JP2020179808A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】近距離領域に存在する物標の相対速度をより正確に推定できる車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置は、物標検出センサとアクチュエータの作動を制御する制御装置を備える。物標検出センサは、自身の配設箇所から最小検出距離以上であり且つ最大検出距離未満の検出可能領域に位置する物標の車両までの距離及び当該物標の当該車両に対する相対速度を検出し、配設箇所からの距離が最小検出距離未満の近距離領域に物標が存在する場合に相対速度を検出不能である。制御装置は、検出可能領域内に位置していた物標が近距離領域へと進入した場合、物標の相対速度を物標検出センサから最後に取得した時点である最終取得時点から現時点までの経過時間と、最終取得時点における物標の相対速度である最終取得相対速度と時間変化率とに基いて推定相対速度を算出する。【選択図】図３

Description

本発明は、物標と車両との距離が所定の距離未満になった場合に当該物標の当該車両に対する相対速度を推定し、この推定した相対速度に基いて車両に塔載されたアクチュエータの作動を制御する、車両制御装置に関する。

従来から知られているレーダ装置（レーダセンサ）は、自身からの距離が所定の最小検出距離よりも短い近距離領域に物標が進入すると、その物標を検出できなくなる。このため、レーダ装置を用いる車両制御装置の一つ（以下、「第１従来装置」と称呼する。）は、このような物標の位置を外挿処理によって推定し、その推定結果に基づいて物標が存在するか否かを判定する（例えば、特許文献１を参照。）。

レーダ装置を用いる車両制御装置の他の一つ（以下、「第２従来装置」と称呼する。）は、レーダ装置が前回検出した「物標の車両に対する位置及び物標の車両に対する相対速度」に基いて、今回の物標位置を推定する。更に、第２従来装置は、前回の相対速度を今回の座標系における相対速度へと変換し、その変換した相対速度（変換相対速度）を今回の相対速度として用いる（特許文献２を参照。）。

特開２０１０−７１８０５号公報 特開２０１９−２６８９号公報

しかしながら、物標が上記近距離領域に位置している場合、車両はその物標との衝突を回避するために減速を行っている可能性が高いから、その物標が上記の相対速度を維持している可能性は低い。従って、「今回の相対速度として前述した変換相対速度を採用する第２従来装置」は、近距離領域に位置する物標の相対速度を正確に推定できていないので、それに起因してアクチュエータを適切に制御できない可能性が高い。

本発明は前述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、近距離領域に存在する物標の相対速度をより正確に推定できる車両制御装置を提供することにある。

本発明の車両制御装置（以下、「本発明装置」とも呼称する。）は、
車両の所定箇所に配設され、前記車両の周辺の所定領域の一部であって前記所定箇所から所定の最小検出距離（Ｌｍｉｎ）以上であり且つ前記最小検出距離よりも長い所定の最大検出距離（Ｌｍａｘ）未満の検出可能領域（ＤＡ）に物標が位置している場合に当該物標と前記車両との距離（Ｌ）及び当該物標の当該車両に対する相対速度（Ｖｒ）の両方を検出可能に構成され、且つ、前記所定箇所からの距離が前記最小検出距離未満の近距離領域（ＮＤＡ）に物標が存在する場合に少なくとも当該物標の当該車両に対する相対速度を検出不能である物標検出センサ（１２）と、
前記車両に塔載されたアクチュエータ（４２ａ乃至４２ｆ、５２ａ乃至５２ｄ、６０ａ乃至６０ｄ）の作動を制御する制御装置（１０）と、
を備える。

更に、前記制御装置は、
前記制御装置は、
前記検出可能領域内に位置している物標の前記距離及び前記相対速度を所定時間が経過する毎に前記物標検出センサから取得し（ステップ４０５）、
前記取得された相対速度の履歴に基いて前記物標の相対速度の単位時間あたりの変化量に対応する時間変化率（傾きａ）を算出し（ステップ６２０）、
前記検出可能領域内に位置していた物標が前記近距離領域へと進入した場合（ステップ６１５「Ｙｅｓ」）、前記物標検出センサによって検出された前記物標の相対速度を前記物標検出センサから最後に取得した時点である最終取得時点（ｔ＿ｌａｓｔ）から現時点までの経過時間と、前記最終取得時点にて前記物標検出センサから取得した前記物標の相対速度である最終取得相対速度（Ｖｒ＿ｌａｓｔ）と、前記時間変化率と、に基いて、前記近距離領域へと進入した物標の前記車両に対する現時点における相対速度を推定相対速度として算出し（ステップ６３０）、
前記推定相対速度に基いて前記アクチュエータの作動を制御する（ステップ６５０、ステップ７３０）、
ように構成されている。

これによって、物標が検出可能領域に存在していた期間の相対速度の履歴に基く相対速度の時間変化率に基いて、近距離領域に存在する物標の相対速度が算出されるため、近距離領域に存在する物標の推定相対速度が正確に算出できる。このため、この推定相対速度に基いてアクチュエータを適切に制御できる。

本発明の一態様において、
前記制御装置は、
前記物標と前記車両とが衝突した可能性が高いときに成立する衝突条件が成立した場合（ステップ７１５「Ｙｅｓ」）、前記時間変化率と、前記最終取得相対速度と、前記最終取得時点から前記衝突条件が成立した時点である衝突時点までの時間と、に基いて、前記推定相対速度を衝突時推定相対速度として算出し（ステップ７２０）、
前記衝突時推定相対速度に基いて前記アクチュエータを作動させるか否かを決定する（ステップ７２５）、
ように構成されている。

衝突時点にて物標は近距離領域に存在する可能性が高いため、物標検出センサは当該物標の相対速度を検出できない。上記態様によれば、衝突時点における物標の衝突時推定相対速度が、時間変化率と最終取得相対速度と「最終取得時点から衝突時点までの時間」とに基いて算出されるため、衝突時推定相対速度をより正確に算出できる。

更に、上記態様において、
前記制御装置は、
前記衝突条件が成立したと判定した場合（ステップ７１５「Ｙｅｓ」）、前記時間変化率と、前記最終取得相対速度と、前記最終取得時点から前記衝突条件が成立した時点である衝突時点までの時間と、前記物標検出センサから前記距離の最新値及び前記相対速度の最新値を取得するために要する遅延時間（Ｔ３）と、に基いて前記衝突時推定相対速度を算出する（ステップ７２０）、
ように構成されている。

これによって、上記遅延時間を考慮して衝突時推定相対速度が算出されるため、衝突時推定相対速度をより正確に算出できる。

更に、上記態様において、
前記車両に作用する衝撃力を示す衝撃指標値（Ｇｘ、Ｐ）を検出するための衝撃検出センサ（１６、１８）を、更に備え、
前記制御装置は、
前記衝撃指標値が第１閾値以上となった場合（ステップ７１５「Ｙｅｓ」）、前記衝突条件が成立したと判定する、
ように構成されている。

これによって、衝突条件が成立したか否かをより正確に判定できる。

更に、上記態様において、
前記制御装置は、
前記衝突時推定相対速度が所定の閾値速度よりも大きく、且つ、前記衝突時点以降に前記衝撃指標値が前記第１閾値よりも大きな第２閾値以上となった場合（ステップ７２５「Ｙｅｓ」）、前記アクチュエータとして前記車両に塔載されたエアバッグを起動するためのインフレータを作動させる（ステップ７３０）、
ように構成されている。

これによって、衝突時点以降に衝突時推定相対速度が閾値速度よりも大きく且つ衝撃指標値が第１閾値よりも大きな第２閾値以上となったときに「エアバックを起動するためのインフレータ」を作動させるので、物標と車両との衝突により物標検出センサが故障したとしても、エアバッグを適切に起動させることができる。

なお、上記説明においては、発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、発明の各構成要素は、前記名称及び／又は符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

図１は、本発明の実施形態に係る車両制御装置（本制御装置）の概略システム構成図である。 図２は、図１に示したミリ波レーダ装置の検出範囲を説明するための車両の上面図である。 図３は、本制御装置の処理の概要の説明図である。 図４は、図１に示した衝突制御ＥＣＵ（ＣＣＥＣＵ）のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図５は、図１に示したＣＣＥＣＵのＣＰＵが図４に示したルーチンにて実行するサブルーチンを示したフローチャートである。 図６は、図１に示したＣＣＥＣＵのＣＰＵが図４に示したルーチンにて実行する他のサブルーチンを示したフローチャートである。 図７は、図１に示したＣＣＥＣＵのＣＰＵが実行する他のルーチンを示したフローチャートである。

本発明の一実施形態に係る車両制御装置（以下、「本制御装置」と称呼する。）は車両ＶＡ（図２を参照。）に適用される。本制御装置は、車両ＶＡに塔載された衝突予防安全装置に組み込まれている。衝突予防安全装置は、衝突制御ＥＣＵ（以下、「ＣＣＥＣＵ」と称呼する。）１０、エンジンＥＣＵ２０及びブレーキＥＣＵ３０を備える。これらのＥＣＵは、図示しないＣＡＮ（Controller Area Network）を介してデータ交換可能（通信可能）に互いに接続されている。

ＥＣＵは、エレクトロニックコントロールユニットの略称であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。ＣＰＵは、メモリ（ＲＯＭ）に格納されたインストラクション（ルーチン）を実行することにより各種機能を実現する。これらの又は幾つかのＥＣＵは、一つのＥＣＵに統合されてもよい。

車両ＶＡは、ミリ波レーダ装置１２、カメラ装置１４、フロアセンサ１６、圧力センサ１８、アクセルペダル操作量センサ２２、アクセルペダル２２ａ、エンジンセンサ２４、エンジンアクチュエータ２６、駆動装置（内燃機関）２８、ブレーキペダル操作量センサ３４、ブレーキペダル３４ａ、ブレーキアクチュエータ３６、複数のエアバッグアクチュエータ４０ａ乃至４０ｆ、複数のエアバッグ４２ａ乃至４２ｆ、複数のシートベルトアクチュエータ５０ａ乃至５０ｄ、複数のシートベルト５２ａ乃至５２ｄ、ポップアップフードリフタ６０ａ乃至６０ｄを備える。

ミリ波レーダ装置１２、カメラ装置１４、フロアセンサ１６及び圧力センサ１８は、ＣＣＥＣＵ１０に接続されている。

ミリ波レーダ装置１２は、ミリ波を車両ＶＡ前方に送信するとともに物標に反射されたミリ波（反射波）を受信することによって、物標を検出する周知の物標検出センサである。更に、ミリ波レーダ装置は、受信した反射波に基いて、物標までの距離（物標距離）Ｌ、物標の車両ＶＡに対する相対速度（物標相対速度）Ｖｒ及び物標の方位を算出する。このミリ波レーダ装置１２はＦＭ−ＣＷ方式を採用する。このようなミリ波レーダ装置１２の詳細は特開２０１７―９５２６号公報等に記載されている。

図２に示したように、ミリ波レーダ装置１２は、車両ＶＡの前端部且つ車幅方向の中央部（前端中央部）に配設される。ミリ波レーダ装置１２は、「前端中央部から車両ＶＡの直進前方向に伸びる中心軸Ｃ１」から左方向及び右方向にそれぞれ所定の角度θｄを有し、且つ、前端中央部から最大検出距離Ｌｍａｘまでの領域に伝播するミリ波を送信する。従って、ミリ波レーダ装置１２は、上記領域に存在する物標の距離Ｌ、相対速度Ｖｒ及び方位を算出できる。但し、ミリ波レーダ装置１２は、前端中央部から最小検出距離Ｌｍｉｎ未満の領域（以下、「近距離領域」又は「不検出領域」と称呼する場合もある。）ＮＤＡに存在する物標を検出できない（即ち、当該物標の距離Ｌ、相対速度Ｖｒ及び方位を検出できない）。従って、ミリ波レーダ装置１２は、前端中央部から最小検出距離Ｌｍｉｎ以上であって且つ最大検出距離Ｌｍａｘ未満の検出可能領域ＤＡに存在する物標の距離Ｌ及び相対速度Ｖｒを検出し、その距離Ｌ、相対速度Ｖｒ及び方位をレーダ物標情報としてＣＣＥＣＵ１０に所定時間が経過する毎に送信する。

カメラ装置１４は、車両ＶＡの車室内のフロントウインドウの中央上部に配設され、車両ＶＡの前方領域を撮影した画像（以下、「前方画像」とも称呼される。）を取得する。カメラ装置１４は、その前方画像から「物標までの距離、物標の方位及び道路上の白線の車両ＶＡに対する位置等」を取得する。カメラ装置１４は、これらをカメラ物標情報としてＣＣＥＣＵ１０に所定時間が経過する毎に送信する。

ＣＣＥＣＵ１０は、レーダ物標情報をカメラ物標情報に基づいて修正することにより、最終的な物標情報を取得（確定）する。

フロアセンサ１６は、車両ＶＡの車室を構成するフロア（即ち、車体中央部の車体床構成部材）に固定されている。フロアセンサ１６は、自身に作用する車両前後方向の加速度（以下、「フロア加速度Ｇｘ」と称呼する。）を検出し、フロア加速度Ｇｘを表す検出信号をＣＣＥＣＵ１０に送信する。フロア加速度Ｇｘは車両ＶＡの後方の加速度（減速度）を正の値として表すように設定されている。

圧力センサ１８は、車両ＶＡのフロントバンパＦＢ（図２を参照）内の図示しないチャンバ内部の圧力Ｐを検出し、圧力Ｐを表す検出信号をＣＣＥＣＵ１０に送信する。

エンジンＥＣＵ２０は、アクセルペダル操作量センサ２２及びエンジンセンサ２４に接続され、これらのセンサの検出信号を受け取る。

アクセルペダル操作量センサ２２は、車両ＶＡのアクセルペダル２２ａの操作量（アクセルペダル操作量）を表す検出信号をエンジンＥＣＵ２０に送信する。エンジンセンサ２４は、内燃機関２８の運転状態量を検出するセンサであり、例えばスロットル弁開度センサ、機関回転速度センサ及び吸入空気量センサ等である。

更に、エンジンＥＣＵ２０は、「スロットル弁アクチュエータ及び燃料噴射弁」等のエンジンアクチュエータ２６に接続されている。エンジンＥＣＵ２０は、エンジンアクチュエータ２６を駆動することによって内燃機関２８が発生するトルクを変更する。エンジンＥＣＵ２０は、アクセルペダル操作量が大きくなるほど大きくなる目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔを決定し、実際のスロットル弁が目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔと一致するようにエンジンアクチュエータ２６を制御する。

ブレーキＥＣＵ３０は、ブレーキペダル操作量センサ３４及び油圧制御アクチュエータであるブレーキアクチュエータ３６と接続されている。ブレーキペダル操作量センサ３４は、車両ＶＡのブレーキペダル３４ａの操作量（ブレーキペダル操作量）を表す検出信号をブレーキＥＣＵ３０に送信する。

ブレーキアクチュエータ３６は、「ブレーキペダル３４ａの踏力によって作動油を加圧するマスタシリンダ（不図示）」と、「各車輪に設けられる周知のホイールシリンダを含む摩擦ブレーキ装置（不図示）」と、の間の油圧回路（不図示）に配設される。更に、ブレーキアクチュエータ３６はホイールシリンダに供給する油圧を調整する。

ブレーキＥＣＵ３０は、ブレーキペダル操作量が大きくなるほど大きな操作要求減速度Ｇｂｐｄを決定し、操作要求減速度Ｇｂｐｄに基いてブレーキアクチュエータ３６を駆動することによりホイールシリンダに供給される作動油の油圧を制御する。その結果、各車輪に調整された制動力（摩擦制動力）が発生することによって実際の車両ＶＡの減速度（負の加速度）が操作要求減速度Ｇｂｐｄと一致する。

各エアバッグアクチュエータ４０ａ乃至４０ｆは、ＣＣＥＣＵ１０に接続され、対応するエアバッグ４２ａ乃至４２ｆを展開させるためのインフレータ（不図示）を作動させるアクチュエータである。本例のエアバッグ４２ａ乃至４２ｆは、それぞれ、運転席前方、運転席右側方、助手席前方、助手席左側方、後部席左側方及び後部席右側方の６箇所に設けられている。

各シートベルトアクチュエータ５０ａ乃至５０ｄは、ＣＣＥＣＵ１０からの指示に応じて対応するシートベルト５２ａ乃至５２ｄを巻き取り、これによりシートベルト５２ａ乃至５２ｄの弛みを少なくするためのアクチュエータである。シートベルト５２ａ乃至５２ｄは、それぞれ、運転席、助手席、左後部席及び右後部席に設けられている。

ポップアップフードリフタ６０ａ乃至６０ｄは、車両ＶＡの図示しないボンネットの四隅に対応する箇所に設けられている。ポップアップフードリフタ６０ａ乃至６０ｄは、ＣＣＥＣＵ１０からの指示に応じて物標と車両ＶＡとが衝突した場合にボンネットを持ち上げるように作動する。これによって、ボンネットと図示しないエンジンルームとの間に空間を確保されるので、衝突時の物標への衝撃が緩和される。このポップアップフードリフタ６０ａ乃至６０ｄの詳細は、特開２０１８−１８７９５７号公報、特開２０１７−１７１０３０号公報及び特開２０１７−１０９６５５号公報等に記載されている。

（作動の概要）
図３を用いて本制御装置の作動の概要を説明する。
ＣＣＥＣＵ１０は、後述する衝突前制御処理を所定の第１所定時間Ｔａｃ（図３を参照。）が経過する毎に実行するとともに、後述する衝突時制御処理を第１所定時間Ｔａｃよりも短い所定の第２所定時間Ｔｂｃ（不図示）が経過する毎に実行する。

＜衝突前制御処理＞
衝突前制御処理にて、ＣＣＥＣＵ１０は、レーダ物標情報及びカメラ物標情報を取得し、取得したレーダ物標情報及びカメラ物標情報に基いて衝突前制御条件が成立するか否かを判定する。衝突前制御条件は、後述するように、車両ＶＡと衝突する可能性が高い物標（以下、「衝突物標」と称呼する。）が存在するときに成立する条件である。ＣＣＥＣＵ１０は、衝突前制御条件が成立したと判定した場合、車両ＶＡを減速させることによって上記衝突を回避するための衝突前制御を実行する。

＜衝突時制御処理＞
ＣＣＥＣＵ１０は、フロア加速度Ｇｘを取得し、「フロア加速度Ｇｘが第１閾値加速度Ｇｘ１ｔｈ以上であるとの衝突条件」が成立したか否かを判定する。ＣＣＥＣＵ１０は、上記衝突条件が成立したと判定した時点（以下、「衝突時点ｔ＿ｃｏ」と称呼する。図３を参照。）以降、衝突制御条件が成立するか否かを判定する。この衝突制御条件は、以下に述べる条件Ａ１及び条件Ａ２の両方が成立したときに成立する。ＣＣＥＣＵ１０は、衝突制御条件が成立したと判定すると、エアバッグ４２ａ乃至４２ｆを展開させる衝突時制御を実行する。
条件Ａ１：衝突時点ｔ＿ｃｏにおける上記衝突物標の相対速度（以下、衝突時推定相対速度）Ｖｒ＿ｃｏが衝突閾値速度Ｖｒ２ｔｈ以上であったこと。
条件Ａ２：フロア加速度Ｇｘが上記第１閾値加速度Ｇｘ１ｔｈよりも大きな第２閾値加速度Ｇｘ２ｔｈ以上になること。

ところで、衝突時点ｔ＿ｃｏ及び衝突時点ｔ＿ｃｏの直前において、衝突物標は上記近距離領域ＮＤＡに存在するため、ミリ波レーダ装置１２は当該衝突物標を検出できない。換言すると、ミリ波レーダ装置１２は衝突物標の相対速度Ｖｒを取得できない。このため、ＣＣＥＣＵ１０は、上記衝突時推定相対速度Ｖｒ＿ｃｏを推定する必要がある。

そこで、「衝突前制御条件が成立した時点ｔａ」から「衝突物標が近距離領域ＮＤＡに進入する時点ｔ＿ｎｄａ」までの期間において実行される衝突前制御処理にて、ＣＣＥＣＵ１０は、衝突物標の相対速度Ｖｒの時間に対する傾きａを算出するようになっている。

その後、衝突物標が近距離領域ＮＤＡに進入した時点ｔ＿ｎｄａ以降において実行される衝突前制御処理にて、ＣＣＥＣＵ１０は、上記傾きａ及び以下の（１）式に基いて、衝突物標の相対速度Ｖｒ（以下、「推定相対速度Ｖｒｓ」と称呼する。）を推定する。

Ｖｒｓ＝ａ＊Ｔ１＋ｂ …（１）

「Ｔ１」：衝突前制御処理にて衝突物標のレーダ物標情報が最後に取得された最終取得時点ｔ＿ｌａｓｔ（図３を参照。）から現時点までの経過時間
「ｂ」：最終取得時点ｔ＿ｌａｓｔにおける相対速度Ｖｒ（以下、「最終取得相対速度Ｖｒ＿ｌａｓｔ」と称呼する。）

ＣＣＥＣＵ１０は、時点ｔ＿ｃｏにて上記衝突条件が成立したと判定すると、衝突時制御処理において、以下の（２）式に従って衝突時推定相対速度Ｖｒ＿ｃｏを推定する。

Ｖｒ＿ｃｏ＝ａ＊（Ｔ２＋Ｔ３）＋Ｖｒｓｐ …（２）

「Ｔ２」：時点ｔ＿ｃｏの直前に衝突前制御処理が実行された時点（直前取得時点）ｔｂ（図３を参照。）から時点ｔ＿ｃｏまでの時間
「Ｔ３」：ミリ波レーダ装置１２がレーダ物標情報をＣＣＥＣＵ１０に送信してからＣＣＥＣＵ１０が受信するまでの時間（即ち、ＣＣＥＣＵ１０がミリ波レーダ装置１２から最新のレーダ物標情報を取得するまでにかかる時間）を考慮して予め設定された遅延時間
「Ｖｒｓｐ」：直前取得時点ｔｂにて推定されていた推定相対速度Ｖｒｓ

以上から理解されるように、ＣＣＥＣＵ１０は、「衝突物標が検出可能領域ＤＡに存在していたときの相対速度Ｖｒの履歴に基く傾きａ」に基いて、近距離領域ＮＤＡに存在する衝突物標の推定相対速度Ｖｒｓを推定する。従って、より正確な推定相対速度Ｖｒｓを推定できる。更に、ＣＣＥＣＵ１０は、上記傾きａに基いて衝突時推定相対速度Ｖｒ＿ｃｏを推定するので、より正確な衝突時推定相対速度Ｖｒ＿ｃｏを推定できる。更に、正確な衝突時推定相対速度Ｖｒ＿ｃｏが推定できるので、ＣＣＥＣＵ１０は、上述した条件Ａ１が成立しているか否かの判定を精度良く行うことができる。その結果、ＣＣＥＣＵ１０は、衝突時制御を実行するか否かを適切に判定できる。

（具体的作動）
＜衝突前制御ルーチン＞
ＣＣＥＣＵ１０のＣＰＵ（以下、「ＣＰＵ」と表記した場合、特に断りがない限り、ＣＣＥＣＵ１０のＣＰＵを指す。）は、図４にフローチャートにより示した衝突前制御ルーチンを第１所定時間Ｔａｃが経過する毎に実行する。

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは、ステップ４００から処理を開始し、ステップ４０５乃至ステップ４２０をこの順に実行し、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ４０５：ＣＰＵは、ミリ波レーダ装置１２からレーダ物標情報を取得する。
ステップ４１０：ＣＰＵは、カメラ装置１４からカメラ物標情報を取得する。
ステップ４１５：ＣＰＵは、後述する衝突前制御条件が成立している場合に衝突前制御を実行するための衝突前制御作動処理（図５を参照。）を実行する。
ステップ４２０：ＣＰＵは、衝突前制御が実行されている期間に衝突物標（衝突前制御を実行する要因となった物標）が近距離領域ＮＤＡに進入した場合、当該衝突物標の相対速度ｖｒｓを推定する近距離相対速度推定処理（図６を参照。）を実行する。

＜衝突前制御作動ルーチン＞
ＣＰＵは、ステップ４１５に進むと、図５にフローチャートで示したサブルーチンを実行する。即ち、ＣＰＵは、図５に示したステップ５００から処理を開始し、ステップ５０５にて衝突前制御フラグＸｐｃｓの値が「０」であるか否かを判定する。

衝突前制御フラグＸｐｃｓの値は、ＣＰＵが衝突前制御を開始した場合に「１」に設定され（ステップ５２０を参照。）、ＣＰＵが衝突前制御を終了した場合に「０」に設定される（ステップ５３５を参照。）。なお、ＣＰＵは、車両ＶＡの図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフ位置からオン位置へと変更されたときに実行されるイニシャルルーチンにおいて、衝突前制御フラグＸｐｃｓの値を「０」に設定する。

衝突前制御フラグＸｐｃｓの値が「０」である場合、ＣＰＵは、ステップ５０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５１０に進み、各物標が車両ＶＡと衝突するまでにかかる時間を表すＴＴＣ（Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ、「衝突猶予時間」と称呼する場合もある。）を算出する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、物標の距離Ｌ及び当該物標の相対速度Ｖｒを下記（３）式に代入することによって上記ＴＴＣを算出する。

ＴＴＣ＝Ｌ／Ｖｒ …（３）

次に、ＣＰＵは、ステップ５１５に進み、ＴＴＣが閾値時間Ｔｓｔｈ以下であるとの衝突前制御条件が成立したか否かを判定する。なお、複数の物標が存在する場合（即ち、複数のＴＴＣが計算されている場合）、ＣＰＵは、その中で最小のＴＴＣが閾値時間Ｔｓｔｈ以下であるか否かを判定する。

ＴＴＣが閾値時間Ｔｓｔｈよりも大きい場合（即ち、上記衝突前制御条件が成立していない場合）、ＣＰＵは、ステップ５１５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

一方、ＴＴＣが閾値時間Ｔｓｔｈ以下である場合（即ち、上記衝突前制御条件が成立した場合）、ＣＰＵは、ステップ５１５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ５２０及び５２５をこの順に実行し、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ５２０：ＣＰＵは、衝突前制御フラグＸｐｃｓの値を「１」に設定する。
ステップ５２５：ＣＰＵは、以下に説明する衝突前制御を実行する。

ステップ５２５をより詳細に説明する。
ＣＰＵは、所定のＰＣＳ要求減速度ＧｐｃｓをエンジンＥＣＵ２０及びブレーキＥＣＵ３０に送信する。エンジンＥＣＵ２０は、ＰＣＳ要求減速度Ｇｐｃｓを受信した場合、アクセルペダル操作量に関わらず目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔを「０」に設定する。ブレーキＥＣＵ３０は、操作要求減速度Ｇｂｐｄ及びＰＣＳ要求減速度Ｇｐｃｓのうち、大きさが大きい方の減速度に基いてブレーキアクチュエータ３６を制御する。

一方、ステップ５０５に進んだ時点にて衝突前制御フラグＸｐｃｓの値が「１」である場合、ＣＰＵは、そのステップ５０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ５３０に進み、ＰＣＳ終了条件が成立しているか否かを判定する。このＰＣＳ終了条件は、後述する衝突フラグＸｃｏの値が「０」であり、且つ、ＴＴＣが閾値時間Ｔｅｔｈ以上であるとき、成立する条件である。なお、閾値時間Ｔｅｔｈは、閾値時間Ｔｓｔｈよりも大きな値に設定されている。

衝突フラグＸｃｏの値は、前述した衝突条件が成立した場合に「１」に設定され（図７に示したステップ７１８を参照。）、衝突条件が成立した時点から所定の衝突後時間が経過した場合に「０」に設定される（図７に示したステップ７５０を参照。）。なお、ＣＰＵは、上記イニシャルルーチンにて、衝突フラグＸｃｏの値を「０」に設定する。

上記終了条件が成立していない場合、ＣＰＵは、ステップ５３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ５２５に進む。一方、上記終了条件が成立している場合、ＣＰＵは、ステップ５３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５３５に進み、衝突前制御フラグＸｐｃｓの値及び後述する近距離領域フラグＸｎｄａの値を何れも「０」に設定するとともに、後述する「傾きａ、切片ｂ及びタイマＴ１」の値を無効値「ｎｕｌｌ」に設定する。その後、ＣＰＵは、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

＜近距離相対速度推定ルーチン＞
ＣＰＵは、ステップ４２０に進むと、図６にフローチャートで示したサブルーチンを実行する。即ち、ＣＰＵは、図６に示したステップ６００から処理を開始し、ステップ６０５にて衝突前制御フラグＸｐｃｓの値が「１」であるか否かを判定する。衝突前制御フラグＸｐｃｓの値が「０」である場合、ＣＰＵは、ステップ６０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

一方、衝突前制御フラグＸｐｃｓの値が「１」である場合、ＣＰＵは、ステップ６０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６１０に進み、近距離領域フラグＸｎｄａの値が「０」であるか否かを判定する。

近距離領域フラグＸｎｄａの値は、衝突前制御が実行され且つ衝突物標が近距離領域ＮＤＡに存在すると判定された場合に「１」に設定され（ステップ６２５を参照。）、その衝突前制御が終了した場合に「０」に設定されている（図５に示したステップ５３５を参照。）。更に、ＣＰＵは、上記イニシャルルーチンにて、近距離領域フラグＸｎｄａの値を「０」に設定する。

近距離領域フラグＸｎｄａの値が「０」である場合、ＣＰＵは、ステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６１５に進み、衝突物標が近距離領域ＮＤＡに存在するか否かを判定する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、以下に述べる近距離不検出条件が成立しているか否かを判定し、近距離不検出条件が成立していると判定した場合、衝突物標が近距離領域ＮＤＡに存在すると判定する。
・近距離不検出条件は、以下の場合に成立する。
衝突前制御条件が成立した時点から本ルーチンが前回実行された時点（即ち、現時点から第１所定時間Ｔａｃ前の時点）までの第１期間において得られた衝突物標の「レーダ物標情報に含まれる位置」の履歴に基いて推定される当該衝突物標の現時点における位置の近傍に当該衝突物標が存在することをミリ波レーダ装置１２が検出できていない。なお、衝突物標の位置は、レーダ物標情報単独、又は、レーダ物標情報及びカメラ物標情報の両方、に基いて確定される「車両ＶＡに対する相対位置」である。

なお、近距離不検出条件は、以下の場合に成立する条件であってもよい。
衝突前制御条件を成立させる対象となった物標と同じ物標が前方画像に含まれていて、且つ、その物標と同一物標についてのレーダ物標情報が得られなくなった。

近距離不検出条件が成立していない場合、衝突物標が検出可能領域ＤＡに存在する可能性が高い。そこで、この場合、ＣＰＵはステップ６１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ６２０に進み、上記第１期間において得られた「複数の衝突物標の相対速度Ｖｒ」に基いて、「衝突物標の相対速度の時間に対する傾きａ」を算出（推定）する。この傾きａは、例えば、相対速度Ｖｒと当該相対速度Ｖｒが得られた時刻とにより決まる点を最小二乗法を用いることによって直線で近似することにより推定される。その後、ＣＰＵは、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

一方、ＣＰＵがステップ６１５に進んで時点にて上記近距離不検出条件が成立した場合、ＣＰＵは、衝突物標が近距離領域ＮＤＡに存在すると判定し、ステップ６１５にて「Ｙｅｓ」と判定する。そして、ＣＰＵは、ステップ６２５乃至ステップ６３５の処理をこの順に実行し、ステップ６４０に進む。

ステップ６２５：ＣＰＵは、近距離領域フラグＸｎｄａの値を「１」に設定し、切片ｂを「前回検出された衝突物標の相対速度Ｖｒ＿ｌａｓｔ（最終取得相対速度Ｖｒ＿ｌａｓｔ）」に設定し、タイマＴ１を「０」に設定する。
ステップ６３０：ＣＰＵは、タイマＴ１に第１所定時間Ｔａｃを加算する。
ステップ６３５：ＣＰＵは、上記傾きａ、タイマＴ１の値及び切片ｂを上記（１）式に適用することによって、推定相対速度Ｖｒｓを算出（推定）する。更に、ＣＰＵは推定した推定相対速度Ｖｒｓを、上記（２）式における推定相対速度ＶｒｓｐとしてＲＡＭに格納しておく。
ステップ６４０：ＣＰＵは、タイマＴ１の値が第１閾値時間Ｔ１ｔｈ以上であるか否かを判定する。

タイマＴ１の値が所定の第１閾値時間Ｔ１ｔｈよりも小さい場合、ＣＰＵは、ステップ６４０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。この第１閾値時間Ｔ１ｔｈは、衝突物標が近距離領域ＮＤＡに進入した時点（近距離不検出条件が成立した時点）から衝突物標が車両ＶＡに実際に衝突するであろうと推定される時点よりも十分に短い時間に設定されている。

このような状態が継続すると、次に、ＣＰＵが本ルーチンを実行する場合、そのＣＰＵはステップ６０５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ６１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ６３０に進む。このような処理が繰り返されることにより、タイマＴ１の値はステップ６３０の処理によって次第に増大する。

従って、タイマＴ１の値が第１閾値時間Ｔ１ｔｈ以上となった後にＣＰＵがステップ６４０に進むと、ＣＰＵは、そのステップ６４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６４５に進み、推定相対速度Ｖｒｓが巻取り閾値速度Ｖｒ１ｔｈ以上であるか否かを判定する。推定相対速度Ｖｒｓが巻取り閾値速度Ｖｒ１ｔｈよりも低い場合、ＣＰＵは、ステップ６４５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

一方、推定相対速度Ｖｒｓが巻取り閾値速度Ｖｒ１ｔｈ以上である場合、ＣＰＵは、ステップ６４５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ６５０にてシートベルト巻取り制御を実行し、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。ステップ６５０の処理をより具体的に述べると、ＣＰＵは、各シートベルトアクチュエータ５０ａ乃至５０ｄに巻取り信号を送信する。各シートベルトアクチュエータ５０ａ乃至５０ｄは、巻取り信号を受信すると、対応するシートベルト５２ａ乃至５２ｄを所定量だけ巻き取る。

このように、衝突物標が近距離領域ＮＤＡに進入し、当該進入時点から所定時間（第１閾値時間Ｔ１ｔｈ）が経過した後であっても推定相対速度Ｖｒｓが巻取り閾値速度Ｖｒ１ｔｈ以上である場合、車両ＶＡと衝突物標とが衝突する可能性が極めて高いと判断できるそこで、ＣＰＵは、この場合に上記シートベルト巻取り制御を実行する。

＜衝突時制御ルーチン＞
ＣＰＵは、図７にフローチャートにより示した衝突時制御ルーチンを第２所定時間Ｔｂｃが経過する毎に実行する。

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは、ステップ７００から処理を開始してステップ７０５に進み、フロアセンサ１６からフロア加速度Ｇｘを取得する。次に、ＣＰＵはステップ７１０に進み、衝突フラグＸｃｏの値が「０」であるか否かを判定する。

現時点までに衝突が発生していなければ衝突フラグＸｃｏの値は「０」である。この場合、ＣＰＵは、ステップ７１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７１５に進んで、上記衝突条件（即ち、Ｇｘ≧Ｇｘ１ｔｈ）が成立するか否かを判定する。衝突条件が成立しない場合、ＣＰＵは、ステップ７１５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

一方、衝突条件が成立した場合、ＣＰＵは、ステップ７１５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ７１８及びステップ７２０の処理をこの順に実行する。

ステップ７１８：ＣＰＵは、衝突フラグＸｃｏの値を「１」に設定するとともに、タイマＴａｆｔの値を「０」に設定する。
ステップ７２０：ＣＰＵは、上記（２）式（即ち、Ｖｒ＿ｃｏ＝ａ＊（Ｔ２＋Ｔ３）＋Ｖｒｓｐ…（２））に従って衝突時推定相対速度Ｖｒ＿ｃｏを算出し、この衝突時推定相対速度Ｖｒ＿ｃｏをＲＡＭに格納する。

なお、上記（２）式の右辺における各値は以下のとおりである。
傾きａ：図６のステップ６２０にて算出された傾きａ
時間Ｔ２：ステップ７２０の処理が実行される時点の直前に実行されたステップ６３５の処理時点からの経過時間を表す実行タイマの値に基づく時間。なお、ＣＰＵは、極めて短い単位時間が経過する毎にこの実行タイマの値をインクリメントし、実行タイマの値が第１所定時間Ｔａｃを表す閾値に達したとき図４に示した衝突前制御処理のルーチンの処理を開始し且つ当該実行タイマの値を初期化している。
時間Ｔ３：予め定められた一定の時間（遅延時間）
推定相対速度Ｖｒｓｐ：ステップ７２０の処理が実行される時点の直前の時点において図６のステップ６３５にてＲＡＭに格納された推定相対速度Ｖｒｓ

次に、ＣＰＵはステップ７２５に進み、上記衝突制御条件（条件Ａ１及び条件Ａ２）が成立しているか否かを判定する。

上記衝突制御条件が成立していない場合、ＣＰＵは、ステップ７２５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

一方、上記衝突制御条件が成立している場合、ＣＰＵは、ステップ７２５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ７３０にて衝突時制御を実行し、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。ステップ７３０の処理をより具体的に述べると、ＣＰＵは、エアバッグ展開信号を各エアバッグアクチュエータ４０ａ乃至４０ｆに送信する。各エアバッグアクチュエータ４０ａ乃至４０ｆは、エアバッグ展開信号を受信すると、対応するインフレータを作動させることによって対応するエアバッグ４２ａ乃至４２ｆを展開する。

一方、ＣＰＵがステップ７１０に進んだ時点にて衝突フラグＸｃｏの値が「１」である場合、ＣＰＵは、そのステップ７１０にて「Ｎｏ」と判定し、以下に述べるステップ７３５及びステップ７４０の処理を実行する。

ステップ７３５：ＣＰＵは、タイマＴａｆｔの値に第２所定時間Ｔｂｃを加算する。この結果、タイマＴａｆｔの値は衝突条件が成立した時点からの経過時間を表す値になる。
ステップ７４０：ＣＰＵは、タイマＴａｆｔの値が第２閾値時間Ｔ２ｔｈ以下であるか否かを判定する。第２閾値時間Ｔ２ｔｈは、衝突が発生した時点から衝突時制御をもはや行う必要性がない時点までの時間に相当する値に設定されている。

タイマＴａｆｔの値が第２閾値時間Ｔ２ｔｈ以下である場合（即ち、衝突条件が成立した時点から所定の衝突後時間が経過していない場合）、ＣＰＵは、ステップ７４０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ７４５にて衝突時推定相対速度Ｖｒ＿ｃｏを保持し、ステップ７２５に進む。このステップ７２５にて、ＣＰＵは、ステップ７４５にて保持された衝突時推定相対速度Ｖｒ＿ｃｏを用いて条件Ａ１が成立しているか否かを判定する。衝突条件が成立したときの衝撃によりミリ波レーダ装置１２が故障し、異常値をＣＣＥＣＵ１０に送信してしまう可能性があるため、ＣＰＵは、衝突時推定相対速度Ｖｒ＿ｃｏを逐次算出せずに、衝突条件が成立した時点における衝突時推定相対速度Ｖｒ＿ｃｏを用いて条件Ａ１を判定する。

一方、ＣＰＵがステップ７４０に進んだ時点にて、タイマＴａｆｔの値が第２閾値時間Ｔ２ｔｈよりも大きい場合（即ち、衝突条件が成立した時点から所定の衝突後時間が経過した場合）、ＣＰＵは、そのステップ７４０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７５０に進む。

ＣＰＵは、ステップ７５０にて、衝突時推定相対速度Ｖｒ＿ｃｏをＲＡＭから消去し、衝突フラグＸｃｏの値を「０」に設定し、タイマＴａｆｔの値を「０」に設定する。

以上から理解されるように、ＣＣＥＣＵ１０は、衝突物標が近距離領域ＮＤＡに存在する場合、衝突物標が検出可能領域ＤＡに存在していたときの相対速度Ｖｒの傾きａに基いて、推定相対速度Ｖｒｓを推定する。これによって、近距離領域ＮＤＡに存在する衝突物標の相対速度を精度良く推定することができる。

本発明は前述した実施形態に限定されることはなく、本発明の種々の変形例を採用することができる。
例えば、図７に示したステップ７０５にて、ＣＰＵは、フロア加速度Ｇｘの代わりに圧力センサ１８から圧力Ｐを取得してもよい。この場合、ステップ７１５にて、ＣＰＵは、圧力Ｐが第１閾値圧力Ｐ１ｔｈ以上であるとの衝突条件が成立するか否かを判定する。更に、ステップ７２５にて、ＣＰＵは、条件Ａ２に代えて圧力Ｐが第１閾値圧力Ｐ１ｔｈよりも大きな第２閾値圧力Ｐ２ｔｈ以上であるかを判定する。

ステップ７３０にて、ＣＰＵは、ポップアップフードリフタ６０ａ乃至６０ｄを作動させることによってボンネットを持ち上げるための制御を衝突時制御として実行してもよい。この場合、ＣＰＵは、作動信号を各ポップアップフードリフタ６０ａ乃至６０ｄに送信する。各ポップアップフードリフタ６０ａ乃至６０ｄは、作動信号を受信すると、ボンネットを持ち上げるように作動する。

なお、ステップ７２０にて、ＣＰＵは、以下の（４）式に従って衝突時推定相対速度Ｖｒ＿ｃｏを推定してもよい。

Ｖｒ＿ｃｏ＝ａ＊（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）＋Ｖｒ＿ｌａｓｔ …（４）

上記（２）式及び上記（４）式の何れの場合であっても、衝突時推定相対速度Ｖｒ＿ｃｏは、傾きａ、最終取得相対速度Ｖｒ＿ｌａｓｔ、及び最終取得時点ｔ＿ｌａｓｔから衝突時点までの経過時間（Ｔ１＋Ｔ２）と遅延時間Ｔ３との和に基いて算出されることとなる。

ミリ波レーダ装置１２は、ミリ波の代わりに無線媒体を送信し、反射された無線媒体を受信することによって物標を検出できるリモートセンシング装置（物標検出センサ）であればよい。

ＣＰＵは、近距離領域ＮＤＡに存在する物標の距離Ｌ及び方位をカメラ物標情報に基いて特定できるが、カメラ物標情報に基いても相対速度Ｖｒを特定できない。よって、近距離領域ＮＤＡは、物標の距離Ｌ、相対速度Ｖｒ及び方位のうち少なくとも相対速度Ｖｒが検出されなくなる領域であると表現できる。

フロアセンサ１６及び圧力センサ１８は、車両に作用する衝撃力を表す衝撃指標値（フロア加速度Ｇｘ及び圧力Ｐ）を検出するセンサである。フロアセンサ１６及び圧力センサ１８の代わりに上記衝撃指標値を検出可能なその他のセンサが採用されてもよい。

１０…衝突制御ＥＣＵ、１２…ミリ波レーダ装置、１４…カメラ装置、１６…フロアセンサ、１８…圧力センサ、２０…エンジンＥＣＵ、３０…ブレーキＥＣＵ、４０ａ乃至４０ｆ…エアバッグアクチュエータ、４２ａ乃至４２ｆ…エアバッグ、５０ａ乃至５０ｄ…シートベルトアクチュエータ、５２ａ乃至５２ｄ…シートベルト、６０ａ乃至６０ｄ…ポップアップフードリフタ。

Claims (5)

1. 車両の所定箇所に配設され、前記車両の周辺の所定領域の一部であって前記所定箇所から所定の最小検出距離以上であり且つ前記最小検出距離よりも長い所定の最大検出距離未満の検出可能領域に物標が位置している場合に当該物標と前記車両との距離及び当該物標の当該車両に対する相対速度の両方を検出可能に構成され、且つ、前記所定箇所からの距離が前記最小検出距離未満の近距離領域に物標が存在する場合に少なくとも当該物標の当該車両に対する相対速度を検出不能である物標検出センサと、
   前記車両に塔載されたアクチュエータの作動を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記検出可能領域内に位置している物標の前記距離及び前記相対速度を所定時間が経過する毎に前記物標検出センサから取得し、
   前記取得された相対速度の履歴に基いて前記物標の相対速度の単位時間あたりの変化量に対応する時間変化率を算出し、
   前記検出可能領域内に位置していた物標が前記近距離領域へと進入した場合、前記物標検出センサによって検出された前記物標の相対速度を前記物標検出センサから最後に取得した時点である最終取得時点から現時点までの経過時間と、前記最終取得時点にて前記物標検出センサから取得した前記物標の相対速度である最終取得相対速度と、前記時間変化率と、に基いて、前記近距離領域へと進入した物標の前記車両に対する現時点における相対速度を推定相対速度として算出し、
   前記推定相対速度に基いて前記アクチュエータの作動を制御する、
   ように構成された車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置において、
   前記制御装置は、
   前記物標と前記車両とが衝突した可能性が高いときに成立する衝突条件が成立した場合、前記時間変化率と、前記最終取得相対速度と、前記最終取得時点から前記衝突条件が成立した時点である衝突時点までの時間と、に基いて、前記推定相対速度を衝突時推定相対速度として算出し、
   前記衝突時推定相対速度に基いて前記アクチュエータを作動させるか否かを決定する、
   ように構成された車両制御装置。
3. 請求項２に記載の車両制御装置において、
   前記制御装置は、
   前記衝突条件が成立したと判定した場合、前記時間変化率と、前記最終取得相対速度と、前記最終取得時点から前記衝突条件が成立した時点である衝突時点までの時間と、前記物標検出センサから前記距離の最新値及び前記相対速度の最新値を取得するために要する遅延時間と、に基いて前記衝突時推定相対速度を算出する、
   ように構成された車両制御装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の車両制御装置であって、
   前記車両に作用する衝撃力を示す衝撃指標値を検出するための衝撃検出センサを、更に備え、
   前記制御装置は、
   前記衝撃指標値が第１閾値以上となった場合、前記衝突条件が成立したと判定する、
   ように構成された車両制御装置。
5. 請求項４に記載の車両制御装置において、
   前記制御装置は、
   前記衝突時推定相対速度が所定の閾値速度よりも大きく、且つ、前記衝突時点以降に前記衝撃指標値が前記第１閾値よりも大きな第２閾値以上となった場合、前記アクチュエータとして前記車両に塔載されたエアバッグを起動するためのインフレータを作動させる、
   ように構成された車両制御装置。

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