JP2005199802A - 衝突警報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行中の車両が前方を進行する他車両、あるいは前方の障害物に衝突の危険があること、または走行中の車両の運転者がいわゆる居眠り状態にあることなどが検出されるとき、これを運転席に警報するための新しい警報手段を提供する。警報するためのハードウエアをいっさい追加することなく運転者に適正な警報を与えるための装置を提供する。
【解決手段】車両に装備されている姿勢制御装置（ＶＳＣ）あるいはアンティロック・ブレーキ装置（ＡＢＳ）などのソフトウエアを改造して、運転者に対する警報を発生する手段として、左右輪に交互に周期的に異なるブレーキ力を作用させる。これにより運転者が握っている運転席の操舵輪はその周期で左右に交互に回転することになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車その他車両に装備する装置であって、車両の走行中にその車両が前方を走行する車両その他前方の障害物に衝突する危険があることを自動的に演算推定し、これを運転者に警報するための装置として利用する。本発明は、いわゆる居眠り状態で車両を走行させている運転者に対して、警報を発生し、衝突を予防するための装置に関する。とくにその警報手段として、操舵輪を機械的に左右に回転振動させる装置に関する。本発明の装置は、運転席に音響を発生するなどによる居眠り防止警報装置と併用することができる。

路面を走行中の車両の運転者がいわゆる居眠り状態になったことが推定されるとき、運転席に音響警報を発生する衝突警報装置は、さまざまな形態のものが知られている。このような装置には、車両前方に電磁波または超音波を放射し、先行車両など車両進行方向にある物体からの反射波を検出し、その反射波を放射波と比較演算する論理手段が設けられているものが普及しつつある。そして自車両との衝突の危険が予測されるときには、運転席に警報を発生するとともに、車両のブレーキを作動状態に設定する装置もさまざまな形態のものが知られている。

このほかにも、走行中の車両を運転する運転者の覚醒状態を検出するために、さまざまの形態の装置が提案されている。これを例示すると、車速に対応して設定されている短い時間内に運転操作が一切行われないときに居眠り状態と識別するもの、運転者の眼の様子を識別して動きが緩慢になったときに居眠り状態と識別するもの、運転者の脈拍を識別するもの、その他である。

このような装置により車両に衝突の危険があることが識別されるとき、あるいは運転者の覚醒状態が不十分であることが識別されるときに、その運転者に対する警報手段としては、運転席に音響警報を送出する構成のものが広く利用されている。さらにこのための警報手段として、運転者が握っている操舵輪を強制的に回転振動させて、運転者の覚醒を促す装置が知られている。本願出願人の調査では、このような装置については下記３件の特許文献に関連する記載がある。この３件の特許文献を詳しく調べると、いずれも運転者に対して警報を発生する場合には、音響警報とともに、あるいは音響警報に代えて、操舵輪を強制的に回転または振動させるものである。そのために、いずれも操舵系に電動モータその他機械的な駆動手段を設ける旨の記載があり、これがこのような装置を実現するための必須条件になっているものと理解される。
特開平６−２９７９８０号公報（出願人、豊田合成） 特開平７−１０００７号公報（出願人、いすず） 特開平８−２６８２８７号公報（出願人、三菱自動車）

本発明はこれを改良するものであって、車両が先行車両や障害物に衝突する可能性がある、あるいは運転者がいわゆる居眠り状態になったことが検知されるなど、運転者に対して緊急の警報を発生するときに、操舵輪を強制的に回転振動させる装置であって、操舵輪を強制的に回転または振動させるための新しい形態の装置を提供することを目的とする。本発明は、操舵輪を左右に振動させるために、ハードウエアとして特別の付加動力手段を必要としない装置を提供することを目的とする。さらに本発明は、運転者の注意または覚醒を促す警報を発生するとともに、車両を適度にかつ自動的に制動させる装置を提供することを目的とする。

本発明は、運転者に対する覚醒警報は、運転者が操作中の操舵輪（ステアリング・ホイール）を左右に回転振動させる形態であり、しかも操舵輪を左右に回転振動させるために、その車両の左右輪に交互に異なる制動力を与えることにその特徴がある。このためには従来から装備されている姿勢制御装置その他の装置を利用することができる。すなわち本発明は、操舵輪を左右に回転振動させるために、特別なモータその他のアクチュエータを必要とすることなく、しかも警報を発生すると同時に、制動力により車両走行速度を減速させる効果がある。

一般に運転席の操舵輪が操作回動されたとき、その操作量は操舵用の機械系を介して前輪両輪にその操舵角として伝達される。よく知られているように、前輪両輪には路面に対してそれぞれキャスタが設けてあり、車両走行に対応して車輪に直進性を与えようとする力が作用する。この力は同じ機械系を介して運転席の操舵輪にフィードバックされる。これは運転者が受ける感覚としては、車両走行中に運転席の操舵輪を回転させると、加えた回転角を元に戻そうとする向きの力が作用することになる。パワーステアリングを設けた装置でも、運転者に適正な運転感覚を与えるために、このフィードバックが適度に作用するようにその機械系が構成されている。本発明はこの作用を利用するものである。すなわち左右の車輪に交互に異なる大きさの制動力を与えると、これに応じて車両重心に左右に異なる大きさの横方向の力が作用する。これにより前輪は交互に大きい制動力が作用する方向に操舵される形となる。これは前輪両輪のキャスタにより生じるこの操舵を戻そうとする力によるものであり、これが運転席の操舵輪に伝わり、運転席の操舵輪を左右に回転させることになる。

交互に制動力を与えるとは、左右一方の車輪に大きい操舵力を与えているとき、他方の車輪にはそれより小さい制動力を与えることである。このとき他方の車輪に与える小さい制動力は零でもよいし、必ずしも零でなくともよい。また制動力を交互に与える車輪は必ずしも操舵車輪（一般に前両輪）でなくともよい。たとえば車両の左右後輪に異なる制動力を交互に与えることにより、車両重心には横方向の力が左右交互に作用し、それに応じて操舵車輪が左右に操舵されるから、これが上記機械系を介して運転席の操舵輪を左右に回転させることになる。

実用的には、車両に何らかの形で車両安定化制御（Vehicle
Stability Control,ＶＳＣ）が装備されている車両では、これを利用して左右の車輪に個別に異なる制動力を与える制御は、ソフトウエアにより簡単に実現することができる。

すなわち本発明は、車両の走行中にその車両前方の障害物を検出するレーダ装置と、このレーダ装置の検出出力を利用して車両の衝突を予測する演算装置と、この演算装置の警報出力にしたがって運転者に対して衝突予測警報を発生する警報手段とを備えた衝突警報装置において、前記警報手段は、操舵輪がその円周方向に左右に回動する程度に車両の左右輪に交互に異なる制動力を与える手段を含むことを特徴とする。

運転者の覚醒程度を検出する手段を備え、この検出する手段により運転者が相応の覚醒状態にあることが検出されているときには前記警報手段の出力送出を禁止する手段を含む構成とすることができる。

前記左右輪に交互に異なる制動力を与える手段は、操舵輪がほぼ一定周波数で振動するように設定することが望ましい。前記ほぼ一定周波数は、１〜５Hzの間に設定することが適当である。

さらに本発明は、走行中の車両の運転者が相応の覚醒状態にあることを検出する手段と、この検出する手段により運転者が相応の覚醒状態にあることが検出できないときに運転席に警報を発生する警報手段とを備えた車両の衝突警報装置において、前記警報手段は、操舵輪がその円周方向に左右に回動する程度に車両の左右輪に交互に異なる制動力を与える手段を含むことを特徴とする。

図１は本発明実施例装置のブロック構成図である。図１は車両の平面図の形態で表示する。この実施例装置は、すでに衝突警報装置および姿勢制御装置が装備されている車両に本発明を実施したものである。

車両運転席に設けられた操舵輪１は、パワーステアリング装置２を介して左前輪３および右前輪４を操舵する。この車両には姿勢制御装置５（Vehicle Stability Control,ＶＳＣ）が設けられている。姿勢制御装置５は、各車輪の回転情報、操舵角情報、車両の重心近傍に設けられたヨーレイト・センサ（図示省略）からのヨーレイト情報、同じく車両重心近傍に設けられた加速度センサ（図示省略）からの加速度情報その他を利用して、車両姿勢を演算し、車両に横転傾向の加速度か発生しているときには、その車両姿勢を引き戻すように、一部の車輪に選択的にブレーキをかける自動制御装置である。このような姿勢制御装置（ＶＳＣ）は、中型あるいは大型の貨物自動車、ＳＵＶ（Sports Utility Vehicle)などに普及している装置である。本発明の衝突警報装置の要部はこの姿勢制御装置に、そのソフトウエアを追加するあるいは一部改造することにより設定される。図１に一転鎖線で示す図形は車両の動力伝達系である。

図１に示す実施例装置をさらに詳しく説明すると、この車両には前方レーダ装置６が装備されている。この装置は車両走行中に、前方に対して超音波パルス信号（または電磁波パルス信号）を繰り返し送信する。そして前方の反射物体に反射したパルス信号を受信する。その受信タイミングの情報から前方の反射物体までの距離に相当する変数を演算する。これを継続的に観測演算し、この反射物体までの距離が接近傾向にあるときには衝突の危険があるものとして、運転席に設けた音響警報装置７から運転者に警報を送出する。この警報信号は姿勢制御装置５に入力情報として供給され、警報と同時に一定の限度で車両を減速させるように自動的にブレーキを作動させる。

このとき本発明の装置では、この自動的に作動させるブレーキを左右輪に対して交互に異なるブレーキ力になるように設定する。例示すると、左前輪のブレーキ装置１１に対して２５％のブレーキ力を与え、右前輪のブレーキ装置１２に対して１０％のブレーキ力を与え、左後輪のブレーキ装置１３に対して１５％のブレーキ力を与え、右後輪のブレーキ装置１４に対して５％のブレーキ力を与える第一モードと、この左右を入れ換えて、左前輪のブレーキ装置１１に対して１０%のブレーキ力を与え、右前輪のブレーキ装置１２に対して２５％のブレーキ力を与え、左後輪のブレーキ装置１３に対して５％のブレーキ力を与え、右後輪のブレーキ装置１４に対して１５％のブレーキ力を与える第二モードとを１／２秒周期（２Hz）で交互に転換する。これにより操舵輪である前輪は、それぞれ設定された前輪キャスタによりその回転軸の方向がその周期で左右に変化する。すなわちその周期で小さく交互に操舵されることになる。これが操舵系を介して運転席の操舵輪を左右にその周期で回転させることになる。

姿勢制御装置５に追加するソフトウエアについて、図２にその要部制御フローチャートを示す。これは図面をたどることにより、上記説明の内容から理解できるから、繰り返しを避けるために詳しい説明を省略する。

操舵輪を握っている運転者は、操舵輪が左右に回転振動することにより警報が発生していることを知る。かりに運転者が居眠り状態にあったとすると、この回転振動により揺り起こされることになる。実用的な装置では操舵輪が左右に回転するだけでなく、左右の交互ブレーキ作用により、運転者の体に左右交互に力が作用して体が左右に揺すられることになる。運転者の認識を確かにするために、これとともに運転席に音響警報を発生することは有効である。音響警報はブザー、ベル、あるいは音声による警報、たとえば「異常接近」というような警報音声を利用することができる。

本発明の装置では、このような警報状態にあるときに、左右輪にそれぞれ相応のブレーキ力が作用しているのであるから、運転者がブレーキ操作を行う前から自動的に車両にブレーキがかかる状態となる。すなわち警報と同時にブレーキが作用して衝突の危険を回避する効果がある。

上記実施例では、本発明を姿勢制御装置（ＶＳＣ）に実施するように説明したが、ＡＢＳ（Anti-lock Break System）に実施することができる。その場合にはソフトウエアの変更要素は大きくなるが、同様にソフトウエアの変更により本発明を実施することができることには変わりない。ＡＢＳは現今ほとんどの車両に装備されているから、これを標準化することにより、その適用範囲を拡大することができるものと考えられる。

本発明実施例装置のブロック構成図。 本発明を実施した姿勢制御装置の要部フローチャート。

符号の説明

１ 操舵輪
２ パワーステアリング装置
３ 左前輪
４ 右前輪
５ 姿勢制御装置（ＶＳＣ）
６ 前方レーダ装置
７ 音響警報装置
１１ ブレーキ装置（左前輪）
１２ ブレーキ装置（右前輪）
１３ ブレーキ装置（左後輪）
１４ ブレーキ装置（右後輪）

Claims (5)

1. 車両の走行中にその車両前方の障害物を検出するレーダ装置と、このレーダ装置の検出出力を利用して車両の衝突を予測する演算装置と、この演算装置の警報出力にしたがって運転者に対して衝突予測警報を発生する警報手段とを備えた衝突警報装置において、
   前記警報手段は、操舵輪がその円周方向に左右に回動する程度に車両の左右輪に交互に異なる制動力を与える手段を含むことを特徴とする衝突警報装置。
2. 運転者の覚醒程度を検出する手段を備え、この検出する手段により運転者が相応の覚醒状態にあることが検出されているときには前記警報手段の出力送出を禁止する手段を含む請求項１記載の衝突警報装置。
3. 前記左右輪に交互に異なる制動力を与える手段は、操舵輪がほぼ一定周波数で振動するように設定された請求項１記載の衝突警報装置。
4. 前記ほぼ一定周波数は、１〜５Hzの間に設定された請求項３記載の衝突警報装置。
5. 走行中の車両の運転者が相応の覚醒状態にあることを検出する手段と、この検出する手段により運転者が相応の覚醒状態にあることが検出できないときに運転席に警報を発生する警報手段とを備えた車両の衝突警報装置において、
   前記警報手段は、操舵輪がその円周方向に左右に回動する程度に車両の左右輪に交互に異なる制動力を与える手段を含むことを特徴とする衝突警報装置。

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