JP3330313B2 - 物体検知手段を備える車両の制御装置 - Google Patents

物体検知手段を備える車両の制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は物体検知手段を備
える車両の制御装置に関し、より詳しくは、検知精度の
異なる２個の物体検知手段（センサ）を組み合わせて物
体を検知し、車両を制御するようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、特開平６−２９８０２２号公報に
おいて、先行車などの物体との離間距離を検知して警報
を発する、あるいは自動ブレーキ装置（制動装置）を作
動させる技術が提案されている。
【０００３】離間距離を検知するセンサとしてはレーザ
レーダあるいはミリ波レーダなどが良く用いられる。レ
ーザレーダを搭載する例としては特開平４−２４８４８
９号公報記載の技術を、ミリ波レーダを搭載する例とし
ては特開平７−６３８４２号公報あるいは特開平８−９
４７４９号公報記載の技術を挙げることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この種の技術において
は、位置検知精度では例えばレーザレーダが優れ、雨、
霧などの耐候性や耐環境性では例えばミリ波レーダが優
れる。そこで、このような測位精度の異なる異種のセン
サを組み合わせ、特性に応じて機能分担させることが考
えられる。
【０００５】しかしながら、位置検知精度に優れるレー
ザレーダは悪天候などの環境で失陥し易く、そのとき耐
候性や耐環境性に優れるミリ波レーダの情報に基づき、
前記した特開平６−２９８０２２号公報で提案されるよ
うに自動ブレーキ装置（制動装置）を作動させると、自
動ブレーキが適正に作動せず、運転者に違和感を与える
恐れがある。警報動作についても同様である。
【０００６】従って、この発明の目的は、上記した不都
合を解消することにあり、測位精度の異なる少なくとも
２個のセンサを組み合わせて用いると共に、自動ブレー
キ装置（制動装置）や警報動作を作動させるときも適正
に行って運転者に違和感を与えることがないようにし
た、物体検知手段を備える車両の制御装置を提供するこ
とにある。
【０００７】
【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、請求項１項にあっては、車両の進行方向に向け
て電磁波を発射し、前記進行方向に存在する物体からの
前記電磁波の反射波を受信することにより、前記物体を
検知する第１の物体検知手段、前記第１の物体検知手段
の検知結果に基づいて前記車両と前記物体が第１の所定
位置まで接近したときに車両の制動装置を作動させる制
動制御手段、を備える車両の制御装置において、車両の
進行方向に向けて電磁波を発射し、前記進行方向に存在
する物体からの前記電磁波の反射波を受信することによ
り、前記物体を検知すると共に、前記第１の物体検知手
段より測位精度において異なる、少なくとも第２の物体
検知手段、前記第１の物体検知手段の異常を検知する異
常検知手段、を備え、前記制動制御手段は、前記異常検
知手段が前記第１の物体検知手段の異常を検知したと
き、前記第２の物体検知手段の検知結果に基づいて前記
車両と前記物体が前記第１の所定位置より短い第２の所
定位置まで接近したときに前記制動装置を作動させる如
く構成した。これによって、制動装置の作動しきい値を
上げることとなって、制動装置の誤作動を防止すること
ができ、制動装置や警報装置を作動させるときも適正に
行うことができて運転者に違和感を与えることがない。
【０００８】請求項２項にあっては、さらに、前記第１
の物体検知手段の検知結果に基づいて前記車両と前記物
体が第３の所定位置まで接近したときに警報装置を作動
させる警報手段、を備えると共に、前記警報手段は、前
記異常検知手段が前記第１の物体検知手段の異常を検知
したとき、前記車両と前記物体が前記第３の所定位置よ
り長い第４の所定位置まで接近したときに前記警報を発
する如く構成した。これによって、前記した作用効果に
加え、警報作動しきい値を下げることとなって、警報作
動距離（時間）が増加し、運転者に物体への回避マージ
ンを含んだ運転を推奨することとなって、自車の安全確
保能力の低下を防止することができる。また、第１の物
体検知手段の異常を運転者に知らせることができる。
【０００９】請求項３項にあっては、前記制動制御手段
および前記警報手段は、前記第２および第４の所定位置
を、前記第１および第２の物体検知手段の測位精度の差
に基づいて算出する如く構成した。これによって前記し
た作用効果に加え、作動距離の変更、即ち、上記した作
動しきい値の変更を一層適正に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明
の実施の形態を説明する。
【００１１】図１はこの出願に係る、物体検知手段を備
える車両の制御装置を概略的に示す全体図である。図２
はその車両の説明斜視図である。
【００１２】図１および図２において、符号１０は車両
（自車）を示す。車両１０の前方の右側のヘッドライト
付近にはレーザレーダ（レーザスキャンレーダ）１２
（第１の物体検知手段）が設けられる。レーザレーダ１
２は、車両１０の進行方向に向けてレーザ光（電磁波）
を発射し、進行方向に存在する物体（先行車などの障害
物）からのレーザ光（電磁波）の反射波を受信すること
により物体を検知する。
【００１３】即ち、レーザレーダ１２は車両１０の前方
の右側のヘッドライト付近に１基設置され、車両進行方
向に向けてレーザ光を発射する。レーザ光（パルス）
は、水平方向３５０ｍｒａｄ、上下方向５０ｍｒａｄの
範囲を水平方向に走査するように発射される。
【００１４】また、車両１０の前方の左側のヘッドライ
ト付近には、ミリ波レーダ１４（第２の物体検知手段）
が設けられる。ミリ波レーダ１４も、車両１０の進行方
向に向けてミリ波（電磁波）を発射し、進行方向に存在
する物体（先行車など）からのミリ波（電磁波）の反射
波を受信することにより物体を検知する。
【００１５】ミリ波レーダ１４は、周波数変調レーダ
（ＦＭ−ＣＷレーダ）からなり、図３に示す如く、ＦＭ
−ＣＷ波（送信変調波。例えば波長５ｍｍ）を発射し、
障害物からの反射信号（受信変調波）を受信する。
【００１６】図２に示す如く、ミリ波も、水平方向３５
０ｍｒａｄ、上下方向５０ｍｒａｄの範囲を水平方向に
走査するように発射される（図示の便宜のため図２では
別に示したが、実際にはレーザ光とミリ波は走査範囲が
オーバラップするように発射される）。
【００１７】レーザレーダ１２の出力は処理ＥＣＵ（電
子制御ユニット）１６に送られ、その中のレーザレーダ
出力処理部に入力される。レーザレーダ出力処理部は、
レーザ光（パルス）を発射してから反射光（エコー）を
受信するまでの時間が測定されて物体（障害物）までの
相対距離を測定し、さらに相対距離を微分することで物
体の相対速度を求める。また、反射波の入射方向から物
体の方位を検知し、物体の二次元情報を得る。
【００１８】ミリ波レーダ１４の受信信号も処理ＥＣＵ
１６に送られ、その中のミリ波レーダ出力処理部に入力
される。ミリ波レーダ出力処理部は、送信信号と混合し
てビート信号を発生させ、ビート信号の周波数（ビート
周波数）から物体の相対距離と相対速度を測定し、反射
波の入射方向から物体の方位を検知して物体の二次元情
報を得る。
【００１９】尚、レーザレーダ１２およびミリ波レーダ
１４自体は公知の構造のものを使用するので、説明はこ
の程度に止める。
【００２０】車両１０の中央位置付近にはヨーレートセ
ンサ２０が配置され、車体重心を中心とする鉛直（重
力）軸回りの自転運動の速さ（回転角速度）に応じた信
号を出力する。ヨーレートセンサ２０の出力は処理ＥＣ
Ｕ１６に送られ、そこで出力から回転角度が検出され
る。
【００２１】さらに、車両１０のステアリング機構（図
示せず）の適宜位置にはステアリング舵角センサ２２が
設けられ、ステアリングホイール（図示せず）の回転角
度（操舵角度）に応じた信号を出力する。また、車両１
０のドライブシャフト（図示せず）の付近には車速セン
サ２４が設けられ、車両１０の走行速度（車速）に応じ
た信号を出力する。
【００２２】また、車両１０において、その吸気系に設
けられたスロットルバルブ（図示せず）と運転席床面に
設けられたアクセルペダル（図示せず）とは機械的に切
り離され、スロットルバルブはパルスモータ３０に連結
され、その出力で開閉される。アクセルペダルの付近に
はアクセルセンサ３２が設けられ、アクセルペダルの踏
み込み量に応じた信号を出力して処理ＥＣＵ１６に送
る。
【００２３】また、車両１０のブレーキ系３４におい
て、周知の如く、ブレーキペダルはマスタバックに接続
され、電磁バルブ３６を開放されて吸気系から送られる
吸気負圧を利用して運転者の踏み込み力が倍力される。
マスタバックはマスタシリンダに接続され、そのリザー
バから倍力された踏み込み力に応じた制動圧に調圧され
たブレーキオイルが、ブレーキ油圧機構３８（制動装
置）に送られ、ブレーキキャリパなど（図示せず）を介
して車輪Ｗを制動する。これは、運転者自らがブレーキ
操作した場合である。
【００２４】自動ブレーキについて説明すると、処理Ｅ
ＣＵ１６はセンサ出力に基づき、後述の如く物体（障害
物）を検知し、指令値（デューティ値。ＰＷＭにおける
デューティ比信号）を出力してブレーキ油圧機構３８の
電磁ソレノイドバルブ３８ａ，３８ｂを作動させ、車輪
Ｗを自動的に制動する。
【００２５】また、車両１０の運転席４２（図２）の適
宜位置にはアラーム、インジケータなどからなる警報装
置４４が設けられる。処理ＥＣＵ１６はセンサ出力に基
づき、後述の如く物体（障害物）を検知し、警報装置４
４を介して運転者に警報を発する。
【００２６】次いで、この装置の動作を説明する。
【００２７】図４はその動作を示すフロー・チャートで
ある。図示のプログラムは、例えば１００ｍｓｅｃごと
に実行される。
【００２８】以下説明すると、Ｓ１０においてレーザレ
ーダ１２がフェールしているか否か適宜な手法で判定す
る。ここで、「フェール」は、レーザレーダ１２の信号
系の断線、短絡、メカニズム部分の故障などの他、汚
れ、逆光（対向車などの）、雨、霧などの環境上の悪化
も含む。即ち、Ｓ１０にいう「フェール」は、レーザレ
ーダ１２に所期の測位精度を期待できない全ての場合を
含む。
【００２９】Ｓ１０で否定されるときはＳ１２に進み、
離間距離Ｌ、即ち、自車（車両１０）と障害物１００と
の相対距離（図６に示す）がしきい値Ｌａ（前記した第
３の所定位置）以下か否か判断し、肯定されるときはＳ
１４に進んで警報装置４４を作動させる。
【００３０】他方、Ｓ１２で否定されるときはＳ１６に
進み、離間距離Ｌが別のしきい値Ｌｂ（前記した第１の
所定位置）以下か否か判断し、肯定されるときはＳ１８
に進んでブレーキ油圧機構３８を作動させる。尚、Ｓ１
６で否定されるときはプログラムを終了する。
【００３１】また、Ｓ１０で肯定されるときはＳ２０に
進み、しきい値Ｌｂから所定値ΔＸを減算して補正し
（補正値が前記した第２の所定位置に相当）、しきい値
Ｌａに所定値ΔＸを加算して補正する（補正値が前記し
た第４の所定位置に相当）。従って、Ｓ１２以降では補
正した値に基づいて前記した処理がなされる。
【００３２】上記について図５以下を参照して説明す
る。
【００３３】この装置にあってはレーザレーダ１２とミ
リ波レーダ１４を組み合わせて用いているが、先にも述
べたように、レーザレーダ１２とミリ波レーダ１４はそ
れぞれ一長一短がある。一般に、レーザレーダ１２は測
位精度においてミリ波レーダ１４より優れ、特に方位に
ついて高い分解性能を有する反面、悪天候時には霧や雪
などの不必要な物体からの反射波、いわゆるクラッタを
検知して測定能力が低下すると共に、レーダ自身に汚れ
が付着したときも測定能力が低下する。
【００３４】これら測定能力の低下は、ミリ波レーダ１
４に比較すると大きい。換言すれば、レーザレーダ１２
は耐候性や耐環境性においてミリ波レーダ１４に劣る。
他方、ミリ波レーダ１４は、耐候性や耐環境性において
レーザレーダ１２よりも優れる一方、測位精度、特に方
位の分解能はレーザレーダ１２には及ばない。
【００３５】即ち、図５に示す如く、レーザレーダ１２
およびミリ波レーダ１４で車両進行方向を検知すると
き、前方の物体（例えば先行車）１００について進行方
向ａの距離およびそれに直交する方向ｂの方位の両者を
まとめて「位置」と定義し、自車と物体１００との離間
距離を１００ｍとすると、レーザレーダ１２の位置精
度、即ち、測位精度は約１ｍ、ミリ波レーダの測位精度
は約２ｍである。
【００３６】このように、レーザレーダ１２とミリ波レ
ーダ１４の測位精度は異なり、大略的には、レーザレー
ダ１２とミリ波レーダ１４は測位精度において１ｍの差
がある。
【００３７】従って、レーザレーダ１２が正常に作動し
ているときは、レーザレーダ１２の測位誤差（位置検知
誤差）±１ｍに基づいて警報装置４４を作動させ、ブレ
ーキ油圧機構３８を作動させる。また、レーザレーダ１
２がフェール（異常あるいは故障）と判定されるとき
は、ミリ波レーダの検知結果を用い、レーザレーダ１２
との測位誤差の差±１ｍに基づいて動作位置を変更する
ようにした。
【００３８】具体的には、自車（車両１０）の車速が５
０ｋｍ／ｈで障害物１００が停止しているとき、図６に
示す如く、レーザレーダ１２の正常時には 制動作動開始距離（前記した第１の所定位置およびＬｂ）．．．２０ｍ 警報作動開始距離（前記した第３の所定位置およびＬａ）．．．２４ｍ とする。
【００３９】実際には、レーザレーダ１２の測位誤差±
１ｍを考慮し、 制動作動開始距離（前記した第１の所定位置およびＬｂ）．．．１９ｍ〜２１ｍ 警報作動開始距離（前記した第３の所定位置およびＬａ）．．．２３ｍ〜２５ｍ とする。即ち、レーザレーダ１２の検知結果から自車と
先行車との離間距離が２３ｍ〜２５ｍの間にあるとき警
報が開始され、１９ｍ〜２１ｍの間にあるときブレーキ
油圧機構３８の作動が開始される。
【００４０】他方、レーザレーダ１２がフェールと判定
されるとき、ミリ波レーダ１４の検知結果に基づき、測
位精度の差１ｍ（＝２ｍ−１ｍ。前記したΔＸ）だけ制
動作動開始距離を短く、警報作動開始距離を長く変更す
る。即ち、 制動作動開始距離（前記した第２の所定位置およびＬｂ）．．．１９ｍ 警報作動開始距離（前記した第４の所定位置およびＬａ）．．．２５ｍ と変更し、ミリ波レーダ１４の測位誤差±２ｍを考慮す
ると、実際には 制動作動開始距離（前記した第２の所定位置およびＬｂ）．．．１７ｍ〜２１ｍ 警報作動開始距離（前記した第４の所定位置およびＬａ）．．．２３ｍ〜２７ｍ とする。
【００４１】このように、警報動作は早めに、制動動作
は遅めに修正することにより、警報動作については、開
始距離が最大で２ｍ長く（早く）なり、最短の開始距離
は同一となる。制動動作については最大の開始距離は同
一で、最短の開始距離が２ｍ短くなる。
【００４２】この結果、レーザレーダ１２のフェール時
は、フェールしていないときに比べ、警報動作は作動条
件が緩和されて警報動作開始距離（時間）が同等か長く
なると共に、制動動作は作動条件が制限されて制動動作
開始距離（時間）が同等か短くなる。このように、警報
動作についてはしきい値を下げ、制動動作についてはし
きい値を上げるので、制動の適切な動作を維持しつつ、
警報動作を比較的早めに行うことで、運転者に確実に警
告することができる。
【００４３】それによって運転者に障害物との回避マー
ジンを見込んだ運転を推奨することができ、自車の安全
確保能力の低下を防止することができる。さらに、警報
動作開始距離が早まることで、運転者にレーザレーダ１
２のフェールを知らせるという副次的な効果も有する。
【００４４】この実施の形態においては上記の如く、車
両１０の進行方向に向けて電磁波を発射し、前記進行方
向に存在する物体１００からの前記電磁波の反射波を受
信することにより、前記物体を検知する第１の物体検知
手段（レーザレーダ１２）、前記第１の物体検知手段の
検知結果に基づいて前記車両と前記物体が第１の所定位
置（Ｌｂ）まで接近したときに車両の制動装置（ブレー
キ油圧機構３８）を作動させる制動制御手段（処理ＥＣ
Ｕ１６，Ｓ１８）、を備える車両の制御装置において、
車両の進行方向に向けて電磁波を発射し、前記進行方向
に存在する物体からの前記電磁波の反射波を受信するこ
とにより、前記物体を検知すると共に、前記第１の物体
検知手段より測位精度において異なる、少なくとも第２
の物体検知手段（ミリ波レーダ１４）、前記第１の物体
検知手段の異常を検知する異常検知手段（Ｓ１０）、を
備え、前記制動制御手段は、前記異常検知手段が前記第
１の物体検知手段の異常を検知したとき、前記第２の物
体検知手段の検知結果に基づいて前記車両と前記物体が
前記第１の所定位置（Ｌｂ）より短い第２の所定位置
（Ｌｂ−ΔＸ）まで接近したときに前記制動装置を作動
させる（Ｓ２０，Ｓ１８）如く構成した。
【００４５】また、さらに、前記第１の物体検知手段の
検知結果に基づいて前記車両と前記物体が第３の所定位
置（Ｌａ）まで接近したときに警報装置４４を作動させ
る警報手段（処理ＥＣＵ１６）、を備えると共に、前記
警報手段は、前記異常検知手段が前記第１の物体検知手
段の異常を検知したとき、前記車両と前記物体が前記第
３の所定位置より長い第４の所定位置（Ｌａ＋ΔＸ）ま
で接近したときに前記警報を発する（Ｓ２０，Ｓ１４）
如く構成した。
【００４６】また、前記制動制御手段および前記警報手
段は、前記第２および第４の所定位置を、前記第１およ
び第２の物体検知手段の測位精度の差に基づいて算出す
る（Ｓ２０）如く構成した。
【００４７】尚、上記において、開始距離および終了距
離にある間、具体的には図４フロー・チャートのＳ１２
あるいはＳ１６で肯定される度に、Ｓ１４あるいはＳ１
８で警報動作あるいは制動動作が行われるが、それらは
同一量、例えば警告動作の場合ではインジケータによる
ときは同一のパターン、アラームによるときは同一の音
量で行っても良く、あるいは障害物に近づくにつれ、例
えば音量で言えば増加、制動動作で言えば制動力を増加
させるようにしても良い。
【００４８】また、Ｓ１０でレーザレーダ１２がフェー
ルと判定されるとき、インジケータを点灯させるなどし
て運転者に報知しても良い。
【００４９】また、レーザレーダ１２としてパルス変調
レーダを、ミリ波レーダ１４として周波数変調レーダを
用いたが、それに限られるものではない。
【００５０】また、レーザレーダ１２とミリ波レーダ１
４とを組み合わせたが、レーザレーダとレーザレーダ
を、あるいはミリ波レーダとミリ波レーダを組み合わせ
ても良い。いずれにしても測位精度の異なるセンサを組
み合わせれば良く、レーザレーダ１２あるいはミリ波レ
ーダ１４は例示に過ぎない。
【００５１】
【発明の効果】請求項１項にあっては、制動装置の作動
しきい値を上げることとなって、制動装置の誤作動を防
止することができ、制動装置や警報装置を作動させると
きも適正に行うことができて運転者に違和感を与えるこ
とがない。
【００５２】請求項２項にあっては、前記した作用効果
に加え、警報作動しきい値を下げることとなって、警報
作動開始距離（時間）が増加し、運転者に物体への回避
マージンを含んだ運転を推奨することとなって、自車の
安全確保能力の低下を防止することができる。また、第
１の物体検知手段の異常を運転者に知らせることができ
る。
【００５３】請求項３項にあっては、前記した作用効果
に加え、作動開始距離の変更、即ち、上記した作動しき
い値の変更を一層適正に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る物体検知手段を備える車両の制
御装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１装置のレーザレーダおよびミリ波レーダの
取りつけ位置および走査範囲を示す説明斜視図である。
【図３】図１装置のミリ波レーダの送受信波形を示す説
明図である。
【図４】図１装置の動作を示すフロー・チャートであ
る。
【図５】図４フロー・チャートの処理で前提とするレー
ザレーダなどの測位精度についての説明図である。
【図６】図４フロー・チャートの処理を説明する説明図
である。
【符号の説明】
１０ 車両 １２ レーザレーダ（第１の物体検知手段） １４ ミリ波レーダ（第２の物体検知手段） １６ 処理ＥＣＵ（制動制御手段、警報手段） ３４ ブレーキ系 ３８ ブレーキ油圧機構（制動装置） ４４ 警報装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 仲村 靖 (56)参考文献 特開 平９−11870（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−320199（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G08G 1/16 B60R 21/00 621 B60T 7/12 G01S 13/93

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ａ．車両の進行方向に向けて電磁波を発射
    し、前記進行方向に存在する物体からの前記電磁波の反
    射波を受信することにより、前記物体を検知する第１の
    物体検知手段、 ｂ．前記第１の物体検知手段の検知結果に基づいて前記
    車両と前記物体が第１の所定位置まで接近したときに車
    両の制動装置を作動させる制動制御手段、を備える車両
    の制御装置において、 ｃ．車両の進行方向に向けて電磁波を発射し、前記進行
    方向に存在する物体からの前記電磁波の反射波を受信す
    ることにより、前記物体を検知すると共に、前記第１の
    物体検知手段より測位精度において異なる、少なくとも
    第２の物体検知手段、 ｄ．前記第１の物体検知手段の異常を検知する異常検知
    手段、 を備え、前記制動制御手段は、前記異常検知手段が前記
    第１の物体検知手段の異常を検知したとき、前記第２の
    物体検知手段の検知結果に基づいて前記車両と前記物体
    が前記第１の所定位置より短い第２の所定位置まで接近
    したときに前記制動装置を作動させることを特徴とする
    物体検知手段を備える車両の制御装置。
  2. 【請求項２】 さらに、 ｅ．前記第１の物体検知手段の検知結果に基づいて前記
    車両と前記物体が第３の所定位置まで接近したときに警
    報装置を作動させる警報手段、 を備えると共に、前記警報手段は、前記異常検知手段が
    前記第１の物体検知手段の異常を検知したとき、前記車
    両と前記物体が前記第３の所定位置より長い第４の所定
    位置まで接近したときに前記警報を発することを特徴と
    する請求項１項記載の物体検知手段を備える車両の制御
    装置。
  3. 【請求項３】 前記制動制御手段および前記警報手段
    は、前記第２および第４の所定位置を、前記第１および
    第２の物体検知手段の測位精度の差に基づいて算出する
    ことを特徴とする請求項１項または２項記載の物体検知
    手段を備える車両の制御装置。
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