(57)【要約】【課題】自車両前方の障害物を検知する障害物検知手段（レーダ装置１）を備えた車両の障害物認識装置において、ヨーレートセンサ１３の検出値と自車両Ｗの車速を検出する車速検出手段（車速センサ１２）により検出された車速とに基づいて自車両Ｗの進行路を推定する場合に、自車両Ｗの走行状況に応じて、その推定を出来る限り正確に行えるようにする。【解決手段】車速検出手段により検出された車速に応じて、ヨーレートセンサ１３の検出値を補正する。具体的には、車速検出手段により検出された車速が所定車速以上であるときには、該所定車速よりも小さいときに比べて、ローパスフィルタのカットオフ周波数を低くする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両前方の障害物を検知する障害物検知手段と、自車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサと、自車両の車速を検出する車速検出手段と、上記ヨーレートセンサの検出値と上記車速検出手段により検出された車速とに基づいて、自車両の進行路を推定する進行路推定手段と、上記障害物検知手段により検知された障害物が、上記進行路推定手段により推定された進行路上に存在するか否かを判定する判定手段とを備えた車両の障害物認識装置であって、
上記車速検出手段により検出された車速に応じて、上記ヨーレートセンサの検出値を補正する補正手段を備え、
上記進行路推定手段は、上記補正手段による補正後の検出値と上記車速検出手段により検出された車速とに基づいて、自車両の進行路を推定するように構成されていることを特徴とする車両の障害物認識装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両の障害物認識装置において、
上記補正手段は、上記ヨーレートセンサの検出値を平滑化するフィルタ手段で構成されていることを特徴とする車両の障害物認識装置。
【請求項３】
請求項２記載の車両の障害物認識装置において、
上記フィルタ手段は、ローパスフィルタからなっていて、上記車速検出手段により検出された車速に応じて、該ローパスフィルタのカットオフ周波数を変更することで、上記ヨーレートセンサの検出値を補正するように構成されていることを特徴とする車両の障害物認識装置。
【請求項４】
請求項３記載の車両の障害物認識装置において、
上記フィルタ手段は、上記車速検出手段により検出された車速が所定車速以上であるときには、該所定車速よりも小さいときに比べて、上記ローパスフィルタのカットオフ周波数を低くするように構成されていることを特徴とする車両の障害物認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両前方の障害物を検知するレーダ装置等の障害物検知手段を備えた車両の障害物認識装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レーダ装置を用いて自車両前方の障害物を検知するようにした障害物認識装置はよく知られており、障害物が先行車両である場合には、その先行車両に追従する追従走行制御等を行う。この種の障害物認識装置の中には、自車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサの検出値と、自車両の車速を検出する車速センサの検出値とに基づいて、自車両の進行路を推定するものがある（例えば、特許文献１参照）。すなわち、このものでは、ヨーレートセンサと車速とで自車両の旋回半径を算出し、この旋回半径が、自車両の進行路の曲率半径であるとしている。そして、例えば先行車両に追従する追従走行制御を行っている場合、上記推定した進行路上に、上記検知した障害物が存在するか否かを判定して、その障害物が上記進行路上に存在していると判定したときには、そのまま追従走行制御を続行する一方、上記進行路上に存在しないと判定したときには、乗員が設定した目標車速で走行させる定速走行制御を行うようにしている。
【０００３】
上記ヨーレートセンサの検出値はノイズ等の影響を受け易くて大きく変動するため、誤検出される場合があり、このため、特許文献２では、レーダー装置の検知結果及び進行路の推定結果に基づいて複数の先行車両を認識し、これら複数の先行車両の位置及び進行路の推定結果に基づいて自車両の進行路を補正するようにしている。
【特許文献１】特開平８−１６１６９７号公報
【特許文献２】２００６−２１３０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記特許文献２のものでは、複数の先行車両を検知した場合を前提としており、１台の先行車両しか検知できない場合や障害物が静止物体である場合等に適用することは困難である。
【０００５】
そこで、上記ヨーレートセンサの検出値をフィルタ処理するようにすれば、大きな誤差は生じ難くなり、進行路を正確に推定できるようになる。
【０００６】
しかしながら、フィルタをかけすぎると応答性が低下し、このため、山道等のように小さい曲率半径のカーブが多数存在する道路では、却って進行路を誤って推定してしまう。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上記のようにヨーレートセンサの検出値と自車両の車速を検出する車速センサ等の車速検出手段により検出された車速とに基づいて自車両の進行路を推定する場合に、自車両の走行状況に応じて、その推定を出来る限り正確に行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明では、車速検出手段により検出された車速に応じて、ヨーレートセンサの検出値を補正するようにした。
【０００９】
具体的には、請求項１の発明では、自車両前方の障害物を検知する障害物検知手段と、自車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサと、自車両の車速を検出する車速検出手段と、上記ヨーレートセンサの検出値と上記車速検出手段により検出された車速とに基づいて、自車両の進行路を推定する進行路推定手段と、上記障害物検知手段により検知された障害物が、上記進行路推定手段により推定された進行路上に存在するか否かを判定する判定手段とを備えた車両の障害物認識装置を対象とする。
【００１０】
そして、上記車速検出手段により検出された車速に応じて、上記ヨーレートセンサの検出値を補正する補正手段を備え、上記進行路推定手段は、上記補正手段による補正後の検出値と上記車速検出手段により検出された車速とに基づいて、自車両の進行路を推定するように構成されているものとする。
【００１１】
上記の構成により、ヨーレートセンサの検出値が、車速検出手段により検出された車速に応じて補正されるので、自車両の走行状況に応じて、上記検出値に対して適切な補正を行うことができる。すなわち、例えば上記検出値をフィルタ処理（平滑化）により補正する場合、上記車速が大きいときには、車速が小さいときに比べて、フィルタを強くかけるようにする。この結果、車速が大きいときには、フィルタを強くかけることで、自車両の進行路をより正確に推定できるようになる。このようにフィルタを強くかけても、車速が大きいときには、高速道路等を走行しているときであり、大きい曲率半径のカーブのみが存在するだけであるので、応答性が多少低下しても問題はない。一方、車速が小さいときには、フィルタを強くかけすぎないようにヨーレートセンサの検出値を補正することで、応答性が低下するのを防止しつつ進行路を正確に推定することができ、これにより、小さい曲率半径のカーブが連続的に多数存在する道路等を走行している場合に、応答性の低下により進行路を誤って推定するのを防止することが可能になる。よって、自車両の走行状況に応じて、自車両の進行路を出来る限り正確に推定することができるようになる。
【００１２】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記補正手段は、上記ヨーレートセンサの検出値を平滑化するフィルタ手段で構成されているものとする。
【００１３】
また、請求項３の発明では、請求項２の発明において、上記フィルタ手段は、ローパスフィルタからなっていて、上記車速検出手段により検出された車速に応じて、該ローパスフィルタのカットオフ周波数を変更することで、上記ヨーレートセンサの検出値を補正するように構成されているものとする。
【００１４】
これら請求項２及び３の発明により、ヨーレートセンサの検出値を容易に補正することができ、簡単な構成で補正手段を構成することができる。
【００１５】
請求項４の発明では、請求項３の発明において、上記フィルタ手段は、上記車速検出手段により検出された車速が所定車速以上であるときには、該所定車速よりも小さいときに比べて、上記ローパスフィルタのカットオフ周波数を低くするように構成されているものとする。
【００１６】
このことにより、所定車速を、山道等を走行する場合の上限速度に設定しておくことで、簡単な構成で、自車両の走行状況に応じて、適切な補正を行うことができるようになる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の車両の障害物認識装置によると、車速検出手段により検出された車速に応じて、ヨーレートセンサの検出値を補正するようにしたことにより、自車両の走行状況に応じて、上記検出値に対して適切な補正を行うことができ、自車両の進行路を出来る限り正確に推定することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る障害物認識装置を搭載した車両Ｗ（自車両に相当）を示し、この車両Ｗの前端部に、車両Ｗの前方に存在する障害物を検知する障害物検知手段としてのレーダ装置１が設けられている。このレーダ装置１は、ミリ波レーダ装置であって、ミリ波を前方に向けて略水平方向に所定角度範囲を走査しながら発信する発信部と、そのミリ波が車両Ｗの前方の障害物に当たって反射してきた反射波を受信する受信部とを有している。そして、レーダ装置１は、その受信部で受信（検知）した障害物の車両Ｗとの距離及び相対速度を検出して、その検出データを障害物検知情報としてコントロールユニット１１に送信するようになっている。
【００２０】
上記車両Ｗには、上記レーダ装置１からの障害物検知情報を受けて車両Ｗを制御するコントロールユニット１１が設けられている。本実施形態では、コントロールユニット１１は、障害物が先行車両である場合に、上記障害物検知情報に基づいて、スロットル弁開閉アクチュエータ２０やブレーキ作動手段２１を作動させることで、車両Ｗを先行車両に対して追従走行させる追従走行制御を行う（先行車両が存在しないときには、車両Ｗの乗員が設定した目標車速で走行させる定速走行制御を行う）とともに、あらゆる障害物に対して、上記障害物検知情報を受けて、車両Ｗの衝突を予知したときには、ブレーキ作動手段２１及びシートベルトプリテンショナ２２を作動させる衝突回避制御を行うようになっている。尚、コントロールユニット１１は、車両Ｗと障害物との相対速度及び車両Ｗの車速に基づいて、上記検知された障害物が移動物体であるか又は静止物体であるかを判定しかつ移動物体である場合に先行車両であるか否かを判定する。
【００２１】
また、上記車両には、図２に示すように、車両Ｗの車速を検出する車速検出手段としての車速センサ１２と、車両Ｗに生じるヨーレートを検出するヨーレートセンサ１３と、車両Ｗの障害物への衝突を検出するＧセンサ１４とが設けられており、これら各センサ１２〜１４からの検出情報が上記コントロールユニット１１に入力されるようになっている。
【００２２】
上記ブレーキ作動手段２１は、車両Ｗのブレーキを作動させて各車輪３１に制動力を付与するものである。さらに、シートベルトプリテンショナ２２は、車両Ｗのシート４１に着座している乗員が着用しているシートベルト５１を巻き取って該シートベルト５１に所定張力を付与することで、該乗員を拘束するものである。
【００２３】
ここで、車両Ｗに搭載されているシートベルト装置について説明する。このシートベルト装置は、図１に示すように、上記シートベルト５１を巻き取るリトラクタ部５３と、このリトラクタ部５３から引き出されたシートベルト５１の先端部が取り付けられたラップアンカー部５４と、シートベルト５１の長さ方向中間部に配設されたタング５２が着脱可能に係合するバックル部５５とを有する３点式に構成されている。上記バックル部５５は、シート４１の車幅方向内側で車体に固定されている一方、リトラクタ部５３及びラップアンカー部５４は、シート４１を挟んでバックル部５５とは反対側である車幅方向外側で車体に固定されている。上記リトラクタ部５３から引き出されたシートベルト５１は、シート４１の車幅方向外側の上方位置に設けられたスリップガイド５７により、その引き出し方向が上向きから下向きに変換されて、その先端部が上記ラップアンカー部５４に取り付けられている。上記タング５２は、上記スリップガイド５７とラップアンカー部５４との間でシートベルト５１に対して摺動可能に設けられており、このタング５２が上記バックル部５５に係合されることで、シートベルト５１の着用状態となる。
【００２４】
上記シートベルト装置のリトラクタ部５３内に、上記シートベルトプリテンショナ２２が設けられている。本実施形態では、シートベルトプリテンショナ２２は、図２に示すように、電動モータ等により上記シートベルト５１を巻き取る第１プリテンショナ機構２２ａと、インフレータで発生するガスにより上記シートベルト５１を巻き取る第２プリテンショナ機構２２ｂとからなっており、上記コントロールユニット１１が上記レーダ装置１からの障害物検知情報に基づいて、車両Ｗの障害物への衝突の可能性が高いと予知したときには、第１プリテンショナ機構２２ａを作動させることで、シートベルト５１に所定張力を付与する一方、コントロールユニット１１がＧセンサ１４により車両Ｗの障害物への衝突を検出したときには、第２プリテンショナ機構２２ｂを作動させることで、上記第１プリテンショナ機構２２ａを作動させたときよりも大きな張力をシートベルト５１に付与するようになっている。
【００２５】
上記コントロールユニット１１には、予め設定された車間時間（先行車両が停止した場合に該停止から車両Ｗが現在の速度で先行車両に到達するまでの時間）が記憶されており、上記追従走行制御時には、この車間時間と、先行車両の車速（レーダ装置１により検出される相対速度と、車速センサ１２により検出される車両Ｗの速度とから求める）とに基づいて目標車間距離を設定する。そして、この設定した目標車間距離と現在の車間距離との差と上記相対速度とに基づいて目標加減速度を算出し（例えば、目標車間距離と現在の車間距離との差及び相対速度に応じて目標加減速度が決まるようなマップを予め作成しておき、このマップから目標加減速度を算出する）、この算出した目標加減速度に基づいて制御加速度又は制御減速度を演算し、この制御加速度に基づく加速指令又は制御減速度に基づく減速指令を上記スロットル弁開閉アクチュエータ２０やブレーキ作動手段２１に出力する。
【００２６】
上記コントロールユニット１１は、車速センサ１２及びヨーレートセンサ１３の検出値に基づいて車両Ｗの旋回半径、つまり車両Ｗの進行路の曲率半径を推定するように構成されている。このことで、コントロールユニット１１は、車両Ｗの進行路を推定する進行路推定手段を構成する。具体的には、車両Ｗの旋回半径（進行路の曲率半径）Ｒは、ヨーレートをφとし、車両Ｗの速度をＶとして、
Ｒ＝Ｖ／φ
より求める。
【００２７】
そして、上記コントロールユニット１１は、上記追従走行制御の場合には、先行車両が上記推定した進行路上に存在しているか否かを判定し、存在していると判定したときには、先行車両が、車両Ｗと同じ車線を走行していると判断して、そのまま追従走行制御を続行する一方、先行車両が上記進行路上に存在していないと判定したときには、先行車両又は車両Ｗが車線変更を行ったと判断して、上記定速走行制御を行うようになっている。また、上記衝突回避制御の場合には、障害物が上記進行路上に存在しかつ車両Ｗが障害物に衝突するまでの予測時間が、予め決めた基準時間よりも短いときに、車両Ｗの障害物への衝突の可能性が高いと予知して、シートベルトプリテンショナ２２の第１プリテンショナ機構２２ａを作動させるようになっている。したがって、コントロールユニット１１は、レーダ装置１により検知された障害物が、上記推定された進行路上に存在するか否かを判定する判定手段を構成することになる。
【００２８】
上記進行路の推定に用いるヨーレートセンサ１３の検出値は、ノイズ等の影響を受け易くて大きく変動するため、コントロールユニット１１が、ヨーレートセンサ１３の検出値を平滑化することで補正するようにしている。具体的には、前回に求まった検出値φにα（α＜１）を掛けたものと、今回の検出値φｎｅｗに（１−α）を掛けたものとを足し合わせて新たな検出値φ（補正後の検出値）とする。すなわち、ヨーレートセンサ１３の検出値に一次遅れフィルタ（ローパスフィルタ）をかける。このことで、コントロールユニット１１は、ヨーレートセンサ１３の検出値を補正する補正手段、つまりフィルタ手段を構成することになる。そして、この新たな検出値φ（補正後の検出値）が、上記進行路の推定に用いられる。
【００２９】
本実施形態では、車速センサ１２により検出された車速に応じて、上記ヨーレートセンサ１３の検出値を補正する。言い換えると、上記αの値を、上記車速に応じて変更する。つまり、ローパスフィルタのカットオフ周波数を、上記車速に応じて変更する。具体的には、本実施形態では、上記車速が所定車速以上であるときには、該所定車速よりも小さいときに比べて、上記ローパスフィルタのカットオフ周波数を低くする、つまり上記αの値を大きくして、フィルタを強くかける。上記所定車速は、山道等を走行する場合の上限速度（例えば５０ｋｍ／ｈ）に設定しておく。また、αの値は、車速が所定車速以上であるときには、例えば０．７〜０．９（図３のフローチャートのステップＳ３のα１）に、車速が所定車速よりも小さいときには、例えば０．４〜０．６（図３のフローチャートのステップＳ４のα２）にそれぞれ設定しておく。
【００３０】
次に、上記コントロールユニット１１における衝突回避制御の処理動作について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。尚、この処理動作は、所定時間（レーダ装置１におけるミリ波の走査時間に対応する時間）毎に繰り返し行われる。
【００３１】
先ず、最初のステップＳ１で、車速センサ１２及びヨーレートセンサ１３の各検出値である車速Ｖ及びヨーレート（φｎｅｗ）を入力し、次のステップＳ２で、上記車速が所定車速以上であるか否かを判定する。
【００３２】
上記ステップＳ２の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３に進んで、
φ←φ×α１＋φｎｅｗ×（１−α１）
より、ヨーレートセンサ１３の検出値を補正し、しかる後にステップＳ５に進む。
【００３３】
一方、上記ステップＳ２の判定がＮＯであるときには、ステップＳ４に進んで、
φ←φ×α２＋φｎｅｗ×（１−α２）
より、ヨーレートセンサ１３の検出値を補正し、しかる後にステップＳ５に進む。尚、α１とα２とは、α１＞α２の関係を満たす。
【００３４】
上記ステップＳ５では、上記車速Ｖ及びヨーレート（補正後の検出値φ）に基づいて車両Ｗの進行路の曲率半径Ｒを、
Ｒ＝Ｖ／φ
により求めて、車両Ｗの進行路を推定する。
【００３５】
次のステップＳ６では、レーダ装置１より障害物検知情報を入力し、次のステップＳ７で、検知した障害物への車両Ｗの衝突可能性を判定する衝突可能性判定処理を行う。つまり、障害物が上記推定した進行路上に存在しかつ車両Ｗが障害物に衝突するまでの予測時間が、予め決めた基準時間よりも短いか否かを判定し、障害物が上記進行路上に存在しかつ上記予測時間が上記基準時間よりも短いと判定したときには、衝突の可能性が高いと判定する一方、障害物が上記進行路上に存在しないか、存在しても、上記予測時間が上記基準時間よりも短くないと判定したときには、衝突の可能性が低いと判定する。
【００３６】
そして、次のステップＳ８で、上記衝突可能性判定処理において衝突可能性が高いと判定されたか否かを判定し、このステップＳ８の判定がＮＯであるときには、そのままリターンする一方、ステップＳ８の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ９に進んで、ブレーキ作動手段２１及びシートベルトプリテンショナ２２の第１プリテンショナ機構２２ａを作動させる。
【００３７】
次のステップＳ１０では、Ｇセンサ１４からの情報に基づいて車両Ｗの障害物への衝突があったか否かを判定し、このステップＳ１０の判定がＮＯであるときには、そのままリターンする一方、ステップＳ１０の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１１に進んで、シートベルトプリテンショナ２２の第２プリテンショナ機構２２ｂを作動させることで、シートベルト５１に更に大きな張力を付与し、しかる後にリターンする。
【００３８】
次いで、上記コントロールユニット１１における追従走行制御の処理動作について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。この処理動作も、上記所定時間毎に繰り返し行われる。
【００３９】
ステップＳ２１〜Ｓ２６では、上記ステップＳ１〜Ｓ６とそれぞれ同じ処理を行い、ステップＳ２６の後のステップＳ２７では、先行車両が上記推定した進行路上（つまり車両Ｗと同じ車線上）に存在するか否かを判定し、このステップＳ２７の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２８に進んで、先行車両の車両Ｗに対する相対速度と、車速センサ１２により検出された車両Ｗの車速とから、先行車両の車速を演算する。
【００４０】
次のステップＳ２９では、予め設定記憶された車間時間と上記先行車両の車速とから目標車間距離を演算し、次のステップＳ３０で、目標車間距離と現在の車間距離との差と、上記相対速度とに基づいて上記マップより目標加減速度を算出する。
【００４１】
次のステップＳ３１では、上記ステップＳ３０で算出した目標加減速度に基づいて制御加速度又は制御減速度を演算し、次のステップＳ３２で、この制御加速度に基づく加速指令又は制御減速度に基づく減速指令をスロットル弁アクチュエータ２０やブレーキ作動手段２１に出力し、しかる後にリターンする。
【００４２】
一方、上記ステップＳ２７の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３３に進んで、定速走行制御の処理を行い、しかる後にリターンする。
【００４３】
したがって、本実施形態では、車速センサ１２により検出された車速に応じて、ヨーレートセンサ１３の検出値を、一次遅れフィルタ（ローパスフィルタ）により補正する、具体的には、車速が所定車速以上であるときには、該所定車速よりも小さいときに比べて、ローパスフィルタのカットオフ周波数を低くする（αの値を大きくする）ようにしたので、車速が大きいときには、フィルタを強くかけることで、車両Ｗの進行路をより正確に推定できるようになる。このようにフィルタを強くかけても、車速が大きいときには、高速道路等を走行しているときであり、大きい曲率半径のカーブのみが存在するだけであるので、応答性が多少低下しても問題はない。一方、車速が小さいときには、フィルタを強くかけすぎないようにヨーレートセンサ１３の検出値を補正することで、応答性が低下するのを防止しつつ車両Ｗの進行路を正確に推定することができ、これにより、小さい曲率半径のカーブが連続的に多数存在する道路等を走行している場合に、応答性の低下により進行路を誤って推定するのを防止することが可能になる。よって、車両Ｗの走行状況に応じて、車両Ｗの進行路を出来る限り正確に推定することができ、障害物への車両Ｗの衝突可能性の判定や、先行車両に対する追従走行制御を正確に行えるようになる。
【００４４】
尚、上記実施形態では、車速が所定車速以上であるときには、該所定車速よりも小さいときに比べて、ローパスフィルタのカットオフ周波数を低くするようにしたが、車速が大きいほど、カットオフ周波数を連続的又は多段階的に低くするようにしてもよい。
【００４５】
また、ヨーレートセンサ１３の検出値の補正方法は、上記実施形態で説明した方法には限られない。例えば、今回に検出された検出値及び過去のＮ回分（Ｎは１以上の自然数）の検出値の平均値を新たな検出値（補正後の検出値）としてもよい。この場合、車速が所定車速以上であるときには、該所定車速よりも小さいときに比べて、Ｎの値を大きくすればよい。
【００４６】
さらに、上記実施形態では、レーダ装置１をミリ波レーダ装置としたが、どのような種類のレーダ装置であってもよい。また、レーダ装置１からの障害物検知情報を受けて行う制御は、上記追従走行制御や衝突回避制御に限られない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、自車両前方の障害物を検知するレーダ装置等の障害物検知手段を備えた車両の障害物認識装置に有用であり、特にヨーレートセンサの検出値と車速検出手段により検出された車速とに基づいて、自車両の進行路を推定する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係る障害物認識装置を搭載した車両前側の構成図である。
【図２】上記障害物認識装置の構成を示すブロック図である。
【図３】コントロールユニットにおける衝突回避制御の処理動作を示すフローチャートである。
【図４】コントロールユニットにおける追従走行制御の処理動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
Ｗ    車両（自車両）
１    レーダ装置（障害物検知手段）
１１  コントロールユニット（進行路推定手段）（判定手段）
（補正手段）（フィルタ手段）
１２  車速センサ（車速検出手段）
１３  ヨーレートセンサ
【図１】
2008168759.tif 000003
【図２】
2008168759.tif 000004
【図３】
2008168759.tif 000005
【図４】
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