JP4737006B2

JP4737006B2 - 車両の走行状態監視装置

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Publication number: JP4737006B2
Application number: JP2006226577A
Authority: JP
Inventors: 伸彦谷端
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-08-23
Filing date: 2006-08-23
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2026-08-23
Also published as: JP2008049776A

Description

本発明は、タイヤ異常や路面状況悪化などを警告可能とした車両の走行状態監視装置に関する。

従来、タイヤ異常を警告するようにした技術が特許文献１に記載されている。このものでは、ＧＰＳ受信機により車両の移動距離を測定し、且つ、車速センサの出力から車両の移動距離を算出し、両移動距離のずれが基準値を超えたかどうかを判断し、超えたことが所定回数カウントされると、タイヤの摩耗発生やタイヤのスリップ発生といったタイヤに関する異常を報知器により警告させるようにしている。
特開２００２−２２４０号公報

ところで、タイヤのスリップが発生する原因としては、タイヤの摩耗が原因である場合もあるし、凍結や積雪などの路面状況が原因であることもある。しかし、前記上記従来のものでは、一義的に、タイヤも摩耗や、スリップの発生といったタイヤ異常のみを判定するものであり、凍結や積雪などの路面状況について判定できず、路面状況が原因でタイヤがスリップを発生したにも係わらず、タイヤの摩耗を誤判定するおそれがあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイヤ異常と路面状況悪化とを区別して判定できる車両の走行状態監視装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、自車両の絶対的走行変位を割出す絶対的変位割出手段と、自車両の車両状態センサから自車両の理論的走行変位を割出す理論的変位割出手段と、報知手段と、前記絶対的変位割出手段により割出された絶対的走行変位と前記理論的変位割出手段により割出された理論的走行変位との差を検出する変位差検出手段と、自車両位置周辺における走行環境情報を取得する走行環境情報取得手段と、前記変位差検出手段により検出した前記走行変位差が基準値以上であることをもって走行異常を検出する走行異常検出手段と、この走行異常検出手段により前記走行異常が検出されたときに、自車両位置周辺の走行環境情報を取得し、この走行環境情報が特定情報であることを条件に路面状況の悪化発生を判断し、当該特定情報でないことを条件に自車両状態の悪化発生を判断する判断手段と、この判断手段による判断結果を前記報知手段に出力させる警告手段とを備えてなる。

この請求項１の発明によれば、自車両がスリップ又は空回りしたかどうかは、つまり走行異常が発生したかどうかは、走行異常検出手段により、走行変位差が基準値以上となることで検出できる。前記走行変位異常が検出されれば、判断手段が、前記走行環境情報取得手段により自車両位置周辺の走行環境情報を取得し、この走行環境情報が特定情報であるか否かを条件に、路面状況の悪化発生か自車両状態の悪化発生かを判断するから、実際の自車両位置周辺の走行環境情報（路面状況や外気温度などに関する情報）を把握して、路面状況悪化発生か、タイヤ摩耗発生などの自車両状態悪化発生かを正確に判定することができる。そして、警告手段が、この判定結果を前記報知手段に出力させるから、ユーザーは、タイヤ摩耗発生などの自車両状態悪化を知ることができると共に、路面状況悪化が発生した場合には路面状況悪化を知ることができ、よって、タイヤ異常と路面状況悪化とを区別して判定できる。

この場合、自車両位置を検出する自車両位置検出手段と、外部の情報センターとの通信が可能な通信手段とを備え、前記走行環境情報取得手段を、前記自車両位置検出手段により検出された自車両位置周辺における走行環境情報として路面状況に関する情報を前記情報センターから前記通信手段を介して取得する構成とし、前記判断手段を、この路面状況に関する情報が特定情報としての路面凍結情報あるいは積雪情報であることを条件に路面状況の悪化発生を判断し、当該特定情報でないことを条件に自車両状態の悪化発生を判断する構成としても良い（請求項２の発明）。

このようにすると、外部の情報センターから自車両位置周辺の実際の路面状況を認識できて、スリップや空回りといった走行異常が検出されたときに、その走行異常が、路面凍結や積雪などの路面状況に起因するものか、タイヤ摩耗などの自車両状態の悪化発生に起因するものか、正確に判断することができる。

また、外気温度を検出する外気温度センサを備え、前記走行環境情報取得手段を、自車両位置周辺における走行環境情報として前記外気温度センサにより検出された温度情報を取得する構成とし、前記判断手段を、この温度情報が、特定情報としての路面凍結可能温度情報であることを条件に路面状況の悪化発生を判断し、当該特定情報でないことを条件に自車両状態の悪化発生を判断する構成としても良い（請求項３の発明）。

このようにすると、自車両位置周辺の実際の外気温度を認識できて、スリップや空回りといった走行異常が検出されたときに、外気温度が路面凍結可能温度であれば、その走行異常が、路面凍結や積雪などの路面状況に起因するものと判断でき、外気温度が路面凍結可能温度でなければ、タイヤ摩耗などの自車両状態の悪化発生に起因するものであると、正確に判断することができる。

また、前記絶対的変位割出手段が、車両位置検出手段を備えて、絶対的走行変位として絶対的走行距離を割出し、前記理論的変位割出手段が、前記車両状態センサとして車速センサを備えて、この車速センサからの情報に基づき理論的走行変位として理論的走行距離を割出し、前記変位差検出手段が、走行変位差として走行距離差を検出するようにしても良い（請求項４の発明）。

このようにすると、走行変位差を、車両位置検出手段と車速センサとを備えた構成で、検出することが可能となり、構成の簡単化が図れる。
さらに、この場合、前記絶対的変位割出手段が、車両位置検出手段に加えて、ジャイロスコープを備え、このジャイロスコープに基づき絶対的走行変位として絶対的操舵角度を割出し、前記理論的変位割出手段が、前記車両状態センサとして車速センサに加えて、ステアリング操舵角度を検出する操舵角度センサを備え、この操舵角度センサからの情報に基づき理論的走行変位として理論的操舵角度を割出し、前記変位差検出手段が、走行変位差として、前記走行距離差を検出することに加え、前記絶対的操舵角度と前記理論的操舵角度とから操舵角度差を検出し、前記走行異常検出手段が、前記走行距離差及び前記操舵角度差が基準値以上であることをもって走行異常を検出するようにしても良い（請求項５の発明）。

このようにすると、走行変位差として、走行距離差に加えて操舵角度差を検出し、走行異常検出手段が、その走行距離差及び操舵角度差の両者が基準値以上であることをもって走行異常を検出するから、スリップや空回りといった走行異常をさらに確実に検出することができ、この結果、路面状況の悪化発生か自車両状態の悪化発生かをさらに確実に判断できる。

また、前記走行異常検出手段により前記走行異常が検出され且つ前記走行環境情報が特定情報でないことが所定回数継続したときに、自車両状態の悪化発生と判断し、所定回数継続しないうちは、走行環境以外の要素に起因する路面状況悪化発生であると判断するようにしても良い（請求項６の発明）。

走行異常が検出された場合、その走行異常の原因としては、タイヤ摩耗などの自車両状態悪化か、路面状況の悪化発生かを判断できるものであるが、路面状況の悪化には、凍結などの路面状況悪化の場合以外にも、走行環境以外の要素（工事などにおける砂地とか砂利道とか）の場合もある。前記タイヤ摩耗などの自車両状態悪化による走行異常は継続的に発生し、砂地とか砂利道を走行することによる走行異常は単発的に発生する。

しかるに、上記請求項６の発明によれば、走行異常が検出され且つ走行環境情報が特定情報でないことが所定回数継続したときに、自車両状態の悪化発生と判断し、所定回数継続しないうちは、走行環境以外の要素に起因する路面状況悪化発生であると判断するから、路面凍結や路面積雪や路面凍結可能温度などの走行環境状況以外に、工事などにおける砂地や砂利道などの路面悪化発生も検出できる。

以下、本発明の第１実施例について図１及び図２を参照して説明する。図１は、車両の走行状態監視装置の電気的構成を示す機能ブロック図である。走行状態監視装置１は、マイコンを主体として構成された制御回路（絶対的変位割出手段、理論的変位割出手段、変位差検出手段、走行環境情報取得手段、走行異常検出手段、判断手段、警告手段）２、自車両の現在位置を検出するための位置検出器（自車両位置検出手段）３、地図データ入力器４、操作スイッチ群５、外部メモリ６、カラー液晶ディスプレイ等からなる表示装置（報知手段）７、スピーカー（報知手段）８、及び例えばＶＩＣＳ（登録商標）センターや種々の情報提供サーバなどの、外部の情報センター１７との間で無線通信によりデータの送受信を行う外部情報入出力装置（通信手段）９、車速パルス入力器（車両状態センサ、車速センサ）１０、操舵角度入力器（車両状態センサ、操舵角度センサ）１１、外気温度センサ１２から構成されている。

位置検出器３は、車両の回転角速度を検出するジャイロスコープ１３、人工衛星からの送信電波に基づいて車両の現在位置を検出（測位）するＧＰＳ（Global Positioning System）のためのＧＰＳ受信機１５、走行距離を検出する距離センサ１６を有している。各センサ１３、１５、１６は、それぞれ性質の異なる誤差を有している。このため、制御回路２は、各センサ１３、１５、１６の検出値を補間しながら用いることにより、車両の現在位置、進行方向、速度、走行距離、現在時刻等を高精度で検出するようになっている。

地図データ入力器４は、道路地図データ、目印データ、マップマッチング用データ、目的地データ（施設データベース）、交通情報を道路データに変換するためのテーブルデータなどの各種データを記録した地図データ記録メディアからデータを読み出すためのドライブ装置により構成されている。

入力手段である操作スイッチ群５は、表示装置７の画面の近傍に設けられたメカニカルスイッチや、表示装置７の画面上に設けられるタッチパネル、リモコンなどを含んで構成されている。
前記車速パルス入力器１０は、車輪の回転速度に応じたパルスを発生して制御回路２に入力するものである。前記操舵角度入力器１１はステアリング操舵角度を検出する。また、外気温度センサ１２は自車周辺の外気温度を検出する。

制御回路２を構成するマイコンは、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等）、Ｉ／Ｏなどを備えている。ＣＰＵがＲＯＭ（またはフラッシュメモリ）に記憶されたプログラムを実行することにより、制御回路２は、絶対的変位割出手段、理論的変位割出手段、変位差検出手段、走行環境情報取得手段、走行異常検出手段、判断手段、警告手段として機能する。

さて、上記制御回路２における上記各機能を図２のフローチャートに基づいて説明する。制御回路２は、自車両の走行時においては、図２のフローチャートに示す制御を実行する。ステップＳ１では、位置検出器３による自車両位置検出データを取得して、そのデータ履歴から自車両の絶対的走行距離（絶対的走行変位）を割出す（絶対的変位割出手段）。

ステップＳ２では、車速パルス入力器１０から回転速度を取得し、この回転速度と、前記絶対的走行距離に対応した時間とで、自車両の理論的走行距離（理論的走行変位）を割出す（理論的変位割出手段）。タイヤがスリップしたり、空回りしたりすると、理論的走行距離は絶対的走行距離より長くなる。

ステップＳ３では、前記絶対的走行距離と理論的走行距離との走行距離差を検出する（変位差検出手段）。
ステップＳ４では、ジャイロスコープ１３から車両操舵角度を取り込み、絶対的操舵角度を割出す（絶対的変位割出手段）。ステップＳ５では、操舵角度入力器１１からの操舵角度検出信号を取得して、前記絶対的操舵角度が基準角度となったときの理論的操舵角度を割出す（理論的走行変位割出手段）。ステップＳ６では、前記絶対的操舵角度と前記理論的操舵角度との操舵角度差を検出する（変位差検出手段）。

ステップＳ７では、前記ステップＳ３で検出した走行距離差とステップＳ６で検出した操舵角度差とが、それぞれ予め設定された基準値以上であるか否かを判断し、以上であればステップＳ８で走行異常があることを検出する（走行異常検出手段）。

そして、ステップＳ９では、自車両位置周辺の走行環境情報を外部情報入出力装置９を介して情報センター１７から取得する（走行環境情報取得手段）。この場合、位置検出器３から取得した自車両位置情報を情報センター１７に送信し、情報センター１７は走行環境情報としてこの自車両位置周辺の路面状況に関する情報を制御回路２に送信する。この路面状況に関する情報（走行路面情報）としては、路面乾燥、路面湿潤、路面凍結、路面積雪などの情報があり、そのうち、路面凍結及び路面積雪が特定情報に相当する。また、この場合、この走行路面情報としては、天候の情報も取得するようにしており、晴天、雨量小の降雨、雨量大の降雨、降雪、吹雪などの情報があり、そのうち、降雪、吹雪が特定情報に相当する。

ステップＳ１０では、走行路面情報が前記特定情報である路面凍結（路面凍結情報）、路面積雪（積雪情報）、降雪（積雪情報）、吹雪（積雪情報）のいずれかに該当するか否かを判断し（判断手段）、該当すれば、ステップＳ１１で、路面凍結、路面積雪、降雪、吹雪のいずれかによる路面状況悪化発生を判断する。そしてステップＳ１２で、その旨を表示装置７に表示（報知）させると共に、スピーカー８に音声出力（報知）させる（警告手段）。

前記ステップＳ１０で、走行路面情報が前記特定情報である路面凍結、路面積雪、降雪、吹雪のいずれかにも該当しなければ（「ＮＯ」）、ステップＳ１３で外気温度センサ１２により検出された温度情報を取得する。そしてステップＳ１４でこの温度情報が、特定情報としての路面凍結可能温度情報（例えば２℃以下の温度情報）であるか否かを判断し（判断手段）、路面凍結可能温度情報であれば（「ＹＥＳ」）、前述のステップＳ１２にて前記警告を実行する。

前記ステップＳ１４で、温度情報が路面凍結可能温度情報でなければ（「ＮＯ」）、ステップＳ１５に移行して、ステップＳ１〜ステップＳ１０「ＮＯ」〜ステップＳ１３〜ステップＳ１４「ＮＯ」を通るルーチン、つまり、走行異常が検出され且つ前記走行環境情報が特定情報でないことが、所定回数継続したか否かを判断し、所定回数継続したことが判断されると（「ＹＥＳ」）、ステップＳ１６で、自車両状態の悪化、つまりタイヤ摩耗大、あるいは空気圧異常などのタイヤ異常発生と判断し、ステップＳ１７で、その旨を表示装置７に表示（報知）させると共に、スピーカー８に音声出力（報知）させる（警告手段）。

上記ステップＳ１５において、所定回数継続していないと判断されると、ステップＳ１８で、走行環境以外の要素（工事などにおける砂地とか砂利道など）に起因する路面状況悪化発生と判断して、ステップＳ１９で、その旨を表示装置７に表示（報知）させると共に、スピーカー８に音声出力（報知）させる（警告手段）。

このような本実施例によれば、自車両がスリップ又は空回りしたかどうかは、つまり走行異常が発生したかどうかは、走行変位差（走行距離差、操舵角度差）が基準値以上となることで検出できる。そして、走行変位異常が検出されれば、自車両位置周辺の走行環境情報（路面情報や天候情報や外気温度情報）を取得し、この走行環境情報が特定情報であるか否かを条件に、路面状況の悪化発生か自車両状態の悪化発生かを判断するから、実際の自車両位置周辺の走行環境情報を把握して、路面状況悪化発生か、タイヤ摩耗発生及び空気圧異常などのタイヤ異常といった自車両状態悪化発生かを正確に判定することができ、よって、タイヤ異常と路面状況悪化とを区別して判定できる。

さらに、この判定結果を前記報知手段に出力させて警告するから、ユーザーは、タイヤ摩耗発生などの自車両状態悪化を知ることができると共に、路面状況悪化が発生した場合には路面状況悪化を知ることができる。

また、本実施例によれば、自車両位置を検出する位置検出器３と、外部の情報センター１７との通信が可能な外部情報入出力装置９とを備え、位置検出器３により検出された自車両位置周辺における走行環境情報として路面状況に関する情報を前記情報センター１７から前記外部情報入出力装置９を介して取得し、この路面状況に関する情報が特定情報としての路面凍結情報あるいは積雪情報であることを条件に路面状況の悪化発生を判断し、当該特定情報でないことを条件に自車両状態の悪化発生を判断するようにした。

これにより、外部の情報センター１７から自車両位置周辺の実際の路面状況を認識できて、スリップや空回りといった走行異常が検出されたときに、その走行異常が、路面凍結や積雪などの路面状況に起因するものか、タイヤ摩耗などの自車両状態の悪化発生に起因するものか、正確に判断することができる。

また、本実施例によれば、外気温度を検出する外気温度センサ１２を備え、自車両位置周辺における走行環境情報として前記外気温度センサ１２により検出された温度情報を取得し、この温度情報が、特定情報としての路面凍結可能温度情報であることを条件に路面状況の悪化発生を判断し、当該特定情報でないことを条件に自車両状態の悪化発生を判断するようにした。これによれば、自車両位置周辺の実際の外気温度を認識できて、スリップや空回りといった走行異常が検出されたときに、外気温度が路面凍結可能温度であれば、その走行異常が、路面凍結や積雪などの路面状況に起因するものと判断でき、外気温度が路面凍結可能温度でなければ、タイヤ摩耗などの自車両状態の悪化発生に起因するものであると、正確に判断することができる。

また、本実施例によれば、位置検出器３を備え、絶対的走行変位として絶対的走行距離を割出し、前記車両状態センサとして車速センサである車速パルス入力器１０を備え、この車速パルス入力器１０からの情報に基づき理論的走行変位として理論的走行距離を割出し、走行変位差として走行距離差を検出するようにした。これにより、走行変位差を、位置検出器３と車速パルス入力器１０とを備えた構成で、検出することが可能となり、構成の簡単化が図れる。

さらに、本実施例によれば、位置検出器３に加えて、ジャイロスコープ１３を備え、このジャイロスコープ１３に基づき絶対的走行変位として絶対的操舵角度を割出し、前記車両状態センサとして車速パルス入力器１０に加えて、ステアリング操舵角度を検出する操舵角度センサたる操舵角度入力器１１を備え、この操舵角度入力器１１からの情報に基づき理論的走行変位として理論的操舵角度を割出し、走行変位差として、前記走行距離差を検出することに加え、前記絶対的操舵角度と前記理論的操舵角度とから操舵角度差を検出し、前記走行距離差及び前記操舵角度差が基準値以上であることをもって走行異常を検出するようにした。

これにより、走行変位差として、走行距離差に加えて操舵角度差を検出し、走行異常検出手段が、その走行距離差及び操舵角度差の両者が基準値以上であることをもって走行異常を検出するから、スリップや空回りといった走行異常をさらに確実に検出することができ、この結果、路面状況の悪化発生か自車両状態の悪化発生かをさらに確実に判断できる。

また、本実施例によれば、前記走行異常が検出され且つ前記走行環境情報が特定情報でないことが所定回数継続したときに、自車両状態の悪化発生と判断し、所定回数継続しないうちは、走行環境以外の要素に起因する路面状況悪化発生であると判断するようにした。これにより、路面凍結や路面積雪や路面凍結可能温度などの走行環境状況以外に、工事などにおける砂地や砂利道などの路面悪化発生も検出できる。

本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、種々変更して実施できる。例えば、ユーザー（ドライバ）に対する警告は、表示装置７による表示、スピーカー８による音声出力のいずれか一方により行っても良い。また走行環境情報の情報源としては情報センター１７と外気温度センサ１２とのいずれか一つでも良い。

本発明の一実施例を示す車両の走行状態監視装置の電気的構成の機能ブロック図制御内容を示すフローチャート

符号の説明

図面中、１は走行状態監視装置、２は制御回路（絶対的変位割出手段、理論的変位割出手段、変位差検出手段、走行環境情報取得手段、走行異常検出手段、判断手段、警告手段）、３は位置検出器（自車両位置検出手段）、７は表示装置（報知手段）、８はスピーカー（報知手段）、９は外部情報入出力装置（通信手段）、１０は車速パルス入力器（車速センサ、車両状態センサ）、１１は操舵角度入力器（操舵角度センサ、車両状態センサ）、１２は外気温度センサ、１７は情報センターを示す。

Claims

自車両の絶対的走行変位を割出す絶対的変位割出手段と、
自車両の車両状態センサから自車両の理論的走行変位を割出す理論的変位割出手段と、
報知手段と、
前記絶対的変位割出手段により割出された絶対的走行変位と前記理論的変位割出手段により割出された理論的走行変位との差を検出する変位差検出手段と、
自車両位置周辺における走行環境情報を取得する走行環境情報取得手段と、
前記変位差検出手段により検出した前記走行変位差が基準値以上であることをもって走行異常を検出する走行異常検出手段と、
この走行異常検出手段により前記走行異常が検出されたときに、自車両位置周辺の走行環境情報を取得し、この走行環境情報が特定情報であることを条件に路面状況の悪化発生を判断し、当該特定情報でないことを条件に自車両状態の悪化発生を判断する判断手段と、
この判断手段による判断結果を前記報知手段に出力させる警告手段と
を備えてなる車両の走行状態監視装置。
請求項１に記載の車両の走行状態監視装置において、
自車両位置を検出する自車両位置検出手段と、
外部の情報センターとの通信が可能な通信手段とを備え、
前記走行環境情報取得手段は、前記自車両位置検出手段により検出された自車両位置周辺における走行環境情報として路面状況に関する情報を前記情報センターから前記通信手段を介して取得し、
前記判断手段は、この路面状況に関する情報が、特定情報としての路面凍結情報あるいは積雪情報であることを条件に路面状況の悪化発生を判断し、当該特定情報でないことを条件に自車両状態の悪化発生を判断することを特徴とする車両の走行状態監視装置。
請求項１に記載の車両の走行状態監視装置において、
外気温度を検出する外気温度センサを備え、
前記走行環境情報取得手段は、自車両位置周辺における走行環境情報として前記外気温度センサにより検出された温度情報を取得し、
前記判断手段は、この温度情報が、特定情報としての路面凍結可能温度情報であることを条件に路面状況の悪化発生を判断し、当該特定情報でないことを条件に自車両状態の悪化発生を判断することを特徴とする車両の走行状態監視装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の車両の走行状態監視装置において、
前記絶対的変位割出手段は、車両位置検出手段を備えて、絶対的走行変位として絶対的走行距離を割出し、
前記理論的変位割出手段は、前記車両状態センサとして車速センサを備えて、この車速センサからの情報に基づき理論的走行変位として理論的走行距離を割出し、
前記変位差検出手段は走行変位差として走行距離差を検出することを特徴とする車両の走行状態監視装置。
請求項４に記載の車両の走行状態監視装置において、
前記絶対的変位割出手段は、車両位置検出手段に加えて、ジャイロスコープを備え、このジャイロスコープに基づき絶対的走行変位として絶対的操舵角度を割出し、
前記理論的変位割出手段は、前記車両状態センサとして車速センサに加えて、ステアリング操舵角度を検出する操舵角度センサを備え、この操舵角度センサに基づき理論的走行変位として理論的操舵角度を割出し、
前記変位差検出手段は、走行変位差として、前記走行距離差を検出することに加え、前記絶対的操舵角度と前記理論的操舵角度とから操舵角度差を検出し、
前記走行異常検出手段は、前記走行距離差及び前記操舵角度差が基準値以上であることをもって走行異常を検出することを特徴とする車両の走行状態監視装置。
請求項１ないし５のいずれかに記載の車両の走行状態監視装置において、
前記走行異常検出手段により前記走行異常が検出され且つ前記走行環境情報が特定情報でないことが所定回数継続したときに、自車両状態の悪化発生と判断し、所定回数継続しないうちは、走行環境以外の要素に起因する路面状況悪化発生であると判断することを特徴とする車両の走行状態監視装置。