JP5093603B2

JP5093603B2 - 危険状況報知装置

Info

Publication number: JP5093603B2
Application number: JP2008154565A
Authority: JP
Inventors: 敬彦吉永; 一矢渡邊; 優田中; 剛久保山; 淳門脇; 功祐佐藤; 昌宏稲垣; 昇長嶺
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2008-06-12
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2028-06-12
Also published as: JP2009298281A

Description

本発明は、車両内装部材を強制振動させることで危険状況の存在を運転者に報知する危険状況報知装置に関する。

従来、運転者用シートのシートクッションに右側振動体と左側振動体とを異なる部位に夫々設け、運転者用シートのシートバックの幅方向中央部に中央振動体を設け、これらの振動体の動作が障害物を検出する検出センサからの検出信号を受ける制御ユニットによって制御される車両用シート併用型報知システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、走行中に、自車両の後方に他の車両が演算で求めた警報距離よりも近くまで接近したときには中央振動体を駆動する。また、現在走行している走行レーンから右隣のレーンにレーン変更する際に、自車両の右側後方に他の車両が警報距離よりも近くまで接近したときには右側振動体を駆動し、現在走行している走行レーンから左隣のレーンにレーン変更する際に、自車両の左側後方に他の車両が警報距離よりも近くまで接近したときには左側振動体を駆動する。このような報知装置では、シートの特定箇所での振動を感知した場合、その特定箇所の振動を何らかの事象、例えば、「車両左側での障害物の検知」と結びつけるには、事前に特定箇所の振動と何らかの事象とを結びつけるための学習をしておく必要がある。また、運転者が思い込み運転や漫然運転を行っている際に、特定の同一箇所で振動が生じたとしても、多少の違和感を与えることはできても、車両の周囲を見渡そうといった積極的な危険意識を運転者に持たせるのは難しい。

また、車両内装部材の強制振動による障害物報知ではないが、車両に搭載された複数のスピーカを用いて、障害物の位置する方向にその障害物の存在を通知する警告音などの音像を定位させる音響出力装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。このような音像定位による報知装置においても、特定の同一箇所で定位された音を何らかの事象と関連づけるには、事前に音像定位と何らかの事象とを結びつけるための学習をしておく必要がある。また、このような装置でも、運転者が思い込み運転や漫然運転を行っている際に、車両の周囲を見渡そうといった積極的な危険意識を持たせるのは難しい。さらに、障害物の存在を通知する音声を報知することは、運転者がわずらわしいと感じてしまう可能性もある。

特開２０００−２２５８７７号公報（段落番号００２９−００６９、図６、図８）特開２００３−２９９１９９号公報（段落番号００３０−００３１、図１）

実際の車両走行中においては、車体自体が常に走路に応じて振動し、運転者と接触している部材も車体の振動が複雑に作用して常に振動している。よって、特定の同一箇所で振動を励起させても運転者に積極的な危険意識を持たせるのは難しい。
上述した実状に鑑み、本発明の目的は、危険な状況をすばやく確実に運転者に認識させ、運転者自身が危険回避行動をとるように誘導する危険状況報知装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る危険状況報知装置の特徴構成は、車両周辺の危険状況を検出して危険状況検出情報を出力する危険状況検出手段と、前記車両の車室内において互いに間隔を有し、前記車両の運転者に接触しない一方の内装部材、及び、当該一方の内装部材に対して前記運転者に近く、且つ前記運転者に接触する他方の内装部材と、
前記一方の内装部材及び前記他方の内装部材に対して強制振動を同一の振動数となるよう付与する振動機構と、前記危険状況検出情報に基づいて前記内装部材における振動が前記一方の内装部材から前記他方の内装部材へ時間差をもって移行するように前記振動機構を制御する振動機構制御手段とを備えていることにある。

この特徴構成によれば、危険状況検出情報に基づいて、車両内装部材における振動機構によって振動させられる箇所が、ある箇所（内装部材の一方）から他の箇所（内装部材の他方）に移行することになる。つまり、特定の１つの箇所が振動しているのではなく、その振動が移行するので、運転者はその事態を特異な現象として認識することになる。車両走行中において特定の内装部材が振動することはありうるが、その振動が移行するということは通常では起こりえない。人間にとってある現象が移行していくのを認識することは、その現象が不動であることに比べ、不安または危険意識を抱く傾向をもつ。従って、運転者が思い込み運転や漫然運転を行っていたとしても、不安感からその瞬間にブレーキを踏むなどの危険回避行動を行う可能性が高くなる。

また、振動の移行が異なる２つの内装部材（内装部材の一方と内装部材の他方）が明確に異なる部材の場合、それらの異なる内装部材の間を振動が渡ることになるので、その振動の移行が通常では起こりえない特異なものとなり、一瞬にして運転者に強い危険意識を呼び起こすことになる。その結果、運転者が思い込み運転や漫然運転を行っていたとしても、ブレーキを踏むなどの危険回避行動を行う可能性がさらに高まる。

振動機構が内装部材の一方と内装部材の他方とに時間差をもって振動を付与する（開始する）。最初に内装部材の一方が振動し、所定時間後に内装部材の他方が振動することにより、簡単に振動が移行していく現象を作り出すことができる。本発明に係る危険状況報知装置の好適な特徴構成では、前記振動機構制御手段は、前記一方の内装部材における振動がフェードアウトしながら前記他方の内装部材における振動がフェードインするよう構成されていることである。これにより振動の移行がスムーズとなる。

さらに内装部材の一方は内装部材の他方に比べて車両の運転者から離間している。このため、振動は、運転手から離れた箇所からより近い箇所に移行することになる。振動が運転者に向かって移行してくることで、何かが自身に接近するかのような感覚になり、運転者にさらに強い危険意識を呼び起こすことになる。

また、運転者に近いほうである内装部材の他方を運転者と接触する内装部材、例えば運転者シートやステアリングハンドルとするならば、移行してきた振動を運転者は直接触感することになり、より強い振動の移行を認識することができる。

振動機構によって内装部材の一方と内装部材の他方とに付与される振動の振動数が同一である。振動機構によって振動を付与される内装部材の固有振動数などの振動特性が類似していれば、移行前の振動と移行後の振動に相異感がなく、振動のスムーズな移行を実現できる。これに対して、移行前の振動の対象となる箇所または内装部材と移行後の振動の対象となる箇所または内装部材との固有振動数などの振動特性が大きく異なっている場合には、それぞれに同じ振動数を付与しても、結果として生じる振動はそれぞれ大きく異なることになる。従って、そのような場合には、前記箇所の一方と前記箇所の他方とに付与される振動の振動数を個別に選択し、結果として生じる振動がほぼ類似するような構成を採用するとよい。

以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態では、本発明に係る危険状況報知装置は車両に搭載され、車両の周辺の危険状況の一例としての障害物を検出し、検出された障害物と車両との間で起こりえる危険を運転者に認知させる障害物報知装置として構成されている。

図１と図２に車両１の基本構成が示されている。運転席３の周辺には、回転操作力を前車輪２ｆに伝えて駆動操向を行うステアリングハンドル４、走行速度を制御するシフトレバー５やアクセルペダル６、前車輪２ｆ及び後車輪２ｒに制動力を作用させるブレーキペダル７が配置されている。さらに、運転席３の近傍のフロントパネル１０ａにはモニタ１１が備えられている。モニタ１１の両側面にはスピーカ１１ａが備えられている。尚、スピーカ１１ａはドアの内側やその他の車両内装面に設けてもよい。モニタ１１は、バックライトを備えた液晶式のものである。なお、モニタ１１はナビゲーションシステムの表示装置としても用いられる。

車両１の後端には、車両後方周辺を撮影するカメラ８が備えられている。もちろん、さらに車両前方や車両側方を撮影するカメラを設けてもよい。バックカメラ８はＣＣＤ（charge coupled device）やＣＩＳ（CMOS image sensor）などの撮像素子を内蔵するとともに、撮影した情報をリアルタイムで動画情報として出力するデジタルカメラである。カメラ８は、例えば左右１４０度の視野を有する広角レンズを有し、例えば約３０度の俯角を有して設置され、車両１の後方約８ｍ程度までの領域を撮影することができる。

ステアリング４の操作系にはステアリングセンサ１４が備えられ、ステアリング操作方向と操作量とが計測される。シフトレバー５の操作系にはシフト位置センサ１５が備えられ、シフト位置が判別される。アクセルペダル６の操作系にはアクセルセンサ１６が備えられ、操作量が計測される。ブレーキペダル７の操作系にはブレーキセンサ１７が備えられ、操作の有無などが検出される。

また、この車両１の適当な箇所に、この実施形態では車両後面部と側面部と前面部とにそれぞれ２個の障害物センサ９が設けられている。障害物センサ９は、例えば、車両の周囲に存在する障害物を検出するミリ波レーダや画像認識装置等を利用して構成される。さらに、移動距離センサとして、前車輪２ｆ及び後車輪２ｒの少なくとも一方の回転量を計測する回転センサ１２が備えられている。

図２と図３とに示されているように、この実施形態では、内装部材の一例としてのフロントパネル１０ａにおけるステアリングハンドル４の前方に位置する箇所の裏面またはそれを支持しているフレームに第１振動アクチュエータ６１が装着されている。さらに、内装部材の一例としてのステアリングハンドル４の左手グリップ箇所周辺と右手グリップ箇所周辺とに第２振動アクチュエータ６２が装着されている。第１振動アクチュエータ６１は圧電素子を振動源として構成することができる。また、エネルギーの大きな振動を必要とする場合には、ソレノイドによる往復運動される打撃部材による打撃を振動源とする構成や、電動モータの回転軸に設けられた偏芯打撃部材による打撃を振動源とする構成などを採用することができる。第２振動アクチュエータ６２はスペースの関係から圧電素子を振動源として構成することが最適であり、さらに圧電素子として可撓性の高分子圧電シートを採用するのが好ましい。

２０は、車両１における各種電子制御を行うＥＣＵ（electronic control unit）を内蔵している電子制御ボックスである。本発明に特に関係するいくつかのＥＣＵの機能を模式的に示す機能ブロック図が図４に示されている。各ＥＣＵは、コンピュータを中核要素として構成されており、そのネットワーク機能を用いて相互のデータ伝送が可能となっている。図４には、ＥＣＵとして、車両状態検出ＥＣＵ３０と、ナビゲーションＥＣＵ４０と、危険状況報知ＥＣＵ５０とが示されている。

車両状態検出ＥＣＵ３０は、種々の車両状態に関する情報を生成する機能を有するが、本発明に特に関するものとして、障害物センサ９や各種センサ１２、１４〜１７などの出力信号に基づいて車両周辺の危険状況を検出する危険状況検出手段３１が備えられている。ただし、この実施形態では、危険状況検出手段３１は、障害物センサ９などの出力信号に基づいて障害物までの距離と方向及び車両１との相対位置関係を演算して、衝突の可能性のある障害物を検出する障害物検出部３１として構築されている。また、カメラ８からの撮影画像を画像処理して注意すべき対象や障害物の検出に利用することも可能である。障害物検出部３１で生成された危険状況検出情報（この実施形態では以後障害物検出情報と称する）は、危険状況報知ＥＣＵ５０や、ここでは図示されていない乗員保護ＥＣＵなどに送られる。

ナビゲーションＥＣＵ４０は、この車両１に装備されているカーナビゲーションシステムの制御ユニットである。ナビゲーションＥＣＵ４０は、その入力系として地図情報を与える地図データベース４１と、自車位置情報を与えるＧＰＳユニット４２とが接続されており、入力系としてモニタ１１とスピーカ１１ａが接続されている。なお、ここでは図示されていないが、より正確な自車位置を取得するため、ナビゲーションＥＣＵ４０には、ジャイロセンサなどの方位センサからの方位情報や距離センサ（回転センサ１２で兼用することができる）からの走行距離情報も与えられる。

危険状況報知ＥＣＵ５０は、図４に示すように、振動機構制御手段５１と、オーディオ制御手段５２とを備えている。振動機構制御手段５１は、上述した第１振動アクチュエータ６１と第２振動アクチュエータ６２とをそれぞれ振動ドライバ６９を介して個別に制御することができる。ここでは、第１振動アクチュエータ６１と第２振動アクチュエータ６２とそれぞれの振動ドライバ６９とによって車両内装部材の所定箇所に振動を生じさせる振動機構６０が構成されている。この実施形態では、振動機構制御手段５１は、車両状態検出ＥＣＵ３０の障害物検出部３１から送られてきた障害物検出情報に基づいて、第１振動アクチュエータ６１が装着されたフロントパネル１０ａの所定箇所を第１振動アクチュエータ６１によって振動させ、さらに第２振動アクチュエータ６２が装着されたステアリングハンドル４の所定箇所を第２振動アクチュエータ６２によって振動させることで、フロントパネル１０ａからステアリングハンドル４に振動が移行しているように運転者に感じさせる。このような振動の移行は、障害物検出部３１によって検出された障害物と車両１との間で起こりうる危険を運転者に感じ取らせることに寄与する。

オーディオ制御手段５２は、オーディオドライバ５３を介して事前に設定されている所定の音をスピーカ１１から鳴らすことができる。従って、このオーディオ制御手段５２は、振動機構６０によるフロントパネル１０ａの所定箇所とステアリングハンドル４の所定箇所とにおける振動発生時に、その振動をより運転者に感じ取らせるために、スピーカ１１ｂから振動効果音を鳴らすことも可能である。

次に、図５に示されたタイムチャート図を用いて、振動機構制御手段５１における振動機構６０に対する動作制御をより詳しく説明する。
振動機構制御手段５１が、障害物検出部３１から送られてきた障害物検出情報を評価して、障害物検出部３１によって検出された障害物が車両１との間で危険を生じさせると判定した場合、第１振動トリガーを生成し、振動ドライバ６９を介して、前もって設定された持続時間：Ｔを有する振動を第１振動アクチュエータ６１に発生させる。さらに、第１振動トリガーの生成から、時間差：ＴＴをもって第２振動トリガーを生成し、振動ドライバ６９を介して、前もって設定された持続時間：Ｔを有する振動を第２振動アクチュエータ６２に発生させる。この例では、第１振動アクチュエータ６１による振動から第２振動アクチュエータ６よる振動への移行をフェードアウト・フェードインで行う。このため、第２振動トリガーのタイミングで、第１振動アクチュエータ６１の振動ドライバ６９に対して、（Ｔ−ＴＴ）の時間長さを有するフェードアウト信号を与えることで、第１振動アクチュエータ６１による振動をフェードアウトする。同様に、第１振動トリガーのタイミングで、第２振動アクチュエータ６２の振動ドライバ６９に対して、（Ｔ−ＴＴ）の時間長さを有するフェードイン信号を与えることで、第２振動アクチュエータ６２による振動をフェードインする。これにより、フロントパネル１０ａからステアリングハンドル４への振動の移行がスムーズに行われる。第１振動アクチュエータ６１による振動と２振動アクチュエータ６２による振動との振動数は同一でよいが、フロントパネル１０ａとステアリングハンドル４とで運転者が感じる振動が感覚的に類似するように、それぞれの振動数を事前に設定しておいてもよい。また、第１振動アクチュエータ６１による振動と第２振動アクチュエータ６よる振動を１回限りではなく、所定繰り返し時間でもって、複数回繰り返して、振動の移行を繰り返してもよい。なお、第１振動アクチュエータ６１による振動から第２振動アクチュエータ６よる振動への移行においてフェードアウト・フェードインを行わない場合、上記持続時間：Ｔと上記時間差：ＴＴを同一にすると、振動移行に途切れがなくなる。

なお、本発明による危険状況報知装置は、思い込み運転や漫然運転を行っている運転者に危険が起こるかもしれないと認識させることを意図しているので、振動機構６０によって作り出される移行する振動の周波数（振動数）は、心理的に怖れないしは不安を呼び起こしやすいといわれている低周波が適している。

〔その他の実施形態〕
（１）
上述した実施形態では、移行していく振動を作り出すため第１振動アクチュエータ６１と第２振動アクチュエータ６２の２つの振動アクチュエータだけが用いられていたが、もちろん３個以上の振動アクチュエータを用いることも可能である。この場合、振動の移行がより精度よく行われるという利点が得られる。
（２）
図６は、振動機構６０の別な実施形態における図２に対応する運転席前方の説明図である。この実施形態では、先の実施形態に比べて、ステアリングハンドル４に装着されていた第２振動アクチュエータ６２に代えて、フロントパネル１０ａの運転席３から第１振動アクチュエータ６１より離れたフロントパネル１０ａの左側内装部材に第３振動アクチュエータ６３が装着されていることで異なっている。つまり、この実施形態では、フロントパネル１０ａの左側内装部材と右側内装部材とが振動機構６０によって加振される構成となっている。従って、障害物検出情報に基づいて運転者に起こりうる危険を認識させる場合には、まず、第３振動アクチュエータ６３によりフロントパネル１０ａの左側内装部材（運転者の左前方）を振動させ、次いで第１振動アクチュエータ６１によりフロントパネル１０ａの右側内装部材（運転者の正面前方）を振動させることで、振動の移行を運転者の視野内で行っている。
（３）
図７は、振動機構６０のさらに別な実施形態における図１に対応する、車両の一部を切り欠いて運転席を見た斜視図である。この実施形態では、まず、ステアリングハンドル４の左手グリップ箇所周辺と右手グリップ箇所周辺とに第２振動アクチュエータ６２が装着されている。この第２振動アクチュエータ６２を中心として、正面前方に第１振動アクチュエータ６１、左前方に第３振動アクチュエータ６３、左側方に第４振動アクチュエータ６４、右側方に第５アクチュエータ６５、左後方に第６アクチュエータ６６、右後方に第７振動アクチュエータ６７が配置されている。第１振動アクチュエータ６１と第３振動アクチュエータ６３とはフロントパネル１０ａに装着されている。第４振動アクチュエータ６４は内装部材としての左ドアパネル１０ｂに装着され、第５アクチュエータ６５は内装部材としての右ドアパネル１０ｃに装着されている。第６振動アクチュエータ６６と第７振動アクチュエータ６７とは内装部材としてのバックパネル１０ｄに装着されている。またこの実施形態では、障害物検出情報には検出された障害物の運転席３からの方向が含まれている。従って、振動機構制御手段５１は、検出された障害物の方向に対応させて、振動が運転者（実際はステアリングハンドル４）に移行するように振動機構６０を振動させる。例えば、左側方に障害物が検出された場合には、まず、第４振動アクチュエータ６４により左ドアパネル１０ｂを振動させ、次いで第２振動アクチュエータ６２によりステアリングハンドル４を振動させることで、振動の移行方向と障害物の検出方向を対応させている。これにより、運転者は車両１の左方周辺領域に注意を払うことになる。
（４）
本発明は、上述した種々の実施形態で特定されていた振動アクチュエータの装着箇所に限定しているわけではない。本発明の枠内で各種車両内装部材の任意の箇所に振動アクチュエータを装着し、当該箇所を振動させてもよい。
（５）
上述した実施形態では、障害物となる物体を検知することに本発明が適用されていたが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、画像認識などにより信号機や道路標識を検知し、これを運転者に速やかに認知させることで、信号機や道路標識の見過ごしを回避する目的にも適用可能である。また、ナビゲーションＥＣＵ４０と車両状態検出ＥＣＵ３０との連携で、車両が正規の道路から逸脱する可能性があることが検出された場合に、これを回避するために本発明の危険状況報知装置を適用することも可能である。

車両の一部を切り欠いて運転席を見た斜視図運転席前方の説明図振動アクチュエータの配置を説明するための車両側面模式図本発明の危険状況報知装置の制御ユニットである危険状況報知支援ＥＣＵとこれに連携するＥＣＵにおける機能を示す機能ブロック図振動機構制御手段による振動機構の制御の一例を示すタイムチャート図別な実施形態における運転席前方の説明図さらに別な実施形態における、車両の一部を切り欠いて運転席を見た斜視図

４ステアリングハンドル（内装部材の一例）
９障害物センサ
１０ａフロントパネル（内装部材の一例）
１１ｂスピーカ
３０車両状態検出ＥＣＵ
３１危険状況検出手段（障害物検出部）
４０ナビゲーションＥＣＵ
５０危険状況報知ＥＣＵ
５１振動機構制御手段
５２オーディオ制御手段
６０振動機構
６１第１振動アクチュエータ
６２第２振動アクチュエータ
６３第３振動アクチュエータ
６９振動ドライバ

Claims

車両周辺の危険状況を検出して危険状況検出情報を出力する危険状況検出手段と、
前記車両の車室内において互いに間隔を有し、前記車両の運転者に接触しない一方の内装部材、及び、当該一方の内装部材に対して前記運転者に近く、且つ前記運転者に接触する他方の内装部材と、
前記一方の内装部材及び前記他方の内装部材に対して強制振動を同一の振動数となるよう付与する振動機構と、
前記危険状況検出情報に基づいて前記内装部材における振動が前記一方の内装部材から前記他方の内装部材へ時間差をもって移行するように前記振動機構を制御する振動機構制御手段とを備えた危険状況報知装置。
前記振動機構制御手段は、前記一方の内装部材における振動がフェードアウトしながら前記他方の内装部材における振動がフェードインするよう構成される請求項１に記載の危険状況報知装置。
前記一方の内装部材は、前記車両のフロントパネルである請求項１又は２に記載の危険状況報知装置。
前記一方の内装部材は、前記車両のドアパネルである請求項１又は２に記載の危険状況報知装置。