JP2015204092A - 自動車用安全運行装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】一部ドライバーの手操作を要しても、適正な車間距離を保持する、実用性、信頼性の有る手段を、車の価格に比して極めて安価な自動車用安全運行装置及び操作方法を提供する。【解決手段】自動車の走行時、車輪の回転パルスから、走行距離情報と速度情報を得て、主として目視で、路面の滑り易さの情報を入力する。それらの情報から、車上装置と一部目視に依るか、又は道路側に埋め込んだ装置からの情報も利用し、ストップ・ウオッチ、および又はメトロノーム機能に依って、運適正車間距離や速度を算出し安全運転をガイドする。更に、位置サーボ型クルーズ・コントロールに利用して、安定した追従走行を実現させ、特に将来道路側に埋め込んだ装置からの情報を使う場合には、オンラインで、自動安全追従走行する。【選択図】図１

Description

本発明は自動車を安全な速度、車間距離で運行させる装置に関する。

特許文献１にも要旨を一部記載の如く、自動車には１００個ものマイコンが装着されて居るハイテク革命時代の中で、安全走行の指針は、機械式ガバナー時代の手段に基づく速度計のみです。勿論其れは基礎情報ですが、事故例に対する対策に直結するものでは有りません。
自動車はタイヤと路面との摩擦力を利用して居るので、カーブでの速度が早過ぎて、円心力が摩擦力を上回れば、ブレークアウトを起こします。タイヤの横滑り耐力はブレーキを掛けて、回転方向の滑りを発生させれば更に低下しますから、カーブに入ってから速度を落そうとする事も危険で、まして横滑りが始ってからでは操従困難で、自動車工学では「不規旋転」と云われて居ます。従ってカーブに入る前に適正速度に落して置く必要が有ります。
其の為カーブの入口には速度を落す様、標識が出て居る場合も有りますが、タイヤの横滑り耐力は乾燥路、雨、雪、凍結などの路面条件に依って大巾に低下します。然し、法規では「滑り易い路面では注意して運転する様に」との定性的指示のみで、定量的デジタル指示は有りません。ドライバーは優れた画像判断力を持って居ますが、其れから、直線走行中にカーブでの適正安全速度を導き出す手段が提供されて居ません。
カーブの入口には減速値を指示する標識が出て居る場合も有りますが、乾燥路、雨、雪、凍結の区分けが有りません。其れは、各車の性能やドライバー技量等に依って変える必要が有るので、上記「自動車用乾路相当値表示式速度計」に依って、車側で計算して表示する必要が有ります。
其の危険は急な車線変更でも同じです。

更に、自動車事故の多い形態の一つは追突です。是を防ぐには適正車間距離を保って運転する必要が有りますが、道路交通法第２６条に定められて居るのは「追突しない」と云う結果で有って、対策手段としての、「適正車間距離」と云う、定量的デジタル指示は有りません。その適正車間距離の計算は、高校レベルの物理の定理から容易に計算出来ますが、運転者が運転中に暗算で求める事は事実上不可能です。更に法規では「滑り易い路面では注意して運転する」事を求めて居るので、雨、雪、氷等の湿路に対する計算も必要で、更に暗算を不可能にして居ます。

此れに対し、「適正車間距離」の計算式は、「車の停止／制動距離計算機」でオンリーワンヒットする、弁護士のホームページに、日米両国語で示されて居ます。然し、事故が起きてから、弁護士から法廷で教わっても遅いので、この計算を車内の計算機で行って、ドライバーに提示する必要が有るでしょう。弁護士のＨＰでは、路面の滑り易さは、乾燥路、雨、雪、氷の４段階に分けて、ドライバーが目視で判断し、対応するμの値を、０．８、０．４５、０．１５、０．０７として居ます。其れは、大むね正しいと思われますが、法的権限は無く、当該弁護士に責任を求めるものでも有りません。然し、此のＨＰがオンリーワンヒットで有る以上、大きな影響力を持つでしょう。従って本発明の実施例でもこの値を利用して居ます。

然し、現在市販されて居る「自動車間距離測定装置」は５０ｍまでしか測定出来ず、５０ｍ以内でも、不作動の可能性が有り、計量法の規準から追ったドリフトを証明し、絶対精度を検定する手段も無く、「天候条件等に依る不作動の責任は負えない」と記されて居ます。更に、上記「適正車間距離」の計算に依れば、高速道路の１００ｋｍ／ｈでは乾燥路でも７０ｍ以上必要で、当然雨、雪、氷の湿路では更に大巾に測定能力外で、「自動車用乾路相当値表示式速度」と云う発想も「路面のμに対応する適正車間距離」と云う発想の商品も存在しません。

高速道路の路側には、車間距離の流し読み用に５０ｍ、１００ｍ、１５０ｍのマークが設けられている場合が有ありますが、一瞬で通過し、適正車間距離との対比も困難で、実用性に欠けます。スキーやスケート等、一瞬で通過する競技では、スタートとゴールには横線が引かれて居ます。然し高速道路では横線が無いので、流し読みを更に困難にして居ます。其れは上記マーク自体が法的裏付けの無い単なるサービスですから、本線上に法規にも無い横線を引くと混乱を招くので控えて居るのでしょう。

従って、路面条件に付いては、路面状態を自動的に判断する事は、高価で且つ難しく、例えば現在走行中の路面は乾いて居ても、山陰のカーブは凍って居て、其の上が泥で汚れて居て、氷面が見えない場合なども有り、上記弁護士のホームページでも、路面に関しては、マニアルで判断することを求めて居ます。従って、本実施例でも、ドライバーが目視で判断し、切り換えスイッチや押しボタンに依る順送りなどで選択し、計算機に入力する事として居ます。

本発明の必要な場面は、ブレークアウトと追突だけでは有りません。東京から初めて冬の北海道に行くと、踏み切りで一時停止しょうとしても、線路の中ごろ迄飛び出して仕舞い、ヒヤッとする事は誰しも経験する所で、若し列車が来て居れば大惨事に成って居ます。最近のテレビでもその様な事故が報じられました。ですから雪道では単独走行時でも、本発明装置で、「メトロノームの間隔」から停止距離を認識する必要です。然しテレビは惨事だけを報じて、対策に触れません。又、東京で雪が降れば、僅かの積雪でも事故が多発します。ですから、其処でも、本発明装置に依って、雪国の経験を経ずに「適正車間距離の増加」を学ぶ必要が有るのです。

また、法定最小車間距離で停車するには、相当強くブレーキを踏む必要が有りますが、一般の運転者が、その様な緊急停車を体験する機会は少なく、特に高速道路では時速５０ｋｍ以下で走行する事は原則禁止されており、訓練のため、公道上で時速１００ｋｍからの緊急停車を体験する事も禁止されており、専用の訓練場も殆ど有りません。ですから、一般の運転者は前車が制動灯を点灯させて静かに停車する場合しか想定して居ない傾向が有り、前車がスリップ等で横を向いて、制動灯も点灯せず突然停車した場合になどにも追突を防ぐ車間距離を想定して居ない場合が多く、高速道路での実態調査でも、大型トラックの定期便の車間距離は「２秒間走行距離」と報じられて居り、後述の様に上記弁護士の計算式より求めた「２．５秒」より２５％程短いのです。当然雨、雪、氷に対する配慮、危機感は更に欠如して居ます。

旅客機や鉄道は、天候が悪化すれば、欠航や徐行運転に依る延着は常識として受け入れられて居ますが、物流のトラックの定期便は、延着は認められにくく、特に最近は経営効率向上の為、在庫を絞る傾向も有って、降雪で物流が遅れると風当たりか強いので、危険を承知の無理な運行を強いられ、其の結果無理な速度でカーブに突入したり、最小車間距離を割り込む運転が横行して居ます。道路は混合交通ですから、事故が起きれば、其の被害は業界内だけで無く、マイカー等の一般人にも及ぶのですから、旅客機や鉄道の安全と同列に扱われるべきでしょう。然し、其の対策を「弱い立場」の運転者に求めても解決しません。ですから、本発明のメトロノーム信号を、タコグラフに記入させる必要があるでしょう。そうすれば、運行管理者は、路面状況に応じた速度や車間距離を指示する証拠を保持する責任が求められ、当然正当な遅延を求める根拠が得られます。最近は他車の走行信号をネットに流すシステムも普及して来たので、地上の運行管理部門は、路線上の自社車や他社車の運転者のμの値の選択情報を蒐集し、自社の車に無線で指示を出し、予め至着遅延の予測計算をし、遅延の正当性を雇客に説明し、事後にタコグラフを解析し、ＰＬ法で求められる「彼我検定」の反省材料にし、其れに依って現場の運転手が不当な危険運転に追い込まれる事の無いようにすべきでしょう。

特許第２７２７５２３号「自動車用乾路相当値表示式速度計」 特許第３０５９６２７号「主として自動車用クルーズコントロール装置」 特許第５３９６５９８号「車間距離測定装置」 特願２０１０−２５７２５９「適正車間距離警告装置」

本発明は、一部ドライバーの手操作を要しても、適正な車間距離を保持する、実用性、信頼性の有る手段を、車の価格に比して極めて安価に提供するものです。特に大型トラック、バス等は玉突き事故等の際の加害性が大きく、運転手はベテランのプロで有るので、若干の追加の操作を要しても、安全性の高い装置、操作が求められます。

かかる課題を解決するために、本発明は、新たな装置や使用法を追加する事で、上記特許文献１から４までを組み合わせて利用し、更なる安全効果を得るものです。

上記発明の中で優先割り込み順位「第１位」は、カーブでの円心力に依る横滑り、ブレークアウトの防止です。路面が乾燥して居る場合には、路面のμは上記弁護士の提案に依る０．８が妥当と思われ、道路標識の指定速度に従えば、タイヤの横滑りに対しては、余裕を持った安全が保障されて居ますが、下記表１の３行に示す様に雨、雪、氷でμが各０．４５、０．１５、０．０７と低下した場合には、速度を落して、円心力を乾燥路と同等の横滑り安全度、マージンまで、速度を低下させる必要が有ります。其れが、特許文献１に記した「乾燥路相当速度」で、更に、特許文献２では、クルーズコントロール装置の目標速度を実速度では無く、「乾燥路相当速度」にする選択肢も提案して居ます。

其の計算は、円心力は速度の２乗に比例しますから、路面とタイヤとの限界摩擦係数をμとすれば、
乾燥路相当速度＝平方根（実速度の自乗×乾燥路のμ÷選択された路面状態のμ）
と成ります。雨、雪、氷対するμを上記の様に設定すれば、１００ｋｍ／ｈで走行中の乾燥路相当速度は、表１の４行目に示す様に、各１００、１３３、２３１、３３８ｋｍ／ｈと成ります。其処で、マニアル操作、又はクルーズコントロールに指令して、表２の１行目の様に乾燥路相当速度を１００ｋｍ／ｈに合わせれば、実速度は表２の４行目に示す様に、各１００、７５、４３、３０ｋｍ／ｈに成ります。

優先割り込み順位「第２位」は、上記踏み切りや交差点等での一時停止です。最近、道路を傷めるとの理由でスパイクタイヤが禁止され、雪国ではスタッドレスタイヤを使う為、一般路は雪道でも、踏み切りや交差点の手前の路面だけが、鏡の様に磨かれた「ミラーバーン」と云う氷面に成る事が知られて居ます。従って、其処に至る前に、特許文献３の「ストップウオッチ機能」又は特許文献４の「メトロノーム機能」を使用し、停止距離を体得して置く事が必要です。又、高速道路を単独走行して居る場合でも、渋帯の列の後部に追い付いたり、スペア―タイヤが落ちて居るなどの場面が有り、停止、又は急停止に必要な距離を認識して置く必要が有ります。

其の計算式は、高校の物理のレベルですが、教科書には記されて居ないので、説明すると、教科書に載っている「自由落下の公式」では、
ｔ＝落下時間、秒。 ｖ＝ｔ秒後の落下速度、ｍ／ｓ。 とすれば、
重力の加速度は９．８ ですから
ｖ＝９．８×ｔ ・・・１式で表され、
変形すれば ｔの自乗＝（ｖの自乗）÷（９．８の自乗） ・・・２式となります。
ｔ秒後の落下距離をｓメーターとすれば、
ｓ＝（１／２）×９．８×（ｔの自乗） ・・・３式で表されます。
３式に、２式を代入すれば、
ｓ＝（１／２）×９．８×（ｖの自乗）÷（９．８の自乗）
＝（ｖの自乗）÷（２×９．８） ・・・４式で表されます。
４式のｓは、初速ｖで上方に投げた場合の上死点までの距離と同じですから、
路面の摩擦係数をμとすれば、摩擦抵抗は９．８×μですから
初速ｖで水平に投げた場合の停止までの距離は
ｓ＝（ｖの自乗）÷（２×９．８×μ） ・・・５式で表されます
Ｖをｋｍ／ｈとすれば、
ｖｍ／ｓ＝Ｖｋｍ／ｈ×１０００÷３６００秒＝Ｖ÷３．６ ですから、５式は
ｓ＝（Ｖの自乗）÷（３．６の自乗×２×９．８×μ） ・・・６式で表されます
詰まり、実制動距離をｓ１メーターとすれば
ｓ１＝実走速度Ｖｋｍ／ｈの自乗÷（３．６の自乗×２×９．８×μ）・・・７式で表されます。
一方、ドライバーがブレーキを踏むまでの空走時間を上記の０．７５秒とすれば、
空走距離ｓ２メーターは、ｓ２＝実走速度ＶＫｍ／ｈ×０．７５秒÷３．６・・・８式で表されます。
停止距離ｓｔは、ｓｔ＝ｓ１＋ｓ２・・・９式で表されます。

車速は、最近は一般に、変速機箱内の車輪の回転に応動する歯車の歯先に、小型の磁石を近接させて設置し、歯車の回転に応動して変化する磁力を、磁力を感知する半導体を介して検知し、波形整形して、スピードメーターや、速度情報を必要とする機器に分配して居ます。従って停車時でもハイかローの電圧を出力して居ます。

デジタル式のスピードメーターのリフレッシュレートは、早すぎるとちらつくため、１．５秒程度が見易い。そのため上記パルスは、一般に１Ｋｍあたり２４００パルスを発するように成って居ます。是を１．５秒でサンプリングすれば、カウント値が直接Ｋｍ／ｈと成ります。（例えば、１００ｋｍ／ｈで走行すれば、１時間に１００×２４００パルス発生します。サンプリング・レートが１．５秒なら、１時間には３６００秒÷１．５秒＝２４００回サンプリングするので、１回のカウント値は１００に成ります）

従って、下記表１の１行目に示す様に、実走速度を１００ｋｍ／ｈとし、２行目に示す様に、路面状態を乾路、雨、雪、氷と、手動で切り換え、３行目に示す様に其のμを各０．８、０．４５、０．１５、０．０７とすれば、乾燥路相当速度は４行目に示す様に各１００、１３３、２３１、３３８ｋｍ／ｈと成ります。

図１は、特許文献３に示した本発明装置の操作を説明する図で、既販車に、後付けオプションとして装着する一例を示し、図において１は、車のシガーライターを外し、その代りに挿入する受電ソケットです。車種に依っては、このようなオプションのために専用の差込み口を設けている場合も有ります。２はそのプラス極。３はアース極です。２から取り込まれた車の電源は、メインスイッチ４を介して、４芯ケーブル７の１芯を介して本体８に、３のアースはケーブル７の１芯を介して本体８の図示されないアース線に繋がります。１上に設けられた２つの押しボタン５と６は、押された際にアース３に繋がるように配線され、７を介して本体８のメイン・マイクロ・コンピューター９に繋がって居ます。１０は９からの指令で作動するチャイム、ブザー、スピーカー等で、適正車間距離を車速で割った値を求め、９内に複数設けられた、独立に作動するタイマー機能を介して１０を上記「メトロノーム機能」として作動させます。１１は、上記の様に、車輪の回転に応動するパルス信号を、９に取り込む線です。１０は後記の様に、「ストップウオッチ機能」としても使用します。

９で上記計算をした結果は、ケーブル１２を介して、ステアリング・コラム・カバー上に取り付けられる表示器１３にも送られます。１４と１５は其々３桁のダイナミック点灯用のセブン・セグメントの表示器で、１４は緑色で乾燥路相当速度ｋｍ／ｈを示し、１５は赤色で最小車間距離ｍを示して居ます。１６は路面状態のマニアル選択結果を示し、図示ではＤが選択されて居るので、１４が１００ｋｍ／ｈの場合、１５は７０ｍを示して居ます。

上記の様に、μを各０．８、０．４５、０．１５、０．０７とすれば、図１の１４に表示される乾燥路相当速度は、表１の４行目に示す様に各１００、１３３、２３１、３３８ｋｍ／ｈと成ります。従ってμが低下すれば、乾燥路相当速度は大巾に増加し、滑り易い路面では、実速度１００ｋｍ／ｈで走り続ける事が、極めて危険で有る事を示して居ます。５行目の「横滑り危険度」は表示が煩雑に成るので、本例では表示して居ません。

一方、各μに対する上記の制動計算をすれば、表１の６〜９行の様に成り、９行目に示す様に、必要「停止距離」は各７０、１０８、２８３、５８３ｍと成り、其れは図１の１５に表示され、滑り易い路面では大巾に増加し、実速度１００ｋｍ／ｈで走り続ける事が、極めて危険で有る事を示して居ます。詰まり氷上を１００ｋｍ／ｈで走る事は、非現実的に危険で有る事を示して居ます。

更に、９行目の「停止距離」を走行する時間は、１０行目に示す様に、各２．５、３．９、１０．２、２１．０秒と成り、滑り易い路面では大巾に増加しますから、この間隔でメトロノームの様に周期的にチャイム等を鳴らせば、視覚に訴える図１の１４、１５の表示値を見て居なくても、聴覚に訴える事で、各路面状態の各速度に対する「停止距離」すなわち「適正車間距離」を知る事が出来、更に滑り易い路面で、実速度１００ｋｍ／ｈで走り続ける事が、極めて危険で有る事も示す事が出来ます。更にメトロノームが常時鳴って居ると煩いので、必要最小停止距離が会得出来たならば停止させ、メトロノームの周期、詰まり「停止距離」が一定以上変化した場合にのみ自動的に鳴らす場合も有り、更に周期が短く成った場合は、安全サイドですから無視し、長く成った場合だけ鳴らす場合も有ります。

従って、表１の様に１００ｋｍ／ｈで走行中、滑り易い路面に至った場合は、表２の様に速度を落す必要が有ります。すなわち、マニアル操作、又はクルーズ・コントロールに依り、各路面のμに対する「乾燥路相当速度」を表２の１行目の様に１００ｋｍ／ｈとすれば、車に装備された実速度計は４行目の様に、各１００、７５、４５、３０ｋｍ／ｈを示し、５行目の「横滑り危険度」は全て１に成り、６行目の「制動距離」も全て一定値の４９ｍに成ります。但し、実速度が異なる分、空想距離が異なるので、「停止距離」「メトロノーム周期」は若干異なります。最下行に示す「メトロノーム周期」を聞けば、横滑りと追突の両危険度を知る事が出来ます。従って慣れて来れば、滑り易い路面を選択した場合、図１のデジタル表示値を見なくても、どの辺まで「メトロノーム周期」を短くすれば、ブレークアウトの危険を乾燥路並みに下げられたかを、大略知る事が出来ます。

上記乾燥路相当速度を守って単独走行して居る際に、前車に追い着いた場合には、前車は乾燥路相当速度より遅い速度で走って居るのですから、順位「第３位」として、追突を防ぐ「適正車間は距離」の確保が必要に成ります。

従って、図１のボタン６を３秒押し続けるとブザーが２回鳴るので、その時点でボタンを離せば、チャイム等１０が、適正車間距離の走行毎に、連続的に鳴り、メトロノーム・モードに成ります。再び３秒押せば、鳴らないモードに復帰します。
ボタン６を６秒押せば、ブザーが３回鳴るので、その時点でボタンを離せば、チャイム等１０が、適正車間距離が一定以上変化した場合にのみ、一定期間チャイムやブザーを鳴らすモードと成り、更にボタン６を６秒押せば、告知しないモードに復帰します。

一方、９の出力はマイクロ・コンピューター１７でビデオ信号に変換され、ケーブル１８に出力されるので、ＡＶ入力端子を持つカーナビやテレビ受像機や、ＡＶ入力端子のみのモニター１９に２０、２１、２２のように表示させる場合も有ります。１９は、スピーカーを備えて居て、適正車間距離の判断がし易い様に、ピアノ音の様な、最初に音量が大きく、急速に減衰する音を出す場合も有ります。

すなわち、特許文献１、特許第２７２７５２３号「自動車用乾路相当値表示式速度計」で適正車間距離を表示し、特許文献２、特許第３０５９６２７号「主として自動車用クルーズコントロール装置」で一定車間距離を維持しても、肝心な適正車間距離の値を知る方法が、上記の様に、高速道路脇の標識の様な極めて非実用的なものしか現存しないので、本発明のメトロノーム機能が価格的に商品化可能な唯一の手段です。

但し、メトロノーム方式も、メトロノームの吹鳴タイミングと外部の景色を目視で判端する必要が有りますが、上記高速道路脇の標識と違って、くり返し発信する事で実用性の向上を図って居ます。例えば、上記表２に示す様に、乾燥路相当速度１００ｋｍ／ｈで走行すれば、各μに対して「メトロノーム周期」は２．５から６．４秒に成るので、１分間に２４回から９回の計測機会が有り、容易に車間距離を知る事が出来ます。

更に、自動車法規は人命が掛かっているので、法解釈も厳格で、法の敷居値が１００ｋｍ／ｈの高速道路を、１００ｋｍ／ｈで走行すれば「善良な市民」ですが、１０１ｋｍ／ｈで走れば「刑事犯罪人」です。ですから、クルーズ・コントロール装置を使わなければ、法の敷居値を目一杯利用する事は出来ず、マニアル走行の場合は、一定のマージン分だけ、速度を落して走るのが「工業常識」です。巷間「５キロ・オーバー迄は捕まらない」とも噂されて居ますが。もっと高速で捕まった場合の免停などの処分の際に、５キロ分の基礎控除は有りません。更に自動車はグローバルに取り扱われるので、其の安全装置や、運転免許はグローバルに統一されて居て、其の基に成る米国の官報（フェデラル・レジスター）でも「敷居値の内側にマージンを取る事」が明記されて居ます。

従って本発明装置の操作に際しては、正確にメトロノームに合わせようとすると、操作が難しく成るので、本発明では、図２に示す様に、安全サイドの誤差を認める事で操作を容易にして居ます。図２でＡは自車、Ｂは先行車で、画面右方向に走行して居る状態を示します。此処でＡ車の運転者を座標の原点とし、Ｂ車との車間距離が一定の値を保持されて居るとすれば、原点に対し、Ｂ車は停止して居り、道路が後方に移動すると見なされます。
そして道路の特徴有る景色位置Ｐ１面が、Ｂ車の後端より、目視誤差より確実に大きいＳｅ１だけ後方の位置に有る時、云い変えれば、Ｔｅ１秒走った際に、メトロノーム信号Ｍ１が鳴ったとすれば、Ｂ車は目視誤差より大きくＰ１点を通過して居る事に成ります。
次に其れよりＴｍ秒後、Ｐ１の景色がＳｍだけ移動しＰ２の位置で次のメトロノーム信号Ｍ２が鳴り、其の時点で、自車Ａの前端との間に目視誤差より確実に大きい距離Ｓｅ２が存在して居ると認められた場合に、メトロノームの示す最小車間距離に合格して居ると判断します。詰まり、この様な操作を行えば、景色の流し読み誤差が、確実に安全サイドに有る事が保障出来る事に成り、緊張して流し読み誤差を最小にする努力は不必要と成り、リラックスして、容易に安全運転が出来ます。更に上記の様な連続吹鳴に依り、容易に特徴有る景色位置求める事が出来ます。又豪雪地帯では路端位置を示す為、定期的にポールを設け、路端位置を示す矢印マークを下げて居る為、是を目印にする事が出来ます。
Ｍ１とＭ２は音色を変える場合も有り、Ｍ２から、次のＭ１信号までの時間をＴｍより、長くして、使い勝手を良くする場合も有ります。

以上の様なメトロノームモードを使用すれば、路面のμの選択や、速度の調整に依る吹鳴周期の変化から、危険度を連続的に感知する事が出来ます。一方、依り正確な車間距離を求めたい場合に、特許文献３の様な「ストップウオッチ・モード」を選択すれば、運転者がボタンを押す操作が必要と成る代わりに、図２の誤差Ｓｅ１、Ｓｅ２をより少さくする事が可能です。ボタン５を３秒以上押すとブザーが２回鳴り、その時点で離すと、ストップウオッチ・モードになり、セブンセグメント１５の１桁目にゼロが表示されます。この際、ゼロを示す外周の６個のセグメントの一つを一時消灯し、次にそのセグメントを点灯して、右回りに次のセグメントを消灯する。この様にして、消灯セグメントが右回りに回転する、回転ゼロ・モードとする事により、ストップウオッチ・モードのスタンバイを表示します。
この状態で、図２のＰ１を通過した時点で、ボタン５をワンクリックすると、ストップウオッチがスタートし、１１からのパルスを加算し、それを距離に換算して１５に表示します。次に自車の前部が同じ標的を通過するＳｅ２前の時点で、ボタン５をワンクリックすると、カウントが停止し、車間距離Ｓｍが標示されます。この場合は、見易いものを標的に選ぶ事が出来るので、Ｓｅ１、Ｓｅ２の値を小さくする事が出来るので、Ｓｍの制度を上げる事が可能です。
表１、２の９行目に記した「停止距離」は機敏に操作した場合で、リラックスした走行を望む場合は、是に余裕を持った値を「適正車間距離」として設定する事も可能です。

再度ボタン５をワンクリックすると、表示値が消えて、回転ゼロに戻ります。標示距離が、適正車間距離の２倍程度を越えても、停止ボタンが押されない場合は、タイムアウトとして、回転ゼロに戻ります。ボタン５を３秒以上押して放すと、ストップウオッチ・モードが解除されます。

ストップウオッチ・モードを選択して、回転ゼロが表示された際、ボタン６により、メトロノーム・モードも併行して選択した場合には、メトロノームとしての連続吹鳴は停止し、スタンバイ状態となり、ストップウオッチ側のスタート信号で、メトロノームもスタートし、１１からのパルス数が適正車間距離に達した時点で、ストップウオッチとは異なる音色の音声信号を発し、現行車間距離が、「適正車間距離」に合格して居るかどうかを、音色等の聴覚だけで知らせるようにする場合も有ります。
メトロノームの音声が、ストップウオッチの停止ボタンを押す前に発信される場合には、原状の車間距離が法定値より長く、安全運転であることを示すので、メトロノームは「ブー」と云うような、リラックスする音を出し、逆の場合には、危険状態ですから、「チーン」と云うような、緊張を呼ぶような音にする場合も有ります。すなわち、音の前後と、その間隔で、安全性と、その程度を認識する事が出来ます。

一方、上記の様に、実用速度域で、全天候型の車間距離計測装置は実用的な価格では市販されて居ないので、実用速度域で、自動的に前者えの追従走行が出来るのクルーズコントロール装置も市販されて居ません。然し、現行オフライン型のクルーズコントロール装置でも、慎重に調節すれば、相当期間ほぼ一定の車間距離を保って追従走行する事が可能です。然し時間が経って車間距離が狂って来た場合に修正する機能が有りませんでした。

特許文献２、特許第３０５９６２７号「主として自動車用クルーズコントロール装置」は、デジタル位置サーボ方式にする事に依り、それを可能にする発明で、図２の様にマニアル走行で、ほぼ一定の車間距離を保って追従走行して居る場合、図示されて居ない、本クルーズコントロール装置のセットボタンを押せば、其の時点のＡ車のパルス信号１１と同じレートのパルス信号をＢ車を想定した「ペース・メーカー」として発信させ、メモリーＳｂｓｕｍに積算させます。同時にＡ車のパルス信号もＳａｓｕｍとして積算させます。そしてＳｂｓｕｍ−Ｓａｓｕｍ＝Ｄはデジタルサーボの溜りパルスとして常時算出し、アナログ値に変換し、ＰＩＤ回路等を介してアクセルペダルの開閉制御装置に繋げます。従って、若しＡ車のセット時速度が、ペース・メーカーより若干早かったか、Ｂ車が若干減速した場合には、車間距離が狭く成って、ドライバーは不安に成り、クルーズコントロールに任せて置けない気分に成ります。然し本クルーズコントロールでは、ドライバーが接近を認識したら、図示されないマウスやトラックボール等のインクリメンタル・エンコーダーで、近付いた距離の修正値を、パルス数Ｄｅとして発生させ、溜りパルスＤに減算させれば、ＰＩＤを介して直ちに短期的にアクセルが閉じ、機敏に車間距離が延びます。この際、Ｄｅを前回セット時からの時間で割った値はペースメーカーの設定値の誤差として減算修正します。逆に車間距離が開き過ぎた場合も、短期的にアクセルを開きます。是を繰り返せば、ペースメーカーの設定値を正確な値に収斂させる事が出来ます。詰まり、Ｄｅは、車間距離の修正と、ペースメーカーの微調節の２つの修正を同時に行います。詰まり、ペースメーカーに、ゴム紐で引っ張られて居る様な状態で、短期的な車間距離の変動は有っても、長期的なドリフトは発生しません。

然し、上記発明方式では、車間距離自体は目視で有り、上記「適正車間距離」が適用されて居ませんから、単にイージー・ドライブだけで、安全には寄与して居ません。然し、上記「適正車間距離」に相当するパルス数をＰｓａｆとし、上記ストップウオッチ・モードで計った車間距離をＳｍとし、相当するパルス数をＰｓｗとしＰｓｗ−Ｐｓａｆ＝Ｄｓｗとすれば、Ｄｓｗは、上記トラックボールに依る修正指示と同じ動きが可能ですから、ストップウオッチを操作すれば、「適正車間距離」での自動追従走行が可能に成ります。

メトロノームモードの場合は図２のＰ１、Ｐ２間が既に「適正車間距離」ですから、上記の様に、目視の流し読みで、Ｓｍが確保されて居ると判断した時点で図示されない上記クルーズコントロールのセットボタンを押せば、上記と同様に自動的に「適正車間距離」での自動追従走行に成ります。

タイヤの有効半径は、銘柄に依っても、個々の商品に依っても多少の誤差が有り、また、新品と磨耗した状態でも異なり、積荷と空気圧の関係でも誤差を生じます。高速走行ではタイヤの外径は遠心力で膨らみます。しかし一方、タイヤの接地部は撓み、その分有効半径は減少しますが、接地部を外れると反動で返って膨らみオーバーシュートを起こし、その後、径方向に減衰振動を起こして終息します。しかし高速になると、減衰しきらない内に次の接地が来るので、タイヤは多角形をして回転します。実験的には、略接地で撓んだ位置が有効半径になります。また、また一般には、１１への信号は、車輌の変速機の歯車の歯から検知するため、正確な値にする為には無駄なコストを要するので、近似値で妥協する場合もあり、これらを含めてＪＩＳ規格では、スピードメーターの誤差は約１５％もの巾が認められています。しかし本発明を有効に機能させるには、正確なスピード計測が望まれるので、その機能も内蔵されています。

その他の機能として、ボタン５を３秒以上押すと、ブザーが２回鳴り、その時点で離すと、精密トリップモードになり、１４と１５が繋がって、１メーター単位の６桁の精密トリップメーターが待ち受け状態になります。高速道路の脇には１００メーター単位で距離値が表示されて居るので、これを使って、車上から流し読みで１キロメーター走行時の精密トリップ値を求めます。すなわち、路側の値を見て、ボタン５をワンクリックすると、このトリップメーターがスタートし、１Ｋｍ後の路側の値を見て、再度ワンクリックすると止まります。１４の末位は１Ｋｍ／ｈですから、１Ｋｍ区間の流し読みに依る誤差は±５メーターまで許されることになり、流し読みても、容易に、必要な精度を得ることかできます。不安な場合は３回ぐらい測定して、バラツキを調べれば納得できます。この時点で更にボタン５をワンクリックすると、この間にカウントした略２４００のパルス数が表示され、以後の速度と距離計測の基準に成ります。１０００メーターに比し、２４００パルスは多いため、量子化誤差は更に減ります。２Ｋｍや３Ｋｍ区間で計測した場合も、コンピューターが自動的に１Ｋｍに換算して記憶するように成っています。記憶された基準パルスを使って正確な速度を求める際に必要な基準時間も、マイクロコンピューターのクロックを利用すれば、必要な精度を有しています。

本方式は、上記図２に示すＰ点の通過のタイミングをストップウオッチモードでは運転者の流し読みで入力し、モードでは流し聴きで判断します。其れは、本方式の装置は車の価格に比して極めて安価ですが、運転車者には従来に無い負担を掛けるので、将来は高速道路を中心に、道路側にも投資する事が望ましいと考えます。

既に最近はプリペイド・カードに依る自動改札装置が普及して居ます。是は、お客側の持つカード側は無電源で、改札を通過する瞬間に、カードの外周にプリント配線されたコイルに、改札ゲート側からトランス結合で給電し、カード側のマイコンを立ち上げてプリペイド額から引き去り、赤字で有ればゲートを閉める事までやってのけて居ます。
其れならば、既存の道路にも、ガードレールの支柱を埋め込む丸穴を開けるカッター等を使って、道路の車線の中央に浅い穴を開けて、ストップウオッチ機能を持つカードを埋め込む事が可能です。埋め込み間隔は、表１、表２の１０行目から見て５０ｍ程度が適当です。
図２で前車Ｂがカードの上を通過した際、カードは車からトランス結合で給電されて、充電し、マイコンを立ち上げ、給電が止まった時点、詰まりＰ１でストップウオッチを起動させ、Ａ車からの給電が始まったのを合図にストップウオッチを止め、Ａ車にデーーター送信します。そして、一定時間Ａ車が来なければ、デバイス・タイムアウトとして、マイコンをリセットして電源を切ります。
道路側に電源を持つ事も可能で、其の際、電波は局所的に限定し難いので、超音波を使います。現在でも、各車線毎に、上空から下向きに超音波レーダーを使って交通管制を行って居り、道路の下に超音波レーダーを埋め込む実例も有って、その直接波（レーダーは反射波）は、車上でも強力に受信出来ますから、路面側から車えの送信は、デジタル変調の他、例えば超音波の基本周波数を４０キロヘルツとし、其れからの周波数ずれをタイマー値として送信すれば、１サイクルで送信出来るので、高速走行に適して居ます。

詰まり、請求項１のストップウオッチ機能は車側に限りません。但し、上記の様な道路側の設備投資を行えば、車側のストップウオッチやメトロノームメトロノームの必要性は低下しますが、請求項１の中で、依然として、路面の滑り易さは運転者の判断が必要です。若しそれが自動化出来たとしても、更に特許文献１に記した様に、１種免許、２種免許等の熟練度の入力、緊張運転や、リラックス運転等の嗜好の選択が残り、是に依って適正車間距離の計算が変わります。是等の全てが特許の有効期限内に自動化されるのは困難と思われます。

自動車の運転席は、外形的には「フライト・コックピット」が流行って居ますが、安全技術的には、上記の様に、スピードメーターのみと云う乖離した状態で、上記「第１位」の、カーブでの円心力に依る横滑り対策、「第２位」の、踏み切りや交差点等での一時停止、「第３位」の、主として滑り易い路面での追突防止の何れもドライバーの経験と勘に頼って居る現状です。其の勘も、高速道路での緊急停止など、実体験困難な場面では推定に過ぎません。将来は完全自動化が可能としても、コンピューターの画像処理能力から見て、未だ時間が必要で、その間、一部マニアルに頼る本発明は重要です。

本発明の他の効果として、上記のように１メーター単位の６桁の精密トリップメーターとしても利用できます。通い慣れた路でも、幾通りかのルートがある場合が多いものですが、このメーターを使って各ルートの距離を調べると、意外と予測に反したルートが２０から３０％位短いことを発見する場合があり、省エネにも効果が期待できます。

本発明の自動車用安全運行装置の実施形態の全体構成を示す図です。 本発明の操作方法を示す図です。

本発明は、上記の様に、「課題を解決するための手段」の欄では、後付けオプションとして装着する場合を示しましたが、上記の様に、コスト的にも、社会的ニーズから見ても、自動車会社のライン装着で実施すべきものと考えます。其の際は、図１に示す「シガーライターのソケットえの差し込み部」がインパネに内蔵されるだけで、他は同様です。

１・・・ソケット、２・・・プラス極、３・・・アース極、４・・・メインスイッチ、５，６・・・押しボタン、９，１７・・・マイクロ・コンピューター、１０・・・ブザー、１４・・・乾燥路相当速度表示部、１５・・・適正車間距離標示部、１６・・・選択された路面状態表示部、１９・・・テレビ画面標示器、

Claims (2)

1. 自動車の走行時、主として車輪の回転から走行距離情報を得る手段。主としてその距離情報とクロックから計算して走行速度情報を得る手段。手動または自動で路面の滑り易さの情報を得る手段。それらの情報から、車上装置と一部目視に依るか、又は道路側に埋め込んだ装置からの情報も利用し、ストップ・ウオッチ、および又はメトロノーム機能に依って、運適正車間距離や速度を算出し安全運転をガイドする手段を有する自動車用安全運行装置。および又はその操作法。
2. 請求項１を利用した車間距離保持機能を有りするクルーズ・コントロール装置、

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