JP2005262967A - 車両の衝突予知警告装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突の危険性をより正確に判定でき、しかもその危険性が小さいときは、運転者が必要なハンドル操作やブレーキ操作をとることができる衝突予知警告装置に関する。
【解決手段】 車両とこの車両に相対的に接近する物体との相対距離を算出する相対距離算出手段１０、及び相対速度を算出する相対速度算出手段３２と；算出された相対速度及び相対距離に基づき、車両と物体とが衝突するまでの衝突時間を算出する衝突時間算出手段３４と；算出された相対速度及び衝突時間に基づき衝突危険度を判定する衝突判定手段３６と；衝突の危険があると判定されたとき、衝突前に予め乗員にその旨を警告する警告手段１６と；から成る。
【選択図】図２

Description

本発明は、自車両と他車両等とが衝突の危険があるとき、衝突前に予め乗員にその旨を警告する衝突予知警告装置に関する。

たとえば、自車両がその前方を走行中の他車両に急速に接近しているとき、そのままの状態が続くと衝突につながる危険性が高い。そこで、従来の乗員保護装置（特許文献１参照）では、自車両と他車両との相対距離を距離センサで検出し、相対速度を相対速度算出器で算出している。そして、検出した相対距離及び算出した相対速度に基づき、衝突判定手段で自車両が他車両に衝突する危険性を判定している。

衝突の危険性が大きいと判定したときは、衝突時間算出手段で両方の車両が衝突するまでの衝突時間を算出する。衝突時間が短いときは、衝突を回避すべく、スロットルやブレーキを制御して自車両を減速させている。
特開平７−１９５９８８号公報

従来の衝突予知警告装置は、相対距離及び相対速度に基づき衝突の危険性を判定しているので、異常接近及び衝突の判定上十分とは言えない場合がある。即ち、自車両の乗員は相対距離や相対速度に加えて衝突までの時間を知りたい場合が多い。また、たとえ衝突判定は正確でも、自車両の運転者が脇見や居眠りをしているときは、衝突回避操作が遅れたり困難になる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、衝突の危険度をより正確に判定でき、実際に衝突する前に危険度を乗員に正しく認識させ、それに応じて運転者が必要なハンドル操作やブレーキ操作をとり、同乗者が身構える等できる衝突予知警告装置に関する。

本願の発明者は、自車両と他車両等との異常接近及びそれに基づく衝突の危険を、運転者等の乗員に予知警告することを思い付いて、本発明を完成した。本発明による衝突予知警告装置は、請求項１に記載したように、車両と、車両に相対的に接近する物体との相対距離を算出する相対距離算出手段、及び相対速度を算出する相対速度算出手段と；算出された相対速度及び相対距離に基づき、車両と物体とが衝突するまでの衝突時間を算出する衝突時間算出手段と；算出された相対速度及び衝突時間に基づき衝突危険度を判定する衝突判定手段と；衝突の危険があると判定されたとき、衝突前に予め乗員にその旨を警告する警告手段と；から成る。この衝突予知警告装置において、衝突判定手段が衝突の危険があると判定したとき、警告手段が乗員にその旨を警告する。

なお、衝突危険度が所定値以上になったとき警告を発する車両衝突防止装置は知られている（たとえば、特開平９−１４１００号公報）。しかし、この公報は相対距離及び相対速度に基づき衝突危険度を算出しており、また衝突危険度に応じた段階的な警告は開示していない。

請求項２の衝突予知警告装置は、請求項１において、衝突判定手段は、衝突時間を複数に区分し、各区分毎に相対速度に応じて衝突危険度を定量化している。請求項３の衝突予知警告装置は、請求項２において、警告手段は衝突危険度に応じてレベルの異なる警告を発する。請求項４の衝突予知警告装置は、請求項３において、レベルの異なる警告は、色が異なるランプ表示、又は音色が異なるブザー音である。

本発明にかかる衝突予知警告装置によれば衝突の危険があるときは、警告手段（ブザーやランプ）が乗員にその旨を警告する。よって、乗員が居眠りや脇見等している場合でも、衝突の危険を認識させることができる。警告された運転者は衝突危険度が低い場合には衝突回避操作（急ハンドルや急ブレーキ）を取り、同乗者は安全な姿勢を取ることができる。

請求項２の衝突予知警告装置によれば、衝突危険度が複数レベルに定量化されているので、衝突危険度をより正確に判定することができる。請求項３の衝突予知警告装置によれば、衝突危険度の大小に応じた警告が発されるので乗員はそれに応じた措置をとることができ、衝突事故からより安全に保護される。請求項４の衝突予知警告装置によれば、色が異なるランプ表示又は大きさが異なるブザー音で衝突危険度の大小が警告されるので、衝突危険度の大小をより客観的に認識することができる。

＜車両、物体＞
異常接近、衝突の代表例は、後方を走行している自車両が前方を走行している他車両に接近する場合である。但し、前方の他車両が停止している場合や、前方にあるのが車両でなく動いている又は止まっている動物や、道路上に放置された物体の場合もある。
＜相対距離算出手段、相対速度算出手段＞
相対距離算出手段は、たとえば超音波距離センサから成り、発振器と受信器とを含む。発振器は所定の周波数の超音波を他車両等に向けて発信し、他車両等で反射された反射波を受信器で受信する。発振器からの発信時刻と受信器での受信時刻との時間差を利用して自車両と他車両等との相対距離を算出する。なお、相対距離算出手段はレーザＤｉやＧＰＳを利用したものでも良い。

相対速度算出手段は相対距離算出手段の受信器の信号を入力され、その周波数と発信信号の周波数との差を利用して相対速度を算出する。相対速度が正のときは自車両と他車両等が離反中であり、負の時は接近中である。
＜衝突時間算出手段、衝突判定手段＞
衝突時間算出手段は、相対距離と負の相対速度とに基づき、自車両及び他車両等の状態がこのまま続いたとき、自車両と他車両等とが衝突するまでの衝突時間を算出する。衝突判定手段は、負の相対速度と衝突時間とに基づき、衝突危険度を段階的に定量化している。具体的には、衝突時間を複数（二、三・・）に区分し、各区分毎に相対速度を定量化している。

相対速度及び衝突時間をもとに判定するのは、同じ相対速度であっても衝突時間が長い場合と短い場合とでは運転者等の乗員がとれる衝突回避操作、動作が異なり、また同じ衝突時間であっても相対速度が長い場合と短い場合とでは運転者等の乗員がとれる衝突回避操作、動作が異なるからである。

段階的な定量化の結果、負の相対速度を固定して考えると、衝突時間が短いほど危険度が高く、長くなるにつれて低くなる。一方、衝突時間を固定して考えると、負の相対速度が大きいとき危険度が高く、小さくなるにつれて危険度は低くなる。
＜警告手段＞
警告手段は衝突前に乗員に急速な接近等を警告する。これにより運転者はこのままの状態が続くと自車両が他車両等に衝突することを知らされ、必要な操作をとることができる。警告手段はインパネ上に配置したランプやブザーから成り、危険度に応じて警告レベルを複数段階に切り換えることができる。たとえば、危険度が大きいときと小さいときとで警告ランプの色を変えたり、警告ブザーの音色や大きさを変えたりできる。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
（構成）
（イ）全体
図１に衝突予知警告装置の全体を示す。衝突予知警告装置は超音波センサ１０と、加速度センサ（不図示）と、エアバッグ装置１４Ｌ、１４Ｒ、１８Ｌ及び１８Ｒと、その駆動部１５Ｌ、１５Ｒ、１９Ｌ及び１９Ｒと、警告ブザー１６と、シートベルト装置２１Ｌ及び２１Ｒと、ＥＣＵ３０とを含む。車両の前部に超音波距離センサ１０の発振器１１及び受信器１２が設置されている。

運転席Ａの前方のハンドル内に左側フロントエアバッグ１４Ｌ及びその駆動部１５Ｌ（図２参照）が、助手席Ｂの前方のインパネに右側フロントエアバッグ１４Ｒ及びその駆動部１５Ｒが、運転者の前方のインパネに警告ブザー１６が、それぞれ設置されている。警告ブザー１６は、危険度に応じて三段階の音色の異なる音を出すするようになっている。

左側ルーフに左側エアバッグ１８Ｌ及びその駆動部１９Ｌ（図２参照）と左側シートベルト装置２１Ｌとが配置され、右側ルーフに右側エアバッグ１８Ｒ及びその駆動部２１Ｒと右側シートベルト装置２１Ｒとが配置されている。
（ロ）ＥＣＵ
図２に、車両の中央部に配置されたＥＣＵ３０の詳細及びその周辺を示す。ＥＣＵ３０は相対速度算出器３２、衝突時間算出器３４及び衝突判定器３６を含む。超音波距離センサ１０はＥＣＵ３０に接続され、発振器１１からの超音波の発信時刻と受信器１２による超音波の受信時刻との時間差に基づき、自車両とその前方を走行中の他車両との相対距離を算出する。相対速度算出器３２は、受信器１２から入力される反射信号の周波数と発信信号の周波数との差に基づき、自車両と他車両との相対速度を算出する。

衝突時間算出器３４は、超音波距離センサ１０で算出された相対距離と、相対速度算出器３２で算出された相対速度とに基づき、自車両及び他車両の走行状態がこのまま続いたとき両方の車両が衝突するまでの衝突時間を算出する。衝突判定器３６は、相対速度算出器３２で算出された相対速度と、衝突時間算出器３４で算出された衝突時間とに基づき、衝突危険度を段階的に定量化している。詳細は次述する。

また、加速度センサの信号が衝突判定器３６に入力されている。衝突判定器３６の信号が警告ブザー１６及びエアバッグ１４Ｌ、１４Ｒ、１８Ｌ及び１８Ｒの駆動部１５Ｌ、１５Ｒ、１９Ｌ及び１９Ｒに出力されている。
（ハ）衝突危険度マップ
図３に上記衝突判定器３６に設定された衝突危険度マップを示す。図３の横軸は衝突時間で、５段階（ｔ１からｔ５）に区分されている。縦軸は相対速度で、５段階（ｖ１からｖ５）に区分されている。相対速度は負を示し、従って相対速度が大きいほど自車両と他車両とが急速に接近中であることを意味する。

ここでは危険度を三段階に定量化している。衝突時間がｔ１未満のときは、相対速度の大小に関係なく危険度は３である。衝突時間がｔ１とｔ２との間では、相対速度がｖ３よりも大きいときは危険度が３であり、ｖ３よりも小さいときは危険度は２である。衝突時間がｔ２とｔ３との間では、相対速度がｖ２よりも大きいときは危険度が３であり、ｖ２よりも小さくｖ５よりも大きいときは危険度は２であり、ｖ５よりも小さいときは危険度は１である。

衝突時間がｔ３とｔ４との間では、相対速度がｖ４よりも大きいときは危険度が２であり、ｖ４よりも小さいときは危険度は１である。衝突時間がｔ４とｔ５との間では、相対速度の大小に関係なく危険度は１である。なお、衝突時間がｔ５よりも長いときは危険度はゼロ（衝突の危険なし）である。
（作用）
上記構成を持つ実施例の作用を、図４を中心にして説明する。ステップＳ１において自車両の発振器１１からその前方を走行中の他車両に向けて超音波を発信し、他車両で反射された反射波を受信器１２で受信する。発信波と受信波（反射波）との時刻差に基づき、超音波距離センサ１０で自車両と他車両との相対距離を算出する。

ステップＳ２において、発信波と受信波との周波数の差に基づき相対速度算出器３２で相対速度を算出する。相対速度が負の場合はステップＳ３に進み、衝突時間算出器３４で衝突時間を算出する（相対速度が正の場合は衝突の危険がないのでステップＳ３には進まない）。

次に、ステップＳ４で相対速度及び衝突時間に基づき衝突判定を行う。例えば図３において、衝突時間算出器３４で算出された衝突時間がｔ２からｔ３で、相対速度算出器３２で算出された相対速度がｖ５の場合、危険度は１である。この場合、ステップＳ５において警告ブザー１６で運転者に衝突の危険があるがそれ程高くないことを予知警告し、これにより運転者は衝突の回避に必要な操作をとることができる。衝突が回避された場合はステップＳ６には進まない。

これに対して、例えば衝突時間がｔ１からｔ２で相対速度がｖ２の場合、危険度は３である。警告ブザー１６により衝突の危険が高いことを予知警告する。運転者はより安全な姿勢をとる（身構る）とともに、可能な限り衝突を避けるためのハンドル操作、ブレーキを操作を行う。加速度センサにより衝突が検知されたときは、ステップＳ６に進んで駆動部（スクイブ及びインフレータ）１５Ｌ、１５Ｒ、１９Ｌ及び１９Ｒでエアバッグ１４Ｌ、１４Ｒ、１８Ｌ及び１８Ｒを展開させる。
（効果）
上記構成をもち、上記作用をなす実施例によれば、以下の効果が得られる。第１に、運転者を含む乗員は、実際の衝突に至る前の段階で、警告ブザー１６により衝突の危険性を知ることができる。衝突の危険を超音波距離センサ１０による相対距離の算出、及び相対速度算出器３２による相対速度に基づき判定し、予知警告したからである。

これにより、運転者は可能な範囲でハンドル操作やブレーキ操作を行い、衝突を回避すべく努力することができる。同乗者は身構えることができる。特に、運転者又は同乗者が脇見や居眠りをしている場合でも、警告ブザー１６で衝突の危険を予知警告し、気づかせることができる。

第２に、乗員に最新のしかも正確な衝突の危険度を予知警告することができる。即ち、衝突の危険度を決める自車両と他車両との相対距離や相対速度は、自車両の減速又は他車両の加速や道路の勾配などに応じて時々刻々と変化する。この点、実施例では衝突危険度を相対速度と衝突時間とに基づき判定しているので、乗員は最新の危険度を知ることができる。

また、乗員にとって重要なのは衝突時間の長短との関係における衝突の危険度を正確に知ることである。この点、図３に示すように、衝突危険度マップを三段階に設定し、警告ブザー１６の音色のレベルも三段階に設定したので、乗員は危険度を正確に知ることができる。

本発明の実施例による衝突予知警告装置の全体説明図である。 図１のＥＣＵ及びその周辺の詳細図である。 図２の衝突判定器に設定された衝突危険度マップの説明図である。 上記実施例の作用を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０：相対距離算出手段 １６：警告ブザー
１４Ｌ、１４Ｒ、１８Ｌ、１８Ｒ：エアーバッグ
１５Ｌ、１５Ｒ、１９Ｌ、１９Ｒ：駆動部
３０：ＥＣＵ ３２：相対速度算出手段
３４：衝突時間算出手段 ３６：衝突判定手段

Claims (4)

1. 車両と該車両に相対的に接近する物体との相対距離を算出する相対距離算出手段、及び相対速度を算出する相対速度算出手段と、
   算出された相対速度及び相対距離に基づき、車両と物体とが衝突するまでの衝突時間を算出する衝突時間算出手段と、
   算出された相対速度及び衝突時間に基づき衝突危険度を判定する衝突判定手段と、
   衝突の危険があると判定されたとき、衝突前に予め乗員にその旨を警告する警告手段と、
   から成ることを特徴とする車両の衝突予知警告装置。
2. 前記衝突判定手段は、衝突時間を複数に区分し、各区分毎に相対速度に応じて衝突危険度を定量化している請求項１に記載の衝突予知警告装置。
3. 前記警告手段は、衝突危険度に応じてレベルの異なる警告を発する請求項２に記載の衝突予知警告装置。
4. 前記レベルの異なる警告は、色が異なるランプ表示、又は音色が異なるブザー音である請求項３に記載の衝突予知警告装置。

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