JP2004230910A

JP2004230910A - 車間距離警報装置，ａｃｃ装置および車両制御方法

Info

Publication number: JP2004230910A
Application number: JP2003018180A
Authority: JP
Inventors: Kazuro Takano; 和朗高野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】降雨量が大きいとミリ波レーダの検知距離は一定の影響を受ける。この降雨量の大きさに応じて車間距離警報やＡＣＣの設定を変更，ドライバへの報知を行い、悪天候下でも検知性能の低下に応じた範囲内で使用可能な装置を提供し利便性の向上を図る。
【解決手段】第１には、降雨量の大きさを検知する降雨量検知手段を備えた車間距離警報装置により、降雨量の大きさに応じて、警報発生速度の上限を設定しドライバに報知する。第２には、降雨量の大きさに応じて、ＡＣＣ設定速度の上限を設定しドライバに報知する機能を備えたＡＣＣ装置を提供する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電波レーダ装置を使った車間距離警報やＡＣＣ（ＡｄａｐｔｉｖｅＣｒｕｉｓｅＣｏｎｔｒｏｌ）および車両制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車間距離警報装置は、例えば特許文献１に述べられているように、先行車両や前方障害物との車間距離を何らかの距離センサにより検知して、接近し過ぎたときに警報音などを用いてドライバに注意を促す装置である。
【０００３】
また、ＡＣＣ（ＡｄａｐｔｉｖｅＣｒｕｉｓｅＣｏｎｔｒｏｌ）は、例えば特許文献２に述べられているように、設定した先行車との車間距離が維持されるように、自動的に車速を調整しつつ追従走行を行う装置である。
【０００４】
この距離計測用センサには、レーザレーダを用いるものとミリ波帯の電波を用いる電波レーダ（以下ミリ波レーダ）を用いるものが公知技術としては一般的に知られている。このうち、ミリ波レーダは雨，霧、及び雪（乾雪）の状態でも安定してターゲットを捉えることが可能である全天候型のセンサとして期待されているものである。これに対しレーザなど光学式のセンサは悪天候下では検知性能が大きく低下するため、一部のＡＣＣ装置では、ワイパースイッチに連動させてシステム作動を解除するように設定されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−６６４９６号公報
【特許文献２】
特開平１１−３９５８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、ミリ波レーダは悪天候状態にも一定の性能を発揮するが、性能に全く影響が無いと言うわけではない。実際の走行状況で天候に対するミリ波レーダの性能特性を定量的に把握することは難しいが、例えば、文献「新ミリ波技術」（手代木扶／米山務編著、オーム社、１９９９、１３７〜１４２頁）にも述べられているように、降雨時には、降雨強度や雨滴粒径に応じてミリ波の伝播に対する減衰が発生することがわかっている。したがって、小降り程度の雨では実質的な影響は少ないものの、特に豪雨のような状態では晴天時に比べ検知性能即ち最大検知距離が低下する。
【０００７】
一方、先行車に対する警報発生距離やＡＣＣ追従時の車間距離は、一般的に高速走行になるほど必要な距離が増大する。このため、激しい豪雨のような状態で高速走行した場合、警報発生や追従走行に必要な車間距離のターゲットを検知できない場合が発生する可能性があった。
【０００８】
これに対し、レーザレーダを用いた装置と同様にミリ波レーダを用いた装置でも装置の作動・非作動をワイパースイッチに連動させるのも一つの案である。しかしながら、一定の距離性能は確保できるのにこれをあえて使わない様にしてしまうのは、センサ性能を最大限引き出した有効なシステムを構築する観点から見れば、不充分な方法であると言わざるを得ない。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、激しい豪雨のような悪天候下においても検知性能の低下に応じた範囲内で機能させることができるミリ波レーダ装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では課題解決のため、以下に述べる装置を提供する。
【００１１】
第１には、車両前方に存在する反射物（前方車両，障害物及び非障害物）との距離，相対速度及び方位角度を検知する自動車用ミリ波レーダを用いた車間距離警報装置において、降雨量の大きさを検知する降雨量検知手段を備え、降雨量の大きさに応じて、警報発生速度の上限を設定しドライバに報知することを特徴とするミリ波レーダを用いた車間距離警報装置を提供する。
【００１２】
第２には、車両前方に存在する反射物（前方車両，障害物及び非障害物）との距離，相対速度及び方位角度を検知する自動車用ミリ波レーダを用いたＡＣＣ（アダプティブクルーズコントロール）装置において、降雨量の大きさを検知する降雨量検知手段を備え、降雨量の大きさに応じて、ＡＣＣ設定速度の上限を設定しドライバに報知することを特徴とするミリ波レーダを用いたＡＣＣ装置を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、ミリ波レーダ応用例として車間距離警報システム１を示しており、自車２から先行車３に向けてアンテナユニット４からミリ波レーダ信号を発し、接近時警報を行う場合のシステム構成を示している。ミリ波レーダのアンテナユニット４によって先行車３との車間距離・相対速度・角度計測５を行う。また、ジャイロセンサ６により角速度計測７を行う。計測された角速度により車線判断１０を行う。先行するターゲットが自車線内にあり、かつ設定された車間距離より接近した場合には計測された車間距離・相対速度・角度（先行車３）と車線判断により先行車判定１１および自車前方の静止物判定１２を行う。これらの判定に基づき、警報判定アルゴリズム１３、および車速信号，ブレーキ信号２６を使用して警報判断１４を行う。警報判断に基づいて警報指示１５を作り、警報信号１６を発してドライバディスプレイ１７において警報音発生，点灯及び表示を行う。ここで、ターゲットが移動車両もしくは停止車両であるかの判断は、ターゲットとの検知相対速度と車速信号による車両速度を比較して行うことができる。
【００１５】
一方、図２は自車速度と警報発生距離の関係を示したものである。一般的に車速が速いほど車両停止もしくは減速に要する距離が長くなるので、より長い警報発生距離が必要になる（さらに、降雨により路面が濡れているときには、路面のμ（摩擦係数）が小さくなるため、制動に要する距離は晴天時に比べさらに長くなることから、雨天時にはより警報距離を長くする必要がある。）。
【００１６】
しかしながら、図３は降雨量とミリ波レーダの最大検知距離の関係を示したものであるが、降雨量が大きくなるにつれ最大検知距離が短くなることを示している。したがって、降雨時には長い制動距離が必要であるのに対して最大検知距離が短くなるという問題が発生する。この問題を解決するためには、降雨量が増大してミリ波レーダの最大検知距離が低下した場合は、車速を下げるよう指示し、必要な警報距離を短くする必要がある。
【００１７】
そこで、図１のシステムでは、レインセンサ５１により降雨検知５２を行い、降雨検知信号５３を生成し、警報指示部１５に送っている。警報指示部１５では、降雨判定５４を行い、降雨判定信号５５をドライバディスプレイ１７に送っている。ドライバディスプレイ１７は、予め設定した降雨時の走行可能な最大車速Ｖｓを読み出し、ドライバに報知する。さらに、現在の自車速Ｖが最大車速Ｖｓ以上であれば、車速警報を発生させ、ドライバに注意を促す。また、レインセンサ５１には、フロントガラスの雨滴検知を行い、雨滴に感応して動作する雨滴感応型間歇ワイパなどに通常使用されているものを用いている。
【００１８】
図４は、この降雨量情報による車速警報発生手順のフローチャートを示している。まず、ステップ１０１では、一定の間隔で降雨発生をレインセンサ５１で検知する。この発生信号を常時カウントし、一定の時間Ｔ内にカウント数ＮＲが設定値ＮＳ回以上カウントされた場合は、降雨発生中と判定する（ステップ１０２）。一方、ＮＳ回を下回った場合、それまでのカウント数ＮＲをゼロクリアすると共に、現在は降雨無し、または降雨量小であると判定する（ステップ１０３）。そして降雨判定結果を示す判定信号５５をドライバディスプレイ１７に送る（ステップ１０４）。
【００１９】
次に、降雨発生中を示す判定信号５５をライバディスプレイ１７が受け取った場合、現在走行中の車速値Ｖと予め設定された設定値Ｖｓとを比較し、もしＶ＞Ｖｓであるならば、降雨発生中を示す警報音発生を１回行い、警報ランプ点灯及び制限（推奨）車速上限値の表示を行う。そしてドライバが設定車速Ｖｓ以下に減速するまで警報ランプ点灯を続行する（ステップ１０５）。
【００２０】
また、天候が変化し降雨無しと判定され判定信号がクリアされた場合は、ステップ１０５の処理を中止し、通常の処理に戻る（ステップ１０６）。ここでは、降雨量の判定を有り／無しのみとし１個の車速での車速警報のみの場合としたが、降雨の強弱に応じて多段階にわけ複数の車速値での車速警報を発生させるようにすれば、より状況に応じたきめの細かい警報とすることができる。
【００２１】
次に、図５は、他の実施例で、ミリ波レーダ，ジャイロセンサを使用し、先行車と一定の車間距離を保ちつつ追従走行を行うＡＣＣシステム２１を示す。自車２から走行車３に向けてアンテナユニット４からミリ波レーダ信号を発し、計測された車間距離・相対速度・角度と車線判断により先行車検知２２および静止物検知２３を行う。これらの検知に基づき、車間距離制御アルゴリズム２４を使用し、かつ車速信号，ブレーキ信号２６を使用して加減速判断２５を行う。その判断結果に基づいて車速維持，加速減速信号２７を発しスロットル制御２９，Ａ／Ｔシステム制御３０，ブレーキ制御３１からなる車間距離制御２８を行っている。
【００２２】
一方、図６はＡＣＣ設定車速とＡＣＣの追従車間距離の関係を示したものである。この場合についても警報発生距離同様、車速が上昇するにつれて長い車間距離となるように設定されている。この場合においても、降雨量が増大してミリ波レーダの最大検知距離が低下した場合は、車速を下げるよう指示し、必要な追従車間距離を短く設定する必要がある。
【００２３】
そこで、図５のシステムでは、レインセンサ５１で降雨検知５２を行い、降雨検知信号５３を加減速判断２５に送り、降雨判定５４を行う。ここで、ＡＣＣシステム２１は、降雨時のＡＣＣ設定車速上限値Ｖｓを読み出し、設定車速Ｖｈが降雨時設定車速Ｖｓ以上であれば、減速指示を発生させてＶｓになるよう車速調整を実施し合わせてそれ以上の車速には設定できないようになる。そして、その後の天候の変化により降雨無しもしくは一定以下の降雨量になったと判定された場合は、車速設定上限を初期状態Ｖｈへの復帰を実施する。
【００２４】
図７は、この降雨量情報によるＡＣＣ車速設定変更手順のフローチャートを示している。まず、ステップ２０１では、降雨発生を一定の間隔でレインセンサ５１を用いて検知する。この発生信号を常時カウントし、一定の時間Ｔ内にＮＳ回以上カウントされた場合は、降雨発生中と判断する（ステップ２０２）。一方、ＮＳ回を下回った場合、現在は降雨無し、または降雨量小であると判定し、それまでのカウント数をゼロクリアする（ステップ２０３）。そしてその結果を
ＡＣＣシステム２１に送るステップ２０４）。
【００２５】
次に、降雨発生中の場合、現在の設定車速Ｖｈと予め設定された降雨時の設定上限値Ｖｓとを比較し、もしＶｈ＞Ｖｓであるならば、減速信号２７によりスロットル制御２９，Ａ／Ｔシステム制御３０等を用いて新たに設定された設定車速上限値Ｖｓとなるよう車速調整を実施する（ステップ２０５）。また、天候が回復し降雨無しと判定されれば、元の設定車速値Ｖｈに復帰する（ステップ２０６）。
【００２６】
なお、降雨情報のドライバへの報知は図１の警報システム同様に行うことができる。また、ＡＣＣシステムにおいても、降雨量の判定を降雨の強弱に応じて多段階にわけ複数の車速設定値で調整させるようにすれば、より状況に応じたきめの細かいＡＣＣシステムとすることができる。
【００２７】
なお、図１，図５のシステム、すなわち警報システムとＡＣＣシステムは、必ずしも別個のシステムとしてのみ存在するのではなく、両者の機能を合わせて有するシステム構成を取ることもできる。
【００２８】
以上の発明では降雨量検知手段としてレインセンサを用いた例を述べたが、降雨量検知手段としては、その他にもいくつか考えることができる。例えば、ワイパーの作動位置（間歇／低／高）そのものを検知し、これに応じて設定を変更することもできる。あるいは、車両に白線認識用のカメラが接続されている場合には、カメラを用いて降雨量を推定し、推定結果に応じて設定を変更する方法なども考えることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、降雨量検知手段を用いて降雨量の大きさを検知することができるので、車間距離警報装置やＡＣＣ装置において降雨量による検知距離性能を考慮した設定を自動的におこうなうことができる。これにより、対象とする装置の利便性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】降雨量対応車間距離警報システムの概略構成図。
【図２】自車速度と警報発生距離の関係図。
【図３】降雨量とミリ波レーダの最大検知距離の関係図。
【図４】降雨量情報による車速警報発生手順のフローチャート。
【図５】降雨量対応ＡＣＣシステムの概略構成図。
【図６】ＡＣＣ設定車速とＡＣＣの追従車間距離の関係。
【図７】降雨量によるＡＣＣ車速設定調整のフローチャート。
【符号の説明】
２…自車、３…先行車、４…アンテナユニット、６…ジャイロセンサ、５１…レインセンサ。

Claims

車両前方に存在する反射物との距離，相対速度及び方位角度を検知する自動車用電波レーダを用いた車間距離警報装置において、降雨量の大きさを検知する降雨量検知手段を備え、降雨量の大きさに応じて、警報発生速度の上限を設定しドライバに報知することを特徴とする電波レーダを用いた車間距離警報装置。
車両前方に存在する反射物との距離，相対速度及び方位角度を検知する自動車用電波レーダを用いたＡＣＣ（アダプティブクルーズコントロール）装置において、降雨量の大きさを検知する降雨量検知手段を備え、降雨量の大きさに応じて、ＡＣＣ設定速度の上限を設定しドライバに報知することを特徴とする電波レーダを用いたＡＣＣ装置。
前方の物体までの距離と自車両速度とを検出し、
検出した距離と自車両速度とに基づいて、前記自車両速度を制御するとともに自車両内に警報を発生する車両制御方法において、
降雨量を検出し、
前記降雨量が所定量を超えた場合には、前記自車両速度を小さくする制御を行うとともに前記警報を発すべき前記距離を小さく設定することを特徴とする車両制御方法。