(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前走車と、この前走車の後方を走行する後続車との車間距離を計測する車間距離計測装置において、
前記前走車に、自己の車両の走行中の路面の凹凸に応じた路面情報を検出する第１の検出手段と、この路面情報を前記後続車に送信する送信手段とを設け、
前記後続車に、前記前走車から送信されてきた路面情報を受信する受信手段と、自己の車両の路面情報を検出する第２の検出手段と、前記前走車の路面情報と自己の車両の路面情報との間で相関が最も高い路面情報間の時間差を算出する時間差算出手段と、この時間差算出手段から出力された時間差から車間距離を算出する演算手段とを設けたことを特徴とする車間距離計測装置。
【請求項２】
前記第１，第２の検出手段は、サスペンションの変化ストロークを検出するサスペンションストローク検出手段である請求項１に記載の車間距離計測装置。
【請求項３】
前記第１，第２の検出手段は、車体と路面の距離を測定する測定手段である請求項１に記載の車間距離計測装置。
【請求項４】
前記第１，第２の検出手段は、サスペンションの音を検出する検出手段である請求項１に記載の車間距離計測装置。
【請求項５】
前記第１，第２の検出手段は、サスペンションの振動を検出する振動検出手段である請求項１に記載の車間距離計測装置。
【請求項６】
前記演算手段は、前記時間差算出手段から出力された時間差と後続車の走行速度とを乗算することによって車間距離を算出することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの項に記載の車間距離計測装置。
【請求項７】
前記時間差算出手段は、前記前走車の路面情報と、前記後続車の路面情報と比較し、重なる部分が最も大きい路面情報間の時間差を算出することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかの項に記載の車間距離計測装置。
【請求項８】
前記時間差算出手段は、前記前走車の路面情報と、前記後続車の路面情報と比較し、重ならない部分が最も小さい路面情報間の時間差を算出することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかの項に記載の車間距離計測装置。
【請求項９】
上記請求項１〜請求項８のいずれかの項に記載の車間距離計測装置を左右車輪に対応して２系統設け、該２系統の計測装置による測定結果に基づいて車間距離を決定することを特徴をする車間距離計測装置。
【請求項１０】
上記請求項１〜請求項８のいずれかの項に記載の車間距離計測装置と、後続車に設けたレーダ方式車間距離計測装置とを具備し、各計測装置の測定結果に基づいて車間距離を決定することを特徴をする車間距離計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、前走車と後続車との車間距離を計測する車間距離計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車間距離計測装置として、レーダによる車間距離計測装置が知られており、例えば、特開平５−８７９１４号公報に開示されている。この公報に開示されている装置は、車両前面にアンテナを設け、このアンテナから前方へ向けてＦＭ波を放射し、前方車両からの反射波とアンテナから放射したＦＭ波の原波形とをミックスさせてビート周波数信号を生成し、このビート周波数信号の周波数から前方の車両の位置を検出する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上述した従来の車両距離計測装置とは全く別種の、全く新規な方式による車両距離計測装置を提供するもので、降雨、降雪等の天候条件に全く左右されることなく計測を行うことができ、しかも、従来のレーダ方式の装置より安価に製造することができる車両距離計測装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、前走車と、この前走車の後方を走行する後続車との車間距離を計測する車間距離計測装置において、前記前走車に、自己の車両の走行中の路面情報（データＳＤ１）を検出する第１の検出手段（サスペンションストロークセンサ５）と、この路面情報を前記後続車に送信する送信手段（送信器６、アンテナ７）とを設け、前記後続車に、前記前走車から送信されてきた路面情報を受信する受信手段（アンテナ１１、受信器１２）と、自己の車両の路面情報（データＳＤ２）を検出する第２の検出手段（サスペンションストロークセンサ１７）と、前記前走車の路面情報と自己の車両の路面情報との間で相関が最も高い路面情報間の時間差（ｔ１３−ｔ０）を算出する時間差算出手段（時間差演算器２１）と、この時間差算出手段から出力された時間差から車間距離を算出する演算手段（距離差演算器２２）とを設けたことを特徴とする。
【０００５】
上記の構成において、前走車は路面情報、例えば路面の凹凸の状態を後続車へ送信する。後続車も路面の凹凸状態を検出し、その検出結果と前走車から送信された凹凸状態とを比較する。そして、後続車は、自車において検出した凹凸状態の中から、前走車から送信された凹凸状態と相関が最も高い凹凸状態を検出し、それぞれの検出時点の時間差を算出し、この時間差から車間距離を算出する。
このような車間距離検出装置によれば、従来のレーダ方式の車間距離計測装置とは別方式の新たな車間距離計測装置を提供することができる。また、この車間距離計測装置によれば、降雨、降雪等の天候条件の影響を受けない利点が得られ、さらにレーダ方式のものより安価に製造することができる利点が得られる。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車間距離計測装置において、第１，第２の検出手段に、サスペンションの変化ストロークを検出するサスペンションストローク検出手段を用いたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車間距離計測装置において、第１，第２の検出手段に、車体と路面の距離を測定する測定手段を用いたことを特徴とする。
これらいずれの検出手段を用いても、自車の真下の路面状態を正確に検出することができ、したがって、正確な路面情報を得ることができる。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の車間距離計測装置において、第１，第２の検出手段に、サスペンションの音を検出する検出手段を用いたことを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の車間距離計測装置にいて、第１，第２の検出手段に、サスペンションの振動を検出する振動検出手段を用いたことを特徴とする。
これらの検出手段は比較的安価であり、したがって、装置を安価に構成できる利点が得られる。
【０００９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかの項に記載の車間距離計測装置において、演算手段が、時間差算出手段から出力された時間差と後続車の走行速度とを乗算することによって車間距離を算出することを特徴とする。これにより、簡単な構成で車間距離を算出することができる。
【００１０】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のいずれかの項に記載の車間距離計測装置において、時間差算出手段が、前走車の路面情報と、後続車の路面情報と比較し、重なる部分が最も大きい路面情報間の時間差を算出することを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項６のいずれかの項に記載の車間距離計測装置において、時間差算出手段が、前走車の路面情報と、後続車の路面情報と比較し、重ならない部分が最も小さい路面情報間の時間差を算出することを特徴とする。
【００１１】
すなわち、いま、図３（イ）を前走車の路面情報波形、（ロ）を後続車の路面情報波形をすると、図３（イ）の波形Ｐ１と最も相関の高い後続車の路面情報波形は、図４（イ）〜（ホ）に示すように、後続車の路面情報波形を波形Ｐ１と  重ね合わせ、重なる部分が最も大きい波形として検出することができる。また、図４（ヘ）〜（リ）から明かなように、重ならない部分が最も小さい波形として検出することもできる。これらの検出方法によれば、相関が最も高い路面情報間の時間差を簡単に検出することができる。
【００１２】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８のいずれかの項に記載の車間距離計測装置を左右車輪に対応して２系統設け、該２系統の計測装置による測定結果に基づいて車間距離を決定することを特徴をする。
また、請求項１０に記載の発明によれば、請求項１〜請求項８のいずれかの項に記載の車間距離計測装置と、後続車に設けたレーダ方式車間距離計測装置とを具備し、各計測装置の測定結果に基づいて車間距離を決定することを特徴をする。
このような構成によれば、測定精度の向上を図ることができると共に、１系統の計測装置が故障しても引き続いて車間距離測定を行うことができる効果がある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の第１の実施の形態による車両距離計測装置の構成を示すブロック図、図２はこの車両距離計測装置の動作を説明するための説明図である。
【００１４】
図１において、符号３は前走車１（図２）内に設けられた回路ブロック、符号４は後続車２内に設けられた回路ブロックである。回路ブロック３において、５はサスペンションストロークセンサであり、サスペンションのストロークを一定時間Ｔが経過する毎に計測し、計測結果をサスペンションストロークデータＳＤ１として送信器６へ出力する。ここで、サスペンションのストロークは路面の凹凸に応じて変化し、したがって、このサスペンションストロークデータＳＤ１は路面の凹凸を表している。送信器６はサスペンションストロークデータＳＤ１を高周波の搬送波に乗せ、アンテナ７から後続車２へ向けて送信する。
【００１５】
回路ブロック４において、１１は前走車２のアンテナ７から送信された高周波信号を受信するアンテナであり、アンテナ１１で受信された高周波信号は受信器１２へ入力される。受信器１２は、入力された高周波信号を復調し、これにより得られた前走車１のサスペンションストロークデータＳＤ１をコントローラ１４内のメモリ（リングバッファ）１５に書き込む。
【００１６】
１７は、後続車２のサスペンションストロークを検出するサスペンションストロークセンサであり、サスペンションストロークを前述した一定時間Ｔが経過する毎に計測し、計測結果であるサスペンションストロークデータＳＤ２をコントローラ１４のメモリ（リングバッファ）１８に書き込む。１９は車速センサであり、後続車２の車速を検出し、検出した車速を示すディジタルデータを出力する。２１は時間差演算器であり、メモリ１５，１８内の各データに基づいて前走車１が路面の凹凸を検出した後同じ凹凸を後続車２が検出するまでの時間差を検出し、検出結果を示す時間差データ（ディジタルデータ）を距離差演算器２２へ出力する。なお、この時間差演算器２１の詳細は後に説明する。距離差演算器２２は、上記時間差データと、車速センサ１９の出力データとを乗算し、この乗算によって得られる車間距離を出力する。
【００１７】
次に、上述した車両距離計測装置の動作を図３、図４を参照して説明する。
いま、前走車１が計測した路面状態を表すサスペンションストロークデータＳＤ１を図３（イ）とし、後続車２のサスペンションストロークセンサ１７から出力されたサスペンションストロークデータＳＤ２を図３（ロ）とする。ここで、符号Ｐ１，Ｐ２は各々図２に示す路面凸部Ｇに基づくものとする。また、この図において、時刻ｔ０，（ｔ１），ｔ２，・・・はサンプリング時刻であり、各時刻ｔ０，ｔ１，ｔ２・・・においてサスペンションストロークセンサ５，１７から出力されたデータＳＤ１，ＳＤ２が各々、メモり１５，１８に書き込まれる。
【００１８】
いま、現在時刻がｔ２４であったとし、この時刻ｔ２４において時間差演算器２１が前走車１と後続車２の時間差を算出する処理を説明する。まず、データＳＤ１の時刻ｔ０〜ｔ９までの波形（以下、前走車波形という；太線参照）とデータＳＤ２の時刻ｔ０〜ｔ９までの波形を比較し、重なる部分の面積を算出する。なお、ここで、データＳＤ１，ＳＤ２の波形とは各々、データＳＤ１，ＳＤ２をアナログ表示し、かつ、連結した時に得られる波形を意味する。次に、上記の前走車波形とデータＳＤ２の時刻ｔ１〜ｔ１０までの波形を比較し、重なる部分の面積を算出する。以下、同様の過程を時刻ｔ１５まで順次繰り返す。これにより、図４（イ）〜（ホ）に示す斜線部分の面積が順次算出される。
【００１９】
そして、この図から明らかなように、重なる部分の面積が最も大きくなる時（図４（ニ）参照）、データＳＤ２の波形が上記前走車波形にほぼ等しい波形であると判定することができる。図３の例においては、時刻ｔ１３〜ｔ２２の波形が前走車波形にほぼ等しくなる。時間差演算器２１はこの時のデータＳＤ１とデータＳＤ２の時間差
ｔ１３−ｔ０＝９×Ｔ
を前走車１と後続車２の時間差として距離演算器２２へ出力する。
【００２０】
次に、時刻ｔ２５になると、データＳＤ１の時刻ｔ１〜ｔ１０の波形が前走車波形となり、この波形とデータＳＤ２の時刻ｔ１以降の波形とが比較され、上記と同様の過程で前走車１と後続車２の時間差が演算される。
そして、このような過程で算出された時間差データに、距離差演算器２２において車速センサ１９の出力が乗算され、これにより前走車１と後続車２の車間距離が算出され、逐次出力される。
【００２１】
このように、上記の実施形態によれば、路面の凹凸を検出する時間差から前走車と後続車との距離を算出する。これにより、雨、風、雪等の天候の影響を全く受けない距離計測が可能となる。また、この実施形態のものは、レーダ方式の車間距離計測装置に比較し安価に製造することができる利点も得られる。
【００２２】
なお、上記実施形態においては、データＳＤ１の波形とデータＳＤ２の波形の重なる部分が最も大きくなるデータＳＤ２の波形を前走車の波形とほぼ同一の波形として検出したが、これに代えて、図４の（ヘ）、（ト）、（チ）、（リ）に示すように、一致しない部分の面積が最も小さくなるデータＳＤ２の波形を前走車の波形とほぼ同一の波形として検出してもよい。
【００２３】
また、上記実施形態においては、サスペンションストロークセンサ５，１７を用いているが、これに代えて、車体から路面に向かってレーザまたはミリ波等を放射し、この反射波を利用して路面の凹凸を測定してもよい。
また、サスペンションストロークセンサ５，１７に代えて、マイクロフォンを用いてもよい。すなわち、サスペンションは路面の凹凸によって振動する毎に振動音を発生する。そこで、サスペンションの付け根部分にマイクロフォンを取り付けてサスペンションの振動音を検出することにより、路面の凹凸を検出することができる。さらに、サスペンションストロークセンサ５，１７に代えて、サスペンションの振動を検出する振動センサを用いてもよい。
【００２４】
また、上記実施形態においては、１系統の測定のみを行っているが、左右の車輪の各々の近傍に路面検出センサを設けると共に図１の構成を２系統設け、該２系統の測定結果に基づいて車間距離を決定してもよい。
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。図５は同実施形態の構成を示すブロック図であり、この図において図１の各部と同一の部分には同一の符号を付しその説明を省略する。
【００２５】
この図に示す構成が図１に示すものと異なる点は、後続車２の回路ブロック４内にミリ波によるレーダ方式車間距離計測装置３０が設けられている点および距離差演算器２２の出力と上記車間距離計測装置３０の出力とに基づいて車間距離を決定する比較器３１および車間距離決定回路３２が設けられている点である。すなわち、図において、３４はミリ波を出力するミリ波発振器であり、このミリ波発振器３４から出力されたミリ波はミキサー３５へ出力されると共に、送信アンテナ３６から前走車１へ向けて放射される。そして、前走車１の反射波が受信アンテナ３７によって受信され、この受信信号がミキサー３５へ出力される。ミキサー３５はミリ波発振に３４からの送信波と受信アンテナ３７からの受信波をミックスすることにより、前走車１と後続車２の車間距離に対応する周波数のビート信号を発生し、高速フーリエ変換回路３８へ出力する。
【００２６】
高速フーリエ変換回路３８は、ミキサー３５の出力信号をフーリエ変換することによりその周波数を検出し、検出した周波数を示す周波数データを距離センサ３９へ出力する。距離センサ３９は、高速フーリエ変換回路３８から出力された周波数データを内部に予め設定されているテーブルと照合することにより、その周波数データに対応する車間距離を検出し、比較器３１および車間距離決定回路３２へ出力する。
【００２７】
比較器３１は、距離差演算回路２２から出力された車間距離と、上述した距離センサ３９から出力された車間距離とを比較し、両者の差を車間距離決定回路３２へ出力する。車間距離決定回路３２は、比較器３１の出力が一定値以下の場合は距離差演算器２２の出力（または距離センサ３９の出力）を車間距離として出力する。また、両出力の差が上記一定値以上となった場合は、前回測定値に近い方を車間距離として出力すると共に、異常警報を発生する。そして、以後、他方の計測装置を故障と判断し、一方の計測装置の測定結果を出力する。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、前走車に、自己の車両の走行中の路面情報を検出する第１の検出手段と、この路面情報を前記後続車に送信する送信手段とを設け、前記後続車に、前記前走車から送信されてきた路面情報を受信する受信手段と、自己の車両の路面情報を検出する第２の検出手段と、前記前走車の路面情報と自己の車両の路面情報との間で相関が最も高い路面情報間の時間差を算出する時間差算出手段と、この時間差算出手段から出力された時間差から車間距離を算出する演算手段とを設けたので、従来のレーダ方式の車間距離計測装置とは別方式の新たな車間距離計測装置を提供することができる。また、この車間距離計測装置によれば、雨、風等の天候の影響を受けない利点が得られ、さらに、安価に製造することができる利点も得られる。
【００２９】
また、請求項２または３に記載の発明によれば、自車の真下の路面状態を正確に検出することができ、したがって、正確な路面情報を得ることができる利点が得られる。
また、請求項４または５に記載の発明によれば、装置を安価に構成できる利点が得られる。
また、請求項６に記載の発明によれば、簡単な構成で車間距離を算出することができる効果が得られれる。
また、請求項７または請求項８に記載の発明によれば、相関が最も高い路面情報間の時間差を簡単に検出することができる効果が得られる。
また、請求項９または１０に記載の発明によれば、測定精度の向上を図ることができると共に、１系統の計測装置が故障しても引き続いて車間距離測定を行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】  同実施形態の動作を説明するための説明図である。
【図３】  図１におけるサスペンションストロークセンサ５，１７の各出力データＳＤ１、ＳＤ２を示す波形図である。
【図４】  図１における時間差演算器２１の動作を説明するための波形図である。
【図５】  この発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…前走車
２…後続車
５…サスペンションストロークセンサ（第１の検出手段）
６…送信器（送信手段）
７…アンテナ（送信手段）
１１…アンテナ（受信手段）
１２…受信器（受信手段）
１５…メモリ
１７…サスペンションストロークセンサ（第２の検出手段）
１８…メモリ
１９…車速センサ
２１…時間差演算器（時間差算出手段）
２２…距離差演算器（演算手段）
３０…レーダ方式車間距離計測装置
３１…比較器
３２…車間距離決定回路
３４…ミリ波発振器
３５…ミキサー
３６…送信アンテナ
３７…受信アンテナ
３８…高速フーリエ変換回路
３９…距離センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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