(57)【要約】【課題】勾配推定用の専用センサや専用撮像手段を搭載することなく、自車の走行路面に対する相対的な勾配起点を事前に検出し、自車が勾配起点に到達したときに、その前方の路面の相対的な勾配を推定することを目的とする。【解決手段】走査制御手段により、先行車２０の反射光の受光位置に追従して自車１１の測距用のレーザレーダ１２のレーザ１３の高さ方向の走査位置を可変し、車間距離演算手段により、レーザ１３の照射と反射光の受光との時間差から自車１１と先行車２０との車間距離を計測し、起点検出手段により、高さ方向の走査位置が設定値以上変化した地点（基準地点Ｑ（ｔ１））より計測車間距離前方の勾配起点Ｐを検出し、自車１１が起点Ｐに到達したときに、勾配演算手段により、自車１１の走行距離と走査変化量検出手段が検出した高さ方向の走査位置の変化量の検出値とから、前方の路面の相対的な勾配を算出して推定する。【選択図】        図６
2004317323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車の前方に二次元走査でレーザを照射して先行車の反射光を受光する測距用の二次元走査型のレーザレーダと、
前記レーザが先行車の所定部を照射するように、前記反射光の受光位置に追従してレーザの高さ方向走査位置を可変する走査制御手段と、
前記レーザの照射と前記反射光の受光との時間差から、自車と先行車との車間距離を計測する車間距離演算手段と、
前記高さ方向走査位置が設定値以上変化したときに、自車地点を基準地点として、該基準地点より前記走査制御手段の計測車間距離前方の勾配起点を検出する起点検出手段と、
自車が前記勾配起点に到達したときに、前記高さ方向走査位置の前記基準地点の位置からの変化量を検出する走査変化量検出手段と、
前記基準地点から前記勾配起点までの自車の走行距離と、前記変化量の検出値とにより、前記基準地点の路面に対する前記勾配起点より前方の路面の相対的な勾配を算出して推定する勾配演算手段とを備えたことを特徴とする路面勾配推定装置。
【請求項２】
走査変化量検出手段に、自車が勾配起点に到達する前に反射光が消失したときに、前記反射光が消失する直前のレーザの高さ方向走査位置の基準地点の位置からの変化量を検出する機能を設け、勾配演算手段に、前記基準地点から前記反射光が消失した地点までの自車の走行距離と前記変化量の検出値とにより、前記基準地点の路面に対する前記勾配起点より前方の路面の相対的な勾配を算出して推定する機能を設けたことを特徴とする請求項１に記載の路面勾配推定装置。
【請求項３】
先行車の所定部が、反射光の受光強度が最大になる左右端部のリフレクタ部分であって、走査制御手段が、左右走査端部の最大受光強度の反射光受光位置に追従してレーザの高さ方向走査位置を可変するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の路面勾配推定装置。
【請求項４】
基準地点の自車の走行状態から判別した前記基準地点の路面の勾配状態と、勾配演算手段により推定された相対的な勾配とから、勾配起点より前方の路面の絶対勾配を推定する絶対勾配推定手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の路面勾配推定装置。
【請求項５】
測距用の二次元走査型のレーザレーダにより、自車前方に二次元走査でレーザを照射して先行車の反射光を受光し、
前記レーザが先行車の所定部を照射するように、前記反射光の受光位置に追従して前記レーザの高さ方向走査位置を可変し、
前記レーザの照射と前記反射光の受光との時間差から、自車と先行車との車間距離を計測し、
前記高さ方向走査位置が設定値以上変化したときに、自車地点を基準地点として、該基準地点より計測車間距離前方の勾配起点を検出し、
自車が前記前記勾配起点に到達したときに、前記高さ方向走査位置の前記基準地点の位置からの変化量を検出し、
前記基準地点から前記勾配起点までの自車の走行距離と、前記変化量の検出値とにより、前記基準地点の路面に対する前記勾配起点より前方の路面の相対的な勾配を算出して推定することを特徴とする路面勾配推定方法。
【請求項６】
自車が勾配起点に到達する前に反射光が消失したときに、前記反射光が消失する直前のレーザの高さ方向走査位置の基準地点の位置からの変化量を検出し、前記基準地点から反射光が消失した地点までの自車の走行距離と前記変化量の検出値とにより、前記基準地点の路面に対する前記勾配起点より前方の路面の相対的な勾配を算出して推定することを特徴とする請求項５に記載の路面勾配推定方法。
【請求項７】
先行車の所定部が、反射光の受光強度が最大になる先行車の左右端部のリフレクタ部分であって、左右走査端部の最大受光強度の反射光受光位置に追従してレーザの高さ方向走査位置を可変することを特徴とする請求項５または６に記載の路面勾配推定方法。
【請求項８】
基準地点の自車の走行状態から前記基準地点の路面の勾配状態を判別し、前記勾配状態と勾配起点より自車前方の路面の推定された相対的な勾配とから、前記勾配起点より前方の路面の絶対勾配を推定することを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の路面勾配推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、測距用の二次元走査型のレーザレーダを用いた路面勾配推定装置及び路面勾配推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の追従走行制御においては、例えば図７の車両走行状態図に示すように、自車１に測距用の二次元走査型のレーザレーダ２を搭載し、このレーダ２から自車１の前方にレーザ３を二次元走査でくり返しパルス照射し、その反射光の受光によって先行車を認識するとともに、レーザ３の照射とその反射光の受光との時間差から、自車１とその前方の先行車との時々刻々の車間距離を算出し、この車間距離が一定になるように自車１の加減速制御等が行われる。
【０００３】
なお、前記の二次元走査により、図８のレーザ走査の説明図に示すように、レーザ３のパルス照射の走査方向が、矢印線ｈの高さ方向（上下方向）、矢印線ｗの幅方向（左右方向）に同時に制御され、このとき、レーザ３の高さ方向、幅方向の走査範囲（走査角度θｈ、θｗ）の設定に基づいてレーザ３の右から左へのパルス照射の走査が下から上に移動してくり返されることにより、自車１の設定距離前方に、設定数の走査面で構成されたレーザ照射面４が形成される。なお、各走査面は、それぞれ複数の走査線からなる。
【０００４】
また、レーザ３は先行車後部の左右端部に位置するリフレクタ部分で最も良好に反射し、先行車の後部の他の部分でのレーザ３の反射がリフレクタ部分より著しく少ないことから、レーダ２は、自車１の前部のバンパーやボンネット等に、極力前記リフレクタ部分の反射光を受光するように取り付けられる。
【０００５】
一方、この種の追従走行制御においては、路面勾配が加減速制御等に影響することから、路面勾配を考慮して加減速制御等をする必要がある。
【０００６】
そして、自車１が走行する路面勾配を把握するため、従来、加速度センサ（Ｇセンサ）、傾斜センサ等の勾配推定の専用センサを車両に搭載することが提案され、例えば、加速度センサを車両に搭載した場合、その検出加速度と、車輪回転数等から求められた加速度（勾配の影響を受けない実加速度）との差から、走行中の路面の勾配が検出される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
また、レーザレーダ２等の測距用の二次元走査型のレーザレーダを搭載して追従走行制御を行う車両においては、路面を撮影するカメラ等の勾配推定の専用撮像手段も搭載し、この撮像手段の撮像画像の画像処理と、レーザレーダ２により測定した距離とに基づき、自車前方の路面の高さ方向の位置を検出し、その検出位置の変化から自車前方の路面の路面勾配（道路形状）を推定することも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１‐３５１８６４号公報  （第２−６頁、図１、図２）
【特許文献２】
特開平１１‐３７７３０号公報  （第２−６頁、図２、図５）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の専用センサを車両に搭載して走行中の路面の勾配を検出する場合、高価な加速度センサ、傾斜センサ等の専用センサを要する問題があり、しかも、実際に路面を走行するまでは、その路面の路面勾配が分からず、上り坂や下り坂等が始まる地点（勾配起点）を、その地点に到達する前に知ることもできないため、加減速制御の遅れ等が生じる。
【００１０】
また、前記の専用撮像手段により路面を撮影して自車前方の路面の勾配を推定する場合、専用のカメラ等の撮像手段を搭載する必要があるとともに、複雑な画像処理を要し、しかも、前記の専用センサを用いる場合と同様、上り坂や下り坂等が始まる地点（勾配起点）を、その地点に到達する前に知ることができないため、加減速制御の遅れ等が生じるおそれもある。
【００１１】
本発明は、勾配推定用の加速度センサ、傾斜センサ等の専用センサやカメラ等の専用撮像手段を搭載することなく、自車の走行路面に対する相対的な上り坂や下り坂等が始まる地点（勾配起点）を、自車がその地点に到達する前に検出し、自車がその地点に到達したときに、その前方の路面の相対的な勾配を簡単な処理で推定し得るようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明の路面勾配推定装置は、自車の前方に二次元走査でレーザを照射して先行車の反射光を受光する測距用の二次元走査型のレーザレーダと、
前記レーザが先行車の所定部を照射するように、前記反射光の受光位置に追従してレーザの高さ方向走査位置を可変する走査制御手段と、
前記レーザの照射と前記反射光の受光との時間差から、自車と先行車との車間距離を計測する車間距離演算手段と、
前記高さ方向の走査位置が設定値以上変化したときに、自車地点を基準地点として、該基準地点より前記車間距離演算手段の計測車間距離前方の勾配起点を検出する起点検出手段と、
自車が前記勾配起点に到達したときに、前記高さ方向走査位置の前記基準地点の位置からの変化量を検出する走査変化量検出手段と、
前記基準地点から前記勾配起点までの自車の走行距離と、前記変化量の検出値とにより、前記基準地点の路面に対する前記勾配起点より前方の路面の相対的な勾配を算出して推定する勾配演算手段とを備えたことを特徴としている（請求項１）。
【００１３】
また、本発明の路面勾配推定方法は、測距用の二次元走査型のレーザレーダにより、自車前方に二次元走査でレーザを照射して先行車の反射光を受光し、
前記レーザが先行車の所定部を照射するように、前記反射光の受光位置に追従して前記レーザの高さ方向走査位置を可変し、
前記レーザの照射と前記反射光の受光との時間差から、自車と先行車との車間距離を計測し、
前記高さ方向走査位置が設定値以上変化したときに、自車地点を基準地点として、該基準地点より計測車間距離前方の勾配起点を検出し、
自車が前記前記勾配起点に到達したときに、前記高さ方向走査位置の前記基準地点の位置からの変化量を検出し、
前記基準地点から前記勾配起点までの自車の走行距離と、前記変化量の検出値とにより、前記基準地点の路面に対する前記勾配起点より前方の路面の相対的な勾配を算出して推定することを特徴としている（請求項５）。
【００１４】
これらの構成によれば、例えば先行車が登り坂や下り坂を走行し始め、先行車の所定部の高さ方向の位置が変化して自車に搭載された測距用の二次元走査型のレーザレーダが照射するレーザの高さ方向走査位置が設定値以上変化すると、そのときの自車地点（基準地点）において、計測車間距離前方の勾配起点が検出される。
【００１５】
そして、自車がその勾配起点に到達すると、前記の基準地点から勾配起点までの自車の走行距離と、その間のレーザの高さ方向の走査位置の変化量とにより、簡単な三角関数演算から、基準地点の路面に対する自車前方の路面の相対的な勾配が算出して推定される。
【００１６】
したがって、勾配推定用の加速度センサ、傾斜センサ等の専用センサやカメラ等の専用撮像手段を自車に搭載することなく、事前に自車前方の相対的な登り坂や下り坂の勾配起点が検出され、自車が勾配起点に到達したときに、簡単な処理で直ちにその前方の路面勾配が推定される。
【００１７】
つぎに、本発明の路面勾配推定装置は、走査変化量検出手段に、自車が勾配起点に到達する前に反射光が消失したときに、前記反射光が消失する直前のレーザの高さ方向の走査位置の基準地点の位置からの変化量を検出する機能を設け、勾配演算手段に、前記基準地点から前記反射光が消失した地点までの自車の走行距離と前記変化量の検出値とにより、前記基準地点の路面に対する前記勾配起点より前方の路面の相対的な勾配を算出して推定する機能を設けたことを特徴としている（請求項２）。
【００１８】
また、本発明の路面勾配推定方法は、自車が勾配起点に到達する前に反射光が消失したときに、前記反射光が消失する直前のレーザの高さ方向の走査位置の基準地点の位置からの変化量を検出し、基準地点から反射光が消失した地点までの自車の走行距離と前記変化量の検出値とにより、前記基準地点の路面に対する前記勾配起点より前方の路面の相対的な勾配を算出して推定することを特徴としている（請求項６）。
【００１９】
これらの構成によれば、例えば先行車の走行路面の勾配が大きく、自車が勾配起点に到達する前に反射光がレーダの受光範囲を逸脱して消失しても、基準地点から反射光が消失した地点までの自車の走行距離と、反射光が消失する直前までのレーザの高さ方向の走査位置の変化量とから、基準地点の路面に対する勾配起点より前方の路面の相対的な勾配が算出して推定される。
【００２０】
つぎに、本発明の路面勾配推定装置は、先行車の所定部が、反射光の受光強度が最大になる左右端部のリフレクタ部分であって、走査制御手段が、左右走査端部の最大受光強度の反射光受光位置に追従してレーザの高さ方向走査位置を可変するようにしたことを特徴としている（請求項３）。
【００２１】
また、本発明の路面勾配推定方法は、先行車の所定部が、反射光の受光強度が最大になる先行車の左右端部のリフレクタ部分であって、左右走査端部の最大受光強度の反射光受光位置に追従してレーザの高さ方向走査位置を可変することを特徴としている（請求項７）。
【００２２】
これらの構成によれば、先行車の所定部が、反射光の受光強度が最大になるリフレクタ部分からなり、その部分の高さ方向の位置変化に追従したレーザの高さ方向走査位置の変化を良好に検出することができ、実用的な構成で精度よく勾配起点より前方の路面の相対的な勾配が算出されて推定される。
【００２３】
つぎに、本発明の路面勾配推定装置は、基準地点の自車の走行状態から判別した前記基準地点の路面の勾配状態と、勾配演算手段により推定された相対的な勾配とから、勾配起点より前方の路面の絶対勾配を推定する絶対勾配推定手段を備えたことを特徴としている（請求項４）。
【００２４】
また、本発明の路面勾配推定方法は、基準地点の自車の走行状態から基準地点の路面の勾配状態を判別し、前記勾配状態と勾配起点より自車前方の路面の推定された相対的な勾配とから、前記勾配起点より前方の路面の絶対勾配を推定することを特徴としている（請求項８）。
【００２５】
これらの構成によれば、基準地点の路面の平坦、上り坂、下り坂等の勾配状態を考慮して、勾配起点より前方の路面の絶対勾配が推定され、勾配起点より前方の路面の実際の勾配状態を、専用のセンサ等を用いることなく把握し得る。
【００２６】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
【００２７】
図１は自車１１の通常走行状態図であり、自車１１は図７の従来車１と同様、前部のバンパーやボンネット等に測距用の二次元走査型のレーザレーダ１２が設けられ、自車１１の走行時、レーダ１２が自車１１の前方に二次元走査でレーザ１３をパルス照射する。なお、図中の１４，１５は、図７の照射面４、路面５に相当するレーザ照射面、路面である。
【００２８】
ところで、レーダ１２は、レーザ１３の高さ方向の走査位置を、その反射光の受光位置に追従して移動自在に可変するため、図７の従来レーダ２より高さ方向の走査面数が多く、具体的には、測距に必要な走査面数を３面とすると、図２のレーザ走査の説明図に示すように、レーダ１２の全走査面数（最大走査範囲）は、例えば＃１〜＃８の８走査面である。なお、各走査面＃１〜＃８は走査線の集まったものであり、それぞれ所定数の左右方向の走査線からなる。
【００２９】
そして、この８走査面＃１〜＃８のうちの設定された走査範囲の走査面につき、レーザ１３の例えば右から左へのパルス照射の走査が、走査面を１面ずつ下から上に移動して行われ、このとき、図２の矢印線を付けた、例えば中央部分の３走査面＃３〜＃５により、レーザ照射面１４が形成される。
【００３０】
なお、前記の走査範囲の１回の走査時間、換言すれば、レーザ照射面１４の形成周期は、追従走行制御の時間余裕等を考慮して、例えば１００ミリ秒に設定される。
【００３１】
また、図２の矢印線Ｈ、Ｗはレーザ３の高さ方向、幅方向、θＨ、θＷは図８の走査角度θｈ、θｗに対応するレーザ１３の高さ方向、幅方向の走査範囲（走査角度）、θＨｍａｘはレーザ１３の上下方向可変範囲の最大走査角度である。
【００３２】
つぎに、自車１１の路面勾配推定装置は図３のブロック図に示すように構成され、主制御用のメインＥＣＵ１６に、車輪速センサ１７の車輪速の信号や電子燃料噴射制御ＥＣＵ（ＥＦＩ  ＥＣＵ）１８、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）ＥＣＵ１９等の各種の信号が入力される。
【００３３】
そして、メインＥＣＵ１６は、図４のステップＡ１〜Ａ７のレーザ照射制御、図５のステップＢ１〜Ｂ１２の勾配推定処理を実行し、つぎの走査制御手段、車間距離演算手段、起点検出手段、走査変化量検出手段、勾配演算手段を形成する。
【００３４】
▲１▼走査制御手段は、レーダ１２の出射ミラー（ポリゴンミラー）の角度等を、レーザ１３が先行車の所定部を照射するように、その反射光の受光位置に追従して調整し、レーザ１３の高さ方向走査位置を制御する。
【００３５】
▲２▼車間距離演算手段は、レーザレーダを用いた追従走行制御の周知の車間距離の演算手段と同様、レーザ１３のパルス照射毎に、その照射と反射光の受光との時間差から、自車１１と先行車との車間距離を計測する。
【００３６】
▲３▼起点検出手段は、レーザ１３の高さ方向走査位置が設定値、例えば１走査面以上、上下に変化したときの自車地点を基準地点とし、この地点での走査制御手段の計測車間距離から、基準地点より計測車間距離前方を勾配起点として検出する。
【００３７】
▲４▼走査変化量検出手段は、自車１１が勾配起点に到達したときに、レーザ１３の高さ方向走査位置の基準地点の位置からの変化量を検出する。
【００３８】
▲５▼勾配演算手段は、基準地点から勾配起点までの自車１１の走行距離と、レーザ１３の高さ方向走査位置の基準地点での位置からの変化量の検出値とにより、基準地点の路面に対する勾配起点より前方の路面の相対的な勾配を算出して推定する。
【００３９】
つぎに、図４、図５を参照してメインＥＣＵ１６による前記のレーザ照射制御、勾配推定処理を説明する。
【００４０】
自車１１が走行すると、図４のレーザ照射制御のステップＡ１により、レーザ１３の走査範囲が例えば＃２〜＃４の３走査面の範囲に初期設定され、この設定に基づくステップＡ２、Ａ３のループ制御により、走査面＃２〜＃４を、面＃２から順に一面ずつレーザ１３が走査し、自車１１の前方をパルス照射してレーザ照射面１４を形成するとともに、各パルス照射のタイミングを基準にして反射光を受光する。
【００４１】
そして、走査面＃２〜＃４のレーザ照射が終了すると、ステップＡ４に移行して反射光を受光したか否か、すなわち、先行車の有無を検出する。
【００４２】
ところで、先行車の反射光を確実に検出するため、受光する反射光は、先行車後部の極力受光強度が強い所定部の反射光であることが好ましく、通常は、受光強度が最大になる先行車のリフレクタ部分の反射光である。
【００４３】
そして、先行車後部のリフレクタが先行車の左右端部に位置し、この位置にレーザ照射の走査の左右端が対応することから、前記の走査制御手段は、例えば走査面＃２〜＃４の走査範囲のレーザ照射が終了すると、その３面の走査の左右端部に所定以上の受光強度の反射光を受光する走査点があるか否かを検出してリフレクタ部分の反射光を特定する。
【００４４】
つぎに、特定した反射光を走査範囲の高さ方向の中央位置で受光するように、ステップＡ５、Ａ６により、反射光が得られたレーザ照射の高さ方向走査位置が補正され、走査範囲の３走査面が、初期設定の３面＃２〜＃４から変化する。
【００４５】
以降は、ステップＡ７，Ａ８のループ及びステップＡ９を介してステップＡ５に戻る処理により、反射光の受光位置の高さ方向の変化に追従してレーザ照射の高さ方向走査位置が可変され、レーザ１３が先行車後部のリフレクタ部分を捕捉する。
【００４６】
また、何らかの原因でリフレクタの反射光が消失すると、ステップＡ８からステップＡ９を介してステップＡ１に戻り、走査範囲を初期設定の範囲に戻し、反射光の受光の検出から、処理が繰返される。
【００４７】
つぎに、反射光を走査範囲の高さ方向の中央位置（例えば走査面＃３の位置）で受光し、レーザ１３が先行車後部のリフレクタ部分の捕捉状態になると、図５のステップＢ１、Ｂ２によってレーザ１３の走査範囲の照射終了を検出する毎に、ステップＢ３、Ｂ４Ｂ５を介してステップＢ１に戻るループの処理が行われ、レーザ１３の反射光受光位置の面が変化したか否か、すなわち、先行車のリフレクタ走査位置が前回の走査の位置から、高さ方向に１走査面以上変化したか否かが監視される。
【００４８】
ところで、図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の追従走行状態の時間変化の説明図に示すように、時刻ｔ０に先行車２０が例えば上り坂の勾配起点Ｐに到達し、このとき、先行車２０のリフレクタ２１の反射光が面＃３の走査で受光されて捕捉されていたとすると、つぎの時刻ｔ１のレーザ照射の走査では、先行車２０が坂を上り始めることにより、リフレクタ２１の反射光が面＃４の走査で受光されるようになり、以降、時刻ｔ２、ｔ３の走査では、リフレクタ２１の反射光が面＃５、＃６の走査で受光されるようになる。
【００４９】
そして、時々刻々のセンサ１２の位置を自車１１の位置（自車位置）をＱ（ｔ）、先行車２０と自車１１との車間距離をＤ（ｔ）とすると、図６の（ｂ）からも明らかなように、先行車２０が坂を上り始めてそのリフレクタ走査位置が前回の走査の位置から高さ方向に１走査面以上変化した時刻ｔ１には、そのときの自車地点（基準地点Ｑ（ｔ１））から車間距離Ｄ（ｔ１）前方に勾配起点Ｐが位置することから、基準地点Ｑ（ｔ１）から車間距離Ｄ（ｔ１）走行すれば、自車１１が勾配起点Ｐに到達することになる。
【００５０】
また、自車１１が勾配起点Ｐに到達する時刻をｔｐとし、時刻ｔ１から時刻ｔｐまでのリフレクタ２１の反射光受面の上昇量、換言すれば、時刻ｔ１から時刻ｔｐまでのリフレクタ２１の走査位置の高さ方向の変化量をＨとすると、その間の自車１１及び先行車２０の車速変化は、通常、少なく無視できることから、路面１５の勾配起点Ｐより前方の勾配は、その角度θを、つぎの数１の三角関数演算から算出して推定することができる。
【００５１】
【数１】
2004317323.tif 000003
【００５２】
そこで、先行車２０のリフレクタ２１を照射する走査位置が前回の走査位置から、高さ方向に１走査面以上変化したときに、ステップＢ５からステップＢ６に移行し、そのときの自車地点を基準地点Ｑ（ｔ１）として検出するとともに、車間距離Ｄ（ｔ１）を求めて勾配起点Ｐを検出する。
【００５３】
さらに、各１回の走査範囲のパルス照射毎に、例えばセンサ１７の車輪速Ｖ（ｔ）に基づき、つぎの数２の式に示す自車１１が基準地点Ｑ（ｔ１）から進んだ距離（走行距離）Ｌ（ｔ）を求めて検出する。
【００５４】
【数２】
2004317323.tif 000004
【００５５】
具体的には、各１回の走査範囲のパルス照射毎に、車輪速Ｖ（ｔ）と各１回の走査範囲のパルス照射周期との積の単位走行距離ΔＬ（ｔ）を求め、この単位走行距離ΔＬ（ｔ）を累加して走行距離Ｌ（ｔ）を検出する。
【００５６】
また、走行距離Ｌ（ｔ）が車間距離Ｄ（ｔ１）になって自車１１が勾配起点Ｐに到達するまで、ステップＢ７〜Ｂ１０により、各１回の走査範囲のパルス照射が終了する毎に、リフレクタ２１の照射の前回の高さ方向走査位置と今回の高さ方向走査位置との差、すなわち、リフレクタ２１の照射の高さ方向走査位置の単位変化量ΔＨ（ｔ）を求めて累加する。
【００５７】
そして、自車１１が勾配起点Ｐに到達したときに、ステップＢ８からステップＢ１１に移行し、前記の単位変化量ΔＨ（ｔ）の累加結果Ｈと車間距離Ｄ（ｔ１）とから、前記数１の式と同様のつぎの数３の三角関数式で示される勾配の角度θを算出して求め、自車前方の路面勾配を推定する。
【００５８】
【数３】
2004317323.tif 000005
【００５９】
なお、変化量Ｈは、単位変化量ΔＨ（ｔ）を累加して求める代わりに、リフレクタ２１の照射の高さ方向走査位置の勾配地点Ｐと基準地点Ｑ（ｔ）との差から求めてもよい。
【００６０】
ところで、この路面勾配の推定は、基準地点（ｔ１）の路面勾配を基準にした勾配起点Ｐの前方の路面の相対的な勾配の推定であり、先行車２０の走行路面が下り勾配の傾斜面になったときにも、同様にして行うことができる。
【００６１】
また、先行車２０及び自車１１がともに上り坂又は下り坂を走行しているときに、先行車２０の走行路面が傾斜面から平坦面に変化した場合には、前記の傾斜面から平坦面に変化した地点を勾配起点Ｐとし、この地点Ｐの前方の路面の相対的な勾配が、前記と同様にして推定される。
【００６２】
したがって、勾配検出用の加速度センサ、傾斜センサ等の専用センサやカメラ等の専用撮像手段を自車１１に搭載することなく、測距用の二次元走査型のレーザレーダ１２の測距のレーザ照射状態から、事前に自車前方の相対的な上り坂や下り坂等の勾配起点Ｐを検出することができ、しかも、自車１１が勾配起点Ｐに到達したときに、簡単な三角関数演算から、その前方の路面勾配を、その角度θを求めて推定することができ、これらの検出及び推定に基づき、勾配起点に到達した自車１１のＥＣＵ１８、１９等による加減速制御の遅れ等を防止して走行性能の向上を図ることができる。
【００６３】
ところで、メインＥＣＵ１６により絶対勾配推定手段も形成するときは、ステップＢ１１において、基準地点Ｑ（ｔ１）の自車１１の走行状態から、基準地点Ｑ（ｔ１）の路面の勾配状態を検出し、この勾配状態と勾配演算手段により推定された角度θの相対的な勾配とから、勾配起点Ｐより前方の路面の絶対勾配（実際の勾配状態）も推定する。
【００６４】
具体的には、基準地点Ｑ（ｔ１）での自車１１の加減速制御から予測される車輪速と、センサ１７から検出される実際の車輪速とのずれ（差）から、基準地点Ｑ（ｔ１）の路面が平坦、上り坂、下り坂のいずれの状態であるかを判別し、判別した状態と角度θの相対的な勾配とにより、例えば、基準地点Ｑ（ｔ１）が上り坂であって、角度θの相対的な勾配が下り勾配であれば、勾配起点Ｐより前方の路面が実際にはほぼ平坦であると推定する。
【００６５】
つぎに、例えば勾配起点Ｐの前方の坂が急勾配で、勾配起点Ｐの検出後、リフレクタ２１の位置がレーダ１２の受光範囲より上方又は下方に大きく変化し、リフレクタ２１の反射光が消失するときは、図５のステップＢ３からステップＢ１２の消失時の勾配推定処理に移行する。
【００６６】
このとき、メインＥＣＵ１６の走査変化量検出手段、勾配演算手段に付加されたつぎの機能が動作する。
【００６７】
走査変化量検出手段には、自車１１が勾配起点Ｐに到達する前に反射光が消失したときに、反射光が消失する直前のレーザ１３の高さ方向の走査位置の基準地点Ｑ（ｔ１）の位置からの変化量を検出する機能が付加され、勾配演算手段には、基準地点Ｐから前記反射光が消失した地点までの自車１１の走行距離Ｌ＊（ｔ）と、前記変化量の検出値Ｈ＊とにより、基準地点Ｑ（ｔ１）の路面に対する勾配起点Ｐより前方の路面の相対的な勾配を算出して推定する機能が付加される。
【００６８】
そして、これらの機能の動作により、自車１１が勾配起点Ｐに到達する前に反射光が消失したときは、数１、数３の式のＨ、Ｄ（ｔ）を、Ｈ＊、Ｌ＊（ｔ）に代えた演算によって角度θが算出され、勾配起点Ｐの前方の路面の相対的な勾配が推定される。
【００６９】
なお、この場合にも、メインＥＣＵ１６の絶対勾配推定手段により、基準地点Ｑ（ｔ１）の自車１１の走行状態から、基準地点Ｑ（ｔ１）の路面の勾配状態を検出し、この勾配状態の検出結果と、推定された角度θの相対的な勾配とから、勾配起点Ｐより前方の路面の絶対勾配を推定することも可能である。
【００７０】
そして、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば、図４、図５の処理が前記実施形態と異なっていてもよい。
【００７１】
また、レーザ１３のレーザ照射面１４を形成する走査面数やその移動範囲（レーダ１２の最大走査面数）、基準地点Ｑ（ｔ１）を検出する高さ方向走査位置の変化量等は、実験等によって適当に設定すればよく。先行車２０の所定部がリフレクタ２１の部分以外であってもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１、５に記載の発明によれば、勾配推定用の加速度センサ、傾斜センサ等の専用センサやカメラ等の専用撮像手段を自車に搭載することなく、事前に自車前方の路面の相対的な勾配起点を検出することができ、しかも、自車が勾配起点に到達したときに、簡単な処理で直ちにその前方の路面勾配を推定して把握することができ、とくに、測距用の二次元走査型のレーザレーダを搭載して追従走行制御を行う場合に、前記の専用センサや専用撮像手段を用いることなく、極めて安価に、路面の勾配変化による加減速制御の遅れ等を防止して走行性能を向上することができる。
【００７３】
また、請求項２、６に記載の発明によれば、例えば先行車が走行する路面の勾配が大きく、反射光がレーザレーダの受光範囲を逸脱して消失しても、基準地点から反射光が消失した地点までの自車の走行距離と、反射光が消失する直前までのレーザの高さ方向走査位置の変化量とから、基準地点の路面に対する勾配起点より前方の路面の相対的な勾配を算出して推定することができる。
【００７４】
さらに、請求項３、７に記載の発明によれば、先行車の所定部を反射光の受光強度が最大になるリフレクタ部分としたため、先行車の高さ方向の位置変化に追従してレーザの高さ方向走査位置の変化を良好に検出することができ、実用的な構成で精度よく勾配起点より前方の路面の相対的な勾配を算出して推定することができる。
【００７５】
つぎに、請求項４、８に記載の発明によれば、基準地点の路面の平坦、上り坂、下り坂等の勾配状態を考慮して、勾配起点より前方の路面の絶対勾配を推定することができ、勾配起点より前方の路面の実際の勾配状態を、専用のセンサ等を用いることなく把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の車両の走行状態図である。
【図２】図１のレーザ走査の説明図である。
【図３】図１の自車のブロック図である。
【図４】図３の動作説明用の一部のフローチャートである。
【図５】図３の動作説明用の他の一部のフローチャートである。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は図１の自車の追従走行状態の時間変化の説明図である。
【図７】従来例の車両の走行状態図である。
【図８】図７のレーザ走査の説明図である。
【符号の説明】
１１  自車
１２  レーザレーダ
１３  レーザ
１６  メインＥＣＵ
２０  先行車
２１  リフレクタ部
Ｐ  勾配起点
Ｑ（ｔ１）  基準地点
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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