JP4210640B2 - 車両用制御対象判定装置および車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の進行方向に存在する複数の物体を検知可能な物体検知手段と、物体検知手段による検知結果に基づいて自車が制御対象とする物体を判定する制御対象判定手段とを備えた車両用制御対象判定装置と、その車両用制御対象判定装置を備えた車両制御装置とに関する。

車載のレーダー装置で検知した物体のうちから路上の落下物のような静止物体を抽出し、そのうちから相対距離が２０ｍ〜１００ｍの領域での反射波の受信レベルの分散が第１閾値以下の物体を抽出し、そのうちから自車の予想進路上にある物体を抽出し、更にそのうちから相対距離が１０ｍ〜２０ｍ程度の領域で受信レベルの減少率が第２閾値以上であり、かつ受信レベルが第３閾値以下の物体を、そのまま跨ぎ越しても支障のない物体であると判定し、ドライバーに違和感を与える警報や自動制動の実行を中止あるいは緩和するものが、下記特許文献１により公知である。
特開２００１−１９１８７６号公報

しかしながら上記従来のものは、物体からの反射波の受信レベルに基づいて判定を行うため、物体の形状や材質によって反射波の受信レベルにばらつきが生じて判定精度が低下する問題があった。また路面勾配の変化点付近に物体が存在する場合にも、路面からの反射波の影響に変化が生じるために判定精度が低下する問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、自車の走行を制御する際の制御対象となる先行車を、路上の固定物や落下物から確実に識別することを目的とする。

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、車両の進行方向に存在する複数の物体を検知可能な物体検知手段と、物体検知手段による検知結果に基づいて自車が制御対象とする物体を判定する制御対象判定手段とを備えた車両用制御対象判定装置において、物体検知手段により検知された物体の位置を記憶する検知位置記憶手段と、前記物体の位置を中心とする所定範囲を判定領域として設定する判定領域設定手段と、一方の物体に設定された判定領域を他方の物体が通過した場合に、その通過方向を判定する通過方向判定手段とを備え、前記制御対象判定手段は、通過方向判定手段が判定した通過方向が自車に接近する方向である物体を制御対象から除外することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、車両の進行方向に存在する複数の物体を検知可能な物体検知手段と、物体検知手段による検知結果に基づいて自車が制御対象とする物体を判定する制御対象判定手段とを備えた車両用制御対象判定装置において、物体検知手段により検知された物体の位置を記憶する検知位置記憶手段と、前記物体の位置を中心とする所定範囲を判定領域として設定する判定領域設定手段と、物体検知手段により検知された物体の絶対速度を検出する絶対速度検出手段とを備え、前記制御対象判定手段は、一方の物体に設定された判定領域を他方の物体が通過した場合に、絶対速度検出手段で検出された絶対速度が小さい方の物体を制御対象から除外することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、絶対速度検出手段は、車速センサで検出した自車の車速と、物体検知手段で検知した物体の相対速度とから該物体の絶対速度を検出することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両用制御対象判定装置を備えた車両制御装置であって、前記制御対象の運動状態に応じて自車の運動状態を制御する車両制御手段を備えたことを特徴とする車両制御装置が提案される。

尚、実施例のレーダー装置１４は本発明の物体検知手段に対応する。

請求項１の構成によれば、物体検知手段により検知された物体の位置を検知位置記憶手段で記憶し、その物体の位置を中心とする所定範囲を判定領域設定手段で判定領域として設定し、一方の物体に設定された判定領域を他方の物体が通過した場合に、その通過方向を通過方向判定手段で判定する。その際に、路上の固定物や落下物と先行車とが相対移動する方向は、路上の固定物や落下物が先行車を基準として自車に接近する方向であることから、御対象判定手段が通過方向判定手段で判定した通過方向が自車に接近する方向である物体を制御対象から除外することにより、路上の固定物や落下物を先行車が跨ぎ越した場合に、その固定物や落下物が制御対象であると誤判定されるのを防止することができる。

請求項２の構成によれば、物体検知手段により検知された物体の位置を検知位置記憶手段で記憶し、その物体の位置を中心とする所定範囲を判定領域設定手段で判定領域として設定し、物体検知手段により検知された物体の絶対速度を絶対速度検出手段で検出する。その際に、道路に対して移動しない路上の固定物や落下物の絶対速度は小さく、道路に対して移動する先行車の絶対速度は大きいことから、絶対速度が小さい方の物体を制御対象から除外することにより、路上の固定物や落下物を先行車が跨ぎ越した場合に、その固定物や落下物が制御対象であると誤判定されるのを防止することができる。

請求項３の構成によれば、車速センサで検出した自車の車速と、物体検知手段で検知した物体の相対速度とから物体の絶対速度を検出するので、既存の物体検知手段と車両に一般的に備えられている車速センサとを用いて物体の絶対速度を検出することができる。

請求項４の構成によれば、車両用制御対象判定装置により判定された制御対象の運動状態に応じて自車の運動状態を制御するので、制御対象ではない物体の運動状態に応じて自車が不適切に制御されるのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図４は本発明の第１実施例を示すもので、図１はＡＣＣシステムの制御系のブロック図、図２は作用を説明するフローチャート、図３は自車の将来の走行軌跡の推定手法の説明図、図４は先行車が路上の固定物を跨ぎ越した場合の作用説明図である。

図１に示すように、先行車が存在するときには予め設定した車間距離を保持して前記先行車に追従走行し、先行車が存在しないときには予め設定した車速で定速走行するＡＣＣ（アダプティブ・クルーズ・コントロール）システムは、走行軌跡推定手段Ｍ１と、検知位置記憶手段Ｍ２と、判定領域設定手段Ｍ３と、通過方向判定手段Ｍ４と、制御対象判定手段Ｍ５と、制御目標値決定手段Ｍ６と、車両制御手段Ｍ７とを備える。

走行軌跡推定手段Ｍ１には車速センサ１１およびヨーレートセンサ１２が接続され、検知位置記憶手段Ｍ２にはレーダー装置１４が接続され、車両制御手段Ｍ７にはディスプレイ１５、減速アクチュエータ１６および加速アクチュエータ１７が接続される。

走行軌跡推定手段Ｍ１は、図３に示すように、車速センサ１１で検出した車速とヨーレートセンサ１２で検出したヨーレートとに基づいて自車の将来の走行軌跡Ｔを推定する。即ち、現在の車速およびヨーレートから車両の旋回半径Ｒが算出できるため、現在の自車の進行方向に前記旋回半径Ｒの円弧を連ねることで自車の将来の走行軌跡Ｔを推定することができる。

検知位置記憶手段Ｍ２は、レーダー装置１４で検知した物体のうち、走行軌跡推定手段Ｍ１で推定した自車の将来の走行軌跡上に存在する物体の位置（その中心位置）を所定の時間間隔で記憶する。判定領域設定手段Ｍ３は、検知位置記憶手段Ｍ２に記憶された物体の中心位置の周囲に所定の判定領域を設定する。この判定領域の大きさは、一般的な自動車の平面形と同程度とされる。

ところで、図４（Ａ）に示すように、自車の前方の道路に先行車が存在し、その先行車の前方にマンホールの蓋のような固定物が存在する場合を考える。レーダー装置１４は先行車および固定物の両方を検知するが、制御対象判定手段Ｍ５は自車に近い方の先行車を制御対象と判定し、この制御対象（つまり先行車）との間に一定の車間距離を維持するように自車を追従走行制御する。所定の時間が経過し、図４（Ｂ）に示すように、先行車が固定物を跨ぎ越すと、制御対象判定手段Ｍ５は先行車に代わって自車に近い方の固定物を制御対象と判定し、この制御対象（つまり固定物）との間に一定の車間距離を維持するように自車を追従走行制御する。この場合、道路に固定された固定物に対して自車が急速に接近するため、固定物との距離を一定に維持しようとする追従走行制御により自車が自動的に制動され、ドライバーに違和感を与える可能性がある。

このような不具合を解消するには、マンホールの蓋のような跨ぎ越しが可能な固定物を先行車と識別し、この固定物を制御対象から除外することで、固定物を跨ぎ越した先行車を継続して制御対象であると判定する必要がある。

そこで本実施例では、先行車の中心の周囲に設定した判定領域を固定物の中心が通過した場合、あるいは固定物の中心の周囲に設定した判定領域を先行車の中心が通過した場合に、両者の相対的な通過方向を通過方向判定手段Ｍ４により判定し、その通過方向に基づいて制御対象判定手段Ｍ５が制御対象を判定する。

即ち、レーダー装置１４は先行車と固定物とを識別することはできないが、先行車が固定物を跨ぎ越した場合には、固定物が先行車を通過する方向が必ず自車に接近する方向になるため、制御対象判定手段Ｍ５は、レーダー装置１４が検知した二つの物体のうち、相手方の物体を自車に接近する方向に通過した物体が固定物であると判定し、もう一方の物体が先行車であると判定することができる。その結果、先行車が固定物を跨ぎ越して固定物が先行車よりも自車に近くなっても、固定物が制御対象であると誤判定されることがなくなり、先行車を継続して制御対象であると判定することで先行車に対する追従走行制御を支障なく継続することができる。

しかして、制御目標値決定手段Ｍ６は、前記制御対象となった先行車に自車を追従走行させるためのパラメータである目標車速、目標加減速度、目標車間距離等を決定する。そして車両制御手段Ｍ７は、制御目標値決定手段Ｍ６で決定した制御目標値に基づいて減速アクチュエータ１６や加速アクチュエータ１７を駆動し、スロットルバルブを開閉したりブレーキ装置を作動させたりして追従走行制御や定速走行制御を実行するとともに、ディスプレイ１５に現在の車両の制御状態を表示してドライバーに報知する。

次に、上記第１実施例の作用を図２のフローチャートに基づいて更に説明する。

先ずステップＳ１で走行軌跡推定手段Ｍ１がヨーレートおよび車速に基づいて自車の将来の走行軌跡を推定する。続くステップＳ２でレーダー装置１４により検知した物体が自車の将来の走行軌跡上に存在すれば、検知位置記憶手段Ｍ２がその検知物体の位置を記憶し、ステップＳ３で前記検知物体の中心の周囲に所定の検知領域を設定する。続くステップＳ４で二つの検知物体の一方の検知領域を他方の物体が通過すれば、ステップＳ５で二つの検知物体のうち、相手方を自車に接近する方向に通過した物体を路上の固定物であると判定し、その路上の固定物を制御対象から除外する。その結果、路上の固定物でない物体、つまり先行車を正しく制御対象として判定することができる。

図５および図６は本発明の第２実施例を示すもので、図５はＡＣＣシステムの制御系のブロック図、図６は作用を説明するフローチャートである。

図５に示すように、第２実施例は、第１実施例の通過方向判定手段Ｍ４（図１参照）を備えておらず、その代わりに車速センサ１１およびレーダー装置１４に接続された絶対速度検出手段Ｍ９を備えている。絶対速度検出手段Ｍ９は、レーダー装置１４で検知した物体の自車に対する相対速度から、車速センサ１１で検出した自車の車速を減算することにより、前記物体の絶対速度（道路に対する速度）を検出する。レーダー装置１４がミリ波レーダーであればドップラー効果により前記相対速度を直ちに検出することができ、レーダー装置１４がレーザーレーダーであれば自車および物体間の距離の時間変化率から前記相対速度を直ちに算出することができる。

制御対象判定手段Ｍ５は、二つの検知物体の一方の物体の中心の周囲に設定した判定領域を他方の物体の中心が通過した場合、あるいは他方の物体の中心の周囲に設定した判定領域を一方の物体の中心が通過した場合に、その二つの物体のうち絶対速度が小さい方の物体を路上の固定物であると判定することができる。なぜならば、路上の固定物は絶対速度が０であり、走行している先行車は所定の絶対速度を有するからである。

このようにして二つの検知物体を路上の固定物および先行車に識別することができるので、路上の固定物を制御対象から除外して先行車を制御対象とすることで、先行車が固定物を跨ぎ越して固定物が先行車よりも自車に近くなっても、固定物を制御対象であると誤判定することがなくなり、先行車を継続して制御対象であると判定することで先行車に対する追従走行制御を支障なく継続することができる。

次に、上記第２実施例の作用を図６のフローチャートに基づいて更に説明する。

先ずステップＳ２１で走行軌跡推定手段Ｍ１がヨーレートおよび車速に基づいて自車の将来の走行軌跡を推定する。続くステップＳ２２でレーダー装置１４により検知した物体が自車の将来の走行軌跡上に存在すれば、検知位置記憶手段Ｍ２がその検知物体の位置を記憶し、ステップＳ２３で前記検知物体の中心の周囲に所定の検知領域を設定するとともに、ステップＳ２４で絶対速度検出手段Ｍ９が検知物体の相対速度および自車の車速から検知物体の絶対速度を検出する。続くステップＳ２５で二つの検知物体の一方の検知領域を他方の物体が通過すれば、ステップＳ２６で二つの検知物体のうち、絶対速度が小さい方の物体を路上の固定物であると判定し、その路上の固定物を制御対象から除外する。その結果、路上の固定物でない物体、つまり先行車を正しく制御対象として判定することができる。

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。

例えば、実施例ではＡＣＣシステムについて説明したが、本発明はＡＣＣシステム以外の任意の用途の車両用制御対象判定装置に対して適用することができる。

また路上の固定物はマンホールの蓋等に限定されず、車両が跨いで走行することが可能な落下物等を含むものとする。

第１実施例に係るＡＣＣシステムの制御系のブロック図 第１実施例の作用を説明するフローチャート 自車の将来の走行軌跡の推定手法の説明図 先行車が路上の固定物を跨ぎ越した場合の作用説明図 第２実施例に係るＡＣＣシステムの制御系のブロック図 第２実施例の作用を説明するフローチャート

符号の説明

１１ 車速センサ
１４ レーダー装置（物体検知手段）
Ｍ２ 検知位置記憶手段
Ｍ３ 判定領域設定手段
Ｍ４ 通過方向判定手段
Ｍ５ 制御対象判定手段
Ｍ７ 車両制御手段
Ｍ９ 絶対速度検出手段

Claims (4)

1. 車両の進行方向に存在する複数の物体を検知可能な物体検知手段（１４）と、
   物体検知手段（１４）による検知結果に基づいて自車が制御対象とする物体を判定する制御対象判定手段（Ｍ５）とを備えた車両用制御対象判定装置において、
   物体検知手段（１４）により検知された物体の位置を記憶する検知位置記憶手段（Ｍ２）と、
   前記物体の位置を中心とする所定範囲を判定領域として設定する判定領域設定手段（Ｍ３）と、
   一方の物体に設定された判定領域を他方の物体が通過した場合に、その通過方向を判定する通過方向判定手段（Ｍ４）とを備え、
   前記制御対象判定手段（Ｍ５）は、通過方向判定手段（Ｍ４）が判定した通過方向が自車に接近する方向である物体を制御対象から除外することを特徴とする車両用制御対象判定装置。
2. 車両の進行方向に存在する複数の物体を検知可能な物体検知手段（１４）と、
   物体検知手段（１４）による検知結果に基づいて自車が制御対象とする物体を判定する制御対象判定手段（Ｍ５）とを備えた車両用制御対象判定装置において、
   物体検知手段（１４）により検知された物体の位置を記憶する検知位置記憶手段（Ｍ２）と、
   前記物体の位置を中心とする所定範囲を判定領域として設定する判定領域設定手段（Ｍ３）と、
   物体検知手段（１４）により検知された物体の絶対速度を検出する絶対速度検出手段（Ｍ９）とを備え、
   前記制御対象判定手段（Ｍ５）は、一方の物体に設定された判定領域を他方の物体が通過した場合に、絶対速度検出手段（Ｍ９）で検出された絶対速度が小さい方の物体を制御対象から除外することを特徴とする車両用制御対象判定装置。
3. 絶対速度検出手段（Ｍ９）は、車速センサ（１１）で検出した自車の車速と、物体検知手段（１４）で検知した物体の相対速度とから該物体の絶対速度を検出することを特徴とする、請求項２に記載の車両用制御対象判定装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両用制御対象判定装置を備えた車両制御装置であって、
   前記制御対象の運動状態に応じて自車の運動状態を制御する車両制御手段（Ｍ７）を備えたことを特徴とする車両制御装置。
   

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