JP2007303950A - 車両用異常判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪の異常、又は走行路の異常を適切に判定すること。
【解決手段】車両用異常判定装置１は、車両左右方向へ延在し、車両の走行路上に配設された磁気マーカ１０からの磁界強度を検出する磁界強度検出手段２と、磁界強度検出手段２により検出された磁界強度の路面に対する垂直成分と、所定閾値と、の比較に基づいて、車両の車輪２０Ｆ、２０Ｒ及び走行路１００のうち、少なくとも一方が異常であるか否かの判定を行う異常判定手段６と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、車両のタイヤ空気圧力の低下又は走行路上の轍等の異常を判定する車両用異常判定装置に関する。

従来、走行路に配設された複数の磁気マーカからの磁界強度の変化量を検出する車載磁気センサを備える自動運転システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。自動運転システムは、車載磁気センサにより検出された磁界強度の変化量に基づいて、自車両の位置を検出する。
特開２０００−２２７９９８号公報

しかしながら、上記従来の自動運転システムにおいては、タイヤパンク等によりタイヤ空気圧力が低下する車輪の異常が発生した場合、又は走行路上の轍が形成される等の走行路の異常が発生した場合でも、当該異常の判定が適切に行われず、上記車両の自動運転が継続される虞がある。この場合、自車両の位置を正確に検出できなくなったり、車両の操舵を適切に行うことができない等、車両の自動制御が正確に行えない虞がある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車輪の異常、又は走行路の異常を適切に判定することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
車両左右方向へ延在し、車両の走行路上に配設された磁気マーカからの磁界強度を検出する磁界強度検出手段を備える車両用異常判定装置であって、
前記磁界強度検出手段により検出された前記磁界強度の路面に対する垂直成分と、所定閾値と、の比較に基づいて、車両の車輪及び前記走行路のうち、少なくとも一方が異常であるか否かの判定を行う異常判定手段を備える、ことを特徴とする車両用異常判定装置である。

この一態様によれば、異常判定手段は、磁界強度検出手段により検出された磁界強度の路面に対する垂直成分と、所定閾値と、の比較に基づいて、車両の車輪及び前記走行路のうち、少なくとも一方が異常であるか否かの判定を行うことができる。これにより、車輪の異常、又は走行路の異常を適切に判定することができる。

この一態様において、前記異常判定手段は、前記磁界強度検出手段により検出された前記磁界強度の垂直成分が前記所定閾値以上となるとき、前記車両の車輪及び前記走行路のうち、少なくとも一方が異常であると判定を行ってもよい。これにより、車輪の異常、又は走行路の異常を簡易かつ適切に判定することができる。

この一態様において、前記異常判定手段は、前記磁界強度検出手段により検出された前記磁界強度の垂直成分の平均値と、前記所定閾値と、を比較してもよい。これにより、複数の磁気マーカから検出される磁界強度の垂直成分の平均値に基づいて、異常を判定することで、ノイズの影響を低減できる。したがって、車輪の異常、又は走行路の異常を適切かつより高精度に判定することができる。

この一態様において、前記異常判定手段は、所定時間以上、前記磁界強度検出手段により検出された前記磁界強度の垂直成分が前記所定閾値以上となるとき、前記車両の車輪の異常であると判定を行なってもよい。例えば、タイヤパンク等の車輪に異常が発生した場合に、所定時間以上の長時間、磁界強度の垂直成分が所定閾値以上となる。これにより、車両の車輪の異常を判別することができる為、より高精度な上記異常の判定が可能となる。

この一態様において、同一の走行区間において繰り返して、前記磁界強度検出手段により検出された前記磁界強度の垂直成分が前記所定閾値以上となるとき、前記異常判定手段は前記走行路の異常であると判定を行なってもよい。例えば、走行路に轍が形成される等の走行路に異常が発生した場合に、当該異常がある同一の走行区間において繰り返して、磁界強度の垂直成分が所定閾値以上となる。これにより、走行路の異常を判別することができる為、より高精度な上記異常の判定が可能となる。

この一態様において、前記車両の車輪の異常とは、例えば、該車輪のタイヤ内部の空気圧力が所定圧力以下となる異常である。上記異常の判定により、タイヤパンク等のタイヤ内部の空気圧力が所定圧力以下となる異常を判定することができる。

この一態様において、前記走行路の異常とは、例えば、該走行路上に凹凸が形成される異常である。上記異常の判定より、轍等の走行路上に凹凸が形成される異常を判定することができる。

この一態様において、前記所定閾値は、強度の異なる複数の閾値からなっていてもよい。これにより、上記異常の判定を段階的に行うことができる為、上記異常の判定を高精度に行うことができる。

この一態様において、前記所定閾値は、
前記車両が凹凸の無い前記走行路を走行しているときに、前記磁界強度検出手段により検出される前記磁界強度の垂直成分よりも大きな強度である第１閾値と、
前記車両が凹凸の無い前記走行路を走行しているときに、前記磁界強度検出手段により検出される前記磁界強度の垂直成分よりも小さい強度である第２閾値と、からなり、
前記磁界強度検出手段により検出された前記磁界強度の垂直成分が、前記第１閾値以上のとき、前記異常判定手段は、前記走行路上に凹部が形成される異常であると判定を行い、
前記磁界強度検出手段により検出された前記磁界強度の垂直成分が、前記第２閾値以下のとき、前記異常判定手段は、前記走行路上に凸部が形成される異常であると判定を行なってもよい。これにより、走行路上に凹部および凸部のうち、いずれが形成される走行路の異常であるかを判別することができる。すなわち、より高精度に上記異常の判定を行うことができる。

この一態様において、前記第１閾値及び前記第２閾値は、強度の異なる複数の閾値からなっていてもよい。これにより、上記凹部および凸部の異常の判定を段階的に行うことができる。すなわち、より高精度に上記異常の判定を行うことができる。

この一態様において、磁界強度が略等しい前記磁気マーカが、車両の走行路上に該走行路に沿って、複数配設されていてもよい。

この一態様において、走行路上には、複数の磁気マーカが車両左右方向へ配列されてなる基準磁気マーカが配設され、
前記磁界強度検出手段は、前記基準磁界マーカからの車両右側の磁界強度と、車両左側の磁界強度と、を検出し、
前記異常判定手段は、前記車両右側の磁界強度の垂直成分と、前記所定閾値と、を比較することで、前記車両右側における前記車輪及び前記走行路のうち少なくとも一方が異常であると判定を行い、
前記車両左側の磁界強度の垂直成分と、前記所定閾値と、を比較することで、前記車両左側における前記車輪及び前記走行路のうち少なくとも一方が異常であると判定を行なってもよい。これにより、車両右側及び車両左側のうちいずれ側における車輪又は走行路の異常であるかを判別することができる。すなわち、より高精度に上記異常の判定を行うことができる。

この一態様において、前記磁気強度検出手段は、車両左右方向へ延在し、車両の前輪近傍に配設される第１磁気強度検出部と、車両左右方向へ延在し、後輪近傍に配設される第２磁気強度検出部と、を有し、
前記異常判定手段は、
前記第１磁気強度検出部により検出された前記磁気強度の垂直成分が前記所定閾値以上となるとき、前記前輪の異常であると判定を行い、
前記第２磁気強度検出部により検出された前記磁気強度の垂直成分が前記所定閾値以上となるとき、前記後輪の異常であると判定を行なってもよい。これにより、前輪及び後輪のうち、いずれの異常であるかを判別することができる。すなわち、より高精度に上記異常の判定を行うことができる。

この一態様において、前記異常判定手段により前記異常と判定されたとき、報知を行う報知手段を更に備えていてもよい。これにより、ユーザは上記異常を容易に認識することができる。

この一態様において、前記報知手段は、サーバとしての機能を有する情報センタに対して、前記報知を行ってもよい。これにより、情報センタを介して、例えば、上記異常の対処を迅速に行うことができる。

この一態様において、前記異常判定手段により前記異常と判定されたときの車両の走行位置を検出する位置検出手段を更に、備えていてもよい。これにより、上記異常が発生した場所を特定することが可能となる。したがって、例えば、上記異常に対する対処を適切に行うことができる。

この一態様において、車両の状態量を検出する状態量検出手段と、
前記異常判定手段により前記異常と判定されたときの、前記磁界強度、前記車両の状態量及び前記走行位置を記憶する記憶手段と、を更に備えていてもよい。これにより、上記異常が発生したときの磁気強度、車両の状態量、及び走行位置を記憶手段に記憶されたデータに基づいて、解析することが可能となる為、より適切な異常の対処が可能となる。

この一態様において、前記走行路の両側に案内壁が配設された案内走行路を、前記車両が走行しているときに、前記異常判定手段は、前記異常の判定を行ってもよい。これにより、案内走行路により、車両が走行路の略中心位置に案内される。したがって、車両の左右方向へのブレが無くなる為、上記異常の判定をより高精度に行うことができる。

本発明によれば、車輪の異常、又は走行路の異常を適切に判定することができる。

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。

図１は、本発明の一実施例に係る車両用異常判定装置のシステム構成の一例を示すブロック図である。本実施例に係る車両用異常判定装置１は、例えば、ＩＭＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ Ｔｒａｎｓｉｔ Ｓｙｓｔｅｍ：磁気誘導式自動運転システム）等の車両の自動運転を行う自動運転システムに適用される。

自動運転システムにおいて、例えば、コンクリートにより舗装された車両の走行路（軌道）１００の略中央部には磁気マーカ１０が、当該走行路１００に沿って、略等間隔（例えば、１〜２ｍ間隔）で複数、埋設されている（図２（ａ））。

各磁気マーカ１０は、例えば、略円筒状（例えば、最大径９０ｍｍ、高さ４３ｍｍ）に形成された永久磁石が用いられ（図２（ｂ））、Ｓ極又はＮ極の磁界を発生させ、走行路１００に略同一の深さで埋設されている。

なお、各磁気マーカ１０が発生する磁界強度は、略等しくなっているが、各磁気マーカ１０が発生する磁界強度が異なっていてもよい。この場合、各磁気マーカ１０の埋設される位置（深さ）を調整することで、後述の磁気センサ２と各磁気マーカ１０の距離を調整し、磁界強度を略同一に調整することができる。

また、走行路１００には、所定の間隔で基準磁気マーカ１１が埋設されている（図２（ａ））。基準磁気マーカ１１は、磁気マーカ１０が道幅方向へ複数（例えば、４つ）埋設されてなる。ＩＭＴＳ用の車両は、例えば、基準磁気マーカ１１を基準にして、磁気マーカ１０の数をカウントすることで、車両の現在位置を認識することができる。

自動運転システムが搭載される車両には、左右一対の前輪２０Ｆ及び後輪２０Ｒが配設されている。また、前輪２０Ｆ及び後輪２１Ｒは、例えば、スチール又はアルミニウム合金からなり略円環状のホイール２０ａと、ホイール２０ａの外周に取り付けられ、アルミニウム合金からなり略円環状の中子部２０ｂと、中子部２０ｂを内包し、内部に空気が封入されたゴム製のタイヤ部２０ｃと、を有する中子タイヤ（ノーパンクタイヤ）が用いられている（図３（ａ））。なお、この中子タイヤは、内部の空気圧力が低下した場合でも、中子部２０ｂによりタイヤ部２０ｃの変形が抑制される為（図３（ｂ））、短時間の走行継続が可能となる。

車両の下面（例えば、バネ下部７）かつ前輪２０Ｆ近傍（例えば、前輪軸の直下）には、車両幅方向（車両左右方向）へ延在する磁気センサ（磁界強度検出手段）２が配設されている（図４（ａ）及び（ｂ））。磁気センサ２は、複数（例えば、６０個）のホール素子３が車両左右方向へ、略等間隔（例えば、略１２ｍｍ間隔）で配列されてなる（図１）。

磁気センサ２と、磁気マーカ１０との距離は、通常状態で、約１００ｍｍに維持されている。各ホール素子３は、約±２５０ｍｍの検出範囲を有している。なお、磁気センサ２は前輪２０Ｆ近傍に配設されているが、後輪近傍２０Ｒ等の、車両のバネ下部７であれば任意の位置に配設可能である。

磁気センサ２の各ホール素子３は、磁気マーカ１０からの磁界強度の走行路１００面に対する垂直方向成分（以下、磁界強度の垂直成分と称す。）を検出する。また、各ホール素子３により検出される磁界強度の垂直成分は、各ホール素子３と磁気マーカ１０との距離に応じて、変化する。

例えば、磁気センサ２のホール素子３と磁気マーカ１０との距離が減少すると、ホール素子３により検出される磁界強度の垂直成分は増加する。一方、磁気センサ２のホール素子３と磁気マーカ１０との距離が増加すると、ホール素子３により検出される磁界強度の垂直成分は減少する。

また、例えば、タイヤパンク、長期間走行等に起因して、車輪２０Ｆ、２０Ｒのタイヤ部２０ｃの空気圧力が低下し、所定圧力以下となる車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常が発生することがある。

この場合、車両の重量によりタイヤ部２０ｃが潰れるように変形する（図３（ｂ））。これにより、車両のバネ下部７に配設された磁気センサ２のホール素子３と、走行路１００上の磁気マーカ１０との間の距離が減少する。したがって、磁気センサ２のホール素子３により検出される磁界強度の垂直成分が増加する。

また、例えば、上記ＩＭＴＳ等の自動運転がなされる車両は、同一走行路１００を繰り返し走行する為、走行路１００上に轍等の凹部が形成される走行路１００の異常が発生することがある。この走行路１００上の凹部に車輪２０Ｆ、２０Ｒのタイヤ部２０ｃが嵌ると、車両の操作性を低下させる虞がある。さらに、走行路１００上に形成された轍等の凹部に車輪２０Ｆ、２０Ｒのタイヤ部２０ｃが嵌ると、車両のバネ下部７に配設された磁気センサ２のホール素子３と、走行路１００上の磁気マーカ１０との間の距離が減少する。これにより、磁気センサ２のホール素子３により検出される磁界強度の垂直成分が、増加する。

なお、磁気センサ２の各ホール素子３には、車両を制御する車両制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、電子制御装置）４が接続されている。車両制御ＥＣＵ４は、磁気センサ２のホール素子３により検出された磁界強度の垂直成分に基づいて、車両の制御を行う。

例えば、車両制御ＥＣＵ４は、複数のホール素子３のうち略中央に位置するホール素子３により検出された磁界強度の垂直成分が最大値となるように、車両左右方向の位置を制御する。これにより、走行路１００の略中央に配設された磁気マーカ１０の位置と、車両の中央位置と、が略一致するように、車両横方向の位置が制御される。したがって、車両が走行路１００の略中央を走行することができる。

また、車両が走行路１００の略中心（磁気マーカ）に対して、右側に寄っている場合、右側に位置するホール素子３の磁界強度の垂直成分が増加する。一方、車両が走行路１００の略中心に対して、左側に寄っている場合、左側に位置するホール素子３の磁界強度の垂直成分が増加する。このように、車両制御ＥＣＵ４は、例えば、検出される磁界強度の垂直成分が増加するホール素子３の位置に基づいて、走行路１００の略中心に対して、車両が左右方向へどれだけずれているかを認識することができる。

車両制御ＥＣＵ４には、各車輪２０Ｆ、２０Ｒに配設され、各車輪２０Ｆ、２０Ｒの回転速度を検出する車輪速センサ５が接続されている。車両制御ＥＣＵ４は、例えば、車輪速センサ５により検出された各車輪２０Ｆ、２０Ｒの回転速度に基づいて、車両の速度を自動制御している。

ところで、上述の如く、タイヤパンク等により車輪２０Ｆ、２０Ｒのタイヤ部２０ｃ内の空気圧力が低下し、所定圧力以下となる場合の車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常、又は、走行路１００上に轍等の凹部が形成される場合の走行路１００の異常が、発生することがある。

上記車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常又は走行路１００の異常が発生した場合に、車両のバネ下部７に配設された磁気センサ２と、磁気マーカ１０との間の距離が減少する。

例えば、図５に示す如く、車両の右車輪２０Ｆがタイヤパンクした場合（タイヤ部２０ｃ内の空気圧力が所定圧力以下となった場合）に、車両のバネ下部７に配設された磁気センサ２の略中央位置が、約１５ｍｍ低下し、磁気マーカ１０に対して接近する。このとき、左右の車輪２０Ｆの幅（トレッド幅）が、２０９３．４ｍｍ、タイヤパンク時における右車輪２０Ｆのタイヤ部２０ｃのタイヤ半径が４１３ｍｍ（正常時における右車輪２０Ｆのタイヤ部２０ｃのタイヤ半径が４４４ｍｍ）、とする。

上述のように、車両のバネ下部７に配設された磁気センサ２と、磁気マーカ１０との間の距離が減少すると、車両のバネ下部７の磁気センサ２により検出される磁界強度の垂直成分が増加する。この磁気強度の垂直成分の変化により、上記車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常又は走行路１００の異常の判定を行うことができる。

磁気センサ２には、上記車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常又は走行路１００の異常を検出する異常判定ＥＣＵ（異常判定手段）６が接続されている（図１）。異常判定ＥＣＵ６は、磁気センサ２により検出された磁界強度の垂直成分に基づいて、上記車輪２０Ｆ、２０Ｒ及び走行路１００のうち少なくとも一方が異常であるか否かの判定を行う。

なお、異常判定ＥＣＵ６は、例えば、磁気センサ２における複数のホール素子３により検出される磁気強度の垂直成分のうち、最大となる磁界強度の垂直成分に基づいて、上記異常の判定を行っているが、複数のホール素子３により検出された磁気強度の垂直成分の平均値に基づいて、上記異常の判定を行ってもよい。

また、異常判定ＥＣＵ６は、例えば、所定数（例えば、５つ）の磁気マーカ１０からの磁界強度の垂直成分の平均値に基づいて、上記車輪２０Ｆ、２０Ｒ及び走行路１００のうち少なくとも一方が異常であるか否かの判定を行なってもよい。これにより、ノイズの影響を低減できる為、より高精度に判定が可能となる。

異常判定ＥＣＵ６及び車両制御ＥＣＵ４は、マイクロコンピュータから構成されており、制御、演算プログラムに従って各種処理を実行すると共に、当該装置１の各部を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵの実行プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、演算結果等を格納する読書き可能なＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、タイマ、カウンタ、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）等を有している。また、異常検出ＥＣＵ６及び上記の車両制御ＥＣＵ４は、一体で構成されていてもよい。

異常判定ＥＣＵ６は、磁気センサ２により検出された磁界強度（又は磁束密度）の垂直成分が所定閾値Ａ以上になると、上記車輪２０Ｆ、２０Ｒ及び走行路１００のうち少なくとも一方が異常であると判定する（図６）。

なお、所定閾値Ａは、例えば、タイヤ部２０ｃ内の空気圧、及び走行路１００に異常が無い場合の磁気マーカ１０による磁界強度の垂直成分よりも大きな値が設定され、異常判定ＥＣＵ６のＲＯＭに記憶されている。

また、図６は、磁気センサ２の各ホール素子３により検出される磁界強度の垂直成分の大きさの分布及び所定閾値Ａを示す図である。

例えば、異常判定ＥＣＵ６は、所定時間Ｔ以上、磁気センサ２により検出された磁界強度の垂直成分が所定閾値Ａ以上となるとき、車両の車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常であると判定を行う。なお、所定時間Ｔ以上、磁気センサ２により検出された磁界強度の垂直成分が所定閾値Ａ以上になるとは、例えば、所定時間Ｔ以上、断続的に又は継続的に、磁気強度の垂直成分が所定閾値Ａ以上になることを指す。

タイヤパンク等の車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常が発生した場合に、恒常的に長い時間（例えば、所定時間Ｔ以上）、磁気センサ２と磁気マーカ１０との距離が減少し、磁気センサ２により検出される磁界強度の垂直成分が所定閾値Ａ以上となる。したがって、上記判定を行うことで、車両のタイヤパンク等の車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常の判定を行うことができる。

また、異常判定ＥＣＵ６は、同一の走行区間において繰り返して、磁気センサ２により検出された磁界強度の垂直成分が所定閾値Ａ以上となるとき、走行路１００の異常であると判定を行う。

例えば、走行路１００に轍等の凹部が形成される場合、車両が走行路１００上の轍等の凹部が形成された区間を走行するときに繰り返し、磁気センサ２と磁気マーカ１０との距離が減少し、磁気センサ２により検出された磁界強度の垂直成分が所定閾値Ａ以上となる。したがって、上記判定を行うことで、走行路１００に轍等の凹部が形成される走行路１００の異常の判定を行うことができる。

なお、異常判定ＥＣＵ６は、基準磁気マーカ１１を基準に磁気マーカ１０の数をカウントすることより、又は後述のＧＰＳ受信装置により検出された車両の現在位置により、車両の走行位置を検出し、車両が同一走行路を走行しているかを判断する。

以上、本実施例に係る車両用異常判定装置１において、車両のバネ下部７の磁気センサ２の各ホール素子３により検出された磁界強度と、所定閾値Ａと、を比較することで、車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常及び走行路１００のうち少なくとも一方が異常であるか否かを判定する。これにより、車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常、又は走行路１００の異常を適切に判定することができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一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、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

上記一実施例において、異常判定ＥＣＵ６は、所定時間Ｔ以上、磁気センサ２により検出された磁界強度の垂直成分が所定閾値Ａ以上となるとき、車両の車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常であると判定を行なっているが、異常判定ＥＣＵ６は、所定距離Ｓ以上、磁気センサ２により検出された磁界強度の垂直成分が所定閾値Ａ以上となるとき、車両の車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常であると判定を行なってもよい。また、異常判定ＥＣＵ６は、磁気マーカ１０が所定個数以上、磁気センサ２により検出された磁界強度の垂直成分が所定閾値Ａ以上となるとき、車両の車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常であると判定を行なってもよい。

上記一実施例において、ＩＭＴＳ用の車両に適用されているが、任意の車両に適用可能である。例えば、通常の道路上に磁気マーカ１０が、複数埋設され、任意の自動車のバネ下部７に磁気センサ２が配設される構成であってもよい。これにより、任意の車両における車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常、又は走行路１００の異常を適切に判定することができる。

上記一実施例において、所定閾値Ａとして、第１閾値Ａ１及び第２閾値Ａ２が設定されてもよい。例えば、第１閾値Ａ１には、車両が凹凸の無い走行路１００を走行しているときに、磁気センサ２により検出される磁界強度の垂直成分よりも大きな値が設定される。また、第２閾値Ａ２には、車両が凹凸の無い走行路１００を走行しているときに、磁気センサ２により検出される磁界強度の垂直成分よりも小さい値が設定される。

異常判定ＥＣＵ６は、例えば、磁気センサ２により検出された磁界強度の垂直成分が第１閾値Ａ１以上のとき、走行路１００上に凹部（例えば、轍）が形成される異常であると判定を行う。また、異常判定ＥＣＵ６は、磁気センサ２により検出された磁界強度の垂直成分が第２閾値Ａ２以下のとき、走行路１００上に凸部（例えば、路面の変形）が形成される異常であると判定を行う。以上、第１閾値Ａ１及び第２閾値Ａ２が設定され、異常の判定を行うことにより、走行路１００上の凹部又は凸部の異常を判別することが可能となる。

上記一実施例において、異常判定ＥＣＵ６は、上記車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常又は走行路１００の異常であると判定したとき、ユーザに対して、報知を行ってもよい。例えば、異常判定ＥＣＵ６は、上記車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常又は走行路１００の異常であると判定したとき、車載通信機（報知手段）２１及び通信網１０１を介して、情報センタ１０２に通報を行うようにしてもよい（図７）。情報センタ１０２は、当該異常の修復を行う修復施設（例えば、車両の販売店等）１０３に対して、通報を行う。これにより、上記異常の修復を迅速に行うことができる。

また、車両に搭載された報知装置（報知手段）により、ユーザに対して報知を行ってもよい。報知装置による報知として、例えば、警告灯を点灯又は点滅させ、スピーカにより警告音を発生させ、シート又はステアリングホイールに内蔵された振動装置を振動させて、また、これらを任意に組み合わせるようにしてもよい。これにより、ユーザは上記異常を容易に認識することができ、また当該異常に対して迅速に対応可能となる。

上記一実施例において、所定閾値Ａが強度の異なる複数の閾値から構成されていてもよい。例えば、所定閾値Ａが、報知レベルの閾値Ａ３、注意レベルの閾値Ａ４、警告レベルの閾値Ａ５（Ａ３＜Ａ４＜Ａ５）として、設定される。なお、報知レベル、注意レベル、警告レベル、の順番でレベルが高くなり、緊急性が高くなるものとする。

異常判定ＥＣＵ６は、磁気センサ２により検出された磁界強度の垂直成分が閾値Ａ３以上であり、かつ閾値Ａ４より小さいと判定したとき、上記異常が報知レベルであると認識する。また、異常判定ＥＣＵ６は、磁気センサ２により検出された磁界強度の垂直成分が閾値Ａ４以上であり、かつ閾値Ａ５より小さいと判定したとき、上記異常が注意レベルであると認識する。さらに、異常判定ＥＣＵ６は、磁気センサ２により検出された磁界強度の垂直成分が閾値Ａ５以上であると判定したとき、上記異常が警告レベルであると認識する。これにより、上記異常のレベルを段階的に認識することが可能となる。

また、異常判定ＥＣＵ６は、上記報知レベル、注意レベル、及び警告レベル等の各閾値のレベルに応じて、報知内容を可変させてもよい。例えば、異常判定ＥＣＵ６は、上記異常が報知レベルであると判定したとき、直ぐに修復する必要は無いが、いずれ修復が必要である旨を報知する。また、異常判定ＥＣＵ６は、上記異常が注意レベルであると判定したとき、直ぐに修復する必要は無いが、修復の準備が必要である旨（又は、修復が必要となる推定走行時間）を報知する。

さらに、異常判定ＥＣＵ６は、上記異常が警告レベルであると判定したとき、直ぐに修復が必要である旨を報知する。これにより、ユーザは、異常のレベルを段階的に認識することができる為、当該異常のレベルに応じて、適切な対処が可能となる。

なお、車輪２０Ｆ、２０Ｒのスローパンクが発生した場合に、タイヤ部２０ｃ内の空気圧力が徐々に低下し、タイヤ部２０ｃの変形が徐々に進行する。また、走行路１００に形成される轍等の凹部は、車両の走行が繰り返されることで、徐々に進行し、溝が深くなる。上述のように、所定閾値Ａを複数設定することで、上記タイヤ部２０ｃ内の空気圧力の状態及び走行路１００の轍の状態を、段階的に認識することができる為、より適切な対応が可能となる。

上記一実施例において、異常判定ＥＣＵ６は、基準磁気マーカ１１からの磁界強度に基づいて、車両右側又は車両左側における車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常及び走行路１００の異常を判定してもよい。上述の如く、基準磁気マーカ１１は、複数の磁気マーカ１０が車両左右方向へ配列されてなる。

したがって、例えば、右側車輪２０Ｆ、２０Ｒにおいてタイヤパンクが発生し、右側車輪２０Ｆ、２０Ｒのタイヤ部２０ｃ内の空気圧力が所定圧力以下となった場合、磁気センサ２の車両右側が基準磁気マーカ１１に接近する（図８（ａ））。これにより、磁気センサ２の車両右側にあるホール素子３により検出される磁界強度の垂直成分が増加し、所定閾値Ａを超えると、異常判定ＥＣＵ６は、右側車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常が発生したと判定する。

一方、左側車輪２０Ｆ、２０Ｒにおいてタイヤパンクが発生し、左側車輪２０Ｆ、２０Ｒのタイヤ部２０ｃ内の空気圧力が所定圧力以下となった場合、磁気センサ２の車両左側が基準磁気マーカ１１に接近する（図８（ｂ））。これにより、磁気センサ２の車両左側にあるホール素子３により検出される磁界強度の垂直成分が増加し、所定閾値Ａを超えると、異常判定ＥＣＵ６は、左側車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常が発生したと判定する。

このように、異常判定ＥＣＵ６は、磁気センサ２において、車両右側及び車両左側に配列されるホール素子３のうち、いずれの側のホール素子３により検出される磁界強度の垂直成分が所定閾値Ａを超えるかを判定する。これにより、例えば、右車輪及び左車輪のうち、いずれのタイヤ部２０ｃの内部圧力が低下し、車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常が発生したかを判別することができる。したがって、上記異常判別の精度を向上させることができる。

上記一実施例において、車両のバネ下部７には、車両左右方向へ延在し、車両の前輪２０Ｆ近傍に配設される第１磁気センサ（第１磁気強度検出部）２ａと、車両左右方向へ延在し、後輪２０Ｒ近傍に配設される第２磁気センサ（第２磁気強度検出部）２ｂと、が配設される構成であってもよい（図９）。

例えば、車両の前輪２０Ｆにおいてタイヤパンクが発生し、前輪２０Ｆのタイヤ部２０ｃ内の空気圧力が所定圧力以下となった場合、前輪２０Ｆ近傍に配設された第１磁気センサ２ａと、走行路１００の磁気マーカ１０とが接近する。これにより、異常判定ＥＣＵ６は、第１磁気センサ２ａにより検出される磁界強度の垂直成分が所定閾値Ａを超えると、前輪２０Ｆの異常（タイヤパンク）であると判定する。

一方、車両の後輪２０Ｒにおいて、タイヤパンクが発生し、後輪２０Ｒのタイヤ部２０ｃ内の空気圧力が所定圧力以下となった場合、後輪２０Ｒ近傍に配設された第２磁気センサと、走行路１００の磁気マーカ１０とが接近する。これにより、異常判定ＥＣＵ６は、第２磁気センサ２ｂにより検出される磁界強度の垂直成分が所定閾値Ａを超えると、後輪２０Ｒの異常（タイヤパンク）であると判定する。

このように、異常判定ＥＣＵ６は、第１磁気センサ２ａ及び第２磁気センサ２ｂにより検出される磁界強度の垂直成分のうち、いずれの磁界強度の垂直成分が所定閾値Ａを超えるかを判定する。これにより、前輪２０Ｆ及び後輪２０Ｒのうち、いずれのタイヤ部２０ｃの内部圧力が低下し、車輪２０Ｆ、２０Ｒの異常が発生したかを判別することができる。したがって、上記異常判別の精度を向上させることができる。

上記一実施例において、異常判定ＥＣＵ６は、基準磁気マーカ１１を基準にして車両の走行位置を認識しているが、ＧＰＳ受信装置８（図１１）により車両の走行位置を検出してもよい。ＧＰＳ受信装置８は、複数のＧＰＳ衛星からの測位電波に基づいて、演算を行い、車両の現在位置を検出する。また、車両の現在位置は、車両に搭載されたナビゲーション装置に内蔵されたＧＰＳ受信機により検出されてもよい。

上記一実施例において、案内走行路１００ｂを走行しているときに、異常判定ＥＣＵ６は、上記異常の判定を行ってもよい。

車両用異常判定装置１が上記ＩＭＴＳに適用された場合、例えば、人が車両に乗降する、いわゆる駅が走行路１００内に配設される。この駅近傍の走行路１００には、車両と駅のホームとの距離を最適に保持し、人の乗降を容易にする目的で、走行路１００の両側に案内壁１００ａが立設された案内走行路１００ｂが設けられる（図１０（ａ）及び（ｂ））。一方、案内走行路１００ｂの案内壁１００ａに、案内される案内輪２０ｄが車両の前輪２０Ｆに配設される。

この案内走行路１００ｂの案内壁１００ａ及び前輪２０Ｆの案内輪２０ｄにより、車両は案内走行路１００ｂの略中央位置に案内され、磁気センサ２の中央位置と、案内走行路１００ｂの略中央に配設される磁気マーカ１０の位置と、が略一致する。したがって、車両の左右方向のブレが無い状態で、上記異常判定を行うことができることから、判定の精度を向上させることができる。

上記一実施例において、異常判定ＥＣＵ６により上記異常の判定がなされたときの、磁気センサ２の磁界強度、車両センサ（状態量検出手段）２２からの車両の状態量（車速、加速度等）及び走行位置を記憶するデータベース（記憶手段）９を更に備える構成であってもよい（図１１）。これにより、データベース９に記憶された磁気センサ２の磁界強度、車両の状態量及び走行位置のデータに基づいて、上記異常の判定がなされたときのデータ解析を容易に行うことができる。例えば、走行路１００において、轍が形成された位置を容易に把握することができる。したがって、より適切な上記異常の対処が可能となる。

上記一実施例において、磁気センサ２として、複数のホール素子３が用いられているが、可飽和コア、磁気抵抗素子等の任意の磁気検出素子を用いてもよい。

本発明は、例えば、車輪の異常、又は走行路の凹凸の異常を判定する車両用異常判定装置に利用できる。

本発明の一実施例に係る車両用異常判定装置のシステム構成の一例を示すブロック図である。 （ａ）車両の走行路に磁気マーカが複数、埋設された状態の一例を示す図である。（ｂ）磁気マーカの斜視図の一例を示す図である。 （ａ）中子タイヤの一例を示す断面図であり、通常の状態を示す図である。（ｂ）中子タイヤの一例を示す部分断面図であり、タイヤ部の空気圧力が低下し、所定圧力以下となった状態を示す図である。 （ａ）車両のバネ下部に配設された磁気センサを示す模式図であり、車両前方から見た図である。（ｂ）車両のバネ下部かつ前輪近傍に配設された磁気センサを示す模式図であり、車両上方から見た図である。 車両の右車輪がタイヤパンクし、車両のバネ下部に配設された磁気センサの略中央位置が低下した状態の一例を示す図である。 磁気センサの各ホール素子により検出される磁界強度の垂直成分の大きさの分布及び所定閾値の一例を示す図である。 車輪の異常又は走行路の異常であると判定されたとき、車載通信機及び通信網を介して、情報センタに通報を行う構成の一例を示す図である。 （ａ）右側車輪のタイヤ部内の空気圧力が所定圧力以下となり、磁気センサの車両右側が基準磁気マーカに接近した状態の一例を示す図である。（ｂ）左側車輪のタイヤ部内の空気圧力が所定圧力以下となり、磁気センサの車両左側が基準磁気マーカに接近した状態の一例を示す図である。 車両の前輪近傍に配設される第１磁気センサと、後輪近傍に配設される第２磁気センサとが配設される構成の一例を示す図である。 （ａ）案内走行路の案内壁により、案内される案内輪が車両の前輪に配設される一例を示す図であり、車両前方から見た図である。（ｂ）案内走行路の案内壁により、案内される案内輪が車両の前輪に配設される一例を示す図であり、車両上方から見た図である。 異常の判定がなされたときの、磁界強度、車両の状態量及び走行位置を記憶するデータベースを更に備える構成の一例を示す図である。

符号の説明

１ 車両用異常判定装置
２ 磁気センサ
２ａ 第１磁気センサ
２ｂ 第２磁気センサ
３ ホール素子
６ 異常判定ＥＣＵ
８ ＧＰＳ受信装置
９ データベース
１０ 磁気マーカ
１１ 基準磁気マーカ
２０Ｆ 前輪
２０Ｒ 後輪
２２ 車両センサ
１００ 走行路
１００ａ 案内壁
１００ｂ 案内走行路
１０２ 情報センタ

Claims (18)

1. 車両左右方向へ延在し、車両の走行路上に配設された磁気マーカからの磁界強度を検出する磁界強度検出手段を備える車両用異常判定装置であって、
   前記磁界強度検出手段により検出された前記磁界強度の路面に対する垂直成分と、所定閾値と、の比較に基づいて、車両の車輪及び前記走行路のうち、少なくとも一方が異常であるか否かの判定を行う異常判定手段を備える、ことを特徴とする車両用異常判定装置。
2. 請求項１記載の車両用異常判定装置であって、
   前記異常判定手段は、前記磁界強度検出手段により検出された前記磁界強度の垂直成分が前記所定閾値以上となるとき、前記車両の車輪及び前記走行路のうち、少なくとも一方が異常であると判定を行う、ことを特徴とする車両用異常判定装置。
3. 請求項１又は２記載の車両用異常判定装置であって、
   前記異常判定手段は、前記磁界強度検出手段により検出された前記磁界強度の垂直成分の平均値と、前記所定閾値と、を比較する、ことを特徴とする車両用異常検出装置。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の車両用異常判定装置であって、
   前記異常判定手段は、所定時間以上、前記磁界強度検出手段により検出された前記磁界強度の垂直成分が前記所定閾値以上となるとき、前記車両の車輪の異常であると判定を行う、ことを特徴とする車両用異常判定装置。
5. 請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の車両用異常判定装置であって、
   同一の走行区間において繰り返して、前記磁界強度検出手段により検出された前記磁界強度の垂直成分が前記所定閾値以上となるとき、前記異常判定手段は前記走行路の異常であると判定を行う、ことを特徴とする車両用異常判定装置。
6. 請求項１記載の車両用異常判定装置であって、
   前記車両の車輪の異常とは、該車輪のタイヤ内部の空気圧力が所定圧力以下となる異常である、ことを特徴とする車両用異常判定装置。
7. 請求項１記載の車両用異常判定装置であって、
   前記走行路の異常とは、該走行路上に凹凸が形成される異常である、ことを特徴とする車両用異常判定装置。
8. 請求項１記載の車両用異常判定装置であって、
   前記所定閾値は、強度の異なる複数の閾値からなる、ことを特徴とする車両用異常判定装置。
9. 請求項８記載の車両用異常判定装置であって、
   前記所定閾値は、
   前記車両が凹凸の無い前記走行路を走行しているときに、前記磁界強度検出手段により検出される前記磁界強度の垂直成分よりも大きな強度である第１閾値と、
   前記車両が凹凸の無い前記走行路を走行しているときに、前記磁界強度検出手段により検出される前記磁界強度の垂直成分よりも小さい強度である第２閾値と、からなり、
   前記磁界強度検出手段により検出された前記磁界強度の垂直成分が、前記第１閾値以上のとき、前記異常判定手段は、前記走行路上に凹部が形成される異常であると判定を行い、
   前記磁界強度検出手段により検出された前記磁界強度の垂直成分が、前記第２閾値以下のとき、前記異常判定手段は、前記走行路上に凸部が形成される異常であると判定を行う、ことを特徴とする車両用異常判定装置。
10. 請求項９記載に記載の車両用異常判定装置であって、
    前記第１閾値及び前記第２閾値は、強度の異なる複数の閾値からなる、ことを特徴とする車両用異常判定装置。
11. 請求項１乃至１０のうちいずれか１項記載の車両用異常判定装置であって、
    磁界強度が略等しい前記磁気マーカが、車両の走行路上に該走行路に沿って、複数配設されている、ことを特徴とする車両用異常判定装置。
12. 請求項１乃至１１のうちいずれか１項記載の車両用異常判定装置であって、
    走行路上には、複数の磁気マーカが車両左右方向へ配列されてなる基準磁気マーカが配設され、
    前記磁界強度検出手段は、前記基準磁界マーカからの車両右側の磁界強度と、車両左側の磁界強度と、を検出し、
    前記異常判定手段は、前記車両右側の磁界強度の垂直成分と、前記所定閾値と、を比較することで、前記車両右側における前記車輪及び前記走行路のうち少なくとも一方が異常であるか否かの判定を行い、
    前記車両左側の磁界強度の垂直成分と、前記所定閾値と、を比較することで、前記車両左側における前記車輪及び前記走行路のうち少なくとも一方が異常であるか否かの判定を行う、ことを特徴とする車両用異常判定装置。
13. 請求項１乃至１２記載の車両用異常判定装置であって、
    前記磁気強度検出手段は、車両左右方向へ延在し、車両の前輪近傍に配設される第１磁気強度検出部と、車両左右方向へ延在し、後輪近傍に配設される第２磁気強度検出部と、を有し、
    前記異常判定手段は、
    前記第１磁気強度検出部により検出された前記磁気強度の垂直成分が前記所定閾値以上となるとき、前記前輪の異常であると判定を行い、
    前記第２磁気強度検出部により検出された前記磁気強度の垂直成分が前記所定閾値以上となるとき、前記後輪の異常であると判定を行う、ことを特徴とする車両用異常判定装置。
14. 請求項１乃至１３のうちいずれか１項記載の車両用異常判定装置であって、
    前記異常判定手段により前記異常と判定されたとき、報知を行う報知手段を更に備える、ことを特徴とする車両用異常判定装置。
15. 請求項１４記載の車両異常判定装置であって、
    前記報知手段は、サーバとしての機能を有する情報センタに対して、前記報知を行う、ことを特徴とする車両用異常判定装置。
16. 請求項１乃至１５のうちいずれか１項記載の車両用異常判定装置であって、
    前記異常判定手段により前記異常と判定されたときの車両の走行位置を検出する位置検出手段を更に、備える、ことを特徴とする車両用異常判定装置。
17. 請求項１６記載の車両用異常判定装置であって、
    車両の状態量を検出する状態量検出手段と、
    前記異常判定手段により前記異常と判定されたときの、前記磁界強度、前記車両の状態量及び前記走行位置を記憶する記憶手段と、を更に備える、ことを特徴とする車両用異常判定装置。
18. 請求項１乃至１７うちいずれか１項記載の車両用異常判定装置であって、
    前記走行路の両側に案内壁が配設された案内走行路を、前記車両が走行しているときに、前記異常判定手段は、前記異常の判定を行う、ことを特徴とする車両用異常判定装置。

Images