JPH11326539A - 路面状態測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走行路面の状態検出を連続して正確に行
う。 【解決手段】路面の上を走行しながら路面の状態検出を
行う路面状態測定装置において、路面に向けて付勢され
る導電性の車輪２０と、この車輪２０と路面との摩擦状
態を検出する第１検出手段と、車輪２０を介して路面の
導電状態を検出する第２検出手段と、これらの検出結果
に基づいて路面の路面状態を判別する判定手段５０とを
備える。車輪２０を路面に向けて付勢する手段３１と、
その付勢力を検出する第３検出手段３３と、車輪２０に
対する制動手段４１，４２と、車輪２０の回転状態を検
出する手段４４も備え、制動手段は、その制動力を繰り
返し変化させる。摩擦状態及び導電状態の両検出値の組
み合わせに基づき乾燥状態や他の状態などが的確に区分
されて正確に検知される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、路面状況を的確
に把握するため、走行しながら、走行路面の状態検出を
連続して行う路面状態測定装置に関し、特に、路面の乾
燥状態や凍結状態を正確に把握するための路面状態測定
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、路面状態を測定する装置には、路
面凍結を固定点で検出する装置（特公平５−５６８３１
号公報，特開昭５２−１２７３７８号公報）の他、走行
車両に搭載されて或いは走行車両に牽引等されて路上を
走行しながら連続測定を行うものとして、路面温度を検
出するもの（特開昭６２−２７２１７６号公報）や、反
射光を検出するもの（特開平２−９５２４３号公報）、
映像を検出するもの（特開平８−３２７５４０号公報）
などが知られている。

【０００３】なお、衝突回避のための自動制動装置（Ａ
ＢＳ）の存在を前提として、その作動に要する摩擦係数
を推定するために、自動制動装置の作動に伴って又は周
期的に自動制動装置を作動させ、そのときのタイヤスリ
ップ率やその他の車体挙動を検出して、間欠的に路面状
態を判断するものも知られている（特開平５−２７０３
７０号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の路面状態測定装置では、固定点検出のものは別と
して、走行しながらの連続測定では検出手法が限られ又
は複雑化し、充分な測定結果が得られるとは限らない。
走行路面の凹凸等によっては検出が途切れたり、検出は
できても該当状態が複数有って判別することができなか
ったり、ということもある。このため、路面の乾燥状態
や凍結状態を連続して正確に把握するのは容易では無
い。例えば、路面が乾燥しているか否かを電気抵抗等に
基づいて判別するには凍結状態と区別するために加熱融
解等も随伴して行うので（特開昭５２−１２７３７８号
公報）、走行しながら行うのは難しい。

【０００５】また、例え走行時測定に適したタイヤスリ
ップ率等に基づいて路面状態を判断するものであっても
（特開平５−２７０３７０号公報）、タイヤスリップ率
は、路面が乾燥しているか否かの判断が他の物理量に基
づいて済んだ後に、更なる細分化のための判断材料とし
て用いられるに過ぎない。すなわち、路面が氷点下の湿
潤状態になっているときに限り、更に一歩踏み込んで、
そのときの路面が凍結状態と積雪状態との何れなのかを
判別するのに、タイヤスリップ率が用いられているだけ
である。つまり、タイヤスリップ率の大小は、路面が乾
燥しているか否かの判断には影響しないのである。この
ため、優先的な他の物理量によって判断結果が大きく影
響されるが、適切な物理量や検出素子の選定さらにはそ
の設置など、具体化は必ずしも容易で無い。

【０００６】しかしながら、融雪や凍結防止のために路
面に塩を散布する際など、路面状態を正確に検知したい
ことは多い。散布量が少ないと散布本来の目的が達せら
れないし、逆に余分に散布したのでは、塩害等の不所望
な結果を招きかねない。このため、路面の状態、特に、
路面が乾燥しているか否かを正確に把握することが必要
とされる。また、測定対象の路面は一般道路や高速道路
など随所に存在する長大なものであるから、路面状態測
定装置を安価に提供すること等も重要である。

【０００７】そこで、路面の上を走行しながらその走行
路面について連続的に路面状態を測定するとともに、そ
の路面状態を如何にして正確に把握するかが、技術的な
課題となる。この発明は、このような課題を解決するた
めになされたものであり、走行路面の状態検出を連続し
て正確に行える路面状態測定装置を実現することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために発明された第１乃至第９の解決手段について、
その構成および作用効果を以下に説明する。

【０００９】［第１の解決手段］第１の解決手段の路面
状態測定装置は（、出願当初の請求項１に記載の如
く）、路面の上を走行しながら前記路面の状態検出を行
う路面状態測定装置において、前記路面との摩擦状態を
検出する第１検出手段と、前記路面の導電状態を検出す
る第２検出手段と、これらの検出結果に基づき（望まし
くは乾燥状態と他の状態とを区分するとともにその区分
に際し両検出結果を用いて）前記路面の路面状態を判別
する判定手段とを備えたものである。

【００１０】ここで、上記の「路面との摩擦状態」は、
路面とそれに接する転動部材等との摩擦特性に関する物
理量を意味し、その具体例としては、後述する滑り量を
用いるのが望ましいが、前述したタイヤスリップ率や、
一般的な摩擦係数なども該当する。また、上記の「路面
の導電状態」は、路面の電気導通特性に関する物理量を
意味し、例えば、路面上の２点間についての電気抵抗
や、インピーダンス、アドミッタンスなどが挙げられ
る。さらに、路面上の多点間に亘るシート抵抗なども該
当する。

【００１１】このような第１の解決手段の路面状態測定
装置にあっては、走行路面の状態検出に際し、路面との
摩擦状態が検出されるとともに、路面の電気導電状態も
検出される。そして、路面状態は、これらの検出結果に
基づいて判別される。すなわち、何れか一方の検出結果
だけを優先させるので無く、両検出結果を共に用いて、
その組み合わせに基づいて判別処理が行われる。これに
より、従来判別し難かった乾燥状態と他の状態とを明確
に区分することができることとなる。少なくとも、その
判別の確度が向上する。したがって、この発明によれ
ば、走行路面の状態検出を連続して正確に行える路面状
態測定装置を実現することができる。

【００１２】［第２の解決手段］第２の解決手段の路面
状態測定装置は（、出願当初の請求項２に記載の如
く）、上記の第１の解決手段の路面状態測定装置であっ
て、前記路面に向けて付勢される車輪を備えたものであ
る。

【００１３】このような第２の解決手段の路面状態測定
装置にあっては、車輪は、荒れた路面を走行していると
きでも路面に押しつけられて追従するので、常に路面と
の接触状態を維持する。そこで、その車輪を、路面との
摩擦状態など、走行中にも路面との接触を要する物理量
の検出に用いることで、連続測定が確実に行われること
となる。

【００１４】［第３の解決手段］第３の解決手段の路面
状態測定装置は（、出願当初の請求項３に記載の如
く）、上記の第２の解決手段の路面状態測定装置であっ
て、前記車輪の付勢力を検出する第３検出手段と、前記
車輪に対してその回転を抑制する制動手段とを備えたも
のである。

【００１５】このような第３の解決手段の路面状態測定
装置にあっては、走行路面を追従する車輪が制動手段に
よって回転を抑制されると滑りを生じることから、その
回転状態の変化等に基づき、滑り量を算出したり摩擦係
数を推定したりして路面の摩擦状態が検出されるととも
に、そのときの車輪付勢力も並行して検出される。路面
との摩擦状態は、路面の状態だけでなく車輪と路面との
接触圧力等にも影響されるので、接触圧力に対応した車
輪付勢力も用いることで、その影響が除去・軽減され
る。これにより、路面状態だけの物理量に近い物理量を
得ることが可能となる。したがって、この発明によれ
ば、摩擦状態を一層的確に把握して走行路面の状態検出
を連続して正確に行える路面状態測定装置を実現するこ
とができる。

【００１６】［第４の解決手段］第４の解決手段の路面
状態測定装置は（、出願当初の請求項４に記載の如
く）、上記の第３の解決手段の路面状態測定装置であっ
て、前記車輪の回転状態を検出する手段を備え、前記第
１検出手段は、前記車輪の回転状態に基づいて前記路面
との摩擦状態を得るものであり、前記制動手段は、その
制動力を繰り返し変化させるものであることを特徴とす
る。

【００１７】このような第４の解決手段の路面状態測定
装置にあっては、車輪に対する制動力が繰り返し変化
し、それに伴って車輪の回転状態も繰り返して変化す
る。そして、その回転状態が検出されるとともに、その
検出値に基づいて摩擦状態が検知される。これにより、
路面を転動する車輪に対する制動力の変化が回転状態の
変化を引き起こすときの状況に基づいて広範な摩擦状態
が適切に検出される。特に、制動力の繰り返し変化に加
えて、その制動力の変化幅やレベルも付勢力に応じて可
変することも組み合わせることで、強い衝撃の発生や走
行速度の変動などを招くこと無く、広い範囲に亘って摩
擦状態を検出することができる。

【００１８】［第５の解決手段］第５の解決手段の路面
状態測定装置は（、出願当初の請求項５に記載の如
く）、上記の第２〜第４の解決手段の路面状態測定装置
であって、前記車輪は、前記路面への接触部が導電性を
具有したものである。

【００１９】このような第５の解決手段の路面状態測定
装置にあっては、走行路面に対する通電が車輪を介して
行えるので、車輪を用いて路面との摩擦状態が検出され
るとともに、その車輪を利用して路面の導電状態も検出
される。これにより、第１検出手段と第２検出手段とで
検出部材を共用することができる。

【００２０】［第６の解決手段］第６の解決手段の路面
状態測定装置は（、出願当初の請求項６に記載の如
く）、上記の第５の解決手段の路面状態測定装置であっ
て、前記第２検出手段は、前記路面に対し前記車輪を介
して交番電流を出力するものである。

【００２１】このような第６の解決手段の路面状態測定
装置にあっては、路面に迷走電流などの未知の電流が既
に流れていても、変調周波数に基づく弁別処理を施すこ
とで容易に、交番電流と同じ周波数成分以外の大半の成
分は除去され、ほぼ出力した交番電流だけが検出され
る。これにより、路面の導電状態を検出する際に、路面
を流れている既存の電流による不所望な影響を回避し
て、正確に検出することができる。

【００２２】［第７の解決手段］第７の解決手段の路面
状態測定装置は（、出願当初の請求項７に記載の如
く）、上記の第５，第６の解決手段の路面状態測定装置
であって、前記車輪が三個以上設けられたものである。

【００２３】このような第７の解決手段の路面状態測定
装置にあっては、路面の導電状態を検出する際、車輪を
介して路面への通電を行うには、少なくとも一対の車輪
が路面に接触していなければならないのに対し、三個以
上の車輪のうち一部のものが路面から跳び上がっても、
残りの車輪のうちから選んだ適宜の一対を用いること等
で、通電を続行・継続することが可能となる。さらに、
四個以上の場合、シート抵抗の測定も可能となる。これ
により、より確実に、路面の導電状態を検出することが
できる。

【００２４】［第８の解決手段］第８の解決手段の路面
状態測定装置は（、出願当初の請求項８に記載の如
く）、上記の第１〜第７の解決手段の路面状態測定装置
であって、ＧＰＳ（ＧlobalＰostioning Ｓystem ）等
の測位手段を備えたものである。

【００２５】このような第８の解決手段の路面状態測定
装置にあっては、現在の走行位置が判るので、検出結果
や判別結果などの路面状態測定データを位置情報と対応
づけてデータ処理や管理を行うことが可能となる。これ
により、別の時刻や他の装置で路面状態測定データを利
用する際に位置情報を基準にして大量のデータから適切
なデータを選出・抽出しながら処理を進めることができ
る。また、既知データをも利用して、学習により判別内
容を変える等のことで、測定確度を向上させることもで
きる。

【００２６】［第９の解決手段］第９の解決手段の路面
状態測定装置は（、出願当初の請求項９に記載の如
く）、上記の第１〜第８の解決手段の路面状態測定装置
であって、（無線機等の）送信手段を備えたものであ
る。

【００２７】このような第９の解決手段の路面状態測定
装置にあっては、路面状態の測定結果が随時リアルタイ
ムで送信される。これにより、凍結警報などの路面情報
表示を迅速かつ的確に行うことが可能となる。また、凍
結防止のために塩等を散布する散布装置が路面状態測定
装置と一体化されていなくても、路面状態の測定結果を
路面状態測定装置から受信し、これを利用して散布する
ことで、散布量を常に適正に保つことができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】このような解決手段で達成された
本発明の路面状態測定装置について、これを実施するた
めの形態を、以下の第１〜第５実施例により説明する。
第１実施例は上述の第１解決手段〜第６解決手段を具現
化したものであり、第２実施例はその変形例であり、第
３実施例は上述の第７解決手段も具現化したものであ
り、第４実施例は上述の第８，第９解決手段も具現化し
たものである。

【００２９】また、路上走行中に路面状態の検出を行う
路面状態測定装置は、自力走行可能な自走式と、牽引や
後押しによって走行する非自走式とに分けられるが、第
１実施例と第３実施例と第５実施例は、牽引式のもので
あり、第２実施例と第４実施例は、自走式のものであ
る。さらに、測定して得られた路面状態に基づいて凍結
防止剤や融雪剤などの散布剤を撒く観点からは、散布装
置も搭載して直接連動する一体型や、散布装置とは別体
となっていて間接的に協動するが路面状態の測定データ
をリアルタイムで散布装置へ送出するオンライン型シス
テム、測定終了後に記録媒体を引き渡すことで散布装置
と協働するオフライン型システムなどに分けられるが、
第１実施例は、オフライン型のものであり、第４実施例
は、オンライン型のものである。

【００３０】

【第１実施例】本発明の路面状態測定装置の第１実施例
について、その具体的な構成を、図面を引用して説明す
る。図１は、その機械的構造を概略的に示し、（ａ）が
平面図であり、（ｂ）が側面図である。また、図２は、
（ａ）が全体的な制御系統のブロック図であり、（ｂ）
がそのうちの判定テーブルである。

【００３１】この路面状態測定装置は（図１参照）、フ
レーム１０に対して、牽引されて路面の上を走行するた
めに、先行する牽引車等に連結するジョイント１１と、
それぞれ回転自由に軸支されて路面上を転動することで
フレーム１０等の重量を負担する左右一対のタイヤ１２
とが設けられている。また、フレーム１０には、後述す
るブレーキユニット４０やコントローラ５０を収納する
ために、防滴構造のボックス１３が設けられる。さら
に、やはり後述する路面状態測定用の車輪２０やそれに
付加されるサスペンション部３０を装着させるために、
下方に延びたヒンジ１４と、上方へ延びたアーム１５及
びこれを支えるポスト１６も、設けられる。これら１３
〜１６は、フレーム１０の左右２箇所に対して同様に設
けられている。

【００３２】車輪２０は、走行しながら路面との摩擦状
態および路面の導電状態を検出するために設けられる
が、両種の検出に共用可能なよう左右に一対のもの２０
ａ，２０ｂが配置されるとともに、路面への接触部に導
電性を持たせるために、最外周に位置するゴム製タイヤ
のところに炭素粉や金属粉が多めに混入されたものや、
良導体の繊維も編み込まれたもの等が採用されている。
また、これらの車輪２０ａ，２０ｂの導電部は、それぞ
れ、図示しない摺動接点等を介してコントローラ５０と
電気的に接続されるようにもなっている。

【００３３】車輪２０ａ，２０ｂは、それぞれ、導電部
に対して電気的には絶縁された車軸２１が軸受２２を介
して腕木２３の先端部へ回転可能に装着されるととも
に、その腕木２３の基端部がヒンジ１４に軸支されてい
て、腕木２３が揺動することで車輪２０が所定範囲で自
由に上下動するようになっている。また、その腕木２３
の中間部とアーム１５との間にはサスペンション部３０
が介装されている。サスペンション部３０は、圧縮に対
抗して伸張力を生じこの伸張力で腕木２３を下方の路面
に向けて押し出すことで車輪２０の付勢を行うバネ３１
と、バネ３１に遊挿して設けられたロッドの進退に伴う
エアやオイルの流れを絞ってバネ３１の急激な伸縮を緩
和するダンパ３２と、バネ３１やダンパ３２に掛かって
いる力を検出するロードセル３３とが、順に連結された
ものである。これにより、車輪２０を路面に向けて付勢
する手段に加えて、その付勢力を検出する第３検出手段
も設けられたものとなっている。

【００３４】車輪２０の車軸２１のうち片方の車軸２４
には、車輪２０ｂの回転速度を検出するとともにブレー
キをかけるために、プーリ２５が取着されている。ま
た、ブレーキユニット４０がボックス１３に搭載されて
いる。ブレーキユニット４０は、ブレーキ力を発生する
電磁ブレーキ４１と、芯振れを解消するジョイント４２
を介在させて電磁ブレーキ４１の出力軸に連結されたプ
ーリ４３及びエンコーダ４４と、プーリ４３とプーリ２
５とに張られたベルト４５とを有する。そして、電磁ブ
レーキ４１からのブレーキ力は、ジョイント４２、プー
リ４３、ベルト４５、プーリ２５、及び車軸２４を順に
介して、車輪２０ｂに伝達される。また、車輪２０ｂの
回転は、逆に車軸２４、プーリ２５、ベルト４５を介し
て、エンコーダ４４の検出用回転軸に伝達される。これ
により、車輪２０に対して制動力を作用させてその回転
を抑制する制動手段と共に、その車輪２０の回転状態を
検出する手段も設けられたものとなっている。

【００３５】電磁ブレーキ４１は、発生ブレーキ力を制
御信号に応じて単にオンオフするクラッチ付きのもので
も良いが、この例では、オン時オフ時それぞれに対して
ブレーキ力を独立して設定でき、しかも、それぞれ適宜
に可変しうるものが用いられている。これにより、ブレ
ーキユニット４０は、車輪２０に作用させる制動力を時
間経過に伴って変化させるとともに、その際に制動力の
レベル等も適宜変化させることが可能なものとなってい
る。

【００３６】コントローラ５０は（図２（ａ）参照）、
上述した作動部材２０，４１や検出部材２０，３３，４
４などに対して電気的に直接接続される周辺回路５１〜
５４と、これらを介して制御や検出データの収集を行う
とともに収集データに基づく演算処理を行うマイクロプ
ロセッサ（ＭＰＵ）５５と、その演算結果を記録する記
録部５７とが設けられており、上述のブレーキユニット
４０と共に牽引車等から電力を供給されて動作するよう
になっている。なお、上記の周辺回路５１〜５４は、路
面の電気抵抗（路面の導電状態）を検出するための電流
駆動回路５１及び電流検出回路５２と、路面に対する車
輪２０の滑り率（路面との摩擦状態）を検出するための
制動信号発生回路５３及び滑り率検出回路５４とに、大
別される。

【００３７】電流駆動回路５１は、商用電力の周波数と
異なる例えば１０００Ｈｚの電圧Ｖを一方の車輪２０ａ
に印加するものであり、電流検出回路５２は、その電圧
Ｖに応じて車輪２０ａと路面と他方の車輪２０ｂとを介
して流れる電流Ｉを計測しながらその際にバンドパスフ
ィルタにて出力電圧Ｖの変調周波数である１０００Ｈｚ
前後の成分だけを電流Ｉとして抽出するとともに、これ
らの電圧Ｖと電流Ｉとの比を演算したり適宜の補正演算
も行って、路面の電気抵抗に対応したインピーダンスＲ
を算出するものである。求めたインピーダンスＲは、随
時、マイクロプロセッサ５５に送出される。これによ
り、路面に対し車輪を介して交番電流を出力しながら路
面の導電状態として二点間の電気抵抗すなわちインピー
ダンスＲを検出する第２検出手段が設けられたものとな
っている。

【００３８】制動信号発生回路５３は、電磁ブレーキ４
１で発生させるブレーキ力をオンオフ変化させるため
に、デューティ比５０％程度の矩形波状をしたパルス信
号Ｄを生成し、このパルス信号Ｄを電磁ブレーキ４１へ
その制御信号として送出するものである。そして、その
ブレーキ力は、電磁ブレーキ４１からプーリ４３等を介
して車輪２０ｂに伝達されて車輪２０ｂの回転を抑制す
るが、その大きさがパルス信号Ｄに従って変化する。パ
ルス信号Ｄの周波数は、車輪２０ｂの慣性等に基づく応
答性によって制約されるので、数Ｈｚ程度以下、例えば
２Ｈｚとされる。これにより、車輪に作用させる制動力
を繰り返し変化させる第１検出手段が設けられたものと
なっている。

【００３９】また、制動信号発生回路５３は、ロードセ
ル３３にて検出した付勢力Ｆを入力し、付勢力Ｆの増減
に応じてパルス信号Ｄのオン値を増減させるとともにそ
の何割かはパルス信号Ｄのオフ値も増減させる処理も行
う。具体的には、実験等によるパラメータａ，ｂを用い
た線形の演算式（Ｄ＝ａ×Ｆ＋ｂ）や、その他の非線形
な式、折れ線での近似関数、階段関数などで、パルス信
号Ｄのオン値が算出される。パルス信号Ｄのオフ値は、
オン値に“１”未満の正数を乗じたり、所定値を減じた
りして定められる。なお、これらのパラメータａ，ｂや
関数形は、付勢力Ｆの何れの値に対しても、乾燥状態の
路面については滑りが生じない一方、ある程度濡れた状
態の路面については滑りが生じるブレーキ力の範囲を、
パルス信号Ｄがカバーするように定めるのが好ましい。
これにより、第１検出手段は、制動力の繰り返し変化に
加えて、その制動力の変化幅やレベルも付勢力に応じて
可変するようになっている。

【００４０】滑り率検出回路５４は、エンコーダ４４に
て検出した回転速度Ｎを入力して、滑り率βを算出し、
これをマイクロプロセッサ５５へ送出するものである。
すなわち、ブレーキユニット４０のブレーキ力によって
車輪２０ｂが路面に対してスリップすると、回転速度Ｎ
がパルス信号Ｄのオンオフに対応して周期的に増減変動
するので、回転速度Ｎの周期的波形変化からその変動率
を算出するのである。さらに、その変動率に対し、付勢
力Ｆとパルス信号Ｄのオンオフ値とに基づく補正演算を
施して、滑り率βを算出する。その補正演算では、ブレ
ーキ力が強くてスリップが起きやすいような状況では、
同じ変動率に対して滑り率βが小さめに修正され、逆に
ブレーキ力が弱くてスリップが起きにくいような状況で
は、同じ変動率に対して滑り率βが大きめに修正され
る。これにより、第１検出手段は、車輪２０ｂの回転速
度の変化に基づき、路面との摩擦状態として、パルス信
号Ｄの各周期ごとに車輪２０ｂの滑り率βを検出するよ
うになっている。

【００４１】マイクロプロセッサ５５のメモリには、判
定テーブル５６が記憶されており、マイクロプロセッサ
５５は、パルス信号Ｄの各周期ごとに滑り率検出回路５
４から滑り率βを受けると、その度に、プログラム処理
によって、そのときの滑り率βとインピーダンスＲとを
用いて、判定テーブル５６を検索する。そして、その検
索によって得られた路面状態Ｐを記録部５７に送出して
磁気テープやＭＯ等の記録媒体に記録させる。これによ
り、路面との摩擦状態βおよび路面の導電状態Ｒの検出
結果に基づいて路面状態を判別する判定手段が設けられ
たものとなっている。

【００４２】判定テーブル５６（図２（ｂ）参照）は、
滑り率βが所定の閾値より小さいか大きいかによって区
分されることに加えて、インピーダンスＲが大，中，小
の何れであるかによっても区分され、両者の区分数を掛
けた９区分に分類されている。そして、車輪が滑らない
か滑り難い状態に該当するとともに電流が流れないか極
めて流れ難い状態にも該当する場合についての区分であ
る、滑り率βが小で且つインピーダンスＲが大の区分だ
けが、乾燥状態に設定されている。この区分は、シャー
ベット状態に設定されている区分などと異なり、滑り率
βだけでは特定されない。インピーダンスＲだけでも特
定しきれない。これにより、路面状態を判別する際に、
滑り率と電気抵抗との双方を組み合わせた区分に基づい
て、乾燥状態と、他の状態である凍結状態等とを切り分
けるものとなっている。

【００４３】このような構成となった第１実施例の路面
状態測定装置について、その使用態様及び動作を説明す
る。

【００４４】測定に先だって、牽引車にジョイント１１
を連結するとともに、電源コードの接続等も行って、動
作可能な状態にセットアップしておく。そして、先導す
る牽引車を運転して測定対象の道路等に到達したら、コ
ントローラ５０の動作を開始させ、さらに記録部５７の
動作も開始させる。それからは、その道路等を、時速４
０〜５０ｋｍで走行する。その際、走行速度が一定にな
るよう注意して運転する。

【００４５】そうすると、フレーム１０等の重量はその
大半がジョイント１１とタイヤ１２とによって支えら
れ、車輪２０はバネ３１の発する比較的小さな付勢力に
よって軽く路面へ押しつけられる。このように、大きな
重量を負担する必要の無い車輪２０は、軽くて慣性の小
さなもので足りるので、小さな付勢力でも良く路面に追
従する。しかも、路面の凹凸等に起因して車輪２０に生
じた衝撃は、ダンパ３２の存在によって追従性をほとん
ど損なうことなく緩和される。そこで、導電性付与のた
めにタイヤ部分の強度が或る程度低下しても、その寿命
は、さほど低下しないで済むので、長期的にみても、計
測に要する費用が節約される。

【００４６】そして、その走行中、路面上を転動する車
輪２０ａ，２０ｂを介して、電流駆動回路５１及び電流
検出回路５２によって、時々刻々と走行路面のインピー
ダンスＲが検出され、これがマイクロプロセッサ５５に
随時取り込まれる。また、これと並行して、ロードセル
３３で検出された付勢力Ｆが制動信号発生回路５３に入
力され、これに基づいてオン値およびオフ値の調整され
たパルス信号Ｄが生成されて電磁ブレーキ４１へ送出さ
れる。

【００４７】さらに、そのブレーキ力に応じて車輪２０
ｂの回転状態が変化し、その回転速度Ｎがエンコーダ４
４で検出される。その際、付勢力Ｆが変動しても、それ
に応じてブレーキ力も変化するので、路面が絶対的に滑
らない場合を除いてほぼ確実に、回転速度Ｎに周期的変
動が発現する。そして、回転速度Ｎが滑り率検出回路５
４に入力されると、その変動等に基づいて滑り率βが算
出され、これもマイクロプロセッサ５５に取り込まれ
る。こちらはパルス信号Ｄのパルスに同期して周期的に
行われる。こうして、インピーダンスＲ及び滑り率βが
所定周期で連続して求められる。

【００４８】インピーダンスＲ及び滑り率βが得られる
と、マイクロプロセッサ５５では、それらを用いて判定
テーブル５６の検索が行われる。そして、該当する区分
に設定された路面状態値が読み出される。すなわち、滑
り率βの大小およびインピーダンスＲの大中小に応じ
て、“乾燥状態”，“凍結状態”，“シャーベット状
態”，“濡れ状態”，及び“水膜状態”のうち何れか一
つが選出される。こうして、所定周期で連続して、走行
路面について検出した路面との摩擦状態および路面の導
電状態に基づいて、その路面状態が判別される。そし
て、この路面状態Ｐは、記録部５７へ送出されて、記録
媒体に記録される。

【００４９】なお、記録媒体に記録されたデータは、測
定終了後に読み出されて、道路状況を把握するための統
計処理に供されたり、散布車で塩等を撒く際に重要な判
断材料となるが、記録部５７に代えて又はこれと共に、
路面状態Ｐを随時入力しこれに応じて散布量を可変する
散布装置を、フレーム１０等に装着するようにしても良
い。

【００５０】

【第２実施例】図３に概要側面図を示した第２実施例の
路面状態測定装置が上述の第１実施例の装置と相違する
のは、一対の車輪２０が左右でなく前後に配置されてい
る点と、フレーム１０等の本体部が測定車６０のシャー
シに取り付けられて直接支持されている点である。これ
により、この路面状態測定装置は、牽引されるまでもな
く自力で走行しうるものとなっている。

【００５１】

【第３実施例】図４に要部平面図を２つ示した第３実施
例の路面状態測定装置が上述の第１実施例の装置と相違
するのは、車輪２０が多数設けられている点である。

【００５２】先ず、図４（ａ）のものは、車輪２０とし
て、上述した車輪２０ａ，２０ｂに加えて、三つめの車
輪２０ｃも具えている。さらに、電流駆動回路５１及び
電流検出回路５２の機能が、車輪２０ａと車輪２０ｂと
の対か、車輪２０ａと車輪２０ｃとの対のうち、何れか
一方の対を選択的に用いてインピーダンスＲを検出する
ように、拡張されている。その選択切換は、検出値がほ
ぼ無限大となったときに行われる。

【００５３】この場合、車輪２０ａ，２０ｂが選択され
ているときに、車輪２０ｂが跳ねて路面から離れると、
車輪２０ａ，２０ｂを用いて検出されるインピーダンス
Ｒが無限大になるので、車輪２０ａ，２０ｃの方が選択
され、これらを用いてインピーダンスＲの検出が続行さ
れる。また、その検出中に車輪２０ｃが跳ねて路面から
離れると、車輪２０ａ，２０ｃを用いて検出されるイン
ピーダンスＲが無限大になるので、再び車輪２０ａ，２
０ｂの方が選択され、これらを用いてインピーダンスＲ
の検出が続行される。こうして、車輪２０ｂ，２０ｃの
何れかが路面から離れても、路面に接触している残りの
車輪を用いて、インピーダンスＲの検出が継続される。

【００５４】次に、図４（ｂ）のものは、四番目の車輪
２０ｄも追加されていて、車輪２０ａ〜２０ｄが総て路
面に接触しているときには、路面のシート抵抗を測定す
る一方、何れかの車輪が路面から離れたときには、車輪
２０ａ，２０ｂによる二点間抵抗と、車輪２０ｃ，２０
ｄによる二点間抵抗とのうち、無限大でない有効な方を
採用するようになっている。こうして、可能な限り路面
への通電が維持されて、より確実に路面の導電状態が検
出される。

【００５５】

【第４実施例】図５（ａ）にブロック構成図を示した第
４実施例の路面状態測定装置が上述の第１，第２実施例
の装置と相違するのは、測定車６０に測位手段と送信手
段とが追加設置されている点である。なお、図５（ｂ）
にブロック図を示したものは、（ａ）の測定車に後続し
て走行する散布車である。

【００５６】測定車６０には、測位手段として、ＧＰＳ
用の衛星から信号を受けるＧＰＳアンテナ６１と、その
信号を受信して現在位置を割り出すＧＰＳ受信機６２と
が、設けられている。また、送信手段として、無線機６
４と、これに接続された無線アンテナ６５とが、設けら
れている。さらに、ＧＰＳ受信機６２から位置情報を入
力し、而もコントローラ５０から路面状態Ｐを入力する
とともに、路面状態Ｐを入力するたびに路面状態Ｐとそ
のときの位置情報と対にして無線機６４経由で送信する
送信データ処理装置６３も設けられている。

【００５７】一方、散布装置７１を搭載した散布車７０
には、散布装置７１の散布量を可変制御するために散布
制御装置８０も搭載されている。散布制御装置８０に
は、受信手段として、無線アンテナ６５に対応した受信
用の無線アンテナ８１と、これを用いて無線機６４から
の路面状態Ｐ及び位置情報を受信する受信回路８２と、
その路面状態Ｐ及び位置情報を逐次先入れ先出し方式で
一時的に記憶するバッファメモリ８３とが設けられてい
る。また、測位手段として、ＧＰＳ用の衛星から信号を
受けるＧＰＳアンテナ８５と、その信号を受信して現在
位置を割り出すＧＰＳ受信機８６も、設けられている。

【００５８】さらに、散布制御装置８０には、マイクロ
プロセッサ等で構成された散布制御信号生成回路８４も
設けられており、この散布制御信号生成回路８４は、随
時、ＧＰＳ受信機８５から位置情報を入力して、その現
在位置とバッファメモリ８３の先頭データの位置情報と
を比較する処理を行うとともに、それらの位置が一致し
たとき、バッファメモリ８３から先頭データを取り出
し、その路面状態値に応じて、散布制御信号の値を変更
する。この散布制御信号は散布装置７１へ送出され、こ
れに応じて散布装置７１はその散布量を調節するように
なっている。

【００５９】この場合、散布装置７１を用いて塩７２を
撒くべき道路に対し、測定車６０を先行して走らせ、後
から散布車７０も走行させる。すると、測定車６０の路
面状態測定装置で測定された路面状態Ｐは、測定車６０
から散布車７０の散布制御装置８０へ逐次伝達されて、
バッファメモリ８３に一時記憶される。そして、散布車
７０の現在位置に該当するデータがバッファメモリ８３
から読み出されて、散布制御信号生成回路８４によって
散布装置７１の散布量が調節される。こうして、測定車
６０，散布車７０が互いの位置を気にしないで走行して
も、そして両車両の距離が変動しても、塩７２の散布量
は、それぞれの走行位置に基づいて、常に適切になるよ
う加減調節される。

【００６０】

【第５実施例】図６に示した第５実施例の路面状態測定
装置が上述の第１実施例の装置と相違するのは、路面の
所定範囲を撮影するカメラ９１と、その撮影範囲のほぼ
中央に向けてスポット照明を行うレーザ送光機９２と、
路面の表面温度を非接触で測定する放射温度計９３も、
設けられている点である。また、判定テーブル５６及び
判別手法が拡張されている点も相違する。なお、図６
は、（ａ）が追加部材についての要部模式図であり、
（ｂ）〜（ｄ）が撮影画像例であり、（ｅ）が判定テー
ブルの例である。

【００６１】レーザ送光機９２によって斜めに照射され
たスポットをカメラ９１で撮った映像には、路面が乾燥
状態であれば、画像中央に絞り込まれた濃い点が現れる
が（図６（ｂ）参照）、路面に新雪が積もっていると、
車輪が新雪に食い込んで、点映像が画像中央から変位す
る（図６（ｃ）参照）。この変位量は、新雪の表面を基
準とした車高にほぼ比例する。また、路面に氷が形成さ
れていると、レーザ光が拡散して、その点映像がぼける
（図６（ｄ）参照）。さらに、新雪に限らず圧雪であっ
ても雪が積もっていれば、反射率が高くなるといった傾
向も見られる。そして、このような特質を持った画像を
処理することで、車高や，反射率，拡散率も、検出され
る。また、放射温度計９３によって、路面温度が氷点下
となっているか否かが検出される。

【００６２】この場合、基本的な物理量であるインピー
ダンスＲと滑り率βとに加えて、補助的な物理量として
車高と反射率と拡散率と路面温度とが得られる。そし
て、判定テーブル５６は（図６（ｅ）参照）、各行ごと
に区分されて、それぞれに一つの路面状態が割り付けら
れ（図６（ｅ）の右端列を参照）、その他の各列には、
それぞれ、上記の各物理量が割り付けられる。さらに、
各行各列の要素には、該当行の路面状態に最も整合する
各物理量の分別値が各列ごとに設定されている。なお、
図示は割愛したが、この判定テーブル５６に対応して、
各行各列の要素ごとに、該当列の物理量が該当行の路面
状態の判別に貢献する度合いを係数値として設定した重
み係数テーブルも、設けられている。

【００６３】そして、マイクロプロセッサ５５による判
定テーブル５６の検索処理に際し、それぞれの物理量は
先ず適宜な大小や高中低などに分別され、それから、判
定テーブル５６の各行ごとに、各列の物理量が整合して
いる要素について、対応する重み係数テーブル内の係数
値が足し合わされる。最後に、その値が最も大きくなっ
た行が選出され、その行に設定された路面状態値が、そ
のときの路面状態Ｐと判定される。こうして、きめ細か
で一層確実な路面状態の連続測定が行われる。

【００６４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第１の解決手段の路面状態測定装置にあっては、走行
路面の状態が摩擦状態及び導電状態の一方で無く双方に
基づいて判別されるようにしたことにより、走行路面の
状態検出を連続して正確に行える路面状態測定装置を実
現することができたという有利な効果が有る。

【００６５】また、本発明の第２の解決手段の路面状態
測定装置にあっては、車輪が走行路面を追従するように
したことにより、路面状態の連続測定が確実に行われる
ようになったという有利な効果を奏する。

【００６６】さらに、本発明の第３の解決手段の路面状
態測定装置にあっては、車輪の付勢力も用いて、路面と
の摩擦状態に及ぶ接触圧力の影響が除去・軽減されるよ
うにしたことにより、走行路面の状態検出を一層正確に
行えるようになったという有利な効果が有る。

【００６７】また、本発明の第４の解決手段の路面状態
測定装置にあっては、路面を転動する車輪に対する制動
力の変化が回転状態の変化を引き起こすときの状況に基
づいて、広範な摩擦状態を適切に検出することができる
ようになったという有利な効果を奏する。

【００６８】また、本発明の第５の解決手段の路面状態
測定装置にあっては、摩擦状態検出用の車輪を導電状態
の検出にも使えるようにしたことにより、部材の共用化
を向上させることができたという有利な効果が有る。

【００６９】また、本発明の第６の解決手段の路面状態
測定装置にあっては、周波数弁別可能な通電を行うよう
にしたことにより、路面における既存電流の影響を回避
して、路面の導電状態を正確に検出することができるよ
うになったという有利な効果を奏する。

【００７０】また、本発明の第７の解決手段の路面状態
測定装置にあっては、一部の車輪が路面から跳び上がっ
ても通電状態が維持されるようにしたことにより、路面
の導電状態を確実に検出することができるようになった
という有利な効果が有る。

【００７１】また、本発明の第８の解決手段の路面状態
測定装置にあっては、路面状態測定データを位置情報と
対応づけて利用しうるようにしたことにより、大量のデ
ータでも適切に処理することができるようになったとい
う有利な効果を奏する。

【００７２】また、本発明の第９の解決手段の路面状態
測定装置にあっては、路面状態の測定結果が随時送信さ
れるようにしたことにより、迅速な路面情報表示や、散
布装置の分離なども可能になったという有利な効果が有
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の路面状態測定装置の第１実施例につ
いて、その機械的構造を示す平面図（ａ）および側面図
（ｂ）である。

【図２】 その制御ブロック図（ａ）と、判定テーブ
ル（ｂ）である。

【図３】 本発明の第２実施例についての概要側面図で
ある。

【図４】 本発明の第３実施例についての要部平面図で
ある。

【図５】 本発明の路面状態測定装置の第４実施例につ
いてのブロック構成図兼使用状況説明図であり、（ａ）
が測定車、（ｂ）が散布車である。

【図６】 本発明の路面状態測定装置の第５実施例につ
いて、（ａ）が要部模式図であり、（ｂ）〜（ｄ）が撮
影画像例であり、（ｅ）が判定テーブルである。

【符号の説明】

１０ フレーム（枠部、支持部、検側車、走行車両、移
動体） １１ ジョイント（継手、連結部、係止部、着脱部、牽
引部） １２ タイヤ（従動輪、支持輪） １３ ボックス（保護箱、防滴カバー、収納部） １４ ヒンジ（軸支部、支持部） １５ アーム（軸支部、支持部） １６ ポスト（支柱、支持部） ２０ 車輪（走行輪、転動輪、計測輪、検出部材、第
１，第２検出手段） ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 車輪 ２１ 車軸（車輪支持部材） ２２ 軸受（車輪支持部材） ２３ 腕木（車輪支持部材） ２４ 車軸（車輪支持部材、制動手段、第１検出手段） ２５ プーリ（回転伝動部材、制動手段、第１検出手
段） ３０ サスペンション部（懸架部、付勢手段） ３１ バネ（弾撥部材、弾性部材、付勢手段） ３２ ダンパ（緩衝部材、付勢手段） ３３ ロードセル（荷重計、第３検出手段） ４０ ブレーキユニット（制動手段、第１検出手段） ４１ 電磁ブレーキ（制動力発生源、制動手段） ４２ ジョイント（回転継手、連結部、伝動部材、制動
手段） ４３ プーリ（回転伝動部材、制動手段、第１検出手
段） ４４ エンコーダ（回転速度検出部、第１検出手段） ４５ ベルト（回転伝動部材、制動手段、第１検出手
段） ５０ コントローラ（制御装置、電子回路部、検出手
段、判別手段） ５１ 電流駆動回路（地表抵抗検出回路、第２検出手
段） ５２ 電流検出回路（地表抵抗検出回路、第２検出手
段） ５３ 制動信号発生回路（制動力制御手段、制動手段、
第１検出手段） ５４ 滑り率検出回路（滑り率算出部、摩擦状態検出手
段、第１検出手段） ５５ マイクロプロセッサ（演算手段、判別手段） ５６ 判定テーブル（判別手段） ５７ 記録部 ６０ 測定車（自走車） ６１ ＧＰＳアンテナ（測位手段） ６２ ＧＰＳ受信機（測位手段） ６３ 送信データ処理装置 ６４ 無線機（発信装置、送信手段） ６５ 無線アンテナ（送信手段） ７０ 散布車 ７１ 散布装置 ７２ 塩（散布剤） ８０ 散布制御装置 ８１ 無線アンテナ ８２ 受信回路 ８３ バッファメモリ ８４ 散布制御信号生成回路 ８５ ＧＰＳアンテナ ８６ ＧＰＳ受信機 ９１ カメラ（撮像装置） ９２ レーザ送光機 ９３ 放射温度計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬目 俊直 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株式 会社トキメック内 (72)発明者 瀬尾 洋章 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株式 会社トキメック内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】路面の上を走行しながら前記路面の状態検
   出を行う路面状態測定装置において、前記路面との摩擦
   状態を検出する第１検出手段と、前記路面の導電状態を
   検出する第２検出手段と、これらの検出結果に基づいて
   前記路面の路面状態を判別する判定手段とを備えたこと
   を特徴とする路面状態測定装置。
2. 【請求項２】前記路面に向けて付勢される車輪を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の路面状態測定装置。
3. 【請求項３】前記車輪の付勢力を検出する第３検出手段
   と、前記車輪に対してその回転を抑制する制動手段とを
   備えたことを特徴とする請求項２記載の路面状態測定装
   置。
4. 【請求項４】前記車輪の回転状態を検出する手段を備
   え、前記第１検出手段は、前記車輪の回転状態に基づい
   て前記路面との摩擦状態を得るものであり、前記制動手
   段は、その制動力を繰り返し変化させるものであること
   を特徴とする請求項３記載の路面状態測定装置。
5. 【請求項５】前記車輪は、前記路面への接触部が導電性
   を具有したものであることを特徴とする請求項２乃至請
   求項４の何れかに記載された路面状態測定装置。
6. 【請求項６】前記第２検出手段は、前記路面に対し前記
   車輪を介して交番電流を出力するものであることを特徴
   とする請求項５記載の路面状態測定装置。
7. 【請求項７】前記車輪が三個以上設けられていることを
   特徴とする請求項５又は請求項６に記載された路面状態
   測定装置。
8. 【請求項８】測位手段を備えたことを特徴とする請求項
   １乃至請求項７の何れかに記載された路面状態測定装
   置。
9. 【請求項９】送信手段を備えたことを特徴とする請求項
   １乃至請求項８の何れかに記載された路面状態測定装
   置。