JPH06247245A - 車間距離警報装置、および車間距離制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 前方車間距離が設定値以下になった場合に運
転者に警告を発する車間距離警報装置に関し、空荷の車
体に大きな重量を搭載した場合でも、現実的に安全な車
間距離が設定され、追突事故を有効に防止できる車間距
離警報装置を提供することを目的とする。 【構成】 自車輛から先行車輛までの距離を計測する距
離計測手段１１と、予め定めた設定値に対して該距離を
比較し、該距離が前記設定値以下になった場合に警報信
号を発生する識別手段１２と、自車輛に搭載された重量
を計測可能な重量計測手段１４と、計測された搭載重量
に基づいて前記設定値を調整する設定値調整手段１５
と、を有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、前方車間距離が設定値
以下になった場合に運転者に警告を発する車間距離警報
装置、および、前方車間距離が設定値以下になった場合
に自車輛を減速させる車間距離制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】乗用車やトラックにおける安全走行のた
めの装備として、前方車間距離が設定値以下になった場
合に運転者に警告を発する車間距離警報装置、および、
前方車間距離が設定値以下になった場合に自車輛を減速
させる車間距離制御装置が提案されている。これらの装
置では、自車輛から前方の先行車輛までの車間距離を計
測する非接触型の距離計測器が車輛の前部分に配置さ
れ、計測された車間距離を所定の設定値に比較して、車
間距離が危険状態にあるか否かを識別する。

【０００３】ここで、非接触型の距離計測器としては、
数１０ＧHz帯の電波を用いたレーダー装置、可視光〜赤
外線領域の光を用いた距離計、超音波を用いた距離計等
の応用が検討されている。

【０００４】車間距離警報装置および車間距離制御装置
において、計測された車間距離を比較すべき設定値は、
例えば、６０ｍ等の固定値としてもよいが、現実的に
は、運転者が危険の判断を開始した瞬間から、ブレーキ
を操作して、その後に自車輛が実際に停止するまでの走
行距離に応じて定めるべきである。

【０００５】何故なら、固定値では、低速走行時の過大
な車間距離に対して他車輛の割り込みを誘発し、高速走
行時には安全な車間距離を割り込む等、安全のための装
置が逆に危険を招くからである。

【０００６】つまり、車間距離警報装置および車間距離
制御装置は、安全が必要十分に確保され得て、しかも熟
練した運転者の常識や感覚に適合した車間距離に基づい
て動作する必要があり、運転者の常識や感覚を掛け離れ
た動作では装置に対する信頼性が失われて、装備されて
いても使用されなくなる可能性が高い。

【０００７】従って、人間の反応時間の期待値や、それ
ぞれの乗用車やトラックにおける個々の制動性能に基づ
いて設定値が定められる。設定値は、車速センサにより
求めた車輛速度や、路面センサにより求めた路面の乾
湿、積雪、凍結等の環境情報に基づいて調整されてもよ
い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車輛のブレ
ーキを運転者が操作してから、実際に車輛が停止するま
での制動距離は、車輛全体の重量（慣性）に依存するか
ら、当然、車輛に搭載される人や荷物の重量にも強く依
存する。例えば、満載状態のトラックでは、５０km／hr
からの制動距離が空荷のトラックに比較して１０％以上
大きくなる。

【０００９】また、満載状態で強いブレーキングを行う
と、車輛全体の慣性によって車輛姿勢がスピンしてステ
アリング制御が不能になり、路上で車輛が横転に至る場
合もある。従って、安全上、ゆっくりとしたブレーキン
グを行う必要があり、現実的に必要な制動距離は、空荷
の場合に比較してかなり増大する。つまり、車輛の搭載
重量が大きい場合には、空荷の場合に比較して、かなり
前方からブレーキ操作を開始する必要がある。

【００１０】そして、この搭載重量に関する車間距離の
適否判断の感覚や具体的なブレーキング操作技術は、か
なりの熟練を要求し、熟練した運転者でも往々にして判
断や操作を誤り易いものである。

【００１１】しかし、上述の車間距離警報装置や車間距
離制御装置では、少なくとも、空荷の車体に後から追加
される重量を加味した設定値の決定をしておらず、(1)
トラックであれば空荷の場合でも満載状態の場合でも、
(2) 乗用車であれば１人乗車の場合でも６人乗車の場合
でも、一律の設定値が定められる。

【００１２】従って、空荷の車体に後から追加される重
量が大きくて、空荷の車体重量に比較して無視できない
レベルに達すると、運転者が危険を認知してブレーキを
操作しても、先行車輛に追突する以前には、安定した車
輛停止を達成できない可能性がある。つまり、車間距離
警報装置や車間距離制御装置が追突事故の防止という本
来の目的を果たせなくなる。

【００１３】本発明は、空荷の車体に大きな重量を搭載
した場合でも、現実的に安全な車間距離が設定され、追
突事故を有効に防止できる車間距離警報装置、および車
間距離制御装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】図１は、請求項１の発明
の基本的な構成の説明図である。図１において、請求項
１の車間距離警報装置は、自車輛から先行車輛までの距
離を計測する距離計測手段１１と、予め定めた設定値に
対して該距離を比較し、該距離が前記設定値以下になっ
た場合に警報信号を発生する識別手段１２と、を有する
車間距離警報装置において、自車輛に搭載された重量を
計測可能な重量計測手段１４と、計測された搭載重量に
基づいて前記設定値を調整する設定値調整手段１５と、
を設けたものである。

【００１５】図２は、請求項２の発明の基本的な構成の
説明図である。図２において、請求項２の車間距離制御
装置は、自車輛から先行車輛までの距離を計測する距離
計測手段２１と、予め定めた設定値に対して該距離を比
較し、該距離が前記設定値以下になった場合に減速を指
示する識別手段２２と、該減速の指示に基づいて自車輛
の速度を変化させる速度制御手段２３と、を有する車間
距離警報装置において、自車輛に搭載された重量を計測
可能な重量計測手段２４と、計測された搭載重量に基づ
いて前記設定値を調整する設定値調整手段２５と、を設
けたものである。

【００１６】

【作用】図１において、請求項１の車間距離警報装置で
は、空荷の車体に搭載される重量（人数や貨物量）に応
じて設定値が調整され、空荷の車体重量に搭載重量を加
えた車輛全体の重量に対して妥当な車間距離が、設定値
として、警報信号の発生−非発生の判断に使用される。
従って、空荷の車体重量に比較して無視できない重量を
搭載している場合には、空荷の場合に比較してかなり長
い車間距離で警報信号が出力されるから、運転者が危険
を認知してブレーキを操作すれば、先行車輛に追突する
以前に、自然な減速を経て安定的に自車輛を停止でき
る。

【００１７】距離計測手段１１は、電波を用いたレーダ
ー装置や、光または超音波を用いた距離計等で構成で
き、自車輛の進行方向に位置する障害物（ガードレー
ル、岩壁等）や走行中の先行車輛までの現実の距離を非
接触な状態で計測する。識別手段１２は、設定値調整手
段１５で定められた、自車輛の安定した停止が保証され
得る設定値に対して、計測された現実の距離を比較し、
現実の距離が設定値を割り込んで、安全で安定した停止
が保証され得ない場合に、警報信号を発生する。

【００１８】識別手段１２からの警報信号に基づいて、
音や光や機械振動を用いた刺激が形成され、運転者に向
かって出力される。運転者は、この刺激を通じて前方に
危険があることを認知し、前方に注意を集中して危険の
内容を判断し、必要に応じて自車輛の減速、ステアリン
グ操作による追越しや進路変更を実行して、危険を回避
する。

【００１９】音を用いて刺激を形成する場合、例えば、
現実の距離が短かくて危険の度合いが強い程、音量や断
続の繰り返し周波数を大きくして、運転者に対する警告
の度合いを反映させてもよい。

【００２０】重量計測手段１４は、(1) シャーシから地
表までの距離を計測する距離計、(2) 荷台を支持させた
重量計、(3) 車体全体の重量を支持するサスペンション
（ショックアブソーバ）の負荷部分に設けた歪ゲージ重
量計、(4) エンジン出力に対する車体の加速度の大きさ
の解析装置、(5) 等速度走行時の動輪軸のねじれ角度の
計測装置、(6) 道路の曲がり部分における曲率半径と速
度と遠心力（シャフトのスラスト荷重）の関係の解析装
置等で構成できる。

【００２１】これらの装置が搭載重量を含めた車輛全体
の重量を計測する場合には、空荷状態の重量を差し引い
て車輛に搭載された重量を見積もることが可能である。
設定値調整手段１５では、例えば、空荷の車輛における
安全な車間距離を最低基準にして、搭載重量が大きいほ
ど長い割増しの車間距離を追加する。

【００２２】重量計測手段１４は、測定原理や測定位置
が異なるものを複数配置し、それぞれの測定値の平均か
ら搭載重量を求めてもよい。しかし、荷物と乗客の割
合、荷台上における貨物の重心位置等の影響で複数の重
量計測手段１４の測定値が異なる場合を考えれば、安全
上は、測定値の最大値を採用するのが好ましい。

【００２３】重量計測手段１４は、走行中の刻々の搭載
重量を計測し、設定値調整手段１５が刻々の搭載重量に
基づいて刻々の設定値に反映してもよい。しかし、運転
中に搭載重量が変化することは稀で、運転中は運転に伴
う加速度が正確な搭載重量の計測を妨げるから、(1) 運
転開始直前に搭載重量の計測を完了し、この計測値を運
転終了まで利用する、(2) 運転中の停止ごとに搭載重量
の計測を実施し、この計測値を次回の停止まで利用す
る、こととしてもよい。

【００２４】設定値調整手段１５は、単純な例では、固
定された６０ｍの設定値に対して搭載重量による割増量
を加算する。設定値調整手段１５は、現実的には、車速
センサにより求めた車輛速度や、路面センサにより求め
た路面の乾湿、積雪、凍結等の環境情報に基づいて調整
された設定値に対して、さらに、搭載重量による割増し
付きの係数を乗算する。また、(1) 搭載重量による影響
を重く見て搭載重量の二乗に比例した係数を乗算する、
(2) 車速が大きい際の搭載重量の影響を重く見て搭載重
量と車速の積に比例した係数を乗算する、等としてもよ
い。

【００２５】図２において、請求項２の車間距離制御装
置では、空荷の車体に搭載される重量（人数や貨物量）
に応じて設定値が調整され、空荷の車体重量に搭載重量
を加えた車輛全体の重量に対して妥当な車間距離が、設
定値として、車間距離の自動調整に使用される。従っ
て、空荷の車体重量に比較して無視できない重量を搭載
している場合には、空荷の場合に比較してかなり長い車
間距離を設定し、これ以下にならないように自車輛の速
度を調整する。

【００２６】速度制御手段２３は、自車輛の車輪を駆動
する動力装置（例えばガソリンエンジン）の出力を調整
して必要な速度調整を達成させる。

【００２７】距離計測手段２１は、走行中の先行車輛ま
での現実の距離を非接触な状態で計測する。識別手段２
２は、設定値調整手段２５で定められた、自車輛の安定
した停止が保証され得る設定値に対して、計測された現
実の距離を比較する。そして、現実の距離が設定値以下
になって、安全で安定した停止が保証され得ないと判断
された場合には、速度制御手段２３に対して自車輛の減
速を指示する。速度制御手段２３は、識別手段２２から
の減速の指示に基づいて自車輛の速度を変化させる。

【００２８】識別手段２２と速度制御手段２３は、自車
輛と先行車輛の車間距離を常に一定に維持する制御を行
ってもよい。すなわち、先行車輛に自車輛が接近した場
合に自車輛の速度を減じる制御に加えて、先行車輛から
自車輛が離れた場合に自車輛を加速して速度を増加させ
る制御を付加する。しかし、この場合、(1) 先行車輛の
加速に追従して、運転者の技量を越えた加速や高速走行
を強要される、(2) 先行車輛が車線変更して距離計測手
段２１に感知されなくなると同時に自車輛が急加速され
る、等の可能性があるから、加速時における自車輛の加
速度や速度に制限を設けて、この制限を優先して車間距
離を調整させることが望ましい。

【００２９】また、減速時においても、道路の曲線部分
で隣接車線を走行する車輛やカーブミラーが距離計測手
段２１の感応エリアに侵入すると、追突する危険性が無
いにもかかわらず、自車輛が不必要に急減速される可能
性がある。従って、ステアリングが操作された後の一定
期間は、識別手段２２と速度制御手段２３を通じた車間
距離の制御を中断させてもよい。

【００３０】重量計測手段２４は、車輛の搭載重量を計
測する。設定値調整手段２５は、空荷の車輛に付加され
た搭載重量が減少させた車輛の制動性能を見積もり、空
荷の車輛における安全な車間距離に、制動性能の減少量
に見合った割増しの車間距離を追加する。

【００３１】

【実施例】図３は自車輛の走行状態の説明図、図４は実
施例の車間距離警告装置のブロック図、図５は図４の演
算部における処理のフローチャート、図６は図４の重量
センサおよび対地距離センサの説明図である。図６中、
(a) は重量センサ、(b) は対地距離センサである。ここ
では、６０ＧHz帯の電波を用いたレーダ装置を利用して
車間距離を計測し、実測された車間距離を、重量センサ
および対地距離センサで求めた搭載重量に応じて補正し
た設定値に比較して、警報ブザーの動作、非動作を決定
している。

【００３２】図３において、自車輛３１の前面には、６
０ＧHz帯の電波を用いて車間距離を計測するレーダーセ
ンサ３２が配置される。レーダーセンサ３２は、強い指
向性を持たせた送出波を前方に放射して、自車輛の前方
１００ｍ程度を限界とする感応エリア３３を形成する。
レーダーセンサ３２は、感応エリア３３内に先行車輛３
４（正確には一定の大きさ以上の金属物体）が侵入した
場合には、先行車輛３４からの反射波を検知し、送出波
と反射波を比較して、車間距離ＬＲに応じた電圧信号を
発生するが、それ以外の場合には非検知の信号を出力す
る。

【００３３】図４において、演算部４５の入力側には、
レーダーセンサ３２、速度−車間距離関数選択部４１、
車速センサ４２、重量センサ４３、対地距離センサ４４
が接続され、出力側には、警報ブザー４６が接続され
る。各入力の電圧アナログ信号は、演算部４５の初段で
サンプリングされて二進数の標本値に変換され、演算部
４５の中では、デジタル演算によって各処理が遂行され
る。

【００３４】演算部４５は、(1) 速度−車間距離関数選
択部４１で選択された関数Ｆに、車速センサ４２で計測
した車速ｖを代入して、車速ｖに応じた基準警報距離レ
ベルである基本距離ｌを計算し、(2) 重量センサ４３で
求めた搭載重量Ｗから重量補正値ＫＷを計算し、(3) 対
地距離センサ４４で求めた車高ｈから車高補正値Ｋｈを
計算し、(4) 重量補正値ＫＷおよび車高補正値Ｋｈに基
づいて基本距離ｌを補正して補正距離Ｌを求め、(5) レ
ーダーセンサ３２で実測した車間距離ＬＲを補正距離Ｌ
に比較して、車間距離ＬＲが補正距離Ｌに満たない場合
に、警報ブザー４６を作動させる。

【００３５】また、重量センサ４３で求めた搭載重量
Ｗ、および対地距離センサ４４で求めた車高ｈは、車輛
のイグニッションスィッチをＯＮしたタイミングで演算
部４５に取り込まれ、その後は、一定時間以上の停止が
あるごとに取り込まれて更新される。車速センサ４２
は、スピードメータの動作信号を形成する系統のものと
共用される。

【００３６】図５において、ステップ５１では、テーブ
ル５１Ａの３つの関数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３のうち、速度−
車間距離関数選択部４１で選択された１つに車速ｖが代
入されて、基本距離ｌが計算される。また、ステップ５
２では、テーブル５２Ａの関係に搭載重量Ｗを代入して
重量補正値ＫＷが計算され、ステップ５３では、テーブ
ル５３Ａの関係に車高ｈを代入して車高補正値Ｋｈが計
算される。

【００３７】テーブル５１Ａの関数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３に
よる基本距離ｌは、空荷の状態で安定な停止を確保でき
る車間距離を満たしており、基本距離ｌに重量補正値Ｋ
Ｗまたは車高補正値Ｋｈを乗算すれば、搭載重量Ｗによ
って割増しすべき距離を含んだ補正距離Ｌが与えられ
る。ステップ５４では、重量補正値ＫＷと車高補正値Ｋ
ｈのうちで大きいほうを選択しており、小さいほうは、
補正距離Ｌの決定に関与しない。

【００３８】図６(a) において、重量センサ４３は、振
子式に懸架された車軸６３を支持するコイルばね６４の
たわみ量を測定して、車体６２からコイルばね６４、車
軸６３、タイヤ６１を経て地表６０まで伝達される車体
６２の重量を計測する。重量センサ４３は、空荷状態の
車体６２に対して原点を定めており、車体６２に搭載さ
れた人数、荷物、燃料等の重量に応じた変位量を電圧情
報に変換する。

【００３９】図６(b) において、対地距離センサ４４
は、車体６２から地表６０までの距離を計測する。対地
距離センサ４４は、地表６０に向かって超音波を放射
し、反射された超音波を検出して、送出波と反射波の位
相を比較して距離を求め、距離量に応じた電圧情報を出
力する。

【００４０】図７は実施例の車間距離制御装置のブロッ
ク図、図８は図７の演算部における処理のフローチャー
トである。ここでは、重量センサで求めた搭載重量と車
体の前後の傾斜量に応じて補正した設定値に実測された
車間距離を比較して、エンジン制御における加速−減速
を指示する。

【００４１】図７において、演算部７７の入力側には、
レーダーセンサ７１、車速センサ７２、速度−車間距離
関数選択部７３、一定車速設定部７４、傾斜センサ７
５、重量センサ７６がそれぞれ接続され、出力側には、
スロットル制御部７８が接続される。スロットル制御部
７８の出力側はエンジン７９に接続され、エンジン７９
は、演算部７７の指示に基づいて作動され、エンジン７
９の出力状態に応じて車輛は、加速され、一定速度を維
持し、または減速される。

【００４２】演算部７７は、各入力に基づいて、(1) 速
度−車間距離関数選択部７３で選択された関数Ｆに、車
速センサ７２で計測した車速ｖを代入して、車速ｖに応
じた基本距離ｌを計算し、(2) 重量センサ７６で求めた
搭載重量Ｗから重量補正値ＫＷを計算し、(3) 傾斜セン
サ７５で求めた進行方向の路面の傾斜角λから傾斜補正
値Ｋλを計算し、(4) 重量補正値ＫＷおよび傾斜補正値
Ｋλに基本距離ｌを乗算して補正距離Ｌを求め、(5) レ
ーダーセンサ３２で実測した車間距離ＬＲを補正距離Ｌ
に比較し、車間距離ＬＲが補正距離Ｌに満たない場合に
は、スロットル制御部７８に減速を指示する。また、車
間距離ＬＲが補正距離Ｌを越えていても車速ｖが設定速
度Ｖ以上であれば一定速度の走行を優先させ、車間距離
ＬＲが補正距離Ｌを越えていて車速ｖが設定速度Ｖ以下
の場合のみスロットル制御部７８に加速を指示する。

【００４３】傾斜センサ７５は、車輛の前方に向かう垂
直面内で電波を走査して、路面からの反射波を検知し、
車輛の前方の路面の傾斜角を計測し、登り坂、下り坂、
平坦の区別を識別する。一定速度設定部７４は、ほぼ一
定速度を保った状態で運転者がスィッチ操作を行うと、
そのときの速度を設定速度Ｖとして取り込む。

【００４４】図８において、ステップ８１では、テーブ
ル８１Ａの３つの関数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３のうち、運転者
が自らの技能に応じて速度−車間距離関数選択部４１で
選択した１つに現在の車速ｖを代入し、基本距離ｌを計
算する。また、ステップ８２では、テーブル５２Ａの関
係に搭載重量Ｗを代入して重量補正値ＫＷを、ステップ
８３では、テーブル８３Ａの関係に傾斜角λを代入して
傾斜補正値Ｋλをそれぞれ計算する。

【００４５】テーブル８１Ａの関数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３に
よる基本距離ｌは、空荷の状態で安定な停止を確保でき
る車間距離を示唆しており、ステップ８４では、基本距
離ｌに重量補正値ＫＷおよび傾斜補正値Ｋλを乗算し
て、搭載重量Ｗおよび傾斜角に応じて割増しされた補正
距離Ｌを求める。

【００４６】

【発明の効果】請求項１の車間距離警報装置によれば、
単に運転者の不注意に起因する事故が防止できるに留ま
らず、貨物を満載したトラックや多人数を乗車させた乗
用車における運転者の判断や操作の誤りに起因する追突
事故を防止できる。

【００４７】つまり、運転者の常識や感覚に合致した範
囲の車間距離が搭載重量の大小に応じて定められ、この
車間距離に基づいて警報が発生されるから、運転者の信
頼を裏切ることなく、先行車輛に対する異常接近を素早
く運転者に通報して、事故を未然に防止させる。

【００４８】また、安全かつ安定な停止を確保できる車
間距離を運転者に認識させることにより、熟練した運転
者でも往々にして誤り易い搭載重量に関する車間距離の
適否判断の感覚を、短期間のうちに運転者に習得させる
ことができる。また、警告された車間距離からブレーキ
操作を開始すると、先行車輛に対する距離の縮小と自車
輛の減速状態の相関を理解し易いから、このような練習
を積み重ねることで、具体的なブレーキング操作の感覚
も短期間で習得できる。

【００４９】請求項２の車間距離制御装置によれば、空
荷の車体に大きな重量を搭載した場合でも、現実的に安
全な車間距離が設定され、運転者の判断や操作の誤りに
起因する追突事故を有効に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の基本的な構成の説明図であ
る。

【図２】請求項２の発明の基本的な構成の説明図であ
る。

【図３】自車輛の走行状態の説明図である。

【図４】実施例の車間距離警告装置のブロック図であ
る。

【図５】図４の演算部における処理のフローチャートで
ある。

【図６】図４の重量センサおよび対地距離センサの説明
図である。

【図７】実施例の車間距離制御装置のブロック図であ
る。

【図８】図７の演算部における処理のフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１１ 距離計測手段 １２ 識別手段 １４ 重量計測手段 １５ 設定値調整手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自車輛から先行車輛までの距離を計測す
   る距離計測手段（１１）と、 予め定めた設定値に対して該距離を比較し、該距離が前
   記設定値以下になった場合に警報信号を発生する識別手
   段（１２）と、を有する車間距離警報装置において、 自車輛に搭載された重量を計測可能な重量計測手段（１
   ４）と、 計測された搭載重量に基づいて前記設定値を調整する設
   定値調整手段（１５）と、を設けたことを特徴とする車
   間距離警報装置。
2. 【請求項２】 自車輛から先行車輛までの距離を計測す
   る距離計測手段（２１）と、 予め定めた設定値に対して該距離を比較し、該距離が前
   記設定値以下になった場合に減速を指示する識別手段
   （２２）と、 該減速の指示に基づいて自車輛の速度を変化させる速度
   制御手段（２３）と、を有する車間距離警報装置におい
   て、 自車輛に搭載された重量を計測する重量計測手段（２
   ４）と、 計測された搭載重量に基づいて前記設定値を調整する設
   定値調整手段（２５）と、を設けたことを特徴とする車
   間距離警報装置。