(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定物量を検出する検出部と、
該検出部からの検出出力の変化方向を、今回周期および前回周期における検出出力に基づき一定の周期で判別する変化方向判別部と、
前記検出出力が増大方向に変化した場合には前記検出部の検出分解能よりも小さい補正量を用いて前記検出出力を減少方向に補正する一方、前記検出出力が減少方向に変化した場合には前記補正量を用いて前記検出出力を増大方向に補正し、補正後の検出出力を車両の走行制御装置に出力する補正部と
を備えることを特徴とする検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は検出器に関し、特に、検出分解能を仮想的に高めた検出器に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
運転者の運転操作上の負担を軽減するため、追従走行用の制御装置を車両に搭載することがある。この走行制御装置は、カメラやレーダ等からの検出情報から検出した自車と先行車との間の車間距離が目標車間距離となるようにエンジン出力や制動力を調整する車間距離制御装置を備え、必要に応じて車両を加減速運転して先行車に追従して走行させるものとなっている。
【０００３】
この種の走行制御装置では、コスト上の制約などから距離検出上の分解能が低いレーダを用いる場合があるが、実際車間距離の変化に伴うレーダ出力の最小変動量はレーダの検出分解能に対応するので、レーダの検出分解能が粗いほど、レーダ出力の最小変動量ひいては車間距離制御でのエンジン出力や制動力の変動量が大きくなり、乗り心地の低下要因になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この様なエンジン出力や制動力の変動を抑制して乗り心地向上を図るべく、一般には、レーダの後段にローパスフィルタを設けてレーダ出力にフィルタ処理を施し、レーダ出力変動に起因するエンジン出力や制動力の変動を抑制するようにしている。斯かる構成において、フィルタの遮断周波数を低めに設定すればフィルタ機能が強まってレーダ出力変動を抑制できるが、この場合、車間距離変化に対するレーダ出力の応答性が低下し、例えば先行車が急制動した場合に的確な車間距離制御を行えないおそれがある。
【０００５】
本発明は、検出分解能を仮想的に高めた検出器を提供し、もって検出器の検出出力に基づく各種装置の動作の適正化を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明に係る検出器は、検出部の検出出力の変化方向を、今回周期および前回周期における検出出力に基づき一定の周期で判別する変化方向判別部と、検出出力が増大方向に変化した場合に検出部の検出分解能よりも小さい補正量を用いて検出出力を減少方向に補正する一方、検出出力が減少方向に変化した場合には検出出力を増大方向に補正し、補正後の検出出力を車両の走行制御装置に出力する補正部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に係る検出器では、検出部からの検出出力の変化方向が、今回周期および前回周期における検出出力に基づき一定の周期で判別される。そして、今回周期の検出出力が前回周期のものよりも大きければ補正量を用いて今回周期の検出出力が減少方向に補正され、また、今回周期の検出出力が前回周期のものよりも小さければ今回周期の検出出力が増大方向に補正される。この様に、前回周期から今回周期までの検出出力の変化方向に応じて検出部の検出出力を補正量を用いて増大補正または減少補正するので、相隣る周期間での補正済み検出出力の変化量は補正前のものよりも小さくなる。換言すれば、上記の補正則に従って検出出力を補正することにより、検出出力の最小変化量が小さくなり、検出器の見かけ上の分解能が高くなる。補正量は、検出器の検出部の分解能よりも小さい値に設定され、例えば、検出部の検出分解能を予め定めた整数で除した値に等しいもので良い。この場合、補正済み検出出力の最小変化量ひいては検出器の見かけ上の分解能は補正量に等しくなる。この様に、本発明の検出器は、仮想的には検出部の分解能よりも高い分解能で検出動作する。更に、検出器は、検出部の検出出力の変化方向に応じて増大補正または減少補正した検出出力を車両の走行制御装置に出力するものになっている。従って、走行制御装置の最小動作量が小さなものになり、装置動作の円滑化が図られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による検出器を装備した車両の走行制御装置を説明する。
本実施形態の検出器は、車間距離制御に供される車間距離情報を検出するものであり、その検出部は例えば電波レーダにより構成されている。図１に示すように、電波レーダ２は、車両１の前部に装着され、車両前方に向けてミリ波をビーム状に走査すると共に先行車や障害物等により反射されたミリ波を受信するものとなっている。また、車室内の天井には道路上の障害物や車線（白線）等を検出するＣＣＤカメラ４が装着されている。そして、エンジン６には、運転者のアクセル操作や後述の電子制御ユニットの制御動作に応じてスロットルバルブ８を開閉駆動するスロットルアクチュエータ１２が装着され、前輪２０及び後輪２２にはディスクブレーキ等のサービスブレーキ２４が設けられている。各サービスブレーキ２４は、負圧ブースタを備えたマスタシリンダ２６を介してブレーキペダル２８と接続され、運転者によるブレーキ操作に応じてマスタシリンダ２６に発生した油圧が各サービスブレーキ２４に供給されたときに、車輪２０，２２に制動力を作用させるものとなっている。更に、マスタシリンダ２６には、運転者のペダル操作に関係なくマスタシリンダ２６に油圧を発生させるブレーキアクチュエータ３０が設けられている。
【０００９】
車室内に設置されたＥＣＵ（電子制御ユニット）５０は、図示しない入出力装置、記憶装置、中央処理装置、タイマカウンタ等を備え、エンジン制御や追従制御（走行制御）を実行するものとなっている。この追従制御に際し、ＥＣＵ５０は、検出部として機能する電波レーダ２と共同して、車間距離測定用の検出器として機能するようになっている。
【００１０】
図１及び図２に示すように、ＥＣＵ５０の入力側には、電波レーダ２及びＣＣＤカメラ４が接続されると共に、ステアリング３４付近に設けられ追従制御の実行を指示するための操作スイッチ３８、予め設定された車間時間のいずれか一つを手動選択する手動選択スイッチ３９、従動輪である左右後輪２２の車輪速Ｖsを検出する一対の車輪速センサ３２等の各種センサ類が接続されている。手動選択スイッチ３９は、例えばインストルメントパネルやステアリング３４に設けられている。又、ＥＣＵ５０の出力側には、スロットルアクチュエータ１２およびブレーキアクチュエータ３０が接続されている。
【００１１】
追従制御や車間距離検出に関連して、ＥＣＵ５０は図２に示す各種機能部を有している。
ＥＣＵ５０において、変化方向判別部５１は電波レーダ２の検出出力（以下、レーダ出力という）Ｌを一定周期で入力し、レーダ出力の今回値Ｌｎと前回値Ｌn-1の大小関係を判別することにより前回周期から今回周期までにレーダ出力Ｌが変化したか否かを判別すると共にレーダ出力Ｌの変化方向を判別し、更に、レーダ出力不変、レーダ出力の増大方向変化またはレーダ出力の減少方向変化のいずれかを表す判別出力を出力するものとなっている。
【００１２】
補正部５２には、電波レーダ２の検出分解能よりも小さい補正量Ａ（図４）が予め設定され、本実施形態では電波レーダ２の検出分解能Ｓ（図５）を予め定めた整数Ｎたとえば３で除した値に等しい補正量Ａ（＝Ｓ／Ｎ）が設定されている。補正部５２は、レーダ出力Ｌおよび変化方向判別部５１の判別出力を入力し、判別出力がレーダ出力の増大方向変化を表す場合には補正量Ａを用いてレーダ出力の今回値Ｌｎを減少方向に補正する一方、判別出力がレーダ出力の減少方向変化を表す場合には補正量Ａを用いて増大方向に補正し、補正済み検出出力Ｌ'を送出するものとなっている。また、変化方向判別部５２からの判別出力がレーダ出力が不変であることを表していれば、補正済みレーダ出力の今回値Ｌ'nは前回値Ｌ'n-1に等しい値に設定される。
【００１３】
そして、フィルタ部５３は、補正部５２から送出された補正済みレーダ出力Ｌ'に対してフィルタ処理を施し、また、目標車間時間設定部５４は、予め設定された複数の目標車間時間候補のうちの、手動設定スイッチ３９のスイッチ位置に対応するものを目標車間時間として設定するものとなっている。
目標加速度算出部５５は、車輪速センサ３２による検出情報に基づいて自車の車速Ｖａを算出し、フィルタ部５３からのフィルタ処理後の補正済みレーダ出力Ｌ”に基づいて自車と先行車との間の車間距離及び相対速度を検出し、また、車速Ｖａと目標車間時間設定部５４が設定した目標車間時間とから目標車間距離Ｌｓを算出し、更に、目標車間距離Ｌｓと実際車間距離との偏差ΔＬｓと相対速度とに基づいて目標加速度αを算出するものとなっている。
【００１４】
車速制御部５６は、車輪速センサ出力Ｖｓから検出される実際加速度が目標加速度算出部５５で算出された目標加速度αになるように、更には算出部５５で算出された実際車間距離が同算出部５５で算出された目標車間距離Ｌｓになるように、自車の車速を制御するものとなっている。
以下、上記構成の走行制御装置の作用を説明する。
【００１５】
操作スイッチ３８がオン操作されると、図３に例示した追従制御ルーチンが開始される。この制御ルーチンはＥＣＵ５０により所定周期で実行されるものであり、同制御ルーチンでは、一対の車輪速センサ３２の検出情報の平均値が車両１の車速Ｖａとして算出され（ステップＳ１）、次に、電波レーダ２とＣＣＤカメラ４からの検出情報に基づいて先行車が認識されると、レーダ２の検出情報から自車と先行車との車間距離及び相対速度が検出される（ステップＳ２）。
【００１６】
詳しくは、ステップＳ２の車間距離検出では図４に示す車間距離検出ルーチンが実施される。この車間距離検出ルーチンではレーダ出力の今回値Ｌｎが読み込まれ（ステップＳ２０）、前回周期の検出ルーチンでＥＣＵ５０のメモリに格納されたレーダ出力の前回値Ｌn-1が読み出され（ステップＳ２１）、更に今回値Ｌｎと前回値Ｌn-1とが比較される（ステップＳ２２）。
【００１７】
このステップＳ２２において、今回値Ｌｎが前回値Ｌn-1よりも小さくレーダ出力が減少方向に変化したと判別された場合には、ステップＳ２０で読み込まれた今回値Ｌｎに補正量Ａが加算され、これにより今回値Ｌｎを増大方向に補正したレーダ出力Ｌ'nを得る（ステップＳ２３）。一方、今回値Ｌｎが前回値Ｌn-1よりも大きくレーダ出力が増大方向に変化したと判別された場合には今回値Ｌｎから補正値Ａが減算されて今回値Ｌｎが減少方向に補正され（ステップＳ２４）、これにより減少補正済みのレーダ出力Ｌ'nを得る。また、今回値Ｌｎが前回値Ｌn-1と等しくレーダ出力が変化しなかったと判別された場合には前回周期での補正済みレーダ出力Ｌ'n-1がメモリから読み出され今回周期の補正済みレーダ出力Ｌ'nとして設定される（ステップＳ２５）。
【００１８】
次に、ステップＳ２３ないしＳ２５のいずれかで設定された補正済みレーダ出力Ｌ'nに対してフィルタ処理が施され、フィルタ処理後の補正済みレーダ出力Ｌ”nが出力される（ステップＳ２６）。フィルタ処理では、補正済みレーダ出力の今回値Ｌ'nと重み係数Ｋ（０＜Ｋ＜１）との積に前回値Ｌ'n-1と値（１−Ｋ）との積が加算され、これによりフィルタ処理後の補正済みレーダ出力Ｌ”ｎを得る。
【００１９】
そして、次回周期のステップＳ２５での補正済みレーダ出力の設定に備えるべく、ステップＳ２３ないしＳ２５のいずれかで設定された補正済みレーダ出力Ｌ'nが前回値Ｌ'n-1としてメモリに格納され（ステップＳ２７）、また、次回周期のステップＳ２１での前回値の読込みに備えるべく、ステップＳ２０で読み込まれたレーダ出力Ｌｎが前回値Ｌn-1としてメモリに格納され（ステップＳ２８）、今回周期の車間距離検出が終了する。
【００２０】
図４の車間距離検出ルーチンは、図２の変化方向判別部５１、補正部５２及びフィルタ部５３として機能するＥＣＵ５０により周期的に実施され、これにより電波レーダ２の検出分解能よりも高い分解能の補正済みレーダ出力Ｌ'nを得ることができる。
以下、自車と先行車との車間距離が例えば先行車の車速変動に起因して図５に示すように波状に増減変化する場合を例にとって、レーダ出力Ｌｎと補正済みレーダ出力Ｌ'nとの関係すなわち電波レーダ２の分解能と検出器の分解能との関係について説明する。図５中、記号ΔＴｊないしΔＴj+5は車間距離検出ルーチンの第ｊ番目ないし第j+5番目の周期を表し、記号(k-1)Ｓ、ｋＳ及び(k+1)Ｓはレーダ出力レベルを表す。また、記号Ｓは電波レーダ２の距離検出上の分解能を表し、ｋは整数である。
【００２１】
図５に示すように車間距離が第ｊ周期ないし第j+5周期において値(k-1)Ｓないし(k+1)Ｓの近傍で波状に変化すると、電波レーダ出力は図５に実線で示すように階段状に増減変化し、レーダ出力レベルは、レーダ２の分解能Ｓの整数倍に等しい値(k-1)Ｓ、ｋＳまたは(k+1)Ｓのいずれかをとる。既述のとおり、分解能Ｓが粗ければレーダ出力レベルの最小変動量が大きくなり、追従制御中の乗り心地が低下する原因になる。
【００２２】
本実施形態の車間距離検出器は、上述のように、「前回周期から今回周期までの間にレーダ出力Ｌが増大変化したときにレーダ出力を補正量Ａだけ減少補正する一方、レーダ出力が減少変化したときにはレーダ出力を補正量Ａだけ増大補正し、レーダ出力が不変であれば補正済みレーダ出力の今回値を前回値と等しい値に設定する」という補正則に従って補正済みレーダ出力Ｌ'を得て、追従制御中の乗り心地向上を図るものとなっている。図５中、補正済みレーダ出力Ｌ'を一点鎖線で例示する。図５に示すように、周期ΔＴｊないしΔＴj+5の相隣るもの同士間での補正済みレーダ出力Ｌ'の変化量は補正量Ａの整数倍に等しく、従って、補正済みレーダ出力Ｌ’の最小変化量、すなわち電波レーダ２とＥＣＵ５０とからなる車間距離検出器の見かけ上の分解能は、補正量Ａに対応したものになる。つまり、この検出器は、仮想的には電波レーダ２の分解能よりも高い分解能で検出動作する。
【００２３】
そして、図４の車間距離検出ルーチンで得たフィルタ処理後の補正済みレーダ出力Ｌ”は、車間距離情報として図３の追従制御ルーチンでの処理に供される。
すなわち、追従制御ルーチンでは、目標車間時間設定部５４により設定された目標車間時間と車速Ｖａとに基づいて車速Ｖａに応じた目標車間距離Ｌｓが算出され（ステップＳ３）、また、目標車間距離Ｌｓと実際車間距離との偏差ΔＬｓが算出される（ステップＳ４）。次に、目標加速度αが算出され（ステップＳ５）、この目標加速度αが負であるか否かが判別される（ステップＳ６）。この判別結果が否定（Ｎｏ）であれば、実際車間距離が目標車間距離Ｌsになるようにスロットルアクチュエータ１２が駆動され（ステップＳ７）、スロットルバルブ８が開いてエンジン６の出力が増大し、車両１が加速運転される。一方、ステップＳ６での判別結果が肯定（Ｙｅｓ）であれば、スロットルバルブ８が閉じるようにスロットルアクチュエータ１２が駆動され（ステップＳ８）、更に、実際車間距離が目標車間距離Ｌｓになるようにブレーキアクチュエータ３０が駆動され（ステップＳ９）、エンジン出力が低減すると共に車輪２０、２２に制動力が加えられて車両１が減速運転される。
【００２４】
既述のように、車間距離検出器の見かけ上の分解能が高くなるので、検出器の検出部を従来と同一の分解能の電波レーダで構成した場合にも、この検出器が提供する車間距離情報に基づいて実施される追従制御におけるスロットルアクチュエータ１２やブレーキアクチュエータ３０の最小動作量ひいてはエンジン出力や制動力の最小変化量が小さくなり、追従制御中の乗り心地が大幅に向上する。
【００２５】
以上で本発明の一実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々に変形可能である。
例えば、上記実施形態では、電波レーダ出力の補正に用いる補正値を電波レーダの分解能の整数分の１たとえば３分の１に等しい値に設定したが、この補正値はレーダの分解能よりも小さい値であれば良い。但し、検出器出力の変動低減の観点からは、補正値をレーダの分解能の３分の１ないし２分の１の値に設定することが好ましい。また、車間距離測定用の検出器の検出部を電波レーダたとえばミリ波レーダで構成することは必須ではなく、例えばレーザレーダにより検出部を構成するようにしても良い。
【００２７】
【発明の効果】
本発明による検出器は、検出部の検出出力の変化方向を今回周期および前回周期における検出出力に基づき一定の周期で判別し、この判別結果に基づき、検出出力が増大方向に変化した場合には検出部の検出分解能よりも小さい補正量を用いて検出出力を減少方向に補正する一方、検出出力が減少方向に変化した場合には検出出力を増大方向に補正するという本発明に固有の補正則に従って検出部の検出出力を補正するので、検出器の分解能を仮想的には検出部の分解能よりも高いものにすることができる。また、補正後の検出出力を車両の走行制御装置に出力するので、走行制御装置の最小動作量を低減可能であり、装置を円滑に動作させることができる。例えば、車両の追従制御のためのエンジン出力や制動力の最小変動量を低減させて乗り心地を向上可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による車両の走行制御装置の概略図である。
【図２】図１に示した電子制御ユニットの各種機能部を周辺要素と共に示すブロック図である。
【図３】電子制御ユニットが実行する追従制御ルーチンを例示するフローチャートである。
【図４】図３の追従制御ルーチンで実施される車間距離検出ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図４の車間距離検出ルーチンにおける入力データであるレーダ出力と車間距離検出ルーチンで求められる補正済みレーダ出力とを比較して示す図である。
【符号の説明】
２  電波レーダ
１２  スロットルアクチュエータ
３０  ブレーキアクチュエータ
５０  電子制御ユニット
５１  変化方向判別部
５２  補正部
５３  フィルタ部
５４  目標車間時間設定部
５５  目標加速度算出部
５６  車速制御部
【図１】
0003648153.tif 000002
【図２】
0003648153.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003648153.tif 000005
【図５】
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