JP2013025396A - 路面状況報知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】道路の路面状況報知装置に関し、マンホールのフタの流出など、道路の路面上の構成物の状況にかかる情報を車両の運転者に的確に提供できるようにする。
【解決手段】車両が走行する路面の一部を構成し路面から離脱可能なマンホールのフタ等の路面構成物の存在を検出する路面構成物検出手段２３と、車両の乗員に報知情報を出力する報知手段３１，３２と、報知手段３１，３２を制御する制御手段１と、をそなえ、制御手段１は、マンホールのフタ等路面構成物の配置箇所が検出された場合には、報知手段３１，３２を作動させ路面に路面構成物が存在する旨を報知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等に装備するのに適した、路面状況報知装置に関するものである。

近年、さまざまな自然災害が報告される中で、集中豪雨等の大雨による水害も頻繁に発生している。水害の一つに道路の冠水があり、道路の冠水高さが高ければ自動車（車両とも言う）の走行が困難になり、道路の冠水高さが低くても走行路面を目視できないので走行時に路面の安全確認ができず走行に支障を来たすことがある。
例えば、道路上にはマンホールを塞ぐフタが設けられているが、大雨によりマンホール内から水が逆流し、マンホールのフタが流出することもある。

この場合、道路が冠水している冠水高さが低くても走行路面を目視できないので、マンホールのフタが流出していることを認識することができず、フタのないマンホール（即ち、穴）の上を走行すれば、車輪が穴内に脱輪してしまったり、意図しない操舵をしてしまったりして、運転に支障を来たす。
特許文献１には、道路上のマンホールのフタに関する技術が記載されている。ただし、この技術は、電波や光波等の電磁波を自車両の前方へ向けて放出し、その反射波を検出することによって前方物体の位置及び形状を検出して、この検出結果から特定の前方物体を制御対象物としてこれに基づいて車両の走行を制御するものにおいて、マンホールのフタを制御対象物から除外するものである。

特開２０１１−１８２１４号公報

上述のように、特許文献１の技術は、マンホールのフタを制御対象物から除外するものであり、マンホールのフタが流出した場合を想定したものではないので、道路の冠水等により走行時にフタが流出した路面を認識できない場合に対応することはできない。
なお、マンホールのフタの流出が目視により確認できないのは、道路の冠水時だけでなく、夜間走行時もあてはまる。また、目視により確認できる場合であっても、事前にマンホールのフタの流出を運転者が認識できれば、より適切な走行を実施することができる。

本発明は、かかる課題に鑑み創案されたもので、マンホールのフタの流出など、道路の路面上の構成物の状況にかかる情報を車両の運転者に的確に提供できるようにして、運転者が適切に車両の走行を行うことができるようにした、路面状況報知装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明の路面状況報知装置は、車両が走行する路面の一部を構成し該路面から離脱可能な路面構成物の存在を検出する路面構成物検出手段と、前記車両の乗員に報知情報を出力する報知手段と、前記報知手段を制御する制御手段と、をそなえ、前記制御手段は、前記路面構成物検出手段により前記路面構成物が検出された場合には、前記報知手段を作動させ前記路面に前記路面構成物の配置箇所がある旨を報知することを特徴としている。

前記路面構成物検出手段により検出された前記路面構成物が前記路面から離脱している旨の情報を取得する離脱情報取得手段をそなえ、前記制御手段は、前記離脱情報取得手段により前記路面構成物の離脱情報が取得された場合には、前記報知手段を作動させ前記路面構成物が離脱している旨を報知することが好ましい。
前記路面が冠水していることを判定する冠水判定手段をそなえ、前記制御手段は、前記冠水判定手段により前記路面が冠水していることが判定された場合には、前記離脱情報取得手段により前記路面構成物の離脱情報が取得されていなくても、前記報知手段を作動させ前記路面構成物が離脱するおそれがある旨を報知することが好ましい。

前記冠水判定手段は、前記車両の走行速度と、前記車両のパワープラントの出力とから得られる速度出力特性に基づいて前記路面が冠水していることを判定することが好ましい。
前記路面構成物は、マンホールのフタであることが好ましい。

本発明の路面状況報知装置によれば、路面構成物検出手段によりマンホールのフタ等の路面から離脱可能な路面構成物の存在が検出された場合には、路面に路面構成物の配置箇所がある旨を報知するので、運転者は、路面構成物の離脱の可能性を考慮しながら注意して運転を行うことができる。
また、検出された路面構成物が路面から離脱している旨の情報が取得された場合には、路面構成物が離脱している旨を報知することにより、運転者は、路面を十分に注意しながら運転を行うことができる。

さらに、路面が冠水していることが判定された場合には、路面構成物の離脱情報が取得されていなくても、路面構成物が離脱するおそれがある旨を報知することにより、運転者は、路面構成物の離脱の可能性をより考慮しながら注意して運転を行うことができる。
また、路面の冠水は、車両の走行速度と車両のパワープラントの出力とから得られる速度出力特性に基づいて判定することができ、外部からの路面の冠水情報に頼ることなく、路面の冠水を把握することができる。

本発明の一実施形態にかかる路面状況報知装置の構成図である。 本発明の一実施形態にかかる路面状況報知装置の冠水判定に用いるマップを説明する図である。 本発明の一実施形態にかかる路面状況報知装置の動作を説明するフローチャートである。

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図３は本発明の一実施形態にかかる道路の路面状況報知装置を説明する図であり、これらの図に基づいて説明する。
〔装置構成〕
本実施形態にかかる路面状況報知装置は、自動車（以下、車両ともいう）に装備される。また、本実施形態では、車両が走行する路面の一部を構成し、この路面から離脱可能な路面構成物として、マンホールのフタを代表的な例に挙げて説明する。路面構成物としては、このほか、道路を横切る水路のフタや、道路の路側を構成する水路のフタなどもある。

本装置は、図１に示すように、制御手段（マンホール警報コントローラ）としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１と、車両の走行速度（車速）を検出する車速センサ（車速検出手段）２１と、車両のパワープラントの出力であるエンジンの出力トルクを算出するエンジンＥＣＵ（出力検出手段）２２と、車両が走行する路面上のマンホールの存在を検出する機能（マンホール検出手段、路面構成物検出手段）を有する自動車用ナビゲーションシステム２３と、マンホールが路面から離脱している旨の情報を取得する路車間通信システム（離脱情報取得手段）２４と、報知手段としての表示装置３１及び発音装置３２とをそなえている。

ＥＣＵ１は、周知のマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成される。
車速センサ２１は、ここでは、車輪の回転速度（車輪速）を検出する車輪速センサ（車輪速検出手段）が適用され、車輪速にタイヤ径を乗算したものを車速Ｖとしているが、例えばクランク角センサに基づくエンジン回転速度と変速機の変速段情報とから車速Ｖを演算してもよい。

エンジンＥＣＵ２２は、周知のマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成され。エンジンの状態判定や各種制御を行い、その処理の一つに、エンジンの出力トルクＴの算出がある。エンジン出力トルクＴは、例えばエンジンの燃焼室の圧力を検出する筒内圧センサの出力に基づいて検出したり、アクセルペダル開度とエンジン回数速度とに基づき算出される平均有効圧力に基づいて推定したりするなど、公知の手法で検出又は算出することができる。なお、ここでは、エンジンＥＣＵ２２により、他の制御に適用するために検出されるエンジン出力トルクＴを流用して装置の簡素化及びコスト低減を図っているが、専用の検出手段によりエンジン出力トルクＴを求めてもよい。

ナビゲーションシステム２３は、詳細は図示しないが、自車の位置を認識する位置認識部と、道路地図情報を記憶した記憶部（メモリ）と、記憶部に記憶された道路地図情報等を表示する表示部（ディスプレイ）と、音声で経路を案内する音声案内部と、目的地の入力等を行う入力部と、位置認識部により認識された自車位置と記憶部に記憶された道路地図情報と入力部に入力された目的地とに基づいて目的地までの経路を探索し、表示部による経路表示や音声案内部による音声案内を制御する制御部とを有する。

位置認識部では、基本的にＧＰＳ（全地球測位システム）衛星からの位置情報（ＧＰＳ情報）から自車位置を認識するが、ＧＰＳによる位置の誤差や、トンネル内などＧＰＳからの情報が得られない場合を考慮して、加速度センサ，ジャイロ，車速センサ等からの情報による自律航法により自車位置を認識する自律航法ユニットも装備し、これらの情報を併用している。

また、道路地図情報には道路の各地点に設けられているマンホールの位置情報が含まれており、自車両の目的地までの経路が設定されていれば、道路地図情報から、その経路上における自車両の現在位置から経路前方の所定の距離範囲内にマンホールがあるかを判定することができる。したがって、ナビゲーションシステム２３は、車両が走行する路面上のマンホールの存在を検出するマンホール検出手段としても機能する。

また、路車間通信システム２４は、自車両が走行する道路側と自車両との間で情報の伝達を行う通信システムであり、自車両側には、道路側の送受信装置と通信する送受信装置（図示略）がそなえられている。道路側では、近傍のマンホールのフタが流出した場合にこの旨の情報を発信し、自車両側では、このマンホールのフタが流出した旨の情報を受信する。マンホールのフタの流出は、例えば、各マンホールのフタにＩＣタグを装着し、このＩＣタグ情報を道路側で検知することにより把握することが可能である。したがって、路車間通信システム２４を構成する自車両側の送受信装置は、マンホールのフタの流出情報（離脱情報）を取得する離脱情報取得手段として機能する。

また、車両には、インターネット等のコンピュータネットワークと接続可能な情報端末を備えており、このネットワークから、走行する路面の冠水情報が得られるようになっている。
そして、ＥＣＵ１には、走行する路面が冠水しているか否かを判定する冠水判定部（冠水判定手段）１１と、走行する路面の前方又は直近にマンホール（路面構成物の配置箇所）が存在すると、表示装置３１及び発音装置３２を制御してその旨の警報（報知）を行うことを判定するマンホール警報判定部（マンホール警報判定手段）１２と、マンホールのフタの流出情報を取得すると、表示装置３１及び発音装置３２を制御してその旨の警報（報知）を行うことを判定するマンホールフタ警報判定部（マンホールフタ警報判定手段）１３と、をそなえている。

冠水判定部１１では、インターネット等からの冠水情報から路面が冠水していることを判定すると共に、車速センサ２１から得られる車速Ｖと、車両のエンジン出力トルク（エンジントルク）Ｔとから得られる速度出力特性に基づいて路面が冠水していることを判定する。
つまり、図２に示すように、一般に、車速Ｖの増加と共に、エンジントルクＴも増加する特性がある。路面が乾いていると（ドライ路面）路面との滑りによる走行ロスが少ないので、特性線Ｌ１で示すように、車速Ｖに対するエンジントルクＴは比較的小さいが、路面が濡れていると（ウェット路面）路面との滑りによる走行ロスが増えるので、特性線Ｌ２で示すように、車速Ｖに対するエンジントルクＴはドライ路面よりも増大する。そして、道路が冠水していると（冠水路面）、冠水した水による走行抵抗が大きく増大するので、車速Ｖに対するエンジントルクＴはウェット路面と比べても大幅に増大する。

そこで、速度出力特性が、特性線Ｌ３で示す閾値よりもトルクの大きい領域（冠水路面領域Ａ１）となったら、路面が冠水していると判定する。
ただし、エンジントルクＴは加減速や道路勾配によっても変化するので、この判定は、車速Ｖの変化が小さい状態（定常速度走行時）且つ道路勾配のない（又は道路勾配基準以下である）場合に限定して行う。

また、ＥＣＵ１により制御される表示装置３１及び発音装置３２の警報態様（報知態様）としては、前方の路面のマンホールのフタが流出している場合にこの旨を表示装置３１に例えば文字情報によって表示すると共に発音装置３２に例えば音声情報によって報知する最も重い警報（警報１）と、前方の路面のマンホールのフタが流出している情報ないが路面が冠水している場合に「前方の路面のマンホールのフタが流出しているおそれがある」旨を表示装置３１に例えば文字情報によって表示すると共に発音装置３２に例えば音声情報によって報知する警報（警報２）と、単に、表示装置３１に前方の路面にマンホールが存在することを例えばマーク等によって表示する最も軽い警報（警報３）との各警報段階が設けられ、ＥＣＵ１では、これらを適宜選択して実施する。

〔作用、効果〕
本発明の一実施形態にかかる路面状況報知装置、上述のように構成されているので、マンホール警報判定部１２及びマンホールフタ警報判定部１３によって、例えば、図３のフローチャートに示すように制御が行われる。なお、図３のフローチャートは、車両のキースイッチ等のメインスイッチがオン状態にされると、メインスイッチがオフ状態にされるまで、予め設定された制御周期で、繰り返し実施される。

図３に示すように、まず、車速センサ２１からの車速Ｖの情報と、エンジンＥＣＵ２２からのエンジントルクＴの情報と、冠水判定部１１からの車両が走行する路面冠水判定の情報と、自動車用ナビゲーションシステム２３からマンホールの存在情報と、路車間通信システム２４からのマンホールのフタの流出（離脱）情報とを取得する（ステップＳ１０）。

次に、これらの情報から、車両の走行する路面の前方所定範囲にマンホールがあるか否かを判定し（ステップＳ２０）、マンホールがなければ今回の処理を終え、マンホールがあればステップＳ３０に進み、当該マンホールのフタが流出（離脱）しているか否かを判定する。
ここで、マンホールのフタが流出（離脱）していれば、ステップＳ５０に進み、前方の路面のマンホールが流出している旨を表示装置３１に文字情報によって表示すると共に発音装置３２に音声情報によって報知する最も重い警報（警報１）を実施する。

一方、マンホールのフタが流出（離脱）していなければ、ステップＳ４０に進み、走行する道路の路面が冠水しているか否かを判定する。
ここで、路面が冠水していれば、ステップＳ６０に進み、「前方の路面のマンホールのフタが流出しているおそれがある」旨を表示装置３１に文字情報によって表示すると共に発音装置３２に音声情報によって報知するやや強い警報（警報２）を実施する。

路面が冠水していなければ、ステップＳ７０に進み、単に、表示装置３１に前方の路面にマンホールが存在することをマーク等によって表示する最も軽い警報（警報３）を実施する。
したがって、本装置によれば、路面から離脱可能なフタのあるマンホールの存在が検出されると、路面にマンホール（マンホールのフタの配置箇所）がある旨を報知するので、運転者は、マンホールのフタの離脱の可能性を考慮しながら注意して運転を行うことができる。

また、マンホールのフタが離脱している旨の情報が取得された場合には、この旨を報知することにより、運転者は、路面を十分に注意しながら運転を行うことができる。
さらに、路面が冠水していることが判定された場合には、マンホールのフタの離脱情報が取得されていなくても、マンホールのフタが流出しているおそれがある旨を報知することにより、運転者は、路面構成物の離脱の可能性をより考慮しながら注意して運転を行うことができる。

また、路面の冠水を、車両の走行速度と車両のエンジン出力とから得られる速度出力特性に基づいて判定することにより、外部からの路面の冠水情報に頼ることなく、路面の冠水を把握することができる。

〔その他〕
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でかかる実施形態を適宜変更して或いは適宜利用して実施することができる。
上記の実施形態では、マンホールがあるか否か、及び、マンホールのフタが流出しているか否か、走行路面が冠水しているか否かの３つの判定のもとに３段階の報知（警報）を選択して発信しているが、単に、マンホールがある（離脱可能な路面構成物がある）旨の情報（警報３）や、走行路面が冠水していて且つ単にマンホールがある（離脱可能な路面構成物がある）場合のやや強い情報（警報２）や、マンホールのフタ（離脱可能な路面構成物）が流出している場合の強い情報（警報１）を単独で、或いは、一部を組み合わせて用いてもよい。

本発明は、自動車に用いて好適であるが、自動車以外の車両に適用することも有効である。

１ 制御手段（マンホール警報コントローラ）としてのＥＣＵ
１１ 冠水判定部（冠水判定手段）
１２ マンホール警報判定部（マンホール警報判定手段）
１３ マンホールフタ警報判定部（マンホールフタ警報判定手段）
２１ 車速センサ（車速検出手段）
２２ エンジンＥＣＵ（出力検出手段）
２３ 自動車用ナビゲーションシステム（マンホール検出手段、路面構成物検出手段）
２４ 路車間通信システム（離脱情報取得手段）
３１ 表示装置（報知手段）
３２ 発音装置（報知手段）

Claims (5)

1. 車両が走行する路面の一部を構成し該路面から離脱可能な路面構成物の存在を検出する路面構成物検出手段と、
   前記車両の乗員に報知情報を出力する報知手段と、
   前記報知手段を制御する制御手段と、をそなえ、
   前記制御手段は、前記路面構成物検出手段により前記路面構成物が検出された場合には、前記報知手段を作動させ前記路面に前記路面構成物の配置箇所がある旨を報知する
   ことを特徴とする、路面状況報知装置。
2. 前記路面構成物検出手段により検出された前記路面構成物が前記路面から離脱している旨の情報を取得する離脱情報取得手段をそなえ、
   前記制御手段は、前記離脱情報取得手段により前記路面構成物の離脱情報が取得された場合には、前記報知手段を作動させ前記路面構成物が離脱している旨を報知する
   ことを特徴とする、請求項１記載の路面状況報知装置。
3. 前記路面が冠水していることを判定する冠水判定手段をそなえ、
   前記制御手段は、前記冠水判定手段により前記路面が冠水していることが判定された場合には、前記離脱情報取得手段により前記路面構成物の離脱情報が取得されていなくても、前記報知手段を作動させ前記路面構成物が離脱するおそれがある旨を報知する
   ことを特徴とする、請求項２記載の路面状況報知装置。
4. 前記冠水判定手段は、前記車両の走行速度と、前記車両のパワープラントの出力とから得られる速度出力特性に基づいて前記路面が冠水していることを判定する
   ことを特徴とする、請求項３記載の路面状況報知装置。
5. 前記路面構成物は、マンホールのフタである
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の路面状況報知装置。

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