JP3505572B2 - 車載型路面巡視センサ - Google Patents
車載型路面巡視センサInfo
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- JP3505572B2 JP3505572B2 JP2000356870A JP2000356870A JP3505572B2 JP 3505572 B2 JP3505572 B2 JP 3505572B2 JP 2000356870 A JP2000356870 A JP 2000356870A JP 2000356870 A JP2000356870 A JP 2000356870A JP 3505572 B2 JP3505572 B2 JP 3505572B2
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- Japan
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- road surface
- vehicle
- sensor
- rotation speed
- acceleration
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は道路安全技術及び道
路保守技術において、路面の摩擦係数を測定することの
できる車載型路面巡視センサに関するものである。
路保守技術において、路面の摩擦係数を測定することの
できる車載型路面巡視センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】先ず、従来の車載型路面巡視センサにつ
いて図３を参照しながら簡単に説明する。ここで、従来
の道路保守技術においては路面の摩擦係数を測定する手
段として、図３に示すようなすべり抵抗測定車が使用さ
れていた。そこで、従来例としてすべり抵抗測定車１を
例として説明する。すなわち、図３に示すようにすべり
抵抗測定車１の車体１ａ内部には赤外線温度計２，水タ
ンク３、発動発電機４、演算・記憶装置５などが設けら
れており、自動散水ノズル６から路面に水が散布され
る。また、車体１ａの下部である前輪９と後輪１０との
間には試験輪１１（測定輪）が組み込まれている。この
ように構成されるすべり抵抗測定車１による路面の摩擦
係数の測定は以下のように行われる。すなわち、先ず車
輪に加える荷重ＦZを３９５ｋgfとし、前輪９及び後輪
１０をロックしながら、１００％のすべりの状態で、且
つ特定の一定速度（例えば４０、６０、８０Ｋｍ／ｈ）
により走行する。そして、この状態で第５輪である試験
輪１１の水平方向に加わる制動力ＦXを測定する。そし
て、この時の摩擦係数μを定義式（μ＝ＦX／ＦZ）から
計算するものである。ここで、すべり抵抗測定車１を測
定時に一定速度で走行させるのは、全すべり状態の摩擦
係数は走行速度に依存して変化するため、後で、データ
を較するためには、速度を一定にする必要があるからで
ある。
いて図３を参照しながら簡単に説明する。ここで、従来
の道路保守技術においては路面の摩擦係数を測定する手
段として、図３に示すようなすべり抵抗測定車が使用さ
れていた。そこで、従来例としてすべり抵抗測定車１を
例として説明する。すなわち、図３に示すようにすべり
抵抗測定車１の車体１ａ内部には赤外線温度計２，水タ
ンク３、発動発電機４、演算・記憶装置５などが設けら
れており、自動散水ノズル６から路面に水が散布され
る。また、車体１ａの下部である前輪９と後輪１０との
間には試験輪１１（測定輪）が組み込まれている。この
ように構成されるすべり抵抗測定車１による路面の摩擦
係数の測定は以下のように行われる。すなわち、先ず車
輪に加える荷重ＦZを３９５ｋgfとし、前輪９及び後輪
１０をロックしながら、１００％のすべりの状態で、且
つ特定の一定速度（例えば４０、６０、８０Ｋｍ／ｈ）
により走行する。そして、この状態で第５輪である試験
輪１１の水平方向に加わる制動力ＦXを測定する。そし
て、この時の摩擦係数μを定義式（μ＝ＦX／ＦZ）から
計算するものである。ここで、すべり抵抗測定車１を測
定時に一定速度で走行させるのは、全すべり状態の摩擦
係数は走行速度に依存して変化するため、後で、データ
を較するためには、速度を一定にする必要があるからで
ある。
【０００３】
【発明の属する課題】ところが、上述した従来例の場合
には以下の問題がある。すなわち、すべり抵抗測定車１
により路面の摩擦係数を測定する場合、このすべり抵抗
測定車１は５番目の車輪（試験輪１１）を取り付けた大
がかりな「特別車両」であるため、車両自体の製造コス
トが嵩み高価となるうえ、このすべり抵抗測定車１の操
縦を行う複数の運転者が必要であり、且つ多大な労力が
必要となる。また、測定中は常に車輪（前輪９及び後輪
１０）を道路上で固定（ロック）して、路面側にこすり
つけるため、この路面に黒いタイヤ跡が付着するなど路
面の美観を損ねたり、路面状態そのものに悪影響を与え
てしまう恐れがある。また、前述したように測定中は一
定の低速度（例えば４０、６０、８０Ｋｍ／ｈ）で走行
する必要があるため、周囲の交通規制も必要となり、こ
の結果、他の車両に交通渋滞などの悪影響を与えること
となる。このようなことから、現在では路面摩擦係数の
測定のために、コスト及び労力が嵩むことなく少人数の
操作により行うことができると共に、且つ路面状態に悪
影響を与えず、通常の一般走行をしながら交通規制など
が不要な車載型路面巡視センサの実現が望まれている。
には以下の問題がある。すなわち、すべり抵抗測定車１
により路面の摩擦係数を測定する場合、このすべり抵抗
測定車１は５番目の車輪（試験輪１１）を取り付けた大
がかりな「特別車両」であるため、車両自体の製造コス
トが嵩み高価となるうえ、このすべり抵抗測定車１の操
縦を行う複数の運転者が必要であり、且つ多大な労力が
必要となる。また、測定中は常に車輪（前輪９及び後輪
１０）を道路上で固定（ロック）して、路面側にこすり
つけるため、この路面に黒いタイヤ跡が付着するなど路
面の美観を損ねたり、路面状態そのものに悪影響を与え
てしまう恐れがある。また、前述したように測定中は一
定の低速度（例えば４０、６０、８０Ｋｍ／ｈ）で走行
する必要があるため、周囲の交通規制も必要となり、こ
の結果、他の車両に交通渋滞などの悪影響を与えること
となる。このようなことから、現在では路面摩擦係数の
測定のために、コスト及び労力が嵩むことなく少人数の
操作により行うことができると共に、且つ路面状態に悪
影響を与えず、通常の一般走行をしながら交通規制など
が不要な車載型路面巡視センサの実現が望まれている。
【０００４】そこで、この発明の目的は、前記のような
従来の問題点を解消し、コスト及び労力が嵩むことなく
少人数の操作により行うことができると共に、且つ路面
状態に悪影響を与えず、通常の一般走行をしながら交通
規制などが不要となる車載型路面巡視センサを提供する
ものである。
従来の問題点を解消し、コスト及び労力が嵩むことなく
少人数の操作により行うことができると共に、且つ路面
状態に悪影響を与えず、通常の一般走行をしながら交通
規制などが不要となる車載型路面巡視センサを提供する
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、一般走行で
すべり状態が１００％未満の状態のままで、前輪と後輪
の回転速度差からすべりを求めることができる。次い
で、ここで求めたすべりと加減速度時に車体に加わる加
速度を基にして本発明による算出方程式によって、路面
の摩擦係数を算出する。本発明では、摩擦係数を測定す
るために、車輪をロックして１００％すべりの状態を強
制的に作りだす必要がなくなる。また、この方法で求め
られた摩擦係数は１００％の全すべり状態になる前の摩
擦係数なので速度による補正を必要としない。従って、
任意の速度で加減速度を繰り返しながらでも摩擦係数の
測定を行うことが可能となる。
すべり状態が１００％未満の状態のままで、前輪と後輪
の回転速度差からすべりを求めることができる。次い
で、ここで求めたすべりと加減速度時に車体に加わる加
速度を基にして本発明による算出方程式によって、路面
の摩擦係数を算出する。本発明では、摩擦係数を測定す
るために、車輪をロックして１００％すべりの状態を強
制的に作りだす必要がなくなる。また、この方法で求め
られた摩擦係数は１００％の全すべり状態になる前の摩
擦係数なので速度による補正を必要としない。従って、
任意の速度で加減速度を繰り返しながらでも摩擦係数の
測定を行うことが可能となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図１はこの発明
の一実施形態である車載型路面巡視センサの概略断面図
を、図２は車載型路面巡視センサの信号処理手順をそれ
ぞれ示している。すなわち、図１に示すように、車体１
ｂの前輪１２と後輪１３とにはそれぞれ第１，２の回転
速度センサ１４、１５とがそれぞれ取り付けられてお
り、これら第１，２の回転速度センサ１４、１５からは
それぞれ前輪１２と後輪１３の回転数に対応した信号が
出力される。また、車体１ｂには加速度センサ１６（Ｇ
センサ）が取り付けられ、この加速度センサ１６により
車体１ｂに加わる加速度を出力することができる。そし
て、これら３種類の各センサ１４，１５，１６によって
検出された信号はデータ処理装置１７に入力される。
て図面を参照しながら詳細に説明する。図１はこの発明
の一実施形態である車載型路面巡視センサの概略断面図
を、図２は車載型路面巡視センサの信号処理手順をそれ
ぞれ示している。すなわち、図１に示すように、車体１
ｂの前輪１２と後輪１３とにはそれぞれ第１，２の回転
速度センサ１４、１５とがそれぞれ取り付けられてお
り、これら第１，２の回転速度センサ１４、１５からは
それぞれ前輪１２と後輪１３の回転数に対応した信号が
出力される。また、車体１ｂには加速度センサ１６（Ｇ
センサ）が取り付けられ、この加速度センサ１６により
車体１ｂに加わる加速度を出力することができる。そし
て、これら３種類の各センサ１４，１５，１６によって
検出された信号はデータ処理装置１７に入力される。
【０００７】 すなわち、図２の信号処理手順に示すよ
うに各センサ１４，１５，１６によって検出された信号
ＶC，ＶX，ｇXはデータ処理装置１７に入力される。こ
こで、データ処理装置１７はマイクロコンピュータで構
成されており、本発明では以下の「数１」の方程式を解
くことにより路面の摩擦係数μｘが算出・出力される。
ここで、図２に示すように第１，２の回転速度センサ１
４，１５により出力されるそれぞれの回転速度信号をＶ
C，ＶXとし、第１，２の回転速度センサの速度比をＳB
とし、加速度センサ１６により出力される加速度をｇX
とし、前輪１２と後輪１３のタイヤ材質によって決まる
定数をＣSとし、重力加速度をＧとし、垂直制動力をＦZ
とし、水平制動力ＦXとした場合に、ＳB＝（ＶC−ＶX）
／ＶC，ＦZ＝ＭＧ，ＦX＝ＭｇXとなる。
うに各センサ１４，１５，１６によって検出された信号
ＶC，ＶX，ｇXはデータ処理装置１７に入力される。こ
こで、データ処理装置１７はマイクロコンピュータで構
成されており、本発明では以下の「数１」の方程式を解
くことにより路面の摩擦係数μｘが算出・出力される。
ここで、図２に示すように第１，２の回転速度センサ１
４，１５により出力されるそれぞれの回転速度信号をＶ
C，ＶXとし、第１，２の回転速度センサの速度比をＳB
とし、加速度センサ１６により出力される加速度をｇX
とし、前輪１２と後輪１３のタイヤ材質によって決まる
定数をＣSとし、重力加速度をＧとし、垂直制動力をＦZ
とし、水平制動力ＦXとした場合に、ＳB＝（ＶC−ＶX）
／ＶC，ＦZ＝ＭＧ，ＦX＝ＭｇXとなる。
【０００８】
【数１】
【０００９】 尚、前記「数１」ではＣSの値を通常の
実験室内で求められた値である「９×１０3〜１５×１
０3Ｎ」としており、この通常の値を用いても、十分な
精度で路面摩擦係数μｘを算出することができる。そし
て、さらに本発明では測定を行う実験車両毎にＦZ−Ｓ B
曲線をプロットし、ＳBが十分に小さい時の曲線の傾き
をＣSとすることよって、さらに路面摩擦係数μｘの算
出精度を向上させることができる（請求項１）。
実験室内で求められた値である「９×１０3〜１５×１
０3Ｎ」としており、この通常の値を用いても、十分な
精度で路面摩擦係数μｘを算出することができる。そし
て、さらに本発明では測定を行う実験車両毎にＦZ−Ｓ B
曲線をプロットし、ＳBが十分に小さい時の曲線の傾き
をＣSとすることよって、さらに路面摩擦係数μｘの算
出精度を向上させることができる（請求項１）。
【００１０】
【発明の効果】この発明は、上記のようであって、安価
な装置構成からなる一般車両で路面摩擦係数の測定を行
うことができるのため、労力及びコストの低減が図られ
ると共に、路面の美観を損ねたり、路面状態に悪影響を
与えることを防止できるという効果がある。また、周囲
の交通規制を必要としないため、交通渋滞などの問題を
解消することができる。また、任意の速度で加減速度を
繰り返しながらでも摩擦係数の測定を行うことができ、
この方法で求められた摩擦係数は１００％の全すべり状
態になる前の摩擦係数なので速度による補正を必要とし
ないという効果がある。
な装置構成からなる一般車両で路面摩擦係数の測定を行
うことができるのため、労力及びコストの低減が図られ
ると共に、路面の美観を損ねたり、路面状態に悪影響を
与えることを防止できるという効果がある。また、周囲
の交通規制を必要としないため、交通渋滞などの問題を
解消することができる。また、任意の速度で加減速度を
繰り返しながらでも摩擦係数の測定を行うことができ、
この方法で求められた摩擦係数は１００％の全すべり状
態になる前の摩擦係数なので速度による補正を必要とし
ないという効果がある。
【００１１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車載型路面巡視センサを示す全体構成
図である。
図である。
【図２】同車載型路面巡視センサの信号後処理を示す全
体フローチャート図である。
体フローチャート図である。
【図３】（ａ）は従来技術の典型例であるすべり抵抗測
定車を示す外観図であり、（ｂ）はその内部構成図であ
る。
定車を示す外観図であり、（ｂ）はその内部構成図であ
る。
１ すべり抵抗測定車
１ａ，ｂ 車体
２ 赤外線温度計
３ 水タンク
４ 発動発電機
５ 演算・記憶装置
６ 自動散水ノズル
９，12 前輪
10，13 後輪
11 試験輪
14 第１の回転速度センサ
15 第２の回転速度センサ
16 加速度センサ
17 データ処理装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 19/02
G01L 5/00
G01P 3/56
G01P 15/00
Claims (2)
- 【請求項１】 非駆動輪と駆動輪を含む複数の車輪を有
する車体重量がＭである一般自動車に設けられる車載型
路面巡視センサであって、この車載型路面巡視センサは
前記非駆動輪と駆動輪のそれぞれに回転速度信号を出力
する第１，２の回転速度センサと車体の進行方向に加わ
る加速度を出力する加速度センサとの３種類のセンサと
データ処理装置とを有し、前記第１，２の回転速度セン
サにより出力されるそれぞれの回転速度信号をＶC，ＶX
とし、第１，２の回転速度センサの速度比をＳBとし、
加速度センサにより出力される加速度をｇXとし、非駆
動輪及び駆動輪のタイヤ材質によって決まる定数をＣS
とし、重力加速度をＧとし、垂直制動力をＦZとし、水
平制動力ＦXとした場合に、ＳB＝（ＶC−ＶX）／ＶC，
ＦZ＝ＭＧ，ＦX＝ＭｇXとなり、ＣSの値を９×１０3〜
１５×１０3Ｎとし、｜ＳB｜＜１とした場合に、路面の
摩擦係数μｘは以下の方程式により算出されることを特
徴とする車載型路面巡視センサ。 - 【請求項２】 前記タイヤ材質によって決まる定数ＣS
の値は前記水平制動力ＦXを回転速度センサの速度比ＳB
に対してプロットした曲線の原点付近の傾きによって選
定することを特徴とする請求項１に記載の車載型路面巡
視センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000356870A JP3505572B2 (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | 車載型路面巡視センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000356870A JP3505572B2 (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | 車載型路面巡視センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002162340A JP2002162340A (ja) | 2002-06-07 |
| JP3505572B2 true JP3505572B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=18829023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000356870A Expired - Lifetime JP3505572B2 (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | 車載型路面巡視センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3505572B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6840098B2 (en) * | 2003-01-27 | 2005-01-11 | Donald R. Halliday | Roadway friction tester and method |
| FR3014807B1 (fr) * | 2013-12-18 | 2016-02-05 | Michelin & Cie | Estimation du potentiel d'adherence par evaluation du rayon de roulement |
-
2000
- 2000-11-24 JP JP2000356870A patent/JP3505572B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002162340A (ja) | 2002-06-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3505572 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |