JP4719960B2

JP4719960B2 - Vehicle alarm device

Info

Publication number: JP4719960B2
Application number: JP2000225902A
Authority: JP
Inventors: 波成
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2020-07-26
Also published as: JP2002040131A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用警報装置に関し、例えば代表的な車両である自動車に適用して好適な警報装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、代表的な車両である自動車の分野においては、警報音を用いてドライバに危険な状況を警報する警報装置が提案されており、このような警報装置には、発生した危険な状況に応じた警報音を発生させたり、或いは、警報発報の緊急度を、前方車両との車間距離に基づいて評価するものが知られている。
【０００３】
しかしながら、ドライバの危険判断には個人差があるので、実際に発生した状況が同じ状況であっても、ドライバの運転特性に応じて、例えばブレーキペダルの操作においても制動の度合に個人差が生じる。従って、個々に異なるドライバの運転特性を考慮することなく、センサによって検出した車両の走行状態（車間距離、速度等）のみに基づいて緊急度を評価し、その評価結果に応じた警報を発報すると、ドライバが有する運転特性によっては実際に把握している状況と一致しない状況が生じ、ドライバは違和感を感じることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、近年においては、係る警報装置における緊急度に応じた警報音の設定の態様を、音圧を変更する技術（特開平７−２４４７８７号）、警報音のピッチ等の周波数的なパラメータを変更する技術（特開平８−１１８９９１号）、断続する警報音の発報ピッチ等の時間的なパラメータを変更する技術（特開平１１−２０８３０７号）等が提案されている。
【０００５】
尚、本願において、「ピッチ」とは、警報音に含まれる最も低い基本周波数であり、音程の高さに関係するパラメータであるため、ピッチが高いほど聞こえる音は高い。また、「発報ピッチ」（＝１／周期）とは、単位時間当たりの警報発音回数であり、人が感じる音のリズム、或いは音の繰り返す速さに関係するパラメータである。
【０００６】
しかしながら、音量やピッチを調整することによって警報音の緊急度を表現する場合には、背景騒音（即ち、周囲の騒音環境）の変化や、高齢者の聴力低下（一般に、加齢に伴い高周波数領域で聴力は著しく低下する）等によって警報音の認識力が大きく変化するため、場合により、警報音を聞き取り難くい状況が予想される。
【０００７】
また一般に、緊急度の判断結果を時間的なパラメータに従って変更する場合には、基本的には警報音の発報ピッチが早いほど人間の認識する緊急度が高い。しかしながら、人間は音の大きさや音程の高さを正しく認識するためには、その音がある程度の時間（０．１秒乃至０．３秒）にわたって持続する必要があり、この時間より短い（即ち、発報ピッチが早すぎる）音の大きさや音程は過小評価され、結果として被験者が認識する緊急度が、警報装置が本来報知しようとした緊急度より過小評価されてしまう。即ち、警報装置として警報可能な緊急度のレベルを複数段階用意しても、発報されている警報の緊急度の差異をドライバは正しく認識できないという問題が生じる。
【０００８】
そこで本発明は、きめ細かい緊急度の警報を、ドライバの認識可能な報知態様で出力する車両用警報装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る車両用警報装置は、以下の構成を特徴とする。
【００１０】
即ち、予め定めた車両の状態量を検出する状態量検出手段と、
前記状態量検出手段による検出結果に基づいて、ドライバに所定の運転操作を促すべきか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記所定の運転操作を促すべきであると判定されたときに、オン状態とオフ状態とが繰り返される発報態様の警報音を出力する警報手段と、前記状態量検出手段による検出結果に基づいて緊急度を判定し、その判定の結果、緊急度が高いときには、前記警報手段による前記警報音の出力に際して、前記オフ状態から前記オン状態への遷移時間の、その遷移時間を含む１回分の該オン状態の継続時間に対する比率Ｒを、該緊急度が低いときと比較して小さな値に設定する警報制御手段と、を備える。
【００１１】
好適な実施形態において、前記警報制御手段は、前記緊急度が高いときに、前記警報手段が出力すべき警報音における前記比率Ｒを小さな値に設定すると共に、前記オン状態とオフ状態とが繰り返される発報態様の発報ピッチを、該緊急度が低いときと比較して大きな値に設定すると良い。
【００１２】
上記の場合において、前記警報制御手段は、前記警報音の発報ピッチが所定値より大きいときのみ、前記比率Ｒを、前記緊急度に応じて設定すると良い。
【００１３】
前記状態量検出手段は、自車両前方の障害物との相対距離及び相対速度を検出し、ドライバによるブレーキの操作量及び操作速度を検出する操作量検出手段を更に備え、前記警報制御手段は、検出された相対距離及び相対速度と、その相対距離及び相対速度に応じてドライバによって行われた前記ブレーキの操作量及び操作速度に基づいて、前記緊急度の評価に用いる基準レベルを学習補正すると良い。
【００１４】
【発明の効果】
上記の本発明によれば、きめ細かい緊急度の警報を、ドライバの認識可能な報知態様で出力する車両用警報装置の提供が実現する。
【００１５】
即ち、請求項１の発明によれば、ドライバに報知すべき緊急度の程度を、オフ状態からオン状態への遷移時間（立ち上がり時間）の、その遷移時間を含む１回分の当該オン状態の継続時間に対する比率Ｒを調整することによって表現しているので、背景騒音の影響やドライバの聴力特性の影響を低減することができ、従来の音圧や発報ピッチ等のパラメータを調整するだけの方法と比較して、きめ細かい緊急度の警報音の表現を、ドライバに確実に認識させることができる。
【００１６】
また、請求項２の発明によれば、例えば高発報ピッチにおいてのみ比率変更を行う（請求項３）等、立ち上がり率（比率Ｒ）を変更することにより、より効果的な警報報知を実現することができる。
【００１７】
また、請求項４の発明によれば、緊急度判定の基準レベルがドライバの状況判断特性に応じて補正されるので、個々のドライバに応じた警報報知を実現することができ、これにより、ドライバが実際に把握している状況と、警報によって報知された緊急度との間に差異がある場合にドライバが感じる違和感を極小化することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用警報装置を、代表的な車両である自動車に適用した実施形態として、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態における車両用警報装置のシステム構成を概念的に示すブロック図である。
【００２０】
同図において、緊急度判定部Ｃには、自動車の走行状態及び／または走行環境を検出する検出部Ａによって検出された状態量と、ドライバによる操作部Ｂへの操作量とが入力される。そして、緊急度判定部Ｃは、入力された状態量と操作量とに基づいて、ドライバに所定の運転操作（例えばブレーキ操作による減速等）を促すべき走行環境か否かを、図２に示すような定量的な緊急度レベル（例えば図１１では７段階）によって判定する。
【００２１】
警報音メモリＦには、緊急度判定部Ｃが出力可能な緊急度レベルの段階に対応して、複数種類の警報音の発報パターン（報知態様）が予め格納されている。
【００２２】
警報音制御部Ｄは、緊急度判定部Ｃによって設定される緊急度レベルに従って警報音メモリＦを参照することによって出力すべき発報パターンを取得し、警報音発生部Ｅを制御することにより、取得した発報パターン（即ち、当該緊急度レベル）に対応する警報音を、ドライバに対して発報する。
【００２３】
次に、本実施形態における基本的な考え方について説明する。上述したように、緊急度判定部Ｃによる緊急度レベルの判定は、車両の状態量（例えば車間距離や先行車両との相対速度）と操作量（例えばドライバによるブレーキの踏み込み量や踏み込み速度）とに基づいて行われるが、ここでは説明の便宜上、図２に示す如く２種類の状態量Ｘ１及びＸ２が入力される状態空間を用いて説明する。
【００２４】
図２は、本実施形態における緊急度レベルの判定方法を説明する図であり、２つの状態量Ｘ１及びＸ２から構成した状態空間において、緊急度レベルｉとレベルｊとの相対関係を示すものである。
【００２５】
ドライバは、運転中の自動車の走行状況（走行環境）に対する判断を絶えず行っており、その判断結果に基づいてステアリングホイールやブレーキペダル等の操作を行っており、ある走行状況に対して個々のドライバが感じている危険に対する認識の度合（緊急度）には一般に差異があるため、実際には同じ走行状況であっても、回避操作（ブレーキ或いはハンドルの操作）の度合い（大きさと速さ）は異なる。
【００２６】
即ち、ドライバの状況判断がその操作の度合いによって表現され、換言すれば、ドライバの運転操作特性が判れば、状況判断に対する特性（癖）が学習できると考えられる。そして、本実施形態では、学習した結果を基に状況緊急度判断を行うことにより、個々のドライバに適切な警報を提供することを１つの目的としている。
【００２７】
学習した結果としては、緊急度を例えば図１１の如く複数段階のレベルに分け、それぞれのレベル（緊急度レベル）を車両状態量（車間距離、相対速度、車速等）の特徴値、即ち、平均値と標準偏差σによって表現する（尚、車間距離は、自車両前方の障害物との相対距離である）。
【００２８】
ここで、上記の平均値は、ある緊急度レベルの状態空間Ｘ１−Ｘ２（図２）における中心位置を示し、（Ｘ１⁽ⁱ⁾，Ｘ２⁽ⁱ⁾）は、緊急度レベルiの中心位置であり、（Ｘ１^(j)，Ｘ２^(j)）は、緊急度レベルjの中心位置である（尚、当該中心位置について図２には示すアッパーバーを、本明細書では記載上の制約から省略する、以下同様）。また、標準偏差σ⁽ⁱ⁾及びσ^(j)は、尺度を示す。また、（Ｘ１，Ｘ２）は、そのときの車両状態量を示す。
【００２９】
車両状態量（Ｘ１，Ｘ２）における緊急度レベルの判断は、車両状態量（Ｘ１，Ｘ２）から各緊急度レベルの中心位置までの距離ｄ⁽ⁱ⁾及びｄ^(j)を求め、その最小値（最も近い）にあたる緊急度レベル（レベルｊ）をその時の状況緊急度レベルとする。
【００３０】
このとき、それぞれの車両状態量（Ｘ１，Ｘ２）の各緊急度レベルにおける尺度（標準偏差σ⁽ⁱ⁾及びσ^(j)）は異なるので、距離ｄ⁽ⁱ⁾及びｄ^(j)を直接比較することはできない。このため、各々の車両状態量（Ｘ１，Ｘ２）の標準得点（距離ｄ／標準偏差σ）を、緊急度レベルi, j について求めて比較すればよい。
【００３１】
また、上記の如く判定した緊急度レベルをドライバに報知するためには、相応した緊急度を表現可能な警報音を発報する必要がある。そこで、本実施形態では、後述する方法によって設計した異なる緊急度レベルを表わす複数種類の警報音の発報パターン（報知態様）を警報音メモリＦに予め登録しておき、判定した緊急度レベルに応じた発報パターンを選択する。
【００３２】
以下、上述した警報動作を実現するより具体的なシステムについて説明する。
【００３３】
図３は、本実施形態における車両用警報装置のシステム構成を示すブロック図である。
【００３４】
同図において、緊急度レベル判定部３には、自動車の状態量１として、一般的な検出方法によって検出された前方車両との車間距離（相対距離）及び相対速度、そして自車速が設定される。
【００３５】
また、状況緊急度学習部５には、ドライバによる操作量２として、一般的な検出方法によって検出されたブレーキ操作量と、ブレーキ操作速度とが設定される。状況緊急度学習部５は、緊急度レベル判定部３が緊急度レベルの判定に際して参照する緊急度の基準レベルの学習補正（詳細は後述する）を行い、補正後の基準レベルの特性情報を、記憶部４に格納（更新記憶）する。
【００３６】
そして、緊急度レベル判定部３は、設定された状態量１と操作量２とに基づいて、記憶部４に格納されている緊急度の基準レベル（図８）を参照することにより、ある緊急度レベルを決定する。
【００３７】
警報音メモリ７には、緊急度レベル判定部３が決定可能な緊急度レベルの段階に対応して、図９に示す如く複数種類の警報音の発報パターン（報知態様）が予め格納されており、警報音制御部６は、緊急度レベル判定部３によって設定される緊急度レベルに従って警報音メモリ７を参照することにより、出力すべき発報パターンを取得する。そして警報音制御部６は、取得した発報パターン（即ち、当該緊急度レベル）に対応する警報音を、スピーカ８から発報する。
【００３８】
上述したシステム構成において、参照番号３乃至７の各ブロックは、自動車に搭載された不図示のＥＣＵ（電子制御ユニット）において、そのＥＣＵの制御を司るマイクロコンピュータに、以下に説明する制御処理を実行させることによって実現することができる。
【００３９】
図４は、本実施形態に係る車両用警報装置の警報制御処理を示すフローチャートであり、ＥＣＵのマイクロコンピュータが実行する処理手順を示す。
【００４０】
同図において、ステップＳ１：車両の状態量１（車間距離ｄ、相対速度Ｖｒ、車速Ｖ０）とドライバによる操作量２（ブレーキ踏み力と踏み込み速度）とを、各種センサにより計測する。
【００４１】
ステップＳ２：ステップＳ１で検出した車両状態量と、少なくとも前回の制御周期のステップＳ５において記憶部４としてのＲＡＭ等のメモリに記憶されている各緊急度レベルの車両状態量の特徴量（平均値、標準偏差等：図６を参照して後述する）に従って緊急度レベルを推定し、推定した緊急度レベルを基に警報発報の必要性と、出力すべき警報のレベルを判断する（詳細は図５を参照して後述する）。
【００４２】
ステップＳ３：ステップＳ２にて推定される緊急度レベルに従って警報音メモリ９を参照することにより、対応する警報音の発報パターンを選択する。
【００４３】
ステップＳ４：ステップＳ３にて選択した発報パターンの警報音を、スピーカ８から発生させる。
【００４４】
ステップＳ５：ドライバによる操作量２に基づいて緊急度レベルを判別し、それぞれの緊急度レベルにおける車両状態量１の特徴量（平均値、標準偏差等）を計算し、計算結果をＲＡＭのメモリ等に記憶する（詳細は図６を参照して後述する）。
【００４５】
図５は、図４に示す警報制御処理のフローチャートのうち、ステップＳ２の詳細を示すフローチャートである。
同図において、ステップＳ２１：検出された車両状態量１（車間距離ｄ、相対速度Ｖｒ、車速Ｖ０）と、記憶されている各緊急度レベルの車両状態量１の平均値と標準偏差σ、各緊急度レベルにおける標準得点Ｚ⁽ ^ｉ ⁾を計算する。
【００４６】
【数１】

【００４７】
ここで、ｉは緊急度レベルである。それぞれの車両状態量の標準得点を、
【００４８】
【数２】

は、緊急度レベルｉにおける車間距離、相対速度と自車速度の平均値と標準偏差であり、ステップＳ５で学習された結果、ＲＡＭ等のメモリ記憶されている値である。また、学習が行われていないときには、標準的な値をデフォルトとして用いる。
【００４９】
ステップＳ２２：算出された各緊急度レベルの標準得点Ｚ⁽ ^ｉ ⁾の最小値を求め、その最小値Ｚminに対応する緊急度レベルｋを、そのときの緊急度レベルとする。
【００５０】
【数３】

【００５１】
ステップＳ２３：ステップＳ２２にて推定された緊急度レベルｋに従って警報音を発報する必要性を判断する。具体的には、緊急度レベルｋ＝０のときには警報不要と判断してステップＳ５に進み、緊急度レベルｋ＞０のときには警報必要と判断してステップＳ３に進む。
【００５２】
図６は、図４に示す警報制御処理のフローチャートのうち、ステップＳ５の詳細を示すフローチャートである。
【００５３】
同図において、ステップＳ５１：操作量２として検出されているブレーキ操作量ＦＢと操作速度ＳＢに基づいて、緊急度レベルを判定する。即ち、ドライバがブレーキを強く、早く踏むほど緊急度レベルが高いという考えに基づき、ブレーキの操作量ＦＢと操作速度ＳＢから、図１３に示すようなルールベースを用いて、一般的なメンバーシップ関数に基づいて緊急度を推定する。
【００５４】
図１３に示すテーブルにおいて、そのテーブル中の数字は、緊急度レベルを示し、数字が大きいほど緊急度レベルが高い。また、当該テーブル中のブレーキ操作量ＦＢ及び操作速度ＳＢについてのメンバーシップ関数は、図７の如く定義される。そして、図１３のルールベースと図７に示すメンバーシップ関数とを用い推定した緊急度判定の基準レベルの一例を図８に示す。
【００５５】
ステップＳ５２：ステップＳ５１にて操作量２（ブレーキ操作量ＦＢ及び操作速度ＳＢ）に従って推定した緊急度レベルに基づいて、ステップＳ２にて実際に判断基準として参照すべく基準レベルとして類別し、図８に示す如く類別された車両状態量１を、ルックアップテーブルとしてメモリ（記憶部４）に更新記憶する。
【００５６】
ステップＳ５３：それぞれの緊急度レベル（ここではレベル０乃至５：但しレベル０は警報出力無しに相当）において、車両状態量１の平均値と標準偏差σを求め、それらを緊急度レベルの代表値とする。
【００５７】
【数４】

ここで、ｉは緊急度レベルを示す（ｉ＝０は警報不要）。
【００５８】
次に、警報音メモリ７に予め格納されている複数種類の警報音について詳細に説明する。
【００５９】
警報音メモリ７には、上述したように、緊急度レベル判定部３によって設定された緊急度レベルに応じた警報音を発報すべく、警報音制御部６が参照する発報パターン（報知態様）の特性テーブルが予め格納されている。
【００６０】
図９に示す例では、緊急度レベル判定部３が出力可能な緊急度レベルの段階（レベル１からレベル５）に対応して、オン状態とオフ状態とが繰り返される間欠パルス状の発報パターンを有する複数種類の警報音が格納されている。これらの警報音の発報パターンは、オフ状態（オフ期間）からオン状態（オン期間）への遷移時間（立ち上がり時間）とその遷移時間を含む１回分のオン状態の継続時間との比率が異なっており（図１２参照）、緊急度レベルが大きい高い緊急度を表わす発報パターンほど警報音の発報ピッチが大きく設定されると共に、最も緊急度が高いレベル５は、その他のレベルより比率Ｒが小さい値に設定されている。
【００６１】
ここで、警報音の発報ピッチ（パルス／秒）は、単位時間当たりの警報発音回数である。また、比率Ｒは、オン期間に対する立ち上がり時間の割合（％）である。
【００６２】
本実施形態では、図９に示す如く複数種類の発報パターンを、発報ピッチと比率Ｒとを組み合わせた時間的なパラメータによって設定したが、この設定は、図１１に示すような７段階の緊急度を定義した場合における以下に説明する複数の被験者に対する主観評価の実験によって決定した。
【００６３】
図１０は、警報音の緊急度に対する主観評価の結果を示す図であり、ある発報ピッチの警報音を被験者に聞かせたときに、その警報音が被験者の主観的な緊急度の認識に与える影響は、発報ピッチが大きいほど緊急度が高いと認識されることが判った（図１０（ａ）参照）。しかしながら、図１０（ａ）には示されていないが、発報ピッチが１０ｐｐｓを越えると、人間の聴覚特性の関係から、緊急度に対する認識が高くならずにある程度落ちてしまうことも判った。
【００６４】
一方、ある比率Ｒ（％）の警報音を被験者に聞かせたときに、その警報音が被験者の主観的な緊急度の認識に与える影響は、発報ピッチの低い場合には影響がなく、高い場合には影響があり、且つ立ち上がり時間が短いほど緊急度が高いと認識されることが判った（図１０（ｂ）参照）。
【００６５】
そこで、本実施形態では、これらの評価結果に基づいて、図９に例示する如く、緊急度レベルが相対的に低い警報音（レベル１からレベル４）は発報ピッチ（ｐｐｓ）の違いのみで表わすと共に、緊急度レベルが比較的高い警報音（レベル４とレベル５）については、発報ピッチと比率Ｒと組み合わせることにより、複数種類の発報パターンを設計している。
【００６６】
上述した本実施形態によれば、オン状態とオフ状態とが繰り返される発報態様の警報音を出力するに際して、オフ状態からオン状態への遷移時間（立ち上がり時間）とその遷移時間を含む１回分の該オン状態の継続時間（オン期間）との比率を調整するので、背景騒音に影響され難く、人間の聴覚特性によって容易に認識（判別）可能な警報音を実現することができる。これにより、従来の音量、音圧、或いは発報ピッチ等のパラメータを調整することによって緊急度を表現する方法と比較して、より多段階の緊急度レベルを、警報音によってドライバに確実に、且つきめ細かく認識させることができる。
【００６７】
更に、緊急度判定の基準となる基準レベルを、実際に検出したドライバの運転操作に基づいて、そのドライバの運転特性に応じて学習補正するので、個々のドライバの状況判断に応じた最適な緊急度レベルで警報音を出力することができる。これにより、ドライバが実際に把握している状況と、警報によって報知された緊急度との間に差異がある場合にドライバが感じる違和感を極小化することができる。
【００６８】
尚、上述した本実施形態では、自動車の進行方向（縦方向）に対する安全確保の観点に基づいて、車両状態量１を、車間距離、相対速度、自車速とし、ドライバによる操作量２をブレーキ操作量及び操作速度として警報システムを構築したが、このシステム構成に限られるものではなく、自動車の横方向に対する安全を確保するという観点からは、例えば、車両状態量１を、走行車線に対する自車両のヨー角及び自車速とし、ドライバによる操作量２を、ステアリングホイールの操舵量及び操舵速度（角速度）と設定することにより、車線逸脱警報システムを構築しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における車両用警報装置のシステム構成を概念的に示すブロック図である。
【図２】本実施形態における緊急度レベルの判定方法を説明する図である。
【図３】本実施形態における車両用警報装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態に係る車両用警報装置の警報制御処理を示すフローチャートである。
【図５】図４に示す警報制御処理のフローチャートのうち、ステップＳ２の詳細を示すフローチャートである。
【図６】図４に示す警報制御処理のフローチャートのうち、ステップＳ５の詳細を示すフローチャートである。
【図７】ブレーキ操作量ＦＢ及び操作速度ＳＢに関するメンバーシップ関数を示す図である。
【図８】ブレーキ操作量ＦＢ及び操作速度ＳＢに関する緊急度判定の基準レベルの特性を示す図である。
【図９】警報音メモリ７に予め格納する警報音の発報パターンの設定例を示す図である。
【図１０】警報音の緊急度に対する主観評価の結果を示す図である。
【図１１】図１０の主観評価に採用した緊急度レベルの定義を例示する図である。
【図１２】本実施形態における各発報パターンに共通の警報音の各部の定義を示す図である。
【図１３】ブレーキ操作量ＦＢ及び操作速度ＳＢに関して緊急度レベルを推定する際のルールベースを示す図である。
【符号の説明】
１：車両状態量，
２：ドライバによる操作量，
３：緊急度レベル判定部，
４：記憶部，
５：状況緊急学習部，
６：警報音制御部，
７：警報音メモリ，
８：スピーカ，[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an alarm device for a vehicle, for example, an alarm device suitable for application to an automobile which is a typical vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the field of automobiles, which are typical vehicles, warning devices have been proposed that warn a driver of a dangerous situation by using an alarm sound. It is known to generate a corresponding alarm sound or to evaluate the urgent level of alarm notification based on the inter-vehicle distance from the preceding vehicle.
[0003]
However, because there are individual differences in the risk judgment of the driver, even if the actual situation occurs is the same, for example, even when operating the brake pedal, there is an individual difference in the degree of braking depending on the driving characteristics of the driver. . Therefore, without considering the driving characteristics of different drivers individually, the degree of urgency is evaluated based only on the vehicle running state (inter-vehicle distance, speed, etc.) detected by the sensor, and an alarm is issued according to the evaluation result. Then, depending on the driving characteristics of the driver, a situation that does not match the situation that is actually grasped occurs, and the driver feels uncomfortable.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in recent years, the alarm sound setting mode according to the degree of urgency in such an alarm device, the sound pressure changing technology (Japanese Patent Laid-Open No. 7-244787), the frequency parameters such as the pitch of the alarm sound are changed. Have been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 8-118991), a technique for changing temporal parameters such as the alarm pitch of intermittent alarm sounds (Japanese Patent Laid-Open No. 11-208307), and the like.
[0005]
In the present application, “pitch” is the lowest fundamental frequency included in the alarm sound and is a parameter related to the pitch of the pitch, so that the higher the pitch, the higher the sound that can be heard. The “report pitch” (= 1 / cycle) is the number of alarm sounds per unit time, and is a parameter related to the rhythm of the sound felt by a person or the speed at which the sound repeats.
[0006]
However, when expressing the urgency level of an alarm sound by adjusting the volume and pitch, changes in background noise (that is, the surrounding noise environment) and hearing loss of the elderly (generally, higher frequencies with aging) The hearing ability of the warning sound greatly changes due to the fact that the hearing ability is remarkably reduced in a region), and therefore, it may be difficult to hear the warning sound depending on the situation.
[0007]
In general, when the determination result of the urgency level is changed according to the temporal parameter, the urgency level recognized by the human being is basically higher as the alerting pitch of the warning sound is faster. However, in order for humans to correctly recognize the loudness and pitch of a sound, the sound needs to last for a certain time (0.1 to 0.3 seconds), which is shorter than this time (ie, The sound volume and pitch are underestimated, and as a result, the degree of urgency recognized by the subject is underestimated from the degree of urgency that the alarm device originally intended to report. That is, there is a problem that even if a plurality of levels of urgency that can be alarmed are prepared as an alarm device, the driver cannot correctly recognize the difference in the urgency of the alarms being issued.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle alarm device that outputs a detailed warning of urgency in a notification mode that can be recognized by a driver.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a vehicle alarm device according to the present invention is characterized by the following configuration.
[0010]
That is, state quantity detection means for detecting a predetermined state quantity of the vehicle,
Based on the detection result by the state quantity detecting means is determined and determining means for determining whether listen downy prompting a predetermined driving operation to a driver, and the determination means determines that the Ki downy prompting the predetermined driving operation Occasionally, an alarm means for outputting an alarm sound alarm mode in which the on and off states are repeated, to determine the urgency on the basis of the detection result of the state quantity detection means, the result of the determination, urgency When the warning sound is output by the warning means, the ratio R of the transition time from the OFF state to the ON state to the duration of the ON state for one time including the transition time is calculated as the urgency level. Alarm control means for setting a smaller value than when the value is low.
[0011]
In a preferred embodiment, the alarm control means sets the ratio R in the alarm sound to be output by the alarm means to a small value when the urgency level is high, and the on state and the off state are repeated. It is preferable to set the reporting pitch of the reporting mode to be a larger value than when the urgency is low.
[0012]
In the above case, the alarm control means may set the ratio R according to the degree of urgency only when the alarm sounding pitch is larger than a predetermined value.
[0013]
The state quantity detecting means detects the relative distance and the relative speed between the obstacle ahead of the host vehicle, further comprising an operation amount detecting means for detecting an operation amount and operation speed of the brake by the driver, the alarm control means Based on the detected relative distance and relative speed, and the amount and speed of operation of the brake performed by the driver according to the relative distance and relative speed, the reference level used for the evaluation of the urgency is corrected by learning. good.
[0014]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a vehicular alarm device that outputs a detailed alarm of urgency in a notification mode that can be recognized by the driver.
[0015]
That is, according to the first aspect of the present invention, the degree of urgency to be notified to the driver indicates the continuation of the ON state for one time including the transition time of the transition time (rise time) from the OFF state to the ON state. Since it is expressed by adjusting the ratio R with respect to time, it is possible to reduce the influence of the background noise and the hearing characteristics of the driver, and only adjust the conventional parameters such as sound pressure and reporting pitch. Compared with, it is possible to make the driver recognize the expression of the alert sound with a finer degree of emergency.
[0016]
According to the invention of claim 2, more effective alarm notification is realized by changing the rate of rise (ratio R), such as changing the ratio only at a high reporting pitch (claim 3). be able to.
[0017]
Further, according to the invention of claim 4, since the reference level of the urgency determination is corrected according to the situation determination characteristic of the driver, it is possible to realize the alarm notification according to each driver, and thereby the driver Can minimize the sense of discomfort felt by the driver when there is a difference between the situation actually grasped by the driver and the urgency level notified by the warning.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an alarm device for a vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings as an embodiment in which the vehicle alarm device is applied to an automobile which is a typical vehicle.
[0019]
FIG. 1 is a block diagram conceptually showing the system configuration of the vehicle alarm device in the present embodiment.
[0020]
In the figure, the urgency determination unit C receives the state quantity detected by the detection unit A that detects the driving state and / or driving environment of the vehicle and the operation amount to the operation unit B by the driver. Then, FIG. 2 shows whether or not the urgency determination unit C is a traveling environment in which a predetermined driving operation (for example, deceleration by a brake operation, etc.) should be urged based on the input state quantity and operation quantity. Such determination is made based on such a quantitative urgency level (for example, seven levels in FIG. 11).
[0021]
In the alarm sound memory F, a plurality of types of alarm sound alarm patterns (notification modes) are stored in advance corresponding to the level of the emergency level that can be output by the emergency level determination unit C.
[0022]
The warning sound control unit D acquires a warning pattern to be output by referring to the warning sound memory F according to the urgency level set by the urgency level determination unit C, and controls the warning sound generation unit E, A warning sound corresponding to the acquired notification pattern (that is, the urgency level) is issued to the driver.
[0023]
Next, the basic concept in the present embodiment will be described. As described above, the determination of the urgency level by the urgency determination unit C is based on the state quantity of the vehicle (for example, the inter-vehicle distance and the relative speed with the preceding vehicle) and the operation amount (for example, the brake depression amount and the depression speed by the driver). However, for convenience of explanation, description will be made using a state space to which two kinds of state quantities X1 and X2 are input as shown in FIG.
[0024]
FIG. 2 is a diagram for explaining the determination method of the urgency level in the present embodiment, and shows the relative relationship between the urgency level i and the level j in the state space composed of two state quantities X1 and X2. is there.
[0025]
The driver constantly makes judgments on the driving situation (driving environment) of the vehicle being driven, and operates the steering wheel, brake pedal, etc. based on the judgment result. Since there is generally a difference in the degree of recognition (emergency) of the danger that the person feels, the degree (size and speed) of avoidance operation (operation of the brake or steering wheel) is actually the same even in the same driving situation Different.
[0026]
That is, the situation determination of the driver is expressed by the degree of the operation. In other words, if the driving operation characteristic of the driver is known, the characteristic (癖) for the situation determination can be learned. In the present embodiment, an object is to provide an appropriate warning to each driver by making a situational urgency determination based on the learned result.
[0027]
As a result of learning, the urgency level is divided into a plurality of levels as shown in FIG. 11, for example, and each level (emergency level) is a characteristic value of the vehicle state quantity (inter-vehicle distance, relative speed, vehicle speed, etc.), that is, an average. It is expressed by a value and a standard deviation σ (note that the inter-vehicle distance is a relative distance to an obstacle ahead of the host vehicle).
[0028]
Here, the above average value indicates the center position in the state space X1-X2 (FIG. 2) of a certain urgency level, and (X1 ⁽ⁱ⁾ , X2 ⁽ⁱ⁾ ) is the center position of the urgency level i. Yes, (X1 ^(j) , X2 ^(j) ) is the center position of the urgency level j (Note that the upper bar shown in FIG. 2 for the center position is omitted from the description in this specification) And so on). Standard deviations σ ⁽ⁱ⁾ and σ ^(j) indicate a scale. Further, (X1, X2) indicates the vehicle state quantity at that time.
[0029]
The determination of the urgency level in the vehicle state quantity (X1, X2) is performed by obtaining distances d ⁽ⁱ⁾ and d ^(j) from the vehicle state quantity (X1, X2) to the center position of each urgency level, and the minimum value thereof. The urgency level (level j) corresponding to (closest) is set as the situation urgency level at that time.
[0030]
At this time, since the scales (standard deviations σ ⁽ⁱ⁾ and σ ^(j) ) at the respective urgency levels of the respective vehicle state quantities (X1, X2) are different, the distances d ⁽ⁱ⁾ and d ^(j) are directly compared. I can't do it. Therefore, the standard score (distance d / standard deviation σ) of each vehicle state quantity (X1, X2) may be obtained and compared for the urgency level i, j.
[0031]
In order to notify the driver of the urgency level determined as described above, it is necessary to issue an alarm sound that can express the corresponding urgency level. Therefore, in this embodiment, a plurality of types of warning sound alert patterns (notification modes) representing different urgency levels designed by a method described later are registered in advance in the warning sound memory F, and the determined urgency level is set. Select the appropriate alert pattern.
[0032]
Hereinafter, a more specific system for realizing the above-described alarm operation will be described.
[0033]
FIG. 3 is a block diagram showing a system configuration of the vehicle alarm device in the present embodiment.
[0034]
In the figure, the urgency level determination unit 3 is set as the vehicle state quantity 1 with the inter-vehicle distance (relative distance) and relative speed with the preceding vehicle detected by a general detection method, and the own vehicle speed. .
[0035]
In the situation urgency learning unit 5, a brake operation amount detected by a general detection method and a brake operation speed are set as the operation amount 2 by the driver. The situation urgency level learning unit 5 performs learning correction (details will be described later) of the urgency level level that the urgency level level determination unit 3 refers to when determining the urgency level level. Store (update storage) in the storage unit 4.
[0036]
Then, the urgency level determination unit 3 refers to the emergency level reference level (FIG. 8) stored in the storage unit 4 based on the set state quantity 1 and the manipulated variable 2, thereby providing a certain emergency level. Determine the degree level.
[0037]
In the alarm sound memory 7, corresponding to the level of the emergency level that can be determined by the emergency level determination unit 3, a plurality of types of alarm sound alert patterns (notification modes) are stored in advance as shown in FIG. The warning sound control unit 6 refers to the warning sound memory 7 in accordance with the urgency level set by the urgency level determination unit 3 to obtain a notification pattern to be output. Then, the warning sound control unit 6 issues a warning sound corresponding to the acquired notification pattern (that is, the urgency level) from the speaker 8.
[0038]
In the system configuration described above, each of the reference numerals 3 to 7 executes control processing described below in a microcomputer that controls the ECU in an unillustrated ECU (electronic control unit) mounted on the automobile. This can be realized.
[0039]
FIG. 4 is a flowchart showing an alarm control process of the vehicle alarm device according to this embodiment, and shows a processing procedure executed by the microcomputer of the ECU.
[0040]
In the figure, step S1: a vehicle state quantity 1 (inter-vehicle distance d, relative speed Vr, vehicle speed V0) and an operation quantity 2 (brake pedaling force and stepping speed) by a driver are measured by various sensors.
[0041]
Step S2: The vehicle state quantity detected in step S1 and the feature quantity (average value) of the vehicle state quantity at each urgency level stored in a memory such as a RAM as the storage unit 4 at least in step S5 of the previous control cycle , Standard deviation, etc .: The urgency level is estimated according to the following description with reference to FIG. 6, and the necessity of alarming and the level of the alarm to be output are determined based on the estimated urgency level (details are given below) This will be described later with reference to FIG.
[0042]
Step S3: By referring to the alarm sound memory 9 according to the urgency level estimated in Step S2, a corresponding alarm sound alert pattern is selected.
[0043]
Step S4: The alarm sound of the notification pattern selected in Step S3 is generated from the speaker 8.
[0044]
Step S5: The urgency level is determined based on the operation amount 2 by the driver, the feature amount (average value, standard deviation, etc.) of the vehicle state quantity 1 at each urgency level is calculated, and the calculation result is stored in a RAM memory or the like. (Details will be described later with reference to FIG. 6).
[0045]
FIG. 5 is a flowchart showing details of step S2 in the flowchart of the alarm control process shown in FIG.
In the figure, step S21: the detected vehicle state quantity 1 (inter-vehicle distance d, relative speed Vr, vehicle speed V0), the average value and standard deviation σ of the stored vehicle state quantity 1 at each urgency level, Calculate the standard score Z ⁽ ⁱ ⁾ at the urgency level.
[0046]
[Expression 1]

[0047]
Here, i is the urgency level. Standard score of each vehicle state quantity,
[0048]
[Expression 2]

Is the average value and standard deviation of the inter-vehicle distance, relative speed and own vehicle speed at the urgency level i, and is a value stored in a memory such as a RAM as a result of learning in step S5. When learning is not performed, a standard value is used as a default.
[0049]
Step S22: The minimum value of the calculated standard score Z ⁽ ⁱ ⁾ of each urgency level is obtained, and the urgency level k corresponding to the minimum value Zmin is set as the urgency level at that time.
[0050]
[Equation 3]

[0051]
Step S23: The necessity of issuing an alarm sound according to the urgency level k estimated in step S22 is determined. Specifically, when the urgency level k = 0, it is determined that an alarm is unnecessary, and the process proceeds to step S5. When the urgency level k> 0, it is determined that an alarm is necessary, and the process proceeds to step S3.
[0052]
FIG. 6 is a flowchart showing details of step S5 in the flowchart of the alarm control process shown in FIG.
[0053]
In the figure, Step S51: The urgency level is determined based on the brake operation amount FB and the operation speed SB detected as the operation amount 2. That is, based on the idea that the driver's braking is stronger and the urgent level is higher, the general membership function is calculated from the brake operation amount FB and the operation speed SB using a rule base as shown in FIG. The urgency level is estimated based on
[0054]
In the table shown in FIG. 13, the numbers in the table indicate the urgency level, and the greater the number, the higher the urgency level. Further, the membership functions for the brake operation amount FB and the operation speed SB in the table are defined as shown in FIG. FIG. 8 shows an example of the urgency determination reference level estimated using the rule base of FIG. 13 and the membership function shown in FIG.
[0055]
Step S52: Based on the urgency level estimated according to the operation amount 2 (brake operation amount FB and operation speed SB) in step S51, it is classified as a reference level to be actually referred to as a determination criterion in step S2, and FIG. The vehicle state quantity 1 classified as shown in FIG. 5 is updated and stored in the memory (storage unit 4) as a lookup table.
[0056]
Step S53: At each urgency level (here, level 0 to 5: level 0 corresponds to no alarm output), an average value and standard deviation σ of the vehicle state quantity 1 are obtained, and these are represented as representative values of the urgency level. And
[0057]
[Expression 4]

Here, i indicates the urgency level (i = 0 does not require alarm).
[0058]
Next, a plurality of types of alarm sounds stored in advance in the alarm sound memory 7 will be described in detail.
[0059]
In the alarm sound memory 7, as described above, in order to issue an alarm sound according to the emergency level set by the emergency level determination unit 3, the alarm pattern (notification mode) referred to by the alarm sound control unit 6 is issued. ) Characteristic table is stored in advance.
[0060]
In the example shown in FIG. 9, an intermittent pulse-shaped alert pattern in which an on state and an off state are repeated corresponding to the level of the urgency level that can be output by the urgency level determination unit 3 (level 1 to level 5). A plurality of types of alarm sounds having “” are stored. These alarm sound alert patterns differ in the ratio of the transition time (rise time) from the off state (off period) to the on state (on period) and the duration of one on state including the transition time. (See FIG. 12), the alerting pattern representing a high degree of urgency with a high urgency level is set such that the alarm sound reporting pitch is set larger, and the level 5 having the highest urgency level has a ratio R higher than the other levels. Is set to a small value.
[0061]
Here, the alarm sound alert pitch (pulses / second) is the number of alarm sounds per unit time. The ratio R is the ratio (%) of the rise time with respect to the ON period.
[0062]
In this embodiment, as shown in FIG. 9, a plurality of types of reporting patterns are set by temporal parameters combining the reporting pitch and the ratio R. This setting has seven steps as shown in FIG. It was determined by an experiment of subjective evaluation for a plurality of subjects described below when urgency was defined.
[0063]
FIG. 10 is a diagram showing the result of subjective evaluation on the urgency level of an alarm sound. When an alarm sound of a certain reporting pitch is heard by a subject, the alarm sound gives recognition of the subject's subjective urgency level. It was found that the effect is recognized as the urgency is higher as the reporting pitch is larger (see FIG. 10A). However, although not shown in FIG. 10 (a), it has also been found that when the reporting pitch exceeds 10 pps, the degree of urgency does not increase, but falls to some extent from the relationship of human auditory characteristics.
[0064]
On the other hand, when an alarm sound of a certain ratio R (%) is heard by the subject, the effect of the alarm sound on the subjective urgency recognition of the subject has no effect when the reporting pitch is low, and is high. It was found that the urgency is higher as the rise time is shorter (see FIG. 10B).
[0065]
Therefore, in the present embodiment, based on these evaluation results, as illustrated in FIG. 9, alarm sounds (level 1 to level 4) having a relatively low urgency level are only the difference in the alerting pitch (pps). For the alarm sound (level 4 and level 5) having a relatively high urgency level, a plurality of types of alarm patterns are designed by combining the alarm pitch and the ratio R.
[0066]
According to the above-described embodiment, when outputting an alarm sound in a notification mode in which the ON state and the OFF state are repeated, the transition time from the OFF state to the ON state (rise time) and one time including the transition time Therefore, an alarm sound that is hardly affected by background noise and can be easily recognized (discriminated) by human auditory characteristics can be realized. As a result, compared to the conventional method of expressing the urgency level by adjusting parameters such as volume, sound pressure, or alert pitch, more urgent levels can be surely provided to the driver by the alarm sound. Moreover, it can be made to recognize in detail.
[0067]
Furthermore, since the reference level that serves as a criterion for determining the degree of urgency is learned and corrected according to the driving characteristics of the driver based on the actually detected driving operation of the driver, an optimal emergency according to the situation determination of each driver Alarm sound can be output at the level. As a result, it is possible to minimize the uncomfortable feeling felt by the driver when there is a difference between the situation that the driver actually knows and the urgency level notified by the warning.
[0068]
In the above-described embodiment, based on the viewpoint of ensuring safety in the traveling direction (vertical direction) of the automobile, the vehicle state quantity 1 is the inter-vehicle distance, the relative speed, and the own vehicle speed, and the operation quantity 2 by the driver is the brake operation. Although the alarm system is constructed as the amount and the operation speed, the system is not limited to this system configuration. From the viewpoint of ensuring safety in the lateral direction of the automobile, for example, the vehicle state quantity 1 is set to A lane departure warning system may be constructed by setting the yaw angle and the vehicle speed, and setting the operation amount 2 by the driver as the steering amount and steering speed (angular velocity) of the steering wheel.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram conceptually showing the system configuration of a vehicle alarm device in the present embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for determining an urgency level according to the present embodiment.
FIG. 3 is a block diagram showing a system configuration of the vehicle alarm device according to the present embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing an alarm control process of the vehicle alarm device according to the present embodiment.
FIG. 5 is a flowchart showing details of step S2 in the flowchart of the alarm control process shown in FIG. 4;
6 is a flowchart showing details of step S5 in the flowchart of the alarm control process shown in FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a membership function related to a brake operation amount FB and an operation speed SB.
FIG. 8 is a diagram illustrating characteristics of a reference level for urgency determination regarding a brake operation amount FB and an operation speed SB.
FIG. 9 is a diagram showing a setting example of an alarm sound issue pattern stored in advance in an alarm sound memory 7;
FIG. 10 is a diagram showing the result of subjective evaluation on the urgency level of an alarm sound.
11 is a diagram illustrating the definition of the urgency level employed in the subjective evaluation of FIG.
FIG. 12 is a diagram showing the definition of each part of an alarm sound common to each alarm pattern in the present embodiment.
FIG. 13 is a diagram illustrating a rule base when estimating an urgency level with respect to a brake operation amount FB and an operation speed SB.
[Explanation of symbols]
1: Vehicle state quantity,
2: Operation amount by driver,
3: Urgency level determination unit,
4: Memory unit,
5: Situation Emergency Learning Department,
6: Alarm sound control unit,
7: Alarm sound memory,
8: Speaker,

Claims

State quantity detection means for detecting a predetermined state quantity of the vehicle;
Based on the detection result by the state quantity detecting means, judging means for judging whether or not listen downy prompting a predetermined driving operation to a driver,
When it is determined that the Ki downy prompting the predetermined driving operation by the determining means, and alarm means for outputting an alarm sound alarm mode in which the on and off states are repeated,
Determines urgency on the basis of the detection result of the state quantity detection means, the result of the determination, when there is a high degree of urgency, when the output of the alarm sound by the alarm means, the transition from the off state to the on state Alarm control means for setting a ratio R of time to the duration of the ON state for one time including the transition time to a smaller value than when the urgency is low;
A vehicle alarm device comprising:

The alarm control means sets the ratio R in the alarm sound to be output by the alarm means to a small value when the urgency level is high, and generates an alarm mode in which the on state and the off state are repeated. 2. The vehicle alarm device according to claim 1, wherein the reporting pitch is set to a larger value than when the urgency level is low.

3. The vehicle alarm device according to claim 2, wherein the alarm control unit sets the ratio R according to the degree of urgency only when a warning pitch of the alarm sound is larger than a predetermined value.

The state quantity detection means detects a relative distance and a relative speed with an obstacle ahead of the host vehicle ,
Further comprising an operation amount detecting means for detecting an operation amount and operation speed of the brake by the driver,
The alarm control means uses the detected relative distance and relative speed, and the reference used for the evaluation of the urgency based on the operation amount and operation speed of the brake performed by the driver according to the relative distance and relative speed. The vehicle alarm device according to claim 1, wherein the level is learned and corrected.