JPWO2016038773A1 - 衝突防止装置 - Google Patents

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Abstract

衝突防止装置は車両に搭載され、その駆動系を制御することによって障害物との衝突を防止する。この衝突防止装置は、障害物センサと、障害物検出エリア設定部と、検出部と、車両制御部とを有する。障害物センサは、所定の障害物検出エリアに光波、電波、または超音波を送信し、その反射波を受信する。障害物検出エリア設定部は、障害物センサの障害物検出エリアを設定する。検出部は、障害物センサの検出結果に基づいて障害物検出エリア内の障害物を検出する。車両制御部は、検出部の検出結果に基づき、かつ、障害物検出エリア設定部で設定された障害物検出エリアに応じて車両の駆動系を制御する。

Description

本発明は、車両の周辺に存在する障害物との衝突を防止する衝突防止装置に関する。
従来、車両に搭載した超音波センサ（ソナーとも呼ぶ）を用いて、車両の周辺に存在する障害物を検出し、衝突を防止する装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
超音波センサは、超音波を送信した後、障害物で反射した戻りの超音波を受信することで、送信から受信までの時間と音速とから、障害物までの距離を検出することができる。一つの検出エリアで、複数の超音波センサを動作させ、各超音波センサが障害物までの距離を測定することで、三点測量により障害物の位置を検出することができる。
超音波センサを用いて障害物を検出する際には、路面から突出する縁石により障害物を誤検出することがある。この誤検出を防止するために、超音波センサの検出領域を制御する技術が知られている（例えば、特許文献２を参照）。
特許文献２では、距離センサの受信ゲインを制御可能にし、車両姿勢が変化した場合、その車両姿勢により、距離センサの検出領域に地面が入るか否かを判断する。地面が検出領域に入った場合には、距離センサの受信ゲインを減少し、検出領域を地面が入らないように縮小する。また、検出領域に地面が入らない場合でも、障害物が検出された場合は、縁石分の高さが検出領域に入らないように検出領域を制限するから、縁石が障害物として検出されることもなくなり障害物検出の信頼性が向上される。
特開昭５９−１３４０３８号公報 特開２０００−３４６９３６号公報
本発明は、障害物センサを用いた衝突防止装置を提供する。この衝突防止装置は、縁石等の車両に衝突のおそれのない高さの障害物に対して誤ったブレーキ制御を行うことなく、かつ、衝突のおそれのある検出すべき障害物の見落としを回避することができる。
本発明に係る衝突防止装置は車両に搭載され、その駆動系を制御することによって障害物との衝突を防止する。この衝突防止装置は、障害物センサと、障害物検出エリア設定部と、検出部と、車両制御部とを有する。障害物センサは、所定の障害物検出エリアに光波、電波、または超音波を送信し、その反射波を受信する。障害物検出エリア設定部は、障害物センサの障害物検出エリアを設定する。検出部は、障害物センサの検出結果に基づいて障害物検出エリア内の障害物を検出する。車両制御部は、検出部の検出結果に基づき、かつ、障害物検出エリア設定部で設定された障害物検出エリアに応じて車両の駆動系を制御する。
本発明によれば、縁石等の車両に衝突のおそれのない高さの障害物に対して誤ったブレーキ制御を行うことなく、かつ、衝突のおそれのある検出すべき障害物の見落としを回避することができる。
本発明の実施の形態１に係る衝突防止装置のブロック図 本発明の実施の形態１に係る衝突防止装置から送信される超音波の障害物検出エリアを車両側方からの視点で示す図 本発明の実施の形態１に係る衝突防止装置から送信される超音波の障害物検出エリアを車両上方からの視点で示す図 本発明の実施の形態１に係る衝突防止装置の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態１に係る他の衝突防止装置のブロック図 本発明の実施の形態１に係るさらに他の衝突防止装置のブロック図 本発明の実施の形態２に係る衝突防止装置のブロック図 本発明の実施の形態２に係る衝突防止装置から送信される超音波の障害物検出エリアを車両上方からの視点で示す図 本発明の実施の形態２に係る衝突防止装置の動作を示すフローチャート
本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来の衝突防止装置における問題点を簡単に説明する。特許文献２のように、受信ゲインを減少した場合、一般的には水平方向の検知エリアも縮小される。そのため、縁石以外の検知すべき障害物も検出されなくなるおそれがある。
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施の形態に係る衝突防止装置について、詳細に説明する。なお、図２、図３、図８において、車幅方向がＸ軸、車長方向がＹ軸、路面に対して垂直方向がＺ軸を示す。
（実施の形態１）
＜衝突防止装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る衝突防止装置１００の構成について、図１、図２、図３を参照しながら、詳細に説明する。図１は本実施の形態に係る衝突防止装置１００のブロック図である。図２、図３は、衝突防止装置１００から送信される超音波の障害物検出エリアを示す図であり、図２は車両側方からの視点で、図３は車両上方からの視点で、それぞれ示している。
衝突防止装置１００は、１つの超音波センサ１０１と、送信部１０２と、受信部１０３、障害物検出エリア設定部（以下、設定部）１０４と、障害物検出部（以下、検出部）１０５と、車両制御部１０６とを有している。
送信部１０２は、所定の送信タイミングで、所定の障害物検出エリアに超音波を送信するように超音波センサ１０１を制御する。また、送信部１０２は、超音波の送信タイミングを示す信号を検出部１０５に出力する。
超音波センサ１０１は、送信部１０２の制御に従って、所定の障害物検出エリアに向けて超音波を送信する。具体的には、超音波センサ１０１は圧電素子（図示せず）を振動させることにより、超音波を送信する。超音波センサ１０１は、送信した超音波の反射波を受信すると、受信した反射波（戻りの超音波）を電気信号に変換して出力する。図２に示すように、超音波センサ１０１は、車体２０１の外部に設けられる。例えば、超音波センサ１０１は、車体２０１の外部後方下部のバンパ２０２付近に設けられる。
受信部１０３は、超音波センサ１０１が超音波を送信しない期間に、超音波センサ１０１で受信した戻りの超音波の受信レベルと受信タイミングを示す受信信号とを検出部１０５に出力する。
検出部１０５は、超音波センサ１０１の検出結果に基づいて障害物検出エリア内の障害物を検出する。具体的には、受信部１０３から受信した信号の受信レベルが所定の閾値を超えているか否かによって障害物を検出する。そして、検出部１０５は、送信部１０２から入力される超音波の送信タイミングと、受信部１０３から入力される戻りの超音波の受信タイミングとの時間差を算出する。続いて、検出部１０５は、算出した時間差および三角測量の原理に基づいて障害物の距離を検出する。検出部１０５は、障害物を検出した際に検出結果を、障害物検出エリアの設定情報とともに、車両制御部１０６に出力する。一方、検出部１０５は、障害物を検出しなかった際に検出結果を設定部１０４に出力する。
設定部１０４は、送信部１０２に対して、超音波センサ１０１が出力する超音波を所定の障害物検出エリアに制御する指示信号を出力する。例えば、図２に示すように、設定部１０４は、第１の障害物検出エリア２０４に送信ゲインＧ１で超音波を出力させる第１の指示信号を送信部１０２に出力する。また、設定部１０４は、第２の障害物検出エリア２０３に送信ゲインＧ２で超音波を出力させる第２の指示信号を送信部１０２に出力する。第２の障害物検出エリア２０３は、第１の障害物検出エリア２０４より広い範囲で障害物を検出可能なエリアである。
図２に示すように、第１の障害物検出エリア２０４は、路面２０６から突出する縁石２０５を検出不能なエリアにあらかじめ設定される。換言すると所定の高さ以下の物体が入らないようにマージンを持たせた所定高さＤ以上となるエリアに設定される。縁石２０５はたかだか数百ｍｍ程度と考えられるため、例えば送信ゲインＧ１は、１５０ｍｍ高以下の物体を検出しない程度のゲインに設定される。すなわち、縁石２０５は路面２０６から所定の高さＤ以下の物体である。なお、車体２０１の底の最も低い部分に当たらない高さを有する物体を縁石２０５と定義できるので、車体２０１に応じて、高さＤを設定してもよい。
一方、第２の障害物検出エリア２０３は、最も下方（図２のＺ軸下方向）においてほぼ路面２０６に到達し、縁石２０５を検出可能なエリアに予め設定されている。例えば送信ゲインＧ２は、搭乗条件等の変化による車体２０１の車高変化を考慮し、一定のマージンを確保しつつ路面２０６近傍のエリアが検出対象となる程度のゲインに設定される。このような設定によって、設定部１０４は、縁石２０５を検出不能な第１の障害物検出エリア２０４と、第１の障害物検出エリア２０４よりも広く、縁石２０５を検出可能な第２の障害物検出エリア２０３とを設定可能である。後述するように、設定部１０４は、障害物検出エリアとして、第１の障害物検出エリア２０４と第２の障害物検出エリア２０３とを切り替えて設定可能である。
図３に示すように、第１の障害物検出エリア２０４は、ＸＹ平面上で示される領域で、最小検出距離境界３０１において車幅領域を包含するエリアに設定されることが好ましい。具体的には、車体２０１の車幅方向右端を示す線ＷＲと車体２０１の車幅方向左端を示す線ＷＬで挟まれる車幅Ｗを包含するエリアに設定される。これによって、第１の障害物検出エリア２０４は、最小検出距離境界３０１より遠方で最大検出距離境界３１０に至るまでは、線ＷＲと線ＷＬより外側にエリアが延びている。したがって、第１の障害物検出エリア２０４では、最大検出距離境界３１０に至るまでは車両が直進後退する領域で確実に障害物を検出することができる。なお、最大検出距離境界は、図３に示す最大検出距離境界３１０であってもよいが他の定義であってもよい。例えば、図３の直線３２０に示されるように、第１の障害物検出エリア２０４のうち線ＷＲと線ＷＬより外側にエリアが延びている部分を結ぶ直線であって、かつＸ軸と平行な直線で最も車体２０１より遠方にある位置であってもよい。
一方、最小検出距離境界３０１は、超音波センサ１０１が送信する超音波のパルス送信時間に依存する。具体的には、最小検出距離境界３０１は、最小検出距離Ｌｍｉｎだけ車両からＹ軸方向に離れてＸ軸に平行な直線である。最小検出距離Ｌｍｉｎは以下の関係式で算出される。
車両制御部１０６は、検出部１０５の検出結果に基づき、かつ、設定部１０４で設定された障害物検出エリアに応じて車両の駆動系を制御する。具体的には、車両制御部１０６は、検出部１０５が第１の障害物検出エリア２０４で障害物を検出した場合にブレーキ制御を行い、検出部１０５が第２の障害物検出エリア２０３で障害物を検出した場合にトルク抑制制御を行う。駆動系は、例えばアクセルやブレーキである。具体的な処理としては、例えば、車両制御部１０６は、トルク抑制制御としてアクセル開度を制御するスロットルバルブの開度上限指示を行って車速上限を設定する。あるいは、ブレーキパッドを制御するブレーキシリンダの液圧変更を指示してブレーキをかける。
車両制御部は、検出部の検出結果に車両の駆動系を制御する。
＜衝突防止装置の動作＞
次に、衝突防止装置１００の動作について、図４を参照しながら、以下に詳細に説明する。図４は衝突防止装置１００の動作を示すフローチャートである。
まず、設定部１０４は、超音波センサ１０１の障害物検出エリアを、縁石２０５を検出不能な第１の障害物検出エリア２０４に設定する（Ｓ４０１）。例えば設定部１０４は、送信ゲインＧ１の指示信号を送信部１０２に出力する。ただし、設定の手法はこれに限られない。この処理の開始のトリガーは任意であるが、衝突防止装置１００の起動時や車体２０１が後退を開始したときが望ましい。具体的には例えば駐車していた状態からイグニッションオンしたときや、ギアをリアに入れたときや、前進駐車モードまたは後退駐車モードの入力を行ったときが考えられるがこれらに限定されない。これにより、緊急ブレーキなどの必要なときにのみ車両制御を行うため、衝突防止対策のために乗員に不快感を生じるおそれを低減することができる。
続いて、超音波センサ１０１が第１の障害物検出エリア２０４に超音波を送信し、戻りの超音波の受信処理を行う（Ｓ４０２）。
次に、衝突防止装置１００は、第１の障害物検出エリア２０４で障害物があるか否かを判定する（Ｓ４０３）。具体的には、検出部１０５が、受信部１０３にて超音波センサ１０１から受信した戻りの超音波の受信信号が所定の閾値を超えたか否かを判断することで障害物があるか否かを判定する。
検出部１０５が第１の障害物検出エリア２０４で障害物を検出したと判定された場合（Ｓ４０３でＹ）、その判定結果に基づいて車両制御部１０６がブレーキ制御を行う（Ｓ４０４）。
一方、検出部１０５が第１の障害物検出エリア２０４で障害物を検出しない場合（Ｓ４０３でＮ）、設定部１０４は第１の障害物検出エリア２０４から縁石を検出可能な第２の障害物検出エリア２０３に変更する（Ｓ４０５）。例えば設定部１０４は、送信ゲインＧ２の指示信号を送信部１０２に出力するが設定の手法はこれに限られない。
続いて、衝突防止装置１００は、超音波送受信を行う（Ｓ４０６）。具体的には、超音波センサ１０１が第２の障害物検出エリア２０３で超音波を送信し、戻りの超音波の受信処理を行う。受信信号の受信レベル（振幅）で障害物の有無を判定する場合、複数種類の送信波を同じ送信タイミングで送信すると、干渉で誤検出が生じるおそれがある。そのため、上述のように、第１の障害物検出エリア２０４での送信波と第２の障害物検出エリア２０３での送信波とでは送信タイミングが分離されている。
次に、検出部１０５は、受信部１０３が超音波センサ１０１から受信した戻りの超音波の受信信号が所定の閾値を超えたか否かに基づき、障害物があるか否かを判定する（Ｓ４０７）。
検出部１０５が第２の障害物検出エリア２０３に障害物があると判定した場合（Ｓ４０７でＹ）、その判定結果に基づいて車両制御部１０６がトルク抑制制御を行う（Ｓ４０８）。
以上の処理が反復して繰り返される。以上の動作により、衝突防止装置１００は、以下の効果を奏する。
第１の障害物検出エリア２０４では図２で示される縁石２０５が検出対象から排除されている。したがって、Ｓ４０３で検出された物体は衝突のおそれがある障害物であることが分かる。第１の障害物検出エリア２０４で検出された障害物は、図３からわかるように、第２の障害物検出エリア２０３に対して車体２０１の進行方向に近く、衝突する可能性が高い。このような衝突のおそれがある障害物に対しては、Ｓ４０４に示されるブレーキ制御によって、迅速にブレーキがかかり衝突を回避することができる。
第２の障害物検出エリア２０３で検出された物体は、第１の障害物検出エリア２０４では検出されなかった物体である。そのため、図３において第１の障害物検出エリア２０４の範囲外にあって衝突のおそれのある障害物か、図２において第１の障害物検出エリア２０４の下方にあって衝突のおそれのない縁石２０５のいずれかの可能性がある。
仮に検出された物体が障害物であった場合、第１の障害物検出エリア２０４に対して障害物との衝突のおそれは比較的低い。一方、検出された物体が縁石２０５であった場合、運転者は後方に物体が見えないため、早く後退しようと加速する可能性がある。したがって、第２の障害物検出エリア２０３で検出された物体がいずれであっても、Ｓ４０８のトルク抑制制御を行うことが好ましい。
第２の障害物検出エリア２０３で検出された物体が障害物であった場合には、第１の障害物検出エリア２０４で障害物が検出された場合に比べて衝突のおそれが低い。そのため、乗車している人が不快に感じるおそれがある急なブレーキは行われない。しかしながら、Ｓ４０８のトルク抑制制御を行うことにより、誤踏みなどの急加速による衝突のおそれを回避することができる。
一方、第２の障害物検出エリア２０３で検出された物体が縁石２０５であった場合、運転者が早く後退しようと加速すると、意図せず縁石２０５に乗り上げてしまう可能性がある。しかしながら、Ｓ４０８のトルク抑制制御を行うことにより、このような乗り上げによって不快感を覚える可能性を低減することができる。
上述のように、第１の障害物検出エリア２０４での送信波と第２の障害物検出エリア２０３での送信波とで送信タイミングは分離されている。一般に、超音波センサの発する超音波は遅いため、複数種類の送信波を出力するシステムでは、第１の障害物検出エリア２０４と第２の障害物検出エリア２０３についての一連の処理が完了するまでの処理時間が約数十ｍｓｅｃかかる。この場合、衝突防止装置１００の１回の動作が完了するまでに車体２０１は数十ｃｍから数ｍ程度動く可能性があり、その間に車両制御が間に合わずに衝突するおそれがある。そこで、第１の障害物検出エリア２０４のように衝突のおそれがあるエリアについては早期にブレーキをかけることで、縁石２０５の誤検出を抑制できる。そして、緊急にブレーキが必要な、車両進行方向であって車両の近傍のエリアで、障害物と衝突するおそれを低減することができる。
なお、上述のように、設定部１０４は、第１の障害物検出エリア２０４、第２の障害物検出エリア２０３を設定するために、送信部１０２に送信ゲインを変える指示を送る。しかしながら他の手法であってもよい。例えば図５、図６に示すような構成を採用してもよい。
図５に示す構成では、設定部１０４は、第１の障害物検出エリア２０４、第２の障害物検出エリア２０３を設定するために、受信部１０３に受信ゲインを変える指示を送る。例えば、受信信号の増幅率を指示してゲインを変える。このように構成してもよい。
図６に示す構成では、設定部１０４は、第１の障害物検出エリア２０４、第２の障害物検出エリア２０３を設定するために、検出部１０５の障害物検出処理の所定の閾値を変更する指示を送る。このように、閾値を変更することによって障害物検出エリアを変えることができる。例えば、閾値を上げれば、障害物検出を判定するとき、受信部１０３からの受信信号が同じでも、実質的に障害物が検出されなくなる。このように、障害物が検出エリア外となるためエリアを小さくするのと同様の状態になる。
（実施の形態２）
＜衝突防止装置の構成＞
本発明の実施の形態２に係る衝突防止装置７００の構成について、図７を参照しながら、以下に詳細に説明する。図７は本実施の形態に係る衝突防止装置７００のブロック図である。図８は衝突防止装置７００から送信される超音波の障害物検出エリアを車両上方からの視点で示す図である。なお、図７、図８において、図１、図３と同一構成と機能である部分については符号のみ変えて、その説明を省略する場合がある。
図７では、図１における超音波センサ１０１、送信部１０２、受信部１０３、設定部１０４が複数設けられている。第１の超音波センサ７０１と第２の超音波センサ７０５とが超音波センサ１０１に対応し、第１の送信部７０２と第２の送信部７０６とが送信部１０２に対応する。第１の受信部７０３と第２の受信部７０７とが受信部１０３に対応し、第１の障害物検出エリア設定部（以下、第１の設定部）７０４と第２の障害物検出エリア設定部（以下、第２の設定部）７０８が設定部１０４に対応する。
障害物検出部（以下、検出部）７０９は、第１の受信部７０３と第２の受信部７０７からの受信信号からそれぞれの障害物検出エリアにおける障害物を検出する。車両制御部７１０は、検出部７０９の検出結果に基づいて車両の駆動系を制御する。また、第１の設定部７０４と第２の設定部７０８は、検出部７０９の検出結果に基づいて障害物検出エリアを設定する。具体的には、第１の設定部７０４と第２の設定部７０８は、隣接する互いの超音波センサの検出結果も含めて障害物検出エリアを設定する。
また、図８に示すように、ＸＹ平面上において、第１の超音波センサ７０１による第１の障害物検出エリア８０２と、第２の超音波センサ７０５による第１の障害物検出エリア８０３との合成エリアは、最小検出距離境界８００において車幅領域を包含するエリアに設定されることが好ましい。具体的には、この合成エリアは、車体２０１の車幅方向右端を示す線ＷＲと、車体２０１の車幅方向左端を示す線ＷＬとで挟まれる車幅Ｗを包含するエリアに設定される。
最近傍点８０５は、複数の第１の障害物検出エリア８０２、８０３が重なる部分のＹ軸が最も車体２０１寄りになる点であり、最小検出距離境界８００は最近傍点８０５を通りＸ軸に平行な直線である。一方、最遠方点８０６は、複数の第１の障害物検出エリア８０２、８０３が重なる部分の、Ｙ軸方向で最も車両から遠方の点である。最大検出距離境界８０７は、最遠方点８０６を通りＸ軸に平行な直線である。これによって、第１の障害物検出エリア８０２、８０３によって合成されるエリアでは、最大検出距離境界８０７に至るまでは車体２０１が直進後退する領域で確実に障害物を検出することができる。
なお、超音波センサの配置、および数は、以下の条件を満たせば図８に示されるものに限られない。車体２０１に搭載される超音波センサのゲインを下げた状態の各障害物検出エリアの合成エリアが最近傍点８０５を通りＸ軸に平行な直線（図８の最小検出距離境界８００）、最遠方点８０６を通りＸ軸に平行な直線（図８の最大検出距離境界８０７）、および車幅のＹ軸方向への延長線（図８の線ＷＲ、線ＷＬ）にて囲まれる領域をもれなくカバーすることができればよい。これによって、衝突のおそれが高いエリアについて障害物の検出漏れを無くすことができる。
＜衝突防止装置の動作＞
次に、衝突防止装置７００の動作について、図９を参照しながら、以下に詳細に説明する。図９は、衝突防止装置７００の動作を示すフローチャートである。
まず、第１の障害物検出エリア設定部７０４、第２の設定部７０８は、それぞれ第１の超音波センサ７０１、第２の超音波センサ７０５の障害物検出エリアを、縁石を検出不能な第１の障害物検出エリア８０２、８０３に設定する（Ｓ９０１）。
続いて、第１の超音波センサ７０１が、第１の障害物検出エリア８０２に超音波を送信し、戻りの超音波の受信処理を行う。その後、第２の超音波センサ７０５が、第１の障害物検出エリア８０３に超音波を送信し、戻りの超音波の受信処理を行う（Ｓ９０２）。受信信号の受信レベル（振幅）で障害物の有無を判定する場合、複数種類の送信波を同じ送信タイミングで送信すると、干渉で誤検出が生じるおそれがある。そのため、第１の超音波センサ７０１と第２の超音波センサ７０５とで時間を変えて超音波を送信する。
次に、衝突防止装置７００は、図９に示すように、第１の超音波センサ７０１、第２の超音波センサ７０５について送受信処理が完了したか否かを判定する（Ｓ９０３）。これらの超音波センサのいずれかについて送受信処理が完了していない場合（Ｓ９０３でＮ）、Ｓ９０２の処理に戻る。両方の超音波センサについて送受信処理が完了した場合（Ｓ９０３でＹ）、衝突防止装置７００は、第１の障害物検出エリアの合成エリアで障害物があるか否かを判定する（Ｓ９０４）。具体的には、第１の受信部７０３が第１の超音波センサ７０１から受信した戻りの超音波の受信信号、および、第２の受信部７０７が第２の超音波センサ７０５から受信した戻りの超音波の受信信号の少なくとも１つが所定の閾値を超えたか否かに基づき、検出部７０９は、障害物があるか否かを判定する。
検出部７０９が第１の障害物検出エリア８０２、８０３の合成エリアで障害物を検出したと判定した場合（Ｓ９０４でＹ）、その判定結果に基づいて車両制御部１０６がブレーキ制御を行う（Ｓ９０５）。
一方、障害物がないと判定された場合（Ｓ９０４でＮ）、第１の設定部７０４と第２の設定部７０８は、第１の超音波センサ７０１と第２の超音波センサ７０５の各障害物検出エリアを、縁石２０５を検出可能な第２の障害物検出エリア８０１、８０４にそれぞれ設定する（Ｓ９０６）。例えば第１の設定部７０４と第２の設定部７０８は、送信ゲインＧ２の指示信号を第１の送信部７０２、第２の送信部７０６にそれぞれ出力する。設定の手法は、実施の形態１で説明したように、これに限られない。
続いて、第１の超音波センサ７０１、第２の超音波センサ７０５は、それぞれ第２の障害物検出エリア８０１、８０４に超音波を送信し、戻りの超音波の受信処理を行う（Ｓ９０７）。
次に、衝突防止装置７００は、図９に示すように、第１の超音波センサ７０１、第２の超音波センサ７０５について送受信処理が完了したか否かを判定する（Ｓ９０８）。これらの超音波センサのいずれかについて送受信処理が完了していない場合（Ｓ９０８でＮ）、Ｓ９０７の処理に戻る。両方の超音波センサについて送受信処理が完了した場合（Ｓ９０８でＹ）、衝突防止装置７００は、第２の障害物検出エリアの合成エリアに障害物があるか否かを判定する（Ｓ９０９）。具体的には、第１の受信部７０３にて第１の超音波センサ７０１から受信した戻りの超音波の受信信号、および、第２の受信部７０７にて第２の超音波センサ７０５から受信した戻りの超音波の受信信号の少なくとも１つが所定の閾値を超えたか否かに基づき、検出部７０９は、障害物があるか否かを判定する。
障害物があると判定された場合（Ｓ９０９でＹ）、衝突防止装置７００は、図９に示すように、トルク抑制制御を行う（Ｓ９１０）。具体的には、検出部７０９が第２の障害物検出エリアの合成エリアで障害物を検出したとの判定結果に基づいて車両制御部１０６がトルク抑制制御を行う。
以上の処理が反復して繰り返される。以上により、衝突防止装置７００は、実施の形態１による衝突防止装置１００の効果に加え、以下の効果を奏する。
第１の障害物検出エリア８０２、８０３の合成エリアでは縁石２０５が検出対象から排除されている。したがって、Ｓ９０４で検出された物体は衝突のおそれがある障害物である。第１の障害物検出エリア８０２、８０３の合成エリアで検出された障害物は図８からわかるように、第２の障害物検出エリア８０１、８０４の合成エリアに対して車体２０１の進行方向に近く、衝突のおそれが高い。このような衝突のおそれが高い障害物に対しては、Ｓ９０５に示されるブレーキ制御によって、迅速にブレーキがかかり衝突を回避することができる。
実施の形態１で述べたように、超音波センサの発する超音波は遅いため、複数種類の送信波を出力するシステムでは、第１の障害物検出エリア２０４と第２の障害物検出エリア２０３についての一連の処理が完了するまでの処理時間が約数十ｍｓｅｃかかる。さらに、本実施の形態では超音波センサが複数になる。そのため、第１の障害物検出エリアと第２の障害物検出エリアについて全ての超音波センサの送受信処理が完了するのに、１つの超音波センサについての処理にかかる時間である約数十ｍｓｅｃ×センサ個数の倍数の時間がかかる。すなわち、衝突防止装置７００の１回の動作が完了するまでに車両は数十ｃｍから数ｍ程度動く可能性があり、その間に車両制御が間に合わずに衝突するおそれがある。そこで、第１の障害物検出エリア８０２、８０３のように衝突のおそれがあるエリアについては早期にブレーキをかけることで、縁石２０５の誤検出を抑制できる。そして、緊急にブレーキが必要な、車両進行方向であって車両の近傍のエリアで、障害物と衝突するおそれを低減することができる。
同様に、第２の障害物検出エリア８０１、８０４のように第１の障害物検出エリア８０２、８０３に比べると衝突のおそれが低いエリアであっても、衝突防止装置７００の１回の動作が完了するまでに車両が数ｍ程度動く可能性がある。そのため、第１の障害物検出エリア８０２、８０３での障害物検出によるブレーキ制御が間に合わなくなる可能性が生じる。そこで、第２の障害物検出エリア８０１、８０４においてトルク抑制制御を行うことで、第１の障害物検出エリア８０２、８０３でのブレーキ制御に至る処理（Ｓ９０１〜Ｓ９０５）の時間を確保することができる。そのため、衝突防止装置７００の動作の信頼性を高めることができる。
なお、本実施の形態の障害物検出エリアの設定には、送信ゲインによる設定だけでなく、実施の形態１において図５、図を参照して説明したように、受信ゲインや閾値の設定を適用することが可能である。
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、実施の形態１と実施の形態２では、衝突防止装置１００、７００は後退時に用いられるものとして説明したが、前進時に用いるものであってもよい。超音波センサを車体２０１の外部、例えば前方バンパに設けるようにすれば前進時にも後退時と同様の処理を行うことができる。
また、実施の形態１と実施の形態２において、障害物を検出する障害物センサの例として超音波センサを用いている。しかしながら、所定の障害物検出エリアに信号波形を送信し、その反射波を受信する障害物センサであれば、光波、電波など超音波以外のセンサを用いてもよい。特に、車両が微小距離（例えば数十ｃｍ〜数ｍ程度）移動する間に、障害物検出処理や衝突防止処理の一連の動作のループが間に合わずに衝突するおそれを生じる程度に信号速度が遅いセンサについて有用である。
また、実施の形態２において、２つの超音波センサが設けられているが、３つ以上の超音波センサを設けてもよい。例えば、後方や前方のバンパ付近には４つの超音波センサが設けられていてもよい。この場合、実施の形態２の動作に対して倍の時間がかかり、車両の駆動系の制御が間に合わないおそれが高まる。そこで、車両の駆動系の制御が衝突回避に間に合うように、車体２０１に取り付けられる超音波センサの個数が多いほど、第１の障害物検出エリアの範囲を広くしてもよい。
本発明に係る衝突防止装置は、車両の周辺に存在する障害物との衝突を防止する装置に利用できる。
１００，７００ 衝突防止装置
１０１ 超音波センサ
１０２ 送信部
１０３ 受信部
１０４ 障害物検出エリア設定部（設定部）
１０５，７０９ 障害物検出部（検出部）
１０６ 車両制御部
２０１ 車体
２０２ バンパ
２０３，８０１，８０４ 第２の障害物検出エリア
２０４，８０２，８０３ 第１の障害物検出エリア
２０５ 縁石
２０６ 路面
３０１，８００ 最小検出距離境界
３１０，８０７ 最大検出距離境界
３２０ 直線
７０１ 第１の超音波センサ
７０２ 第１の送信部
７０３ 第１の受信部
７０４ 第１の障害物検出エリア設定部（第１の設定部）
７０５ 第２の超音波センサ
７０６ 第２の送信部
７０７ 第２の受信部
７０８ 第２の障害物検出エリア設定部（第２の設定部）
７１０ 車両制御部
８０５ 最近傍点
８０６ 最遠方点

Claims (10)

  1. 車両に搭載され、前記車両の駆動系を制御することによって障害物との衝突を防止する衝突防止装置であって、
    所定の障害物検出エリアに光波、電波、または超音波を送信し、その反射波を受信する障害物センサと、
    前記障害物センサの前記障害物検出エリアを設定する障害物検出エリア設定部と、
    前記障害物センサの検出結果に基づいて前記障害物検出エリア内の障害物を検出する検出部と、
    前記検出部の検出結果に基づき、かつ、前記障害物検出エリア設定部で設定された前記障害物検出エリアに応じて前記車両の前記駆動系を制御する車両制御部と、を備えた、
    衝突防止装置。
  2. 前記障害物検出エリア設定部は、前記障害物検出エリアとして、路面から所定の高さ以下の物体を検出不能な第１の障害物検出エリアと、前記第１の障害物検出エリアよりも広く、前記物体を検出可能な第２の障害物検出エリアとを切り替えて設定可能であり、
    前記車両制御部は、前記検出部が前記第１の障害物検出エリアで障害物を検出した場合にブレーキ制御を行い、前記検出部が前記第２の障害物検出エリアで障害物を検出した場合にトルク抑制制御を行う、
    請求項１に記載の衝突防止装置。
  3. 前記検出部が前記第１の障害物検出エリアで前記障害物を検出しない場合、前記障害物検出エリア設定部は前記障害物検出エリアを前記第１の障害物検出エリアから前記第２の障害物検出エリアに変更する、
    請求項２に記載の衝突防止装置。
  4. 前記障害物検出エリア設定部は、前記衝突防止装置起動時、前記車両の前進開始時、または前記車両の後退開始時に前記障害物検出エリアを前記第１の障害物検出エリアに設定する、
    請求項３に記載の衝突防止装置。
  5. 前記第１の障害物検出エリアは、前記障害物センサの最小検出距離境界において車幅領域を包含するエリアに設定される、
    請求項２に記載の衝突防止装置。
  6. 前記障害物センサを複数備えた、
    請求項２に記載の衝突防止装置。
  7. 前記複数の障害物センサのそれぞれの前記第１の障害物検出エリアの合成エリアは、前記複数の障害物センサのそれぞれの最小検出距離境界において車幅領域を包含するエリアに設定される、
    請求項６に記載の衝突防止装置。
  8. 前記合成エリアは、前記複数の障害物センサのそれぞれの最小検出距離境界と、前記複数の障害物センサのそれぞれの最大検出距離境界と、前記車幅領域とで囲まれる領域を包含する、
    請求項７に記載の衝突防止装置。
  9. 前記障害物検出エリア設定部は、ゲイン制御または検出閾値制御によって前記障害物検出エリアを設定する、
    請求項１に記載の衝突防止装置。
  10. 前記障害物センサは超音波を送信し、その反射波を受信する、
    請求項１に記載の衝突防止装置。
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