(57)【要約】【課題】簡単な装置で適切な運転支援を行い、安全性向上を可能とする。【解決手段】距離計ＳＡ〜ＳＤ、ＦＡ〜ＦＤ、ＳＴＡ〜ＳＴＤを車両に取り付けて、アクスル、タイヤの磨耗面、タイヤのサイドウオールなどを計測してそれら情報を演算処理装置に伝達して支援情報を表示装置に表示する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のタイヤを結合させて回転さすアクスルを計測する距離測定装置と、前記アクスルの方向に関する情報を演算処理装置と、前記情報を表示する装置を備えた車両用支援装置
【請求項２】
車両を支持するタイヤを計測する距離測定装置と、前記タイヤの磨耗に関する情報を演算処理装置と、前記情報を表示する装置を備えた車両用支援装置
【請求項３】
車両を支持するタイヤを計測する距離測定装置と、前記タイヤの空気圧に関する情報を演算処理装置と、前記情報を表示する装置を備えた車両用支援装置
【請求項４】
請求項１と、請求項２と、請求項３を合わせもつ装置において、演算処理装置と表示装置を共用とし、各測定と各表示を選択できるようにした車両用支援装置
【請求項５】
請求項４の表示装置において、音声と振動で運転者に伝達さす装置を加え、これらの各表示、各音声、各振動の出力を選択できるようにした車両用支援装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】本発明は車両に搭載された運転支援用の装置に関するものである。
【背景技術】カメラを用いた運転支援装置の提案が特開２００１−１８０２３９でされている。
一つは、車庫入れ、或いは  駐車する場合に微速の後進、前進で決められた位値に停止さすことになる。運転車は車体と周りの環境を観て決められた部位に正確に停止したつもりでも、下車して停止位置を点検すると、タイヤの方向が正位置より違っていることがある。その内容を図１で説明する。図１の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は車体に使用されているタイヤの一つを示したもので、状態が変った場合を示している。（ａ）は進行方向前面からカメラでとらえた画像である。５ａはタイヤの接地面におけるタイヤ幅を示し、９ａ、９ｂは直進状態のタイヤの外枠を示し、８はこのカメラの一画素を示している。（ｂ）は同じカメラでこのタイヤが曲がった場合をとらえた画像である。曲がったためにタイヤの側面がみえる。（ｃ）は（ｂ）の画像を２値化処理してタイヤのみ浮き上がらせたもので、９ａ  、９ｂ  は曲がった時のタイヤ外枠を、９ａ’、９ｂ’は直進状態の外枠を示し、１２はタイヤのゴム質以外の部分が画像抜けていることを示している。（ｃ）においてタイヤの中心線より右サイドに１２が観察される場合は９ｂと９ｂ’の距離が最大のところを１０として画素単位８で計測して、次式により曲がり角度を求める。
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ここでＲはタイヤの半径である。
このθを表示することにより運転者はθ＝０を目指して正規の位置に停車さすことができる。
次ぎはタイヤの磨耗を判断するもので、図１の（ｃ）の計測状態で磨耗に起因して、１２が複数個検出する場合であったり、１２が一個であっても（１）式のθ＝０となり、磨耗を運転者に知らしめタイヤ交換時期がわかる。
３番目はタイヤの空気圧が適正であるか否か判定するもので、図１の（ａ）の状態において、予め適正な空気圧状態の９ａ、９ｂの外形をカメラで計測して基準値んとしてメモリーしておき、合否測定時に同様の計測をして基準値と比較判定するものことで適正か否か判断する。
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２００１−１８０２３９記載の方法では
（１）タイヤの空気圧、磨耗などにより、タイヤの外形状態が変り、図１の（ｃ）の１０の値が変化して正確なタイヤの方向が算出されない。
（２）磨耗の程度においては記載の方法ではタイヤの直接接地面の磨耗を計測していなく正確なタイヤ交換時期を運転者に示していない。
（３）空気圧測定の方法においてカメラ、画像処理と合否判定までの計測アルゴリズムが複雑であり、結果としてより高価なものを使用者が買うことになる。
本発明は運転者を従来の装置よりも簡単な装置で、適切に支援でき、安全向上を可能とする車両用支援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】
図３は車両のドライブシャフトＤＳにアクスルＡＫを介してハブが一体的に取り付けられ（一体化されているので図ではハブは省き、以後一体化したものをアクスルという）ハブにタイヤＴがとり取り付けられている様子を模式的に表したものである。ただしアクスルＡＫはドライブシャフト軸ＤＪの回転面に対してθの角度をもっているとしている。θが正確に計測できればドライブシャフト回転面との方向そのものを計測したことになり、いわゆるタイヤの方向が分ったことになる。タイヤの形状は、磨耗とか、空気圧とかによって、図３のθが一定でも変形し、その形状からは正確なθを算出できない。図３の場合は、車体内に距離計Ｓを固定して測定方向をドライブシャフト軸中心ＤＪと平行に取り付けられ、ドライブシャフト軸中心と測定方向の距離をＬとする。距離計により、アクスルＡＫがドライブシャフト軸ＤＪの回転面θ＝０からθ＝θ１まで変ったときは、それらに応じた距離計の読み値からアクスルの計測点の移動距離ＤＩＦを得ることができる。正確なθ１は
θ１＝ａｒｃｔａｎ（ＤＩＦ／Ｌ）−−−−−−−−（２）
で算出できる。距離計Ｓは例えばレーザー光を用いた波長変調をもちいたものでもよい。或いは、光を用いた三角測距のものでも、超音波変調のもでもよく、夫々０．１ｍｍオーダーのな測定精度のものがあり、それらを用いてもよい。或いは測定精度は最終的に運転支援に必要な精度が保証されればよく、求める最終精度により必ずしも０．１ｍｍのオーダーの精度の測距器は必要ではない。また最終的な表示はθでなくてもよく、例えばＤＩＦであっても、或いはＤＩＦを何倍かしたものであってもよい。最終表示は直進方向より右に曲がっているか左に曲がっているかがわかり、その程度がわかるものであってもよい。そのためには、必ずしも距離計Ｓの測定方向がドライブシャフト軸ＤＪと同一である必要はない。十分な繰り返し精度が保証されればよい。距離計は１次元を計測するもので画像などの画像処理装置、アルゴリズムは簡単である。演算処理装置、運転者への伝達装置は図３では省いている。この装置によりより安全運転の支援となる。これが本発明の一つの説明である。
図４はドライブシャフトＤＳの回転面と同一面にアクスルＡＫがある状態でタイヤＴが取り付けられている場合である。即ち車が直進と同じ状態である。車は停止であってもよい。そのタイヤＴに対して、タイヤに正対して設置された距離計Ｆがあり、タイヤＴの磨耗表面までの距離を計測する。タイヤＴの磨耗表面には凹凸があって距離計Ｆの測定面積が凹凸を十分に平均化するサイズでなくてはいけない。或いは時間的に測定値を何個かとり凹凸を平均しないといけない。磨耗する前の状態を基準距離としてメモリーしておき使用した後に距離計測をしてその差から磨耗の程度を精密に算出でき、その程度を表示することができる。予め磨耗の限界値を設定しておけば限界値に達した時点でタイヤ交換時期を運転者に伝達できる。凹凸の平均値をもちいたが凹凸の差であってもよい。同様にして予め磨耗の限界値を設定しておけば限界値に達した時点でタイヤ交換時期を運転者に伝達できる。距離計Ｆは例えばレーザー光を用いた波長変調をもちいたものでもよい。或いは、光を用いた三角測距のものでも、超音波変調のもでもよく、夫々０．１ｍｍオーダーの測定精度のものがあり、それらを用いてもよい。或いは測定精度は最終的に運転支援に必要な精度が保証されればよく、求める最終精度により必ずしも０．１ｍｍのオーダーの精度の測距器は必要ではない。また、必ずしも、正対して距離計を取り付ける必要はなく、十分な精度で磨耗の実用的な程度が計測できればよい。繰り返し精度が実用的に十分な精度であればよい。距離計は１次元を計測するもので画像などの画像処理装置、アルゴリズムは簡単である。演算装置、運転者への伝達装置は図３では省いている。この装置により適切に磨耗タイヤを交換することが出来、より安全向上を可能とする。これが本発明の他の一つである。
次ぎにタイヤＴのサイドウォールＳＷを計測するために図４のように距離計ＳＴが取り付けられている。この距離計ＳＴはタイヤＴのサイドウォールＳＷまでの距離を測る。タイヤＴは空気圧によってサイドウォールＳＷのふくらみが変る。適正空気圧の上限、下限に対応した距離数値を許容値として予めメモリーしておけば、距離計ＳＴでの計測により簡単に空気圧の状態を運転者に伝達できる。タイヤサイドウォールＳＷには多少の凹凸があって距離計の測定面積が凹凸を十分に平均化するサイズでなくてはいけない。或いは時間的に測定値を何個かとり凹凸を平均しないといけない。適正空気圧の状態を基準距離としてメモリーしておき使用した後に距離計測をしてその差から空気圧状態の程度を簡単な装置とアルゴリズムを用いて、精密に算出でき、表示することが出来る。予め適正空気圧の限界値を設定しておけば限界値に達した時点で空気圧異常をを運転者に伝達でき適正化をはかることが出来る。距離計ＳＴは例えばレーザー光を用いた波長変調をもちいたものでもよい。或いは、光を用いた三角測距のものでも、超音波変調のもでもよく、夫々０．１ｍｍオーダーの測定精度のものがあり、それらを用いてもよい。或いは測定精度は最終的に運転支援に必要な精度が保証されればよく、求める最終精度により必ずしも０．１ｍｍのオーダーの精度の測距器は必要ではない。また、必ずしも、正確に直交して距離計を取り付ける必要はなく、十分な精度で空気圧の実用的な程度が計測できればよい。繰り返し精度が実用的に十分な精度であればよい。距離計は１次元を計測するもので画像などの画像処理装置、アルゴリズムは簡単である。演算装置、運転者への伝達装置は図３では省いている。この装置により適切な空気圧を管理することができ、より安全向上を可能とする。これが本発明の次ぎの他の一つである。
【発明を実施するための最良の形態】図２は４輪車両の本発明実施例である。タイヤの構成はタイヤＴＡ、タイヤＴＢ、タイヤＴＣ、タイヤＴＤから成り、夫々アクスルＡＫＡ、アクスルＡＫＢ、アクスルＡＫＣ、アクスルＡＫＤに取り付けられており、アクスルＡＫＡとアクスルＡＫＣはドライブシャフトＳＤＭに、アクスルＡＫＢとアクスルＡＫＤはドライブシャフトＤＳＵに連結されている。距離計ＳＡはアクルスＡＫＡの計測が、距離計ＳＢはアクルスＡＫＢの計測が、距離計ＳＣはアクルスＡＫＣの計測が、距離計ＳＤはアクルスＡＫＤの計測ができる位置に取り付けられ、距離計ＦＡはタイヤＴＡの磨耗表面が、距離計ＦＢはタイヤＴＢの磨耗表面が、距離計ＦＣはタイヤＴＣの磨耗表面が、距離計ＦＤはタイヤＴＤの磨耗表面が計測できる位置に取り付けられ、距離計ＳＴＡはタイヤＴＡのサイドウォールＴＡＳＷが、距離計ＳＴＢはタイヤＴＢのサイドウォールＴＢＳＷが、距離計ＳＴＣはタイヤＴＣのサイドウォールＴＣＳＷが、距離計ＳＴＤはタイヤＴＤのサイドウォールＴＤＳＷが計測できる位置に取り付けられ、各距離計の計測値は演算処理装置ＥＵに連結され、ＥＵでの処理結果は表示装置ＤＰに出力される、本発明の構成例となっている。
距離計ＳＡ、距離計ＳＢ、距離計ＳＣ、距離計ＳＤに注目すると夫々計測するアクスルＡＫからドライブシャフト回転面からの方向角θを算出する。このθは測定対象が４個であるから４個の答となる。基本的なアルゴリズムは（２）式による。これらの距離計からの距離データを集め、必要な演算をし、表示装置ＤＰに出力さすのは演算処理装置ＥＵである。表示装置ＤＰは同時に４個のθを液晶で表示してもよいし必要なものを選択してもよい。あるいは計測用に必ずしも４輪であるから４個の距離計が必要ではない、ハンドルに結合しているアクスルの個数にしてもよい。また、表示は音声とか、運転者に伝わる振動であってもよい。
距離計ＦＡ、距離計ＦＢ、距離計ＦＣ、距離計ＦＤに注目すると夫々計測するタイヤの磨耗の状態、交換時期を算出する。これらは測定対象が４個であるから４個の答となる。基本的なアルゴリズムは主にはメモリー演算、平均値演算、差演算による。これらの距離計からの距離データを集め、必要な演算をし、表示装置ＤＰに出力さすのは演算処理装置ＥＵである。表示装置ＤＰは同時に４個の磨耗の程度、交換時期を液晶で表示してもよいし、必要なものを選択してもよい。計測用に必ずしも４輪であるから４個の距離計が必要ではない。また、表示は音声とか、運転者に伝わる振動であってもよい。
距離計ＳＴＡ、距離計ＳＴＢ、距離計ＳＴＣ、距離計ＳＴＤに注目すると夫々計測するタイヤの空気圧の状態、不適正な空気圧状態を算出する。これらは測定対象が４個であるから４個の答となる。基本的なアルゴリズムは主にはメモリー演算と差演算による。これらの距離計からの距離データを集め、必要な演算をし、表示装置ＤＰに出力さすのは演算処理装置ＥＵである。表示装置ＤＰは同時に４個の磨耗の程度、交換時期を液晶で表示してもよいし、必要なものを選択してもよい。計測用に必ずしも４輪であるから４個の距離計が必要ではない。また、表示は音声とか、運転者に伝わる振動であってもよい
この図２の場合は最大１２個の距離計の測定対象があり、同時に全て表示してもよいし、選択して表示してもよい。選択は運転者が表示装置から通常の例えばボタン操作などで（図解説明は省く）行ってもよい。
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な装置で、正確にアクスルの方向が分り、精度よくタイヤの磨耗度合いが分り、タイヤ空気が分り、車両運転支援をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかわる従来技術の説明図
【図２】本発明にかかる構成機能の説明図
【図３】本発明にかかる説明図
【図４】本発明にかかる説明図
【符号の説明】
９ａ        タイヤの外枠
９ｂ        タイヤの外枠
８          画素単位
５ａ        タイヤ接地面
９ａ’      直進状態のタイヤの外枠
９ｂ’      直進状態のタイヤの外枠
１０        距離
１２        タイヤ画像の抜け部分
Ｓ          距離計
Ｆ          距離計
ＳＴ        距離計
Ｔ          タイヤ
ＳＷ        サイドウオール
ＤＳ        ドライブシャフト
ＤＪ        ドライブシャフト軸中心
ＡＫ        アクスル
θ          アクスルとドライブシャフト軸回転面との角度
ＤＩＦ      アクスルの計測点の移動距離
Ｌ          ドライブシャフト軸中心と測定方向の距離
ＴＡ        タイヤ
ＴＢ        タイヤ
ＴＣ        タイヤ
ＴＤ        タイヤ
ＡＫＡ      アクスル
ＡＫＢ      アクスル
ＡＫＣ      アクスル
ＡＫＤ      アクスル
ＤＳＭ      ドライブシャフト
ＤＳＵ      ドライブシャフト
ＥＵ        演算処理装置
ＤＰ        表示装置
ＳＡ        距離計
ＳＢ        距離計
ＳＣ        距離計
ＳＤ        距離計
ＦＡ        距離計
ＦＢ        距離計
ＦＣ        距離計
ＦＤ        距離計
ＳＴＡ      距離計
ＳＴＢ      距離計
ＳＴＣ      距離計
ＳＴＤ      距離計
ＴＡＳＷ    サイドウオール
ＴＢＳＷ    サイドウオール
ＴＣＳＷ    サイドウオール
ＴＤＳＷ    サイドウオール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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