JP3582071B2 - 自動車の走行制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車の走行制御装置に係わり、特に、先行車に追従して走行したり先行車との衝突を防止するようにした自動車の走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の自動車の走行制御装置に用いられる自動車用障害物検出装置として、例えば特公昭５１−７８９２号公報に開示されるように、自車の前方に向けて超音波や電波等のレーダ波を発信して前方に存在する先行車等の障害物を検出するレーダ装置と、該レーダ装置を水平方向に回動させる回動手段と、自車のステアリング舵角を検出する舵角検出手段とを備え、上記舵角検出手段で検出される舵角に応じて、上記回動手段によって上記レーダ装置を所定角度回動して、自車両が走行する方向にレーダ波を向けるようにしたものは知られている。また、近年、レーダ装置としてスキャン式のものを用いて水平方向に比較的広角度でもって走査を行う一方、その走査で得られる情報の中から、マイクロコンピュータを利用して、自車のステアリング舵角やヨーレート等の走行状態に基づいて予測される自車両の進行路に沿って領域内のもののみをピックアップすることにより、レーダ装置による障害物の検出をソフト的に上記領域内に限定して行うようにしたものが開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の障害物検出装置では、レーダ装置による先行車の検出を自車の進行路に沿った領域内に限定することをハード的又はソフト的のいずれで行う場合でも、自車の走行状態に基づいて自車の進行路を予測しているため、直線道路から曲線道路へ進入するときに次のような問題がある。すなわち、先行車が直線道路から曲線道路へ進入し、自車が未だ曲線道路に進入していないときには、先行車は自車の進行路から外れるため、曲線道路上で先行車と自車との間に割り込んで来る車を早期に検出することができないという問題である。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、自車の進行方向の推定が不安定な状態のときに進行路上の先行車の検出を適切に行うことができる自動車の走行制御装置を提供することを目的としている。
また、本発明は、自車の走行状態等に基づいて予測する第１の進行路と、先行車の位置に基づいて予測する第２の進行路とを併用することにより、曲線道路上で先行車と自車との間に割り込んで来る車をも早期に検出できるようにし、先行車の検出を適切に行うことができる自動車の走行制御装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び作用】
上記の目的を達成するために請求項１記載の第１の発明の自動車の走行制御装置は、自車の前方に存在する物体を検出する物体検出手段と、自車が走行すべき第１進行路を推定する第１進行路推定手段と、物体検出手段により検出された第１進行路上に存在する先行車の中から自車の追従対象車を識別する先行車識別手段と、少なくとも追従対象車が第１進行路から外れたときこの追従対象車の位置の情報に基づいて自車の第２進行路を推定する第２進行路推定手段と、を有し、先行車識別手段は、追従対象車が第１進行路から外れたとき、この第１進行路上又は第２進行路上に存在する先行車の中から、すくなくとも自車との車間距離に応じて自車の新たな追従対象車を識別するように設けられていることを特徴としている。
このように構成された第１の発明においては、追従対象車が直線道路から曲線道路へ進入して、第１の進行路から外れたときには、この追従対象車の位置の情報に基づいて、第２の進行路が第２進行路予測手段により予測され、先行車識別手段において、第１の進行路上又は第２の進行路上に存在する先行車の中から、自車の新たな追従対象車（例えば自車に最も近い先行車）が識別される。このため、曲線道路上で先行車と自車との間に割り込んで来る車も早期に検出できることになる。
【０００５】
請求項２記載の第２の発明において、第１進行路推定手段が、自車の走行状態に基づいて第１進行路を推定するように設けられている。
このように構成された第２の発明においては、自車の走行状態（例えば、車速、ハンドル舵角、ヨーレート等）に基づいて第１進行路推定手段により第１進行路が推定される。
請求項３記載の第３の発明において、第２進行路推定手段により推定される第２進行路が、自車と追従対象車を所定幅を有するように結んだものである。
このように構成された第３の発明においては、第２進行路が自車と追従対象車を所定幅を有するように結ばれる。
【０００６】
請求項４記載の第４の発明において、先行車識別手段は、少なくとも自車との車間距離及び相対速度に応じて自車の新たな追従対象車を識別するように設けられている。
このように構成された第４の発明においては、先行車識別手段により、少なくとも自車との車間距離及び相対速度に応じて自車の新たな追従対象車が識別される。
【０００７】
請求項５記載の第５の発明の自動車の走行制御装置は、自車の前方に存在する物体を検出する物体検出手段と、自車が走行すべき第１進行路を推定する第１進行路推定手段と、物体検出手段により検出された第１進行路上に存在する先行車の中から自車の追従対象車を識別する先行車識別手段と、少なくとも追従対象車が第１進行路から外れたときこの追従対象車に基づいて自車の第２進行路を推定する第２進行路推定手段と、を有し、先行車識別手段は、追従対象車が第１進行路から外れた時点からその外れた地点に自車が到達するまでの間は、第２進行路上に存在する先行車の中から自車の新たな追従対象車を識別し、自車がその外れた時点に到着するまでに追従対象車が第１進行路に戻らないときは、その後第１進行路上に存在する先行車の中から自車の新たな追従対象車を識別するように設けられ、第２進行路推定手段は、この識別された新たな追従対象車を基にして新たな第２進行路を推定するように設けられていることを特徴としている。
このように構成された第５の発明においては、曲線道路上での割込み車の早期検出を可能にしつつ、最も危険な先行車を検出するための対象領域が常に一つの進行路のみで足りることになり、その分自車の追従対象車の検出が精度良くかつ迅速に行われる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について添付図面を参照して説明する。
先ず、図１乃至図１３により本発明の第１実施例を説明する。図１は、本発明の第１実施例に係わる自動車の走行制御装置の全体構成を示す。
図１において、１はエンジン吸気系のスロットル弁（図示せず）の開度を自動調整するスロットル制御装置、２は電子制御式自動変速機（ＥＡＴ）の制御装置、３は各車輪に付与する制動力を自動調整するブレーキ制御装置であり、これら三種類の制御装置１〜３は、いずれも図示していないがアクチュエータを有し、該各アクチュエータは、コントロールユニット４により制御される。すなわち、コントロールユニット４は、スロットル制御装置１のアクチュエータに対し目標スロットル開度信号を出力して制御を行うとともに、ブレーキ制御装置３のアクチュエータに対し目標ブレーキ量信号を出力して制御を行う。またコントロールユニット４は、ＥＡＴ制御装置２のシフト位置を検出するセンサ（図示せず）からのシフト位置信号を受けつつ、該ＥＡＴ制御装置２のアクチュエータに対しシフト制御信号を出力して制御を行う。
【０００９】
また、６は車室内のインストルメントパネル等に設けられる情報表示装置であって、該情報表示装置６は、図示していないが、上記コントロールユニット４からの警報信号を受けて点灯する警報ランプと、コントロールユニット４からの自己診断信号を受けて画面表示する表示部とを備えている。７は先行車等自車の前方に存在する物体を検出するレーダ装置であって、該レーダ装置７は、レーダ波としての遠赤外線を自車の前方に向けて発信するとともに、先行車に当たって反射してくる反射波を受信し、その受信時点と発信時点との時間差によって自車と物体との間の距離を判定するように構成されており、その検出信号である車間距離信号はコントロールユニット４に入力される。また、上記レーダ装置７は、遠赤外線を水平方向に比較的広角度で走査するスキャン式のものである。
さらに、１１はスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ、１２は車速を検出する車速センサ、１３はハンドル舵角（以下、単に舵角という）を検出する舵角センサ、１４は自車に発生するヨーレートを検出するヨーレートセンサ、１５は自車に発生する横加速度を検出する横Ｇセンサ、１６はブレーキペダルの踏込み時にＯＮ作動するブレーキスイッチ、１７はクラッチの作動状態に応じてＯＮ作動するクラッチスイッチ、１８はロックオンスイッチであり、これらセンサ・スイッチ類１１〜１８の検出信号は、いずれもコントロールユニット４に入力される。尚、図示していないエンジン回転数センサ等その他のセンサ・スイッチ類の検出信号もコントロールユニット４に入力される。
【００１０】
図２に示すように、上記コントロールユニット４は、レーダ装置７からの検出信号を始め、各種のセンサ・スイッチ類１１〜１８からの検出信号を受けて所定の情報処理を行う入力情報処理部２１と、該入力情報処理部２１から自車の走行状態に関する情報（例えば車速、ハンドル舵角及びヨーレート等）を受け、これに基づいて自車の第１の進行路を推定する第１進行路推定手段２２と、上記入力情報処理部２１の情報のうち、特にレーダ装置７で検出された物体に関する情報を受けるとともに、上記第１進行路推定手段２２で推定された第１進行路の情報を入手する先行車識別手段２３とを備えている。該先行車識別手段２３は、レーダ装置７で検出された物体の中から、上記第１進行路上に存在する自車に最も近い先行車を識別するように設けられている。
また、上記コントロールユニット４は、上記第１進行路推定手段２２とは別に自車の第２進行路を推定する第２進行路推定手段２４を備えており、該第２進行路推定手段２４は、上記先行車識別手段２３で識別された先行車の位置等の情報を受け、これに基づいて第２進行路を推定するように設けられている。第２進行路推定手段２４で推定された第２進行路の情報は、上記先行車識別手段２３に入力され、該先行車識別手段２３は、第１進行路上の先行車が該第１進行路から外れたときつまり第１進行路と第２進行路とが一致しなくなったとき、それらの進行路上にそれぞれ存在する先行車の中から、自車に最も近い先行車を識別するように設けられている。
【００１１】
上記先行車識別手段２３で識別された自車に最も近い先行車の情報は、識別手段２３から車速制御部２５に出力される。該車速制御部２５は、自車に最も近い先行車と自車との車間距離及び相対速度に基づいて、両者が接触する可能性があるか否かを判断し、その判断結果に応じて、出力情報処理部２６を介して出力信号を出力するように設けられている。
図３は上記コントロールユニット４による制御のうち、特にロックオンスイッチ１８がＯＮに切換えられ自車が先行車に追従して走行する追従走行時の制御のメインルーチンを示すフローチャート図である。
上記ルーチンは、第１進行路の推定（ステップＳ１）と、ロックオン対象車（追従対象車）の登録（ステップＳ３）と、ロックオンの実行（ステップＳ５）と、ロックオンの変更及び解除（ステップＳ７）とからなる。第１進行路の推定のサブルーチンは図４に示し、ロックオン対象車の登録のサブルーチンは図５に示し、ロックオンの実行のサブルーチンは図６に示し、更に、ロックオンの変更及び解除のサブルーチンは図７及び図８に示す。以下、これらについて、順次説明する。
（第１進行路の推定）
図４において、先ず、ステップＳ１１で自車データ（舵角θ、車速ｖ、ヨーレートφ）を読み込んだ後、ステップＳ１２で舵角θに基づいて自車の旋回半径Ｒ１１を下記の式により、演算する。
【００１２】
Ｒ１１＝（１＋Ａ・ｖ２ ）・Ｎ・Ｌ／θ
但し、Ａはスタビリティファクタ、Ｎはステアリングギヤ比、Ｌはホイールベースである。
続いて、ステップＳ１３でヨーレートφに基づいて自車の旋回半径Ｒ１２を下記の式により、演算する。
Ｒ１２＝ｖ／φ
そして、ステップＳ１４で上記両旋回半径Ｒ１１、Ｒ１２のうち、いずれが小さいかを判断し、ステップＳ１５、１６でその小さい方を第１進行路の曲率半径Ｒ１とするとともに、ステップ１７で上記曲率半径Ｒ１に所定幅を設けて第１進行路を生成し、リターンする。ここで、旋回半径Ｒ１１、Ｒ１２の小さい方を第１進行路の曲率半径Ｒ１としたのは、センサ類の応答遅れ等を考慮したことによるものである。以上のような第１進行路の予測は、コントロールユニット４内の第１進行路推定手段２２により行われる。
（ロックオン対象車の登録）
図５において、先ず、ステップＳ３１で自車の前方の物体（障害物）データ（距離及び方向）を読み込んだ後、ステップＳ３２で物体データが連続して検出されているか否かを判定し、ステップＳ３３で物体データが所定のエリア内で所定の確定度以上のものであるか否かを判定する。確定度とは時間当たりの検出回数をいい、該確定度が所定値以上でないもの及びデータが所定のエリア外にまで広く散在するものは共に物体とは見做されない。上記両判定が共にＹＥＳのときには、ステップＳ３４で物体と見做されたものについて物体識別番号を付与する。
【００１３】
続いて、ステップＳ３５で上記物体識別番号を付与した物体が移動物体であるか否かを判定する。この判定は、実際には、自車と物体との間の距離及び自車速に基づいて物体の速度を求め、該物体速度が所定のしきい値以上であるか否かを検討することにより行われる。次に、ステップＳ３６で物体が第１進行路上に存在するものであるか否かを判定する。上記両判定が共にＹＥＳのときには、ステップＳ３７で物体が第１進行路上の先行車であるとしてロックオン（Ｌ／Ｏ）対象車候補とする。
しかる後、ステップＳ３８でロックオン対象候補になった先行車のうち自車との車間距離が最も短いものであるか、つまり最も近い先行車であるか否かを判定し、この判定がＹＥＳのときには、ステップＳ３９で該先行車をロックオン対象車として登録し、リターンする。以上のようなロックオン対象車の登録は、コントロールユニット４内の先行車識別手段２３により行われる。
（ロックオンの実行）
図６において、先ず、ステップＳ５１でロックオン対象車が登録されていることを確認した後、ステップＳ５２で第２進行路の曲率半径Ｒ２を下記の式により、演算する。
【００１４】
Ｒ２＝Ｌ／２√（１−ｃｏｓ２ θ）
図９に示すように、上記第２進行路は、自車Ｍに対する先行車Ａの位置に基づいて推定される自車の進行路である。Ｌは自車Ｍの先行車Ａとの車間距離、θは自車Ｍと先行車Ａとを結ぶ直線が自車Ｍの進行方向（前後中心線）となす角度である。
続いて、ステップＳ５３で上記曲率半径Ｒ２に所定幅を設けて第２進行路を生成した後、ステップＳ５４でロックオンを実行し、リターンする。ロックオンは、ロックオン対象車（追従対象車）に対し、所定の車間距離を保ちかつ同じ車速で追従して走行するように車速を制御するものであり、コントロールユニット４内の車速制御部２５により行われる。また、ステップＳ５２、Ｓ５３での第２進行路の予測は、コントロールユニット４内の第２進行路推定手段２４により行われる。
（ロックオンの変更及び解除）
次に、ロックオンの変更及び解除のサブルーチンを図１０を参照しつつ図７及び図８により説明する。
【００１５】
図７及び図８において、先ず、ステップＳ７１でロックオン対象車Ａ並びに第１及び第２進行路の曲率半径Ｒ１、Ｒ２を認識した後、ステップＳ７２で第１進行路の曲率半径Ｒ１と第２進行路の曲率半径Ｒ２とが略同一であるか、つまりロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１上にいるか否かを判定する。この判定がＹＥＳのときには、第２進行路Ｋ２（第１進行路Ｋ１と同じ）上にロックオン対象車Ａより近い先行車Ｂが存在するか否かを判定し、その判定がＹＥＳのときには、ステップＳ７４で先行車Ｂをロックオン対象車とし、該先行車Ｂをもとに第２進行路を生成する一方、判定がＮＯのときには、ステップＳ７５で先行車Ａをそのままロックオン対象車とし、該先行車Ａをもとに第２進行路を生成する。
一方、上記ステップＳ７２の判定がＮＯのとき、つまりロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れているときには、ステップＳ７６で第２進行路Ｋ２上にロックオン対象車Ａより近い先行車Ｂが存在するか否かを判定し、この判定がＹＥＳのときには、ステップＳ７７で先行車Ｂをロックオン対象候補とした後、ステップＳ７８で第１進行路Ｋ１上に上記先行車Ｂより近い先行車Ｃが存在するか否かを判定する。この判定がＹＥＳのときには、ステップＳ７９で先行車Ｃをロックオン対象車とし、該先行車Ｃをもとに第２進行路を生成する一方、判定がＮＯのときには、ステップＳ８０で先行車Ｂをロックオン対象車とし、該先行車Ｂをもとに第２進行路を生成する。上記ステップＳ７６の判定がＮＯのときには、ステップＳ８１で第１進行路Ｋ１上にロックオン対象車Ａより近い先行車Ｃが存在するか否かを判定し、その判定がＹＥＳのときには、ステップＳ７９へ移行して、先行車Ｃをロックオン対象車とし、該先行車Ｃをもとに第２進行路を生成する。一方、判定がＮＯのときには、ステップＳ８２で先行車Ａをそのままロックオン対象車とし、該先行車Ａをもとに第２進行路を生成する。以上のことから、ロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れているときには、第１進行路Ｋ１上に存在する先行車Ｃと第２進行路Ｋ２上に存在する先行車Ａ、Ｂの中から、自車に最も近い先行車を識別するようになっており、この識別は、コントロールユニット４内の先行車識別手段２３により行われる。
【００１６】
上記ステップＳ７４、Ｓ７５、Ｓ７９、Ｓ８０及びＳ８２のいずれかで先行車Ａ〜Ｃをロックオン対象車とし、第２進行路を生成した後、ステップＳ８３でロックオン対象車がロストしたか否かを判定する。この判定がＮＯのロストしていないときには、ステップＳ７１に戻り、ロックオンを続行する一方、判定がＹＥＳのロストしたときには、ステップＳ８４でロックオンを解除し、リターンする。尚、ロックオン解除から次のロックオン対象車が登録されるまでの間は、車速制御部２５により自車速が所定車速になるように制御される。
次に、上記本発明の第１実施例の作用・効果を説明する。自車Ｍがロックオン対象車である先行車Ａに追従して走行するとき、第１進行路推定手段２２は、自車Ｍの走行状態に関する舵角θ、ヨーレートφ及び車速ｖに基づいて、第１の進行路Ｋ１を推定し、また第２進行路推定手段２３は、上記先行車Ａの自車Ｍに対する位置に基づいて、第２の進行路Ｋ２を推定する。
そして、自車Ｍが直線道路上を直進走行するとき、または曲線道路上を定常旋回走行するときなどには、上記第１進行路Ｋ１と第２進行路Ｋ２とは略一致する。この場合、先行車識別手段２３は、常に第２進行路Ｋ２上に存在する先行車の中から、自車Ｍに最も近い先行車を識別してロックオン対象車とする（図８中のステップＳ７４、Ｓ７５）。このため、ロックオン対象車Ａと自車Ｍとの間に他の自動車が割り込んで来たときには、該割込み車を早期に検出することができ、警報又は自動制動により接触を回避することができる。
【００１７】
一方、上記先行車Ａが直線道路から曲線道路へ進入し、自車Ｍがまだ直線道路上を走行するときなどには、先行車Ａが第１進行路Ｋ１から外れ、第１進行路Ｋ１と第２進行路Ｋ２とが相違するようになる。この場合、先行車識別手段２３は、第１進行路Ｋ１上に存在する先行車Ｃと第２進行路Ｋ２上に存在する先行車Ａ、Ｂの中から、自車に最も近い先行車を識別してロックオン対象車とする（図７中のステップＳ７６〜Ｓ８２）。このため、上述の直線道路上での直線走行時と同様に割込み車Ｂを早期に検出することができる。また、ロックオン対象車Ａが自車Ｍの進行路（第１進行路）Ｋ１からわき道に逸れていったときでも、自車Ｍの進行路Ｋ１上に存在する先行車Ｃを早期に検出することができる。この結果、接触を適切に回避することができ、安全性を高めることができる。
図１１は、本発明の第１実施例の先行車識別手段２３によるロックオンの変更及び解除の変形例を示すサブルーチンの部分図（図８相当図）である。
この変形例は、先行車であるロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れ、第１進行路Ｋ１の曲率半径Ｒ１と第２進行路Ｋ２の曲率半径Ｒ２とが相違するとき（図７中のステップＳ７２の判定がＮＯのとき）、所定時間ｔ秒の間は第２進行路Ｋ２上に存在する先行車の中から自車に最も近い先行車を識別し、上記所定時間ｔ秒が経過した時にロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１に戻らないときはその後第１進行路Ｋ１上に存在する先行車の中から自車に最も近い先行車を識別するようにしたものである。
【００１８】
すなわち、第１進行路Ｋ１の曲率半径Ｒ１と第２進行路Ｋ２の曲率半径Ｒ２とが相違するときには、図１１において、先ず、ステップＳ９１でロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れた時点から所定時間ｔ秒以内であるか否かを判定する。ここで、上記所定時間は、ロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れた地点に自車Ｍが到着するまでの時間であって、下記式により、演算される。
ｔ＝（Ｌ／ｖ）＋α
但し、Ｌはロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れた時点における該ロックオン対象車Ａと自車Ｍとの車間距離、ｖは自車速、αは自車のピッチング等の特性とセンサの特性とから算出される補正値である。
上記ステップＳ９１の判定がＹＥＳの所定時間ｔ以内のときには、ステップＳ９２で第２進行路Ｋ２の曲率半径Ｒ２が所定値Ｒａより小さいか否かを判定し、ステップＳ９３でロックオン対象車Ａが停止しその車速が略零であるか否かを判定する。上記所定値Ｒａ、図１２に示すように、先行車（ロックオン対象車）Ａの車速が大きくなる従って一時関数的に増加するように設定される。ここで、曲線道路を旋回走行するときには、通常、穏やかに旋回し、その旋回半径は、曲線道路の曲率半径と同じで比較的大きくなる。従って、第２進行路Ｋ２の曲率半径Ｒ２が所定値Ｒａより小さいときには、ロックオン対象車Ａが曲線道路に進入したのではなく、何かの意図で急旋回したものと考えられる。
【００１９】
そして、上記両ステップＳ９２、Ｓ９３の判定が共にＮＯのときには、ステップＳ９４で第２進行路Ｋ２上にロックオン対象車Ａより近い先行車Ｂが存在するか否かを判定し、この判定がＹＥＳのときには、ステップＳ９５で先行車Ｂをロックオン対象車とし、該先行車Ｂをもとに第２進行路を生成する一方、判定がＮＯのときには、ステップＳ９６で先行車Ａをそのままロックオン対象車とし、該先行車Ａをもとに第２進行路を生成する。
一方、上記ステップＳ９１の判定がＮＯの所定時間ｔを経過したときには、ステップＳ９７で第１進行路Ｋ１上に先行車Ｃが存在するか否かを判定し、この判定がＹＥＳのときには、ステップＳ９８で上記先行車Ｃをロックオン対象車とし、該先行車Ｃをもとに第２進行路を生成する一方、判定がＮＯのときには、ステップＳ９９でロックオン対象車をロストしたと判定する。また、上記ステップＳ９２の判定がＹＥＳのときつまり第２進行路Ｋ２の旋回半径Ｒ２が所定値Ｒａより小さいとき、あるいは上記ステップＳ９３の判定がＹＥＳのときつまりロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れた後に停車したときにも、上記ステップＳ９７へ移行する。
【００２０】
そして、上記変形例においては、先行車であるロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れ、第１進行路Ｋ１の曲率半径Ｒ１と第２進行路Ｋ２の曲率半径Ｒ２とが相違するときには、ロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れた時点から所定時間ｔ、つまり先行車Ａが第１の進行路から外れた地点に自車Ｍが到着するまでの時間の間は第２進行路Ｋ２上に存在する先行車の中から自車Ｍに最も近い先行車を識別し、上記所定時間ｔが経過した時に上記ロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１に戻らないときはその後第１進行路Ｋ１上に存在する先行車の中から自車Ｍに最も近い先行車を識別するようにしているので、曲線道路上での割込み車等を早期に検出できるとともに、最も近い先行車を検出するための対象領域が常に一つの進行路のみで足り、その分上記先行車の検出を精度良くかつ迅速に行うことができる。
また、上記第２進行路Ｋ２の曲率半径Ｒ２が所定値Ｒａより小さく、ロックオン対象車Ａが曲線道路に進入したのではなく何かの意図で急旋回したものと考えられるとき、あるいは上記ロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れた後に停止したときには、第１進行路Ｋ１上に存在する先行車の中から自車に最も危険な先行車を識別するようにしているので、誤った進行路に基づく先行車の誤検出を防止することができる。
【００２１】
尚、上記第１実施例では、レーダ装置７として、レーダ波としての遠赤外線を水平方向に比較的広角度で走査するスキャン式のものを用いたが、それ以外に、比較的狭い角度の範囲内でのみ障害物を検出するレーダ装置を用い、該レーダ装置をアクチュエータで垂直軸廻りに回動させるように構成したものにも同様に適用することができる。
また、上記第１実施例では、第１進行路Ｋ１上に存在する先行車Ｃ及び第２進行路Ｋ２上に存在する先行車Ａ、Ｂの中から、ロックオン対象車を識別するに当たり、自車と各先行車との車間距離の大小に応じて、上記先行車の識別を行うようにしたが、上記車間距離の代りに、自車と各先行車との相対速度の大小、または車間距離と相対速度との両方に応じて、先行車の識別を行うようにしてもよい。車間距離と相対速度の両方に応じて、先行車の識別を行う場合、先ず、図１３に示すマップを用いて、各先行車との車間距離及び相対速度に応じて減速制御量を求め、該減速制御量の大きいものを自車に最もロックオン対象車と判断すればよい。
次に、本発明の第２実施例について図１４乃至図１９を参照して説明する。上記第１実施例は、第１進行路推定手段２２により、自車の走行状態に関する情報（例えば、車速、ハンドル舵角及びヨーレート等）を受け、これに基づいて自車の第１進行路を推定するようにしたものであるが、この第２実施例は、第１進行路推定手段３０により、道路の路側に設けられた路側リフレクタ等の静止物体を用いて自車の第１進行路を推定するようにしたものである。以下、第１実施例と異なる部分のみ説明し、同一部分の説明は省略する。
【００２２】
図１４に示すように、第１進行路推定手段３０は、先ず、レーダ装置７の出力を受け、自車両前方に存在する物体を検出する物体検出手段３１と、該物体検出手段３１の出力を受け、自車両前方に存在する静止物体を検出する静止物体検出手段３２と、該静止物体検出手段３２の出力を受け、自車両前方に静止物体があるとき、該静止物体の属性に基づき次式に基づき自車両の進行路（曲率半径Ｒ１２）を推定する第１進行路第２推定手段３３とを備える。ここで、静止物体の属性は、自車両と静止物体との距離Ｌ、自車両からみた静止物体の方位φ、自車両と静止物体との相対速度ｖ及び横移動速度ｖｔであり、レーダ装置７、車速センサ１２及び舵角センサ１３からの信号に基づき簡単に検出することができる。
Ｒ１２＝Ｌ・（ｖ・ｃｏｓφ／ｖｔ−ｓｉｎφ）
更に、第１進行路推定手段３０は、車速ｖ、舵角θに基づき次式により自車両の進行路（曲率半径Ｒ１１）を推定する第１進行路第１推定手段３４と、レーダ装置７の出力を受け、自車両前方に静止物体が存在しないとき、第１進行路第１推定手段３４により推定された進行路を選択する選択手段３５とを備える。この第１進行路第１推定手段３４は、次式により自車両のスリップアングルβ１を検出するスリップアングル演算手段３４ａを備える。
【００２３】
但し、Ａ：スタビリティファクタ
Ｎ：ステアリングギヤ比
Ｌ：ホイールベース
Ｌｆ：車両重心と前輪との間の距離
Ｌｒ：車両重心と後輪との間の距離
ｍ：車両質量
ｋｆ：後輪１輪当りのコーナリングパワー
そして、第１進行路第１推定手段３４は、第１進行路の推定に際しスリップアングルβ１を考慮するようになっている。即ち、自車両から距離Ｌｉの静止物体が見えるべき角度の領域Φ１は次式で計算される。
Φ１＝Ｌｉ／２Ｒ１１−β１
また、第１進路推定手段３０の物体検出手段３１及び選択手段３５からの信号が、先行車識別手段２３に出力される。
【００２４】
次に、図１５により、上記第１進路推定手段３０による第１進行路の推定に係わる制御内容を説明する。
先ず、第１進行路第１推定手段３４により、車速、舵角による第１進行路の曲率半径Ｒ１１及びスリップアングルβ１が次式により演算される（ステップＴ１）。
但し、Ａ：スタビリティファクタ
Ｎ：ステアリングギヤ比
Ｌ：ホイールベース
Ｌｆ：車両重心と前輪との間の距離
Ｌｒ：車両重心と後輪との間の距離
ｍ：車両質量
ｋｆ：後輪１輪当りのコーナリングパワー
次に、物体検出手段３１によって検出された自車両前方に存在する物体が静止物体であるか否かが静止物体検出手段３２によって判定され（ステップＴ２）、静止物体があれば、第１進行路第２推定手段３３により、静止物体の属性に基づき第１進行路の曲率半径Ｒ１２が次式により演算される（ステップＴ３）。
【００２５】
Ｒ１２＝Ｌ・（ｖ・ｃｏｓφ／ｖｔ−ｓｉｎφ）
尚、上記静止物体の属性に基づき第１進行路（曲率半径Ｒ１２）を推定する式は、次のようにして導かれる（図１６参照）。ここで、Ｌは自車両Ｍから静止物体までの距離、φは自車両Ｍに対する静止物体の方位、ｖは相対速度、ｖｔは横移動速度である。
このようにして第１進行路第２推定手段３３により推定された第１進行路の曲率半径Ｒ１２に基づいて第１進行路が推定される（ステップＴ４）。
【００２６】
一方、静止物体がなければ、スリップアングル演算手段３４ａによってスリップアングルが演算され（ステップＴ５）、それを考慮して、第１進行路第１推定手段３４で推定された第１進行路の曲率半径Ｒ１１に基づき第１進行路が推定される（ステップＴ４）。
上記第２実施例は、基本的には１つの静止物体を利用して行う制御の例であるが、第２実施例によれば、自車両前方に複数の静止物体が存在する場合には、それら複数の静止物体を利用して、次のように第１進行路を推定することもできる。
図１７及び図１８において、先ず、物体識別番号ｉをリセットしてｉ＝０とし（ステップＴ１１）、それから、物体識別番号ｉをインクリメントして、ｉ＋１とする（ステップＴ１２）。
それから、物体識別番号ｉが、物体総個数（ｏｂｊｅｃｔ−ｍａｘ）＋１に等しいか否かを判定し（ステップＴ１３）、等しくなければ、相対速度ｖｉが自車速ｖに等しいか否かを判定する（ステップＴ１４）。相対速度ｖｉが自車速ｖに等しければ、それぞれの静止物体に基づいて物体の属性（例えば自車両から静止物体までの距離Ｌｉ、自車両に対する静止物体の方位φｉ、相対速度ｖｉ、横移動速度ｖｔｉ）による第１進行路の推定を次式により行い（ステップＴ１５）、ステップＴ１２に戻る。一方、相対速度ｖｉが自車速ｖに等しくなければ、移動物体であるので、第１進行路の曲率半径Ｒｉを無限大として（ステップＴ１６）、ステップＴ１２に戻る。
【００２７】
Ｒ１２ｉ＝Ｌｉ・（ｖｉ・ｃｏｓφｉ／ｖｔｉ−ｓｉｎφｉ）
一方、ステップＴ１３において、物体識別番号ｉが、物体総個数（ｏｂｊｅｃｔ−ｍａｘ）＋１に等しければ、静止物体が３つ以上あるか否かを判定し（ステップＴ１７）、３つ以上あれば、最も遠い距離に存在する物体から順に３つの静止物体を選択し（ステップＴ１８）、それら曲率半径Ｒ１２１、Ｒ１２２、Ｒ１２３の平均値Ｒ１２を第１進行路の曲率半径として（ステップＴ１９）、第１進行路を推定する（ステップＴ２０）。
静止物体が３つ以上なければ、第１進行路第１推定手段３４により車両状態量から曲率半径Ｒ１１を求めて第１進行路の推定を行い（ステップＴ２１）、スリップアングルを計算し（ステップＴ２２）、第１進行路を推定する（ステップＴ２０）。
また、この第２実施例においては、図１８に示したステップＴ１７以降の内容を次のようにすることもできる。
図１９に示すように、ステップＴ１３（図１７参照）において、物体識別番号ｉが、物体総個数（ｏｂｊｅｃｔ−ｍａｘ）＋１に等しいとき、Ｒフラグが１であるか否かが判定され（ステップＴ３１）、Ｒフラグが１でないときには、静止物体が３つ以上存在するか否かを判定する（ステップＴ３２）。ここで、Ｒフラグ＝１の判定を行うのは、最初の段階では、ステップＴ３２に移行するようにするためである。
【００２８】
ステップＴ３２の判定で、静止物体が３つ以上あれば、最も遠い距離に存在する物体から順に３つの静止物体を選択し（ステップＴ３３）、自車Ｍと各物体間の距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを演算し（ステップＴ３４）、それら各物体から推定された各曲率半径Ｒ１２１，Ｒ１２２，Ｒ１２３の平均値Ｒ１２を第１進行路の曲率半径として推定し（ステップＴ３５）、Ｒフラグを１とし（ステップＴ３６）、第１進行路を推定する（ステップＴ３７）。
静止物体が３つ以上なければ、自車両Ｍの走行状態量（車速、舵角）による第１進行路の曲率半径Ｒ１１の推定を行い（ステップＴ３８）、スリップアングルを計算し（ステップＴ３９）、第１進行路を推定する（ステップＴ３７）。
一方、ステップ３１でＲフラグが１であると判定された場合には、ステップＴ４０に進み、ステップＴ３３で選ばれたものと同じ物体の物体間距離データＬａ’，Ｌｂ’，Ｌｃ’を演算した後、前回の物体間データと比較して等しいか否かを判定する（ステップＴ４１）。前回の物体間データと比較して等しければ、それらは静止物体であるから、静止物体の場合には、それらの物体から推定された進行路の曲率半径の平均値を計算し（ステップＴ４２）、進行路を推定する（ステップＴ３７）。一方、前回の物体間データと等しくなければ、ステップＴ３２に移行する。
【００２９】
このように、本発明の第２実施例においては、自車両前方の静止物体を検出して、該静止物体の属性に基づき第１進行路第２推定手段３３が自車両が今後進行すると推定される第１進行路を推定するようにしているので、物体検出手段３１により検出される自車両前方の静止物体を有効に利用して、ヨーレートセンサを用いることなく、自車両が今後進行する第１進行路を推定することができる。
また、第２実施例によれば、静止物体の属性として簡単に検出することができる自車両と静止物体との距離、自車両からみた静止物体の方位、自車両と静止物体との相対速度及び横移動速度を用いて、第１進行路を推定することができる。
さらに、第２実施例においては、第１進行路第２推定手段３３により第１進行路を推定するほか、車速、舵角等の車両状態量に基づき、第１進行路第１推定手段３４によっても第１進行路を推定するようにしているので、自車両前方に静止物体が存在しない場合には、第１進行路第１推定手段３４を利用することで、常時進行路を推定することが可能となる。
また、第２実施例によれば、自車両のスリップアングルを演算しているので、自車両前方に静止物体が存在しないとき、第１進行路第１推定手段３４による推定値に対しスリップアングルを考慮して、自車両の第１進行路を推定することができる。
【００３０】
また、第２実施例によれば、複数個の静止物体の属性に基づき自車両の第１進行路を推定するので、精度よく第１進行路を推定することができる。
次に、本発明の第３実施例について図２０乃至図２３を参照して説明する。この第３実施例は、自車の走行状態に関する情報（例えば、車速、ハンドル舵角及びヨーレート等）に基づいて自車の第１進行路を推定した第１実施例及び道路の路側に設けられた路側リフレクタ等の静止物体を用いて自車の第１進行路を推定した第２実施例と異なり、自車の前方を走行する先行車の走行状態に関する情報に基づいて自車の第１進行路を推定するようにしたものである。以下、第１実施例と異なる部分のみ説明し、同一部分の説明は省略する。
図２０は第３実施例による自車の第１進行路の推定の基本制御内容を示すフローチャートであり、図２１は図２０のステップＰ４のサブルーチンを示すフローチャートであり、図２２は先行車Ａが自車と同一車線を走行している場合を示し、図２３は先行車が自車の隣接車線を走行している場合を示している。
先ず、図２０により、第３実施例による自車の第１進行路の推定の基本制御内容を説明する。
【００３１】
図２０において、先ず、自車の前方に静止物体が存在するか否かを判定する（ステップＰ１）。静止物体が存在すれば、静止物体の属性に基づいて自車の第１進行路を推定する（ステップＰ２）。なお、この静止物体の属性に基づく自車の第１進行路の推定の仕方は、上述した第２実施例の場合と同一であるため、その説明は省略する。
一方、静止物体が存在しない場合は、ステップＰ３に進み、自車の前方に移動物体即ち先行車が存在するか否かを判定する。移動物体が存在する場合には、この移動物体である先行車の走行状態に基づいて自車の第１進行路を推定する（ステップＰ４）。
この先行車の走行状態に基づいて自車の第１進行路を推定するステップＰ４の詳細内容を図２１により説明する。この第３実施例では、先行車が自車と同一車線を走行している場合と、先行車が自車の隣接車線を走行している場合とに分けて自車の第１進行路を推定するようにしている。
図２１において、先ず、ｄθ／ｄＬを計算する（ステップＰ１１）。ここで、図２２及び図２３に示すように、Ｌは自車Ｍと先行車Ａとの車間距離、θは自車Ｍと先行車Ａとを結ぶ直線が自車Ｍの進行方向（前後中心線）となす角度である。次に、ｄθ／ｄＬの値が前回及び前々回の値と同一であるか否かを判定する（ステップＰ１２）。同一であれば、先行車Ｍは自車Ｍと同一車線を走行していると考えられるので、ステップＰ１３に進み、Ｒ＝１／（２ｄθ／ｄＬ）と設定し、自車の第１進行路を推定する（ステップＰ１４）。
【００３２】
ここで、図２２に示すように、先行車Ｍが自車Ｍと同一車線を走行している場合には、以下の関係があり、上記Ｒ＝１／（２ｄθ／ｄＬ）が求められる。
Ｌ＝２ｈ
ｈ＝Ｒ・ｓｉｎθ
Ｌ＝２Ｒｓｉｎθ
Ｒ＝１／（２ｓｉｎθ／Ｌ）≒１／（２θ／Ｌ）
但し、ｓｉｎθ≒θ
次に、ステップ１２においてｄθ／ｄＬの値が前回及び前々回の値と同一でないと判定された場合には、先行車Ａは自車Ｍの隣接車線を走行していると考えられるため、ステップＰ１５に進む。ここで、自車Ｍと先行車Ａとの車間距離Ｌの変更量が正か否かを判定する。車間距離Ｌの変更量が正であれば、ステップＰ１６にて、ｄθ／ｄＬが小さくなったか否かを判定し、小さくなった場合には、先行車Ａが自車の車線の外側の隣接車線を走行していると考えられるため、ステップＰ１７に進み、Ｒ＝１／｛２（ｄθ／ｄＬ−ｄ／Ｌ２ ）｝と設定し、自車の第１進行路を推定する（ステップＰ１４）。ステップＰ１６にて、ｄθ／ｄＬが小さくなってはいないと判定された場合には、先行車Ａが自車の車線の内側の隣接車線を走行していると考えられるため、ステップＰ１８に進み、Ｒ＝１／｛２（ｄθ／ｄＬ＋ｄ／Ｌ２ ）｝と設定し、自車の第１進行路を推定する（ステップＰ１４）。
【００３３】
次に、ステップＰ１５において、自車Ｍと先行車Ｍとの車間距離Ｌの変更量が正ではないと判定された場合には、ステップＰ１９にて、ｄθ／ｄＬが小さくなったか否かを判定し、小さくなった場合には、先行車Ｍが自車の車線の内側の隣接車線を走行していると考えられるため、ステップＰ１８進み、Ｒ＝１／｛２（ｄθ／ｄＬ＋ｄ／Ｌ２ ）｝と設定し、自車の第１進行路を推定する（ステップＰ１４）。ステップＰ１９にて、ｄθ／ｄＬが小さくなってはいないと判定された場合には、先行車Ｍが自車の車線の外側の隣接車線を走行していると考えられるため、ステップＰ１７に進み、Ｒ＝１／｛２（ｄθ／ｄＬ−ｄ／Ｌ２ ）｝と設定し、自車の第１進行路を推定する（ステップＰ１４）。
ここで、図２３に示すように、先行車Ｍが自車Ｍの外側の隣接車線を走行している場合には、以下の関係があり、上記Ｒ＝１／｛２（ｄθ／ｄＬ−ｄ／Ｌ２ ）｝が求められる。ここで、ｄは１車線分の距離（約３．５ｍ）を表している。
また、先行車Ｍが自車Ｍの内側の隣接車線を走行している場合にも、同様にして、上記Ｒ＝１／｛２（ｄθ／ｄＬ＋ｄ／Ｌ２ ）｝が求められる。
【００３４】
このように、本発明の第３実施例においては、自車前方に静止物体（例えば、路側リフレクタ等）が存在する場合には、その静止物体の属性に基づいて自車の第１進行路を推定し、一方、静止物体が存在しない場合には、自車の前方を走行する先行車の走行状態に関する情報に基づいて自車の第１進行路を推定するようにしているので、常時精度良く第１進行路を推定することができる。
また、第３実施例においては、先行車が自車と同一車線を走行している場合と、先行車が自車の隣接車線を走行している場合とに分けて自車の第１進行路を推定するようにしているので、その分精度良く第１進行路を推定することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の車両の走行制御装置によれば、自車の進行方向の推定が不安定な状態のときに進行路上の先行車の検出を適切に行うことができる。また、本発明によれば、自車の走行状態等に基づいて予測する第１の進行路と、先行車の位置に基づいて予測する第２の進行路とを併用することにより、曲線道路上で先行車と自車との間に割り込んで来る車をも早期に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動車の走行制御装置の第１実施例の全体構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１実施例のコントロールユニットを示すブロック図
【図３】本発明の第１実施例による追従走行時の制御のメインルーチンを示すフローチャート
【図４】本発明の第１実施例による第１進行路の推定のサブルーチンを示すフローチャート
【図５】本発明の第１実施例によるロックオン対象車の登録のサブルーチンを示すフローチャート
【図６】本発明の第１実施例によるロックオンの実行のサブルーチンを示すフローチャート
【図７】本発明の第１実施例によるロックオンの変更及び解除のサブルーチンを示すフローチャートの部分図
【図８】本発明の第１実施例によるロックオンの変更及び解除のサブルーチンを示すフローチャートの部分図
【図９】本発明の第１実施例による第２進行路の推定を説明するための図
【図１０】第１進行路と第２進行路とが異なる状態を示す図
【図１１】本発明の第１実施例の変形例を示す図８相当図
【図１２】本発明の第１実施例における所定値Ｒａ設定用のマップを示す図
【図１３】本発明の第１実施例における車間距離及び相対速度と減速制御量との関係を示す図
【図１４】本発明の第２実施例によるコントロールユニットを示すブロック図
【図１５】本発明の第２実施例による制御の流れを示すフローチャート
【図１６】本発明の第２実施例における静止物体の属性データで基づく進行路の曲率半径推定の説明図
【図１７】本発明の第２実施例の変形例によるフローチャートの一部分
【図１８】本発明の第２実施例の変形例によるフローチャートの一部分
【図１９】本発明の第２実施例の他の変形例によるフローチャートの一部分（図１８相当図）
【図２０】本発明の第３実施例による基本制御内容を示すフローチャート
【図２１】本発明の第３実施例のサブルーチンを示すフローチャート
【図２２】本発明の第３実施例において先行車が自車と同一車線を走行している状態を示す図
【図２３】本発明の第３実施例において先行車が自車の隣接車線を走行している状態を示す図
【符号の説明】
４ コントールユニット
７ レーダ装置
１２ 車速センサ
１３ 舵角センサ
１４ ヨーレートセンサ
１８ ロックオンスイッチ
２２ 第１進行路推定手段
２３ 先行車識別手段
２４ 第２進行路推定手段
３０ 第１進行路推定手段
３１ 物体検出手段
３２ 静止物体検出手段
３３ 第１進行路第２推定手段
３４ 第１進行路第１推定手段
３５ 選択手段
Ｍ 自車
Ａ，Ｂ，Ｃ 先行車
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車の走行制御装置に係わり、特に、先行車に追従して走行したり先行車との衝突を防止するようにした自動車の走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の自動車の走行制御装置に用いられる自動車用障害物検出装置として、例えば特公昭５１−７８９２号公報に開示されるように、自車の前方に向けて超音波や電波等のレーダ波を発信して前方に存在する先行車等の障害物を検出するレーダ装置と、該レーダ装置を水平方向に回動させる回動手段と、自車のステアリング舵角を検出する舵角検出手段とを備え、上記舵角検出手段で検出される舵角に応じて、上記回動手段によって上記レーダ装置を所定角度回動して、自車両が走行する方向にレーダ波を向けるようにしたものは知られている。また、近年、レーダ装置としてスキャン式のものを用いて水平方向に比較的広角度でもって走査を行う一方、その走査で得られる情報の中から、マイクロコンピュータを利用して、自車のステアリング舵角やヨーレート等の走行状態に基づいて予測される自車両の進行路に沿って領域内のもののみをピックアップすることにより、レーダ装置による障害物の検出をソフト的に上記領域内に限定して行うようにしたものが開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の障害物検出装置では、レーダ装置による先行車の検出を自車の進行路に沿った領域内に限定することをハード的又はソフト的のいずれで行う場合でも、自車の走行状態に基づいて自車の進行路を予測しているため、直線道路から曲線道路へ進入するときに次のような問題がある。すなわち、先行車が直線道路から曲線道路へ進入し、自車が未だ曲線道路に進入していないときには、先行車は自車の進行路から外れるため、曲線道路上で先行車と自車との間に割り込んで来る車を早期に検出することができないという問題である。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、自車の進行方向の推定が不安定な状態のときに進行路上の先行車の検出を適切に行うことができる自動車の走行制御装置を提供することを目的としている。
また、本発明は、自車の走行状態等に基づいて予測する第１の進行路と、先行車の位置に基づいて予測する第２の進行路とを併用することにより、曲線道路上で先行車と自車との間に割り込んで来る車をも早期に検出できるようにし、先行車の検出を適切に行うことができる自動車の走行制御装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び作用】
上記の目的を達成するために請求項１記載の第１の発明の自動車の走行制御装置は、自車の前方に存在する物体を検出する物体検出手段と、自車が走行すべき第１進行路を推定する第１進行路推定手段と、物体検出手段により検出された第１進行路上に存在する先行車の中から自車の追従対象車を識別する先行車識別手段と、少なくとも追従対象車が第１進行路から外れたときこの追従対象車の位置の情報に基づいて自車の第２進行路を推定する第２進行路推定手段と、を有し、先行車識別手段は、追従対象車が第１進行路から外れたとき、この第１進行路上又は第２進行路上に存在する先行車の中から、すくなくとも自車との車間距離に応じて自車の新たな追従対象車を識別するように設けられていることを特徴としている。
このように構成された第１の発明においては、追従対象車が直線道路から曲線道路へ進入して、第１の進行路から外れたときには、この追従対象車の位置の情報に基づいて、第２の進行路が第２進行路予測手段により予測され、先行車識別手段において、第１の進行路上又は第２の進行路上に存在する先行車の中から、自車の新たな追従対象車（例えば自車に最も近い先行車）が識別される。このため、曲線道路上で先行車と自車との間に割り込んで来る車も早期に検出できることになる。
【０００５】
請求項２記載の第２の発明において、第１進行路推定手段が、自車の走行状態に基づいて第１進行路を推定するように設けられている。
このように構成された第２の発明においては、自車の走行状態（例えば、車速、ハンドル舵角、ヨーレート等）に基づいて第１進行路推定手段により第１進行路が推定される。
請求項３記載の第３の発明において、第２進行路推定手段により推定される第２進行路が、自車と追従対象車を所定幅を有するように結んだものである。
このように構成された第３の発明においては、第２進行路が自車と追従対象車を所定幅を有するように結ばれる。
【０００６】
請求項４記載の第４の発明において、先行車識別手段は、少なくとも自車との車間距離及び相対速度に応じて自車の新たな追従対象車を識別するように設けられている。
このように構成された第４の発明においては、先行車識別手段により、少なくとも自車との車間距離及び相対速度に応じて自車の新たな追従対象車が識別される。
【０００７】
請求項５記載の第５の発明の自動車の走行制御装置は、自車の前方に存在する物体を検出する物体検出手段と、自車が走行すべき第１進行路を推定する第１進行路推定手段と、物体検出手段により検出された第１進行路上に存在する先行車の中から自車の追従対象車を識別する先行車識別手段と、少なくとも追従対象車が第１進行路から外れたときこの追従対象車に基づいて自車の第２進行路を推定する第２進行路推定手段と、を有し、先行車識別手段は、追従対象車が第１進行路から外れた時点からその外れた地点に自車が到達するまでの間は、第２進行路上に存在する先行車の中から自車の新たな追従対象車を識別し、自車がその外れた時点に到着するまでに追従対象車が第１進行路に戻らないときは、その後第１進行路上に存在する先行車の中から自車の新たな追従対象車を識別するように設けられ、第２進行路推定手段は、この識別された新たな追従対象車を基にして新たな第２進行路を推定するように設けられていることを特徴としている。
このように構成された第５の発明においては、曲線道路上での割込み車の早期検出を可能にしつつ、最も危険な先行車を検出するための対象領域が常に一つの進行路のみで足りることになり、その分自車の追従対象車の検出が精度良くかつ迅速に行われる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について添付図面を参照して説明する。
先ず、図１乃至図１３により本発明の第１実施例を説明する。図１は、本発明の第１実施例に係わる自動車の走行制御装置の全体構成を示す。
図１において、１はエンジン吸気系のスロットル弁（図示せず）の開度を自動調整するスロットル制御装置、２は電子制御式自動変速機（ＥＡＴ）の制御装置、３は各車輪に付与する制動力を自動調整するブレーキ制御装置であり、これら三種類の制御装置１〜３は、いずれも図示していないがアクチュエータを有し、該各アクチュエータは、コントロールユニット４により制御される。すなわち、コントロールユニット４は、スロットル制御装置１のアクチュエータに対し目標スロットル開度信号を出力して制御を行うとともに、ブレーキ制御装置３のアクチュエータに対し目標ブレーキ量信号を出力して制御を行う。またコントロールユニット４は、ＥＡＴ制御装置２のシフト位置を検出するセンサ（図示せず）からのシフト位置信号を受けつつ、該ＥＡＴ制御装置２のアクチュエータに対しシフト制御信号を出力して制御を行う。
【０００９】
また、６は車室内のインストルメントパネル等に設けられる情報表示装置であって、該情報表示装置６は、図示していないが、上記コントロールユニット４からの警報信号を受けて点灯する警報ランプと、コントロールユニット４からの自己診断信号を受けて画面表示する表示部とを備えている。７は先行車等自車の前方に存在する物体を検出するレーダ装置であって、該レーダ装置７は、レーダ波としての遠赤外線を自車の前方に向けて発信するとともに、先行車に当たって反射してくる反射波を受信し、その受信時点と発信時点との時間差によって自車と物体との間の距離を判定するように構成されており、その検出信号である車間距離信号はコントロールユニット４に入力される。また、上記レーダ装置７は、遠赤外線を水平方向に比較的広角度で走査するスキャン式のものである。
さらに、１１はスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ、１２は車速を検出する車速センサ、１３はハンドル舵角（以下、単に舵角という）を検出する舵角センサ、１４は自車に発生するヨーレートを検出するヨーレートセンサ、１５は自車に発生する横加速度を検出する横Ｇセンサ、１６はブレーキペダルの踏込み時にＯＮ作動するブレーキスイッチ、１７はクラッチの作動状態に応じてＯＮ作動するクラッチスイッチ、１８はロックオンスイッチであり、これらセンサ・スイッチ類１１〜１８の検出信号は、いずれもコントロールユニット４に入力される。尚、図示していないエンジン回転数センサ等その他のセンサ・スイッチ類の検出信号もコントロールユニット４に入力される。
【００１０】
図２に示すように、上記コントロールユニット４は、レーダ装置７からの検出信号を始め、各種のセンサ・スイッチ類１１〜１８からの検出信号を受けて所定の情報処理を行う入力情報処理部２１と、該入力情報処理部２１から自車の走行状態に関する情報（例えば車速、ハンドル舵角及びヨーレート等）を受け、これに基づいて自車の第１の進行路を推定する第１進行路推定手段２２と、上記入力情報処理部２１の情報のうち、特にレーダ装置７で検出された物体に関する情報を受けるとともに、上記第１進行路推定手段２２で推定された第１進行路の情報を入手する先行車識別手段２３とを備えている。該先行車識別手段２３は、レーダ装置７で検出された物体の中から、上記第１進行路上に存在する自車に最も近い先行車を識別するように設けられている。
また、上記コントロールユニット４は、上記第１進行路推定手段２２とは別に自車の第２進行路を推定する第２進行路推定手段２４を備えており、該第２進行路推定手段２４は、上記先行車識別手段２３で識別された先行車の位置等の情報を受け、これに基づいて第２進行路を推定するように設けられている。第２進行路推定手段２４で推定された第２進行路の情報は、上記先行車識別手段２３に入力され、該先行車識別手段２３は、第１進行路上の先行車が該第１進行路から外れたときつまり第１進行路と第２進行路とが一致しなくなったとき、それらの進行路上にそれぞれ存在する先行車の中から、自車に最も近い先行車を識別するように設けられている。
【００１１】
上記先行車識別手段２３で識別された自車に最も近い先行車の情報は、識別手段２３から車速制御部２５に出力される。該車速制御部２５は、自車に最も近い先行車と自車との車間距離及び相対速度に基づいて、両者が接触する可能性があるか否かを判断し、その判断結果に応じて、出力情報処理部２６を介して出力信号を出力するように設けられている。
図３は上記コントロールユニット４による制御のうち、特にロックオンスイッチ１８がＯＮに切換えられ自車が先行車に追従して走行する追従走行時の制御のメインルーチンを示すフローチャート図である。
上記ルーチンは、第１進行路の推定（ステップＳ１）と、ロックオン対象車（追従対象車）の登録（ステップＳ３）と、ロックオンの実行（ステップＳ５）と、ロックオンの変更及び解除（ステップＳ７）とからなる。第１進行路の推定のサブルーチンは図４に示し、ロックオン対象車の登録のサブルーチンは図５に示し、ロックオンの実行のサブルーチンは図６に示し、更に、ロックオンの変更及び解除のサブルーチンは図７及び図８に示す。以下、これらについて、順次説明する。
（第１進行路の推定）
図４において、先ず、ステップＳ１１で自車データ（舵角θ、車速ｖ、ヨーレートφ）を読み込んだ後、ステップＳ１２で舵角θに基づいて自車の旋回半径Ｒ１１を下記の式により、演算する。
【００１２】
Ｒ１１＝（１＋Ａ・ｖ２ ）・Ｎ・Ｌ／θ
但し、Ａはスタビリティファクタ、Ｎはステアリングギヤ比、Ｌはホイールベースである。
続いて、ステップＳ１３でヨーレートφに基づいて自車の旋回半径Ｒ１２を下記の式により、演算する。
Ｒ１２＝ｖ／φ
そして、ステップＳ１４で上記両旋回半径Ｒ１１、Ｒ１２のうち、いずれが小さいかを判断し、ステップＳ１５、１６でその小さい方を第１進行路の曲率半径Ｒ１とするとともに、ステップ１７で上記曲率半径Ｒ１に所定幅を設けて第１進行路を生成し、リターンする。ここで、旋回半径Ｒ１１、Ｒ１２の小さい方を第１進行路の曲率半径Ｒ１としたのは、センサ類の応答遅れ等を考慮したことによるものである。以上のような第１進行路の予測は、コントロールユニット４内の第１進行路推定手段２２により行われる。
（ロックオン対象車の登録）
図５において、先ず、ステップＳ３１で自車の前方の物体（障害物）データ（距離及び方向）を読み込んだ後、ステップＳ３２で物体データが連続して検出されているか否かを判定し、ステップＳ３３で物体データが所定のエリア内で所定の確定度以上のものであるか否かを判定する。確定度とは時間当たりの検出回数をいい、該確定度が所定値以上でないもの及びデータが所定のエリア外にまで広く散在するものは共に物体とは見做されない。上記両判定が共にＹＥＳのときには、ステップＳ３４で物体と見做されたものについて物体識別番号を付与する。
【００１３】
続いて、ステップＳ３５で上記物体識別番号を付与した物体が移動物体であるか否かを判定する。この判定は、実際には、自車と物体との間の距離及び自車速に基づいて物体の速度を求め、該物体速度が所定のしきい値以上であるか否かを検討することにより行われる。次に、ステップＳ３６で物体が第１進行路上に存在するものであるか否かを判定する。上記両判定が共にＹＥＳのときには、ステップＳ３７で物体が第１進行路上の先行車であるとしてロックオン（Ｌ／Ｏ）対象車候補とする。
しかる後、ステップＳ３８でロックオン対象候補になった先行車のうち自車との車間距離が最も短いものであるか、つまり最も近い先行車であるか否かを判定し、この判定がＹＥＳのときには、ステップＳ３９で該先行車をロックオン対象車として登録し、リターンする。以上のようなロックオン対象車の登録は、コントロールユニット４内の先行車識別手段２３により行われる。
（ロックオンの実行）
図６において、先ず、ステップＳ５１でロックオン対象車が登録されていることを確認した後、ステップＳ５２で第２進行路の曲率半径Ｒ２を下記の式により、演算する。
【００１４】
Ｒ２＝Ｌ／２√（１−ｃｏｓ２ θ）
図９に示すように、上記第２進行路は、自車Ｍに対する先行車Ａの位置に基づいて推定される自車の進行路である。Ｌは自車Ｍの先行車Ａとの車間距離、θは自車Ｍと先行車Ａとを結ぶ直線が自車Ｍの進行方向（前後中心線）となす角度である。
続いて、ステップＳ５３で上記曲率半径Ｒ２に所定幅を設けて第２進行路を生成した後、ステップＳ５４でロックオンを実行し、リターンする。ロックオンは、ロックオン対象車（追従対象車）に対し、所定の車間距離を保ちかつ同じ車速で追従して走行するように車速を制御するものであり、コントロールユニット４内の車速制御部２５により行われる。また、ステップＳ５２、Ｓ５３での第２進行路の予測は、コントロールユニット４内の第２進行路推定手段２４により行われる。
（ロックオンの変更及び解除）
次に、ロックオンの変更及び解除のサブルーチンを図１０を参照しつつ図７及び図８により説明する。
【００１５】
図７及び図８において、先ず、ステップＳ７１でロックオン対象車Ａ並びに第１及び第２進行路の曲率半径Ｒ１、Ｒ２を認識した後、ステップＳ７２で第１進行路の曲率半径Ｒ１と第２進行路の曲率半径Ｒ２とが略同一であるか、つまりロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１上にいるか否かを判定する。この判定がＹＥＳのときには、第２進行路Ｋ２（第１進行路Ｋ１と同じ）上にロックオン対象車Ａより近い先行車Ｂが存在するか否かを判定し、その判定がＹＥＳのときには、ステップＳ７４で先行車Ｂをロックオン対象車とし、該先行車Ｂをもとに第２進行路を生成する一方、判定がＮＯのときには、ステップＳ７５で先行車Ａをそのままロックオン対象車とし、該先行車Ａをもとに第２進行路を生成する。
一方、上記ステップＳ７２の判定がＮＯのとき、つまりロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れているときには、ステップＳ７６で第２進行路Ｋ２上にロックオン対象車Ａより近い先行車Ｂが存在するか否かを判定し、この判定がＹＥＳのときには、ステップＳ７７で先行車Ｂをロックオン対象候補とした後、ステップＳ７８で第１進行路Ｋ１上に上記先行車Ｂより近い先行車Ｃが存在するか否かを判定する。この判定がＹＥＳのときには、ステップＳ７９で先行車Ｃをロックオン対象車とし、該先行車Ｃをもとに第２進行路を生成する一方、判定がＮＯのときには、ステップＳ８０で先行車Ｂをロックオン対象車とし、該先行車Ｂをもとに第２進行路を生成する。上記ステップＳ７６の判定がＮＯのときには、ステップＳ８１で第１進行路Ｋ１上にロックオン対象車Ａより近い先行車Ｃが存在するか否かを判定し、その判定がＹＥＳのときには、ステップＳ７９へ移行して、先行車Ｃをロックオン対象車とし、該先行車Ｃをもとに第２進行路を生成する。一方、判定がＮＯのときには、ステップＳ８２で先行車Ａをそのままロックオン対象車とし、該先行車Ａをもとに第２進行路を生成する。以上のことから、ロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れているときには、第１進行路Ｋ１上に存在する先行車Ｃと第２進行路Ｋ２上に存在する先行車Ａ、Ｂの中から、自車に最も近い先行車を識別するようになっており、この識別は、コントロールユニット４内の先行車識別手段２３により行われる。
【００１６】
上記ステップＳ７４、Ｓ７５、Ｓ７９、Ｓ８０及びＳ８２のいずれかで先行車Ａ〜Ｃをロックオン対象車とし、第２進行路を生成した後、ステップＳ８３でロックオン対象車がロストしたか否かを判定する。この判定がＮＯのロストしていないときには、ステップＳ７１に戻り、ロックオンを続行する一方、判定がＹＥＳのロストしたときには、ステップＳ８４でロックオンを解除し、リターンする。尚、ロックオン解除から次のロックオン対象車が登録されるまでの間は、車速制御部２５により自車速が所定車速になるように制御される。
次に、上記本発明の第１実施例の作用・効果を説明する。自車Ｍがロックオン対象車である先行車Ａに追従して走行するとき、第１進行路推定手段２２は、自車Ｍの走行状態に関する舵角θ、ヨーレートφ及び車速ｖに基づいて、第１の進行路Ｋ１を推定し、また第２進行路推定手段２３は、上記先行車Ａの自車Ｍに対する位置に基づいて、第２の進行路Ｋ２を推定する。
そして、自車Ｍが直線道路上を直進走行するとき、または曲線道路上を定常旋回走行するときなどには、上記第１進行路Ｋ１と第２進行路Ｋ２とは略一致する。この場合、先行車識別手段２３は、常に第２進行路Ｋ２上に存在する先行車の中から、自車Ｍに最も近い先行車を識別してロックオン対象車とする（図８中のステップＳ７４、Ｓ７５）。このため、ロックオン対象車Ａと自車Ｍとの間に他の自動車が割り込んで来たときには、該割込み車を早期に検出することができ、警報又は自動制動により接触を回避することができる。
【００１７】
一方、上記先行車Ａが直線道路から曲線道路へ進入し、自車Ｍがまだ直線道路上を走行するときなどには、先行車Ａが第１進行路Ｋ１から外れ、第１進行路Ｋ１と第２進行路Ｋ２とが相違するようになる。この場合、先行車識別手段２３は、第１進行路Ｋ１上に存在する先行車Ｃと第２進行路Ｋ２上に存在する先行車Ａ、Ｂの中から、自車に最も近い先行車を識別してロックオン対象車とする（図７中のステップＳ７６〜Ｓ８２）。このため、上述の直線道路上での直線走行時と同様に割込み車Ｂを早期に検出することができる。また、ロックオン対象車Ａが自車Ｍの進行路（第１進行路）Ｋ１からわき道に逸れていったときでも、自車Ｍの進行路Ｋ１上に存在する先行車Ｃを早期に検出することができる。この結果、接触を適切に回避することができ、安全性を高めることができる。
図１１は、本発明の第１実施例の先行車識別手段２３によるロックオンの変更及び解除の変形例を示すサブルーチンの部分図（図８相当図）である。
この変形例は、先行車であるロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れ、第１進行路Ｋ１の曲率半径Ｒ１と第２進行路Ｋ２の曲率半径Ｒ２とが相違するとき（図７中のステップＳ７２の判定がＮＯのとき）、所定時間ｔ秒の間は第２進行路Ｋ２上に存在する先行車の中から自車に最も近い先行車を識別し、上記所定時間ｔ秒が経過した時にロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１に戻らないときはその後第１進行路Ｋ１上に存在する先行車の中から自車に最も近い先行車を識別するようにしたものである。
【００１８】
すなわち、第１進行路Ｋ１の曲率半径Ｒ１と第２進行路Ｋ２の曲率半径Ｒ２とが相違するときには、図１１において、先ず、ステップＳ９１でロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れた時点から所定時間ｔ秒以内であるか否かを判定する。ここで、上記所定時間は、ロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れた地点に自車Ｍが到着するまでの時間であって、下記式により、演算される。
ｔ＝（Ｌ／ｖ）＋α
但し、Ｌはロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れた時点における該ロックオン対象車Ａと自車Ｍとの車間距離、ｖは自車速、αは自車のピッチング等の特性とセンサの特性とから算出される補正値である。
上記ステップＳ９１の判定がＹＥＳの所定時間ｔ以内のときには、ステップＳ９２で第２進行路Ｋ２の曲率半径Ｒ２が所定値Ｒａより小さいか否かを判定し、ステップＳ９３でロックオン対象車Ａが停止しその車速が略零であるか否かを判定する。上記所定値Ｒａ、図１２に示すように、先行車（ロックオン対象車）Ａの車速が大きくなる従って一時関数的に増加するように設定される。ここで、曲線道路を旋回走行するときには、通常、穏やかに旋回し、その旋回半径は、曲線道路の曲率半径と同じで比較的大きくなる。従って、第２進行路Ｋ２の曲率半径Ｒ２が所定値Ｒａより小さいときには、ロックオン対象車Ａが曲線道路に進入したのではなく、何かの意図で急旋回したものと考えられる。
【００１９】
そして、上記両ステップＳ９２、Ｓ９３の判定が共にＮＯのときには、ステップＳ９４で第２進行路Ｋ２上にロックオン対象車Ａより近い先行車Ｂが存在するか否かを判定し、この判定がＹＥＳのときには、ステップＳ９５で先行車Ｂをロックオン対象車とし、該先行車Ｂをもとに第２進行路を生成する一方、判定がＮＯのときには、ステップＳ９６で先行車Ａをそのままロックオン対象車とし、該先行車Ａをもとに第２進行路を生成する。
一方、上記ステップＳ９１の判定がＮＯの所定時間ｔを経過したときには、ステップＳ９７で第１進行路Ｋ１上に先行車Ｃが存在するか否かを判定し、この判定がＹＥＳのときには、ステップＳ９８で上記先行車Ｃをロックオン対象車とし、該先行車Ｃをもとに第２進行路を生成する一方、判定がＮＯのときには、ステップＳ９９でロックオン対象車をロストしたと判定する。また、上記ステップＳ９２の判定がＹＥＳのときつまり第２進行路Ｋ２の旋回半径Ｒ２が所定値Ｒａより小さいとき、あるいは上記ステップＳ９３の判定がＹＥＳのときつまりロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れた後に停車したときにも、上記ステップＳ９７へ移行する。
【００２０】
そして、上記変形例においては、先行車であるロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れ、第１進行路Ｋ１の曲率半径Ｒ１と第２進行路Ｋ２の曲率半径Ｒ２とが相違するときには、ロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れた時点から所定時間ｔ、つまり先行車Ａが第１の進行路から外れた地点に自車Ｍが到着するまでの時間の間は第２進行路Ｋ２上に存在する先行車の中から自車Ｍに最も近い先行車を識別し、上記所定時間ｔが経過した時に上記ロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１に戻らないときはその後第１進行路Ｋ１上に存在する先行車の中から自車Ｍに最も近い先行車を識別するようにしているので、曲線道路上での割込み車等を早期に検出できるとともに、最も近い先行車を検出するための対象領域が常に一つの進行路のみで足り、その分上記先行車の検出を精度良くかつ迅速に行うことができる。
また、上記第２進行路Ｋ２の曲率半径Ｒ２が所定値Ｒａより小さく、ロックオン対象車Ａが曲線道路に進入したのではなく何かの意図で急旋回したものと考えられるとき、あるいは上記ロックオン対象車Ａが第１進行路Ｋ１から外れた後に停止したときには、第１進行路Ｋ１上に存在する先行車の中から自車に最も危険な先行車を識別するようにしているので、誤った進行路に基づく先行車の誤検出を防止することができる。
【００２１】
尚、上記第１実施例では、レーダ装置７として、レーダ波としての遠赤外線を水平方向に比較的広角度で走査するスキャン式のものを用いたが、それ以外に、比較的狭い角度の範囲内でのみ障害物を検出するレーダ装置を用い、該レーダ装置をアクチュエータで垂直軸廻りに回動させるように構成したものにも同様に適用することができる。
また、上記第１実施例では、第１進行路Ｋ１上に存在する先行車Ｃ及び第２進行路Ｋ２上に存在する先行車Ａ、Ｂの中から、ロックオン対象車を識別するに当たり、自車と各先行車との車間距離の大小に応じて、上記先行車の識別を行うようにしたが、上記車間距離の代りに、自車と各先行車との相対速度の大小、または車間距離と相対速度との両方に応じて、先行車の識別を行うようにしてもよい。車間距離と相対速度の両方に応じて、先行車の識別を行う場合、先ず、図１３に示すマップを用いて、各先行車との車間距離及び相対速度に応じて減速制御量を求め、該減速制御量の大きいものを自車に最もロックオン対象車と判断すればよい。
次に、本発明の第２実施例について図１４乃至図１９を参照して説明する。上記第１実施例は、第１進行路推定手段２２により、自車の走行状態に関する情報（例えば、車速、ハンドル舵角及びヨーレート等）を受け、これに基づいて自車の第１進行路を推定するようにしたものであるが、この第２実施例は、第１進行路推定手段３０により、道路の路側に設けられた路側リフレクタ等の静止物体を用いて自車の第１進行路を推定するようにしたものである。以下、第１実施例と異なる部分のみ説明し、同一部分の説明は省略する。
【００２２】
図１４に示すように、第１進行路推定手段３０は、先ず、レーダ装置７の出力を受け、自車両前方に存在する物体を検出する物体検出手段３１と、該物体検出手段３１の出力を受け、自車両前方に存在する静止物体を検出する静止物体検出手段３２と、該静止物体検出手段３２の出力を受け、自車両前方に静止物体があるとき、該静止物体の属性に基づき次式に基づき自車両の進行路（曲率半径Ｒ１２）を推定する第１進行路第２推定手段３３とを備える。ここで、静止物体の属性は、自車両と静止物体との距離Ｌ、自車両からみた静止物体の方位φ、自車両と静止物体との相対速度ｖ及び横移動速度ｖｔであり、レーダ装置７、車速センサ１２及び舵角センサ１３からの信号に基づき簡単に検出することができる。
Ｒ１２＝Ｌ・（ｖ・ｃｏｓφ／ｖｔ−ｓｉｎφ）
更に、第１進行路推定手段３０は、車速ｖ、舵角θに基づき次式により自車両の進行路（曲率半径Ｒ１１）を推定する第１進行路第１推定手段３４と、レーダ装置７の出力を受け、自車両前方に静止物体が存在しないとき、第１進行路第１推定手段３４により推定された進行路を選択する選択手段３５とを備える。この第１進行路第１推定手段３４は、次式により自車両のスリップアングルβ１を検出するスリップアングル演算手段３４ａを備える。
【００２３】
Ｎ：ステアリングギヤ比
Ｌ：ホイールベース
Ｌｆ：車両重心と前輪との間の距離
Ｌｒ：車両重心と後輪との間の距離
ｍ：車両質量
ｋｆ：後輪１輪当りのコーナリングパワー
そして、第１進行路第１推定手段３４は、第１進行路の推定に際しスリップアングルβ１を考慮するようになっている。即ち、自車両から距離Ｌｉの静止物体が見えるべき角度の領域Φ１は次式で計算される。
Φ１＝Ｌｉ／２Ｒ１１−β１
また、第１進路推定手段３０の物体検出手段３１及び選択手段３５からの信号が、先行車識別手段２３に出力される。
【００２４】
次に、図１５により、上記第１進路推定手段３０による第１進行路の推定に係わる制御内容を説明する。
先ず、第１進行路第１推定手段３４により、車速、舵角による第１進行路の曲率半径Ｒ１１及びスリップアングルβ１が次式により演算される（ステップＴ１）。
Ｎ：ステアリングギヤ比
Ｌ：ホイールベース
Ｌｆ：車両重心と前輪との間の距離
Ｌｒ：車両重心と後輪との間の距離
ｍ：車両質量
ｋｆ：後輪１輪当りのコーナリングパワー
次に、物体検出手段３１によって検出された自車両前方に存在する物体が静止物体であるか否かが静止物体検出手段３２によって判定され（ステップＴ２）、静止物体があれば、第１進行路第２推定手段３３により、静止物体の属性に基づき第１進行路の曲率半径Ｒ１２が次式により演算される（ステップＴ３）。
【００２５】
Ｒ１２＝Ｌ・（ｖ・ｃｏｓφ／ｖｔ−ｓｉｎφ）
尚、上記静止物体の属性に基づき第１進行路（曲率半径Ｒ１２）を推定する式は、次のようにして導かれる（図１６参照）。ここで、Ｌは自車両Ｍから静止物体までの距離、φは自車両Ｍに対する静止物体の方位、ｖは相対速度、ｖｔは横移動速度である。
【００２６】
一方、静止物体がなければ、スリップアングル演算手段３４ａによってスリップアングルが演算され（ステップＴ５）、それを考慮して、第１進行路第１推定手段３４で推定された第１進行路の曲率半径Ｒ１１に基づき第１進行路が推定される（ステップＴ４）。
上記第２実施例は、基本的には１つの静止物体を利用して行う制御の例であるが、第２実施例によれば、自車両前方に複数の静止物体が存在する場合には、それら複数の静止物体を利用して、次のように第１進行路を推定することもできる。
図１７及び図１８において、先ず、物体識別番号ｉをリセットしてｉ＝０とし（ステップＴ１１）、それから、物体識別番号ｉをインクリメントして、ｉ＋１とする（ステップＴ１２）。
それから、物体識別番号ｉが、物体総個数（ｏｂｊｅｃｔ−ｍａｘ）＋１に等しいか否かを判定し（ステップＴ１３）、等しくなければ、相対速度ｖｉが自車速ｖに等しいか否かを判定する（ステップＴ１４）。相対速度ｖｉが自車速ｖに等しければ、それぞれの静止物体に基づいて物体の属性（例えば自車両から静止物体までの距離Ｌｉ、自車両に対する静止物体の方位φｉ、相対速度ｖｉ、横移動速度ｖｔｉ）による第１進行路の推定を次式により行い（ステップＴ１５）、ステップＴ１２に戻る。一方、相対速度ｖｉが自車速ｖに等しくなければ、移動物体であるので、第１進行路の曲率半径Ｒｉを無限大として（ステップＴ１６）、ステップＴ１２に戻る。
【００２７】
Ｒ１２ｉ＝Ｌｉ・（ｖｉ・ｃｏｓφｉ／ｖｔｉ−ｓｉｎφｉ）
一方、ステップＴ１３において、物体識別番号ｉが、物体総個数（ｏｂｊｅｃｔ−ｍａｘ）＋１に等しければ、静止物体が３つ以上あるか否かを判定し（ステップＴ１７）、３つ以上あれば、最も遠い距離に存在する物体から順に３つの静止物体を選択し（ステップＴ１８）、それら曲率半径Ｒ１２１、Ｒ１２２、Ｒ１２３の平均値Ｒ１２を第１進行路の曲率半径として（ステップＴ１９）、第１進行路を推定する（ステップＴ２０）。
静止物体が３つ以上なければ、第１進行路第１推定手段３４により車両状態量から曲率半径Ｒ１１を求めて第１進行路の推定を行い（ステップＴ２１）、スリップアングルを計算し（ステップＴ２２）、第１進行路を推定する（ステップＴ２０）。
また、この第２実施例においては、図１８に示したステップＴ１７以降の内容を次のようにすることもできる。
図１９に示すように、ステップＴ１３（図１７参照）において、物体識別番号ｉが、物体総個数（ｏｂｊｅｃｔ−ｍａｘ）＋１に等しいとき、Ｒフラグが１であるか否かが判定され（ステップＴ３１）、Ｒフラグが１でないときには、静止物体が３つ以上存在するか否かを判定する（ステップＴ３２）。ここで、Ｒフラグ＝１の判定を行うのは、最初の段階では、ステップＴ３２に移行するようにするためである。
【００２８】
ステップＴ３２の判定で、静止物体が３つ以上あれば、最も遠い距離に存在する物体から順に３つの静止物体を選択し（ステップＴ３３）、自車Ｍと各物体間の距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを演算し（ステップＴ３４）、それら各物体から推定された各曲率半径Ｒ１２１，Ｒ１２２，Ｒ１２３の平均値Ｒ１２を第１進行路の曲率半径として推定し（ステップＴ３５）、Ｒフラグを１とし（ステップＴ３６）、第１進行路を推定する（ステップＴ３７）。
静止物体が３つ以上なければ、自車両Ｍの走行状態量（車速、舵角）による第１進行路の曲率半径Ｒ１１の推定を行い（ステップＴ３８）、スリップアングルを計算し（ステップＴ３９）、第１進行路を推定する（ステップＴ３７）。
一方、ステップ３１でＲフラグが１であると判定された場合には、ステップＴ４０に進み、ステップＴ３３で選ばれたものと同じ物体の物体間距離データＬａ’，Ｌｂ’，Ｌｃ’を演算した後、前回の物体間データと比較して等しいか否かを判定する（ステップＴ４１）。前回の物体間データと比較して等しければ、それらは静止物体であるから、静止物体の場合には、それらの物体から推定された進行路の曲率半径の平均値を計算し（ステップＴ４２）、進行路を推定する（ステップＴ３７）。一方、前回の物体間データと等しくなければ、ステップＴ３２に移行する。
【００２９】
このように、本発明の第２実施例においては、自車両前方の静止物体を検出して、該静止物体の属性に基づき第１進行路第２推定手段３３が自車両が今後進行すると推定される第１進行路を推定するようにしているので、物体検出手段３１により検出される自車両前方の静止物体を有効に利用して、ヨーレートセンサを用いることなく、自車両が今後進行する第１進行路を推定することができる。
また、第２実施例によれば、静止物体の属性として簡単に検出することができる自車両と静止物体との距離、自車両からみた静止物体の方位、自車両と静止物体との相対速度及び横移動速度を用いて、第１進行路を推定することができる。
さらに、第２実施例においては、第１進行路第２推定手段３３により第１進行路を推定するほか、車速、舵角等の車両状態量に基づき、第１進行路第１推定手段３４によっても第１進行路を推定するようにしているので、自車両前方に静止物体が存在しない場合には、第１進行路第１推定手段３４を利用することで、常時進行路を推定することが可能となる。
また、第２実施例によれば、自車両のスリップアングルを演算しているので、自車両前方に静止物体が存在しないとき、第１進行路第１推定手段３４による推定値に対しスリップアングルを考慮して、自車両の第１進行路を推定することができる。
【００３０】
また、第２実施例によれば、複数個の静止物体の属性に基づき自車両の第１進行路を推定するので、精度よく第１進行路を推定することができる。
次に、本発明の第３実施例について図２０乃至図２３を参照して説明する。この第３実施例は、自車の走行状態に関する情報（例えば、車速、ハンドル舵角及びヨーレート等）に基づいて自車の第１進行路を推定した第１実施例及び道路の路側に設けられた路側リフレクタ等の静止物体を用いて自車の第１進行路を推定した第２実施例と異なり、自車の前方を走行する先行車の走行状態に関する情報に基づいて自車の第１進行路を推定するようにしたものである。以下、第１実施例と異なる部分のみ説明し、同一部分の説明は省略する。
図２０は第３実施例による自車の第１進行路の推定の基本制御内容を示すフローチャートであり、図２１は図２０のステップＰ４のサブルーチンを示すフローチャートであり、図２２は先行車Ａが自車と同一車線を走行している場合を示し、図２３は先行車が自車の隣接車線を走行している場合を示している。
先ず、図２０により、第３実施例による自車の第１進行路の推定の基本制御内容を説明する。
【００３１】
図２０において、先ず、自車の前方に静止物体が存在するか否かを判定する（ステップＰ１）。静止物体が存在すれば、静止物体の属性に基づいて自車の第１進行路を推定する（ステップＰ２）。なお、この静止物体の属性に基づく自車の第１進行路の推定の仕方は、上述した第２実施例の場合と同一であるため、その説明は省略する。
一方、静止物体が存在しない場合は、ステップＰ３に進み、自車の前方に移動物体即ち先行車が存在するか否かを判定する。移動物体が存在する場合には、この移動物体である先行車の走行状態に基づいて自車の第１進行路を推定する（ステップＰ４）。
この先行車の走行状態に基づいて自車の第１進行路を推定するステップＰ４の詳細内容を図２１により説明する。この第３実施例では、先行車が自車と同一車線を走行している場合と、先行車が自車の隣接車線を走行している場合とに分けて自車の第１進行路を推定するようにしている。
図２１において、先ず、ｄθ／ｄＬを計算する（ステップＰ１１）。ここで、図２２及び図２３に示すように、Ｌは自車Ｍと先行車Ａとの車間距離、θは自車Ｍと先行車Ａとを結ぶ直線が自車Ｍの進行方向（前後中心線）となす角度である。次に、ｄθ／ｄＬの値が前回及び前々回の値と同一であるか否かを判定する（ステップＰ１２）。同一であれば、先行車Ｍは自車Ｍと同一車線を走行していると考えられるので、ステップＰ１３に進み、Ｒ＝１／（２ｄθ／ｄＬ）と設定し、自車の第１進行路を推定する（ステップＰ１４）。
【００３２】
ここで、図２２に示すように、先行車Ｍが自車Ｍと同一車線を走行している場合には、以下の関係があり、上記Ｒ＝１／（２ｄθ／ｄＬ）が求められる。
Ｌ＝２ｈ
ｈ＝Ｒ・ｓｉｎθ
Ｌ＝２Ｒｓｉｎθ
Ｒ＝１／（２ｓｉｎθ／Ｌ）≒１／（２θ／Ｌ）
但し、ｓｉｎθ≒θ
次に、ステップ１２においてｄθ／ｄＬの値が前回及び前々回の値と同一でないと判定された場合には、先行車Ａは自車Ｍの隣接車線を走行していると考えられるため、ステップＰ１５に進む。ここで、自車Ｍと先行車Ａとの車間距離Ｌの変更量が正か否かを判定する。車間距離Ｌの変更量が正であれば、ステップＰ１６にて、ｄθ／ｄＬが小さくなったか否かを判定し、小さくなった場合には、先行車Ａが自車の車線の外側の隣接車線を走行していると考えられるため、ステップＰ１７に進み、Ｒ＝１／｛２（ｄθ／ｄＬ−ｄ／Ｌ２ ）｝と設定し、自車の第１進行路を推定する（ステップＰ１４）。ステップＰ１６にて、ｄθ／ｄＬが小さくなってはいないと判定された場合には、先行車Ａが自車の車線の内側の隣接車線を走行していると考えられるため、ステップＰ１８に進み、Ｒ＝１／｛２（ｄθ／ｄＬ＋ｄ／Ｌ２ ）｝と設定し、自車の第１進行路を推定する（ステップＰ１４）。
【００３３】
次に、ステップＰ１５において、自車Ｍと先行車Ｍとの車間距離Ｌの変更量が正ではないと判定された場合には、ステップＰ１９にて、ｄθ／ｄＬが小さくなったか否かを判定し、小さくなった場合には、先行車Ｍが自車の車線の内側の隣接車線を走行していると考えられるため、ステップＰ１８進み、Ｒ＝１／｛２（ｄθ／ｄＬ＋ｄ／Ｌ２ ）｝と設定し、自車の第１進行路を推定する（ステップＰ１４）。ステップＰ１９にて、ｄθ／ｄＬが小さくなってはいないと判定された場合には、先行車Ｍが自車の車線の外側の隣接車線を走行していると考えられるため、ステップＰ１７に進み、Ｒ＝１／｛２（ｄθ／ｄＬ−ｄ／Ｌ２ ）｝と設定し、自車の第１進行路を推定する（ステップＰ１４）。
ここで、図２３に示すように、先行車Ｍが自車Ｍの外側の隣接車線を走行している場合には、以下の関係があり、上記Ｒ＝１／｛２（ｄθ／ｄＬ−ｄ／Ｌ２ ）｝が求められる。ここで、ｄは１車線分の距離（約３．５ｍ）を表している。
【００３４】
このように、本発明の第３実施例においては、自車前方に静止物体（例えば、路側リフレクタ等）が存在する場合には、その静止物体の属性に基づいて自車の第１進行路を推定し、一方、静止物体が存在しない場合には、自車の前方を走行する先行車の走行状態に関する情報に基づいて自車の第１進行路を推定するようにしているので、常時精度良く第１進行路を推定することができる。
また、第３実施例においては、先行車が自車と同一車線を走行している場合と、先行車が自車の隣接車線を走行している場合とに分けて自車の第１進行路を推定するようにしているので、その分精度良く第１進行路を推定することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の車両の走行制御装置によれば、自車の進行方向の推定が不安定な状態のときに進行路上の先行車の検出を適切に行うことができる。また、本発明によれば、自車の走行状態等に基づいて予測する第１の進行路と、先行車の位置に基づいて予測する第２の進行路とを併用することにより、曲線道路上で先行車と自車との間に割り込んで来る車をも早期に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動車の走行制御装置の第１実施例の全体構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１実施例のコントロールユニットを示すブロック図
【図３】本発明の第１実施例による追従走行時の制御のメインルーチンを示すフローチャート
【図４】本発明の第１実施例による第１進行路の推定のサブルーチンを示すフローチャート
【図５】本発明の第１実施例によるロックオン対象車の登録のサブルーチンを示すフローチャート
【図６】本発明の第１実施例によるロックオンの実行のサブルーチンを示すフローチャート
【図７】本発明の第１実施例によるロックオンの変更及び解除のサブルーチンを示すフローチャートの部分図
【図８】本発明の第１実施例によるロックオンの変更及び解除のサブルーチンを示すフローチャートの部分図
【図９】本発明の第１実施例による第２進行路の推定を説明するための図
【図１０】第１進行路と第２進行路とが異なる状態を示す図
【図１１】本発明の第１実施例の変形例を示す図８相当図
【図１２】本発明の第１実施例における所定値Ｒａ設定用のマップを示す図
【図１３】本発明の第１実施例における車間距離及び相対速度と減速制御量との関係を示す図
【図１４】本発明の第２実施例によるコントロールユニットを示すブロック図
【図１５】本発明の第２実施例による制御の流れを示すフローチャート
【図１６】本発明の第２実施例における静止物体の属性データで基づく進行路の曲率半径推定の説明図
【図１７】本発明の第２実施例の変形例によるフローチャートの一部分
【図１８】本発明の第２実施例の変形例によるフローチャートの一部分
【図１９】本発明の第２実施例の他の変形例によるフローチャートの一部分（図１８相当図）
【図２０】本発明の第３実施例による基本制御内容を示すフローチャート
【図２１】本発明の第３実施例のサブルーチンを示すフローチャート
【図２２】本発明の第３実施例において先行車が自車と同一車線を走行している状態を示す図
【図２３】本発明の第３実施例において先行車が自車の隣接車線を走行している状態を示す図
【符号の説明】
４ コントールユニット
７ レーダ装置
１２ 車速センサ
１３ 舵角センサ
１４ ヨーレートセンサ
１８ ロックオンスイッチ
２２ 第１進行路推定手段
２３ 先行車識別手段
２４ 第２進行路推定手段
３０ 第１進行路推定手段
３１ 物体検出手段
３２ 静止物体検出手段
３３ 第１進行路第２推定手段
３４ 第１進行路第１推定手段
３５ 選択手段
Ｍ 自車
Ａ，Ｂ，Ｃ 先行車
Claims (5)
- 自車の前方に存在する物体を検出する物体検出手段と、
自車が走行すべき第１進行路を推定する第１進行路推定手段と、
上記物体検出手段により検出された上記第１進行路上に存在する先行車の中から自車の追従対象車を識別する先行車識別手段と、
少なくとも上記追従対象車が第１進行路から外れたときこの追従対象車の位置の情報に基づいて自車の第２進行路を推定する第２進行路推定手段と、を有し、
上記先行車識別手段は、上記追従対象車が第１進行路から外れたとき、この第１進行路上又は上記第２進行路上に存在する先行車の中から、すくなくとも自車との車間距離に応じて自車の新たな追従対象車を識別するように設けられていることを特徴とする自動車の走行制御装置。 - 上記第１進行路推定手段は、自車の走行状態に基づいて第１進行路を推定するように設けられた請求項１記載の自動車の走行制御装置。
- 上記第２進行路推定手段により推定される第２進行路は、自車と上記追従対象車を所定幅を有するように結んだものである請求項１記載の自動車の走行制御装置。
- 上記先行車識別手段は、少なくとも自車との車間距離及び相対速度に応じて自車の新たな追従対象車を識別するように設けられている請求項１記載の自動車の走行制御装置。
- 自車の前方に存在する物体を検出する物体検出手段と、
自車が走行すべき第１進行路を推定する第１進行路推定手段と、
上記物体検出手段により検出された上記第１進行路上に存在する先行車の中から自車の追従対象車を識別する先行車識別手段と、
少なくとも上記追従対象車が第１進行路から外れたときこの追従対象車に基づいて自車の第２進行路を推定する第２進行路推定手段と、を有し、
上記先行車識別手段は、上記追従対象車が第１進行路から外れた時点からその外れた地点に自車が到達するまでの間は、上記第２進行路上に存在する先行車の中から自車の新たな追従対象車を識別し、自車がその外れた時点に到着するまでに上記追従対象車が第１進行路に戻らないときは、その後第１進行路上に存在する先行車の中から自車の新たな追従対象車を識別するように設けられ、上記第２進行路推定手段は、この識別された新たな追従対象車を基にして新たな第２進行路を推定するように設けられていることを特徴とする自動車の走行制御装置。
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