JPS5856837B2 - 走行環境監視式安全装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自車とその走行方向上に位置する車両等の物標
との相対環境を検出して自車の危険度合を判定し、その
判定に対応して異なる警報を発する走行環境監視式安全
装置に関するものである。

従来、自軍の前方等の走行方向上に位置する物標との相
対距離を運転者（」視覚によって認知し。

しかる後自車速度が適正な速度にあるかどうか判断して
車両速度を制御しているが、この場合、運転者の実行す
る相対距離認知及び自車速度の適否判断は信頼性が低く
追突等の事故要因になっている。

このような事故を防止する走行補助装置として、自車走
行方向上に位置する他車との相対距離を測定検出する相
対距離検出器と、前記他車に対する自車の相対速度を検
出する相対速度検出器と。

自車速度を検出する自車速度検出器と、前記各検出器に
より検出された相対距離、相対速度、自軍速度を演算し
て警報及び自動制動作動を実行する演算制御器とを備え
た走行補助装置がある。

しかし、この種の装置は演算制御器が危険を判断して実
行する警報及び自動制動作動は極めて突然に行なわれる
ため、運転者は精神的に動揺し操縦を誤まる危険がある
という欠屯を有している。

さらに、走行中における装置自体の誤動作は極めて危険
な事態を引き起こす恐れがあるため、前記各検出器の構
成部品に要求される精度および信頼度は極めて高く、か
つ、これら各部品を絶えず点検整備しなければならない
という欠点があるのみならず。

極めて高価なものになってしまう欠点を有している。

本発明は上記の諸欠点を解消するもので、自軍の走行方
向上の物標に対する相対距離を検出し、又自車の走行速
度などの走行状態の検出に基いて複数ｇｌ’Ｆｋの危険
度合に対応する複数の基準距離を設定し、この基準距離
と前記相対距離とを比較して危険度合を判定し、その判
定に応じて危険度合が高い程周波数の高い音響の警報を
発生することにより、危険度合を走行環境に応じて適切
に複数段階に判定することができ、また相対速度検出手
段を必要とせずに相対速度情報をも運転者に報知でき、
その接近、離反をも容易に識別でき、自車の安全走行に
極めて有益になる走行環境監視式安全装置を提供するこ
とを目的とするものである。

以下本発明を図に示す一実施例について説明する。

まず、第１図の概略ブロック線図において、１は相対距
離検出用レーダー回路で、自車からその走行方向上に位
置する他車等の物標に対する相対距離を検出するもので
ある。

２（」速度検出用レーダー回路で、自車の静止物標に対
する相対速度を検出するものである。

そして、前記相対距離検出用レーダー回路１および速度
検出用レーダー回路２にて、自車の前方等の走行方向上
の物標に対する相対環境を検出する環境検出手段を構成
している。

３（４判定側（財）回路で、前記両レーダー回路１．２
よりの検出信号により自軍の危険度合を判定してその危
険度合に対応した判定信号を発生するものである。

４１」音響信号発生回路で、前記判定信号を受けてその
判定信号に対応した異なる周波数の音響信号を発生する
ものである。

５はスピーカで、前記音響信号に対応して異なる音響の
警報を発するものである。

そして、前記音響信号発生回路４およびスピーカ５にて
音響モニタを構成しており、この音響モニタより発する
音響を変化させる手段として符号化したパルス音響を発
してもよい。

次に、第２図は本発明装置を搭載した自軍と物標との配
置関係にて使用状態を示す配置図であり。

Ａ（１自車、Ｂは物標をなす他車で、自車Ａの走行方向
上となる前方に位置しているものである。

そして、自車Ａにおける他車Ｂとの相対距離に関する危
険度合としてＩ、ＩＩ、Ｉ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩの６種に区
分して判定しており、危険度合■に比して危険度合■の
方がより軽度の危険を表わしている。

次に、上記の各構成要件を詳細に説明する。

まず、前記相対距離検出用レーダー回路１の電気結線図
を示す第３図において、９は送信アンテナ、１０はマイ
クロ波波動を送信アンテナ９を介して空間にパルス的に
発射し、このパルス波動を発射した時刻にトリガパルス
を端子１１に発生するマイクロ波送信器、１２は受信ア
ンテナ、１３は物標にて反射した反射波動を受信し、こ
の受信時刻にトリガパルスを端子１４に発生するマイク
ロ波受信器、１５は測距用クロックパルスを発する測距
用クロックパルス発生器、１６は前記クロックパルス発
生器１５の出力端と一方の入力端を接続するナツトゲー
ト、１７は前記端子１１とセット端子Ｓを接続し、前記
ナントゲート１６の他の一方の入力端子とＱ端子を接続
するフリップフロップ、１８は前記ナントゲート１６の
出力端子クロック端子ｃｐを接続し、前記フリップフロ
ップ１７のＱ端子とリセット端子Ｒを接続するバイナリ
カウンタ、１９は前記バイナリカウンタ１８のＱ５端子
と一つの入力端子を接続するノアゲート、２０は前記ノ
アゲート１９の出力端子に入力端子を接続し、前記フリ
ップフロップ１７のリセット端子Ｒに出力端子を接続す
るインパーク、２１は前記バイナリカウンタ１８のＱｌ
、Ｑ２．Ｑ３゜Ｑ４端子に入力端子を接続するラッチ回
路、２２はクロックパルス発生器、２３は前記クロック
パルス発生器２２の出力端子にクロック端子ｃｐを接続
するバイナリカウンタ、２４は前記バイナリカウンタ２
３のＱ６端子に一方の入力端子を遅延素子２６を介して
接続するノアゲート、２５は前記ノアゲート２４の出力
端子に入力端子を接続し、前記ラッチ回路２１のクロッ
ク端子ｃｐに出力端子を接続するインパーク、２７は端
子１４とノアゲート１９のもう一方の入力端子との間に
介在する遅延素子である。

上記構成による作動を以下に説明する。

マイクロ波送信器１０（４マイクロ波波動を所定の時間
間隔をおいてパルス的に送信アンテナ９に伝達し、その
パルス波動を走行方向上の空間に発射すると共に、これ
と同時刻にパルス幅の小さな測距開始用トリガパルスを
端子１１に発生する。

このトリがパルスによってフリップフロップ１７はセッ
ト状態となるため、クロックパルス発生器１５からの測
距用クロックパルスがナントゲート１６を介してバイナ
リカウンタ１８のクロック端子ｃｐに伝達されてこのパ
イナリカウノタ１８目測距計数を開始する。

その計数された値はバイナリカウンタ１８のＱｌ、Ｑ２
．Ｑ３．Ｑ４端子に接続されたラッチ回路２１の各入力
端子に２進数で伝達される。

他方、送信アンテナ９より発射されたパルス波動の一部
は、前方に位置する物標で反射し、該パルス波動が発射
された時刻より、ある時間即ち前記物標までの相対距離
に対応した時間だけ遅れて反射波動が受信アンテナ１２
に到達する。

この受信された反射波動はマイクロ波受信器１３によっ
て検出され、送信アンテナ９からパルス波動が発射され
た時刻より物標までの距離に対応した時このトリガパル
スによってノアゲート２４及びインパーク２５を介して
ラッチ回路２１のクロック端子ｃｐをトリガし１反射波
動を受信した時亥１１に於けるバイナリカウンタ１８の
計数値をラッチ回路２１のＱｌ 、Ｑ２ 、Ｑ３ 、Ｑ
４端子に記憶せしめる。

同時に前記の端子１４に発生したトリガパルスは遅延素
子２７を介してノアゲート１９及びインバータ２０を介
してフリップフロップ１７をリセットする。

このためバイナリカウンタ１８はリセットされ、かつナ
ツトゲート１６はクロックパルス発生器１５からの測距
用クロックパルスをバイナリカウンタ１８のクロック端
子ｃｐに加えないようにする。

また、その後物標との相対距離が長くなり、設定距離以
上になると端子１４にトリガ〉マルスが発生する前に、
バイナリカウンタ１８のＱ５端子が高レベルになり、こ
のためフリップフロップ１７はノアゲート１９及びイン
バータ２０を介してリセットされる。

この結果、バイナリカウンタ１８もリセットされ、バイ
ナリカウンタ１８の出力論理（」ｏｏｏｏ”となる。

そして、バイナリカウンタ１８がリセットされた後端子
１４にトリガパルスが発生してもラッチ回路２１に記憶
される出力論理は’ｏｏｏｏ”となる。

また。バイナリカウンタ１８がリセットされた後も端子
１４にトリガパルスが発生しないという状態がある設定
時間以上連続的に続くとクロックパルス発生器２２に接
続されたバイナリカウンタ２３のＱ６端子が高レベルと
なり、フリップフロップ１７はノアゲート１９及びイン
バータ２０を介してリセットされ、このためバイナリカ
ウンタ１８もリセットされ、このバイナリカウンタ１８
の出力論理は’ ｏ ｏ ｏ ｏ ｎ、なる。

一方、ラッチ回路２１のクロック端子ｃｐには遅延素子
２６及びノアゲート２４及びインバータ２５を介して、
バイナリカウンタ１８がリセットされてからある時間遅
れて立上りパルスが加わるため、ラッチ回路２１の出力
端子に（４論理”ｏｏｏｏ″力Ｓ記憶される。

なお、実施例に於いては、物標との相対距離と共にラッ
チ回路２１の出力端子Ｑ１ 、Ｑ２ 、Ｑ３．Ｑ４が第
７図すに例示した如く変化する様にクロックパルス発生
器１５の発振周期が定められている。

次に、前記速度検出用レーダー回路２の電気結線図を示
す第４図において、２９は送受信アンテナ、３０は前記
送受信アンテナ２９を介してマイクロ波波動を走行方向
上の空間に発射し、地面及び静止物体からの反射波動を
送受信アンテナ２９を介して受信し、自車速に対応した
いわゆるドツプラ周波信号を得るマイクロ波送受信器、
３１（」前記マイクロ波送受信器３０の出力端子に一方
の入力端子を接続するナントゲート、３２は前記ナント
ゲート３１の出力端子にクロック端子４を接続するバイ
ナリカウンタ、３３は前記バイナリカウンタ３３のＱｌ
、Ｑ２ 、Ｑ３ 、Ｑ４端子に入力端子を接続するラ
ッチ回路、３４（」クロックパルス発生器、３５は前記
クロックパルス発生器３４の出力端子にクロック端子ｃ
ｐを接続するバイナリカウンタ、３６は前記バイナリカ
ウンタ３５のＱｌ及びＱ５出力端子と入力端子を接続す
るナントゲート、３７は前記ナントゲート３６と前記バ
イナリカウンタ３５のリセット端子との間に介在するイ
ンバータ、３１前記パイナリカウンク３５のＱ５出力端
子にセット端子を接続し、前記インバータ３７の出力端
子にリセット端子を接続し、前記ナノトゲ゛−１３１の
他方の入力端子にＱ出力端子を接続するフリップフロッ
プ、３９は前記フリップフロップ３７のＱ端子及びクロ
ックパルス発生器３４の出力端子に入力端子を接続する
ナントゲート、４０は前記ナントゲート３９の出力端子
に前記ラッチ回路３３のクロック端子ｃｐとの間に介在
するインバータである。

上記構成による作動を説明する。

マイクロ波送受信器３０はアンテナ２９を介してマイク
ロ波波動を連続的に空間に発射する。

この発射されたマイクロ波波動の一部は路面及び静止物
体によって反射せしめられ、該反射波動はアンテナ２９
を介してマイクロ波送受信器３０で受信され、自車速に
対応したいわゆるドツプラ周波信号がマイクロ波送受信
器３０の出力端子に発生する。

一方、クロックパルス発生器３４からの第６図６９に示
すクロックパルスによってバイナリカウンタ３５（」進
展し、該バイナリカウンタ３５のＱＩＱ２゜Ｑ３．Ｑ４
出力端子の出力論理が” １０００１ ”ｔこ達すると
、ナントゲート３６の出力端子電圧は低レベルとなり、
これに接続するインバータ３７の出力端子電圧は高レベ
ルとなる。

その直後、前記インバータ３７にリセット端子を接続し
たバイナリカウンタ３５がリセットされるため、インバ
ータ３７の出力端子に（」トリガパルス（第６図７０）
が発生する。

該トリガパルスの立上り時点で、まずフリップフロップ
３８はリセットされて、Ｑ出力端子電圧は高レベルとな
るためナントゲート３１はマイクロ波送受信器３０から
のドプラ周波信号をバイナリカウンタ３２のクロック端
子ｃｐに加え始め、これに続＜トリガパルス（第６図７
０）の立下り時点でバイナリカウンタ３２のリセットが
解かれ、バイナリカウンタ３２はドツプラ周波信号を計
数し始めると共に、バイナリカウンタ３５も計数を開始
する。

そして、このバイナリカウンタ３５（」計数を開始して
から、ある時間（第６図７２）を経過すると出力端子論
理が１ｏｏｏｏ’ｔこ達する。

このため、フリップフロップ３８はセットされて、Ｑ出
力端子電圧は低レベルとなる。

このため、マイクロ波送受信器３０からのドツプラ周波
信号はバイナリカウンタ３２のクロック端子ｃｐに伝達
されなくなって、バイナリカウンタ３２は計数を停止す
る。

これに続くクロックパルス（第６図６９）の立上りによ
って。

ナントゲート３９の出力端子電圧（」低レベルとなる。

従って、これとインバータ４０を介してクロック端子ｃ
ｐを接続するラッチ回路３３はバイナリカウンタ３２の
計数値を、すなわちある時間（第６図７２）の期間に計
数されたドツプラ周波信号のパルス数をＱｌ 、Ｑ２
、Ｑ３ 、Ｑ４出力端子に記憶する。

続くクロックパルス（第６図６９）の立下りによってバ
イナリカウンタ３５の出力論理は’１０００１”となる
ため、前記トリガパルス７０がインバータ３７の出力端
子に発生し、再び次の計測が開始される。

なお、第６図７Ｌ７３は各々フリップフロップ３８のＱ
端子電圧波形及びＱ端子電圧波形である。

第６図７４はインバータ４０の出力電圧波形である。

また実施例に於いては、自軍速度と共にラッチ回路３３
のＱｌ、Ｑ２、Ｑ３．Ｑ４出力端子が第７図ａに例示し
た如く変化する様にクロックパルス発生器３４の発振周
期が定められる。

次に、前記判定側脚回路３および音響モニタの電気結線
図を示す第５図において、４１，４２゜４３．４４．４
５は前記速度検出用レーダー回路２の速度検出信号を発
生する出力端子に入力端子を接続する加算器であって、
たとえばＲＣＡ（ラジオ・コーポレーション・オブ・ア
メリカ）社製ＣＤ４００８の回路を用いることができる
。

４６゜４７．４８，４９，５０は加算器の他方の入力端
子であって、論理値”００００”、”０００１”。

”００１０”、 ” ｏ ｏ ｉ １ ” 、 ” Ｏ
ｉ ｏ ｏ”が各々印加されている。

５１．５２，５３，５４，５５は前記加算器４１．４２
，４３，４４，４５の各々の出力端子に一方の入力端子
を接続し、前記距離検出用レーダー回路１の距離検出信
号を発生する出力端子に他方の入力端子を接続する比較
器であって、たとえばモトローラ社製ＭＣ１４５８５の
回路を用いることができる。

そして、この比較器５１゜５２．５３，５４，５５より
自車の危険度合に対応した判定信号を発生する。

さらに、５６，５７゜５８．５９は前記比較器５１，５
２，５３，５４の各々の出力端子にコントロール端子Ｃ
０ＮＴを接続するアナログスイッチであって、たとえば
ＲＣＡ社製ＣＤ４０１６の回路を用いることができる。

６０．６１は発振器を構成するためのインバータである
。

６４は前記比較器５５の出力端子に入力端子を接続し、
前記インバータ６１の出力端子に他方の入力端子を接続
するナントゲート、６５．６６は前記距離検出用レーダ
ー回路１の出力端子に入力端子を接続するノアゲート、
６７（」前記ノアゲート６５．６６の出力端子に入力端
子を接続し、前記ナツトゲート６４の入力端子に出力端
子を接続するナントゲートである。

そして。このナントゲート６４の出力端子に発音体をな
すスピーカ５を接続している。

次に、実施例の全体のシステムの作動を以下第５図の電
気結線図を用い、第６図、第７図ａ、ｂの各部波形図と
ともに説明する。

今、自車速を５０ｋｍ７′Ｈとすると速度検出用レーダ
ー回路２の出力論理の速度情報は第７図ａに示すように
” １０１０ ”となり、この速度情報が加算器４１゜
４２．４３，４４．４５の一方の入力端子に加わる。

一方、加算器４Ｌ４２，４３，４４，４５の他方の入力
端子４６，４７．４８，４９．５０には各々”ｏｏｏｏ
”、”ｏｏｏｉ”、”ｏｏｉｏ”。

”００１１” ”０１００”なる論理値が自車の危険
度合の判定のための設定値として与えられている。

この結果、加算器４１．４２．４３．４４．４５の出力
端子には各々”１０１０”、”１０１１”。

”１ｉｏｏ’”、 ” １１０１ ”なる出力論理が発
生する。

この各出力論理は第７図すに示すように各々距離５０ｍ
、５５ｍ、６０ｍ、 ６５ｍ、７０ｍに対応する。

即ち第２図の危険度合ｒ、ｎ、ｍ、ｒｖ、ｖ。■に示す
空間領域の境界線に対応する論理値が加算器４１．４２
．４３．４４．４５の出力端子に発生する。

この加算器４１．４２，４３，４４゜４５の出力端子に
発生した出力は、比較器５１゜５２．５３．５４．５５
の一方の入力端子に伝達される。

一方、距離検出用レーダー回路１の出力端子からの２進
数の距離情報が比較器５１，５２゜５３．５４，５５の
他方の入力端子に伝達される。

ここで、前方に位置する物標が設定距離領域外に存在し
た時、あるいは物標が存在しない時距離検出用レーダー
回路１から１−！”００００”なる出力論理がノアゲー
ト６５．及び６６の入力端子に伝達され、ナントゲート
６７を介してナントゲート６４の１つの入力信号を低レ
ベルにしてそのゲートを閉じる。

その結果、音響信号発生回路４の発振器の出力信号とな
る音響信号はスピーカ５伝達されず音響は発しない。

次に、走行方向の一つとなる前方に位置する物標が設定
距離領域内に存在し、第２図に示す危険度合■の空間領
域内に存在する場合、比較器５５の出力は低レベルとな
り、ナントゲート６４の入力信号を低レベルにしてその
ゲートを閉じ、発振器よりの音響信号を遮断して音響を
発しない。

次に、前方に位置する物標が第２図に示す危険度合■の
領域内に存在する場合、比較器５１，５２゜５３．５４
の出力信号は低レベル、比較器５５の出力信号は高レベ
ルになる。

この比較器５１，５２゜５３．５４の出力信号はアナロ
グスイッチ５６゜５７．５８，５９のコントロール端子
Ｃ０ＮＴ。

に加わる。

この結果、アナログスイッチ５６，５７゜５８．５９は
全て非導通となり、端子６２と端子６３の間の抵抗値は
最も大きくなり、発振器の出力信号即ちインバータ６１
の出力信号となる音響信号は最も低い周波数となる。

それと共に、比較器５５の高レベルの出力信号がナント
ゲ−トロ４の入力端子に伝達され、この結果インバータ
６１の出力信号がスピーカ５に加えられ、音響を発し、
運転者に危険度合Ｖの空間領域に物標が存在することを
報知する。

同様に、各空間領域に物標が存在する時、各々に対応し
た判定信号が比較器５１，５２，５３゜５４．５５の出
力端子に発生し、この判定信号がアナログスイッチ５６
，５７，５８，５９のコントロール端子Ｃ０ＮＴに加わ
り、その判定信号に対応した周波数の音響がスピーカ５
より発生する。

これによって１ｗＤ標がどの危険度合の空間領域内に存
在するかを運転者に報知する。

また、物標が接近するほど周波数が高くなる音響がスピ
ーカ５より発せられるため、音響の高さの変化により運
転者に物標が接近状態にあるのか、あるいは離反状態に
あるのかを報知することができる。

きらに、アナログスイッチ５６．５７，５８．５９を開
閉することにより音響の高低を制御しているため、音響
の高低の変化が連続的なもので（１なく離散的なものと
なっているため、音響の高低の変化時期が愈引こ運転者
に判断でき、この音響の高低の変化速度が早いか遅いか
によって物標との相対速度の大小を運転者に報知するこ
とができる。

また、距離検出用レーダー回路１に於いて、送信アンテ
ナと受信アンテナ及び送信器と受信器を個々に備えてい
るが、送受一体のアンテナとマイクロ波送受信器を用い
ることもできる。

さらに、速度検出手段としては前記速度検出用レーダー
回路２の他に、車輪の回転数の計測などの既設速度検出
手段を用いることもできる。

また、前記速度検出手段の代わりにアクセルペダルの踏
込量を検出するアクセル検出手段、吸気負圧を検出する
負圧検出手段など自車の走行状態に対応した信号を取出
すようなその他の検出手段を用いることもてきる。

また、自軍の走行方向上の物標に対する゛相対環境を検
出する環境検出手段として、自車の前方空間を監視する
レーダー回路を例示したが、その他自車の後方空間を監
視するレーダー回路を用いてもよく、しかもこのレーダ
ー回路としてマイクロ波を利用するものに限らず、例え
ば超音波、レーザー光等の波動を利用するものにて構成
してもよい。

また、前記判定制御回路３として、ディジタル回路を例
示したが、アナログ回路を用いてもよいことも明白であ
る。

以上述べたように本発明においては、自車の走行方向上
の物標Ｉコ対する相対距離を検出する手段と、自車の走
行状態を検出してその検出信号に基いて複数段階の危険
度合に対応する複数の基準距離を設定する手段とを備え
、その基準距離と前記相対距離とを比較しているため、
自車の危険度合を走行環境に応じて適切に複数段階に判
定することができ、しかもその判定に対応して危険度合
が高い程周波数の高い音響を発生しているため、先行車
などの物標への接近、離反の速度に応じて警報音の高低
変化の割合を変化させることができ、相対速度検出手段
を必要とせずに相対速度情報をも運転者に報知でき、さ
らにその接近、離反をも容易に識別でき、運転者がこの
報知に応じてその運転操作を調整して危険を未然に防ぐ
ことができるという優れた効果があり、しかも警報する
ための前記音響モニタを備えるのみの簡単、安価に構成
できるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明になる走行環境監視式安全装置の一実
施例を示すもので、第１図は全体構成の概略ブロック線
図、第２図は自車と物標との配置関係を示す配置図、第
３図は距離検出用レーダー回路の一実施例を示す電気結
線図、第４図は速度検出用レーダー回路の一実施例を示
す電気結線図。 第５図は判定制御回路および音響モニタの詳細回路の一
実施例を示す電気結線図、第６図は要部作動説明に供す
る各部波形図、第７図ａ、ｂは第３図、第４図図示回路
の作動説明に供する各部波形図である。 １．２・・・・・・環境検出手段をなす距離検出用レー
ダー回路および速度検出用レーダー回路、３・・・・・
・判定制御回路、４，５・・・・・・音響モニタをなす
音響信号発生回路およびスピーカ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自車の走行方向上の物標までの相対距離を検出する
   距離検出手段と。 自車の走行速度など走行状態を検出し、その検出信号に
   基いて複数段階の危険度合に対応する複数の基準距離を
   設定する設定手段と、 この複数の基準距離と前記距離検出手段よりの相対距離
   信号とを比較して自車の危険度合を判定し、その判定に
   応じた判定信号を発生する判定手段と、 この判定信号により危険度合が高い程周波数の高い音響
   の警報を発生する音響モニタとを具備することを特徴と
   する走行環境監視式安全装置。