JPH08285881A - 加速度スイッチ及び衝突警報装置 - Google Patents

加速度スイッチ及び衝突警報装置

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JPH08285881A
JPH08285881A JP7084213A JP8421395A JPH08285881A JP H08285881 A JPH08285881 A JP H08285881A JP 7084213 A JP7084213 A JP 7084213A JP 8421395 A JP8421395 A JP 8421395A JP H08285881 A JPH08285881 A JP H08285881A
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vehicle
alarm
signal
circuit
acceleration
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JP7084213A
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Jun Nishino
潤 西野
Hiroshi Takeda
洋 武田
Takayoshi Sugita
栄利 杉田
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Marelli Corp
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Kansei Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転者がカーブ路や車線変更でハンドル操作
しているときには警報の発生を抑制して出さないように
し、警報の有効性を高める。 【構成】 障害物検出装置のケース内に車両の左右方向
に作用する加速度成分の大きさを検出するセンサを設
け、該センサ出力の大きさが所定値以上になった時、情
報処理回路は、衝突の危険性が高いことを知らせるため
の警報信号の出力を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、加速度スイッチ及び
例えば車両前方の障害物を検知して衝突の危険性を運転
者に警報して衝突事故の発生を未然に防止するための衝
突警報装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の衝突警報装置としては、例えば図
9に示すようなものがあった。図において、1はレーザ
ダイオード(以下、LDという)の発光するレーザビー
ムを用いて、自車両と障害物との間の距離を検出する距
離検出部であり、2は自車速度等の自車両の走行状態を
検知する走行状態検知部である。
【0003】3は距離検出部1に距離の検出指令を行っ
て、それに応答して返送される距離情報と、走行状態検
知部2で検知された自車速度情報をもとに、自車両と、
前方車両等の障害物との相対速度を算出して障害物が停
止物か移動物かの判断を行い、また、自車速度、相対速
度、運転者がブレーキをかけるまでの空走時間の個人差
に応じて設定する距離設定などに応じて自車両と障害物
との衝突の可能性を判断する信号処理部である。
【0004】4は信号処理部3からの情報に基づいて、
自車両と障害物との距離を表示するとともに、信号処理
部3によって障害物との衝突の可能性があると判断され
た場合には、警報を発生する警報報知部である。
【0005】次に作用を説明する。走行状態検知部2は
車速センサ31を備え、信号処理部3は演算回路41お
よび距離設定スイッチ42を備えている。車速センサ3
1にて検知された自車両の車速信号は演算回路41に送
られ、演算回路41は当該車速信号に基づいて算出した
車速が35Km/h以上であると、距離検出部1に距離
検出指令信号を送出する。
【0006】距離検出部1ではその距離検出指令信号を
駆動信号発生回路11で受け、駆動信号発生回路11は
図10(a)に示すLD発光信号をLD切換ドライバ1
2に送出する。LD切換えドライバ12は受け取ったL
D発光信号図10(a)に基づいて、図10(b),
(c),(d)に示す信号を送出し、発光手段としての
LDアレイ13のLD−L,LD−C,LD−Rを、常
時同一強度で順次発光させる。
【0007】LDアレイ13のLD−Lからのレーザビ
ームは自車両前方左寄りに、LD−Cからのレーザビー
ムは前方に、LD−Rからのレーザビームは前方右寄り
に、それぞれ投光レンズ14を介して出射され、LD−
Cのレーザビームは前方障害物を、LD−Lのレーザビ
ームは左車線からの割り込み車両を、LD−Rのレーザ
ビームは右車線からの割り込み車両を検出するのに用い
られる。
【0008】障害物からの反射光は受光レンズ15で集
光され、フォトダイオード(以下、PDという)16で
受光される。この受光信号は増幅回路17に送られ、増
幅回路17はそれを増幅して、図10(e)の信号を出
力する。この信号には障害物からの反射信号Bと、近距
離の路面などからの反射信号Aが混在している。
【0009】しきい値発生回路18は駆動信号発生回路
11が出力するLD発光信号図10(a)に基づいて、
図10(f)に示すしきい値信号を生成してコンパレー
タ19に出力する。コンパレータ19は増幅回路17の
出力信号図10(e)と、このしきい値信号図10
(f)とのレベル比較を行なう事によって、障害物から
の反射信号のみを抽出し、図10(g)に示す障害物検
出パルス信号を出力する。
【0010】カウンタ20は図10(h)に示すように
LD発光信号図10(a)の立上りで、基準パルス発生
回路21から供給されるクロックパルス信号のカウント
を開始し、障害物からの反射信号に基づく障害物検出パ
ルス信号図10(g)の立上りでカウントを停止して、
そのカウントアップ時間と光速度から障害物までの距離
情報を求め、それを信号処理部3の演算回路41に送出
する。
【0011】次に信号処理部3の演算回路41における
衝突の可能性の判断方法について図11に示すフローチ
ャートを参照して説明する。まず電源が投入されると、
STARTステップに進み、演算回路41を構成するC
PU,RAM等の初期設定が行われる。次に、ステップ
ST11で所定の周期毎に距離検出部1のカウンタ20
から障害物との距離Rの情報を示す距離信号、及び走行
状態検出部2の車速センサ31から自車速度Vf の情報
を示す車速信号を演算回路41内に取り込む。
【0012】そしてステップST12で距離信号Rを表
示信号に変換して、距離表示器51に送出し表示する。
次に、ステップST13で車間距離Rを微分して先行車
両などの障害物と自車両との相対速度(d/dt)R
を、最小二乗法などの演算手法を用いて算出し、また先
行車の車速Va を自車速度Vf と相対速度(d/dt)
Rとの和によって算出する。
【0013】なお、この演算の中で(d/dt)R<0
の場合には距離が減少し、障害物に接近していること
を、また(d/dt)R>0の場合には距離が増加して
いることを、さらに(d/dt)R=0の場合には距離
に変化がないことをそれぞれ示している。
【0014】障害物との衝突の可能性を判断する上で自
車の初期速度をVf (m/s)、障害物(先行車)の初
期速度をVa (m/s)、双方の減速度性能をα(m/
2)とすると、自車の停止距離Vf 2/2αと先行車の
停止距離Va 2/2αとの差に、距離設定スイッチ42で
設定された自車がブレーキをふむまでの時間Td による
空走距離Vf ・Td を加えた、数1に示す距離Rが衝突
判断の基準となる。
【0015】
【数1】
【0016】そこで、まずステップST14にて相対速
度(d/dt)Rと自車速度Vf を比較して、−(d/
dt)R≒Vf の場合、即ち障害物が路上停止物とみな
される場合にはステップST15に進み、数1において
a =0であることから、次の数2による運動の法則に
より衝突の危険性を判定する。
【0017】
【数2】
【0018】数2が成立する場合には、障害物に対して
衝突する危険が発生しており、ステップST18に進ん
で警報信号を発生して警報報知部4に送り、その警報器
52から危険回避のための警報を発する。
【0019】一方、ステップST14での判定の結果、
−(d/dt)R≒Vf でない場合には障害物は前方の
路上を走行する先行車であり、本来、数1に従って危険
判断を行なうべきである。しかしながら、相対速度(d
/dt)Rの算出精度が厳密にとれないこともあって算
出誤差に誤警報の恐れがあるため、障害物が移動する先
行車の場合にはステップST16にて相対速度(d/d
t)Rが所定の速度C(m/sec)以上かどうかの判
定をまず行う。
【0020】その結果、(d/dt)R≧Cの場合には
相対速度が速く、急接近中であることから、先行車は限
りなく停止物に近いとみなして、ステップST15に進
み、以下停止障害物と同じ論理で、数2の判別式による
警報出力判断を行なう。
【0021】また、ステップST16の判定結果が(d
/dt)R<Cの場合には、相対速度が遅く、一定車間
距離での通常の追従走行中であるとみなし、自車速Vf
と先行車速Va がほぼ等しいことから、数1は以下に示
す数3となり、ステップST17ではこの数3により衝
突の危険性を判定し、以下同様にこの数3が成立する場
合にはST18において警報を発する。
【0022】
【数3】
【0023】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の衝突警報装置にあっては、運転者が十分に注
意しながら走行しているはずのカーブ路走行時に路側の
道路標識を検出して警報を発生させたり、また衝突回避
のために前方車両を追い越すために車線変更を開始した
場合にも、即座に警報が停止されずに、自車両が前方車
両を検出しなくなるまで警報が発生され続けていた。
【0024】しかしながら、このように運転者が前方に
注意しながらハンドル操作をしているような場合には運
転者は前方不注意である確率はほとんどなく、このよう
なときに誤警報を発していたのではかえって運転者に煩
わしさを感じさせ、苛立たせてしまう恐れがあった。
【0025】また一方でこのように運転者が前方に十分
な注意を払っているようなときに誤警報が多発すると、
運転者が装置は誤警報を発生するものであると認識して
しまい、そのために耳が警報音に慣れ、本当に危険なと
きに対応が遅れるという恐れがあった。
【0026】この手段として、例えばハンドルの操舵角
をハンドル角センサを用いて検出して、その信号に用い
て警報が発生されることを停止する方法が考えられる
が、この種のハンドル角センサはまだ部品として高価
で、かつ車種毎のハンドルに合わせたセンサを用意しな
くてはならず、量産性の高い製品の部品としては不向き
であった。
【0027】この発明は、このような問題点に着目して
なされたもので、第1には運転者がカーブ路や車線変更
でハンドル操作しているときに左右方向に発生する加速
度を検出する加速度スイッチを提供することを目的とす
る。
【0028】第2には、カーブ路を検出しているときに
は、警報の発生を抑制して出さないようにし、警報の煩
わしさを低減し、かつ警報の有効性を高めることを目的
としている。
【0029】
【課題を解決するための手段】この発明に係る加速度ス
イッチは、外部加速度を受けて質量部が、上端部に設け
られた回転軸を中心に左右に揺動し、その質量部に設け
られた遮光部が所定以上変位したときに光学手段の光路
を遮断して検出信号を出力する加速度スイッチにおい
て、前記遮光部は一枚の円弧状板で形成され、かつその
円弧状板は左右対称に前記質量部に取り付けられ、また
前記光学手段は前記円弧状板の軌跡を挟むように左右対
称位置に設定されてなる。
【0030】またこの発明に係る衝突警報装置は、道路
のカーブを検出する手段を有し、該手段がカーブを検出
したとき前記ビームの発射を中断する。
【0031】
【作用】この発明における加速度スイッチは、外部加速
度によって左右に揺動する質量と共に、左右方向に揺動
する遮光板を一対の光学手段で検出するようにしたの
で、検出方法が容易になり、かつ安価な構成になる。
【0032】この発明における距離検出装置は、カーブ
が検出されると、例えば距離検出のために発射されるビ
ームの作成を中断して、運転者等に警報の煩わしさを感
じさせないようにする。
【0033】
【実施例】
[第1実施例]以下、この発明の実施例を図1に基づい
て説明する。なお、図1において図9に示す構成と異な
る構成は、横Gセンサ(車両の横方向に作用する加速度
センサ)22の出力信号を入力するローパスフィルタ2
3と、このローパスフィルタ23の出力を判断して演算
回路41’に供給する判断回路43であり、その他の構
成は図9と同一、また均等なものであるので、それらに
は同一符号を付してその説明を省略する。
【0034】横Gセンサ22は、ポテンショメータ22
aと振り子22bとからなるいわゆる重力式加速度セン
サで、図1に示す回路が収納されるケース61内の回路
基板60に取り付けられており、車両の左右方向(図2
の矢印方向)に作用する加速度を検出して、その値が所
定値以上になるとローパスフィルタ23、判断回路43
を介して演算回路41’に対して検出信号を出力する。
【0035】なお、振り子22bの回転角はポテンショ
メータ22aによってアナログの電気信号に変換されて
演算回路41’に供給される。また回路基板60は車両
の走行方向に対して直角になるように、すなわち走行方
向を向くように取り付けられている。
【0036】また、前記振り子22bは重力方向に向く
ので、その振り子22bをガラス62越しにのぞき込
み、振り子22bの先端に付けられた指標22d’が、
基板60に設けられた指標22cと一致するように調整
してケース61を車両側に取り付けることによって装置
が容易に水平に取り付けられる。
【0037】23はローパスフィルタで、前記横Gセン
サ22の振り子22bの固有周波数キャンセルできるよ
うに遮断周波数が設定されており、横Gセンサ22から
の検出出力を受けてノイズを除去して出力する。43は
判断回路で、ローパスフィルタ23からの出力信号の大
きさが、所定の範囲の上限値または下限値を越えて範囲
外の値になった場合には、車両の左右方向に大きな加速
度が作用していると判断して、正負のパルスを作成し、
そのパルス幅が所定の大きさを越えると演算回路41’
に対して警報器52を作動させるための信号(Cu=
1)を出力する。
【0038】また演算回路41’は図4に示すように、
図9における演算回路41の機能を示す図11のフロー
チャートに対して次の点が異なるもので、以下にその異
なる点のみを説明する。
【0039】すなわち、図4においては、図11に示す
フローチャートに対してステップST19が追加されて
いる。このステップST19は、ステップST15また
はステップST17において警報を発するべきであると
判断された後に、演算回路41’はローパスフィルタ2
3からの信号の大きさが所定の大きさKよりも小さいか
否かを判断回路43の出力パルス(図6におけるCu=
1の信号)の有無から判断して、小さいと判断した場合
(Cu=0)には、ステップST18において警報を発
するが、ローパスフィルタ23からの信号の大きさが所
定の大きさKよりも大きく、判断回路43からパルスを
入力したと判断した場合(Cu=1)には、例えばハン
ドル操作によって危険回避がなされ、車両の左右方向に
加速度が作用したと判断して警報の発生を中止して、ス
テップST11に戻る。
【0040】なお、上記ローパスフィルタ23からの信
号の大きさが警報の発生を中止するか否かの判断基準で
ある値Kは、加速度0.1Gに相当する値で、例えば車
速100km/hで半径800mのカーブを走行したと
きに発生する左右方向の加速度に相当する。
【0041】次に上記構成の作用を図5及び図6に基づ
いて要点のみを説明する。 (1)車両がダート等の舗装されていない砂利道等を走
行すると、振り子24は左右に揺動する。その結果、振
り子22bが激しく左右に揺動するが、ローパスフィル
タ23によって除去され、ハンドル操作による加速度成
分のみが抽出され、判断回路43に供給される。その結
果、ローパスフィルタ23からの加速度成分の大きさが
判断回路43での設定範囲外になると、判断回路43で
正パルス、負パルスの検出信号GLVが作成される(図5
(a)参照)。しかしながら、検出信号GLVの周波数成
分が3Hz以上が多く現われるために図5(b)に示す
ようにローパスフィルタ23の出力は判断回路43での
設定範囲を越えて大きくならず、演算回路41’には警
報を中止させるための信号Cu(図6(d)のハイレベ
ル信号)が供給されないためにカーブによるハンドル操
作中とは認識されない。
【0042】(2)それに対して、例えば図6(a)に
示すようにT1時点で車両が左カーブして走行すると、
横Gセンサ22の振り子22bに遠心力による加速度が
作用して片側に大きな周期で揺動するために、即ち図6
(a)に示すように正パルスのパルス幅が負パルスのも
のより大きくなり、ローパスフィルタ23に供給される
検出出力GLVに3Hzよりも小さな周波数成分が多く含
まれるようになる(図6(b)参照)。
【0043】その結果、T2時点でローパスフィルタ2
3からの検出出力GLVが設定範囲を越えたとして(図6
(c)参照)、放電波形による時定数回路(判断回路4
3の中に含まれるタイマ機能)を作動させ、その放電波
形が0レベルにまで低下しない間、演算回路41’に対
して警報の発生を所定時間の間、例えば4sec間禁止
する信号(図6(d)のCu =1)を判断回路43か
ら演算回路41’に供給する。
【0044】[第2実施例]まず、この実施例における
横Gセンサ24は、上記第1実施例における横Gセンサ
22の構成と異なり、図7に示すように加速度スイッチ
のものであり、振り子24aは上端に穿設された貫通孔
24bが回転軸24cに貫通して回転自在に回路基板6
0に取り付けられて、車両に横方向の加速度が発生する
と、左右に揺動する。また振り子24aの下端部に形成
された質量部には円弧状に形成された遮蔽板24dが振
り子24aの中心線に対して左右対象になるようにバラ
ンスがとられて取り付けられている。
【0045】また回路基板60には一対のホトカプラ2
5、26が取り付けられて、振り子24aが加速度によ
って右方向に所定角以上回転してホトカプラ25が遮蔽
されると、スイッチがオンされる。また振り子24aが
加速度によって左方向に所定角以上回転してホトカプラ
25が遮蔽された場合、スイッチがオンされる。すなわ
ち、この横Gセンサ24は、第1実施例における横Gセ
ンサ22の機能と判断回路43の比較機能(正負パルス
を作成する機能)を有する。また、この横Gセンサ24
を用いた場合には、回路上では、ローパスフィルタ23
の機能を演算回路41’のソフトウエアによるプログラ
ムによって信号処理を行うようにしたものである。
【0046】すなわち、図4に示したプログラムの内、
ステップST19の判断部分がジャンプ命令に替わった
もので、ステップST15またはST17からステップ
ST19に進むと、図8に示すフローチャートにジャン
プして、図8のフローチャートの各ステップが終了する
と、元のステップST19に戻り、次のステップST1
8に進む。
【0047】つぎに図8に示すフローチャートを説明す
る。図4におけるステップST15またはST17が終
了してステップST100にジャンプしてくると、演算
回路41’はカーブ等によって発生した加速度の計算値
GLVを0にして初期化して、次のステップST101で
所定時間、例えば、10msec時間が経過するのを待
つ。その所定時間が経過して、そのことがステップST
101で判断されると、センサ入力の有無ステップST
102に進む。
【0048】センサ入力の有無ステップST102に進
むと、演算回路41’は加速度スイッチ24の一対のホ
トカプラ25、26からの出力信号を入力し、左側のホ
トカプラ26から検出信号が供給されている場合(例え
ば、未舗装でかつ左カーブにさしかかるような道路を走
行すると図6(a)に示す信号が入力されるとき)に
は、ステップST103に進み、定数GTGを150に設
定する。また、双方のホトカプラ25、26から検出信
号が供給されていない場合には、ステップST104に
進み、定数GTGを0に設定する。また右側のホトカプラ
25から検出信号が供給されている場合には、ステップ
ST105に進み、定数GTGを150に設定する。それ
らの定数の設定が終了した後、ステップST106に進
み、フィルタリングを行う。
【0049】ステップST106は、遮断周波数が3H
zに設定されたローパスフィルタで、加速度算出の演算
式GLV+(GTG−GLV)/46を実行して、ダート、凸
凹路等を走行した場合に発生する(または急ハンドル操
作による追い越し時に発生する)周波数の高い成分を除
去した新たな加速度GLVを算出する。この値GLVの値は
図6(b)のようになる。
【0050】ステップST107は、ステップST10
6で算出した最新の加速度GLVの絶対値が基準値よりも
大きいか否かを判断して、大きいと判断した場合には、
運転者がハンドル操作を行っているものとしてステップ
ST108において、警報の発生を所定時間(例えば4
sec )の間一時中断するためにカウンタ値GOUTを4
000に設定する。また算出された最新の加速度GLVの
絶対値が基準値よりも小さいと判断した場合には、ステ
ップST109に進み、現在のカウンタ値GOUT が0で
なければGOUT から1を引く。すなわち、カウントダウ
ンを行う。このGOUT値は図6(c)のようになる。
【0051】ステップST110は、カウント値GOUT
が0か否かを判断して、カウント値GOUT が0の場合に
は運転者がハンドル操作を行っていないとしてステップ
ST111に進み、フラッグCuに0をたてて警報の発
生を可能にし、ステップST101に戻る。またカウン
ト値GOUT が0でない場合には運転者がハンドル操作を
行っているとしてステップST112に進み、フラッグ
Cuに1をたてて警報の発生を禁止して、ステップST
101に戻る。フラッグCuの状態を図6(d)に示
す。
【0052】
【発明の効果】以上説明してきたように、この第1の発
明によれば、左右両方向に発生する加速度でオン、オフ
する構造の簡略化された光学式の加速度スイッチが得ら
れるという効果がある。また、第2の発明によれば、運
転者に警報がタイムリーに、かつ適度に発生られるの
で、警報の信頼性を向上できて警報の効果が高められる
という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明における第1実施例の衝突警報装置の
回路ブロック説明図である。
【図2】図1における回路が収納される衝突警報装置に
おいて、ケース内に加速度センサが取り付けられた状態
を示す説明図である。
【図3】図2に示した衝突警報装置のAA線断面説明図
である。
【図4】図1における演算回路の処理の流れを示すフロ
ーチャートである。
【図5】図1における装置を搭載した車両が凸凹道等を
走行した場合に発生する衝突警報装置の要部の作動を説
明するための波形説明図である。
【図6】図1における装置を搭載した車両がカーブ道等
を走行した場合に発生する衝突警報装置の要部の作動を
説明するための波形説明図である。
【図7】この発明による加速度スイッチ分解斜視図であ
る。
【図8】この発明による衝突警報装置の第2実施例のフ
ローチャートである。
【図9】従来の衝突警報装置を示す回路ブロック図であ
る。
【図10】その距離検出部における各部の信号の時間関
係を示すタイミング図である。
【図11】図9の演算回路41における信号処理の流れ
を示すフローチャートである。
【符号の説明】
13 発光手段(LDアレイ) 16 受光素子(PD) 18 しきい値発生回路 19 コンパレータ 20 カウンタ 22,24 横Gセンサ 22a ポテンショメータ 22b,24a 振り子 22c 指標 23 ローパスフィルタ 24d 遮蔽板 25,26 ホトカプラ 41,41’ 演算回路 52 警報器 60 回路基板 62 ガラス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部加速度を受けて質量部が、上端部に
    設けられた回転軸を中心に左右に揺動し、その質量部に
    設けられた遮光部が所定以上変位したときに光学手段の
    光路を遮断して検出信号を出力する加速度スイッチにお
    いて、前記遮光部は一枚の円弧状板で形成され、かつそ
    の円弧状板は左右対称に前記質量部に取り付けられ、ま
    た前記光学手段は前記円弧状板の軌跡を挟むように左右
    対称位置に設定されてなることを特徴とする加速度スイ
    ッチ。
  2. 【請求項2】 前方物標に向けてビームを発射し、かつ
    そのビームの反射を検出して、自車両の空走距離と、自
    車両、前方物標の相対速度等に基づいて、前方物標に対
    する自車両の衝突の危険性を判定する機能を有する情報
    処理回路を備えてなる衝突警報装置において、該衝突警
    報装置は道路のカーブを検出する手段を有し、該手段が
    カーブを検出したとき前記ビームの発射を中断すること
    を特徴とする衝突警報装置。
JP7084213A 1995-04-10 1995-04-10 加速度スイッチ及び衝突警報装置 Pending JPH08285881A (ja)

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