JP5078944B2

JP5078944B2 - 車両用走行制御装置

Info

Publication number: JP5078944B2
Application number: JP2009107319A
Authority: JP
Inventors: 克也水谷; 健一澤田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2029-04-27
Also published as: JP2010256198A

Description

本発明は、電磁波を送受信することで検知エリアに存在する複数の物体までの距離をそれぞれ検知可能な物体検知手段と、霧、雪、雨等により物体検知手段の検知性能が低下する悪環境であることを判定する悪環境判定手段と、悪環境判定手段の判定結果に基づいて物体検知手段の出力を中止するシステムフェイル判定手段とを備える車両用物体検知装置を用いた車両用走行制御装置に関する。

一つの送信波に対して複数の反射波を受信可能であり、各反射波に対応する時間差（送信波の送信から反射波の受信までの時間差）に基づいて複数の物体の距離を検知する、いわゆるマルチエコー式のレーザーレーダー装置において、霧、雪、雨等の天候において空気中に浮遊する粒子により送信波が反射されることにより発生する反射波に対応する前記時間差の閾値を予め記憶しておき、実際に計測された時間差が前記閾値未満の場合には、つまり物体までの距離が所定値未満の場合には、検知された物体が霧、雪、雨等の粒子であると判定し、実際に計測された時間差が前記閾値以上の場合には、つまり物体までの距離が所定値以上の場合には、検知された物体が霧、雪、雨等の粒子以外の先行車等の障害物であると判定するものが、下記特許文献１により公知である。

特開平８−１２２４３７号公報

ところで、かかるマルチエコー式のレーザーレーダー装置において、霧、雪、雨等の粒子と先行車等の障害物とを検知した場合であっても、自車に近い側に存在する霧、雪、雨等の粒子によって送信波が減衰するため、自車から遠い側に存在する先行車等の障害物の検知精度の信頼性が低いものとなり、その信頼性の低い検知データに基づいて衝突被害軽減制御や車間距離制御を実行することは好ましくない。

またマルチエコー式のレーザーレーダー装置では、一つの送信波に対して複数の反射波を検知できるので悪環境下での検知ロバスト性は向上するものの、その反射波が霧、雪、雨等の粒子からの反射波であるのか、先行車等の障害物からの反射波であるのかを確実に識別することは困難であった。

従って、上記特許文献１に記載されているように、最短の時間差で検知された物体が霧、雪、雨等の粒子であり、次に長い時間差で検知された物体が先行車等の障害物であると判定するだけでは、先行車等の障害物の検知データの信頼性を充分に確保できない可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、霧、雪、雨等の悪環境下でも先行車等の目標物を的確に検知できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車両に搭載されてパルス状の電磁波を車体中心軸と直交する方向に向きを変えて送信することにより予め設定された検知エリアを走査する送信手段と、送信された電磁波が物体に反射された反射波を受信する受信手段と、１回の電磁波の送信に対して判定閾値以上となる受信レベルを有する受信信号を複数抽出可能であるとともに、電磁波の送信から受信までの時間に基づいて前記検知エリアに存在する複数の物体までの距離を所定時間毎にそれぞれ検知可能な物体検知手段と、前記物体検知手段が霧、雪、雨等の粒子を検知可能な、車両からの所定距離を予め設定して、車両から前記所定距離に満たない距離で物体を検知する度に悪環境度を所定値増加させると共に、物体を検知しない度に悪環境度を所定値減少させるようにし、且つ前記悪環境度が所定の閾値以上となったときに、前記物体検知手段の検知性能が低下する悪環境であると判定する悪環境判定手段と、前記悪環境判定手段の判定結果に基づいて前記物体検知手段の出力を中止するシステムフェイル判定手段とを備える車両用物体検知装置を用いた車両用走行制御装置において、前記所定距離以上の距離で検知された物体を、各物体間の距離に基づいて目標物として統合する統合手段と、前記統合手段により統合された目標物の不検知度を判定する不検知度判定手段とを備え、前記不検知度判定手段は、目標物の移動速度が所定範囲内である第１条件、目標物の大きさが所定値以上である第２条件、前記物体検知手段が目標物を所定回数以上連続して検知する第３条件、及び目標物が不検知になった場合に該目標物の検知データを補完する外挿処理が行われない第４条件のうちの何れかが成立する度に不検知度を所定値減少させると共に、成立しない度に不検知度を所定値増加させるようにし、且つ前記不検知度が判定閾値未満であるか否かを判定し、前記システムフェイル判定手段は、前記悪環境判定手段が悪環境と判定した場合には衝突被害軽減制御および目標物との車間距離制御を中止するが、悪環境と判定されていても前記不検知度判定手段で判定した目標物の不検知度が判定閾値未満であると判定した場合には前記物体検知手段の出力を継続することで、目標物との車間距離制御を継続することを特徴とする車両用走行制御装置が提案される。

請求項１の構成によれば、送信手段が送信した電磁波が物体に反射された反射波を受信手段が受信すると、物体検知手段が１回の電磁波の送信に対して判定閾値以上となる受信レベルを有する受信信号を複数抽出し、その電磁波の送信から受信までの時間に基づいて検知エリアに存在する複数の物体までの距離を所定時間毎にそれぞれ検知する。悪環境判定手段は、前記物体検知手段が霧、雪、雨等の粒子を検知可能な、車両からの所定距離を予め設定して、車両から前記所定距離に満たない距離で物体を検知する度に悪環境度を所定値増加させると共に、物体を検知しない度に悪環境度を所定値減少させるようにし、且つ前記悪環境度が所定の閾値以上となった場合に、前記物体検知手段の検知性能が低下する悪環境であると判定し、システムフェイル判定手段は悪環境判定手段の判定結果に基づいて物体検知手段の出力を中止する。

このとき統合手段は前記所定距離以上の距離で検知された物体を、各物体間の距離に基づいて目標物として統合し、不検知度判定手段は統合手段により統合された目標物の不検知度を判定し、システムフェイル判定手段は悪環境判定手段により悪環境と判定された場合でも、不検知度判定手段で判定した目標物の不検知度が判定閾値未満の場合には物体検知手段の出力を継続するので、悪環境下でも物体検知手段の出力を一律に中止することなく、目標物をある程度検知可能な場合には物体検知手段の出力を継続することで、その機能を最大限に活かすことができる。

しかも不検知度判定手段は、目標物の移動速度が所定範囲内である第１条件、目標物の大きさが所定値以上である第２条件、物体検知手段が目標物を所定回数以上連続して検知する第３条件、物体検知手段により所定時間毎に検知されるはずの目標物が不検知になったときに目標物の検知データを補完する外挿処理が行われない第４条件のうちの何れかが成立する度に不検知度を所定値減少させると共に、成立しない度に不検知度を所定値増加させるようにし、且つ前記不検知度が判定閾値未満であるか否かを判定するので、不検知度の判定を精度良く行うことができる。

また、悪環境判定手段が悪環境であると判定した場合には衝突被害軽減制御および目標物との車間距離制御を中止するので、物体検知手段の検知精度が低下する悪環境下で不確かなデータに基づいて不確かな制御が行われるのを防止することができる。但し、悪環境判定手段が悪環境であると判定した場合でも、不検知度判定手段が不検知度が判定閾値未満であると判定した場合には、つまり悪環境であっても物体検知手段の検知能力がある程度確保されている場合には目標物との車間距離制御を継続するので、安全性に関わる衝突被害軽減制御が低い精度で行われるのを防止しながら、快適性に関わる目標物との車間距離制御を最大限に継続することができる。

車両用物体検知装置を含む車両用走行制御装置の構成を示すブロック図。送信手段による検知エリアの走査の説明図。ファーストエコーおよびセカンドエコーによる物体検知の説明図。悪環境検出ルーチンのフローチャート。不検知環境検出ルーチンのフローチャート。フェイル判定ルーチンのフローチャート。

以下、図１〜図６に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１に示すように、レーザーレーダー装置は自車前方に向けて送信波を送信する送信手段Ｍ１と、送信波が物体に反射された反射波を受信する受信手段Ｍ２とを備える。車両用物体検知装置の電子制御ユニットＵは、物体検知手段Ｍ３と、悪環境判定手段Ｍ４と、システムフェイル判定手段Ｍ５と、統合手段Ｍ６と、不検知度判定手段Ｍ７とを備えており、物体検知手段Ｍ３には送信手段Ｍ１および受信手段Ｍ２が接続され、システムフェイル判定手段Ｍ５には、安全系システムである衝突被害軽減システムＭ８および快適系システムであるアダプティブ・クルーズ・コントロールシステムＭ９が接続される。衝突被害軽減システムＭ８は、自車が先行車等の物体と衝突するのが避けられない場合に、自動制動やステアリング反力制御を行って衝突の被害を軽減する。アダプティブ・クルーズ・コントロール・システムＭ９は、先行車が存在しない場合には自車を設定車速で走行させ、先行車が存在する場合には先行車との間に設定車間距離が維持されるように自車を追従走行させる。

図２に示すように、レーザーレーダー装置の送信手段Ｍ１は、自車の車体中心軸と直交する所定の検知エリアを送信波で走査することで、その検知エリアに存在する物体を検知する。

図３に示すように、雨、雪あるいは霧のような悪環境時に、レーザーレーダー装置の送信手段Ｍ１が自車前方の検知エリアに送信波を送信すると、その送信波の一部が雨滴等の粒子に反射された反射波（ファーストエコー）が受信手段Ｍ２に受信されるとともに、前記送信波の他の一部が先行車に反射された反射波（セカンドエコー）が受信手段Ｍ２に受信される。

雨滴等の粒子は非常に小さいため、レーザーレーダー装置は近距離（例えば、自車から５ｍ以下の距離）に存在する雨滴等しか検知することができない。一方、衝突被害軽減システムＭ８やアダプティブ・クルーズ・コントロール・システムＭ９の制御対象となる先行車は、雨滴が検知される距離である５ｍよりも遠距離で検知される。従って、ファーストエコーで検知された物体は雨滴等であり、セカンドエコーで検知された物体は先行車である可能性が高くなる。尚、先行車の直後方にはスプラッシュ（水はね）が存在するが、スプラッシュの粒子も小さいため、通常の先行車の距離では検知されることはない。

以上のことから、雨、雪、霧等の粒子を検知可能な、車両からの所定距離（例えば、５ｍ）を閾値として予め設定し、この閾値未満の距離で物体（雨、雪、霧等）を検知する度に悪環境度を１増加させるとともに検知しない度に悪環境度を１減少させ、最終的に悪環境度が所定の閾値以上になったときに、雨、雪、霧等の悪環境であると判定して、悪環境判定手段Ｍ４が悪環境フラグを「１」にセットする。

統合手段Ｍ６は、前記所定距離以上の距離で検知された物体群のうち、相互に近距離に存在する物体群を一纏めにして目標物とする。そして前回サイクルで検知された目標物の位置および速度から今回サイクルにおける目標物の位置を予測し、今回サイクルの目標物の予測位置を中心とする所定範囲内に、今回サイクルで実際に検知された目標物の位置が入っていれば、前回サイクルで検知された目標物と今回サイクルで検知された目標物とが同一物であると判定する。

前回サイクルで検知された目標物と今回サイクルで検知された目標物とが同一物であると判定されなかった場合には、直ちに前回サイクルで検知された目標物をロストした（非検知になった）と判定せず、前回サイクルで検知された目標物の位置および速度から今回サイクルにおける目標物の位置を予測し、その予測位置に目標物が引き続き検知されたと仮定する外挿処理を行う。そして前記外挿処理が所定回数（例えば、５回）連続して行われた場合に、最終的に目標物をロストしたと判定する。

しかして、統合手段Ｍ６は悪環境下での前記目標物の走行状態や検知状態により先行車であるか否かを判定する。その判定の基準は以下のａ）〜ｄ）の何れかの条件が成立することである。

ａ）目標物の前後方向速度が０ｋｍ／ｈ〜１００ｋｍ／ｈであり、かつ横方向速度が２０ｋｍ／ｈ以下であること。

ｂ）目標物の前後方向（奥行き方向）寸法が２０ｃｍ以上であり、かつ横方向（幅方向）寸法が５０ｃｍ以上であること。

ｃ）目標物が１０サイクル以上連続して同一物であると判定されていること。

ｄ）目標物の外挿処理が行われていないこと。

不検知度判定手段Ｍ７は、前記ａ）〜ｄ）の何れかの条件が成立する度に不検知度を１ずつ減少させるとともに成立しない度に不検知度を１ずつ増加させ、最終的に不検知度が所定の判定閾値以上になったときに、先行車を検知できないと判定して不検知フラグを「１」にセットする。

システムフェイル判定手段Ｍ５は、悪環境判定手段Ｍ４が悪環境であると判定した場合（悪環境フラグ＝「１」）には、物体検知手段Ｍ３の出力を中止することで安全系システムである衝突被害軽減システムＭ８および快適系システムであるアダプティブ・クルーズ・コントロールシステムＭ９の作動を中止するので、物体検知手段Ｍ３の検知精度が低下する悪環境下で不確かなデータに基づいて不確かな制御が行われるのを防止することができる。但し、悪環境と判定されていても不検知度判定手段Ｍ７が不検知度が判定閾値未満であると判定した場合、つまり悪環境であっても物体検知手段Ｍ３の検知能力がある程度確保されている場合には、安全性に関わる衝突被害軽減システムＭ８の作動だけを中止して快適性に関わるアダプティブ・クルーズ・コントロールシステムＭ９の作動を継続することで、アダプティブ・クルーズ・コントロールシステムＭ９の機能を最大限に活かすことができる。

次に、上記作用を図４〜図６のフローチャートに基づいて更に説明する。

図４のフローチャートのステップＳ１で閾値（例えば、５ｍ）未満の近距離に存在する反射点の数を計数し、ステップＳ２で前記反射点の数が閾値以上であれば、ステップＳ３で悪環境度カウンタを１インクリメントし、前記ステップＳ２で前記反射点の数が閾値未満であれば、ステップＳ４で悪環境度カウンタを１デクリメントする。続くステップＳ４で悪環境度カウンタのカウント値が閾値以上になれば、ステップＳ５で悪環境フラグを「１」（悪環境）にセットし、前記ステップＳ４で悪環境度カウンタのカウント値が閾値未満であれば、ステップＳ６で悪環境フラグを「０」（非悪環境）にセットする。

図５のフローチャートのステップＳ１１で自車の前方に設定した検知エリアに存在する物体を検知し、ステップＳ１２で前記物体の速度、大きさ、反射点の数により検知した物体が車両（先行車）であるか否かを判定し、先行車であると判定されれば、ステップＳ１３で不検知度カウンタを１デクリメントし、前記ステップＳ１２で先行車でないと判定されれば、ステップＳ１４で不検知度カウンタを１インクリメントする。続くステップＳ１５で不検知度カウンタのカウント値が閾値以上になれば、ステップＳ１６で不検知フラグを「１」（先行車を不検知）にセットし、前記ステップＳ１５で不検知度カウンタのカウント値が閾値未満であれば、ステップＳ１７で不検知フラグを「０」（先行車を検知）にセットする。

図６のフローチャートのステップＳ２１で悪環境フラグが「１」であって悪環境であれば、ステップＳ２２で安全系システム（衝突被害軽減システムＭ８）をフェイルに落として機能を停止する。続くステップＳ２３で不検知フラグが「１」であって先行車を検知できなければ、ステップＳ２４で快適系システム（アダプティブ・クルーズ・コントロール・システムＭ９）をフェイルに落として機能を停止し、前記ステップＳ２３で不検知フラグが「０」であって先行車を検知できれば、ステップＳ２５で快適系システムを継続して機能させる。

以上のように、物体検知手段Ｍ３の検知結果に基づいて悪環境判定手段Ｍ４が霧、雪、雨のような悪環境を検知すると、システムフェイル判定手段Ｍ５はシステムがフェイルしたと判定し、信頼性の低い物体検知手段Ｍ３の検知結果に基づく車両制御が行われないように物体検知手段Ｍ３の出力を中止することで、衝突被害軽減システムＭ８およびアダプティブ・クルーズ・コントロール・システムＭ９の作動を中止する。

しかしながら、悪環境判定手段Ｍ４により悪環境と判定された場合でも、不検知度判定手段Ｍ７で判定した先行車の不検知度が判定閾値以下の場合には、物体検知手段Ｍ３がある程度の信頼性で先行車を検知可能であると判定し、物体検知手段Ｍ３の出力を一律に中止することなく、先行車を検知可能な場合には物体検知手段Ｍ３の出力を継続することで、その機能を最大限に活かすことができる。この場合には、安全系システムである衝突被害軽減システムＭ８は危険防止のために作動を中止するが、快適系システムであるアダプティブ・クルーズ・コントロール・システムＭ９の作動を継続することで、比較的遠方の車両を制御対象とするアダプティブ・クルーズ・コントロール・システムＭ９の機能を最大限に発揮させて商品性を高めることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではレーダー装置の検知結果に基づいて衝突被害軽減制御および目標物との車間距離制御を行っておるが、その他の任意の制御であっても良い。

Ｍ１送信手段
Ｍ２受信手段
Ｍ３物体検知手段
Ｍ４悪環境判定手段
Ｍ５システムフェイル判定手段
Ｍ６統合手段
Ｍ７不検知度判定手段

Claims

車両に搭載されてパルス状の電磁波を車体中心軸と直交する方向に向きを変えて送信することにより予め設定された検知エリアを走査する送信手段（Ｍ１）と、
送信された電磁波が物体に反射された反射波を受信する受信手段（Ｍ２）と、
１回の電磁波の送信に対して判定閾値以上となる受信レベルを有する受信信号を複数抽出可能であるとともに、電磁波の送信から受信までの時間に基づいて前記検知エリアに存在する複数の物体までの距離を所定時間毎にそれぞれ検知可能な物体検知手段（Ｍ３）と、
前記物体検知手段（Ｍ３）が霧、雪、雨等の粒子を検知可能な、車両からの所定距離を予め設定して、車両から前記所定距離に満たない距離で物体を検知する度に悪環境度を所定値増加させると共に、物体を検知しない度に悪環境度を所定値減少させるようにし、且つ前記悪環境度が所定の閾値以上となったときに、前記物体検知手段（Ｍ３）の検知性能が低下する悪環境であると判定する悪環境判定手段（Ｍ４）と、
前記悪環境判定手段（Ｍ４）の判定結果に基づいて前記物体検知手段（Ｍ３）の出力を中止するシステムフェイル判定手段（Ｍ５）とを備える車両用物体検知装置を用いた車両用走行制御装置において、
前記所定距離以上の距離で検知された物体を、各物体間の距離に基づいて目標物として統合する統合手段（Ｍ６）と、
前記統合手段（Ｍ６）により統合された目標物の不検知度を判定する不検知度判定手段（Ｍ７）とを備え、
前記不検知度判定手段（Ｍ７）は、目標物の移動速度が所定範囲内である第１条件、目標物の大きさが所定値以上である第２条件、前記物体検知手段（Ｍ３）が目標物を所定回数以上連続して検知する第３条件、及び目標物が不検知になった場合に該目標物の検知データを補完する外挿処理が行われない第４条件のうちの何れかが成立する度に不検知度を所定値減少させると共に、成立しない度に不検知度を所定値増加させるようにし、且つ前記不検知度が判定閾値未満であるか否かを判定し、
前記システムフェイル判定手段（Ｍ５）は、前記悪環境判定手段（Ｍ４）が悪環境と判定した場合には衝突被害軽減制御および目標物との車間距離制御を中止するが、悪環境と判定されていても前記不検知度判定手段（Ｍ７）で判定した目標物の不検知度が判定閾値未満であると判定した場合には前記物体検知手段（Ｍ３）の出力を継続することで、目標物との車間距離制御を継続することを特徴とする車両用走行制御装置。