(57)【要約】【課題】  本発明は、ロスト現象に対処するため、先行車両の探索範囲の変更をより簡便に制御する車間距離制御装置の提供を目的とする。【解決手段】  照射ビームが鉛直面内の一定の照射角度範囲αで照射されており、探索角度範囲決定手段は、その一定の照射角度範囲α内で、車間距離が所定値以下となった場合、または、車速が所定値以下となった場合、または、低速車間距離制御状態に移行した場合、探索角度範囲を角度範囲βから角度範囲γに変更していることを特徴とする。【選択図】  図５
2005331389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両前方に照射ビームを照射する照射手段と、
前記照射ビームによる鉛直面内の探索角度範囲を決定する探索角度範囲決定手段と、
前記探索角度範囲で照射された照射ビームに係る反射ビームに基づいて、先行車両を検出すると共に該先行車両との車間距離を測定する車間距離測定手段と、
前記車間距離測定手段による測定結果に基づいて、前記先行車両との車間距離を制御する車間距離制御手段とを備え、
前記車間距離測定手段により測定された前記車間距離が所定値以下となった場合、または、車速検出手段により検出された自車両の車速が所定値以下となった場合、前記探索角度範囲決定手段により決定される前記探索角度範囲が変化することを特徴とする、車間距離制御装置。
【請求項２】
自車両前方に照射ビームを照射する照射手段と、
前記照射ビームによる鉛直面内の探索角度範囲を決定する探索角度範囲決定手段と、
前記探索角度範囲で照射された照射ビームに係る反射ビームに基づいて、先行車両を検出すると共に該先行車両との車間距離を測定する車間距離測定手段と、
前記車間距離測定手段による測定結果に基づいて、前記先行車両との車間距離を制御する車間距離制御手段とを備え、
前記車間距離制御手段が所定の低速域で車間距離を制御する低速車間距離制御状態に移行した場合、前記探索角度範囲決定手段により決定される前記探索角度範囲が変化することを特徴とする、車間距離制御装置。
【請求項３】
前記照射手段は、鉛直面内の一定の照射角度範囲で前記照射ビームを照射しており、
前記探索角度範囲決定手段は、前記一定の照射角度範囲内で前記探索角度範囲を決定する、請求項１または２記載の車間距離制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先行車両との車間距離を測定し、その測定結果に基づいて先行車両との車間距離を制御する車間距離制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自車両前方に向けてレーザを照射し、先行車両に反射したレーザの反射波を受光することによって、自車両と先行車両との車間距離を計測する車載レーダ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車載レーダ装置は、レーダにより検出された車間距離が所定値以下、かつ、受光したレーザの検出値が所定値以下となるとき、レーダ仰角または垂直方向の視野角を変化させている。これによって、車間距離制御において、自車両前方に先行車両が存在するにもかかわらず、先行車両が存在しないと誤認識してしまうことを改善することができる。
【特許文献１】特開２００３−１２１５４２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、先行車両との車間距離が短くなってくると、上述のように、自車両からレーザが照射されているにもかかわらず、先行車両を見失って（ロストして）しまうという問題がある。このロスト現象について、図２及び図３を参照しながら説明する。自車両２０との車間距離の近い位置（例えば１〜３ｍ）にいる先行車両２１（ａ）から遠い位置（例えば１００ｍ以上）にいる先行車両２１（ｂ）までを安定して検出できることが、車間距離制御において望ましいことである。
【０００４】
先行車両２１の検出対象物２２（例えば、車両後端に取り付けられたリフレクタ（反射板））が路面から高い位置（例えば７００ｍｍ）に搭載されている場合、近くから遠くまでを安定して検出するためには、図２（ａ）（ｂ）に示すように、自車両２０から照射されるレーザの発射位置を高く（同じく７００ｍｍ付近）する必要がある。しかし、意匠や見栄え、搭載場所等の問題から、特に乗用車においてはそのような高い位置にレーザレーダを搭載するスペースはない。
【０００５】
これに対し、図３（ａ）（ｂ）に示すようにレーザの発射位置を低い位置（例えば３００ｍｍ）にする場合、遠くの先行車両２１（ｂ）を検出するためには、レーザの照射方向をできるだけ路面に対し水平にする必要がある。しかしながら、自車両２０の近くの位置にいる先行車両２１（ａ）については、レーザの照射範囲から検出対象物２２が外れてしまい、レーザレーダは先行車両２１（ａ）を検出することができない（図３（ａ））。近くの先行車両２１（ａ）でも検出することができるように、照射方向を上に向けたとしても、逆に、遠くの先行車両２１（ｂ）を検出できなくなってしまう（図３（ｂ））。
【０００６】
上述の従来技術の車載レーダ装置においては、レーダにより検出された車間距離が所定値以下かつ受光したレーダの検出値が所定値以下となる場合、レーダ仰角または垂直方向の視野角を変化させることによって、ロスト現象を改善することができるとしている。しかしながら、検出された車間距離に関する所定条件と受光したレーダの検出値に関する所定条件を組み合わせて処理判定をしなければならないため、制御プログラムが複雑化するおそれがある。また、受光したレーダの情報量は極めて多いため、できるだけ受光処理する範囲を適切に決定することによって、ＣＰＵの処理負荷が大きくならなくすることが望ましい。
【０００７】
そこで、本発明は、ロスト現象に対処するため、先行車両の探索範囲の変更をより簡便に制御する車間距離制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、
自車両前方に照射ビームを照射する照射手段と、
前記照射ビームによる鉛直面内の探索角度範囲を決定する探索角度範囲決定手段と、
前記探索角度範囲で照射された照射ビームに係る反射ビームに基づいて、先行車両を検出すると共に該先行車両との車間距離を測定する車間距離測定手段と、
前記車間距離測定手段による測定結果に基づいて、前記先行車両との車間距離を制御する車間距離制御手段とを備え、
前記車間距離測定手段により測定された前記車間距離が所定値以下となった場合、または、車速検出手段により検出された自車両の車速が所定値以下となった場合、前記探索角度範囲決定手段により決定される前記探索角度範囲が変化することを特徴とする、車間距離制御装置が提供される。つまり、車間距離が所定位置以下の条件のみで、先行車両を検出可能な探索角度範囲を変更させるようにしている。または、自車両の車速が所定値以下の条件のみで、先行車両を検出可能な探索角度範囲を変更させるようにしている。これにより、車間距離も車速も車間距離制御を実行する上で必要なパラメータであるため、それを利用することで制御プログラムをシンプルにすることが可能で、ＣＰＵへの処理負荷も低減可能である。さらに、ＣＰＵの処理負荷を増やさずに近距離まで先行車両を検出可能となり、ロスト現象を対策することが可能になる。
【０００９】
また、その他の一局面によれば、
自車両前方に照射ビームを照射する照射手段と、
前記照射ビームによる鉛直面内の探索角度範囲を決定する探索角度範囲決定手段と、
前記探索角度範囲で照射された照射ビームに係る反射ビームに基づいて、先行車両を検出すると共に該先行車両との車間距離を測定する車間距離測定手段と、
前記車間距離測定手段による測定結果に基づいて、前記先行車両との車間距離を制御する車間距離制御手段とを備え、
前記車間距離制御手段が所定の低速域で車間距離を制御する低速車間距離制御状態に移行した場合、前記探索角度範囲決定手段により決定される前記探索角度範囲が変化することを特徴とする、車間距離制御装置が提供される。つまり、所定の低速域で車間距離を制御する低速車間距離制御状態に移行すれば、先行車両を検出可能な探索角度範囲を変更させるようにしている。これにより、低速車間距離制御状態への移行は、車間距離制御を実行する上で必要な一フラグであるため、それを利用することで制御プログラムをシンプルにすることが可能で、ＣＰＵへの処理負荷も低減可能である。さらに、ＣＰＵの処理負荷を増やさずに近距離まで先行車両を検出可能となり、ロスト現象を対策することが可能になる。
【００１０】
また、前記照射手段は、鉛直面内の一定の照射角度範囲で前記照射ビームを照射しており、前記探索角度範囲決定手段は、前記一定の照射角度範囲内で前記探索角度範囲を決定することが好ましい。これにより、照射ビームが照射される一定の照射角度範囲内で、照射角度範囲を変えずに探索角度範囲を変更し、その探索角度範囲の変更前後で受光処理する領域数を変更なしにすることが可能になる。したがって、ＣＰＵの処理負荷を増やさずに近距離まで先行車両を検出可能となり、ロスト現象を対策することが可能になる。これは、探索角度範囲自体を大きくすることによって探索範囲を広げることよりも、ＣＰＵの処理負荷が大きくならず有用である。なお、探索角度範囲の変更の向きは、自車両から照射される照射ビームの発射点の高さによって変えればよい。照射ビームの発射点高さが低い乗用車が自車両であって、リフレクタの搭載位置が高いトラック等が先行車両であった場合には、照射角度範囲内の上側を探索角度範囲として決定し、先行車両を検出するためにその探索角度範囲の受光処理を行えばよい。逆に、自車両がトラックで、先行車両が乗用車である場合には、同様の考えで、照射角度範囲内の下側を探索角度範囲として決定し、先行車両を検出するためにその探索角度範囲の受光処理を行えばよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ロスト現象に対処するため、先行車両の探索範囲の変更をより簡便に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１は、本発明の車間距離制御装置の一実施例である車間距離制御システムの構成図を示す。本実施例の車間距離制御装置は、例えば、車両前方に照射ビームを照射するレーザレーダ１２、自車両の車速を検出する車輪速センサ１４及び電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）等から構成される。電子制御ＥＣＵとしては、例えば、車間制御ＥＣＵ１、エンジンＥＣＵ２及びブレーキＥＣＵ３が挙げられる。
【００１３】
本発明は、先行車両との車間距離が近接している場合、特に渋滞走行時の、ドライバーのアクセルやブレーキ操作を支援しドライバーの利便性を向上させる「低速車間距離制御」に有効である。低速車間距離制御のハードウェア構成については、図１に示した通り、従来から知られている中高速域でのクルーズコントロールシステムと同様である。
【００１４】
まず、本発明の車間距離制御装置によって実現される低速車間距離制御について、その制御動作の一例について説明する。通常の中高速域（例えば４５ｋｍ／ｈ〜１００ｋｍ／ｈ）でのクルーズコントロール中に、前を走る車両に追いつき低速走行を強いられる状況であるとドライバーが判断した場合、低速モードスイッチを押し、低速モードに切り替える。低速モードに切り替え後、例えば自車両の車速が３０ｋｍ／ｈ以下になると、追従制御可能なことをコンビネーションメータランプや音声やマルチメディアディスプレイに表示されるメッセージ等によってドライバーに知らせる。その後、ドライバー自らが、低速車間距離制御の開始ボタンや開始レバーを操作することによって、低速追従を開始する。
【００１５】
低速追従中においては、レーザレーダ１２、車輪速センサ１４及び横Ｇセンサ１３等からの情報により、車間制御ＥＣＵ１は、自車速、相対速度及び車間距離を認識し、エンジンＥＣＵ２やブレーキＥＣＵ３に対し、車間距離を保つために必要な加減速度要求値を出力する。この車間距離は、所定の車間時間になるように調整される。例えば、所定の車間時間を２秒とした場合、車速が１０ｋｍ／ｈ（≒２．８ｍ／ｓ）ならば、保たれる車間距離は２．８×２＝５．６ｍとなり、車速が３０ｋｍ／ｈ（≒８．３ｍ／ｓ）ならば、保たれる車間距離は８．３×２＝１６．６ｍとなる。つまり、車速が変わると目標となる車間距離も変わってくる。
【００１６】
エンジンＥＣＵ２及びブレーキＥＣＵ３は、要求された加減速度に応じて、それぞれ電子スロットル１５とブレーキアクチュエータ１６を制御する。さらに、先行車両が停止する可能性を車間制御ＥＣＵ１が判断すると、例えば５ｋｍ／ｈ以下で、コンビネーションメータランプや警告音やマルチメディアディスプレイに表示されるメッセージ等によって、ドライバーにブレーキ操作を促す。万が一ドライバーのブレーキ操作が遅れたり、ブレーキ操作をしたりしない場合には、自車両が停止するまで減速を続ける。そして、一旦、自車両が停止の後、より一層のブレーキ操作を促す警告音等を出しながらクリープ走行に移行して、低速車間距離制御は終了する。なお、先行車両または自車両が車線変更等によって自車両前方に先行車両がいなくなるか、ドライバーがアクセルを上踏み等することによって車速が所定値以上（例えば３５ｋｍ／ｈ以上）になっても、低速車間距離制御は終了する。
【００１７】
このように低速車間距離制御によれば、最終的な自車両の停止をドライバー自身によるブレーキ操作に委ねつつ、渋滞時に必要となる頻繁なアクセルやブレーキ操作を大幅に低減し、ドライバーの運転負荷を軽減することができる。
【００１８】
それでは次に、本発明の車間距離制御装置の構成について詳細に説明する。車間制御ＥＣＵ１には、例えばバンパーやフロントグリルに配設されたレーザレーダ１２が接続されている。レーザレーダ１２は、車両前方にマイクロ波を搬送波とするレーザを照射する発光部と、車両前方に照射されたレーザに係る反射波を受光する受光部を備えている。レーザレーダ１２は、車両前方の所定範囲を所定周期でスキャニングするように構成されている。
【００１９】
車両前方の所定範囲は、照射されたレーザの探索角度範囲として、車間制御ＥＣＵ１内の探索角度範囲決定手段４により決定される。探索角度範囲の決定に関しては、後述する。レーザレーダ１２は、発光部でレーザが発光してからその反射波が受光部で受光するまでの時間に応じた信号等を車間制御ＥＣＵ１内の車間距離測定手段５に向けて出力する。車間距離測定手段５は、レーザレーダ１２のその出力信号に基づいて自車両の探索角度範囲内に存在する先行車両までの車間距離Ｌを導出すると共に、その検出した車間距離Ｌを微分処理することにより自車両と先行車両との相対速度Ｖr（先行車両に対する自車両の速度）を導出する。
【００２０】
車間制御ＥＣＵ１には、また、車輪速センサ１４が接続されている。車輪速センサ１４は、自車両の速度に応じた周期でパルス信号を車間制御ＥＣＵ１内の車間距離測定手段５に対し出力する。車間距離測定手段５は、車輪速センサ１４の出力信号に基づいて自車両の速度（以下、車速Ｖ1と称す）を導出する。また、車間距離測定手段５は、検出した車速Ｖ1と、自車両と対象物との相対速度Ｖrとの関係に基づいて対象物の速度Ｖ2を導出する。
【００２１】
車間制御ＥＣＵ１には、また、Ｇセンサ１３が接続されてもよい。Ｇセンサ１３は、自車両の加速度を検出し、その検出値を車間制御ＥＣＵ１に対し出力する。また、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）ＥＣＵやＶＳＣ（Vehicle Stability Control）ＥＣＵ等から、ＡＢＳ作動信号、ＶＳＣ作動信号、その他のセンサ信号等の情報を車間制御に活用してもよい。
【００２２】
また、車両には各車輪を制動させるブレーキ装置が備えられている。ブレーキ装置は、各車輪に制動力を発生させるブレーキアクチュエータ１６を有している。ブレーキアクチュエータ１６は、ブレーキＥＣＵ３に電気的に接続されており、ブレーキＥＣＵ３から指令される指令信号（目標油圧等）に応じた制動力を各車輪に発生させる。
【００２３】
また、内燃機関に接続される吸気管にはスロットルバルブが配設されている。スロットルバルブには、アクチュエータとしてのスロットルモータが連結されている。このスロットルモータは、エンジンＥＣＵ２の指令に従って駆動制御され、スロットルバルブの開度を調整する。スロットルバルブは、電子スロットル１５として、スロットルモータの駆動に応じた開度に調整され、内燃機関に供給される空気量を調整する。この調整によって、車両の加減速を行う。
【００２４】
これらのエンジンＥＣＵ２やブレーキＥＣＵ３は、車間制御ＥＣＵ１内の車間距離制御手段６からの制御信号を受けて、電子スロットル１５やブレーキアクチュエータ１６を制御する。車間距離制御手段６は、車間距離測定手段５による測定結果に基づいて、車速に相応する所定の車間時間になるように先行車両との車間距離を制御する。
【００２５】
なお、車間制御ＥＣＵ１をはじめとする、上記に例示したＥＣＵは、例えば、制御を実行するためのプログラムを実行するＣＰＵや、それらのプログラムを記憶したり、プログラムの演算結果を一時的に記憶したりするＲＯＭやＲＡＭ等からなる記憶手段を有している。例えば、探索角度範囲決定手段４、車間距離測定手段５及び車間距離制御手段６は、このプログラムによって実現されるものであってよい。
【００２６】
以下、本発明の車間距離制御装置を低速車間距離制御に適用した場合の実施例について、図４及び図５を参照しながら説明する。図４及び図５は、レーザレーダ１２から照射されるレーザの照射態様を示す側面視図である。レーザレーダ１２の発光部から発光したレーザは鉛直面内の角度範囲αで照射される。この角度範囲αは、さらに所定の領域に分けられ（例えば６つの領域ａ〜ｆ）、各領域に対し順番にレーザが照射されていく。なお、図中紙面方向（車両の左右方向）にも所定の角度範囲に、所定の本数のレーザが左右方向に順番に照射される。したがって、例えば、領域ａに所定の本数のレーザを左右方向に順番の照射後、次に領域ｂに所定の本数のレーザを左右方向に順番に照射されることになる。そして、領域ｆの所定の本数のレーザが照射し終わると、また領域ａに戻って照射が繰り返される。
【００２７】
レーザレーダ１２は、発光部でレーザが発光してからその反射波が受光部で受光するまでの時間に応じた信号等を車間制御ＥＣＵ１内の車間距離測定手段５に向けて出力する。発光から受光までの時間を処理することによって、車間時間を検出可能となる。検出された車間時間に基づいて、先行車両との車間距離Ｌが導出可能となる。つまり発光から受光までの時間をＴとすると、先行車両との実際の車間距離Ｌは、（Ｔ×レーザの速度）／２と導出できる。
【００２８】
しかし、ａ〜ｆの領域毎に数百回の発光・受光処理を繰り返し、車間距離や相対速度を導出することによって、車間制御ＥＣＵ１内のＣＰＵの処理負荷は高くなってしまう。そのため、ＣＰＵの処理能力に制限がある場合、すべての領域に対して受光処理はせず、一部の領域に対してのみ受光処理をすることによって、ＣＰＵの処理負荷を抑えることができる。例えば、領域ｂ，ｃ，ｄの３つの領域方向のみ受光処理するように、設定することが可能である。つまり、領域ｂ，ｃ，ｄについては順番に発光・受光処理を繰り返し、次の領域ｅ，ｆ，ａについては受光処理をスルーして、また領域ｂに戻るようにしている。
【００２９】
上記のように、受光処理を制限してＣＰＵの負荷を抑えることによって車間時間を検出することに対し、先行車両との車間距離が比較的長い中高速域でのクルーズコントロール中の走行では特に問題にはならない。車間距離が長いため、角度範囲αより小さい角度範囲β（領域ｂ，ｃ，ｄを合わせた角度範囲）でも十分に先行車両を検出可能であるからである。しかし、低速車間距離制御では、上述したロスト現象を考慮する必要がある。つまり、低速車間距離制御においては、検出したい距離が１〜３０ｍほどであるため、角度範囲βでは、先行車両の検出が困難になってくる。特に、リフレクタが高い位置にあるトラックが先行車両である場合、自車両との車間距離が約５ｍ以下になると、トラックを検出できないことがある。
【００３０】
そこで、図５に示すように，車間距離測定手段５により測定された先行車両との車間距離が所定値以下（例えば、車間時間２ｓとして、車速３０ｋｍ／ｈのとき１６．６ｍ以下）となった場合、探索角度範囲決定手段４により決定される探索角度範囲を角度範囲βから角度範囲γ（領域ａ，ｂ，ｃを合わせた角度範囲）に変化させる。つまり、レーザが照射される一定の照射角度範囲内で、車間距離を導出するために用いられる受光処理領域を全体的に一面上に向けている。また、車輪速センサ１４により検出された自車両の車速が所定値以下（例えば、３０ｋｍ／ｈ以下）となった場合、探索角度範囲を変化させてもよい。また、車間距離制御手段６が低速車間距離制御状態に移行した場合に探索角度範囲を変化させるようにしてもよい。ユーザが低速モードスイッチを押すことを低速車間距離制御状態への移行としてもよいし、車間距離制御手段６が中高速域でのクルーズコントロールから低速車間距離制御に切り替えたことを低速車間距離制御状態への移行としてもよい。さらに、これらの探索角度範囲を変化させる条件をそれぞれ組み合わせて使用してもよい。
【００３１】
このように、レーザが照射される一定の照射角度範囲内で、探索角度範囲を角度範囲βから角度範囲γに上向きに変更することによって、受光処理する領域数を変更なしにすることが可能になる。したがって、ＣＰＵの処理負荷を増やさずに近距離まで先行車両を検出可能となり、ロスト現象を対策することが可能になる。これは、探索角度範囲自体を大きくすることによって探索範囲を広げることよりも、ＣＰＵの処理負荷が大きくならず有用である。探索角度範囲の変更条件も簡易にすることによって、制御プログラムをシンプルにすることが可能になる。
【００３２】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３３】
上述の例では、探索角度範囲をソフトウェア的に変更する構成であったが、ハードウェア的に、レーザレーダ１２自体やレーザが照射される照射方向を上下に傾ける構成を持たせることも可能である。
【００３４】
また、上述の例では、探索角度範囲を上向きに変化させていたが、これは、レーザレーダ１２の搭載位置が低い乗用車が自車両で、リフレクタの搭載位置が高いトラックが先行車両であった場合であるためである。自車両が比較的高い位置にレーザレーダを搭載可能であるトラック等の車両であって、先行車両が乗用車であるような場合では、探索角度を下向きに変化させてもよい（例えば、角度範囲βから領域ｄ，ｅ，ｆを合わせた角度範囲に探索角度範囲を変化させる）。
【００３５】
また、レーザレーダに限らず、ミリ波レーダやカメラ等による画像処理であっても、上記の所定速度以下等の変更条件によって探索範囲を変更させる構成にすることによって上記の実施例と同様に課題解決が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の車間距離制御装置の一実施例である車間距離制御システムの構成図を示す。
【図２】レーザの発射位置が高い場合のレーザの照射領域と先行車両との関係を示す図である。
【図３】レーザの発射位置が低い場合のレーザの照射領域と先行車両との関係を示す図である。
【図４】レーザレーダ１２から照射されるレーザの照射態様を示す図である。
【図５】レーザレーダ１２から照射されるレーザの照射態様を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  車間制御ＥＣＵ
２  エンジンＥＣＵ
３  ブレーキＥＣＵ
１２  レーザレーダ
１４  車輪速センサ
２０  自車両
２１  先行車両
ａ〜ｆ  領域
α，β，γ  角度範囲
【図１】
2005331389.tif 000003
【図２】
2005331389.tif 000004
【図３】
2005331389.tif 000005
【図４】
2005331389.tif 000006
【図５】
2005331389.tif 000007