JP3681485B2

JP3681485B2 - 車間距離検出装置

Info

Publication number: JP3681485B2
Application number: JP29778896A
Authority: JP
Inventors: 英美芳賀
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 1996-10-21
Filing date: 1996-10-21
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2016-10-21
Also published as: JPH10123252A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザレーダによる車間距離検出装置に関し、特に、レーザ光の投光手段に特徴を有する車間距離検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の走行中の安全性向上を目的として車間距離警報装置が注目されている。この車間距離警報装置は、走行中に先行車両との距離を車間距離検出装置をもって検出（測定）すると共に車速等の情報を加味して安全な車間距離を保つべく必要以上に先行車両に近づいた場合に、警告灯などでドライバーに注意を促すものである。
【０００３】
上記した先行車両との距離を測定する車間距離検出装置としては、レーザ光を用いたレーザレーダが一般に用いられる。このレーザレーダとは、パルス状のレーザ光を前方に投光し、先行車両のリフレクタで反射したレーザ光を受光し、投受光に要した時間及び車速から車間距離を算出するものである。
【０００４】
ここで、レーザレーダにおいては、先行車両以外の反射光を拾わず、また遠方まで検知できるように、一般に最大検知距離を例えば１００ｍとし、そこで車線幅相当（３．５ｍ程度）の広がりとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した広がりでは近距離での投光幅が狭くなるため、例えば割り込み車両を検知できないという問題があった。
【０００６】
そこで、投光部を複数個設けて投光幅を広げることも考えられるが、処理回路が複雑になるばかりでなく、コストが高騰化するという問題がある。
【０００７】
本発明は上記したような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その主な目的は、割り込み車両などにも対応するべく、ある程度広い範囲を走査可能であり、しかも安価な車間距離検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的は本発明によれば、前方車両との距離を検出するべく、レーザ光の投光手段と、前方車両からの反射光の受光手段と、投受光に要した時間により車間距離を測定する手段とを有する車間距離検出装置であって、前記投光手段が、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を平行光にするべくレンズホルダに支持された投光用レンズと、前記レーザ光に対して前記投光用レンズが上下及び左右方向に略平行移動可能なようにかつ中央基準位置へ復帰するように、車両の前後方向に延在して前記レンズホルダを支持する複数本のコイルばねと、前記レンズホルダを上下及び左右方向に駆動するためのアクチュエータとを有し、前記投光用レンズを上下及び左右方向に移動させて所定の範囲を走査させつつ前方車両との距離を検出するようにしたことを特徴とする車間距離検出装置を提供することにより達成される。
【０００９】
投光用レンズを上下及び左右方向に振る方法としては、平行に移動するスライドガイドを用いる機構も考えられるが、コストが高く、かつ車両用のレーザレーダのような過酷な環境条件下では、その精度を維持できない恐れがある。そこで、本願ではばねによる平行リンクを形成した。また、使用するばねとしては、線ばね（棒状）や板ばねが考えられるが、その移動範囲（走査範囲）が大きいことから、その応力に耐えるためには非現実的な長さ及び径となる。そこで、本願ではコイルばねを採用した。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に基づく車間距離検出装置の好適な実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明が適用された車間距離警報装置の要部構成を示すブロック図であり、図２は投光部の投光用レンズアクチュエータの構造を示す斜視図。図３はその分解斜視図である。この車間距離警報装置１は、車両に搭載され、車間距離検出装置２と、車速検出装置３と、警報装置４とを有し、車間距離検出装置２にて前走車との距離を検出し、車速検出装置３にて自車の車速を検出し、それらの検出結果に応じて警報装置４からランプの点灯、警笛などの警報を出力するものである。尚、必要に応じて継続的に上記距離及び車速を検出し、前走車及び自車の車速、加速度などをも求めて警報出力の判断に用いても良い。
【００１２】
車間距離検出装置２は、投光部６と受光部７とを有し、更に投光部６は半導体レーザなどからなるレーザ光源８と、この光源から出射されるレーザ光を平行光にするための投光用レンズ９と、この投光用レンズ９を支持、駆動するための投光用レンズアクチュエータ１０と、その駆動回路１１とから構成されている。
【００１３】
図２及び図３に良く示すように、投光用レンズアクチュエータ１０は、図示されない車体等に固定されるベース部材１３と、このベース部材１３に立設された４本の互いに平行なコイルばね１４に上下左右に移動（スライド）可能に支持され、投光用レンズ９を保持するレンズホルダ１５と、レンズホルダ１５の前方にサイドフレーム１６を介して配置された上下方向駆動用コイルと左右方向駆動用コイルとを組み合わせてなる一対のコイルユニット１７とを有している。また、レンズホルダ１５には、その上下に一対の永久磁石１８が設けられている。
【００１４】
以下に、本実施形態の作動要領について説明する。まず、車間距離警報装置１の電源を投入すると、駆動回路１１を介して各コイルユニット１７が所定のパターンで通電され、レンズホルダ１５、即ち投光用レンズ９が所定のパターンで上下左右に駆動される。このとき、各コイルばね１４が平行リンクをなしていることから投光用レンズ９は略平行移動することとなる。これと同時に光源８からレーザ光が出射され、図示されない前走車のリフレクタに反射して受光部７に受光される。また、そのときの自車の車速も車速検出装置３にて検出される。そして、投受光に要した時間及び車速から車間距離が算出される。その車間距離がその車速に於いて必要以上に短かった場合に警報装置から警報が発せられることとなる。
【００１５】
ここで、上記したように投光用レンズ９が所定のパターンで上下左右に駆動されることから、図４に示すように、レーザ光を広い範囲で走査することとなり、割り込み車両などにも容易に対応できる。実際に割り込み車両を検知できるような検知領域を確保するためには、レンズホルダ１５の移動（振幅）範囲を充分に大きくする必要がある。具体的には、レーザ光源８と投光用レンズ９との距離を２０ｍｍ、検知領域を５ｍ〜１０ｍ先で３．５ｍとして、必要となる振幅範囲は±３ｍｍ〜７ｍｍ程度である。この振幅範囲を確保するためには、線径約０．４ｍｍ、ばね長約２５ｍｍのコイルばねを用いれば良い。例えば、線ばねを用いてこの振幅範囲を確保し、しかも耐久性をも確保しようとすると、ばね長を２５ｍｍとすれば線径が約０．０２ｍｍ以下となり、逆に線径を０．４ｍｍとするとばね長が１２５ｍｍ以上となり、いずれも現実的ではない。また、コイルばねは、線ばねと比較して約１．５倍の捻り剛性があるため、本実施形態に示すようなレンズ配置の場合には、レンズの傾きを線ばねを用いた場合よりも小さく抑えることができる。
【００１６】
また、投光用レンズ９、即ちレンズホルダ１５の走査タイミングが、このレンズホルダ１５の共振点付近の振動のタイミングと略一致するようにレンズホルダ１５の重さ、ばね定数などを調整することにより、小さな印加電流で大きな振幅（駆動力）が得られることから、消費電流を抑制することができる。
【００１７】
尚、使用するコイルばねは減衰性能を高めるためには密着巻きのものにすると良いが、駆動し易くするためには、線間接触しないものを用いると良く、その関係は使用環境に応じて定めれば良い。また、右巻きのコイルばね同士及び左巻きのコイルばね同士を互いに対角線上に配置する構成とすればばねのくせによるレンズの変位方向の偏りをなくすことができる。更に、本構成では、軸線方向から見て円形をなす通常のコイルばねを用いたが、上下方向と左右方向とで共振周波数を変えたり、重力の影響を回避するなどの理由により軸線方向から見て楕円形をなすコイルばねを用いても良い。加えて、本構成ではレンズアクチュエータにて固定側にコイルを設け、可動側、即ちレンズホルダに磁石を設けたが、逆にしても良いことは云うまでもない。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明による車間距離検出装置によれば、投光手段の投光用レンズを、上下左右に移動可能なように前後方向に延在する複数本のコイルばねを用いて支持し、このばね支持された投光用レンズを上下及び左右方向にアクチュエータをもって駆動して走査させることで、低コストでしかも高い信頼性をもって広い範囲の走査を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された車間距離警報装置の要部構成を示すブロック図。
【図２】図１の車間距離警報装置の投光部の投光用レンズアクチュエータの構造を示す斜視図。
【図３】図２の分解斜視図。
【図４】本実施形態の作動要領を説明する投光部の投光用レンズアクチュエータの概略平面図。
【符号の説明】
１車間距離警報装置
２車間距離検出装置
３車速検出装置
４警報装置
６投光部
７受光部
８レーザ光源
９投光用レンズ
１０投光用レンズアクチュエータ
１１駆動回路
１３ベース部材
１４コイルばね
１５レンズホルダ
１６サイドフレーム
１７コイルユニット
１８永久磁石

Claims

前方車両との距離を検出するべく、レーザ光の投光手段と、前方車両からの反射光の受光手段と、投受光に要した時間により車間距離を測定する手段とを有する車間距離検出装置であって、
前記投光手段が、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を平行光にするべくレンズホルダに支持された投光用レンズと、前記レーザ光に対して前記投光用レンズが上下及び左右方向に略平行移動可能なようにかつ中央基準位置へ復帰するように、車両の前後方向に延在して前記レンズホルダを支持する複数本のコイルばねと、前記レンズホルダを上下及び左右方向に駆動するためのアクチュエータとを有し、
前記投光用レンズを上下及び左右方向に移動させて所定の範囲を走査させつつ前方車両との距離を検出するようにしたことを特徴とする車間距離検出装置。
前記各コイルばねの位置及び巻き方向が光軸を中心に略対称となっていることを特徴とする請求項１に記載の車間距離検出装置。
前記各コイルばねが、その軸線方向から見て楕円形をなすように巻かれていることを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の車間距離検出装置。
前記アクチュエータが、磁気アクチュエータからなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車間距離検出装置。
前記コイルばねが密着巻きになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車間距離検出装置。
前記投光用レンズを上下及び左右方向に移動させて所定の範囲を走査させるタイミングと、前記コイルばねに支持された前記レンズホルダの共振点付近の振動のタイミングとを略一致させたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車間距離検出装置。