JPH07503211A - 車輪のスキッドとスリップとを識別可能な警報システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 車輪のスキッドとスリップとを識別可能な警報システム技術分野 この発明は、車両の牽引システムの分野、特に牽引力の喪失の検出に応答して運 転者に警報信号を発するようなシステムに関する。

発明の背景 はとんどの牽引制御システムは、車輪のスキッドとスリップとのいずれかを制限 するように設計されている。車輪のスキッドを制限するシステムは、車輪が路面 との間の付着力を維持するのに必要な回転数より低速で回転するのを防止するこ とにより、車両を減速することに役立つ。車輪のスリップを制限するシステムは 、車両が同様の付着力を維持するのに必要な回転数より高速で回転するのを防止 することにより、車両を加速することに役立つ。しかしながら、より複雑な牽引 システムでは、車輪のスキッドとスリップとの両者を制限するように設計されて いる。

そのような牽引制御技術は、何年間も前から手に入れることができるものであり 、この技術の有利性は広く知られている。それにも拘わらず、はとんどの自動車 は、車輪のスキッドまたはスリップを制限する電子牽引制御システムを搭載せず に生産されており、両者を制限する自動車はほとんど生産されていなかった。

このことの一つの理由は、車両の運転者に取って代わるのに必要な程度の信頼性 をもって動作する牽引制御システムの製造費が高いことにあったのかもしれない 。例えば、車輪のスキッドを制限するシステムは、車両のブレーキを定期的に制 御する。車輪のスリップを制限するシステムは、エンノンの出力またはそれの駆 動輪への分配を定期的に制御する。

運転者は、車両の運転状態の変化に対して進歩した牽引制御システムはど迅速に または効果的に応答することができないかもしれないが、牽引力の喪失が差し迫 っていることを検出して運転者に警報することにより、少なくとも運転者に運転 動作を改善させることができる。差し迫っている牽引力の喪失に関する情報は、 完全な牽引制御システムの僅かな一部を利用するだけで牽引制御技術から手に入 れることができる。なぜならば、運転者は運転動作を改善するための責任を保持 するからである。

発明の要約 この発明は、異なる二つのタイプの牽引力の喪失、すなわち車輪のスキッドおよ びスリップを運転者に警報するための警報システムを含む。一旦、二つのタイプ の牽引力の喪失の一方が検出されると、警報装置は感覚的に識別可能な二つの信 号の一方を発して、運転者から車輪のスキッドまたはスリップの検出に対応した 異なる応答を引き出す。

車輪のスキッドの検出に対する運転者の正しい応答は、少なくとも車両のブレー キを部分的に解放することである。一方、車両のスリップの検出に対する正しい に応答は、少なくとも車両のスロットルレバーを部分的に解放することである。

警報装置によって発せられる二つの信号は識別可能に形成されるので、運転者は 最小限の応答時間内で正しい応答を認識し、車両の制御の喪失を含む牽引力の喪 失がそれ以上大きくなるのを避けることができる。

二つの警報信号は、望ましくは、車両が走行している路面から運転者が視線を変 えることなく運転者によって識別可能なものとする。例えば、二つの信号は、ホ ログラフィ−表示器に表示されることもあり、あるいは言語を含む音から構成さ れることもある。運転者から正しい応答を引き出すのにさらに役立つために、二 つの音の一方は金切り音のような車輪のスキッドを示唆するものとし、他方の音 は鼻声前のような車輪のスリップを示唆するものとする。しかしながら、いずれ の音も、運転者が不適切な応答をするのを妨げるための特別な警報である必要は ない。

第１の検出回路は、相対移動する路面との車輪の付着力の喪失に伴って発生する ものとして知られている車両の駆動列の明確な振動を監視する。その明確な振動 は、通常、１０〜１５Ｈｚの範囲内の振動数を有しており、車輪のスキッドとス リップとの両者に伴って発生する。第２の検出回路は、望ましくは、制動灯回路 を監視して、車両のブレーキの使用を検出する。論理回路は、雨検出回路からの 出力を結合し、車輪のスキッドによる付着力の喪失と車輪のスリップによる付論 理回路は、車輪の付着力の喪失とブレーキの使用との両者の検出に応答して、車 輪のスキッドを示唆する第１の命令信号を出力する。車輪のスリップを示唆する 第２の命令信号は、ブレーキが使用されずに車輪の付着力が喪失したということ の検出に応答して論理回路から出力される。二つの命令信号は、警報装置を制御 して、運転者から別々の正しい応答を引き出すことに役立つ感覚的に識別可能な 信号を出力させる。

図面 図１は、車輪のスキッドとスリップとを区別する新規な運転者警報システムのた めに提案された電子回路の概略図である。

図２は、新規な警報システムを取り入れた全輪駆動車の概略図である。

詳細な説明 図１に示すように、新規な警報システムは、二つの検出回路１０．１２を有して いる。検出回路１０は、車両の駆動列の振動を計測するための加速度計１４また は他の公知のセンサ（例えば、回転速度センサ）を含んでいる。バンドパスフィ ルタ１６は、加速度計１４の出力を受け、１０〜１５Ｈｚの限定された周波数帯 を伝達する。この回転速度変動の公知の周波数範囲は、相対移動する路面との付 着力を喪失した車輪によって引き起こされる。

レヘル検出器１８は、上記限定された周波数帯の大きさを監視し、実効値を比較 器２０の一方の入力として出力する。比較器２０の他方の入力は、車輪の一つが 付着力を喪失したことによる特徴的な周波数帯の最小実効値であり、閾値セット 手段２２から供給される。比較器２０の出力は、ハイ状態とロー状態とを有する 論理二値信号Ａであり、この二値信号は実効値が閾値より大きいか小さいかを識 別する。

検出回路１２は、ブレーキスイッチ２４を含む制動灯回路と関連付けられている 。ブレーキスイッチは、ブレーキおよび制動灯２６の使用（例えば、ブレーキペ ダルの踏み込み）に応答して閉じられる。ブレーキスイッチ２４の閉位置と開位 置とは、ブレーキが使用されているか否かを識別するハイ状態とロー状態とを有 する論理二値信号Ｂを発生する。

二つの論理二値信号Ａ、Ｂは、二つのアンドゲート３０．３２を含む論理回路２ ８において結合される。信号Ａは、各アンドゲート２８．３０の一方の入力端子 に入力される。信号Ｂは、アンドケート３０の他方の入力端子に入力されるが、 アンドゲート３２に対しては、インバータ（またはノットゲート）により論理値 ノットＢを有する論理二値信号ＮＢに変換されてからアンドゲート３２の他方の 入力端子に入力される。アンドゲート３０の出力は論理二値信号Ｃであり、この 信号は両方の信号Ａ、Ｂがハイである場合のみハイになる。同様に、アンドゲー ト３２は、両方の信号Ａ、ＮＢがハイである場合のみハイになる論理二値信号り を出力する。

信号Ｃがハイであるということは、車輪の付着力の喪失が検出され、かつ車両の ブレーキが使用されているという状態を示している。これは、牽引力の喪失が車 輪のスキッドによるものであることを示しており、少なくとも一つの車輪が相対 移動する路面との間の付着力を維持するのに必要な回転数に達していないことを 示している。信号りがハイであるということは、牽引力の喪失がブレーキを使用 することなく発生した状態を示しており、少なくとも一つの車輪が相対移動する 路面との間の付着力を維持するのに必要な回転数より高い回転数で駆動されて、 車輪がその回転平面から外れるように横方向ヘスリンプした場合も信号りがハイ になる条件を満足する。それにも拘わらず、車輪のスリップのいずれの形態に対 する正しい対応もスロットル弁を絞ることであり、スリップしている車輪に牽引 力を回復させることである。

ハイ状態の信号Ｃ，Ｄは、車輪のスキッド指示手段３６と車輪のスリップ指示手 段３８の両方を含む警報装置を駆動するシステム電圧として論理回路から出力さ れる。両指示手段３６．３８はそれぞれ、運転者用の表示パネルに別々に設けら れた警報メツセージをそれぞれ照らす警報ランプ４０．４２を含む。指示手段３ ６は、金切り音のような車輪のスキッドを示唆する音を出力するための駆動回路 ４４スとスピーカ４６とを含む。同様に、指示手段３８の駆動回路４８とスピー カ５０とは、鼻声のような車輪のスリップを示唆する音を出力する。勿論、一つ のスピーカまたはピエゾ変換器によって異なる音を出力させることもてきる。

各警報音は、車輪のスキッドまたはスリップの示唆するものであるけれども、過 度に警報するものである必要はない。ただし、両方の音は、車輪のスキッドおよ びスリップの実際の音と容易に識別することができるものである必要がある。

例えば、金切り音については、運転者に過度の不安を引き起こすようながん高い 音であれば、これを和らげて弱めるのが望ましい。警報音は、それが示唆する実 際の音と識別することができるようなものにする。それにより、運転者が実際の 音から車両の挙動に関する情報を認識することができるようにする。

全輪駆動車における警報システムの望ましい構成が図２に示されている。車両は 、二つの前輪５２．５４と二つの後輪５６．５８とを有しており、それらの全て の車輪は、三つの差動歯車装置６０，６２．６４を含む車両の駆動列によって駆 動される。前側の差動歯車装置６０は、二つの前輪５２．５４の車軸を前側駆動 軸６６に連結する。同様に、後側差動歯車装置６２は、後輪５６．５８の車軸を 後側駆動軸６８に連結する。二つの駆動軸６６．６８は、中央差動歯車装置６４ によって相互に連結されるとともに、駆動源（図示せず）に連結される。

振動検出回路の一部として組み込まれている加速度計７０は、中央差動歯車装置 ６４に取り付けられており、４つの全ての車輪までの駆動列に発生する１０〜１ ５Ｈｚの周波数帯の機械的振動を検出する。同様に、制動灯スイッチ７２はブレ ーキ使用検出回路に組み込まれている。加速度計７０と制動灯スイッチ７２とか らそれぞれ出力される検出信号７４．７６は、車輪のスキッドとスリップとを識 別する論理回路７８に入力される。命令信号８０は、論理回路７８から車両のダ ッンユボード８４に設置された警報装置８２に伝達される。警報装置８２は、車 輪のスキッドまたはスリップの検出に対して運転者に別々に警報を発するための 命令信号８０に応答して、感覚的に区別可能な二つの信号を出力する。

警報装置は、より高価な牽引制御システムに代えて低価格のシステムを提供する ために、できる限り単純でかつ安価なものにするのが望ましい。しかしながら、 共通の駆動列に連結されていない車輪の付着力の喪失を検出するには、複数のセ ンサが必要であるかもしれない。追加のセンサも、車輪が付着力を喪失している という情報を運転者に提供するために使用することができる。

検出回路、論理回路および警報装置回路は、別個の部品で構成することもでき、 あるいはマイクロプロセッサシステムに組み込むこともできる。車両に既に使用 されている検出手段または処理手段もまた、警報装置の１または複数の部品に代 わって使用することができる。

国際調査報告 ＰＣＴ／ＵＳ　９２／１０５１３　ＳＡＥ　６７９８５

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. １．車両の運転者に異なるタイプの牽引力の喪失に対して警報を発する警報シス テムであって、 相対移動する路面に対する車輪の付着力の喪失を検出する第１の検出回路と、車 両のブレーキの使用を検出する第２の検出回路と、上記第１および第２の検出回 路から出力される検出信号を結合し、上記車輪の付着力の喪失と上記車両のブレ ーキの使用との両者の検出を示唆する第１の命令信号、および上記車両のブレー キが使用されることなく上記車輪の付着力の喪失が検出されたことを示唆する第 ２の命令信号を出力する論理回路と、上記論理回路の第１の命令信号に応答して 車両の運転者に車輪のスキッドに対する警報を発する第１の指示手段と、 上記論理回路の第２の命令信号に応答して車両の運転者に車輪のスリップに対す る警報を発する第２の指示手段とを備えた警報システム。
2. ２．上記第１および第２の指示手段が、車両の運転者から異なる応答を引き出す ための感覚的に識別可能な警報信号をそれぞれ出力する請求項１の警報システム 。
3. ３．上記各警報信号が、運転者が相対移動する路面から視線を変えることなく感 覚的に識別可能である請求項２の警報システム。
4. ４．上記警報信号が可聴である請求項３の警報システム。
5. ５．上記警報信号のうちの第１の指示手段によって出力される警報信号がスキッ ドしている車輪を示唆する音である請求項４の警報システム。
6. ６．上記警報信号のうちの第２の指示手段によって出力される警報信号がスリッ プしている車輪を示唆する音である請求項５の警報システム。
7. ７．上記第１の検出回路が、相対移動する路面との付着力を喪失した上記車輪に よって引き起こされる明確な振動を検出するためのセンサを含む請求項１の警報 システム。
8. ８．上記センサによって検出された明確な振動が、車輪のスキッドとスリップと の両者によって引き起こされる請求項７の警報システム。
9. ９．上記第１の検出回路が所定周波数範囲の明確な振動を分擁するためのフィル タを含む請求項８の警報システム。
10. １０．上記第１の検出回路が、分離された周波数範囲の振動の大きさを計測する レベル検出手段と、上記車輪の付着力の喪失を検出するために、分離された周波 数範囲の振動の大きさを閾値と比較するコンパレータとを含む請求項９の警報シ ステム。
11. １１．車両の運転者に車輪のスキッドとスリップとの両者を警報するシステムで あって、 相対移動する路面との付着力を喪失した車輪によって引き起こされる明確な振動 を検出する第１の検出回路と、 車両のブレーキの使用を検出する第２の検出回路と、上記第１および第２の検出 回路の出力を結合して、スキッドによる車輪の付着力の喪失とスリップによる車 輪の付着力の喪失とを識別する論理回路と、感覚的に識別可能な警報信号を出力 して、車両の運転者から車輪のスキッドとスリップとの検出に対応した応答を引 き出す警報装置とを備えたシステム。
12. １２．上記第１の検出回路が、車両の駆動列の明確な振動を監視するセンサを含 む請求項１１のシステム。
13. １３．上記第１の検出回路が、所定周波数範囲の明確な振動を分離するフィルタ を含む請求項１２のシステム。
14. １４．上記第１の検出回路が、分離された周波数範囲の振動の大きさ計測するレ ベル検出手段と、上記車輪の付着力の喪失を検出するために、分離された周波数 範囲の振動の大きさを閾値と比較するコンパレータとを含む請求項１３のシステ ム。
15. １５．上記各警報信号が、運転者が相対移動する路面から視線を変えることなく 感覚的に識別可能である請求項１１のシステム。
16. １６．上記警報信号が可聴である請求項１５のシステム。
17. １７．上記警報信号のうちの一方がスキッドしている車輪を示唆する音であり、 上記警報信号のうちの他方がスリップしている車輪を示唆する音である請求項１ ６のシステム。
18. １８．車輪のスキッドが車輪の付着力の喪失と車両のブレーキの使用との両者の 検出によって識別され、車輪のスリップが車両のブレーキの使用なしに車輪の付 着力の喪失が検出されたことによって識別される請求項１１のシステム。
19. １９．運転者に異なるタイプの牽引力の喪失に対して警報を発する方法であって 相対移動する路面との車輪の付着力の喪失を検出する第１の検出回路によって車 両の運転状態を検出する工程と、 車両のブレーキの使用を検出する第２の検出回路によって車両の運転状態を検出 工程と、 上記第１および第２の検出回路の出力を、スキッドによる車輪の付着力の喪失と スリップによる車輪の付着力の喪失とを識別する論理回路において結合する工程 と、 車輪のスキッドとスリップとの検出に対応して車両の運転者に異なる応答を引き 出すための感覚的に識別可能な警報信号を出力する工程とを含む方法。
20. ２０．上記出力を結合する工程が、上記車輪の付着力の喪失と上記車両のブレー キの使用との両者の検出によって車両のスキッドを識別することと、車両のブレ ーキの使用なしに車輪の付着力の喪失が検出されたことにより車輪のスリップを 識別することとを含む請求項１９の方法。
21. ２１．上記警報信号を出力する工程が、運転者が相対移動する路面から視線を変 えることなく感覚的に識別可能である警報信号を出力することを含む請求項２０ の方法。
22. ２２．上記警報信号を出力する工程が、車輪のスキッドとスリップとを示唆する 警報信号を出力することを含む請求項２１の方法。
23. ２３．上記警報信号を出力する工程が、警報信号の一方をスキッドしている車輪 を示唆する音として出力することと、警報信号の他方をスリップしている車輪を 示唆する音として出力することとを含む請求項２２の方法。
24. ２４．上記第１の検出回路によって車両の運転状態を検出工程が、車両の駆動列 の明確な振動を監視することを含む請求項１９の方法。
25. ２５．上記第１の検出回路によって車両の運転状態を検出する工程が、明確な振 動の周波数範囲を分離することを含む請求項２４の方法。
26. ２６．上記第１の検出回路によって車両の運転状態を検出する工程が、分離され た周波数範囲の振動の大きさを計測することと、車輪の付着力の喪失を検出する ために、分離された周波数範囲の振動の大きさを閾値と比較することとを含む請 求項２５の方法。
27. ２７．上記第２の検出回路によって車両の運転状態を検出する工程が、車両の制 動灯回路を監視することを含む請求項２０の方法。