JP3670095B2

JP3670095B2 - 衝突防止装置

Info

Publication number: JP3670095B2
Application number: JP31525996A
Authority: JP
Inventors: 洋武田; 潤西野; 渉山口
Original assignee: UD Trucks Corp; Calsonic Kansei Corp
Current assignee: UD Trucks Corp; Calsonic Kansei Corp
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: JPH10151959A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばレーザビームを前方車両（前方物標）に向けて発して該前方車両との車間距離を測定して前方車両に自車両が接近した場合に警報を発し、その前方車両との衝突を防止する衝突防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の衝突防止装置を、図４に示す衝突防止装置を例にとって説明する。
同図において、１はレーザダイオード（以下、ＬＤという）の発光するレーザビームを用いて、自車両と前方車両との車間距離を検出する距離検出部であり、２は自車速度等の自車両の走行状態を検知する走行状態検知部である。
【０００３】
３は距離検出部１に距離検出指令を行って、それに応答して返送される車間距離情報と、走行状態検知部２で検知された自車両の速度情報に基づいて、自車両と、前方車両等の障害物である前方物標との相対速度を算出して前方物標が停止物か移動かの判断を行い、また、自車両速度、自車両の前方物標との相対速度、運転者がブレーキをかけるまでの空走時間の個人差に応じて設定する距離設定などに応じて自車両と障害物との衝突の可能性を判断する信号処理部である。
【０００４】
４は信号処理部３からの情報に基づいて、自車両と前方物標との距離を表示するとともに、信号処理部３によって前方物標との衝突の可能性があると判断された場合に、警報を発生する警報報知部である。
【０００５】
次に上記構成の作用を説明する。
走行状態検知部２は車速センサ３１を備え、信号処理部３は演算回路４１および距離設定スイッチ４２を備えている。車速センサ３１にて検知された自車両の車速信号は演算回路４１に送られ、演算回路４１は当該車速信号に基づいて前方物標への衝突の可能性を判断する。
【０００６】
距離検出部１では演算回路４１からの距離検出指令を示す信号を駆動信号発生回路１１で受け、駆動信号発生回路１１は図５（ａ）に示す一定周波数のＬＤ（レーザダイオードの略）発光信号（ａ）をＬＤ切換ドライバ１２に送出する。ＬＤ切換えドライバ１２は受け取ったＬＤ発光信号（ａ）に基づいて、図５（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す信号を発光手段としてのＬＤアレイ１３に送出し、ＬＤアレイ１３のＬＤ−Ｌ，ＬＤ−Ｃ，ＬＤ−Ｒを、常時同一強度で順次発光させる。
【０００７】
ＬＤアレイ１３のＬＤ−Ｌからのレーザビームは自車両前方左寄りに、ＬＤ−Ｃからのレーザビームは前方に、ＬＤ−Ｒからのレーザビームは前方右寄りに、それぞれ投光レンズ１４を介して出射され、ＬＤ−Ｃのレーザビームは前方車両を、ＬＤ−Ｌのレーザビームは左車線からの割り込み車両を、ＬＤ−Ｒのレーザビームは右車線からの割り込み車両を検出するのに用いられる。
【０００８】
前方物標からの反射光は受光レンズ１５で集光され、フォトダイオード（以下、ＰＤという）１６で受光される。この受光信号は増幅回路１７に送られ、増幅回路１７はそれを増幅して、図５（ｅ）の信号Ｂを出力する。なお図５（ｅ）の信号Ａは近距離路面などからの反射波を示すものである。
【０００９】
しきい値発生回路１８は、駆動信号発生回路１１からのＬＤ発光信号（ａ）の立上りに比例して図５（ｆ）に示す基準電圧Ｖ₀ を比較回路（コンパレータ）１９に出力する。比較回路１９は増幅回路１７の出力信号（ｅ）と、図５（ｆ）に示す基準電圧波形とのレベル比較を行なう事によって、障害物である前方物標からの反射信号（図５（ｅ）のＢ）を抽出し、図５（ｇ）に示す障害物検出パルス信号を出力する。
【００１０】
カウンタ２０は図５（ｈ）に示すようにＬＤ発光信号（ａ）の立上りで、基準パルス発生回路２１から供給されるクロックパルス信号のカウントを開始し、障害物である前方物標からの反射信号に基づく障害物検出パルス信号（ｇ）の立上りでカウントを停止して、そのカウントアップ時間と光速度とから前方物標までの車間距離情報を求め、それを信号処理部３の演算回路４１に送出する。
【００１１】
次に信号処理部３の演算回路４１における衝突の可能性の判断方法について図６に示すフローチャートを参照して説明する。
まず電源が投入されると、ＳＴＡＲＴステップＳＴ１０に進み、演算回路４１を構成するＣＰＵ，ＲＡＭ等の初期設定が行われる。次に、ステップＳＴ１１で所定の周期毎に距離検出部１のカウンタ２０から障害物である前方物標との車間距離の情報を示す距離信号Ｒ、及び走行状態検出部２の車速センサ３１から自車速度Ｖ_f の情報を示す車速信号を演算回路４１内に取り込む。
【００１２】
そしてステップＳＴ１２で距離信号Ｒを表示信号に変換して、距離表示器５１に送出し表示する。次に、ステップＳＴ１３で車間距離Ｒを微分して先行車両などの障害物である前方物標と自車両との相対速度（ｄ／ｄｔ）・Ｒを、最小二乗法などの演算手法を用いて算出し、また先行車の速度Ｖ_a を自車速度Ｖ_f と相対速度（ｄ／ｄｔ）・Ｒとの和によって算出する。
【００１３】
なお、この演算の中で（ｄ／ｄｔ）・Ｒ＜０の場合には車間距離が減少し、前方車両に接近していることを、また（ｄ／ｄｔ）・Ｒ＞０の場合には車両距離が増加し、前方車両から離れていることを、さらに（ｄ／ｄｔ）・Ｒ＝０の場合には車間距離に変化がなく、前方車両に追従走行していることをそれぞれ示している。
【００１４】
前方物標との衝突の可能性を判断する上で自車両の初期速度をＶ_f （ｍ／ｓ）、障害物（前方車両）の初期速度をＶ_a （ｍ／ｓ）、双方の減速度性能をα（ｍ／ｓ² ）とすると、自車の停止距離Ｖ_f ²／２αと前方車両の停止距離Ｖ_a ²／２αとの差に、距離設定スイッチ４２で設定された自車両がブレーキを踏むまでの時間Ｔ_d による空走距離Ｖ_f ・Ｔ_d を加えた、数１に示す距離Ｒが衝突判断の基準となる。
【００１５】
【数１】

【００１６】
そこで、まずステップＳＴ１４にて相対速度（ｄ／ｄｔ）・Ｒと自車速度Ｖ_f を比較して、−（ｄ／ｄｔ）・Ｒ≒Ｖ_f の場合、即ち障害物である前方車両が路上停止物とみなされる場合にはステップＳＴ１５に進み、数１においてＶ_a ＝０であることから、次の数２による運動の法則により衝突の危険性を判定する。
【００１７】
【数２】

【００１８】
数２が成立する場合には、障害物である前方物標に対して衝突する危険が発生しており、ステップＳＴ１８に進んで警報信号を発生して警報報知部４に送り、その警報器５２から危険回避のための警報を発する。
【００１９】
一方、ステップＳＴ１４での判定の結果、−（ｄ／ｄｔ）・Ｒ≒Ｖ_f でない場合には前方物標は前方の路上を走行する前方車両であり、本来数１に従って危険判断を行なうべきである。しかしながら、相対速度（ｄ／ｄｔ）・Ｒの算出精度が厳密にとれないこともあって算出誤差による誤警報の恐れがあるため、前方物標が移動する先行車の場合にはステップＳＴ１６にて相対速度（ｄ／ｄｔ）・Ｒが所定の速度Ｃ（ｍ／ｓｅｃ）以上かどうかの判定をまず行う。
【００２０】
その結果、（ｄ／ｄｔ）・Ｒ≧Ｃの場合には相対速度が速く、急接近中であることから、前方車両は限りなく停止物に近いとみなして、ステップＳＴ１５に進み、以下停止状態の前方車両と同じ論理で、数２の判別式による警報出力判断を行なう。
【００２１】
また、ステップＳＴ１６の判定結果が（ｄ／ｄｔ）Ｒ＜Ｃの場合には、相対速度が遅く、一定車間距離での通常の追従走行中であるとみなし、自車速度Ｖ_f と先行車の速度Ｖ_a がほぼ等しいことから、数１は以下に示す数３となり、ステップＳＴ１７ではこの数３により衝突の危険性を判定し、以下同様にこの数３が成立する場合にはＳＴ１８において警報信号を作成し、警報器５２から警報を発すると共に、ステップＳＴ１１に戻る。
【００２２】
【数３】

【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような衝突防止装置にあって、音、音声等の音響によって衝突の危険性を報知するものであったので、わき見運転、程度の軽い居眠り運転を行っている人の場合には効果はあるが、非常に眠く、欝ら欝ら運転している場合には十分な効果を発揮するまでには至らないという問題点があった。
【００２４】
この発明は、このような問題点に着目してなされたもので、音響による衝突警報の他に運転席を物理的に震動させることで眠気を覚まし、安全運転を促進することを目的としている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る衝突防止装置は、音響発生装置を有する衝突警報装置と、一定時間ごとにハイレベル状態とローレベル状態を交互に切り替えて出力する第 1 駆動回路と、前記衝突警報装置の出力に同期して一定時間ハイレベル状態に切り替わる第２駆動回路と、前記第１駆動回路と前記第２駆動回路を交互に切り替えて運転席用座席加震装置に接続する切り替えスイッチと、該切り替えスイッチの励磁コイルと前記第２駆動回路の接続回路に挿入され、オンしたときは、前記運転席用座席加震装置のみを作動させ、オフしたときは、前記衝突警報装置の音響発生装置から警報信号が出力されるのに同期して前記運転席用座席加震装置を作動させる選択スイッチとを備えた構成である。
【００２６】
第２の発明は、前記運転席用座席加震装置は、前記音響発生装置が音響を発生した後、前記車間距離がさらに短くなり前方物標に接近する状況にあるとき、震動を開始することを特徴とするものである。
【００２７】
第３の発明は、前記音響発生装置は、前記運転席用座席加震装置が震動を開始した後、車間距離がさらに短くなり前記前方物標に接近する状況にあるとき、前記音響発生装置の警報モードは前記警報モードに比べて警報度合いの高い警報モードに切り換えられることを特徴とするものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の一形態を図１に基づいて説明する。
まず図１において、１００は定電圧電源回路、１０１は図４に回路ブロック図で示す衝突防止装置から警報器５２を外したもので、その警報器５２は後述の第２駆動回路１０３で直接駆動したものである。１０２は発振回路を含む第１駆動回路で、前記定電圧回路１００から定電圧電源が供給されると供給が停止されるまでの間、出力を一定時間毎に、例えば１０ｓｅｃ毎にハイレベル状態とローレベル状態とを交互に切り換えて出力するものである。１０３は衝突防止装置１０１から供給される警報信号に同期して出力を一定時間の間、例えば１０ｓｅｃの間ハイレベル状態に切り換える第２駆動回路である。１０４は選択スイッチで、その選択スイッチ１０４がオン状態にされると、切り換えスイッチ１０５の接点間の接続状態を実線の如く接続し、またオフ状態に切り換えると、前記切り換えスイッチ１０５の接点間の接続状態を破線の如く切り換える。１０６は運転席座席に震動を加えるためのモータで、すでに特開平５−１７００１３号に記載されている物と同様のもので、その取付方法等の説明は省略する。
【００２９】
次に上記構成の作用を説明する。
この装置は運転者が走行開始時に、手動操作によって選択スイッチ１０４を操作して警報の種類を選択設定するものである。
［一定周期で震動のみを発生する］
すなわち、定電圧電源回路１００から各回路１０１〜１０５に定電圧電源が供給され、第１駆動回路１０２の出力が一定時間毎にハイレベル状態とローレベル状態とを交互に出力する。またこのとき、選択スイッチ１０４がオン状態にされているので、震動のみによる警報を出力するために、切り換えスイッチ１０５の接点間の接続状態が実線で示す接続状態にあり、運転席震動用モータ１０６は第１駆動回路１０２から出力が供給されている間一定時間毎に運転席を震動させる。
【００３０】
［音響警報に同期して震動を発生する］
選択スイッチ１０４がオフ状態にされていると、切り換えスイッチ１０５の接点の接続状態が破線で示す状態に切り換えられるので、運転席震動用モータ１０６は第２駆動回路１０３の出力に基づいて駆動される。すなわち、衝突防止装置１０１から警報信号が出力される毎に音響（音、音声）によって衝突警報を発すると共に、その衝突警報に同期して運転席震動用モータ１０６を駆動して運転席に震動を加え衝突警報を発生する。
【００３１】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の他の形態を図２及び図３に基づいて説明する。
なお、図２のうちの図４で説明したものと同一構成のもの、または均等なものには同一符号を付してその説明を省略し、異なる構成についてのみ以下に説明する。また、図３のフローチャートにおいても図６で説明したものと同一機能のもの、または均等な機能のものには同一符号を付してその説明を省略し、異なる構成についてのみ以下に説明する。
【００３２】
すなわち、図２においては演算回路４１Ａ及び警報報知部４Ａが異なり、演算回路４１Ａは図３に示すフローチャートのステップＳＴ１９が異なり、また警報報知部４Ａにおいては運転席震動用モータ１０６が追加され、その運転席震動用モータ１０６は演算回路４１Ａの出力によって音響発生用の警報器５２と共に駆動される。
【００３３】
ステップＳＴ１９は、ステップＳＴ１５，ＳＴ１７において警報が必要と判断、すなわちＹＥＳと判断されると、Ｖｆ・Ｔｄ＋Ｖｆ² ／２αの値と、Ｖｆ・Ｔｄの値とが警報の基準値Ｒと比べて「衝突の可能性はあるがとりあえず警報を出す」程度と判断された場合には、軽く警報器５２を一定時間の間作動させる。
【００３４】
また軽く警報を発生させたにも拘らず車間距離が更に短くなっていると判断された場合には、運転席震動用モータ１０６を作動させる。
またさらに、車間距離が短くなった場合には、警報度合いの高い音響による警報を発生して運転者に衝突の危険が差し迫っていることを知らせる。
【００３５】
以上説明してきたように、この発明によれば、音響の発生、振動の発生を精度よく行うことができる。また、切り替えスイッチにより警報装置への出力パターンを変えることができ、ドライバーが警報パターンを選択でき覚醒動作の確実性が向上する。この結果、居眠り運転の状況に応じて適切な衝突警報を発生させることができ、交通安全に役立つという効果が発揮される。
【００３６】
また、自車両は完全に停止している場合にも、登り坂等で前方車両のブレーキ操作力が弱まり、自車両に接近してくるような場合にも、自車両からクラクション等で前方車両への警告を早期に促すことができるという効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による実施の形態１を示す回路ブロック説明図である。
【図２】この発明による実施の形態２を示す回路ブロック説明図である。
【図３】図２の作用説明をするためフローチャートである。
【図４】この発明の従来例を説明するための回路ブロック説明図である。
【図５】図４の作用を説明するための波形説明図である。
【図６】図４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】
４，４Ａ警報報知部
１１駆動信号発生回路
１３ＬＤアレイ
１６フォトダイオード
２０カウンタ
４１，４１Ａ演算回路
５２警報器
１０１衝突警報装置
１０２，１０３駆動回路
１０４選択スイッチ
１０５切り換えスイッチ
１０６運転席震動用モータ

Claims

自車速度及び前方物票と自車両との車間距離に基づいて、前記前方物票に対する自車両の衝突の危険性を判定し、衝突の危険が生じていると判断した場合に警報信号を出力する信号処理回路と、該信号処理回路からの警報信号に基づいて警報を発する報知装置とを有する衝突防止装置において、音響発生装置を有する衝突警報装置と、一定時間ごとにハイレベル状態とローレベル状態を交互に切り替えて出力する第 1 駆動回路と、前記衝突警報装置の出力に同期して一定時間ハイレベル状態に切り替わる第２駆動回路と、前記第１駆動回路と前記第２駆動回路を交互に切り替えて運転席用座席加震装置に接続する切り替えスイッチと、該切り替えスイッチの励磁コイルと前記第２駆動回路の接続回路に挿入され、オンしたときは、前記運転席用座席加震装置のみを作動させ、オフしたときは、前記衝突警報装置の音響発生装置から警報信号が出力されるのに同期して前記運転席用座席加震装置を作動させる選択スイッチとを備えたことを特徴とする衝突防止装置。
前記運転席用座席加震装置は、前記音響発生装置が音響を発生させた後、前記車間距離がさらに短くなり前方物票に接近する状況にあるとき、震動を開始することを特徴とする請求項1記載の衝突防止装置。
前記音響発生装置は、前記運転席用座席加震装置が震動を開始した後、さらに車間距離がさらに短くなり前記前方物票に接近する状況にあるとき、前記音響発生装置の警報モードは前記警報モードに比べて警報度合いの高い警報モードに切り替えられることを特徴とする請求項1記載の衝突防止装置。