JP7087826B2 - 走行支援装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、走行支援装置に関する。
従来、車両に搭載された各種センサを用いて、車両の周囲に存在する物体、例えば、障害物となりうる、他車両、建造物、樹木、歩行者等の検出を行い、その物体との接触を回避するような制動支援を行う技術が種々提案されている。このような装置では、物体を検出するセンサとは別のセンサで路面状態（路面摩擦係数）を推定して制動力の調整を行うことで、状況に応じた物体との接触回避を実現している。
特開平５－３１０１１０号公報 特許第４９６６７３６号公報
路面摩擦係数は、車両の車輪と路面の接触面に働く摩擦力と、接触面に垂直に作用する圧力との比である。したがって、路面摩擦係数は、推定すべき路面の位置に車輪が到達した状態でなければ推定できない。しかしながら、例えば、車両の進行方向前方の路面が凍結している場合、制動時の路面摩擦係数は現時点の路面摩擦係数よりも小さく、停止距離が短く想定されることで、制御遅れが生じる場合がある。したがって、車両の進行方向の路面状態が予め取得（または推定）できる走行支援装置が提供できれば、制御遅れ等を軽減または抑制可能となり有意義である。
実施形態にかかる走行支援装置は、例えば、車両の進行方向に向けて音波を送波し、物体から反射した反射波を受波する測距部から、上記反射波の情報を取得する音波制御部と、上記車両の周囲の温度情報を取得する情報取得部と、上記温度情報に基づく温度が所定温度未満の場合に、上記反射波の情報に基づいて、所定距離以上から所定値以上の信号強度の反射波を上記測距部が受信したと判定した場合に、上記車両の進行方向の路面が凍結路面であると判定する判定部と、を備える。この構成によれば、例えば、所定温度未満で、路面が凍結している場合、車両の進行方向に送波した音波を反射する物体が存在するとき、送波した音波の一部は、凍結路面で反射して戻ってくる可能性が高くなる。つまり、測距部は、路面が非凍結時に得られる反射波より遠い位置から強い反射波が取得される可能性が高くなる。この場合に車両の進行方向の路面が凍結路面であると判定することで、車両の進行方向の離れた位置における路面状態（凍結状態）を予め取得（推定）できる。
実施形態にかかる走行支援装置は、例えば、上記凍結路面であると判定された場合、上記音波を反射した上記車両の進行方向に存在する物体に向かって走行する上記車両と上記物体とが接触を回避し得る、上記路面の非凍結時の第一の制動距離より長い第二の制動距離の位置から制動制御を実行する制御部を、さらに備えてもよい。この構成によれば、例えば、車両の進行方向の離れた位置に凍結路面が存在すると判定された場合、非凍結路面を走行中に物体との接触を回避する第一の制動距離より遠い第二の制動距離の位置から制動を開始するため、凍結路面での車輪の滑りを考慮した物体との接触回避制動を実現できる。
実施形態にかかる走行支援装置の上記音波制御部は、例えば、上記車両の上記進行方向と略平行に送波可能に設けられた上記測距部から、上記反射波の情報を取得してもよい。この構成によれば、例えば、送波した音波が主として路面に向けられて、路面で過剰に反射してしまうことを軽減できる。その結果、非凍結路面の場合に強い反射波が路面から取得され、凍結路面と判定してしまう誤判定が軽減できる。また、非凍結路面の場合に、路面や路面上の小形物等を障害物として誤検出してしまうことが抑制できる。
実施形態にかかる走行支援装置の上記判定部は、例えば、上記所定値以上の信号強度の上記反射波の受波頻度が所定回数以上の場合に、上記路面が上記凍結路面であると判定する判定閾値を有し、当該判定閾値は、判定時の上記車両の速度に応じて変化させてもよい。音波を送波する車両の速度が変化すると、送波した音波に対する単位期間当たりの反射波の受波数が変化する。この構成によれば、例えば、車両の速度に応じて判定閾値を変化させるため、車両の速度による判定精度のばらつきを軽減することができる。
図１は、実施形態の走行支援装置を搭載する車両の車室の一部が透視された状態が示された例示的な斜視図である。 図２は、実施形態の走行支援装置を搭載する車両の例示的な平面図である。 図３は、実施形態の走行支援装置を含む駐車支援システムの構成の例示的なブロック図である。 図４は、実施形態の走行支援システムのＣＰＵで実現される走行支援装置の構成の例示的なブロック図である。 図５は、実施形態の走行支援装置を搭載する車両と進行方向に存在する対象物体との位置関係および超音波の送受波の状態を示す例示的な模式図である。 図６は、実施形態の走行支援装置を搭載する車両が、凍結路面が存在しないシーン（雪路面）で対象物体に接近する場合に受波する反射波の受波傾向を例示的に示すグラフである。 図７は、実施形態の走行支援装置を搭載する車両が、凍結路面が存在しないシーン（非凍結のアスファルト路面）で対象物体に接近する場合に受波する反射波の受波傾向を例示的に示すグラフである。 図８は、実施形態の走行支援装置を搭載する車両が、凍結路面が存在するシーンで対象物体に接近する場合に受波する反射波の受波傾向を例示的に示すグラフである。 図９は、実施形態の走行支援装置が、路面の凍結の有無および対象物体の有無でシーンの場合分けを行ったときの超音波の送受の様子を例示的に示す表である。 図１０は、実施形態の走行支援装置において、凍結路面の有無判定を行う場合に基準となる判定閾値と車速との関係を例示的に示すマップである。 図１１は、実施形態の走行支援装置による凍結路面判定および制動制御の処理の流れを説明する例示的なフローチャートである。
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用、結果、および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成に基づく種々の効果や、派生的な効果のうち、少なくとも一つを得ることが可能である。
本実施形態において、走行支援装置を搭載する車両１は、例えば、不図示の内燃機関を駆動源とする自動車、すなわち内燃機関自動車であってもよいし、不図示の電動機を駆動源とする自動車、すなわち電気自動車や燃料電池自動車等であってもよいし、それらの双方を駆動源とするハイブリッド自動車であってもよいし、他の駆動源を備えた自動車であってもよい。また、車両１は、種々の変速装置を搭載することができるし、内燃機関や電動機を駆動するのに必要な種々の装置、例えばシステムや部品等を搭載することができる。また、車両１における車輪３の駆動に関わる装置の方式や、数、レイアウト等は、種々に設定することができる。
図１に例示されるように、車体２は、不図示の乗員が乗車する車室２ａを構成している。車室２ａ内には、乗員としての運転者の座席２ｂに臨む状態で、操舵部４や、加速操作部５、制動操作部６、変速操作部７等が設けられている。操舵部４は、例えば、ダッシュボード２５から突出したステアリングホイールであり、加速操作部５は、例えば、運転者の足下に位置されたアクセルペダルであり、制動操作部６は、例えば、運転者の足下に位置されたブレーキペダルであり、変速操作部７は、例えば、センターコンソールから突出したシフトレバーである。なお、操舵部４や、加速操作部５、制動操作部６、変速操作部７等は、これらには限定されない。
また、車室２ａ内には、表示出力部としての表示装置８や、音声出力部としての音声出力装置９が設けられている。表示装置８は、例えば、ＬＣＤ（liquid crystal display）や、ＯＥＬＤ（organic electroluminescent display）等である。音声出力装置９は、例えば、スピーカである。また、表示装置８は、例えば、タッチパネル等、透明な操作入力部１０で覆われている。乗員は、操作入力部１０を介して表示装置８の表示画面に表示される画像を視認することができる。また、乗員は、表示装置８の表示画面に表示される画像に対応した位置で手指等により操作入力部１０を触れたり押したり動かしたりして操作することで、操作入力を実行することができる。これら表示装置８や、音声出力装置９、操作入力部１０等は、例えば、ダッシュボード２５の車幅方向すなわち左右方向の中央部に位置されたモニタ装置１１に設けられている。モニタ装置１１は、スイッチや、ダイヤル、ジョイスティック、押しボタン等の不図示の操作入力部を有することができる。また、モニタ装置１１とは異なる車室２ａ内の他の位置に不図示の音声出力装置を設けることができるし、モニタ装置１１の音声出力装置９と他の音声出力装置から、音声を出力することができる。なお、モニタ装置１１は、例えば、ナビゲーションシステムやオーディオシステムと兼用されうる。
また、車室２ａ内には、表示装置８とは別の表示装置１２（図３参照）が設けられている。表示装置１２は、例えば、ダッシュボード２５の計器盤部２６（図１参照）に設けられ、計器盤部２６の略中央で、速度表示部と回転数表示部との間に位置されている。表示装置１２の画面の大きさは、表示装置８の画面の大きさよりも小さい。この表示装置１２には、主として車両１の走行支援に関する情報を示す画像が表示されうる。表示装置１２で表示される情報量は、表示装置８で表示される情報量より少なくてもよい。表示装置１２は、例えば、ＬＣＤや、ＯＥＬＤ等である。なお、表示装置８に、表示装置１２で表示される情報が表示されてもよい。
また、図１、図２に例示されるように、車両１は、例えば、四輪自動車であり、左右二つの前輪３Ｆと、左右二つの後輪３Ｒとを有する。これら四つの車輪３は、いずれも転舵可能に構成されうる。図３に例示されるように、車両１は、少なくとも二つの車輪３を操舵する操舵システム１３を有している。操舵システム１３は、アクチュエータ１３ａと、トルクセンサ１３ｂとを有する。操舵システム１３は、ＥＣＵ１４（electronic control unit）等によって電気的に制御されて、アクチュエータ１３ａを動作させる。操舵システム１３は、例えば、電動パワーステアリングシステムや、ＳＢＷ（steer by wire）システム等である。操舵システム１３は、アクチュエータ１３ａによって操舵部４にトルク、すなわちアシストトルクを付加して操舵力を補ったり、アクチュエータ１３ａによって車輪３を転舵したりする。この場合、アクチュエータ１３ａは、一つの車輪３を転舵してもよいし、複数の車輪３を転舵してもよい。また、トルクセンサ１３ｂは、例えば、運転者が操舵部４に与えるトルクを検出する。
また、図１、図２に例示されるように、車体２の例えば、後側の端部２ｅである、リヤトランクのドア２ｈの下方の壁部には撮像部１５が設けられている。撮像部１５は、例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）やＣＩＳ（CMOS image sensor）等の撮像素子を内蔵するデジタルカメラである。撮像部１５は、所定のフレームレートで動画データを出力することができる。撮像部１５は、それぞれ、広角レンズまたは魚眼レンズを有し、水平方向には例えば１４０°～２２０°の範囲を撮影することができる。また、撮像部１５の光軸は斜め下方に向けて設定されている。よって、撮像部１５は、車両１の後方における移動可能な路面や車両１が駐車可能な領域を含む車体２の後方周辺の後方画像を逐次撮影し、撮像画像データとして出力する。なお、他の実施形態では、撮像部１５が複数設けられてもよい。例えば、車体２の前側、すなわち車両前後方向の前方側に設けられて車両１の前方画像を取得してもよい。また、撮像部１５は、例えば、車体２の右側の端部や左側の端部のうち例えば左右のドアミラーにーに設けられて、車両１の左右の側方画像を取得してもよい。撮像部１５が車体２の後側の端部に設けられる場合、例えば車両１が後退走行する場合に、後方の安全確認等を行うための後方画像を表示装置８を介して提供可能である。また、撮像部１５が車体２の前側端部や側方端部に設けられる場合、それぞれの方向の安全確認等を行うための画像が提供可能である。また、ＥＣＵ１４は、複数の撮像部１５で得られた画像データに基づいて演算処理や画像処理を実行し、より広い視野角の画像を生成したり、車両１を上方から見た仮想的な俯瞰画像を生成したりしてもよい。
また、図１、図２に例示されるように、車体２には、複数の測距部１６，１７として、例えば四つの測距部１６ａ～１６ｄと、八つの測距部１７ａ～１７ｈとが設けられている。測距部１６，１７は、音波の一例として、例えば、超音波を発射してその反射波を捉えるソナーである。ソナーは、ソナーセンサ、あるいは超音波探知器とも称されうる。ＥＣＵ１４は、測距部１６，１７の検出結果により、車両１の周囲に位置された障害物等の物体の有無や当該物体までの距離を測定することができる。なお、測距部１７は、例えば、比較的近距離の物体の検出に用いられ、測距部１６は、例えば、測距部１７よりも遠い比較的長距離の物体の検出に用いられうる。また、測距部１７は、例えば、車両１の前方および後方の物体の検出に用いられ、測距部１６は、車両１の側方の物体の検出に用いられうる。
さらに、本実施形態の場合、例えば、測距部１７は、車両１の進行方向における路面が凍結路面であるか否かを判定するための情報を取得するセンサとしても利用されうる。凍結路面の場合、路面の表面の凹凸が凍結によって非凍結路面より滑らかになり、超音波の反射性（反響性）が向上する場合がある。また、超音波を含む音波は、空気中を伝搬するため、温度が低い方が伝搬時の損失が少なくなる。本実施形態の走行支援装置は、この特徴の違いを利用して、凍結路面の有無判定を行う。凍結路面の有無判定の詳細は後述する。
また、図３に例示されるように、走行支援システム１００では、ＥＣＵ１４や、モニタ装置１１、操舵システム１３、測距部１６，１７等の他、ブレーキシステム１８、舵角センサ１９、アクセルセンサ２０、駆動システム２１、車輪速センサ２２、シフトセンサ２３等が、電気通信回線としての車内ネットワーク２４を介して電気的に接続されている。車内ネットワーク２４は、例えば、ＣＡＮ（controller area network）として構成されている。ＥＣＵ１４は、車内ネットワーク２４を通じて制御信号を送ることで、操舵システム１３、ブレーキシステム１８、駆動システム２１等を制御することができる。また、ＥＣＵ１４は、車内ネットワーク２４を介して、トルクセンサ１３ｂ、ブレーキセンサ１８ｂ、舵角センサ１９、測距部１６，１７、アクセルセンサ２０、シフトセンサ２３、車輪速センサ２２等の検出結果や、操作入力部１０等の操作信号等を、受け取ることができる。
ＥＣＵ１４は、例えば、ＣＰＵ１４ａ（central processing unit）や、ＲＯＭ１４ｂ（read only memory）、ＲＡＭ１４ｃ（random access memory）、表示制御部１４ｄ、音声制御部１４ｅ、ＳＳＤ１４ｆ（solid state drive、フラッシュメモリ）等を有している。ＣＰＵ１４ａは、例えば、表示装置８，１２で表示される画像に関連した画像処理や、走行支援を実行する際の車両１の進行方向の凍結路面の有無判定、路面状態に応じた接触回避制御（例えば制動制御等）、凍結路面の発見時の警報出力等、各種の演算処理および制御を実行することができる。
ＣＰＵ１４ａは、ＲＯＭ１４ｂ等の不揮発性の記憶装置にインストールされ記憶されたプログラムを読み出し、当該プログラムにしたがって演算処理を実行することができる。ＲＡＭ１４ｃは、ＣＰＵ１４ａでの演算で用いられる各種のデータを一時的に記憶する。また、表示制御部１４ｄは、ＥＣＵ１４での演算処理のうち、主として、撮像部１５で得られた画像データを用いた画像処理や、表示装置８で表示される画像データの合成等を実行する。また、音声制御部１４ｅは、ＥＣＵ１４での演算処理のうち、主として、音声出力装置９で出力される音声データの処理を実行する。また、ＳＳＤ１４ｆは、書き換え可能な不揮発性の記憶部であって、ＥＣＵ１４の電源がＯＦＦされた場合にあってもデータを記憶することができる。なお、ＣＰＵ１４ａや、ＲＯＭ１４ｂ、ＲＡＭ１４ｃ等は、同一パッケージ内に集積されうる。また、ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ１４ａに替えて、ＤＳＰ（digital signal processor）等の他の論理演算プロセッサや論理回路等が用いられる構成であってもよい。また、ＳＳＤ１４ｆに替えてＨＤＤ（hard disk drive）が設けられてもよいし、ＳＳＤ１４ｆやＨＤＤは、ＥＣＵ１４とは別に設けられてもよい。
ブレーキシステム１８は、例えば、ブレーキのロックを抑制するＡＢＳ（anti-lock brake system）や、コーナリング時の車両１の横滑りを抑制する横滑り防止装置（ＥＳＣ：electronic stability control）、ブレーキ力を増強させる（ブレーキアシストを実行する）電動ブレーキシステム、ＢＢＷ（brake by wire）等である。ブレーキシステム１８は、アクチュエータ１８ａを介して、車輪３ひいては車両１に制動力を与える。また、ブレーキシステム１８は、左右の車輪３の回転差などからブレーキのロックや、車輪３の空回り、横滑りの兆候等を検出して、各種制御を実行することができる。ブレーキセンサ１８ｂは、例えば、制動操作部６の可動部の位置を検出するセンサである。ブレーキセンサ１８ｂは、可動部としてのブレーキペダルの位置を検出することができる。
舵角センサ１９は、例えば、ステアリングホイール等の操舵部４の操舵量を検出するセンサである。舵角センサ１９は、例えば、ホール素子などを用いて構成される。ＥＣＵ１４は、運転者による操舵部４の操舵量や、自動操舵時の各車輪３の操舵量等を、舵角センサ１９から取得して各種制御を実行する。なお、舵角センサ１９は、操舵部４に含まれる回転部分の回転角度を検出する。舵角センサ１９は、角度センサの一例である。
アクセルセンサ２０は、例えば、加速操作部５の可動部の位置を検出するセンサである。アクセルセンサ２０は、可動部としてのアクセルペダルの位置を検出することができる。アクセルセンサ２０は、変位センサを含む。
駆動システム２１は、駆動源としての内燃機関（エンジン）システムやモータシステムである。駆動システム２１は、アクセルセンサ２０により検出された運転者（利用者）の要求操作量（例えばアクセルペダルの踏み込み量）にしたがいエンジンの燃料噴射量や吸気量の制御やモータの出力値を制御する。また、利用者の操作に拘わらず、車両１の走行状態に応じて、操舵システム１３やブレーキシステム１８の制御と協働してエンジンやモータの出力値を制御しうる。
車輪速センサ２２は、各車輪３に設けられ各車輪３の回転量や単位時間当たりの回転数を検出するセンサであり、検出した回転数を示す車輪速パルス数を検出値として出力する。車輪速センサ２２は、例えば、ホール素子などを用いて構成されうる。ＣＰＵ１４ａは、車輪速センサ２２から取得した検出値に基づき、車両１の車速や移動量などを演算し、各種制御を実行する。ＣＰＵ１４ａは、各車輪３の車輪速センサ２２の検出値に基づいて車両１の車速を算出する場合、４輪のうち最も小さな検出値の車輪３の速度に基づき車両１の車速を決定し、各種制御を実行する。また、ＣＰＵ１４ａは、４輪の中で他の車輪３に比べて検出値が大きな車輪３が存在する場合、例えば、他の車輪３に比べて単位期間（単位時間や単位距離）の回転数が所定数以上多い車輪３が存在する場合、その車輪３はスリップ状態（空転状態）であると見なし、各種制御を実行する。車輪速センサ２２は、ブレーキシステム１８に設けられている場合もある。その場合、ＣＰＵ１４ａは、車輪速センサ２２の検出結果をブレーキシステム１８を介して取得する。
シフトセンサ２３は、例えば、変速操作部７の可動部の位置を検出するセンサである。シフトセンサ２３は、可動部としての、レバーや、アーム、ボタン等の位置を検出することができる。シフトセンサ２３は、変位センサを含んでもよいし、スイッチとして構成されてもよい。
なお、上述した各種センサやアクチュエータの構成や、配置、電気的な接続形態等は、一例であって、種々に設定（変更）することができる。
図４は、実施形態の走行支援システム１００のＣＰＵ１４ａで実現される走行支援装置２８の構成の例示的なブロック図である。ＣＰＵ１４ａは、ＲＯＭ１４ｂ等の記憶装置にインストールされ記憶されたプログラムを読み出し、それを実行することで走行支援装置２８として実現される各種モジュールを備える。ＣＰＵ１４ａにおいて実現される走行支援装置２８は、例えば、音波制御部３０、情報取得部３２、車速算出部３４、閾値決定部３６、判定部３８、距離算出部４０、減速開始位置算出部４２、制動制御部４４、警報処理部４６等を備える。
音波制御部３０は、送波制御部３０ａおよび受波制御部３０ｂを備える。本実施形態の場合、車両１の進行方向における凍結路面の有無判定を行うため、音波の送波方向が車両１の進行方向となっている測距部１７を利用することができる。従来、車両１の周囲に存在する物体の検出用に備えられた測距部１７を利用して、凍結路面の有無判定を行うことで、部品コスト等の増加を伴うことなく、新たな付加機能の実現が可能になる。図５は、車両１が路面４８を後退走行する場合、車両１の後方に設けられた測距部１７(１７ａ～１７ｄ)を用いて、凍結路面の有無判定を行う場合の模式図である。上述したように、測距部１７は、一例として、超音波ソナーを利用するものとする。測距部１７は、超音波振動子（図示省略）を備える。送波制御部３０ａは一定周期で測距部１７の超音波振動子を振動させる駆動信号を出力して測距部１７の振動面から超音波Ｗを送波させる。超音波Ｗは音源である超音波振動子を中心として円錐状に広がりながら媒体中（本実施形態の場合、空気中）を伝搬していく。測距部１７は、送波制御部３０ａの制御により送波された超音波Ｗが、車両１の周囲に存在する例えば、対象物体５０で反射して戻ってきた反射波が重ねあわされた状態で受波する。受波制御部３０ｂは、重ねあわされた信号を受波信号として取得する。超音波Ｗは、通常環境下で空気中を伝搬する場合、伝搬距離の増加に伴い減衰する。したがって、超音波Ｗを反射する対象物体５０が測距部１７から遠いほど、受波制御部３０ｂで取得できる信号強度は低くなる。なお、この場合の「通常環境」とは、対象物体５０以外で超音波Ｗの反射が起こりにくい環境であり、例えば、車両１（測距部１７）が存在する路面４８が平坦な硬質状態でない場合である。一般的な路面４８である舗装路面（アスファルト路面）や未舗装路面、雪路面等は、表面に細かい凹凸が存在し、超音波Ｗを乱反射させたり、吸収したりする。その結果、超音波Ｗは、主として対象物体５０で反射して、対象物体５０の有無や位置を検出可能となる。なお、測距部１７から送波される超音波Ｗは、例えば、車両１の進行方向と略平行に送波されるように設定されている。つまり、車両進行方向のより遠方まで測距部１７から送波される超音波Ｗによる測距が可能であるとともに、主として路面４８に向けられて、路面４８や路面４８上に存在する小形物等で過剰に反射してしまうことを抑制し、路面４８や小形物等を障害物として誤検出してしまうことを抑制している。
ところで、車両１の進行方向の路面４８が凍結している場合、車両１（測距部１７）から遠い位置からの強い反射波を測距部１７が受波できる場合がある。例えば、路面４８が凍結する場合、路面４８の表面の細かい凹凸が氷で覆われ、滑らかな硬質平面に近い状態になる。その結果、測距部１７から送波された超音波Ｗが凍結した路面４８に当たった場合に乱反射することなく車両１の進行方向（車両１の後方）に進み、そこに存在する対象物体５０に当たる。つまり、測距部１７から送波された直接波と、凍結した路面４８で一度反射した間接波とが対象物体５０で反射され、重ねあわされた結果が測距部１７で受波される。一方、路面４８が凍結していない場合、路面４８に当たった超音波は、路面４８の表面の細かい凹凸により乱反射し、対象物体５０に向う間接波が凍結路面の場合より少なくなる。その結果、路面４８が凍結している場合、非凍結の場合より、測距部１７から離れた位置からの反射波の受波強度（信号強度）が高くなる。
また、路面４８が凍結する場合、路面４８の周囲すなわち車両１の周囲の温度（気温）が、非凍結時に比べて低い。音波（超音波Ｗ）の伝搬のし易さは、一般的に媒体（この場合、空気）の温度と湿度で決定される伝搬時の減衰量に影響され、低温環境（例えば、１０℃以下）では温度が低いほど減衰量も小さくなる。したがって、路面４８が凍結しているような周囲環境（低温環境）の場合、測距部１７から離れた位置で反射した超音波Ｗは、少ない減衰で伝搬する。つまり、路面４８が凍結している可能性がある場合、測距部１７（受波制御部３０ｂ）は、非凍結の場合より遠い位置から強い受波強度（信号強度）の反射波を取得することができる。
なお、図５において、路面４８と対象物体５０との接触位置Ｐ付近からの反射波の受波強度（信号強度）が高いことが知られている。これは、接触位置Ｐの周辺で超音波Ｗの重ね合わせが、他の部分、例えば、対象物体５０において接触位置Ｐから遠い位置（路面４８から遠い位置）に比べて強く生じるためである。さらに、路面４８が凍結している場合、前述したように超音波Ｗの伝搬時の減衰が少なく、接触位置Ｐ付近からの反射波の受波強度（信号強度）が高くなる。また、接触位置Ｐ付近の路面４８で反射した超音波Ｗ（間接波）の重ね合わせ効果も加算され、接触位置Ｐ付近からの反射波の受波強度（信号強度）がさらに高くなる。
図６～図８は、路面４８の状態を変化させた場合に、受波制御部３０ｂが取得する受波強度（信号強度）に基づく、波高値（反射波の強度）と検知距離（対象物体５０までの距離）の関係（受波傾向）を示す例示的なグラフである。なお、グラフにおけるプロット点は、あるタイミングで測距部１７が送波した超音波Ｗに対する反射波を受波した場合の信号強度（波高値）であり、例えば、超音波Ｗの送波は、毎秒５回行われるものとする。また、測距部１７の通常環境下（非凍結路面の環境下）での対象物体５０の認識範囲は、測距部１７から例えば３０００ｍｍ以内とし、受波制御部３０ｂは、測距部１７から３０００ｍｍ以内に対象物体５０が存在すれば、高い信号強度（高い波高値）の反射波を安定的に取得できて、対象物体５０の存在および対象物体５０までの距離を認識できるものとする。なお、受波制御部３０ｂは、３０００ｍｍ以上の場合でも、距離精度は落ちるものの、何らかの物体が存在することを示すデータの取得は可能である。
図６は、路面４８が、非凍結のアスファルト路面である場合の受波制御部３０ｂが取得する受波傾向である。車両１の周囲の温度は、路面凍結には至らない例えば１０℃である。図６に示されるように、車両１（測距部１７）が対象物体５０に接近する場合、車両１（測距部１７）と対象物体５０との相対距離が、例えば３０００ｍｍ以内の場合、対象物体５０で反射した強い反射波が受波可能で、受波強度の高い（波高値が高い）信号が得られる。つまり、受波制御部３０ｂは、路面４８に凍結が生じていない環境下で、信号強度に基づく対象物体５０の有無判定、および送波から受波までの時間と測定時の音速に基づき対象物体５０の存在位置（相対距離）の算出が可能な情報の取得ができる。なお、車両１の後部には、複数の測距部１７（１７ａ～１７ｄ）が配置され、同様に車両１の後方領域に対して超音波Ｗの送受波を行っている。したがって、少なくとも二つの測距部１７の検出結果を用いることにより、三角測量が可能になり、対象物体５０のより正確な位置検出を行うことができる。
一方、前述したように、車両１（測距部１７）と対象物体５０との相対距離が、測距部１７の認識範囲である３０００ｍｍ以上になると、受波制御部３０ｂが取得する反射波の信号強度は、超音波Ｗの伝搬中の減衰により低下する。つまり、受波制御部３０ｂは、測距部１７の認識範囲に進入した対象物体５０の識別が可能な受波傾向を得ることができる。
図７は、路面４８が、凍結路面である場合の受波制御部３０ｂが取得する受波傾向である。なお、図７の場合、路面４８は、図６の場合と同様のアスファルト路面の上に雪や霜が積もった、または雨が降った後、雪や霜が一度溶けた後の水または雨水等がアスファルト路面上で凍った状態である。例えば、「アイスバーン」と呼ばれる状態も含まれている。また、車両１の周囲の温度は、路面凍結に至る例えば「０℃」以下、例えば－１０℃である。
図７に示されるように、路面４８が凍結路面である場合も、図６の非凍結路面の場合と同様に、車両１（測距部１７）が対象物体５０に接近する場合、車両１（測距部１７）と対象物体５０との相対距離が、例えば３０００ｍｍ以内の場合、対象物体５０で反射した強い反射波が受波可能で、受波強度の高い（波高値が高い）信号が得られる。つまり、受波制御部３０ｂは、路面４８に凍結の有無に拘わらず、信号強度に基づく対象物体５０の有無判定、および送波から受波までの時間と測定時の音速に基づき対象物体５０の存在位置（相対距離）の算出が可能な情報の取得ができる。この場合も、複数の測距部１７（１７ａ～１７ｄ）を利用した三角測量により、対象物体５０のより正確な位置検出を行うことができる。
また、対象物体５０が車両１の進行方向に存在し、路面４８が凍結路面の場合、前述したように、媒体の温度の低下による超音波Ｗの減衰量の減少と、凍結路面で反射した後に対象物体５０で反射する間接的な反射波の重ね合わせが同時に発生する。その結果、受波制御部３０ｂは、本来であれば路面４８のノイズと区別できない低い（弱い）波高値しか得られないような遠い位置に存在する対象物体５０からも強い反射波が受波可能で、受波強度の高い（波高値が高い）信号が得られるような受波傾向を得ることができる。例えば、図７に示されるように、図６では、高い波高値の反射波が得られなかった例えば３０００ｍｍ以上の検知距離の領域Ｅに、高い波高値の反射波が得られている。換言すれば、走行支援装置２８は、所定温度未満の場合に、反射波の情報に基づいて、所定距離以上から所定値以上の信号強度の反射波を測距部１７が受信したと判定した場合に、車両１の進行方向の路面が凍結路面である可能性があると判定することができる。なお、この場合は、反射波は、重ね合わせが成されて信号強度が増大されているだけである。したがって、遠い位置からの反射波は、信号強度に基づく対象物体５０の有無判定、および送波から受波までの時間と測定時の音速に基づき対象物体５０の存在位置（相対距離）の算出が可能な情報を示すデータでもある。また、複数の測距部１７（１７ａ～１７ｄ）を利用した三角測量により、対象物体５０のより正確な位置検出を行うことができる。
図８は、路面４８が、非凍結の雪路面である場合の受波制御部３０ｂが取得する受波傾向である。雪路面と凍結路面とでは、車両１が走行する場合の路面μが異なる。特に、車両１が低速時の制動特性が異なるため区別する必要がある。なお、車両１の周囲の温度は、雪路面が維持されるような例えば０℃未満、例えば－１０℃である。図６、図７の場合と同様に、車両１（測距部１７）が対象物体５０に接近する場合、車両１（測距部１７）と対象物体５０との相対距離が、例えば３０００ｍｍ以内の場合、対象物体５０で反射した強い反射波が受波可能で、受波強度の高い（波高値が高い）信号が得られる。つまり、受波制御部３０ｂは、路面４８に凍結の有無に拘わらず、信号強度に基づく対象物体５０の有無判定、および送波から受波までの時間と測定時の音速に基づき対象物体５０の存在位置（相対距離）の算出が可能な情報の取得ができる。この場合も、複数の測距部１７（１７ａ～１７ｄ）を利用した三角測量により、対象物体５０のより正確な位置検出を行うことができる。
一方、車両１（測距部１７）と対象物体５０との相対距離が、測距部１７の認識範囲である例えば３０００ｍｍ以上になると、受波制御部３０ｂが取得する反射波の信号強度は、超音波Ｗの伝搬中の減衰により低下する。雪は音波の振動を吸収する性質がある。また、雪の結晶は、降雪表面に細かい凹凸を形成しやすい。その結果、周囲温度が低いにも拘わらず、路面４８における超音波Ｗの反射が発生し難く、間接波が対象物体５０まで到達する可能性が低くなる。その結果、雪路面では、図６に示すような非凍結のアスファルト路面と同様に、遠距離からの反射波の信号強度が低い受波傾向を示す。
なお、図６～図８において、凍結路面の判定をより効率的かつ明確に行えるように、例えば、波高値が低い領域では、ノイズとの区別が難しくなるためフィルタをかけて、除外または区別することで、所定距離以上から所定値以上の信号強度の反射波が取得されるか否かを確認するようにしてもよい。
図９は、シーンが異なる場合の超音波の送受の様子を例示的に示す表である。一例として、路面４８の凍結の有無および対象物体５０の有無でシーンを場合分けしている。路面４８が凍結路面の場合で、対象物体５０が車両１の周囲に存在しない場合、測距部１７から送波された超音波Ｗは、凍結路面で反射するものの、対象物体５０が存在しないため、測距部１７（車両１）に戻らない（受波制御部３０ｂは反射波の信号を取得しない）。路面４８が雪路面で対象物体５０が車両１の周囲に存在しない場合も同様である。この場合、車両１が対象物体５０等の障害物に接触する可能性は低い（ない）ため、車両１の制動制御において、路面４８の凍結有無の判定は不要と見なすことができる。
路面４８が凍結路面の場合で、対象物体５０が車両１の周囲に存在する場合、測距部１７から送波された超音波Ｗは、凍結路面で反射し測距部１７（車両１）に戻る。図９の場合、測距部１７から送波された超音波Ｗが対象物体５０で反射して、その反射波がさらに凍結路面（路面４８）で反射して測距部１７に戻る例が示されている。別の例では、測距部１７から送波された超音波Ｗが凍結路面（路面４８）で反射し、その反射波が対象物体５０でさらに反射し、測距部１７に戻り受波される場合もある。つまり、測距部１７は、凍結路面（路面４８）等で反射しない直接波と、送受波の過程で、凍結路面（路面４８）で反射した間接波とが重ねあわされた強い反射波の受波が可能になる。一方、路面４８が非凍結路面（雪路面）の場合で、対象物体５０が車両１の周囲に存在する場合、測距部１７から送波された超音波Ｗのうち、対象物体５０で反射して雪路面（路面４８）に向かう反射波は、雪路面で乱反射または吸収され、測距部１７（車両１）に戻りにくい。また、測距部１７から送波された超音波Ｗの一部は雪路面（路面４８）に向かうが、この場合も雪路面で乱反射または吸収されて、対象物体５０に向かう間接波は極僅かである。そのため、測距部１７は、凍結路面（路面４８）等で反射しない直接波のみを主に受波することになり、路面４８が凍結路面である場合に比べて反射波の受波強度は低下する。なお、雪路面の場合、乾燥路面より路面摩擦係数が低下するため、制動等を行う場合、配慮する必要がある。この場合、例えば、撮像部１５が取得する撮像画像データに画像処理等を施すことにより雪路面か乾燥路面かの判定が可能になる。したがって、雪路面の場合は、本実施形態の凍結路面の判定とは別の判定処理の結果を用いて、制動制御を実施することができる。
なお、非凍結時の降雨路面の場合、雨水によってアスファルト路面の表面の凹凸を覆うことはないので、超音波Ｗは、乱反射等する結果となり、図６と同様な受波傾向を示す。また、非舗装路面においても路面の表面の凹凸により超音波Ｗは、乱反射等する結果となり、図６と同様な受波傾向を示す。また、これらの状況においても、車両１の進行方向に対象物体５０が存在しない場合は、受波制御部３０ｂは顕著な反射波を受波することはない。
図４に戻り、情報取得部３２は、車両１の周囲の温度情報を取得する。例えば、車両１の空気調和装置に設けられた外気温測定用の温度センサからの情報や、測距部１６や測距部１７に設けられた温度センサ（温度による音速の補正用のセンサ）からの情報を取得する。また、別の実施形態では、インターネットや電話回線等の通信手段を用いて外部の情報センターが提供する、車両１の存在する位置の温度情報を取得してもよい。温度情報の取得方法は、これらに限定されず、車両１の周囲の温度情報が取得できれば、適宜利用可能である。また、凍結路面の判定用に専用の温度センサを設けてもよい。なお、外気温度と路面温度とに差異が生じている場合がある。このような場合、取得した外気温度と過去のデータとに基づき、路面温度を推定し、凍結路面の有無判定の判定条件（後述する温度閾値Ａ）としてもよく、より正確な判定に寄与することができる。
車速算出部３４は、車輪速センサ２２から出力される検出結果に基づき、車両１の車速を算出する。また、閾値決定部３６は、車速算出部３４が算出した車両１の車速に基づき、路面４８が凍結路面であると判定する際に用いる判定閾値（後述する判定閾値Ｄ）を決定する。判定閾値は、予め実験等に基づき決定することが可能で、ＲＯＭ１４ｂ等に記憶されている。判定部３８は、受波制御部３０ｂが取得した例えば受波傾向を参照して路面４８が凍結路面であるか否かを判定する。前述したように、路面４８が凍結路面である場合、測距部１７の認識範囲外である、測距部１７から遠い検知距離である領域Ｅ（図７参照）において、非凍結路面の同じ領域Ｅ（図６参照）に比べて、強い信号強度の信号が複数受波できる。すなわち、領域Ｅに複数の反射波の波高値がプロットされる。判定部３８は、例えば、領域Ｅのプロット数と閾値決定部３６が決定した判定閾値(判定プロット数)とを比較し、プロット数が判定閾値以上の場合、つまり、所定値以上の信号強度の反射波の受波頻度が所定回数以上の場合に、車両１の進行方向の路面が凍結路面であると判定する。
ところで、車両１が走行して対象物体５０に対して移動している場合に、所定周期で送波制御部３０ａから送波される超音波Ｗのうち対象物体５０で反射する反射波の単位期間当たりの受波数は車両１の車速によって変化する。例えば、図１０に示されるように、車両１の車速が高いほど単位期間（例えば１秒間）当たりで受波できる反射波の数、すなわち、図６～図８における単位期間当たりにプロットされる測定点の数が減る。したがって、予め凍結路面における車両１の各車速（例えば、１ｋｍ／ｈごと）と受波できる反射波の数（プロット数）との関係を取得しておく。例えば、車速が５ｋｍ／ｈの場合、領域Ｅにおいて、５以上の反射波を受波できている場合、判定部３８は、路面４８が凍結路面であると判定する。この場合、閾値決定部３６は、車速５ｋｍ／ｈに対する閾値を「５」として決定する。
距離算出部４０は、測距部１７が超音波Ｗを送波して、その超音波Ｗが対象物体５０で反射し測距部１７で受波されるまでの時間と、超音波Ｗの送受波時の音速（温度に対応する音速）に基づき、測距部１７（車両１）から対象物体５０までの距離を算出する。なお、前述したように、車両１の後方側の端部２ｅには複数（例えば４個）の測距部１７（１７ａ～１７ｄ）が備えられている。これらの測距部１７ａ～１７ｄは、車両１の後方に存在する対象物体５０に対してそれぞれ超音波Ｗの送波および反射波の受波を行うことができる。この場合、測距部１７の配置された位置によって同一の対象物体５０を臨む角度が異なり、送受波経路に差異が生じる。したがって、距離算出部４０は、いずれか二つの測距部１７の送受波の結果を用いて対象物体５０の位置を三角測量により、より正確に算出するようにしてもよい。
減速開始位置算出部４２は、判定部３８の判定結果に基づき、路面４８が非凍結路面であると判定された場合、現在の車両１の車速で非凍結路面で制動を行う場合の非凍結時必要制動距離を算出する。同様に、減速開始位置算出部４２は、判定部３８の判定結果に基づき、路面４８が凍結路面であると判定された場合、現在の車両１の車速で凍結路面で制動を行う場合の凍結時必要制動距離を算出する。そして、減速開始位置算出部４２は、距離算出部４０が算出した対象物体５０までの距離を参照し、対象物体５０と接触することなく車両１が停止できるために、制動（減速）を開始すべき「減速開始位置」を算出する。なお、非凍結時および凍結時の必要制動距離は、予め試験により車速ごとに決定しておき、ＲＯＭ１４ｂ等の記憶部に例えばマップとして保存しておくことができる。なお、非凍結時の必要制動距離は、例えば、路面乾燥時用、降雨時用、降雪時用等のように、天候状態等によってさらに細かく設定してもよい。
制動制御部４４は、減速開始位置算出部４２が算出した減速開始位置に車両１の後方側の端部２ｅが到達したと見なせる場合に、路面４８の状態に応じた制動力を自動的に発生するようにブレーキシステム１８を制御する。例えば、路面４８が凍結路面であると判定された場合、制動制御部４４は、車両１と対象物体５０とが接触を回避し得る非凍結時の第一の制動距離より長い第二の制動距離の位置から制動制御を実行する。
警報処理部４６は、判定部３８により路面４８が凍結路面であると判定された場合に、例えば、「路面が凍結しています。注意してください。」等の警報メッセージや警報音、警報灯等を用いた警報処理を実行する。警報メッセージや警報灯は、例えば表示装置８や表示装置１２に表示することができる。また、警報音は、音声出力装置９を介して出力することができる。また、警報処理部４６は、対象物体５０に対する接近の程度に応じたメッセージや音声等による警報を出力してもよい。なお、路面４８が非凍結路面の場合は、路面状態に関する警報は省略し、対象物体５０に対する接近警報のみを出力するようにしてもよい。
以上のように構成される走行支援装置２８の動作について、図１１のフローチャートを用いて説明する。なお、車両１の電源がＯＮの場合、測距部１７は常時、超音波Ｗの送受波を行い、車両１の周辺における対象物体５０の有無や対象物体５０までの距離を計測しているものとする。そして、走行支援装置２８の動作により、凍結路面の有無判定が実行される。また、走行支援装置２８は、対象物体５０に接触しないための自動制動制御を実行する。
まず、走行支援装置２８は、操作入力部１０等を用いた利用者からの走行支援開始の要求があるか否かを常時確認し（Ｓ１００）、要求がない場合（Ｓ１００のＮｏ）、一旦このフローを終了する。一方、利用者が操作入力部１０等を操作して、走行支援開始の要求を行った場合（Ｓ１００のＹｅｓ）、判定部３８は、受波制御部３０ｂが取得した反射波のデータが、路面４８の凍結を示すデータであるか否かを複数の条件（例えば、第１条件～第４条件）に基づいて判別する。そして、各条件を満たすデータの数が所定の閾値（第５条件）以上の場合に、路面４８が凍結路面であると判定する。そこで、判定部３８は、まず、路面４８が凍結路面であるかを判定するために、ＲＡＭ１４ｃ等の記憶部に一時的に記憶された凍結判定カウンタ値の初期化を行う（Ｓ１０２）。そして、走行支援装置２８は、ブレーキシステム１８の制御状態を参照し、運転者による制動操作部６（ブレーキペダル）の操作やブレーキシステム１８自身による自動制動等による回避動作が実行されているか否かを判定する（Ｓ１０４）。回避動作が実行されていない場合（Ｓ１０４のＮｏ）、情報取得部３２は、例えば、空気調和装置や測距部１７等に設けられた温度センサから車両１の周辺温度を取得する（Ｓ１０６）。
判定部３８は、まず、周辺温度が温度閾値Ａ（第１条件、例えば、「０℃」）未満の場合（Ｓ１０８のＹｅｓ）、受波制御部３０ｂが取得した超音波Ｗの反射波の信号強度（波高値）が第２条件としての所定の値（波高閾値Ｂ）以上か否かを判定する（Ｓ１１０）。すなわち、周辺温度が「０℃」未満の場合、受波した反射波のデータ（図７等におけるプロット点）が、路面４８の凍結を示すデータである可能性があると判定し、第１条件が満たされたとする。また、取得した反射波が、例えば波高値が波高閾値Ｂ以上の場合（強い反射波が戻った場合）、凍結路面で反射した間接波が重ねあわせられて強い反射波のデータ（プロット点）になった可能性があると見なし、反射波のデータが路面４８の凍結を示すデータである可能性があると判定し、第２条件が満たされたとする。なお、反射波は、伝搬距離が長くなるほど減衰する。つまり、凍結の可能性を示す反射波であっても、測距部１７から遠い位置で反射した反射波の波高値は、近い位置で反射した波高値に比べ低くなる。前述したように、超音波Ｗの送受時間と現在の温度における音速に基づき反射の原因となる対象物体５０までの距離が算出できる。したがって、第２条件である波高閾値Ｂは、対象物体５０の位置（超音波Ｗが反射する原因となる物体）に応じて変化させてもよい。この場合、例えば、凍結路面における対象物体５０までの距離と波高値との関係を予め波高値マップとして作成して、ＲＯＭ１４ｂ等に記憶させておき、Ｓ１１０の判定の際に対象物体５０までの距離にしたがい、その距離に応じた波高閾値Ｂを読み出してもよい。この場合、図７において、例えば、６０００ｍｍの距離にある対象物体５０からの反射波が、低い場合でも路面４８の凍結を示すデータであると判定する場合があり、判定精度を向上に寄与できる。
Ｓ１１０において、波高値≧波高閾値Ｂの場合（Ｓ１１０のＹｅｓ）、次に判定部３８は、第３条件として、対象物体５０との距離を距離閾値Ｃと比較する（Ｓ１１２）。前述したように、測距部１７から対象物体５０までの距離が近い場合、路面４８の凍結の有無に拘わらず、所定値以上の強い反射波が戻ってくる。また、本実施形態における走行支援装置２８は、例えば、駐車等のための低速（例えば、１０ｋｍ／ｈ以下）で後退走行を行いつつ制動制御を行う場合、凍結路面であることを事前に判定（検出）するとともに、凍結路面での制動距離の増加を見越して早めに制動動作（接触回避動作）を開始する。そのため、測距部１７から所定距離以上からの反射波を凍結路面の判定に利用するデータとする必要がある。そこで、第３条件として、例えば、凍結路面における低速後退時の必要制動距離を参照して、例えば距離閾値Ｃ＝３０００ｍｍとする。そして、対象物体５０との距離≧距離閾値Ｃ（３０００ｍｍ）の場合（Ｓ１１２のＹｅｓ）、判定部３８は、現在の車両１の車速を車輪速センサ２２の検出値に基づき取得する（Ｓ１１４）。判定部３８は、取得した車速を用いて、第４条件として、車両１が対象物体５０に接近しているか否かの判定を行う（Ｓ１１６）。つまり、車両１の現在の走行状態が、対象物体５０から遠ざかっている場合、すなわち、車両１が前進走行している場合、対象物体５０に対する接触回避動作を行う必要がなく、車両１の後方路面の状態を判定する必要性は少ない。車両１が対象物体５０に接近しているか遠ざかっているかは、例えば、対象物体５０と車両１との接近速度と車両１の自車速度との比較により判定することができる。例えば、接近速度≧車両１の自車速度の場合（Ｓ１１６のＹｅｓ）、車両１は対象物体５０に接近中であると判定できる。つまり、反射波のデータは、温度が所定温度（温度閾値Ａ）未満の場合に、所定距離（距離閾値Ｃ）以上から所定値以上の信号強度（波高閾値Ｂ）である、と判定できる。この場合、判定部３８は、受波制御部３０ｂが取得した反射波のデータが、路面４８の凍結を示すデータであると判定し、凍結判定カウンタ値を「＋１」更新する（Ｓ１１８）。一方、Ｓ１１６において、接近速度≧車両１の自車速度でない場合（Ｓ１１６のＮｏ）、つまり、車両１が対象物体５０から遠ざかっている場合、車両１の後方に関する凍結路面の検出は不要であると判定し、凍結判定カウンタ値を初期化する（Ｓ１２０）。
続いて、判定部３８は、凍結判定カウンタ値の初期化から所定期間経過しているか否か確認する（Ｓ１２２）。本実施形態の場合、図７等で説明したように、所定温度未満の場合に、所定距離以上から所定値以上の信号強度の反射波が、例えば所定回数以上取得された場合に、車両１の進行方向の路面４８が凍結路面であると判定する。したがって、実際に反射波が受波できるか否かに拘わらず、一定期間、反射波の収集処理が必要になる。凍結判定カウンタ値の初期化から所定期間経過していない場合（Ｓ１２２のＮｏ）、Ｓ１０４の処理に戻り、判定部３８は、受波制御部３０ｂが取得した反射波のデータが、路面４８の凍結を示すデータであるか否かを判定して、凍結判定カウンタ値の更新または初期化の処理を繰り返す。
なお、Ｓ１１２において、対象物体５０との距離≧距離閾値Ｃではない場合（Ｓ１１２のＮｏ）、つまり、取得した反射波のデータが、測距部１７に近い距離からの反射波に基づくデータである場合である。この場合、波高値が波高閾値Ｂ以上で、強い反射波が取得されたとしても凍結路面での反射に起因するか否か判別不能となる。したがって、判定部３８は、凍結判定カウンタ値に関する処理は行わず、反射波のデータをＲＡＭ１４ｃに記憶し、Ｓ１２２の処理に移行する。この場合、取得した反射波のデータは、対象物体５０との距離等を示すデータとして利用される。また、Ｓ１１０において、波高値≧波高閾値Ｂではない場合（Ｓ１１０のＮｏ）、つまり、反射波が低い（弱い）場合である。この場合、周囲温度が温度閾値Ａ未満であったとしても、路面４８が非凍結状態、例えば、雪路面等である場合がある。そのため、判定部３８は、凍結判定カウンタ値に関する処理は行わず、反射波のデータをＲＡＭ１４ｃに記憶し、Ｓ１２２の処理に移行する。この場合、取得した反射波のデータは、対象物体５０との距離等を示すデータとして利用される。また、Ｓ１０８において、周辺温度が温度閾値Ａ以上の場合、路面４８は凍結していない可能性が高い。したがって、この場合、判定部３８は、凍結判定カウンタ値に関する処理は行わず、反射波のデータをＲＡＭ１４ｃに記憶し、Ｓ１２２の処理に移行する。この場合も、取得した反射波のデータは、対象物体５０との距離等を示すデータとして利用される。また、Ｓ１０４において、現在、車両１が回避動作を実行している場合（Ｓ１０４のＹｅｓ）、既に路面４８の状態を判別する必要性は低いと判定し、判定部３８は、凍結判定カウンタ値を初期化し（Ｓ１２４）、Ｓ１２２の処理に移行する。この場合も、取得した反射波のデータは、対象物体５０との距離等を示すデータとして利用される。
Ｓ１２２において、凍結判定カウンタ値の初期化から所定期間経過している場合（Ｓ１２２のＹｅｓ）、つまり、一定期間、反射波の収集処理が完了した場合、路面４８が凍結路面であるか否かを判定する際に参照する判定閾値Ｄを決定する（Ｓ１２６）。判定閾値Ｄは前述したように、現在の車両１の車速によって、取得できる反射波のデータ数が変動するため、例えば、Ｓ１１４で取得した車両１の車速に基づき、図１０のマップを参照し決定することができる。そして、判定部３８は、Ｓ１１８において、更新された凍結判定カウンタ値とＳ１２６で決定した判定閾値Ｄとの比較を行う（Ｓ１２８）。そして、判定部３８は、凍結判定カウンタ値≧判定閾値Ｄである場合（Ｓ１２８のＹｅｓ）、例えば、図７に示すように、領域Ｅに判定閾値Ｄ以上のプロット点が存在する場合、判定部３８は、路面４８の状態が「凍結」であると判定する（Ｓ１３０）。そして、警報処理部４６は、表示装置８や音声出力装置９を用いて、路面４８が凍結路面であることを利用者に報知する警報処理を実行する（Ｓ１３２）。一方、Ｓ１２８において、凍結判定カウンタ値≧判定閾値Ｄではない場合（Ｓ１２８のＮｏ）、例えば、図６に示すように、領域Ｅに判定閾値Ｄ以上のプロット点が存在しない場合、判定部３８は、路面４８の状態が「非凍結」であると判定する（Ｓ１３４）。
路面４８の状態が「凍結」であると判定された場合（Ｓ１３６のＹｅｓ）、減速開始位置算出部４２は、制動距離を延長する（Ｓ１３８）。例えば、凍結時必要制動距離を、同じ車速で非凍結時に必要となる非凍結時必要制動距離の、例えば１．５倍とする。そして、減速開始位置算出部４２は、路面４８が凍結路面である場合に、現在の車両１の車速を参照し、対象物体５０との接触を回避し、かつスムーズに停止できる減速開始位置を算出する（Ｓ１４０）。なお、Ｓ１３６において、路面４８の状態が凍結路面でないと判定された場合（Ｓ１３６のＮｏ）、Ｓ１３８の処理をスキップして、Ｓ１４０の処理で、非凍結路面時の制動距離、つまり、通常の制動距離を用いて、減速開始位置を算出する（Ｓ１４０）。
制動制御部４４は、距離算出部４０が算出する対象物体５０に対する距離を参照し、対象物体５０に対する車両１の現在の位置が、減速開始位置算出部４２が算出した減速開始位置に到達した場合（Ｓ１４２のＹｅｓ）、制動制御を開始する（Ｓ１４４）。例えば、ブレーキシステム１８を用いて自動制動を開始する。また、Ｓ１４２において、減速開始位置に到達していない場合、走行支援装置２８は、Ｓ１０４の処理に移行し、凍結路面であるか否かの判定を継続して実施するために反射波の取得処理および凍結判定カウンタ値に関する処理を繰り返し実施する。
このように、本実施形態の走行支援装置２８によれば、対象物体５０の存在の有無や対象物体５０までの距離を検出する測距部１７を流用して、車両１の進行方向の路面４８の状態が凍結状態であるか否か予め取得（または推定）できる。その結果、１の進行方向の路面４８が凍結路面である場合には、凍結路面による滑りを考慮して減速開始位置を非凍結路面の場合より手前に変更し、対象物体５０との接触回避を確実に行えるようにすることができる。また、制動動作を余裕を持って実行することができるので、スムーズな減速、停止を実現することができる。
なお、上述した実施形態では、車両１が低速で後退走行している状態で、進行方向の路面４８が凍結路面であるか否かを判定する例を説明した。別の実施形態では、車両１が低速で前進走行している状態で、進行方向の路面４８が凍結路面であるか否かを判定することも可能で、同様の効果を得ることができる。この場合は、車両１の前方に設けられた測距部１７ｅ～１７ｈが利用される。また、路面４８が凍結路面であるか否かを判定する場合に、車両１の後方側の測距部１７ａ～１７ｄを用いるか、車両１の前方側の測距部１７ｅ～１７ｈを用いるかは、例えば、走行支援装置２８が走行支援開始要求を取得したときに、シフトセンサ２３から取得できる、変速操作部７の位置（Ｒ位置またはＤ位置）に基づいて、前進状態であるか後進状態であるかを取得し判定することができる。
また、上述した実施形態では、車両１の進行方向の路面４８が凍結路面であると判定された場合、制動距離を延ばすことにより、対象物体５０と接触することなく車両１を制動させる例を示した。別の実施形態では、凍結路面であると判定され、実際に制動制御を実施している間に、周知の技術を用いて路面μを取得し、制動力の調整を行ってもよい。この場合、よりスムーズな制動が実現できる。
本実施形態において、車両１の進行方向の路面４８が凍結路面であるか否かを判定する場合に、超音波を用いる例を示したが、可聴音を用いても同様な効果を得ることができる。また、本実施形態において、車両１の進行方向の路面４８が凍結路面であるか否かを判定する場合に、音波（例えば、超音波）を用いている。音波（例えば、超音波）を用いる場合、周囲の明るさの影響を受けない。したがって、例えば、夜間やトンネル内等においても、凍結路面であるか否かの判定を、例えば、映像に基づいて判定する場合よりも高精度に行うことができる。
本実施形態のＣＰＵ１４ａで実行される走行支援プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
さらに、走行支援プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態で実行される走行支援プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
本発明の実施形態及び変形例を説明したが、これらの実施形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１…車両、１４…ＥＣＵ、１４ａ…ＣＰＵ、１７（１７ａ～１７ｈ）…測距部、１８…ブレーキシステム、２８…走行支援装置、３０…音波制御部、３０ａ…送波制御部、３０ｂ…受波制御部、３２…情報取得部、３４…車速算出部、３６…閾値決定部、３８…判定部、４０…距離算出部、４２…減速開始位置算出部、４４…制動制御部、４６…警報処理部、４８…路面、５０…対象物体、１００…走行支援システム。

Claims (4)

  1. 車両の進行方向に向けて音波を送波し、物体から反射した反射波を受波する測距部から、前記反射波の情報を取得する音波制御部と、
    前記車両の周囲の温度情報を取得する情報取得部と、
    前記温度情報に基づく温度が所定温度未満の場合に、前記反射波の情報に基づいて、所定距離以上から所定値以上の信号強度の反射波を前記測距部が受信したと判定した場合に、前記車両の進行方向の路面が凍結路面であると判定する判定部と、
    を備える、走行支援装置。
  2. 前記凍結路面であると判定された場合、前記音波を反射した前記車両の進行方向に存在する物体に向かって走行する前記車両と前記物体とが接触を回避し得る、前記路面の非凍結時の第一の制動距離より長い第二の制動距離の位置から制動制御を実行する制御部を、さらに備える請求項１に記載の走行支援装置。
  3. 前記音波制御部は、前記車両の前記進行方向と略平行に送波可能に設けられた前記測距部から、前記反射波の情報を取得する、請求項１または請求項２に記載の走行支援装置。
  4. 前記判定部は、前記所定値以上の信号強度の前記反射波の受波頻度が所定回数以上の場合に、前記路面が前記凍結路面であると判定する判定閾値を有し、当該判定閾値は、判定時の前記車両の速度に応じて変化させる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の走行支援装置。
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