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JP2007178183A - 車両の障害物検知装置 - Google Patents

車両の障害物検知装置 Download PDF

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卓爾 岡
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博志 大村
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Abstract

【課題】障害物検知手段の異常を検出する。
【解決手段】車両の車体に取り付けられ、車両前方の障害物を検知するミリ波レーダ５と、該ミリ波レーダ５による障害物の検知結果に応じてブレーキ装置８やシートベルトプリテンショナ９０を制御する作動制御部４８とを備えた障害物検知装置Ａにおいて、ミリ波レーダ５によって所定時間内に障害物が検知された検知回数が第１判定回数以上となったことを判定する検知回数判定部４３と、この検知回数判定部４３によって検知回数が第１判定回数以上となったと判定された超過回数が第２判定回数以上となることを判定する超過回数判定部４５と、この超過回数判定部４５段によって超過回数が第２判定回数以上になったと判定されたときにミリ波レーダ５のレーダ軸がずれていることを乗員に報知する表示部１３及び警報ブザー１５とをさらに備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、障害物検知手段による自車両前方の障害物の検知結果に応じて車両の作動機器を制御する車両の障害物検知装置に関するものである。
従来より、自車両前方の障害物を検知する障害物検知手段と、該障害物検知手段による障害物の検知状態に応じて車両の作動機器を制御する作動制御手段とを備えた車両の障害物検知装置が知られている。
例えば、特許文献１に開示された障害物検知装置では、レーダが車体に取り付けられており、該レーダによって自車両前方に障害物が検知されたときには警告灯を点灯させ且つ警報音を鳴らす。こうすることで、自車両が前方の障害物と接触する可能性があることを乗員に警報するようにしている。
特開２０００−３６０９８号公報
しかしながら、上記障害物検知装置においては、レーダが障害物を誤検知する虞もある。該レーダはそのレーダ軸が所定の方向を向くようにして車体に取り付けられており、該所定の方向を基準として、レーダによって検知された障害物の位置を自車両前方の位置に対応付けて障害物を検知している。よって、何かの拍子にレーダ軸がずれると、例えば、対向車両や道路脇のガードレール等の自車両の斜め前方にある障害物を自車両前方正面に存在する障害物と検知することになる。その結果、本来は必要ないにも拘わらず、警告灯を不必要に点灯させたり、警報音を不必要に鳴らしたりして、乗員に違和感を与える虞がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、障害物検知手段の異常を検出することにある。
本発明は、障害物が検知される回数に基づいて障害物検知手段の異常を検出するようにしたものである。
第１の発明は、車両の車体に取り付けられ、車両前方の障害物を検知する障害物検知手段と、該障害物検知手段による障害物の検知結果に応じて車両の作動機器を制御する作動制御手段とを備えた障害物検知装置が対象であって、上記障害物検知手段によって所定時間内に障害物が検知された検知回数が所定の第１判定回数以上となったことを判定する検知回数判定手段と、上記検知回数判定手段によって上記検知回数が上記第１判定回数以上となったと判定された超過回数が所定の第２判定回数以上となることを判定する超過回数判定手段と、上記超過回数判定手段によって上記超過回数が上記第２判定回数以上になったと判定されたときに、上記障害物検知手段が異常であることを乗員に報知する報知手段とをさらに備えるものとする。
上記の構成の場合、上記検知回数判定手段が、所定時間内に障害物が検知された検知回数が上記第１判定回数以上となったか否かを判定することによって上記障害物検知手段に異常が生じているか否かを推定している。こうして、所定時間内の障害物の検知回数によって判定することによって、上記障害物検知手段の異常に起因するものではない偶発的な障害物の検知を排除して、該障害物検知手段の異常に起因すると考えられる継続的又は断続的な障害物の検知があったか否かを判定している。
そして、上記超過回数判定手段が、上記検知回数が第１判定回数以上となったと判定された超過回数が第２判定回数以上となったか否かを判定する。つまり、上記の偶発的でない障害物等の検知が第２判定回数以上あったか否かを判定する。そして、偶発的でない障害物の検知が第２判定回数以上、即ち頻繁にあるようであれば、障害物検知手段に異常が生じていると判定する。こうして、上記障害物検知手段に異常が生じていると判定された場合には、その旨を上記報知手段により乗員に報知する。
このように、障害物を検知する回数を監視することによって上記障害物検知手段に異常が発生したか否かを判定することができる。このとき、上記検知回数判定手段は障害物検知手段が正常か異常かに拘わらず起こり得る偶発的な障害物の検知を排除しているため、障害物検知手段の異常に起因するであろう障害物の検知だけを考慮して障害物検知手段の異常を判定することができる。そして、超過回数判定手段はそのような障害物検知手段の異常に起因すると考えられる障害物の検知が複数回（第２判定回数）あったことをもって障害物検知手段に異常が生じていると判定するため、その判定精度を向上させることができる。また、このように障害物を検知する回数に基づいて障害物検知手段の異常を検出するため、該障害物検知手段に異常が発生したか否かを検出するためのセンサ等を別途設ける必要がなく、コストを低減することができる。さらに、障害物が頻繁に検知されていると、上記作動制御手段によって車両の作動機器が頻繁に制御されて乗員に違和感を与える虞があるが、該障害物検知手段の異常が検出されたときには上記報知手段によってその旨を乗員に報知するため、乗員は車両の作動機器が頻繁に制御されている原因を知ることができると共に、上記障害物検知手段のメンテナンスを促され、上記作動制御手段による頻繁な制御に対する違和感を軽減することができる。
第２の発明は、第１の発明において、上記障害物検知手段は、レーダ軸が所定の方向を向くように車体に取り付けられたレーダであり、該障害物検知手段の異常は、該レーダのレーダ軸の軸ずれであるものとする。
上記の構成の場合、上記障害物検知手段としてレーダ軸が所定の方向を向くようにして車体に取り付けられたレーダが採用される。レーダ軸が所定の方向に向いた、レーダが正常な状態においては、例えば路面の凹凸等で車体がヨー方向に回動したときに障害物検知手段が道路脇のガードレールや対向車両等を偶発的に検知することはあっても、例えば道路脇のガードレール等を障害物として継続的に検知し続けたり、対向車線をすれ違う対向車両群を障害物として断続的に検知し続けたりすることは起こり難い。その一方、そのレーダ軸がずれると、例えば、対向車両や道路脇のガードレール等の自車両の斜め前方にある障害物を自車両前方正面に存在する障害物として検知することになり、継続的又は断続的に障害物を検知する回数が増加することになる。そこで、上記のように、レーダによって所定時間内に障害物が検知された検知回数が第１判定回数以上となったかを判定して、その超過回数が第２判定回数以上となったかを判定することによって、レーダ軸の軸ずれを検出することができる。
第３の発明は、第２の発明において、自車両が走行する道路が高速道路か一般道路かを判定する走行道路判定手段をさらに備え、上記第１判定回数及び上記第２判定回数のうち少なくとも一方は、上記走行道路判定手段によって自車両が一般道路を走行していると判定されているときには、高速道路を走行していると判定されているときよりも回数が多く設定されるものとする。
一般に、高速道路よりも一般道路の方が道路幅が狭くなっており、自車両とガードレールや対向車両との間隔が狭くなっているため、ガードレール等を偶発的に検知してしまう頻度が増加する。つまり、一般道路走行中には、高速道路走行中よりも所定時間内に障害物が検知される検知回数が多くなり、上記検知回数判定手段によって該検知回数が上記第１判定回数以上となったと判定され易くなる虞がある。そこで、一般道路走行中は第１判定回数を高速道路走行中よりも多く設定することによって、一般道路走行中においては継続的又は断続的な障害物が検知されたと判定するしきい値を高く設定して、その判定の精度を向上させることができる。また、逆の観点から見れば、高速道路走行中は上記第１判定回数を一般道路走行中よりも低く設定することになり、道路幅が広くなることに対応して、継続的又は断続的な障害物が検知されたと判定するしきい値を低く設定することで、その判定の精度を向上させることができる。
また、道路幅が狭いと、上述の偶発的な障害物の検知により所定時間内の検知回数が増加するだけでなく、レーダのレーダ軸がずれていなくても、カーブ走行時等においては対向車両や道路脇のガードレール等により近接するため、これらを障害物として検知してしまう頻度が増加する。このように偶発的でない障害物を検知する頻度も増加する。その結果、上記超過回数も多くなり、上記超過回数判定手段によって該超過回数が所定の第２判定回数以上となったと判定されやすくなる虞がある。そこで、一般道路走行中は第２判定回数を高速道路走行中よりも多く設定することによって、上記障害物検知手段に異常が生じていると判定するしきい値を高く設定して、その判定の精度を向上させることができる。また、逆の観点から見れば、高速道路走行中は上記第２判定回数を一般道路走行中よりも低く設定することになり、道路幅が広くなることに対応して、上記障害物検知手段に異常が生じていると判定するしきい値を低く設定することで、その判定の精度を向上させることができる。
尚、上記第１判定回数及び第２判定回数の何れか一方だけを多く設定してもよいし、両方を多く設定してもよい。
第４の発明は、第２又は第３の発明において、上記検知回数判定手段は、上記障害物検知手段が障害物を検知可能な検知領域の内の所定領域において障害物が検知された検知回数を判定するものであるものとする。
上記の構成の場合、障害物が検知された検知回数を計数するにあたって、障害物を検知する領域を上記障害物検知手段の検知可能な検知領域の全領域ではなく、その中の所定領域に限定することによって、レーダ軸の軸ずれを検出する精度を高めることができる。つまり、該所定領域を、レーダ軸が正常であれば対向車両や道路脇のガードレール等の障害物が検知される可能性が低く、レーダ軸が軸ずれしたときに対向車両や道路脇のガードレール等障害物が検知される可能性が高い領域に設定すれば、かかる領域において障害物が頻繁に検知される場合には、レーダ軸が軸ずれしている可能性が非常に高くなる。したがって、検知回数を計数する際の領域を限定することによって、レーダ軸が軸ずれ時に障害物が検知されやすい領域に焦点を絞って、障害物が検知される回数を監視することができ、レーダ軸の軸ずれを精度良く検出することができる。
第５の発明は、第２〜第４の発明において、上記検知回数判定手段は、車両前方の静止物体及び対向車両が障害物として検知された検知回数を判定するものとする。
上記の構成の場合、上記検知回数判定手段は、障害物として静止物体及び対向車両を対象としている。例えば、先行車両は、レーダ軸の軸ずれの有無に拘わらず検知される。一方、例えばガードレール等の静止物体及び対向車両は、レーダ軸がずれていないときよりもずれいているときの方が障害物として検知されやすくなる。つまり、検知回数を判定するときの障害物の対象として静止物体及び対向車両とすることによって、レーダ軸の軸ずれの有無が検知回数に顕著に現れるようになり、レーダ軸の軸ずれの検出精度を向上させることができる。
第６の発明は、第１〜第５の発明において、上記超過回数が上記第２判定回数以上になったときに、上記作動制御手段による上記車両の作動機器の制御を禁止する制御禁止手段をさらに備えるものとする。
上記の構成の場合、上記超過回数が上記第２判定回数以上になったときには、上記報知手段によって上記障害物検知手段が異常であることを乗員に報知してメンテナンスを促すだけでなく、上記制御禁止手段によって上記作動制御手段による上記車両の作動機器の制御を禁止する。こうすることで、上記作動制御手段が障害物の誤検知に基づいて上記車両の作動機器を不必要に制御することが防止され、乗員に違和感を与えることを完全に防止することができる。
第７の発明は、第１〜第６の発明において、上記作動機器は、車両のブレーキ手段であるものとする。
第８の発明は、第１〜第７の発明において、車両のシートベルトを引き込んで、乗員を所定の張力で拘束するシートベルトプリテンショナであるものとする。
上記の第７又は第８の発明の構成においては、障害物の検知結果に基づいて上記作動制御手段により上記ブレーキ手段や上記シートベルトプリテンショナが制御される。つまり、障害物が誤検知されると、不必要な減速やシートベルトによる拘束が行われて乗員に違和感を与えてしまう虞があった。そこで、上述の如く、上記障害物検知手段の異常を検出すると共に上記報知手段でその旨を乗員に報知することによって、乗員にブレーキ手段やシートベルトプリテンショナが誤って制御されている原因を知らせることができ、その違和感を軽減することができる。
本発明によれば、障害物検知手段により障害物が検知された回数を監視することによって障害物検知手段の異常を検出することができる。このとき、上記障害物検知手段で所定時間内に障害物が検知された検知回数が上記第１判定回数以上となったか否か、および上記超過回数判定手段で上記超過回数が上記第２判定回数以上となったか否かを判定することによって、障害物検知手段の異常を検出する精度を向上させることができる。また、障害物検知手段の異常が検出されたときには上記報知手段でその旨を乗員に報知することによって、車両の作動機器が上記作動制御手段により不必要に制御されている原因を乗員に知らせることができるため、該作動制御手段による不必要な制御に対する違和感を軽減することができ、さらには障害物検知手段のメンテナンスを乗員に促すこともできる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る障害物検知装置Ａを搭載した車両Ｗを示し、この車両Ｗの車室内前端部に設けたインストルメントパネル２１における運転席前方部分には、メータユニット１及び詳しくは後述する乗員への報知／警報を行うための警報ブザー１５が設けられている。このメータユニット１の車両後側（運転席側）には、ステアリングホイール２２が設けられ、このステアリングホイール２２には、後述する走行制御において乗員が操作する操作部３が設けられている。
また、上記車両Ｗには、該車両Ｗの前端部における車幅方向略中央に取り付けられ、前方の障害物を検知する障害物検知手段としてのミリ波レーダ５と、車両Ｗの実走行速度を検出する車速センサ６ａと、車両Ｗが衝突したことを検出する衝突センサ６ｂと、車両Ｗの加減速を行うためのスロットル７と、各車輪に配設されたブレーキ装置８と、各座席に配設されたシートベルト装置９とが設けられている。
この障害物検知装置Ａは、車両Ｗの車速を制御して自動走行するように走行制御を行うと共に、自車両前方の障害物を検知して該障害物と衝突する予知したときにブレーキ装置８やシートベルト装置９を作動させるＰＣＳ（Pre-Crash Safety System）制御を行う。
上記ミリ波レーダ５は、車両Ｗの前端の車幅方向中央部にそのレーダ軸（図５の符号Ｌ参照）が車両Ｗの前方正面を向くように取り付けられていて、ミリ波を前方の所定角度の範囲でスキャンして発信すると共に、車両Ｗの前方に存在する障害物からの反射波に基づいて該障害物の位置を検出するスキャン式のミリ波レーダである。尚、障害物検知手段としてミリ波レーダに限られず、レーザレーダや超音波レーダ等のレーダを採用することもできる。
上記シートベルト装置９は、各座席に着座した乗員を拘束するウエビング９ａと、センターピラー（図示省略）に設けられ、ウエビング９ａを巻き取るガイドドラム（図示省略）を有するリトラクタ９ｂと、ウエビング９ａに所定の張力を付与するシートベルトプリテンショナ９０とを有している。上記リトラクタ９ｂは、ウエビング９ａの巻き取り量を検知する巻き取り量検知センサ（図示省略）を有している。また、上記シートベルトプリテンショナ９０は、リトラクタ９ｂの後面に一体的に設けられ、ウエビング９ａを巻き取ってウエビング９ａに通常時よりも大きな所定の第１張力を付与する第１プリテンショナ機構９ｃと、リトラクタ９ｂの前面に一体的に設けられ、ウエビング９ａを巻き取ってウエビング９ａに第１張力よりも大きい所定の第２張力を付与する第２プリテンショナ機構９ｄとを有する。この第１プリテンショナ機構９ｃは、電動モータ（図示省略）を備え、電動モータの駆動によりウエビング９ａの巻き取りと引き出しを行う。一方、第２プリテンショナ機構９ｄは、インフレータ（図示省略）を備え、インフレータを作動させることによりウエビング９ａを第１プリテンショナ機構９ｃによる巻き取り速度よりも速い速度でウエビング９ａを巻き取る。
上記メータユニット１には、図２に示すように、車両Ｗの実走行速度を示す速度計１１やエンジン回転数を示す回転計１２等の計器が設けられているとともに、メータユニット１の上側中央部には、車両Ｗの制御状態を表示するための表示部１３が設けられている。
上記表示部１３には、詳しくは後述する走行制御において乗員が設定した目標速度を表示する目標速度インジケータ１３ａと、走行制御において乗員が設定した目標車間距離や、ミリ波レーダ５により検出された車間距離を表示する（「遠」、「中」及び「近」の３段階で表示する）目標車間距離インジケータ１３ｂと、両インジケータ１３ａ、１３ｂ以外の領域であって警報表示を行う警報エリア１３ｃとが設けられている。この表示部１３は、上記警報ブザー１５と共に報知手段を構成する。
上記操作部３は、図３に示すように、上記ステアリングホイール２２において中心部に対して車両左側及び右側並びに下側にある３つのスポーク部２２ａのうちの車両右側のスポーク部２２ａに設けられていて、上下左右に並ぶ４つの操作スイッチで構成されている。すなわち、操作部３の左上側には、走行制御を実行又は停止するメインスイッチ３ａが設けられ、このメインスイッチ３ａの右側には、走行制御をキャンセルするキャンセルスイッチ３ｂが設けられ、このキャンセルスイッチ３ｂの下側には、車両Ｗと先行車両との間の車間距離を設定するための目標車間距離設定スイッチ３ｃが設けられ、この目標車間距離設定スイッチ３ｃの左側でかつメインスイッチ３ａの下側には、車両Ｗの目標速度を設定するための目標速度設定スイッチ３ｄが設けられている。
上記目標速度設定スイッチ３ｄは、乗員側に突出するレバーを上側（「ＲＥＳ／＋」と記載されている側）又は下側（「ＳＥＴ／−」と記載されている側）に倒すことで操作を行うようになっている。そして、上記メインスイッチ３ａにより走行制御が実行された後において、乗員が最初に目標速度設定スイッチ３ｄのレバーを下側に倒す操作を行うと、定速走行モード（オートクルーズモード）に設定されるとともに、該操作時に上記車速センサ６ａにより検出された実走行速度が、車両Ｗの目標速度に設定される。この設定後に、目標速度設定スイッチ３ｄのレバーを上側に倒す操作（スイッチＯＮの継続時間（操作継続時間）が所定時間以内である操作）を１回行うと、目標速度が所定速度だけアップする一方、下側に倒す操作（スイッチＯＮの継続時間が所定時間以内である操作）を１回行うと、目標速度が所定速度だけダウンするようになっている。その後に再度、目標速度設定スイッチ３ｄのレバーを上側又は下側に倒す操作（所定時間以内の操作）を１回行うと、目標速度が所定速度だけアップ又はダウンするようになっている。すなわち、本実施形態では、目標速度設定スイッチ３ｄは、セットスイッチの機能と目標速度変更スイッチの機能とを兼ね備えていることになる。尚、これら両方の機能を、別々のスイッチにそれぞれ持たせるようにしてもよい。
また、目標速度設定スイッチ３ｄのレバーを上側又は下側に倒す操作を継続して所定時間を超えるように行った場合（スイッチＯＮの継続時間が所定時間を超える長押し操作を行った場合）には、その所定時間が超えたときから該操作が終了するまで、上記目標速度を一定の割合（例えば１秒間に２ｋｍ／ｈの割合）で変化させて更新していく。
さらに、上記メインスイッチ３ａにより走行制御が実行された後において、最初に目標速度設定スイッチ３ｄのレバーを上側に倒す操作を行うと、下側に倒す操作を行ったときと同様に定速走行モードに設定されるが、このときには、乗員が前回に設定したときの車速が目標速度に設定される。すなわち、目標速度設定スイッチ３ｄは、リジュームスイッチの機能をも有している。
以下、上記目標速度設定スイッチ３ｄを、セットスイッチの機能として操作するときには、セットスイッチといい、目標速度変更スイッチの機能として操作するときには、目標速度変更スイッチといい、リジュームスイッチの機能として操作するときには、リジュームスイッチという。
本実施形態では、車両Ｗの前方に先行車両が存在しないときには、上記セットスイッチ又はリジュームスイッチにより定速走行モードに設定されて、後述のパワートレインコントロールモジュール（以下、ＰＣＭという（図４参照））４０が、車速センサ６ａにより検出される実走行速度を、上記セットスイッチや目標速度変更スイッチにより乗員が設定した目標速度に一致させるように上記スロットル７やブレーキ装置８を制御する。一方、車両Ｗの前方に先行車両が存在するときには、定速走行モードに設定することはできず、先行車両に追従する追従走行モードに設定されて、ミリ波レーダ５により検出される先行車両との間の車間距離を、上記目標車間距離設定スイッチ３ｃにより乗員が設定した目標車間距離に一致させるように上記スロットル７やブレーキ装置８を制御する。すなわち、本障害物検知装置Ａは、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）機能を有している。
図４に示すように、本障害物検知装置Ａは、ＰＣＭ４０と上記追従走行モード時の制御を行うＡＣＣコントローラ４１とを有する制御ユニット４を備えている。このＰＣＭ４０に対し、上記車速センサ６ａ及び衝突センサ６ｂ並びに操作部３におけるメインスイッチ３ａ、キャンセルスイッチ３ｂ、目標車間距離設定スイッチ３ｃ及び目標速度設定スイッチ３ｄからの各情報が入力されるようになっている。上記ＡＣＣコントローラ４１には、上記ミリ波レーダ５からの情報（車両Ｗと先行車両との間の距離、車両Ｗに対する先行車両の相対速度、車両Ｗに対する先行車両の方向等といった先行車両の情報）が入力されるようになっている。そして、ＰＣＭ４０とＡＣＣコントローラ４１とは、互いに情報の送受信を行って、ＰＣＭ４０からＡＣＣコントローラ４１へは、操作部３におけるメインスイッチ３ａ、キャンセルスイッチ３ｂ、目標車間距離設定スイッチ３ｃ及び目標速度設定スイッチ３ｄの各操作スイッチ情報が送信され、ＡＣＣコントローラ４１からＰＣＭ４０へは、追従走行モード時の減速又は加速指示の情報及びミリ波レーダ５からの情報が送信される。尚、ＡＣＣコントローラ４１の機能をＰＣＭ４０に持たせて、ＰＣＭ４０が追従走行モード時の制御を行うようにすることも可能である。
上記ＰＣＭ４０は、上記入力された情報に基づいて、スロットル７やブレーキ装置８を減速又は加速指示情報の送信により制御し且つシートベルトプリテンショナ９０を作動情報の送信により制御すると共に、表示部１３に対して目標速度又は目標車間距離の情報を送信し且つ警報ブザー１５に吹鳴情報を送信するようになっている。この目標速度又は目標車間距離の情報を入力した表示部１３は、目標速度インジケータ１３ａにその目標速度を表示し、目標車間距離インジケータ１３ｂにその目標車間距離を表示するようになっている。
次に、上記ＰＣＳ制御について説明する。上記障害物検知装置Ａは、ミリ波レーダ５及び車速センサ６ａからの入力信号等に基づいて、車両Ｗの前方に先行車両やガードレール等の障害物を検知してその衝突可能性を予知し、衝突する可能性が高い場合には、作動制御部４８が表示部１３及び警報ブザー１５を制御して衝突する可能性が高い旨を運転者に報知すると共に、ブレーキ装置８やシートベルト装置９を制御して予備的に作動させる。
上記ＰＣＭ４０は、まず、ミリ波レーダ５から出力信号（ＡＣＣコントローラ４１を介して入力される）及び車速センサ６ａからの出力信号とに基づいて、車両Ｗの前方に障害物が存在するか否か、存在する場合には、どのような障害物か（例えば、移動物体か静止物体か）どの位置に存在するのかを検知する。
このとき、ＰＣＭ４０は、ミリ波レーダ５で検知可能な検知領域の内、図５に示すような、車両Ｗ前方の所定の検知エリアＡ内の障害物を検知するように構成されている。
詳しくは、検知エリアＡの車幅方向の両端は、車両Ｗの車幅と略同じ幅で規定されている。検知エリアＡの車幅方向両端をこのように規定しているのは、車両Ｗの車幅よりも外側の領域は車両Ｗが進行していく可能性が低く、この領域に存在する障害物と衝突する可能性が低いためである。また、検知エリアＡの前端は、車両Ｗが到達する時間が所定時間となる距離で規定されている。すなわち、検知エリアＡの前端は、車両Ｗと障害物との相対速度によって変動する。このように検知エリアＡの前端を規定しているのは、前端よりも遠い領域、即ち、車両Ｗが到達するまでの時間が十分ある領域に存在する障害物は乗員が容易に回避操作することができ、回避可能な障害物に対してまでＰＣＳ制御を行うことを防止するためである。さらに、検知エリアＡの前端且つ車幅方向両端の２つの隅部はカットされていて、検知エリアＡは前端へ向かって尖鋭形状となっている。このように検知エリアＡが尖鋭形状となっているのは、上記隅部に存在する障害物は、前端以遠の領域と同様に、乗員が容易に回避操作することができるためである。ミリ波レーダ５はレーダを送受信可能な範囲で障害物を検知することが可能であるが、ＰＣＭ４０は、検知エリアＡを上述の如く規定することによって、必要なときのみＰＣＳ制御における警報等を行うようにして、不必要な警報等が実行されないようにしている。
また、検知エリアＡは、その内部領域が、車両Ｗの前端且つ車幅方向中央位置からの距離に応じて、即ち、衝突可能性の高さに応じて３つのエリアＡ１〜Ａ３に区画されている。
さらに詳しくは、車両Ｗから最も遠い（３つのエリアの中で衝突可能性が最も低い）第１エリアＡ１は、警報エリアであって、このエリア内に障害物が検知されると、作動制御部４８は警報ブザー１５に障害物が検知されたことを示すブザー音（例えば、ピッ、ピッ、ピッ、ピッ、…）を吹鳴させて、衝突の可能性がある障害物が検知された旨を乗員に報知する。
第２エリアＡ２は、第１エリアＡ１よりも車両Ｗに近い（３つのエリアの中で衝突可能性が中程度）エリアであって、第１ブレーキエリアである。この第２エリアＡ２内で障害物が検知されると、作動制御部４８は、ブレーキ装置８に所定の減速度を断続的に発生させる。こうすることで、乗員に車両Ｗが前方の障害物に衝突する可能性があることを体感させて警報することができる。このとき、表示部１３、目標車間距離インジケータ１３ｂを点滅表示されると共に、警報エリア１３ｃには衝突可能性が高いことを示すサイン（例えば「ＢＲＥＡＫ」）が点滅表示される。それに加えて、警報ブザー１５からは衝突可能性が高いことを示すブザー音（例えば、ピッピッピッピッ…）が鳴らされる。こうして、障害物と衝突する可能性が高い旨を体感的に、視覚的に且つ聴覚的に乗員へ報知する。
第３エリアＡ３は、車両Ｗに最も近い（３つのエリアの中で衝突可能性が最も高い）エリアであって、第２ブレーキエリアである。この第３エリアＡ３内で障害物が検知されると、作動制御部４８は、障害物との衝突を回避させるべく、ブレーキ装置８に上述の体感警報よりも大きな所定の減速度を発生させる。このときの表示部１３の表示及び警報ブザー１５の吹鳴状態は、上記第２エリアＡ２と同様である。こうして、障害物と衝突することを回避させると共に、衝突してしまった場合でもその衝撃力を弱めるようにしている。
さらに、作動制御部４８は、シートベルト装置９を制御することによって、乗員に衝突可能性が高いことを体感警報すると共に、衝突してしまったときの衝撃力を弱めるようにしている。
詳しくは、障害物が衝突までの時間が所定時間よりも短い領域、例えば、図５の点Ｐより車両Ｗ側の領域で検知されたときに、作動制御部４８は、シートベルト装置９の第１プリテンショナ機構９ｃを作動させてウエビング９ａの張力が乗員の衝突回避操作を妨げない程度の所定の第１張力となるようにウエビング９ａの巻き取る。こうすることで、車両衝突に備えて乗員を予め控拘束するようにしている。そして、上記衝突センサ６ｂによって車両Ｗが衝突したことが検出されたときには、作動制御部４８は、シートベルト装置９の第２プリテンショナ機構９ｄを作動させてウエビング９ａの張力が第２張力となるようにウエビング９ａを巻き取る。こうすることで、車両衝突時の乗員への衝撃力を低減させることができる。
このようにＰＣＳ制御では、車両Ｗが前方の障害物と衝突する可能性が高い場合には、体感警報を行うと共に、予めブレーキ装置８やシートベルト装置９等の安全装置を作動させて車両衝突時の衝撃力を低減させる。また、車両衝突時には、衝突とほぼ同時にシートベルト装置９を作動させて乗員への衝撃力をさらに低減させる。
このようにＰＣＳは、安全性上、非常に有効なシステムである。ところがその一方で、上記体感警報等が誤って行われると、乗員は違和感を覚え、さらに、その回数が頻繁であると乗員に不快感を与えてしまう。例えば、ミリ波レーダ５のレーダ軸がずれている場合には、車両斜め前方へミリ波をスキャンして、車両斜め前方の障害物を車両前方正面の障害物として検出する。そのため、車両Ｗの前方には衝突可能性が高い障害物が存在しないにもかかわらず、車両Ｗの斜め前方のガードレールや対向車両線を走行する対向車両等に対し衝突可能性が高いと判断して、体感警報を行うべくブレーキ装置８やシートベルト装置９を制御してしまう。車両Ｗがガードレールの近傍を通過したり、隣の車線の走行車と並走したりすることは頻繁に起こることであるため、ミリ波レーダ５のレーダ軸がずれている場合には、不必要な体感警報を頻繁に発動させて乗員に違和感及び不快感を与えてしまう。
そこで、本実施形態に係るＰＣＭ４０は、ミリ波レーダ５の軸ずれを検出するように構成され、軸ずれが検出された場合にはその旨を乗員に報知すると共に体感警報を停止するようになっている。
詳しくは、ＰＣＭ４０は、車両Ｗが走行する道路が一般道路か高速道路かを判定する走行道路判定部４２と、所定時間内にミリ波レーダ５によって障害物が検知された検知回数が所定の第１判定回数以上となったか否かを判定する検知回数判定部４３と、この検知回数判定部４３で検知回数が第１判定回数以上になったと判定された回数（以下、超過回数という）が所定の第２判定回数以上になったか否かを判定する超過回数判定部４５と、超過回数が所定の第２判定回数以上になったときに上記作動制御部４８によるブレーキ装置８及びシートベルト装置９の体感警報のための制御を禁止する制御禁止部４７とをさらに有している。
以下に、ＰＣＭ４０によるミリ波レーダ５の軸ずれ検出について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ１において、車両Ｗが走行する道路が高速道路か一般道路かを走行道路判定部４２によって判定する。この走行道路判定部４２は、上記車速センサ６ａからの出力信号を受けて車速が８０ｋｍ／ｈ以上のときには高速道路走行中と、車速が８０ｋｍ／ｈ未満のときには一般道路走行中と判定する。
そして、車両Ｗが高速道路走行中のときは、所定時間（例えば、１２秒）内にミリ波レーダ５で障害物が検知された検知回数が高速用第１判定回数（例えば、２回）に到達したか否かを判定する（ステップＳ２）。一方、車両Ｗが一般道路走行中のときは、所定時間（例えば、１２秒）内にミリ波レーダ５で障害物が検知された検知回数が一般用第１判定回数（例えば、３回）に到達したか否かを判定する（ステップＳ３）。
ここで、検知回数判定部４３は、上記ＰＣＳ制御における検知エリアＡ（図５参照）と異なり、ミリ波レーダ５で検知可能な検知領域のうち図７（ａ）に示す軸ずれ検出用エリアＢ、Ｂにおいて障害物が検知された検知回数を判定する。この軸ずれ検出用エリアＢ、Ｂは、上記ＰＣＳ制御における検知エリアＡの尖鋭部分の外側の領域であって、略三角形状をしている。この軸ずれ検出用エリアＢ、Ｂの前端は車両Ｗが到達する時間が所定時間となる距離で規定されており、その車幅方向外側端は車両Ｗの車幅と略同じ幅で規定されている。このように車両Ｗにある程度近く且つ車両Ｗの車幅よりも内側の領域は、検知エリアＡの外側であるため障害物が存在しても回避可能な領域であるが、車両Ｗの車幅と略同じ幅で比較的近い領域であるため車両Ｗが安全に運転される限り、ミリ波レーダ５のレーダ軸が正常であれば、障害物が存在し難い、即ち検知され難い領域である。その一方で、図７（ｂ）に示すようにミリ波レーダ５のレーダ軸Ｌがずれると、この軸ずれ検出用エリアＢ、Ｂは、道路脇のガードレールや対向車両を検知し易くなる領域である。つまり、ミリ波レーダ５のレーダ軸Ｌがずれた場合には、該軸ずれ検出用エリアＢ、Ｂの一方は、車両Ｗの車幅よりも外側の領域に突出する状態となり、対向車両やガードレール等を検知するようになる。
また、上記軸ずれ検出用エリアＢ、Ｂにおいて検知する障害物の対象は、静止物体と対向車両としている。ミリ波レーダ５のレーダ軸が正常であっても検知される先行車両と異なり、ガードレール等の静止物体や対向車両はミリ波レーダ５のレーダ軸がずれているときの方が正常なときよりも検知され易い。そこで、検知する障害物の対象を静止物体と対向車両とすることによって、ミリ波レーダ５のレーダ軸の軸ずれの有無が障害物が検知される検知回数に顕著に現れるようになり、レーダ軸の軸ずれを精度良く検出できるようになる。尚、検知された障害物が静止物体か対向車両か先行車両かは、車両Ｗと障害物との相対速度から判定することができる。
以下に、上記検知回数判定部４３による障害物の検知回数の判定について、さらに詳しく説明する。検知回数判定部４３は、図８（ａ）に示すように、軸ずれ検出用エリアＢ、Ｂにおいて障害物が検知されたときにその検知時刻をＲＡＭ（Randam Access Memory）４４に記憶する（図中の×印）。そして、所定時間幅（例えば、12秒間）の時間窓ＴＷを所定時間間隔で移動させながら、その時間窓に含まれる障害物が検知された回数を計数していく。こうして、図８（ｂ）に示すような、各時刻においてその時刻から所定時間遡った時間までの間に障害物が検知された検知回数が計数される。例えば、ガードレール等のようにある程度の大きさを有する障害物であれば、図８（ａ）において符号αで示すように、継続して複数回検知され、その所定時間内の検知回数は図８（ｂ）の符号αで示すグラフのようになる。また、例えば、対向車両であれば、図８（ａ）において符号βで示すように、断続的に複数台の対向車両が検知され、その所定時間内の検知回数は図８（ｂ）の符号βで示すグラフのようになる。尚、ミリ波レーダ５のレーダ軸が正常であれば障害物が検知されないわけではなく、レーダ軸が正常であっても、ガードレールに接近し過ぎた場合や車体Ｗの進行方向が路面の影響で偶発的にヨー方向に振れた場合等のように、偶発的にガードレール等の障害物が検知される場合がある。かかる場合には、図８（ａ）において符号γで示すように、障害物が単発的に検知されることがあり、その所定時間内の検知回数は図８（ｂ）の符号γで示すグラフのようになる。
そして、検知回数判定部４３は、上記検知回数が第１判定回数（例えば、一般道路走行中であれば３回（図中の実線）、高速道路走行中であれば２回（図中の二点鎖線））以上となったか否かを判定する。例えば、ガードレール等（図８（ｂ）のα参照）や対向車両（図８（ｂ）のβ参照）は、検知回数が第１判定回数以上となったと判定される一方、障害物を偶発的に検知した場合（図８（ｂ）のγ参照）は、検知回数が第１判定回数以上となったと判定されない。検知回数が第１判定回数以上となったと判定されたときには、検知回数が一旦、零になるのを待ってから（ステップＳ４）、上記検知回数が第１判定回数以上になった超過回数を１回カウントアップする（ステップＳ５）。この超過回数はＲＡＭ４４に記憶される。尚、このＲＡＭ４４に記憶された超過回数は、ＩＧがオフされるとリセットされる。
こうして、ステップＳ１〜Ｓ５において、偶発的ではない、継続的又は断続的な障害物の検知が所定時間内に第１判定回数以上あったか否かを判定して、その超過回数をカウントアップする。
その後、ステップＳ６において、再度、車両Ｗが走行する道路が高速道路か一般道路かを走行道路判定部４２によって判定する。
そして、車両Ｗが高速道路走行中のときは、ＲＡＭ４４に記憶されているカウントアップされた超過回数が高速用第２判定回数（例えば、２回）以上となったか否かを判定する（ステップＳ７）。一方、車両Ｗが一般道路走行中のときは、ＲＡＭ４４に記憶されているカウントアップされた超過回数が一般用第２判定回数（例えば、３回）以上となったか否かを判定する（ステップＳ８）。
そして、ステップＳ７又はステップＳ８において、カウントアップされた超過回数が第２判定回数以上となった場合には、表示部１３の警報エリア１３ｃに軸ずれを示すサイン（例えば、「Ｅ１」）が表示され且つ警報ブザー１５にブザー音（例えば、１度だけ「ピー」）を吹鳴させて、乗員にミリ波レーダ５のレーダ軸がずれている旨を報知する（ステップＳ９）と共に、制御禁止部４７が体感警報を禁止、即ちＰＣＳ制御を禁止する（ステップＳ１０）。
つまり、上記ステップＳ２及びＳ３における検知回数が第１判定回数に到達するだけでは、ミリ波レーダ５のレーダ軸がずれていると推定するには、その推定の程度が弱いため、ステップＳ６〜Ｓ１０においては、検知回数が第１判定回数に到達したという事象が第２判定回数以上起こることをもって、レーダ軸がずれていると判定するようにしている。そして、その旨を乗員に報知してミリ波レーダ５のメンテナンスを促すと共に、ＰＣＳ制御を停止してブレーキ装置８及びシートベルト装置９による誤った体感警報が行われないようにしている。
さらに、ステップＳ７又はＳ８においてレーダ軸がずれていると判定した場合（ＹＥＳのとき）は、ミリ波レーダ５のレーダ軸がずれていると判定した回数（以下、軸ずれ検出回数という）を１回だけカウントアップする（ステップＳ１１）。この軸ずれ検出回数はＥＥＰＲＯＭ（Electrorically Erasable and Programmable Read Only Memory）４６に記憶される。尚、このＥＥＰＲＯＭ４６に記憶された軸ずれ検出回数は、ＩＧをオフにしてもリセットされず、サービス工場等でデータを初期化されることによってリセットされる。
その後、ステップＳ１２において、上記ＥＥＰＲＯＭ４６に記憶されている軸ずれ検出回数が第３判定回数（例えば、５０回）以上となったか否かを判定する。
軸ずれ検出回数が第３判定回数未満の場合は、ＩＧがオフにされることをＰＣＳ制御の復帰条件に設定する（ステップＳ１３）。つまり、軸ずれ検出回数が第３判定回数となるまでは、乗員にミリ波レーダ５のメンテナンスを促す（ステップＳ９）ものの、乗員の意思しだいではメンテナンスすることなくＰＣＳ制御を再度実行させることができるようにしている。一方、軸ずれ検出回数が第３判定回数以上の場合は、ミリ波レーダ５のレーダ軸が確実にずれていると断定できるため、サービス工場等でメンテナンスを受けて、ミリ波レーダ５のレーダ軸の再調整が行われ且つＥＥＰＲＯＭ４６内のデータの初期化されることをＰＣＳ制御の復帰条件として設定する（ステップＳ１４）。尚、軸ずれ検出回数が第３判定回数以上となったときには、表示部１３の警報エリア１３ｃにその旨を示すサイン（例えば、「Ｅ２」）が表示されて、サービス工場等でメンテナンスを受けなければＰＣＳ制御を復帰することができないことを乗員に報知する。
したがって、本実施形態では、障害物を検知する回数を監視することでミリ波レーダ５のレーダ軸の軸ずれを検出することができる。このとき、上記検知回数判定部４３は、所定時間内における障害物の検知回数が第１判定回数以上となるか否かを判定することによって、ミリ波レーダ５のレーダ軸の軸ずれの有無に拘わらず起こり得る偶発的な障害物の検知を排除して、ミリ波レーダ５の軸ずれに起因するであろう継続的又は断続的な障害物の検知だけを考慮して軸ずれを判定することができる。そして、所定時間内における検知回数が第１判定回数以上となったことをもって直ちにミリ波レーダ５に軸ずれが生じていると判定するのではなく、検知回数が第１判定回数以上となることが複数回（第２判定回数）あったことをもってミリ波レーダ５に軸ずれが生じていると判定するため、軸ずれの判定精度を向上させることができる。
また、車両Ｗが一般道路走行中は第１判定回数及び第２判定回数をそれぞれ２回に設定する一方、高速道路走行中は第１判定回数及び第２判定回数をそれぞれ３回に設定することによって、一般道路と高速道路とで道路幅が異なることに起因して一般道路では偶発的な障害物の検知が多くなり、高速道路では偶発的な障害物の検知が少なくなることを考慮して、継続的又は断続的な障害物の検知があったか否かの判定精度、及びミリ波レーダ５に軸ずれが生じていると判定する精度をそれぞれ向上させることができる。
さらに、検知回数判定部４３は、ミリ波レーダ５による検知可能な全検知領域の内、所定の軸ずれ検出用エリアＢ、Ｂに限定して障害物の検知回数を計数することによって、ミリ波レーダ５の軸ずれを検出する精度を向上させることができる。つまり、上記軸ずれ検出用エリアＢ、Ｂは、ミリ波レーダ５のレーダ軸が正常であれば障害物が検知され難い領域である一方、レーダ軸がずれると障害物が検知され易くなる領域であるため、該軸ずれ検出用エリアＢ、Ｂにおける障害物の検知回数が多いときにはミリ波レーダ５に軸ずれが生じている可能性が高くなる。よって、該軸ずれ検出用エリアＢ、Ｂにおける障害物の検知回数を監視することによって高い精度で軸ずれを検出することができる。
そして、ミリ波レーダ５のレーダ軸の軸ずれが検出されたときには、表示部１３や警報ブザー１５によってその旨を乗員に報知すると共にブレーキ装置８やシートベルト装置９による体感警報を禁止することによって、不必要な体感警報による乗員への違和感や不快感を防止することができる。
また、レーダ軸の軸ずれの検出を障害物を検知する回数を監視することで行っているため、レーダ軸の軸ずれを検出するセンサを別途設ける必要がなく、コストを低減することができる。
さらに、上記障害物検知装置Ａは、ミリ波レーダ５のレーダ軸の軸ずれが検出されても、その軸ずれ検出回数が第３判定回数未満のときは、ＩＧをオフにすればＰＣＳ制御が復帰するため、乗員が許容できる程度であれば、ミリ波レーダ５を使用し続けることができる。ただし、軸ずれ検出回数が第３判定回数を超えたときには、ＩＧをオフにしてもＰＣＳ制御は復帰せず、ＥＥＰＲＯＭ４６内のデータを初期化しない限りＰＣＳ制御が復帰しないように構成しているため、軸ずれ検出回数があまりにも多く、軸ずれが断定できるときには、ＰＣＳ制御の復帰を禁止してメンテナンスを受けさせるようにすることができる。
《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態１について、以下のような構成としてもよい。すなわち、上記実施形態では、障害物の検知結果に基づいて作動制御部４８に制御される作動機器としてブレーキ装置８とシートベルトプリテンショナ９０とを採用しているが、これに限られるものではない。例えば、何れか一方であってもよい。
また、上記実施形態では、第１判定回数及び第２判定回数を２回又は３回に設定しているが、これに限られるものではない。つまり、第１判定回数は偶発的な障害物の検知を排除して継続的又は断続的な障害物の検知だけを考慮することができる回数であれば任意の回数に設定することができる。また第２判定回数はミリ波レーダ５の軸ずれを判定することができる回数であれば任意の回数に設定することができる。さらに、第１判定回数及び第２判定回数は、車両Ｗが走行する道路が一般道路か高速道路かで変更しているが、これに限られるものではない。つまり、変更しなくてもよいし、第１判定回数及び第２判定回数のどちらか一方だけを変更するように構成してもよい。
同様に、第３判定回数も５０回に限られるものではなく、メンテナンスをしなければＰＣＳ制御を復帰させない所望の値に設定することができる。
さらに、上記実施形態では、走行道路判定部４２は、車両Ｗの車速に基づいて車両Ｗが走行する道路が一般道路か高速道路かを判定しているが、これに限られるものではない。例えば、ナビゲーションシステムからの情報やＥＴＣ送受信機からの情報を用いて走行道路を判定するように構成してもよい。
また、上記実施形態では、上記検知回数判定部４３は、ミリ波レーダ５の検知可能な全検知領域の内、所定の軸ずれ検出用エリアＢ、Ｂにおける障害物の検知回数を計数しているが、これに限られるものではない。すなわち、軸ずれ検出用エリアＢは、図７に示す三角形状の領域に限られず、任意の領域に設定することができる。ただし、軸ずれ検出用エリアＢは、ミリ波レーダ５のレーダ軸が正常であれば障害物が検知され難い一方、レーダ軸がずれている場合には障害物が検知され易い領域に設定されることが好ましい。
さらに、上記実施形態では、障害物検知装置Ａは走行制御を行うように構成されているが、これに限られるものでない。
本発明は、レーダ等の障害物検知手段によって車両前方の障害物を検知して、その検知結果に応じてブレーキ装置等の作動機器を制御する障害物検知装置に有用である。
本発明の実施形態に係る障害物検知装置を搭載した車両の概略構成図である。 車両のインストルメントパネルに設けられたメータユニットの拡大図である。 車両のステアリングホイールの構成図である。 障害物検知装置の構成を示すブロック図である。 障害物の検知エリアを示すイメージ図である。 軸ずれ検出のフローを示すフローチャート図である。 軸ずれ検出用エリアを示すイメージ図であって、（ａ）はレーダ軸が正常な場合、（ｂ）はレーダ軸がずれている場合を示す。 障害物の検知結果及び所定時間内の検知回数の一例を示すグラフである。
符号の説明
Ａ 障害物検知装置
Ｗ 車両
１３ 表示部（報知手段）
１５ 警報ブザー（報知手段）
４２ 走行道路判定部（走行道路判定手段）
４３ 検知回数判定部（検知回数判定手段）
４５ 超過回数判定部（超過回数判定手段）
４７ 制御禁止部（制御禁止手段）
４８ 作動制御部（作動制御手段）
５ ミリ波レーダ（障害物検知手段、レーダ）
８ ブレーキ装置（車両の作動機器）
９ シートベルトプリテンショナ（車両の作動機器）

Claims (8)

  1. 車両の車体に取り付けられ、車両前方の障害物を検知する障害物検知手段と、該障害物検知手段による障害物の検知結果に応じて車両の作動機器を制御する作動制御手段とを備えた障害物検知装置において、
    上記障害物検知手段によって所定時間内に障害物が検知された検知回数が所定の第１判定回数以上となったことを判定する検知回数判定手段と、
    上記検知回数判定手段によって上記検知回数が上記第１判定回数以上となったと判定された超過回数が所定の第２判定回数以上となることを判定する超過回数判定手段と、
    上記超過回数判定手段によって上記超過回数が上記第２判定回数以上になったと判定されたときに、上記障害物検知手段が異常であることを乗員に報知する報知手段とをさらに備えることを特徴とする障害物検知装置。
  2. 請求項１に記載の障害物検知装置において、
    上記障害物検知手段は、レーダ軸が所定の方向を向くように車体に取り付けられたレーダであり、
    該障害物検知手段の異常は、該レーダのレーダ軸の軸ずれであることを特徴とする障害物検知装置。
  3. 請求項２に記載の障害物検知装置において、
    自車両が走行する道路が高速道路か一般道路かを判定する走行道路判定手段をさらに備え、
    上記第１判定回数及び上記第２判定回数のうち少なくとも一方は、上記走行道路判定手段によって自車両が一般道路を走行していると判定されているときには、高速道路を走行していると判定されているときよりも回数が多く設定されることを特徴とする障害物検知装置。
  4. 請求項２又は３の何れか１つに記載の障害物検知装置において、
    上記検知回数判定手段は、上記障害物検知手段が障害物を検知可能な検知領域の内の所定領域において障害物が検知された検知回数を判定するものであることを特徴とする障害物検知装置。
  5. 請求項２乃至４の何れか１つに記載の障害物検知装置において、
    上記検知回数判定手段は、車両前方の静止物体及び対向車両が障害物として検知された検知回数を判定するものであることを特徴とする障害物検知装置。
  6. 請求項１乃至５の何れか１つに記載の障害物検知装置において、
    上記超過回数が上記第２判定回数以上になったときに、上記作動制御手段による上記車両の作動機器の制御を禁止する制御禁止手段をさらに備えることを特徴とする障害物検知装置。
  7. 請求項１乃至６の何れか１つに記載の障害物検知装置において、
    上記作動機器は、ブレーキ手段であることを特徴とする障害物検知装置。
  8. 請求項１乃至７の何れか１つに記載の障害物検知装置において、
    上記作動機器は、シートベルトを引き込んで、乗員を所定の張力で拘束するシートベルトプリテンショナであることを特徴とする障害物検知装置。
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