JP4728915B2 - 警報装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、警報装置およびその制御方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、移動体に危険が迫っている等の情報を振動にて乗員に知らせるための警報装置の改良に関する。

近年、自動車事故が起きたときの安全性に関する技術もさることながら、事故そのものを未然に防ぐといういわゆるアクティブセーフティ技術への関心が強く、このようなアクティブセーフティ技術に関する研究や開発も盛んに行われてきている。

このようなアクティブセーフティ技術の一つに、モータなどの振動体を座席に設置しておき、必要時に振動させることによって警報するという体感型の装置に関する技術がある。例えば走行中の車両に対して一定距離内に障害物があることが検出されたとき、モータを振動させてドライバに体感させ、何らかの危険性が生じていることを知らせて事故を未然に防ぐというものである。

このような振動体を利用した警報装置としては、例えば、振動モータをシート座面下のウレタンフォーム（ポリウレタンの樹脂からなるクッション材）内に配置しておき、カメラ等で検出された障害物との距離に応じて振動を強弱させるといった調整を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、シートに乗員が着座していることを検出するためのセンサを併設した警報装置や、運転者がいかなる姿勢であっても必要最小限の振動体で警報するべく運転者とシート座面との接触状態を検出するためのセンサを併設した警報装置なども提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−１９９２９６号公報 特開平１０−４４８９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のような警報装置の場合、乗員の姿勢や体格によっては振動が大きくなり、不快な振動音（いわゆるビビリ音）や作動音が生じることがある。

また、特許文献２に記載のような警報装置の場合には、乗員の着座を検出するためとはいえ、その分だけセンサ等の装置が余分に必要になってしまう。

そこで、本発明は、センサ等の余分な装置を必要とすることなく、振動体の振動が大きくなりすぎるのを抑えて不快な振動音や作動音が生じないようにした警報装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するべく本発明者は種々の検討を行った。上述のごとき振動体は例えばシート座面下のウレタンフォーム（クッション材）の内部に設けられるなどしているが、このような場合、当該振動体が浮いたようないわばフローティングの状態となっているため、振動時に抑えがきかず暴れるように振動することがある。この点に着目した本発明者は、これらの構造等についてさらに検討を重ね、かかる課題の解決に結び付く知見を得るに至った。

本発明はかかる知見に基づくものであり、移動体に関する情報を当該移動体の乗員に振動にて知らせて警報するための警報装置において、乗員が着座するシートのクッション材に設けられた振動体と、移動体に影響を及ぼしうる当該移動体の外部の状況を検出するための検出手段と、該検出手段による検出信号に応じて振動体を振動させる制御手段と、を備え、振動体に対する負荷を表すパラメータを制御手段にて監視し、当該パラメータが所定のしきい値を超えている場合には振動体の出力を制限することを特徴とするものである。

例えば乗員の大腿部がシート座面から離れているような場合、当該シートのクッション材に設けられている振動体にかかる負荷がその分だけ小さくなり、電流値やモータ回転数が増加するなど、当該振動体に対する負荷を表すパラメータに変化が生じる。本発明にかかる警報装置はかかるパラメータを監視しておき、これが所定のしきい値を超えたと判断した場合には振動体の出力を制限する。これによれば、負荷が小さいことに対応して適度に出力を落とすので、警報装置としての機能を損なわずに不快な振動音や作動音が生じるのを抑えることができる。

しかも、この警報装置は、振動体に対する負荷を表すパラメータを監視し、このパラメータに基づき振動体の出力制限を行う。このため、本発明にかかる警報装置においては乗員が着座していることを検出するためのセンサは不要であり、運転者等とシート座面との接触状態を検出するためのセンサも不要である。

上述の場合、パラメータとして振動体を流れる電流値を監視することができる。例えば乗員の大腿部がシート座面から離れているような場合、振動体にかかる負荷が小さくなっていると、当該振動体の電流値が通常よりも大きくなることがある。この点、本発明では振動体自体の電流値を監視しているため、当該電流値が所定のしきい値を超えていると判定すれば出力を制限することができる。

あるいは、パラメータとして振動体を構成するモータの回転数を監視することもできる。例えば上述のように乗員の大腿部がシート座面から離れているような場合、振動体にかかる負荷が小さくなっていると、当該振動体を構成するモータの回転数が通常よりも大きな値となることがある。この点、本発明ではモータ自体の回転数を監視しているため、当該回転数が所定のしきい値を超えていると判定すればモータ出力を制限することができる。

また、上述の発明においては、制御手段により、シートの座面が所定のしきい値を超える状態にまで傾いているかどうかを検出し、所定のしきい値を超える状態にまで傾いている場合には当該傾きに応じて振動体の出力を制限することが好ましい。例えばチルト機構によって座面が傾いている場合、シート下に隙間ができることによって振動体による振動が大きくなり、不快な振動音や作動音が生じやすくなることがある。この点、本発明では、シート座面の傾きをも考慮していることから、座面を傾かせたことによる不快な振動音や作動音を効果的に抑えることができる。

さらに、本発明では、振動体の出力を予め設定しておいた値にまで制限することとしている。

また、制限値は、当該移動体に固有の値として設定されていることも好ましい。不快な振動音や作動音を抑えるために適した制限値は、例えば車両やシートの種別や構造によって異なるし、また種別や構造が同じであっても個体ごとに異なることがある。これを踏まえ、例えば乗員なしの状態で制限値を個別に設定しておくこととすれば、移動体ごとに制限値を最適化することができる。

さらに、本発明にかかる警報装置の制御方法は、移動体に関する情報を当該移動体の乗員に振動にて知らせて警報するための警報装置であって、乗員が着座するシートのクッション材に設けられた振動体と、移動体に影響を及ぼしうる当該移動体の外部の状況を検出するための検出手段と、該検出手段による検出信号に応じて振動体を振動させる制御手段と、を備えた装置に対し、振動体に対する負荷を表すパラメータを制御手段にて監視し、当該パラメータが所定のしきい値を超えている場合には振動体の出力を制限するというものである。

本発明によれば、センサ等の余分な装置を必要とすることなく、振動体の振動が大きくなりすぎるのを抑えて不快な振動音や作動音が生じないようにすることができる。

以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。

図１〜図６に本発明にかかる警報装置の実施形態を示す。本発明にかかる警報装置１は、移動体２に関する情報を当該移動体２の乗員に振動にて警報として知らせる体感式の装置である。本実施形態の警報装置１は、振動体４と、外部状況の検出手段５と、制御手段６とを備えており、振動体４に対する負荷を表すパラメータを監視し、このパラメータの大きさに応じて振動体４の出力を制限する。以下においては、移動体２の一例である自動車車両（以下、車両２という）に本発明にかかる警報装置１を適用した場合について説明する。

車両２におけるシート３は、ドライバをはじめとする乗員のための着座席である。ただし本実施形態におけるこのシート３自体の構成は特に固有のものではなく、一般的に用いられているものと特に変わるところはない。このシート３のうち、座や背もたれの内部には例えばウレタンフォームなどによって形成されたクッション材３ｃが設けられている（図２等参照）。

振動体４は上述のシート３に設けられているもので、振動を介して乗員に警報を知らせるいわゆるバイブレータとして機能するものである。例えば本実施形態では偏芯部材付きのモータをこの振動体４として用いているが（以下、モータ４ともいう）、振動体の具体例が特にこのようなものに限定されることはない。本実施形態の警報装置１においては、このようなモータ４のうちの少なくとも一つは上述したシート３のクッション材３ｃの中に配置されている。このようにクッション材３ｃの中に配置されているモータ４は、特に何か他の変形しない部材に固定されているわけではなく、クッション材３ｃの内部にて浮いたような状態となっている。

検出手段５は、車両２の外部における状況であって当該車両２に影響を及ぼしうるもの、例えば障害物などを検出するためのものである（図１等参照）。検出手段５としては例えばミリ波レーダーやレーザーレーダーといったいわゆる車載レーダーを利用することができるが、本実施形態では赤外線カメラを利用した場合について説明する（以下、カメラ５ともいう）。カメラ５は、例えば車内のバックミラー（ルームミラー）の裏などに配置されており、一定時間間隔で撮影した画像を外部に伝送するように構成されている（図１、図２参照）。

制御手段６は例えばＥＣＵ（Electronic control Unit）によって構成されるもので（以下、ＥＣＵ６ともいう）、カメラ５の検出信号に応じてモータ４の動作の制御も行っている（図１参照）。また、本実施形態におけるＥＣＵ６は、モータ４に対する負荷を表すパラメータを監視（モニタリング）し、当該パラメータが所定のしきい値を超えている場合にはモータ４の出力を制限することとしている。

また、本実施形態における警報装置１はさらに画像処理装置７を備えている（図１参照）。画像処理装置７は上述したカメラ５とＥＣＵ６の間に配置されており、カメラ５から伝送される画像を処理し、当該処理後のデータをＥＣＵ６に送信する。例えば本実施形態の画像処理装置７は、カメラ５から伝送される画像に基づき、対象物が自動車、オートバイ、自転車、歩行者などをいずれかであるかを判別し、さらに、この対象物の相対的な移動速度、当該車両２に対する対象物の移動の方向（角度）の変化などから車両２との距離を算出する。そして、これら算出の結果に基づき、当該車両２から一定の距離以内に位置する動体を障害物だとして認識（検出）する。画像処理装置７による検出結果はＥＣＵ６へと送信される（図１参照）。本実施形態の画像処理装置７には、車両２の移動速度を検出するための手段である車輪の回転速度センサ１０が接続されている（図１参照）。

なお、ここではカメラ５から伝送される画像に基づき対象物を判別することとしているが、例えば自動車や歩行者などの形状を予めパターン化して画像処理装置７に登録しておくといった他の手段を利用することもできる。この場合には、カメラ５により伝送された画像に対しパターンサーチ等の各種処理を行って障害物を仮検出する。その後、仮検出された障害物の画像の大きさから車両２との距離を算出し、当該車両２から所定距離以内に位置する対象物を障害物として認識（検出）する。この処理方法の場合には、例えば停車中の自動車や立ち止まっている人などの静止体も障害物として検出することが可能である。

以上のような一連の処理にて障害物を認識（検出）した場合、ＥＣＵ６は所定の電流を流してモータ４を駆動させる。駆動されたモータ４は振動し、乗員に振動を体感させることによって障害物が一定距離内に存在することを知らしめる。

ここで、本実施形態の警報装置１においては、モータ４に対する負荷を表すパラメータをＥＣＵ６にて監視し続け、当該パラメータが所定のしきい値を超えている場合には当該モータ４への出力を制限することとしている。この内容について説明すると以下のとおりである。

すなわち、乗員がシート３に所定の姿勢にて着座している場合、当該乗員の大腿部や膝裏部がシート３の座面３ｓに接した状態となっていれば、クッション材３ｃの内部に配置されているモータ４にはその分だけ荷重がかかり、ある程度の負荷が作用した状態となる（図３参照）。振動体として用いられているモータ４は、所定範囲の負荷（荷重）が作用している条件下で適度に振動するよう設定されていることから、この状態下で駆動された場合には特に不快な振動音や作動音を生じることなく身体の一部（この場合、下肢）を通じて乗員に振動を体感させ、警報を発することが可能である。

一方、乗員がシート３に着座しているとしても、当該乗員の大腿部や膝裏部がシート３の座面３ｓから離れた状態となっていれば、クッション材３ｃの内部に配置されているモータ４にかかる負荷がその分だけ小さくなり、電流値や回転数が増加した状態で動作することがある（図４参照）。このような場合、モータ４は振動を体感させることができるものの、併せて不快な振動音や作動音を生じることがある。

そこで本実施形態においては、当該モータ４を流れる電流値をパラメータとして監視し続け、状況に応じてモータ出力を適度に落とすことにより、警報装置１としての機能を損なうことなく不快な振動音や作動音が生じるのを抑えることとしている。この場合の処理例をフローチャートを用いて説明すれば以下のとおりである（図５参照）。

まず、当該車両２の外部における障害物を認識（検出）した場合、ＥＣＵ６によって所定の電流を流すことによりモータ４を駆動し、振動による警報動作を開始する（ステップ１）。モータ４が回転して振動している間、当該モータ４に対する負荷を表すパラメータ（この場合、当該モータ４を流れる電流値）をＥＣＵ６によってモニタリング（監視）し続ける（ステップ２）。

ここで、モニタリングしたパラメータ値（電流値）が所定のしきい値を超えているかどうか判断し（ステップ３）、超えていなければ（ステップ３にてＮｏ）、当該モータ４にかかる負荷が適度な範囲内にあるとして振動（警報）を継続する（ステップ５）。

一方、パラメータ値（電流値）が所定のしきい値を超えている場合には（ステップ３にてＹｅｓ）、出力を制限してモータ４の回転数を落とし（ステップ４）、その状態で振動（警報）を継続する（ステップ５）。例えば本実施形態の場合であれば、当該モータ４を流れる電流値を抑えることによって出力の制限を行う。このように、負荷が小さいことに対応して出力を適度に落とすこととすれば、警報装置１としての機能を損なうことなく不快な振動音や作動音を抑えることが可能である。

続いて、振動（警報）がまだ必要かどうかを判断する（ステップ６）。例えば、対象としている障害物が当該車両２から一定の距離内に存在していることを検出し続けている場合には振動（警報）を継続させる（ステップ６にてＹｅｓ）。この場合にはステップ２にループしてパラメータ（電流値）を再びモニタリングする。他方、振動（警報）はもう必要でないと判断すれば（ステップ６にてＮｏ）、振動による一連の警報動作を終了する（ステップ７）。

なお、上述の場合、乗員の大腿部や膝裏部がシート３の座面３ｓから離れた状態となってはいるものの（図４参照）、ある程度の回転数にてモータ４を駆動することとすれば、臀部やもう一方の脚などを通じて乗員に振動を体感させ、あるいは不快ではない振動音や作動音を通じて警報を認識させることが可能である。したがって、本実施形態によれば警報装置１の機能は損なうことなく不快な振動音や作動音を抑えることが可能となっている。

また、本実施形態では、上述のようにモータ４の出力を制限する際、予め設定しておいた値にまで制限することとしている。この場合における制限値はある特定の値に限られるものではないが、一例を挙げれば、当該モータ４に所定の負荷がかかったいわば通常時における電流値をこの制限値とすることが好ましい（図６参照）。例えば、モータ４に所定範囲の荷重がかかった状態下での駆動時の電流値がＩ₀、荷重がかかっていない状態下で達しうる駆動時の電流値がＩ₁であるならば、前者の電流値Ｉ₀を制限値とすることができる。不快な振動音や作動音が生じている場合、電流値を制限値であるＩ₀にまで落とせば通常時と同等程度の回転数に制御して適度な振動を乗員に体感させることが可能である（図６中の矢印参照）。しかも、こうした場合には２値だけの制御となるため比較的な簡単な内容の制御で所定の作用効果を奏することが可能である。さらに付言しておくと、上述した所定のしきい値は、電流値Ｉ₀と電流値Ｉ₁との間の値として適宜設定することが可能である。

なお、以上のような制限値は、車両２ごとに固有の値として設定しておくことも好ましい。不快な振動音や作動音を抑えるために適した電流値（出力）は車両２やシート３の種別や構造によって異なるし、種別や構造が同じであっても例えば使用環境や仕向け等によって個体ごとに異なりうるので、このことを踏まえて車両２ごとないしは当該警報装置１ごとに設定して最適化しておくのがよい。この場合には、例えば乗員なしの状態で制限値Ｉ₀を個別に設定しておくことがさらに好ましい。

また、ここまではモータ４の電流値のみをパラメータとして判断する形態について説明したが、さらに別のパラメータ、例えば当該シート３の座面３ｓの傾き状況を判断材料に加えることも好ましい。例えばいわゆるチルト機構９などの装置によりシート座面３ｓの傾きを調整することが可能なシート３においてはチルトパン９ａを傾斜させるとシート３の裏面とチルトパン９ａとの間の隙間Ｇが生じることがある（図３、図４参照）。このような場合、当該隙間Ｇが生じた影響でモータ４の抑えが効かず、不快な振動音や作動音が大きくなったり生じやすくなったりすることがあるので、座面３の傾き状況なども判断材料に加えればこのような不快な振動音や作動音をさらに抑えやすくなる場合がある。特に図示はしていないが、一例を示せば、図５に示したフローにてパラメータ（電流値）が所定のしきい値を超えていないと判断した場合に（ステップ３にてＮｏ）、さらに座面３ｓの傾き状況を第２のパラメータとして判断し、所定量を超えて傾いていれば隙間Ｇが生じて不快な振動音や作動音が生じやすい状況にあるとして出力を制限する、といったものである。

ちなみに、図３および図４に示したシート３では、当該シート３のフレーム３ｆ上の支点９ｃを中心にしてチルトパン９ａが傾斜可能に設けられている。例えば先端側を上昇させるように動作したチルトパン９ａは、シート３を裏面側から押し上げるようにして座面３ｓを後方側へと傾斜させる（図４参照）。特に図示はしていないが、チルトパン９ａは、駆動モータあるいは手動ダイヤルによる外部からの操作がねじ機構やカム機構などを介して伝達されることによって所定量だけ傾斜するようになっている。また、シート３の座面３ｓが所定のしきい値を超えているかどうかは、当該シート３やチルトパン９ａの位置を検出するセンサ、あるいは駆動モータや手動ダイヤルの操作量を検出するセンサなどによって判断することができる。

ここまで説明したように、本実施形態の警報装置１によれば、振動（警報）時、不快な振動音や作動音を生じうる程度に負荷の少ない状況にあっても、監視し続けているモータ４の電流値の変化に基づいて出力を適度に制限することができる。したがって、警報装置１としての機能は損なうことなく不快な振動音や作動音が生じるのを抑えることが可能である。

しかも、この警報装置１は、振動体４自体の電流値をパラメータとして負荷の程度を判断していることから、乗員が着座しているかどうかを検出するためのセンサは不要であり、乗員とシート３の座面３ｓとの接触状態を検出するためのセンサも不要である。したがって、不快な振動音や作動音を抑えるための装置を別途設ける必要がない。

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば本実施形態ではモータ４を流れる電流値をパラメータとして監視する場合について説明したが、これ以外のパラメータを利用することも可能である。一例を示せば、ロータリエンコーダやホール素子といった回転センサ８を利用して当該モータ４の回転数を検出し、モータ回転数をパラメータとして負荷を判断することもできる（図１参照）。当該モータ４の直上付近に荷重が作用している場合はこれが適度な負荷となって振動が規制されるが、負荷がないときは回転数が増加して不快な振動音や作動音を生じるおそれがある。この点、モータ４の回転数をパラメータとして監視（モニタリング）していれば回転数を適度に調整することによって不快な振動音や作動音を抑えることが可能である。また、この場合には回転センサ８を必要とするが、これら回転センサ８はモータ４に一体化して設けることができるものであり、乗員が着座していることや乗員と座面３ｓとの接触状態を検出するためのセンサを別途設ける場合よりも構成が簡単である。

また、上述した実施形態では本発明を自動車の車両２に適用した場合について説明したがこれも一例に過ぎず、自動車以外の種々の移動体に対しても適用することが当然に可能である。

さらに、本実施形態では検出手段５の具体例としてカメラを例示したがこれも一例に過ぎず、この他、例えばレーザーレーダーやミリ波レーダー等を用いることも可能である。さらには、交差点などに周辺の立体物を検出するインフラ装置（例えばビーコン等）が設置されている場合には、係るインフラ装置から車両２の周囲の物体の情報を通信装置により画像処理装置７に取り込み、画像処理して障害物を検出することも可能である。要は、いずれの検出手段５が利用されている場合であっても当該移動体２に対して本発明を適用することが当然に可能である。

本発明にかかる警報装置の構成例を示すブロック図である。 移動体の一例である自動車車両の概略構成を示す側面図である。 乗員が着座した状態のシートの側面図であって、当該乗員の大腿部や膝裏部が座面に接した状態となっている場合を示しているものである。 乗員が着座した状態のシートの側面図であって、当該乗員の大腿部や膝裏部が座面から離れた状態となっている場合を示しているものである。 警報装置としての機能を損なうことなく不快な振動音や作動音が生じるのを抑えるための処理の一例を示すフローチャートである。 モータ（振動体）における電流値を、負荷のない状態下での電流値Ｉ₁から制限値であるＩ₀にまで落とす様子を示すグラフである。

符号の説明

１…警報装置、２…車両（移動体）、３…シート、３ｃ…クッション材、４…モータ（振動体）、５…カメラ（検出手段）、６…ＥＣＵ（制御手段）

Claims (5)

1. 移動体に関する情報を当該移動体の乗員に振動にて知らせて警報するための警報装置において、
   前記乗員が着座するシートのクッション材に設けられた振動体と、
   前記移動体に影響を及ぼしうる当該移動体の外部の状況を検出するための検出手段と、
   該検出手段による検出信号に応じて前記振動体を振動させる制御手段と、
   を備え、
   前記振動体に対する負荷を表すパラメータを前記制御手段にて監視し、当該パラメータが所定のしきい値を超えている場合には前記振動体の出力を制限し、
   前記制御手段により、前記シートの座面が所定のしきい値を超える状態にまで傾いているかどうかを検出し、前記所定のしきい値を超える状態にまで傾いている場合には当該傾きに応じて前記振動体の出力を制限する
   ことを特徴とする警報装置。
2. 前記パラメータとして前記振動体を流れる電流値を監視することを特徴とする請求項１に記載の警報装置。
3. 前記パラメータとして前記振動体を構成するモータの回転数を監視することを特徴とする請求項１に記載の警報装置。
4. 前記振動体の出力を予め設定しておいた制限値にまで制限することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の警報装置。
5. 前記制限値は、当該移動体に固有の値として設定されていることを特徴とする請求項４に記載の警報装置。

Images