JP4204830B2 - 車両用運転支援装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミリ波レーダ、赤外線レーザレーダ、ステレオカメラや単眼カメラ等の画像認識装置等の前方認識装置で車両前方の道路状況を認識し、自車速や先行車との車間距離を自動制御する車両用運転支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ミリ波レーダ、赤外線レーザレーダ、ステレオカメラや単眼カメラ等の画像認識装置等の前方認識装置で車両前方の道路状況を認識し、自車速や先行車との車間距離を自動制御する車両用運転支援装置が実用化されている。
【０００３】
このような車両用運転支援装置では、先行車との車間距離を設定距離範囲に維持しながら追随走行する制御を行う場合、その追随走行時の速度が先行車のさらに前を走行している先々行車の走行状態の影響を受けて不安定になる可能性がある。このため、例えば、特開２００１−１９９２５７号公報では、先行車との距離を測定し、また、自車両と先々行車の位置を示す車間距離データを走行支援システムの路側機から受信し、その受信データに基いて先々行車との間の距離を判定して、先行車との車間距離に基づいた加減速制御を行うことにより自車両を先行車に追随走行させると共に、その加減速制御を行う際に先々行車との車間距離を加味した制御を行う技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１９９２５７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の先行技術では、先々行車の捕捉が走行支援システムが整備されている、インフラストラクチュアが整った走行路でしか適用できず、汎用性が極めて低いという問題がある。また、自車両と先行車との距離と自車両と先々行車との距離に応じて加速制御や減速制御を行うようになっているため、チューニングによっては加速と減速とが不自然に発生し、実際に前方を視認して運転するドライバに対して却って違和感を与える可能性がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、特に大規模なインフラストラクチュアのない道路でも容易に採用でき汎用性に優れ、実際に減速を行うまでもない状況下にあっては減速に備え、必要なときには確実にレスポンス良く減速して安全性が極めて高く、ドライバに対して自然で違和感のない運転支援が行える車両用運転支援装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の本発明による車両用運転支援装置は、自車両前方の環境を検出し認識する車載の前方情報認識手段と、上記前方情報認識手段からの前方情報に基づき先行車情報を検出する先行車情報検出手段と、上記前方情報認識手段からの上記前方情報と上記先行車情報に基づき上記先行車のさらに前方を走行する先々行車情報を検出する先々行車情報検出手段と、上記先行車情報検出手段により上記先行車情報が検出されている場合において、上記先々行車情報検出手段により上記先々行車情報が検出されていない時には上記先行車情報に基づいて算出される目標車間距離を保持する走行制御を実行し、上記先々行車情報検出手段により上記先々行車情報が検出されている時にのみ上記先行車情報と上記先々行車情報に基づき少なくともブレーキ手段による制動準備を行わせる制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２記載の本発明による車両用運転支援装置は、請求項１記載の車両用運転支援装置において、上記先々行車情報検出手段は、上記先行車情報検出手段で検出した先行車ではなく、且つ、該検出した先行車よりも遠方に存在し、且つ、自車両の走行領域に進入した自車両に最も近い位置に存在する前方立体物を上記先々行車として検出することを特徴としている。
【０００９】
更に、請求項３記載の本発明による車両用運転支援装置は、請求項１又は請求項２記載の車両用運転支援装置において、上記制御手段は、上記先行車と上記先々行車との車間距離が予め設定した距離より接近し、且つ、上記先行車の速度が上記先々行車の速度より予め設定した速度を超えて大きくなる場合に上記ブレーキ手段による制動準備を行わせることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４記載の本発明による車両用運転支援装置は、請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両用運転支援装置において、上記制御手段は、上記ブレーキ手段による制動準備を予めブレーキ油圧を高めておくことで行うことを特徴としている。
【００１１】
更に、請求項５記載の本発明による車両用運転支援装置は、請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の車両用運転支援装置において、上記制御手段は、少なくとも自車両と上記先行車との目標車間距離を求めて走行制御を行うものであって、上記制御手段は、上記先行車が存在する場合には第１の目標車間距離を求め、上記先々行車が存在する場合には第２の目標車間距離を求め、上記先行車のみが存在する場合には上記第１の目標車間距離を上記目標車間距離として設定し、上記先々行車が存在する場合には上記第１の目標車間距離と上記第２の目標車間距離とを比較し、何れか大きい方を上記目標車間距離として設定することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項６記載の本発明による車両用運転支援装置は、請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の車両用運転支援装置において、上記制御手段が上記ブレーキ手段による制動準備を行わせる状態であることを車内と車外の少なくともどちらかに報知又は通信する報知通信手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
すなわち、上記請求項１記載の車両用運転支援装置は、車載の前方情報認識手段で自車両前方の環境を検出し認識し、先行車情報検出手段で前方情報認識手段からの前方情報に基づき先行車情報を検出し、先々行車情報検出手段で前方情報認識手段からの前方情報と先行車情報に基づき先行車のさらに前方を走行する先々行車情報を検出する。そして、先行車情報検出手段により先行車情報が検出されている場合において、先々行車情報検出手段により先々行車情報が検出されていない時には先行車情報に基づいて算出される目標車間距離を保持する走行制御を実行し、先々行車情報検出手段により先々行車情報が検出されている時にのみ先行車情報と先々行車情報に基づき少なくともブレーキ手段による制動準備を行わせる。
【００１４】
このため、特に大規模なインフラストラクチュアのない道路でも容易に採用でき汎用性に優れ、実際に減速を行うまでもない状況下にあっては減速に備え、必要なときには確実にレスポンス良く減速して安全性が極めて高く、ドライバに対して自然で違和感のない運転支援が行える。特に、直ぐに制動するのではなく、制動準備を行うようにしているため、加速と減速とが不自然に生じることがなく、また、制動準備状態とすることで、制動の際のレスポンスの良いブレーキングが期待でき安全性を向上させることができる。
【００１５】
この際、先々行車情報検出手段は、具体的には請求項２記載のように、先行車情報検出手段で検出した先行車ではなく、且つ、該検出した先行車よりも遠方に存在し、且つ、自車両の走行領域に進入した自車両に最も近い位置に存在する前方立体物を先々行車として検出することにより、先々行車を確実に検出できる。
【００１６】
また、制御手段は、具体的には請求項３記載のように、先行車と先々行車との車間距離が予め設定した距離より接近し、且つ、先行車の速度が先々行車の速度より予め設定した速度を超えて大きくなる場合にブレーキ手段による制動準備を行わせる。
【００１７】
更に、制御手段は、具体的には請求項４記載のように、ブレーキ手段による制動準備を予めブレーキ油圧を高めておくことで行う。
【００１８】
また、制御手段は、具体的には請求項５記載のように、少なくとも自車両と先行車との目標車間距離を求めて走行制御を行うものであって、制御手段は、先行車が存在する場合には第１の目標車間距離を求め、先々行車が存在する場合には第２の目標車間距離を求め、先行車のみが存在する場合には第１の目標車間距離を目標車間距離として設定し、先々行車が存在する場合には第１の目標車間距離と第２の目標車間距離とを比較し、何れか大きい方を目標車間距離として設定する。
【００１９】
更に、請求項６記載のように報知通信手段を設ければ、制御手段がブレーキ手段による制動準備を行わせる状態であることを車内と車外の少なくともどちらかに報知又は通信することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１乃至図４は本発明の実施の一形態を示し、図１は車両に搭載した車両用運転支援装置の概略構成図、図２は運転支援制御プログラムのフローチャート、図３は先々行車抽出ルーチンのフローチャート、図４は目標車間距離算出ルーチンのフローチャートである。
【００２１】
図１において、符号１は自動車等の車両（自車両）で、この車両１には、車両用運転支援装置の一例としての車間距離制御機能付きクルーズコントロールシステム（ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）システム）２が搭載されている。このＡＣＣシステム２は、ステレオカメラ３、ミリ波レーダの送受信部４、測距処理装置５、前方情報認識装置６、制御装置７を有して主要に構成されている。そして、ＡＣＣシステム２は、詳しくは後述の図２の運転支援制御プログラムにより制御されるが、基本的に、先行車が存在しない定速走行制御状態のときにはドライバが設定した車速を保持した状態で走行し、先行車が存在する追従走行制御状態のときには、先行車と先々行車の存在に応じて自車両１と先行車との目標車間距離を求め、この目標車間距離を保持した状態で走行制御する。
【００２２】
ステレオカメラ３は、ステレオ光学系として例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた１組の（左右の）ＣＣＤカメラで構成され、これら左右のＣＣＤカメラは、それぞれ車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像し、前方情報認識装置６に信号出力する。
【００２３】
また、自車両１の先端には、前方に所定にミリ波（３０ＧHz〜１００ＧHzの電波）を送信し、更に、反射して戻ってくるミリ波を受信するミリ波レーダの送受信部４が設けられ、この送受信データは測距処理装置５に入力される。
【００２４】
測距処理装置５は、送受信部４がミリ波を送信し、目標で反射して戻ってくる受信波との時間差を基に、自車両１から目標までの相対距離を計測し、これら相対距離情報を前方情報認識装置６に出力する。
【００２５】
前方情報認識装置６は、上述のステレオカメラ３、測距処理装置５に加え、車速センサ８、ハンドル角センサ９、ヨーレートセンサ１０が接続されており、これら各センサ８，９，１０から自車速Ｖ0，ハンドル角θH，ヨーレートγがそれぞれ入力される。
【００２６】
そして、前方情報認識装置６は、ステレオカメラ３からの画像に基づき自車両１前方の立体物データと側壁データと白線データの前方情報を検出し、これら前方情報や自車両１の運転状態（ハンドル角θHやヨーレートγ）から、自車両１の進行路（自車進行路）を推定する。こうして推定した自車進行路や前方情報から自車両１の走行領域を推定し、この自車走行領域と自車両１からの距離等を基に、自車両１前方の先行車を抽出し、この先行車との車間距離、先行車速（＝相対速度＋自車速）、先行車以外の立体物位置等の各データを求める。
【００２７】
ここで、前方情報認識装置６における、ステレオカメラ３からの画像の処理は、例えば以下のように行われる。まず、ステレオカメラ３のＣＣＤカメラで撮像した自車両の進入方向の環境の１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって画像全体に渡る距離情報を求める処理を行なって、三次元の距離分布を表す距離画像を生成する。そして、このデータを基に、周知のグルーピング処理や、予め記憶しておいた３次元的な道路形状データ、立体物データ等と比較し、白線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、車両等の立体物データを抽出する。立体物データでは、立体物までの距離と、この距離の時間的変化（自車両１に対する相対速度）が求められ、例えば、自車進行路上にある最も近い車両で、自車両１と略同じ方向に所定の速度で進行するものが先行車として抽出される。
【００２８】
また、前方情報認識装置６は、測距処理装置５からの相対距離情報に基づき、距離値の分布状態から同一の距離値が連続する部分を一つの立体物として抽出し、各抽出した立体物の中から距離値の変化量（自車両１との相対速度）と自車両１からの距離に基づき自車両１に対する先行車を抽出し、自車速Ｖ0に基づく先行車速（＝相対速度＋自車速Ｖ0）と先行車距離を演算する。
【００２９】
こうして、ステレオカメラ３からの画像に基づき得られた先行車情報と測距処理装置５からの相対距離情報に基づき得られた先行車情報とは、統合処理（例えば、それぞれの先行車情報の位置と速度で同一となる確率が所定に演算され、この同一確率が予め設定した閾値以上の先行車情報が真の先行車情報として登録される）が行われる。
【００３０】
この前方情報認識装置６で統合された先行車情報は、以下、図３のフローチャートに示す先々行車抽出ルーチンに従って、先々行車の抽出に利用される。すなわち、まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）２０１において、自車両１の走行領域や先行車情報等の必要パラメータの読み込みが行われ、Ｓ２０２に進んで、先行車が存在するか否か判定される。
【００３１】
Ｓ２０２の判定の結果、先行車が存在しない場合は、ルーチンを抜け、先行車が存在する場合には、Ｓ２０３に進む。
【００３２】
Ｓ２０３では、判定対象とする立体物が先行車と同一か否か判定し、同一でなければＳ２０４に進み、判定対象とする立体物が先行車より遠方に存在するか否か判定する。
【００３３】
Ｓ２０４の判定の結果、判定対象とする立体物が先行車より遠方に存在する場合は、Ｓ２０５に進み、判定対象とする立体物が自車走行領域に進入したか否か判定し、自車走行領域に進入している場合はＳ２０６に進んで、判定対象とする立体物が自車両１に最も近い立体物か否か判定する。
【００３４】
そして、Ｓ２０６の判定の結果、判定対象とする立体物が自車両１に最も近い立体物であればＳ２０７に進んで先々行車として登録する。
【００３５】
一方、Ｓ２０３で判定対象とする立体物が先行車と同一、或いは、Ｓ２０４で判定対象とする立体物が先行車より遠方には存在しない、或いは、Ｓ２０５で判定対象とする立体物が自車走行領域に進入していない、或いは、Ｓ２０６で判定対象とする立体物が自車両１に最も近い立体物ではないの何れか判定結果の場合は、Ｓ２０８に進み、判定対象とする立体物は先々行車ではないと判定する。
【００３６】
而して、Ｓ２０７で判定対象とする立体物を先々行車として登録、或いは、Ｓ２０８で判定対象とする立体物は先々行車ではないと判定した後は、Ｓ２０９に進み、全立体物についての判定が終了したか否か判定し、全立体物についての判定が終了していればルーチンを抜け、全立体物についての判定が終了していないのであればＳ２０３からの処理を繰り返す。
【００３７】
このように本発明の実施の形態では、先々行車の判定を、先行車と同一ではなく、且つ、該検出した先行車よりも遠方に存在し、且つ、自車両１の走行領域に進入した自車両１に最も近い位置に存在する前方立体物を先々行車として検出するようにしているので、特に大規模なインフラストラクチュアのない道路でも車載のシステムで容易且つ正確に先々行車の検出を行うことができ、汎用性の非常に優れたシステムとなっている。尚、Ｓ２０３〜Ｓ２０６の処理の順番は本実施の形態以外の順番であっても良い。
【００３８】
そして、前方情報認識装置６は、上述の如く先々行車を抽出した後は、先行車情報と同様に、先々行車との車間距離、及び、先々行車との車間距離の変化量と自車速Ｖ0から先々行車速等を先々行車情報として算出し、この先々行車情報を先行車情報と共に、制御装置７に出力する。すなわち、本実施の形態においては、ステレオカメラ３、ミリ波レーダの送受信部４、測距処理装置５、前方情報認識装置６で、前方情報認識手段、先行車情報検出手段、先々行車情報検出手段が構成されている。
【００３９】
制御装置７は、制御手段としてのものであり、ドライバの操作入力によって設定される走行速度を維持するよう定速走行制御を行なう定速走行制御の機能、及び自車両１と先行車の車間距離を一定の目標車間距離に保持した状態で走行する追従走行制御の機能を実現するもので、ステアリングコラムの側部等に設けられた定速走行操作レバーに連結される複数のスイッチ類で構成された定速走行スイッチ１１、上述の前方情報認識装置６、車速センサ８が接続されている。
【００４０】
定速走行スイッチ１１は、定速走行時の目標車速を設定する車速セットスイッチ、主に目標車速を下降側へ変更設定するコーストスイッチ、主に目標車速を上昇側へ変更設定するリジュームスイッチ等で構成されている。更に、この定速走行操作レバーの近傍には、走行制御のＯＮ／ＯＦＦを行うメインスイッチ（図示せず）が配設されている。
【００４１】
ドライバが図示しないメインスイッチをＯＮし、定速走行操作レバーにより、希望する速度をセットすると、定速走行スイッチ１１からの信号が制御装置７に入力される。そして、車速センサ８で検出した自車速Ｖ0が、ドライバのセットした設定車速に収束するように、スロットル弁制御装置１２に信号出力してスロットル弁１３の開度をフィードバック制御し、或いは、ブレーキ手段としてのハイドロリックユニットを有した自動ブレーキ制御装置１４に減速信号を出力して自動ブレーキを作動させ、自車両１を自動的に定速状態で走行させる。この定速走行は、ドライバの所定の運転動作、すなわち、ブレーキペダルの踏み込みや、メインスイッチのＯＦＦ等により解除される。
【００４２】
又、制御装置７は、定速走行制御を行っている際に、前方情報認識装置６にて先行車を認識した場合には、後述の図２の運転支援制御プログラムに従って、先行車と先々行車との関係により、図４の目標車間距離算出ルーチンで算出した目標車間距離を保持した状態で走行する追従走行制御へ自動的に切換えられる。
【００４３】
以下、図２の運転支援制御プログラムのフローチャートにより、制御装置７における運転支援制御を具体的に説明する。
まず、Ｓ１０１で、必要パラメータ、具体的には、自車速Ｖ0、先行車の有無、先行車と自車両１との車間距離Ｌa、先行車速Ｖa、先々行車の有無、先々行車と自車両１との車間距離Ｌb、先々行車速Ｖbを読み込む。
【００４４】
次いで、Ｓ１０２に進み、先行車が存在するか否か判定し、先行車が存在しない場合はＳ１０３に進み、通常の運転支援制御を行うよう設定し、プログラムを抜ける。ここで、通常の運転支援制御とは、すなわち上述したように、車速センサ８で検出した自車速Ｖ0が、ドライバのセットした設定車速に収束するように、スロットル弁制御装置１２に信号出力してスロットル弁１３の開度をフィードバック制御し、或いは、自動ブレーキ制御装置１４に減速信号を出力して自動ブレーキを作動させ、自車両１を自動的に定速状態で走行させる。この定速走行は、ドライバの所定の運転動作、すなわち、ブレーキペダルの踏み込みや、メインスイッチのＯＦＦ等により解除される。
【００４５】
上述のＳ１０２で先行車が存在すると判定した場合には、Ｓ１０４に進み、先々行車が存在するか否か判定し、先々行車が存在しない場合はＳ１０３に進み、通常の運転支援制御を行うよう設定し、プログラムを抜ける。ここで、先行車が存在し、先々行車が存在しない場合の通常の運転支援制御は、基本的には、後述（Ｓ１０６で詳述）の図４の目標車間距離算出ルーチンで目標車間距離を算出し、先行車と自車両１との車間距離Ｌaが目標車間距離になるように、スロットル弁制御装置１２に信号出力してスロットル弁１３の開度をフィードバック制御し、或いは、自動ブレーキ制御装置１４に減速信号を出力して自動ブレーキを作動させ制御する。
【００４６】
一方、Ｓ１０４で先々行車が存在すると判定した場合は、Ｓ１０５に進み、車載のモニタ１５上に、先々行車が先行車の前方に存在することを、先々行車速Ｖbや、先々行車と自車両１との車間距離Ｌbと共に表示する。これにより、ドライバは、先行車の前にさらに車両が存在することを知ることが可能となり、先行車を追い越す際の参考としたり、先行車がブレーキをかけることに備えて運転したりすることが可能となる。尚、モニタ１５に表示するのみならず、音声や警報等でドライバに報知するようにしても良い。
【００４７】
その後、Ｓ１０６に進むと、先行車と先々行車を考慮した運転支援制御が実行される。この先行車と先々行車を考慮した運転支援制御は、図４の目標車間距離算出ルーチンで先々行車の存在をも考慮して目標車間距離を算出し、この目標車間距離を基に、Ｓ１０３で説明した通常の運転支援制御と同様に、スロットル弁制御装置１２に信号出力してスロットル弁１３の開度をフィードバック制御し、或いは、自動ブレーキ制御装置１４に減速信号を出力して自動ブレーキを作動させ、自車両１を自動的に定速状態で走行させるものである。
【００４８】
すなわち、図４の目標車間距離算出ルーチンでは、まず、Ｓ３０１で、必要パラメータ、具体的には、自車速Ｖ0、先行車の有無、先行車と自車両１との車間距離Ｌa、先行車速Ｖa、先々行車の有無、先々行車と自車両１との車間距離Ｌb、先々行車速Ｖb等を読み込む。
【００４９】
次いで、Ｓ３０２に進み、先行車が存在するか否か判定し、先行車が存在しない場合は、Ｓ３０３に進み、目標車間距離を設定することなく、ルーチンを抜ける。
【００５０】
また、Ｓ３０２で先行車が存在すると判定した場合はＳ３０４に進み、先行車に基づき目標車間距離Ｄ1（第１の目標車間距離）を算出する。ここで、目標車間距離Ｄ1は、運転状態に応じて、例えば以下の２種類のものを設定しておく。
【００５１】
すなわち、通常の運転状態における目標車間距離として、
Ｄ1＝Ｄ0＋Ｖ0・Ｔc …（１）
また、先行車追尾状態から減速又は停止状態に移行する運転状態における目標車間距離として、
Ｄ1＝Ｄ0＋Ｖ0・Ｔc＋（Ｖ0２−Ｖa２）／（２・ａ） …（２）
ここで、Ｄ0は停止時の車間距離、Ｔcは空走時間、ａは自車両１の減速度である。
【００５２】
次いで、Ｓ３０５に進むと、先々行車が存在するか否か判定し、先々行車が存在しない場合にはＳ３０９へとジャンプし、そのまま上述の（１）式、或いは、（２）式で求めた目標車間距離Ｄ1を出力してルーチンを抜ける。このような先行車が存在するが、先々行車が存在しない場合の目標車間距離Ｄ1は、上述の図２のフローチャートにおいて、Ｓ１０２からＳ１０４を経て、すなわち、先行車が存在するが先々行車が存在しない場合で、Ｓ１０３に達した際に実行される通常の運転支援制御で用いられることになる。
【００５３】
一方、上述のＳ３０５で、先々行車が存在すると判定した場合はＳ３０６に進み、先々行車を考慮して、先行車との目標車間距離Ｄ2（第２の目標車間距離）を算出する。ここで、目標車間距離Ｄ2は、上述の目標車間距離Ｄ1同様、運転状態に応じて、例えば以下の２種類のものを設定しておく。
【００５４】
すなわち、通常の運転状態における目標車間距離として、
Ｄ2＝Ｄ0＋Ｄ3＋Ｖ0・Ｔc …（３）
また、先行車追尾状態から減速又は停止状態に移行する運転状態における目標車間距離として、
Ｄ2＝Ｄ0＋Ｄ3＋Ｖ0・Ｔc＋（Ｖ0２−Ｖb２）／（２・ａ） …（４）
ここで、Ｄ3は先行車を考慮した車間距離である。
【００５５】
その後、Ｓ３０７に進み、先行車に基づく目標車間距離Ｄ1と、先々行車を考慮した先行車との目標車間距離Ｄ2とを比較し、Ｄ1＜Ｄ2であればＳ３０８に進んで、Ｄ1＝Ｄ2とし、Ｓ３０９に進んで、この目標車間距離Ｄ1を出力してルーチンを抜ける。逆に、Ｄ1≧Ｄ2であれば、そのままＳ３０９にジャンプして、目標車間距離Ｄ1を出力してルーチンを抜ける。
【００５６】
すなわち、通常の運転状態においては、（１）式、及び、（３）式からも明らかなように、Ｄ1＜Ｄ2となって先々行車を考慮した先行車との目標車間距離Ｄ2を目標車間距離として出力する。しかしながら、先行車追尾状態から減速又は停止状態に移行する運転状態においては、（２）式、及び、（４）式からも明らかなように、先行車速Ｖaと先々行車速Ｖbの関係が、Ｖa≧Ｖbの場合は、確実にＤ1＜Ｄ2となるが、Ｖa＜Ｖbの場合で特にこの差が大きい場合には、Ｄ1≧Ｄ2となる可能性があり、このような場合には、大きい方の、先行車に基づく目標車間距離Ｄ1をそのまま用いて目標車間距離とするのである。
【００５７】
本実施の形態では、このように、先行車に基づく目標車間距離Ｄ1と、先々行車を考慮した先行車との目標車間距離Ｄ2とに応じて目標車間距離を安全側に設定するので、先々行車が存在する場合には、その状況に応じた最適な目標車間距離が設定されるようになっている。
【００５８】
こうして、Ｓ１０６で、上述の目標車間距離に基づく先々行車を用いた運転支援制御の実行を定めた後は、Ｓ１０７に進み、先行車と先々行車の車間距離Ｌab（＝Ｌb−Ｌa）が予め設定しておいた閾値Ｋ1以上か否か判定する。そして、この判定の結果、先行車と先々行車の車間距離Ｌabが、予め設定しておいた閾値Ｋ1以上（Ｌab≧Ｋ1）であれば、そのままルーチンを抜け、Ｓ１０３の先々行車を用いた運転支援制御を実行する。
【００５９】
Ｓ１０７の判定の結果、先行車と先々行車の車間距離Ｌabが、予め設定しておいた閾値Ｋ1より小さい場合（Ｌab＜Ｋ1の場合）は、Ｓ１０８に進み、先行車速Ｖaと先々行車速Ｖbとの比較を行う。
【００６０】
Ｓ１０８の比較の結果、先行車速Ｖaが先々行車速Ｖb以下（Ｖa≦Ｖb）の場合は、そのままルーチンを抜け、Ｓ１０３の先々行車を用いた運転支援制御を実行する。
【００６１】
逆に、先行車速Ｖaが先々行車速Ｖbより高い（Ｖa＞Ｖb）の場合は、Ｓ１０９に進み、Ｓ１０３における運転支援制御で加速を実行しようとした場合には、その加速を抑制する（例えば、目標とする加速度を５０％に減じる）処理を実行させる。すなわち、先行車と先々行車との車間距離が閾値Ｋ1より短く、先行車速Ｖaが先々行車速Ｖbよりも高い場合には、先行車が先々行車に追いついてブレーキをかける可能性があるため、これを考慮した追従走行を行わせるのである。
【００６２】
その後、Ｓ１１０に進み、先行車と先々行車の車間距離Ｌabが、予め設定しておいた閾値Ｋ2（＜Ｋ1）以上か否か判定する。そして、この判定の結果、先行車と先々行車の車間距離Ｌabが、予め設定しておいた閾値Ｋ2以上（Ｌab≧Ｋ2）であれば、そのまま（加速を抑制するのみで）ルーチンを抜ける。逆に、先行車と先々行車の車間距離Ｌabが、予め設定しておいた閾値Ｋ2より小さい（Ｌab＜Ｋ2）のであれば、Ｓ１１１に進み、先行車速Ｖaから先々行車速Ｖbを減算した値（＝Ｖa−Ｖb）が、予め設定しておいた速度値Ｖc1以上か否か判定する。
【００６３】
Ｓ１１１の判定の結果、（Ｖa−Ｖb）が、予め設定しておいた速度値Ｖc1より小さければ、そのまま（加速を抑制するのみで）ルーチンを抜ける。逆に、（Ｖa−Ｖb）が、予め設定しておいた速度値Ｖc1以上であれば、すなわち換言すれば、先行車が先々行車に急接近している状態であれば、Ｓ１１２に進み、自動ブレーキ制御装置１４に信号出力して、予めブレーキ油圧を高め制動準備を行わせ、レスポンス良くブレーキをかけられる状態としてルーチンを抜ける。尚、このＳ１１２の処理においては、モニタ１５上に自車両１が制動準備中であることをドライバにランプ点滅等で報知するようにしても良い。また、特に図示はしないが、単にモニタ１５でドライバに報知するのみならず、自車両１の周囲の車両やインフラストラクチュアに対し、自車両１が制動準備中であることをランプの点灯や通信装置により報知するように構成しても良い。
【００６４】
このように、本実施の形態によれば、先行車、並びに、先々行車が存在する場合の運転支援制御において、先行車と先々行車との車間距離が接近し、更に、先行車が先々行車に対して急接近するような場合は、予めブレーキ油圧を高め制動準備を行わせる制御が行われるため、例え、先行車が先々行車の存在により急ブレーキをかけるような場合でもレスポンスの良いブレーキ制御が行われる。
【００６５】
また、単純に、加速制御と減速制御を条件により設定するものではないため、前方を視認しながら運転するドライバに対し、自然で違和感のない運転支援が行える。
【００６６】
尚、本実施の形態においては、ステレオカメラ３、ミリ波レーダの送受信部４、測距処理装置５、前方情報認識装置６で、前方情報、先行車情報、先々行車情報の検出を行うようにしているが、これに限ることなく、例えば、ステレオカメラ３、前方情報認識装置６のみで各情報を得られるように構成しても良く、また、レーダ装置もミリ波に限ることなく、他の波長（例えば赤外線レーザ）のレーダ装置等を用いて実現するようにしても良い。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、特に大規模なインフラストラクチュアのない道路でも容易に採用でき汎用性に優れ、実際に減速を行うまでもない状況下にあっては減速に備え、必要なときには確実にレスポンス良く減速して安全性が極めて高く、ドライバに対して自然で違和感のない運転支援ができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両に搭載した車両用運転支援装置の概略構成図
【図２】運転支援制御プログラムのフローチャート
【図３】先々行車抽出ルーチンのフローチャート
【図４】目標車間距離算出ルーチンのフローチャート
【符号の説明】
１ 自車両
２ ＡＣＣシステム（車両用運転支援装置）
３ ステレオカメラ（前方情報認識手段、先行車情報検出手段、先々行車情報検出手段）
４ 送受信部（前方情報認識手段、先行車情報検出手段、先々行車情報検出手段）
５ 測距処理装置（前方情報認識手段、先行車情報検出手段、先々行車情報検出手段）
６ 前方情報認識装置（前方情報認識手段、先行車情報検出手段、先々行車情報検出手段）
７ 制御装置（制御手段）
１１ 定速走行スイッチ
１４ 自動ブレーキ制御装置（ブレーキ手段）
１５ モニタ（報知通信手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミリ波レーダ、赤外線レーザレーダ、ステレオカメラや単眼カメラ等の画像認識装置等の前方認識装置で車両前方の道路状況を認識し、自車速や先行車との車間距離を自動制御する車両用運転支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ミリ波レーダ、赤外線レーザレーダ、ステレオカメラや単眼カメラ等の画像認識装置等の前方認識装置で車両前方の道路状況を認識し、自車速や先行車との車間距離を自動制御する車両用運転支援装置が実用化されている。
【０００３】
このような車両用運転支援装置では、先行車との車間距離を設定距離範囲に維持しながら追随走行する制御を行う場合、その追随走行時の速度が先行車のさらに前を走行している先々行車の走行状態の影響を受けて不安定になる可能性がある。このため、例えば、特開２００１−１９９２５７号公報では、先行車との距離を測定し、また、自車両と先々行車の位置を示す車間距離データを走行支援システムの路側機から受信し、その受信データに基いて先々行車との間の距離を判定して、先行車との車間距離に基づいた加減速制御を行うことにより自車両を先行車に追随走行させると共に、その加減速制御を行う際に先々行車との車間距離を加味した制御を行う技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１９９２５７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の先行技術では、先々行車の捕捉が走行支援システムが整備されている、インフラストラクチュアが整った走行路でしか適用できず、汎用性が極めて低いという問題がある。また、自車両と先行車との距離と自車両と先々行車との距離に応じて加速制御や減速制御を行うようになっているため、チューニングによっては加速と減速とが不自然に発生し、実際に前方を視認して運転するドライバに対して却って違和感を与える可能性がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、特に大規模なインフラストラクチュアのない道路でも容易に採用でき汎用性に優れ、実際に減速を行うまでもない状況下にあっては減速に備え、必要なときには確実にレスポンス良く減速して安全性が極めて高く、ドライバに対して自然で違和感のない運転支援が行える車両用運転支援装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の本発明による車両用運転支援装置は、自車両前方の環境を検出し認識する車載の前方情報認識手段と、上記前方情報認識手段からの前方情報に基づき先行車情報を検出する先行車情報検出手段と、上記前方情報認識手段からの上記前方情報と上記先行車情報に基づき上記先行車のさらに前方を走行する先々行車情報を検出する先々行車情報検出手段と、上記先行車情報検出手段により上記先行車情報が検出されている場合において、上記先々行車情報検出手段により上記先々行車情報が検出されていない時には上記先行車情報に基づいて算出される目標車間距離を保持する走行制御を実行し、上記先々行車情報検出手段により上記先々行車情報が検出されている時にのみ上記先行車情報と上記先々行車情報に基づき少なくともブレーキ手段による制動準備を行わせる制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２記載の本発明による車両用運転支援装置は、請求項１記載の車両用運転支援装置において、上記先々行車情報検出手段は、上記先行車情報検出手段で検出した先行車ではなく、且つ、該検出した先行車よりも遠方に存在し、且つ、自車両の走行領域に進入した自車両に最も近い位置に存在する前方立体物を上記先々行車として検出することを特徴としている。
【０００９】
更に、請求項３記載の本発明による車両用運転支援装置は、請求項１又は請求項２記載の車両用運転支援装置において、上記制御手段は、上記先行車と上記先々行車との車間距離が予め設定した距離より接近し、且つ、上記先行車の速度が上記先々行車の速度より予め設定した速度を超えて大きくなる場合に上記ブレーキ手段による制動準備を行わせることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４記載の本発明による車両用運転支援装置は、請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両用運転支援装置において、上記制御手段は、上記ブレーキ手段による制動準備を予めブレーキ油圧を高めておくことで行うことを特徴としている。
【００１１】
更に、請求項５記載の本発明による車両用運転支援装置は、請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の車両用運転支援装置において、上記制御手段は、少なくとも自車両と上記先行車との目標車間距離を求めて走行制御を行うものであって、上記制御手段は、上記先行車が存在する場合には第１の目標車間距離を求め、上記先々行車が存在する場合には第２の目標車間距離を求め、上記先行車のみが存在する場合には上記第１の目標車間距離を上記目標車間距離として設定し、上記先々行車が存在する場合には上記第１の目標車間距離と上記第２の目標車間距離とを比較し、何れか大きい方を上記目標車間距離として設定することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項６記載の本発明による車両用運転支援装置は、請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の車両用運転支援装置において、上記制御手段が上記ブレーキ手段による制動準備を行わせる状態であることを車内と車外の少なくともどちらかに報知又は通信する報知通信手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
すなわち、上記請求項１記載の車両用運転支援装置は、車載の前方情報認識手段で自車両前方の環境を検出し認識し、先行車情報検出手段で前方情報認識手段からの前方情報に基づき先行車情報を検出し、先々行車情報検出手段で前方情報認識手段からの前方情報と先行車情報に基づき先行車のさらに前方を走行する先々行車情報を検出する。そして、先行車情報検出手段により先行車情報が検出されている場合において、先々行車情報検出手段により先々行車情報が検出されていない時には先行車情報に基づいて算出される目標車間距離を保持する走行制御を実行し、先々行車情報検出手段により先々行車情報が検出されている時にのみ先行車情報と先々行車情報に基づき少なくともブレーキ手段による制動準備を行わせる。
【００１４】
このため、特に大規模なインフラストラクチュアのない道路でも容易に採用でき汎用性に優れ、実際に減速を行うまでもない状況下にあっては減速に備え、必要なときには確実にレスポンス良く減速して安全性が極めて高く、ドライバに対して自然で違和感のない運転支援が行える。特に、直ぐに制動するのではなく、制動準備を行うようにしているため、加速と減速とが不自然に生じることがなく、また、制動準備状態とすることで、制動の際のレスポンスの良いブレーキングが期待でき安全性を向上させることができる。
【００１５】
この際、先々行車情報検出手段は、具体的には請求項２記載のように、先行車情報検出手段で検出した先行車ではなく、且つ、該検出した先行車よりも遠方に存在し、且つ、自車両の走行領域に進入した自車両に最も近い位置に存在する前方立体物を先々行車として検出することにより、先々行車を確実に検出できる。
【００１６】
また、制御手段は、具体的には請求項３記載のように、先行車と先々行車との車間距離が予め設定した距離より接近し、且つ、先行車の速度が先々行車の速度より予め設定した速度を超えて大きくなる場合にブレーキ手段による制動準備を行わせる。
【００１７】
更に、制御手段は、具体的には請求項４記載のように、ブレーキ手段による制動準備を予めブレーキ油圧を高めておくことで行う。
【００１８】
また、制御手段は、具体的には請求項５記載のように、少なくとも自車両と先行車との目標車間距離を求めて走行制御を行うものであって、制御手段は、先行車が存在する場合には第１の目標車間距離を求め、先々行車が存在する場合には第２の目標車間距離を求め、先行車のみが存在する場合には第１の目標車間距離を目標車間距離として設定し、先々行車が存在する場合には第１の目標車間距離と第２の目標車間距離とを比較し、何れか大きい方を目標車間距離として設定する。
【００１９】
更に、請求項６記載のように報知通信手段を設ければ、制御手段がブレーキ手段による制動準備を行わせる状態であることを車内と車外の少なくともどちらかに報知又は通信することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１乃至図４は本発明の実施の一形態を示し、図１は車両に搭載した車両用運転支援装置の概略構成図、図２は運転支援制御プログラムのフローチャート、図３は先々行車抽出ルーチンのフローチャート、図４は目標車間距離算出ルーチンのフローチャートである。
【００２１】
図１において、符号１は自動車等の車両（自車両）で、この車両１には、車両用運転支援装置の一例としての車間距離制御機能付きクルーズコントロールシステム（ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）システム）２が搭載されている。このＡＣＣシステム２は、ステレオカメラ３、ミリ波レーダの送受信部４、測距処理装置５、前方情報認識装置６、制御装置７を有して主要に構成されている。そして、ＡＣＣシステム２は、詳しくは後述の図２の運転支援制御プログラムにより制御されるが、基本的に、先行車が存在しない定速走行制御状態のときにはドライバが設定した車速を保持した状態で走行し、先行車が存在する追従走行制御状態のときには、先行車と先々行車の存在に応じて自車両１と先行車との目標車間距離を求め、この目標車間距離を保持した状態で走行制御する。
【００２２】
ステレオカメラ３は、ステレオ光学系として例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた１組の（左右の）ＣＣＤカメラで構成され、これら左右のＣＣＤカメラは、それぞれ車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像し、前方情報認識装置６に信号出力する。
【００２３】
また、自車両１の先端には、前方に所定にミリ波（３０ＧHz〜１００ＧHzの電波）を送信し、更に、反射して戻ってくるミリ波を受信するミリ波レーダの送受信部４が設けられ、この送受信データは測距処理装置５に入力される。
【００２４】
測距処理装置５は、送受信部４がミリ波を送信し、目標で反射して戻ってくる受信波との時間差を基に、自車両１から目標までの相対距離を計測し、これら相対距離情報を前方情報認識装置６に出力する。
【００２５】
前方情報認識装置６は、上述のステレオカメラ３、測距処理装置５に加え、車速センサ８、ハンドル角センサ９、ヨーレートセンサ１０が接続されており、これら各センサ８，９，１０から自車速Ｖ0，ハンドル角θH，ヨーレートγがそれぞれ入力される。
【００２６】
そして、前方情報認識装置６は、ステレオカメラ３からの画像に基づき自車両１前方の立体物データと側壁データと白線データの前方情報を検出し、これら前方情報や自車両１の運転状態（ハンドル角θHやヨーレートγ）から、自車両１の進行路（自車進行路）を推定する。こうして推定した自車進行路や前方情報から自車両１の走行領域を推定し、この自車走行領域と自車両１からの距離等を基に、自車両１前方の先行車を抽出し、この先行車との車間距離、先行車速（＝相対速度＋自車速）、先行車以外の立体物位置等の各データを求める。
【００２７】
ここで、前方情報認識装置６における、ステレオカメラ３からの画像の処理は、例えば以下のように行われる。まず、ステレオカメラ３のＣＣＤカメラで撮像した自車両の進入方向の環境の１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって画像全体に渡る距離情報を求める処理を行なって、三次元の距離分布を表す距離画像を生成する。そして、このデータを基に、周知のグルーピング処理や、予め記憶しておいた３次元的な道路形状データ、立体物データ等と比較し、白線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、車両等の立体物データを抽出する。立体物データでは、立体物までの距離と、この距離の時間的変化（自車両１に対する相対速度）が求められ、例えば、自車進行路上にある最も近い車両で、自車両１と略同じ方向に所定の速度で進行するものが先行車として抽出される。
【００２８】
また、前方情報認識装置６は、測距処理装置５からの相対距離情報に基づき、距離値の分布状態から同一の距離値が連続する部分を一つの立体物として抽出し、各抽出した立体物の中から距離値の変化量（自車両１との相対速度）と自車両１からの距離に基づき自車両１に対する先行車を抽出し、自車速Ｖ0に基づく先行車速（＝相対速度＋自車速Ｖ0）と先行車距離を演算する。
【００２９】
こうして、ステレオカメラ３からの画像に基づき得られた先行車情報と測距処理装置５からの相対距離情報に基づき得られた先行車情報とは、統合処理（例えば、それぞれの先行車情報の位置と速度で同一となる確率が所定に演算され、この同一確率が予め設定した閾値以上の先行車情報が真の先行車情報として登録される）が行われる。
【００３０】
この前方情報認識装置６で統合された先行車情報は、以下、図３のフローチャートに示す先々行車抽出ルーチンに従って、先々行車の抽出に利用される。すなわち、まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）２０１において、自車両１の走行領域や先行車情報等の必要パラメータの読み込みが行われ、Ｓ２０２に進んで、先行車が存在するか否か判定される。
【００３１】
Ｓ２０２の判定の結果、先行車が存在しない場合は、ルーチンを抜け、先行車が存在する場合には、Ｓ２０３に進む。
【００３２】
Ｓ２０３では、判定対象とする立体物が先行車と同一か否か判定し、同一でなければＳ２０４に進み、判定対象とする立体物が先行車より遠方に存在するか否か判定する。
【００３３】
Ｓ２０４の判定の結果、判定対象とする立体物が先行車より遠方に存在する場合は、Ｓ２０５に進み、判定対象とする立体物が自車走行領域に進入したか否か判定し、自車走行領域に進入している場合はＳ２０６に進んで、判定対象とする立体物が自車両１に最も近い立体物か否か判定する。
【００３４】
そして、Ｓ２０６の判定の結果、判定対象とする立体物が自車両１に最も近い立体物であればＳ２０７に進んで先々行車として登録する。
【００３５】
一方、Ｓ２０３で判定対象とする立体物が先行車と同一、或いは、Ｓ２０４で判定対象とする立体物が先行車より遠方には存在しない、或いは、Ｓ２０５で判定対象とする立体物が自車走行領域に進入していない、或いは、Ｓ２０６で判定対象とする立体物が自車両１に最も近い立体物ではないの何れか判定結果の場合は、Ｓ２０８に進み、判定対象とする立体物は先々行車ではないと判定する。
【００３６】
而して、Ｓ２０７で判定対象とする立体物を先々行車として登録、或いは、Ｓ２０８で判定対象とする立体物は先々行車ではないと判定した後は、Ｓ２０９に進み、全立体物についての判定が終了したか否か判定し、全立体物についての判定が終了していればルーチンを抜け、全立体物についての判定が終了していないのであればＳ２０３からの処理を繰り返す。
【００３７】
このように本発明の実施の形態では、先々行車の判定を、先行車と同一ではなく、且つ、該検出した先行車よりも遠方に存在し、且つ、自車両１の走行領域に進入した自車両１に最も近い位置に存在する前方立体物を先々行車として検出するようにしているので、特に大規模なインフラストラクチュアのない道路でも車載のシステムで容易且つ正確に先々行車の検出を行うことができ、汎用性の非常に優れたシステムとなっている。尚、Ｓ２０３〜Ｓ２０６の処理の順番は本実施の形態以外の順番であっても良い。
【００３８】
そして、前方情報認識装置６は、上述の如く先々行車を抽出した後は、先行車情報と同様に、先々行車との車間距離、及び、先々行車との車間距離の変化量と自車速Ｖ0から先々行車速等を先々行車情報として算出し、この先々行車情報を先行車情報と共に、制御装置７に出力する。すなわち、本実施の形態においては、ステレオカメラ３、ミリ波レーダの送受信部４、測距処理装置５、前方情報認識装置６で、前方情報認識手段、先行車情報検出手段、先々行車情報検出手段が構成されている。
【００３９】
制御装置７は、制御手段としてのものであり、ドライバの操作入力によって設定される走行速度を維持するよう定速走行制御を行なう定速走行制御の機能、及び自車両１と先行車の車間距離を一定の目標車間距離に保持した状態で走行する追従走行制御の機能を実現するもので、ステアリングコラムの側部等に設けられた定速走行操作レバーに連結される複数のスイッチ類で構成された定速走行スイッチ１１、上述の前方情報認識装置６、車速センサ８が接続されている。
【００４０】
定速走行スイッチ１１は、定速走行時の目標車速を設定する車速セットスイッチ、主に目標車速を下降側へ変更設定するコーストスイッチ、主に目標車速を上昇側へ変更設定するリジュームスイッチ等で構成されている。更に、この定速走行操作レバーの近傍には、走行制御のＯＮ／ＯＦＦを行うメインスイッチ（図示せず）が配設されている。
【００４１】
ドライバが図示しないメインスイッチをＯＮし、定速走行操作レバーにより、希望する速度をセットすると、定速走行スイッチ１１からの信号が制御装置７に入力される。そして、車速センサ８で検出した自車速Ｖ0が、ドライバのセットした設定車速に収束するように、スロットル弁制御装置１２に信号出力してスロットル弁１３の開度をフィードバック制御し、或いは、ブレーキ手段としてのハイドロリックユニットを有した自動ブレーキ制御装置１４に減速信号を出力して自動ブレーキを作動させ、自車両１を自動的に定速状態で走行させる。この定速走行は、ドライバの所定の運転動作、すなわち、ブレーキペダルの踏み込みや、メインスイッチのＯＦＦ等により解除される。
【００４２】
又、制御装置７は、定速走行制御を行っている際に、前方情報認識装置６にて先行車を認識した場合には、後述の図２の運転支援制御プログラムに従って、先行車と先々行車との関係により、図４の目標車間距離算出ルーチンで算出した目標車間距離を保持した状態で走行する追従走行制御へ自動的に切換えられる。
【００４３】
以下、図２の運転支援制御プログラムのフローチャートにより、制御装置７における運転支援制御を具体的に説明する。
まず、Ｓ１０１で、必要パラメータ、具体的には、自車速Ｖ0、先行車の有無、先行車と自車両１との車間距離Ｌa、先行車速Ｖa、先々行車の有無、先々行車と自車両１との車間距離Ｌb、先々行車速Ｖbを読み込む。
【００４４】
次いで、Ｓ１０２に進み、先行車が存在するか否か判定し、先行車が存在しない場合はＳ１０３に進み、通常の運転支援制御を行うよう設定し、プログラムを抜ける。ここで、通常の運転支援制御とは、すなわち上述したように、車速センサ８で検出した自車速Ｖ0が、ドライバのセットした設定車速に収束するように、スロットル弁制御装置１２に信号出力してスロットル弁１３の開度をフィードバック制御し、或いは、自動ブレーキ制御装置１４に減速信号を出力して自動ブレーキを作動させ、自車両１を自動的に定速状態で走行させる。この定速走行は、ドライバの所定の運転動作、すなわち、ブレーキペダルの踏み込みや、メインスイッチのＯＦＦ等により解除される。
【００４５】
上述のＳ１０２で先行車が存在すると判定した場合には、Ｓ１０４に進み、先々行車が存在するか否か判定し、先々行車が存在しない場合はＳ１０３に進み、通常の運転支援制御を行うよう設定し、プログラムを抜ける。ここで、先行車が存在し、先々行車が存在しない場合の通常の運転支援制御は、基本的には、後述（Ｓ１０６で詳述）の図４の目標車間距離算出ルーチンで目標車間距離を算出し、先行車と自車両１との車間距離Ｌaが目標車間距離になるように、スロットル弁制御装置１２に信号出力してスロットル弁１３の開度をフィードバック制御し、或いは、自動ブレーキ制御装置１４に減速信号を出力して自動ブレーキを作動させ制御する。
【００４６】
一方、Ｓ１０４で先々行車が存在すると判定した場合は、Ｓ１０５に進み、車載のモニタ１５上に、先々行車が先行車の前方に存在することを、先々行車速Ｖbや、先々行車と自車両１との車間距離Ｌbと共に表示する。これにより、ドライバは、先行車の前にさらに車両が存在することを知ることが可能となり、先行車を追い越す際の参考としたり、先行車がブレーキをかけることに備えて運転したりすることが可能となる。尚、モニタ１５に表示するのみならず、音声や警報等でドライバに報知するようにしても良い。
【００４７】
その後、Ｓ１０６に進むと、先行車と先々行車を考慮した運転支援制御が実行される。この先行車と先々行車を考慮した運転支援制御は、図４の目標車間距離算出ルーチンで先々行車の存在をも考慮して目標車間距離を算出し、この目標車間距離を基に、Ｓ１０３で説明した通常の運転支援制御と同様に、スロットル弁制御装置１２に信号出力してスロットル弁１３の開度をフィードバック制御し、或いは、自動ブレーキ制御装置１４に減速信号を出力して自動ブレーキを作動させ、自車両１を自動的に定速状態で走行させるものである。
【００４８】
すなわち、図４の目標車間距離算出ルーチンでは、まず、Ｓ３０１で、必要パラメータ、具体的には、自車速Ｖ0、先行車の有無、先行車と自車両１との車間距離Ｌa、先行車速Ｖa、先々行車の有無、先々行車と自車両１との車間距離Ｌb、先々行車速Ｖb等を読み込む。
【００４９】
次いで、Ｓ３０２に進み、先行車が存在するか否か判定し、先行車が存在しない場合は、Ｓ３０３に進み、目標車間距離を設定することなく、ルーチンを抜ける。
【００５０】
また、Ｓ３０２で先行車が存在すると判定した場合はＳ３０４に進み、先行車に基づき目標車間距離Ｄ1（第１の目標車間距離）を算出する。ここで、目標車間距離Ｄ1は、運転状態に応じて、例えば以下の２種類のものを設定しておく。
【００５１】
すなわち、通常の運転状態における目標車間距離として、
Ｄ1＝Ｄ0＋Ｖ0・Ｔc …（１）
また、先行車追尾状態から減速又は停止状態に移行する運転状態における目標車間距離として、
Ｄ1＝Ｄ0＋Ｖ0・Ｔc＋（Ｖ0２−Ｖa２）／（２・ａ） …（２）
ここで、Ｄ0は停止時の車間距離、Ｔcは空走時間、ａは自車両１の減速度である。
【００５２】
次いで、Ｓ３０５に進むと、先々行車が存在するか否か判定し、先々行車が存在しない場合にはＳ３０９へとジャンプし、そのまま上述の（１）式、或いは、（２）式で求めた目標車間距離Ｄ1を出力してルーチンを抜ける。このような先行車が存在するが、先々行車が存在しない場合の目標車間距離Ｄ1は、上述の図２のフローチャートにおいて、Ｓ１０２からＳ１０４を経て、すなわち、先行車が存在するが先々行車が存在しない場合で、Ｓ１０３に達した際に実行される通常の運転支援制御で用いられることになる。
【００５３】
一方、上述のＳ３０５で、先々行車が存在すると判定した場合はＳ３０６に進み、先々行車を考慮して、先行車との目標車間距離Ｄ2（第２の目標車間距離）を算出する。ここで、目標車間距離Ｄ2は、上述の目標車間距離Ｄ1同様、運転状態に応じて、例えば以下の２種類のものを設定しておく。
【００５４】
すなわち、通常の運転状態における目標車間距離として、
Ｄ2＝Ｄ0＋Ｄ3＋Ｖ0・Ｔc …（３）
また、先行車追尾状態から減速又は停止状態に移行する運転状態における目標車間距離として、
Ｄ2＝Ｄ0＋Ｄ3＋Ｖ0・Ｔc＋（Ｖ0２−Ｖb２）／（２・ａ） …（４）
ここで、Ｄ3は先行車を考慮した車間距離である。
【００５５】
その後、Ｓ３０７に進み、先行車に基づく目標車間距離Ｄ1と、先々行車を考慮した先行車との目標車間距離Ｄ2とを比較し、Ｄ1＜Ｄ2であればＳ３０８に進んで、Ｄ1＝Ｄ2とし、Ｓ３０９に進んで、この目標車間距離Ｄ1を出力してルーチンを抜ける。逆に、Ｄ1≧Ｄ2であれば、そのままＳ３０９にジャンプして、目標車間距離Ｄ1を出力してルーチンを抜ける。
【００５６】
すなわち、通常の運転状態においては、（１）式、及び、（３）式からも明らかなように、Ｄ1＜Ｄ2となって先々行車を考慮した先行車との目標車間距離Ｄ2を目標車間距離として出力する。しかしながら、先行車追尾状態から減速又は停止状態に移行する運転状態においては、（２）式、及び、（４）式からも明らかなように、先行車速Ｖaと先々行車速Ｖbの関係が、Ｖa≧Ｖbの場合は、確実にＤ1＜Ｄ2となるが、Ｖa＜Ｖbの場合で特にこの差が大きい場合には、Ｄ1≧Ｄ2となる可能性があり、このような場合には、大きい方の、先行車に基づく目標車間距離Ｄ1をそのまま用いて目標車間距離とするのである。
【００５７】
本実施の形態では、このように、先行車に基づく目標車間距離Ｄ1と、先々行車を考慮した先行車との目標車間距離Ｄ2とに応じて目標車間距離を安全側に設定するので、先々行車が存在する場合には、その状況に応じた最適な目標車間距離が設定されるようになっている。
【００５８】
こうして、Ｓ１０６で、上述の目標車間距離に基づく先々行車を用いた運転支援制御の実行を定めた後は、Ｓ１０７に進み、先行車と先々行車の車間距離Ｌab（＝Ｌb−Ｌa）が予め設定しておいた閾値Ｋ1以上か否か判定する。そして、この判定の結果、先行車と先々行車の車間距離Ｌabが、予め設定しておいた閾値Ｋ1以上（Ｌab≧Ｋ1）であれば、そのままルーチンを抜け、Ｓ１０３の先々行車を用いた運転支援制御を実行する。
【００５９】
Ｓ１０７の判定の結果、先行車と先々行車の車間距離Ｌabが、予め設定しておいた閾値Ｋ1より小さい場合（Ｌab＜Ｋ1の場合）は、Ｓ１０８に進み、先行車速Ｖaと先々行車速Ｖbとの比較を行う。
【００６０】
Ｓ１０８の比較の結果、先行車速Ｖaが先々行車速Ｖb以下（Ｖa≦Ｖb）の場合は、そのままルーチンを抜け、Ｓ１０３の先々行車を用いた運転支援制御を実行する。
【００６１】
逆に、先行車速Ｖaが先々行車速Ｖbより高い（Ｖa＞Ｖb）の場合は、Ｓ１０９に進み、Ｓ１０３における運転支援制御で加速を実行しようとした場合には、その加速を抑制する（例えば、目標とする加速度を５０％に減じる）処理を実行させる。すなわち、先行車と先々行車との車間距離が閾値Ｋ1より短く、先行車速Ｖaが先々行車速Ｖbよりも高い場合には、先行車が先々行車に追いついてブレーキをかける可能性があるため、これを考慮した追従走行を行わせるのである。
【００６２】
その後、Ｓ１１０に進み、先行車と先々行車の車間距離Ｌabが、予め設定しておいた閾値Ｋ2（＜Ｋ1）以上か否か判定する。そして、この判定の結果、先行車と先々行車の車間距離Ｌabが、予め設定しておいた閾値Ｋ2以上（Ｌab≧Ｋ2）であれば、そのまま（加速を抑制するのみで）ルーチンを抜ける。逆に、先行車と先々行車の車間距離Ｌabが、予め設定しておいた閾値Ｋ2より小さい（Ｌab＜Ｋ2）のであれば、Ｓ１１１に進み、先行車速Ｖaから先々行車速Ｖbを減算した値（＝Ｖa−Ｖb）が、予め設定しておいた速度値Ｖc1以上か否か判定する。
【００６３】
Ｓ１１１の判定の結果、（Ｖa−Ｖb）が、予め設定しておいた速度値Ｖc1より小さければ、そのまま（加速を抑制するのみで）ルーチンを抜ける。逆に、（Ｖa−Ｖb）が、予め設定しておいた速度値Ｖc1以上であれば、すなわち換言すれば、先行車が先々行車に急接近している状態であれば、Ｓ１１２に進み、自動ブレーキ制御装置１４に信号出力して、予めブレーキ油圧を高め制動準備を行わせ、レスポンス良くブレーキをかけられる状態としてルーチンを抜ける。尚、このＳ１１２の処理においては、モニタ１５上に自車両１が制動準備中であることをドライバにランプ点滅等で報知するようにしても良い。また、特に図示はしないが、単にモニタ１５でドライバに報知するのみならず、自車両１の周囲の車両やインフラストラクチュアに対し、自車両１が制動準備中であることをランプの点灯や通信装置により報知するように構成しても良い。
【００６４】
このように、本実施の形態によれば、先行車、並びに、先々行車が存在する場合の運転支援制御において、先行車と先々行車との車間距離が接近し、更に、先行車が先々行車に対して急接近するような場合は、予めブレーキ油圧を高め制動準備を行わせる制御が行われるため、例え、先行車が先々行車の存在により急ブレーキをかけるような場合でもレスポンスの良いブレーキ制御が行われる。
【００６５】
また、単純に、加速制御と減速制御を条件により設定するものではないため、前方を視認しながら運転するドライバに対し、自然で違和感のない運転支援が行える。
【００６６】
尚、本実施の形態においては、ステレオカメラ３、ミリ波レーダの送受信部４、測距処理装置５、前方情報認識装置６で、前方情報、先行車情報、先々行車情報の検出を行うようにしているが、これに限ることなく、例えば、ステレオカメラ３、前方情報認識装置６のみで各情報を得られるように構成しても良く、また、レーダ装置もミリ波に限ることなく、他の波長（例えば赤外線レーザ）のレーダ装置等を用いて実現するようにしても良い。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、特に大規模なインフラストラクチュアのない道路でも容易に採用でき汎用性に優れ、実際に減速を行うまでもない状況下にあっては減速に備え、必要なときには確実にレスポンス良く減速して安全性が極めて高く、ドライバに対して自然で違和感のない運転支援ができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両に搭載した車両用運転支援装置の概略構成図
【図２】運転支援制御プログラムのフローチャート
【図３】先々行車抽出ルーチンのフローチャート
【図４】目標車間距離算出ルーチンのフローチャート
【符号の説明】
１ 自車両
２ ＡＣＣシステム（車両用運転支援装置）
３ ステレオカメラ（前方情報認識手段、先行車情報検出手段、先々行車情報検出手段）
４ 送受信部（前方情報認識手段、先行車情報検出手段、先々行車情報検出手段）
５ 測距処理装置（前方情報認識手段、先行車情報検出手段、先々行車情報検出手段）
６ 前方情報認識装置（前方情報認識手段、先行車情報検出手段、先々行車情報検出手段）
７ 制御装置（制御手段）
１１ 定速走行スイッチ
１４ 自動ブレーキ制御装置（ブレーキ手段）
１５ モニタ（報知通信手段）
Claims (6)
- 自車両前方の環境を検出し認識する車載の前方情報認識手段と、
上記前方情報認識手段からの前方情報に基づき先行車情報を検出する先行車情報検出手段と、
上記前方情報認識手段からの上記前方情報と上記先行車情報に基づき上記先行車のさらに前方を走行する先々行車情報を検出する先々行車情報検出手段と、
上記先行車情報検出手段により上記先行車情報が検出されている場合において、上記先々行車情報検出手段により上記先々行車情報が検出されていない時には上記先行車情報に基づいて算出される目標車間距離を保持する走行制御を実行し、上記先々行車情報検出手段により上記先々行車情報が検出されている時にのみ上記先行車情報と上記先々行車情報に基づき少なくともブレーキ手段による制動準備を行わせる制御手段とを備えたことを特徴とする車両用運転支援装置。 - 上記先々行車情報検出手段は、上記先行車情報検出手段で検出した先行車ではなく、且つ、該検出した先行車よりも遠方に存在し、且つ、自車両の走行領域に進入した自車両に最も近い位置に存在する前方立体物を上記先々行車として検出することを特徴とする請求項１記載の車両用運転支援装置。
- 上記制御手段は、上記先行車と上記先々行車との車間距離が予め設定した距離より接近し、且つ、上記先行車の速度が上記先々行車の速度より予め設定した速度を超えて大きくなる場合に上記ブレーキ手段による制動準備を行わせることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用運転支援装置。
- 上記制御手段は、上記ブレーキ手段による制動準備を予めブレーキ油圧を高めておくことで行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両用運転支援装置。
- 上記制御手段は、少なくとも自車両と上記先行車との目標車間距離を求めて走行制御を行うものであって、上記制御手段は、上記先行車が存在する場合には第１の目標車間距離を求め、上記先々行車が存在する場合には第２の目標車間距離を求め、上記先行車のみが存在する場合には上記第１の目標車間距離を上記目標車間距離として設定し、上記先々行車が存在する場合には上記第１の目標車間距離と上記第２の目標車間距離とを比較し、何れか大きい方を上記目標車間距離として設定することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の車両用運転支援装置。
- 上記制御手段が上記ブレーキ手段による制動準備を行わせる状態であることを車内と車外の少なくともどちらかに報知又は通信する報知通信手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の車両用運転支援装置。
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