JP4670841B2 - 車両用走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車両前方の物体との相対位置関係に応じて走行制御を行うようにした車両用走行制御装置に関する。

従来の車両用走行制御装置としては、自車両前方の物体を認識するセンサで停止物（前方路側のデリニエータ）を検出した場合に、その移動軌跡を統計的に処理することにより、センサの光軸ずれ量（車両の前後軸線方向からのずれ量）を検出し、光軸ずれ量に基づいて前方物体との相対位置情報を補正するというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１３２９３９号公報

しかしながら、上記従来の車両用走行制御装置にあっては、停止物の移動軌跡を統計的に処理することでセンサの光軸ずれを検出するため、実際に光軸ずれが発生してから、かなり時間が経過しないと検出することができない。そのため、軽衝突等により光軸ずれが発生した場合には、光軸ずれが検出されるまでは、光軸がずれたままシステムが作動してしまうという未解決の課題がある。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、自車両前方の物体を認識するためのセンサの検出範囲にずれが発生した場合に、直ちにそれを検出することが可能な車両用走行制御装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両用走行制御装置は、衝突回避判断手段が衝突回避不可能と判断し、且つ所定の作動条件が満たされた場合に自車両を自動制動制御する自動制動制御の終了後であって、前記衝突回避判断手段が衝突回避不可能と判断した衝突により前記前方物体検出手段の検出範囲が変化した場合に、自動制動制御手段による自動制動制御、又は走行制御手段による走行制御が作動され難くなるように作動条件を変更する。

本発明によれば、衝突回避判断手段が衝突回避不可能と判断した衝突により前方物体検出手段の検出範囲が変化した場合に、自動制動制御手段による自動制動制御、又は走行制御手段による走行制御が作動され難くなるように作動条件を変更するので、衝突による前方物体検出手段の検出範囲の変化により前方物体の位置を正確に認識することができないまま自動制動制御又は走行制御を行うことを確実に防止できると共に、安全走行を確保することができるという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、第１の実施形態を説明する。
図１は本発明を、衝突速度低減装置を搭載した後輪駆動車に適用した場合の実施形態を示す概略構成図であり、図中、１ＦＬ，１ＦＲは従動輪としての前輪、１ＲＬ，１ＲＲは駆動輪としての後輪であって、後輪１ＲＬ，１ＲＲは、エンジン２の駆動力が自動変速機３、プロペラシャフト４、最終減速装置５及び車軸６を介して伝達されて回転駆動される。

前輪１ＦＬ，１ＦＲ及び後輪１ＲＬ，１ＲＲには、夫々制動力を発生する例えばディスクブレーキで構成されるブレーキアクチュエータ７が設けられていると共に、これらブレーキアクチュエータ７の制動油圧が制動制御装置８によって制御される。
ここで、制動制御装置８は、図示しないブレーキペダルの踏込みに応じて制動油圧を発生すると共に、走行制御コントローラ２０からの制動圧指令値Ｐ_BRに応じて制動油圧を発生し、これをブレーキアクチュエータ７に出力するように構成されている。また、自動変速機３の出力側に配設された出力軸の回転速度を検出することにより、自車速Ｖｓを検出する車速センサ１３が配設されている。

一方、車両の前方側の車体下部には、前方物体検出手段としての前方物体センサ１４が設けられており、スキャニング式のレーザレーダにより、一定角度ずつ水平方向にずれながら周期的に車両の前方方向に所定の照射範囲（例えば、水平方向で１２°〜２４°、上下方向で４°）内で細かいレーザ光を照射し、前方物体から反射して戻ってくる反射光を受光して、出射タイミングから反射光の受光タイミングまでの時間差に基づいて、図２に示すように、各角度における自車両ＭＣと前方物体ＰＣとの間の相対距離ｄｒを検出する。検出された前方物体までの相対距離ｄｒの時間的変化から前方物体と自車両との相対速度Ｖｒを算出し、前方物体センサ１４の検出信号及びそのスキャニング角度に基づいて、自車両の進行方向を基準とし、これに対する前方物体の左右エッジの角度範囲θ_R及びθ_Lを検出する。

この前方物体センサ１４は、通常、その光軸方向が自車両の前後軸線から許容誤差範囲内（例えば、±０．５°）の高精度で締結具等により取り付けられているが、車両に何らかの衝撃が加わること等により、センサの光軸方向が自車両の前後軸線方向から許容誤差範囲内を超えて左右にずれると、斜め前方の物体を自車両前方の物体と誤認識し、上下にずれると前方物体を認識できないなど、前方物体との相対位置関係を正確に検出することができない。

また、この車両には、自車両に発生する前後加速度Ｘｇを検出する加速度センサ１５、自車両に発生するヨーレートφを検出するヨーレートセンサ１６が設けられている。さらに、車室内には光軸ずれ表示装置１７が設けられており、前方物体センサ１４の光軸ずれを検出して走行制御コントローラ２０から光軸ずれ報知指令が入力されると、運転者に光軸ずれ状態を提示する。

そして、車速センサ１３から出力される自車速Ｖｓ、前方物体センサ１４から出力される相対距離ｄｒ、相対速度Ｖｒ、角度範囲θ_R、θ_L、加速度センサ１５から出力される加速度Ｘｇ、及びヨーレートセンサ１６から出力されるヨーレートφが走行制御コントローラ２０に入力され、この走行制御コントローラ２０によって、車速センサ１３、前方物体センサ１４、加速度センサ１５、及びヨーレートセンサ１６の何れか一つのセンサから入力される信号をもとに前方物体センサ１４に検出範囲が変化する衝撃が加わったか否かを判断し、前方物体センサ１４の光軸ずれ量Δθを推定する。また、この走行制御コントローラ２０は、前方物体センサ１４で検出した前方物体との相対距離ｄｒが、光軸ずれ量Δθに基づいて設定される制動制御作動距離ｄ_SET以下のときに、制動圧指令値Ｐ_BRを制動制御装置８に出力して自車両の制動制御を行うことを許可する。

次に、第１の実施形態の動作を走行制御コントローラ２０で実行する制動制御作動判断処理手順を示す図３を伴って説明する。
この制動制御作動判断処理は、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ１で、前方物体センサ１４で検出した相対距離ｄｒ、相対速度Ｖｒ、角度範囲θ_R、θ_Lを読込む。

次いで、ステップＳ２に移行して、後述する衝撃判断処理で前方物体センサ１４への検出範囲が変化する衝撃を検知して、制動制御の禁止判断及び制動制御作動距離ｄ_SETの設定を行い、ステップＳ３に移行する。
このステップＳ３では、前記ステップＳ２で設定した制動制御禁止フラグＦ_CAが制御禁止を表す“１”にセットされており、且つ自動制動が非作動中であるか否かを判定し、Ｆ_CA＝１且つ自動制動非作動中であるときには、ステップＳ４に移行して制動制御の作動を禁止してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。

ステップＳ３の判定結果が、Ｆ_CA＝０又は自動制動作動中であるときには、ステップＳ５に移行して、自車両が制動制御許可領域内を走行しているか否かを判定する。この判定は、前方物体との相対距離ｄｒが前記ステップＳ２で設定した制動制御作動距離ｄ_SETを超えているか否かによって行い、Ｆ_CA＝０且つｄｒ＞ｄ_SETであるときには、自車両が制動制御禁止領域内を走行していると判断して前記ステップＳ４に移行する。一方、それ以外の場合にはステップＳ６に移行し、ドライバの制動操作によって前方物体との衝突が回避可能か否かを判断する。

ステップＳ６では、前記ステップＳ１で読込んだ相対距離ｄｒと相対速度Ｖｒが下記（１）式のような関係にあるか否かを判定する。下記（１）式が不成立の場合には、制動による衝突回避が可能であると判断してステップＳ７に移行し、制動衝突回避フラグＦ_Bを“１”にセットする。一方、下記（１）式が成立する場合には、制動による衝突回避は不可能であると判断してステップＳ８に移行し、制動衝突回避フラグＦ_Bを“０”にリセットする。

ｄｒ＜−Ｖｒ・Ｔｄ＋Ｖｒ²／２ａ ………（１）
ここで、Ｔｄはドライバのブレーキ操作時に減速度が発生するまでの無駄時間、ａはドライバのブレーキ操作により発生する減速度である。
次に、ドライバの操舵操作によって前方物体との衝突が回避可能か否かを判断する。先ず、ステップＳ９で操舵回避に必要な横移動量を算出する。自車両ＭＣと前方物体ＰＣとが図４に示すような関係にあるとき、右側に操舵回避する場合に必要な横移動量Ｙ_Rと、左側に操舵回避する場合に必要な横移動量Ｙ_Lはそれぞれ下記（２）及び（３）式のようになる。

Ｙ_R＝ｄｒ・ｔａｎθ_R−ｄｒ・ｔａｎ｛１／２・ｓｉｎ^-1（φ／Ｖｓ）｝
＋Ｗ_b／２＋Ｗ_S ………（２）
Ｙ_L＝−ｄｒ・ｔａｎθ_L＋ｄｒ・ｔａｎ｛１／２・ｓｉｎ^-1（φ／Ｖｓ）｝
＋Ｗ_b／２−Ｗ_S ………（３）
ここで、図２に示すように、θ_Rは前方物体センサ１４が検出している前方物体の右端の角度範囲、θ_Lは前方物体センサ１４が検出している前方物体の左端の角度範囲、Ｗ_bは自車両の幅、Ｗ_Sはセンサ取り付け位置の自車両センタからのオフセット量である。

操舵回避に必要な横移動量Ｙは、右側に操舵回避する場合に必要な横移動量Ｙ_Rと左側に操舵回避する場合に必要な横移動量Ｙ_Lの小さい方を選択して設定する。
Ｙ＝ｍｉｎ（Ｙ_R，Ｙ_L） ……… （４）
ここで、ｍｉｎ（ ）は、括弧内の小さい方を選択する関数である。
次いでステップＳ１０に移行して、前記ステップＳ９で算出した操舵回避に必要な横移動量Ｙより、図５に示す横移動量Ｙと横移動にかかる時間Ｔ_yとの関係に基づいて操舵回避にかかる時間Ｔ_yを算出し、ステップＳ１１に移行する。なお、図５において、横軸は操舵回避に必要な横移動量Ｙ、縦軸は横移動にかかる時間Ｔ_yであり、操作回避に必要な横移動量Ｙが増加するほど、横移動にかかる時間Ｔ_yも増加するように設定される。

ステップＳ１１では、下記（５）式が成立するか否かを判定する。下記（５）式が不成立の場合には、操舵による衝突回避が可能であると判断してステップＳ１２に移行し、操舵衝突回避フラグＦ_Sを“１”にセットする。一方、下記（５）式が成立する場合には、操舵による衝突回避が不可能であると判断してステップＳ１３に移行し、操舵衝突回避フラグＦ_Sを“０”にリセットする。

ｄｒ＜Ｖｒ・Ｔ_y ………（５）
次いでステップＳ１４で、制動による衝突回避が不可能且つ操舵による衝突回避が不可能であるか否かを判定し、制動衝突回避フラグＦ_Bが衝突回避不可能を示す“０”で、且つ操舵衝突回避フラグＦ_Sが衝突回避不可能を示す“０”である場合には、ステップＳ１５に移行して自動制動を所定時間、所定の大きさで作動させる。一方、ステップＳ１４の判定結果がＦ_B＝１又はＦ_S＝１である場合には、ステップＳ１６に移行して自動制動を解除する。

また、ステップＳ２の衝撃判断処理は、図６に示すように、先ずステップＳ２０１で、前方物体センサ１４に検出範囲の変化が発生するような衝撃が発生したか否かを判定する。衝撃発生の判断は、加速度センサ１５で検出した加速度信号Ｘｇによって行い、加速度センサ１５が所定値以上の減速度を検出した場合、光軸ずれが発生する大きさの衝撃が発生したと判断する。また、その減速度が負の方向に大きいほど光軸ずれが大きいと判断し、図７に示すようなマップを参照して加速度センサ１５で検出した減速度に基づいた光軸ずれ量Δθを推定し、その光軸ずれ量Δθを記憶する。なお、図７において、横軸は減速度の絶対値、縦軸は光軸ずれ量Δθであり、光軸ずれ量Δθは減速度に対して線形に変化するように設定される。

次にステップＳ２０２に移行して、前方物体センサ１４の光軸調整実施の有無を判定する。整備工場や販売店等で光軸調整が実施されていない場合には、ステップＳ２０３に移行して、記憶されている光軸ずれ量Δθを保持してから後述するステップＳ２０５に移行する。一方、ステップＳ２０２の判定結果が、光軸調整を実施されている場合には、ステップＳ２０４に移行して記憶されている光軸ずれ量Δθを“０”にリセットすると共に、光軸ずれ表示装置１７の光軸ずれ表示を非表示としてからステップＳ２０５に移行する。

このステップＳ２０５では、光軸ずれ量Δθが光軸ずれ表示閾値Δθ_SET以上であるか否かを判定し、Δθ≧Δθ_SETであるときにはステップＳ２０６に移行して光軸ずれ表示装置１７に光軸ずれ状態を表示してからステップＳ２０７に移行し、Δθ＜Δθ_SETであるときには以前の表示状態を保持するものとして、そのままステップＳ２０７に移行する。

ステップＳ２０７では、光軸ずれ量Δθが所定値Δθ_TH2以下であるか否かを判定し、Δθ≦Δθ_TH2であるときにはステップＳ２０８に移行して制動制御禁止フラグＦ_CAを、制御許可を表す“０”にリセットすると共に、図８に示すように光軸ずれ量Δθに応じて制動制御作動距離ｄ_SETを設定する。制動制御作動距離ｄ_SETは、光軸ずれ量Δθが所定値Δθ_TH1以下であるときには、光軸ずれがない状態と同じ距離範囲ｄ₁に固定され、Δθ_TH1＜Δθ≦Δθ_TH2であるときには、光軸ずれが大きいほど短く設定されてΔθ＝Δθ_TH2で距離範囲ｄ₂に設定される。

一方、ステップＳ２０７の判定結果が、Δθ＞Δθ_TH2であるときにはステップＳ２０９に移行して、制動制御禁止フラグＦ_CAを、制御禁止を表す“１”にセットする。
この図３の処理において、ステップＳ６〜Ｓ１３の処理が衝突回避判断手段に対応し、ステップＳ１４〜Ｓ１６の処理が自動制動制御手段に対応している。また、図６の処理において、ステップＳ２０７〜Ｓ２０９の処理が作動条件変更手段に対応している。

したがって、今、自車両が、自動制動を非作動状態として走行中であるとする。この状態で、自車両に何らかの衝撃が加わって前方物体センサ１４に所定値Δθ_TH2より大きい光軸ずれが発生した場合には、図６の衝撃判断処理において、ステップＳ２０１で加速度センサ１５にて減速度方向に所定値以上の値が検出されて、所定値Δθ_TH2より大きい光軸ずれ量Δθを推定する。整備工場や販売店等で光軸調整を施していないため、ステップＳ２０２からステップＳ２０３に移行して記憶された光軸ずれ量Δθを保持し、光軸ずれ量Δθは光軸ずれ表示閾値Δθ_SET以上であるので、ステップＳ２０５の判定によりステップＳ２０６に移行して、光軸ずれ表示装置１７に光軸ずれ表示を行う。そして、Δθ＞Δθ_TH2であるので、ステップＳ２０７からステップＳ２０８に移行して制動制御禁止フラグＦ_CAを、制御禁止を表す“１”にセットする。Ｆ_CA＝１で、且つ自車両は自動制動中でないため、図３の制動制御作動判断処理において、ステップＳ３からステップＳ４に移行して自動制動を禁止し、運転者のアクセル及びブレーキ操作に応じた走行を継続する。

また、自車両が自動制動を作動状態として走行している場合で、自車両に何らかの衝撃が加わって前方物体センサ１４に所定値Δθ_TH2より大きい光軸ずれが発生した場合には、図６の衝撃判断処理において、ステップＳ２０７からステップＳ２０８に移行して制動制御禁止フラグＦ_CAを、制御禁止を表す“１”にセットする。自車両は自動制動中であるため、図３の制動制御作動判断処理において、ステップＳ３からステップＳ５に移行する。Ｆ_CA＝１であるので、ステップＳ５の判定によりステップＳ６に移行してドライバによる制動回避の可否を判断し、次いでドライバによる操舵回避の可否を判断する。制動回避及び操舵回避の何れかにおいて回避可能であると判断された場合には、ステップＳ１４からステップＳ１６に移行し、自動制動を解除して運転者のアクセル及びブレーキ操作に応じた走行に移行する。したがって、その後は光軸調整を行うまでΔθ＞Δθ_TH2の状態が継続され、Ｆ_CA＝１且つ自動制動非作動状態となるため、ステップＳ３からステップＳ４に移行して自動制動を禁止し、運転者のアクセル及びブレーキ操作に応じた走行を継続する。つまり、前方物体センサ１４が、制動制御作動距離ｄ_SET以下となる相対距離ｄｒを検出し、自車両が制動制御許可領域内を走行している場合であっても、自動制動は禁止され、運転者のアクセル及びブレーキ操作に応じた走行が継続されることになる。

このように、光軸ずれが発生するような衝撃が発生したと判断した場合には、光軸ずれ量Δθを推定し、この光軸ずれ量Δθが所定値Δθ_TH2より大きい場合に自動制動を禁止するので、光軸ずれにより前方物体との相対位置関係を正確に認識できない状態のまま走行制御を行うことを確実に防止することができる。
一方、所定値Δθ_TH2以下のわずかな光軸ずれが発生している状態で、自車両が、前方物体との相対距離ｄｒが制動制御作動距離ｄ_SETを超える制動制御禁止領域を走行中であるとする。この場合には、先ず、図６の衝撃判断処理において、ステップＳ２０１でΔθ≦Δθ_TH2となる光軸ずれ量Δθが推定される。整備工場や販売店等で光軸調整を施していないため、ステップＳ２０２からステップＳ２０３に移行して記憶された光軸ずれ量Δθを保持し、光軸ずれ量Δθが光軸ずれ表示閾値Δθ_SET以上である場合には、ステップＳ２０５の判定によりステップＳ２０６に移行して、光軸ずれ表示装置１７に光軸ずれ表示を行う。そして、ステップＳ２０７からステップＳ２０９に移行して、制動制御禁止フラグＦ_CAを、制御許可を表す“０”にリセットすると共に、図８に示すように光軸ずれ量Δθに応じた距離範囲が制動制御作動距離ｄ_SETとして設定される。Ｆ_CA＝０且つｄｒ＞ｄ_SETであるので、図３の制動制御作動判断処理において、ステップＳ５からステップＳ４に移行して自動制動を禁止し、運転者のアクセル及びブレーキ操作に応じた走行を行う。

その後、前方物体との相対距離ｄｒが制動制御作動距離ｄ_SET以下となり、制動制御許可領域内を走行している状態となると、自車両が前方物体へ接近することを抑制するように制動制御可能となる。Ｆ_CA＝０且つｄｒ≦ｄ_SETであるので、ステップＳ５からステップＳ６に移行して、ドライバによる制動回避の可否を判断し、次いでドライバによる操舵回避の可否を判断する。制動回避及び操舵回避の何れかにおいて回避可能であると判断された場合には、ステップＳ１４からステップＳ１６に移行し、運転者のアクセル及びブレーキ操作に応じた走行を継続する。

一方、制動回避及び操舵回避が不可能であると判断されたときには、ステップＳ１４からステップＳ１５に移行して、所定の大きさの制動油圧が発生するような制動圧指令値Ｐ_BRを制動制御装置８に出力し、自車両の制動制御に移行する。
ここで、制動制御作動距離ｄ_SETは光軸ずれ量Δθが大きいほど小さい値に設定されるので、Δθ_TH1＜Δθ≦Δθ_TH2であるときには、光軸ずれがない場合と比較して、前方物体との相対位置関係がより近いものに対してのみ制動制御を行うことになる。

このように、上記第１の実施形態では、自車両に何らかの衝撃が加わって自車両前方の物体を認識するためのセンサの取り付け位置がずれるなどにより、センサの検出範囲に変化が生じた場合に、直ちにそれを検出し、自車両が自動制動中でないときに制動制御の作動を禁止するので、センサの検出範囲が変化したまま走行制御が作動してしまうことを確実に防止できると共に、自動制動中であるときには、ドライバによる制動回避及び操舵回避の可否を判定し、衝突回避可能であると判断された場合にのみ制動制御の作動を解除するので、安全走行を確保することができる。

さらに、自車両前方の物体を認識するためのセンサの検出範囲変化量が大きいほど、検出した前方物体との相対位置関係が近いものに対してのみ制動制御を行い、変化量が小さいほど、変化量が大きい場合と比較して検出した前方物体との相対位置関係が遠いものに対しても制動制御を行うので、前方物***置の正確性を悪化させずに前方物体の位置を検出できると共に、検出範囲の変化の状態に応じて最適な制動制御を行うことができる。

また、広く普及しているエアバック等に使用されている加速度センサの加速度信号を用いて、前方物体センサに加わった衝撃の大きさを検出するので、新たに衝撃を検出するためのセンサを設置する必要がなく、コストアップを削減することができる。
なお、上記第１の実施形態においては、加速度検出手段として加速度センサを適用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車速センサで検出した自車両の車速から加速度を算出するようにしてもよい。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態において、前方物体センサ１４の検出範囲が変化する衝撃の判断を、ヨーレートセンサ１６の信号を用いて行うようにしたものである。
図９は、第２の実施形態において、走行制御コントローラ２０において実行される衝撃判断処理の処理手順を示すフローチャートであって、図６に示す第１の実施形態における衝撃判断処理において、ステップＳ２０１の処理が、ヨーレートセンサ１６で検出したヨーレートφの変化率により、光軸ずれが発生する大きさの衝撃を検出して光軸ずれ量Δθを推定するステップＳ２２１の処理に置換されていることを除いては図６と同様の処理を行い、図６と同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。

この第２の実施形態によると、ステップＳ２２１で、ヨーレートセンサ１６で検出したヨーレートφの変化率を演算し、その演算値の絶対値が所定値以上である場合には、前方物体センサ１４に光軸ずれが発生するような衝撃が発生したと判断する。また、その演算値の絶対値が大きいほど光軸ずれが大きいと判断し、図７に示すようなマップを参照してヨーレートφの変化率に基づいた光軸ずれ量Δθを推定し、その光軸ずれ量Δθを記憶してから前述したステップＳ２０２に移行する。なお、図７において、横軸はヨーレートφの変化率の絶対値、縦軸は光軸ずれ量Δθであり、光軸ずれ量Δθはヨーレートφの変化率の絶対値に対して線形に変化するように設定される。

このように、上記第２の実施形態では、前方物体を認識するためのセンサにも使用されているヨーレートセンサのヨーレート信号を用いて、前方物体センサに加わった衝撃の大きさを検出するので、新たに衝撃を検出するためのセンサを設置する必要がなく、コストアップを削減することができる。
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

この第３の実施形態は、前述した第１の実施形態において、前方物体センサ１４の検出範囲が変化する衝撃の判断を、車速センサ１３の信号を用いて行うようにしたものである。
図１０は、第３の実施形態において、走行制御コントローラ２０において実行される衝撃判断処理の処理手順を示すフローチャートであって、図６に示す第１の実施形態における衝撃判断処理において、ステップＳ２０１の処理が、車速センサ１３で検出した自車速Ｖｓの変化率により、光軸ずれが発生する大きさの衝撃を検出して光軸ずれ量Δθを推定するステップＳ２３１の処理に置換されていることを除いては図６と同様の処理を行い、図６と同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。

この第３の実施形態によると、ステップＳ２３１で車速センサ１３の自車速Ｖｓの変化率を演算し、その演算値が減速方向に所定値以上である場合には、前方物体センサ１４に光軸ずれが発生するような衝撃が発生したと判断する。また、その演算値が減速方向に大きいほど光軸ずれが大きいと判断し、図７に示すようなマップを参照して自車速の変化率に基づいた光軸ずれ量Δθを推定し、その光軸ずれ量Δθを記憶してから前述したステップＳ２０２に移行する。なお、図７において、横軸は自車速Ｖｓの変化率の絶対値、縦軸は光軸ずれ量Δθであり、光軸ずれ量Δθは自車速Ｖｓの変化率の絶対値に対して線形に変化するように設定される。

このように、上記第３の実施形態では、ほとんどの車両に使用されている車速センサの自車速変化率を用いて、前方物体センサに加わった衝撃の大きさを検出するので、新たに衝撃を検出するためのセンサを設置する必要がなく、コストアップを削減することができる。
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。

この第４の実施形態は、前述した第１の実施形態において、前方物体センサ１４の検出範囲が変化する衝撃の判断を、前方物体センサ１４の信号を用いて行うようにしたものである。
図１１は、第４の実施形態において、走行制御コントローラ２０において実行される衝撃判断処理の処理手順を示すフローチャートであって、図６に示す第１の実施形態における衝撃判断処理において、ステップＳ２０１の処理が、前方物体センサ１４で検出した相対距離ｄｒ及び相対速度Ｖｒにより、光軸ずれが発生する大きさの衝撃を検出して光軸ずれ量Δθを推定するステップＳ２４１の処理に置換されていることを除いては図６と同様の処理を行い、図６と同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。

この第４の実施形態によると、ステップＳ２４１で前方物体センサ１４で検出した相対距離ｄｒが所定値以下である場合には、前方物体センサ１４に光軸ずれが発生するような衝突が発生したと判断する。また、そのときの接近方向の相対速度Ｖｒが大きいほど光軸ずれが大きいと判断し、図７に示すようなマップを参照して接近方向の相対速度に基づいた光軸ずれ量Δθを推定し、その光軸ずれ量Δθを記憶してから前述したステップＳ２０２に移行する。なお、図７において、横軸は接近方向の相対速度Ｖｒ、縦軸は光軸ずれ量Δθであり、光軸ずれ量Δθは接近方向の相対速度Ｖｒに対して線形に変化するように設定される。

このように、上記第４の実施形態では、前方物体センサの検出値を用いて、前方物体センサに加わった衝撃の大きさを検出するので、新たに衝撃を検出するためのセンサを設置する必要がなく、コストアップを大幅に削減することができる。
なお、上記第４の実施形態においては、前方物体との相対距離が所定値以下であるときに、光軸ずれが発生するような衝撃が発生したと判断する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ステップＳ１４で制動による衝突回避及び操舵による衝突回避が不可能、且つ自動制動中であるときに、自動制動終了後に前方物体を認識するためのセンサに衝撃が発生したと判断するようにしてもよい。この場合には、相対速度が接近方向に所定値以上であるときに、光軸ずれが発生するような衝撃が発生したと判断し、接近方向の相対速度が大きいほど光軸ずれが大きいと判断すればよい。これにより、衝突回避が不可能な状態を検出した後に、前方物体を検出できない状態となった場合であっても、衝突が発生したことを推定可能であるため、光軸ずれが発生するような衝撃の発生をより確実に検出することができる。

次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
この第５の実施形態は、本発明を、車間距離制御装置を搭載した後輪駆動車に適用したものである。
すなわち、第５の実施形態における概略構成を図１２に示すように、エンジン出力を制御するエンジン出力制御装置１１を設け、前述した第１の実施形態におけるスキャニング式の構成を有する前方物体センサ１４の代わりに、レーダ方式の構成を有する前方物体センサ１８を設け、走行制御コントローラ２０の代わりに、自車両前方の車両を捕捉しているときに車間距離が目標車間距離となるように目標車速を設定して自車速を制御し、自車両前方の車両を捕捉していないときに自車速Ｖｓを運転者が設定した設定車速Ｖ_SET に制御する追従制御コントローラ３０を設けたことを除いては、図１と同様の構成を有するため、図１との対応部分には同一符号を付与し、その詳細な説明は省略する。

前方物体センサ１８は、所定の照射範囲（例えば、水平方向で９°、上下方向で３°）でレーザ光を掃射して先行車両からの反射光を受光するレーダ方式の構成を有し、自車両と先行車両との間の車間距離Ｄを検出する。そして、この車間距離Ｄの時間的変化から先行車両と自車両との相対速度ΔＶが算出される。
この前方物体センサ１８は、通常、その光軸方向が自車両の前後軸線から許容誤差範囲内（例えば、±０．５°）の高精度で締結具等により車両前部に取り付けられているが、車両に何らかの衝撃が加わること等により、センサの光軸方向が自車両の前後軸線方向から許容誤差範囲を超えて左右にずれると、隣接車線を走行している斜め前方の車両を自車走行車線前方の車両と誤認識し、上下にずれると先行車両を認識できないなど、先行車両との相対位置関係を正確に検出することができない。

車速センサ１３から出力される自車速Ｖｓ、前方物体センサ１８から出力される車間距離Ｄ、相対速度ΔＶ、加速度センサ１５から出力される加速度Ｘｇ、及びヨーレートセンサ１６から出力されるヨーレートφが追従制御コントローラ３０に入力され、この追従制御コントローラ３０によって、車速センサ１３、前方物体センサ１８、加速度センサ１５、及びヨーレートセンサ１６の何れか一つのセンサから入力される信号をもとに前方物体センサ１８に検出範囲が変化する衝撃が加わったか否かを判断し、前方物体センサ１８の光軸ずれ量Δθを推定する。また、この追従制御コントローラ３０では、自車両の走行車線前方の車両を捕捉しているときに車間距離が目標車間距離となるように目標車速を設定して自車速を制御し、自車両の走行車線前方の車両を捕捉していないときに自車速Ｖ_S を運転者が設定した設定車速Ｖ_SET に制御する制動圧指令値Ｐ_BR及び目標スロットル開度θ^* を制動制御装置８及びエンジン出力制御装置１１に出力する。

この追従制御コントローラ３０は、マイクロコンピュータとその周辺機器を備え、マイクロコンピュータのソフトウェア形態により、図１３に示す制御ブロックを構成している。
この制御ブロックは、前方物体センサ１８でレーザ光を掃射してから先行車両の反射光を受光するまでの時間を計測し、先行車両との車間距離Ｄを演算する測距信号処理部２１と、測距信号処理部２１で演算された車間距離Ｄ、自車速Ｖｓ及び相対速度ΔＶに基づいて車間距離Ｄを目標車間距離Ｄ^* に維持する目標車速Ｖ_L ^*を演算する車間距離制御部４０と、この車間距離制御部４０で演算した目標車速Ｖ_L ^*に基づいて目標駆動軸トルクＴ_W ^*を演算する車速制御部５０と、この車速制御部５０で演算した目標駆動軸トルクＴ_W ^*に基づいてスロットルアクチュエータ１２及びブレーキアクチュエータ７に対するスロットル開度指令値θ_R及び制動圧指令値Ｐ_BRを演算し、これらをスロットルアクチュエータ１２及びブレーキアクチュエータ７に出力する駆動軸トルク制御部６０とを備えている。

車間距離制御部４０は、自車速Ｖｓと相対速度ΔＶから算出される先行車速Ｖｔに基づいて先行車両と自車両との間の目標車間距離Ｄ^* を算出する目標車間距離設定部４２と、この目標車間距離設定部４２で算出された目標車間距離Ｄ^* と、測距信号処理部２１から入力される車間距離Ｄと、自車速Ｖｓとに基づいて車間距離Ｄを目標車間距離Ｄ^* に一致させるための目標車速Ｖ_L ^*を演算する車間距離制御演算部４３とを備えている。

ここで、目標車間距離設定部４２は、先行車両に一定車速、一定車間距離で追従走行中の目標車間距離、つまり先行車両と自車両との間の定常目標車間距離Ｄ^*を算出する。本実施形態では、車間時間を一定とするために、下記（６）式により定常目標車間距離Ｄ^*を算出する。
Ｄ^* ＝Ｖｔ×Ｔｈ ………（６）
ここで、Ｖｔは先行車速、Ｔｈは車間時間である。

また、車間距離制御演算部４３は、車間距離Ｄと相対速度ΔＶとに基づいて、車間距離Ｄを目標車間距離Ｄ^*に保ちながら先行車両に追従走行するための目標車速Ｖ_L ^*を、次式をもとに算出する。
Ｖ_L ^*＝Ｋ_L（Ｄ−Ｄ^*）＋Ｋ_V（ΔＶ−ΔＶ^*）＋Ｖｔ ………（７）
ここで、Ｋ_Lは車間距離制御ゲイン、Ｋ_Vは相対速度制御ゲインである。

車速制御部５０は、追従制御状態であるときには、前方物体センサ１８で先行車両を捕捉しているときには車間距離制御部４０から入力される目標車速Ｖ_L ^*と運転者が設定した設定車速Ｖ_SET との何れか小さい値を目標車速Ｖ^* として設定し、先行車両を捕捉していないときには運転者が設定した設定車速Ｖ_SET を目標車速Ｖ^* として設定する目標車速設定部５１と、この目標車速設定部５１で設定された目標車速Ｖ^* に自車速Ｖｓを一致させるための目標駆動軸トルクＴ_W ^*を演算する目標駆動軸トルク演算部５３とを備えている。

また、駆動軸トルク制御部６０は、目標駆動トルクＴ_W ^*を実現するためのスロットル開度指令値θ_R とブレーキ液圧指令値Ｐ_BRとを演算し、スロットル開度指令値θ_R をエンジン出力制御装置１１に出力すると共に、ブレーキ液圧指令値Ｐ_BRを制動制御装置８に出力する。
なお、上述した車間距離制御部４０、車速制御部５０及び駆動軸トルク制御部６０で走行制御手段を構成している。

また、目標車速設定部５１では、図１４に示す目標車速設定処理を実行する。
この目標車速設定処理は、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ１０１で、車速センサ１３で検出した自車速Ｖｓ、前方物体センサ１８で検出した先行車両との車間距離Ｄを読込み、次いでステップＳ１０２に移行して、後述する衝撃判断処理で前方物体センサ１８への検出範囲が変化する衝撃を検知して車間距離制御の禁止判断及び車間距離検出限界Ｄ_MAXの設定を行う。

ステップＳ１０３では、追従走行制御中か否かを判定する。この判定は、前方物体センサ１８で先行車両を検出しており、且つステップＳ１０２で設定した車間制御禁止フラグＦ_CAが制御許可を表す“０”にリセットされているか否かによって行い、前方物体センサ１８で検出した車間距離ＤがステップＳ１０２で設定された車間距離検出限界Ｄ_MAX以下であるか否かを判定し、Ｆ_CA＝０且つＤ≦Ｄ_MAXであるときには、先行車両を検出しており追従走行制御中であると判断してステップＳ１０４に移行する。

ステップＳ１０４では、車間距離制御演算部４３で前記（７）式により算出した目標車速Ｖ_L ^*と運転者が設定した設定車速Ｖ_SET との大きさを比較して、小さい方の値を目標車速Ｖ^*として設定してからステップＳ１０５に移行し、目標車速Ｖ^*を目標駆動軸トルク演算部５３へ入力してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。

Ｖ^*＝ｍｉｎ（Ｖ_L ^*，Ｖ_SET） ………（８）
ここで、ｍｉｎ（ ）は、括弧内の小さい方を選択する関数である。
一方、ステップＳ１０３の判定結果が、Ｆ_CA＝１又はＤ＞Ｄ_MAXであるときには、車間距離制御禁止状態であるか先行車両を検出していないと判断してステップＳ１０６に移行し、予め運転者が設定した設定車速Ｖ_SET を目標車速Ｖ^*として設定してから前記ステップＳ１０５に移行する。

また、図１５はステップＳ１０２の光軸ずれ判断処理手順を示すフローチャートであって、図６に示す第１の実施形態における衝撃判断処理において、ステップＳ２０８、Ｓ２０９の処理が、車間距離検出限界Ｄ_MAXを設定するステップＳ２５１、車間距離制御を禁止するＳ２５２の処理に置換されていることを除いては図６と同様の処理を行い、図６と同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。

ステップＳ２０７で、光軸ずれ量Δθが所定値Δθ_TH2以下であるか否かを判定し、Δθ≦Δθ_TH2であるときにはステップＳ２５１に移行して、車間制御禁止フラグＦ_CAを、制御許可を表す“０”にリセットすると共に、図１６に示すように光軸ずれΔθに応じて車間距離検出限界Ｄ_MAXを設定する。一方、ステップＳ２０７の判定結果が、Δθ＞Δθ_TH2であるときにはステップＳ２５２に移行して、車間制御禁止フラグＦ_CAを、制御禁止を表す“１”にセットして車間距離制御を作動させないようにする。

したがって、今、自車両が、整備工場や販売店等で光軸調整を施して前方物体センサ１８に光軸ずれが発生していない状態で走行中であるとする。この場合には、図１５の衝撃判断処理において、ステップＳ２０２からステップＳ２０４に移行して、記憶された光軸ずれ量Δθを“０”にリセットすると共に、光軸ずれ表示装置１７の光軸ずれ表示を非表示とする。光軸ずれ量Δθ＝０であるので、ステップＳ２０７からステップＳ２５１に移行して、車間制御禁止フラグＦ_CAが制御許可を表す“０”にリセットされると共に、図１６に示すように車間距離Ｄ₁が車間距離検出限界Ｄ_MAXとして設定される。自車両が先行車両を検出していない場合には、前方物体センサ１８が車間距離検出限界Ｄ_MAXより大きい車間距離Ｄを検出するので、図１４の目標車速設定処理において、ステップＳ１０３からステップＳ１０６に移行して、運転者が設定した設定車速Ｖ_SET を目標車速Ｖ^*として設定してからステップＳ１０５に移行し、目標車速Ｖ^*を目標駆動軸トルク演算部５３へ入力することにより、自車速Ｖｓを運転者が設定した設定車速Ｖ_SET に一致させるような走行制御を行う。

この状態から、自車両に何らかの衝撃が加わって前方物体センサ１８に所定値Δθ_TH2より大きい光軸ずれが発生した場合には、図１５の衝撃判断処理において、ステップＳ２０１で減速度方向に所定値以上の値を検出して、所定値Δθ_TH2より大きい光軸ずれ量Δθを推定する。次いで、ステップＳ２０２からステップＳ２０３に移行して記憶された光軸ずれ量Δθを保持し、光軸ずれ量Δθは光軸ずれ表示閾値Δθ_SET以上であるので、ステップＳ２０５の判定によりステップＳ２０６に移行して、光軸ずれ表示装置１７に光軸ずれ表示を行う。そして、Δθ＞Δθ_TH2であるので、ステップＳ２０７からステップＳ２０８に移行して車間制御禁止フラグＦ_CAを、制御禁止を表す“１”にセットする。Ｆ_CA＝１であるため、図１４の目標車速設定処理において、ステップＳ１０３からステップＳ１０６に移行して運転者が設定した設定車速Ｖ_SET を目標車速Ｖ^*として設定してからステップＳ１０５に移行し、目標車速Ｖ^*を目標駆動軸トルク演算部５３へ入力することにより、車間距離Ｄが車間距離検出限界Ｄ_MAX以下となっている場合であっても、追従走行制御は作動せず、自車速Ｖｓを運転者が設定した設定車速Ｖ_SET に一致させるような走行制御を継続する。

このように、光軸ずれが発生するような衝撃が発生したと判断した場合には、光軸ずれ量Δθを推定し、この光軸ずれ量Δθが所定値Δθ_TH2より大きい場合に車間距離制御を禁止するので、大幅な光軸ずれにより先行車両との車間距離を正確に認識できない状態のまま追従走行制御を行うことを確実に防止することができる。
一方、前方物体センサ１８に所定値Δθ_TH2以下のわずかな光軸ずれが発生している状態で走行中であるとする。この場合には、図１５の衝撃判断処理において、ステップＳ２０１でΔθ≦Δθ_TH2となる光軸ずれ量Δθが推定される。整備工場や販売店等で光軸調整を施していないため、ステップＳ２０２からステップＳ２０３に移行して記憶された光軸ずれ量Δθを保持し、光軸ずれ量Δθが光軸ずれ表示閾値Δθ_SET以上であるときには、ステップＳ２０５の判定によりステップＳ２０６に移行して、光軸ずれ表示装置１７に光軸ずれ表示を行う。そして、ステップＳ２０７からステップＳ２０９に移行して、図１６に示すように光軸ずれ量Δθに応じた車間距離が車間距離検出限界Ｄ_MAXとして設定される。

前方物体センサ１８で車間距離検出限界Ｄ_MAX以下の車間距離Ｄを検出し、自車両が先行車両を検出しているときには、図１４の目標車速設定処理において、ステップＳ１０３からステップＳ１０４に移行して車間距離Ｄを目標車間距離Ｄ^* に保ちながら追従走行するための目標車速Ｖ^*を設定し、次いでステップＳ１０５に移行して目標車速Ｖ^*を目標駆動軸トルク演算部５３へ入力することにより追従走行制御を行う。

ここで、車間距離検出限界Ｄ_MAXは光軸ずれ量Δθが大きいほど小さい値に設定されるので、Δθ_TH1＜Δθ≦Δθ_TH2であるときには、光軸ずれがない場合と比較して、先行車両との相対位置関係がより近いものに対してのみ追従走行制御を行うことになる。
このように、上記第５の実施形態では、自車両に何らかの衝撃が加わって先行車両を認識するためのセンサの取り付け位置がずれるなどにより、センサに検出範囲の変化が生じた場合には、直ちにそれを検出して車間距離制御を禁止するので、センサの検出範囲が変化したまま追従走行制御が作動してしまうことを確実に防止できると共に、検出範囲の変化が発生していない場合には、通常通りの追従走行制御を行うので、運転者に違和感のない走行制御を行うことができる。

さらに、先行車両を認識するためのセンサの検出範囲変化量が大きいほど、検出した先行車両との相対位置関係が近いものに対してのみ車間距離制御を行い、変化量が小さいほど、変化量が大きい場合と比較して検出した先行車両との相対位置関係が遠いものに対しても車間距離制御を行うので、先行車両位置の正確性を悪化させずに先行車両の位置を検出できると共に、検出範囲の変化の状態に応じて最適な車間距離制御を行うことができる。

また、広く普及しているエアバック等に使用されている加速度センサの加速度信号を用いて、先行車両を認識するためのセンサに加わった衝撃の大きさを検出するので、新たに衝撃検出センサを設置する必要がなく、コストアップを削減することができる。
なお、上記第５の実施形態においては、加速度検出手段として加速度センサを適用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車速センサで検出した自車両の車速から加速度を算出するようにしてもよい。

また、上記第５の実施形態においては、図１５の衝撃判断処理において、ステップＳ２０１で加速度センサの加速度信号を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ステップＳ２０１で図９に示す第２の実施形態におけるステップＳ２２１と同様にヨーレートセンサで検出したヨーレートの変化率を用いるようにしてもよく、ステップＳ２０１で図１０に示す第３の実施形態におけるステップＳ２３１と同様に車速センサで検出した自車速の変化率を用いるようにしてもよく、さらにステップＳ２０１で図１１に示す第４の実施形態におけるステップＳ２４１と同様に前方物体センサで検出した先行車両との車間距離及び相対速度を用いるようにしてもよい。

なお、上記各実施形態においては、図６、図９〜図１１及び図１５の衝撃判断処理において、ステップＳ２０２で光軸調整を実施したと判断されたときに、ステップＳ２０４で光軸ずれ量Δθを“０”にリセットする場合について説明したが、これに限定されるものではなく、衝突等により検出範囲が変化したと判断された後に、従来からある停止物（前方路側のデリニエータ）の検出軌跡に基づく検出範囲変化判断処理に必要な距離だけ走行し、検出範囲の変化が検出されなかった場合に、記憶された光軸ずれ量Δθを“０”にリセットするようにしてもよい。

また、上記各実施形態においては、光軸ずれ量Δθが光軸ずれ表示閾値Δθ_SET以上であるときに、車室内に設置されている光軸ずれ表示装置に光軸ずれ状態であることを直ちに表示する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、光軸ずれ表示装置に光軸ずれ状態であることを記憶しておき、整備工場や販売店等で診断装置を接続したときに、その診断装置に光軸ずれ状態であることを表示するようにしてもよい。また、光軸ずれ状態をモニタに表示するのではなく、音声やブザー等によって報知するようにしてもよい。

さらに、上記各実施形態においては、前方物体センサ１４としてレーザレーダを使用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ミリ波レーダ等の他の測距装置を適用してもよい。
また、上記各実施形態においては、後輪駆動車に本発明を適用した場合について説明したが、前輪駆動車に本発明を適用することもでき、また回転駆動源としてエンジン２を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動モータを適用することもでき、さらには、エンジンと電動モータとを使用するハイブリッド仕様車にも本発明を適用することができる。

本発明の実施形態を示す概略構成図である。 前方物体センサの説明図である。 本発明の実施形態における走行制御コントローラ２０で実行する制動制御作動判断処理を示すフローチャートである。 操舵回避に必要な横移動量の説明図である。 横移動量と横移動にかかる時間との関係図である。 第１の実施の形態における衝撃判断処理を示すフローチャートである。 光軸ずれ量の算出マップである。 光軸ずれ量と制動制御作動距離との関係図である。 第２の実施の形態における衝撃判断処理を示すフローチャートである。 第３の実施の形態における衝撃判断処理を示すフローチャートである。 第４の実施の形態における衝撃判断処理を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施形態を示す概略構成図である。 図１２の追従制御コントローラの具体例を示すブロック図である。 第５の実施の形態における図１３の目標車速設定部の目標車速設定処理を示すフローチャートである。 第５の実施の形態における衝撃判断処理を示すフローチャートである。 光軸ずれ量と車間距離検出限界との関係図である。

符号の説明

２ エンジン
３ 自動変速機
７ ディスクブレーキ
８ 制動制御装置
１１ エンジン出力制御装置
１３ 車速センサ
１４ 前方物体センサ
１５ 加速度センサ
１６ ヨーレートセンサ
１７ 光軸ずれ表示装置
２０ 走行制御コントローラ
３０ 追従制御コントローラ
５０ 車速制御部
５１ 目標車速設定部
５３ 目標駆動軸トルク演算部
６０ 駆動軸トルク制御部

Claims (4)

1. 自車両前方の物体を検出する前方物体検出手段と、該前方物体検出手段で検出した前方物体と自車両との相対位置関係に基づいて、前方物体への衝突回避が不可能であることを判断する衝突回避判断手段と、該衝突回避判断手段が衝突回避不可能と判断し、且つ所定の作動条件が満たされた場合に自車両を自動制動制御する自動制動制御手段と、該自動制動制御の終了後であって、前記衝突回避判断手段が衝突回避不可能と判断した衝突により前記前方物体検出手段の検出範囲が変化した場合に、前記自動制動制御手段による自動制動制御が作動され難くなるように当該自動制動制御の前記作動条件を変更する作動条件変更手段と、を備えていることを特徴とする車両用走行制御装置。
2. 前記作動条件変更手段は、前記自動制動制御手段による自動制動制御の作動を禁止することを特徴とする請求項１に記載の車両用走行制御装置。
3. 自車両前方の物体を検出する前方物体検出手段と、該前方物体検出手段で検出した前方物体と自車両との相対位置関係に基づいて、前記相対位置関係が所定の関係となるように自車両の走行を制御する走行制御手段と、前記前方物体検出手段で検出した前方物体と自車両との相対位置関係に基づいて、前方物体への衝突回避が不可能であることを判断する衝突回避判断手段と、該衝突回避判断手段が衝突回避不可能と判断し、且つ所定の作動条件が満たされた場合に自車両を自動制動制御する自動制動制御手段と、該自動制動制御の終了後であって、前記衝突回避判断手段が衝突回避不可能と判断した衝突により前記前方物体検出手段の検出範囲が変化した場合に、前記走行制御手段による走行制御が作動され難くなるように当該走行制御の前記作動条件を変更する作動条件変更手段と、を備えていることを特徴とする車両用走行制御装置。
4. 前記作動条件変更手段は、前記走行制御手段による走行制御の作動を禁止することを特徴とする請求項３に記載の車両用走行制御装置。

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