JPH09190600A

JPH09190600A - 自動車の衝突防止装置

Info

Publication number: JPH09190600A
Application number: JP8328834A
Authority: JP
Inventors: So Kim Chae; ソー，キムチャエ; Nam Kim Seung; ナム，キムセウング
Original assignee: Mando Machinery Corp
Current assignee: Mando Machinery Corp
Priority date: 1995-12-07
Filing date: 1996-12-09
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は車輛の走行時運転環境に伴う情報入
力を可能にし、衝突可能性に対する判断資料に利用し
て、積極的な安全装置をとることができるようにした自
動車の衝突防止装置を提供する。【解決手段】自動車の衝突防止装置において、ＡＢＳ
装着を検知し、自車の走行中に加速ペダルのレベルを感
知して追突を検知し、側方衝突はレベルを検知して追突
可能性を検知し、側方衝突を事前に運転者が検知すると
同時に衝突可能性に対して警報するか、エンジン速度を
制御して、自動車の衝突を効果的に防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は道路状態と交通状態
のような種々の自動車走行環境に対して、安全走行を誘
導するものであり、特に、自動車の衝突危険を認知する
のに必要な車輛の運転環境を入力して、より積極的な安
全措置を取るように構成した自動車の衝突防止装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年になって、車輛運行中に発生する各
種の事故から乗客の被害を最小化するために、エアバッ
クと安全ベルト等などにより事故が生じた場合の安全が
確保されるとともに、運転中に潜在する事故に対して
は、これを予測して運転者へ警報することにより、事故
を未然に防止するようにしている。

【０００３】このような試みとして、自車の前方に対し
て発射されたレーザービームが先行車輛の後尾灯周囲に
設置された反射板によって反射された後に、戻って来る
までの時間を測定して、自車と先行車輛との車間距離を
算出し、算出された車間距離、停止距離及び先行車輛の
相対速度を算出して衝突の可否を判断する。

【０００４】同時に、車輛の側方衝突を防止するため
に、車輛の各側方に超音波を発射し、このように発射さ
れた超音波が障害物に反射され受信されるまでの時間を
測定して、自車と障害物間の距離を算出して衝突の可否
を判断する。

【０００５】一方、車輛の停止距離は運転者が危険を感
じてブレーキを踏んで、ブレーキがきき始めるまでの空
走距離と、ブレーキがきき始める時から、車輛が完全に
停止するまでの距離である制動距離の和によって算出さ
れるが、このような停止距離は車種及び重量によって異
なり、更に、路面の状態によっても変化する。

【０００６】例として、通常の乗用車が時速６０kmにて
走行中である場合に、空走距離は１７ｍであり、制動距
離は２７ｍになり停止距離の総和は４４ｍになる。しか
しながら、雨が降る時には停止距離が乾燥時の１.５倍
になり、氷結路面においては乾燥時の３倍に成る。従っ
て、衝突警報装置の信頼性を高めるためには、路面の状
態に伴う停止距離の差異を勘案して警報時点を決定する
必要があった。

【０００７】上記のような、代表的な従来の技術に、図
４に示したような自動車の衝突防止装置がある。これは
マイクロプロセッサーから構成される制御部１０が具備
され、該制御部１０にはレーザービーム等を発射し、受
信して前方の車輛であるとか、側方物体を検知する車間
及び側方距離検知部１並びに車速検知部２から提供され
た情報に従って、車間距離表示部３に現在の隔離距離が
表示され、自車速度が演算されるので、先行車との相対
速度が演算される。

【０００８】制御部１０は操向角検知部４、車線変更検
知部５及び制動検知部６から自車の現在の状態を検知す
る他にも、ワイパーの動作の可否を検知する動作検知部
８及び外気の温度を検知する外気温度検知部９を追加し
て設けている。

【０００９】因って、運転者が車線を変更しようとする
場合に、車輛側方の衝突要因を予め確認することにな
る。更に、外気の温度が０℃以上であり、ワイパーが動
作する場合は、雨が降っていると判断して雨天時の停止
距離を適用して衝突防止警報時点を決定し、外気の温度
が０℃以下でありワイパーが動作する場合には、雪が降
っていると判断して氷結時の停止距離を適用して衝突防
止警報時点を決定していた。

【００１０】これに従って、自車と走行車輛間に距離又
は自車と障害物間の距離が予め入力された車輛の制動距
離より小さい場合は、警報音発生部９を駆動させて警報
させると同時に、自車と先行車輛間の相対速度を減少さ
せるためにギア変速部１１を駆動するべくギア変速信号
を出力する。

【００１１】このような構成の代表的な技術としては、
米国特許第５,１６５,４９７号に車輛用自動安全運転距
離制御装置が開示されており、該装置はマイクロコンピ
ュータが速度計から発信された速度値に従って安全距離
を算出し、その次に該安全距離の距離検出器によって求
められた実質距離と比較するので、加減速モータ及びブ
レーキモータを制御して、先行車との安全距離が確保さ
れる。

【００１２】更に、米国特許第５,２８５,５２３号にお
いては、車輛の運転環境を認識する装置が開示されてお
り、該装置は車輛の多様な運転環境が運転者の運転状態
を含んで、走行状態に最も適合した回路網を選択的に利
用するので、精密で、しかも、正確に認識でき、車輛の
運転を道路状態と交通状態に従って対応することができ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の技術は、道路の環境、即ち、道路の氷結や霧状態、
降雪状態等を認識するとか、それに伴う適切なパラメー
タを設定することができないために、正確な制動距離の
算出ができず、運転者に対する衝突防止を警告する時点
を逸したりして、安全性が十分でなかった。また、従来
は走行車輛に関連して変動パラメータとして期待される
アンチロックブレーキシステムの採用車輛に対する対処
案が講究されていなかった。即ち、アンチロックブレー
キシステムを採用した車輛と、一般手動ブレーキを採用
した車輛は制動時の停止距離が異なり同一の停止距離を
適用することができない。

【００１４】更に、警報ランプは運転席の全面に集合的
に配置されるために、車輛の車線変更時サイドミラーと
警報ランプを同時に眺めることができなくなり、車輛の
側後方衝突を認知することが困難であった。

【００１５】本発明は車輛の走行時運転環境に伴う情報
入力を可能にし、衝突可能性に対する判断資料に利用し
て、より積極的な安全措置を施した自動車の衝突防止装
置を提供することを主な目的としている。

【００１６】本発明の他の目的は、車輛走行時の気候状
態及びアンチロックブレーキシステムの採用の可否に伴
う停止距離を補正しエンジン速度を小さくしてより積極
的な安全措置を施すことができるようにした自動車の衝
突防止装置を提供することにある。

【００１７】本発明のさらに他の目的は、車輛の走行に
伴う多数のパラメータを処理して、車間の衝突と側方物
体との衝突可能性を事前に予測して警報する自動車衝突
防止装置を提供することにある。

【００１８】本発明の又さらに他の目的は、車輛の側後
方物体との衝突可能性をサイドミラーの視界内で確認で
きるようにした警報ランプによって、警告するようにし
た自動車の衝突防止装置を提供することにある。

【００１９】

【問題点を解決するための手段】本発明は、先行車輛を
検知し、これを距離に換算して自車との車間距離を算出
すると同時に、側後方の物体との距離を検知する車間及
び側後方距離検知部と、自車の絶対速度を検知する車速
検知部と、加速変位に伴う加速操作量を検知する加速位
置検知部と、車輛の操向方向及び角度を検知する操向角
検知部と、車輛の右左折指示信号等の駆動に基づいて車
線変更を検知する車線変更検知部と、ブレーキ操作の可
否を検知する制動検知部と、車間距離を表示する車間距
離表示部と、自車と先行車輛又は自車と側後方物体との
衝突可能に対して警告音を発すると同時に、サイドミラ
ー視界内に設置された警報ランプを選択的に点灯させる
警報発生部と、車輛の回転、車線変更、制動等の車輛状
態に伴う現在車輛の操作状態を表示する操作状態表示部
と、アンチロックブレーキシステムの適用車輛であるこ
とを検知するＡＢＳキー入力部と、気候状態に伴う路面
に該当する制動距離を補正する減速比を有する入力部
と、エンジンの出力を制御してエンジン能力を調節し、
車輛の減速を能動的に誘導すると同時に、ブレーキ力を
強制的に調節するエンジン速度制御部と、前記検知部か
らのデータを受信して車間距離、自車の絶対速度、先行
車との相対速度と、先行車の絶対速度を演算しＡＢＳが
採用されたかを確認して、入力部から路面状態に伴う制
御パラメータを選択して車輛の停止距離を補正し、同時
に車線変更、制動信号、操向角信号があるかを判断して
無い場合、制動距離と車間距離を比較して制動距離が短
い場合、前記エンジン速度制御部に制御信号を発して能
動的に車輛衝突を防止する制御部とから構成される。

【００２０】本発明は側後方衝突可能性に対する警報を
成す場合、サイドミラー視界内に警報ランプが設置され
る。更に、本発明はＡＢＳ装着車輛に対しては、停止距
離が平均約５％程度短くなることを考慮して、停止距離
が演算される。

【００２１】

【発明の実施形態】本発明は、添付図面に基づいて詳細
に記述すれば次の通りである。図１に本発明に係る車輛
衝突防止装置が示されており、図４の従来技術と同一の
部品に対しては同一の符号を付している。

【００２２】車輛衝突防止装置は、制御部１０を具備
し、制御部１０にはレーザービームを発射し受信して、
前方の車輛とか側方物体を検知する車間及び側方距離検
知部１を設ける。該車間及び側方距離検知部１は車速検
知部２が自車の走行速度を点検するようになり、ＬＥＤ
駆動部１２が制御部１０の制御信号に駆動され、所定時
間の周期ごとに実例を挙げれば数ミリセカンド［ｍｓｅ
ｃ］の周期で、一つ、又は多数のレーザーダイオード１
３をオンさせ、該レーザーダイオード１３がレーザービ
ームを自車の前方とか後方を向いて発生させる。同時
に、該制御部１０のパルス信号が比較器１６と充電器１
７に供給し、基準電源に利用されるか、電気コンデンサ
ーを設けた充電器１７を作動させる。

【００２３】一方、レーザービームは走行中の側後方車
輛とか、側方物体において反射されポートダイオード１
４に受信されて、ポートダイオード１４がオンされてか
らは、直流電源Ｖｃｃの電圧が増幅器１５に印加され、
所定の大きさに増幅される。該増幅信号は比較器１６に
供給され基準電圧と比較される。比較器１６においては
基準電圧より高い電圧が入力されれば、高電位信号を出
力して、充電器１７の充電作動を中止する。

【００２４】この時、充電器１７は作動時充電された電
圧をＡ／Ｄ変換器９に印加する。Ａ／Ｄ変換器９はアナ
ログ電圧をデジタル電圧に変換して制御部１０に入力す
る。制御部は該入力電圧の大きさに従って、自車と先行
車輛間の車間距離を演算し、これを車間距離表示部３に
よって表示する。

【００２５】ここで、制御部１０はＬＥＤ駆動部１２に
制御パルスを供給する時からＡ／Ｄ変換器９から信号を
受信する時までの時間をカウントする。即ち、車間及び
側方距離はレーザー伝播速度が光の速度と同一なるもの
と判断して距離ＤはＣ×ｔ／２、ここでＣは光速でＣ≒
３×１０⁸ｍ／ｓｅｃであり、ｔはレーザービームが発
射され受信されるまでのフライング（flying）時間、ま
たは伝播時間である。

【００２６】一方、図面においてＬＥＤ駆動部１２と、
これと関連してレーザービームのフライング時間を検知
する回路等は必要に応じて多数個設置され、側方物体検
知に関連して、別途の警告音及び警告ランプを制御部１
０が駆動させても良い。

【００２７】制御部１０は車速検知部２から自車の絶対
速度と算出された車間距離に基づいて、相対速度を次の
ように算出する。

【００２８】

【数１】

【００２９】ここで、Δｄは距離変化量であり、Δｔは
時間変化量である。これに従って、先行車輛の絶対速度
Ｖ₁も次のように求めることができる。Ｖ₁＝Ｖ₀＋Ｖｒｅｌここで、Ｖ₀は自車速度、制御部１０はこのように車間距離に基づいて相対速度を
算出した後、これに該当する停止距離をメモリ素子から
読み込むことになる。

【００３０】更に、制御部１０は操向角検知部４、車線
変更検知部５及び制動検知部６から自車の現在の状態を
検知する以外にも、自車と先行車間の車間距離が停止距
離より短くなる時点において運転者が加速ペダルを踏ん
でいる場合に、該加速程度を加速位置検知部１９を検知
する。

【００３１】この時、制御部１０は運転者が居眠り運転
や不注意の運転をしていると判断して、他の条件にかか
わりなく、無条件で警報発生部９を駆動させるようにな
り、後述するようにエンジン速度制御部４０に制御信号
を出力して駆動させる。

【００３２】しかし、自車が停止するとか制動される状
態において、加速位置検知部１９からの信号に基づいて
制御部１０は警告を発しないようになる。同時に、自車
が現在曲線走路を走行中であるとか又は車線変更をする
場合にも、制御部１０は操向角検知部４と車線変更検知
部５からの検知信号に従って、先行物体がガイドレール
や中央線を起点として、向かい合って来る車輛であると
判断して、警報発生部９’を作動させない。

【００３３】この他にも、制御部１０は車輛がアンチロ
ックブレーキシステムを装着しているかに対する入力部
に、ＡＢＳキー２０と気候状態入力部３０とが設けられ
る。該気候状態入力部３０は、運転席前面に配置されて
車輛の運転環境に対する情報入力キー等から構成され、
現在の路面に対する状態を入力するもので、正常状態キ
ー３１は路面の正常状態であることを入力するためのも
のであり、降雨状態キー３２は現在雨が降っている状態
を示す入力であり、降雪状態キー３３は現在雪が降って
いる状態の入力であり、氷結状態キー３４は路面が氷結
状態であることの入力であり、霧状態キー３５は現在霧
注意を知らせる入力である。

【００３４】このように車輛の運転環境に対する全ての
パラメータを決定し、車輛が走行するのに伴うパラメー
タを検知した結果に対して、制御部１０は操作状態表示
部２１に表示されるようにして運転者へ走行情報を提供
する。

【００３５】更に、制御部１０は気候状態入力部３０か
らの信号に従って、制動のための停止距離を補正して車
輛が安全距離を確保するように、気候に伴う演算がなさ
れる。

【００３６】制御部１０は制動距離と空走距離の和から
構成される安全距離Ｓ₁を演算するにあたり、路面が正
常状態である場合、次のような公式に基づいて算出され
る。

【００３７】

【数２】

【００３８】ここで、Ｖ₂：自車の速度（ｍ／ｓｅｃ）Ｖ₁：先行車輛の絶対速度（ｍ／ｓｅｃ）Ｔ：反応時間（ｓｅｃ）ａ：自車の減速比（道路面との摩擦力）ｂ：先行車輛の減速比このような公式によれば正常道路面と異常気候状態の路
面における減速比は相違するが、異常気候における減速
比は実験によって次表のように定められる。

【００３９】

【表１】

【００４０】ここで降雪状態と霧状態はその程度に従っ
て細分されることを示し、これは運転者が選択するか、
検知手段によって決定される。従って、制御部１０は車
輛走行時運転環境、即ち、気候状態の入力に従って安全
距離Ｓ₁を演算するようになり、実例を挙げれば降雨状
態においては自車の減速比ａが６ｍ／ｓｅｃ²になっ
て、強制的に先行車輛より減速運行される。この時、車
間距離は停止距離以内にある。結局車輛はより積極的に
車間距離が維持されるようになり、運転者へこれを警報
することができる。

【００４１】このために、エンジン速度制御部４０は、
エンジンのスロットルバルブの開放角度を制御して、エ
ンジン能力を減少させるエンジン能力調節部４１と車輪
の減速比を大きくして自車の速度を減速させるギア変速
部４２及びブレーキを操作して自車の速度を減少させる
ブレーキ操作部４３とから構成されている。

【００４２】これによって制御部１０は気候状態キーが
オンされるに従って所定の停止距離を演算し、車線変更
信号、制動信号、最終演算された制動距離、即ち、補正
された制動距離が車間距離より大きいかを判断するよう
になって、制動距離が長い場合、警報発生部９を駆動さ
せ警報音を発生するとか、警報ランプを点灯させる。

【００４３】次いで、エンジン速度制御部４０を制御す
るようになるが、エンジン能力調節部４１、ギア変速部
４２、ブレーキ操作部４３に所定の減速制御信号を出力
して、車輛が運転者と無関係に減速される。

【００４４】更に、該制御部１０はＡＢＳシステムが装
着される場合、装着されない車輛に比して５％少ない値
で停止距離が定められる。このように構成させた本発明
は、図２および図３に示したように作動する。

【００４５】先ず、車輛が始動して運転されるにあた
り、制御部１０が初期化され、車輛走行に従って、段階
１０１においては車間距離が演算される。次いで、走行
車輛が所定速度、実例を挙げれば、４０km／ｈ以上の速
度において加速位置検知部１９からの検知された信号に
従って制動状態が所定レベルにない場合、制動距離と車
間距離を比較して制動距離が短い場合は、段階１２３に
ジャンプして警報を発するようになり、エンジン速度を
制御する。

【００４６】若し、車間距離が制動距離より長い場合
は、段階１０３において現在の車間距離を表示するよう
になる。段階１０４においては、車速検知部２からの信
号に基づいて自車速を演算し、段階１０５においては車
間距離と基づいて相対速度を演算する。段階１０６にお
いては、先行車絶対速度を演算し、段階１０７において
は、ＡＢＳ装着車輛であることを確認する。

【００４７】続いて制御部１０は外部入力キー、気候状
態入力部３０からの入力を走査するようになるが、段階
１０８において霧状態キー入力を確認すれば、段階１０
９において霧状態制動距離を演算する。同様に、降雨状
態キー入力が段階１１０においては、段階１１２におい
て降雨状態制動距離を演算し、段階１１３において降雪
状態キーが入力されたならば、段階１１４において降雪
状態制動距離演算をし、段階１１５において氷結状態キ
ーがオンされたならば、段階１１６に移転して氷結状態
制動距離を演算する。又、段階１１７において正常状態
キーがオンされたならば、正常状態制動距離を演算する
（段階１１８）。

【００４８】このようにいずれか一つの気候に該当して
制動距離が補正されれば、段階１１９に移転して、車線
変更検知部からの信号に従って、車線変更信号があるか
を判断する。又、段階１２０においてブレーキ信号があ
るかを判断し、段階１２１において所定角以上の操向角
検知信号があるかを判断する。若し、段階１１９より段
階１２１を経ながら信号が入力されたならばリターンさ
れ、これら信号が無かったならば、段階１２２に移転し
て補正された制動距離と車間距離を比較するようにな
る。

【００４９】若し、補正された制動距離が車間距離より
短い場合、段階１２３において警報発生を成すようにな
り、段階１２４、１２５、１２６等を経ながら、エンジ
ン能力調節信号、ギア変速信号とブレーキ操作制御信号
を出力して積極的に車輛の速度を減少させる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は車輛の走
行環境に従って、情報入力を可能にし、気候に伴う車輛
の制動力を決定し、前方、側後方の衝突及び追突を事前
に防止するように制動距離を補正し、追突事故に備えて
制動検知部の信号に基づいて急制動を警報し、側方衝突
に備えてより積極的な安全措置を車輛自体が遂行するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動車衝突防止装置のブロック
線図。

【図２】本発明に係る自動車衝突防止装置の作動を示
すフローチャートである。

【図３】本発明に係る自動車衝突防止装置の作動を示
すフローチャートである。

【図４】従来技術における自動車の衝突防止装置のブ
ロック線図。

【符号の説明】

１：車間距離検知部２：車速検知部３：車間距離表示部４：操向角検知部５：車線変更検知部６：制動検知部１０：制御部１９：加速位置検知部２０：ＡＢＳキー３０：気候状態入力部３，４０：エンジン速度制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｓ 3/00 Ｇ０１Ｓ 13/93 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自車の速度及び先行車輛間の車間距離を
検知した後、これに基づいて自車と先行車輛間の相対速
度を算出し、前記車間距離が算出された相対速度に該当
する停止距離より小さくなる時点に衝突可能性を警報す
る自動車において、アンチロックブレーキシステムの採用を入力する入力部
と、外部から車輛の運転環境に従って、路面状態に該当する
制動距離を補正する多数のキーから構成された気候状態
入力部と、自車の絶対速度を検知し、先行車輛との衝突及び側後方
物体との距離を検知する多数の車間及び側後方距離検知
部と、車輛の所定速度以上において後方車輛の追突を防止する
ように、現在のブレーキ制動状態を検知する検知部と、自車と先行車輛、又は、側後方物体との測定距離が制動
距離以内においては、エンジン速度を減少させるエンジ
ン速度制御部と、自車と先行車輛、又は、側後方物体との測定距離が制動
距離以内においては、警告音、警告ランプを生じさせる
警報発生部と、前記入力部とその車輛の入力パラメータを受信して、気
候状態に伴う路面に該当する制動距離を補正し、車輛の
エンジン出力を能動的に制御する制御部等から構成した
ことを特徴とする自動車の衝突防止装置。
【請求項２】前記気候状態入力部を正常状態、降雨状
態、降雪状態、結氷状態及び霧状態に相当する入力キー
から構成したことを特徴とする請求項１記載の自動車の
衝突防止装置。
【請求項３】前記車間距離検知部が車速検知部を含
み、レーザービームを自車の前後方及び側方に発射し、
反射された信号を受信する時までの時間を測定すること
により、車間距離及び物体との距離を算出することを特
徴とする請求項１記載の自動車の衝突防止装置。
【請求項４】エンジン出力の制御部は、エンジンのス
ロットルバルブの開放角度を制御するエンジン能力調節
部と、エンジンと車輪の減速比を大きくして、自車の速
度を減速させるギア変速部と、ブレーキを操作して自車
の速度を減少させるブレーキ操作部等から構成したこと
を特徴とする請求項１記載の自動車の衝突防止装置。
【請求項５】警報発生部に一つ以上のスピーカとラン
プを設けて、制御部の制御に基づいて警報音を発生する
とか、警告ランプを点灯させるように構成したことを特
徴とする請求項１記載の自動車の衝突防止装置。
【請求項６】警報発生部に構成される警告ランプは、
車輛のサイドミラー視界内にあるように設置され、運転
者が側方衝突を容易に認知できるようにしたことを特徴
とする請求項１又は５項記載の自動車の衝突防止装置。