラツキの幅
と予め定められた第１しきい値を比較し、このバラツキ
の幅が第１しきい値を越える場合は、路面が濡れた状態
であると判定する判定手段とを備えている。In order to solve the above-mentioned problems, a road surface state detecting device of the present invention receives a propagating wave reflected by the transmitting means and a transmitting means for transmitting the propagating wave toward the road surface. The receiving means and the level of the propagating wave received by the receiving means are sampled to obtain a variation in the level of the propagating wave that changes with time, and the width of this variation is compared with a predetermined first threshold value, When the width of this variation exceeds the first threshold value, a determining means for determining that the road surface is wet is provided.
【００１０】また、この判定手段は、バラツキの幅が第
１しきい値を越えなければ、時間と共に変化する伝播波
のレベルの平均値を求め、この平均値と予め定められた
第２しきい値を比較し、この比較の結果に基づいて、路
面が濡れた状態及び乾燥状態のいずれであるかを判定す
る。If the variation width does not exceed the first threshold value, the determining means obtains an average value of the levels of the propagating waves that change with time, and the average value and a second threshold value set in advance. The values are compared, and based on the result of this comparison, it is determined whether the road surface is wet or dry.
【００１１】さらに、判定手段は、受信された伝播波の
レベルに基づいて、路面の粗さや凹凸の程度を判定す
る。Further, the judging means judges the degree of roughness or unevenness of the road surface based on the level of the received propagating wave.
【００１２】また、路面の温度を検出する路面温度検出
手段を更に備えておけば、判定手段は、この路面温度検
出手段によって検出された路面の温度が略氷点下である
場合は、路面が積雪状態及び氷結状態であると判定する
ことができる。Further, if a road surface temperature detecting means for detecting the temperature of the road surface is further provided, the judging means can determine that the road surface is in a snowy state when the road surface temperature detected by the road surface temperature detecting means is substantially below freezing. And it can be determined that it is in a frozen state.
【００１３】さらに、判定手段は、路面温度検出手段に
よって検出された路面の温度が略氷点下であるときに、
受信された伝播波のレベルと予め定められた第３しきい
値を比較し、この比較の結果に基づいて、路面が積雪状
態及び氷結状態のうちのいずれであるかを判定する。Furthermore, when the temperature of the road surface detected by the road surface temperature detecting means is substantially below freezing,
The level of the received propagating wave is compared with a predetermined third threshold value, and based on the result of this comparison, it is determined whether the road surface is in a snowy state or a frozen state.
【００１４】また、気温を検出する気温検出手段を更に
備えておけば、判定手段は、路面温度検出手段によって
検出された路面の温度が略氷点下であるときに、気温検
出手段によって検出された気温から該路面の温度を差し
引いた差と予め定められた第４しきい値を比較し、この
差が第４しきい値を越えない場合は、路面が乾燥状態で
あると判定することができる。Further, if an air temperature detecting means for detecting the air temperature is further provided, the judging means can detect the air temperature detected by the air temperature detecting means when the road surface temperature detected by the road surface temperature detecting means is substantially below freezing. Is compared with a predetermined fourth threshold value, and if the difference does not exceed the fourth threshold value, it can be determined that the road surface is dry.
【００１５】さらに、路面状態検出装置を車両に搭載
し、この路面状態検出装置の判定手段による判定の結果
を該車両を制御する車両用制御手段に役立てても良い。Further, the road surface state detecting device may be mounted on a vehicle, and the result of the determination by the determining means of the road surface state detecting device may be utilized for the vehicle control means for controlling the vehicle.
【００１６】[0016]
【作用】この発明の路面状態検出装置によれば、送信手
段から伝播波を送信し、路面で反射された伝播波を受信
手段で受信しており、判定手段は、時間と共に変化する
伝播波のレベルのバラツキの幅と第１しきい値を比較
し、このバラツキの幅が第１しきい値を越えると、路面
が濡れた状態であると判定する。According to the road surface state detecting device of the present invention, the propagating wave is transmitted from the transmitting means and the propagating wave reflected on the road surface is received by the receiving means, and the judging means detects the propagating wave which changes with time. The width of the level variation and the first threshold value are compared. When the width of the variation exceeds the first threshold value, it is determined that the road surface is wet.
【００１７】ここで、送信手段と受信手段の位置を予め
適宜に定めておけば、路面の粗さや凹凸の程度に応じ
て、受信手段で受信される伝播波のレベルが変化する。
例えば、路面で鏡面反射された超音波の通過位置から外
れ、乱反射された超音波だけが通過する位置に、受信手
段を配置する。この場合、路面の粗さや凹凸の程度が小
さければ、伝播波の殆どが路面で鏡面反射されるので、
受信手段で受信される伝播波のレベルが小さくなり、路
面の粗さや凹凸の程度が大きければ、伝播波の殆どが路
面で乱反射されるので、受信される伝播波のレベルが大
きくなる。このため、受信される伝播波のレベルに基づ
いて、路面の粗さや凹凸の程度を判定することができ
る。Here, if the positions of the transmitting means and the receiving means are appropriately determined in advance, the level of the propagating wave received by the receiving means changes according to the degree of roughness or unevenness of the road surface.
For example, the receiving means is arranged at a position where only the ultrasonic waves that are specularly reflected on the road surface deviate from the passing position and only the ultrasonic waves that are irregularly reflected pass. In this case, if the roughness or unevenness of the road surface is small, most of the propagating waves are specularly reflected on the road surface,
If the level of the propagating wave received by the receiving means becomes small and the degree of roughness or unevenness of the road surface is large, most of the propagating wave is diffusely reflected on the road surface, and the level of the propagating wave received becomes high. Therefore, it is possible to determine the degree of roughness or unevenness of the road surface based on the level of the received propagating wave.
【００１８】さて、判定手段は、時間と共に変化する伝
播波のレベルのバラツキの幅が第１しきい値を越える
と、路面が濡れた状態であると判定する。これは、路面
が濡れており、この路面の水が跳ねている状態では、こ
の水跳ねによって、伝播波が乱反射されるので、受信さ
れた伝播波のレベルが時間と共に大きく変化し、伝播波
のバラツキの幅が大きくなって、このバラツキの幅が第
１しきい値を越えるからである。The determination means determines that the road surface is wet when the width of the variation in the level of the propagating wave that changes with time exceeds the first threshold value. This is because when the road surface is wet and the water on the road surface is splashing, the water splashing causes diffuse reflection of the propagating wave, so that the level of the received propagating wave changes significantly with time, and This is because the width of the variation becomes large and the width of the variation exceeds the first threshold value.
【００１９】また、判定手段は、時間と共に変化する伝
播波のレベルの平均値を求め、この平均値が第２しきい
値を越えない場合は、路面が濡れた状態であると判定す
る。つまり、路面が濡れた状態でありながら、水跳ねが
殆ど無く、路面が鏡面状態のときには、時間と共に変化
する伝播波のレベルの平均値が極めて小さくなるので、
この平均値が第２しきい値よりも低くなり、路面が濡れ
た状態であると判定することができる。Further, the judging means obtains an average value of the levels of the propagating waves which change with time, and when the average value does not exceed the second threshold value, it is judged that the road surface is in a wet state. In other words, when the road surface is wet, there is almost no water splash, and when the road surface is a mirror surface, the average value of the level of the propagating wave that changes with time becomes extremely small,
This average value becomes lower than the second threshold value, and it can be determined that the road surface is wet.
【００２０】さらに、判定手段は、先に述べたように受
信された伝播波のレベルに基づいて、路面の粗さや凹凸
の程度を判定することができる。Further, the judging means can judge the degree of roughness or unevenness of the road surface based on the level of the propagating wave received as described above.
【００２１】また、路面の温度を検出する路面温度検出
手段を更に備えることにより、路面が積雪状態及び氷結
状態であることの判定が可能になる。Further, by further comprising road surface temperature detecting means for detecting the temperature of the road surface, it is possible to judge whether the road surface is in a snowy state or a frozen state.
【００２２】さらに、路面の温度が略氷点下であるとき
に、伝播波のレベルを第３しきい値と比較することによ
り、路面が積雪状態及び氷結状態のうちのいずれである
かを判定する。つまり、路面が積雪状態であれば、積雪
の表面が凹凸になっており、このために受信される伝播
波のレベルが大きくなるので、この伝播波のレベルが第
３しきい値よりも高くなり、積雪状態を判定することが
できる。この伝播波のレベルが第３しきい値よりも低く
なれば、氷結状態と判定することができる。Further, when the temperature of the road surface is substantially below freezing, the level of the propagating wave is compared with a third threshold value to determine whether the road surface is in a snowy state or a frozen state. In other words, if the road surface is in a snowy state, the surface of the snowy surface is uneven, and the level of the propagating wave received is increased, so that the level of this propagating wave becomes higher than the third threshold value. , It is possible to determine the snow cover state. If the level of this propagating wave is lower than the third threshold value, it can be determined that the ice state is present.
【００２３】また、気温検出手段を更に備えており、路
面の温度が略氷点下で、気温から該路面の温度を差し引
いた差が第４しきい値を越えない場合は、路面が乾燥状
態であると判定する。Further, an air temperature detecting means is further provided, and when the temperature of the road surface is substantially below freezing and the difference obtained by subtracting the temperature of the road surface from the air temperature does not exceed the fourth threshold value, the road surface is in a dry state. To determine.
【００２４】ここで、気温が極めて低い地域において
は、乾燥した路面であっても、この路面の温度が氷点下
になることがある。この乾燥した路面の温度は、太陽熱
や地熱の影響によって上昇するので、積雪状態や氷結状
態の路面の温度よりも高くなる。この２種類の路面温度
は、気温を基準温度とすることにより、両者の路面温度
の比較ができる。Here, in an area where the temperature is extremely low, the temperature of the road surface may be below freezing even on a dry road surface. Since the temperature of the dry road surface rises due to the influence of solar heat or geothermal heat, the temperature of the road surface becomes higher than the temperature of the road surface in the snowy state or the frozen state. These two types of road surface temperatures can be compared with each other by using the air temperature as a reference temperature.
【００２５】このため、気温から該路面の温度を差し引
いた差と第４しきい値を比較することにより、路面が乾
燥状態であるか否かを判定することができる。Therefore, by comparing the difference obtained by subtracting the temperature of the road surface from the air temperature with the fourth threshold value, it is possible to determine whether or not the road surface is in a dry state.
【００２６】このような路面の状態、つまり路面の粗さ
や凹凸、濡れた状態や乾燥状態、積雪状態や氷結状態が
判れば、これらの路面の状態を車両制御手段に取り込ん
で利用することにより、車両の適格な制御が可能にな
る。この車両制御手段としては、例えば追突防止自動ブ
レーキシステムやアンチロックブレーキシステム等があ
る。If such a road surface condition, that is, roughness or unevenness of the road surface, a wet condition or a dry condition, a snowfall condition or an icing condition is known, the condition of these road surfaces can be taken into the vehicle control means and utilized. Appropriate control of the vehicle is possible. Examples of the vehicle control means include a rear-end collision prevention automatic braking system and an anti-lock braking system.
【００２７】[0027]
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面を参照し
て説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００２８】図１は、この発明の路面状態検出装置及び
車両用制御手段の一実施例を示している。この実施例の
路面状態検出装置１は、路面凹凸検出部２、路面温度検
出部３、気温検出部４、及び演算部５を備えており、各
検出部２，３，４が車両６の前方底に配置されている。FIG. 1 shows an embodiment of the road surface state detecting device and vehicle control means of the present invention. The road surface state detection device 1 of this embodiment includes a road surface unevenness detection unit 2, a road surface temperature detection unit 3, an air temperature detection unit 4, and a calculation unit 5, and each detection unit 2, 3, 4 is in front of the vehicle 6. It is located at the bottom.
【００２９】路面凹凸検出部２は、例えば図２に示すよ
うに超音波信号発生器１１、超音波送信器１２、超音波
受信器１３、増幅回路１４、ＡＭ検波回路１５、及び信
号処理部１６からなる。超音波発生器１１は、超音波信
号を発生し、この超音波信号を超音波送信器１２に加え
る。これにより、超音波送信器１２から路面に向かって
超音波が送信される。The road surface unevenness detecting section 2 includes, for example, as shown in FIG. 2, an ultrasonic signal generator 11, an ultrasonic transmitter 12, an ultrasonic receiver 13, an amplifying circuit 14, an AM detecting circuit 15, and a signal processing section 16. Consists of. The ultrasonic wave generator 11 generates an ultrasonic wave signal and applies the ultrasonic wave signal to the ultrasonic wave transmitter 12. As a result, ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic transmitter 12 toward the road surface.
【００３０】超音波受信器１３は、路面で反射された超
音波を受信し、超音波信号を出力する。この超音波信号
は、増幅回路１４を介してＡＭ検波回路１５に入力さ
れ、ここでＡＭ検波される。このＡＭ検波回路１５から
は、超音波のレベルを示す復調信号が出力され、この復
調信号が信号処理部１６に加えられる。The ultrasonic receiver 13 receives the ultrasonic waves reflected on the road surface and outputs ultrasonic signals. This ultrasonic signal is input to the AM detection circuit 15 via the amplification circuit 14 and is AM-detected therein. The AM detection circuit 15 outputs a demodulation signal indicating the level of ultrasonic waves, and the demodulation signal is added to the signal processing unit 16.
【００３１】信号処理部１６は、この復調信号を１ＫＨ
ｚのサンプリング信号に同期してサンプリングし（毎秒
１千回のサンプリング）、各サンプリングの度に、この
復調信号を出力する。これにより、各サンプリングの度
に、信号処理部１６からは、超音波のレベルを示すデー
タ信号が出力される。The signal processing section 16 outputs this demodulated signal for 1 KH.
Sampling is performed in synchronization with the z sampling signal (1,000 samplings per second), and the demodulated signal is output at each sampling. As a result, the signal processing unit 16 outputs a data signal indicating the ultrasonic wave level at each sampling.
【００３２】ここで、超音波送信器１２から送信された
超音波は、路面で鏡面反射（入射角と反射角が等しい）
されるか、あるいは乱反射される。超音波受信器１３
は、路面で鏡面反射された超音波の通過位置から外れ、
乱反射された超音波だけが通過する位置に配置される。
このため、路面が平らで滑らかな程、路面で反射された
超音波は、超音波受信器１３から離れた位置を通過し、
この超音波受信器１３で受信される超音波のレベルが低
くなる。逆に、路面が粗く凸凹している程、超音波受信
器１３で受信される超音波のレベルが高くなる。Here, the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transmitter 12 are specularly reflected on the road surface (the incident angle is equal to the reflection angle).
It is reflected or diffused. Ultrasonic receiver 13
Is deviated from the passing position of the ultrasonic wave reflected specularly on the road surface,
It is arranged at a position where only the ultrasonic waves that are diffusely reflected pass.
Therefore, as the road surface is flatter and smoother, the ultrasonic waves reflected by the road surface pass through a position farther from the ultrasonic receiver 13,
The level of ultrasonic waves received by the ultrasonic receiver 13 becomes low. On the contrary, the rougher the road surface, the higher the level of ultrasonic waves received by the ultrasonic receiver 13.
【００３３】したがって、路面が粗く凸凹している程、
信号処理部１６は、超音波のレベルが高いことを示すデ
ータ信号を出力する。換言すれば、信号処理部１６によ
って示されるデータ信号は、路面の粗さや凹凸の程度を
示す。Therefore, as the road surface becomes rougher and rougher,
The signal processing unit 16 outputs a data signal indicating that the level of ultrasonic waves is high. In other words, the data signal indicated by the signal processing unit 16 indicates the degree of roughness or unevenness of the road surface.
【００３４】図３は、路面凹凸検出部２の変形例を示し
ている。ここでは、図２に示す超音波送信器１２と超音
波受信器１３の代わりに、一体化した超音波送受信器１
７、及びタイミング回路１８を備えている。タイミング
回路１８は、超音波送受信器１７を超音波発生器１１と
増幅回路１４に繰り返して切替え接続するものであり、
この切替えをサンプリング周波数の２倍の周期で繰り返
す。FIG. 3 shows a modification of the road surface unevenness detecting section 2. Here, instead of the ultrasonic transmitter 12 and the ultrasonic receiver 13 shown in FIG.
7 and a timing circuit 18. The timing circuit 18 repeatedly switches and connects the ultrasonic transmitter / receiver 17 to the ultrasonic generator 11 and the amplifier circuit 14.
This switching is repeated at a cycle twice the sampling frequency.
【００３５】超音波発生器１１がタイミング回路１８を
介して超音波送受信器１７に接続されているときには、
超音波発生器１１から超音波送信器１２へと超音波信号
が加えられ、超音波送信器１２から超音波が送信され
る。この後に、超音波送受信器１７がタイミング回路１
８を介して増幅回路１４に接続されたときには、超音波
送受信器１７は、路面で反射された超音波を受信して、
超音波信号を出力する。この超音波信号は、増幅回路１
４を介してＡＭ検波回路１５へと伝送されて、ここでＡ
Ｍ検波され、その復調信号が信号処理部１６に加えられ
る。When the ultrasonic generator 11 is connected to the ultrasonic transmitter / receiver 17 via the timing circuit 18,
An ultrasonic wave signal is applied from the ultrasonic wave generator 11 to the ultrasonic wave transmitter 12, and the ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic wave transmitter 12. After this, the ultrasonic transmitter / receiver 17 sets the timing circuit 1
When connected to the amplifier circuit 14 via 8, the ultrasonic transmitter / receiver 17 receives the ultrasonic wave reflected on the road surface,
Output an ultrasonic signal. This ultrasonic signal is transmitted to the amplification circuit 1
It is transmitted to the AM detection circuit 15 via 4 and A
M detection is performed, and the demodulated signal is added to the signal processing unit 16.
【００３６】タイミング回路１８の切替えをサンプリン
グ周波数の２倍の周期で繰り返すので、信号処理部１６
は、１ＫＨｚのサンプリング信号に同期して、超音波の
レベルを示すデータ信号を繰り返し出力することができ
る。Since the switching of the timing circuit 18 is repeated at a cycle twice the sampling frequency, the signal processing unit 16
Can repeatedly output the data signal indicating the ultrasonic wave level in synchronization with the sampling signal of 1 KHz.
【００３７】図１の路面温度検出部３は、例えばサーモ
パイルを適用したものであり、路面から放射される赤外
線を検出して、この路面の温度を示す路面温度信号を出
力する。The road surface temperature detection unit 3 in FIG. 1 is, for example, a thermopile applied, detects infrared rays radiated from the road surface, and outputs a road surface temperature signal indicating the temperature of the road surface.
【００３８】気温検出部４は、例えばサーミスタを適用
したものであり、周囲の気温を検出して、この気温を示
す気温信号を出力する。The air temperature detector 4 is, for example, a thermistor applied, detects the ambient air temperature, and outputs an air temperature signal indicating this air temperature.
【００３９】演算部５は、路面凹凸検出部２からのデー
タ信号、路面温度検出部３からの路面温度信号、気温検
出部４からの気温信号を入力し、これらの信号に基づい
て路面の状態を判定する。The calculation unit 5 inputs the data signal from the road surface unevenness detection unit 2, the road surface temperature signal from the road surface temperature detection unit 3, and the air temperature signal from the air temperature detection unit 4, and based on these signals, the road surface condition. To judge.
【００４０】この演算部５による路面の状態の判定は、
図４に示すフローチャートに従って行われる。The determination of the state of the road surface by the calculation unit 5 is
This is performed according to the flowchart shown in FIG.
【００４１】まず、演算部５は、例えば０．１秒の間だ
け、路面凹凸検出部２の信号処理部１６からのデータ信
号を取り込む。このデータ信号は、１ＫＨｚのサンプリ
ング信号に同期して繰り返し出力されているから、０．
１秒の間に、このデータ信号が１００回だけ繰り返して
取り込まれる（ステップ１０１）。First, the calculation unit 5 takes in the data signal from the signal processing unit 16 of the road surface unevenness detection unit 2 only for 0.1 second, for example. Since this data signal is repeatedly output in synchronization with the sampling signal of 1 KHz, 0.
This data signal is captured 100 times repeatedly within 1 second (step 101).
【００４２】例えば、車両６が６０Ｋｍ／ｈの速度で走
行しているとすれば、０．１秒の間に、この車両６が
１．７ｍだけ走行するので、この１．７ｍの区間で、路
面の粗さや凹凸を示すデータ信号を１００回繰り返して
取り込むこととなる。For example, if the vehicle 6 is traveling at a speed of 60 km / h, the vehicle 6 travels 1.7 m in 0.1 seconds, so that in this 1.7 m section, A data signal indicating the roughness or unevenness of the road surface will be repeatedly fetched 100 times.
【００４３】演算部５は、これらのデータ信号のレベル
を演算処理し、これらのデータ信号のレベルの標準偏差
及び平均値を求める（ステップ１０２）。The arithmetic unit 5 arithmetically processes the levels of these data signals to obtain the standard deviation and average value of the levels of these data signals (step 102).
【００４４】ここで、各路面の状態毎に、各データ信号
の標準偏差及び平均値を実験的に予め求めておいたの
で、その結果を図５及び図６の各グラフに示す。これら
のグラフから明らかなように各路面の状態として、濡れ
て水が跳ねる状態、濡れて水が跳ねない状態、乾燥舗装
路状態、乾燥悪路状態、積雪状態、及び氷結状態があ
り、それぞれの状態毎に、標準偏差及び平均値を示して
いる。Here, since the standard deviation and the average value of each data signal were experimentally obtained in advance for each road surface condition, the results are shown in the graphs of FIGS. 5 and 6. As is clear from these graphs, the condition of each road surface is wet and water splashes, wet and water does not splash, dry paved road condition, dry bad road condition, snow cover condition, and freezing condition. The standard deviation and average value are shown for each state.
【００４５】また、演算部５は、路面温度検出部３から
の路面温度信号、気温検出部４からの気温信号を取り込
み（ステップ１０１）、気温信号によって示される気温
から路面温度信号によって示される路面の温度を差し引
いて、この差を求める（ステップ１０３）。Further, the arithmetic unit 5 takes in the road surface temperature signal from the road surface temperature detecting unit 3 and the air temperature signal from the air temperature detecting unit 4 (step 101), and converts the air temperature indicated by the air temperature signal into the road surface indicated by the road surface temperature signal. This temperature is subtracted to obtain this difference (step 103).
【００４６】図７のグラフには、実験的に予め求められ
た気温と路面温度の差が示されている。ここでは、各路
面の状態として、乾燥状態（乾燥舗装路状態と乾燥悪路
状態を含む）、積雪状態、及び氷結状態があり、これら
の状態毎に、気温と路面温度の差を示している。The graph of FIG. 7 shows the experimentally determined difference between the air temperature and the road surface temperature. Here, there are a dry state (including a dry paved road state and a dry bad road state), a snow cover state, and a freezing state as the state of each road surface, and the difference between the air temperature and the road surface temperature is shown for each of these states. .
【００４７】次に、演算部５は、路面温度が氷点下であ
るか否かを判定する（ステップ１０４）。例えば、路面
温度が氷点下でなければ（ステップ１０４，Ｎｏ）、先
に求めた標準偏差が第１しきい値（図５のグラフ上で７
ｍＶ）を越えるか否かを判定する（ステップ１０５）。Next, the calculation unit 5 determines whether or not the road surface temperature is below freezing (step 104). For example, if the road surface temperature is not below the freezing point (step 104, No), the standard deviation obtained previously is the first threshold value (7 in the graph of FIG. 5).
mV) is determined (step 105).
【００４８】ここで、図５のグラフから明らかなよう
に、濡れて水が跳ねる状態のときにだけ、この標準偏差
が第１しきい値を越える。これは、水跳ねによって、超
音波が乱反射されるので、受信された超音波のレベルが
サンプリングの度に大きく変化し、この超音波のレベル
が大きくバラツいて、データ信号の標準偏差が大きくな
り、この標準偏差が第１しきい値を越えるからである。Here, as is clear from the graph of FIG. 5, this standard deviation exceeds the first threshold value only when the water is splashing due to wetting. This is because the ultrasonic waves are diffusely reflected by the water splash, so that the level of the received ultrasonic waves changes significantly at each sampling, the levels of the ultrasonic waves greatly vary, and the standard deviation of the data signal increases. This is because this standard deviation exceeds the first threshold value.
【００４９】したがって、演算部５は、標準偏差が第１
しきい値を越えていれば（ステップ１０５，Ｙｅｓ）、
路面が濡れた状態であると判定する（ステップ１０
６）。Therefore, the arithmetic unit 5 has the standard deviation of the first
If the threshold is exceeded (step 105, Yes),
It is determined that the road surface is wet (step 10
6).
【００５０】また、演算部５は、標準偏差が第１しきい
値を越えなければ（ステップ１０５，Ｎｏ）、先に求め
た平均値が第２しきい値（図６のグラフ上で２ｍＶ）を
下回るか否かを判定する（ステップ１０７）。If the standard deviation does not exceed the first threshold value (step 105, No), the arithmetic unit 5 determines that the previously calculated average value is the second threshold value (2 mV on the graph of FIG. 6). It is determined whether or not it is less than (step 107).
【００５１】図６のグラフから明らかなように、濡れて
いながらも、水が殆ど跳ねないときにだけ、この平均値
が第２しきい値を下回る。これは、水が殆ど跳ねず、路
面が鏡面状態の場合は、超音波が鏡面反射されるので、
受信された超音波のレベルが極めて低くなり、データ信
号の平均値が小さくなって、この平均値が第２しきい値
を下回るからである。As is clear from the graph of FIG. 6, this average value is below the second threshold value only when the water hardly splashes even when it is wet. This is because the water hardly splashes, and when the road surface is a mirror surface, the ultrasonic waves are mirror-reflected,
This is because the level of the received ultrasonic wave becomes extremely low, the average value of the data signal becomes small, and this average value falls below the second threshold value.
【００５２】したがって、演算部５は、この平均値が第
２しきい値を下回れば（ステップ１０７，Ｙｅｓ）、路
面が濡れた状態であると判定する（ステップ１０６）。Therefore, if this average value is below the second threshold value (step 107, Yes), it is determined that the road surface is wet (step 106).
【００５３】また、演算部５は、この平均値が第２しき
い値を下回らなければ（ステップ１０７，Ｎｏ）、路面
が乾燥した状態であると判定する（ステップ１０８）。
そして、演算部５は、この平均値に応じた路面の粗さや
凹凸の程度、つまり舗装路か悪路かを識別する（ステッ
プ１０９）。If the average value does not fall below the second threshold value (step 107, No), the arithmetic unit 5 determines that the road surface is dry (step 108).
Then, the calculation unit 5 identifies the degree of roughness or unevenness of the road surface according to the average value, that is, whether it is a paved road or a bad road (step 109).
【００５４】また、先に述べたステップ１０４におい
て、路面温度が氷点下であると判定されると（ステップ
１０４，Ｙｅｓ）、次のステップ１１０へと移る。そし
て、演算部５は、先に求めた気温と路面温度の差が第４
しきい値（図７のグラフ上で０℃）を下回るか否かを判
定する（ステップ１１０）。When it is determined in step 104 described above that the road surface temperature is below freezing (step 104, Yes), the process proceeds to the next step 110. Then, the calculation unit 5 determines that the difference between the previously obtained air temperature and the road surface temperature is the fourth.
It is determined whether it is below a threshold value (0 ° C. on the graph of FIG. 7) (step 110).
【００５５】図７のグラフから明らかなように、乾燥し
た状態のときにだけ、この気温と路面温度の差が第４し
きい値を下回っている。ここで、気温が極めて低い地域
においては、乾燥した路面であっても、この路面の温度
が氷点下になるものの、この乾燥した路面の温度は、太
陽熱や地熱の影響によって上昇し、積雪状態や氷結状態
の路面の温度よりも高くなる。この２種類の路面温度を
気温を基準にして比較すると、乾燥した状態のときにだ
け、気温と路面温度の差が第４しきい値を下回る。As is clear from the graph of FIG. 7, the difference between the air temperature and the road surface temperature is below the fourth threshold value only in the dry state. Here, in areas where the temperature is extremely low, even on a dry road surface, the temperature of this road surface is below freezing, but the temperature of this dry road surface rises due to the effects of solar heat and geothermal heat, and snow conditions and freezing. It becomes higher than the temperature of the road surface. Comparing the two types of road surface temperatures with reference to the air temperature, the difference between the air temperature and the road surface temperature falls below the fourth threshold value only in the dry state.
【００５６】したがって、演算部５は、この気温と路面
温度の差が第４しきい値を下回っていれば（ステップ１
１０，Ｙｅｓ）、路面が乾燥した状態であると判定し
（ステップ１０８）、更に先の平均値に応じて舗装路か
悪路かを識別する（ステップ１０９）。Therefore, if the difference between the air temperature and the road surface temperature is less than the fourth threshold value, the calculation section 5 (step 1
10, Yes), it is determined that the road surface is in a dry state (step 108), and whether the road is a paved road or a bad road is discriminated according to the average value (step 109).
【００５７】また、演算部５は、この気温と路面温度の
差が第４しきい値を下回らなければ（ステップ１１０，
Ｎｏ）、先の平均値が第３しきい値（図６のグラフ上で
５ｍＶ）を上回るか否かを判定する（ステップ１１
１）。If the difference between the air temperature and the road surface temperature does not fall below the fourth threshold value, the calculation section 5 (step 110,
No), it is determined whether the previous average value exceeds the third threshold value (5 mV on the graph of FIG. 6) (step 11).
1).
【００５８】図６のグラフから明らかなように、路面が
積雪状態のときには、この平均値が第３しきい値を上回
る。これは、積雪の表面の凹凸によって、超音波が乱反
射されるので、受信される超音波のレベルが高くなり、
データ信号の平均値が大きくなって、この平均値が第３
しきい値を上回るからである。また、路面が氷結状態の
ときには、氷の表面によって、超音波が略鏡面反射され
るので、受信される超音波のレベルが低くなり、この平
均値が第３しきい値を下回る。As is clear from the graph of FIG. 6, when the road surface is in a snowy state, this average value exceeds the third threshold value. This is because the ultrasonic waves are irregularly reflected by the unevenness of the surface of the snow, so the level of the ultrasonic waves received becomes high,
The average value of the data signal becomes large, and this average value becomes the third
This is because the threshold is exceeded. When the road surface is frozen, the surface of the ice causes the ultrasonic waves to be substantially mirror-reflected, so that the level of the received ultrasonic waves becomes low, and this average value falls below the third threshold value.
【００５９】したがって、演算部５は、この平均値が第
３しきい値を上回れば（ステップ１１１，Ｙｅｓ）、路
面が積雪状態であると判定する（ステップ１１２）。Therefore, if the average value exceeds the third threshold value (step 111, Yes), the arithmetic unit 5 determines that the road surface is in a snowy state (step 112).
【００６０】また、演算部５は、この平均値が第３しき
い値を上回らなければ（ステップ１１１，Ｎｏ）、路面
が氷結状態であると判定する（ステップ１１３）。If the average value does not exceed the third threshold value (step 111, No), the arithmetic unit 5 determines that the road surface is frozen (step 113).
【００６１】このように路面の粗さや凹凸の程度、路面
の温度、及び気温に基づき、路面の濡れた状態や乾燥状
態、路面の積雪状態や氷結状態が判定される。演算部５
は、この判定を一定時間毎に繰り返し、この判定の度
に、これらの路面の状態を車両用制御手段７に与える。As described above, the wet or dry state of the road surface, the snow cover state or the freezing state of the road surface is determined based on the degree of roughness or unevenness of the road surface, the temperature of the road surface, and the air temperature. Arithmetic unit 5
Repeats this determination at regular intervals, and gives the vehicle control means 7 the states of these road surfaces each time this determination is made.
【００６２】この車両用制御手段７は、例えば追突防止
自動ブレーキシステムであって、これらの路面の状態を
参考にして、適格な制御を行う。例えば、濡れた状態、
積雪状態、及び氷結状態においては、早期に制動を開始
したり、急ブレーキを禁止すれば、安全性の向上を図る
ことができる。The vehicle control means 7 is, for example, a rear-end collision prevention automatic braking system, and performs appropriate control with reference to the state of these road surfaces. For example, when wet,
In a snowy state and an icy state, safety can be improved by starting braking early or prohibiting sudden braking.
【００６３】なお、この実施例では、路面で鏡面反射さ
れた超音波の通過位置を外して超音波受信器を配置して
いるが、この超音波受信器を該通過位置に配置しても構
わない。この場合は、超音波が路面で鏡面反射される
と、超音波受信器から出力される超音波信号のレベルが
高くなり、超音波が路面で乱反射されると、超音波信号
のレベルが低くなるので、路面が粗く凸凹している程、
超音波信号のレベルが低くなる。In this embodiment, the ultrasonic wave receiver is arranged at a position where the ultrasonic wave specularly reflected on the road surface is removed, but the ultrasonic wave receiver may be arranged at the passing position. Absent. In this case, when the ultrasonic waves are specularly reflected on the road surface, the level of the ultrasonic signal output from the ultrasonic receiver becomes high, and when the ultrasonic waves are diffusely reflected on the road surface, the level of the ultrasonic signal becomes low. So, the rougher the road surface,
The ultrasonic signal level becomes low.
【００６４】また、超音波の送信や受信の方法を適宜に
変形しても構わない。あるいは、超音波の代わりに、光
や電波を適用することが可能である。要するに、伝播波
を送信して、その反射波を受信し、これにより路面の粗
さや凹凸を判定するのであれば、どのような方法でも適
用することができる。Further, the method of transmitting and receiving ultrasonic waves may be modified appropriately. Alternatively, light or radio waves can be applied instead of ultrasonic waves. In short, any method can be applied as long as the propagating wave is transmitted, the reflected wave is received, and the roughness or unevenness of the road surface is determined by this.
【００６５】さらに、路面の温度や気温の測定のため
に、この実施例とは異なる種類の器材を適用しても構わ
ない。Further, in order to measure the temperature and the air temperature on the road surface, a different kind of equipment from this embodiment may be applied.
【００６６】また、この発明の路面状態検出装置は、追
突防止自動ブレーキシステムだけでなく、他の種類の車
両用制御手段のために役立てることができ、車両制御以
外の別の目的にも利用することができる。The road surface condition detecting device of the present invention can be utilized not only for the rear-end collision prevention automatic braking system but also for other types of vehicle control means, and is also used for other purposes other than vehicle control. be able to.
【００６７】[0067]
【効果】以上説明したように、この発明の路面状態検出
装置によれば、路面で反射された伝播波を受信し、この
受信された伝播波に基づいて、路面が濡れた状態である
か否かを判定している。この路面が濡れた状態を路面の
粗さや凹凸、路面の温度と共に参考にして、路面の多様
な状態を判定することが可能であり、これらの状態を車
両用制御手段に役立てることができる。As described above, according to the road surface state detecting device of the present invention, the propagating wave reflected by the road surface is received, and whether the road surface is wet or not is received based on the received propagating wave. Is being determined. It is possible to determine various states of the road surface by referring to the wet state of the road surface together with the roughness and unevenness of the road surface and the temperature of the road surface, and these states can be utilized for the vehicle control means.
【図１】この発明の路面状態検出装置及び車両用制御手
段の一実施例を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a road surface state detecting device and vehicle control means of the present invention.
【図２】図１の路面状態検出装置における路面凹凸検出
部の一例を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing an example of a road surface unevenness detection unit in the road surface state detection device of FIG.
【図３】図２の路面凹凸検出部の変形例を示すブロック
図FIG. 3 is a block diagram showing a modified example of the road surface unevenness detection unit in FIG.
【図４】図１の路面状態検出装置における演算部の処理
手順を示すフローチャートFIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of an arithmetic unit in the road surface state detecting device of FIG.
【図５】図４の処理手順に用いられる標準偏差を示すグ
ラフ5 is a graph showing standard deviations used in the processing procedure of FIG.
【図６】図４の処理手順に用いられる平均値を示すグラ
フFIG. 6 is a graph showing average values used in the processing procedure of FIG.
【図７】図４の処理手順に用いられる気温と路面温度の
差を示すグラフ7 is a graph showing the difference between the air temperature and the road surface temperature used in the processing procedure of FIG.
１ 路面状態検出装置 ２ 路面凹凸検出部 ３ 路面温度検出部 ４ 気温検出部 ５ 演算部 ６ 車両 ７ 車両用制御手段 １１ 超音波信号発生器 １２ 超音波送信器 １３ 超音波受信器 １４ 増幅回路 １５ ＡＭ検波回路 １６ 信号処理部 １７ 超音波送受信器 １８ タイミング回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Road surface state detection device 2 Road surface unevenness detection unit 3 Road surface temperature detection unit 4 Air temperature detection unit 5 Calculation unit 6 Vehicle 7 Vehicle control means 11 Ultrasonic signal generator 12 Ultrasonic transmitter 13 Ultrasonic receiver 14 Amplification circuit 15 AM Detection circuit 16 Signal processing unit 17 Ultrasonic transceiver 18 Timing circuit
Claims (7)
と、 この路面で反射された伝播波を受信する受信手段と、 この受信手段によって受信された伝播波のレベルをサン
プリングし、時間と共に変化する伝播波のレベルのバラ
ツキを求め、このバラツキの幅と予め定められた第１し
きい値を比較し、このバラツキの幅が第１しきい値を越
える場合は、路面が濡れた状態であると判定する判定手
段とを備える路面状態検出装置。1. A transmitting means for transmitting a propagating wave to a road surface, a receiving means for receiving the propagating wave reflected on the road surface, a level of the propagating wave received by the receiving means, and the time is sampled. The variation in the level of the propagating wave that changes is calculated, and the variation width is compared with a predetermined first threshold value. If the variation width exceeds the first threshold value, the road surface is wet. A road surface state detecting device, comprising: a determining unit that determines that there is a road surface.
値を越えなければ、時間と共に変化する伝播波のレベル
の平均値を求め、この平均値と予め定められた第２しき
い値を比較し、この比較の結果に基づいて、路面が濡れ
た状態及び乾燥状態のいずれであるかを判定する請求項
１に記載の路面状態検出装置。2. The determining means obtains an average value of levels of propagating waves that change with time if the width of variation does not exceed a first threshold value, and the average value and a second threshold value set in advance. The road surface state detecting device according to claim 1, wherein the road surface state detecting device determines whether the road surface is wet or dry based on a result of the comparison.
に基づいて、路面の粗さや凹凸の程度を判定する請求項
１及び２のうちのいずれかに記載の路面状態検出装置。3. The road surface condition detecting device according to claim 1, wherein the judging means judges the degree of roughness or unevenness of the road surface based on the level of the received propagating wave.
を更に備え、 判定手段は、この路面温度検出手段によって検出された
路面の温度が略氷点下である場合は、路面が積雪状態及
び氷結状態であると判定する請求項１乃至３のいずれか
に記載の路面状態検出装置。4. The road surface temperature detecting means for detecting the temperature of the road surface is further provided, and the judging means is such that when the temperature of the road surface detected by the road surface temperature detecting means is substantially below freezing, the road surface is in a snowy state or a freezing state. The road surface state detection device according to any one of claims 1 to 3, which is determined to be
検出された路面の温度が略氷点下であるときに、受信さ
れた伝播波のレベルと予め定められた第３しきい値を比
較し、この比較の結果に基づいて、路面が積雪状態及び
氷結状態のうちのいずれであるかを判定する請求項４に
記載の路面状態検出装置。5. The determining means compares the level of the propagating wave received with a predetermined third threshold value when the temperature of the road surface detected by the road surface temperature detecting means is substantially below the freezing point. The road surface state detection device according to claim 4, wherein it is determined whether the road surface is in a snowy state or a frozen state based on a result of the comparison.
え、 判定手段は、路面温度検出手段によって検出された路面
の温度が略氷点下であるときに、気温検出手段によって
検出された気温から該路面の温度を差し引いた差と予め
定められた第４しきい値を比較し、この差が第４しきい
値を越えない場合は、路面が乾燥状態であると判定する
請求項５に記載の路面状態検出装置。6. An air temperature detecting means for detecting an air temperature is further provided, and the judging means determines the road surface from the air temperature detected by the air temperature detecting means when the temperature of the road surface detected by the road surface temperature detecting means is substantially below freezing. The road surface according to claim 5, wherein the difference obtained by subtracting the temperature is compared with a predetermined fourth threshold value, and if the difference does not exceed the fourth threshold value, the road surface is determined to be dry. State detection device.
記載の路面状態検出装置を車両に搭載し、この路面状態
検出装置の判定手段による判定結果を該車両の制御のた
めに用いる車両用制御手段。7. A vehicle in which the road surface state detecting device according to any one of claims 1 to 6 is mounted on a vehicle, and the determination result of the determining means of the road surface state detecting device is used for controlling the vehicle. Control means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7153491A JPH095449A (en) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | Road surface state detecting device and control means for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7153491A JPH095449A (en) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | Road surface state detecting device and control means for vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH095449A true JPH095449A (en) | 1997-01-10 |
Family
ID=15563732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7153491A Pending JPH095449A (en) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | Road surface state detecting device and control means for vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH095449A (en) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040608 |