JP2006323472A - 車両用走行制御装置および送信波の照射制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 先行車両との車間距離を正しく検出できる車両用走行制御装置および送信波の照射制御方法を提供する。
【解決手段】 路面からの反射光を先行車両とは誤認識しないように、路面からの反射光の影響を無視できる、路面からある一定の距離だけ離れた高さ位置をレーザ光下限高さとして設定する。先行車両２００のリフレクタ２０１がレーザ光下限高さよりも低い位置にある場合には、先行車両２００の後端部におけるレーザ光下限高さが基準照射方向となるように、コントローラ１６が基準照射仰俯角を演算して車間距離センサ１１に信号を出力する。車間距離センサ１１は、コントローラ１６からの信号に基づいて基準照射仰俯角を設定して、レーザ光により走査する。なお、先行車両２００のリフレクタ２０１がレーザ光下限高さよりも高い位置にある場合には、レーザ光の基準照射方向は、先行車両２００のリフレクタ２０１が存在する方向に設定される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、先行車両との距離に基づいて自車両の走行状態を制御する車両用走行制御技術に関する。

自車両の前方を走行する先行車両との車間距離を測定して、自車両の走行状態を制御する車両用走行制御装置が知られている。この装置では、レーザ光により車幅方向および高さ方向にそれぞれ所定角度の範囲を走査することで、反射光を検出して先行車両までの距離を測定している（特許文献１参照）。

特開平１１−３８１４１号公報

従来の車両用走行制御装置を用いて自車両の走行状態を制御する場合、先行車両までの距離を測定する際に、強度の高い反射光を得るために反射率の高い先行車両のリフレクタに向けてレーザ光を照射することが考えられる。しかし、先行車両のリフレクタが低い位置に配設されている場合には、路面に照射されたレーザ光の反射光を検出して、路面を先行車両と誤認識してしまい、先行車両との車間距離を正しく検出できない恐れがある。

（１） 請求項１の発明による車両用走行制御装置は、自車両の前方を走行する先行車両に対して送信波を照射するとともに、照射した送信波の反射波を検出して自車両と先行車両との距離を測定する測距手段と、測距手段で測定した自車両と先行車両との距離に基づいて、自車両の走行状態を制御する走行状態制御手段とを有する車両用走行制御装置において、測距手段で検出された反射波の強度分布に基づいて次に照射すべき送信波の照射方向を演算する照射方向演算手段と、照射方向演算手段で演算された照射方向における送信波の照射高さが所定の下限値よりも高い場合には、照射方向演算手段で演算された照射方向を送信波の照射方向として決定し、照射方向演算手段で演算された照射方向における送信波の照射高さが下限値よりも低い場合には、送信波の照射高さが下限値と一致するように送信波の照射方向を決定する照射方向決定手段と、照射方向決定手段で決定された送信波の照射方向に送信波が照射されるように測距手段が送信する送信波の照射方向を制御する照射方向制御手段とを備えることを特徴とする。
（２） 請求項６の発明による送信波の照射制御方法は、自車両の前方を走行する先行車両に対して送信波を照射するとともに、照射した送信波の反射波を検出して自車両と先行車両との距離を測定する際に、検出された反射波の強度分布に基づいて次に照射すべき送信波の照射方向を演算し、演算された照射方向における送信波の照射高さが所定の高さである下限値よりも高い場合には、演算された照射方向を送信波の照射方向として決定し、演算された照射方向における送信波の照射高さが下限値よりも低い場合には、送信波の照射高さが下限値と一致するように送信波の照射方向を決定し、決定された送信波の照射方向に送信波を照射することを特徴とする。

本発明によれば、先行車両との距離を測定する際に、検出された反射波の強度分布に基づいて次に照射すべき送信波の照射方向を演算し、演算された照射方向における送信波の照射高さが所定の高さである下限値よりも高い場合には、演算された照射方向を送信波の照射方向として決定し、演算された照射方向における送信波の照射高さが下限値よりも低い場合には、送信波の照射高さが下限値と一致するように送信波の照射方向を決定するように構成した。これにより、照射した送信波の路面からの反射波を抑制できるので、路面を先行車両として誤認識する恐れがなく、先行車両との車間距離を正しく検出できる。

図１〜７を参照して、本発明による車両用走行制御装置の一実施の形態を説明する。図１は、本発明による車両用走行制御装置を搭載した車両の構成を示す図である。この車両１００はエンジン１を走行駆動源とする車両であり、エンジン１の駆動力は自動変速機２、プロペラシャフト３、最終減速機４を介して駆動輪５ａ、５ｂに伝達される。また、駆動輪５ａ、５ｂと従動輪６ａ、６ｂにはそれぞれディスクブレーキ７ａ〜７ｄが装備されている。

エンジン制御装置８はスロットルバルブ開度指令値θ^＊に応じてエンジン１のスロットルバルブ開度制御、燃料噴射制御、点火時期制御などを行い、エンジン１のトルクと回転速度を制御する。また、制動制御装置９は制動圧指令値Ｐ^＊に応じて制動油圧を発生させ、ディスクブレーキ７ａ〜７ｄに供給する。なお、スロットルバルブ開度指令値θ^＊および制動圧指令値Ｐ^＊は、後述するコントローラ１６で演算されて出力される。

自動変速機２の出力側には自車速Ｖを検出する車速センサ１０が設けられている。また、車両１００の前部の車体下部には先行車両との車間距離Ｌを検出する車間距離センサ１１が設けられている。車間距離センサ１１は、レーザ光により車幅方向および高さ方向にそれぞれ所定角度の範囲を走査することで得られる先行車両からの反射光を受光し、先行車両との車間距離Ｌを計測するとともに、先行車両の位置を検出する、スキャンニング式のレーザレーダ装置である。後述するコントローラ１６は車間距離Ｌの時間変化（相対速度）と自車速Ｖとに基づいて先行車両の車速Ｖpを演算する。

車両１００の前部には降雨の有無を検出する雨滴感知センサ１２が設けられている。車室内の運転席近傍には操作スイッチ１５が設けられている。この操作スイッチ１５には、運転者が車両用走行制御装置の起動と停止を行うスイッチや、設定車速Ｖsetを入力するスイッチなどが含まれる。

コントローラ１６は、車速センサ１０により検出された自車速Ｖ、車間距離センサ１１により検出された先行車両の有無と車間距離Ｌ、操作スイッチ１５により設定された設定車速Ｖsetなどに基づいて、先行車両が検出されているときは設定車速Ｖset以下で先行車両との車間距離Ｌがその目標値Ｌ^＊になるように車間距離制御（先行車追従走行制御）を行うとともに、先行車両が検出されないときは自車速Ｖが設定車速Ｖsetになるように車速制御（一定速走行制御）を行い、制御演算結果のスロットルバルブ開度指令値θ^＊をエンジン制御装置８へ出力し、制御結果の制動圧指令値Ｐ^＊を制動制御装置９へ出力する。

また、コントローラ１６は、車間距離センサ１１が照射するレーザ光の走査範囲を制御する。すなわち、コントローラ１６は、車間距離センサ１１が受光した反射光の強度分布の情報を得て、先行車両のリフレクタが存在する方向を推定するとともに、雨滴感知センサ１２により検出された降雨の有無を加味して、レーザ光を照射すべき方向（照射方向）を演算して、車間距離センサ１１に出力する。コントローラ１６におけるレーザ光の照射方向の演算については後述する。車間距離センサ１１は、コントローラ１６で演算されたレーザ光の照射方向に基づいてレーザ光を照射する。

このように構成される車両用走行制御装置は、操作スイッチ１５によって起動されると、先行車両の有無や設定車速Ｖsetなどに基づいて、先行車両が検出されているときには設定車速Ｖset以下で先行車両との車間距離Ｌがその目標値Ｌ^＊になるように車間距離を制御し、先行車両が検出されないときには自車速Ｖが設定車速Ｖsetになるように制御する。

図２はコントローラ１６の走行制御機能を示す制御ブロック図である。コントローラ１６はマイクロコンピューターのソフトウエア形態による目標車間距離設定部２１、車間距離指令値演算部２２、相対速度演算部２３、目標車速演算部２４、目標車速選択部２５および車速制御部２６を備えている。

目標車間距離設定部２１は次式により自車速Ｖに応じた目標車間距離Ｌ^＊を設定する。
Ｌ^＊＝Ｖ×Ｔo＋Ｌo ・・・（１）
（１）式において、Ｔoは車間時間、Ｌoは停車時の車間距離である。なお、自車速Ｖに代えて先行車両の車速Ｖtに応じた目標車間距離Ｌ^＊を設定してもよい。

車間距離指令値演算部２２は、車間距離Ｌがその目標値Ｌ^＊に達するまでの車間距離の時間的な変化を表す車間距離指令値Ｌtを決定する。具体的には、目標車間距離Ｌ^＊に対して次式に示すローパスフィルターＦt(s)を施し、車間距離指令値Ｌtを演算する。
Ｆt(s)＝ω２／（ｓ２＋２ζωｓ＋ω） ・・・（２）
（２）式において、ωとζは車間距離制御系における応答特性を目標の応答特性とするための固有振動数と減衰係数であり、ｓは微分演算子である。

相対速度演算部２３は、車間距離センサ１１により検出した先行車両との車間距離Ｌに基づいて先行車両との相対速度ΔＶを演算する。具体的には、車間距離Ｌに対して次式に示すバンドパスフィルタＦd(s)を施し、相対速度ΔＶを演算する。
Ｆd(s)＝ωc^２ｓ／（ｓ^２＋２ζcωcｓ＋ωc^２） ・・・（３）
（３）式において、ωcは固有振動数、ζcは減衰係数であり、これらは車間距離Ｌに含まれるノイズ成分の大きさと、短周期の車体前後の加速度変動の許容値とにより決定する。また、ｓは微分演算子である。なお、バンドパスフィルタに代えてハイパスフィルタを車間距離Ｌに施し、相対速度ΔＶを演算してもよい。

目標車速演算部２４は、フィードバック補償器を用いて車間距離Ｌを車間距離指令値Ｌtに一致させるための目標車速Ｖ^＊を演算する。具体的には、次式により先行車両との車間距離Ｌと相対速度ΔＶに基づいて目標車速Ｖ^＊を演算する。
Ｖ^＊＝Ｖt−｛ｆd（Ｌt−Ｌ）＋ｆv×ΔＶ｝ ・・・（４）
（４）式において、ｆdは距離制御ゲイン、ｆvは車速制御ゲインであり、Ｖtは先行車速度（Ｖt＝Ｖ＋ΔＶ）である。

目標車速選択部２５は、先行車両の有無に基づいて目標車速Ｖ^＊、設定車速Ｖsetおよび現在の自車速Ｖのいずれかを選択し、選択目標車速Ｖs^＊として出力する。

車速制御部２６は、自車速Ｖを選択目標車速Ｖs^＊に一致させるための目標制駆動力Ｆorを演算し、目標制駆動力Ｆorに基づいてスロットルバルブ開度指令値θ^＊と制動圧指令値Ｐ^＊を決定し、エンジン制御装置８と制動制御装置９へ出力する。

−−−車間距離センサ１１のレーザ光による走査について−−−
レーザ光の照射方向を固定した状態では、車間距離センサ１１が照射するレーザ光は小さな領域しか照射できないため、すなわち、レーザ光の照射パターンが小さいため、自車両との相対位置が刻々と変化する先行車両の有無および先行車両との車間距離Ｌを正しく検出できない。そこで、車間距離センサ１１では、レーザ光を車幅方向および高さ方向にそれぞれ所定角度の範囲で走査することで、先行車両からの反射光を受光して、先行車両との車間距離Ｌを計測するとともに、先行車両の位置を検出する。

図３は、車間距離センサ１１が照射するレーザ光の１回の走査範囲を模式的に示した図であり、車両１００から前方に所定距離だけ離れた、車両１００の前後方向と直交する垂直な仮想平面に対して投影されるレーザ光の照射方向（照射中心）の軌跡を示す。なお、図３に示したレーザ光の走査範囲は、説明の便宜上、上下方向に拡大されて記載されている。

車間距離センサ１１が照射するレーザ光は、照射する仰角または俯角を変えて、１回の走査で水平方向に４往復掃引される。１往復目には、レーザ光は、軌跡１１１で示すように、車幅方向の一方端の基点１０１から他方端の基点１０２まで水平に、すなわち、照射する仰角または俯角を一定に保ったまま左右方向に掃引される。なお、１０３はレーザ光の照射パターンである。レーザ光は、基点１０２まで水平に掃引された後、軌跡１１２で示すように、照射する仰角または俯角が変更されて、軌跡１１１の上方を基点１０２から基点１０１まで掃引される。

２往復目には、レーザ光は、軌跡１１１で示すように、再び基点１０１から基点１０２まで水平に掃引され、その後、軌跡１１３で示すように、照射する仰角または俯角が変更されて、軌跡１１１の下方を基点１０２から基点１０１まで掃引される。３往復目には、レーザ光は、軌跡１１１で示すように、再び基点１０１から基点１０２まで水平に掃引され、その後、軌跡１１４で示すように、軌跡１１２の上方を基点１０２から基点１０１まで掃引される。４往復目には、レーザ光は、軌跡１１１で示すように、再び基点１０１から基点１０２まで水平に掃引され、その後、軌跡１１５で示すように軌跡１１１の下方かつ軌跡１１３の上方を基点１０２から基点１０１まで掃引される。

すなわち、レーザ光は、１回の走査で、軌跡１１１→軌跡１１２→軌跡１１１→軌跡１１３→軌跡１１１→軌跡１１４→軌跡１１１→軌跡１１５の順に掃引される。レーザ光が基点１０１から基点１０２へ向かって掃引される際には、軌跡１１１を描くように掃引されるが、軌跡１１１を描くように掃引される際のレーザ光の照射仰角または照射俯角をレーザ光の基準照射仰俯角と呼び、基準照射仰俯角で照射されるレーザ光の照射方向を基準照射方向と呼ぶ。

１回の走査が行われると、上述したように、車間距離センサ１１は、受光した反射光の強度分布および送信から受信までの時間に基づいて、先行車両の有無および車間距離Ｌを演算してコントローラ１６に出力する。また、車間距離センサ１１は、受光した反射光の強度分布の情報をコントローラ１６に出力する。コントローラ１６は、車間距離センサ１１から出力された反射光の強度分布の情報から、反射光の強度の最大値と照射仰俯角との関係に基づいて、先行車両が存在する場合には、先行車両のリフレクタが存在する高さ位置を予測する。すなわち、先行車両のリフレクタが基準照射方向に存在するか否か、先行車両のリフレクタが基準照射方向に存在しない場合には基準方向に対して上下方向のどちらに存在するかを予測する演算を行う。

先行車両のリフレクタが基準照射方向に存在すると判断されると、コントローラ１６は、レーザ光の基準照射仰俯角を変更せずに走査するよう車間距離センサ１１に信号（基準照射仰俯角設定信号）を出力する。先行車両のリフレクタが基準照射方向よりも上方に存在すると判断されると、コントローラ１６は、直前の走査における基準照射方向よりも上方を走査するように、レーザ光の基準照射仰俯角を所定角度だけ変更するよう車間距離センサ１１に基準照射仰俯角設定信号を出力する。先行車両のリフレクタが基準照射方向よりも下方に存在すると判断されると、コントローラ１６は、直前の走査における基準照射方向よりも下方を走査するように、レーザ光の基準照射仰俯角を所定角度だけ変更するよう車間距離センサ１１に基準照射仰俯角設定信号を出力する。

なお、上述した所定角度、すなわち、先行車両のリフレクタが基準照射方向よりも上方または下方に存在すると判断された際の基準照射仰俯角の変化量は、たとえば０．１度というように、微少角度に設定されている。これにより、先行車両のリフレクタが基準照射方向よりも上方または下方に存在すると判断された場合には、基準照射方向は徐々に先行車両のリフレクタの方向へ向くように変更される。

先行車両が存在しない場合、コントローラ１６は、レーザ光の基準照射仰俯角をあらかじめ定められた角度（待機角度）に設定するよう車間距離センサ１１に信号を出力する。

車間距離センサ１１は、コントローラ１６からの信号に基づいて、基準照射仰俯角を設定して、上述したように走査を行う。以降、上述した走査と基準仰俯角の変更が繰り返されることで、レーザ光の基準照射方向が反射率の高い先行車両のリフレクタが存在する方向に設定されて、先行車両との距離が測定される。リフレクタは入射光の反射率が高いので、リフレクタが存在する方向にレーザ光を照射することで強度の高い反射光が得られ、先行車両との距離を安定して測定できる。

−−−先行車両のリフレクタ位置が低い場合−−−
上述のように、レーザ光の基準照射方向が先行車両のリフレクタが存在する方向に設定されるが、先行車両のリフレクタ配設位置が低い場合には、レーザ光が路面にも照射されてしまう。すなわち、レーザ光の照射パターンの下端（レーザ光下端）で路面を照射してしまう。レーザ光が路面にも照射されてしまうと、車間距離センサ１１が路面からの反射光を受光して、路面を先行車両として誤認識してしまう恐れがある。

そこで、図４に示すように、本実施の形態の車両用走行制御装置では、路面からの反射光を先行車両とは誤認識しないように、路面からの反射光の影響を無視できる、路面からある一定の距離だけ離れた高さ位置をレーザ光下限高さとして設定し、基準照射方向に照射されたレーザ光の光軸が先行車両２００の後端部におけるレーザ光下限高さよりも下側に向かないように、基準照射仰俯角を制御する。すなわち、先行車両２００のリフレクタ２０１がレーザ光下限高さよりも低い位置にある場合には、先行車両２００の後端部におけるレーザ光下限高さが基準照射方向となるように、コントローラ１６が基準照射仰俯角を演算して車間距離センサ１１に信号を出力する。車間距離センサ１１は、コントローラ１６からの信号に基づいて基準照射仰俯角を設定して、レーザ光により走査する。なお、先行車両２００のリフレクタ２０１がレーザ光下限高さよりも高い位置にある場合には、上述のとおり、レーザ光の基準照射方向は、先行車両２００のリフレクタ２０１が存在する方向に設定される。

−−−雨天の場合−−−
雨天の場合、路面が雨で濡れているため、路面に照射されたレーザ光は、車両１００が存在する後側にはほとんど反射せず、車両１００の前方へ反射される。そのため、レーザ光下限高さよりも低い位置にレーザ光を照射しても、車間距離センサ１１が路面からの反射光をほとんど受光しないので、路面を先行車両として誤認識する恐れはない。また、雨天時には、雨滴や霧、先行車両が跳ね上げる水しぶきなどによって反射光が減衰するので、強度の高い反射光が得られる先行車両のリフレクタが存在する方向に基準照射方向を設定することが望ましい。

そこで、雨天の場合には、図５に示すように、先行車両２００のリフレクタ２０１がレーザ光下限高さよりも低い位置にある場合であっても、レーザ光の基準照射方向を先行車両２００のリフレクタ２０１が存在する方向に設定する。降雨の有無は、雨滴感知センサ１２によって検出される（図１）。

−−−フローチャート−−−
図６は、本実施の形態の走行制御プログラムを示すフローチャートである。コントローラ１６は、操作スイッチ１５により走行制御装置が起動されると、たとえば１０ｍsecごとに図６に示す走行制御プログラムを実行する。

ステップ１において車速センサ１０から自車速Ｖを、車間距離センサ１１から先行車両の有無、先行車両との車間距離Ｌおよび反射光の強度分布の情報を、雨滴感知センサ１２から降雨の有無の示す検出信号を、操作スイッチ１５から設定車速Ｖsetをそれぞれ読み込むとともに、上記（４）式により目標車速Ｖ^＊を演算する。

ステップ２では先行車両との車間距離Ｌが目標値Ｌ^＊となるように車間距離制御を行って先行車両に追従走行中か否かを確認する。追従走行を行っていないときはステップ９へ進み、選択目標車速Ｖs^＊に設定車速Ｖsetを設定してステップ１０へ進む。一方、追従走行中のときはステップ４へ進み、選択目標車速Ｖs^＊に目標車速Ｖ^＊を設定してステップ１０へ進む。

選択目標車速Ｖs^＊を設定した後、ステップ１０において自車速Ｖを選択目標車速Ｖs^＊まで加速するための目標加速度α^＊を次式により演算する。
α^＊＝ｋ（Ｖs^＊−Ｖ） ・・・（５）
（５）式において、ｋは速度を加速度に変換するための係数である。続くステップ１１で加速度制限係数Ｋにより目標加速度α^＊を制限する。
Ｋ・α^＊→α^＊ ・・・（６）

ステップ１２において目標加速度α^＊に車両質量Ｍを乗じて目標制駆動力Ｆorを演算する。
Ｆor＝α^＊・Ｍ ・・・（７）
そして、ステップ１３で制御指令値であるスロットルバルブ開度指令値θ^＊と制動圧指令値Ｐ^＊を演算してステップＳ１４のサブルーチンへ進む。

ステップＳ１４のサブルーチンにおいて、ステップＳ１で読み込んだ先行車両の有無および反射光の強度分布の情報に基づいて、車間距離センサ１１が照射するレーザ光の基準照射仰俯角を演算してステップＳ１５へ進む。ステップＳ１４のサブルーチンについては後述する。

ステップＳ１５において、ステップＳ１３およびステップＳ１４のサブルーチンで演算された各値を出力してリターンする。すなわち、ステップＳ１５において、ステップＳ１３で演算されたスロットルバルブ開度指令値θ^＊をエンジン制御装置８へ出力し、制動圧指令値Ｐ^＊を制動制御装置９へ出力し、ステップＳ１４のサブルーチンで演算された基準照射仰俯角を基準照射仰俯角設定信号として車間距離センサ１１へ出力する。

図７は、図６のフローチャートにおけるステップＳ１４のサブルーチンを示している。ステップＳ３１において、メインルーチンのステップＳ１で読み込んだ先行車両の有無の情報から先行車両があるか否かを判断する。ステップＳ３１が肯定判断されるとステップＳ３３へ進み、ステップＳ１で読み込んだ反射光の強度分布の情報から先行車両のリフレクタの予測位置を演算してステップＳ３５へ進む。

ステップＳ３５において、ステップＳ３３で演算された先行車両のリフレクタの位置が基準照射方向よりも下方であるか否かを判断する。ステップＳ３５が肯定判断されるとステップＳ３７へ進み、現在の基準照射方向がレーザ光下限高さよりも上側を照射するように設定されているか否かを判断する。ステップＳ３７が否定判断されるとステップＳ３９へ進み、ステップＳ１で読み込んだ雨滴感知センサ１２の検出信号から、降雨状態であるか否かを判断する。ステップＳ３９が否定判断されるとステップＳ４１へ進み、基準照射方向が先行車両の後端部におけるレーザ下限高さを向くように基準照射仰俯角を演算して、図６に示したメインルーチンに戻る。

ステップＳ３５が否定判断されるか、ステップＳ３７またはステップＳ３９が肯定判断されるとステップＳ４３へ進み、ステップＳ３３で演算された先行車両のリフレクタの位置の方向へ向けて所定角度だけ基準照射仰俯角を変更するように演算して、図６に示したメインルーチンに戻る。なお、ステップＳ３３では、基準照射方向とステップＳ３３で演算された先行車両のリフレクタの位置の方向とが一致している場合には、基準照射仰俯角を変更しない。

ステップＳ３１が否定判断されるとステップＳ４５へ進み、基準照射仰俯角を待機角度に設定するように演算して、図６に示したメインルーチンに戻る。

このように構成される車両用走行制御装置の動作をまとめると、次のようになる。イグニッションスイッチがＯＮされて、操作スイッチ１５により車両用走行制御装置が起動されると、コントローラ１６は、車速センサ１０、車間距離センサ１１、雨滴感知センサ１２および操作スイッチ１５からの各種信号を読み込む（ステップＳ１）。先行車両に追従走行中でなければ選択目標車速Ｖs^＊に設定車速Ｖsetを設定し（ステップＳ２否定判断、ステップＳ９）、先行車両に追従走行中であれば選択目標車速Ｖs^＊に目標車速Ｖ^＊を設定して（ステップＳ２肯定判断、ステップＳ４）、走行制御に必要な各値を演算して（ステップＳ１０〜１３）、スロットルバルブ開度指令値θ^＊および制動圧指令値Ｐ^＊を出力する（ステップＳ１５）。エンジン制御装置８はスロットルバルブ開度指令値θ^＊にしたがってエンジン１のスロットルバルブ開度を調節し、制動制御装置９は制動圧指令値Ｐ^＊にしたがってディスクブレーキ７ａ〜７ｄを駆動制御する。

また、コントローラ１６は、車間距離センサ１１が照射するレーザ光の基準照射仰俯角を演算して（ステップＳ１４）、基準照射仰俯角設定信号を車間距離センサ１１に出力する（ステップＳ１５）。すなわち、リフレクタ位置を予測した結果（ステップＳ３３）、先行車両のリフレクタ位置がレーザ光下限高さよりも高い場合には（ステップＳ３５否定判断）、先行車両のリフレクタの位置の方向へ向けて所定角度だけ基準照射仰俯角を変更するように基準照射仰俯角を演算して（ステップＳ４３）、基準照射仰俯角設定信号として出力する（ステップＳ１５）。

先行車両のリフレクタ位置がレーザ光下限高さよりも低い場合であっても（ステップＳ３５肯定判断）、基準照射方向がレーザ光下限高さよりも上側を照射するように設定されている場合には（ステップＳ３７肯定判断）、先行車両のリフレクタの位置の方向へ向けて所定角度だけ基準照射仰俯角を変更するように基準照射仰俯角を演算して（ステップＳ４３）、基準照射仰俯角設定信号として出力する（ステップＳ１５）。

先行車両のリフレクタ位置がレーザ光下限高さよりも低い場合であり（ステップＳ３５肯定判断）、基準照射方向がすでにレーザ光下限高さを照射するように設定されている場合には（ステップＳ３７否定判断）、基準照射方向が先行車両の後端部におけるレーザ下限高さを向くように基準照射仰俯角を演算して（ステップＳ４１）、基準照射仰俯角設定信号として出力する（ステップＳ１５）。

先行車両がなければ（ステップＳ３１否定判断）、基準照射仰俯角が待機角度となるように基準照射仰俯角設定信号を出力する（ステップＳ４５、ステップＳ１５）。また、雨天時には、先行車両のリフレクタ位置がレーザ光下限高さよりも低い場合であっても（ステップＳ３５肯定判断）、先行車両のリフレクタの位置の方向へ向けて所定角度だけ基準照射仰俯角を変更するように基準照射仰俯角を演算して（ステップＳ３９肯定判断、ステップＳ４３）、基準照射仰俯角設定信号として出力する（ステップＳ１５）。

車間距離センサ１１は、基準照射仰俯角設定信号にしたがってレーザ光の基準照射仰俯角を設定して、レーザ光により走査する。

上述した車両用走行制御装置では、次の作用効果を奏する。
（１） 車間距離センサ１１で検出された反射光の強度分布に基づいて次にレーザ光を照射すべき方向を演算し、その方向が先行車両の後部におけるレーザ光下限高さより高い場合には、演算した照射すべき方向にレーザ光が照射されるように基準照射方向を設定するように構成した。演算したレーザ光を照射すべき方向が先行車両の後部におけるレーザ光下限高さより低い場合には、先行車両の後部におけるレーザ光下限高さにレーザ光が照射されるように基準照射方向を設定するように構成した。これにより、照射したレーザ光の路面からの反射光を抑制できるので、路面を先行車両として誤認識する恐れがなく、先行車両との車間距離を正しく検出できる。したがって、車間距離センサ１１で検出された車間距離の信頼性が向上するので、車両用走行制御装置による走行制御の信頼性を向上できる。

（２） 車間距離センサ１１で検出された反射光の強度分布に基づいて、次にレーザ光を照射すべき方向として基準照射仰俯角を演算する際に、先行車両のリフレクタ高さ位置を予測するように構成した。リフレクタの反射率は先行者車両の他の部分より高いので、リフレクタが存在する方向にレーザ光を照射することで強度の高い反射光が得られ、先行車両との距離を安定して測定できる。これにより、車間距離センサ１１で検出された車間距離の信頼性が向上するので、車両用走行制御装置による走行制御の信頼性を向上できる。また、強度の高い反射光が得られるので、車間距離制御が可能な車間距離を大きくできる。

（３） 雨天の場合には、演算した先行車両のリフレクタの高さ位置が先行車両の後端部におけるレーザ光下限高さより低い場合であっても、先行車両のリフレクタが存在する高さ位置に基準照射方向を設定するように構成した。これにより、雨天の場合には、先行車両のリフレクタの高さ位置が低くても、リフレクタからの反射光に基づいた車間距離制御が可能である。したがって、雨滴や霧、先行車両が跳ね上げる水しぶきなどによって反射光が減衰するような環境下でも車間距離制御が可能となり、車両用走行制御装置の利便性が向上する。

（４） 降雨の有無に雨滴センサを用いるように構成した。これにより、降雨の有無を安価に検出できるので、車両用走行制御装置のコスト増を抑制できる。

−−−変形例−−−
（１） 上述の説明では、レーザ光下限高さは、路面からある一定の距離だけ離れた高さ位置であるが、本発明はこれに限定されない。車間距離センサ１１が照射するレーザ光は上下左右方向に広がる所定の照射角度で照射されるため、先行車両２００の後端部におけるレーザ光下限高さに向けてレーザ光を照射しても、図８（ａ）に示すように、車間距離が小さいときにはレーザ光の照射パターンの下端が路面を照射しないか、路面を照射しても照射パターンのごく一部であるが、図８（ｂ）に示すように、車間距離が大きいときにはレーザ光が路面を照射する部分が多くなってしまう。

そこで、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、車両１００からの距離が離れるほどレーザ光下限高さを高くするように設定することとしてもよい。たとえば、図９（ａ）に示すように、車両１００からの距離が離れるにつれて段階的にレーザ光下限高さを高くしてもよく、図９（ｂ）に示すように、車両１００から所定の距離だけ離れるまではレーザ光下限高さを一定値で設定し、車両１００から所定の距離以上離れたときに、レーザ光下限高さを徐々に高くするようにしてもよい。また、図９（ｃ）に示すように、レーザ光下限高さを車両１００との距離に比例して増加する曲線に近似させてもよい。

（２） 上述の説明では、車間距離センサ１１の走査パターンは図３に示すようなものであるが、本発明はこれに限定されない。すなわち、図３に示した走査パターンは一例であり、掃引順序や掃引回数など、走査パターンは他の様々な形態であってもよい。また、上述の説明では、レーザ光を左右方向に掃引しているが、上下方向に掃引するようにしてもよい。

（３） 上述の説明では、積荷や乗員の増減による車高の変化や、積荷矢乗員の配置位置、加減速などに起因する車両のピッチング方向の姿勢変化に起因するレーザ光の照射方向の変化については特に言及していないが、自車両の姿勢変化を検出する各種のセンサを用いることで、自車両の姿勢変化を検出して、自車両の姿勢変化を打ち消すようにレーザ光の照射方向を変更するように構成してもよい。

（４） 上述の説明では、降雨の有無の検出に雨滴感知センサ１２を用いているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ワイパの動作の有無を検出することで、降雨の有無を判断するように構成してもよく、撮像素子を利用して、先行車両が跳ね上げる水しぶきを画像処理によって検出することで、降雨の有無を判断してもよい。また、自車両の下部に発光素子と受光素子とを設け、発光素子から照射した照射光による自車両下部路面からの反射光を受光素子で検出することで、路面の反射率を検出することなどによって、降雨の有無を判断してもよい。

（５） 上述の説明では、先行車両のリフレクタが基準照射方向よりも上方または下方に存在すると判断された際の基準照射仰俯角の変化量は、たとえば０．１度に設定されているが、本発明はこれに限定されず、先行車両の検出に適した値であれば、他の値であってもよい。また、先行車両のリフレクタが基準照射方向よりも上方または下方に存在すると判断された際に、基準照射方向がすぐに先行車両のリフレクタの方向へ向くように、基準照射仰俯角を変更するように構成してもよい。

（６） 上述の説明では、基準照射仰俯角の演算は、コントローラ１６で演算するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、車間距離センサ１１に基準照射仰俯角を演算する演算装置を設け、この演算装置で上述した図７に示したサブルーチンに相当する内容のプログラムを実行することで、車間距離センサ１１側で基準照射仰俯角を制御するように構成してもよい。
（７） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。

以上の実施の形態および変形例において、たとえば、測距手段および照射方向制御手段は車間距離センサ１１に、照射方向演算手段および照射方向決定手段はコントローラ１６に、雨天検出手段は雨滴感知センサ１２にそれぞれ対応する。走行状態制御手段は、エンジン制御装置８、制動制御装置９およびコントローラ１６によって実現される。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。

本発明による車両用走行制御装置を搭載した車両の構成を示す図である。 コントローラ１６の走行制御機能を示す制御ブロック図である。 車間距離センサ１１が照射するレーザ光の１回の走査範囲を模式的に示した図である。 先行車両のリフレクタ位置が低い場合における、レーザ光下限高さと基準照射方向との関係を示す図である。 先行車両のリフレクタ位置が低い場合であり、かつ、降雨時における、レーザ光下限高さと基準照射方向との関係を示す図である。 本実施の形態の走行制御プログラムを示すフローチャートである。 図６のフローチャートにおけるステップＳ１４のサブルーチンである。 車間距離の大小とレーザ光の路面照射状態を説明する図であり、（ａ）は車間距離が小さい場合を示し、（ｂ）は車間距離が大きい場合を示す。 レーザ光下限高さに関する変形例を示す図である。

符号の説明

１ エンジン ７ａ〜７ｄ ディスクブレーキ
８ エンジン制御装置 ９ 制動制御装置
１１ 車間距離センサ １２ 雨滴検出センサ
１６ コントローラ １００ 車両（自車両）
１１１〜１１５ 軌跡 ２００ 先行車両
２０１ リフレクタ

Claims (6)

1. 自車両の前方を走行する先行車両に対して送信波を照射するとともに、照射した前記送信波の反射波を検出して前記自車両と前記先行車両との距離を測定する測距手段と、
   前記測距手段で測定した前記自車両と前記先行車両との距離に基づいて、前記自車両の走行状態を制御する走行状態制御手段とを有する車両用走行制御装置において、
   前記測距手段で検出された反射波の強度分布に基づいて次に照射すべき送信波の照射方向を演算する照射方向演算手段と、
   前記照射方向演算手段で演算された照射方向における前記送信波の照射高さが所定の下限値よりも高い場合には、前記照射方向演算手段で演算された照射方向を前記送信波の照射方向として決定し、前記照射方向演算手段で演算された照射方向における前記送信波の照射高さが前記下限値よりも低い場合には、前記送信波の照射高さが前記下限値と一致するように前記送信波の照射方向を決定する照射方向決定手段と、
   前記照射方向決定手段で決定された前記送信波の照射方向に前記送信波が照射されるように前記測距手段が送信する送信波の照射方向を制御する照射方向制御手段とを備えることを特徴とする車両用走行制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用走行制御装置において、
   前記照射方向演算手段は、前記反射波検出手段で検出された反射波の強度分布に基づいて、前記先行車両の後方に取り付けられたリフレクタがあると予測される方向に前記送信波の照射方向が近づくように、次に照射すべき送信波の照射方向を演算することを特徴とする車両用走行制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用走行制御装置において、
   前記照射方向決定手段は、前記測距手段が測定した前記自車両と前記先行車両との距離に応じて前記下限値を変更することを特徴とする車両用走行制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用走行制御装置において、
   雨天であるか否かを検出する雨天検出手段をさらに備え、
   前記照射方向決定手段は、前記雨天検出手段が雨天であることを検出したときには、前記照射方向演算手段で演算された照射方向における前記送信波の照射高さが前記下限値よりも低い場合であっても、前記照射方向演算手段で演算された照射方向を前記送信波の照射方向として決定することを特徴とする車両用走行制御装置。
5. 請求項４に記載の車両用走行制御装置において、
   前記雨天検出手段は、雨滴感知センサであることを特徴とする車両用走行制御装置。
6. 自車両の前方を走行する先行車両に対して送信波を照射するとともに、照射した前記送信波の反射波を検出して前記自車両と前記先行車両との距離を測定する際に、検出された反射波の強度分布に基づいて次に照射すべき送信波の照射方向を演算し、
   演算された照射方向における前記送信波の照射高さが所定の高さである下限値よりも高い場合には、演算された照射方向を前記送信波の照射方向として決定し、
   演算された照射方向における前記送信波の照射高さが前記下限値よりも低い場合には、前記送信波の照射高さが前記下限値と一致するように前記送信波の照射方向を決定し、
   決定された前記送信波の照射方向に前記送信波を照射することを特徴とする送信波の照射制御方法。

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