(57)【要約】【課題】前方車両の車速や加速度のような前方車両の走行状態を含む車両の走行状態が高精度に検出できる前方車両の走行状態検出装置を提供する。【解決手段】車両に設けられたレーダ装置１１と、前記レーダ装置による測定結果に基づいて、前記車両と前記車両の前方の前方車両の相対車速を計測する手段２１と、前記相対車速が計測された時点よりも前の時点に計測された前記車両の速度と、前記計測された相対車速に基づいて、前記前方車両の速度を求める手段２５とを備えたことを特徴としている。前記相対車速が計測された時点と、前記前方車両の速度を求めるために使用される前記車両の速度の計測時点の差は、前記レーダ装置の応答遅れに基づいて決定されることができる。【選択図】        図１
2006099633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられたレーダ装置と、
前記レーダ装置による測定結果に基づいて、前記車両と前記車両の前方の前方車両の相対車速を計測する手段と、
前記相対車速が計測された時点よりも前の時点に計測された前記車両の速度と、前記計測された相対車速に基づいて、前記前方車両の速度を求める手段と
を備えたことを特徴とする前方車両の走行状態検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の前方車両の走行状態検出装置において、
前記相対車速が計測された時点と、前記前方車両の速度を求めるために使用される前記車両の速度の計測時点の差は、前記レーダ装置の応答遅れに基づいて決定される
ことを特徴とする前方車両の走行状態検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の前方車両の走行状態検出装置において、
前記相対車速が計測された時点と、前記前方車両の速度を求めるために使用される前記車両の速度の検出時点の差は、前記レーダ装置の応答遅れ、及び前記相対車速を示す信号と前記車両の速度を示す信号の信号伝搬時間の差に基づいて決定される
ことを特徴とする前方車両の走行状態検出装置。
【請求項４】
車両に関する第１データを検出し、前記検出された第１データを示す第１信号を生成する第１信号生成器と、
前記車両に関する第２データを検出し、前記検出された第２データを示す第２信号を生成する第２信号生成器と、
前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記車両に関連する走行状態を検出する検出部とを備えた車両走行状態検出装置であって、
前記検出部は、前記第１信号が生成されるまでの遅延時間を考慮して、同じ時点に検出された前記第１データ及び前記第２データに対応する前記第１信号及び前記第２信号を用いて前記車両に関連する走行状態を検出する
ことを特徴とする車両走行状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方車両の走行状態検出装置及び車両走行状態検出装置に関し、特に、前方車両の車速を高精度に検出することが可能な前方車両の走行状態検出装置及び車両走行状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダ装置を用いて、自車両とその自車両の前方の前方車両（以下、前車ということがある）との間の車間距離を測定するとともに相対車速を求める技術が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１６１３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前車の車速は、例えばレーダ装置を用いて求められた相対車速と、自車速に基づいて算出されるが、その場合、前車が等速走行しているにもかかわらず、自車速の変化によって前車の車速の算出値に誤差が生じることがあった。また、前車の加速度は、その前車の車速の算出値を用いて求められることから、前車の車速の算出値に誤差が生じていると、前車の加速度の算出値にも誤差が含まれていた。
【０００５】
前車の車速や加速度のような前車の走行状態を含む車両の走行状態が高精度に検出できることが望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、前方車両の車速や加速度のような前方車両の走行状態を含む車両の走行状態が高精度に検出できる前方車両の走行状態検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の前方車両の走行状態検出装置は、車両に設けられたレーダ装置と、前記レーダ装置による測定結果に基づいて、前記車両と前記車両の前方の前方車両の相対車速を計測する手段と、前記相対車速が計測された時点よりも前の時点に計測された前記車両の速度と、前記計測された相対車速に基づいて、前記前方車両の速度を求める手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
本発明の前方車両の走行状態検出装置において、前記相対車速が計測された時点と、前記前方車両の速度を求めるために使用される前記車両の速度の計測時点の差は、前記レーダ装置の応答遅れに基づいて決定されることを特徴としている。
【０００９】
本発明の前方車両の走行状態検出装置において、前記相対車速が計測された時点と、前記前方車両の速度を求めるために使用される前記車両の速度の検出時点の差は、前記レーダ装置の応答遅れ、及び前記相対車速を示す信号と前記車両の速度を示す信号の信号伝搬時間の差に基づいて決定されることを特徴としている。
【００１０】
本発明の車両走行状態検出装置は、車両に関する第１データを検出し、前記検出された第１データを示す第１信号を生成する第１信号生成器と、前記車両に関する第２データを検出し、前記検出された第２データを示す第２信号を生成する第２信号生成器と、前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記車両に関連する走行状態を検出する検出部とを備えた車両走行状態検出装置であって、前記検出部は、前記第１信号が生成されるまでの遅延時間を考慮して、同じ時点に検出された前記第１データ及び前記第２データに対応する前記第１信号及び前記第２信号を用いて前記車両に関連する走行状態を検出することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の前方車両の走行状態検出装置によれば、前方車両の車速や加速度のような前方車両の走行状態が高精度に検出可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の前方車両の走行状態検出装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
図２は、本実施形態の前方車両の走行状態検出装置を示すブロック図である。図２に示すように、前方車両の走行状態検出装置は、レーダ計測器１１と、車速センサ１２と、ドライブトレーンＥＣＵ２０とを備えている。ＥＣＵ２０は、相対車速計測部２１と、自車速計測部２２と、演算手段２５とを備えている。演算手段２５は、相対車速メモリ２６と、自車速メモリ２７と、演算部２８とを有している。
【００１４】
レーダ計測器１１は、自車両の前部（図示せず）に設けられている。レーダ計測器１１は、自車両の前方の車両（前車）と自車両の間の車間距離と相対車速を測定し、その測定結果を示すパルス信号を相対車速計測部２１に出力する。
車速センサ１２は、自車両の自動変速機の出力軸（図示せず）の近傍に設けられている。車速センサ１２は、その自動変速機の出力軸の回転数を光学的に検出し、その検出結果を示すパルス信号を自車速計測部２２に出力する。
【００１５】
相対車速計測部２１は、レーダ計測器１１から入力した上記測定結果を示すパルス信号に基づいて、前車と自車両との間の相対車速を計測し、その相対車速を示すデータを演算手段２５に出力する。
自車速計測部２２は、車速センサ１２から入力した上記検出結果を示すパルス信号に基づいて、自車速を計測し、その自車速を示すデータを演算手段２５に出力する。
【００１６】
相対車速計測部２１から出力された上記相対車速を示すデータは、演算手段２５の相対車速メモリ２６に格納される。
自車速計測部２２から出力された上記自車速を示すデータは、演算手段２５の自車速メモリ２７に格納される。
演算部２８は、相対車速メモリ２６に格納された相対車速のデータを読み出すとともに、自車速メモリ２７に格納された自車速のデータを読み出し、その読み出された相対車速と自車速の和として、前車の車速を算出する。
【００１７】
上述したように、前車の車速は、レーダ計測器１１を用いて求められた相対車速と、車速センサ１２を用いて求められた自車速に基づいて算出される。その場合、従来は、前車が等速走行しているにもかかわらず、自車速の変化によって前車の車速の算出値に誤差が生じることがあった（後述する図３−１参照）。
【００１８】
その誤差が発生する原因を検討したところ、その誤差は、レーダ計測の遅れ（レーダ計測が開始されてから相対車速が計測されて、相対車速のデータが得られるまでの時間遅れが含まれる）に起因するものであるとの知見が得られた。即ち、演算手段２５に同じ時点で入力された相対車速のデータと自車速のデータを比べると、相対車速のデータは、自車速のデータよりも時間的に前（過去）の値であることが判明した。
【００１９】
また、上記の前車の車速の算出値の誤差は、レーダ計測器１１及び車速センサ１２からそれぞれＥＣＵ２０に伝送される信号の伝送遅延量の差に起因するものであるとの知見が得られた。車速センサ１２が自動変速機の出力軸の近傍に設けられているのに対し、レーダ計測器１１は、車両の前部に設けられている。そのため、レーダ計測器１１とＥＣＵ２０との間の距離は、車速センサ１２とＥＣＵ２０との間の距離に比べて大きく、このことから、レーダ計測器１１とＥＣＵ２０との間の配線長は、車速センサ１２とＥＣＵ２０との間の配線長に比べて大きい。これにより、レーダ計測器１１からＥＣＵ２０への信号伝搬時間と、車速センサ１２からＥＣＵ２０への信号伝搬時間を比べると、前者の時間の方が大きなものとなっている。このように、信号伝送遅延量に差があることにより、演算手段２５に同じ時点で入力された相対車速のデータと自車速のデータを比べると、相対車速のデータは、自車速のデータよりも時間的に前（過去）の値となっている。
【００２０】
図３−１は、上記の前車の車速の算出値に誤差が生じた例を示している。同図において、横軸は時間であり、演算手段２５で判断された、自車速度５１、相対車速（レーダ計測器１１による計測値）５２、前車の車速５３、及び前車の加速度５４の時間的変化をそれぞれ示している。
【００２１】
図３−１のケースにおいて、実際には、前車は略一定の車速で走行している。前車速が略一定の状態で、自車速が上がると、本来は、相対車速が下がるはずである。ところが、自車速５１が上がり、その上昇した自車速５１のデータが演算手段２５に伝送された後、その自車速５１の上昇が反映された相対車速（下がった相対車速）のデータが演算手段２５に伝送されるまで（又はその上昇した自車速５１が反映された相対車速が計測されるまで）には、上記の理由（レーダ計測の遅れ、伝送遅延）により、遅延が生じる。
【００２２】
その結果、その遅延が生じている間（上記上昇した自車速５１のデータが演算手段２５に伝送されてから、上記上昇した自車速５１が反映された相対車速のデータが演算手段２５に伝送されるまでの間）は、演算手段２５では、自車速５１は上昇したが、相対車速５２に変化は生じていないと判断される。その判断に基づいて、演算手段２５では、相対車速５２に変化が無いことから、自車速５１が上昇した分だけ、前車の車速５３も上昇したと誤った判断がなされる（図３−１の符号Ａ参照）。
【００２３】
前車の加速度５４は、前車の車速５３に基づいて、求められるため、前車の車速５３が誤って上昇したと判断されると、前車の加速度５４も、上昇したとの誤った判断がなされる（図３−１の符号Ａ参照）。図３−１の符号Ｂは、上記と同様の理由に基づいて、前車の速度が略一定である状態で自車速が下がったときに見られる前車車速５３と前車加速度５４の誤差を示している。
【００２４】
本実施形態の演算手段２５では、前車の車速を正確に算出するために、自車速と相対車速の両方のデータに関して演算手段２５に入力された時点を比較したときに、上述したレーダの応答遅れ（レーダによる相対車速の計測の遅れ）及び信号伝搬遅延量の差に対応する時間分だけ、演算手段２５への入力時点が相対車速よりも早い（過去の）、自車速のデータが使用される。即ち、自車両と前車との相対的位置関係において、同じ時点の自車速と相対車速を用いることにより、前車の車速が正確に算出される。
【００２５】
また、レーダ計測器１１による計測には相対的に長い時間がかかることから、レーダ計測器１１による計測の周期（サンプリングの間隔）は、車速センサ１２による計測の周期に比べて、大きな値に設定されている。ここで、本実施形態では、車速センサ１２による複数の計測値のうち、レーダ計測器１１による計測のサンプリングタイミングと同じ時点に計測された車速データが抽出される。このことにより、自車両と前車との相対的位置関係において、同じ時点の自車速と相対車速を用いて、前車の車速が正確に算出される。
【００２６】
図１を参照して、本実施形態の動作について説明する。
なお、図１の制御フローでは、前車の加速度が求められるが、上述したように、前車の車速５３が正確に求められると、その正確な前車の車速５３に基づいて、前車の加速度５４も正確に求められる。
【００２７】
［ステップＳ１］
まず、演算手段２５により、前車の加速度の算出条件が成立しているか否かが判定される（ステップＳ１）。ここで、前車加速度の算出条件とは、例えば、以下の（ａ）及び（ｂ）の両方の条件が満たされることを意味する。
【００２８】
（ａ）レーダ計測器１１により前車との相対車速を計測中であること。
上記（ａ）の条件は、例えば以下の（１）〜（３）の全ての条件が満たされることを意味している。
（１）レーダ計測器１１が異常でないこと。
（２）前車との距離が所定範囲内であること。
（３）前車の相対車速が所定範囲内であること。
【００２９】
（ｂ）自車の車速が正常に計測中であること。
上記（ｂ）の条件は、例えば以下の（１）及び（２）の両方の条件が満たされることを意味している。
（１）スピードセンサ（車速センサ１２）が異常でないこと。
（２）自車の車速が所定範囲内であること。
【００３０】
［ステップＳ２］
上記前車加速度５４の算出条件が成立している場合（ステップＳ１−Ｙ）には、所定時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ２）。ここで、所定時間とは、レーダ計測器１１による計測の周期に対応する時間である。このステップＳ２は、上述したように、相対的に長いサンプル間隔で計測されるレーダ計測器１１による計測値（相対車速５２）の最新値が、次のステップＳ３にて常時得られるようにするとともに、そのレーダ計測器１１によるサンプル間隔に合わせて、車速センサ１２により計測された自車速５１のデータが抽出されるようにするために行われる。上記所定時間が経過している場合（ステップＳ２−Ｙ）には、ステップＳ３が行われる。
【００３１】
［ステップＳ３］
ステップＳ３では、演算手段２５により、相対車速５２の計測値と、その相対車速５２が計測（相対車速計測部２１から相対車速が出力）された時点よりも過去に計測（自車速計測部２２から出力）された自車速５１の値が求められ、その相対車速５２と自車速５１の値の和が前車の車速５３として求められる。
【００３２】
即ち、演算部２８により、相対車速メモリ２６から相対車速５２の値が読み出されるとともに、その読み出された相対車速５２が相対車速メモリ２６に書き込まれた時点よりも上記のレーダ計測の遅れと伝送遅延量の差の時間分だけ、過去に自車速メモリ２７に書き込まれた自車速５１の値が自車速メモリ２７から読み出される。
【００３３】
これにより、自車両と前車との相対的位置関係において、同じ時点（現時点から概ね上記レーダ計測の遅れと伝送遅延量の差の時間分だけ過去の時点）に計測された自車速５１及び相対車速５２が読み出されることになり、それらの和を求めることにより、正確な前車の車速５３の値が求められる。
【００３４】
演算部２８では、このステップＳ３の演算結果は、上記レーダ計測の遅れと伝送遅延量の差の時間分だけ過去の前車の車速５３の値であることが把握されており、その時間分だけ過去の値として、ステップＳ３の計算結果が出力される。ステップＳ３の次にステップＳ４が行われる。
【００３５】
［ステップＳ４］
ステップＳ４では、ＥＣＵ２０により、今回のサイクルの制御フローのステップＳ３（このステップＳ４の直前に行われたステップＳ３）で求められた前車の車速５３と、前回のサイクルの制御フローのステップＳ３で求められた前車の車速５３の値（過去値）との差が求められ、その差に係数Ｋが乗算されることにより、前車の加速度５４が正確に求められる。
【００３６】
このステップＳ４の動作自体は、従来と同じであるが、上記ステップＳ３にて、前車の車速５３が正確に求められ、その正確な前車の車速５３がステップＳ４で用いられる分だけ、正確な前車の加速度５４が求められるようになっている。
【００３７】
図３−２は、本実施形態による効果を示している。図３−２及び図３−１に示すように、自車速５１と相対車速５２は、上記レーダ計測の遅れと伝送遅延量の差の時間分だけレーダ計測器１１の計測値（相対車速５２）が遅れてＥＣＵ２０に入力される点では、本実施形態は従来と同じである。ここで、本実施形態（図３−２）では、演算部２８が、上記レーダ計測の遅れと伝送遅延量の差の時間分だけ過去の自車速５１を用いることにより、相対車速５２の計測時点での前車の車速５３が正確に求められている。これにより、前車の加速度５４もまた正確に求められている。
【００３８】
図４は、本実施形態の上記考え方を示した図である。本実施形態では、前車の車速５３の算出に際して、現在の自車速５１ａをそのまま用いるのではなく、符号５１ｂに示すように、上記レーダ計測の遅れと伝送遅延量の差の時間分だけ遅れて演算手段２５に入力されるレーダー計測値（相対車速５２）に時間を合わせるべく、過去の自車速５１が用いることにより、その過去の前車の車速５３が正確に求められている。
【００３９】
なお、上記においては、自車両と前車との相対的位置関係において、同じ時点に計測された自車速５１及び相対車速５２が読み出されるに際しては、上記レーダ計測の遅れと伝送遅延量の差の合計の時間分の遅れが考慮されたが、上記伝送遅延量の差に対応する時間が小さい場合には、上記レーダ計測の遅れに対応する時間だけが考慮されることができる。
【００４０】
また、上記実施形態では、２つの計測器（レーダ計測器１１と車速センサ１２）による計測結果（相対車速計測部２１の出力値と自車速計測部２２の出力値）の間で、レーダ計測による遅れと伝送遅延量の差が生じていることによって、そのまま演算したのでは、正確なデータ（前車の車速５３）が得られないため、２つの計測器による計測結果のうち同時刻の状態（前車と自車両の相対的位置関係）を示す物理量をそれぞれを用いるケースについて説明した。このようなケースは、レーダ計測器１１と車速センサ１２のケースに限定されるものではない。
【００４１】
複数の計測器、センサ、受信機ないし信号処理器（画像処理装置を含む）による計測結果・データ（第１信号、第２信号）の間で、計測の遅れや、信号処理等に要する時間分の遅れが生じる場合には、上記実施形態のように遅れ時間分を考慮して、同じ時点の状態を示す物理量（共通の単一の事象・状態を複数の計測器、センサ、受信機ないし信号処理器でそれぞれ検出したデータを示す第１信号、第２信号）を用いて演算する。これにより、正確なデータが得られる。
【００４２】
特に、車速のように僅かな時間で相対的に大きく変化するデータが検出される場合には、他の検出値の検出時点と同じ時点に検出されたデータが用いられる必要性が高い（車速のように僅かな時間で相対的に大きく変化するデータは、他の検出時点から検出時刻に僅かなずれがあるだけでも、誤差が大きい）。車両の統合制御が行われる場合には、車両内において、複数の計測器、センサ、受信機ないし信号処理器による複数のデータの演算が行われるため、上記実施形態のような制御の適用範囲が広がる。
【００４３】
以上のことから、上記実施形態から以下の技術事項が開示される。
【００４４】
車両に関する第１データを検出し（上記例ではレーダ計測器１１による計測）、前記検出された第１データを示す第１信号を生成する第１信号生成器（上記例では相対車速計測部２１）と、
前記車両に関する第２データを検出し（上記例では車速センサ１２による計測）、前記検出された第２データを示す第２信号を生成する第２信号生成器（上記例では自車速計測部２２）と、
前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記車両に関連する走行状態（上記例では自車の前方の前車の車速）を検出する検出部（上記例では演算部２８）とを備えた車両走行状態検出装置であって、
前記検出部は、前記第１信号が生成されるまでの遅延時間を考慮して、同じ時点に検出された前記第１データ及び前記第２データに対応する前記第１信号及び前記第２信号を用いて前記車両に関連する走行状態を検出する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の前方車両の走行状態検出装置の一実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図２】本発明の前方車両の走行状態検出装置の一実施形態の概略構成図である。
【図３−１】従来の前方車両の走行状態検出装置の問題点を示すグラフである。
【図３−２】本発明の前方車両の走行状態検出装置の一実施形態の効果を示すグラフである。
【図４】本発明の前方車両の走行状態検出装置の一実施形態の考え方を模式的に示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１１  レーダ計測器
１２  車速センサ
２０  ドライブトレーンＥＣＵ
２１  相対車速計測部
２２  自車速計測部
２５  演算手段
２６  相対車速メモリ
２７  自車速メモリ
２８  演算部
【図１】
2006099633.tif 000003
【図２】
2006099633.tif 000004
【図３−１】
2006099633.tif 000005
【図３−２】
2006099633.tif 000006
【図４】
2006099633.tif 000007