JP4571176B2 - 車両用警報装置 - Google Patents

Description

本発明は、警報音によってドライバにハンドル操舵を促し、走行中の安全を維持するための車両用警報装置に関する。

従来、車両の走行状況に応じて、ドライバにブザー等で警報を発し、車両の走行中の安全を維持するための様々な警報装置が提案または実用化されている。例えば、特許文献１には、レーダ等によって車両周辺にある障害物の位置を検出し、この障害物位置に音像が定位されるように左右のスピーカの出力レベル，位相を変化させてドライバに障害物位置を知らせる技術が開示されている。

また、特許文献２には、車両前方を撮影する視覚センサから得られた画像信号を信号処理手段で２値化することにより路面上の車線位置を抽出し、車線位置と車両との距離が一定値以下になったとき、車線逸脱方向のスピーカのみに警報信号を与えてドライバに車線逸脱方向を知らせる技術が開示されている。
特開平５−１２６９４号公報 実開平７−２３６５１号公報

しかし、上記各先行技術による警報装置は、警報音によって障害物位置や車線逸脱方向等の対象物の位置（方向）をドライバに知らせることにより走行上の安全維持を図るものであるため、ドライバは上記警報音により知らされた対象物を一旦認識した後この認識した対象物に対してのハンドル操作を行わなければならず、警報音が鳴ってからハンドル操作を行うまでに所定の時間を必要とし、道路状況に対して自車両をどのように操作するべきなのかを咄嗟に判断するのは困難である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ドライバに瞬時にハンドル操舵方向を判断させて的確なハンドル操作を促すことのできる車両用警報装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため第１の発明による車両用警報装置は、車両前方のカーブ形状と道路勾配と路面状態を検出するとともに、車両の走行状態と上記前方カーブ形状と上記道路勾配と上記路面状態とに基づき、車両が上記前方カーブを走行するのに必要な条件を演算する走行環境演算手段と、現在の車両の走行状態と上記走行環境演算手段で検出した上記前方カーブ形状と上記道路勾配と上記走行環境演算手段で演算した上記前方カーブを走行するのに必要な条件とに基づき上記前方カーブの通過の難易度を予測する車両挙動判定手段と、上記車両挙動判定手段で上記前方のカーブの通過の難易度が高いと判定した際に、上記走行環境演算手段で検出した上記前方のカーブ形状に基づき上記前方のカーブを通過するためのハンドル操舵方向を求めるハンドル操舵指示決定手段と、上記ハンドル操舵指示決定手段で求めた上記ハンドル操舵方向に複数の音源から発する警報音の音像を定位させる警報音信号を生成する警報音信号生成手段とを備えたことを特徴とする。

すなわち、上記第１の発明による車両用警報装置は、上記走行環境演算手段で車両前方のカーブ形状と道路勾配と路面状態を検出するとともに、車両の走行状態と上記前方カーブ形状と上記道路勾配と上記路面状態とに基づき、車両が上記前方カーブを走行するのに必要な条件を演算し、上記車両挙動判定手段で現在の車両の走行状態と上記走行環境演算手段で検出した上記前方カーブ形状と上記道路勾配と上記走行環境演算手段で演算した上記前方カーブを走行するのに必要な条件とに基づき上記前方カーブの通過の難易度を予測し、上記ハンドル操舵指示決定手段で、上記車両挙動判定手段で上記前方のカーブの通過の難易度が高いと判定した際に、上記走行環境演算手段で検出した上記前方のカーブ形状に基づき上記前方のカーブを通過するためのハンドル操舵方向を求め、上記警報音信号生成手段で上記ハンドル操舵指示決定手段で求めた上記ハンドル操舵方向に複数の音源から発する警報音の音像を定位させる警報音信号を生成する。

また、第２の発明による車両用警報装置は、車両前方のカーブ形状と道路勾配と路面状態を検出するとともに、車両の走行状態と上記前方カーブ形状と上記道路勾配と上記路面状態とに基づき、車両が上記前方カーブを走行するのに必要な条件を演算する走行環境演算手段と、現在の車両の走行状態と上記走行環境演算手段で検出した上記前方カーブ形状と上記道路勾配と上記走行環境演算手段で演算した上記前方カーブを走行するのに必要な条件とに基づき上記前方カーブの通過の難易度を予測する車両挙動判定手段と、上記車両挙動判定手段で上記前方のカーブの通過の難易度が高いと判定した際に、上記走行環境演算手段で検出した上記前方のカーブ形状に基づき上記前方のカーブを通過するためのハンドル操舵方向及びハンドル操舵量を求めるハンドル操舵指示決定手段と、上記ハンドル操舵指示決定手段で求めた上記ハンドル方向に上記ハンドル操舵量に応じて複数の音源から発する警報音の音像を定位させる警報音信号を生成する警報音信号生成手段とを備えたことを特徴とする車両用警報装置。

すなわち、第２の発明による車両用警報装置は、上記走行環境演算手段で車両前方のカーブ形状と道路勾配と路面状態を検出するとともに、車両の走行状態と上記前方カーブ形状と上記道路勾配と上記路面状態とに基づき、車両が上記前方カーブを走行するのに必要な条件を演算し、上記車両挙動判定手段で現在の車両の走行状態と上記走行環境演算手段で検出した上記前方カーブ形状と上記道路勾配と上記走行環境演算手段で演算した上記前方カーブを走行するのに必要な条件とに基づき上記前方カーブの通過の難易度を予測し、上記ハンドル操舵指示決定手段で上記車両挙動判定手段で上記前方のカーブの通過の難易度が高いと判定した際に、上記走行環境演算手段で検出した上記前方のカーブ形状に基づき上記前方のカーブを通過するためのハンドル操舵方向及びハンドル操舵量を求め、上記警報音信号生成手段で上記ハンドル操舵指示決定手段で求めた上記ハンドル方向に上記ハンドル操舵量に応じて複数の音源から発する警報音の音像を定位させる警報音信号を生成する。

本発明の車両用警報装置によれば、ハンドル操舵をすべき方向に所定の音像を定位してドライバにハンドル操舵を促すので、ドライバは瞬時に的確なハンドル操舵を行うことができ、安全性を向上することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１，図２は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は車両用警報装置の全体構成を示すブロック図、図２は警報音制御のフローチャートである。

図１において、符号１は車両に搭載される警報装置を示し、この警報装置１の警報音制御部５には、車速センサ２，横加速度センサ３，ヨーレートセンサ４の各センサで検出した車速Ｖ，横加速度Ｇy，ヨーレートγの各信号が入力され、上記各信号に基づいた警報音信号が生成されるようになっている。そしてこの警報音信号によって、例えば、車内前方の左右の両側部に配設されたスピーカ６Ｌ，６Ｒが駆動され警報音が出力される。

ここで、上記横加速度センサ３で検出される横加速度Ｇyは、例えば車両の右方向の加速度が正の値、左方向の加速度が負の値で検出され、また、上記ヨーレートセンサ４で検出されるヨーレートγは、例えば車両の右回転方向のヨーレートが正の値，左回転方向のヨーレートが負の値で検出されるようになっている。

上記警報音制御部５は、車両挙動判定部５ａ，ハンドル操舵指示決定部５ｂ，警報音信号生成部５ｃから主要に構成されている。

上記車両挙動判定部５ａは、車速Ｖ，横加速度Ｇy，ヨーレートγの各信号が入力され、車体の横すべりβを演算するとともに、この演算された車体の横すべり角βが走行上安全な範囲内にあるか否かを判定する車両挙動判定手段として形成されている。

この車両挙動判定部５ａでは、先ず、車速Ｖ，横加速度Ｇy，ヨーレートγを用いて車体すべり角βが次式により求められる。
β＝∫（（Ｇy ／Ｖ）−γ）ｄｔ …（１）
上記車両挙動判定部５ａには、演算された上記車体すべり角βを基に例えば車両がスピンする虞があるか否かを判定する際の基準値としての車体すべり角β0（β0＞０）（以下、基準車体横すべり角β0と称す）が予め実験，計算等によって求めて設定され格納されており、この車両挙動判定部５ａでは、演算された上記車体すべり角βの絶対値｜β｜と上記基準車体すべり角β0とを比較することによって車両がスピンする虞があるか否かの判定が行われるようになっている。なお、この場合、｜β｜＞β0のとき車両がスピンする虞があると判断する。

上記ハンドル操舵指示決定部５ｂは、上記車両挙動判定部５ａから車両がスピンする虞があることを示す信号が入力されたとき、上記ヨーレートセンサ４から入力されるヨーレートγの信号を基に、車両のスピンを回避するためのハンドル操舵方向（ハンドル操舵指示値）を決定するハンドル操舵指示決定手段として形成されている。ここで、このハンドル操舵指示決定部５ｂで決定されるハンドル操舵方向は、上記ヨーレートγの方向に対して逆方向となり、本実施の形態においては上記ヨーレートγが正（右旋回）のとき左方向，上記ヨーレートγが負（左旋回）のとき右方向となる。

上記警報音信号生成部５ｃは、上記ハンドル操舵指示決定部５ｂで演算されたハンドル操舵指示値を基に上記左右のスピーカ６Ｌ，６Ｒを駆動して例えばドライバ位置を基準位置とした左右方向の所定位置に音像を定位させるための警報音信号を生成する警報音信号生成手段として形成されている。

すなわち、この警報音信号生成部５ｃでは、上記ハンドル操舵指示決定部５ｂからハンドル操舵方向を示す信号が入力されると、上記左右のスピーカ６Ｌ，６Ｒから出力される警報音の周波数成分と音量レベルとを変化させて操舵方向が右方向の場合には上記基準位置に対して右側に、左方向の場合には上記基準位置に対して左側に上記ハンドル操舵方向と同方向の音像を定位させるための警報音信号を生成するようになっている。

次に、本発明の第１の実施の形態による警報音制御を、図２のフローチャートで説明する。この警報音制御プログラムは、例えば、所定時間毎に実行され、プログラムがスタートすると、ステップ（以下Ｓと略称）１０１で、車速センサ２，横加速度センサ３，ヨーレートセンサ４から、車速Ｖ，横加速度Ｇy，ヨーレートγの信号を読み込み、Ｓ１０２に進む。

上記Ｓ１０２では、上記各センサから読み込んだ車速Ｖ，横加速度Ｇy，ヨーレートγから車体すべり角βを算出して、Ｓ１０３に進む。

上記Ｓ１０３では、上記車体すべり角βの絶対値｜β｜を演算するとともに、演算された絶対値｜β｜と基準車体すべり角β0とを比較し、上記絶対値｜β｜が上記基準車体すべり角β0よりも小さい場合はＳ１０１に戻り、上記絶対値｜β｜が上記基準車体すべり角β0よりも大きい場合はＳ１０４に進む。すなわち上記絶対値｜β｜が上記基準車体すべり角β0よりも小さな値の場合は車両がスピン等を起こす虞がないと判断して警報音出力を行わない。

上記Ｓ１０４からＳ１０６までは、ハンドル操舵指示値を決定するための処理であり、上記Ｓ１０４では、ヨーレートγの値が正であるか否か、すなわち、車両の回転方向が右方向であるか左方向であるかを調べ、上記ヨーレートγの値が０以下のときはＳ１０５に進みハンドル操舵方向を右方向と決定し、この右方向のハンドル操舵を示すＦｌａｇ＝１を立てる。一方、上記ヨーレートγの値が０より大きいのときはＳ１０６に進みハンドル操舵方向を左方向と決定し、この左方向のハンドル操舵を示すＦｌａｇ＝２を立てる。

次に、Ｓ１０７では、上記Ｓ１０５あるいは上記Ｓ１０６で決定したハンドル操舵方向に基づく警報音信号を生成する。すなわち、このＳ１０７では、Ｆｌａｇ＝１のときにはドライバ位置を基準位置とした右方向の所定位置に、一方、Ｆｌａｇ＝２のときはドライバ位置を基準位置とした左方向の所定位置に音像を定位させるための警報音信号を生成する。

次に、Ｓ１０８に進み、上記Ｓ１０７で生成された警報音信号をスピーカ６Ｌ，６Ｒに出力し、上記スピーカ６Ｌ，６Ｒを駆動して、上記ドライバ位置に対して左右方向の所定位置に警報音による音像を定位した後ルーチンを抜ける。

このように、本実施の形態によれば、車両が所定値以上の横すべりを開始したとき、この横すべりを回避するハンドル操舵方向に警報音の音像を定位させるので、ドライバは横すべりを回避するためのハンドル操舵方向を瞬時に判断することができ走行上の安全を維持することができる。

次に、図３，図４は本発明の第２の実施の形態を示し、図３は車両用警報装置の全体構成を示すブロック図、図４は警報音制御のフローチャートである。なお、上述の第１の実施の形態では、音像によってハンドル操舵方向のみをドライバに指示していたのに対し、本第２の実施の形態では、音像によってハンドル操舵方向及びハンドル操舵量をドライバに指示するものである。

図３において、符号７は車両に搭載される警報装置を示し、この警報装置７の警報音制御部８には、車速センサ２，横加速度センサ３，ヨーレートセンサ４，ハンドル角センサ９の各センサで検出した車速Ｖ，横加速度Ｇy，ヨーレートγ，ハンドル角θHの各信号が入力され、上記各信号に基づいた警報音信号が生成されるようになっている。そしてこの警報音信号によって、例えば、車内前方の左右両側に配設されたスピーカ６Ｌ，６Ｒが駆動され該スピーカ６Ｌ，６Ｒから警報音が出力される。

上記警報音制御部８は、車両挙動判定部８ａ，ハンドル操舵指示決部８ｂ，警報音信号生成部８ｃから主要に構成されている。

上記車両挙動判定部８ａは、前述の本発明の第１の実施の形態の車両挙動判定部５ａに対応し、車速Ｖ，横加速度Ｇy，ヨーレートγの各信号が入力され、車体の横すべり角βを演算するとともに、この演算された車体の横すべり角βが走行上安全と判断できる予め実験，計算等により求めておいた設定値（例えば車両がスピンしない程度の横すべり角：基準車体すべり角β0）内にあるか否かを判定する車両挙動判定手段として形成されている。

上記ハンドル操舵指示決定部８ｂは、上記車両挙動判定部８ａから車体すべり角βの絶対値｜β｜が基準車体すべり角β0を越えたことを示す信号が入力されたとき、上記車速センサ２から入力される車速Ｖ，上記ヨーレートセンサ４から入力されるヨーレートγ，上記ハンドル角センサ９から入力されるハンドル角θH，及び，上記車両挙動判定部８ａで演算された車体すべり角βの各信号を基に、車両がスピンするのを回避するためにハンドルをどちらの方向にどれだけの量操舵すればよいかを決定するハンドル操舵指示決定手段として形成されている。

具体的には、このハンドル操舵指示決定部８ｂでは、車両のスピンを回避するための目標ハンドル角θHtを演算し、この目標ハンドル角θHtと上記ハンドル角センサ９から入力される現在のハンドル角θHとの偏差を求め、この偏差によってハンドル操舵方向及びハンドル操舵量を決定するようになっている。

ここで、上記目標ハンドル角θHtは、車体すべり角βが所定値以上となり余剰な車体すべり角βSが生じたとき、この余剰な車体すべり角βSを打ち消すヨーモーメントを車両に与えるためのハンドル角であり、以下のようにして求めることができる。

先ず、上記車両挙動判定部８ａで演算された車体すべり角βが基準車体すべり角β0をどれだけオーバしているかを示す余剰車体すべり角βSを以下に示すように演算する。
βS ＝｜β｜−β0 …（２）
次に、この余剰車体すべり角βSに対応する目標ヨーモーメントＭtを以下に示すように演算する。
Ｍt ＝±｛（Ｋ1 ・βS ）＋（Ｋ2 ・∫βS ・ｄｔ）
＋Ｋ3 ・（ｄβS ／ｄｔ）｝ …（３）
なお、Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3は定数である。また、符号はヨーレートが減少する方向、すなわち、ヨーレートγと反対向きに決定する。
そして、上記目標ヨーモーメントＭtを用いて、目標ハンドル角θHtを以下に示すように演算する。
θHt＝［２・（Ｌf ・Ｋf −Ｌr ・Ｋr ）・β＋Ｉ・（ｄγ／ｄｔ）
＋｛２・（Ｌf²・Ｋf ＋Ｌr²・Ｋr ）／Ｖ｝・γ＋Ｍt ］
／（２・Ｌf ・Ｋf ・ｎ） …（４）
ここで Ｌf ：前輪−重心間距離
Ｌr ：後輪−重心間距離
Ｋf ：前輪のコーナリングパワ
Ｋr ：後輪のコーナリングパワ
Ｉ ：ヨー慣性モーメント
ｎ ：ステアリングギア比
である。

上記警報音信号生成部８ｃは、上記ハンドル操舵指示決定部８ｂで演算されたハンドル操舵指示値（ハンドル操舵方向及びハンドル操舵量）に基づいて上記スピーカ６Ｌ，６Ｒを駆動するための警報音信号を生成する警報音生成手段として形成されている。

すなわち、この警報音信号生成部８ｃでは、上記ハンドル操舵指示決定部８ｂからハンドル操舵方向及びハンドル操舵量を示す信号が入力されると、上記左右のスピーカ６Ｌ，６Ｒから出力される警報音の周波数成分と音量レベルとを変化させて基準位置（例えばドライバ位置）に対して左右方向の所定位置に音像を定位させるための警報音信号を生成するようになっている。ここで、定位される上記音像は、上記ハンドル操舵方向と同方向であるとともに、上記ハンドル操舵量に応じて上記基準位置からの距離や音量等が所定に変化するようになっている。

次に、本発明の第２の実施の形態による警報音制御を、図４のフローチャートで説明する。この警報音制御プログラムは、例えば、所定時間毎に実行され、プログラムがスタートすると、Ｓ２０１で、車速センサ２，横加速度センサ３，ヨーレートセンサ４，ハンドル角センサ９から、車速Ｖ，横加速度Ｇy，ヨーレートγ，ハンドル角θHの信号を読み込み、Ｓ２０２に進む。

上記Ｓ２０２では、上記各センサから読み込んだ車速Ｖ，横加速度Ｇy，ヨーレートγから車体すべり角βを算出して、Ｓ２０３に進む。

上記Ｓ２０３では、上記車体すべり角βの絶対値｜β｜を演算するとともに、演算された絶対値｜β｜と車体すべり角の基準車体すべり角β0とを比較し、上記絶対値｜β｜が上記基準車体すべり角β0よりも小さい場合はＳ２０１に戻り、上記絶対値｜β｜が上記基準車体すべり角β0よりも大きい場合はＳ２０４に進む。

上記Ｓ２０４では、上記車体すべり角β，上記基準車体すべり角β0を基に目標ヨーモーメントＭtを求め、この目標ヨーモメントＭtと、ヨーレートγ，車速Ｖ，ステアリングギヤ比ｎ等から目標ハンドル角θHtを演算した後、Ｓ２０５に進む。

上記Ｓ２０５では、上記目標ハンドル角θHtとハンドル角センサ９で検出されたハンドル角θHとの偏差を求め、このハンドル角の偏差から、ハンドル操舵方向，ハンドル操舵量からなるハンドル指示値を決定する。

次に、Ｓ２０６に進み、上記Ｓ２０５で求めたハンドル操舵方向，ハンドル操舵量に応じた音像を定位するための警報音信号を生成し、Ｓ２０７で、生成された上記警報音信号を上記スピーカ６Ｌ，６Ｒに出力して、例えばドライバ位置に対して左右方向の所定位置に警報音による音像を定位した後ルーチンを抜ける。

このように、本実施の形態によれば、車両の所定値以上の横すべりに対して音像を定位させ、この定位された音像によってドライバにハンドル操舵方向及びハンドル操舵量を指示することができるので、車両のスピン等を回避するためのより詳細なハンドル操舵指示を行うことができる。

次に、図５，図６は本発明の第３の実施の形態を示し、図５は車両用警報装置の全体構成を示すブロック図、図６は警報音制御のフローチャートである。上述の第１，２実施の形態は、現在の車体すべり角が基準車体すべり角を越えたとき、危険を回避するための警報を発するものであるのに対し、本実施の形態は、現在の車速Ｖで前方カーブを通過したとき車両にかかる横加速度を予測し、この横加速度を基に上記前方カーブの通過の難易度を定量化し、この難易度が所定以上であるとき、危険を回避するための警報を発するのもである。

図５において、符号２０は車両に搭載される警報装置を示し、この警報装置２０は、走行環境演算部２１と警報音制御部２２とを有して構成されている。

上記走行環境演算部２１は、車速センサ２，ヨーレートセンサ４，ハンドル角センサ９，前後加速度センサ２３，ナビゲーション装置２４，道路形状検出装置２５から入力される各信号を基に道路勾配ＳＬ，カーブ形状（カーブ曲率半径），許容横加速度ａylnを演算し上記警報音制御部２２に出力するようになっている。

ここで、上記ナビゲーション装置２４は、例えば全世界測位衛星システム（ＧＰＳ）によるＧＰＳ衛星からの電波を受信して自己位置を測定するためのＧＰＳ受信機や、道路情報や地形情報等を含む道路地図情報を収録したＣＤ−ＲＯＭ装置等を有して構成され、本実施の形態では特に、上記ＧＰＳ受信機から得られる車両の走行情報と、上記ＣＤ−ＲＯＭ装置から読み込んだ地図情報とをマッチング等の演算をしながら合成し、上記演算により得られた道路データの点データや道路種別情報を必要に応じて出力するようになっている。

また、上記道路形状検出装置２５は、本実施の形態では特に道路幅を検出するように設けられており、例えば、一対のＣＣＤカメラによって車外の対象物を異なる視点からステレオ撮像し、この撮像された１組のステレオ画像に対し対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって画像全体に渡る距離情報を求める処理を行って三次元の距離画像を生成し、この三次元の距離画像の距離分布についてヒストグラム処理を行うことで道路を認識してこの道路幅の算出を行うようになっている。

上記走行環境演算部２１は、路面摩擦係数推定部２１ａ，道路勾配推定部２１ｂ，カーブ形状検出部２１ｃ，許容横加速度算出部２１ｄから主に構成されている。

上記路面摩擦係数推定部２１ａは、例えば、本出願人が、特開平８−２２７４号公報で開示した方法により、車速センサ２からの車速Ｖ，ヨーレートセンサ４からのヨーレートγ，ハンドル角センサ９からのハンドル角θHを基に路面摩擦係数μを推定するようになっている。ここで、上記路面摩擦係数μの推定は、車両の運動方程式に基づくヨーレート応答と実際のヨーレートとを比較し、タイヤの等価コーナリングパワを未知パラメータとしてその値をオンラインで推定するものである。

上記道路勾配推定部２１ｂは、上記車速センサ２からの車速Ｖ，上記前後加速度センサ２３からの前後加速度とから道路勾配ＳＬ（％）を演算するようになっている。この道路勾配推定部２１ｂでは、先ず上記車速センサ２からの車速を基に設定時間毎の車速の変化率を演算する。そして、この車速の変化率（ｍ／ｓ² ）と上記前後加速度とを基に次式により道路勾配ＳＬ（％）を演算する。重力加速度をｇ（ｍ／ｓ² ）とし、道路勾配の上り方向を（＋）として、
道路勾配ＳＬ＝（前後加速度−車速変化率／ｇ）／１００ …（５）
なお、エンジン出力トルク（Ｎ−ｍ），トルクコンバータのトルク比（オートマチックトランスミッション車の場合），トランスミッションギヤ比，タイヤ半径（ｍ），走行抵抗（Ｎ），車両重量（Ｋｇ），車速変化率（ｍ／ｓ² ），重力加速度ｇ（ｍ／ｓ² ）により上記道路勾配ＳＬを演算してもよい。

上記カーブ形状検出部２１ｃは、上記ナビゲーション装置２４から地図情報中の道路を示すデータと、高速道路、一般国道、地方道といった道路種別情報が入力されるとともに、上記道路形状検出装置２５から道路幅情報が入力されるようになっており、これら入力情報を基に車両前方の設定距離（前方制御範囲、例えば、μ・ｇ減速で停止距離の倍までをカーブ検出範囲としてＶ²／（μ・ｇ））以内の上記ナビゲーション装置８から得られる各点毎のカーブの各データ（カーブ曲率半径，カーブ屈曲方向，カーブ角度等）を演算するようになっている。

上記許容横加速度算出部２１ｄは、上記車速センサ２から車速Ｖの信号が入力されるとともに、上記路面摩擦係数推定部２１ａから路面μのデータ，上記道路勾配推定部２１ｂから道路勾配ＳＬのデータ，上記カーブ形状検出部２１ｃから各点毎のカーブの各データ（カーブ全角度，カーブ方向）が入力され、これらの各データを基に許容横加速度ａylnを求めるようになっている。この場合、上記許容横加速度ａylnの算出は、上記路面摩擦係数μに応じて許容横加速度ａylnの基本値ａyl1nを演算し、上記ａyl1nを上記車速Ｖに応じて補正（補正値ａyl2n）し、上記補正値ａyl2nを点Ｐnが属するカーブのカーブ全角度θsnとカーブの方向に応じて補正（補正値ａyl3n）し、上記補正値ａyl3nを上記道路勾配ＳＬに応じて補正して行われる。

上記警報音制御部２２は、上記車速センサ２で検出した車速の信号が入力されるとともに、上記走行環境演算部２１で演算された道路勾配ＳＬ，カーブ形状（カーブ曲率半径），許容横加速度ａylnの各信号が入力され、上記各信号に基づいて警報音信号が生成されるようになっている。そしてこの警報音信号によって、例えば、車内前方の両側部に配設されたスピーカ６Ｌ，６Ｒが駆動され該スピーカ６Ｌ，６Ｒから警報音が出力される。

上記警報音制御部２２は、車両挙動判定部２２ａ，ハンドル操舵指示決定部２２ｂ，警報音信号生成部２２ｃから主要に構成されている。

上記車両挙動判定部２２ａは、車速Ｖ，道路勾配ＳＬ，カーブ形状（カーブ曲率半径），許容横加速度ａylnの各信号が入力され、現在の車速Ｖで曲率半径Ｒの前方カーブを走行したときの車両にかかる横加速度Ｇycを演算するとともに、上記許容横加速度ａylnと上記道路勾配ＳＬとを基に車両が上記前方カーブを安全に走行するための横加速度の限界値である基準横加速度を演算し、これらを比較することによって、車速Ｖでの前方カーブの通過の難易度を予測する車両挙動判定手段として形成されている。

すなわち、上記車両挙動判定部２２ａでは、前方カーブ（カーブ曲率半径Ｒ）を車速Ｖで走行する際の車両にかかる横加速度Ｇyc（以下Ｇycと称す）を次式により演算する。
横加速度Ｇyc＝Ｖ² ／Ｒ …（６）
また、上記基準横加速度ｄ² ｙ0 ／ｄｔ² （以下Ｇy0と称す）を次式により演算する。
基準横加速度Ｇy0＝√（（ａyln ）² −（ｇ・sin （ＳＬ／１００））² ） …（７）
ここで、ｇは重力加速度である。

そして、上記車両挙動判定部２２ａでは、演算された上記横加速度Ｇycと上記基準横加速度Ｇy0とを比較して、上記横加速度Ｇycが上記基準横加速度Ｇy0よりも大きいとき上記前方カーブの通過の難易度が高いと予測するようになっている。

上記ハンドル操舵指示決定部２２ｂは、上記車両挙動判定部２２ａから上記横加速度Ｇycが上記基準横加速度Ｇy0よりも大きく前方カーブの通過の難易度が高いことを示す信号が入力されたとき、上記カーブ形状検出部２１ｃから入力される前方カーブの屈曲方向を示す信号を基に、上記前方カーブを安全に通過するためのハンドル操舵方向（ハンドル操舵指示値）を決定するハンドル操舵指示決定手段として形成されている。この場合、上記ハンドル操舵方向は、上記前方カーブの屈曲方向と同じ方向となる。

上記警報音信号生成部２２ｃは、上記ハンドル操舵指示決定部２２ｂで演算されたハンドル操舵指示値を基に上記左右のスピーカ６Ｌ，６Ｒを駆動して例えばドライバ位置を基準位置とした左右方向の所定位置に音像を定位させるための警報音信号を生成する警報音信号生成手段として形成されている。

すなわち、この警報音信号生成部２２ｃでは、上記ハンドル操舵指示決定部２２ｂからハンドル操舵方向を示す信号が入力されると、上記左右のスピーカ６Ｌ，６Ｒから出力される警報音の周波数成分と音量レベルとを変化させて上記基準位置に対して左右方向に上記ハンドル操舵方向と同方向の音像を定位させるための警報音信号を生成するようになっている。

次に、本発明の第３の実施の形態による警報音制御を、図６のフローチャートで説明する。この警報音制御プログラムは、例えば、所定時間毎に実行され、プログラムがスタートすると、Ｓ３０１で、車速センサ２から車速Ｖ，ヨーレートセンサ４からヨーレートγ，ハンドル角センサ９からハンドル角θH，前後加速度センサ２３から前後加速度，ナビゲーション装置２４から地図情報中の道路に関するデータと道路種別情報，道路形状検出装置２５から道路幅情報の各信号を読込み、Ｓ３０２に進む。

上記Ｓ３０２では、走行環境演算部２１において、上記車速Ｖ，上記ヨーレートγ，上記ハンドル角θHから路面摩擦係数μを推定するとともに、上記車速Ｖ，上記前後加速度から道路勾配ＳＬを推定し、地図情報中の道路を示すデータ及び道路種別情報，道路幅情報からカーブ形状（カーブ曲率半径，カーブ屈曲方向，カーブ角度等）を検出し、さらに、上記車速Ｖ，上記路面摩擦係数μ，上記道路勾配ＳＬ，上記カーブ形状（カーブ曲率半径Ｒ）から許容横加速度ａylnを算出してＳ３０３に進む。

上記Ｓ３０３では、警報音制御部２２において、上記車速Ｖと上記カーブ形状（カーブ曲率半径Ｒ）とから前方カーブを車速Ｖで走行する際の車両にかかる横加速度Ｇycを算出してＳ３０４に進む。

上記Ｓ３０４では、上記許容横加速度ａylnと上記道路勾配ＳＬとから車両が上記前方カーブを安全に走行するための横加速度の限界値である基準横加速度Ｇy0を算出してＳ３０５に進む。

上記Ｓ３０５では、上記Ｓ３０３及び上記Ｓ３０４で算出された上記横加速度Ｇycと上記基準横加速度Ｇy0とを比較し、上記横加速度Ｇycが上記基準横加速度Ｇy0よりも大きいときは、上記Ｓ３０１に戻る。一方、上記横加速度Ｇycが上記基準横加速度Ｇy0以下であるときは、Ｓ３０６に進む。すなわち、このＳ３０５では、上記横加速度Ｇycと上記基準横加速度Ｇy0とを比較することによって、上記前方カーブ通過の難易度が高いか否かを判断し、該前方カーブ通過の難易度が低いときには警報音の出力を行わない。

上記Ｓ３０６では、上記前方カーブのカーブ形状（カーブ屈曲方向）を基にハンドル指示値としてのハンドル操舵方向を決定し、Ｓ３０７に進む。ここで、上記ハンドル操舵方向は、上記カーブ屈曲方向と同方向となる。

上記Ｓ３０７では、上記Ｓ２０６で求めたハンドル操舵方向に応じた音像を定位するための警報音信号を生成し、Ｓ３０８で、生成された上記警報音信号をスピーカ６Ｌ，６Ｒに出力して、例えばドライバ位置に対して左右方向の所定位置に警報音による音像を定位した後ルーチンを抜ける。

このように、本実施の形態によれば、前方カーブ通過の難易度を予測し、上記前方カーブ通過の難易度が高いと判断された場合は、上記前方カーブに進入する前に、危険を回避するためのハンドル操舵方向を音像によってドライバに知らせることができるので、ドライバは、予め余裕を持ってハンドル操舵方向を認識することができ、この認識した上記ハンドル操舵方向にハンドルを操舵することにより、走行上の安全を維持することができる。なお、ドライバが前方の道路状況から上記音像によって指示されたハンドル操舵方向にハンドルを操舵することが困難であると判断した場合（例えば、ハンドル操舵方向に障害物がある場合）には、ドライバは、現在の車速Ｖで上記前方カーブを通過することが困難であることを容易に判断することができ、車速を落とすことでカーブ走行中の安全を維持することができる。

次に、図７，図８は本発明の第４の実施の形態を示し、図７は車両用警報装置の全体構成を示すブロック図、図８は警報音制御のフローチャートである。ここで、上述の第３の実施の形態及び本実施の形態は、共に、現在の車速Ｖで前方カーブを通過したときの車両にかかる横加速度を予測し、この横加速度を基に上記前方カーブの通過の難易度を定量化して、この難易度が所定以上であるとき、危険を回避するための警報を発するのもであるが、上述の第３の実施の形態は、定位され音像によってハンドル操舵方向のみをドライバに知らせるものであるのに対し、本実施の形態は、定位される音像によってハンドル操舵方向及びハンドル操舵量をドライバに知らせる点が異なる。なお、本実施の形態において、上述の第３の実施の形態と同様の構成については同符号を付して説明を省略する。

図５において、符号２６は車両に搭載される警報装置を示し、この警報装置２６は、走行環境演算部２１と警報音制御部２７とを有して構成されている。

上記警報音制御部２７は、車両挙動判定部２７ａ，ハンドル操舵指示決定部２７ｂ，警報音信号生成部２７ｃから主要に構成されている。

上記車両挙動判定部２７ａは、上述の第３の実施の形態における車両挙動判定部２２ａに対応し、車速Ｖ，道路勾配ＳＬ，カーブ形状（カーブ曲率半径Ｒ），許容横加速度ａylnの各信号が入力され、現在の車速Ｖで曲率半径Ｒの前方カーブを走行したときの車両にかかる横加速度Ｇycを演算するとともに、上記許容横加速度ａylnと上記道路勾配ＳＬとを基に車両が上記前方カーブを安全に走行するための横加速度の限界値である基準横加速度Ｇy0を演算し、これらを比較することによって、車速Ｖでの前方カーブの通過の難易度を予測する車両挙動判定手段として形成されている。

上記ハンドル操舵指示決定部２７ｂは、上記車両挙動判定部２７ａから上記横加速度Ｇycが上記基準横加速度Ｇy0よりも大きく前方カーブの通過の難易度が高いことを示す信号が入力されたとき、ハンドル角センサ９から入力されるハンドル角θH、及び、上記カーブ形状検出部２１ｃから入力される前方カーブの屈曲方向を示す信号を基に、上記前方カーブを安全に通過するためのハンドル操舵指示値としてのハンドル操舵方向，ハンドル操舵量を決定するハンドル操舵指示決定手段として形成されている。

すなわち、このハンドル操舵指示決定部２７ｂでは、前方カーブを走行する際に予想される横加速度Ｇycに対応する目標ハンドル角θHtを演算し、この目標ハンドル角θHtと上記ハンドル角センサ９から入力される現在のハンドル角θHとの偏差を求め、この偏差によってハンドル操舵方向及びハンドル操舵量を決定するようになっている。

ここで、上記ハンドル操舵指示決定部２７ｂにおいて、上記ハンドル角θHtは、上記横加速度Ｇycを用いて次式により演算される。
θHt＝±Ｇyc・（１＋Ａ・Ｖ²）・Ｌ・ｎ／Ｖ² …（８）
なお、Ｌ：ホイールベース
Ａ：スタビリティファクタ
である。
また、上記（８）式における、正負の符号は、前方カーブの屈曲方向と上記ハンドル角センサ９から入力されるハンドル角θHの正の方向（本実施の形態では右方向）が同じとき（＋），反対のとき（−）となる。
また、上記スタビリティファクタＡは、次式により求まる。
Ａ＝−（ｍ／２・Ｌ）・（Ｌf・Ｋf−Ｌr・Ｋr）／（Ｋf・Ｋr） …（９）
なお、ｍは、車両質量である。

上記警報音信号生成部２７ｃは、上記ハンドル操舵指示決定部２７ｂで演算されたハンドル操舵指示値（ハンドル操舵方向及びハンドル操舵量）に基づいて上記スピーカ６Ｌ，６Ｒを駆動するための警報音信号を生成する警報音生成手段として形成されている。

すなわち、この警報音信号生成部２７ｃでは、上記ハンドル操舵指示決定部２７ｂからハンドル操舵方向及びハンドル操舵量を示す信号が入力されると、上記左右のスピーカ６Ｌ，６Ｒから出力される警報音の周波数成分と音量レベルとを変化させて基準位置（例えば、ドライバ位置）に対して左右方向の所定位置に音像を定位させるための警報音信号を生成するようになっている。ここで、定位される上記音像は、上記ハンドル操舵方向と同方向であるとともに、上記ハンドル操舵量に応じて上記基準位置からの距離や音量等が所定に変化するようになっている。

次に、本発明の第４の実施の形態による警報音制御を、図８のフローチャートで説明する。ここで、図８中に示すＳ４０１〜Ｓ４０５までの制御は、前述の第３の実施の形態において図６中にＳ３０１〜Ｓ３０５に示した制御に対応するものであり、ここでは説明を省略する。

上記Ｓ４０５で横加速度Ｇycが基準横加速度Ｇy0よりも大きいと判断されＳ４０６に進むと、ハンドル操舵指示決定部２７ｂにおいて上記横加速度Ｇyc，車速Ｖを基に目標ハンドル角θHtを演算し、Ｓ４０７に進む。

上記Ｓ４０７では、上記目標ハンドル角θHtと現在のハンドル角θHとの偏差からハンドル指示値（ハンドル操舵方向，ハンドル操舵量）を求め、Ｓ４０８に進む、
上記Ｓ４０８では、警報音信号生成部２７ｃにおいて上記Ｓ４０７で求めたハンドル操舵方向，ハンドル操舵量に応じた音像を定位するための警報音信号を生成し、Ｓ４０９で、生成された上記警報音信号を上記スピーカ６Ｌ，６Ｒに出力して、例えばドライバ位置に対して左右方向の所定位置に警報音による音像を定位した後ルーチンを抜ける。

このように、本実施の形態によれば、上述の第３の実施の形態で得られる効果に加え、音像によって上記前方カーブに進入する際のハンドル操舵量をドライバに知らせることができるという効果が得られる。

本発明の第１の実施の形態による車両用警報装置の全体構成を示すブロック図 本発明の第１の実施の形態による警報音制御のフローチャート 本発明の第２の実施の形態による車両用警報装置の全体構成を示すブロック図 本発明の第２の実施の形態による警報音制御のフローチャート 本発明の第３の実施の形態による車両用警報装置の全体構成を示すブロック図 本発明の第３の実施の形態による警報音制御のフローチャート 本発明の第４の実施の形態による車両用警報装置の全体構成を示すブロック図 本発明の第４の実施の形態による警報音制御のフローチャート

符号の説明

２１ … 走行環境演算部（走行環境演算手段）
２２，２７ … 警報音制御部
２２ａ，２７ａ … 車両挙動判定部（車両挙動判定手段）
２２ｂ，２７ｂ … ハンドル操舵指示決定部（ハンドル操舵指示決定手段）
２２ｃ，２７ｃ … 警報音信号生成部（警報音信号生成手段）
６Ｌ，６Ｒ … スピーカー（音源）

Claims (2)

1. 車両前方のカーブ形状と道路勾配と路面状態を検出するとともに、車両の走行状態と上記前方カーブ形状と上記道路勾配と上記路面状態とに基づき、車両が上記前方カーブを走行するのに必要な条件を演算する走行環境演算手段と、
   現在の車両の走行状態と上記走行環境演算手段で検出した上記前方カーブ形状と上記道路勾配と上記走行環境演算手段で演算した上記前方カーブを走行するのに必要な条件とに基づき上記前方カーブの通過の難易度を予測する車両挙動判定手段と、
   上記車両挙動判定手段で上記前方のカーブの通過の難易度が高いと判定した際に、上記走行環境演算手段で検出した上記前方のカーブ形状に基づき上記前方のカーブを通過するためのハンドル操舵方向を求めるハンドル操舵指示決定手段と、
   上記ハンドル操舵指示決定手段で求めた上記ハンドル操舵方向に複数の音源から発する警報音の音像を定位させる警報音信号を生成する警報音信号生成手段とを備えたことを特徴とする車両用警報装置。
2. 車両前方のカーブ形状と道路勾配と路面状態を検出するとともに、車両の走行状態と上記前方カーブ形状と上記道路勾配と上記路面状態とに基づき、車両が上記前方カーブを走行するのに必要な条件を演算する走行環境演算手段と、
   現在の車両の走行状態と上記走行環境演算手段で検出した上記前方カーブ形状と上記道路勾配と上記走行環境演算手段で演算した上記前方カーブを走行するのに必要な条件とに基づき上記前方カーブの通過の難易度を予測する車両挙動判定手段と、
   上記車両挙動判定手段で上記前方のカーブの通過の難易度が高いと判定した際に、上記走行環境演算手段で検出した上記前方のカーブ形状に基づき上記前方のカーブを通過するためのハンドル操舵方向及びハンドル操舵量を求めるハンドル操舵指示決定手段と、
   上記ハンドル操舵指示決定手段で求めた上記ハンドル方向に上記ハンドル操舵量に応じて複数の音源から発する警報音の音像を定位させる警報音信号を生成する警報音信号生成手段とを備えたことを特徴とする車両用警報装置。

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