(57)【要約】【課題】設備負担の増大を回避しつつ、降雨方向を推定することが可能な車両用降雨方向推定装置を提供すること。【解決手段】車両における複数のドアハンドルに設置された複数の静電容量型タッチセンサーであって、物体の接触又は接近を電圧変化として出力する複数の静電容量型タッチセンサーと、前記複数の静電容量型タッチセンサーにおける電圧変化量に基づいて降雨方向を推定する降雨方向推定手段と、を備える車両用降雨方向推定装置。【選択図】図１
2010188822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両における複数のドアハンドルに設置された複数の静電容量型タッチセンサーであって、物体の接触又は接近を電圧変化として出力する複数の静電容量型タッチセンサーと、
前記複数の静電容量型タッチセンサーにおける電圧変化量に基づいて降雨方向を推定する降雨方向推定手段と、
を備える車両用降雨方向推定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の降雨方向推定装置と、
運転者の視界補助を行なう視界補助手段と、を備え、
前記視界補助手段は、前記降雨方向推定手段により推定された降雨方向に関する作動程度が大きくなるように運転者の視界補助を行なうことを特徴とする、
車両用運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載センサーの出力に基づいて降雨方向を推定する車両用降雨方向推定装置、及びその推定結果に基づいて運転者の視界補助を行なう車両用運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、風向き等によって変動する雨の到来方向を車載センサーの出力に基づいて推定し、推定した雨の到来方向に向けてカメラやレーダー装置を作動させて、運転者の視界補助を行なう技術について研究が進められている。
【０００３】
これに関連し、光学的手法によりウインドウガラスの濡れ状態を検出する装置についての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、送信器が発した光を受信器で検出し、ウインドウガラスが濡れているときの受信光の低下によってウインドウガラスの濡れ状態を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５０４９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の装置では、雨の到来方向（降雨方向）を推定するのが困難である。仮に車両のフロントウインドシールド（ガラス）やサイドウインドシールドにそれぞれ上記従来の装置を配設したとすると、コストや重量、消費電力の増加が大きくなる。また、通常パワーウインドウのように昇降可能な構造とされるサイドウインドシールドに、上記従来の装置を設置すること自体が困難である。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、設備負担の増大を回避しつつ、降雨方向を推定することが可能な車両用降雨方向推定装置、及びその推定結果を利用して適切に運転者の視界補助を行なうことが可能な車両用運転支援装置を提供することを、主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、
車両における複数のドアハンドルに設置された複数の静電容量型タッチセンサーであって、物体の接触又は接近を電圧変化として出力する複数の静電容量型タッチセンサーと、
前記複数の静電容量型タッチセンサーにおける電圧変化量に基づいて降雨方向を推定する降雨方向推定手段と、
を備える車両用降雨方向推定装置である。
【０００８】
この本発明の第１の態様によれば、設備負担の増大を回避しつつ、降雨方向を推定することができる。
【０００９】
なお、本発明の第１の態様において、
前記降雨方向推定手段は、前記複数の静電容量型タッチセンサーにおける電圧変化量が大きい側から雨が到来していると推定する手段であるものとしてもよい。
【００１０】
本発明の第２の態様は、
本発明の第１の態様の降雨方向推定装置と、
運転者の視界補助を行なう視界補助手段と、を備え、
前記視界補助手段は、前記降雨方向推定手段により推定された降雨方向に関する作動程度が大きくなるように運転者の視界補助を行なうことを特徴とする、
車両用運転支援装置である。
【００１１】
この本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様の降雨方向推定装置による推定結果を利用して適切に運転者の視界補助を行なうことができる。
【００１２】
ここで、「降雨方向推定手段により推定された降雨方向に関する作動程度が大きくなるように」とは、降雨方向推定手段により推定された降雨方向に関する運転者の視界補助のみを行なうものであってもよいし、例えば赤外線カメラ等で撮像した画像を表示する場合は、降雨方向推定手段により推定された降雨方向を撮像した画像を強調・拡大表示等するものであってもよい。また、レーダー装置で障害物検知を行なう場合は、降雨方向推定手段により推定された降雨方向に関する出力を増加させて広範囲に障害物検知を行なってよいし、降雨方向推定手段により推定された降雨方向に関して警報を行なう閾値を低下させてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、設備負担の増大を回避しつつ、降雨方向を推定することが可能な車両用降雨方向推定装置、及びその推定結果を利用して適切に運転者の視界補助を行なうことが可能な車両用運転支援装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例に係る車両用運転支援装置１のシステム構成例である。
【図２】スマートドアハンドル１２、１４、１６、１８の外観構成図である。
【図３】スマートドアハンドル１２、１４、１６、１８の内部構成を示す分解図である。
【図４】容量検出用回路Ｈの回路構成例である。
【図５】ロック用センサーＡに人の指が触れた前後における電極Ｅの電圧変動、及び容量検出用回路Ｈの出力変動を示すタイミングチャートである。
【図６】視界補助装置３０のシステム構成例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の一実施例に係る車両用降雨方向推定装置、及びこれを利用する車両用運転支援装置について説明する。図１は、本発明の一実施例に係る車両用運転支援装置１のシステム構成例である。車両用運転支援装置１は、主要な構成として、車両用降雨方向推定装置１０と、視界補助装置３０と、を備える。
【００１７】
＜車両用降雨方向推定装置＞
（構成及び基本機能）
図１に示す如く、車両用降雨方向推定装置１０は、各ドアに配設されたスマートドアハンドル１２、１４、１６、１８と、スマートエントリーシステム用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、を備える。スマートドアハンドル１２は運転席用ドアに、スマートドアハンドル１４は助手席側ドアに、スマートドアハンドル１６は後部座席右側ドアに、スマートドアハンドル１８が後部座席左側ドアに配設されている。
【００１８】
図２は、スマートドアハンドル１２、１４、１６、１８の外観構成図である。図２（Ａ）は各スマートドアハンドルの上面視であり、図２（Ｂ）は、各スマートドアハンドルの側面視である。なお、図２〜５においては、各スマートドアハンドルを区別せずに説明する。各スマートドアハンドルは、ロック用センサーＡ、Ｂと、アンロック用センサーＣと、を備える。
【００１９】
図３は、スマートドアハンドル１２、１４、１６、１８の内部構成を示す分解図である。各スマートドアハンドルは、電極保持カバーＤを有し、その内部にロック用センサー電極Ｅ、Ｆ、アンロック用センサー電極Ｇ、容量検出用回路Ｈ、及び電極保持部品Ｉが内蔵される。
【００２０】
電極保持カバーＤは、例えば樹脂によって形成され、ロック用センサー電極Ｅ、Ｆ、及びアンロック用センサー電極Ｇ（以下、必要に応じて各電極と称する）を保護している。電極保持部品Ｉは、各電極を所定の位置に保持するための部材である。
【００２１】
図４は、容量検出用回路Ｈの回路構成例である。容量検出用回路Ｈは、負荷抵抗Ｊと、発振器Ｋと、検出ダイオードＬと、ローパスフィルタＭとを有する。なお、これらの構成は、各電極のそれぞれに対応して存在する。発振器Ｋは、例えばサイン波（電圧変動波）を発生させ、電極側に提供する。検出ダイオードＬ及びローパスフィルタＭは、電極における電圧の振れ幅を検出して外部に出力するための構成である。
【００２２】
ロック用センサーＡ、Ｂ、及びアンロック用センサーＣによる接触検出ないし接近検出は、物体が各電極に接触ないし接近したことに起因する各電極と物体の間の静電結合（コンデンサ）容量を検出することにより行われる。
【００２３】
図５は、ロック用センサーＡに人の指が触れた前後における電極Ｅの電圧変動（図４ではＶｃの変動）及び容量検出用回路Ｈの出力変動（図４ではＶｏｕｔの変動）を示すタイミングチャートである。なお、ロック用センサーＡは単に例示であり、ロック用センサーＢ、又はアンロック用センサーＣについても同様である。図示する如く、人の指がロック用センサーＡに触れると（図中、区間（１））、電極Ｅと人の指の間に静電結合容量が生じ、電極Ｅの電圧変動を妨げる作用が生じる。従って、電極Ｅにおける電圧の振れ幅は小さくなり、容量検出用回路Ｈの出力ＯｕｔＡ（ロック用センサーＡに関する出力を意味する）が低下する。
【００２４】
スマートエントリーシステム用ＥＣＵ２０は、係る容量検出用回路Ｈの出力低下ΔＯｕｔＡ（所定電圧から出力ＯｕｔＡを差し引いた値）を所定の閾値Ｘと比較することにより、人がロック用センサーＡ、Ｂ、及びアンロック用センサーＣのいずれかに接触したか否かを判定している。すなわち、出力低下ΔＯｕｔＡが閾値Ｘ以上であれば人がロック用センサーＡに接触したと判定し、出力低下ΔＯｕｔＢが閾値Ｘ以上であれば人がロック用センサーＢに接触したと判定し、出力低下ΔＯｕｔＣが閾値Ｘ以上であれば人がアンロック用センサーＣに接触したと判定する。
【００２５】
なお、スマートエントリーシステム用ＥＣＵ２０は、例えば、ＣＰＵを中心としてＲＯＭやＲＡＭ等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピューターであり、その他、各種記憶装置やＩ／Ｏポート、タイマー、カウンター等を備える。
【００２６】
ここで、スマートエントリーシステム用ＥＣＵ２０の本来の機能について簡単に説明する。スマートエントリーシステム用ＥＣＵ２０には、電子キーとして構成されるスマートキーを検出するための検出装置（車外用送受信機及び車室内用送受信機を含む）が接続されている。車外用送受信機は、例えば車外からドアがロックされてからアンロックされるまでの間、すなわち、駐車時に定期的にリクエスト信号を発信する。スマートキーは、車外用送受信機から受信したリクエスト信号に応答して微弱電波（応答信号）を発する。車外用送受信機は、応答信号に含まれるユーザーＩＤ等の情報をスマートエントリーシステム用ＥＣＵ２０に出力する。スマートエントリーシステム用ＥＣＵ２０では、車外用送受信機から入力されたユーザーＩＤをイモビライザーシステムに送信して照合を得た場合に、アンロック用センサーＣによる車両ドアのアンロックを許可する。すなわち、アンロック用センサーＣに人の指が触れたときにボデー系の制御装置にアンロックを要求する信号を出力する。また、他の条件が成立した場合に車両ドアのロックを許可する。すなわち、ロック用センサーＡ及び／又はＢに人の指が触れたときにボデー系の制御装置にロックを要求する信号を出力する。
【００２７】
このように、車両用降雨方向推定装置１０が備える各構成要素は、車両ドアのロック及びアンロックを電子的に行なうという本来の機能を有する。従って、以下で説明するような降雨方向推定機能を追加したとしても、ハードウエア上の追加部品は不要である。従って、設備負担の増大を回避することができる。
【００２８】
（特徴的な処理）
スマートエントリーシステム用ＥＣＵ２０は、容量検出用回路Ｈの出力低下に基づいて降雨方向を推定し、視界補助装置３０に出力している。雨がロック用センサーＡ、Ｂ、及びアンロック用センサーＣに接触ないし接近すると、人体ほどではないが電極と雨の間に静電結合容量が生じ、容量検出用回路Ｈの出力が低下することを利用する。
【００２９】
以下、これについて説明する。なお、以下の説明ではスマートドアハンドル１２、１４、１６、１８を区別する。
【００３０】
スマートエントリーシステム用ＥＣＵ２０は、例えば、スマートドアハンドル１２に取り付けられた容量検出用回路Ｈの出力低下ΔＯｕｔ１２Ａと、スマートドアハンドル１４に取り付けられた容量検出用回路Ｈの出力低下ΔＯｕｔ１４Ａを比較することにより、左右のいずれの方向から雨が到来しているかを推定する。
【００３１】
ここで、各ロック用センサーＡに関する出力を採用したのは、上向き且つ外向きに取り付けられた各ロック用センサーＡが降雨推定に好適だからであるが、ロック用センサーＢやアンロック用センサーＣに関する出力を採用、又は加味しても構わない。
【００３２】
また、スマートドアハンドル１６に取り付けられた容量検出用回路Ｈの出力低下ΔＯｕｔ１６Ａと、スマートドアハンドル１８に取り付けられた容量検出用回路Ｈの出力低下ΔＯｕｔ１８Ａを比較して左右のいずれの方向から雨が到来しているかを推定してもよいし、出力低下ΔＯｕｔ１２Ａ、ΔＯｕｔ１２Ｂ、ΔＯｕｔ１２Ｃ、ΔＯｕｔ１２Ｄの全てを考慮して前後左右方向における降雨方向を推定してもよい。
【００３３】
より具体的には、例えば、出力低下ΔＯｕｔ１２ＡからΔＯｕｔ１４Ａを差し引いた値が閾値Ｙ（Ｙ＞０）以上であれば、運転席側、すなわち車両の右方向から雨が到来していると判定する。また、出力低下ΔＯｕｔ１２ＡからΔＯｕｔ１４Ａを差し引いた値が閾値−Ｙ以下であれば、助手席側、すなわち車両の左方向から雨が到来していると判定する。出力低下ΔＯｕｔ１２ＡからΔＯｕｔ１４Ａを差し引いた値が閾値Ｙと閾値−Ｙの間であれば、車両の正面方向から雨が到来していると判定する。
【００３４】
係る判定は、車両の右側から雨が到来している場合、車両の右側に取り付けられたスマートドアハンドル１２には直接雨が降りかかるが、車両の左に取り付けられたスマートドアハンドル１４には直接雨が降りかかるのを車体が妨げることに基づく。直接雨が降りかかったスマートドアハンドルには多くの雨粒が接触ないし接近するため、容量検出用回路Ｈの出力低下が大きくなるのである。車両の左側から雨が到来している場合はその逆が成立する。従って、係る手法により、降雨方向を適切に推定することができる。
【００３５】
なお、上記は簡易な推定手法の例であり、出力低下ΔＯｕｔ１２ＡからΔＯｕｔ１４Ａを差し引いた値をより段階的に閾値と比較し、降雨方向の偏り（例えば、強い勢いで右方向から雨が到来、やや右方向から雨が到来、等と段階的に区別する）を出力してもよい。
【００３６】
更に、スマートエントリーシステム用ＥＣＵ２０は、出力低下ΔＯｕｔ１２Ａ、出力低下ΔＯｕｔ１２Ｂ、出力低下ΔＯｕｔ１２Ｃ、出力低下ΔＯｕｔ１２Ｄの平均値、最大値、最小値等を所定の閾値Ｚと比較することにより、降雨の有無を推定してもよい。
【００３７】
以上説明した本実施例の車両用降雨方向推定装置１０によれば、設備負担の増大を回避しつつ、降雨方向を推定することができる。
【００３８】
＜視界補助装置＞
図６は、視界補助装置３０のシステム構成例である。視界補助装置３０は、例えば、車両の右側方（斜め右前方をいう）に向けて設置された近赤外線投射装置３２と、車両の左側方（斜め左前方をいう）に向けて設置された３４と、車両の右側方を光軸とする近赤外線カメラ３６と、車両の左側方を光軸とする近赤外線カメラ３８と、ＨＵＤ（Head Up Display）４０と、ブザーやスピーカー等の警報出力装置４２と、視界補助用ＥＣＵ４４とを有する。
【００３９】
近赤外線投射装置３２、３４は、例えばハロゲンランプと可視光カットフィルタを備え、８００〜１０００［ｎｍ］程度の波長域の近赤外光を車両前側方に投射する。
【００４０】
近赤外線カメラ３６、３８は、例えば、感度分布を近赤外線まで拡張したＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を利用したカメラである。必要に応じて可視光を遮断する赤外線フィルタやレンズ等が用いられる。近赤外線カメラ３６、３８は、それぞれ車両の右側方、左側方における一定範囲の領域を撮像する。これによって、車両の右側方及び左側方から接近する歩行者や障害物等を撮像可能となっている。なお、近赤外線カメラ３６、３８は、所定周期（例えば数［ｍｓ］毎）に撮像を行なっており、その撮像画像は、例えば撮像フレーム毎に画像データとして視界補助用ＥＣＵ４４に入力される。
【００４１】
なお、近赤外線は低屈折率であるため、雨天への適応性が比較的高い。従って、雨による視界不良の際に視界補助を行なうのに好適である。
【００４２】
ＨＵＤ４０は、インストルメントパネル上面（コンビネーションメータの裏側）の一部に設置された液晶ディスプレイ装置（ＬＣＤ）を有する。そして、液晶ディスプレイ装置が表示した画像がフロントウインドシールドで反射されることにより、運転者の眼に虚像を提供する。フロントウインドシールドの反射領域には、室内側の表面に半透明の反射薄膜を形成してよい。なお、係るＨＵＤに代えてナビゲーション表示に用いられる液晶ディスプレイ装置を用いてもよい。
【００４３】
視界補助用ＥＣＵ４４は、車両用降雨方向推定装置１０から入力される推定結果（降雨の有無、及び右側、左側、正面のいずれから雨が到来しているか）に基づいて、視界補助のための制御を行なう。以下はその一例である。
【００４４】
視界補助用ＥＣＵ４４は、車両の右方向から雨が到来している旨の推定結果を車両用降雨方向推定装置１０から得ている場合には、近赤外線投射装置３２及び近赤外線カメラ３６を起動させる。そして、近赤外線カメラ３６の撮像画像をＨＵＤ４０に表示させる。この際に、警報出力装置４２がステレオ装置であれば、運転者の右側から警報音を出力するように警報出力装置４２を制御すると好適である。
【００４５】
また、車両の左方向から雨が到来している旨の推定結果を車両用降雨方向推定装置１０から得ている場合には、近赤外線投射装置３４及び近赤外線カメラ３８を起動させる。そして、近赤外線カメラ３８の撮像画像をＨＵＤ４０に表示させる。この際に、警報出力装置４２がステレオ装置であれば、運転者の左側から警報音を出力するように警報出力装置４２を制御すると好適である。
【００４６】
更に、正面方向から雨が到来している旨の推定結果を車両用降雨方向推定装置１０から得ている場合には、近赤外線投射装置３２、３４及び近赤外線カメラ３６、３８を起動させる。そして、近赤外線カメラ３６、３８の撮像画像を等分でＨＵＤ４０に表示させる。或いは、これらを起動させないものとしてもよい。
【００４７】
また、これに限らず、原則として近赤外線カメラ３６、３８の撮像画像を等分でＨＵＤ４０に表示させ、車両の右方向から雨が到来している旨の推定結果を得ている場合には近赤外線カメラ３６の撮像画像を拡大表示させ、車両の左方向から雨が到来している旨の推定結果を得ている場合には近赤外線カメラ３８の撮像画像を拡大表示させる等してよい。
【００４８】
以上説明した本実施例の車両用運転支援装置１によれば、車両用降雨方向推定装置１０の推定結果を利用して適切に運転者の視界補助を行なうことができる。
【００４９】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【００５０】
特に、視界補助装置３０については、車両用降雨方向推定装置１０により推定された降雨方向に関する作動程度が大きくなるように運転者の視界補助を行なうものであれば、如何なる態様でも構わない。
【００５１】
例えば、赤外線カメラに代えてレーザーレーダーやミリ波レーダー等のレーダー装置やステレオカメラ装置等を備えてもよく、この場合、推定された降雨方向に関して接近判定を行ない、障害物の接近に応じて警報の出力、自動操舵制御、自動制動制御等を行なってもよい。なお、この場合、車両用降雨方向推定装置１０により推定された降雨方向についてのみ接近判定を行なうのに限られず、推定された降雨方向について判定閾値を低下させて感度を上昇させたり、推定された降雨方向について検知範囲を拡大したりするものであってよい。
【００５２】
また赤外線カメラを用いる場合であっても、車両用降雨方向推定装置１０により推定された降雨方向に赤外線を投射する近赤外線投射装置の出力を増大させたり、カメラの撮像感度を上昇させたりしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  車両用運転支援装置
１０  車両用降雨方向推定装置
１２、１４、１６、１８  スマートドアハンドル
２０  スマートエントリーシステム用ＥＣＵ
３０  視界補助装置
３２、３４  近赤外線投射装置
３６、３８  近赤外線カメラ
４０  ＨＵＤ
４２  警報出力装置
４４  視界補助用ＥＣＵ
Ａ、Ｂ  ロック用センサー
Ｃ  アンロック用センサー
Ｄ  電極保持カバー
Ｅ、Ｆ  ロック用センサー電極
Ｇ  アンロック用センサー電極
Ｈ  容量検出用回路
Ｉ  電極保持部品
Ｊ  負荷抵抗
Ｋ  発振器  
Ｌ  検出ダイオード
Ｍ  ローパスフィルタ
【図１】
2010188822.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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