JP3608267B2

JP3608267B2 - 車両の障害物検知装置

Info

Publication number: JP3608267B2
Application number: JP27193495A
Authority: JP
Inventors: 康典山本; 歩土井; 智彦足立; 透吉岡
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2015-09-25
Also published as: JPH0991598A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車進行路上で最も近くに存在する物体を捕捉すると共に、この捕捉物体が自車進行路から逸脱したときはその捕捉を解除する車両の障害物検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両に搭載される障害物検知装置は、レーダ装置を用いて自車の前方に存在する前方走行車両等の物体を検出すると共に、自車の走行状態に基づいて自車が走行するであろう進行路を推定して、この自車進行路上にあって最も自車の近くに存在する前方走行車両を検知し、これを先行車としてその位置情報を捕捉していくものであり、この捕捉された先行車の位置情報は、例えば該先行車に対して一定の車間距離を保ちながら追従走行をする場合や衝突を回避する場合の制御等に利用される。
【０００３】
そして、一般には、先行車が自車進行路から逸脱したときは、その捕捉を解除して新たに上記条件を満たす車両を先行車として捕捉するのであるが、これでは自車がまだ直線道路を直進走行中に先行車がカーブに進入して旋回走行を始めた場合に、該先行車が自車の走行状態に基づいて略直線状に推定される自車進行路から見掛け上逸脱したものと判断されて、同じ車線を走行しているにも拘らずその捕捉が誤って解除されることになるので、このような不都合に対処するものとして、特開平６−２９２７２９号公報に開示されているように、先行車が自車進行路から逸脱しても、その逸脱した時から所定の時間が経過するまで、例えば自車がその逸脱した地点に到達してカーブに沿った進行路が推定されるまでは、該車両を依然先行車として捕捉し続けるようにしたものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報にも記載されているように、自車進行路は、自車速Ｖ及び自車に発生するヨーレートφを次式１に代入して旋回半径Ｒを求め、この旋回半径Ｒを有する直線又は曲線に所定の幅（例えば車幅に相当する幅）をもたせることにより推定される。
【０００５】
【式１】

これによれば、例えば直進走行時はヨーレートφが０に近くなるので旋回半径Ｒが無限大となって略直線状の自車進行路が推定され、また旋回走行時は自車に発生するヨーレートφに応じた所定曲率の曲線状の進行路が推定される。
【０００６】
しかしながら、低車速時は高車速時に比べて車体振れが大きいのでヨーレートが変動し、例えば直線道路を走行していても曲線状の進行路が推定されて、先行車が見掛け上自車進行路から逸脱し、その捕捉が誤って解除されてしまうという問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、従来の障害物検知装置における上記問題に対処するもので、低車速時の車体振れによる先行車の捕捉の誤解除を抑制し得る車両の障害物検知装置の提供を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明のうち請求項１に記載の発明（以下「第１発明」という。）は、自車の前方に存在する物体を検出し、これらのうち自車の走行状態に基づいて推定される自車進行路上で最も自車の近くに存在する物体を捕捉すると共に、該物体が上記自車進行路から逸脱したときはその捕捉を解除する車両の障害物検知装置であって、自車の車速が所定の車速より低いときには上記捕捉の解除を規制する捕捉解除規制手段が備えられていることを特徴とする。
【０００９】
この第１発明によれば、捕捉解除規制手段によって、車体振れが大きく、自車進行路が正しく推定されない低車速時には、それまで捕捉していた物体が自車進行路から逸脱しても、その捕捉の解除が規制されるので、捕捉の誤解除が抑制される。
【００１０】
そして、請求項２に記載の発明（以下「第２発明」という。）は、上記第１発明において、捕捉解除規制手段は、自車の車速が所定の車速より低いときに、低くなったときから所定の時間が経過するまで物体の捕捉の解除を規制することを特徴とする。
【００１１】
この第２発明によれば、車体振れが大きく、自車進行路が正しく推定されない低車速時に、その低車速となったときから所定の時間が経過するまで、捕捉の解除が規制されるので、捕捉の誤解除が抑制される。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明（以下「第３発明」という。）は、上記第１発明において捕捉解除規制手段は、自車の車速が所定の車速より低いときであっても、自車が減速している場合にのみ物体の捕捉の解除を規制することを特徴とし、さらに請求項４に記載の発明（以下「第４発明」という。）は、この第３発明において捕捉解除規制手段は、自車が停止するまで物体の捕捉の解除を規制することを特徴とする。
【００１３】
これらの第３、第４発明によれば、低車速時であっても特に車体安定性が低下してヨーレートの変動が著しい減速時に物体の捕捉の解除が規制されるので、捕捉の誤解除を抑制することについて大きな効果が得られる。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明（以下「第５発明」という。）は、上記第１発明ないし第４発明のいずれかにおいて捕捉解除規制手段による物体の捕捉の解除の規制は、捕捉の解除の禁止であることを特徴とする。
【００１５】
この第５発明によれば、物体の捕捉の解除が禁止されるので、捕捉の誤解除が回避される。
【００１６】
一方、請求項６に記載の発明（以下「第６発明」という。）は、上記第１発明と同様の車両の障害物検知装置であって、自車の車速が低いときの方が高いときよりも自車進行路の幅を広くする進行路幅変更手段が備えられていることを特徴とする。
【００１７】
この第６発明によれば、進行路幅変更手段によって、車体振れが大きく、自車進行路が正しく推定されない低車速時の方が高車速時よりも該進行路の幅が広くされるので、物体が自車進行路から逸脱することが少なくなり、捕捉の誤解除が抑制される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１に示すように、この実施の形態における車両には、自車の前方に所定の範囲内でレーダ波を走査、発信してその反射波から前方走行車両の位置を検出するスキャン式のレーダ装置１と、自車の車速を検出する車速センサ２と、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３とが備えられて、これらの検出信号がコントロールユニット４に入力されるようになっている。
【００２０】
このコントロールユニット４には、上記車速Ｖ及びヨーレートφを前述の式１に代入して自車の第１の進行路の旋回半径Ｒ１を算出する第１進行路推定部５と、前方走行車両の各位置情報Ｘｎ及び上記第１進行路に基づいて該第１進行路上にあって最も自車の近くに存在する前方走行車両を先行車Ｘとして識別する先行車識別部６とが備えられて、この先行車Ｘに関する位置情報を受けて追従走行制御部７から変速制御信号Ｓが自動変速機８に出力され、上記先行車に対して追従走行をするようになっている。
【００２１】
また、先行車Ｘの位置情報は第２進行路推定部９にも出力されて、図２に示すように自車Ａと先行車Ｘとの距離Ｌ及び角度θに基づいて次式２により自車の第２の進行路（図２中、破線で示すａ）の旋回半径Ｒ２が算出される。
【００２２】
【式２】

さらに、先行車識別部６は、車速Ｖ及び上記第１，第２の進行路の旋回半径Ｒ１，Ｒ２に基づいて次式３，４により自車がこれらの進行路に沿って走行した場合に発生する第１，第２の横加速度Ｇ１，Ｇ２を算出するようになっている。
【００２３】
【式３】

【００２４】
【式４】

したがって、先行車が自車の走行状態に基づいて推定される第１進行路上にある場合は第２進行路が第１進行路と一致し、第１，第２の横加速度Ｇ１，Ｇ２が略同じ値となるが、先行車が第１進行路から逸脱したときは第１，第２の横加速度Ｇ１，Ｇ２間に有意差が現れることになる。
【００２５】
以下、これらの算出結果等を用いながらコントロールユニット４が行なう先行車に対する追従走行制御（ロックオン制御）を図３に示すフローチャートに従って説明する。
【００２６】
まずステップＳ１でロックオンフラグＬｃｋｆが０か否かを判定するのであるが、このロックオンフラグＬｃｋｆは追従走行の対象となる先行車を捕捉しているときは１、捕捉していないときは０にされる状態フラグである。
【００２７】
そして、現在のところ先行車を捕捉していないときはステップＳ２に進んで、いま検知している先行車となるべき車両を最初に検知した時からの時間Ｔが所定の時間Ｔｏを超えたか否かを判定して、ＹＥＳのときはステップＳ３でロックオンフラグＬｃｋｆを１にしてステップＳ１２に進み、ＮＯのときはロックオンフラグＬｃｋｆを０としたままでステップＳ１２に進む。
【００２８】
一方、先行車を捕捉しているときはステップＳ４に進んで、自車速Ｖが車体振れのために第１進行路がずれて推定されるような低い車速Ｖｏより低いか否かを判定して、ＮＯのとき、つまり高車速時で車体振れが小さく、第１進行路が正しく推定されるときはステップＳ５で捕捉保持時間のタイマーｔをリセットし、ＹＥＳのとき、つまり低車速時で車体振れが大きく、第１進行路がずれて推定されるときはステップＳ６で上記タイマーｔをインクリメントする。
【００２９】
次いで、高車速時はステップＳ７において第１，第２の横加速度Ｇ１，Ｇ２の差ｄを算出したのち、ステップＳ８でこの差ｄが０．２ｇ（ｇは重力加速度）より大きいか否かを判定して、ＹＥＳのときはステップＳ９でロックオンフラグＬｃｋｆを０にしてステップＳ１２に進み、ＮＯのときはロックオンフラグＬｃｋｆを１としたままでステップＳ１２に進む。
【００３０】
ここで、判定基準である０．２ｇは、一般に高速道路等で設計されるカーブに沿って定常旋回走行した場合に車両に発生する横加速度の最大値である。すなわち、自車がまだ直線道路を直進走行中（このとき旋回半径Ｒ１は無限大で、横加速度Ｇ１は式３から０である。）に先行車がカーブに進入して同じ車線を定常旋回走行し始めた場合においては、第１，第２の横加速度Ｇ１，Ｇ２の差ｄは０．２ｇ以下のはずであるので、該先行車が第１進行路から逸脱していても依然この車両を先行車として捕捉すべくロックオンフラグＬｃｋｆを１に維持するのに対して、第１，第２の横加速度Ｇ１，Ｇ２の差ｄが０．２ｇより大きいときは、先行車が車線変更等を行なって第２進行路の旋回半径Ｒ２がカーブの旋回半径よりも小さくなったことを示しているので、この車両を先行車として捕捉する必要はなくロックオンフラグＬｃｋｆを０に戻すのである。
【００３１】
一方、低車速時はステップＳ１０において捕捉保持時間のタイマーｔが所定の時間ｔｏを超えたか否かを判定して、ＹＥＳのときはステップＳ１１でロックオンフラグＬｃｋｆを０にすると共に上記タイマーｔをリセットしてステップＳ１２に進み、ＮＯのときはこれらを行なわずにステップＳ１２に進む。
【００３２】
ここで、タイマーの判定基準である所定時間ｔｏは、自車速Ｖが上記所定車速Ｖｏより低くなった時から自車が停止するまでの時間であり、車速Ｖ及び減速度αに基づいて次式５により算出される。
【００３３】
【式５】

すなわち、自車速Ｖが上記所定車速Ｖｏより低くなれば車体振れが大きくなって第１進行路がずれて推定され、その結果先行車の捕捉が誤って解除されるので、自車が停止するまでは、それまで捕捉してきた先行車を捕捉し続けるべくロックオンフラグＬｃｋｆを１に維持し、自車が停止した時点で初めてその捕捉を解除すべくロックオンフラグＬｃｋｆを０とするのである。
【００３４】
そして、いずれの場合もこのような判定ルーチンを経たのちステップＳ１２でロックオンフラグＬｃｋｆが１か否かを判定して、１のときはステップＳ１３に進んでロックオンの実行、すなわち捕捉している先行車の位置情報に基づいて該先行車に対して一定の車間距離を保ちながら追従走行をするように自動変速機８に変速信号Ｓを出力し、０のときはステップＳ１４に進んでロックオンを解除する。
【００３５】
これによれば、まず最初に、先行車となるべき車両を所定時間Ｔｏを超えて検知し続けたときにロックオンフラグＬｃｋｆが１とされて該先行車に対する追従走行が開始され、その後自車が比較的高車速で走行しているあいだは、第１，第２の横加速度Ｇ１，Ｇ２の差ｄが０．２ｇより大きくなった場合を除き、追従走行が続行される。
【００３６】
そして、自車速Ｖが所定車速Ｖｏより低くなり、大きな車体振れのために第１進行路が正しく推定されなくなったときでも、自車が停止するまでは上記先行車の捕捉が保持されて、ロックオンが続行されることになる。したがって、それまで捕捉していた先行車が第１進行路から見掛け上逸脱してもその捕捉が誤って解除されることがなくなる。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００３８】
図４に示すように、この実施の形態における車両においても前述と同様にスキャン式のレーダ装置２１、車速センサ２２及びヨーレートセンサ２３が備えられ、これらの各検出信号Ｘｎ，Ｖ，Φがコントロールユニット２４に入力されて、旋回半径Ｒを有する自車進行路が進行路推定部２５で推定され、さらに先行車Ｘが先行車識別部２６で識別されて、この先行車Ｘに対する追従走行の変速制御信号Ｓが追従走行制御部２７を介して自動変速機２８に出力されるようになっている。
【００３９】
そして、この車両においては、進行路推定部２５で推定される自車進行路の幅が車速Ｖに応じて変更されるようになっている。以下、この進行路幅変更制御を図５に示すフローチャートに従って説明する。
【００４０】
まずステップＳ２１で自車速Ｖを読み込んだのち、ステップＳ２２でロックオンフラグＬｃｋｆが０か否かを判定して、現在のところ先行車を捕捉していないときはステップＳ２３に進み、進行路幅Ｗを２メートルとして自車進行路を作成する。この２メートルの幅というのはおよそ車幅に相当し、進行路を有効に推定するにあたっての最小限の幅である。したがって、先行車を捕捉していないあいだは、この２メートル幅の自車進行路上に先行車Ｘを求めることになる。
【００４１】
一方、先行車を捕捉しているときはステップＳ２４に進んで、自車速Ｖを図６に示すマップに当てはめ、対応する値ｆ（Ｖ）を進行路幅Ｗとして自車進行路を作成する。その場合に、関数値ｆ（Ｖ）は、車速Ｖが６０ｋｍ／ｈ以上の場合は最小幅の２メートルとされ、以下２０ｋｍ／ｈまでは車速Ｖが低くなるに従って大きくなり、２０ｋｍ／ｈ以下で４メートルに設定されている。なお、この４メートルの幅というのはおよそ車線幅に相当し、進行路を有効に推定するにあたっての最大限の幅である。
【００４２】
したがって、先行車を捕捉している場合において、自車が６０ｋｍ／ｈ以上の車速で走行しているときは２メートル幅の自車進行路から先行車Ｘが逸脱したときにその捕捉を解除するのに対して、車速が６０ｋｍ／ｈ以下となれば、車速が低くなるほど広い幅の自車進行路が作成され、自車速が２０ｋｍ／ｈ以下のときは車線幅に相当する４メートルの幅を有する自車進行路から先行車Ｘが逸脱したときにその捕捉を解除することになる。その結果、車体振れが大きくなって推定進行路の旋回半径の誤差が大きくなる低車速時には、先行車が推定進行路から逸脱することが少なくなるので、誤ってその捕捉が解除されることが抑制されることになる。
【００４３】
なお、図６に示す進行路幅のマップにおいて、関数値ｆ（Ｖ）は、車速Ｖに対して線形に変化するものの他、ステップ状に変化するように設定してもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の車両の障害物検知装置では、車体振れが大きく、自車進行路がずれて推定される低車速時は、それまで捕捉していた先行車の捕捉の解除を規制し、又は進行路幅を広くするので、先行車の捕捉の誤解除を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における車両の制御システム図である。
【図２】上記車両の先行車識別部が行なう制御の説明図である。
【図３】上記車両のロックオン制御のフローチャート図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における車両の制御システム図である。
【図５】上記車両の進行路幅変更制御のフローチャート図である。
【図６】上記制御で用いる進行路幅のマップ図である。
【符号の説明】
１，２１レーダ装置
２，２２車速センサ
３，２３ヨーレートセンサ
５第１進行路推定部
６，２６先行車識別部
２４進行路推定部

Claims

自車の前方に存在する物体を検出し、これらのうち自車の走行状態に基づいて推定される自車進行路上で最も自車の近くに存在する物体を捕捉すると共に、該物体が上記自車進行路から逸脱したときはその捕捉を解除する車両の障害物検知装置であって、自車の車速が所定の車速より低いときには上記捕捉の解除を規制する捕捉解除規制手段が備えられていることを特徴とする車両の障害物検知装置。
捕捉解除規制手段は、自車の車速が所定の車速より低いときに、低くなったときから所定の時間が経過するまで物体の捕捉の解除を規制することを特徴とする請求項１に記載の車両の障害物検知装置。
捕捉解除規制手段は、自車の車速が所定の車速より低いときであっても、自車が減速している場合にのみ物体の捕捉の解除を規制することを特徴とする請求項１に記載の車両の障害物検知装置。
捕捉解除規制手段は、自車が停止するまで物体の捕捉の解除を規制することを特徴とする請求項３に記載の車両の障害物検知装置。
捕捉解除規制手段による物体の捕捉の解除の規制は、捕捉の解除の禁止であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の車両の障害物検知装置。
自車の前方に存在する物体を検出し、これらのうち自車の走行状態に基づいて推定される自車進行路上で最も自車の近くに存在する物体を捕捉すると共に、該物体が上記自車進行路から逸脱したときは、その捕捉を解除する車両の障害物検知装置であって、自車の車速が低いときの方が高いときよりも上記自車進行路の幅を広くする進行路幅変更手段が備えられていることを特徴とする車両の障害物検知装置。