特許 6551274 ハイドロプレーニング判定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6551274

(24)【登録日】2019年7月12日

(45)【発行日】2019年7月31日

(54)【発明の名称】ハイドロプレーニング判定装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 17/02 20060101AFI20190722BHJP

   B60C 19/00 20060101ALI20190722BHJP

   G01W 1/00 20060101ALI20190722BHJP

   B60T 8/172 20060101ALI20190722BHJP

【ＦＩ】

   G01M17/02

   B60C19/00 H

   G01W1/00 J

   B60T8/172 A

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-54108(P2016-54108)

(22)【出願日】2016年3月17日

(65)【公開番号】特開2017-167048(P2017-167048A)

(43)【公開日】2017年9月21日

【審査請求日】2018年5月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】特許業務法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】関澤 高俊

(72)【発明者】

【氏名】森 雅士

(72)【発明者】

【氏名】渡部 宣哉

(72)【発明者】

【氏名】池本 秀行

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 洋一朗

【審査官】 萩田 裕介

(56)【参考文献】

【文献】 特許第４２６３４００（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１１−１１１１３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５２９７３６９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第５５２３０２３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第５３０９７６３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００２−８７０３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ １７／０２

Ｂ６０Ｃ １９／００

Ｂ６０Ｔ ８／１７２

Ｇ０１Ｗ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両におけるハイドロプレーニング現象の発生を判定するハイドロプレーニング判定装置であって、
車両に備えられるタイヤ（３）の裏面に取り付けられ、前記タイヤの振動の大きさに応じた検出信号を出力する振動検出部（１１）と、前記振動検出部の検出信号に基づいて振動データを生成する信号処理部（１３）と、前記振動データを送信する送信部（１４）と、を有するタイヤマウントセンサ（１）と、
車体側に備えられ、前記送信部から送信された前記振動データを受信する受信機（２１）を有する車体側システム（２）と、を備え、
前記車体側システムは、
前記振動データに基づいて路面状態が前記タイヤと路面との間に水膜が存在するウェット状態であることを判定する状態判定部（Ｓ１１０）と、
前記ウェット状態であることが判定されると、前記振動データに基づいてハイドロプレーニング現象が発生したことを判定するハイドロプレーニング判定部（Ｓ１２０）と、
前記車両の速度である車速を取得する車速取得部（２３）と、を備え、
前記信号処理部が生成する前記振動データには、前記タイヤのうち前記タイヤマウントセンサの配置箇所と対応する部分が路面接地したときを接地開始時、路面から離れるときを接地終了時として、前記路面接地時および前記接地終了時に前記検出信号に発生するピーク波形の少なくとも一方のデータが含まれ、
前記ハイドロプレーニング判定部は、前記車速取得部が取得した前記車速と対応する判定閾値（Ｔｈ）よりも前記振動データに含まれる前記ピーク波形のデータが示すピーク値の絶対値が小さければハイドロプレーニング現象が発生したと判定するハイドロプレーニング判定装置。

【請求項2】

前記信号処理部が生成する前記振動データには、前記タイヤのうち前記タイヤマウントセンサの配置箇所と対応する部分が路面接地したときを接地開始時、路面から離れるときを接地終了時として、前記路面接地時および前記接地終了時に前記検出信号に発生するピーク波形の両方のデータが含まれ、
前記ハイドロプレーニング判定部は、前記車速取得部が取得した前記車速と対応する第１判定閾値よりも前記振動データに含まれる前記路面接地時のピーク波形のデータが示すピーク値の絶対値が小さい場合、および、前記車速と対応する第２判定閾値よりも前記振動データに含まれる前記路面終了時のピーク波形のデータが示すピーク値の絶対値が小さい場合の少なくとも一方が成り立つとハイドロプレーニング現象が発生したと判定する請求項１に記載のハイドロプレーニング判定装置。

【請求項3】

前記車体側システムは、前記車両に備えられる車輪の速度である車輪速度を取得する車輪速度取得部（２３）を備え、
前記ハイドロプレーニング判定部は、前記車輪速度取得部が取得した前記車輪速度の変化量が所定の閾値（Ｔｈａ）を超えているとハイドロプレーニング現象が発生したと判定する請求項１または２に記載のハイドロプレーニング判定装置。

【請求項4】

前記車体側システムは、前記車両に備えられるエンジンの回転数を検出する回転数取得部（２２）を備え、
前記ハイドロプレーニング判定部は、前記回転数取得部が取得した前記エンジンの回転数の変化量が所定の閾値（Ｔｈｂ）を超えているとハイドロプレーニング現象が発生したと判定する請求項１ないし３のいずれか１つに記載のハイドロプレーニング判定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両におけるハイドロプレーニング現象の発生を判定するハイドロプレーニング判定装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１において、タイヤトレッドの裏面に加速度センサを備え、加速度センサにてタイヤに加えられる振動を検出すると共に、その振動の検出結果を車体側に伝え、路面状態の推定を行う路面状態推定システムが提案されている。この路面状態推定システムでは、タイヤ回転に伴ってタイヤトレッドのうち加速度センサの配置箇所と対応する部分が路面に接地するときの振動波形が路面状態に応じて変わることに基づいて、路面状態を検出している。具体的には、加速度センサの振動波形に基づいて、深いウェット路、シャーベット状の雪、積雪路、凍結路、浅いウェット路などの路面状態を検出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２４２３０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

路面状態がウェット路である場合において、車速が高くなると、タイヤが水に浮いてしまうハイドロプレーニング現象が発生することがあり、この現象が発生すると車両の安定性を損なうことから、発生したことを検知できるようにすることが望まれる。しかしながら、従来では、車両が走行している路面の路面状態の検出を行っているだけであり、ハイドロプレーニング現象の発生を判定することはできない。

【0005】

本発明は上記点に鑑みて、車両におけるハイドロプレーニング現象の発生を判定することができるハイドロプレーニング判定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】

【0006】

上記目的を達成するため、請求項１に記載のハイドロプレーニング判定装置は、車両に備えられるタイヤ（３）の裏面に取り付けられ、タイヤの振動の大きさに応じた検出信号を出力する振動検出部（１１）と、振動検出部の検出信号に基づいて振動データを生成する信号処理部（１３）と、振動データを送信する送信部（１４）と、を有するタイヤマウントセンサ（１）と、車体側に備えられ、送信部から送信された振動データを受信する受信機（２１）を有する車体側システム（２）と、を備え、車体側システムは、振動データに基づいて路面状態がタイヤと路面との間に水膜が存在するウェット状態であることを判定する状態判定部（Ｓ１１０）と、ウェット状態であることが判定されると、振動データに基づいてハイドロプレーニング現象が発生したことを判定するハイドロプレーニング判定部（Ｓ１２０）と、を有している。

【0007】

このように、タイヤマウントセンサの振動データに基づいて路面状態がウェット状態であることを判定すると、振動データに基づいてハイドロプレーニング現象が発生したことの判定を行うようにしている。例えば、タイヤマウントセンサの接地開始時と接地終了時における振動検出部の検出信号の波形がハイドロプレーニング現象の発生の有無に応じて変化することから、それに基づいてハイドロプレーニング現象が発生したことの判定を行うことができる。これにより、車両におけるハイドロプレーニング現象の発生を判定することができる。

【0008】

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態にかかるハイドロプレーニング判定装置の車両搭載状態でのブロック構成を示した図である。

【図2】ハイドロプレーニング判定装置における情報伝達を示したブロック図である。

【図3】タイヤマウントセンサのブロック図である。

【図4】タイヤマウントセンサが取り付けられたタイヤの断面模式図である。

【図5】タイヤ回転時における加速度センサの出力電圧波形図である。

【図6】ウェット判定処理の詳細を示したフローチャートである。

【図7】ハイドロプレーニング判定処理の詳細を示したフローチャートである。

【図8】車速と判定閾値Ｔｈとの関係を示した図である。

【図9】ハイドロプレーニング判定処理の詳細を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

【0011】

（第１実施形態）
図１〜図８を参照して、本実施形態にかかるハイドロプレーニング判定装置について説明する。本実施形態にかかるハイドロプレーニング判定装置は、車両の各車輪に備えられるタイヤの接地面における振動に基づいて走行中の路面状態を推定し、それに基づいてハイドロプレーニング現象の発生を判定する。

【0012】

図１および図２に示すようにハイドロプレーニング判定装置１００は、車輪側に設けられたタイヤマウントセンサ１と、車体側に備えられた各部を含む車体側システム２とを有する構成とされている。車体側システム２としては、受信機２１、エンジン制御用の電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵという）２２、ブレーキ制御用の電子制御装置（以下、ブレーキＥＣＵという）２３、車両通信装置２４、報知装置２５などが備えられている。

【0013】

ハイドロプレーニング判定装置１００では、タイヤマウントセンサ１にてタイヤ３に加えられる振動データを取得し、その振動データを受信機２１に向けて送信する。そして、受信機２１において、受信した振動データやエンジンＥＣＵ２２およびブレーキＥＣＵ２３から取得する各種情報に基づいて路面状態の判定を行ったり、ハイドロプレーニング現象が発生したことの判定となるハイドロプレーニング判定を行っている。

【0014】

また、本実施形態の場合、ハイドロプレーニング判定装置１００では、受信機２１でハイドロプレーニング現象が発生したと判定されると、報知装置２５に対してその旨を伝え、ハイドロプレーニング現象が発生したことを報知させる。また、ハイドロプレーニング判定装置１００は、ハイドロプレーニング現象が発生したときに、受信機２１よりエンジンＥＣＵ２２やブレーキＥＣＵ２３に対して車両制御を行うための制御信号を出力することで、車両の安定性を向上させるための制御を行う。

【0015】

さらに、受信機２１では、路面状態の判定結果を示す路面データやハイドロプレーニング現象が発生したことを示すデータを車両通信装置２４に伝え、車両通信装置２４を通じて通信センター２００に送っている。逆に、ハイドロプレーニング判定装置１００は、車両通信装置２４を通じて、通信センター２００から路面データやハイドロプレーニング現象が発生した場所であることの情報を取得している。

【0016】

具体的には、タイヤマウントセンサ１および受信機２１は、以下のように構成されている。

【0017】

タイヤマウントセンサ１は、図３に示すように、加速度センサ１１、温度センサ１２、制御部１３、ＲＦ回路１４および電源１５を備えた構成とされ、図４に示されるように、タイヤ３のトレッド３１の裏面側に設けられる。

【0018】

加速度センサ１１は、タイヤに加わる振動を検出するための振動検出部を構成するものである。例えば、加速度センサ１１は、タイヤ３が回転する際にタイヤマウントセンサ１が描く円軌道に対して接する方向、つまり図４中の矢印Ｘで示すタイヤ接線方向の振動に応じた検出信号として、加速度の検出信号を出力する。

【0019】

温度センサ１２は、温度に応じた検出信号を出力するもので、タイヤ３のうちのタイヤマウントセンサ１の取り付け位置の温度を検出することで、走行路面の温度を測定している。

【0020】

制御部１３は、信号処理部に相当する部分であり、加速度センサ１１の検出信号をタイヤ接線方向の振動を表す検出信号として用いて、この検出信号そのもの若しくは検出信号から必要部分を抽出したものを振動データとして、それをＲＦ回路１４に伝える。なお、以下の説明において、タイヤ３のトレッド３１のうち加速度センサ１１の配置箇所と対応する部分が路面接地したときを接地開始時、路面から離れるときを接地終了時という。また、接地開始から接地終了までの間、すなわちタイヤ３のトレッド３１のうち加速度センサ１１の配置箇所と対応する部分が路面接地している区間を接地区間という。本実施形態の場合、加速度センサ１１の配置箇所がタイヤマウントセンサ１の配置箇所とされている。このため、接地開始時、接地終了時および接地区間は、それぞれ、タイヤ３のトレッド３１のうちタイヤマウントセンサ１の配置箇所と対応する部分の接地開始時、接地終了時および接地区間と同意である。

【0021】

加速度センサ１１の検出信号、具体的には加速度センサ１１の出力電圧の変化や検出信号に含まれる高周波成分は、路面状態を表している。また、加速度センサ１１の検出信号は、ハイドロプレーニング現象の発生の有無によっても変化する。このため、制御部１３は、加速度センサ１１の検出信号を路面状態やハイドロプレーニング現象の発生の有無を示す振動データとしてＲＦ回路１４に伝えている。または、制御部１３は、後述するように、検出信号の変化のピークを抽出したり、検出信号から高周波成分を抽出し、この抽出結果を振動データとして用いることもでき、このように必要部分を抽出したデータを振動データとすることでデータ小型化を図ることもできる。

【0022】

また、本実施形態の場合は、温度センサ１２によって走行路面の温度（以下、路面温度という）を測定していることから、制御部１３は、路面温度に関するデータも振動データに含めてＲＦ回路１４に伝えている。

【0023】

このようにして、制御部１３は、加速度センサ１１の検出信号に基づいて振動データを生成し、それをＲＦ回路１４に伝える処理を行う。これにより、ＲＦ回路１４を通じて受信機２１に振動データが伝えられるようになっている。

【0024】

具体的には、制御部１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムに従って上記した処理を行っている。そして、制御部１３は、それらの処理を行う機能部としてデータ生成部１３ａを備えている。

【0025】

例えば、タイヤ回転時における加速度センサ１１の出力電圧波形は例えば図５に示す波形となる。この図に示されるように、タイヤ３の回転に伴ってトレッド３１のうち加速度センサ１１の配置箇所と対応する部分が接地し始めた接地開始時に、加速度センサ１１の出力電圧が極大値をとる。この加速度センサ１１の出力電圧が極大値をとる接地開始時における出力電圧を第１ピーク値という。さらに、図５に示されるように、タイヤ３の回転に伴ってトレッド３１のうち加速度センサ１１の配置箇所と対応する部分が接地していた状態から接地しなくなる接地終了時に、加速度センサ１１の出力電圧が極小値をとる。この加速度センサ１１の出力電圧が極小値をとる接地終了時における出力電圧を第２ピーク値という。第１ピーク値と第２ピーク値は、ピーク時以外における加速度センサ１１の出力電圧の平均値に対して逆方向のピークとして表れるが、ピーク高さの絶対値はほぼ同様となる。

【0026】

加速度センサ１１の出力電圧が上記のようなタイミングでピーク値をとるのは、以下の理由による。すなわち、タイヤ３の回転に伴ってトレッド３１のうち加速度センサ１１の配置箇所と対応する部分が接地する際、加速度センサ１１の近傍においてタイヤ３のうちそれまで略円筒面であった部分が押圧されて平面状に変形する。このときの衝撃を受けることで、加速度センサ１１の出力電圧が第１ピーク値をとる。また、タイヤ３の回転に伴ってトレッド３１のうち加速度センサ１１の配置箇所と対応する部分が接地面から離れる際には、加速度センサ１１の近傍においてタイヤ３は押圧が解放されて平面状から略円筒状に戻る。このタイヤ３の形状が元に戻るときの衝撃を受けることで、加速度センサ１１の出力電圧が第２ピーク値をとる。このようにして、加速度センサ１１の出力電圧が接地開始時と接地終了時でそれぞれ第１、第２ピーク値をとるのである。また、タイヤ３が押圧される際の衝撃の方向と、押圧から開放される際の衝撃の方向は逆方向であるため、出力電圧の符号も逆方向となる。

【0027】

データ生成部１３ａは、上記した加速度センサ１１の出力電圧をそのまま若しくは必要部分を抽出して振動データを作成している。加速度センサ１１の出力電圧から必要部分を抽出する場合には、例えば第１ピーク値および第２ピーク値や接地区間中における高周波レベル、さらに第１ピーク値の前の所定領域における高周波レベルなどを振動データとして作成している。

【0028】

また、上記したように、本実施形態の場合は、温度センサ１２によって走行路面の温度を測定している。これに基づき、データ生成部１３ａは、温度センサ１２の検出信号を入力することで路面温度を取得し、路面温度に関するデータも振動データに含めてＲＦ回路１４に伝えている。

【0029】

また、加速度センサ１１の出力電圧が第２ピーク値をとるタイミングが加速度センサ１１の接地終了時となるため、データ生成部１３ａは、このタイミングでＲＦ回路１４に送信トリガを送っている。これにより、ＲＦ回路１４より、データ生成部１３ａで作成される振動データを受信機２１に向けて送信させている。このように、ＲＦ回路１４によるデータ送信を常に行うのではなく、加速度センサ１１の接地終了時に限定して行うようにしているため、消費電力を低減することが可能となる。

【0030】

ＲＦ回路１４は、データ生成部１３ａから伝えられた振動データを受信機２１に対して送信する送信部を構成するものである。ＲＦ回路１４と受信機２１との間の通信は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの公知の近距離無線通信技術によって実施可能である。振動データを送信するタイミングについては任意であるが、上記したように、本実施形態では、加速度センサ１１の接地終了時にデータ生成部１３ａから送信トリガが送られることでＲＦ回路１４から振動データが送られるようになっている。このように、ＲＦ回路１４によるデータ送信を常に行うのではなく、加速度センサ１１の接地終了時に限定して行うようにしているため、消費電力を低減することが可能となる。

【0031】

また、振動データについては、車両に備えられたタイヤ３毎に予め備えられている車輪の固有識別情報（以下、ＩＤ情報という）と共に送られる。各車輪の位置については、車輪が車両のどの位置に取り付けられているかを検出する周知の車輪位置検出装置によって特定できることから、受信機２１にＩＤ情報と共に振動データを伝えることで、どの車輪のデータであるかが判別可能になる。

【0032】

一方、受信機２１は、タイヤマウントセンサ１より送信された振動データを受信し、振動データに基づいて、路面状態がタイヤ３と路面との間に水膜が存在するウェット状態であることの判定やハイドロプレーニング現象の発生の有無の判定を行っている。そして、受信機２１は、ハイドロプレーニング現象が発生したことを判定すると、報知装置２５に対してその旨の信号を伝え、報知装置２５による報知によってドライバに対してハイドロプレーニング現象の発生を伝える。また、受信機２１は、ハイドロプレーニング現象が発生したことを判定すると、必要に応じてエンジンＥＣＵ２２やブレーキＥＣＵ２３に対して制御信号を伝える。これにより、エンジンＥＣＵ２２がエンジン出力を低下させたり、ブレーキＥＣＵ２３が制動力を低下させるなど、車両運動制御が実行させることで安定性を向上させられる。さらに、受信機２１は、路面状態を示す路面データやハイドロプレーニング現象が発生したことについて、車両通信装置２４を通じて通信センター２００に送っている。この受信機２１で実行される処理の詳細については後述する。

【0033】

エンジンＥＣＵ２２は、エンジン回転数や燃料噴射量の調整などによってエンジン出力の制御を行う駆動力制御装置を構成するものである。エンジンＥＣＵ２２では、エンジン回転数に関する情報を取り扱っている。このエンジンＥＣＵ２２から受信機２１にエンジン回転数の情報が伝えられるようになっている。また、受信機２１においてハイドロプレーニング現象が発生したことが判定されると、エンジンＥＣＵ２２に対して制御信号が送られ、エンジン回転数の制御などによってエンジン出力を低下させる制御が行われる。

【0034】

ブレーキＥＣＵ２３は、様々なブレーキ制御を行う制動制御装置を構成するものである。ブレーキＥＣＵ２３は、ブレーキ液圧制御用のアクチュエータを制御することで、自動的にホイールシリンダ圧を発生させて制動力を発生させたり、ホイールシリンダ圧を低下させて制動力を低下させることができる。また、ブレーキＥＣＵ２３は、各車輪の制動力を独立して制御することもできる。したがって、受信機２１より、ハイドロプレーニング現象が発生したと判定されたときに制御信号が出されると、それに応じて、ハイドロプレーニング現象が発生した車輪の制動力を低下させることが可能となっている。また、ブレーキＥＣＵ２３は、図示しない車輪速度センサの検出信号などに基づいて車輪速度演算や車速演算などを行っており、その演算結果を車輪速度情報や車速情報として受信機２１に伝えている。

【0035】

車両通信装置２４は、路車間通信を行うことができるものであり、例えば道路などに設置されている図示しない通信システムを介して、通信センター２００との情報交換を行う。本実施形態の場合、車両通信装置２４は、受信機２１が取得した路面状態を示す路面データやハイドロプレーニング現象が発生したことについて、自車両の現在位置情報と共に通信センター２００に送信している。また、車両通信装置２４は、通信センター２００から車両の走行予定の道路に関して、路面データやハイドロプレーニング現象が発生したことについてのデータを受信する。後述するように、通信センター２００は、ハイドロプレーニング判定装置１００を備えた多数の車両から路面データやハイドロプレーニング現象が発生したことに関するデータを取得し、そのデータのマッピング、つまり地図データ中の各道路と対応付けした管理を行っている。このため、ハイドロプレーニング判定装置１００は、路面データやハイドロプレーニング現象が発生したことを示すデータを通信センター２００に提供したり、逆に、走行予定の道路について、通信センター２００が管理しているデータを取得したりする。これにより、通信センター２００を通じて、多数の車両間において、路面状態やハイドロプレーニング現象が発生したことに関する情報の共有が行えるようになっている。

【0036】

報知装置２５は、例えばメータ表示器などで構成され、ドライバに対して車両にハイドロプレーニング現象が発生したことを報知する。報知装置２５をメータ表示器で構成する場合、報知装置２５は、ドライバが車両の運転中に視認可能な場所、例えば車両１におけるインストルメントパネル内に設置される。そして、報知装置２５は、受信機２１からハイドロプレーニング現象が発生したことを示す制御信号が伝えられると、その内容が把握できる態様で表示を行うことで、視覚的にドライバに対して危険性を報知する。

【0037】

報知装置２５をブザーや音声案内装置などで構成することもできる。その場合、報知装置２５は、ブザー音や音声案内によって、聴覚的にドライバに対してハイドロプレーニング現象が発生したことを報知することができる。また、視覚的な報知を行う報知装置２５としてメータ表示器を例に挙げたが、ヘッドアップディスプレイなどの情報表示を行う表示器によって報知装置２５を構成しても良い。

【0038】

以上のようにして、本実施形態にかかるハイドロプレーニング判定装置１００が構成されている。なお、車体側システム２を構成する各部が例えばＣＡＮ（Controller Area Networkの略）通信などによる車内ＬＡＮ（Local Area Networkの略）を通じて接続されている。このため、車内ＬＡＮを通じて各部が互いに情報伝達できるようになっている。

【0039】

一方、通信センター２００は、多数の車両に備えられたハイドロプレーニング判定装置１００との通信を行うことで路面データやハイドロプレーニング現象が発生したことに関するデータ収集などを行うと共に収集したデータを車両に提供する事業を行っている。通信センター２００と車両通信装置２４とが直接通信を行える形態とされていても良いが、通信センター２００は道路などの各所に設置された通信システムを通じて車両通信装置２４との通信が可能となっている。

【0040】

本実施形態の場合、通信センター２００は、地図データ中の各道路の場所ごとに、路面データやハイドロプレーニング現象が発生したことを示すデータを収集し、データベースとして管理している。路面状態は時々刻々と変化するため、通信センター２００は、随時、多数の車両のハイドロプレーニング判定装置１００と通信を行い、路面データやハイドロプレーニング現象が発生したことを示すデータの更新を行っている。

【0041】

また、通信センター２００では、ハイドロプレーニング判定装置１００以外からも情報を得ており、その情報を利用して、必要に応じて路面データなどを補正している。例えば、通信センター２００は、天気情報等も収集しており、天気情報等に基づいて路面データなどを補正し、より確かな路面データなどに更新している。具体的には、通信センター２００は、天気情報として降水量や積雪量、凍結路面に関する情報を取得しており、ウェット路面や積雪路面および凍結路面については、それに対応する路面データなどに更新することでより正確な路面データが逐次記憶されるようにしている。

【0042】

そして、通信センター２００は、そのデータベースに管理されているデータをハイドロプレーニング判定装置１００を備えた車両に対して提供している。このとき、通信センター２００では、多数の車両から路面データなどを収集してデータベースを作成していることから、各車両は、自車両の現在位置の路面データなどだけでなく、走行予定の道路の路面データについても取得できる。

【0043】

続いて、本実施形態にかかるハイドロプレーニング判定装置１００の作動について、図６および図７を参照して説明する。なお、図６および図７は、受信機２１が実行するウェット判定処理およびハイドロプレーニング判定処理の詳細を示したフローチャートである。図６に示すウェット判定処理については、例えば図示しないイグニッションスイッチがオンされているときに所定の制御周期毎に実行される。また、図７に示すハイドロプレーニング判定処理については、ウェット判定処理においてウェット路面であると判定されたときに実行される。

【0044】

車両が走行すると、各車輪に備えられたタイヤマウントセンサ１から車両の走行に応じた振動データが送信される。すなわち、各車輪のタイヤマウントセンサ１では、制御部１３にて、加速度センサ１１の検出信号がそのまま用いられるか、若しくは必要部分が抽出されることで振動データが作成され、その振動データが格納されたフレームがＲＦ回路１４を通じて受信機２１に向けて送信される。

【0045】

これに基づいて、車体側に備えられた受信機２１では、図６に示す振動データの授受処理を行う。具体的には、ステップＳ１００においてフレーム受信を行うことで、タイヤマウントセンサ１から振動データを受け取り、ステップＳ１１０において受け取った振動データから路面状態がウェット状態であるか否かを判定を行う。

【0046】

具体的には、受信機２１は、路面状態に応じて振動データが変動することから、振動データから路面状態がウェット状態であることの判定を行う。例えば、特許文献１に開示されているように、振動データに含まれる第１ピーク値の前の所定領域における高周波レベルの大きさから路面状態を検出することができる。すなわち、第１ピーク値の前の所定領域における高周波レベルの大きさをバンドパスフィルタによって抽出した帯域値や温度センサ１２で検出される路面温度等に基づいて、路面状態がウェット状態であることを判定している。この方法については特許文献１において開示されている公知な方法であるため、説明については省略する。

【0047】

なお、路面状態がウェット状態であることの判定については、様々な方法を適用することができ、どのような方法を用いてウェット状態であることの判定を行っても良い。例えば、特開２０１５−１７４６３８号公報に示されるように、接地区間中における加速度センサ１１の検出信号の高周波レベルに基づいて路面状態を判定することもできる。

【0048】

また、受信機２１は、路面状態がウェット状態であると判定したときには、ステップＳ１２０に進んで、さらにハイドロプレーニング現象の発生の有無についてを判定するハイドロプレーニング判定処理を実行する。図７は、このハイドロプレーニング判定処理の詳細を示している。

【0049】

ハイドロプレーニング現象は、路面状態がウェット状態の際に、タイヤが水に浮いてしまうことで車両が安定性を損なう状態になる現象のことである。ハイドロプレーニング現象が発生すると、タイヤ３に路面から加えられる振動が低下し、加速度センサ１１の検出信号における第１ピーク値や第２ピーク値の絶対値がハイドロプレーニング現象が発生していないときと比較して低下する。これに基づき、タイヤマウントセンサ１から送られてきた振動データに含まれる第１ピーク値や第２ピーク値の少なくとも一方を判定閾値Ｔｈと大小比較することで、ハイドロプレーニング現象の発生の有無を判定している。ただし、第１ピーク値や第２ピーク値の絶対値は、車速に応じて変動し、車速が高いほど大きくなる。このため、車速に対応して判定閾値Ｔｈを設定している。

【0050】

例えば、受信機２１には、車速と判定閾値Ｔｈとの関係を示した図８に示すようなマップもしくはその関係式が記憶されている。この関係については、デフォルト値として予め実験などに基づいて求めておいても良いし、走行中に逐次車速との第１ピーク値および第２ピーク値との関係を蓄積していくことで学習するようにしても良い。そして、受信機２１は、ステップＳ２００において、ブレーキＥＣＵ２３から伝えられる車速情報が示す車速に基づいて、その車速に対応する判定閾値Ｔｈを設定する。そして、ステップＳ２１０において、振動データに含まれる第１ピーク値の絶対値が判定閾値Ｔｈより小さいか否かを判定したり、ステップＳ２２０において、振動データに含まれる第２ピーク値の絶対値が判定閾値Ｔｈより小さいか否かを判定する。

【0051】

これにより、ステップＳ２１０、Ｓ２２０のいずれか一方でも肯定判定された場合には、ステップＳ２３０に進んでハイドロプレーニング現象が発生していると判定する。そして、ハイドロプレーニング現象が発生した際の処理として、報知装置２５に対してその旨を伝えると共に、必要に応じてエンジンＥＣＵ２２やブレーキＥＣＵ２３に制御信号を出力する。このようにして、ハイドロプレーニング現象が発生した場合には、報知装置２５を介してユーザにそのことが報知される。したがって、ドライバは報知装置２５による報知に基づいて、車両を減速するなどの適切な対応をとることが可能になる。また、必要に応じて、エンジン出力を低下させたり、制動力を低下させることで、ドライバがハイドロプレーニング現象に対して瞬時に対応できなかったとしても、車両の安定性を向上させることが可能となる。

【0052】

なお、ここでは第１ピーク値と第２ピーク値の絶対値がほぼ等しくなることを想定して、ステップＳ２１０、Ｓ２２０で用いられる判定閾値Ｔｈを同じ値としているが、異なる値であっても良い。その場合、車速と第１ピーク値に対応する判定閾値との関係および車速と第２ピーク値に対応する判定閾値との関係をそれぞれ受信機２１に記憶しておき、車速情報が示す車速に基づいて各判定閾値を設定すれば良い。また、ここではステップＳ２１０、Ｓ２２０のいずれか一方でも肯定判定されるとハイドロプレーニング現象が発生したと判定するようにしているが、両方とも肯定判定された場合にのみハイドロプレーニング現象が発生したと判定しても良い。勿論、ステップＳ２１０、Ｓ２２０の両方の処理を実行する必要はなく、いずれか一方の処理のみを実行してハイドロプレーニング現象の発生の有無について判定しても良い。

【0053】

その後、ステップＳ２４０に進み、車両通信装置２４に対して路面状態がウェット状態であることを示すデータの送信指示を行う。このとき、ステップＳ２３０でハイドロプレーニング現象が発生したと判定されていたのであれば、同時に、ハイドロプレーニング現象が発生したことについても、車両通信装置２４からの送信データに含ませるようにしている。このようにして通信センター２００は、車両から送信された路面状態やハイドロプレーニング現象が発生したことの情報を収集し、地図データの各道路に関して、路面状態やハイドロプレーニング現象が発生したことをデータ化して管理する。そして、通信センター２００からは、管理しているデータが車両に送られることで、車両側は、走行予定の道路に関して、路面状態やハイドロプレーニング現象が発生したという情報を共有することができる。

【0054】

以上説明したように、本実施形態のハイドロプレーニング判定装置１００では、タイヤマウントセンサ１の振動データに基づいて路面状態がウェット状態であることを判定すると、ハイドロプレーニング現象が発生したことの判定を行うようにしている。具体的には、タイヤマウントセンサ１の接地開始時と接地終了時における加速度センサ１１の波形がハイドロプレーニング現象の発生の有無に応じて変化することから、それに基づいてハイドロプレーニング現象が発生したことの判定を行っている。これにより、車両におけるハイドロプレーニング現象の発生を判定することができる。

【0055】

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してハイドロプレーニング現象の発生の判定方法を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0056】

本実施形態では、第１実施形態と同様の構成とされたハイドロプレーニング判定装置１００において、車速や車輪速度およびエンジン回転数に基づいてハイドロプレーニング現象が発生したことを判定する。

【0057】

具体的には、図６のステップＳ１２０で示したハイドロプレーニング判定処理として、図７に示す処理に代えて図９に示す処理を実行する。

【0058】

ハイドロプレーニング現象が発生すると、車輪がスリップした状態になるため、車輪速度の変化量が通常のグリップ状態のときよりも大きくなる。同様に、車輪が空回りする状態になるためエンジン回転数もグリップ状態のときよりも高くなる。このため、ステップＳ３００では、車輪速度の変化量が所定の閾値Ｔｈａを超えているか否かを判定し、ステップＳ３１０では、エンジン回転数の変化量が所定の閾値Ｔｈｂを超えているかを判定する。車輪速度についてはブレーキＥＣＵ２３からの車輪速度情報から得ることができ、エンジン回転数についてはエンジンＥＣＵ２２からのエンジン回転数に関する情報から得ることができる。

【0059】

これにより、ステップＳ３００、Ｓ３１０のいずれか一方でも肯定判定された場合には、ステップＳ３２０に進んでハイドロプレーニング現象が発生していると判定する。そして、図７のステップ２３０と同様に、ハイドロプレーニング現象が発生した際の処理として、報知装置２５に対してその旨を伝えると共に、必要に応じてエンジンＥＣＵ２２やブレーキＥＣＵ２３に制御信号を出力する。このようにして、ハイドロプレーニング現象が発生した場合には、報知装置２５を介してユーザにそのことが報知される。したがって、ドライバは報知装置２５による報知に基づいて、車両を減速するなどの適切な対応をとることが可能になる。また、必要に応じて、エンジン出力を低下させたり、制動力を低下させることで、ドライバがハイドロプレーニング現象に対して瞬時に対応できなかったとしても、車両の安定性を向上させることが可能となる。さらに、ステップＳ３３０に進み、図７のステップ２４０と同様の処理、例えば車両通信装置２４に対して路面状態がウェット状態であることを示すデータの送信指示などを行う。

【0060】

このように、路面状態がウェット状態であると判定された場合に、その後の車輪速度やエンジン回転数の変化量に基づいて、ハイドロプレーニング現象が発生したことを判定することもできる。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0061】

なお、ここでは、車輪速度の変化量を用いているが、車輪のスリップを確認すれば良いため、車速と車輪速度の偏差で表されるスリップ率の変化などによってハイドロプレーニング現象が発生したことを判定するようにしても良い。また、ここではステップＳ３００、Ｓ３１０のいずれか一方でも肯定判定されるとハイドロプレーニング現象が発生したと判定するようにしているが、両方とも肯定判定された場合にのみハイドロプレーニング現象が発生したと判定しても良い。勿論、ステップＳ３００、Ｓ３１０の両方の処理を実行する必要はなく、いずれか一方の処理のみを実行してハイドロプレーニング現象の発生の有無について判定しても良い。

【0062】

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

【0063】

例えば、上記した第１実施形態と第２実施形態は互いに無関係なものではなく、組み合わせることも可能である。例えば、ハイドロプレーニング現象が発生したことの判定として、第１実施形態および第２実施形態で説明した方法を組み合わせることができる。例えば、ステップＳ２００、Ｓ２１０、Ｓ３００、Ｓ３１０の処理がすべて行われるようにし、いずれか１つもしくは複数のステップで肯定判定された場合に、ハイドロプレーニング現象が発生したと判定するようにすることができる。

【0064】

また、上記実施形態の場合、受信機２１にて、ハイドロプレーニング現象が発生したことの判定を行うようにしたり、報知装置２５への報知の指示などを行う制御部としての役割を果たしている。しかしながら、これは一例を示したに過ぎず、受信機２１とは別に制御部を備えても良いし、エンジンＥＣＵ２２やブレーキＥＣＵ２３などの他のＥＣＵを制御部として機能させるようにしても良い。

【0065】

また、上記実施形態においては、振動検出部として加速度センサ１１を例に挙げ、加速度センサ１１の検出信号をハイドロプレーニング現象の発生を判定するために用いている。しかしながら、これも振動検出部の一例を示したにすぎず、加速度センサ１１以外の振動検出を行う装置によって振動検出部を構成することもできる。例えば、印加される振動に応じた出力電圧を検出信号として発生させる圧電素子などによって振動検出部を構成しても良い。

【0066】

さらに、上記実施形態では、ハイドロプレーニング現象が発生したときの車両運動制御の一例としてエンジン出力を低下させたり、制動力を低下させる制御を実行したが、その他の車両運動制御を行うこともできる。例えば、ドライバによるステアリング操作に対して、舵角の変化量を制限するステアリング制御を実行することで、車両がスピンすることを回避するなどの車両運動制御を行うことができる。

【符号の説明】

【0067】

１ タイヤマウントセンサ
２ 車体側システム
１１ 加速度センサ
１３ 制御部
２１ 受信機
２２ エンジンＥＣＵ
２３ ブレーキＥＣＵ
２５ 報知装置
１００ ハイドロプレーニング判定装置
２００ 通信センター

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】