JPH068488Y2

JPH068488Y2 - 路面状態検出装置

Info

Publication number: JPH068488Y2
Application number: JP11430588U
Authority: JP
Inventors: 善紀見市; 邦夫中川
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1994-03-02
Anticipated expiration: 2003-08-31
Also published as: JPH0235016U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、車両が走行する路面の状態を超音波を用いて
検出する路面状態検出装置に係り、特に、天候や気温等
の走行環境や路面種別に対応して路面状態を検出する路
面状態検出装置に関する。

（従来の技術）自動車の走行時に、路面の状態、例えば、舗装路面か非
舗装路面か、あるいは、乾燥、湿潤、積雪、凍結路面か
等を検知して、２輪駆動から４輪駆動への切換や、サス
ペンションの減衰力調整、車高調整等を自動的に行なう
装置が提案されているが、このような装置において、路
面状態を正確に且つ自動的に検出する装置として、超音
波を利用したものが知られている。

この超音波を利用した路面状態検出装置は、自動車等の
車両の進行方向の路面に向けて超音波を送出する発信手
段と、上記超音波の路面からの反射波を受信する受信手
段と、その受信された反射波強度を検出する手段とを備
えた構成からなっており、上記反射波強度の変化から、
路面の種別等の状態を検出するようになっていた。

（考案が解決しようとする課題）ところで、このような路面状態検出装置においては、超
音波の路面からの反射波の強度測定によって路面状態を
検出するように構成されているが、この場合、反射波以
外の超音波成分、例えばサイドローブ等の発信器から受
信器に直接伝播される成分の除去対策が不十分である
と、路面からの反射波成分以外の成分がノイズとして受
信信号に重畳されてしまい、反射波強度の検出誤差の原
因となるという問題がある。

そこで、従来の路面状態検出装置においては、上記ノイ
ズ成分の受信強度がほぼ一定なものとして、予め一定の
しきい値を定め、このしきい値を基準として全受信波強
度から反射波強度を検出し、路面状態を検出していた。

しかしながら、このように一定のしきい値を定める方式
ではＳ／Ｎ比の向上は図りにくく、検出精度が悪く、こ
のため誤判断をする怖れがあった。また、一定のしきい
値を定める方式では検出精度が悪いため、路面種別の変
化等、反射波強度の大きな変化は検出することができる
が、路面の凹凸等、反射波強度の変化が比較的小さいよ
うな場合の状態変化の検出には対応することができない
という問題があった。

本考案は上記事情に鑑みてなされたものであって、天候
や気温等の走行環境や路面種別に対応してしきい値を自
動的に変化させることによって精度良く路面状態を検出
することのできる路面状態検出装置を提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本考案では、車両の進行方向
の路面に向けて超音波を送出する発信手段と、上記超音
波の路面からの反射波を受信する受信手段と、その受信
された反射波強度を検出する手段とを備え、上記反射波
強度の変化から路面状態を検出する路面状態検出装置に
おいて、車両の走行環境に基づいて上記反射波強度の平
均路面に対応する基準値を設定する手段と、上記平均路
面に対する基準値に基づいて複数の路面種別対応しきい
値を設定する手段と、その各路面種別対応しきい値と一
定の判別時間毎に検出された反射波強度との比較により
路面種別を判別し上記判別時間毎に路面種別対応しきい
値を設定する手段と、この判別時間毎に設定された路面
種別対応しきい値を基準として判別時間毎の反射波強度
の実測値から路面状態を検出する手段とを設け、車両の
走行環境、路面種別に対応して判別時間毎にしきい値を
変化させ、路面状態を検出することを特徴とする。

（作用）本考案よる路面状態検出装置においては、気温の変化や
天候等の走行環境に対応して平均路面に対するしきい値
の基準値を設定し、該基準値を基に、未舗装路面等の路
面種別に対応した路面種別対応しきい値を設定し、予め
定められた判別時間毎に各路面種別対応しきい値と反射
波強度の実測値とを比較して適切な路面種別対応しきい
値を判別し、この判別時間毎に判別・設定された路面種
別対応しきい値を基準として判別時間毎の反射波強度の
実測値から路面状態を検出する構成のため、路面種別対
応しきい値の判別から路面種別が判別され、且つ、その
しきい値を基準とした反射波強度の実測値から路面の凹
凸状態が検出される。

（実施例）以下、本考案を図示の一実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明に係る路面状態検出装置の概略構成を示
すブロック図であって、この路面状態検出装置は、車両
の進行方向の路面４に向けて超音波を送出する発信器２
と上記発信器２から送信され路面から反射された反射波
を受信する受信器３とからなる超音波検知センセ１と、
該超音波検知センサ１の発信器２を一定周波数の電気信
号で駆動し超音波を発生させるための超音波発信装置５
と、上記超音波検知センサ１の受信器３の信号を検出し
反射波強度を検出する超音波受信検波装置６と、該超音
波受信検波装置６からの反射波強度信号に基づいて路面
状態を検出する制御装置７と、車外温度を検出する温度
センサ10と、車両の走行速度を検出する車速センサ９
と、天候状態を検出する降雨センサ11と、上記制御装置
にクロック信号を送信するクロック信号発生装置８とを
備えた構成となっている。

ここで、上記制御装置７は、温度センサ10や降雨センサ
９によって検出された車両の走行環境（気温、降雨状態
等）に基づいて反射波強度の平均路面に対応する基準値
を設定する手段と、上記平均路面に対する基準値に基づ
いて複数の路面種別対応しきい値を設定する手段と、そ
の各路面種別対応しきい値と一定の判別時間毎に検出さ
れた反射波強度との比較により路面種別を判別し上記判
別時間毎に路面種別対応しきい値を設定する手段と、こ
の判別時間毎に設定された路面種別対応しきい値を基準
として判別時間毎の反射強度の実測値から路面状態を検
出する手段とを備えており、車両の走行環境、路面種別
に対応して判別時間毎にしきい値を変化させ、路面状態
を検出し、路面状態に対応した制御信号Ｓを出力するよ
うに構成されている。

第２図は上記制御装置７のより具体的な構成例を示して
おり、同図において制御装置７は、周知のマイクロプロ
ッセッサユニット（ＭＰＵ）22と、ＲＯＭやＲＡＭから
なる記憶装置23と、入力用及び出力用のインタフェース
21,24とからなる主演算・制御部と、複数のしきい値を
同時に発生可能なしきい値発生回路20と、該しきい値発
生回路20からのしきい値信号と実測された反射波強度と
を比較し比較結果に応じたパルス信号を出力する比較器
12,13,14,15と、該比較器12,13,14,15からの信号を検出
するカウンタ回路16,17,18,19とからなるしきい値判別
回路と、超音波受信検出回路６からの反射波強度信号を
Ａ／Ｄ変換してＭＰＵ22に入力するためのＡ／Ｄコンバ
ータ25とを備えた構成からなり、上記記憶装置23には、
予めテスト走行等により検出された走行環境対応の基準
しきい値データや路面種別対応のしきい値データ、路面
状態判別用データ等の基本データが記憶されている。ま
た、上記記憶装置23には、しきい値判別・路面状態検知
用プログラム等の検知・制御用のプログラムが記憶され
ており、必要に応じてＭＰＵ22によって実行される。

以下、第１図及び第２図に示す構成の路面状態検出装置
による検出動作例を第５図に示すプログラム及び第４図
に示すチャートに従って説明する。

路面状態検出装置の電源がオンとなり制御装置７がオン
となると、第５図に示すプログラムが記憶装置22から読
み込まれＭＰＵ22により実行が開始される。

プログラムの実行が開始されると、先ず車速センサ９、
温度センサ10、降雨センサ11からの信号が検出され、車
速、気温、天候等の走行環境が検出される(S1)。尚、上
記車速センサ９としては速度表示用のセンサがそのまま
利用でき、また、降雨センサ11としては例えばワイパー
スイッチが利用でき、ワイパースイッチのオフ、間欠作
動、連続弱作動、連続中作動、連続強作動等の切換位置
に応じて降雨量を判別するように設定する。

ここで、第３図はワイパースイッチの切換位置すなわち
降雨量と、記憶装置23内に記憶されている降雨量に応じ
た平均路面に対する反射強度の基準しきい値（舗装、未
舗装等、種々の路面に対する反射強度の平均値で予めテ
スト走行データを基に算出される）との対応を示すグラ
フであって、前述したワイパースイッチの切換位置に応
じて、平均路面に対応した基準しきい値ａ，ｂ，ｃ，ｄ
が判別される(S2)。尚、第３図において、横軸に示す降
雨量は０で無降雨状態を示し、１，２，３と順に降雨量
が増えていることを示している。また、超音波の路面か
らの平均反射強度は降雨量が多いいほど小さくなるた
め、基準しきい値もａ，ｂ，ｃ，ｄの順に小さく設定さ
れている。

さて、ここでは一例として、降雨量が０と判別され符号
ａで示すレベルの基準しきい値が選定された場合につい
て説明する。

降雨量に応じた基準しきい値が判別されると、次にその
基準しきい値の気温に応じた補正が行なわれ、基準しき
い値ａが設定される。

次に、設定された基準しきい値ａと受信検波装置６によ
って検出された反射波強度の実測平均値との比較が行な
われ(S3)、比較の結果、設定された基準しきい値と実測
平均値との差が大き過ぎる場合にはステツプ１(S1)に戻
り、走行環境の再検出、基準しきい値の再判別、補正が
行なわれ、再度の実測平均値との比較が行なわれる。

そして、比較の結果設定された基準しきい値が規定の範
囲内にあると判定されると、次に、路面種別（コンクリ
ート舗装路面、アスファルト舗装路面、未舗装土路面、
未舗装砂利路面等）に対応した複数の路面対応しきい値
a₁,a₂,a₃,a₄が算出される(S5)。

ここで、第４図(P₁)は受信された反射波強度の実測値と
上記算出された複数の路面対応しきい値a₁,a₂,a₃,a₄と
の対応を示しており、横軸は時間経過を示している。

さて、ステツプ５を経て路面対応しきい値a₁,a₂,a₃,a₄
が算出されると、この算出された各路面対応しきい値
a₁,a₂,a₃,a₄に応じたレベルの信号が制御装置７のしき
い値発生回路20から発生され、制御装置７の各比較器1
2,13,14,15に比較信号として夫々入力される。次に、受
信された反射波の強度が検出され、制御装置７の各比較
器12,13,14,15に入力される(S6)。

各比較器12,13,14,15への信号入力が開始されると、制
御装置７のＭＰＵ22はクロック信号発生装置８をオンに
し(S7)、クロック信号発生装置８から一定時間毎に発信
されるトリガーＴｒ信号を検出し(S8)、第４図(tr)に示
すように、トリガーＴｒ信号の一周期ｔｗを判別時間と
して、この判別時間毎に検出された反射波強度と各路面
対応しきい値レベルa₁,a₂,a₃,a₄とを各比較器12,13,14,
15で比較し、各しきい値レベルa₁,a₂,a₃,a₄より反射波
強度が大きいときに各比較器より発生される判別時間毎
のパルス数を、各比較器12,13,14,15に接続されたカウ
ンタ回路16,17,18,19で検出する(S9)。

ここで、第４図(a₁),(a₂),(a₃),(a₄)に各比較器からの
出力パルスを示す。

さて、次に、制御装置７のＭＰＵ22は判別時間ｔｗ毎の
各比較器からの出力パルス数から各判別時間毎（第４図
（Ｉ），(II)，(III)，(IV)…）に路面対応しきい値を
判別し(S10)、路面対応しき値を設定する(S11)。ここ
で、第４図(P₁)に示すような強度変化を示す反射波の場
合は、最初の判別時間内（Ｉ）の各パルス数の比較か
ら、路面対応しきい値としてａ_２が判別・設定される。
そして、１判定時間での設定が終了すると、再度トリガ
ー信号検出(S8)に戻り、次の判別時間での判別・設定が
行なわれる。また、第４図に示すように、(II)，(III)
の判別時間で受信波強度が大きく変化したような場合に
は、その変化に応じて、(II)，(III)の判別時間の各パ
ルス数の比較から、路面対応しきい値として、例えがａ
_２，ａ_３が順次、判別・設定される。

このように、本考案による路面状態検出装置では、路面
対応しきい値の値自体が判別時間毎に反射波強度の変化
に対応して設定しなおされるわけである。

ところで、上記路面対応しきい値の判別・設定処理は判
別時間毎に繰り返し実行されるが、この処理と平行し
て、ＭＰＵ22内では、第５図(S12)〜(S14)のステツプに
示すように、反射波強度の検出が行なわれ、設定された
しきい値が適正かどうかの判別が行なわれる。そして、
不適性であると判断された場合には、路面対応しきい値
の判別・設定処理の走行環境検出から再実行される。設
定されたしきい値が適正である場合には、第４図(P₂)に
示すように、その設定された路面対応しきい値に基づい
て反射波強度の変化が検出される。そして、反射強度の
実測値から路面対応しきい値を引いた値が路面の凹凸状
態を表わし、路面の凹凸状態が正確に検出される。尚、
路面の種別は各判別時間毎の路面対応しきい値の判別時
に同時に判別されているため、路面の種類と凹凸状態と
が同時に検出される。

そしてこの判別時間毎の路面状態の検出結果に基づい
て、制御装置７のＭＰＵ22から制御信号Ｓが各外部制御
系に出力される。

尚、クロックＯＮ直後の最初の判別時間時には、路面対
応しきい値はまだ判別されていないため、基準しきい値
ａに基づいた路面状態の検出が行なわれる。そして、次
の判別時間時には、最初の判別により設定された路面対
応しきい値による路面状態の検出が行なわれる。このよ
うに、本考案による路面状態検出装置では、一つ前の判
別により設定されたしきい値を次の判別時に平行処理さ
れる路面状態検出に用いることにより、常に路面種別に
対応した状態検出ができるわけである。

（考案の効果）以上説明したように、本考案による路面状態検出装置で
は、常に、天候、気温、路面種別に対応したしきい値が
設定され、該しきい値に基づいて反射波強度の変化が検
出されるため、路面の種別、凹凸状態等の路面状態が正
確に検出される。

したがって、本考案による路面状態検出装置によれば、
正確な路面状態の検出ができ、誤判断も防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る路面検出装置の概略構成を示すブ
ロック図、第２図は同上路面検出装置の制御装置の概略
構成を示すブロック図、第３図は降雨量に対する基準し
きい値の設定例を示すグラフ、第４図は判定時間毎の路
面対応しきい値の判別・設定方法を説明するためのチャ
ート、第５図は第２図に示す制御装置を用いてしきい値
の判別・設定及び路面状態検出を行なうためのプログラ
ムの一例を示すフローチャート。１……超音波検知センサ、２……超音波発信器、３……
超音波受信器、４……路面、５……超音波発信装置、６
……超音波受信装置、７……制御装置、８……クロック
信号発生装置、９……車速センサ、10……温度センサ、
11……降雨センサ、12,13,14,15……比較器、16,17,18,
19……カウンタ回路、20……しきい値発生回路、21……
入力用インターフェース、22……マイクロプロセッサユ
ニット、23……記憶装置、24……出力用インターフェー
ス、25……Ａ／Ｄコンバータ、ａ，ｂ，ｃ，ｄ……基準
しきい値、a₁,a₂,a₃,a₄……路面対応しきい値、ｔｗ…
…判別時間。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】車両の進行方向の路面に向けて超音波を送
出する発信手段と、上記超音波の路面からの反射波を受
信する受信手段と、その受信された反射波強度を検出す
る手段とを備え、上記反射波強度の変化から路面状態を
検出する路面状態検出装置において、車両の走行環境に
基づいて上記反射波強度の平均路面に対応する基準値を
設定する手段と、上記平均路面に対する基準値に基づい
て複数の路面種別対応しきい値を設定する手段と、その
各路面種別対応しきい値と一定の判別時間毎に検出され
た反射波強度との比較により路面種別を判別し上記判別
時間毎に路面種別対応しきい値を設定する手段と、この
判別時間毎に設定された路面種別対応しきい値を基準と
して判別時間毎の反射波強度の実測値から路面状態を検
出する手段とを設け、車両の走行環境、路面種別に対応
して判別時間毎にしきい値を変化させ、路面状態を検出
することを特徴とする路面状態検出装置。