JP2727523B2 - 自動車用乾路相当値表示式速度計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の走行速度を示
す計器であって、特に、必要な制動距離、車間距離等を
確保できる速度を判断する指標となる値を表示する新規
な速度計に関する。尚、後述するように、本発明に係る
速度計は、一般的な速度計のように対地絶対速度を表示
するものではなく、乾路を走行しているときの走行速度
に換算した特別な速度表示を行う全く新規な計器であ
る。

【０００２】

【従来の技術】車輪で走行する自動車は一般に、車輪の
踏面と路面との間の摩擦力により駆動力あるいは制動力
を得ている。また、曲線路を走行する際のコーナリング
フォースも摩擦力により得ている。従って、雨、雪、凍
結等により路面の摩擦係数が変化すると車両の走行安定
性は著しく変化する。即ち、路面の摩擦係数が低下した
状態では、走行速度は同じでも制動距離は長くなり、コ
ーナリングパワーも低下する。

【０００３】上記のような路面状況の変化に対応するた
めの安全装置として、アンチスキッドブレーキシステ
ム、トラクションコントロールシステム等の装備が喧伝
されている。しかしながら、これらの装置は車両の絶対
的な接地性を向上させるものではなく、結局、最も効果
的な対策は、路面状況に応じた適切な速度まで走行速度
を低下させることである。そこで、運転者は速度計の表
示を参照して路面状況に応じて適宜速度調節を行いつつ
運転する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな速度調節は感覚的で、当然に個人差もあり、路面状
況が悪化したときには事故は増加している。そこで、本
発明は、上記従来技術の問題点を解決し、運転者の熟練
度等にかかわりなく、路面状況に応じて選択すべき客観
的な最適速度を直接に表示する全く新規な計器を提供す
ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に従い、自動車に
搭載されて、該自動車の運転者の速度調節操作の指標と
なる値を表示する計器であって、該自動車の走行速度を
測定する速度測定手段と、該自動車の車輪と道路との間
の摩擦力に対応した値を測定する摩擦測定手段と、該速
度測定手段の出力と該摩擦測定手段の出力とを受ける演
算手段と、該演算手段の出力を該自動車の運転者に対し
て表示する表示盤とを備え、該自動車の走行中に該摩擦
測定手段の出力に基づき該摩擦力の低下を検知したとき
に、該低下した摩擦力に応じた制動距離と実質的に等し
い制動距離となるれる乾燥路上での速度またはコーナリ
ング時のブレークアウトに対する該低下した摩擦力に応
じたマージンと実質的に等しいマージンが得られる乾燥
路上での速度である乾路相当速度を該表示盤に表示する
ように構成されていることを特徴とする乾路相当速度計
が提供される。

【０００６】

【発明の実施の形態】一般に、運動エネルギは速度の２
乗に比例し、制動仕事量は摩擦力の１乗に比例する。換
言すれば、制動距離は摩擦力に反比例し、速度の２乗に
比例する。従って、乾燥時には 0.8Ｇまでの制動が可能
な路面の摩擦力が降雪等により低下して 0.2Ｇまでの制
動しか得られなくなった場合、制動距離は４倍になる。
一方、路面の摩擦力が低下して 0.2Ｇ制動までしか得ら
れなくなった道路で必要な制動距離は、 0.8Ｇ制動の得
られる乾路において２倍の速度で走行しているときの制
動距離と同じである。このことから、路面の摩擦力が低
下したときには走行速度を低くすることが制動距離を一
定に保って安全を確保する上で効果的であることが判
る。尚、このような現象は、制動距離だけではなく、コ
ーナリング時のブレークアウトに対するマージンについ
ても同様である。従って、摩擦力の変化の影響を受ける
現象を総称して、本明細書では「制動距離等」と記載す
る。

【０００７】そこで、本発明に係る乾路相当速度計で
は、後述するような種々の方法で路面の摩擦力の低下を
検出し、その低下した摩擦力に対応する制動距離等と実
質的に同じ制動距離等が得られる乾燥路上での速度を表
示するように構成されている。即ち、降雨、降雪等によ
り路面の摩擦力が低下した場合、本発明に係る乾路相当
速度計は、一般的な速度計が表示する対地絶対速度より
も高い速度を表示する。従って、この速度計の表示が一
定になるように速度調節しつつ走行すれば、路面の状況
にかかわらず常に一定の制動距離等が得られるので安全
な走行が可能になる。

【０００８】また、上記乾路相当速度計を使用しつつ走
行中に路面の状況が悪化したとき、乾路相当速度が一定
になるように減速することが基本である。しかしなが
ら、実際には、目的地への到達予定時間等の都合でそこ
まで走行速度を下げない場合も多い。このような場合、
本願発明に係る乾路相当速度計は非常に高い値を表示す
るので、制動時やコーナリング時に払うべき十分な注意
を運転者に喚起する。すなわち、例えば、絶対速度では
時速75kmであっても、路面の摩擦力が低下しているとき
に必要な制動距離やコーナリングパワーの限界は、乾路
に換算すると例えば時速 150kmのときに相当し、制動時
やコーナリング時には時速 150kmで走行しているときと
同じ注意をはらって運転しなければ事故が発生すること
になる。従って、乾路相当速度計では表示盤には「 150
km」と表示され、運転者は急激な操舵や急制動に対する
禁忌が自然に喚起される。

【０００９】尚、安全運転のためには、走行中の運転者
は前方の視界に意識を集中する必要があり、従って、上
記のような乾路相当速度は即読できるように表示するこ
とが好ましい。そこで、本発明の好ましい態様に従う
と、乾路相当速度は、現在は速度計が占めている計器盤
において最も読み易い場所に装着されるべきである。一
方、実際には、対地絶対速度を表示する従来の速度計は
法規により装備が義務付けられている。従って、具体的
に後述するように通常の速度表示に加えて乾路相当速度
の増加分を区別して表示するような表示盤を用いること
が有利である。

【００１０】また、本発明に係る乾路相当速度計は、上
記の乾路相当速度だけではなく、制動距離や必要車間距
離を表示させることもでき、あるいは、これらの値と乾
路相当速度とを併せて表示するように表示盤を構成して
もよい。更に、前記のような乾路相当速度を、いわゆる
クルーズコントロール装置における制御の指標として取
り扱うこともできる。

【００１１】以下、図面を参照して本発明をより具体的
に説明するが、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を何等限定するものではない。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明に係る乾路相当速度計の具体
的な構成例を示す図である。

【００１３】同図に示すように、この装置は、最終的に
運転者に対する表示部であるスピードメータ14における
乾路相当速度等の表示を制御するコンピュータ４に対し
て、以下に説明する複数の計測器を接続して構成されて
いる。即ち、この装置では、速度カウンタ３、滑り率カ
ウンタ７、路面温度計８、気温計９、舵角計10、アクセ
ル開度計11、ニュートラルセンサ12等の出力がコンピュ
ータ４に入力されている。

【００１４】まず、この装置では、回転に応じたパルス
を発生する検出器２、６が非駆動輪１および駆動輪５に
それぞれ装着されている。速度カウンタ３は、検出器２
の出力を受けて自動車の走行速度データをコンピュータ
４に供給する。また、滑り率カウンタ７は、検出器２お
よび６の出力を受けて、両者の差分から滑り率データを
抽出してコンピュータ４に供給する。尚、走行速度、曲
線路走行時に生じる内外輪間および前後輪間の幾何学的
な回転差により、滑り率等の計測値は不可避に変化す
る。従って、これを補正するために、舵角計10およびア
クセル開度計11等もコンピュータ４に接続されている。
更に、この装置では、赤外線温度計等による非接触式の
路面温度計８と気温計９が、それぞれ自動車の前方の路
面温度データと車外の気温データをコンピュータ４に供
給している。コンピュータ４は、表示盤14の表示内容を
制御している。

【００１５】更に、この装置では、駆動輪における駆動
力を検出する手段の出力もコンピュータに入力されてい
る。即ち、走行中の自動車において、路面とタイヤとの
摩擦力の限界を直接に測定することはできない。そこ
で、摩擦力の代替値として、タイヤの回転方向摩擦係数
を求め、予めその車種に対する実験から求めたルックア
ップテーブルを参照することにより乾路相当速度、制動
距離または適正車間距離等を求めることができる。ここ
で、回転方向摩擦係数は駆動力を回転方向滑り量で割っ
た値を使用する。駆動力は駆動軸にストレインゲージを
設けて直接計測させることもできるし、アクセル開度と
エンジン回転数とギヤレシオとトルコンの入出端回転数
等から予め用意した測定データを参照して求めることも
できる。

【００１６】本実施例に係る装置では、駆動軸トルクを
測定するために、保護カバーを備えたストレインゲージ
16、アンプ17および回転コイル18が、駆動輪に結合され
た駆動軸15に装着されている。これらの部材は駆動軸15
と共に回転する。一方、回転コイル18と同軸に、車体側
に固定された固定コイル19が設けられており、固定コイ
ル19はアンプ20を介してコンピュータ４に接続されてい
る。これらの部材により構成された駆動力検出手段で
は、固定コイル19および回転コイル18の相互の電磁誘導
で車軸側のアンプ17およびストレインゲージ16に電力を
供給すると共に、ストレインゲージで検出した駆動力の
測定値を車体側に転送することができる。尚、測定値の
伝達は、コイル18、19の代わりに別途無線装置を使用す
るように構成してもよい。

【００１７】回転方向滑り量の測定のためには、非駆動
輪の１または数回転毎に１回のゲート信号を発生させ、
この間の駆動輪の回転パルスを数え、駆動力がゼロ付近
のパルス数をＮとし、不揮発性メモリ13にＮ値を格納す
る。次に、加速中はその時のパルス数からＮを引いた値
を滑り量として使用することができる。なお、実際に使
用する値Ｎは、加速中に２点以上の駆動力とパルス数の
関係から算出して修正を加えてもよい。ここで、ゲート
信号は、上記の非駆動輪の代わりに非接触変位計を使用
して一定走行距離毎にゲート信号を発信させることもで
きるし、通常走行中の操舵角と横加速度との応答特性か
ら直接摩擦係数を推定することもできる。また、駆動輪
の角加速度の変動パターンから推定することもできる。
尚、総輪駆動車の場合は計測専用の車輪を設ける等、他
の方法が必要である。

【００１８】更に、本実施例では、ニュートラルセンサ
12が更に設けられており、変速器レバーがニュートラル
位置に在ることを検知した上で駆動力計の零点補正を行
うことができるように構成されている。

【００１９】また、路面温度計８や気温計９によって測
定した路面温度や気温が零度付近以下に下がった場合に
は路面の水分が氷結する可能性があるので、氷結部が在
った場合の乾路相当値を予告値として表示する。また、
路面が基本的には乾路であっても、気温が低い場合は局
部的な氷結部が存在する場合がある。そこで、赤外線温
度計で前方路面の温度を監視させる等して、路面温度や
摩擦係数が急変した場合には別途警報を発生させるよう
に構成してもよい。

【００２０】また更に、乾路相当速度は、貨物自動車に
おける積載物の状況等によっても変化するので、重量配
分や重心高の変化による操縦性、安定性の変化にも配慮
することが好ましい。

【００２１】図２は、上記のように構成された乾路相当
速度計で使用できる表示盤の構成例を示す図である。

【００２２】同図に示すように、この表示盤は、円弧状
のアナログ表示枠21内でＬＥＤ素子等による輝線が伸縮
するアナログ部と、種々の値を数字により表示するディ
ジタル表示部とを備えている。ここで、ディジタル表示
部は、実速度表示部24、乾路相当速度表示部25、路面温
度表示部26および気温表示部27が集合して構成されてい
る。一方、アナログ表示部は、実速度表示22と実速度に
対する乾路相当速度の差分23とが連続して表示され、全
体として乾路相当速度が表示されるように構成されてい
る。但し、実速度表示22を個別に読み取ることができる
ように、例えば実速度表示22は白色で、差分表示は黄色
で、それぞれ高輝度表示するように構成されている。ま
た、この実施例ではアナログ表示枠21の内周側に速度目
盛りが、アナログ表示枠21の外周側に各乾路相当速度に
おける適正な車間距離が記載されている。図示の状態
は、実速度が約75km／時であり、乾路相当速度が約 150
km／時であることを表示している。

【００２３】尚、自動車の走行中、窓外の景色は速度に
比例して移動する。従って、実速度については、運転に
熟練していない者でも容易に感じ取ることができる。こ
れに対して、制動距離は、前述のように速度の自乗に比
例して変化するために予測し難く、更に、平時は、高速
走行からの制動を運転者が経験する機会も少ない。従っ
て、制動距離についての客観的な指標を計器盤に表示す
ることは、玉突き事故等の防止について極めて有効であ
る。

【００２４】図３は、本発明に係る乾路相当速度計の他
の構成例を示す図である。この実施例では、乾路相当速
度への換算に際して、運転者側の判断を反映させるよう
に構成されている。

【００２５】即ち、この装置は、コンピュータ４ａに対
して、実速度検知器２ａからの情報に加えて、路状登録
スイッチ７ａにより運転者が選択した路状を設定するこ
とができるように構成されている。従って、運転者は、
路面状態を自分で判断して設定することにより、それに
応じた乾路相当速度がコンピュータ４ａにより算出さ
れ、スピードメータ14に表示される。尚、路状登録スイ
ッチ７ａの他に運転者の熟練度に応じた練度登録スイッ
チ28を設け、例えば、運転者が１種運転免許者であるか
２種運転免許者であるかによって乾路相当速度の算出結
果を変化させてもよい。更に、気温計９等の補助的な情
報入力手段を設けることも有効である。

【００２６】上記の路状登録スイッチ７ａにおける選択
肢としては、例えば、乾路、泥路、雨、豪雨またはわだ
ち水路、新雪、圧雪、氷結の７段階とする。ここで設定
された値と、気温計９からの情報、更に、練度登録スイ
ッチ28からの情報により、予めコンピュータに格納した
２次元ルックアップテーブルを参照して乾路相当速を算
出させ、これを速度計14に表示させる。更に、各運転者
の運動能力や嗜好等に応じたより多くの選択肢を設けて
もよい。

【００２７】図４は、本発明に係る乾路相当速度計の更
に他の態様を示す図である。即ち、この実施例では、本
発明に係る乾路相当速度計をいわゆるクルーズコントロ
ール装置に結合して、乾路相当速度計の測定値に基づい
て速度調節を行うように構成されている。

【００２８】クルーズコントロール装置31は、乾路相当
速度計のコンピュータ４ｂから乾路相当速度の測定値を
得、この値が一定になるように速度調節を行う。クルー
ズコントロール装置31は、セットレバーとして機能する
自立中立型スイッチ32を備えており、レバーが上側に倒
されると接点33が通じて現在の乾路相当値がセットさ
れ、その速度が維持されるようにエンジン出力等を制御
する。

【００２９】尚、ここでセットされるのは乾路相当速度
なので、例えば、走行中に降雨から晴天に天候状態が変
化した場合、クルーズコントロール装置の設定は一定で
も、実際の走行速度は上昇することになる。但し、この
ような自動的な増速に違和感を覚える運転者のために、
接点34側でクルーズコントロール装置を設定した場合
は、上記のような増速を行わないように構成することが
できる。

【００３０】更に、このクルーズコントロール装置は、
現在の走行速度をセットするのではなく、任意の速度を
数値によって指定できるようにも構成されている。即
ち、このクルーズコントロール装置は、速度設定器35を
備えており、現行速度に関係無く、テンキー等で直截に
走行速度を指定することができる。但し、この場合も、
設定されるのは乾路相当速度であり、実際の対地走行速
度は、そのときの路面条件により適宜調節される。

【００３１】また更に、このクルーズコントロール装置
は、他の走行速度設定手段として、無線信号による走行
速度の設定を行うための受信器39を備えている。従っ
て、地上の固定局から、このクルーズコントロール装置
に対して速度設定を行うことが可能である。尚、無線信
号による設定値は、上限値としてクルーズコントロール
装置に設定され運転者が上限値よりも低い任意の走行速
度を選択することができようにしてもよいし、クルーズ
コントロール装置の設定値として優先的に設定され、運
転者側の設定にかかわらず所定の走行速度を設定するよ
うにすることもできる。このような外部からの走行速度
の設定は、速度規制のために利用することもできる。

【００３２】図５は、本発明に係る乾路相当速度計の表
示値に基づいて交通規制を行う場合に使用できる標識の
表示例を示す図である。

【００３３】同図に示すように、この標識は、標識板42
の中央に大きな数字で制限速度の値44（図に示す例では
「 140km」）が記載されている。但し、この値は、既に
縷々説明した乾路相当速度であり、そのことを識別でき
るように、シンボルマーク45が表示されている。更に、
シンボルマーク45を知らない人のために、文字表示によ
る補助文46も並記している。このような標識は、例え
ば、支柱43によって路傍に固定して表示される。

【００３４】尚、現在の一般の速度規制は乾路と湿路の
中間的な速度値で制限されている。しかしながら、この
ような規制は、乾路においては徒に輸送効率を低下させ
るので、実際には各運転者の判断で規制を上回る速度で
走行することが多い。一方、路面の摩擦力が低下してい
るような状況では、制限速度以下の走行速度でも危険な
場合があり、制限速度以下の速度で走行しているにもか
かわらず事故を起こす場合もある。この点、各車両が乾
路相当速度計を備え、乾路相当速度により速度規制を行
えば効果的な速度規制ができる。

【００３５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、読み取り値
と周囲の状況を運転者が判断して速度調節等の運転操作
を行わなければならない従来の速度計に対して、本発明
に係る乾路相当速度計は、一定の読み取り値に対して一
定の走行安定性が保証されており、運転者の熟練度等に
関わりなく安定した走行を容易に実現できる。

【００３６】尚、本願発明に係る装置を、アンチロック
ブレーキシステムやトラクションコントロール装置等の
従来から知られている走行安定化装置と併用した場合
も、それぞれの機能を有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る乾路相当速度計の具体的な構成例
を示すブロック図である。

【図２】本発明に係る乾路相当速度計の表示盤の具体例
を示す図である。

【図３】本発明に係る乾路相当速度計の他の構成例を示
す図である。

【図４】本発明に係る乾路相当速度計の更に他の態様を
示す図である。

【図５】本発明に係る乾路相当速度計に対応した道路標
識の具体例を示す図である。

【符号の説明】

２・・・非駆動輪パルス検出器、 ６・・・駆動輪パルス検出器、 ７ａ・・路状登録用切替えスイッチ、 16・・・駆動力検出用ストレインゲージ、 22・・・実速度表示部、 23・・・実速度に対する増加分表示部、 28・・・練度登録用切替えスイッチ、 31・・・クルーズコントロール装置

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車に搭載されて、該自動車の運転者の
   速度調節操作の指標となる値を表示する計器であって、
   該自動車の走行速度を測定する速度測定手段と、該自動
   車の車輪と道路との間の摩擦力に対応した値を測定する
   摩擦測定手段と、該速度測定手段の出力と該摩擦測定手
   段の出力とを受ける演算手段と、該演算手段の出力を該
   自動車の運転者に対して表示する表示盤とを備え、該自
   動車の走行中に該摩擦測定手段の出力に基づき該摩擦力
   の低下を検知したときに、該低下した摩擦力に応じた制
   動距離と実質的に等しい制動距離となる乾燥路上での速
   度またはコーナリング時のブレークアウトに対する該低
   下した摩擦力に応じたマージンと実質的に等しいマージ
   ンが得られる乾燥路上での速度である乾路相当速度を該
   表示盤に表示するように構成されていることを特徴とす
   る乾路相当速度計。
2. 【請求項２】請求項１に記載された乾路相当速度計にお
   いて、前記摩擦力検出手段が、前記路面と前記車輪との
   間の摩擦係数を抽出する手段であることを特徴とする乾
   路相当速度計。
3. 【請求項３】請求項２に記載された乾路相当速度計にお
   いて、前記摩擦係数検出手段が、前記自動車の非駆動輪
   の回転数を検出する非駆動輪回転数検出手段と、該自動
   車の駆動輪の回転数を検出する駆動輪回転数検出手段
   と、該駆動輪の駆動力を検出する駆動力検出手段と、該
   非駆動輪回転数検出手段と該駆動輪回転数検出手段の出
   力の差から該駆動輪の滑り率を検出する滑り率検出手段
   とを備えることを特徴とする乾路相当速度計。
4. 【請求項４】請求項１から請求項３までのいずれか１項
   に記載された乾路相当速度計において、前記演算手段
   が、別途設けられた路面温度計および／または外気温度
   計の測定値をも参照して表示値を決定するように構成さ
   れていることを特徴とする乾路相当速度計。
5. 【請求項５】請求項１から請求項４までのいずれか１項
   に記載された乾路相当速度計であって、路面の摩擦力に
   関係する路面状況の変化および／または運転者の練度
   を、前記演算手段の演算要素として運転者が該演算手段
   に入力する手段を備えていることを特徴とする乾路相当
   速度計。
6. 【請求項６】請求項１から請求項５までのいずれか１項
   に記載された乾路相当速度計であって、前記表示盤が、
   速度を表示する第１部分と、該速度に対する前記乾路相
   当速度の増分を表示する第２の部分とを併せて表示する
   ように構成されていることを特徴とする乾路相当速度
   計。
7. 【請求項７】請求項１から請求項６までのいずれか１項
   に記載された乾路相当速度計において前記演算手段が出
   力する乾路相当速度が、クルーズコントロール装置の設
   定値のひとつとして参照されるように構成されているこ
   とを特徴とする乾路相当速度計。