(57)【要約】【課題】車両等が走行する路面状態を検出する路面状態検出装置を提供することにある。【解決手段】路面状態検出装置１００において、外気温度検出部１０は、外気の温度を検出する。タイヤ内温度検出部２０は、タイヤ内の温度を検出する。タイヤ溝部温度検出部３０は、タイヤ溝部の温度を検出する。判定部４０は、外気の温度と、タイヤ内の温度とタイヤ溝部の温度との差分と、タイヤ溝部の温度と外気温度検出部との差分とから複数の路面状態を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気の温度を検出する外気温度検出部と、
タイヤ内の温度を検出するタイヤ内温度検出部と、
タイヤ溝部の温度を検出するタイヤ溝部温度検出部と、
前記外気の温度と、前記タイヤ内の温度と前記タイヤ溝部の温度との差分と、前記タイヤ溝部の温度と前記外気の温度との差分とを用いて複数の路面状態を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする路面状態検出装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記外気の温度が第１の所定値以上であり、かつ、前記タイヤ内の温度と前記タイヤ溝部の温度との差分が第２の所定値以上であり、かつ、前記タイヤ溝部の温度と前記外気の温度との差分が第３の所定値未満である場合に、路面状態が濡れていると判定することを特徴とする請求項１に記載の路面状態検出装置。
【請求項３】
前記タイヤ溝部温度検出部は、タイヤ溝の底部に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の路面状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等が走行する路面状態を検出する路面状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の走行時や制動時において状況に応じた車両の制御を行うための技術が知られている。特許文献１には、外気温計およびタイヤ表面温度センサにより検出した各温度から路面状態が乾燥しているかを判断し、その路面状態についての乗員への情報提供を規制する車両用情報提供装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、取得された車輪速度に基づく値の変化の経緯と、取得された外気温度とに基づいて、車両が走行している路面が氷上路を含む所定の低摩擦係数を有する路面であるか否かを判定するアンチスキッド制御装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１７８１９５号公報
【特許文献２】特開２００５−８８７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている車両用情報提供装置は、タイヤ表面温度と路面温度との差が所定値以上の場合に路面状態が乾燥していると判断することしかできない。また、特許文献２に開示されているアンチスキッド制御装置は、車輪速に基づく値の変化が起きない状態、つまり、安定した走行状態ではそもそも路面状態を判断することはできない。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両等が走行する路面状態を検出する路面状態検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の路面状態検出装置は、外気の温度を検出する外気温度検出部と、タイヤ内の温度を検出するタイヤ内温度検出部と、タイヤ溝部の温度を検出するタイヤ溝部温度検出部と、前記外気の温度と、前記タイヤ内の温度と前記タイヤ溝部の温度との差分と、前記タイヤ溝部の温度と前記外気の温度との差分とを用いて複数の路面状態を判定する判定部と、を備える。
【０００７】
この態様によると、外気温度検出部により検出した外気の温度から積雪や凍結等の路面状態を検出できるだけでなく、他の複数の路面状態、例えば濡れている路面状態や乾燥している路面状態についても検出することができる。
【０００８】
前記判定部は、前記外気の温度が第１の所定値以上であり、かつ、前記タイヤ内の温度と前記タイヤ溝部の温度との差分が第２の所定値以上であり、かつ、前記タイヤ溝部の温度と前記外気の温度との差分が第３の所定値未満である場合に、路面状態が濡れていると判定してもよい。
【０００９】
この態様によると、路面状態が濡れていることを湿度センサ等を用いずに複数の温度検出部により検出することができる。
【００１０】
前記タイヤ溝部温度検出部は、タイヤ溝の底部に設けられていてもよい。
【００１１】
この態様によると、タイヤが走行により消耗しても長期にわたりタイヤ溝部の温度を検出することができ、精度の高い路面状態の検出が可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、車両等が走行する路面状態を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１４】
（車両状態検出装置）
図１は、本実施形態に係る車両状態検出装置の構成を示すブロック図である。図２は、本実施形態に係る車両状態検出装置の外気温度検出部およびタイヤ内温度検出部が設けられている車両の模式図である。図３は、本実施形態に係る車両状態検出装置のタイヤ溝部温度検出部が設けられているタイヤの断面模式図である。
【００１５】
図１に示す路面状態検出装置１００は、外気の温度を検出する外気温度検出部１０と、タイヤ内の温度を検出するタイヤ内温度検出部２０と、タイヤ溝部の温度を検出するタイヤ溝部温度検出部３０と、それぞれの検出部が検出した外気の温度とタイヤ内の温度とタイヤ溝部の温度とに基づいて路面状態を判定する判定部４０と、備える。
【００１６】
外気温度検出部１０は、図２に示すように自動車等の車両３００に搭載されている。搭載される位置は外気温度を検出できる位置であれば特に制限されるものではないが、より精度の高い温度検出をするために、車両３００自身が発生する熱の影響を考慮して車両前部が好ましい。
【００１７】
タイヤ内温度検出部２０は、タイヤ５０の内部に設けられており、例えば、リム６０のバルブ近傍に設けられたタイヤの空気圧を監視する装置に併設してもよい。また、タイヤ内温度検出部２０で検出したタイヤ内温度の情報は無線によって判定部４０に送られる。なお、タイヤ内温度の情報を判定部４０に送る方法は、無線に限られるものではなく、例えば、車両側に固定された導体と回転するタイヤ５０に設けられた所定の導体とが接触する際にタイヤ内温度の情報を判定部４０に送ってもよい。
【００１８】
タイヤ溝部温度検出部３０は、タイヤ５０のトレッド５２の溝部５２ａに設けられている。トレッド５２が摩耗することにより溝部５２ａの深さが小さくなることを考慮して溝部５２ａの底部に設けるとよい。また、タイヤ溝部温度検出部３０は、必要に応じてタイヤ５０の内部に全体を埋め込んでもよいし、あるいは、その一部を溝部５２ａに露出させるように配置してもよい。また、タイヤ溝部温度検出部３０で検出したタイヤ溝部温度の情報は無線によって判定部４０に送られる。なお、タイヤ溝部温度の情報を判定部４０に送る方法は、無線に限られるものではなく、例えば、車両側に固定された導体と回転するタイヤ５０に設けられた所定の導体とが接触する際にタイヤ内温度の情報を判定部４０に送ってもよい。
【００１９】
判定部４０は、各検出部から入力された温度情報を所定値と比較する演算部４２と、演算部４２で用いる所定値を記憶する記憶部４４とを有する。判定部４０は、車両３００に設けられているＥＣＵ等の制御手段が兼ねてもよいし、独立のＣＰＵやＲＡＭ，ＲＯＭ等を組み合わせて構成してもよい。また、判定部４０は、検出した路面状態の情報を駆動制御装置、ブレーキ制御装置、操舵制御装置等の車両制御装置２００に送信する。
【００２０】
（路面状態判定方法）
次に、本実施形態に係る路面状態検出装置１００による路面状態判定方法を図４乃至図７を参照して説明する。
【００２１】
図４は、本実施形態に係る路面状態検出装置１００による路面状態を検出する際のフローチャートである。図５乃至図７は、図４に示すフローチャートのステップにおける判定を説明するために各検出部における検知温度の変化を示したグラフである。
【００２２】
路面状態検出装置１００は、連続的に、または所定時間毎に路面状態の検出を開始する。検出が開始されると、外気温度検出部１０により外気温度ｔ１が、タイヤ内温度検出部２０によりタイヤ内温度ｔ２が、タイヤ溝部温度検出部３０によりタイヤ溝部温度ｔ３が、それぞれ検知される（Ｓ１０、Ｓ１２、Ｓ１４）。
【００２３】
次に、外気温度ｔ１と所定値αを比較する（Ｓ１８）。所定値αは路面状態が積雪または凍結している状態（以下、Ｓｎｏｗ／Ｉｃｅ状態という）か否かを判定するために決められる値であり、典型的には０℃である（図５参照）。しかしながら、所定値αは、外気温度検出部１０の測定誤差や融雪剤等による凝固点降下を考慮して０℃以外の値を用いてもよい。
【００２４】
ここで、ｔ１＜αの場合（Ｓ１８のＮｏ）、つまり外気温度ｔ１が所定値αより低い場合（図５参照）、路面状態をＳｎｏｗ／Ｉｃｅ状態と判定する（Ｓ２０）。この場合、車両３００に設けられている種々の車両制御装置２００に、複数の車両制御態様の中からＳｎｏｗ／Ｉｃｅ状態に応じた車両制御に変更するように、検出した路面状態の情報を判定部４０から送信するとよい（Ｓ２２）。一方、ｔ１≧αの場合（Ｓ１８のＹｅｓ）、路面状態はＳｎｏｗ／Ｉｃｅ状態ではないと判定し、次のステップへ進む。
【００２５】
次に、タイヤ内温度ｔ２とタイヤ溝部温度ｔ３との差分と、所定値βとを比較する（Ｓ２４）。図６に示すように、タイヤ内温度ｔ２およびタイヤ溝部温度ｔ３は、車両３００が走行を開始してから徐々に上昇しその後安定する。その場合、タイヤ内温度ｔ２とタイヤ溝部温度ｔ３とには差が生じる。一般的に走行するとタイヤは蓄熱するが、タイヤ内は空気の循環がなく外気にも触れていないため特に蓄熱しやすい。一方、タイヤの表面部はある程度蓄熱するものの、外気や路面に触れているためタイヤ内よりは温度が低くなる。
【００２６】
また、タイヤ溝部温度ｔ３は、外気や路面の状態に応じてタイヤ内温度ｔ２との差が変化する。特に、路面状態が乾燥している状態（以下、Ｄｒｙ状態という）だと路面がタイヤ表面から熱を奪う際に熱伝導の低い空気が介在するため、温度が低下しにくい。逆に路面状態が濡れている状態（以下、Ｗｅｔ状態という）だと路面がタイヤ表面から熱を奪う際に空気より熱伝導の高い水が介在するため、温度が低下しやすい。
【００２７】
そこで、本実施形態に係る路面状態検出装置１００は、上述の現象を利用して、Ｓｎｏｗ／Ｉｃｅ状態以外の路面状態を検出するために、記憶部４４にタイヤ内温度ｔ２とタイヤ溝部温度ｔ３との差分と比較するための所定値βを記憶させている。この所定値βと比較することで新たな路面状態を検出することができる。
【００２８】
ここで、ｔ２−ｔ３＜βの場合（Ｓ２４のＮｏ）、つまりタイヤ内温度ｔ２とタイヤ溝部温度ｔ３との差が所定値βより小さい場合（図６参照）、タイヤ内温度ｔ２に対してタイヤ溝部温度ｔ３があまり低下していないことから路面状態がＤｒｙ状態であると判定する（Ｓ２６）。この場合、車両３００に設けられている種々の車両制御装置２００に、複数の車両制御態様の中からＤｒｙ状態に応じた車両制御に変更するように、検出した路面状態の情報を判定部４０から送信するとよい（Ｓ２８）。一方、ｔ２−ｔ３≧βの場合（Ｓ２４のＹｅｓ）、路面状態はＤｒｙ状態ではないと判別し、次のステップへ進む。
【００２９】
次に、タイヤ溝部温度ｔ３と外気温度ｔ１との差分と、所定値γとを比較する（Ｓ３０）。図７に示すように、外気温度ｔ１が車両３００の走行には無関係であるのに対して、タイヤ溝部温度ｔ３は、車両３００が走行を開始してから徐々に上昇しその後安定する。その場合、タイヤ溝部温度ｔ３と外気温度ｔ１とには差が生じる。一般的に走行するとタイヤは蓄熱するためタイヤ溝部の温度は外気温度より高くなる。
【００３０】
また、タイヤ溝部温度ｔ３は、外気や路面の状態に応じて外気温度ｔ１との差が変化する。特に、路面状態が乾燥している状態（以下、Ｄｒｙ状態という）だと路面がタイヤ表面から熱を奪う際に熱伝導の低い空気が介在するため、温度が低下しにくい。逆に路面状態が濡れている状態（以下、Ｗｅｔ状態という）だと路面がタイヤ表面から熱を奪う際に空気より熱伝導の高い水が介在するため、温度が低下しやすい。
【００３１】
そこで、本実施形態に係る路面状態検出装置１００は、上述の現象を利用して、Ｓｎｏｗ／Ｉｃｅ状態、Ｄｒｙ状態以外の路面状態を検出するために、記憶部４４にタイヤ溝部温度ｔ３と外気温度ｔ１との差分と比較するための所定値γを記憶させている。この所定値γと比較することで新たな路面状態を検出することができる。
【００３２】
ここで、ｔ３−ｔ１＜γの場合（Ｓ３０のＮｏ）、つまりタイヤ溝部温度ｔ３と外気温度ｔ１との差が所定値γより小さい場合（図７参照）、外気温度ｔ１に近い温度までタイヤ溝部温度ｔ３が低下していることから路面状態がＷｅｔ状態であると判定する（Ｓ３２）。この場合、車両３００に設けられている種々の車両制御装置２００に、複数の車両制御態様の中からＷｅｔ状態に応じた車両制御に変更するように、検出した路面状態の情報を判定部４０から送信するとよい（Ｓ３４）。一方、ｔ３−ｔ１≧γの場合（Ｓ３０のＹｅｓ）、路面状態はＤｒｙ状態でもＷｅｔ状態でもないと判定し、それまでの車両制御を維持する（Ｓ３６）。
【００３３】
なお、本実施形態における所定値α、β、γは、固定値として記憶部４４に記憶しておいてもよいし、各検出部における検出温度の関数として記憶部４４に記憶しておいてもよい。あるいは、所定値と検出温度との関係を示したテーブルを記憶部４４に記憶しそれを参照するようにしてもよい。
【００３４】
上述のように、本実施形態に係る路面状態検出装置によれば、複数の温度検出部からの検出温度を比較することで温度検出部の数以上の複数の路面状態を簡便に前もって検出することができる。その結果、その路面状態の情報に基づいて予め駆動制御、ブレーキ制御、操舵制御等の車両制御を最適化することができ、より安全な車両の運行が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態に係る車両状態検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る車両状態検出装置の外気温度検出部およびタイヤ内温度検出部が設けられている車両の模式図である。
【図３】本実施形態に係る車両状態検出装置のタイヤ溝部温度検出部が設けられているタイヤの断面模式図である。
【図４】本実施形態に係る路面状態検出装置による路面状態を検出する際のフローチャートである。
【図５】図４に示すフローチャートのＳ１８における判定を説明するために各検出部における検知温度の変化を示したグラフである。
【図６】図４に示すフローチャートのＳ２４における判定を説明するために各検出部における検知温度の変化を示したグラフである。
【図７】図４に示すフローチャートのＳ３０における判定を説明するために各検出部における検知温度の変化を示したグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１０  外気温度検出部、  ２０  タイヤ内温度検出部、  ３０  タイヤ溝部温度検出部、  ４０  判定部、  ４２  演算部、  ４４  記憶部、  ５０  タイヤ、  ５２  トレッド、  ５２ａ  溝部、  ６０  リム、  １００  路面状態検出装置、  ２００  車両制御装置、  ３００  車両。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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