JPH0347209B2 - - Google Patents

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JPH0347209B2
JPH0347209B2 JP59149590A JP14959084A JPH0347209B2 JP H0347209 B2 JPH0347209 B2 JP H0347209B2 JP 59149590 A JP59149590 A JP 59149590A JP 14959084 A JP14959084 A JP 14959084A JP H0347209 B2 JPH0347209 B2 JP H0347209B2
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    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93271—Sensor installation details in the front of the vehicles

Description

【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］ この発明は、先行車との車間距離を検出し、当
該車間距離に応じて自車速を制御して安全車間距
離を保ちながら自車両を先行車に自動追従させる
装置に関し、当該装置の信頼性を向上した車両走
行制御装置に関する。 ［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、車両を一定の設定車速で走行させる定速
走行装置の車両への装備に伴ない、先行車への追
突防止、運転操作性向上等を目的とし、自車両と
先行車との距離を検出してその検出結果に応じて
車速制御することで、自車両を先行車に追従走行
させる車両走行制御装置が提案されている（例え
ば特開昭55−86000号）。 ところで、この車両走行装置においては、前述
した如く、先行車との車間距離を測定して、その
測定結果に基づいて自車速を制御している。 したがつて、自車速制御を適切に行なうために
は、先行車を確実に検出する必要がり、この車両
走行制御装置では、その検出手段としてレーダ装
置を用いている。しかしながら、レーダ装置は、
その測距媒体である電磁波が高い直線指向性を有
するため、その検出領域としては自車両の略進行
方向前方に限られる。このため、例えばカーブ路
走行時にあつては、その直線指向性ゆえに先行車
ではなく、自車両進行方向前方の隣接車線を走行
中の車両を検出してしまうおそれがある。これに
より、先行車ではない車両までの車間距離の測定
結果に基づいた不適切な車速制御が行なわれると
いつた事態が発生するおそれがある。 ［発明の目的］ この発明は、上記に鑑みてなされたもので、そ
の目的としては、自車両を先行車に対して安全な
車間距離をもつて追従走行させる装置において、
先行車ではない車両に対する前記追従走行の発生
を防止した車両走行制御装置を提供することにあ
る。 ［発明の概要］ 上記目的を達成するため、この発明は、第１図
に示す如く、自車速を検出する車速検出手段１
と、自車両に設けられ、自車両進行方向に電磁波
を放射して反射体による反射波を受信して当該反
射体までの距離を検出すると共に当該反射体の自
車両に対する移動によるドツプラ信号を出力する
一対のレーダ装置３，５と、当該一対のレーダ装
置から出力されるドツプラ信号の位相差を少なく
とも一方のレーダ装置によつて検出された距離で
微分する位相差微分手段７と、自車両が走行して
いる車線の曲率を検出する曲率検出手段９と、前
記位相差微分手段７で求めた位相差微分値が前記
曲率検出手段９によつて検出された曲率および前
記レーダ装置３，５によつて検出された距離に応
じて設定される所定の範囲内にある場合に前記反
射体が自車両と同一車線を走行している先行車で
あると判定して先行車信号を出力する先行車判定
手段１１と、先行車信号を入力しているときに
は、自重速および少なくとも一方のレーダ装置に
よつて検出された距離に基づいて自車両を先行車
に対し安全な車間距離をもつて追従走行すべく自
車速を制御する車速制御手段１３とを有すること
を要旨とする。 ［発明の実施例］ 以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明す
る。 第２図はこの発明の一実施例を示すもので、第
１および第２のレーダ装置１６および１７、車速
検出手段１を構成する車速センサ１８、車速制御
を開始させるセツトスイツチ１９、スロツトルバ
ルブ開度センサ２１、ステアリングの操舵角を検
出する操舵角センサ２２の出力信号に基づいてマ
イクロコンピユータ２３が後述するフローチヤー
トに従つて処理してスロツトルバルブ開度制御手
段３２を介してスロツトルバルブ（図示せず）の
開度を変えることで車速を制御する構成である。
なお、マイクロコンピユータ２３は、CPU２５、
ROM２７、RAM２９、入出力ポート３１を有
する構成である。 第１および第２のレーダ装置１６および１７
は、第３図に示す如く、いずれもパルスドツプラ
レーダで構成され、送信トリガ回路３５，３７、
パルス変調器３９，４１、アンテナ４３，４５、
受信回路４７，４９および両レーダ装置に共通の
発振器５１を有する構成である。第１のレーダ装
置１６は、自車両の進行方向に光、電波等の電磁
波をパルス放射してから同方向に存在する反射体
による反射波を受信するまでの伝搬遅延時間に基
づいて当該反射体までの距離Ｄを測定すると共
に、当該反射体のアンテナ４３に対する速度成分
に比例した周波数を有するドツプラ信号Z1を出力
する。また、第２のレーダ装置１７は、当該反射
体のアンテナ４５に対するドツプラ信号Z3を出力
する。 ところで、この実施例では、先行車までの車間
距離を確実に検出するため、前記第１および第２
の車間距離１６および１７で検知されている先行
車と思しき反射体が自車両が走行している車線と
同一車線を走行していることを検出することでこ
れを先行車と判断している。そこで、この実施例
の作用を説明する前に、この車線検出の原理を第
４図を用いて説明する。 本発明の出願人は、「衝突防止装置」として、
２つのレーダ装置のアンテナに対する反射体のド
ツプラ信号の位相差を自車両と当該反射体との車
間距離を用いて微分することで得られた位相差微
分値の大小で、自車両と当該反射体との衝突のお
それを判定するものを先に出願している（特開昭
59−79874号）。すなわち、その判定原理として
は、自車両６１に装備された一対のレーダ装置の
アンテナ６３，６５を焦点とする双曲線からの反
射体のずれ、換言すれば自車両６１の進行方向中
心軸Ｏに対する垂直偏位量（オフセツト値）Ｗに
比例して前記位相差微分値が大きくなることを利
用して、この位相差微分値が設定基準値より大き
ければ衝突の可能性は少ないとみなし、小さけれ
ば衝突の可能性が大きいと判断するのである。特
に、反射体が第４図で参照記号Ｃで示される如く
自車両６１の進行方向中心軸Ｏ上に位置する場合
には、ドツプラ信号VRおよびVLの差が等しいた
め、その位相差微分値としては最小となつて、零
となる。そこで、このオフセツト値Ｗに比例して
位相差微分値が大きくなつていくという特徴を用
いて、一車線当りの幅が通常3.5ｍであり自車両
が車線の略中央を走行すると考えると、前記オフ
セツト値が例えば1.8ｍを越えると隣接車線であ
ると考えられる。そして、これに基づいて判断し
ようとすると、この1.8ｍに相当する位相差微分
値が判断基準値として決まるので、実測結果に基
づく位相差微分値をこの判断基準値と比較すれば
よいことになる。 これら前述した原理に基づいて車線判別を行な
おうとする場合には、例えば第５図に示す如く、
曲率半径をパラメータとして反射体までの距離Ｄ
に対する前記判断基準値（ai，bi，ci）を予め設
定記憶しておく。ここで、第６図に示す如く、ai
は先行車領域（同一車線）と判断できる下限値、
biは先行車領域（同一車線）と判断できる上限値
であると共に隣接レーン車両領域と判断できる下
限値、ciは隣接レーン車両領域と判断できる上限
値である。そして第１および第２のレーダ装置１
６および１７による測定結果から得られる位相差
微分値を第５図の判断基準値（ai，bi，ci）と比
較することで車線判別を行なう。具体的には、例
えば直線路（曲率半径は無限大）で第１のレーダ
装置１６で検出された反射体までの距離Ｄが52ｍ
とし、第１および第２のレーダ装置１６および１
７の測定結果に基づく位相差微分値をＢとする
と、判断結果としては第１表に示すようになる。
【表】 なお、ここで「その他」とあるのは、自車両前
方の車両が車線変更をしている場合、あるいはレ
ーダ装置の異常、複数の車両が自車両前方に交錯
している等自動追従走行を継続するには不適正な
状態を示す。 また、第５図における判断基準値（ai，bi，
ci）の設定に際しては、第７図および第８図に示
す如く予め実験等で得られたグラフにおけるデー
タを用いて行なう。第７図は曲率半径が無限大
（直線路）で前記オフセツト値Ｗをパラメータと
した距離に対する位相差微分値の変化例を示し、
第８図はオフセツト値Ｗが一定で曲率半径をパラ
メータとした距離に対する位相差微分値の変化例
を示したものである。実際には、レーダビームの
形状が略扇状とすると、反射体（先行車、隣接レ
ーン車両を含む）が検知できるのは第７図に示す
グラフ中、太線部の条件が成立している場合とな
る。 次に、この実施例の作用を第９図乃至第１１図
に示すマイクロコンピユータ２３の処理フローチ
ヤートを用いて説明する。なお、当該処理は車両
走行中における一定周期の割込み信号の入力によ
つて実行開始される。 割込み信号が入力されると、まずセツトスイツ
チ１９の作動状態を判定して、作動状態になけれ
ば、すなわち車両走行制御状態になければ後述す
るステツプ１５０を介して今回の割込み処理を終
了する。逆に、セツトスイツチ１９が作動状態に
あつて、且つ前回の割込み処理で作動状態になか
つた場合、すなわち今回の割込み処理で始めて作
動状態になつたことを判断すると、その時の自車
速Ｓを先行車がない場合の定速走行のための設定
車速S0として記憶すると共に、以後運転者がアク
セル操作をしなくても前記設定車速S0が維持でき
るようにスロツトル開度制御手段９の出力をスロ
ツトルバルブの開度を変えるコネクテイングロツ
ド（図示せず）に伝達可能にするための伝達クラ
ツチ（図示せず）をオンにし、スロツトルバルブ
の開度を設定車速S0に対応する開度θsoに調整し、
さらにセツトスイツチ１９の作動中を示す車両走
行制御フラグをセツトしてステツプ１５０に進む
（ステツプ１００〜１４０）。ステツプ１５０に進
むと、車両走行制御中であり、且つブレーキ作動
やクラツチがオフ状態になつていないことを確認
して加減速率制御（ステツプ１９０）の処理を行
なう（ステツプ１６０，１９０）。なお、ステツ
プ１６０において、ブレーキ作動を検知したり、
クラツチがオフ状態にあることを検知すると、車
両走行制御を中止すべく車両走行制御フラグをリ
セツト（ステツプ１７０）すると共に、前記伝達
クラツチをオフ（ステツプ１８０）にして今回の
割込み処理を終了する。 次に第１０図を用いて加減速率制御（ステツプ
１９０）について説明する。まず、現時点の自車
速Ｓが一定車速範囲内（30Km／ｈ≦Ｓ≦120Km／
ｈ）にあることを確認後（ステツプ２１０）に自
車速Ｓに応じた安全車間距離D0を算出（ステツ
プ２４０）してステツプ２５０に進む。なお、自
車速Ｓについて、Ｓ＜30Km／ｈまたはＳ＞120
Km／ｈが成立すると、車両走行制御を中止すべく
車両走行制御フラグをリセツトし、前記伝達クラ
ツチをオフにする（ステツプ２２０〜２３０）ス
テツプ２５０に進むと、前記第１のレーダ装置１
６で検出された反射体までの距離Ｄを読み込み、
先に求めた安全車間距離D0との距離差ΔDを算出
後（ステツプ２６０）、当該反射体が先行車であ
るか否かを判断すべくステツプ２７０に進む。 ステツプ２７０に進むと、まず前記第１および
第２のレーダ装置１６および１７からのドツプラ
信号Z1およびZ3を入力して両信号の位相差Ｐを求
め、この位相差微分値Ｂを算出する（ステツプ２
７０，２８０）。次に、前記操舵角センサ２２で
検出されたステアリングの操舵角Ｔを読み込み
（ステツプ２９０）、自車両が走行している車線の
曲率半径Ｒを算出後（ステツプ３００）、距離Ｄ、
位相差微分値Ｂ、曲率半径Ｒに基づいて前述した
原理に基づき前記反射体が存在している車線を判
別すべくステツプ３０２に進む。なお、ステアリ
ングの操舵角Ｔからの曲率半径Ｒの計算について
は、車速Ｓも用いることで次式により算出できる
ことが知られている（新編「自動車工学便覧」第
２編第２章参照」。 Ｒ＝Ｌ・Ｈ（１＋Ｆ・S2）／Ｔ なお、上式において、Ｌはホイルベース、Ｆは
スタビリテイフアクタ、Ｈはステアリングギヤ比
である。また、前記位相差微分値Ｂとしては、前
回の割込み処理時に求めた位相差P′および距離
D′を用いて、次式で算出してもよい。 Ｂ＝∂P／∂D≒Ｐ−P′／Ｄ−D′ ステツプ３０２に進むと、先の処理で得られた
反射体までの距離Ｄ、位相差微分値Ｂ、曲率半径
Ｒについて、予めROM２７内に記憶されている
前記第５図に示す如きデータと比較して当該反射
体の存在する車線を判別することで、当該反射体
が先行車か否かを判断する。この結果、当該反射
体が自車両が走行している車線と同一車線を走行
する先行車であると判断した場合には、反射体が
先行車または隣接車線を走行している別の車両の
いずれであるかが判断できない状態を示すレーン
チエンジフラグをリセツト後に（ステツプ３０
４）、前記先行車に対して車間距離制御を行なう
べくステツプ３２０に進む。また、当該反射体が
先行車ではなく隣接車線を先行している車両であ
ると判断した場合には、前記レーンチエンジフラ
グをリセツト後（ステツプ３０６）に、先のステ
ツプ１１０で設定された設定車速S0で自車両を定
速先行させるべくステツプ３５０に進む。一方、
当該反射体が先行車あるいは隣接車線を先行中の
車両のいずれとも判断できない場合（前記第１表
の「その他」に該当）には、自動追従走行の継続
が不適当な状態になつている疑いがあり、この疑
義を明らかにすべくステツプ３０８に進む。 ステツプ３０８では、レーンチエンジフラグの
状態を判別する。この判別の結果、レーンチエン
ジフラグがセツト状態にあれば、少なくとも前回
の割込み処理時から既に前記「その他」の状態に
なつていたことになり、当該フラグのセツト時間
を示すレジスタＣをインクリメント後（ステツプ
３１４）にステツプ３１６に進む。ステツプ３１
６ではレジスタＣの値を車線変更に要する時間
（数秒程度）を割込み時間で除した設定値Ｋと比
較し、Ｃ＞Ｋが成立すれば警報後車間距離制御を
解除すべく前述したステツプ２２０に進む（ステ
ツプ３１８）。すなわち、前記「その他」に該当
する場合としては、自車両前方の車両が車線変更
中であることが一般的であり、通常、車線変更に
要する時間としては数秒程度である。したがつ
て、この「その他」に該当する継続時間が所定時
間よりも長いことを検出することで、この「その
他」と判断している状態が前方車の車線変更によ
るものでなく、レーダ装置の異常、複数の車両が
自車両前方に交錯している等車間距離制御によつ
て自動追従走行するには不適当な状態によるもの
であると判断できるのである。このため、ステツ
プ３１６でＣ≦Ｋの場合には、前記設定車速S0で
自車両を定速先行させるべくステツプ３５０に進
み、また、ステツプ３０８でレーンチエンジフラ
グがリセツト状態の場合には同フラグをセツトす
ると共に前記レジスタＣを初期値「１」にセツト
後にステツプ３５０に進む（ステツプ３１０，３
１２）。 ステツプ３２０に進むと、先のステツプ２６０
で求めた安全車間距離D0と現時点の車間距離Dn
との差ΔDの絶対値が所定値（例えば１ｍ）以下
で且つ当該差ΔDが負の値であれば、すなわち自
車両が先行車に車間距離（D0−１ｍ）を越えて
接近している場合には、一定減速率で自車速Ｓを
下げるべく減速率Δθを所定値（例えば−3゜、第
１２図のＡの領域）に設定して後述するステツプ
４００に進む（ステツプ３２０〜３４０）。 一方、ステツプ３３０の判定において、ΔD＞
Ｏが成立する場合、すなわち、先行車との車間距
離が（D0＋１ｍ）以上に離れている場合には、
自車両Ｓと前記設定車速S0との差（速度偏差）、
ΔSを求めて（ステツプ３５０）、当該速度偏差
ΔSが一定速度（例えば５Km／ｈ）以上か、ある
いは当該速度偏差ΔSの絶対値が所定速度（例え
ば0.5Km／ｈ）以上かを判定する。この判定では
ΔS≧５Km／ｈであることが判定されると、すな
わち先行車との車間距離が（D0＋１ｍ）以上で
自車速Ｓが前記設定車速S0に対して５Km／ｈ以上
低速である場合には、自車両を一定加速率で増速
すべく加速率Δθを一定（例えば2゜、第１２図の
Ｂ領域）として後述するステツプ４００に進む
（ステツプ３６０，３７０）。また、｜ΔS｜≧0.5
Km／ｈが成立すると、すなわち、先行車との車間
距離で（D0＋１）以上で且つ速度偏差ΔSが0.5
Km／ｈ≦ΔS≦５Km／ｈの範囲にある場合には、
当該偏差速度ΔSに比例した値（例えば3ΔS、第
１２図のＣ領域）を加速率Δθとして算出して後
述するステツプ４００に進む（ステツプ３８０，
３９０）。なお、ステツプ３２０において｜ΔD
｜≧１ｍ、およびステツプ３８０において｜ΔS
｜≧0.5Km／ｈが成立すると、すなわち、先行車
との車間距離が（D0＋１ｍ以内にある場合、お
よび自車速Ｓが設定車速S0に対して一定車速
（0.5Km／ｈ）幅の範囲内にある場合には、特に車
速を制御する必要がないので処理を終了する。 ステツプ４００に進むと、前述したステツプ３
４０，３７０，３９０のいずれかで求められた加
速率または減速率で車速制御すべく、現在のスロ
ツトルバルブ開度θの検出結果から目標とするス
ロツトルバルブ開度θ0を次式で算出する（ステツ
プ４００，４１０）。 θ0＝θ＋Δθ そして、この算出結果に基づきスロツトルバル
ブの開度を目標開度θ0とすべく、第１１図に示す
如きスロツトルバルブ開度制御処理に進み、前記
コネクテイングロツドを回転させるスロツトルバ
ルブ開度制御手段１５を構成するモータを、先に
求めた値Δθが正であれば、すなわち当該値Δθが
加速率を示すものであれば、正回転させてスロツ
トルバルブの開度を広げ、負であれば、すなわち
当該値Δθが減速率を示すものであれば逆回転さ
せて開度を小さくして、スロツトルバルブの開度
θが目標開度θ0に対して一定角度θT以下となるモ
ータ駆動を停止すると共に今回の割込み処理を終
了する（ステツプ４２０および第１１図ステツプ
５００〜５５０）。 ［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、一対
のレーダ装置を車載し、夫々のレーダ装置により
自車両進行方向に放射した電磁波の反射体までの
距離を検出すると共に当該反射体の自車両に対す
る移動によるドツプラ信号を得て、このドツプラ
信号の位相差を距離で微分した位相差微分値につ
いて自車両が走行している車線の曲率に応じて設
定される距離に対応する基準値に対する大小を比
較することで、前記反射体が自車両と同一車線を
走行している先行車であると判断した上でこの先
行車に対し安全な車間距離をもつて追従先行すべ
く自車速を制御するようにしたので、例えばカー
ブ路走行時に先行車ではなく隣接車線を走行して
いる車両等との距離を検出してこれに基づいた不
適切な自車速制御の発生を防止でき、結果として
装置の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はクレーム対応図、第２図はこの発明の
一実施例の構成を示す図、第３図は第１および第
２図のレーダ装置の構成を示す図、第４図乃至第
８図は当該一実施例における先行車の検出原理を
示す図、第９図乃至第１１図は当該一実施例の作
用を示すフローチヤート図、第１２図は当該一実
施例の制御概要図である。 １……車速検出手段、３……レーダ装置、５…
…レーダ装置、７……位相差微分手段、９……曲
率検出手段、１１……先行車判定手段、１３……
車速制御手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 自車速を検出する車速検出手段と、自車両に
    設けられ、自車両進行方向に電磁波を放射し反射
    体による反射波を受信して当該反射体までの距離
    を検出すると共に当該反射体の自車両に対する移
    動によるドツプラ信号を出力する一対のレーダ装
    置と、当該一対のレーダ装置から出力されるドツ
    プラ信号の位相差を少なくとも一方のレーダ装置
    によつて検出された距離で微分する位相差微分手
    段と、自車両が走行している車線の曲率を検出す
    る曲率検出手段と、前記位相差微分手段で求めた
    位相差微分値が前記曲率検出手段によつて検出さ
    れた曲率および前記レーダ装置によつて検出され
    た距離に応じて設定される所定の範囲内にある場
    合に前記反射体が自車両と同一車線を走行してい
    る先行車であると判定して先行車信号を出力する
    先行車判定手段と、先行車信号を入力していると
    きには、自重速および少なくとも一方のレーダ装
    置によつて検出された距離に基づいて自車両を先
    行車に対し安全な車間距離をもつて追従走行すべ
    く自車速を制御する車速制御手段とを有すること
    を特徴とする車両走行制御装置。
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