車両用制御装置
【課題】基準軸のずれが発生したことを精度よく検出することが可能な車両用制御装置を提供する。
【解決手段】運転者支援システムにおけるヘッド部では、車両に対する物標探査器７の姿勢変化量（傾斜量，加速度）を検知する姿勢検知器８が、物標探査器７とともに筐体３０の内部に固定されており、制御部２０が、姿勢検知器８にて検知した姿勢変化量が予め設定された閾値変化量（閾値傾斜量，第１の加速度）を上回る場合に、物標探査器７の基準軸のずれが発生したことを検出する。つまり、実際に物標探査器７が車両に対して所定量ずれている場合に、物標探査器７の基準軸のずれが発生しているものとみなすことにより、基準軸のずれが発生したことを精度よく検出することが可能となる。
【解決手段】運転者支援システムにおけるヘッド部では、車両に対する物標探査器７の姿勢変化量（傾斜量，加速度）を検知する姿勢検知器８が、物標探査器７とともに筐体３０の内部に固定されており、制御部２０が、姿勢検知器８にて検知した姿勢変化量が予め設定された閾値変化量（閾値傾斜量，第１の加速度）を上回る場合に、物標探査器７の基準軸のずれが発生したことを検出する。つまり、実際に物標探査器７が車両に対して所定量ずれている場合に、物標探査器７の基準軸のずれが発生しているものとみなすことにより、基準軸のずれが発生したことを精度よく検出することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に取り付けられたレーザレーダ等の基準軸のずれを検出可能な車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の走行安全性を向上させるための各種制御を行う車両用制御装置では、その制御に必要な構成部品として、レーザレーダ等の物標探査器が車両に搭載されている。例えば、レーザレーダは、車両の前面中央部等に取り付けられ、車両に対して、予め設定された基準軸を含む所定の探査領域に渡ってレーザ光を照射し、そのレーザ光の反射光を受光することにより、車両や歩行者、障害物等の物標を検出する。そして、この検出結果は、例えば先行車両との車間距離を一定に保つ走行制御や、歩行者や障害物の位置を知らせる報知制御等に利用される。
【０００３】
このような車両用制御装置では、車両に取り付けられたレーザレーダの基準軸のずれ（つまり、光軸ずれ）が発生すると、本来検出すべき領域から探査領域が乖離したり、物標の位置に係る検出精度が低下したりする可能性がある。このため、車両の走行時にレーザレーダの光軸ずれが発生したことを検出すると、例えば走行制御の実行を禁止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４５５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の車両用制御装置では、レーザレーダ（ひいては車両）に上記探査領域が変化するほどの衝撃が加わったことを検知することにより、光軸ずれが発生したものと推定しているので、必ずしも光軸ずれの発生を精度よく検出できるわけではないという問題があった。
【０００６】
例えば、経年変化による取付具の緩み等からレーザレーダが車両に対してずれてしまった場合に、衝撃を検知できないことから光軸ずれの発生を検出できなかったり、衝撃と光軸ずれとの相関性が乏しいことにより、光軸ずれ（ひいては基準軸のずれ）が発生していない状況であっても衝撃によって基準軸のずれが発生したと誤検出してしまったりする可能性があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するために、上記基準軸のずれが発生したことを精度よく検出することが可能な車両用制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためになされた発明である車両用制御装置は、車両に取り付けられた物標探査部と、物標探査部に固定された姿勢検知部と、検出手段とを備える。そして、本発明では、物標探査部が、車両に対して、予め設定された基準軸を含む探査領域に存在する物標を検出し、姿勢検知部が、車両に対する物標検知部の姿勢の変化量（以下「姿勢変化量」とする）を検知する。さらには、検出手段が、姿勢検知部にて検知した姿勢変化量が予め設定された閾値変化量を上回る場合に、上記基準軸のずれが発生したことを検出するように構成した。
【０００９】
このような構成では、物標探査部が車両に対して所定量ずれてしまった場合に、閾値を越える姿勢変化量が検知されるので、車両に加わる衝撃の有無に関わらず、物標探査部の基準軸のずれが発生したことを、より確実に検出することが可能となる。また、基準軸のずれが車両に加わる衝撃との相関性に比べて物標探査部のずれとの相関性が極めて高いことから、基準軸のずれに係る誤検出を抑制することも可能となる。よって、本発明によれば、上記基準軸のずれが発生したことを精度よく検出することができる。
【００１０】
なお、本発明において、物標探査部は、車両の前面中央部においてその車両の車幅方向と平行に取り付けられ、車両の前進方向に対する右側方および左側方のうち少なくとも一方を向く光軸を上記基準軸として、上記探査領域に渡ってレーザ光を照射し、そのレーザ光の反射波を受光することで物標を検出するレーザレーダであってもよい。
【００１１】
この場合、姿勢検知部が、車両における車幅方向の加速度を上記姿勢変化量の一つとして検知する加速度検知部を有する構成において、検出手段は、車両の直進時において加速度検知部にて検知した加速度が、上記閾値変化量として予め設定された第１の加速度を上回る場合に、その車両の車高方向に平行な軸をＺ軸とし、上記光軸のずれがこのＺ軸回りの方向であると特定してもよい。
【００１２】
このような構成では、車両の直進時にレーザレーダが車高方向を軸（Ｚ軸）として所定量だけ回転してしまった場合に、閾値を越える加速度（車幅方向の加速度）が検知されるので、前進方向（車両の全長方向）の加速度の有無に関わらず、レーザレーダの光軸のずれ（光軸ずれ）が発生したことを、より確実に検出することが可能となり、ひいては、Ｚ軸まわりの光軸ずれを精度よく検出することができる。
【００１３】
また、姿勢検知部が、重力方向に対する物標探査部の傾斜量を上記姿勢変化量の一つとして検知する傾斜検知部を有する構成において、検出手段は、車両の停止時または定速直進時において傾斜検知部にて検知した傾斜量が、上記閾値変化量として予め設定された閾値傾斜量を上回る場合に、その車両の車高方向に垂直な２軸をＸ軸およびＹ軸とし、上記基準軸のずれがこれらＸ軸およびＹ軸の少なくとも一方の軸回りの方向であると特定してもよい。なお、閾値傾斜量は、車両の走行道路の勾配をオフセットした傾斜量とする。
【００１４】
このような構成では、物標探査部が車幅方向を軸（Ｘ軸）として、あるいは全長方向を軸（Ｙ軸）として所定量だけ回転してしまった場合に、閾値を越える傾斜量が検知されるので、ひいては、Ｘ軸回り及びＹ軸回りの少なくとも一方における上記基準軸のずれを精度よく検出することができる。
【００１５】
ところで、本発明において、物標探査部が上記レーザレーダである構成では、Ｘ軸回り又はＹ軸回りの光軸ずれが発生した場合、レーザレーダの探査領域について、車両の走行道路（路面）に対する平行度が失われてしまうため、車両の走行安全に係る制御に与える影響が比較的大きくなると考えられる。
【００１６】
このため、物標探査部が上記レーザレーダである構成において、検出手段は、上記光軸のずれがこれらＸ軸およびＹ軸の少なくとも一方の軸回りの方向であると特定すると、上記傾斜量の大きさに関わらず、レーザレーダの作動を停止させてもよい。
【００１７】
このような構成によれば、路面に対する平行度が失われる場合に、レーザレーダの作動を停止させることにより、車両の走行安全に係る制御を確実に禁止することができる。
また、検出手段は、上記光軸のずれがＺ軸回りの方向であると特定すると、加速度が、前記第１の加速度よりも大きい値に予め設定された第２の加速度を上回る場合に限り、レーザレーダの作動を停止させてもよい。
【００１８】
このような構成によれば、路面に対する平行度が保たれている場合であって、レーザレーダの光軸ずれ（ひいては探査領域のずれ）が許容範囲内であれば、レーザレーダの作動を継続させることにより、車両の走行安全に係る制御が維持され、運転者の利便性を確保することができる。なお、この場合、レーザレーダの作動を継続させつつ、光軸ずれが発生した旨を運転者に報知するとさらによい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】下記実施形態の運転者支援システムの設置場所および探査範囲を車両の平面上に示した模式図である。
【図２】その運転者支援システムの各部の構成を示すブロック図である。
【図３】下記実施形態の物標探査器および姿勢検知器の構成を示す説明図である。
【図４】下記実施形態の姿勢検知器の動作を示す説明図である。
【図５】物標探査器の制御部が実行する光軸判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】探査領域のずれ量の違いを示す説明図である。
【図７】物標探査器の制御部が実行する初期学習処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［全体構成］
図１は、本発明が適用された運転者支援システム１の設置場所および探査範囲を車両の平面上に示した模式図であり、図２は、運転者支援システム１の各部の構成を示すブロック図である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、運転者支援システム１は、車両の前面中央部に設置されるヘッド部３と、ヘッド部３に通信可能に接続されて車室内に設置される室内部５とからなる。
【００２２】
［ヘッド部］
ヘッド部３は、レーダ波（レーザ光，電波，超音波等）を照射し、その反射波を受信することにより、予め設定された探査領域（ひいては、照射範囲）内に存在する物標を検知する物標探査器７と、物標探査器７の姿勢を検知するための姿勢検知器８とからなる。以下では、車両の前進方向に向かって左を単に「左」、車両の前進方向に向かって右を単に「右」と称するものとする。
【００２３】
物標探査器７の探査領域は二つ存在し、車両の左に向けて照射されるレーダ波によって形成される左探査領域ＳＬと、車両の右に向けて照射されるレーダ波によって形成される右探査領域ＳＲとからなる。いずれの探査領域ＳＬ，ＳＲも、物標探査器７の設置位置からみた左右方向から、前進方向に所定角度（例えば１５°）向いた方向までの範囲をカバーするように設定されている。具体的には、物標探査器７は、レーダ波の照射に係る基準軸が上記のように予め設定された探査領域ＳＬ，ＳＲの中心となるよう、車両の製造ラインあるいは整備場にて車両のナンバープレートに取り付けられている。
【００２４】
また、物標探査器７は、予め設定された探査周期毎に、各探査領域ＳＬ，ＳＲに存在する物標の検出を行い、検出した各物標について、「物標が検知された探査領域」「物標までの距離」「物標との相対速度」を少なくとも含んだ物標情報を生成して、室内部５に供給するように構成されている。
【００２５】
［物標探査器］
ここで、図３は、本実施形態の物標探査器７および姿勢検知器８の構成を示す説明図であり、（ａ）が外観図、（ｂ）が配置図である。また、（ａ１）及び（ｂ１）が上面図、（ａ２）及び（ｂ２）が背面の展開図、（ａ３）及び（ａ４）が左側及び右側の側面図である。
【００２６】
本実施形態の物標探査器７は、図３に示すように、ナンバープレートと車両本体との間に設置された筐体３０と、筐体３０の側面に固定されたレンズ部４０と、筐体３０の内部に固定されたレーダ部５０とを備えている。
【００２７】
筐体３０は、その幅及び高さがナンバープレートの幅及び高さよりも若干小さく、車両の正面からみてナンバープレートによって隠れるように、車両本体にナンバープレートを取り付けるためのネジによって共締めされている。なお、筐体３０の奥行き（厚み）は３０ｍｍ以内であるものとする。
【００２８】
レンズ部４０は、筐体３０のレーダ部５０から出射されるレーダ波（本実施形態ではレーザ光）の出射窓として、左側側面および右側側面に設けられた左側出射レンズ４１および右側出射レンズ４２と、レーダ波の反射光の受光窓として、左側側面および右側側面に設けられた左側受光レンズ４３および右側受光レンズ４４とからなる。
【００２９】
レーダ部５０は、探査領域ＳＬ，ＳＲにレーザ光を出射するための左出射部１１および右出射部１２と、これら左出射部１１および右出射部１２から出射される左出射光および右出射光の反射光を受光する左受光部１３および右受光部１４と、これら左受光部１３および右受光部１４から送られてくる信号を処理する制御部２０とを備えている。
【００３０】
左出射部１１および右出射部１２は、レーダ波となるレーザ光を発生させる光源（図示せず）を有し、その光源から照射されたレーザ光を左側出射レンズ４１および右側出射レンズ４２の中心に導くことにより、左探査領域ＳＬ及び右探査領域ＳＲを生成する。即ち、左出射部１１および右出射部１２から出射されるレーザ光（左出射光および右出射光）の光軸が前述の基準軸となるように構成されている。
【００３１】
左受光部１３および右受光部１４は、一列に配置された複数の受光素子（ピンフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード等）を備えた周知の光検出器からなり、筐体３０の外部から左側受光レンズ４３および右側受光レンズ４４を介して入射する反射光（レーザ光）を受光し、その受光素子からの電圧信号を制御部２０に供給する。
【００３２】
制御部２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，フラッシュメモリを中心に構成された周知のマイクロコンピュータ（図示せず）と、左受光部１３および右受光部１４からの電圧信号をマイクロコンピュータが読み取り可能な信号に変換する左信号処理部１５および右信号処理部１６とからなる。なお、左信号処理部１５および右信号処理部１６は、マイクロコンピュータと一体に構成されてもよい。
【００３３】
また、制御部２０は、マイクロコンピュータが行う処理として、後述する光軸判定処理および初期学習処理を実行する。
［姿勢検知器］
次に、本実施形態の姿勢検知器８は、図３（ｂ）に示すように、筐体３０の内部においてレーダ部５０と一体に固定されており、車両に対する筐体３０の姿勢（ひいてはレーダ部５０の姿勢）の変化量（姿勢変化量）を検知するものである。
【００３４】
具体的には、姿勢検知器８は、重力方向に対するレーダ部５０の傾斜量を検知する傾斜センサ１７と、車両における車幅方向の加速度を検知する加速度センサ１８とを備えている。
【００３５】
ここで、図４は、姿勢検知器８の動作を示す説明図であり、（ａ）は、傾斜センサ１７の出力特性を示すグラフ、（ｂ）は、加速度センサ１８の検出軸を示す概略図であり、（ｃ）は、車両の軸を示す概略図である。なお、以下では、図４（ｃ）に示すように、車両の車幅方向をＸ軸、全長方向をＹ軸、車高方向をＺ軸とする。
【００３６】
傾斜センサ１７は、例えば電解液が充満された円柱状の容器内の中央に電極が設けられてなり、この電極の傾斜に比例する電圧（電極電圧）を発生させる周知のものである。傾斜センサ１７の出力電圧は、図４（ａ）に示すように、当該傾斜センサ１７の外部から供給される基準電圧（グランド電圧）に対する電極電圧の比で表される。なお、傾斜センサ１７は、筐体３０の内部において、筐体３０が車両に正常に取り付けられている場合にＸ−Ｙ平面に平行となる面（水平面）に固定されることが好ましいが、実際には水平面との誤差を吸収するために後述する初期学習処理によって、模擬的な水平状態を表す初期値が設定される。
【００３７】
加速度センサ１８は、Ｘ軸方向に係る車両の加速度を検知するように筐体３０の内部に固定されており、図４（ｂ）に示すように、車両の直進時において検出軸方向の加速度が発生した場合に、Ｘ−Ｙ平面上においてＺ軸回りに当該加速度センサ１８が車両本体からずれていると判定するためのものである。
【００３８】
つまり、姿勢検知器８は、レーダ部５０に固定されているので、傾斜センサ１７がＸ軸回り及びＹ軸回りの少なくとも一方の光軸ずれを検知し、加速度センサ１８がＺ軸回りの光軸ずれを検知するようにそれぞれ構成されていることになる。
【００３９】
［室内部］
図２に戻り、室内部５は、運転席の正面付近に設置されるスピーカ２２と、運転席の右側に位置するＡピラー（フロントウインドウを支える左右両側の支柱）に設置される右ランプ２３と、運転席の左側に位置するＡピラーに設置される左ランプ２４と、ヘッド部３（物標探査器７）から物標情報を取得し、取得した物標情報の内容に従って、スピーカ２２，右ランプ２３，左ランプ２４を用いた報知制御を行うマイクロコンピュータ（マイコン）２５とを備えている。
【００４０】
また、室内部５は、車両状態を検出するために設けられた各種スイッチやセンサ等からなるセンサ群３２と、図示しないＧＰＳ装置から自車両の位置を取得し、予め用意された地図データに基づき、自車両周辺の地図や、地図上での自車両の位置等を表示し、経路設定，経路案内などを行う周知のナビゲーション装置３３とを備えている。
【００４１】
なお、地図データには、道路の形状（直線，カーブ等）や勾配（その方向を含む）を表す道路データが含まれている。さらに、道路データには、運転者にとって見通しの悪い交差点（十字路やＴ字路等）を表す交差道路情報が含まれている。
【００４２】
そして、ナビゲーション装置３３は、このような道路データに基づいて、自車両が走行中の道路の形状および勾配を表す走行道路情報を、ヘッド部３（物標探査器７）に出力するとともに、ヘッド部３（物標探査器７）から後述する通知情報を入力すると、その入力情報を表示するように構成されている。
【００４３】
マイコン２５は、このような道路データ（交差道路情報）に基づいて、自車両が十字路やＴ字路等に進入するタイミングを検出すると、ヘッド部３（物標探査器７）から入力される物標情報に基づいて、運転者にとって注意を要する物標（注意物標）が探査領域ＳＬ，ＳＲに存在すると判定した場合、注意物標が存在する側のランプ２３，２４を点灯させたり、スピーカ２２に警告音を出力させたりする。
【００４４】
また、マイコン２５は、このような運転支援制御を行うとともに、物標探査器７から物標情報を取得できない場合には、運転支援制御を禁止し、その旨をナビゲーション装置３３に表示することにより、運転者に報知する。
【００４５】
なお、センサ群３２には、自車両の速度（車速）を検出する車速センサ３６や、自車両の操舵角を検出する操舵角センサ３８が少なくとも含まれており、これらセンサ３６，３８の検出値を表すデータが車両の状態情報としてヘッド部３（物標探査器７）に出力されるようになっている。
【００４６】
［光軸判定処理］
ここで、物標探査器７の制御部２０が実行する光軸判定処理を、図５のフローチャートに沿って説明する。なお、本処理は、例えば自車両のＩＧスイッチがオンにされると自動的に起動する。但し、本処理によって一旦、レーダ部５０の作動が停止させると、専用のスイッチが手動によってオンにされる（リセットされる）まで、起動しないようになっている。
【００４７】
図５に示すように、本処理が起動すると、まず、Ｓ１１０では、センサ群３２から入力される状態情報に基づいて、車速センサ３６および操舵角センサ３８の検出値（つまり、車速および操舵角）のモニタリングを開始する。
【００４８】
続くＳ１２０では、Ｓ１１０によるモニタリングに基づいて、現在の自車両の状態について、車速が予め設定された初期速度Ｍ（例えば６０ｋｍ／ｈ）以上であり、且つ、操舵角がゼロであるという第１条件を満たしているか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合にはＳ１７０に移行し、一方、否定判断した場合にはＳ１３０に移行する。つまり、第１条件は、車両の高速直進時に成立することになる。
【００４９】
Ｓ１３０では、Ｓ１１０によるモニタリングに基づいて、現在の自車両の状態について、車速が予め設定された第１の初期期間のあいだ増減がなく（つまり、加減速がなく）、且つ、現在の操舵角がゼロであるという第２条件を満たしているか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合にはＳ１３５に移行し、一方、否定判断した場合にはＳ１２０に戻る。つまり、第２条件は、車両の停止時または定速直進時に成立することになる。
【００５０】
続くＳ１３５では、ナビゲーション装置３３から入力される走行道路情報に基づいて、現在の自車両の走行道路について、直進方向（Ｙ軸方向に相当）および幅方向（Ｘ軸方向に相当）の勾配がゼロであるという第３条件を満たしているか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合にはＳ１４０に移行し、一方、否定判断した場合にはＳ１３７に移行する。なお、Ｓ１３７では、重力方向に対するレーダ部５０の傾斜量に対してＹ軸方向およびＸ軸方向の道路勾配がオフセットされるように閾値傾斜量を設定して、Ｓ１４０に移行する。
【００５１】
Ｓ１４０では、姿勢検知器８から入力される傾斜センサ１７の検知結果（つまり、重力方向に対するレーダ部５０の傾斜量）のモニタリングを開始し、続いて、Ｓ１４０にて予め設定された第２の初期期間のあいだモニタリングされた傾斜量の平均値を算出する（Ｓ１４５）。なお、第２の初期期間は、後述する初期学習処理にて設定される期間であり、具体的には、Ｓ１４５では、上記第２条件が成立している間に、傾斜量の入力回数を加算する傾斜量用カウンタの値がＮ（例えば１０００）を示すと、そのＮ回入力された傾斜量の平均値を算出して、傾斜量用カウンタの値をリセットする。ちなみに、傾斜量用カウンタの値がＮを示す前に、上記第２条件が満たされなくなると、傾斜量用カウンタの値をリセットして、Ｓ１２０に移行することになる。
【００５２】
続くＳ１５０では、Ｓ１４５にて平均化された傾斜量が予め設定された閾値傾斜量を上回るか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合には、予め用意されたＸ・Ｙ軸ずれフラグをオンに設定して、Ｓ１６０に移行し、一方、否定判断した場合には、予め用意されたＸ・Ｙ軸ずれフラグをオフに設定して、Ｓ１２０に戻る。
【００５３】
Ｓ１６０では、Ｘ・Ｙ軸ずれフラグの設定がオンになっているため、Ｘ軸回り及びＹ軸回りの少なくとも一方の光軸ずれが発生している旨を表す通知情報をナビゲーション装置３３に出力し、続いて、当該物標探査器７の作動を停止させて（Ｓ１６５）、本処理を終了する。なお、物標探査器７の作動が停止すると、室内部５のマイコンから運転支援制御を禁止する旨を表す情報がナビゲーション装置３３に出力されることになる。
【００５４】
一方、前述の第１条件を満たした場合（Ｓ１２０；ＹＥＳ）に移行するＳ１７０では、姿勢検知器８から入力される加速度センサ１８の検知結果（つまり、車幅方向の加速度）のモニタリングを開始し、続いて、Ｓ１７０にて予め設定された第３の初期期間のあいだモニタリングされた加速度の平均値を算出する（Ｓ１７５）。なお、第３の初期期間は、後述する初期学習処理にて設定される期間であり、具体的には、Ｓ１７５では、上記第１条件が成立している間に、加速度の入力回数を加算する加速度用カウンタの値がＫ（例えば１００００）を示すと、そのＫ回入力された加速度の平均値を算出して、加速度用カウンタの値をリセットする。ちなみに、加速度用カウンタの値がＫを示す前に、上記第１条件が満たされなくなると、加速度用カウンタの値をリセットして、Ｓ１３０に移行することになる。
【００５５】
続くＳ１８０では、Ｓ１７５にて平均化された加速度が予め設定された第１の加速度を上回るか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合には、予め用意されたＺ軸ずれフラグをオンに設定して、Ｓ１８５に移行し、一方、否定判断した場合には、予め用意されたＺ軸ずれフラグをオフに設定して、Ｓ１２０に戻る。
【００５６】
そして、Ｓ１８５では、Ｚ軸ずれフラグの設定がオンになっているため、Ｓ１７５にて平均化された加速度が、上記第１の加速度よりも大きい値に予め設定された第２の加速度を上回るか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合には、予め用意された作動禁止フラグをオンに設定して、Ｓ１９０に移行し、一方、否定判断した場合には、予め用意された作動禁止フラグをオフに設定して、Ｓ１６５に移行することにより、物標探査器７の作動を停止させて（Ｓ１６５）、本処理を終了する。つまり、Ｓ１６５では、Ｘ・Ｙ軸ずれフラグの設定がオンである場合、又は、作動禁止フラグの設定がオンである場合に、物標探査器７の作動を停止させている。
【００５７】
そして、Ｓ１９０では、Ｚ軸ずれフラグの設定がオンであり、且つ、作動禁止フラグの設定がオフになっているため、物標探査器７について、Ｚ軸回りの光軸ずれが発生している旨を表す通知情報をナビゲーション装置３３に出力し、Ｓ１３０に戻る。
【００５８】
このように、本処理では、Ｘ軸回りまたはＹ軸回りについて閾値を上回る光軸ずれが発生すると、物標探査器７の探査領域ＳＬ，ＳＲが車高方向（Ｚ軸方向）に傾くことになることから、車両から検出可能な物標までの距離（探査距離）が極めて小さくなってしまう可能性があるため、直ちに当該物標探査器７の作動を停止させることにより、運転支援制御を禁止することにしている。
【００５９】
また、本処理では、Ｚ軸回りについて閾値を上回る光軸ずれが発生しても、物標探査器７の探査領域ＳＬ，ＳＲとＸ−Ｙ平面との平行度が維持されることから、探査距離に影響を及ぼさずに済み、光軸ずれが小さい場合には注意物標が非検出となる可能性が小さいため（図６（ａ）参照）、光軸ずれの発生を運転者に報知しつつ、運転支援制御を継続することにしている。一方、探査距離に影響を及ぼさずに済むものの、光軸ずれが大きい場合には、注意物標が被検出となる可能性が大きいため（図６（ｂ）参照）、直ちに当該物標探査器７の作動を停止させることにより、運転支援制御を禁止することにしている。
【００６０】
なお、本処理において、初期速度，第２の初期期間，第３の初期期間，閾値傾斜量におけるオフセット前の初期値，第１の加速度，第２の加速度は、以下の初期学習処理との整合性を図るために、制御部２０のフラッシュメモリに予め記憶されている。
【００６１】
［初期学習処理］
次に、物標探査器７の制御部２０が実行する初期学習処理を、図７のフローチャートに沿って説明する。なお、本処理は、車両の製造ラインあるいは整備場にて、車両のナンバープレートに取り付けられ、例えば専用のスイッチが手動によってオンにされると起動する。
【００６２】
図７に示すように、本処理が起動すると、まず、Ｓ２１０では、姿勢検知器８から入力される傾斜センサ１７の検知結果を、フラッシュメモリに予め記憶されている第２の初期期間に相当する回数Ｎだけモニタリング（取り込み）を実施したか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合にはＳ２２０に移行し、否定判断した場合には、傾斜センサ１７の検知結果（傾斜量）の取り込みを実施し（Ｓ２１５）、Ｓ２１０に戻る。
【００６３】
Ｓ２２０では、第２の初期期間のあいだモニタリングされた傾斜量の平均値を算出し、続いて、車両を直進走行させ（Ｓ２２５）、さらに車両を加速させ（Ｓ２２７）、Ｓ２３０に移行する。
【００６４】
Ｓ２３０では、車速センサ３６の検出値に基づいて、車速が初期速度Ｍ以上であるか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合にはＳ２４０に移行し、一方、否定判断した場合にはＳ２２７に戻る。
【００６５】
Ｓ２４０では、姿勢検知器８から入力される加速度センサ１８の検知結果を、フラッシュメモリに予め記憶されている第３の初期期間に相当する回数Ｋだけモニタリング（取り込み）を実施したか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合にはＳ２５０に移行し、否定判断した場合には、傾斜センサ１７の検知結果（車幅方向の加速度）の取り込みを実施し（Ｓ２４５）、Ｓ２４０に戻る。
【００６６】
Ｓ２５０では、第３の初期期間のあいだモニタリングされた車幅方向の加速度の平均値を算出し、Ｓ２６０に移行する。
最後に、Ｓ２６０では、Ｓ２２０にて平均化された傾斜量を、閾値傾斜量におけるオフセット前の初期値とし、Ｓ２５０にて平均化された車幅方向の加速度を、第１の加速度としてそれぞれ設定し、フラッシュメモリに記憶する。さらに、予め設定されたバッファ加速度を第１の加速度に加算したものを第２の加速度として、フラッシュメモリに記憶し、本処理を終了する。なお、バッファ加速度は、車幅方向の加速度と光軸ずれ（ひいては探査領域ＳＬ，ＳＲのずれ）との相関性を実験やシミュレーション等によって求め、その相関性から探査領域ＳＬ，ＳＲのずれに対する許容度として設定されている。
【００６７】
［効果］
以上説明したように、運転者支援システム１におけるヘッド部３では、車両に対する物標探査器７の姿勢変化量（傾斜量，加速度）を検知する姿勢検知器８が、物標探査器７に固定されており、制御部２０が、姿勢検知器８にて検知した姿勢変化量が予め設定された閾値変化量（閾値傾斜量，第１の加速度）を上回る場合に、物標探査器７の基準軸のずれが発生したことを検出する。
【００６８】
したがって、運転者支援システム１によれば、実際に物標探査器７が車両に対して所定量ずれていることを検出するので、基準軸のずれ（光軸ずれ）が発生したことを精度よく検出することができる。
【００６９】
また、運転者支援システム１では、運転者にとって見通しの悪い交差点にて探査領域ＳＬ，ＳＲに注意物標が存在する場合に、運転者にその注意物標の存在を報知する制御（運転者支援制御）を行うとともに、所定量を上回る光軸ずれを検出した場合に、物標探査器７の作動を停止することにより、運転者支援制御の実行を禁止する。よって、誤った物標情報に基づいて、運転者支援制御の精度が低下してしまうことを防止できる。
【００７０】
また、運転者支援システム１では、Ｚ軸回りの光軸ずれが小さい場合には、光軸ずれの発生を運転者に報知しつつ、運転支援制御を継続するので、運転者支援制御の精度を維持可能な許容範囲において利用者の利便性を確保することができる。
【００７１】
また、運転者支援システム１では、初期学習処理において閾値変化量（閾値傾斜量，第１の加速度）を設定する際の条件（初期速度，第２の初期期間，第３の初期期間など）を、光軸判定処理において用いるため、より精度よく光軸ずれの発生を検出することができる。
【００７２】
［発明との対応］
なお、本実施形態において、物標探査器７が物標探査部、姿勢検知器８が姿勢検知部、制御部２０が検出手段、加速度センサ１８が加速度検知部、傾斜センサ１７が傾斜検知部に相当する。
【００７３】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【００７４】
例えば、上記実施形態の運転者支援システム１では、制御部２０がヘッド部３に設けられているが、これに限定されるものではなく、室内部５に設けられてもよい。さらに言うと、制御部２０が行う各種処理を室内部５のマイコン２５が行うようにしてもよい。
【００７５】
また、上記実施形態の光軸判定処理では、道路勾配がゼロでない場合に（Ｓ１３５；ＮＯ）、閾値傾斜量をオフセットする（Ｓ１３７）ようにしているが、これに限定されるものではなく、加減速がなく、且つ操舵角がゼロである場合に（Ｓ１３０）、道路勾配がゼロであるとみなして、傾斜量のモニタリングを開始する（Ｓ１４０）ようにしてもよい。さらに言うと、初期学習処理においてＸ軸方向の道路勾配を予め初期設定値（≒０）としてフラッシュメモリに記憶させてもよい。
【００７６】
また、上記実施形態の探査領域ＳＬ，ＳＲは、車両の左右方向に設定されているが、これに限定されるものではなく、例えば車両の前進方向あるいは後進方向であってもよい。さらに言うと、上記実施形態の物標探査器７および姿勢検知器８は、車両の前面中央部に設置されているが、これに限定されるものではなく、予め設定された探査領域ＳＬ，ＳＲに応じて車両に設置されればよい。
【符号の説明】
【００７７】
１…運転者支援システム、３…ヘッド部、５…室内部、７…物標探査器、８…姿勢検知器、１１…左出射部、１２…右出射部、１３…左受光部、１４…右受光部、１５…左信号処理部、１６…右信号処理部、１７…傾斜センサ、１８…加速度センサ、２０…制御部、２２…スピーカ、２３…右ランプ、２４…左ランプ、２５…マイコン、３０…筐体、３２…センサ群、３３…ナビゲーション装置、３６…車速センサ、３８…操舵角センサ、４０…レンズ部、４１…左側出射レンズ、４２…右側出射レンズ、４３…左側受光レンズ、４４…右側受光レンズ、５０…レーダ部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に取り付けられたレーザレーダ等の基準軸のずれを検出可能な車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の走行安全性を向上させるための各種制御を行う車両用制御装置では、その制御に必要な構成部品として、レーザレーダ等の物標探査器が車両に搭載されている。例えば、レーザレーダは、車両の前面中央部等に取り付けられ、車両に対して、予め設定された基準軸を含む所定の探査領域に渡ってレーザ光を照射し、そのレーザ光の反射光を受光することにより、車両や歩行者、障害物等の物標を検出する。そして、この検出結果は、例えば先行車両との車間距離を一定に保つ走行制御や、歩行者や障害物の位置を知らせる報知制御等に利用される。
【０００３】
このような車両用制御装置では、車両に取り付けられたレーザレーダの基準軸のずれ（つまり、光軸ずれ）が発生すると、本来検出すべき領域から探査領域が乖離したり、物標の位置に係る検出精度が低下したりする可能性がある。このため、車両の走行時にレーザレーダの光軸ずれが発生したことを検出すると、例えば走行制御の実行を禁止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４５５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の車両用制御装置では、レーザレーダ（ひいては車両）に上記探査領域が変化するほどの衝撃が加わったことを検知することにより、光軸ずれが発生したものと推定しているので、必ずしも光軸ずれの発生を精度よく検出できるわけではないという問題があった。
【０００６】
例えば、経年変化による取付具の緩み等からレーザレーダが車両に対してずれてしまった場合に、衝撃を検知できないことから光軸ずれの発生を検出できなかったり、衝撃と光軸ずれとの相関性が乏しいことにより、光軸ずれ（ひいては基準軸のずれ）が発生していない状況であっても衝撃によって基準軸のずれが発生したと誤検出してしまったりする可能性があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するために、上記基準軸のずれが発生したことを精度よく検出することが可能な車両用制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためになされた発明である車両用制御装置は、車両に取り付けられた物標探査部と、物標探査部に固定された姿勢検知部と、検出手段とを備える。そして、本発明では、物標探査部が、車両に対して、予め設定された基準軸を含む探査領域に存在する物標を検出し、姿勢検知部が、車両に対する物標検知部の姿勢の変化量（以下「姿勢変化量」とする）を検知する。さらには、検出手段が、姿勢検知部にて検知した姿勢変化量が予め設定された閾値変化量を上回る場合に、上記基準軸のずれが発生したことを検出するように構成した。
【０００９】
このような構成では、物標探査部が車両に対して所定量ずれてしまった場合に、閾値を越える姿勢変化量が検知されるので、車両に加わる衝撃の有無に関わらず、物標探査部の基準軸のずれが発生したことを、より確実に検出することが可能となる。また、基準軸のずれが車両に加わる衝撃との相関性に比べて物標探査部のずれとの相関性が極めて高いことから、基準軸のずれに係る誤検出を抑制することも可能となる。よって、本発明によれば、上記基準軸のずれが発生したことを精度よく検出することができる。
【００１０】
なお、本発明において、物標探査部は、車両の前面中央部においてその車両の車幅方向と平行に取り付けられ、車両の前進方向に対する右側方および左側方のうち少なくとも一方を向く光軸を上記基準軸として、上記探査領域に渡ってレーザ光を照射し、そのレーザ光の反射波を受光することで物標を検出するレーザレーダであってもよい。
【００１１】
この場合、姿勢検知部が、車両における車幅方向の加速度を上記姿勢変化量の一つとして検知する加速度検知部を有する構成において、検出手段は、車両の直進時において加速度検知部にて検知した加速度が、上記閾値変化量として予め設定された第１の加速度を上回る場合に、その車両の車高方向に平行な軸をＺ軸とし、上記光軸のずれがこのＺ軸回りの方向であると特定してもよい。
【００１２】
このような構成では、車両の直進時にレーザレーダが車高方向を軸（Ｚ軸）として所定量だけ回転してしまった場合に、閾値を越える加速度（車幅方向の加速度）が検知されるので、前進方向（車両の全長方向）の加速度の有無に関わらず、レーザレーダの光軸のずれ（光軸ずれ）が発生したことを、より確実に検出することが可能となり、ひいては、Ｚ軸まわりの光軸ずれを精度よく検出することができる。
【００１３】
また、姿勢検知部が、重力方向に対する物標探査部の傾斜量を上記姿勢変化量の一つとして検知する傾斜検知部を有する構成において、検出手段は、車両の停止時または定速直進時において傾斜検知部にて検知した傾斜量が、上記閾値変化量として予め設定された閾値傾斜量を上回る場合に、その車両の車高方向に垂直な２軸をＸ軸およびＹ軸とし、上記基準軸のずれがこれらＸ軸およびＹ軸の少なくとも一方の軸回りの方向であると特定してもよい。なお、閾値傾斜量は、車両の走行道路の勾配をオフセットした傾斜量とする。
【００１４】
このような構成では、物標探査部が車幅方向を軸（Ｘ軸）として、あるいは全長方向を軸（Ｙ軸）として所定量だけ回転してしまった場合に、閾値を越える傾斜量が検知されるので、ひいては、Ｘ軸回り及びＹ軸回りの少なくとも一方における上記基準軸のずれを精度よく検出することができる。
【００１５】
ところで、本発明において、物標探査部が上記レーザレーダである構成では、Ｘ軸回り又はＹ軸回りの光軸ずれが発生した場合、レーザレーダの探査領域について、車両の走行道路（路面）に対する平行度が失われてしまうため、車両の走行安全に係る制御に与える影響が比較的大きくなると考えられる。
【００１６】
このため、物標探査部が上記レーザレーダである構成において、検出手段は、上記光軸のずれがこれらＸ軸およびＹ軸の少なくとも一方の軸回りの方向であると特定すると、上記傾斜量の大きさに関わらず、レーザレーダの作動を停止させてもよい。
【００１７】
このような構成によれば、路面に対する平行度が失われる場合に、レーザレーダの作動を停止させることにより、車両の走行安全に係る制御を確実に禁止することができる。
また、検出手段は、上記光軸のずれがＺ軸回りの方向であると特定すると、加速度が、前記第１の加速度よりも大きい値に予め設定された第２の加速度を上回る場合に限り、レーザレーダの作動を停止させてもよい。
【００１８】
このような構成によれば、路面に対する平行度が保たれている場合であって、レーザレーダの光軸ずれ（ひいては探査領域のずれ）が許容範囲内であれば、レーザレーダの作動を継続させることにより、車両の走行安全に係る制御が維持され、運転者の利便性を確保することができる。なお、この場合、レーザレーダの作動を継続させつつ、光軸ずれが発生した旨を運転者に報知するとさらによい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】下記実施形態の運転者支援システムの設置場所および探査範囲を車両の平面上に示した模式図である。
【図２】その運転者支援システムの各部の構成を示すブロック図である。
【図３】下記実施形態の物標探査器および姿勢検知器の構成を示す説明図である。
【図４】下記実施形態の姿勢検知器の動作を示す説明図である。
【図５】物標探査器の制御部が実行する光軸判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】探査領域のずれ量の違いを示す説明図である。
【図７】物標探査器の制御部が実行する初期学習処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［全体構成］
図１は、本発明が適用された運転者支援システム１の設置場所および探査範囲を車両の平面上に示した模式図であり、図２は、運転者支援システム１の各部の構成を示すブロック図である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、運転者支援システム１は、車両の前面中央部に設置されるヘッド部３と、ヘッド部３に通信可能に接続されて車室内に設置される室内部５とからなる。
【００２２】
［ヘッド部］
ヘッド部３は、レーダ波（レーザ光，電波，超音波等）を照射し、その反射波を受信することにより、予め設定された探査領域（ひいては、照射範囲）内に存在する物標を検知する物標探査器７と、物標探査器７の姿勢を検知するための姿勢検知器８とからなる。以下では、車両の前進方向に向かって左を単に「左」、車両の前進方向に向かって右を単に「右」と称するものとする。
【００２３】
物標探査器７の探査領域は二つ存在し、車両の左に向けて照射されるレーダ波によって形成される左探査領域ＳＬと、車両の右に向けて照射されるレーダ波によって形成される右探査領域ＳＲとからなる。いずれの探査領域ＳＬ，ＳＲも、物標探査器７の設置位置からみた左右方向から、前進方向に所定角度（例えば１５°）向いた方向までの範囲をカバーするように設定されている。具体的には、物標探査器７は、レーダ波の照射に係る基準軸が上記のように予め設定された探査領域ＳＬ，ＳＲの中心となるよう、車両の製造ラインあるいは整備場にて車両のナンバープレートに取り付けられている。
【００２４】
また、物標探査器７は、予め設定された探査周期毎に、各探査領域ＳＬ，ＳＲに存在する物標の検出を行い、検出した各物標について、「物標が検知された探査領域」「物標までの距離」「物標との相対速度」を少なくとも含んだ物標情報を生成して、室内部５に供給するように構成されている。
【００２５】
［物標探査器］
ここで、図３は、本実施形態の物標探査器７および姿勢検知器８の構成を示す説明図であり、（ａ）が外観図、（ｂ）が配置図である。また、（ａ１）及び（ｂ１）が上面図、（ａ２）及び（ｂ２）が背面の展開図、（ａ３）及び（ａ４）が左側及び右側の側面図である。
【００２６】
本実施形態の物標探査器７は、図３に示すように、ナンバープレートと車両本体との間に設置された筐体３０と、筐体３０の側面に固定されたレンズ部４０と、筐体３０の内部に固定されたレーダ部５０とを備えている。
【００２７】
筐体３０は、その幅及び高さがナンバープレートの幅及び高さよりも若干小さく、車両の正面からみてナンバープレートによって隠れるように、車両本体にナンバープレートを取り付けるためのネジによって共締めされている。なお、筐体３０の奥行き（厚み）は３０ｍｍ以内であるものとする。
【００２８】
レンズ部４０は、筐体３０のレーダ部５０から出射されるレーダ波（本実施形態ではレーザ光）の出射窓として、左側側面および右側側面に設けられた左側出射レンズ４１および右側出射レンズ４２と、レーダ波の反射光の受光窓として、左側側面および右側側面に設けられた左側受光レンズ４３および右側受光レンズ４４とからなる。
【００２９】
レーダ部５０は、探査領域ＳＬ，ＳＲにレーザ光を出射するための左出射部１１および右出射部１２と、これら左出射部１１および右出射部１２から出射される左出射光および右出射光の反射光を受光する左受光部１３および右受光部１４と、これら左受光部１３および右受光部１４から送られてくる信号を処理する制御部２０とを備えている。
【００３０】
左出射部１１および右出射部１２は、レーダ波となるレーザ光を発生させる光源（図示せず）を有し、その光源から照射されたレーザ光を左側出射レンズ４１および右側出射レンズ４２の中心に導くことにより、左探査領域ＳＬ及び右探査領域ＳＲを生成する。即ち、左出射部１１および右出射部１２から出射されるレーザ光（左出射光および右出射光）の光軸が前述の基準軸となるように構成されている。
【００３１】
左受光部１３および右受光部１４は、一列に配置された複数の受光素子（ピンフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード等）を備えた周知の光検出器からなり、筐体３０の外部から左側受光レンズ４３および右側受光レンズ４４を介して入射する反射光（レーザ光）を受光し、その受光素子からの電圧信号を制御部２０に供給する。
【００３２】
制御部２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，フラッシュメモリを中心に構成された周知のマイクロコンピュータ（図示せず）と、左受光部１３および右受光部１４からの電圧信号をマイクロコンピュータが読み取り可能な信号に変換する左信号処理部１５および右信号処理部１６とからなる。なお、左信号処理部１５および右信号処理部１６は、マイクロコンピュータと一体に構成されてもよい。
【００３３】
また、制御部２０は、マイクロコンピュータが行う処理として、後述する光軸判定処理および初期学習処理を実行する。
［姿勢検知器］
次に、本実施形態の姿勢検知器８は、図３（ｂ）に示すように、筐体３０の内部においてレーダ部５０と一体に固定されており、車両に対する筐体３０の姿勢（ひいてはレーダ部５０の姿勢）の変化量（姿勢変化量）を検知するものである。
【００３４】
具体的には、姿勢検知器８は、重力方向に対するレーダ部５０の傾斜量を検知する傾斜センサ１７と、車両における車幅方向の加速度を検知する加速度センサ１８とを備えている。
【００３５】
ここで、図４は、姿勢検知器８の動作を示す説明図であり、（ａ）は、傾斜センサ１７の出力特性を示すグラフ、（ｂ）は、加速度センサ１８の検出軸を示す概略図であり、（ｃ）は、車両の軸を示す概略図である。なお、以下では、図４（ｃ）に示すように、車両の車幅方向をＸ軸、全長方向をＹ軸、車高方向をＺ軸とする。
【００３６】
傾斜センサ１７は、例えば電解液が充満された円柱状の容器内の中央に電極が設けられてなり、この電極の傾斜に比例する電圧（電極電圧）を発生させる周知のものである。傾斜センサ１７の出力電圧は、図４（ａ）に示すように、当該傾斜センサ１７の外部から供給される基準電圧（グランド電圧）に対する電極電圧の比で表される。なお、傾斜センサ１７は、筐体３０の内部において、筐体３０が車両に正常に取り付けられている場合にＸ−Ｙ平面に平行となる面（水平面）に固定されることが好ましいが、実際には水平面との誤差を吸収するために後述する初期学習処理によって、模擬的な水平状態を表す初期値が設定される。
【００３７】
加速度センサ１８は、Ｘ軸方向に係る車両の加速度を検知するように筐体３０の内部に固定されており、図４（ｂ）に示すように、車両の直進時において検出軸方向の加速度が発生した場合に、Ｘ−Ｙ平面上においてＺ軸回りに当該加速度センサ１８が車両本体からずれていると判定するためのものである。
【００３８】
つまり、姿勢検知器８は、レーダ部５０に固定されているので、傾斜センサ１７がＸ軸回り及びＹ軸回りの少なくとも一方の光軸ずれを検知し、加速度センサ１８がＺ軸回りの光軸ずれを検知するようにそれぞれ構成されていることになる。
【００３９】
［室内部］
図２に戻り、室内部５は、運転席の正面付近に設置されるスピーカ２２と、運転席の右側に位置するＡピラー（フロントウインドウを支える左右両側の支柱）に設置される右ランプ２３と、運転席の左側に位置するＡピラーに設置される左ランプ２４と、ヘッド部３（物標探査器７）から物標情報を取得し、取得した物標情報の内容に従って、スピーカ２２，右ランプ２３，左ランプ２４を用いた報知制御を行うマイクロコンピュータ（マイコン）２５とを備えている。
【００４０】
また、室内部５は、車両状態を検出するために設けられた各種スイッチやセンサ等からなるセンサ群３２と、図示しないＧＰＳ装置から自車両の位置を取得し、予め用意された地図データに基づき、自車両周辺の地図や、地図上での自車両の位置等を表示し、経路設定，経路案内などを行う周知のナビゲーション装置３３とを備えている。
【００４１】
なお、地図データには、道路の形状（直線，カーブ等）や勾配（その方向を含む）を表す道路データが含まれている。さらに、道路データには、運転者にとって見通しの悪い交差点（十字路やＴ字路等）を表す交差道路情報が含まれている。
【００４２】
そして、ナビゲーション装置３３は、このような道路データに基づいて、自車両が走行中の道路の形状および勾配を表す走行道路情報を、ヘッド部３（物標探査器７）に出力するとともに、ヘッド部３（物標探査器７）から後述する通知情報を入力すると、その入力情報を表示するように構成されている。
【００４３】
マイコン２５は、このような道路データ（交差道路情報）に基づいて、自車両が十字路やＴ字路等に進入するタイミングを検出すると、ヘッド部３（物標探査器７）から入力される物標情報に基づいて、運転者にとって注意を要する物標（注意物標）が探査領域ＳＬ，ＳＲに存在すると判定した場合、注意物標が存在する側のランプ２３，２４を点灯させたり、スピーカ２２に警告音を出力させたりする。
【００４４】
また、マイコン２５は、このような運転支援制御を行うとともに、物標探査器７から物標情報を取得できない場合には、運転支援制御を禁止し、その旨をナビゲーション装置３３に表示することにより、運転者に報知する。
【００４５】
なお、センサ群３２には、自車両の速度（車速）を検出する車速センサ３６や、自車両の操舵角を検出する操舵角センサ３８が少なくとも含まれており、これらセンサ３６，３８の検出値を表すデータが車両の状態情報としてヘッド部３（物標探査器７）に出力されるようになっている。
【００４６】
［光軸判定処理］
ここで、物標探査器７の制御部２０が実行する光軸判定処理を、図５のフローチャートに沿って説明する。なお、本処理は、例えば自車両のＩＧスイッチがオンにされると自動的に起動する。但し、本処理によって一旦、レーダ部５０の作動が停止させると、専用のスイッチが手動によってオンにされる（リセットされる）まで、起動しないようになっている。
【００４７】
図５に示すように、本処理が起動すると、まず、Ｓ１１０では、センサ群３２から入力される状態情報に基づいて、車速センサ３６および操舵角センサ３８の検出値（つまり、車速および操舵角）のモニタリングを開始する。
【００４８】
続くＳ１２０では、Ｓ１１０によるモニタリングに基づいて、現在の自車両の状態について、車速が予め設定された初期速度Ｍ（例えば６０ｋｍ／ｈ）以上であり、且つ、操舵角がゼロであるという第１条件を満たしているか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合にはＳ１７０に移行し、一方、否定判断した場合にはＳ１３０に移行する。つまり、第１条件は、車両の高速直進時に成立することになる。
【００４９】
Ｓ１３０では、Ｓ１１０によるモニタリングに基づいて、現在の自車両の状態について、車速が予め設定された第１の初期期間のあいだ増減がなく（つまり、加減速がなく）、且つ、現在の操舵角がゼロであるという第２条件を満たしているか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合にはＳ１３５に移行し、一方、否定判断した場合にはＳ１２０に戻る。つまり、第２条件は、車両の停止時または定速直進時に成立することになる。
【００５０】
続くＳ１３５では、ナビゲーション装置３３から入力される走行道路情報に基づいて、現在の自車両の走行道路について、直進方向（Ｙ軸方向に相当）および幅方向（Ｘ軸方向に相当）の勾配がゼロであるという第３条件を満たしているか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合にはＳ１４０に移行し、一方、否定判断した場合にはＳ１３７に移行する。なお、Ｓ１３７では、重力方向に対するレーダ部５０の傾斜量に対してＹ軸方向およびＸ軸方向の道路勾配がオフセットされるように閾値傾斜量を設定して、Ｓ１４０に移行する。
【００５１】
Ｓ１４０では、姿勢検知器８から入力される傾斜センサ１７の検知結果（つまり、重力方向に対するレーダ部５０の傾斜量）のモニタリングを開始し、続いて、Ｓ１４０にて予め設定された第２の初期期間のあいだモニタリングされた傾斜量の平均値を算出する（Ｓ１４５）。なお、第２の初期期間は、後述する初期学習処理にて設定される期間であり、具体的には、Ｓ１４５では、上記第２条件が成立している間に、傾斜量の入力回数を加算する傾斜量用カウンタの値がＮ（例えば１０００）を示すと、そのＮ回入力された傾斜量の平均値を算出して、傾斜量用カウンタの値をリセットする。ちなみに、傾斜量用カウンタの値がＮを示す前に、上記第２条件が満たされなくなると、傾斜量用カウンタの値をリセットして、Ｓ１２０に移行することになる。
【００５２】
続くＳ１５０では、Ｓ１４５にて平均化された傾斜量が予め設定された閾値傾斜量を上回るか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合には、予め用意されたＸ・Ｙ軸ずれフラグをオンに設定して、Ｓ１６０に移行し、一方、否定判断した場合には、予め用意されたＸ・Ｙ軸ずれフラグをオフに設定して、Ｓ１２０に戻る。
【００５３】
Ｓ１６０では、Ｘ・Ｙ軸ずれフラグの設定がオンになっているため、Ｘ軸回り及びＹ軸回りの少なくとも一方の光軸ずれが発生している旨を表す通知情報をナビゲーション装置３３に出力し、続いて、当該物標探査器７の作動を停止させて（Ｓ１６５）、本処理を終了する。なお、物標探査器７の作動が停止すると、室内部５のマイコンから運転支援制御を禁止する旨を表す情報がナビゲーション装置３３に出力されることになる。
【００５４】
一方、前述の第１条件を満たした場合（Ｓ１２０；ＹＥＳ）に移行するＳ１７０では、姿勢検知器８から入力される加速度センサ１８の検知結果（つまり、車幅方向の加速度）のモニタリングを開始し、続いて、Ｓ１７０にて予め設定された第３の初期期間のあいだモニタリングされた加速度の平均値を算出する（Ｓ１７５）。なお、第３の初期期間は、後述する初期学習処理にて設定される期間であり、具体的には、Ｓ１７５では、上記第１条件が成立している間に、加速度の入力回数を加算する加速度用カウンタの値がＫ（例えば１００００）を示すと、そのＫ回入力された加速度の平均値を算出して、加速度用カウンタの値をリセットする。ちなみに、加速度用カウンタの値がＫを示す前に、上記第１条件が満たされなくなると、加速度用カウンタの値をリセットして、Ｓ１３０に移行することになる。
【００５５】
続くＳ１８０では、Ｓ１７５にて平均化された加速度が予め設定された第１の加速度を上回るか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合には、予め用意されたＺ軸ずれフラグをオンに設定して、Ｓ１８５に移行し、一方、否定判断した場合には、予め用意されたＺ軸ずれフラグをオフに設定して、Ｓ１２０に戻る。
【００５６】
そして、Ｓ１８５では、Ｚ軸ずれフラグの設定がオンになっているため、Ｓ１７５にて平均化された加速度が、上記第１の加速度よりも大きい値に予め設定された第２の加速度を上回るか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合には、予め用意された作動禁止フラグをオンに設定して、Ｓ１９０に移行し、一方、否定判断した場合には、予め用意された作動禁止フラグをオフに設定して、Ｓ１６５に移行することにより、物標探査器７の作動を停止させて（Ｓ１６５）、本処理を終了する。つまり、Ｓ１６５では、Ｘ・Ｙ軸ずれフラグの設定がオンである場合、又は、作動禁止フラグの設定がオンである場合に、物標探査器７の作動を停止させている。
【００５７】
そして、Ｓ１９０では、Ｚ軸ずれフラグの設定がオンであり、且つ、作動禁止フラグの設定がオフになっているため、物標探査器７について、Ｚ軸回りの光軸ずれが発生している旨を表す通知情報をナビゲーション装置３３に出力し、Ｓ１３０に戻る。
【００５８】
このように、本処理では、Ｘ軸回りまたはＹ軸回りについて閾値を上回る光軸ずれが発生すると、物標探査器７の探査領域ＳＬ，ＳＲが車高方向（Ｚ軸方向）に傾くことになることから、車両から検出可能な物標までの距離（探査距離）が極めて小さくなってしまう可能性があるため、直ちに当該物標探査器７の作動を停止させることにより、運転支援制御を禁止することにしている。
【００５９】
また、本処理では、Ｚ軸回りについて閾値を上回る光軸ずれが発生しても、物標探査器７の探査領域ＳＬ，ＳＲとＸ−Ｙ平面との平行度が維持されることから、探査距離に影響を及ぼさずに済み、光軸ずれが小さい場合には注意物標が非検出となる可能性が小さいため（図６（ａ）参照）、光軸ずれの発生を運転者に報知しつつ、運転支援制御を継続することにしている。一方、探査距離に影響を及ぼさずに済むものの、光軸ずれが大きい場合には、注意物標が被検出となる可能性が大きいため（図６（ｂ）参照）、直ちに当該物標探査器７の作動を停止させることにより、運転支援制御を禁止することにしている。
【００６０】
なお、本処理において、初期速度，第２の初期期間，第３の初期期間，閾値傾斜量におけるオフセット前の初期値，第１の加速度，第２の加速度は、以下の初期学習処理との整合性を図るために、制御部２０のフラッシュメモリに予め記憶されている。
【００６１】
［初期学習処理］
次に、物標探査器７の制御部２０が実行する初期学習処理を、図７のフローチャートに沿って説明する。なお、本処理は、車両の製造ラインあるいは整備場にて、車両のナンバープレートに取り付けられ、例えば専用のスイッチが手動によってオンにされると起動する。
【００６２】
図７に示すように、本処理が起動すると、まず、Ｓ２１０では、姿勢検知器８から入力される傾斜センサ１７の検知結果を、フラッシュメモリに予め記憶されている第２の初期期間に相当する回数Ｎだけモニタリング（取り込み）を実施したか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合にはＳ２２０に移行し、否定判断した場合には、傾斜センサ１７の検知結果（傾斜量）の取り込みを実施し（Ｓ２１５）、Ｓ２１０に戻る。
【００６３】
Ｓ２２０では、第２の初期期間のあいだモニタリングされた傾斜量の平均値を算出し、続いて、車両を直進走行させ（Ｓ２２５）、さらに車両を加速させ（Ｓ２２７）、Ｓ２３０に移行する。
【００６４】
Ｓ２３０では、車速センサ３６の検出値に基づいて、車速が初期速度Ｍ以上であるか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合にはＳ２４０に移行し、一方、否定判断した場合にはＳ２２７に戻る。
【００６５】
Ｓ２４０では、姿勢検知器８から入力される加速度センサ１８の検知結果を、フラッシュメモリに予め記憶されている第３の初期期間に相当する回数Ｋだけモニタリング（取り込み）を実施したか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合にはＳ２５０に移行し、否定判断した場合には、傾斜センサ１７の検知結果（車幅方向の加速度）の取り込みを実施し（Ｓ２４５）、Ｓ２４０に戻る。
【００６６】
Ｓ２５０では、第３の初期期間のあいだモニタリングされた車幅方向の加速度の平均値を算出し、Ｓ２６０に移行する。
最後に、Ｓ２６０では、Ｓ２２０にて平均化された傾斜量を、閾値傾斜量におけるオフセット前の初期値とし、Ｓ２５０にて平均化された車幅方向の加速度を、第１の加速度としてそれぞれ設定し、フラッシュメモリに記憶する。さらに、予め設定されたバッファ加速度を第１の加速度に加算したものを第２の加速度として、フラッシュメモリに記憶し、本処理を終了する。なお、バッファ加速度は、車幅方向の加速度と光軸ずれ（ひいては探査領域ＳＬ，ＳＲのずれ）との相関性を実験やシミュレーション等によって求め、その相関性から探査領域ＳＬ，ＳＲのずれに対する許容度として設定されている。
【００６７】
［効果］
以上説明したように、運転者支援システム１におけるヘッド部３では、車両に対する物標探査器７の姿勢変化量（傾斜量，加速度）を検知する姿勢検知器８が、物標探査器７に固定されており、制御部２０が、姿勢検知器８にて検知した姿勢変化量が予め設定された閾値変化量（閾値傾斜量，第１の加速度）を上回る場合に、物標探査器７の基準軸のずれが発生したことを検出する。
【００６８】
したがって、運転者支援システム１によれば、実際に物標探査器７が車両に対して所定量ずれていることを検出するので、基準軸のずれ（光軸ずれ）が発生したことを精度よく検出することができる。
【００６９】
また、運転者支援システム１では、運転者にとって見通しの悪い交差点にて探査領域ＳＬ，ＳＲに注意物標が存在する場合に、運転者にその注意物標の存在を報知する制御（運転者支援制御）を行うとともに、所定量を上回る光軸ずれを検出した場合に、物標探査器７の作動を停止することにより、運転者支援制御の実行を禁止する。よって、誤った物標情報に基づいて、運転者支援制御の精度が低下してしまうことを防止できる。
【００７０】
また、運転者支援システム１では、Ｚ軸回りの光軸ずれが小さい場合には、光軸ずれの発生を運転者に報知しつつ、運転支援制御を継続するので、運転者支援制御の精度を維持可能な許容範囲において利用者の利便性を確保することができる。
【００７１】
また、運転者支援システム１では、初期学習処理において閾値変化量（閾値傾斜量，第１の加速度）を設定する際の条件（初期速度，第２の初期期間，第３の初期期間など）を、光軸判定処理において用いるため、より精度よく光軸ずれの発生を検出することができる。
【００７２】
［発明との対応］
なお、本実施形態において、物標探査器７が物標探査部、姿勢検知器８が姿勢検知部、制御部２０が検出手段、加速度センサ１８が加速度検知部、傾斜センサ１７が傾斜検知部に相当する。
【００７３】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【００７４】
例えば、上記実施形態の運転者支援システム１では、制御部２０がヘッド部３に設けられているが、これに限定されるものではなく、室内部５に設けられてもよい。さらに言うと、制御部２０が行う各種処理を室内部５のマイコン２５が行うようにしてもよい。
【００７５】
また、上記実施形態の光軸判定処理では、道路勾配がゼロでない場合に（Ｓ１３５；ＮＯ）、閾値傾斜量をオフセットする（Ｓ１３７）ようにしているが、これに限定されるものではなく、加減速がなく、且つ操舵角がゼロである場合に（Ｓ１３０）、道路勾配がゼロであるとみなして、傾斜量のモニタリングを開始する（Ｓ１４０）ようにしてもよい。さらに言うと、初期学習処理においてＸ軸方向の道路勾配を予め初期設定値（≒０）としてフラッシュメモリに記憶させてもよい。
【００７６】
また、上記実施形態の探査領域ＳＬ，ＳＲは、車両の左右方向に設定されているが、これに限定されるものではなく、例えば車両の前進方向あるいは後進方向であってもよい。さらに言うと、上記実施形態の物標探査器７および姿勢検知器８は、車両の前面中央部に設置されているが、これに限定されるものではなく、予め設定された探査領域ＳＬ，ＳＲに応じて車両に設置されればよい。
【符号の説明】
【００７７】
１…運転者支援システム、３…ヘッド部、５…室内部、７…物標探査器、８…姿勢検知器、１１…左出射部、１２…右出射部、１３…左受光部、１４…右受光部、１５…左信号処理部、１６…右信号処理部、１７…傾斜センサ、１８…加速度センサ、２０…制御部、２２…スピーカ、２３…右ランプ、２４…左ランプ、２５…マイコン、３０…筐体、３２…センサ群、３３…ナビゲーション装置、３６…車速センサ、３８…操舵角センサ、４０…レンズ部、４１…左側出射レンズ、４２…右側出射レンズ、４３…左側受光レンズ、４４…右側受光レンズ、５０…レーダ部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に取り付けられ、該車両に対して、予め設定された基準軸を含む探査領域に存在する物標を検出する物標探査部と、
前記物標探査部に固定され、前記車両に対する該物標探査部の姿勢の変化量である姿勢変化量を検知する姿勢検知部と、
前記姿勢検知部にて検知した前記姿勢変化量が予め設定された閾値変化量を上回る場合に、前記基準軸のずれが発生したことを検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
前記物標探査部は、前記車両の前面中央部において該車両の車幅方向と平行に取り付けられ、該車両の前進方向に対する右側方および左側方のうち少なくとも一方を向く光軸を前記基準軸として、前記探査領域に渡ってレーザ光を照射し、該レーザ光の反射波を受光することで物標を検出するレーザレーダであり、
前記姿勢検知部は、前記車両における前記車幅方向の加速度を前記姿勢変化量の一つとして検知する加速度検知部を有し、
前記検出手段は、前記車両の直進時において前記加速度検知部にて検知した加速度が、前記閾値変化量として予め設定された第１の加速度を上回る場合に、該車両の車高方向に平行な軸をＺ軸とし、前記光軸のずれが該Ｚ軸回りの方向であると特定することを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記姿勢検知部は、重力方向に対する前記物標探査部の傾斜量を前記姿勢変化量の一つとして検知する傾斜検知部を有し、
前記検出手段は、車両の停止時または定速直進時において前記傾斜検知部にて検知した傾斜量が、前記閾値変化量として予め前記車両の走行道路の勾配がオフセットされた閾値傾斜量を上回る場合に、該車両の車高方向に垂直な２軸をＸ軸およびＹ軸とし、前記基準軸のずれが該Ｘ軸およびＹ軸の少なくとも一方の軸回りの方向であると特定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記姿勢検知部は、重力方向に対する前記レーザレーダの傾斜量を前記姿勢変化量の一つとして検知する傾斜検知部を有し、
前記検出手段は、車両の停止時または定速直進時において前記傾斜検知部にて検知した傾斜量が、前記閾値変化量として予め前記車両の走行道路の勾配がオフセットされた閾値傾斜量を上回る場合に、該車両の車高方向に垂直な２軸をＸ軸およびＹ軸とし、前記光軸のずれが該Ｘ軸およびＹ軸の少なくとも一方の軸回りの方向であると特定するとともに、該光軸のずれを特定すると、前記傾斜量の大きさに関わらず、前記レーザレーダの作動を停止させることを特徴とする請求項２に記載の車両用制御装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記光軸のずれが前記Ｚ軸回りの方向であると特定すると、前記加速度が、前記第１の加速度よりも大きい値に予め設定された第２の加速度を上回る場合に限り、前記レーザレーダの作動を停止させることを特徴とする請求項２または請求項４に記載の車両用制御装置。
【請求項１】
車両に取り付けられ、該車両に対して、予め設定された基準軸を含む探査領域に存在する物標を検出する物標探査部と、
前記物標探査部に固定され、前記車両に対する該物標探査部の姿勢の変化量である姿勢変化量を検知する姿勢検知部と、
前記姿勢検知部にて検知した前記姿勢変化量が予め設定された閾値変化量を上回る場合に、前記基準軸のずれが発生したことを検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
前記物標探査部は、前記車両の前面中央部において該車両の車幅方向と平行に取り付けられ、該車両の前進方向に対する右側方および左側方のうち少なくとも一方を向く光軸を前記基準軸として、前記探査領域に渡ってレーザ光を照射し、該レーザ光の反射波を受光することで物標を検出するレーザレーダであり、
前記姿勢検知部は、前記車両における前記車幅方向の加速度を前記姿勢変化量の一つとして検知する加速度検知部を有し、
前記検出手段は、前記車両の直進時において前記加速度検知部にて検知した加速度が、前記閾値変化量として予め設定された第１の加速度を上回る場合に、該車両の車高方向に平行な軸をＺ軸とし、前記光軸のずれが該Ｚ軸回りの方向であると特定することを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記姿勢検知部は、重力方向に対する前記物標探査部の傾斜量を前記姿勢変化量の一つとして検知する傾斜検知部を有し、
前記検出手段は、車両の停止時または定速直進時において前記傾斜検知部にて検知した傾斜量が、前記閾値変化量として予め前記車両の走行道路の勾配がオフセットされた閾値傾斜量を上回る場合に、該車両の車高方向に垂直な２軸をＸ軸およびＹ軸とし、前記基準軸のずれが該Ｘ軸およびＹ軸の少なくとも一方の軸回りの方向であると特定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記姿勢検知部は、重力方向に対する前記レーザレーダの傾斜量を前記姿勢変化量の一つとして検知する傾斜検知部を有し、
前記検出手段は、車両の停止時または定速直進時において前記傾斜検知部にて検知した傾斜量が、前記閾値変化量として予め前記車両の走行道路の勾配がオフセットされた閾値傾斜量を上回る場合に、該車両の車高方向に垂直な２軸をＸ軸およびＹ軸とし、前記光軸のずれが該Ｘ軸およびＹ軸の少なくとも一方の軸回りの方向であると特定するとともに、該光軸のずれを特定すると、前記傾斜量の大きさに関わらず、前記レーザレーダの作動を停止させることを特徴とする請求項２に記載の車両用制御装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記光軸のずれが前記Ｚ軸回りの方向であると特定すると、前記加速度が、前記第１の加速度よりも大きい値に予め設定された第２の加速度を上回る場合に限り、前記レーザレーダの作動を停止させることを特徴とする請求項２または請求項４に記載の車両用制御装置。
【図１】
【図２】
【図５】
【図７】
【図３】
【図４】
【図６】
【図２】
【図５】
【図７】
【図３】
【図４】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１９７９９（Ｐ２０１３−１９７９９Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５３９９９（Ｐ２０１１−１５３９９９）
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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