(57)【要約】【課題】  車両のタイヤまたはホイールに搭載されたタイヤ空気圧センサの送受信機能を利用して、車両の走行レーンからの逸脱を検出する。【解決手段】  走行レーンに沿って路面に配設された走行レーン案内器と無線交信する交信手段を前記車両のタイヤまたはホイールに搭載されたタイヤ空気圧センサが備え、その無線交信の結果に基づき走行レーン内の車両の左右方向の走行位置を判定する判定手段を備えることを特徴とする車両の走行レーン逸脱検出装置、および車両の走行レーン検出用設備。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面上に設けられる走行レーンからの車両の逸脱を検出する装置であって、
前記走行レーンに沿って路面に配設された走行レーン案内器と無線交信する交信手段を前記車両のタイヤまたはホイールに搭載された空気圧センサが備え、その無線交信の結果に基づき走行レーン内の車両の左右方向の走行位置を判定する判定手段
を備えることを特徴とする車両の走行レーン逸脱検出装置。
【請求項２】
路面上に設けられる走行レーンからの車両の逸脱を防止する装置であって、
前記車両のタイヤまたはホイールに搭載された空気圧センサに設けられた、前記走行レーンに沿って路面に配設された走行レーン案内器と無線交信する交信手段と、
その無線交信の結果に基づき走行レーン内の車両の左右方向の走行位置を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づき車両の走行レーンからの逸脱状態を運転者に通知し、または車両の操舵を補助する逸脱制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の走行レーン逸脱防止装置。
【請求項３】
路面に設けられた走行レーンからの車両の逸脱を検出する車両の走行レーン逸脱検出用設備であって、
無線電波を送受信するためのアンテナと、前記アンテナを介して、車両のタイヤまたはホイールに搭載された空気圧センサと無線交信する送受信手段とを備える走行レーン案内器が、路面上の走行レーンに沿って所定の間隔で配設されていることを特徴とする車両の走行レーン逸脱検出用設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行レーン逸脱検出用設備および走行レーン逸脱検出装置、ならびに車両の走行レーン逸脱防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の走行方向を、走行レーン内に保つために運転者を補助する機能、いわゆるレーンキープシステムを備える車両が知られている。このレーンキープシステムは、路面上の走行レーンを示す白線を検出し、運転者の車線追従を補助するものである。このレーンキープシステムとして、例えば、フロントガラス上部（室内）または左右ドアミラー下部に設けられたＣＣＤカメラによって、白線の画像を取り込み、取り込んだ画像を車載ＥＣＵによって画像処理および画像認識することによって、自車の車線内における横方向の偏位量に応じて運転者に警報を発したり、または操舵トルクを付加し運転者の車線追従を補助するシステムがある（特許文献１、特許文献２等参照）。
【０００３】
しかし、車載カメラを用いるレーンキープシステムでは、用いるカメラ本体が高価でコストが掛かり、また、車両の重量増の原因にもなる。また、白線そのものが障害物、雨、雪、霧、ガス、オイル等で見えなくなっている場合、また、白線が摩耗等によって無くなっている場合、前方に車両や大型車が走行している場合などには、カメラによる白線画像の取り込みができないため、車線の認識不能によって、レーンキープシステムが作動しない問題がある。
【０００４】
また、車載カメラを用いるレーンキープシステムにおいては、カメラが誤作動すると、システム自体が誤作動するおそれがあり、白線の画像データ処理に時間が掛かるなどの問題もある。さらに、車載カメラとしてステレオカメラを用いる場合には、カメラの取り付け角度の精度によって、白線画像の取り込み精度が左右され、また、ドアミラーにカメラを取り付ける場合には、支持強度（耐久、振動）が問題となる。さらにまた、撮影用レンズが外部に露出しているカメラにおいては、レンズのよごれ、キズ、破損等によって、白線の検出精度が大きな影響を受ける、という問題がある。
【特許文献１】特開平０７−１０４８５０号公報（請求項８等）
【特許文献２】特開平１１−３２１６９０号公報（請求項５等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、前記の事情に鑑みて、車両のタイヤまたはホイールに搭載されたタイヤ空気圧センサの送受信機能を利用して、車両の走行レーンからの逸脱を検出する装置、その逸脱を防止する装置、および車両の逸脱を検出するために路面に設けられる設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、路面上に設けられる走行レーンからの車両の逸脱を検出する装置であって、前記走行レーンに沿って路面に配設された走行レーン案内器と無線交信する交信手段を前記車両のタイヤまたはホイールに搭載されたタイヤ空気圧センサが備え、その無線交信の結果に基づき走行レーン内の車両の左右方向の走行位置を判定する判定手段を備えることを特徴とする車両の走行レーン逸脱検出装置。
【０００７】
この車両の走行レーン逸脱検出装置において、路面に配設された走行レーン案内器と、車両に搭載されたタイヤ空気圧センサとがタイヤ空気圧センサが備える交信手段を介して無線交信し、その無線交信の結果に基づき判定手段が走行レーン内の車両の左右方向の走行位置を判定することによって、車両の走行レーンからの逸脱を検出することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、路面上に設けられる走行レーンからの車両の逸脱を防止する装置であって、前記車両のタイヤまたはホイールに搭載されたタイヤ空気圧センサに設けられた、前記走行レーンに沿って路面に配設された走行レーン案内器と無線交信する交信手段と、その無線交信の結果に基づき走行レーン内の車両の左右方向の走行位置を判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に基づき車両の走行レーンからの逸脱状態を運転者に通知し、または車両の操舵を補助する逸脱防止手段とを備えることを特徴とする車両の走行レーン逸脱防止装置を発明の構成とする。
【０００９】
この車両の走行レーン逸脱防止装置において、路面に配設された走行レーン案内器と、車両に搭載されたタイヤ空気圧センサとが、交信手段を介して無線交信し、その無線交信の結果に基づき判定手段が走行レーン内の車両の左右方向の走行位置を判定する。そして、その判定結果に基づいて、逸脱防止手段が、車両の走行レーンからの逸脱状態を運転者に通知し、または車両の操舵を補助することによって、車両の走行レーンからの逸脱を防止することができる。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明は、路面に設けられた走行レーンからの車両の逸脱を検出する車両の走行レーン逸脱検出用設備であって、無線電波を送受信するためのアンテナと、前記アンテナを介して、車両のタイヤまたはホイールに搭載されたタイヤ空気圧センサと無線交信する送受信手段とを備える走行レーン案内器が、路面上の走行レーンに沿って所定の間隔で配設されていることを特徴とする車両の走行レーン逸脱検出用設備を発明の構成とする。
【００１１】
この車両の走行レーン逸脱検出用設備においては、路面上の走行レーンに沿って所定の間隔で配設された走行レーン案内器が、車両のタイヤまたはホイールに搭載されたタイヤ空気圧センサと無線交信することによって、車両側に設けられた逸脱検出装置に車両の走行レーンからの逸脱を検出するための情報を供与することができる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、カメラ等のコストが掛かり、また車重の増加の原因となる装備を必要とせずに、さらに、白線が障害物等で確認できない場合に拘わりなく、車両の側部に位置するタイヤまたはホイールに装着されたタイヤ空気圧センサによって走行レーンからの逸脱を、左右の車体幅を正確に把握しながら検出できる。また、タイヤ空気圧センサと走行レーン案内器との無線交信が可能であれば、最低限１つのタイヤ空気圧センサが動作していれば、高い信頼性を維持して逸脱を検出できる。さらに、空気圧センサが外部に露出していないため、よごれ、キズ、破損等によって、走行レーンの逸脱の検出精度が大きな影響を受ける、ということがない。さらにまた、走行レーン案内器との無線交信によって走行レーンからの逸脱を検出できるため、画像処理時間を必要とせず、高速に走行レーンからの逸脱を検出できる。特に、将来、多くの量産車に搭載が見こまれる、空気圧センサ（ＴＰＭＳ：Ｔｉｒｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ）の送受信機能を有効に活用して、ほぼコスト増加なしにレーンキープシステムを構築することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、路面に配設された走行レーン案内器と、車両に搭載されたタイヤ空気圧センサとがタイヤ空気圧センサが備える交信手段を介して無線交信し、その無線交信の結果に基づき判定手段が走行レーン内の車両の左右方向の走行位置を判定する。そして、その判定結果に基づいて、逸脱防止手段が、車両の走行レーンからの逸脱状態を運転者に通知し、または車両の操舵を補助することによって、車両の走行レーンからの逸脱を防止することができる。これによって、走行レーンからの逸脱を未然に防止して車両を操舵する運転者を補助することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、路面上の走行レーンに沿って所定の間隔で配設された走行レーン案内器によって、車両側に設けられた逸脱検出装置に供与される情報によって、車両の走行レーンからの逸脱を検出することができる。したがって、高速道路等にこの走行レーン逸脱検出用設備を設置すれば、車両の走行レーンからの逸脱を防止するために有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る車両の走行レーン逸脱検出装置および走行レーン逸脱検出用設備を示す概略図である。
この図１において、路面Ｒ上に路面の走行方向に所定の間隔（例えば、２０ｍの間隔）を置いて配置された２つの白線ＷＬ１,ＷＬ２によって区切られた走行レーンＬ内を矢印Ｖ方向（走行方向）に向かって走行する車両Ｃは、４つの車輪１１,１２,１３,１４にタイヤ空気圧センサ１８（図２参照）を備える。
一方、路面Ｒ上に配置された左右の白線ＷＬ１,ＷＬ２には、その長手方向の両端に走行レーン案内器２ＬＦ,２ＬＥ,２ＲＦ,２ＲＥが配設されている。
【００１７】
タイヤ空気圧センサ１８は、図２に車輪１１を拡大して示すとおり、車輪１１のホイール１５に設けられた空気注入バルブ１６に接続され、タイヤ１７の内部に設けられている。このタイヤ空気圧センサ１８は、図３および図４に示すように、ホイール１５のリム１９に設けられた空気注入用バルブ１６に接続され、タイヤ空気圧を測定する圧力センサ２０と、図５に示すように、検出したタイヤ空気圧に関する情報信号を、車両本体側に設けられた車載制御装置ＥＣＵに送信し、また、その車載制御装置ＥＣＵからの指令信号を受信する送受信器２１と、圧力センサ２０および送受信器２１を制御する電子回路部２２と、これらの圧力センサ２０、送受信器２１および電子回路部２２の各部に電力を供給するバッテリ２３を備えるものである。圧力センサ２０としては、ダイヤフラム、圧電素子等の感圧素子を利用するものが用いられる。また、送受信器２１は、例えば、ＦＭ変調によるアナログ方式や、ＰＣＭ変調によるデジタル方式によって車載ＥＣＵと交信するものである。
【００１８】
また、走行レーン案内器２ＬＦ,２ＬＥ,２ＲＦ,２ＲＥは、図２に走行レーン案内器２ＬＥを示すとおり、アンテナ２４と、そのアンテナ２４に接続された送受信器２５とを備えるものである。これらのアンテナ２４および送受信器２５は、走行レーンＬの左右両側に所定の間隔で鎖線状に設けられる白線ＷＬ１,ＷＬ２の長手方向の両端の路面内に埋設される。そして、送受信器２５には、図示しない電力供給手段によって、電力が供給される。また、電力供給手段は、送受信器２５に電力を供給できるものであれば、いかなる形態のものでもよく、特に制限されない。例えば、電力供給手段は、路面内の地中に埋設された電力線、または送受信器２５の近傍あるいは路側に配置された太陽光発電器であってもよい。
【００１９】
この走行レーン案内器２ＬＦ,２ＬＥ,２ＲＦ,２ＲＥにおいて、図１および図２に示すように、予め決められた周波数の電波ＥＷを送信する。一方、車両の前後左右に装着された４つの車輪のそれぞれに搭載されたタイヤ空気圧センサ１８は、走行レーン案内器２ＬＦ,２ＬＥ,２ＲＦ,２ＲＥから送信された電波ＥＷを受信し、受信した電波ＥＷの受信感度（電力、電圧、電界強度）等を検出する。各タイヤ空気圧センサ１８によって検出された電波の受信感度に関する情報は、図５に示すとおり、車載ＥＣＵ（判別手段）に送信される。そして、車載ＥＣＵは、各タイヤ空気圧センサ１８によって受信された電波の受信感度等に基づいて、走行レーン内の車両の左右方向の走行位置を判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に基づき車両の走行レーンからの逸脱状態を運転者に通知し、または車両の操舵を補助する逸脱防止手段を有する。そして、車載ＥＣＵは、判定手段によって、走行レーン内の車両の左右方向の走行位置を判定するとともに、その判定結果に基づき車両の走行レーンからの逸脱状態を運転者に通知し、または車両の操舵を補助する。
【００２０】
車載ＥＣＵの判定手段における判定は、例えば、走行レーン案内器２ＬＦ,２ＬＥ,２ＲＦ,２ＲＥの送受信器２５から送信される電波によって、アナログ方式で走行レーンからの逸脱を検出する場合には、車両の走行レーンＬ内での左右いずれかへの偏位によって、車体の左右車輪に搭載された空気圧センサ１８が受信する電波の受信強度が異なることになる。例えば、車両Ｃの左右前輪に搭載されたそれぞれの空気圧センサ１８によって、左右の走行レーン案内器２ＬＦ,２ＲＦから受信する電波（例えば、７０ＭＨｚ、０．１ｍＷのＦＭ波）の受信強度について説明すると、車両の走行レーン内の偏位によって、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、左右の空気圧センサ１８が電波の受信強度が異なったり、あるいは同一となる。すなわち、車両が走行レーンの左側に偏位した場合には、図６（ａ）に示すとおり、左側のタイヤ空気圧センサ１８が受信する電波の強度が、右側のタイヤ空気圧センサ１８が受信する電波よりも大きい受信強度を示すことから、車両が走行レーンの左側に偏位して、左の方向に車両が逸脱する可能性があることが検出される。一方、車両が走行レーンの右側に偏位した場合には、図６（ｂ）に示すとおり、図６（ａ）とは逆の受信強度の差を示し、車両が走行レーンの右側に偏位して、右の方向に車両が逸脱する可能性があることが検出される。また、車両が走行レーンの中央を走行している場合には、図６（ｃ）に示すとおり、左側および右側のタイヤ空気圧センサ１８が受信する電波の受信強度は同じ強度を示すことから、車両が走行レーン内を偏位せずに中央を走行し、逸脱する状態でないことが判定される。このとき、受信強度に一定のしきい値を設定すれば、所定の範囲での車両の偏位をキャンセルして車両の逸脱を正確に検出するために有効である。
【００２１】
また、走行レーン案内器２ＬＦ,２ＬＥ,２ＲＦ,２ＲＥの送受信器２５から送信される電波によって、デジタル方式で走行レーンからの逸脱を検出する場合には、例えば、左右のタイヤ空気圧センサ１８から送信される電波が、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、位相差を示す場合には、走行レーンからの車両の逸脱を検知することができる。例えば、右側のタイヤ空気圧センサ１８が受信した電波ＥＷ（図７（ａ））に対して、左側のタイヤ空気圧センサ１８が受信した電波ＥＷ（図７（ｂ））は、図に示すとおり、位相が遅れている場合には、車両は走行レーンの中央から左側に偏位し方向に逸脱する傾向にあることが判別される。このとき、タイヤ空気圧センサ１８から走行レーン案内器２ＬＦ,２ＬＥ,２ＲＦ,２ＲＥに電波を送信して情報の受け渡しを行ってもよい。例えば、図８に示すとおり、タイヤ空気圧センサ１８が送信する電波に、タイヤ空気圧の測定データと、走行レーン逸脱検出用のデータとを識別するための識別情報を付して送信するようにしてもよい。これにより、タイヤ空気圧センサ１８は、車載ＥＣＵに送信するタイヤ空気圧の測定データと走行レーン逸脱検出用のデータとを別々の電波で送信せずとも、１つの電波で両方のデータをそれぞれの受信先に送信することができる利点がある。例えば、図８に示すように、タイヤ空気圧センサ１８が装着されているタイヤまたはホイールを識別するためのＩＤとともに、タイヤ空気圧の測定値に関するデータ１と、走行レーン逸脱検出用のデータ２とを、同一の電波で送信することができる。
【００２２】
以上の実施形態では、走行レーン案内器２ＬＦ,２ＬＥ,２ＲＦ,２ＲＥは、走行レーンの両側の白線上に設けられた例を示したが、本発明はこの形態に限定されない。例えば、走行レーンの中央に所定の間隔で設置してもよいし、さらに検出精度を向上させるために白線と走行レーンの中央の双方に所定の間隔で設置してもよい。また、タイヤ空気圧センサは、車両の４つの車輪の全てに搭載されている必要はなく、４輪のうちの１輪に搭載されている形態でもよい。さらに、走行レーン案内器２ＬＦ,２ＬＥ,２ＲＦ,２ＲＥとタイヤ空気圧センサ１８とを遠赤外線近傍の帯域のＰＣＭ電波を用いてタイヤ空気圧センサ１８における受信電波の位相差から車両の走行レーンからの逸脱量を求めるようにしてもよい。
【００２３】
以上のように、車載ＥＣＵの判別手段によって、走行レーンからの車両の逸脱が検出された場合には、車載ＥＣＵによって警報音または警告灯の点滅、あるいは図９に示すように運転席の前部に設置された表示装置に走行レーンからの逸脱を示す画像を表示する等によって運転者に通知する。また、車載ＥＣＵから車両に搭載された操舵制御機構に制御情報を送信して、走行レーンからの車両の逸脱を阻止するため、車両の偏位方向への操舵トルクを増加させる等の制御を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態における車両の走行レーン逸脱検出装置および逸脱検出用設備を示す概念図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す図である。
【図３】車輪の一部を拡大して示す模式断面図である。
【図４】タイヤ空気圧センサの構造例を示す模式断面図である。
【図５】タイヤ空気圧センサから車載ＥＣＵへの情報の送信を説明する模式図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれタイヤ空気圧センサが走行レーン案内器から受信する受信強度によって車両の走行レーンからの逸脱の判別を説明する概念図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、デジタル方式によって走行レーンからの逸脱の判別を説明する概念図である。
【図８】タイヤ空気圧センサからの情報信号の一例を説明する模式図である。
【図９】走行レーンからの車両の逸脱を運転者に告知する表示例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２５】
１      路面
ＷＬ１,ＷＬ２    白線
Ｌ      走行レーン
１１,１２,１３,１４    車輪
１８    タイヤ空気圧センサ
Ｃ      車両
２ＬＦ,２ＬＥ,２ＲＦ,２ＲＥ    走行レーン案内器
２４    アンテナ
２５    送受信器
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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