(57)【要約】【課題】車間距離制御を行うための必要検知距離が変化しても、送受信手段の性能低下を確実に判定できるようにする。【解決手段】レーダー装置の送受信手段が正常に機能しているときの基準信号レベルラインＣと、送受信手段の受信信号中に含まれるノイズレベルラインＢと、車間距離制御を行うために必要な送受信手段の必要検知距離Ｄａとに基づいて、基準信号レベルラインＣをノイズレベルラインＢと必要検知距離Ｄａとの交点を通る位置まで下方に平行移動させることで感度低下検知レベルラインＡａを設定し、送受信手段の受信レベルが感度低下検知レベルラインＡａを下回ったときに送受信手段の異常（検知可能距離の低下）を判定する。必要検知距離Ｄａに応じて感度低下検知レベルラインＡａが変化するので、常に適切な感度低下検知レベルラインを設定して送受信手段の性能低下を確実に判定することができ、更に送受信手段の性能を最大限に活用することができる。【選択図】　　　図３
2004132832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を送信して該電磁波の物体からの反射波を受信する送受信手段（１１）と、
送受信手段（１１）の受信信号に基づいて物体との距離および物体との相対速度の少なくとも何れかを算出する物体検知手段（Ｍ１）と、
物体検知手段（Ｍ１）の検知結果に基づいて自車が追従すべき先行車を判定する先行車判定手段（Ｍ２）と、
自車および先行車間の目標車間距離を設定する目標車間距離設定手段（Ｍ３）と、
実際の車間距離が目標車間距離設定手段（Ｍ３）により設定された目標車間距離に一致するように自車を加速あるいは減速する車間距離制御手段（Ｍ４）と、を備えた車間距離制御装置において、
物体の距離に応じた信号レベルを予め基準信号レベルとして記憶する基準信号レベル記憶手段（Ｍ５）と、送受信手段（１１）の性能低下を判定する送受信性能低下判定手段（Ｍ６）とを備え、
送受信性能低下判定手段（Ｍ６）は、基準信号レベル記憶手段（Ｍ５）に記憶されている基準信号レベルと、送受信手段（１１）の受信信号中に含まれるノイズレベルと、車間距離制御手段（Ｍ４）が車間距離制御を行うために必要な物体検知手段（Ｍ１）の必要検知距離とに基づいて性能低下判定閾値を設定し、送受信手段（１１）の受信信号強度が性能低下判定閾値未満になった場合に、送受信手段（１１）の性能が必要検知距離における物体検知には不充分であると判定することを特徴とする車間距離制御装置。
【請求項２】
送受信性能低下判定手段（Ｍ６）の出力に基づいて先行車に対する車間距離制御を中止するか否かを判定する車間距離制御中止判定手段（Ｍ７）を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の車間距離制御装置。
【請求項３】
車間距離制御手段（Ｍ４）が車間距離制御を行うために必要な物体検知手段（１１）の必要検知距離を設定する必要検知距離設定手段（Ｍ８）を備え、必要検知距離設定手段（Ｍ８）は、車間距離制御手段（Ｍ４）が車間距離制御を行う際の目標車間距離に基づいて必要検知距離を設定することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車間距離制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドライバーが設定した目標車間距離を維持しながら先行車に追従走行するための車間距離制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先行車との間に所定の車間距離を保って追従走行を行うための車間距離制御装置にはレーダー装置が用いられるが、そのレーダー装置のケーシングが泥や埃で汚れると検知可能距離が低下する場合がある。そこで、レーダー装置が送信した電磁波の路面からの反射波の受信強度を所定の閾値と比較することにより、汚れによるレーダー装置の物体検知性能の低下を判定するものが、下記特許文献により公知である。
【０００３】
【特許文献】
特開平１１−１０９０３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図５は、車間距離制御装置に用いられる車載用レーダー装置の検知距離（横軸）と検知レベル（縦軸）との関係を示すグラフの一例である。ラインＣはレーダー装置が物体からの反射波を受信する検知レベルラインであり、自車からの距離が増加するに伴って検知レベルラインＣは次第に低下する。ラインＢはレーダー装置のノイズレベルラインであり、ノイズレベルは自車からの距離に関わらずに一定である。
【０００５】
レーダー装置の前面に汚れが付着すると検知可能距離が減少するため、的確な車間距離制御が困難になる場合がある。レーダー装置が汚れておらず、正常な機能を発揮しているとき、その検知レベルラインはＣであるとする。この場合、車間距離制御を行う全て距離領域において、検知レベルラインＣがノイズレベルラインＢを上回っているため、ノイズによってレーダー装置の検知性能が損なわれる虞はない。
【０００６】
レーダー装置の前面に汚れが付着し、検知レベルラインが本来のＣからＡまで低下したとする。このとき、検知距離Ｄ１で新たな検知レベルラインＡとノイズレベルラインＢとが交差するため、検知距離Ｄ１よりも手前位置（例えば、検知距離Ｄ２の位置）ではノイズレベルが検知レベルを下回るために物体を検知可能であるが、検知距離Ｄ１よりも遠方位置（例えば、検知距離Ｄ３の位置）ではノイズレベルが検知レベルを上回るために物体を検知不能になる。
【０００７】
以上のように、仮に、必要な最大検知距離がＤ１に固定されているとすると、検知レベルラインＡを判定のための閾値とし、検知距離がＤ１以下の領域で検知レベルが検知レベルラインＡを上回っていればレーダー装置が正常であると判定し、検知レベルラインＡを下回っていればレーダー装置が異常であると判定することができる。しかしながら、実際には、車間距離制御装置では目標車間距離がドライバーの設定により変化し、目標車間距離の増減に応じて必要検知距離も変化するため、判定のための閾値を検知レベルラインＡに固定すると、次のような不具合が発生してしまう。
【０００８】
即ち、図６（Ａ）に示すように、目標車間距離が短くなったために必要検知距離がＤ１からＤ２に減少すると、異常検知を行う閾値は検知レベルラインＡ１からＡ２に移動するが、それを検知レベルラインＡ１のままに固定しておくと、検知レベルがＹ１−Ｙ２−Ｚ２−Ｚ１の領域では物体を検知可能であるにも関わらず、閾値である検知レベルラインＡ１を下回っているために異常判定が行われてしまう問題がある。
【０００９】
一方、図６（Ｂ）に示すように、目標車間距離が長くなったために必要検知距離がＤ１からＤ３に増加すると、異常検知を行う閾値は検知レベルラインＡ１からＡ３に移動するが、それを検知レベルラインＡ１のままに固定しておくと、検知レベルがＹ３−Ｙ１−Ｚ１−Ｚ３の領域では物体を検知不能であるにも関わらず、閾値である検知レベルラインＡ１を上回っているために正常判定が行われてしまう問題がある。
【００１０】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車間距離制御を行うための必要検知距離が変化しても、送受信手段の性能低下を確実に判定できるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、電磁波を送信して該電磁波の物体からの反射波を受信する送受信手段と、送受信手段の受信信号に基づいて物体との距離および物体との相対速度の少なくとも何れかを算出する物体検知手段と、物体検知手段の検知結果に基づいて自車が追従すべき先行車を判定する先行車判定手段と、自車および先行車間の目標車間距離を設定する目標車間距離設定手段と、実際の車間距離が目標車間距離設定手段により設定された目標車間距離に一致するように自車を加速あるいは減速する車間距離制御手段とを備えた車間距離制御装置において、物体の距離に応じた信号レベルを予め基準信号レベルとして記憶する基準信号レベル記憶手段と、送受信手段の性能低下を判定する送受信性能低下判定手段とを備え、送受信性能低下判定手段は、基準信号レベル記憶手段に記憶されている基準信号レベルと、送受信手段の受信信号中に含まれるノイズレベルと、車間距離制御手段が車間距離制御を行うために必要な物体検知手段の必要検知距離とに基づいて性能低下判定閾値を設定し、送受信手段の受信信号強度が性能低下判定閾値未満になった場合に、送受信手段の性能が必要検知距離における物体検知には不充分であると判定することを特徴とする車間距離制御装置が提案される。
【００１２】
上記構成によれば、送受信性能低下判定手段が、基準信号レベルと、受信信号中に含まれるノイズレベルと、車間距離制御を行うために必要な必要検知距離とに基づいて送受信手段の性能低下判定閾値を設定するので、必要検知距離が変化した場合でも、そのときの必要検知距離に応じた適切な性能低下判定閾値を設定して送受信手段の性能低下を確実に判定することができる。
【００１３】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、送受信性能低下判定手段の出力に基づいて先行車に対する車間距離制御を中止するか否かを判定する車間距離制御中止判定手段を備えたことを特徴とする車間距離制御装置が提案される。
【００１４】
上記構成によれば、車間距離制御中止判定手段が、送受信性能低下判定手段の出力に基づいて先行車に対する車間距離制御を中止するか否かを判定するので、送受信手段の送受信性能が低下して先行車を確実に検知できなくなったときに車間距離制御を中止することができる。
【００１５】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、車間距離制御手段が車間距離制御を行うために必要な物体検知手段の必要検知距離を設定する必要検知距離設定手段を備え、必要検知距離設定手段は、車間距離制御手段が車間距離制御を行う際の目標車間距離に基づいて必要検知距離を設定することを特徴とする車間距離制御装置が提案される。
【００１６】
上記構成によれば、必要検知距離設定手段が、車間距離制御を行う際の目標車間距離に基づいて必要検知距離を設定するので、目標車間距離の増減に応じて必要検知距離を増減させることができ、目標車間距離の大小に関わらずに送受信手段の性能低下を確実に判定することができ、更に送受信手段の性能を最大限に活用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１８】
図１〜図４は本発明の一実施例を示すもので、図１は車間距離制御装置の制御系のブロック図、図２は車間距離制御装置の作用を説明するフローチャート、図３は必要検知距離が大きい場合の感度低下検知レベルラインを説明する図、図４は必要検知距離が小さい場合の感度低下検知レベルラインを説明する図である。
【００１９】
図１に示すように、自車と先行車との車間距離を目標車間距離に維持する車間距離制御を行うための車間距離制御装置の電子制御ユニットＵは、物体検知手段Ｍ１と、先行車判定手段Ｍ２と、目標車間距離設定手段Ｍ３と、車間距離制御手段Ｍ４と、基準信号レベル記憶手段Ｍ５と、送受信性能低下判定手段Ｍ６と、車間距離制御中止判定手段Ｍ７と、必要検知距離設定手段Ｍ８とを備えており、物体検知手段Ｍ１にはレーザーレーダー装置やミリ波レーダー装置の送受信手段１１が接続され、目標車間距離設定手段Ｍ３には車頭時間を設定する車頭時間設定手段１２と、自車の車速を検出する車速検出手段１３とが接続され、車間距離制御手段Ｍ４には車輪ブレーキの作動を制御するブレーキアクチュエータ１４と、エンジンのスロットルバルブの開度を制御するスロットルアクチュエータ１５とが接続される。
【００２０】
物体検知手段Ｍ１は、送受信手段１１から送信した電磁波が物体に反射された反射波を受信することで、自車の前方に存在する物体の距離、方向および相対速度を判定する。先行車判定手段Ｍ２は、自車のヨーレート、操舵角、車速等から推定した自車の予想軌跡上に存在する移動体を先行車として判定するとともに、その先行車からの反射波の受信レベルを算出する。目標車間距離設定手段Ｍ３は、車速検出手段１２で検出した自車の車速と、車頭時間設定手段１３で設定した車頭時間とを乗算することで、自車と先行車との目標車間距離を設定する。車頭時間とは、自車が現在の車速で走行を続けたときに現在の先行車の位置に達するまでの時間であり、例えば「Ｌ」（長）、「Ｍ」（中）、「Ｓ」（短）の３種類のうちの何れかを選択可能である。
【００２１】
車間距離制御手段Ｍ４は、実際の車間距離が目標車間距離よりも短ければブレーキアクチュエータ１４を介して車輪ブレーキを作動させ、あるいはスロットルアクチュエータ１５を介してスロットルバルブを閉弁制御することで自車を減速し、実際の車間距離を目標車間距離に一致させる。また実際の車間距離が目標車間距離よりも長ければ、スロットルアクチュエータ１５を介してスロットルバルブを開弁制御することで自車を増速し、実際の車間距離を目標車間距離に一致させる。
【００２２】
基準信号レベル記憶手段Ｍ５は、送受信手段１１の機能が正常であるときの反射波の受信レベルを基準信号レベルとして予め記憶する。この基準信号レベルは自車からの距離が増加するに伴ってリニアに減少する。
【００２３】
送受信性能低下判定手段Ｍ６は、基準信号レベル記憶手段Ｍ５に記憶された基準信号レベルと、物体検知手段Ｍ１により得られた反射波の受信レベルデータと、必要検知距離設定手段Ｍ８において設定された、車間距離制御手段Ｍ４が車間距離制御を行う際に必要とする必要検知距離とに基づいて、送受信手段１１が性能低下状態にあるか否かを判定する。
【００２４】
車間距離制御中止判定手段Ｍ７は、送受信性能低下判定手段Ｍ６で判定した送受信手段１１の性能低下状態に基づいて、車間距離制御手段Ｍ４による車間距離制御を中止するか否かを判定する。
【００２５】
必要検知距離設定手段Ｍ８は、車間距離制御手段Ｍ４が車間距離制御を行う際の目標車間距離に基づいて、その目標車間距離を充分にカバーできる距離を必要検知距離として設定する。つまり、必要検知距離は、車間距離制御中に実際の車間距離が目標車間距離を超えた場合でも、先行車を確実に検知できるように余裕をもって設定される。
【００２６】
次に、本実施例の作用を図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００２７】
先ずステップＳ１で、先行車判定手段Ｍ２により先行車からの反射波の受信レベルの過去Ｔ１時間分のデータを確保する。続くステップＳ２で、車間距離制御手段Ｍ４が必要検知距離Ｄを算出する。車間距離制御手段Ｍ４は、目標車間距離設定手段Ｍ３で設定した目標車間距離に基づいて車間距離制御を行うもので、その目標車間距離に所定のマージンを加えた距離が必要検知距離Ｄとなる。図３の例では必要検知距離Ｄが比較的に長いＤａであり、図４の例では必要検知距離Ｄが比較的に短いＤｂである。
【００２８】
続くステップＳ３で、送受信性能低下判定手段Ｍ６が必要検知距離Ｄに基づいて感度低下検知レベルラインＡを設定する。感度低下検知レベルラインＡは、ノイズレベルラインＢと必要検知距離Ｄのラインとの交点を通る位置まで、基準信号レベルラインＣを下方に平行移動させたラインである。図３の例では必要検知距離Ｄが比較的に長いＤａであるため、基準信号レベルラインＣを基準とした感度低下検知レベルラインＡａのレベル減少量Ｌａは比較的に小さくなり、図４の例では必要検知距離Ｄが比較的に短いＤｂであるため、基準信号レベルラインＣを基準とした感度低下検知レベルラインＡｂのレベル減少量Ｌｂは比較的に大きくなる。
【００２９】
続くステップＳ４で、受信レベルの過去Ｔ１時間分のデータのうち、受信レベルのデータが感度低下検知レベルラインＡを下回るトータルの時間Ｔ２を算出する。そしてステップＳ５で、所定値Ｒを０＜Ｒ＜１としたときに、Ｔ２／Ｔ１＞Ｒが成立すれば、つまり受信レベルのデータが感度低下検知レベルラインＡを下回るトータルの時間Ｔ２が長ければ、送受信性能低下判定手段Ｍ６が送受信手段１１の性能が低下したと判定し、ステップＳ６で、車間距離制御中止判定手段Ｍ７が車間距離制御装置Ｍ４の作動を中止する。
【００３０】
以上のように、車間距離制御中に目標車間距離が変化しても、目標車間距離に応じて（つまり必要検知距離Ｄに応じて）基準信号レベルラインＣを下方に平行移動させることで感度低下検知レベルラインＡを設定するので、目標車間距離に対して感度低下検知レベルラインＡが高すぎるために、正常なのに異常判定がなされる事態（図６（Ａ）参照）や、目標車間距離に対して感度低下検知レベルラインＡが低すぎるために、異常なのに正常判定がなされる事態（図６（Ｂ）参照）を確実に回避し、送受信手段１１の劣化を確実に判定することができる。
【００３１】
しかも、送受信手段１１の劣化が判定されると車間距離制御が中止されるので、先行車を確実に検知できない状態で車間距離制御が続行されるのを防止することができる。
【００３２】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、送受信性能低下判定手段が、基準信号レベルと、受信信号中に含まれるノイズレベルと、車間距離制御を行うために必要な必要検知距離とに基づいて送受信手段の性能低下判定閾値を設定するので、必要検知距離が変化した場合でも、そのときの必要検知距離に応じた適切な性能低下判定閾値を設定して送受信手段の性能低下を確実に判定することができる。
【００３４】
また請求項２に記載された発明によれば、車間距離制御中止判定手段が、送受信性能低下判定手段の出力に基づいて先行車に対する車間距離制御を中止するか否かを判定するので、送受信手段の送受信性能が低下して先行車を確実に検知できなくなったときに車間距離制御を中止することができる。
【００３５】
また請求項３に記載された発明によれば、必要検知距離設定手段が、車間距離制御を行う際の目標車間距離に基づいて必要検知距離を設定するので、目標車間距離の増減に応じて必要検知距離を増減させることができ、目標車間距離の大小に関わらずに送受信手段の性能低下を確実に判定することができ、更に送受信手段の性能を最大限に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車間距離制御装置の制御系のブロック図
【図２】車間距離制御装置の作用を説明するフローチャート
【図３】必要検知距離が大きい場合の感度低下検知レベルラインを説明する図
【図４】必要検知距離が小さい場合の感度低下検知レベルラインを説明する図
【図５】従来の送受信手段の性能低下の判定基準を説明する図
【図６】異常検知を行う検知レベルラインを固定した場合の問題点を説明する図
【符号の説明】
Ｍ１　　　　物体検知手段
Ｍ２　　　　先行車判定手段
Ｍ３　　　　目標車間距離設定手段
Ｍ４　　　　車間距離制御手段
Ｍ５　　　　基準信号レベル記憶手段
Ｍ６　　　　送受信性能低下判定手段
Ｍ７　　　　車間距離制御中止判定手段
Ｍ８　　　　必要検知距離設定手段
１１　　　　送受信手段
１２　　　　車速検出手段
１３　　　　車頭時間設定手段
【図１】
2004132832.tif 000003
【図２】
2004132832.tif 000004
【図３】
2004132832.tif 000005
【図４】
2004132832.tif 000006
【図５】
2004132832.tif 000007
【図６】
2004132832.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成15年1月16日(2003.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
レーダー装置の前面に汚れが付着すると検知可能距離が減少するため、的確な車間距離制御が困難になる場合がある。レーダー装置が汚れておらず、正常な機能を発揮しているとき、その検知レベルラインはＣであるとする。この場合、車間距離制御を行う全ての距離領域において、検知レベルラインＣがノイズレベルラインＢを上回っているため、ノイズによってレーダー装置の検知性能が損なわれる虞はない。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
図１に示すように、自車と先行車との車間距離を目標車間距離に維持する車間距離制御を行うための車間距離制御装置の電子制御ユニットＵは、物体検知手段Ｍ１と、先行車判定手段Ｍ２と、目標車間距離設定手段Ｍ３と、車間距離制御手段Ｍ４と、基準信号レベル記憶手段Ｍ５と、送受信性能低下判定手段Ｍ６と、車間距離制御中止判定手段Ｍ７と、必要検知距離設定手段Ｍ８とを備えており、物体検知手段Ｍ１にはレーザーレーダー装置やミリ波レーダー装置の送受信手段１１が接続され、目標車間距離設定手段Ｍ３には車頭時間を設定する車頭時間設定手段１３と、自車の車速を検出する車速検出手段１２とが接続され、車間距離制御手段Ｍ４には車輪ブレーキの作動を制御するブレーキアクチュエータ１４と、エンジンのスロットルバルブの開度を制御するスロットルアクチュエータ１５とが接続される。