(57)【要約】【課題】  個々のドライバに対し運転操作特性に応じた最適なタイミングで警報を出力することができる車両用警報装置を提供する。【解決手段】  先行車との予測衝突時点までの時間である衝突余裕時間TTCを算出する衝突余裕時間演算部５ａと、警報出力に対するドライバ固有の前方障害物回避の運転操作特性である前方障害物回避特性（衝突回避限界時間TTCw）が記憶されたEEPROM６と、衝突余裕時間TTCと前方障害物回避特性とに基づいて、警報出力タイミングを設定する警報制御部５ｂと、を備える。【選択図】      図１
2007249539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方障害物との予測衝突時点までの時間である衝突余裕時間を算出する衝突余裕時間算出手段と、
警報出力に対するドライバ固有の前方障害物回避の運転操作特性である前方障害物回避特性が記憶された障害物回避特性記憶手段と、
前記衝突余裕時間と前記前方障害物回避特性とに基づいて、前記警報出力タイミングを設定する警報制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用警報装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用警報装置において、
前記前方障害物回避特性は、ドライバが異なる衝突余裕時間で警報出力後に前方障害物との衝突を回避する走行環境をそれぞれ走行した際、前方障害物との接触を回避し得た警報出力時の衝突余裕時間のうち最短の値である衝突回避限界時間とし、
前記警報制御手段は、現在の衝突余裕時間が前記衝突回避限界時間を下回ったとき、ドライバに警報を発することを特徴とする車両用警報装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用警報装置において、
ドライバの運転状態を検出する運転状態検出手段を備え、
前記警報制御手段は、検出された運転状態に基づいて、前記警報出力タイミングを補正することを特徴とする車両用警報装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の車両用警報装置において、
前記運転状態検出手段は、ドライバの足の位置を検出し、
前記警報制御手段は、ドライバがブレーキペダルに足を置いている場合には、足を置いていない場合よりも前記警報出力タイミングを遅くすることを特徴とする車両用警報装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用警報装置において、
前記運転状態検出手段は、ドライバの足の位置を検出し、
前記警報制御手段は、ドライバがアクセルペダルに足を置いている場合には、足を置いていない場合よりも前記警報出力タイミングを早くすることを特徴とする車両用警報装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の車両用警報装置において、
前記警報制御手段は、検出された足の位置に応じたドライバ固有のブレーキ操作反応遅れ時間に基づいて、前記警報出力タイミングの補正量を決定することを特徴とする前方障害物回避特性抽出装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用警報装置において、
ドライバの前方障害物回避操作に基づいて、前記前方障害物回避特性を学習し、記憶された前記前方障害物回避特性を更新する障害物回避特性学習・補正手段を備えることを特徴とする車両用警報装置。
【請求項８】
請求項２ないし請求項７のいずれか１項に記載の衝突回避限界時間を抽出する前方障害物回避特性抽出装置であって、
前方障害物が自車に接近する走行環境を設定する走行環境設定部と、
ドライバが前記走行環境を走行する都度、異なる衝突余裕時間を警報出力タイミングとして警報を出力する警報出力部と、
ドライバが前記走行環境を走行した際、前方障害物との接触を回避し得た警報出力時の衝突余裕時間のうち最短の値を、衝突回避限界時間として抽出する衝突回避限界時間抽出部と、
抽出された衝突回避限界時間を前記障害物回避特性記憶手段に書き込む書き込み部と、
を備えることを特徴とする前方障害物回避特性抽出装置。
【請求項９】
請求項８に記載の前方障害物回避特性抽出装置において、
前記衝突回避限界時間抽出部は、ドライバの脇見運転中の前記衝突回避限界時間を抽出することを特徴とする前方障害物回避特性抽出装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の前方障害物回避特性抽出装置において、
ドライバが前記走行環境を走行した際のブレーキペダル操作量を検出するブレーキペダル操作量検出手段を備え、
前記衝突回避限界時間抽出部は、ブレーキペダル操作量が上限値まで達した場合の前記衝突回避限界時間を抽出することを特徴とする前方障害物回避特性抽出装置。
【請求項１１】
請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の前方障害物回避特性抽出装置において、
警報出力時の足の位置に応じたドライバ固有のブレーキ操作反応遅れ時間を計測するブレーキ操作反応遅れ計測部を備え、
前記書き込み部は、計測されたブレーキ操作反応遅れ時間を前記障害物回避特性記憶手段に書き込むことを特徴とする前方障害物回避特性抽出装置。
【請求項１２】
請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用警報装置において、
ドライバのブレーキ操作と独立にホイールシリンダへ供給するブレーキ圧を制御する自動ブレーキ手段と、
現在の衝突余裕時間が前記衝突回避限界時間を下回ったとき、前記自動ブレーキ手段にブレーキ圧増加指令を出力する自動ブレーキ制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用警報装置。
【請求項１３】
請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用警報装置において、
前記前方障害物との衝突時、前方障害物と車体との間で展開される衝突エネルギー吸収用の弾性体と、
前記前方障害物との衝突を予測する衝突予測手段と、
現在の衝突余裕時間が前記衝突回避限界時間を下回り、かつ、前方障害物との衝突が予測された場合、前記弾性体を展開させる衝突エネルギー吸収制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用警報装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライバに前方障害物との衝突を警報する車両用警報装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用警報装置では、自車前方の障害物との接触回避を目的として、レーザレーダや電波式レーダ等によって前方障害物を検出し、検出した前方障害物との接触可能性が高いと判断される場合に、警報出力や減速制御等により接触可能性を報知している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２８６３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術にあっては、警報に対するドライバの反応速度、運転能力、前方障害物に対する認識の有無にかかわらず、すべてのドライバに対し一律の警報出力タイミングを設定している。このため、警報に対する反応が遅い高齢者や初心者にとっては、警報が遅く、逆に反応が早いドライバ、前方障害物を認識しているドライバにとっては、不必要な警報が出力されることで煩わしさを与えてしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、個々のドライバに対し運転操作特性に応じた最適なタイミングで警報を出力することができる車両用警報装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明では、
前方障害物との予測衝突時点までの時間である衝突余裕時間を算出する衝突余裕時間算出手段と、
警報出力に対するドライバ固有の前方障害物回避の運転操作特性である前方障害物回避特性が記憶された障害物回避特性記憶手段と、
前記衝突余裕時間と前記前方障害物回避特性とに基づいて、前記警報出力タイミングを設定する警報制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の車両用警報装置にあっては、ドライバ固有の前方障害物回避特性と衝突余裕時間とに基づいて、警報出力タイミングが設定される。すなわち、警報が出力されてからドライバが前方障害物を回避する際の運転操作特性は、ドライバ個々で異なるため、これをあらかじめ記憶し、実際の走行時に参照することにより、ドライバ固有の反応速度や運転能力に基づく最適な警報出力タイミングを得ようとするものである。この結果、個々のドライバに対し運転操作特性に応じた最適なタイミングで警報を出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１〜３に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
［システム構成］
図１は実施例１の車両用警報装置のシステムブロック図である。
実施例１の車両用警報装置は、レーザレーダ１と、車速センサ２と、アクセルペダルセンサ３と、ブレーキペダルセンサ４と、コントロールユニット５と、EEPROM（障害物回避特性記憶手段）６と、ブザー７と、を備えている。
【０００９】
レーザレーダ１は、自車前方を走行する先行車（前方障害物）にレーザビームを送出し、先行車に反射して戻ってくるまでの時間に基づいて、先行車までの車間距離を測定する。車速センサ２は、例えば図外の車輪速センサ等を用いて自車の速度（車速）を算出する。
【００１０】
アクセルペダルセンサ３は、ドライバのアクセルペダル操作量を検出する。ブレーキペダルセンサ４は、ドライバのブレーキペダル操作量を検出する。アクセルペダル３およびブレーキペダルセンサ４により、ドライバの運転状態を検出する運転状態検出手段が構成される。
【００１１】
コントロールユニット５は、衝突余裕時間演算部（衝突余裕時間算出手段）５ａと、警報制御部（警報制御手段）５ｂと、障害物回避特性学習・補正部（障害物回避特性学習・補正手段）５ｃと、を備えている。
【００１２】
衝突余裕時間演算部５ａは、レーザレーダ１により検出された先行車との車間距離と、車速センサ２により検出された車速とに基づいて、前方障害物との予測衝突時点までの時間である衝突余裕時間を算出する。
【００１３】
警報制御部５ｂは、衝突余裕時間演算部５ａにより算出された衝突余裕時間と、EEPROM６に記憶されたドライバの衝突回避限界時間（前方障害物回避特性）と比較し、衝突余裕時間が衝突回避限界時間を下回ったときを警報出力タイミングとしてブザー７に警報指令を送信し、ドライバに先行車との接触を警告する。なお、この警報出力タイミングは、アクセルペダルセンサ３により検出されたアクセルペダル操作量と、ブレーキペダルセンサ４により検出されたブレーキペダル操作量に応じて可変する。
【００１４】
障害物回避特性学習・補正部５ｃは、ドライバが実際に緊急回避行動を取った場合の、車両停止までのブレーキペダル操作量に基づいて、警報出力タイミングに対するドライバの余裕度を判断し、この余裕度に基づいてEEPROM６に記憶された衝突回避限界時間を学習・修正する。具体的には、停止までブレーキを最大のストロークで踏み続けた場合には、余裕度が少ないと判断し、衝突回避限界時間を長くする。一方、最大ストロークまで踏まなかった場合には、余裕度が多いと判断し、衝突回避限界時間を短くする。
【００１５】
EEPROM６は、後述するドライビングシミュレータ（前方障害物回避特性抽出装置）８を用いてあらかじめ計測した、相対速度に応じたドライバ固有の衝突回避限界時間が記憶されている。ここで、「衝突回避限界時間」とは、ドライバが異なる衝突余裕時間で警報出力後に先行車との衝突を回避する走行環境をそれぞれ走行した際、ドライバがフルブレーキ操作により先行車との接触を回避し得た（衝突余裕時間の最小値がゼロとならなかった）警報出力時の衝突余裕時間のうち最短の値とする。
【００１６】
［ドライビングシミュレータ］
図２は、実施例１のドライビングシミュレータ８の概略図であり、このドライビングシミュレータ８は、ドライバの警報出力に対するドライバ固有の前方障害物回避の運転操作特性である衝突回避限界時間の抽出と、警報出力からドライバがブレーキペダルを踏み込むまでの反応・操作時間の計測と、を行う。
【００１７】
ドライビングシミュレータ８には、ドライバに車両前方情報を表示する表示画面８ａと、ステアリングホイール８ｂと、アクセルペダル８ｃと、ブレーキペダル８ｄと、が設けられている。また、アクセルペダル操作量を検出するアクセルペダルセンサ８ｅと、ブレーキペダル操作量を検出するブレーキペダルセンサ（ブレーキペダル操作量検出手段）８ｆとが設けられている。
【００１８】
走行環境設定部８ｇは、表示画面８ａに先行車が自車に接近する走行環境を設定する。具体的には、自車が先行車を同速度で追従中、ドライバが脇見をしている間、先行車が急減速して停車するまでの走行環境を設定する。実施例１では、警報出力時点の先行車と自車との相対速度が、異なる２つの相対速度（例えば、30[km/h],60[km/h]）となるように設定している。
【００１９】
警報出力部８ｈは、ドライバが走行環境を走行する都度、異なる衝突余裕時間を警報タイミングとして警報を出力する。実施例１では、相対速度毎に複数の衝突余裕時間（例えば、相対速度30[km/h]では1.25[s],1.5[s],1.75[s],2.0[s]、相対速度60[km/h]では2.25[s],2.5[s],2.75[s],3.0[s]）で警報タイミングを設定している。
【００２０】
データベース８ｉは、ドライバが走行環境を走行したときの各警報出力タイミングに対する、衝突余裕時間（相対速度および相対距離）、アクセルペダル操作量およびブレーキペダル操作量等が時系列に沿って蓄積される。
【００２１】
衝突回避限界時間抽出部８ｊは、データベース８ｉに蓄積された各時系列データから、ドライバが走行環境を走行した際、フルブレーキ操作により先行車との接触を回避し得た場合、すなわち最大ブレーキペダル操作量が上限値まで達し、かつ衝突余裕時間がゼロとならなかった場合の警報出力時の衝突余裕時間のうち、最も時間の短い値を、衝突回避限界時間として相対速度毎にそれぞれ求め、これらを線形近似する。これにより、相対速度に応じた衝突回避限界時間（図６参照）が抽出される。
【００２２】
反応・操作時間計測部（ブレーキ操作反応遅れ計測部）８ｋは、データベース８ｉに蓄積されたアクセルペダル操作量およびブレーキペダル操作量から、警報出力からドライバがブレーキを踏み込むまでの反応・操作時間を、ドライバがアクセルペダルに足を置いているとき、ブレーキペダルに足を置いているとき、両ペダルに足を置いていないときのそれぞれのケースで計測する。
【００２３】
書き込み部８ｍは、衝突回避限界時間抽出部８ｊにより抽出された車速に応じた衝突回避限界時間と、反応・操作時間計測部８ｋにより計測された反応・操作時間を、コントロールユニット５のEEPROM６に書き込む。
【００２４】
［警報制御処理］
図３は、実施例１のコントロールユニット５で実行される警報制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。この制御処理は、所定の演算周期（例えば、10[ms]）毎に繰り返し実施される。なお、各センサの出力信号も、所定の演算周期毎に読み込まれるものとする。
【００２５】
ステップS1では、先行車が存在するか否かを判定する。YESの場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。実施例１では、レーザレーダ１で先行車を捕捉した場合に、先行車が存在すると判定する。
【００２６】
ステップS2では、レーザレーダ１により検出された車間距離と車速センサ２により検出された車速とから、自車と先行車との相対速度を算出すると共に、相対距離（車間距離）を相対速度で除して衝突余裕時間TTCを算出し、ステップS3へ移行する。
【００２７】
衝突余裕時間TTCは、衝突危険性の物理的指標として一般的に用いられている。図４において、TTCを下記の式(1)のように決定する。これは現時点の先行車との相対速度・相対距離から、現状を維持した場合の衝突までの推定時間である。X,Vはそれぞれ車両の位置と速度を表しており、cは自車、fは先行車を示している。
TTC(t)＝{Xf(t)−Xc(t)}／{Vc(t)−Vf(t)}  …(1)
【００２８】
ステップS3では、現在の車速に応じた衝突回避限界時間TTCwをEEPROM６から読み込み、ステップS4へ移行する。
【００２９】
ステップS4では、ドライバがブレーキペダルに足を置いているか否かを判定する。YESの場合にはステップS6へ移行し、NOの場合にはステップS5へ移行する。ここでは、ブレーキペダルセンサ５により検出されたブレーキペダル操作量がゼロ以外の場合に、ドライバがブレーキペダルに足を置いていると判定する。
【００３０】
ステップS5では、ドライバがアクセルペダルに足を置いているか否かを判定する。YESの場合にはステップS7へ移行し、NOの場合にはステップS8へ移行する。ここでは、アクセルペダルセンサ４により検出されたアクセルペダル操作量がゼロ以外の場合に、ドライバがアクセルペダルに足を置いていると判定する。
【００３１】
ステップS6では、ステップS3で算出されたTTCwと、EEPROM６に記憶されたドライバ固有の反応・操作時間τa,τbとから、下記の式(2)を用いて最終的な衝突回避限界時間TTCw*を算出し、ステップS9へ移行する。
TTCw*＝TTCw−（τa−τb）  …(2)
ここで、τaは、アクセルペダルに足を置いている場合での、警報発生からブレーキ踏み込みまでの反応・操作時間（ブレーキ操作反応遅れ時間）である。
τbは、ブレーキペダルに足を置いている場合での、警報発生からブレーキペダル踏み込みまでの反応・操作時間（ブレーキ操作反応遅れ時間）であり、τb<τaとなる。
【００３２】
ステップS7では、ステップS3で算出されたTTCwを最終的な衝突回避限界時間TTCw*とし、ステップS9へ移行する。
【００３３】
ステップS8では、ステップS3で算出されたTTCwと、EEPROM６に記憶されたドライバ固有の反応・操作時間τa,τfとから、下記の式(3)を用いて最終的な衝突回避限界時間TTCw*を算出し、ステップS9へ移行する。
TTCw*＝TTCw−（τa−τf）  …(3)
ここで、τfは、両ペダルに足を置いていない場合での、警報発生からブレーキ踏み込みまでの反応・操作時間（ブレーキ操作反応遅れ時間）であり、τb<τf<τaとなる。
【００３４】
ステップS9では、ステップS2で算出された衝突余裕時間TTCがステップS6、ステップS7またはステップS8で算出された衝突回避限界時間TTCw*を下回るか否かを判定する。YESの場合にはステップS10へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。
【００３５】
ステップS10では、ブザー７に警報指令を出力し、リターンへ移行する。
【００３６】
［警報制御動作］
先行車を捕捉した場合には、図３のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4へと進み、ステップS2では衝突余裕時間TTCが算出され、ステップS3では現在車速に対応した衝突回避限界時間TTCwが読み込まれる。
【００３７】
このとき、ドライバがブレーキペダルに足を置いている場合には、ステップS4→ステップS6へと進み、ステップS6では、ステップS3で求めたTTCwからアクセルペダルに足を置いている場合の反応・操作時間τaを減算すると共に、ブレーキペダルに足を置いている場合の反応・操作時間τbを加算し、最終的な衝突回避限界時間TTCw*が設定される。
【００３８】
ドライバがアクセルペダルに足を置いている場合には、ステップS4→ステップS5→ステップS7へと進み、ステップS7では、ステップS3で求めたTTCwが最終的な衝突回避限界時間TTCw*に設定される。
【００３９】
ドライバが両ペダルに足を乗せていない場合には、ステップS4→ステップS8へと進み、ステップS8では、ステップS3で求めたTTCwからアクセルペダルに足を置いている場合の反応・操作時間τaを減算すると共に、両ペダルに足を置いている場合の反応・操作時間τfを加算し、最終的な衝突回避限界時間TTCw*が設定される。
【００４０】
ステップS6ないしステップS8のいずれかで衝突回避限界時間TTCw*が設定された後、ステップS9で衝突余裕時間TTCと衝突回避限界時間TTCw*とが比較され、TTC<TTCw*のとき、ステップS10へと進み、ドライバに警報が出力される。
【００４１】
次に、作用を説明する。
[衝突回避限界時間に応じた警報出力タイミングの決定]
警報出力タイミングは、早い（衝突余裕時間TTCの値が大きい）ほど安全である。しかし、早ければ早いほど、実際には危険性のない状況に対して頻繁に警報が出力することになり、煩わしさの度合いが大きくなる。一方、警報出力タイミングが遅い（TTCの値が小さい）ほど、頻繁な警報出力が減ることで煩わしさの度合いは小さくなるが、より先行車に近接した状態で警報が出力されるため、危険度が増加する。
【００４２】
さらに、警報を聞いてからブレーキ操作を開始し、先行車との衝突を回避する際の反応速度や運転能力、すなわちドライバゲインは、ドライバ個々で異なるため、ドライバに先行車との衝突を回避する最低限の時間を与えつつ、煩わしさを感じさせない最適な警報出力タイミングを設定するためには、ドライバ固有のドライバゲインを考慮する必要がある。
【００４３】
これに対し、実施例１では、ドライビングシミュレータ８を用いてドライバ固有のドライバゲインである衝突回避限界時間TTCwをあらかじめ抽出し、衝突余裕時間TTCとの比較によって警報出力タイミングを設定する。そして、衝突回避限界時間TTCwを、ドライバが脇見時に警報を聞いてからフルブレーキ操作により先行車との接触を回避し得た警報出力時の衝突余裕時間TTCのうち最短の値とする。
【００４４】
すなわち、警報出力タイミングを、「脇見時での警報に対し、ドライバが最大限の回避行動（フルブレーキ操作）を行い、かつ衝突しない警報出力タイミング（衝突回避限界時間TTCw）」と設定する。これは、衝突は回避できるが、ドライバの回避行動に余裕がないことを表している。
【００４５】
この警報出力タイミングとすることで、個々のドライバのドライバゲインに応じた最適な警報出力が可能となる。すなわち、個々のドライバが脇見時の衝突を回避するために最低限必要な操作時間を確保しつつ、前方の状況を認識している場合等、回避行動に余裕がある場合の頻繁な警報の出力を軽減することができる。
【００４６】
なお、衝突回避限界時間TTCwは、ドライビングシミュレータ８上において、警報出力開始時にアクセルペダルを踏んでいる状態から、TTC最小値（最も危険な状態）までの図５に示す最大ブレーキペダル操作量、ブレーキペダルを踏み込んでから停止するまでの平均減速度、衝突の有無に着目して決定することができる。
【００４７】
また、警報出力タイミングは相対速度によって異なり、速度依存性があると考えられることから、異なる２つの相対速度で衝突回避限界時間TTCwを決定し、図６に示すように、相対速度と警報出力タイミングの関係を線形近似して速度に依存した衝突回避限界時間TTCwを求めることで、いかなる相対速度であっても、常に最適な警報出力タイミングを得ることができる。
【００４８】
［ドライビングシミュレータを用いた衝突回避限界時間の抽出］
実施例１では、ドライビングシミュレータ８を用いて、ドライバ固有の衝突回避限界時間TTCwの抽出と、反応・操作時間τa,τb,τcの計測とを行う。このため、実車を用いて先行車との衝突回避実験により衝突回避限界時間TTCwおよび反応・操作時間τa,τb,τcを求める場合と比較して、警報出力に対するドライバ固有の前方障害物回避特性を、短時間で簡単かつ安全に抽出することができる。
【００４９】
［反応・操作速度に応じた衝突回避限界時間の補正］
衝突回避限界時間TTCwに基づいて警報出力タイミングを設定することで、車両用警報装置としての有効性は期待できるが、さらにドライバの操作行動をリアルタイムに検出することで、よりドライバの意思に沿った警報支援を行うことができ、より煩わしさを軽減できる。
【００５０】
そこで実施例１では、ドライバの操作行動として、ドライバの足の位置に着目する。警報出力時におけるドライバの足の位置に対して、ブレーキペダルを踏み込むまでに要する反応・操作時間を考える。反応・操作時間（ブレーキ操作反応遅れ時間）を、警報出力時にアクセルペダルに足がある状態ではτa、アクセル・ブレーキペダルに足がない状態ではτf、ブレーキペダルに足がある状態ではτbと定義する。
【００５１】
図７に示すように、(a)アクセルペダルに足がある状態からのブレーキ操作、(b)アクセルおよびブレーキペダルに足がない状態からのブレーキ操作、(c)ブレーキペダルに足がある状態からのブレーキ操作、に要する時間は、それぞれ異なることがわかる。また、図８のアクセル・ブレーキペダル操作量の時系列応答に示すように、警報出力時にアクセルペダルに足がある状態からそれぞれの値を推定できる。
【００５２】
この足の位置によって反応・操作時間が異なることから、警報出力時にアクセルペダルに足がある状態のTTCwを基準に、足の位置が変化することで、TTCwから反応・操作時間の差を引き、警報出力タイミングを遅らせた場合でも衝突を回避できるようにしている。足の位置に応じた警報出力タイミングを図９に示す。
【００５３】
実施例１では、足の位置に応じて反応・操作時間τa,τb,τfにより衝突回避限界時間TTCwを補正し、警報出力タイミングを変化させることによって、よりドライバの意思に沿った警報支援を行うことができ、頻繁な警報出力による煩わしさの軽減を図ることができる。
【００５４】
［学習による衝突回避限界時間の更新］
実施例１では、EEPROM６に記憶された衝突回避限界時間TTCwを実際の障害物回避時のブレーキ操作に基づいて学習・補正する。これにより、警報出力タイミングを最適化することができる。例えば、普段走行する道路環境が変化し、衝突回避操作が増加した場合であっても、警報出力タイミングを最適化することができる。また、初心者が習熟に伴い反応速度が変化する場合でも、学習機能を使用することにより警報出力タイミングを自動的に最適化することができる。
【００５５】
［衝突回避限界時間の抽出および反応・操作時間の測定実験］
実施例１のドライビングシミュレータ８による衝突回避限界時間TTCwの抽出および反応・操作時間τa,τb,τfの測定実験を、20代の若年被験者６名、70代の高齢被験者６名、合計１２名で行った。
【００５６】
（実験条件）
先行車を同速度で追従中、合図で脇見を開始する。ドライバが脇見をしている間、先行車は急減速し、停車する。先行車との距離が縮まっていく。指定の衝突余裕時間TTCに応じて警報を出力する。被験者は前方を向き、ブレーキのみの回避操作を行う。警報出力タイミングを相対速度30[km/h]ではTTC=1.25[s],1.5[s],1.75[s],2.0[s]、60[km/h]ではTTC=2.25[s],2.5[s],2.75[s],3.0[s]で行い、各タイミングについて３つのデータが得られるまでランダムにタイミングを変えて行った。
【００５７】
（実験結果）
代表一人の相対速度30,60[km/h]時におけるブレーキペダル操作量の時系列応答の一例を、図１０，１１に、３回分の最大ブレーキペダル操作量の平均値、その標準偏差を図１２，１３に示す。この被験者は実験において先行車との衝突はなかった。
【００５８】
相対速度30[km/h]時において、図１０から、TTC=1.25[s]ではTTC最小値となるまでの最大ブレーキペダル操作量が100%となっていることがわかる。しかし、TTC=2.50[s]以降から最大ブレーキペダル操作量が100%を下回っている。図１２をみても平均値がTTC=1.50[s]以降からは100%を下回っており、これは回避行動に余裕が生じていることを表していると考えられる。よって、この被験者の場合は、TTCw=1.25[s]と決定する。
【００５９】
同様に相対速度60[km/h]時においても、図１１，１３からTTCw=2.25[s]では最大限の回避行動を取っており、TTC=2.50[s]以降からは回避行動に余裕が生じていると考えられる。よって、TTCw=2.25[s]と決定する。
【００６０】
このようにして決定した若年・高齢被験者の警報出力タイミングを図１４に示す。相対速度30,60[km/h]共に若年被験者と高齢被験者では衝突回避限界時間TTCwが異なっており、高齢被験者に対しては両相対速度において、早めに警報を出力した方がよいことがわかる。このことから、脇見時でのドライバが障害物を回避できる警報出力タイミングはドライバによって異なっており、個々のドライバに合わせることは、頻繁な警報の出力を抑え、煩わしさの軽減に有効であると言える。
【００６１】
［警報出力軽減効果の評価実験］
実施例１のドライビングシミュレータ８を用いて、衝突回避限界時間TTCwの抽出および反応・操作時間τa,τb,τcの測定実験と同一の被験者により、衝突回避限界時間TTCwに応じて警報を出力する警報システム１と、衝突回避限界時間TTCwに反応・操作時間を考慮して警報を出力する警報システム２とで、前方の状況を確認できる場合の警報出力軽減の評価を行った。
【００６２】
（実験条件）
先行車を同速度で追従中、先行車は急減速し、停車する。被験者はブレーキ回避操作を行う。警報システム１，２において、それぞれ相対速度30,60[km/h]で３つのデータが得られるまで行った。被験者は常に前方に認識があり、脇見を行わない。
【００６３】
（実験結果）
警報システム１，２のTTC，TTCwの時系列応答の一例を図１５に示す。
警報システム１では警報が出力しているのに対し、警報システム２では、TTCwが足の位置に応じて変化することで警報の出力が抑えられている。図１６(a)に若年被験者の警報出力の割合、図１６(b)に高齢被験者の警報出力の割合をそれぞれ示す。
【００６４】
若年被験者は、警報システム１では約30%警報が出力しなかったが、警報システム２では、さらに56%軽減しており、後者の方が煩わしさの軽減に有効であると言える。高齢被験者においても、警報システム１ではほとんどのドライバにおいて警報が出力しているのに対し、警報システム２では、さらに29%軽減しており、後者の方が煩わしさ軽減に有効であると言える。
【００６５】
以上より、TTCwに足の位置に応じた反応・操作時間を考慮することは、前方の状況を認識できる場合の煩わしさの軽減に有効であると言える。また、高齢被験者の警報出力が多い原因については、前方の状況を認識するのに要する時間が、若年被験者よりも長いことが考えられる。これは、高齢被験者の場合、脇見時と前方の状況を認識できる場合とで反応する時間があまり変わらないことを示しており、この場合の警報出力は煩わしさを与えているとは限らないと考えられる。
【００６６】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両用警報装置にあっては、以下に列挙する効果を得ることができる。
【００６７】
(1) 先行車との予測衝突時点までの時間である衝突余裕時間TTCを算出する衝突余裕時間演算部５ａと、警報出力に対するドライバ固有の前方障害物回避の運転操作特性である前方障害物回避特性（衝突回避限界時間TTCw）が記憶されたEEPROM６と、衝突余裕時間TTCと前方障害物回避特性とに基づいて、警報出力タイミングを設定する警報制御部５ｂと、を備える。これにより、個々のドライバに対し運転操作特性に応じた最適なタイミングで警報を出力することができる。
【００６８】
(2) 前記前方障害物回避特性は、ドライバが異なる衝突余裕時間TTCで警報出力後に先行車との衝突を回避する走行環境をそれぞれ走行した際、先行車との接触を回避し得た警報出力時の衝突余裕時間TTCのうち最短の値である衝突回避限界時間TTCwとし、警報制御部５ｂは、現在の衝突余裕時間TTCが衝突回避限界時間TTCwを下回ったとき、ドライバに警報を発する。これにより、ドライバに先行車との衝突を回避するために必要な最低限の時間を与えつつ、障害物回避操作に余裕がある場合の無駄な警報の出力を抑制でき、頻繁な警報出力に伴う煩わしさを軽減することができる。
【００６９】
(3) ドライバの運転状態を検出する運転状態検出手段（アクセルペダルセンサ３，ブレーキペダルセンサ４）を備え、警報制御部５ｂは、検出された運転状態に基づいて、警報出力タイミングを補正する。これにより、よりドライバの意思に沿った警報出力タイミングを設定することができる。
【００７０】
(4) 運転状態検出手段は、ドライバの足の位置を検出し、警報制御部５ｂは、ドライバがブレーキペダルに足を置いている場合には、足を置いていない場合よりも警報出力タイミングを遅くする。これにより、ドライバのブレーキ踏み込みまでの反応時間が短い場合の無駄な警報出力を低減することができる。
【００７１】
(5) 運転状態検出手段は、ドライバの足の位置を検出し、警報制御部５ｂは、ドライバがアクセルペダルに足を置いている場合には、足を置いていない場合よりも警報出力タイミングを早くする。これにより、ドライバのブレーキ踏み込みまでの反応時間が長い場合でも、先行車との衝突を回避可能な余裕時間を与えることができる。
【００７２】
(6) 警報制御部５ｂは、検出された足の位置に応じたドライバ固有の反応・操作時間τa,τb,τcに基づいて、警報出力タイミングの補正量を決定するため、個々のドライバの操作特性により適した警報出力タイミングを設定することができる。
【００７３】
(7) ドライバの前方障害物回避操作に基づいて、衝突回避限界時間TTCwを学習し、記憶された衝突回避限界時間TTCwを更新する障害物回避特性学習・補正部５ｃを備えるため、学習機能によって常に警報出力タイミングの最適化を図ることができる。
【００７４】
(8) ドライビングシミュレータ８は、先行車が自車に接近する走行環境を設定する走行環境設定部８ｇと、ドライバが走行環境を走行する都度、異なる衝突余裕時間TTCを警報出力タイミングとして警報を出力する警報出力部８ｈと、ドライバが走行環境を走行した際、先行車との接触を回避し得た警報出力時の衝突余裕時間TTCのうち最短の値を、衝突回避限界時間TTCwとして抽出する衝突回避限界時間抽出部８ｊと、抽出された衝突回避限界時間TTCwをEEPROM６に書き込む書き込み部８ｍと、を備える。これにより、個々のドライバが先行車を回避し得る最短の衝突回避限界時間TTCwを簡単かつ安全に抽出することができる。
【００７５】
(9) 衝突回避限界時間抽出部８ｊは、ドライバの脇見運転中の衝突回避限界時間TTCwを抽出するため、ドライバが脇見をしている場合でも、先行車との衝突を回避するために必要な警報出力タイミングを設定できる。
【００７６】
(10) ドライバが走行環境を走行した際のブレーキペダル操作量を検出するブレーキペダルセンサ８ｆを備え、衝突回避限界時間抽出部８ｊは、ブレーキペダル操作量が上限値（100%）まで達した場合の衝突回避限界時間TTCwを抽出する。これにより、少ないブレーキ操作で衝突を回避できる場合、すなわち回避操作に余裕がある場合の無駄な警報の出力を抑制することができる。
【００７７】
(11) 警報出力時の足の位置に応じたドライバ固有の反応・操作時間τa,τb,τcを計測する反応・操作時間計測部８ｋを備え、書き込み部８ｍは、計測された反応・操作時間τa,τb,τcをEEPROM６に書き込む。これにより、個々のドライバの警報発生からブレーキ踏み込みまでの反応・操作時間τa,τb,τcを簡単かつ安全に抽出することができる。
【実施例２】
【００７８】
実施例２は、衝突回避限界時間に応じて警報出力を同時に自動ブレーキを作動させる例である。
【００７９】
まず、構成を説明する。
図１７は、実施例２の車両用警報装置のシステムブロック図である。実施例２の車両用警報装置は、図１に示した実施例１に対し、自動ブレーキアクチュエータ（自動ブレーキ手段）９と、自動ブレーキ制御部（自動ブレーキ制御手段）５ｄと、を追加した点で構成が異なる。
【００８０】
自動ブレーキアクチュエータ９は、ドライバのブレーキ操作と独立して、各車輪のホイールシリンダ（不図示）へ供給するブレーキ圧を制御する。
自動ブレーキ制御部５ｄは、現在の衝突余裕時間TTCが衝突回避限界時間TTCwを下回ったとき、自動ブレーキアクチュエータ９に対しブレーキ圧増加指令を出力し、車両を減速させる。
【００８１】
［警報制御処理］
実施例２のコントロールユニット５で実行される警報制御処理の流れは、図３に示した実施例１と同様であるが、実施例２では、ステップS10において、各ホイールシリンダにブレーキ圧を供給し、車輪の制動力を増加させる。
【００８２】
次に、作用を説明する。
［自動ブレーキ作用］
実施例２では、実施例１と同様に、衝突余裕時間TTCが衝突回避限界時間TTCwを下回ったとき、すなわち、ドライバがフルブレーキ操作で回避可能な余裕時間を残して警報出力を行うことで、警報による煩わしさを軽減している。
【００８３】
これに加え、実施例２では、衝突余裕時間TTCが衝突回避限界時間TTCwを下回ったとき、警報出力と同時に自動ブレーキ制御による減速を行うため、先行車との衝突を回避するドライバの必要ブレーキ操作量およびブレーキ操作速度を、小さく抑えることができ、衝突回避性能をより高めることができる。
【００８４】
次に、効果を説明する。
実施例２の車両用警報装置にあっては、実施例１の効果に加え、以下の効果が得られる。
【００８５】
(12) ドライバのブレーキ操作と独立にホイールシリンダへ供給するブレーキ圧を制御する自動ブレーキアクチュエータ９と、衝突余裕時間TTCが衝突回避限界時間TTCwを下回ったとき、自動ブレーキアクチュエータ９にブレーキ圧増加指令を出力する自動ブレーキ制御部５ｄと、を備えるため、ドライバに警報出力の煩わしさを与えることなく、衝突回避性能をより高めることができる。
【実施例３】
【００８６】
実施例３は、前方障害物との衝突が予測された場合、車両前方に設けたエアバッグを展開させ、衝撃緩和およびキャビンの変形抑制を図る例である。
【００８７】
まず、構成を説明する。
図１８は、実施例３の車両用警報装置を適用した１人乗り用小型電気自動車のフレーム構造図である。
車体１０の前端部、両フロントサイドメンバ１１，１１間に架設されたフロントクロスメンバ１２には、先行車等の前方障害物との衝突時に衝突エネルギーを吸収し、車体１０のキャビンスペースの変形を抑制する衝突エネルギー吸収部１３が設けられている。
【００８８】
衝突エネルギー吸収部１３は、フロントクロスメンバ１２に固定された円盤状のバックプレート１３ａと、このバックプレート１３ａの中央に設けられたエアバッグ（弾性体）１３ｂと、を備えている。図１８は、エアバッグ１３ｂが展開された状態であり、バックプレート１３ａの直径は、先行車との衝突時、展開されたエアバッグ１３ｂの車体１０側への移動を阻止するため、展開されたエアバッグ１３ｂの外径よりも大きく形成されている。
【００８９】
図１９は、実施例３の車両用警報装置のシステムブロック図である。実施例３の車両用警報装置は、図１に示した実施例１に対し、衝突予測部（衝突予測手段）５ｅと、エアバッグ制御部（衝突エネルギー吸収制御手段）５ｆと、を追加した点で構成が異なる。
衝突予測部５ｅは、レーザレーダ１により測定された先行車までの車間距離と、車速センサ２により算出された自車の車速とに基づいて、先行車との衝突を予測する。
【００９０】
エアバッグ制御部５ｆは、警報制御部５ｂにより衝突余裕時間TTCが衝突回避限界時間TTCwを下回ったと判定され、かつ衝突予測部５ｆによりドライバがブレーキ操作を行っても先行車との衝突が避けられないと予測された場合、インフレータ１４にエアバッグ展開指令を出力する。
インフレータ１４は、エアバッグ制御部５ｆからのエアバッグ展開指令に応じて、例えば点火装置によってガス発生剤を瞬時に燃やし、窒素ガスを発生させることでエアバッグ１３ｂを展開させる。
【００９１】
次に、作用を説明する。
［警報制御処理］
図２０は、実施例３のコントロールユニット５で実行される警報制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、図１に示した実施例１と同一の処理を行うステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【００９２】
ステップS11では、先行車との衝突が避けられないか否かを判定する。YESの場合にはステップS12へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。
【００９３】
ステップS12では、インフレータ５を作動してエアバッグ１３ｂを展開させ、リターンへ移行する。
【００９４】
次に、作用を説明する。
［エアバッグ展開作用］
実施例３では、実施例１と同様に、衝突余裕時間TTCが衝突回避限界時間TTCwを下回ったとき、すなわち、フルドライバがブレーキ操作で回避可能な余裕時間を残して警報出力を行うことで、警報による煩わしさを軽減している。
【００９５】
これに加え、実施例３では、警報出力後にドライバがフルブレーキ操作を行った場合でも先行車との衝突が避けられないと予測した場合には、車両の前端部に設けたエアバッグ１３ｂを展開させる。つまり、先行車との衝突が不可避である場合には、衝突前にあらかじめエアバッグ１３ｂの展開処理を完了させておくことで、エアバッグ１３ｂの衝突エネルギー吸収効果を確実に発揮させることができ、この結果、衝突時における衝撃緩和およびキャビンの変形抑制効果をより高めることができる。
【００９６】
次に、効果を説明する。
実施例３の車両用警報装置にあっては、実施例１の効果に加え、以下の効果が得られる。
【００９７】
(13) 前方障害物との衝突時、前方障害物と車体との間で展開される衝突エネルギー吸収用のエアバッグ１３ｂと、前方障害物との衝突を予測する衝突予測部５ｅと、現在の衝突余裕時間TTCが衝突回避限界時間TTCwを下回り、かつ、前方障害物との衝突が予測された場合、エアバッグ１３ｂを展開させるエアバッグ制御部５ｆと、を備えるため、エアバッグ１３ｂの衝突エネルギー吸収効果を確実に発揮させることができ、衝突時における衝撃緩和およびキャビンの変形抑制効果をより高めることができる。
【００９８】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１〜３に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例１〜３に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００９９】
例えば、実施例１〜３では、前方障害物を先行車のみに限定した例を示したが、本発明は、自車の走行車線を横切る車両や歩行者など、レーザレーダやミリ波レーダ等で捕捉可能なすべての前方障害物に対する警報装置として適用でき、実施例１と同等の作用効果を得ることができる。
【０１００】
実施例１では、ドライバの足の位置を、ブレーキペダルセンサとアクセルペダルセンサを用いて検出する例を示したが、赤外線センサや撮像カメラ等を用いてドライバの足位置を検出してもよい。また、運転状態検出手段として、ドライバの視線方向や頭部の向きを検出してもよい。さらに、ブレーキ操作反応遅れ時間は、ドライバの運転姿勢に応じて変化するため、ドライバの運転姿勢を検出するセンサを設け、運転姿勢に応じて警報出力タイミングを補正する構成としてもよい。
【０１０１】
実施例１では、ドライビングシミュレータを用いて衝突回避限界時間TTCwを計測する例を示したが、衝突回避限界時間TTCwの特性は高齢者と若年等、加齢に伴って変化するため、統計的に処理した年齢と衝突回避限界時間のデータに基づいて、ドライバの衝突回避限界時間TTCwを推定してもよい。同様に、警報発生からブレーキ踏み込みまでの反応・操作時間τa,τb,τfについても、統計的に処理した年齢と反応・操作時間のデータに基づいて、反応・操作時間τa,τb,τfを推定してもよい。
【０１０２】
実施例１では、車両を特定のドライバ１人で使用する場合を想定し、１人分の衝突回避限界時間TTCwをEEPROM６に記憶させる例を示したが、複数人で同じ車両を使用する場合には、それぞれの衝突回避限界時間TTCwをEEPROM６に記憶させ、スイッチ等を用いて切り替える構成としてもよい。また、個々の衝突回避限界時間TTCwを各人が持つ電子キー等に記憶させ、エンジン始動後にコントローラ５に読み込ませる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】実施例１の車両用警報装置のシステムブロック図である。
【図２】実施例１のドライビングシミュレータ８の概略図である。
【図３】実施例１のコントロールユニット５で実行される警報制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】衝突余裕時間TTCの算出方法を示す図である。
【図５】実施例１の衝突回避限界時間TTCwの設定方法を示す図である。
【図６】実施例１の車速に応じた衝突回避限界時間TTCwの設定方法を示す図である。
【図７】足の位置に応じた反応・操作速度を示す図である。
【図８】アクセル・ブレーキペダル操作量の時系列応答を示す図である。
【図９】実施例１の足の位置に応じた警報出力タイミングである。
【図１０】ドライビングシミュレータ８による衝突回避限界時間抽出実験における相対速度30[km/h]時でのブレーキペダル変位の時系列応答である。
【図１１】ドライビングシミュレータ８による衝突回避限界時間抽出実験における相対速度60[km/h]時でのブレーキペダル変位の時系列応答である。
【図１２】ドライビングシミュレータ８による衝突回避限界時間抽出実験における相対速度30[km/h]時での衝突余裕時間TTCに応じたブレーキペダル操作量を示す図である。
【図１３】ドライビングシミュレータ８による衝突回避限界時間抽出実験における相対速度60[km/h]時での衝突余裕時間TTCに応じたブレーキペダル操作量を示す図である。
【図１４】ドライビングシミュレータ８による衝突回避限界時間抽出実験における若年・高齢被験者の警報出力タイミングである。
【図１５】警報出力軽減効果の評価実験における警報システム１，２の衝突余裕時間TTC、衝突回避限界時間TTCwの時系列応答の一例である。
【図１６】警報出力軽減効果の評価実験における若年・高齢被験者の警報出力の割合を示す図である。
【図１７】実施例２の車両用警報装置のシステムブロック図である。
【図１８】実施例３の車両用警報装置を適用した１人乗り用小型電気自動車のフレーム構造図である。
【図１９】実施例３の車両用警報装置のシステムブロック図である。
【図２０】実施例３のコントロールユニット５で実行される警報制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０４】
１  レーザレーダ
２  車速センサ
３  アクセルペダルセンサ（運転状態検出手段）
４  ブレーキペダルセンサ（運転状態検出手段）
５  コントロールユニット
５ａ  衝突余裕時間演算部（衝突余裕時間算出手段）
５ｂ  警報制御部（警報制御手段）
５ｃ  障害物回避特性学習・補正部（障害物回避特性学習・補正手段）
５ｄ  自動ブレーキ制御部（自動ブレーキ制御手段）
５ｅ  衝突予測部（衝突予測手段）
５ｆ  エアバッグ制御部（衝突エネルギー吸収制御手段）
６  EEPROM（障害物回避特性記憶手段）
７  ブザー
８  ドライビングシミュレータ（前方障害物回避特性抽出装置）
８ａ  表示画面
８ｂ  ステアリングホイール
８ｃ  アクセルペダル
８ｄ  ブレーキペダル
８ｅ  アクセルペダルセンサ
８ｆ  ブレーキペダルセンサ
８ｇ  走行環境設定部
８ｈ  警報出力部
８ｉ  データベース
８ｊ  衝突回避限界時間抽出部
８ｋ  反応・操作時間計測部（ブレーキ操作反応遅れ計測部）
８ｍ  書き込み部
９  自動ブレーキアクチュエータ（自動ブレーキ手段）
１０  車体
１１  フロントサイドメンバ
１２  フロントクロスメンバ
１３  衝突エネルギー吸収部
１３ａ  バックプレート
１３ｂ  エアバッグ（弾性体）
１４  インフレータ
【図１】
2007249539.tif 000003
【図２】
2007249539.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007249539.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007249539.tif 000009
【図８】
2007249539.tif 000010
【図９】
2007249539.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2007249539.tif 000016
【図１５】
2007249539.tif 000017
【図１６】
2007249539.tif 000018
【図１７】
2007249539.tif 000019
【図１８】
2007249539.tif 000020
【図１９】
2007249539.tif 000021
【図２０】
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