(57)【要約】【課題】完成車に対し、簡単に追加装着する。【解決手段】車両Ａの後部に搭載するセンサユニット３０、３０…と、車両Ａの運転室Ａ1 に設置する表示ユニット１０とを備え、表示ユニット１０は、車両Ａの電装配線ＰＬを利用する電力搬送通信により、中継ユニット２０を介してセンサユニット３０、３０…とデータ通信する。【選択図】図１
2005247086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の後部に搭載するセンサユニットと、車両の運転室に設置し、前記センサユニットからの検知データに基づいて危険度を判定表示する表示ユニットとを備えてなり、該表示ユニットは、車両の電装配線を利用する電力搬送通信により前記センサユニットとデータ通信することを特徴とする車両用の運転支援装置。
【請求項２】
前記センサユニットは、共通の中継ユニットを介して複数ユニットを車両の電装配線に接続することを特徴とする請求項１記載の車両用の運転支援装置。
【請求項３】
前記表示ユニットには、車両の前部に搭載するセンサユニットを併せて組み合わせることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用の運転支援装置。
【請求項４】
前記センサユニットは、障害物までの距離を測定する超音波センサを有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載の車両用の運転支援装置。
【請求項５】
前記センサユニットは、前記超音波センサ用の初期データを集積する初期設定動作をすることを特徴とする請求項４記載の車両用の運転支援装置。
【請求項６】
前記センサユニットには、人体の移動を検出する赤外線センサを付設することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか記載の車両用の運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、大型車両に対して殊に好適に適用することができる車両用の運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の前部、後部に障害物検出用のセンサを搭載し、各センサからの出力信号を分析して運転者に注意を促す車両用の運転支援装置が実用されている（たとえば特許文献１）。
【０００３】
このものは、ランプ表示器や音声出力機器を備える制御装置を運転室に設置するとともに、車両の前部、後部のセンサを制御装置に接続して各センサからの出力信号を制御装置に入力させることにより、運転者に対して必要な注意喚起用のメッセージを発生させることができる。なお、障害物検出用のセンサとして、超音波センサ、赤外線センサを併用することにより、物損事故、人身事故の危険性を検出して最適な注意メッセージを選択出力することも可能である（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００２−１８３８９８号公報
【特許文献２】特開平１１−１６７６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる従来技術によるときは、車両の前部、後部の障害物検出用のセンサは、それぞれ専用のケーブルを介して運転室の制御装置に接続しなければならないから、完成車に対する追加装着工事が煩雑であり、装着コストが過大になりがちであるという問題があった。装着工事に必要な各センサ用のケーブルは、その長さや配線ルート、固定方法などが車両の型式ごとに大きく変動するため、事前に量産しておくことが極めて難しいからである。なお、一般に、トラックやバスなどの大型車両の場合、ケーブルの必要長さが長大になるため、装着時の困難性が一層増大する。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、車両の電装配線を利用する電力搬送通信を採用することによって、大型車両の完成車に簡単に装着することができ、装着コストを最少に抑えることができる車両用の運転支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、車両の後部に搭載するセンサユニットと、車両の運転室に設置し、センサユニットからの検知データに基づいて危険度を判定表示する表示ユニットとを備えてなり、表示ユニットは、車両の電装配線を利用する電力搬送通信によりセンサユニットとデータ通信することをその要旨とする。
【０００７】
なお、センサユニットは、共通の中継ユニットを介して複数ユニットを車両の電装配線に接続することができ、表示ユニットには、車両の前部に搭載するセンサユニットを併せて組み合わせることができる。
【０００８】
また、センサユニットは、障害物までの距離を測定する超音波センサを有してもよく、超音波センサ用の初期データを集積する初期設定動作をしてもよい。
【０００９】
さらに、センサユニットには、人体の移動を検出する赤外線センサを付設してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
かかる発明の構成によるときは、車両の後部に搭載するセンサユニットと、運転室に設置する表示ユニットとの間は、車両の電装配線を利用する電力搬送通信によりデータ通信がなされるから、専用のケーブルを介して両者間を接続する必要がなく、したがって、あらゆる型式の完成車に対し、簡単に追加装着することができ、装着コストを最少に抑えることができる。なお、ここでいう車両の電装配線とは、車両の前部から後部にまで配線されている完成車の電装配線であり、車両に積載するバッテリをセンサユニット、表示ユニットの電源とする場合、バッテリに接続する電源ラインを利用するのが最も便利である。また、電力搬送通信は、送信元において、ディジタルデータにより搬送波を変調して電装配線に重畳し、受信先において、電装配線からの変調搬送波を復調してディジタルデータを解読すればよい。
【００１１】
車両の後部のセンサユニットは、共通の中継ユニットを介して車両の電装配線に接続することにより、２ユニット以上の複数ユニットを併設し、たとえば車両の後部の左右の障害物を検知することができる。なお、中継ユニットは、電力搬送通信により、複数のセンサユニットの検知データを表示ユニットに送出してもよく、これらを統合して表示ユニットに送出してもよい。
【００１２】
車両の前部に搭載するセンサユニットを設ければ、車両の前方に対する検知動作を併せて実現することができる。なお、前部のセンサユニットは、後部のセンサユニットと同様に、車両の電装配線を利用する電力搬送通信により表示ユニットとデータ通信を行なってもよいが、運転室に近いため、専用ケーブルを介して表示ユニットに接続してもよい。
【００１３】
各センサユニットは、超音波センサを有することにより、障害物までの距離を測定し、物損事故の危険性を検出することができる。ただし、超音波センサは、車両に搭載すると、車両の一部からの反射波を障害物と誤認する可能性があるから、これを避けるために、あらかじめ補正用の初期データをセンサユニットに集積して記憶し、超音波センサの測定値データを補正するものとする。すなわち、各センサユニットは、初期設定動作によって集積する適切な初期データを使用して超音波センサの測定値データを補正することにより、車両の一部を障害物と誤認するおそれがない。
【００１４】
各センサユニットは、赤外線センサを付設することにより、人身事故のおそれを適確に検出することができる。赤外線センサは、人体を含む生体の移動を検出することができるからである。なお、赤外線センサは、人体を検知しても出力が安定しないことがあるため、人体を検知しなくなったら、その後の０．５〜１．０秒程度の遅延時間相当だけ人体を検知しているとみなすのが適切である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
車両用の運転支援装置は、車両Ａの後部に搭載するセンサユニット３０、３０…と、車両Ａの前部の運転室Ａ1 に設置する表示ユニット１０とを備えてなる（図１）。なお、図１において、車両Ａの前部には、別のセンサユニット３０が搭載されており、後部のセンサユニット３０、３０…は、共通の中継ユニット２０、車両Ａの電装配線ＰＬを介して表示ユニット１０に接続されている。
【００１７】
車両Ａの電装配線ＰＬは、車両Ａの前部から後部にまで配設されており、車両Ａに積載するバッテリＢの非接地側の端子に接続されている。電装配線ＰＬは、車両Ａの電装品Ｌの他、表示ユニット１０、中継ユニット２０、センサユニット３０、３０…に対し、バッテリＢからの電力を供給している。
【００１８】
表示ユニット１０は、マイクロコンピュータ１１に対し、ランプ表示器１２、スピーカ１３、電力搬送通信回路１４を組み合わせて構成されている（図２）。
【００１９】
ランプ表示器１２は、複数組の赤ランプＲ、緑ランプＧを有し、各赤ランプＲ、緑ランプＧは、前後のセンサユニット３０、３０…に個別に対応するとともに、ドライバ１２ａを介し、マイクロコンピュータ１１によって個別に点滅させることができる。また、スピーカ１３は、音声回路１３ａ、増幅器１３ｂを介し、マイクロコンピュータ１１によって任意の音声を出力させることができる。
【００２０】
電力搬送通信回路１４は、キャリヤ発振回路１４ａ、変調回路１４ｂ、復調回路１４ｃを備えており、変調回路１４ｂを介し、マイクロコンピュータ１１からのディジタルデータＳ1 によりキャリヤ発振回路１４ａからのキャリヤをディジタル変調し、カップリング用のコンデンサＣ1 、ヒューズＦを介して電装配線ＰＬに送出することができる。また、電力搬送通信回路１４は、復調回路１４ｃにより、ヒューズＦ、カップリング用のコンデンサＣ2 を介して電装配線ＰＬから到来する変調搬送波を復調し、ディジタルデータＳ2 としてマイクロコンピュータ１１に入力させることができる。なお、電力搬送通信回路１４は、キャリヤ周波数を数MHz とし、変調度１００％のＡＭ変調を使用するのが最も簡単であり、実用的であるが、その他の変調方式、変調度を採用することも可能である。
【００２１】
マイクロコンピュータ１１は、たとえばＵＳＢポートのようなシリアルポートを利用するケーブルを介して前部のセンサユニット３０と接続されている（図１、図２）。また、マイクロコンピュータ１１には、表示ユニット１０上の初期設定スイッチＳＷが入力されている他、外部からの制御信号Ｓa 、Ｓb 、Ｓc が入力されている。ただし、制御信号Ｓa は、車両Ａのエンジンスイッチの投入を示し、制御信号Ｓb は、車両Ａの走行速度を示し、制御信号Ｓc は、車両Ａが後退走行中を示すものとする。制御信号Ｓb は、たとえば車両Ａの任意の車軸の回転速度をパルス列として検出してマイクロコンピュータ１１に入力させることができ、制御信号Ｓb は、たとえば車両Ａの変速ギヤが「後退」に投入されたことを示すバックギヤの投入信号を検出してマイクロコンピュータ１１に入力させることができる。
【００２２】
中継ユニット２０は、マイクロコンピュータ２１に対し、電力搬送通信回路２２を付設して構成されている（図３）。電力搬送通信回路２２は、キャリヤ発振回路２２ａ、変調回路２２ｂ、復調回路２２ｃを備え、表示ユニット１０の電力搬送通信回路１４と同一構成となっている。電力搬送通信回路２２は、マイクロコンピュータ２１からのディジタルデータＳ1 によりキャリヤを変調して電装配線ＰＬに送出するとともに、電装配線ＰＬからの変調搬送波を復調して、ディジタルデータＳ2 としてマイクロコンピュータ２１に入力させることができる。なお、マイクロコンピュータ２１は、個別のシリアルポートを介し、後部のセンサユニット３０、３０…と個別に接続されている（図１、図３）。
【００２３】
各センサユニット３０は、マイクロコンピュータ３１に対し、超音波センサ３２、赤外線センサ３３を組み合わせて構成されている（図４）。超音波センサ３２は、ドライバ３２ａを介してマイクロコンピュータ３１により励振し、ＡＤ変換器３２ｂ、マイクロコンピュータ３１を介して反射波を読み取ることにより、検知領域に存在する障害物までの距離を測定することができる。一方、赤外線センサ３３は、増幅器３３ａ、コンパレータ３３ｂを介してマイクロコンピュータ３１に割込入力させることにより、検知領域内にある生体、殊に人体の移動を検出することができる。なお、マイクロコンピュータ３１は、シリアルポートを介し、中継ユニット２０または表示ユニット１０に接続されている（図１）。
【００２４】
各センサユニット３０において、超音波センサ３２により障害物までの距離を検出する検知プラクティスは、図５に示すとおりである。
【００２５】
センサユニット３０のマイクロコンピュータ３１は、外部からの検知要求を受信すると、ドライバ３２ａを介して超音波センサ３２を励振し、たとえば波形幅Ｔ1 ＝１ｍＳの超音波信号Ｕ1 を発信させ、超音波センサ３２、ＡＤ変換器３２ｂを介し、超音波信号Ｕ1 に対する反射波Ｕ2 を超音波信号Ｕ1 の発信から時間ｔ＝ｉΔ（ｉ＝１、２…）ごとに受信して、測定値データＹi （ｉ＝１、２…）として記憶する。ただし、Δは、たとえば０．１ｍＳの微少時間であり、ｉの最大値ｉmax は、超音波センサ３２による障害物の最大検出距離約３ｍを考慮すると、ｉmax ＝１５０程度に設定するものとする。
【００２６】
一方、超音波センサ３２が受信する反射波Ｕ2 には、車両Ａの一部からの反射や、路面からの反射によるバイアス分Ｕ2aが含まれることがある。そこで、バイアス分Ｕ2aを時間ｔ＝ｉΔごとのサンプル値として取得して、初期データＸi （ｉ＝１、２…）としてあらかじめ記憶しておくと、マイクロコンピュータ３１は、初期データＸi により測定値データＹi を補正して測定値データＹia＝Ｙi −Ｘi −α（ｉ＝１、２…）を演算することにより、バイアス分Ｕ2aの影響を消去して超音波センサ３２の前方の障害物を適確に検出することができる。ただし、αは、適当なマージンである。なお、測定値データＹiaのうち、最初の時間幅Ｔ2 ≒３ｍＳ分は、演算対象外として十分大きな一定値に置き換えるものとする。
【００２７】
各センサユニット３０は、外部からの検知要求を受信すると、たとえば図６のプログラムフローチャートに従って作動する。
【００２８】
プログラムは、まず、超音波センサ３２を励振して超音波信号Ｕ1 を発信させ、その反射波Ｕ2 を受信して測定値データＹi として記憶する（図６のプログラムステップ（１）、以下、単に（１）のように記す）。つづいて、プログラムは、測定値データＹia＝Ｙi −Ｘi −αを演算し（２）、測定値データＹiaを分析することにより（３）、障害物の有無と、障害物までの距離を見出す。なお、障害物までの距離は、たとえば超音波信号Ｕ1 の発信から時間ｔ＝１５ｍＳ後の測定値データＹi 、Ｙiaが距離３ｍに対応するものとして計算すればよい。
【００２９】
次に、プログラムは、赤外線センサ３３による割込をチェックし（４）、赤外線センサ３３により人体の移動が検出されたときは（５）、反応ありを記憶する（６）。人体の移動が検出されないときは（５）、たとえば過去Ｔ3 ＝０．５秒間継続して反応なしであれば（７）、反応なしを記憶するが（８）、そうでないときは（７）、反応ありとみなして（６）、超音波センサ３２、赤外線センサ３３による検知結果を検知データとしてまとめて外部に送出する（９）。なお、プログラムステップ（９）において、センサユニット３０から送出される検知データは、たとえば図７のビット列のディジタルデータとなっている。
【００３０】
各センサユニット３０は、外部からの初期設定要求を受信すると、図８のプログラムフローチャートに従って作動し、超音波センサ３２に対する初期データＸi を準備して記憶することができる。
【００３１】
プログラムは、超音波センサ３２を作動させ、反射波Ｕ2 を受信して、測定値データＹi と同様の初期データＸi を取得する（図８のプログラムステップ（１）、以下、単に（１）のように記す）。つづいて、プログラムは、初期データＸi を順に最大値に更新しながら、所定の周期ごとに複数回に亘って同様の動作を繰り返し（（２）〜（４）、（１）〜（３））、そのようにして更新した初期データＸi を記憶する（５）。すなわち、ここで記憶される初期データＸi は、プログラムステップ（１）〜（４）によって集積される初期データＸi の最大値の集合である。なお、プログラムは、プログラムステップ（１）〜（４）をたとえば３０ｍＳごとに１０００回繰り返し、その後、初期設定動作の完了を記憶して終了する（６）。
【００３２】
また、各センサユニット３０は、外部からの初期設定確認要求を受信すると、図９のプログラムフローチャートに従って作動し、図８の初期設定動作が完了しているか否かにより（図９のプログラムステップ（１）、以下、単に（１）のように記す）、完了または未完を外部に応答することができる（（２）、（３））。
【００３３】
表示ユニット１０は、制御信号Ｓa 、Ｓb 、Ｓc により車両Ａの走行状態を把握し、たとえば次の場合にセンサユニット３０、３０…による障害物の検知機能を実現する。
（１）エンジン始動から前進車速ｖ＞ｖ1 ＝１０km/h までの期間（後退期間を含む、図
１０の期間Ｂ1 ）
（２）前進車速ｖ＞ｖ1 となった後、前進車速ｖ≦ｖ2 ≦ｖ1 になり、再び前進車速ｖ＞
ｖ1 に回復するまでの期間（図１０の期間Ｂ2 ）
（３）前進車速ｖ＞ｖ1 となった後、前進車速ｖ≦ｖ2 ≦ｖ1 になり、エンジン停止まで
の期間（後退期間を含む、図１０の期間Ｂ3 ）
（４）エンジン始動後、前進車速ｖ≦ｖ1 のままエンジン停止までの期間（後退期間を含
む、図１０の期間Ｂ4 ）
なお、前進車速ｖ1 ＝１０km／h 、ｖ2 ≦ｖ1 は、単なる一例であり、適宜設定すればよい。
【００３４】
表示ユニット１０は、図１０の各期間Ｂ1 、Ｂ2 …において、前部のセンサユニット３０、後部の中継ユニット２０に対して同時に検知要求を送出する（図１１のステップ（１）、（２）、以下、単に（１）、（２）のように記す）。一方、中継ユニット２０は、表示ユニット１０からの検知要求を後部のセンサユニット３０、３０…に分配して配信する（３）。
【００３５】
そこで、各センサユニット３０は、図６のプログラムフローチャートに従って超音波センサ３２、赤外線センサ３３による障害物の検知動作を実行し（（４）、（５））、前部のセンサユニット３０は、検知データを直接表示ユニット１０に送出し（６）、後部のセンサユニット３０、３０…は、それぞれの検知データを中継ユニット２０に個別に送出する（７）。よって、中継ユニット２０は、後部のセンサユニット３０、３０…からの検知データを統合して集計し（８）、表示ユニット１０に転送することができる（９）。なお、表示ユニット１０から中継ユニット２０に対する検知要求、中継ユニット２０から表示ユニット１０に対する検知データは、それぞれ電装配線ＰＬを利用して、電力搬送通信によるデータ通信を介して伝送される。
【００３６】
表示ユニット１０は、以上のようにして各センサユニット３０からの検知データを受信すると、各センサユニット３０ごとに、たとえば図１２の判定論理に従って危険度を判定し、各センサユニット３０用の赤ランプＲ、緑ランプＧを点消灯させるとともに、スピーカ１３から音声による注意メッセージを出力することができる（１０）。
【００３７】
たとえば、特定のセンサユニット３０の超音波センサ３２が距離２〜３ｍの範囲に障害物を検出し、赤外線センサ３３の反応がある場合（図１２の２行）、判定結果は「注意」となり、当該センサユニット３０用の赤ランプＲが消灯し、緑ランプＧが点滅するとともに、スピーカ１３から「ピッピッピッ…」の注意音が出力される。超音波センサ３２が距離１ｍ以内に障害物を検出すると、赤外線センサ３３の反応の有無に拘らず「危険」の判定となり（図１２の６行）、赤ランプＲが点灯し、緑ランプＧが消灯するとともに、スピーカ１３から「止まれ、止まれ…」の音声メッセージが連続出力される。ただし、図１２の４行にある超音波センサ３２の故障は、たとえば測定値データＹi の無検出、超音波センサ３２用のコネクタの外れ、検知要求から検知データの応答までの過大な時間経過などが検出されると、たとえば図７の検知データに連続するエラー情報として表示ユニット１０にまで伝送されるものとする。
【００３８】
なお、表示ユニット１０は、車両Ａが前進走行中は、前部のセンサユニット３０についてのみ図１２の判定論理を実行し、車両Ａが後退走行中は、後部のセンサユニット３０、３０…についてのみ判定論理を実行するものとする。ただし、スピーカ１３からの音声出力は、いずれかのセンサユニット３０について「注意」、「警告」、「危険」の判定結果が得られると、必ず出力するものとする。
【００３９】
表示ユニット１０は、各センサユニット３０に対する危険度を判定表示すると（図１１のステップ（１０））、中継ユニット２０からの検知データの受信から時間遅れＴ4 の経過を待って、以下同様の検知動作を繰り返す。なお、時間遅れＴ4 は、たとえばＴ4 ＝３ｍＳに設定することができる。
【００４０】
表示ユニット１０は、初期設定スイッチＳＷが操作されると、図１１の定常的な検知動作を中断し、各センサユニット３０に対して初期設定要求を送出する。そこで、このときの各センサユニット３０は、図８のプログラムフローチャートに従って作動し、初期データＸi を更新することができる。また、表示ユニット１０は、たとえば図１０の各期間Ｂ1 、Ｂ2 …のスタート時点において、各センサユニット３０に対して初期設定確認要求を送出する。そこで、各センサユニット３０は、図９のプログラムフローチャートに従って初期設定の完了、未完を応答するから、表示ユニット１０は、初期設定が未完である場合、初期設定スイッチＳＷを操作するように運転者にメッセージを出力することができる。なお、図８のプログラムステップ（６）による初期設定完了の記憶情報は、車両Ａのエンジンが停止しても失われないものとする。
【００４１】
以上の説明において、前部、後部のセンサユニット３０、３０…は、それぞれ１ユニット以上の任意のユニット数を配設してもよい。また、各センサユニット３０は、表示ユニット１０の電力搬送通信回路１４と同様の電力搬送通信回路を組み込み、電力搬送通信回路を介して車両Ａの電装配線ＰＬに接続してもよい。このとき、中継ユニット２０は、これを省略することができ、電装配線ＰＬは、表示ユニット１０、センサユニット３０、３０…に対する共通のバスとして使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】全体構成ブロック系統図
【図２】要部構成ブロック系統図（１）
【図３】要部構成ブロック系統図（２）
【図４】要部構成ブロック系統図（３）
【図５】動作説明線図（１）
【図６】プログラムフローチャート（１）
【図７】検知データのビット配列説明図
【図８】プログラムフローチャート（２）
【図９】プログラムフローチャート（３）
【図１０】動作説明線図（２）
【図１１】全体動作説明チャート
【図１２】判定表示動作説明図
【符号の説明】
【００４３】
Ａ…車両
Ａ1 …運転室
ＰＬ…電装配線
Ｘi （ｉ＝１、２…）…初期データ
Ｙi 、Ｙia（ｉ＝１、２…）…測定値データ
１０…表示ユニット
２０…中継ユニット
３０…センサユニット
３２…超音波センサ
３３…赤外線センサ
特許出願人          株式会社  リニア・サーキット
代理人  弁理士                    松  田  忠  秋
【図１】
2005247086.tif 000003
【図２】
2005247086.tif 000004
【図３】
2005247086.tif 000005
【図４】
2005247086.tif 000006
【図５】
2005247086.tif 000007
【図６】
2005247086.tif 000008
【図７】
2005247086.tif 000009
【図８】
2005247086.tif 000010
【図９】
2005247086.tif 000011
【図１０】
2005247086.tif 000012
【図１１】
2005247086.tif 000013
【図１２】
2005247086.tif 000014