(57)【要約】【課題】車両絶対速度を使わずに路面状態を判定することができ、四輪駆動車にも適用可能な路面状態判定装置および方法、ならびに路面状態判定プログラムを提供する。【解決手段】（ａ）車両の各車輪の車輪回転速度を求める車輪回転速度検出手段と、（ｂ）前記車両が旋回するときの旋回半径を求める旋回半径算出手段と、（ｃ）前記旋回半径が所定値以上の場合に、前輪および後輪それぞれについて、左輪と右輪とのあいだの車輪回転速度比を算出する車輪回転速度比算出手段と、（ｄ）前記回転速度比の変動量を算出する変動量算出手段と、（ｅ）前記変動量の大きさから路面状態を判定する判定手段とからなる路面状態判定装置。【選択図】        図３
2004314760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）車両の各車輪の車輪回転速度を求める車輪回転速度検出手段と、
（ｂ）前記車両が旋回するときの旋回半径を求める旋回半径算出手段と、
（ｃ）前記旋回半径が所定値以上の場合に、前輪および後輪それぞれについて、左輪と右輪とのあいだの車輪回転速度比を算出する車輪回転速度比算出手段と、
（ｄ）前記回転速度比の変動量を算出する変動量算出手段と、
（ｅ）前記変動量の大きさから路面状態を判定する判定手段
とからなる路面状態判定装置。
【請求項２】
（ａ）車両の各車輪の車輪回転速度を求める車輪回転速度検出工程と、
（ｂ）前記車両が旋回するときの旋回半径を求める旋回半径算出工程と、
（ｃ）前記旋回半径が所定値以上の場合に、前輪および後輪それぞれについて、左輪と右輪とのあいだの車輪回転速度比を算出する車輪回転速度比算出工程と、
（ｄ）前記回転速度比の変動量を算出する変動量算出工程と、
（ｅ）前記変動量の大きさから路面状態を判定する判定工程とを含む路面状態判定方法。
【請求項３】
路面状態を判定するためにコンピュータを、（ｂ）車両が旋回するときの旋回半径を求める旋回半径算出手段と、（ｃ）車両の旋回半径が所定値以上の場合に、前輪および後輪それぞれについて、左輪と右輪とのあいだの車輪回転速度比を算出する車輪回転速度比算出手段と、（ｄ）前記回転速度比の変動量を算出する変動量算出手段と、（ｅ）前記変動量の大きさから路面状態を判定する判定手段として機能させるための路面状態判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は路面状態判定装置および方法、ならびに路面状態判定プログラムに関する。さらに詳しくは、走行中のタイヤと路面とのあいだの滑りやすさを判定する路面状態判定装置であって、とくに四輪駆動車に適用され得る路面状態判定装置および方法、ならびに路面状態判定プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より一般的に用いられる車両走行中に路面状態を判定する方法においては、車両の運動状態や走行中の路面の状態を判別するために、車両の絶対速度を求めることが重要である。
【０００３】
車両の絶対速度を求める方法として、たとえば二輪駆動車の場合に、駆動力が働いていない従動輪回転速度を車両の絶対速度として利用することができる（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、他の方法として、加速度センサの出力値から車両の絶対速度を推定することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２５３３３４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の方法では、四輪すべてに駆動力が働いている四輪駆動車の場合、従動輪が存在しないため利用することができないという問題がある。
【０００７】
また、後者の方法では、路面勾配の影響などによる誤差要因が多く、精度よく推定することが難しいという問題がある。
【０００８】
したがって、これらの問題より、四輪駆動車の場合には、車両の絶対速度を精度よく判定することは非常に困難であり、車両の絶対速度を用いた路面状態判定方法は精度が劣るのが現状である。
【０００９】
本発明はかかる問題を解消するためになされたものであり、車両絶対速度を使わずに路面状態を判定することができ、四輪駆動車にも適用可能な路面状態判定装置および方法、ならびに路面状態判定プログラムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の路面状態判定装置は、（ａ）車両の各車輪の車輪回転速度を求める車輪回転速度検出手段と、
（ｂ）前記車両が旋回するときの旋回半径を求める旋回半径算出手段と、
（ｃ）前記旋回半径が所定値以上の場合に、前輪および後輪それぞれについて、左輪と右輪とのあいだの車輪回転速度比を算出する車輪回転速度比算出手段と、（ｄ）前記回転速度比の変動量を算出する変動量算出手段と、
（ｅ）前記変動量の大きさから路面状態を判定する判定手段
とからなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の路面状態判定方法は、（ａ）車両の各車輪の車輪回転速度を求める車輪回転速度検出工程と、
（ｂ）前記車両が旋回するときの旋回半径を求める旋回半径算出工程と、
（ｃ）前記旋回半径が所定値以上の場合に、前輪および後輪それぞれについて、左輪と右輪とのあいだの車輪回転速度比を算出する車輪回転速度比算出工程と、（ｄ）前記回転速度比の変動量を算出する変動量算出工程と、
（ｅ）前記変動量の大きさから路面状態を判定する判定工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の路面状態判定プログラムは、路面状態を判定するためにコンピュータを、（ｂ）車両が旋回するときの旋回半径を求める旋回半径算出手段と、（ｃ）車両の旋回半径が所定値以上の場合に、前輪および後輪それぞれについて、左輪と右輪とのあいだの車輪回転速度比を算出する車輪回転速度比算出手段と、（ｄ）前記回転速度比の変動量を算出する変動量算出手段と、（ｅ）前記変動量の大きさから路面状態を判定する判定手段として機能させることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明の路面状態判定装置および方法、ならびに路面状態判定プログラムを詳細に説明する。図１は本発明の路面状態判定装置の一実施の形態を示すブロック図、図２は図１における路面状態判定判定装置の電気的構成を示すブロック図、図３は本発明の路面状態判定方法の一実施の形態を示すフローチャートおよび図４は図３の路面状態判定方法によって求められた３種類の路面状態における平均変動量の時間的変化を示すグラフである。
【００１４】
一般に、車両が種々の状態の路面を走行する場合において、低μ路は高μ路に比べて左右のタイヤが通る路面の状態が異なる確率が高く、左右の車輪回転挙動に差が現われやすい傾向にある。この現象に着目してなされた本発明の路面状態判定装置は、従来のような絶対速度を用いることなく、左右の回転数比の変動量のみから路面状態を判定するものであり、二輪駆動車だけでなく、従動輪のない四輪駆動車にも適用することができる。
【００１５】
すなわち、図１に示されるように、本発明の一実施の形態にかかわる路面状態判定装置は、四輪駆動車のタイヤＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬＷおよびＲＲＷにそれぞれ設けられた車輪タイヤの回転速度を定期的に検出する回転速度検出手段Ｓを備えており、この回転速度検出手段Ｓの出力は、ＡＢＳなどの制御ユニット１に伝達される。またこの制御ユニット１には、図２に示されるように、液晶表示素子、プラズマ表示素子またはＣＲＴなどの構成された表示手段である警報表示器２が接続されている。３は運転者によって、操作される初期化スイッチである。
【００１６】
前記回転速度検出手段Ｓとしては、電磁ピックアップなどを用いて回転パルスを発生させてパルスの数から回転速度を測定する車輪速センサまたはダイナモのように回転を利用して発電を行ない、この電圧から回転速度を測定するものを含む角速度センサなどを用いることができる。
【００１７】
前記制御ユニット１は、図２に示されるように、外部装置との信号の受け渡しに必要なＩ／Ｏインターフェイス１ａと、演算処理の中枢として機能するＣＰＵ１ｂと、該ＣＰＵ１ｂの制御動作プログラムが格納されたＲＯＭ１ｃと、前記ＣＰＵ１ｂが制御動作を行なう際にデータなどが一時的に書き込まれたり、その書き込まれたデータなどが読み出されるＲＡＭ１ｄとから構成されている。
【００１８】
ＣＰＵ１ｂの制御動作プログラムは、たとえば、路面状態を判定するためにコンピュータを、車両が旋回するときの旋回半径を求める旋回半径算出手段と、車両の旋回半径が所定値以上の場合に、前輪および後輪それぞれについて、左輪と右輪とのあいだの車輪回転速度比を算出する車輪回転速度比算出手段と、前記回転速度比の変動量を算出する変動量算出手段と、前記変動量の大きさから路面状態を判定する判定手段として機能させるものである。
【００１９】
本実施の形態にかかわる四輪駆動車のための路面状態判定方法は、たとえば図３に示されるフローチャートにしたがって実行される。
【００２０】
▲１▼  まず、各車輪に設けられた車輪速センサの信号より車輪速度を演算し、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪のそれぞれの車輪回転速度ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４を求める（ステップＳ１）。
【００２１】
▲２▼  つぎに車両の旋回半径を求める（ステップＳ２）。旋回半径は、舵角センサ（図示せず）から求めてもよいし、左右輪の車輪回転数と車両トレッド幅とから演算して求めてもよい。
【００２２】
▲３▼  旋回半径が所定値（たとえば１００ｍ）以上の場合、前輪の左右輪比ｓｆおよび後輪の左右輪比ｓｒをそれぞれ以下の式（１）、（２）にしたがって演算する（ステップＳ３〜Ｓ４）。
【００２３】
ｓｆｎ＝ｖｌｎ／ｖ２ｎ                      （１）
ｓｒｎ＝ｖ３ｎ／ｖ４ｎ                      （２）
【００２４】
▲４▼  ついで、前輪の左右輪比の変動量ｓｆｖおよび後輪の左右輪比の変動量ｓｒｖをそれぞれ以下の式（３）、（４）にしたがって演算する（ステップＳ５）。
【００２５】
ｓｆｖｎ＝ＡＢＳ（ｓｆｎ−ｓｆｎ−１）          （３）
ｓｒｖｎ＝ＡＢＳ（ｓｒｎ−ｓｒｎ−１）          （４）
【００２６】
▲５▼  前後輪の変動量の和を以下の式（５）にしたがって演算する（ステップＳ６）。
【００２７】
ｓｖｎ＝ｓｆｖｎ＋ｓｒｖｎ          （５）
【００２８】
▲６▼  えられた変動量の和ｓｖｎについて平均化処理を行ない、平均変動量ｍｓｖを演算する（ステップＳ７）。
【００２９】
▲７▼  平均変動量ｍｓｖがあらかじめ車両毎に設定されたしきい値よりも大きい場合には、滑りやすい路面であると判定する（ステップＳ８〜Ｓ９）。しきい値は、たとえば、あらかじめ、車両毎にテストを行ない、決められる。
【００３０】
以上のようにして得られた判定結果に基づいて、ドライバーへブザーなどを用いて警報を発したり、または車両の運動制御などが行なわれる。
【００３１】
【実施例】
つぎに、本実施の形態の路面状態判定方法を用いて、異なる路面状態の判定実験を行なった。実験条件は以下の通りである。
【００３２】
ａ）  四輪駆動車で、アスファルト路、圧雪路およびアイスバーン路をそれぞれ走行した。
ｂ）  車輪のサンプリング時間は、０．０４秒である。
ｃ）  旋回半径は、０．６秒間で平均化した前輪の車輪速度とトレッド幅から求めた値と同じく０．６秒間で平均化した後輪の車輪速度とトレッド幅から求めた値をさらに平均化して求めた。
ｄ）  旋回半径が１００ｍ以上の場合の平均変動量ｍｓｖを求めた。
ｅ）  しきい値は、以下の表１のように設定した。
【００３３】
【表１】
2004314760.tif 000003
【００３４】
図４にそれぞれの路面における平均変動量ｍｓｖの値の経時変化を示す。図４において、Ｒ１はアイスバーンの路面の場合、Ｒ２は圧雪された路面の場合、Ｒ３はアスファルトの路面の場合の変動量ｍｓｖを示す。
【００３５】
図４より明らかなように、路面状態により、平均変動量ｍｓｖに違いが現われており、具体的には、アイスバーンの路面の場合の曲線Ｒ１は、表１の極低μ路のしきい値の範囲にほぼ対応し、同様に、圧雪路面の場合の曲線Ｒ２は、低μ路のしきい値の範囲にほぼ対応し、アスファルトの路面の場合の曲線Ｒ３は、高μ路のしきい値の範囲にほぼ対応している。したがって、この判定実験では、３種類の路面状態を正確に判定することができた。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、車両の絶対速度を用いることなく車輪回転速度情報のみから走行中の路面状態を正確に判別することができ、従動輪のない四輪駆動車などにも広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の路面状態判定装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１における路面状態判定判定装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の路面状態判定方法の一実施の形態を示すフローチャートである。
【図４】図３の路面状態判定方法によって求められた３種類の路面状態における平均変動量の時間的変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  制御ユニット
２  警報表示器
３  初期化スイッチ
ＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬＷ、ＲＲＷ  タイヤ
【図１】
2004314760.tif 000004
【図２】
2004314760.tif 000005
【図３】
2004314760.tif 000006
【図４】
2004314760.tif 000007