JP2004504588A - 車両用の情報システム及び制御システム - Google Patents

Abstract

車両用の情報システム及び／又は制御システムは、車両の目下の地理的な位置を算出する位置決めユニット（１）と、少なくとも車両が走行可能な道路（１０ａ、１０ｂ、．．．）に関する情報を包含する地図ユニット（４）と、目下の地理的な位置に依存して地図ユニット（４）から情報を選択的に出力するインタフェースユニット（５）とを有する。さらに地図ユニット（４）内には、走行可能な道路（１０ａ、１０ｂ、．．．）の区間の特性に関する、仮想道路標識（１３ａ、１３ｂ、．．．）と称される情報が、この道路における地理的な位置に割り当てられて記憶されている。情報を、この地理的な位置からの車両の距離が閾値を下回るときにインタフェースユニット（５）から出力することができる。

Description

【０００１】
従来技術
本発明は、車両の目下の地理的な位置を求める位置決めユニットと、少なくとも車両が走行可能な道路に関する情報を有する地図ユニットと、車両の目下の地理的な位置に依存して地図ユニットから情報を選択的に出力するインタフェースとを包含する、車両用の情報システム及び／又は制御システムに関する。
【０００２】
このようなシステムは例えば自動車ナビゲーションシステムとして使用されている。これらのシステムは位置決めユニットとして、例えばＧＰＳ信号のような衛星信号用の受信機を有し、この衛星信号の測量によりナビゲーションシステムを装備した車両の目下の地理的な位置に関する情報を高い精度で取得することができる。この情報を地図ユニットに記憶されている情報と比較することによって、そのようなシステムは関連する情報が地図ユニットに記憶されている複数の道路を用いて、車両が存在する道路を発見することができ、インタフェースユニットを介して例えば車両の目下の位置の周辺の地図を画面に表示することができる。頻繁にこのようなシステムは、ユーザが走行目的地を入力することができる別の手段を有し、この入力によってシステムは地図ユニットに記憶された情報に基づき所望の目的地までの経路を選択し、走行中に継続的にドライバに対して必要な情報を供給する。この情報の供給は、ドライバが現在走行している道路を離れなければならず、またどの方向にさらに進まなければならないかということをシステムがドライバに分岐の前に認知させることによって、ドライバはこの経路を追従できるようにすることを目的とする。
【０００３】
しかしながら、このようなシステムの大部分が供給する情報は、ドライバが所定のルートを追従できるために必要とするまさに最小限度に限定されている。
【０００４】
この公知の情報システム及び制御システムの機能性を拡張する傾向の最初の措置はＤＥ１９５　４８　４８７Ａ１においてなされた。この刊行物では、衛星信号を用いて位置決めユニットによって取得された目下の位置情報と、道路の経過に関する地図ユニットから供給された情報とが使用され、車道の前方にある道路特性に適合させて車両のヘッドライトの配向を以下のように制御する。すなわち車両のヘッドライトを、この車両がカーブに達する前に、車両前方の道路を従来のヘッドライトを用いて可能とされる距離よりも長く照明するために横方向にずらすように制御する。
【０００５】
この公知のシステムはいわゆる制御装置を包含し、この制御装置は車両の目下の位置に関する位置決めユニットからの情報と、今まさに車両がある道路の経過及び局地的な状態に関する地図ユニットからの情報とを受信する。車両前方の道路経過に関する情報に基づいて、制御装置はヘッドライトシステムの必要ないし最適な光配分を計算し、それに応じてヘッドライトを制御する。
【０００６】
このシステムは相当な計算能力を必要とする。何故ならば、車両前方の道路の曲率半径が常に先見的に計算されなければならないからである。さらにはその適用性は車両ヘッドライトの制御に制限されている。
【０００７】
発明の利点
本発明によって、車両前方の道路の任意の特性を考慮し、ドライバにこの特性に関する情報を供給する、または車両の機能グループを直接的にこの特性に依存して制御することができる、車両用の情報システム及び／又は制御システムが提供される。
【０００８】
このことは、地図ユニットに仮想道路標識と称される、走行可能な道路の区間の特性に関する情報がこの道路における地理的な位置に割り当てられて記憶されて、この地理的な位置からの車両の距離が限界値を下回ると、インタフェースユニットからこの情報が出力されることによって達成される。長い道路区間に代わって地理的な位置に情報を逐一割り当てることによって、そのようなシステムの動作は非常に簡略化される。何故ならば、情報を個々の位置に割り当てることによって、完全な道路区間を先見的に調査する必要ないからである。すなわち、本発明によるシステムを用いて、例えば車両の前照灯を道路経過に適合させて制御するために、カーブを走り続ける間のヘッドライトの最適な光配分は一度だけ計算され、地理的な位置に割り当てられて記憶されれば十分である。この計算及び割り当ては好適には、システムないし地図ユニットのメーカのもとで行うことができる。本発明による情報システム及び／又は制御システムはこのような計算のために必要とされる計算能力を備える必要はなく、システムが仮想道路標識に対する所定の限界距離を下回ったことを検出できれば全く十分である。
【０００９】
この結果生じる計算の手間の低減は、例えば車両が存在する走行可能な道路の複数の特性を車両の制御時に考慮することを可能にする。
【００１０】
第１の変形によればシステムは信号発生器を包含し、この信号発生器は仮想道路標識をインタフェースユニットから受信し、この仮想道路標識に関する通知を車両のドライバに出力する。このことはドライバの走行方式を、場合によっては存在する潜在的な危険な道路状況に、ドライバ自身がこの危険個所を判断できる前に適合させることを可能にする。そのような通知は例えば音声出力ユニットによって出力することができ、この音声出力ユニットは例えばトンネルに入る前にドライバに車両照明をオンすることを要求でき、またトンネルから出た後に車両照明を再びオフするようドライバに注意を喚起する。
【００１１】
これとは別の可能性として、仮想道路標識に依存して車両の機能グループの直接的な制御が行われる。つまり、例えばインタフェースユニットは車両の照明システムと接続することができ、トンネルに入る前に自動的に車両照明をオンにし、トンネルを出た後にはこの照明を再びオフにすることができる。
【００１２】
異なるタイプの仮想道路標識が考えられる。このような道路標識の第１のタイプには例えば、零である距離の限界値が割り当てられており、この仮想道路標識の地理的な位置は、仮想道路標識に関連する特性を備えた区間に到達する直前に車両がこの地理的な位置に到達するように設定されている。このことは上述のトンネルの例に当てはめると、「ヘッドライトをオン」または「ヘッドライトをオフ」の意味を持つ仮想道路標識がそれぞれトンネルの入口と出口の手前に短い距離をおいて「設置されており」、また光源をオンにする要求がドライバになされる、または後者の例の場合では、車両が仮想道路標識の位置を通過したときに制御回路が自動的に光源をオンにするということを意味している。
【００１３】
このタイプの仮想道路標識は有利には１つの方向が割り当てられており、この方向は次の作用を有する。すなわち、インタフェースユニットは仮想道路標識を、車両が割り当てられた方向から接近する場合にのみ出力する。
【００１４】
仮想道路標識の別のタイプでは、下回らなければならず、したがって仮想道路標識を出力することができるようになる距離の限界値は零とは異なる。この場合、仮想道路標識の地理的な位置を、仮想道路標識に関連する特性を備えた道路の区間内に設けることができ、何故ならばそれにもかかわらず、距離の限界値を適切に設定することによって、その仮想道路標識と関連する道路の区間に車両が到達する前に、この仮想道路標識が出力されることを保証できるからである。このような道路標識は２つの方向に対して有効となりうる。したがって第１のタイプの仮想道路標識よりも僅かなメモリスペースが要求される。
【００１５】
その上、距離の限界値を車両の速度の関数として設定することができる。すなわち、この限界値が車両速度の増加と共に大きくなるように選定されることによって、仮想道路標識は該当する区間と車両が間隔をおいた状態で出力される。この間隔は車両速度が速くなればなるほど大きくなる。つまりドライバ、ないしインタフェースユニットによって制御される車両の機能グループには、速度が速い場合でも仮想道路標識に反応できる十分な時間が残されている。
【００１６】
好適には、情報システム及び／又は制御システムのインタフェースユニットは、車両の少なくとも１つのセンサと接続されており、これによって仮想道路標識をセンサの検出結果に依存して出力するまたは出力しない状態にある。そのようなセンサは、周辺量のためのセンサ例えば明暗センサであっても良く、このセンサはトンネルの入口において車両照明をオンにするための仮想道路標識を日中のみ出力し、夜間には出力しない。またこのセンサは車両内部の量のためのセンサであっても良く、このセンサは車両照明回路のオン・オフ状態を検出し、回路における車両照明がオフである場合にのみ、オンまたはオフするための仮想道路標識を出力する。
【００１７】
仮想道路標識は本発明によれば、複数の異なるタイプの情報に関連づけることができる。つまり道路区間に関する、次に挙げるような情報とすることができる。例えば、
カーブ、
傾斜、
隘路、
例えば水域近傍での窪地において、局所的に高まった路面凍結の危険、
観光的な関心の対象、
ガソリンスタンドまたは工場。
【００１８】
仮想道路標識が内容とする情報は、区間のそれぞれの特性に適合された制御反応も規定することができる。例えばこの制御反応はオートマティックトランスミッションに対するシフトチェンジ命令、上述したような車両のヘッドライトに対するオン・オフ命令またはヘッドライトの光配分を制御するための制御命令を包含することができる。
【００１９】
さらに本発明の対象は、上述したような情報システム及び／又は制御システム用のデータ記憶媒体であり、このデータ記憶媒体は、車両が走行可能な道路の地理的な位置に関する情報、並びにこの道路におけるそれぞれの１つの地理的な位置に割り当てられている仮想道路標識を担持する。
【００２０】
本発明の別の特徴及び利点は、付属の図面と関連する後続の実施例の説明から生じる。
【００２１】
図面
図１は、本発明による自動車用の情報システム及び／又は制御システムである。図２は、従来の地図ユニットに記憶された情報に基づき情報システム及び制御システムによって表示される地図である。図３は、図２の地図におけるそれぞれ１つの道路を表すデータ構造である。図４は、図２の地図と類似するが、仮想道路標識を備えた地図である。図５は、図４の地図を形成するためのデータ構造である。
【００２２】
実施例の説明
図１はブロック図に基づいた、自動車用の本発明による情報システム及び／又は制御システムを示す。このシステムは、自動車の目下の地理的な位置を求める位置決めユニット１を有する。ここで考察する例ではＧＰＳユニットであり、このＧＰＳユニットはアンテナ２を用いてＧＰＳ衛星信号を受信し、このＧＰＳ衛星信号から自動車の目下の地理的な位置が求められる。ＧＰＳユニットの代わりに、またはこれに補完的に、位置決めユニットは推測航法ナビゲーション用のジャイロメータまたはオドメータのような計器を装備することも可能である。
【００２３】
位置決めユニット１には計算ユニット３が接続されており、この計算ユニット３は位置決めユニット１から供給された目下の位置情報を、地図ユニット４から供給された、車両が走行できる道路の地理的な位置に関する情報と関連づける。地図ユニット４は例えば、地図情報を有する１つまたは複数のＣＤロムが存在するＣＤロムドライブとして構成することができる。
【００２４】
位置決めユニット１と地図ユニット４とから供給された情報を結合することにより、計算ユニット３は車両の目下の地理的な位置を、現在において民生のＧＰＳシステムだけを使用する場合よりも、または計器による位置測定の他の公知の技術を用いるよりも高い精度で検出することができる。このことは例えば、計算ユニット３が車両は地図ユニット４に記憶されている道路上にしか存在し得ないという前提を基礎とすることにより達成される。位置決めユニット１から供給された目下の位置情報に、そのような道路を一義的に対応させることができない場合には、位置決めユニット１は付加的に、位置決めユニットによって求めることができる車両の移動方向を道路の方向と結合することができ、したがって通常の場合一義的に位置を検出することができる。
【００２５】
インタフェースユニット５を介して計算ユニット３は車両客室内のコンソール６と接続されており、このコンソール６は地図情報を表示するための画面並びに操作フィールドを有する。画面は例えば自動車のドライバが目的地を入力するために使用され、この目的地に関して計算ユニット３は地図情報に基づき適切な提案を処理し、コンソール６の画面に表示することができる。ドライバへの音声通知を出力するスピーカを同様に車両客室に設けることができる。
【００２６】
さらにインタフェース５は複数のセンサと接続されており、ここでは輝度センサ７、外気温度センサ８、及び湿度センサ９と接続されている。
【００２７】
場合によっては行われる自動車のデータバス、例えばＭＯＳＴまたはＬＡＮネットワークのデータバスとの接続は参照記号１４で表されている。この接続はデータファイルの交換、または自動車の他の制御装置との情報交換、または別のセンサとの情報交換を可能にする。輝度センサ７、外気温度センサ８及び湿度センサ９も、（図に示したものとは異なるが）接続１４及びバスを介してインタフェースユニット５と通信することができる。
【００２８】
図２は、コンソール６の画面に表示できるような部分地図を理想化して示している。部分地図は複数の道路１０から成り、これらの道路１０はそれぞれ２つのノード１１に相互に接続されている。地図の縮尺に応じて、ノード１１を町、広域の街道の交差点またはアウトバーンの入口または出口とすることができる、または町内部の道路の交差点及び道路の合流地点とすることもできる。
【００２９】
各道路１０は図３に図示したデータ構造によって完全に表すことができる。このデータ構造では各道路に１つの行が割り当てられており、この行はそれぞれ第１列に、例えばデータ構造の第１の道路に対しては記号＃１、第２の道路に対しては＃２、…のような道路の記号を有する。第２列にはこの道路の開始ノードの地理的な座標Ｘ_１、第３列にはこの開始ノードから始まるまたはこの開始ノードにおいて終わる道路の記号＃２、＃３が与えられている。列４及び列５はそれぞれ道路の終了ノードの座標Ｙ_１、この終了ノードから始まるまたはこの終了ノードで終わる道路の記号＃４、＃５が与えられている。最後に各道路には、距離Ｄ_１に関する既述または必要に応じて道路の予想走行時間に関する既述ｔ_１が設けられている。
【００３０】
したがって各道路は開始ノードないし終了ノードの位置、それに続く道路、並びに道路の距離及び／又は走行時間に対する尺度によって特徴付けられている。
【００３１】
図４は、本発明による仮想道路標識が設けられている図２と同一の地図を示す。斜めに部分地図に伸びているハッチングの帯１２は谷間を表すものとする。道路１０ａは例えば２つの入口１１ａ、１１ｂの間のアウトバーン区間である。この区間は谷に架かる橋を含む。橋の両端には、地図ユニット４のデータにおいてそれぞれ、「横風の危険」の意味を備えた仮想道路標識１３ａが割り当てられている。これらの仮想道路標識１３ａは、車両が橋に接近したときに、この車両のドライバに対して光学的または音響的な警告通知が出力されるために設けられている。したがって仮想道路標識には一方では１つの方向が割り当てられており、これによってこの仮想道路標識は車両が橋に差し掛かる場合にのみ出力され、橋を渡り終わった際には出力されないことが保証されている。さらにこの仮想道路標識には速度に依存する距離の限界値δが以下のようにして割り当てられている。すなわち車両が仮想道路標識１３ａまでの距離の限界値を下回るときに仮想道路標識が出力される。この限界値δは速度が増すに連れ大きくなる。すなわちドライバには橋の手前で距離をおいて危険に関して警告がなされ、急ブレーキをかけること無く速度を適合させる機会がドライバに与えられる。この距離は速度が増せば増すほど大きくなる。
【００３２】
道路１０ｂ、１０ｃはノード１１ｃを介して、地面と同じ高さで谷１２を通過するように通っている。ここでノード１１ｃには、「路面凍結の危険」の意味を備えた仮想道路標識１３ｂが割り当てられている。この仮想道路標識１３ｂは２つの方向に有効である。またこの仮想道路標識１３ｂには速度に依存する最小距離δも割り当てられている。
【００３３】
この仮想道路標識１３ｂは外気温度が相応の温度である場合にのみ安全性について関係するので、この仮想道路標識はインタフェースユニット５から、外気温度センサ８が凝固点に近い温度またはそれを下回る温度を通知した場合にのみ、ドライバに警告通知として出力される。
【００３４】
道路１０ｃは相当の傾斜でもって谷から抜け出すように通っている。したがってこの道路１０ｃには２つの仮想道路標識が割り当てられており、第１の記号１３ｃは谷を上ってくる車両に対してのみ有効であり、この車両がオートマティックトランスミッションを有しているのであれば、上り坂の開始領域において既にシフトダウンすることを指示する。この道路標識１３ｃには零である距離の限界値を割り当てることができ、すなわち車両がこの仮想道路標識の位置を通過した正にその時に有効となる。
【００３５】
仮想道路標識１３ｄは傾斜警告を内容とし、谷を下る車両に対してのみ有効である。
【００３６】
同様に谷１２から高台へと通っている道路１０ｄは、一続きの急なカーブを内容とする。したがって道路１０ｄには仮想道路標識１３ｅのグループが割り当てられており、これらの仮想道路標識１３ｅは車両の制御可能なヘッドライトのために、カーブの領域において車道を可能な限り完全に照明するためにヘッドライトが配向されるべき方向に関する指示をそれぞれ内容としている。これらの仮想道路標識１３ｅはヘッドライトを制御するために必要な全ての情報を供給するので、カーブの通過前にこのカーブの曲率半径の計算を可能にするために、地図ユニット４における地図の解像度が良質で十分である必要はない。したがって計算ユニット３は比較的僅かな処理能力で足り、しかしながらそれにもかかわらず複数の種々の情報内容を備えた仮想道路標識を考慮することができ、この情報内容に応じて車両制御に介入することができるか、またはドライバに警告することができる。
【００３７】
計算ユニット３における処理は、種々様々な仮想道路標識にそれぞれ速度に依存する同一の距離限界値が割り当てられる、または零である距離限界値が割り当てられる場合には殊に簡単なものである。この場合道路に配置された仮想道路標識を全て検出するためには、車両が直ぐ近くを「通り過ぎた」仮想道路標識が検出されるか、速度に依存する限界距離内にある仮想道路標識が検出されれば十分である。距離が定かでない区間にわたり、地図ユニット４における道路の表示を先見的に調査することは必要ない。
【００３８】
本発明による仮想道路標識の構想は、車両のドライバに道路における危険な状況を警告する、または車両制御への自動的な介入を行うことにのみ適しているのではない。この仮想道路標識の構想は走行を簡略化する、またはより快適にするという別のタスクも引き受けることができる。つまり、例えば道路１０ｅにおいて、見晴らしの良い地点ないし駐車所を示す仮想道路標識１３ｆが配置されており、そこから見晴らしの良い地点まで快適に徒歩で到達することができる。このような仮想道路標識を任意の観光的な呼び物に割り当てることもできる。
【００３９】
好適にはコンソール６には操作素子が設けられており、この操作素子によってドライバは、所定の意味内容を備えた仮想道路標識の出力をアクティブにするまたは停止することができる。そのような可能性は名所を示す仮想道路標識にとって有意義であるだけでなく、この可能性は例えば駐車場、ガソリンスタンド、工場または同様のものを示す仮想標識にも与えられている。
【００４０】
図５は、図３と類似する拡張されたデータ構造を示し、このデータ構造を用いて地図ユニット４における本発明による道路が図示されている。記号、開始ノード及び終了ノード、このノードに続く道路並びに距離を含む、各道路を表す第１のデータフィールドは図３と同一である。各道路には、この道路の各仮想道路標識のための仮想道路標識のタイプｓ_１ａ、ｓ_１ｂ．．．、並び仮想道路標識の位置ｘ_１ａ、ｘ_２ｂ．．．を特徴付けるデータフィールドが付加され、また道路標識の各タイプに対して記号ｓ_１、ｓ_２．．．、道路標識がここでは１つまたは２つの矢印で示されている、１つまたは２つの方向に作用するか否かについての既述、仮想道路標識に対する距離の限界値が零であるか速度に依存するかについての既述、並びに仮想道路標識を出力する際にインタフェースユニットによって講じられる措置に関する既述を内容とする、仮想交通標識の種々の種類のためのデータフィールドが付加される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、自動車用の情報システム及び／又は制御システム
【図２】従来の地図ユニットに記憶されている情報に基づいて情報システム及び制御システムによって表示できる地図。
【図３】図２の地図における道路のそれぞれ１つを表すデータ構造である。
【図４】仮想道路標識を備えた、図２と類似する地図である。
【図５】図４の地図の形成に適したデータ構造である。

Claims (11)

1. 車両の目下の地理的な位置を求める位置決めユニット（１）と、少なくとも車両が走行可能な道路（１０ａ、１０ｂ、．．．）に関する情報を有する地図ユニット（４）と、目下の地理的な位置に依存して前記地図ユニット（４）から情報を選択的に出力するインタフェースユニット（５）とを備えた、車両用の情報システム及び／又は制御システムにおいて、
   前記地図ユニット（４）にはさらに、走行可能な道路（１０ａ、１０ｂ、．．．）のある区間の特性に関する仮想道路標識（１３ａ、１３ｂ、．．．）と称される情報が、該道路における１つの地理的な位置に割り当てられて記憶されており、
   該情報を、該地理的な位置からの車両の距離が閾値を下回ると、前記インタフェースユニット（５）から出力可能であることを特徴とする、車両用の情報システム及び／又は制御システム。
2. 前記インタフェースユニット（５）から仮想道路標識を受信し、車両のドライバに通知を出力する信号発生器（６）が設けられている、請求項１記載の情報システム及び／又は制御システム。
3. 前記インタフェースユニット（５）は、仮想道路標識（１３ｃ）に依存して車両の機能グループを制御する、請求項１または２記載の情報システム及び／又は制御システム。
4. 第１のタイプの仮想道路標識（１３ｃ）を包含し、該第１のタイプの仮想道路標識に対しては距離の限界値は零であり、該第１のタイプの仮想道路標識の地理的な位置は、車両が該地理的な位置に到達した直後に、該車両が該仮想道路標識（１３ｃ）に関連する特性を備えた区間に到達するように割り当てられている、請求項１から３のいずれか１項記載の情報システム及び／又は制御システム。
5. 前記仮想道路標識（１３ａ、１３ｃ、１３ｄ）には１つの方向が割り当てられており、
   前記インタフェースユニット（５）は、車両が該割り当てられた方向から接近する場合にのみ該仮想道路標識を出力する、請求項４記載の情報システム及び／又は制御システム。
6. 第２のタイプの仮想道路標識（１３ａ、１３ｂ、１３ｄ）を包含し、該第２のタイプの仮想道路標識に対しては距離の限界値は零とは異なり、該仮想道路標識の地理的な位置は、該仮想道路標識に関連する特性を備えた道路の区間内に存在する、請求項１から５のいずれか１項記載の情報システム及び／又は制御システム。
7. 前記第２のタイプの仮想道路標識に対する距離の限界値は車両の速度の関数である、請求項６記載の情報システム及び／又は制御システム。
8. 前記インタフェースユニット（５）は車両の少なくとも１つのセンサ（７、８、９）と接続されており、該センサの検出結果に依存して仮想道路標識（１３ｂ）を出力する、または出力しない、請求項１から７のいずれか１項記載の情報システム及び／又は制御システム。
9. 仮想道路標識は、道路区間に関する以下のタイプの情報のうちの少なくとも１つを包含する、すなわち、
   カーブ、
   傾斜、
   隘路、
   高まった路面凍結の危険、
   観光的な関心の対象、
   ガソリンスタンドまたは工場、を包含する、請求項１から８のいずれか１項記載の情報システム及び／又は制御システム。
10. 仮想道路標識は、以下のタイプの情報のうちの少なくとも１つを包含する、すなわち、
    オートマティックトランスミッションに対するシフトチェンジ命令、
    車両のヘッドライトに対するオン・オフ命令、
    ヘッドライトの光配分を制御するための制御命令、を包含する、請求項１から９のうちのいずれか１項記載の情報システム及び／又は制御システム。
11. 請求項１から１０のうちのいずれか１項記載の情報システム及び／又は制御システム用のデータ記憶媒体において、
    車両が走行可能な道路の地理的な位置に関する情報、ならびに該道路におけるそれぞれ１つの地理的な位置に割り当てられている仮想道路標識を担持していることを特徴とする、データ記憶媒体。