JP2004231017A

JP2004231017A - 車両用衝突警報装置

Info

Publication number: JP2004231017A
Application number: JP2003021092A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Hashimoto; 昌明橋本; Masahiko Sakabe; 匡彦坂部; Koji Ono; 宏司大野
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】運転者が感じる煩わしさを抑制しつつ、衝突の危険性を好適に認識させることができる車両用衝突警報装置を提供する。
【解決手段】車両用衝突警報装置１は、車両と障害物との衝突危険度を検出し、この衝突危険度に基づき警報ブザー５から警報音を発声する。車両用衝突警報装置１は、運転者の集中度を推定し、集中度が高いときに警報音を抑制して発声する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用衝突警報装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用衝突警報装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この車両用衝突警報装置は、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たときに警報を発する。また、運転者が十分に衝突の危険性を認識し、所定の対処行動をとろうとしている場合、あるいは既にブレーキを踏んでいる場合には、警報を抑制することで運転者が感じる煩わしさを緩和している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１５５２９８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この車両用衝突警報装置では、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ている。すなわち、通常ブレーキで十分衝突を回避できる距離より、フルブレーキで衝突を回避できる距離側に近い距離まで接近して初めて警報が発せられる。このため、警報によって運転者が感じる煩わしさを緩和することに効果があるものの、安全上、十分に余裕を持った警報タイミングの設定とは言い難い。すなわち、フルブレーキ操作が必要になる状況に追い込んで運転者に衝突の危険性を認識させることは、安全上の観点から好ましいものではない。
【０００５】
また、運転者の運転状態により衝突を回避できる距離が変動することを考慮すると、融通性のある警報とも言い難い。
本発明の目的は、運転者が感じる煩わしさを抑制しつつ、衝突の危険性を好適に認識させることができる車両用衝突警報装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両と障害物との衝突危険度を検出する検出手段と、該検出手段により検出された衝突危険度に基づき第１警報を発する制御手段とを備えた車両用衝突警報装置において、運転者の集中度を運転操作状態より推定する推定手段を備え、前記制御手段は推定された集中度が所定閾値より高いときに、前記第１警報を抑制した第２警報を発することを要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、車両と障害物との衝突危険度を検出する検出手段と、該検出手段により検出された衝突危険度の大きさに基づき警報を発する制御手段とを備えた車両用衝突警報装置において、運転者の集中度を運転操作状態より推定する推定手段を備え、前記集中度に基づいて衝突危険度を判断する閾値を変え、警報形態を変えることを要旨とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両用衝突警報装置において、前記推定手段は、ステアリング角速度に基づき運転者の集中度を推定することを要旨とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用衝突警報装置において、前記検出手段は、車両と障害物との相対距離及び該車両の走行速度に基づき衝突危険度を検出することを要旨とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用衝突警報装置において、前記検出手段は、車両と障害物との相対距離及び相対速度に基づき衝突危険度を検出することを要旨とする。
【００１１】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、推定された集中度が所定閾値より高いときに、前記第１警報を抑制した第２警報が発せられる。従って、運転者の集中度が高く（例えば、集中度が所定閾値以上である状態）衝突の危険性が十分に認識されていると想定されるとき、通常の警報（第１警報）が一律に発せられることが回避されることで、運転者が感じる煩わしさが抑制される。また、運転者の集中度が低いときには、通常の警報（第１警報）が発せられることで運転者に好適に衝突の危険性が認識される。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、前記集中度に基づいて衝突危険度を判断する閾値を変え、警報形態が変わる。従って、運転者の集中度が高く衝突の危険性が十分に認識されていると想定されるとき、通常より警報が発せられにくくなるような閾値を設定することで、運転者が感じる煩わしさが抑制される。また、運転者の集中度が低いときには、通常どおりに警報が発せられる閾値を設定することで、運転者に好適に衝突の危険性が認識される。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、運転者の集中度は、物理量であるステアリング角速度に基づき極めて簡易に推定される。
請求項４に記載の発明によれば、衝突危険度は、車両と障害物との相対距離及び該車両の走行速度に基づき極めて簡易に検出される。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、衝突危険度は、車両と障害物との相対距離及び相対速度に基づき極めて簡易に検出される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１は、本実施形態の概略構成図である。この車両用衝突警報装置１は、検出手段を構成するレーザーレーダーセンサ２、推定手段を構成するステアリング角センサ３、検出手段を構成する車速センサ４、警報ブザー５、並びに検出手段、推定手段及び制御手段を構成するコントローラ６を備えている。
【００１６】
上記レーザーレーダーセンサ２は、車両の前部に設けられているもので、自車両の前方にレーザーを照射し、前方の障害物（例えば、先行車両のリフレクター）に反射したレーザーが戻ってくるまでの時間等を検知する。そして、レーザーレーダーセンサ２は、この検知された時間等に基づき前方の障害物の有無、障害物との相対距離ｄを検出して上記コントローラ６に出力する。
【００１７】
上記ステアリング角センサ３は、ステアリングホイール（いわゆるハンドル）のステアリング角（以下、「ステア角」という。）を検出する汎用のセンサであって、例えばステアリングホイールの内部に設けられている。ステアリング角センサ３は、検出したステア角θを上記コントローラ６に出力する。
【００１８】
上記車速センサ４は、運転席正面のダッシュボードに組み込まれたスピードメータ（速度計）に車両の走行速度（車速）を表示するための既存のセンサを併用したものであって、例えばトランスミッション（図示略）のアウトプットシャフト後部に取り付けられている。この車速センサ４は、トランスミッションの回転速度に基づき車速Ｖを検出して上記コントローラ６に出力する。
【００１９】
警報ブザー５は、例えば運転席正面のダッシュボードに内装されており、コントローラ６からの制御信号に応じて警報音（例えば、第１警報音となる所定周期のブザー音）を発声する。
【００２０】
上記コントローラ６はデジタルコンピュータからなり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、各種プログラム及びマップ等を記憶したＲＯＭ（リードオンリメモリ）、各種データ等の読み書き可能なＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等を備えている。上記コントローラ６は、例えばインストルメントパネル内部に設けられており、上記レーザーレーダーセンサ２、ステアリング角センサ３及び車速センサ４において検出された障害物に対する相対距離ｄ、ステア角θ及び車速Ｖ等をメモリに格納する。これら相対距離ｄ、ステア角θ及び車速Ｖは、衝突危険度の検出及び運転者の集中度の推定に供せられる。コントローラ６は、検出等された衝突危険度及び運転者の集中度に応じて警報ブザー５から第２警報音となる、第１警報音よりも周期の長い警報音を発生させる。
【００２１】
次に、図２を参照してコントローラ６による衝突警報態様等について説明する。なお、この処理は所定時間（例えば、５０ｍｓｅｃ）ごとの定時割り込みによりに繰り返し実行される。
【００２２】
処理がこのルーチンに移行すると、ステップ１０１においてコントローラ６は、各種データ（車速Ｖ、相対距離ｄなど）をそのメモリから読み込む。そして、コントローラ６はステップ１０２に移行して衝突危険度を判断する。具体的には、コントローラ６は相対距離ｄを車速Ｖで除して車間時間ｄ／Ｖを演算し、この車間時間ｄ／Ｖが所定閾値Ａよりも小さいか否かを判断する。この車間時間ｄ／Ｖは車両の衝突危険度に相当する物理量として知られるもので、安全な車間距離を時間に置き換えたものであって、例えば、前方の障害物が静止している状態においては、前方の障害物にどれくらいの時間で衝突するかを表す。従って、車間時間ｄ／Ｖの値が所定閾値Ａより小さいほど衝突危険度が大きくなる。また、閾値Ａは、通常ブレーキタイミングの分布又は物理的な運動方程式に基づき、安全上、余裕をもった警報タイミングとなる値に設定されている。
【００２３】
ここで、車間時間ｄ／Ｖが所定閾値Ａ以上と判断されると、コントローラ６は衝突危険度が小さいと判定してその後の処理をそのまま一旦終了する。一方、車間時間ｄ／Ｖが所定閾値Ａよりも小さいと判断されると、コントローラ６はステップ１０３に移行する。
【００２４】
ステップ１０３においてコントローラ６は、運転集中度判断を行う。具体的には、判定カウンタＪＣＮＴが所定閾値Ｂよりも大きいか否かを判断する。後述するように、この判定カウンタＪＣＮＴは、一定時間（例えば、１０秒）内でのステアリング操作（ステアリングホイールによるハンドル操作）の切返し頻度を表す。一般に、道路軌跡などの道路状況に応じてステアリング操作が行われることから、道路状況が複雑であるほど頻繁にステアリング操作の切返しが行われる。なお、こうした道路状況に影響を及ぼすものとしては、単純な道路軌跡のみならず、例えば交通渋滞や道路工事、駐車車両などがある。そして、道路状況が複雑であるときには、運転者の集中度もその分増していることが示唆される。これにより、ステアリング操作の切返し頻度を定量化した判定カウンタＪＣＮＴによって運転者の集中度を判断しうる。いうまでもなく、判定カウンタＪＣＮＴが大きいときほど運転者の集中度は増す。
【００２５】
ここで、判定カウンタＪＣＮＴが所定閾値Ｂ以下と判断されるとコントローラ６は、運転者の集中度が通常の状態であると判定してステップ１０４に移行し、警報出力する。すなわち、コントローラ６は警報ブザー５に制御信号を出力して通常パターンの警報音を発声させる。この警報音の通常パターンは、運転者に注意を促す好適なものに設定されている。
【００２６】
また、ステップ１０３において判定カウンタＪＣＮＴが所定閾値Ｂよりも大きいと判断されるとコントローラ６は、運転者の集中度が増している状態である判定してステップ１０５に移行し、警報抑制出力する。すなわち、コントローラ６は警報ブザー５に制御信号を出力して抑制パターンの警報音を発声させる。この警報音の抑制パターンは、運転者に煩わしさを与えることなく注意を示唆する好適なものに設定されている。この抑制パターンの警報音は、周期の早い第１警報音（例えば、ピッ・ピッ・ピッ音）よりも周波数が低く、違和感を与えない警報音（例えば、ピッー・ピッー・ピッー音）となっており、通常パターンでの場合に比べて運転者に差し迫った印象を与えないようになっている。
【００２７】
ステップ１０４若しくは１０５の処理を行ったコントローラ６は、その後の処理を一旦終了する。
次に、図３を参照してコントローラ６による上記判定カウンタＪＣＮＴの計数態様について説明する。この処理は、所定時間（例えば、１００ｍｓｅｃ）ごとの定時割り込みによりに繰り返し実行される。
【００２８】
処理がこのルーチンに移行すると、ステップ２０１においてコントローラ６は、今回のステア角θと前回のステア角θ（ｎ−１）との差分をサンプリング時間（演算周期）で除してステア角速度ωを演算する。そして、コントローラ６はステップ２０２に移行して、ステア角速度ωが正数である所定閾値ＴＨ１よりも大きいか否かを判断する。ここでステア角速度ωが所定閾値ＴＨ１よりも大きいと判断されると、コントローラ６はステップ２０４に移行してステア角速度ωの符号を「正」に設定する。
【００２９】
また、ステップ２０２においてステア角速度ωが所定閾値ＴＨ１以下と判断されると、コントローラ６はステップ２０３に移行して、ステア角速度ωが負数である所定閾値ＴＨ２よりも小さいか否かを判断する。そして、ステア角速度ωが所定閾値ＴＨ２よりも小さいと判断されると、コントローラ６はステップ２０５に移行してステア角速度ωの符号を「負」に設定する。ステア角速度ωが所定閾値ＴＨ２以上と判断されると、コントローラ６はステップ２０６に移行してステア角速度ωの符号を「なし」に設定する。
【００３０】
ステップ２０４〜２０６のいずれかでステア角速度ωの符号を設定したコントローラ６は、ステップ２０７に移行してステア角速度ωの符号が今回と所定時間前とで正負のペアになるか否かを判断する。この所定時間は、演算されるステア角速度ωに内包される周期性を吸収するために好適な時間（例えば、１００ｍｓｅｃ）に設定されている。なお、ステア角速度ωの周期性とは、ステア角速度ωが一定の周期を有して変動する特性をいう。このような周期的な変動を吸収して上記符号のペアを判断することで、センサ特性によらないステア角速度ωの符号反転が検出される。なお、このステア角速度ωの符号反転は、ステアリング操作の切返しを示唆するものである。
【００３１】
ステップ２０７においてステア角速度ωの符号が今回と所定時間前とで正負のペアになると判断されると、コントローラ６はステップ２０８に移行してカウンタＣＮＴを「１」だけインクリメントし、更にステップ２０９に移行する。また、ステップ２０７においてステア角速度ωの符号が今回と所定時間前とで正負のペアにならないと判断されると、コントローラ６はそのままステップ２０９に移行する。そして、ステップ２０９においてコントローラ６は、ステア角速度ωの今回の符号を前回の符号として記憶更新する。この更新された前回の符号が上記所定時間経過後の演算周期において読み込まれ、そのときのステア角速度ωの符号反転の検出に供されるのはいうまでもない。
【００３２】
次に、コントローラ６はステップ２１０に移行して、カウンタＣＮＴをリセットして新たに計数し始めてから一定時間経過したか否かを判断する。この一定時間（例えば、１０ｓｅｃ）は、前記判定カウンタＪＣＮＴを記憶・更新する周期である。ここで、カウンタＣＮＴを新たに計数し始めてから一定時間経過していないと判断されると、コントローラ６はそのままその後の処理を一旦終了する。一方、カウンタＣＮＴを新たに計数し始めてから一定時間経過したと判断されると、コントローラ６はステップ２１１に移行して現在のカウンタＣＮＴを判定カウンタＪＣＮＴとして記憶・更新する。そして、コントローラ６はステップ２１２に移行してカウンタＣＮＴをリセットし、その後の処理を一旦終了する。
【００３３】
ステップ２１０〜２１２の処理により、一定時間経過するまでの間は上記正負のペアの検出によってカウンタＣＮＴの計数が継続される。また、一定時間経過することでそのときのカウンタＣＮＴが判定カウンタＪＣＮＴとして記憶・更新され、同時にカウンタＣＮＴはリセットされる。そして、次に一定時間経過するまでの間で同様のカウンタＣＮＴの計数が新たに開始される。
【００３４】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、判定カウンタＪＣＮＴが大きく運転者の集中度が高いときには、警報音が抑制して発声される。従って、運転者の集中度が所定閾値Ｂよりも高く衝突の危険性が十分に認識されていると想定されるとき、通常の警報音が一律に発声されることが回避されることで、運転者が感じる煩わしさを抑制できる。また、運転者の集中度が所定閾値Ｂよりも低いときには、通常の警報音が発声されることで運転者に好適に衝突の危険性を認識させることができる。すなわち、衝突の危険性があるにも関わらず警報が発せられないような状況の発生を防止できる。そして、運転者に所要の対処行動を促すことができる。
【００３５】
（２）本実施形態では、運転者の集中度は、物理量であるステアリング角速度に基づき極めて簡易に推定される。
（３）本実施形態では、衝突危険度を車両と障害物との相対距離ｄ及び車速Ｖに基づき極めて簡易に検出することができる。
【００３６】
なお、本発明の実施の形態は上記実施形態に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。
・前記実施形態においては、ステップ１０２において衝突危険度が閾値Ａよりも大きいと判断されたときに、判定カウンタＪＣＮＴの閾値判定即ち運転者の集中度判定によって警報出力態様を切替えるようにした。これに対して、衝突危険度の判断に先だって判定カウンタＪＣＮＴの閾値判定を行い、この判定結果に応じて衝突危険度の判断に供される閾値の大きさを切替えるようにしてもよい。具体的には、判定カウンタＪＣＮＴが大きく運転者の集中度が閾値Ｂよりも高いときには、判定カウンタＪＣＮＴが小さく運転者の集中度が低いときに対して車間時間ｄ／Ｖと大小比較される閾値を小さく設定し、通常より警報が発せられにくくなるようにすることで警報タイミングを遅らせる。これにより、運転者の集中度が高く衝突の危険性が十分に認識されていると想定されるにも関わらず、過早に警報を発して運転者に煩わしさを感じさせることを抑制できる。この場合、判定カウンタＪＣＮＴが小さく運転者の集中度が低いときには、安全上、余裕がある通常の警報タイミングが設定されることで、運転者に好適に衝突の危険性を認識させることができる。
【００３７】
・前記実施形態においては、演算周期の都度にステア角速度ωを演算してそのステア角速度ωの符号が今回と所定時間前とで正負がペアにあるかを判断した（ステップ２０７）。これに対して、上記所定時間の経過ごとにステア角速度ωを演算してその符号が今回と前回（即ち所定時間前）とで正負がペアにあるかを判断してもよい。そして、この判断に基づきカウンタＣＮＴを計数して運転者の集中度の推定に供してもよい。
【００３８】
・前記実施形態においては、衝突危険度として車間時間ｄ／Ｖを採用した。これに対して、例えばレーザーレーダーセンサ２により相対距離ｄに併せて前方の障害物との相対速度Ｖｒを検出している場合には、衝突危険度として相対距離ｄを相対速度Ｖｒで除した自車が前方の障害物に衝突するまでの時間ｄ／Ｖｒを採用してもよい。この場合、衝突危険度を車両と障害物との相対距離ｄ及び相対速度Ｖｒに基づき極めて簡易に検出することができる。あるいは、こうした衝突危険度として前方の障害物（先行車両）の減速度や自車両の推定減速度を反映させたものを採用してもよい。
【００３９】
・前記実施形態においては、レーザーレーダーセンサ２を用いて相対距離ｄを検出した。これに対して、ミリ波レーダーセンサを用いて相対距離ｄを検出してもよい。また、これに併せてミリ波レーダーセンサを用いて前方の障害物との相対速度Ｖｒを検出してもよい。あるいは、例えば画像取得手段（監視カメラなど）を備える車両の場合には、撮影画像を画像認識するなどして相対距離ｄ、或いは、相対速度Ｖｒを検出してもよい。
【００４０】
・前記実施形態においては、運転者の集中度が高いときと低いときとで警報音のパターンを切替えた。これに対して、例えば運転者の集中度が高いときと低いときとで警報音の音量を切替えたり、周波数を切替えたりしてもよい。
【００４１】
・前記実施形態においては、既存の車速センサ４にて車速Ｖを検出した。これに対して、例えば車輪速センサを備える車両の場合には、この車輪速センサにて車速Ｖを検出してもよい。
【００４２】
・前記実施形態においては、衝突の危険を運転者に報知するために警報音を発声させた。これに代えて、若しくはこれに加えて、例えば車両に警報ランプを設け、衝突の危険性を運転者に認識させるために警報ランプを点灯させたり、ナビゲーション等のディスプレイ装置に画面表示させてもよい。
【００４３】
・前記実施形態においては、ステア角速度ωに基づくステアリング操作の切返し頻度を道路状況を反映するものと見なして運転者の集中度を判断した。これに対して、運転者の集中度の判断には、車両のアクセル操作状態（例えば、アクセルを所定時間内にオン／オフする回数や、アクセルの踏み込み変化量等）によっても集中度を判断することもできる。また、画像取得手段（監視カメラなど）を備える車両の場合には、撮影画像を画像認識するなどして道路状況（例えば、平坦な直線道路、カーブした道路、道路の混雑状況等）を取得し、これに基づき運転者の集中度を判断してもよい。あるいは、ＶＩＣＳ（ＶｅｈｉｃｌｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）などの道路状況の受信手段を備える車両の場合には、この受信した道路状況に基づき運転者の集中度を判断してもよい。
【００４４】
また、道路状況からの間接的な集中度の判断ではなく、例えば運転者の眼球運動を車室内に設けた監視カメラなどで直接監視して、これに基づき運転者の集中度を判断してもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１乃至５に記載の発明によれば、運転者が感じる煩わしさを抑制しつつ、衝突の危険性を好適に認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略構成図。
【図２】同実施形態の制御態様を示すフローチャート。
【図３】同実施形態の制御態様を示すフローチャート。
【符号の説明】
１車両用衝突警報装置
２レーザーレーダーセンサ（検出手段）
３ステアリング角センサ（検出手段）
４車速センサ（検出手段）
５警報ブザー
６コントローラ（推定手段、制御手段）

Claims

車両と障害物との衝突危険度を検出する検出手段と、
該検出手段により検出された衝突危険度に基づき第１警報を発する制御手段とを備えた車両用衝突警報装置において、
運転者の集中度を運転操作状態より推定する推定手段を備え、前記制御手段は推定された集中度が所定閾値より高いときに、前記第１警報を抑制した第２警報を発することを特徴とする車両用衝突警報装置。
車両と障害物との衝突危険度を検出する検出手段と、
該検出手段により検出された衝突危険度の大きさに基づき警報を発する制御手段とを備えた車両用衝突警報装置において、
運転者の集中度を運転操作状態より推定する推定手段を備え、前記集中度に基づいて衝突危険度を判断する閾値を変え、警報形態を変えることを特徴とする車両用衝突警報装置。
請求項１又は２に記載の車両用衝突警報装置において、
前記推定手段は、ステアリング角速度に基づき運転者の集中度を推定することを特徴とする車両用衝突警報装置。
請求項１〜３のいずれかに記載の車両用衝突警報装置において、
前記検出手段は、車両と障害物との相対距離及び該車両の走行速度に基づき衝突危険度を検出することを特徴とする車両用衝突警報装置。
請求項１〜３のいずれかに記載の車両用衝突警報装置において、
前記検出手段は、車両と障害物との相対距離及び相対速度に基づき衝突危険度を検出することを特徴とする車両用衝突警報装置。