JP2022065543A - 自動車の衝突回避装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この自動車の衝突回避装置は，アクチュエータにより既存のブレーキペダルを機械的に直接駆動して車両にブレーキをかける。【解決手段】この自動車の衝突回避装置は，車両１に装備された既存のブレーキ機構２２，ブレーキ機構２２を作動させるアクチュエータ２，車両１に搭載されて前方の物体を監視するミリ波レーダー６，単眼カメラ７等の環境監視機器３５，及び環境監視機器３５からの情報を判断してアクチュエータ２の作動を制御する制御装置３を備えている。アクチュエータ２は，減速機１２を通じてブレーキペダル９を機械的に直接駆動する。【選択図】図１

Description

この発明は，例えば，車両に搭載した前方の環境監視機器からの情報に応答して作動するアクチュエータによって既存のブレーキペダルを直接駆動するブレーキ機構を備えた自動車の衝突回避装置に関する。

従来，高齢者等のドライバーによるアクセルペダルとブレーキペダルとの踏み間違いによる自動車事故が増大しているが，それはドライバーによる自動車即ち車両の前方認識や前方確認の遅れが原因になっている。そのため，近年では，自動車には，車両の衝突回避装置が取り付けられるようになった。

従来，車両の衝突回避装置として，車両が障害物に衝突する危険を未然に検知し，車両の方向転換時の誤作動を防止するものが知られている。該車両衝突回避装置は，障害物までの距離を非接触で測定する距離センサと，車両の回転を検出する角加速度センサと，車両の速度に比例して衝突危険距離を判定する基準信号とを備えている。上記車両衝突回避装置は，距離センサと基準信号とを比較して車両の現在位置が障害物に対し衝突危険な位置にあるか否かを検出すると共に，角加速度センサからの信号により，吸入空気量，燃料制御及び制動機制御を行うことにより，車両の方向転換時の誤作動を防止するものである（例えば，特許文献１参照）。

また，物体認識装置として，他車両の周囲の通過可能物体を適切に認識するものが知られている。該物体認識装置は，自車両に搭載されたライダーの検出点情報に基づいて，自車両の周辺を走行する他車両を認識すると共に，他車両の大きさを認識する他車両認識部と，ライダーの検出点情報に基づいて，他車両をトラッキングする他車両追跡部と，トラッキングしている他車両の大きさが拡大したか否かを判定する拡大判定部と，他車両の大きさが拡大したと判定された場合に，ライダーの検出点情報に基づいて，他車両の近傍の近傍物体をロストしたか否かを判定するロスト判定部と，拡大判定部によって他車両の大きさが拡大したと判定された場合であって，ロスト半定部により近傍物体をロストしたと判定されないとき，ライダーの検出した検出点のうち，拡大前の他車両の周囲に位置する検出点を通過可能物体として認識する通過可能物体認識部とを備えている（例えば，特許文献２参照）。

また，車両の衝突の可能性が高い場合に，対向車両との衝突回避を実行する車両における衝突回避装置が知られている。該衝突回避装置は，対象物を検出する対象物検出部と，対象物検出部による検出結果を用いて対向車両の属性を取得する属性取得部と，属性取得部によって取得された属性を用いて対向車両が中央線をはみ出していると判定した場合に，衝突可能性の報知および衝突回避操作の少なくともいずれか一方を実行する衝突回避実行部とを備えている（例えば，特許文献３参照）。

特開平８－７２６３９号公報 特開２０１８－１１５９９０号公報 特開２０１８－９７６４８号公報

ところで，従来の自動車の衝突回避装置は，警告や警報を発信するものが大半であった。そこで，本出願人は，自動車のブレーキペダルに取り付けたアクチュエータを用いて，車両の減速，強制停止させ，発進できないようにする自動車の衝突回避装置を開発して先に特許出願した（特開２０２０－５９３０４号公報参照）。使用過程車に搭載するアクチュエータは，ブレーキ力を作動させるのにブレーキの油圧回路に増圧装置を取り付ける方法が考えられるが，使用過程車に取り付けるには，作業のバラツキが大きいため，油漏れ等の問題が発生し，好ましい方法ではない。また，車両のブレーキの油圧回路に加圧装置を追加することは容易に可能なことであり，それに応じて車両毎の改造も容易に行えることであるが，ブレーキ回路を改造する場合に，万が一の油漏れ等の現象が発生すると，通常のブレーキが作動しなくなるおそれがある。そこで，自動車の衝突回避装置として，使用過程車のブレーキシステムに一切手を加えることなく，環境監視機器からの情報に応答する制御装置の判断によりブレーキを作動させることが望まれている。

この発明の目的は，上記の問題を解決することであり，衝突回避装置が搭載されている新車を購入することなく，既存の自動車即ち使用過程車に安価に後付けできる衝突回避装置を提供することであり，衝突回避装置が誤ってアクセルペダルを踏み込んでも，ブレーキペダルが踏まれた時点で，アクセルよりブレーキの作動が優先することに着目し，制御装置が車両に搭載されている前方の環境監視機器からの情報を受信してその情報を人工知能（ＡＩ）で学習した結果から検知して危険状態即ち危険度の閾値を超えた危険度と判断したら，アクチュエータを駆動しでブレーキペダルを機械的に直接作動してブレーキをかける衝突回避装置であり，使用過程車に装備されているブレーキシステムに一切，手を加えることなく，環境監視機器殻の情報に応答する制御装置の判断により，アクチュエータを駆動してブレーキを作動させることであり，環境監視機器として，障害物である物体の種類を見分けるための単眼カメラと該物体との空間位置と距離を検知するためのミリ波レーダーからの情報を基にしてＡＩの技術により，車両の前方の障害物等の環境の危険度を判断し，ブレーキ力の強弱を制御し，必要に応じては緊急停止を行うことができる自動車の衝突回避装置を提供することである。

この発明は，使用過程車の車両に装備されているブレーキ機構，前記ブレーキ機構を作動させるアクチュエータ，前記車両に搭載されて前記車両の前方の物体を検知する環境監視機器，及び前記環境監視機器からの情報を判断して前記アクチュエータの駆動を制御する制御装置を備えており，前記アクチュエータは前記制御装置からの指令に応答して前記ブレーキ機構が備えているブレーキペダルを機械的に直接駆動することから成る自動車の衝突回避装置において，
前記環境監視機器は，前記車両と前記物体との空間位置及び距離を検知するためのミリ波レーダ－と前記物体の種類を見分けるための単眼カメラとが一体化されたキットから構成されており，前記キットは前記車両の予め決められた所定の場所に設置されており，前記ブレーキ機構のＯＮ・ＯＦＦを切り換えて前記車両の作動状況を表示する表示装置を備えており，前記制御装置は，前記ミリ波レーダーによる危険度の判断と前記単眼カメラによる危険度の判断の両方の情報から最終的な危険度を判断し，前記車両の前記物体に衝突する危険度に応じた予め決められた前記車両の速度又は作動力を発生させて前記ブレーキ機構に伝達し，前記ブレーキペダルを機械的に直接駆動して前記車両の走行を制御するシステムを備えていることを特徴とする自動車の衝突回避装置に関する。

また．前記アクチュエータは，前記ブレーキペダルを直接駆動するため，ブラケットを介して前記車両に取り付けられ，前記ブレーキペダルの踏込み領域に干渉しない位置に設置されている。また，前記アクチュエータは，モータ，前記モータの出力軸の回転速度を減速する減速機，前記減速機の出力軸に連結され且つ前記ブレーキペダルに直接当接して前記ブレーキペダルを踏み込む方向に駆動するカム軸に設けたカムを有する前記カム機構，及び前記カムの変位を電圧に変換するポテンショメータを備えており，前記アクチュエータは，前記制御装置から発せられる前記危険度に応じて前記モータの駆動電圧又は駆動電流を制御して，前記ブレーキペダルを踏み込む方向に前記カムを機械的に直接駆動し，前記危険度が低下するに従い前記モータの駆動電圧又は駆動電流を低下又は逆回転させるものである。

また，前記カム機構は，前記カム軸に設けた前記カム，又は前記カム軸に設けたクランクと前記クランクの先端の作動軸に設けたベアリングで形成された前記カムから構成されている。また，前記アクチュエータの前記減速機は減速歯車が３列以上の平歯車又ははすば歯車から構成，或いは１段のウォームギヤから構成されており，前記減速機の減速比は７０～１５０に構成されているものである。

また，前記環境監視機器として，ステレオカメラ又はライダーが設けられている。また，前記ミリ波レーダーは車外に設置され，前記単眼カメラは車内に設置されている。

また，前記制御装置は，前記車両が備えているエンジン起動情報，速度情報，ブレーキペダル情報，サイドブレーキ情報，及びバックランプ情報を取得しており，前記制御装置は，前記車両の走行に応じて前記システムを作動し，前記単眼カメラと前記ミリ波レーダーからの前記情報に応答して前記制御装置のＡＩが衝突の前記危険度を計算し，前記危険度が予め決められた閾値を超えたことに応答して，前記制御装置が前記アクチュエータを駆動して前記ブレーキペダルを直接駆動し，前記車両を停止させるものである。

この発明は，使用過程車の車両に装備されているブレーキ機構，前記ブレーキ機構を作動させるアクチュエータ，前記車両に搭載されて前記車両の前方の物体を検知する環境監視機器，及び前記環境監視機器からの情報を判断して前記アクチュエータの駆動を制御する制御装置を備えており，前記アクチュエータは前記制御装置からの指令に応答して前記ブレーキ機構が備えているブレーキペダルを機械的に直接駆動することから成る自動車の衝突回避装置において，
前記環境監視機器は，少なくとも前記物体の種類を見分けるための単眼カメラから構成されており，前記単眼カメラは前記車両の予め決められた所定の場所に設置されており，前記ブレーキ機構のＯＮ・ＯＦＦを切り換えて前記車両の作動状況を表示する表示装置を備えており，前記アクチュエータの減速機は減速歯車が３列以上の平歯車又ははすば歯車から構成，或いは１段のウォームギヤから構成され，前記減速機の減速比は７０～１５０に構成されており，前記制御装置は，前記単眼カメラの情報から危険度の判断し，前記車両の前記物体に衝突する危険度に応じた予め決められた前記車両の速度又は作動力を発生させて前記ブレーキ機構に伝達し，前記ブレーキペダルを機械的に直接駆動して前記車両の走行を制御するシステムを備えていることを特徴とする自動車の衝突回避装置に関する。

また，前記アクチュエータは，油圧又は空気圧を用いて作動され，前記制御装置の指示によって前記ブレーキペダルを押し下げる機械的に直接駆動して前記車両の走行を制御するものである。

この発明による自動車の衝突回避装置は，上記のように，使用過程車のブレーキシステムに一切手を加えることなく，ブレーキペダルの近傍に既存のブレーキとは独立して，ブレーキペダルを直接駆動するアクチュエータを設置し，車両に搭載した環境監視機器からの情報に応答して，制御装置の判断により前記アクチュエータを作動してブレーキペダルを作動して車両にブレーキをかけることができ，高齢者等による車両の前方の認識の遅れや，アクセルペダルとブレーキペダルとの踏み間違いによる車両の前方の物体への衝突や，特に，人身事故を伴う車両衝突を回避することができる。アクチュエータは，モータの回転を減速機を通じてトルクを上げ，カム機構のカムを確実に迅速に駆動させることができ，アクチュエータのカム駆動によって直ちにブレーキかけることができ，車両が物体に衝突することを回避することができる。環境監視機器は，ミリ波レーダーと単眼カメラは１つのケースに収め，且つこれらを車両に設置することで，現在使用中の車両に容易に搭載が可能になっている。また，ミリ波レーダーは，電波を発進し，物体即ち障害物に跳ね返ってきた電波から障害物の空間位置と距離とが正確に測定できるが，その障害物が車か人かを認識できない。そこで，単眼カメラは，ディープラーニングして，障害物が車両，人間，自転車，バス，特殊車等を見分けて，障害物との距離や方向を判別する情報を確保する。制御装置は，環境監視機器のミリ波レーダーと単眼カメラとの情報に応答して，アクチュエータを駆動してブレーキペダルを作動し，車両にブレーキを掛けて車両を停止させる。

この発明による衝突回避装置を搭載した自動車の実施例を示す概略説明図である。 図１の自動車に搭載されているブレーキ機構であり，ブレーキペダルに対してアクチュエータを取り付け，該アクチュエータが駆動していない状態を示す説明図である。 図１の自動車に搭載されているブレーキ機構であり，ブレーキペダルに対してアクチュエータを取り付け，該アクチュエータがブレーキペダルを駆動した状態を示す説明図である。 この自動車の衝突回避装置におけるアクチュエータにおける減速機を示す概略側面図である。 この自動車の衝突回避装置におけるアクチュエータにおける減速機を示す概略断面図である。 アクチュエータにおける減速機が２段減速で構成された一例を示し，図６の（Ａ）は平歯車が２段で構成された減速機を示す概略図，及び図６の（Ｂ）は（Ａ）の歯車の側面を示す概略図である。 アクチュエータにおける減速機が３段減速で構成された別の例を示し，図７の（Ａ）は平歯車が３段で構成された減速機を示す概略図，及び図７の（Ｂ）は（Ａ）の歯車の側面を示す概略図である。 アクチュエータにおける減速機が４段減速で構成された更に別の例を示し，図８の（Ａ）は平歯車が４段で構成された減速機を示す概略図，及び図８の（Ｂ）は（Ａ）の歯車の側面を示す概略図である。 アクチュエータにおける減速機がウォームギヤの減速で構成されている他の例を示し，図９の（Ａ）はウォームギヤで構成された減速機を示す概略図，及び図９の（Ｂ）は（Ａ）のウォームとウォームホイールの側面を示す概略図である。 この自動車の衝突回避装置を作動させる処理工程を示す概略処理フロー図である。

以下，図面を参照して，この発明による自動車の衝突回避装置の実施例について説明する。この発明による自動車の衝突回避装置は，特に，使用過程車のブレーキシステムに一切手を加えることなく，使用過程車のブレーキペダル９の近傍に既存のブレーキ１０とは独立して，ブレーキペダル９を機械的に直接駆動するアクチュエータ２を設けたことに特徴を有している。アクチュエータ２は，ブレーキシステムを構成する使用過程車の車両（自動車）１に装備された既存のブレーキ機構２２を機械的に直接駆動するものである。この自動車の衝突回避装置は，車両１には，その前方の障害物，人等の物体を検知するミリ波レーダー６，単眼カメラ７，車速センサー８，ライダー（図示せず），ステレオカメラ（図示せず）等の環境監視機器３５が搭載されている。この自動車の衝突回避装置では，アクチュエータ２は，ＡＩ（人工知能，artificial intelligence ）４を持つ制御装置３の判断に応答してブレーキペダル９を機械的に直接駆動するものである。ＡＩ４は，環境監視機器３５からの情報を信号として受信し，それらの信号を論理推論して学習して学習結果から推論規則，即ち，種々の学習結果からマップを作成し，そのマップを基にして，制御装置３はアクチュエータ２に駆動の指示を出すものである。具体的には，アクチュエータ２は，制御装置３の指令によってブレーキ機構２２が備えているブレーキペダル９を機械的に直接駆動するものであり，場合によっては，油圧や空気圧を用いて機械的に直接駆動するものである。

この自動車の衝突回避装置では，アクチュエータ２は，ブレーキペダル９を人が踏込む領域に干渉しない位置，例えば，図示のように，ブレーキペダル９の上部に隙間１９を存在させて設置されている。アクチュエータ２は，概して，モータ１１，モータ１１の出力軸３７の回転速度を減速する減速機１２，減速機１２の出力軸２８に連結され且つブレーキペダル９に直接当接してブレーキペダル９を踏み込む方向に駆動する作動軸２１となるカム１３を備えたカム機構５，及びカム１３の変位を電圧に変換するポテンショメータを備えている。ポテンショメータは，例えば，カム１３の回転と同期するブラシを抵抗体に取り付け，抵抗体の両端に一定電圧を掛け，抵抗体の一端とブラシとの間の抵抗変化を読み取り，抵抗変化を電圧に変換して，カム１３の位置，例えば，カム１３の回転角や移動量を検出するものである。また，アクチュエータ２は，制御装置３からの指令に応答してモータ１１を駆動してカム１３をブレーキペダル９を踏み込む方向に機械的に直接駆動するものである。従って，こ制御装置３は，車両１の前方の状況を環境監視機器３５で検出してポテンショメータの測定結果を受けてアクチュエータ２の作動状態を制御するものである。

また，この自動車の衝突回避装置では，図１に示すように，車両１に搭載された環境監視機器３５は，前方の環境を確認する単眼カメラ７，車両１の速度を検知する車速センサー８，電波を発信して障害物等の物体に跳ね返ってきた電波から障害物の空間位置と距離を正確に測定するミリ波レーダー６，本装置の機能開始の時のＯＮ表示と機能しない時のＯＦＦ表示をする表示装置であるモニター２３，及び場合によっては，光を使って前方の物体を検知して対象物までの距離を計測するライダーを備えている。この自動車の衝突回避装置は，環境監視機器３５として少なくともミリ波レーダー６と単眼カメラ７を用いて二重に車両１の前方を監視している。また，環境監視機器３５としてライダー（図示せず）をキットに組み込んだ場合には，ライダーから光パルスを照射し，その反射を感知しているので，対象物の形はわかりますが，それが何かは判断されない。ミリ波レーダー６と同様な場所に取り付けることができるライダーは，夜間でも有効であるので，環境監視機器３５としてライダーを設けることが好ましい。一方，単眼カメラ７は対象物を人間の目のように見れるので，その対象物が何かを判断し易いが，夜間は感度が落ちる。この自動車の衝突回避装置は，ライダーを設けた場合には，単眼カメラ７の情報及びライダーの情報を制御装置３で取り入れればよく，更に，正確な情報処理になり，好ましいものである。或いは，この自動車の衝突回避装置では，環境監視機器３５として単眼カメラ７のみで構成することもできるが，単眼カメラ７とミリ波レーダー６と一体のものに比較して，情報の的確さは劣るが，装置そのものを安価に構成することができる。

また，制御装置３は，単眼カメラ７，車速センサー８，ミリ波レーダー６，ライダーからの各情報の検出信号を受けて，アクチュエータ２を駆動してブレーキペダル９を駆動するものである。この自動車の衝突回避装置では，ミリ波レーダー６と単眼カメラ７とからの検出信号は，結線ライン２０を通じてＡＩ４に送り込まれて，判断処理される。車速センサー８からの検出信号は，結線ライン２０を通じて制御装置３に送り込まれる。制御装置３は，結線ライン２０を通じて，アクチュエータ２を駆動制御する。制御装置３は，特に，ミリ波レーダー６による危険度の判断と単眼カメラ７による危険度の判断との両方の情報から最終的な危険度を判断するように構成されている。この自動車の衝突回避装置では，車両１の車輪２９に対して車速センサー８が取り付けられ，車輪２９には，ブレーキディスク１７及びブレーキ１０が設けられている。モニター２３は，車両１に搭載されており，例えば，ＯＮ表示を緑ランプで表示し，ＯＦＦ表示を赤ランプで表示することができる。

図２及び図３には，車両１に設けられたブレーキシステムのブレーキ機構が示されている。ブレーキペダル９は，エンジンの吸気負圧でブレーキペダル９の踏み込む力を倍増するマスターバック１８に，支点軸３０で枢動するように取り付けられている。図２は，この自動車の衝突回避装置について，ブレーキ１０が掛かっていないブレーキペダル９を示しており，図３は，この自動車の衝突回避装置について，ブレーキ１０が掛かっているブレーキペダル９を示しており，アクチュエータ２によってブレーキペダル９がフルストローク位置１５に移動した状態が示されている。この衝突回避装置は，特に，アクチュエータ２でブレーキペダル９を確実に適正に押し込むことであり，アクチュエータ２は，小型モータ１１と減速ギヤ即ち減速機１２から構成されている。減速機１２は，減速比が８０～１５０の範囲であることが好ましい。減速機１２は，アクチュエータ２を小形に構成するため，例えば，３段以上の平歯車３２，３段以上のヘリカル歯車（図示せず），又は単段のウォームギヤ３３から構成することが好ましい。減速機１２のギヤ比は，ブレーキペダル９の押圧力とその速度に重要な関係があり，減速比が大きいと速度が遅くなり，ブレーキ１０の制動が間に合わなくなり，減速比が小さいと大きなトルクのモータが必要になり，モータサイズが大きくなり足元に搭載できなくなる。減速機１２のギヤ比が３段以下であると，ギヤ比の１段での減速比が大きくなり，サイズを小さくできない。

次に，図６～図９を参照して，アクチュエータ２における減速機１２の各種の例を説明する。
図６には，減速機１２Ａが２段減速で構成された一例が示されている。図６の（Ａ）は平歯車３２が２段で構成されている概略図，及び図６の（Ｂ）は（Ａ）の側面を示す概略図である。モータ１１の駆動力が２段の平歯車３２を通じて作動軸２１であるカム１３に伝達される。
図７には，減速機１２Ｂが３段減速で構成された別の例が示されている。図７の（Ａ）は平歯車３２が３段で構成されている概略図，及び図７の（Ｂ）は（Ａ）の側面を示す概略図である。モータ１１の駆動力が３段の平歯車３２を通じて作動軸２１であるカム１３に伝達される。
図８には，減速機１２Ｃが４段減速で構成された更に別の例が示されている。図８の（Ａ）は平歯車が４段で構成されている概略図，及び図８の（Ｂ）は（Ａ）の側面を示す概略図である。モータ１１の駆動力が４段の平歯車３２を通じて作動軸２１であるカム１３に伝達される。減速機１２Ｃは，既存の全ての車種に対して適格に取り付けることができ，好ましいタイプである。
図９には，減速機１２Ｄがケース３９に収納されたウォームギヤ３３の減速で構成されている他の例が示されている。図９の（Ａ）はウォームギヤ３３がウォーム３４（ねじ歯車）とウォームホイール３６（はすば歯車）で構成されている概略図，及び図９の（Ｂ）は（Ａ）の側面を示す概略図である。モータ１１の駆動力がウォームギヤ３３のウォーム３４に入力され，ウォーム３４の回転はウォームホイール３６を通じて作動軸２１であるカム１３に伝達される。減速機１２Ｄは，既存の車種に対して適格に取り付けることができ，好ましいタイプである。

この自動車の衝突回避装置に設けた減速機１２は，例えば，図４及び図５に示すように，減速３段式の歯車機構に構成されているが，更に減速段を増やして５段に構成してもよいものである。図５では，ハウジング２４内にモータ１１と減速機１２は収容されている。減速機１２は，モータ１１の作動軸２１に減速機１２の第１段の歯車列２５が連結されてモータ１１の回転が減速され，次いで，平歯車３２の歯車列２５は第２段の歯車列２６に連結されて歯車列２５の出力側の回転が更に減速され，更に，平歯車３２の歯車列２６は第３段の歯車列２７に連結されて歯車列２６の出力側の回転が更に減速される。次いで，平歯車３２の歯車列２７の出力側の出力軸２８は，カム機構５のカム軸１４を構成している。また，カム機構５は，図４及び図５に示すように，カム軸１４に設けたクランク３１とクランク３１の先端に設けた作動軸２１に設けたベアリング１６で形成されたカム１３，或いは，図示していないが，カム軸１４に設けた一般的な卵形で偏芯したカムから構成されている。カム機構５を構成する図示されたカム１３は，カム軸５から延びた一種のクランク３１であり，クランク３１の先端にはベアリング１６が取り付けられている。カム機構５は，カム１３として機能するベアリング１６を設けることによって，カム１３がブレーキペダル９に容易に乗り上げることができ，アクチュエータ２の駆動に応じて直ちにブレーキペダル９を押し下げてブレーキ１０をかけることができる。

この自動車の衝突回避装置について, アクチュエータ２は, モータ１１の回転を減速機１２によって７０～１５０倍程度に減速し, カム軸１４に伝達し, 同時にカム軸１４の回転トルクを高めることができる。この自動車の衝突回避装置は, ＡＩ４の学習結果から制御装置３が判断して，制御装置３からアクチュエータ２のモータ１１に指令を出して短時間でモータ１１を回転させ，カム機構５のカム１３を予め決められた所定の回転角に駆動する。この自動車の衝突回避装置では，アクチュエータ２はマスタバック軸に近いところに設置され、アクチュエータ２による作動距離，即ち，変位量が少なくなるように設定されている。また，既存車両におけるプレーキ力は，図２のプレーキペダル９の位置で０であり，車種により異なるが、一例として，図３のプレーキペダル９の最大踏込み時，即ち，プレーキフルストローク位置１５で踏力は２００Ｎ程度である。また，プレーキペダル９の人間が踏む位置での最大踏込みストロークは５０ｍｍ程度である。プレーキペダル９のレバー比（ブレーキペダル位置での押し込み量とマスターバック１８の移動量の比）は２．６程度であるので，マスターバック１８の軸部での押し込み荷重は５２０Ｎ，最大変位は１９ｍｍ程度になる。この自動車の衝突回避装置のアクチュエータ２はマスターバック１８の軸部の近傍を押し込むため，アクチュエータ２の最大押し込み荷重は５２０Ｎ、偏心カム１３による作動距離は１９ｍｍ程度となる。また，この自動車の衝突回避装置は，カム機構５を用いた駆動では，初期は荷重は，ほぼ０であり，最大ブレーキペダル押し込み時の量は１９ｍｍにおける回転モーメントは，偏心量が小さくなるため，駆動トルクは小さくて良いものである。

この自動車の衝突回避装置については，カム機構５のカム軸１４，即ち，クランク軸の回転の速度と回転角は，ＡＩ４の判定による運転の危険度により判断されて駆動するように設定されている。ＡＩ４の判定について，車両１の走行が危険ではあるが，車両１の減速でよいという判断では，それなりのカム軸１４の回転速度とカム１３の回転角になるように設定する。車両１の前に急に人が飛び出してきた時も，その危険度によってブレーキ強度を加減するように設定する。アクチュエータ２のポテンショメータからの検出信号により，人の極めて危険な飛び出しには，最高速度によってブレーキペダル９のブレーキフルストローク位置１５まで一気に駆動する。制御装置３では，車両１の運転の安全が確保される限り，過度のブレーキ１０を避けるようにプログラミングされている。その理由は，車両１の搭乗者の安全に配慮するためである。車両１の急ブレーキでは，運転者即ちドライバーがハンドルにぶつかったり，助手席の搭乗者がフロントガラスにぶつかるのを避けるためである。しかしながら，アクチュエータ２は，車外の人に危害が加わると判断したら，容赦なく緊急ブレーキを最高速度でブレーキフルストローク位置１５まで駆動する。それは，車内の人が受ける衝撃よりも，車外の人の人命が圧倒的に優先度が高いためである。

また，この自動車の衝突回避装置は，車両１のミスシフトや，車両１のコンビニに前向きに停車し，バックにシフトした積もりで，ドライバーがアクセルベダルを踏むと，車両１が直進してコンビニ店内に突き込むことになるが，この場合には，本発明に設けたライダーや単眼カメラ７等の環境監視機器が車両１の前方を監視しているので，本衝突回避装置が作動して車両１は緊急停止ることができる。ドライバーがアクセルペダルとブレーキペダル９を踏み間違えて，停車の積もりでアクセルペダルを踏み込んでしまった場合も，車両１の前方を監視しており，車両１の物体への衝突の危険と判断すれば，本衝突回避装置が作動して車両１の障害物への衝突を回避する。既存の衝突回避装置は，どんにアクセルペダルを踏み込んでも，ブレーキペダル９が踏まれた時点で，アクセルよりブレーキ１０の作動が優先するように設定されている。それは，アクセルペダルは，エンジンを直接制御しておらず，アクセルの回度を信号に置き換えてエンジンを制御しているために上記の設定が成り立っている。アクセル信号に対してブレーキペダル９が踏まれたブレーキ信号が優先するということである。

この発明による自動車の衝突回避装置について，図１０の処理フロー図を参照して自動車の衝突回避装置の作動を説明する。
この衝突回避装置のシステムにおいて，アクチュエータ２は，モータ１１，モータ１１の出力軸２６の回転速度を減速する減速機１２，減速機１２の出力軸２２に連結され且つブレーキペダル９に直接当接してブレーキペダル９を踏み込む方向に駆動するカム軸１４に設けたカム１３を有するカム機構５，及びカム１３の変位を電圧に変換するポショメータ（図示せず）を備えている。アクチュエータ２は，制御装置３から発せられる危険度に応じてモータ１１の駆動電圧又は駆動電流を制御して，ブレーキペダル９を踏み込む方向にカム１３を機械的に直接駆動し，危険度が低下するに従いモータ１１の駆動電圧又は駆動電流を低下又は逆回転させるものである。また，制御装置３には，車両１が備えているエンジン起動情報，速度情報，ブレーキペダル情報，サイドブレーキ情報，及びバックランプ情報が取得されている。制御装置３は，車両１の走行に応じて本システムを作動し，単眼カメラ７とミリ波レーダー６からの情報に応答して制御装置３のＡＩ４が衝突の危険度を計算し，危険度が予め決められた閾値を超えたことに応答して，制御装置３はアクチュエータ２を駆動してブレーキペダル９を直接駆動し，車両１を停止させる。

衝突回避装置蛾搭載された自動車のエンジンを始動して衝突回避装置が作動する（スタート）。衝突回避装置のシステムの制御装置３のＡＩ４には，エンジン起動情報，速度センサー８からの速度情報，ブレーキ機構２２のブレーキペダル９の情報，サイドブレーキの情報，バックランプの情報等を取得させる（ステップＳ１）。エンジン起動と共に，環境監視機器７を構成する単眼カメラ７のスイッチ及びミリ波レーダー６のスイッチがＯＮになり，車両１の前方をそれぞれ監視する（ステップＳ１）。ミリ波レーダー６が物体を検知すると共に，単眼カメラ７がディプラーニングして検知した物体の種類が何であるかを認識判断する（ステップＳ２）。環境監視機器７からの情報は，制御装置３に組み込まれたＡＩ４により解析され，自動車の物体への衝突の危険度がいかなるレベルであるかを判断する（ステップＳ３）。制御装置３のＡＩが自動車即ち車両１が物体への衝突の危険度が無い（ＮＯ）と判断すると（ステップＳ３），処理は単眼カメラ７とミリ波レーダー６等の環境監視機器７の監視を続けて情報を収拾する。車両１が物体への衝突の危険度が高い即ち閾値を超えた（ＹＥＳ）と判断すると，制御装置３がアクチュエータ２を作動する指令を出してアクチュエータ２を駆動する（ステップＳ４）。制御装置３がブレーキ機構２２を作動する指令を出し，ブレーキペダル９を直接駆動し（ステップＳ５），車両１にブレーキ１０を掛け，車両１を停止させ，車両１が物体に衝突するのを回避する（ステップＳ６）。

この発明による自動車の衝突回避装置は，既存のブレーキ機構とは独立して作動するアクチュエータを使用過程車のブレーキペダルの近傍に取り付けるシステムであって，例えば，使用過程車のブレーキシステムに適用することが好ましいものである。

１ 車両
２ アクチュエータ
３ 制御装置
４ ＡＩ
５ カム機構
６ ミリ波レーダー
７ 単眼カメラ
８ 車速センサー
９ ブレーキペダル
１１ モータ
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ 減速機
１３ カム
１４ カム軸
１６ ベアリング
２１ 作動軸
２２ ブレーキ機構
２３ モニター（表示装置）
２８，３７ 出力軸
３１ クランク
３２ 平歯車
３３ ウォームギヤ
３５ 環境監視機器

Claims (10)

1. 使用過程車の車両に装備されているブレーキ機構，前記ブレーキ機構を作動させるアクチュエータ，前記車両に搭載されて前記車両の前方の物体を検知する環境監視機器，及び前記環境監視機器からの情報を判断して前記アクチュエータの駆動を制御する制御装置を備えており，前記アクチュエータは前記制御装置からの指令に応答して前記ブレーキ機構が備えているブレーキペダルを機械的に直接駆動することから成る自動車の衝突回避装置において，
   前記環境監視機器は，前記車両と前記物体との空間位置及び距離を検知するためのミリ波レーダ－と前記物体の種類を見分けるための単眼カメラとが一体化されたキットから構成されており，前記キットは前記車両の予め決められた所定の場所に設置されており，前記ブレーキ機構のＯＮ・ＯＦＦを切り換えて前記車両の作動状況を表示する表示装置を備えており，前記制御装置は，前記ミリ波レーダーによる危険度の判断と前記単眼カメラによる危険度の判断の両方の情報から最終的な危険度を判断し，前記車両の前記物体に衝突する危険度に応じた予め決められた前記車両の速度又は作動力を発生させて前記ブレーキ機構に伝達し，前記ブレーキペダルを機械的に直接駆動して前記車両の走行を制御するシステムを備えていることを特徴とする自動車の衝突回避装置。
2. 前記アクチュエータは，前記ブレーキペダルを直接駆動するため，ブラケットを介して前記車両に取り付けられ，前記ブレーキペダルの踏込み領域に干渉しない位置に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車の衝突回避装置。
3. 前記アクチュエータは，モータ，前記モータの出力軸の回転速度を減速する減速機，前記減速機の出力軸に連結され且つ前記ブレーキペダルに直接当接して前記ブレーキペダルを踏み込む方向に駆動するカム軸に設けたカムを有するカム機構，及び前記カムの変位を電圧に変換するポテンショメータを備えており，前記アクチュエータは，前記制御装置から発せられる前記危険度に応じて前記モータの駆動電圧又は駆動電流を制御して，前記ブレーキペダルを踏み込む方向に前記カムを機械的に直接駆動し，前記危険度が低下するに従い前記モータの駆動電圧又は駆動電流を低下又は逆回転させることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車の衝突回避装置。
4. 前記カム機構は，前記カム軸に設けた前記カム，又は前記カム軸に設けたクランクと前記クランクの先端の作動軸に設けたベアリングで形成された前記カムから構成されていることを特徴とする請求項３に記載の自動車の衝突回避装置。
5. 前記アクチュエータの前記減速機は減速歯車が３列以上の平歯車又ははすば歯車から構成，或いは１段のウォームギヤから構成されており，前記減速機の減速比は７０～１５０に構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の自動車の衝突回避装置。
6. 前記環境監視機器として，ステレオカメラ又はライダーが設けられていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の自動車の衝突回避装置。
7. 前記ミリ波レーダーは車外に設置され，前記単眼カメラは車内に設置されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の自動車の衝突回避装置。
8. 前記制御装置は，前記車両が備えているエンジン起動情報，速度情報，ブレーキペダル情報，サイドブレーキ情報，及びバックランプ情報を取得しており，前記制御装置は，前記車両の走行に応じて前記システムを作動し，前記単眼カメラと前記ミリ波レーダーからの前記情報に応答して前記制御装置のＡＩが衝突の前記危険度を計算し，前記危険度が予め決められた閾値を超えたことに応答して，前記制御装置が前記アクチュエータを駆動して前記ブレーキペダルを直接駆動し，前記車両を停止させることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の自動車の衝突回避装置。
9. 使用過程車の車両に装備されているブレーキ機構，前記ブレーキ機構を作動させるアクチュエータ，前記車両に搭載されて前記車両の前方の物体を検知する環境監視機器，及び前記環境監視機器からの情報を判断して前記アクチュエータの駆動を制御する制御装置を備えており，前記アクチュエータは前記制御装置からの指令に応答して前記ブレーキ機構が備えているブレーキペダルを機械的に直接駆動することから成る自動車の衝突回避装置において，
   前記環境監視機器は，少なくとも前記物体の種類を見分けるための単眼カメラから構成されており，前記単眼カメラは前記車両の予め決められた所定の場所に設置されており，前記ブレーキ機構のＯＮ・ＯＦＦを切り換えて前記車両の作動状況を表示する表示装置を備えており，前記アクチュエータの減速機は減速歯車が３列以上の平歯車又ははすば歯車，或いは１段のウォームギヤから構成され，前記減速機の減速比は７０～１５０に構成されており，前記制御装置は，前記単眼カメラの情報から危険度の判断し，前記車両の前記物体に衝突する危険度に応じた予め決められた前記車両の速度又は作動力を発生させて前記ブレーキ機構に伝達し，前記ブレーキペダルを機械的に直接駆動して前記車両の走行を制御するシステムを備えていることを特徴とする自動車の衝突回避装置。
10. 前記アクチュエータは，油圧又は空気圧を用いて作動され，前記制御装置の指示によって前記ブレーキペダルを押し下げる機械的に直接駆動して前記車両の走行を制御することを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に自動車の衝突回避装置。

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