JP2014024427A - 排気ガス検出装置及び排気ガス検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】応答よく先行車の排気ガスを検出できる排気ガス検出装置を提供する。
【解決手段】電波受信部１は、自車の前方を対象として、対象から放射される電波の強度に基づく電波画像を生成する。車両検出部３は、自車の前方を走行する先行車までの車間距離を検出する。高温検出部２は、電波画像において、電波の強度に基づいて算出された温度が閾値以上となる高温領域を検出する。排気口領域決定部４は、高温検出部が検出する高温領域から、先行車の排気口に相当する排気口領域を決定する。臭気推定部７は、車両検出部が検出する車間距離を用いて、排気口領域決定部５が決定する排気口領域について、電波受信部１が受信する電波の強度の変化に基づいて、先行車が排出する排気ガスの臭気レベルを推定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、先行車の排気ガスを検出する排気ガス検出装置及び排気ガス検出方法に関する。

車両用空調機機の動作を制御する装置として、臭気センサを備え、臭気センサが検知した外気状態に応じて、内気循環モードと、外気導入モードとを切り替えるよう制御する制御装置が提案されている（特許文献１参照）。

実開平５−４１９１１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置は、臭気センサが検知した外気状態に応じて内気循環モードに切り替えるため、一度車両の内部に臭気が流入する必要があるという問題があった。
本発明は、応答よく先行車の排気ガスを検出できる排気ガス検出装置及び排気ガス検出方法を提供することを目的とする。

電波受信部は、自車の前方を対象として、対象から放射される電波の強度に基づく電波画像を生成する。車両検出部は、自車の前方を走行する先行車までの車間距離を検出する。高温検出部は、電波画像において、電波の強度に基づいて算出された温度が閾値以上となる高温領域を検出する。排気口領域決定部は、高温検出部が検出する高温領域から、先行車の排気口に相当する排気口領域を決定する。臭気推定部は、車両検出部が検出する車間距離を用いて、排気口領域決定部が決定する排気口領域について、電波受信部が受信する電波の強度の変化に基づいて、先行車が排出する排気ガスの臭気レベルを推定する。

本発明によれば、応答よく先行車の排気ガスを検出できる排気ガス検出装置及び排気ガス検出方法を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る排気ガス検出装置の基本的な構成を説明する模式的なブロック図である。 本発明の実施の形態に係る排気ガス検出装置において生成される電波画像を図示した一例である。 一般的な車両が備えるエキゾーストパイプを説明する図である。 本発明の実施の形態に係る排気ガス検出方法を説明するフローチャートである。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、下記の実施の形態に例示した装置や方法に特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（排気ガス検出装置）
本発明の実施の形態に係る排気ガス検出装置は、図１に示すように、電波受信部１と、高温検出部２と、車両検出部３と、排気口領域決定部４と、強度増減監視部５と、回転数変化推定部６と、臭気推定部７と、触媒温度推定部８と、内気循環制御部９とを備える。本発明の実施の形態に係る排気ガス検出装置は、車両（自車）に搭載され、車両の前方を走行する車両（先行車）の排気ガスに応じて空調機を制御する。

電波受信部１は、自車の前方を対象として、対象から放射される電波を受信する。電波受信部１は、例えば、複数のアンテナをアレイ配置したアレイアンテナを備え、電波を検出する。電波受信部１は、受信した電波の強度（受信電力）に基づいて、二次元の電波画像を生成する。なお、本発明において「電波」とは、３０〜１０ＴＨｚ程度の周波数の電磁波をいう。

高温検出部２は、電波受信部１が受信した電波に基づく電波画像において、電波の強度に基づいて算出された温度が閾値以上となる高温領域を検出する。高温検出部２は、例えば、黒体放射で２００℃以上相当の電波を放射する領域を高温領域として検出する。高温検出部２は、周囲の温度を検出する温度検出部を有し、温度検出部が検出する周囲温度に応じて閾値を変更するようにしてもよい。例えば、閾値は、２００℃から環境温度を減算した値とすることができる。

車両検出部３は、自車の前方を走行する先行車と先行車までの車間距離とを検出する。例えば、車両検出部３は、電波受信部１が生成した電波画像において、車両が走行する路面に相当する路面領域を検出し、検出した路面領域の境界のうち、水平な所定範囲の長さを有する境界を対称軸として設定する。次いで、車両検出部３は、設定した対称軸と、電波画像の水平方向に沿う中心線との間を路面反射領域として設定し、路面反射領域と路面領域とを、画素の出力波形で比較して、波形の特徴が近似している場合、路面反射領域を先行車として検出する。車両検出部３は、その他、様々な方法で先行車と先行車までの車間距離とを検出することができる。

また、車両検出部３は、検出した先行車と先行車までの車間距離とから先行車の車幅を算出し、算出した車幅に基づいて、先行車の重量を推定する。車両検出部３は、予め複数の車種と車種毎の重量を記憶し、先行車の車幅、排気口領域から、記憶する情報に基づいて先行車の重量を推定するようにしてもよい。

排気口領域決定部４は、高温検出部２が検出した高温領域について、車両検出部３が検出した先行車、車間距離を用いて、排気口領域を決定する。排気口領域決定部４は、例えば、高温検出部２が検出した高温領域について、車両検出部３が検出した先行車の領域に近接又は少なくとも一部が内包され、所定範囲の大きさを有する高温領域を排気口領域として決定する。

例えば、図２に示すように、電波画像において、高温検出部２が高温領域３２を検出し、車両検出部３が、先行車３１を検出した場合、排気口領域決定部４は、高温領域３２を先行車３１の排気口領域として決定する。また、排気口領域決定部４は、例えば、直径２００ｍｍを超える大きさの高温領域は排気口である可能性が低いと考えられることから、車間距離から算出される幅が直径２００ｍｍ以下の高温領域を排気口領域として決定するようにしてもよい。

電波受信部１、高温検出部２、車両検出部３及び排気口領域決定部４における処理は、例えば、電波画像の１フレーム毎に行われる。

強度増減監視部５は、車両検出部３が検出する車間距離を用いて、排気口領域決定部４が決定した排気口領域について、電波受信部１が受信した電波の強度の増減を監視する。排気口領域決定部４が電波画像において複数の排気口領域を決定した場合、強度増減監視部５は、複数の排気口領域の電波の強度を積分し、積分した値について強度の増減を監視するようにしてもよい。

回転数変化推定部６は、強度増減監視部５が監視する強度の増減から、先行車のエンジンの回転数の変化を推定する。回転数変化推定部６は、例えば、排気口領域決定部４が決定した排気口領域について、電波の強度の単位時間毎の時間平均を算出する。また、回転数変化推定部６は、強度が所定時間（例えば１秒間）連続して１０％以上増加した場合において、エンジンの回転数の増加、１０％以上減少した場合において、エンジンの回転数の減少を回転数の変化として推定するようにしてもよい。また、回転数変化推定部６は、周囲温度に応じて回転数の変化を調節するようにしてもよい。

臭気推定部７は、強度増減監視部５が監視する強度の増減から、先行車が排出する排気ガスの臭気レベルを推定する。臭気推定部７は、例えば、回転数変化推定部６が推定した回転数の変化に基づいて、臭気レベルを推定する。臭気推定部７は、車両検出部３が推定した先行車の重量に応じて、推定する臭気レベルを調節することができる。

また、臭気推定部７は、先行車が走行する路面の状態を検出し、検出された路面の状態に応じて、推定する臭気レベルを調節するようにしてもよい。臭気推定部７は、例えば、路面の状態として路面の傾斜を検出し、路面の傾斜に応じて、推定する臭気レベルを調節することができる。先行車が走行する路面の状態は、例えばＧＰＳ受信機と地図データとから取得されればよい。

内気循環制御部９は、車両検出部３が検出した先行車までの車間距離と、臭気推定部７が推定した臭気レベルに応じて、自車の空調機を制御する。内気循環制御部９は、例えば、臭気推定部７が推定した臭気レベルが所定値以上になった場合において、内気循環モードに切り替える。

内気循環制御部９は、推定された臭気レベルと、先行車までの車間距離に加えて、排気口領域決定部４が複数の排気口領域を決定した場合において、例えば、排気領域の数と大きさに応じて、臭気レベルの所定値を調節するようにしてもよい。

内気循環制御部９は、強度増減監視部５が監視する強度が、例えば黒体放射温度換算で約１００℃以上の単調増加、又は約１００〜２００℃の場合、先行車のエンジンが始動直後であるとして、内気循環モードに切り替える。これにより、排気口はエンジン始動直後において、窒素酸化物を多く含む排気ガスを排出するので、排気ガスが車内に流入することを防ぐことができる。

内気循環制御部９は、車両検出部３が検出した先行車が移動中であり、強度増減監視部５が監視する強度から算出した温度が約１００℃いかの場合において、先行車を電気自動車又は燃料電池車と判断し、空調を外気導入モードに切り替えるようにしてもよい。

エンジンを備える車両の排気口は、例えば、図３に示すように、エンジンの排気ガスを、触媒３３を介して排気するエキゾーストパイプ３４に接続されている。一般に、エキゾーストパイプ３４、触媒３３は、電波に対して誘電損失が大きいセラミックス系の材料を内部に含む。その為、高温になる触媒３３、エキゾーストパイプ３４は、内部において電波の放射量が大きい。エキゾーストパイプ３４は、一般に、鉄等の金属からなり、内部の触媒３３から放射される電波を、パイプの途中から外部に拡散させずに排気口から放射しやすいという特徴を有する。

本発明の実施の形態に係る排気ガス検出装置は、電波を用いて、画角内に存在する高温部を、所定の条件を満たす場合に車両の排気口として決定する。よって、本発明の実施の形態に係る排気ガス検出装置は、高温部から周囲に拡散してしまう赤外線と比べて、電波を用いて熱検出することにより、高精度に対象（排気口）を検出し、応答よく空調機の制御を行うことができる。

触媒温度推定部８は、排気口領域決定部４が決定した排気口領域の電波に基づいて算出された温度から、触媒の温度を推定する。臭気推定部７は、推定された触媒の温度の増加傾向が続く場合、先行車がエンジンを始動して所定時間内の状態であると判定し、推定する臭気レベルを変更するようにしてもよい。

（排気ガス検出方法）
図４のフローチャートを用いて、本発明の実施の形態に係る排気ガス検出装置における排気ガス検出方法の一例を説明する。以下の説明において、本発明の実施の形態に係る排気ガス検出装置は、自車に搭載され、自車の空調を制御する排気ガス検出装置として説明する。

先ず、ステップＳ１において、電波受信部１は、自車の前方を対象として、対象から放射される電波を受信する。次いで、電波受信部１は、受信した電波の強度（受信電力）に基づく電波画像を生成する。

ステップＳ２において、高温検出部２は、ステップＳ１において生成された電波画像において、電波の強度に基づいて算出された温度が、閾値以上となる箇所に相当する高温領域を検出する。

ステップＳ３において、車両検出部３は、ステップＳ１において生成された電波画像において、自車の前方を走行する先行車と先行車までの車間距離とを検出する。

ステップＳ４において、排気口領域決定部４は、ステップＳ２において検出された高温領域について、所定の条件を満たす高温領域を排気口領域として決定する。強度増減監視部５は、排気口領域決定部４が決定した排気口領域について、電波の強度と強度の増減とを検出する。

ステップＳ５において、回転数変化推定部６は、強度増減監視部５が検出する強度の増減から、先行車のエンジンの回転数の変化を推定し、臭気推定部７は、回転数変化推定部６が推定した回転数の変化から、先行車の排気ガスの臭気レベルを推定する。

ステップＳ６において、内気循環制御部９は、臭気推定部７が推定した先行車の排気ガスの臭気レベルと、車両検出部３が検出した先行車までの車間距離に基づいて、自車の空調機を制御する。内気循環制御部９は、臭気推定部７が推定した臭気レベルが所定値以上となる場合において、空調機を内気循環モードに切り替える。

本発明の実施の形態に係る排気ガス検出装置によれば、先行車の排気口から放射される電波の強度に基づいて、排気ガスの臭気レベルを推定するので、天候によらず、応答よく先行車の排気ガスを検出することができる。

また、本発明の実施の形態に係る排気ガス検出装置によれば、高温検出部が周囲温度に応じて高温領域とする閾値を変更するので、寒冷地等、触媒の温度が変化する場面においても高精度に、応答よく排気ガスを検出することができる。

また、本発明の実施の形態に係る排気ガス検出装置によれば、路面の傾斜に応じて、推定する臭気レベルを調節するので、加速、減速の割合に変化が生じる傾斜においても高精度に、応答よく排気ガスを検出することができる。

また、本発明の実施の形態に係る排気ガス検出装置によれば、高温領域の大きさに応じて排気口領域を決定するので、排気口の誤検出を低減することができる。

また、本発明の実施の形態に係る排気ガス検出装置によれば、応答よく先行車の排気ガスを検出することができるので、適正に自車の空調機を制御することができる。

また、本発明の実施の形態に係る排気ガス検出装置によれば、側方に排気口を備える先行車を検出することにより、応答よく、適正に自車の空調機を制御することができる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

既に述べた実施の形態においては、排気口領域決定部４は、電波受信部１の画角内において、側方に排気口を備える先行車が自車の周囲を走行する場合、車両検出部３の検出結果に基づいて、側方の排気口を排気口領域として決定するようにしてもよい。例えば、内気循環制御部９は、自車の進行方向の側方にトラックのような、側方に排気口を備える先行車が存在するとして、空調機を内気循環モードに切り替えるようにすればよい。これにより、排気ガスの排出量が多いトラックを先行車として検出した場合において、適正に空調を制御することができる。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１ 電波受信部
２ 高温検出部
３ 車両検出部
４ 排気口領域決定部
５ 強度増減監視部
６ 回転数変化推定部
７ 臭気推定部
８ 触媒温度推定部
９ 内気循環制御部

Claims (8)

1. 自車の前方を対象として、対象から放射される電波の強度に基づく電波画像を生成する電波受信部と、
   自車の前方を走行する先行車までの車間距離を検出する車両検出部と、
   前記電波画像において、電波の強度に基づいて算出された温度が閾値以上となる高温領域を検出する高温検出部と、
   前記高温検出部が検出する高温領域から、前記先行車の排気口に相当する排気口領域を決定する排気口領域決定部と、
   前記車両検出部が検出する車間距離を用いて、前記排気口領域決定部が決定する排気口領域について、前記電波受信部が受信する電波の強度の変化に基づいて、前記先行車が排出する排気ガスの臭気レベルを推定する臭気推定部と
   を備えることを特徴とする排気ガス検出装置。
2. 前記高温検出部は、周囲温度に応じて前記閾値を変更することを特徴とする請求項１に記載の排気ガス検出装置。
3. 前記臭気推定部は、路面の傾斜に応じて、推定する臭気レベルを調節することを特徴とする請求項１又は２に記載の排気ガス検出装置。
4. 前記排気口領域決定部は、所定の大きさ以下の高温領域を排気口領域として決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気ガス検出装置。
5. 前記臭気推定部が推定する臭気レベルが所定値以上の場合に、自車の空調機を内部循環モードに切り替える内気循環制御部を更に備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の排気ガス検出装置。
6. 前記内気循環制御部は、前記排気口領域について、電波の強度に基づいて算出された温度が所定の範囲にある場合において、自車の空調機を内部循環モードに切り替えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の排気ガス検出装置。
7. 前記内気循環制御部は、前記排気口領域設定部が、前記車両検出部が検出する先行車の側方に排気口領域を設定する場合において、自車の空調機を内部循環モードに切り替えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の排気ガス検出装置。
8. 自車の前方を対象として、対象から放射される電波の強度に基づく電波画像を生成する電波受信ステップと、
   自車の前方を走行する先行車までの車間距離を検出する車両検出ステップと、
   前記電波画像において、電波の強度に基づいて算出された温度が閾値以上となる高温領域を検出する高温検出ステップと、
   前記高温検出ステップにおいて検出した高温領域から、前記先行車の排気口に相当する排気口領域を決定する排気口領域決定ステップと、
   前記車両検出部において検出した車間距離を用いて、前記排気口領域決定において決定した排気口領域について、電波の強度の変化に基づいて、前記先行車が排出する排気ガスの臭気レベルを推定する臭気推定ステップと
   を含むことを特徴とする排気ガス検出方法。

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