JP2001155298A

JP2001155298A - 衝突警報装置

Info

Publication number: JP2001155298A
Application number: JP33362299A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kitazawa; 賢次北沢; Eiji Yanagi; 英治柳; Masahiro Higuchi; 昌裕樋口
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2001-06-08

Abstract

(57)【要約】【課題】運転者が自覚しているような場合には警報を
発するのをやめ、運転者にわずらわしい感じを与えるの
を回避する。【解決手段】警報を発する時刻が、運転者が警報を感
知してからフルブレーキをかけたときに追突を回避でき
る時刻より前であり、運転者が通常運転中に前方車両を
認識し、追突を避けるためにブレーキをかける時刻の統
計的な最後時刻より後に設定されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、前方車両との距離
を測定し、少なくともこの測定距離を使用して前方車両
との衝突が発生しそうになったことを予知して警報を発
する衝突警報装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、前方車両との衝突の防止を目的と
して、レーザー距離計、レーダー距離計等により前方車
両との車間距離を計測し、これを基に、前方車両との相
対速度、必要に応じて相対加速度を求め、これらに基づ
いて衝突の危険を報知する装置が開発されている。

【０００３】たとえば、特公平６−１４４００号公報に
は、前方車との相対速度と自車の走行速度に基づいて適
性車間距離を演算し、検出された前方車との車間距離を
適性車間距離で割った値を対数変換することによって危
険度指数を求め、求められた危険度指数に従って段階的
な警報を発生する警報手段が記載されている。

【０００４】また、このような装置を改良したものとし
て、特開平８−１５３３００号公報には、自車の横加速
度を検出し、横加速度の大きさが所定値以上になったと
きには警報を出さないようにする装置が、特開平８−２
８５８８１号公報には、自車の横加速度を検出し、横加
速度の大きさが所定値以上になったときには車間距離の
測定を中止する装置が記載されている。これらは、横加
速度が大きい場合、すなわち、車両がカーブ状態にある
ときには、運転者が十分に前方を注意していることを前
提として、このような状態においては警報を出さないよ
うにすることにより、定常走行状態における警報への注
意力を高めることを目的とするものである。

【０００５】さらに、警報の精度を高めることを目的と
した改良技術として、特開平８−１３２９９６号公報に
は、前方車両の加減速走行によって車間距離が急激に変
化した場合に対応するため、前方車両との相対加速度を
計算式に取り込み、それに応じて警報を発する閾値を変
更する技術が開示されている。また、特開平１１−６６
４９５号公報には、同様、先行車両の加減速時にも衝突
警報を精度良く発生させるため、先行車両の加減速度を
計算に取り込む技術が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
いずれの従来技術においても、人間が十分に衝突の危険
性を認識し、独自のアクションを採ろうとしているにも
かかわらず、あるいはすでにブレーキを踏んでいるにも
かかわらず、警報が発せられ、そのため運転者がわずら
わしいと感じることがあった。この傾向は、特に渋滞中
等において、前方車両との間隔が短く、かつ自車速度が
遅い場合に発生しやすい。

【０００７】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、運転者が自覚しているような場合に
は警報を発するのをやめ、本当に必要なときのみ警報が
発せられるようにすることにより、運転者にわずらわし
い感じを与えるのを回避することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段は、前方走行車両との車間距離を測定し、少なく
とも測定した車間距離を使用して、前方車両との衝突の
可能性を予測し、運転者に警報を発する装置であって、
衝突前の警報を発する時刻が、運転者が警報を感知して
からフルブレーキをかけたときに追突を回避できる時刻
より前であり、運転者が通常運転中に前方車両を認識
し、追突を避けるためにブレーキをかける時刻の統計的
な最後時刻より後に設定されることを特徴とする衝突警
報装置（請求項１）である。

【０００９】本手段においては、警報は、運転者が通常
運転中に前方車両を認識し、追突を避けるためにブレー
キをかける時刻の統計的な最後時刻より前には出力され
ないので、運転者にわずらわしい思いをさせることが無
い。なお、本明細書において、「統計的な最後時刻」と
は、統計的に計算された時刻であり、たとえば平均値か
ら２σ離れた値、３σ離れた値のように、ある程度のブ
レーキ動作がその後に行われることを許す概念であっ
て、必ずしも全てのブレーキ動作の最後時刻のように絶
対的な最後時刻を示すものではない。また、必ずしも一
定の値でなく、後述のように自車速度の関数になってい
るような場合も含まれる。

【００１０】また、本手段においては、警報を発する時
刻は、運転者が警報を感知してからフルブレーキをかけ
たときに追突を回避できる時刻より前であるので、運転
者が警報を聞いてから直ちにフルブレーキをかければ、
確実に追突を回避することができる。

【００１１】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、警報が、運転者がフルブレー
キをかけてから車両が停止するまでに縮まる車間距離所
定時間現在の速度で走行した場合に縮まる車間距離との
和、又は運転者がフルブレーキをかけてから車両が停止
するまでに車両が走行する距離と所定時間現在の速度で
走行した場合に縮まる車間距離との和が、現在の車間距
離以上となったときに出されるようにされており、前記
所定時間は、運転者が警報を聞いてからフルブレーキを
かけるまでに要する反応時間より長く、運転者が通常運
転中に前方車両を認識し、追突を避けるためにブレーキ
をかけるときの車間距離を自車の走行速度で割った時間
の統計的な最短値よりは短く設定されていることを設定
されていることを特徴とする衝突警報装置（請求項２）
である。

【００１２】本手段においては、運転者がフルブレーキ
をかけてから車両が停止するまでに縮まる車間距離、又
は運転者がフルブレーキをかけてから車両が停止するま
でに車両が走行する距離と、所定時間現在の速度で走行
した場合に縮まる車間距離との和が、現在の車間距離以
上となったときに出すようにしている。

【００１３】そして、その所定時間は運転者が警報を聞
いてからフルブレーキをかけるまでに要する反応時間よ
り長くされている。このようにしないと、警報を出して
も確実に衝突を避けることができないからである。ま
た、運転者が通常運転中に前方車両を認識し、追突を避
けるためにブレーキをかけるときの車間距離を自車の走
行速度で割った時間の統計的な最短値よりは短く設定さ
れているので、運転者が十分な注意を払って運転してい
る状態では警報が発せられることがほとんど無く、運転
者にわずらわしい思いをさせることが無い。

【００１４】「統計的な最短値」とは、統計的に計算さ
れた値であり、たとえば平均値から２σ離れた値、３σ
離れた値のように、ある程度のブレーキ動作それより早
く行われることを許す概念であって、必ずしも全てのブ
レーキ操作の最短値を示すものではない。

【００１５】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第２の手段であって、前記所定時間が、車両速度の
関数とされていることを特徴とするもの（請求項３）で
ある。

【００１６】運転者が警報を認識してからフルブレーキ
をかけ、車両が停止するまでに必要な時間（限界警報時
間）は自車速度の関数である。また、発明者らの実験に
よると、運転者がフルブレーキをかけることは少ないの
で、運転者が通常運転でブレーキをかけてから車両が停
止するまでの時間はこの時間より長く、ばらつきは大き
いがやはり車両速度の関数となる。従って、これらの統
計的な最短値（最低ブレーキ時間）はやはり車両速度の
関数となる。実際の警報は、最低ブレーキ時間と限界警
報時間の間に出してやればよいので、前記所定時間は車
両速度の関数とするのが最も適当である。

【００１７】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第３の手段であって、前記所定時間が、車両速度の
１次関数とされていることを特徴とするもの（請求項
４）である。

【００１８】発明者らの実験の結果によると、前記所定
時間は、車両速度の１次関数として表すことができる。
１次関数としてあらわすことにより、処理が簡単とな
り、処理速度を早めることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１
例である衝突警報装置の動作を示す図である。これらの
動作はマイクロコンピュータを用いて行われる。マイク
ロコンピュータには、車間距離計、車両速度センサー、
横加速度センサーからの信号が入力されている。これら
の測定器については、すでに周知となっているものを適
宜選択して使用することができるので、その説明を省略
する。

【００２０】これらの測定値は、１ms毎にマイクロコン
ピュータに入力される。マイクロコンピュータは、ま
ず、測定された車間距離（ｍ）と車両速度（km/h）につ
いてノイズ除去処理を行う。これは、10ms前の測定値と
比較し、その差が所定値以上である場合（計算される相
対速度が160km/ｈ以上のとき）には、ノイズであると考
えて、測定された値を10ms前の測定値で置きかえるもの
である。

【００２１】次に、これら10ms毎の車間距離のデータよ
り、140ms、280ms、560ms毎の平均的な車間距離、相対
速度を最小二乗法を用いて２次式で近似して求める。現
在の車間距離測定データＤ_tをとし、ｎサンプリング前
の車間距離測定データをＤ_t-nとすると、Ｄ_t-14〜Ｄ_tを
使用して、周知の直交多項式を用いた最小二乗法によ
り、140ms間の測定データ15個による車間距離ｙ₁(ｍ）
を求める。ただし、ｙ₁＜０のときｙ₁＝０とする。相対
速度ｙ₁'（km/h）は、車間距離の微分値として、数値計
算により求める。

【００２２】同様、280ms間の測定データＤ_t-28〜Ｄ_tの
15個(20msピッチ)を使用して車間距離ｙ₂（ｍ）を求め
る。ただし、ｙ₂＜０のときｙ₂＝０とする。相対速度ｙ
₂'（km/h）は、車間距離の微分値として、数値計算によ
り求める。

【００２３】また、560ms間の測定データＤｔ−₅₆〜Ｄ_t
の15個(40msピッチ)を使用して車間距離ｙ₄（ｍ）を求
める。ただし、ｙ₄＜０のときｙ₄＝０とする。相対速度
ｙ₄'（km/h）は、車間距離の微分値として数値計算によ
り求める。

【００２４】これらの計算は、10ms毎に行われ、演算結
果が10ms毎に出力される。

【００２５】次に、求まった車間距離、相対速度の各々
の組みあわせ（ｙ₁，ｙ₁'）、（ｙ₂，ｙ₂'）、（ｙ₄，
ｙ₄'）について、(10/36)×ｔ_W×ｙ_i'／ｙ_i（ｉ＝１，
２，４）を求める。ここで、ｔ_Wは、後に述べる最適警
報時間である。そしてこの値がすべてのｉについて１を
超えた場合、衝突の危険があるとして警報条件を成立さ
せるようにしている。すなわち、この式の分子は、ｔ_W
秒間に縮まる車間距離を示し、分母は実際の車間距離を
示す。よって、この式の値が１を超えた場合には、前方
車両が突然停止したときに衝突する危険があることを示
している。この判定は10ms毎に行われる。

【００２６】別の実施の形態では、車間距離、相対速度
を求めるまでは、この実施の形態と同じであるが、衝突
の危険の判定に自車の減速度を考慮している。すなわ
ち、車輪に取り付けられた速度センサーからの速度信号
を10ms毎にマイクロコンピュータに取り込み、これらの
値をｖ_t（km/h）とすると、前記のように最小二乗法を
用いて、減速度Ａ_cを、20ms毎の15個のデータｖ_t-28〜
ｖ_tを用いて計算する。

【００２７】そして、警報変数ｗを、ｗ＝｛最適警報時間(s)・相対速度(km/h)/3.6+(1/2・減速
度(m/s²)・最適警報時間(s)²）｝/距離(m) として求める。最適警報時間は、前記ｔ_Wに相当する時
間である。この値を、前記（ｙ₁，ｙ₁'）、（ｙ₂，
ｙ₂'）、（ｙ₄，ｙ₄'）の組み合わせについて求め、そ
れぞれを、ｗ₁、ｗ₂、ｗ₄とすると、ｗ₁＝｛tW1・y₁'/3.6+(1/2・A_c・tW1²)｝/y₁ ｗ₂＝｛tW2・y₂'/3.6+(1/2・A_c・tW2²)｝/y₂ ｗ₄＝｛tW4・y₄'/3.6+(1/2・A_c・tW4²)｝/y₄ となる。そして、これら、ｗ₁、ｗ₂、ｗ₄の値がすべて
１を超えた場合に警報条件が成立したと判断する。個々
で、tW1からtW4は、それぞれの計算に用いる最適警報時
間である。

【００２８】なお、減速度Ａ_cは、前記のように数値計
算をする代わりに、車両の進行方向の加速度を測定する
加速度センサーを設け、この加速度センサーの値をサン
プリングして平均した上で使用するようにしてもよい。

【００２９】ノイズによる誤動作を避けるために、いず
れの実施の形態においても、警報条件の成立が、100ms
（10サンプリング時間）継続したときに初めて警報を出
すようにしている。また、各処理で計算される相対速度
が160km/hを超えた場合には、ノイズの影響であるとし
て警報を出さないようにしている。

【００３０】さらに、横加速度が所定値以上の場合に
は、カーブを曲がっており、運転者が十分前方を注意し
ているものと判断して、警報を出す度合いを減らすよう
にしている。これは、警報を出すための前記閾値を１以
上とすることにより実現できる。

【００３１】以上の計算においては、計算に最適警報時
間ｔ_wを使用している。この最適警報時間は以下のよう
にして求められる。図２は、フルブレーキをかけた場合
に車両が停止するまでの時間（限界警報時間）と、一般
的なブレーキング時間、及び最低ブレーキ時間、最適警
報時間の関係を示す図である。「一般的なブレーキング
時間」とは、人間が走行中にブレーキを踏む時の車間距
離をそのときの自車速度で割った値である。図中■が限
界警報時間、×が一般的なブレーキング時間である。

【００３２】フルブレーキをかけた場合、ブレーキが作
動してから車両が停止するまでに要する時間は車両速度
をＶ、減速度をαとするとＶ／αで求められ、人間が危
険を感知してからブレーキをかけるまでの時間はほぼ一
定（0.2〜0.3sec）であると考えられ、これから、限界
警報時間は限界警報時間＝ＡＶ＋Ｂで示されると考えられる。これは、図２に示されるデー
タと一致している。

【００３３】それに対し、一般的なブレーキング時間は
図２に示されるごとく、限界警報時間よりかなり上にあ
り、車両速度との相関は限界警報時間ほど強くない。特
に、低速度走行の場合は、速めにブレーキを踏んでお
り、かつばらつきも大きいことが分かる。よって、従来
のように限界警報時間に近い時点で警報を出すようにす
ると、人間がブレーキを踏んだ後で警報が出て、運転者
にわずらわしい感じを与えることになる。

【００３４】そこで、本実施の形態においては、一般的
なブレーキング時間と走行速度の関係を一次式で回帰
し、その結果より最適警報時間を求めるようにしてい
る。すなわち、この一時式での回帰結果が一般ブレーキング時間＝ＣＶ＋Ｄ（Ｃ，Ｄは定数）であり、その標準偏差がσであったとすると、最低ブレーキ時間＝ＣＶ＋Ｄ−２σ となるように最低ブレーキ時間を定めている。そして、
最適警報時間は、前記限界警報時間と最低ブレーキ時間
の間に設定する。最適警報時間も、速度の一次関数とし
ておくことが好ましい。

【００３５】ただし、計算された最低ブレーキ時間が限
界警報時間より短くなる場合は、限界警報時間を最適警
報時間としている。また、厳密に言えば、限界警報時間
のうち、Ｂに相当する時間は、人間の反応時間であり、
これは最適警報時間において発せられる警報を聞いて人
間が反応する時間と同等と思われるので、最適警報時間
はＡＶより長くしておけばよいとも考えられるが、本実
施の形態においては、人間の反応のばらつきを考えて、
安全のためＡＶ＋Ｂより長くするようにしている。

【００３６】なお、最低ブレーキ時間を一般ブレーキン
グ時間の回帰値よりどの程度短くするかは、経験により
求められるものであり、わずらわしさと安全との兼ね合
いで、例えば前記式の２σの代わりに３σを用いること
もできるし、2.5σを用いることもできる。また、この
値を運転者が設定できるようにしておいてもよい。ま
た、最低ブレーキ時間を決めるのに当たって、一般ブレ
ーキング時間を車両速度の１次式でなく、２次式等で近
似してもよい。

【００３７】このように、本実施の形態においては、警
報を発するかどうかを計算するの使用するパラメータの
一つである時間を、限界警報時間と一般的なブレーキン
グ時間の間にくるように設定しているので、安全性が保
たれると同時に、運転者がブレーキをかけた後で警報が
出て、わずらわしい感じを与えることが防止される。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る発明、請求項２に係る発明においては、警報
は、運転者が通常運転中に前方車両を認識し、追突を避
けるためにブレーキをかける時刻の統計的な最後時刻よ
り前には出力されないので、運転者にわずらわしい思い
をさせることが無い。

【００３９】請求項３に係る発明においては、警報を出
すタイミングを、車両速度によらず、車両が安全に停止
できる時間帯で、運転者が通常にブレーキをかける時間
より後にすることができる。請求項４に係る発明におい
ては、処理が簡単となり、処理速度を早めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例である衝突警報装置
の作動を示すフローチャートである。

【図２】限界警報時間、一般ブレーキング時間、最低ブ
レーキ時間、最適警報時間の関係を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者樋口昌裕東京都港区六本木一丁目４番30号タカタ株式会社内Ｆターム(参考） 5H180 AA01 BB15 CC27 LL01 LL04 LL06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前方走行車両との車間距離を測定し、少
なくとも測定した車間距離を使用して、前方車両との衝
突の可能性を予測し、運転者に警報を発する装置であっ
て、衝突前の警報を発する時刻が、運転者が警報を感知
してからフルブレーキをかけたときに追突を回避できる
時刻より前であり、運転者が通常運転中に前方車両を認
識し、追突を避けるためにブレーキをかける時刻の統計
的な最後時刻より後に設定されることを特徴とする衝突
警報装置。
【請求項２】請求項１に記載の衝突警報装置であっ
て、警報が、運転者がフルブレーキをかけてから車両が
停止するまでに縮まる車間距離と所定時間現在の速度で
走行した場合に縮まる車間距離との和、又は運転者がフ
ルブレーキをかけてから車両が停止するまでに車両が走
行する距離と所定時間現在の速度で走行した場合に縮ま
る車間距離との和が、現在の車間距離以上となったとき
に出されるようにされており、前記所定時間は、運転者
が警報を聞いてからフルブレーキをかけるまでに要する
反応時間より長く、運転者が通常運転中に前方車両を認
識し、追突を避けるためにブレーキをかけるときの車間
距離を自車の走行速度で割った時間の統計的な最短値よ
りは短く設定されていることを特徴とする衝突警報装
置。
【請求項３】請求項２に記載の衝突警報装置であっ
て、前記所定時間が、車両速度の関数とされていること
を特徴とする衝突警報装置。
【請求項４】請求項３に記載の衝突警報装置であっ
て、前記所定時間が、車両速度の１次関数とされている
ことを特徴とする衝突警報装置。