JP2007168532A - 車両制御装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カーブを走行する際に運転者の実際の感覚に合致するように車両制御を行うことができる車両制御装置及び方法、並びにそのような車両制御等に用いるための車速−ハンドル回転速度関係を導出する装置を提供する。
【解決手段】自車両２の進行方向のカーブ情報Ｃを取得するカーブ情報取得手段８と、自車両２の現在の走行状態の情報を取得する走行状態情報取得手段３と、カーブ情報Ｃに基づいて、当該カーブを走行する際の車速とハンドルの回転速度との関係を求める関係導出手段９と、ここで求めた関係に基づいてカーブを走行する際のハンドルＨの回転速度を所定の閾値以下とするための目標走行状態を求め、現在の走行状態を目標走行状態に近づけるための制御を行う制御手段１４と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、自車両の進行方向のカーブ情報等に基づいて自車両の制御を行う車両制御装置及び方法に関する。

自車両の進行方向のカーブ情報等に基づいて運転者の操作を補助するための車両制御を行う車両制御装置に関する技術として、例えば下記の特許文献１には、以下のような技術が開示されている。この車両制御装置は、記憶手段に記憶された道路データに基づいて、自車両の進行方向にカーブが存在する場合にそのカーブの半径を演算する。次に、前記カーブ半径と道路の路面摩擦係数とに基づいて、カーブを無理なく旋回するための目標速度を算出する。そして、前記目標速度、現在の自車速、カーブまでの距離、及び路面摩擦係数に基づいてシフトダウンによるエンジンブレーキやホイールブレーキを動作させ、自車両を適切に減速させる制御を実行する。

特開２００５−２６７２６０号公報（第３−４頁、第１−２図）

しかし、実際の道路のカーブには、クロソイド曲線等で構成される緩和曲線区間が設けられており、カーブの半径に基づいて車両の制御を行っても、運転者の実際の感覚に合致しない場合があるという問題がある。すなわち、カーブの半径が小さい場合であっても、そこに至るまでの緩和曲線区間が長い場合には運転者はハンドル操作をゆっくり行うことになるので、長いカーブと感じることはあっても急なカーブと感じることはない。一方、カーブの半径が大きい場合であっても、緩和曲線区間が短い場合には運転者は速いハンドル操作を要求されることになり、急なカーブと感じる場合がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、カーブを走行する際に運転者が余裕を持って運転操作を行うことを可能とする車両制御装置及び方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る車両制御装置の特徴構成は、自車両の進行方向のカーブ情報を取得するカーブ情報取得手段と、前記自車両の現在の走行状態の情報を取得する走行状態情報取得手段と、前記カーブ情報に基づいて、当該カーブを走行する際の車速とハンドルの回転速度との関係を求める関係導出手段と、前記関係導出手段で求めた関係に基づいて前記カーブを走行する際の前記ハンドルの回転速度を所定の閾値以下とするための目標走行状態を求め、前記現在の走行状態を前記目標走行状態に近づけるための制御を行う制御手段と、を備える点にある。

この特徴構成によれば、自車両の進行方向のカーブ情報に基づいて、当該カーブを走行する際に必要なハンドルの回転速度を所定の閾値以下とするための制御を行うので、いずれのカーブにおいても運転者は基本的に一定の回転速度以下でハンドルを操作すればよいことになる。したがって、急なハンドル操作が要求される場合を少なくでき、運転者は常に余裕を持って運転操作を行うことが可能となる。

ここで、前記カーブ情報は、前記自車両の進行方向のカーブを構成する緩和曲線のクロソイド係数情報を含むとすると好適である。

実際の道路のカーブには、クロソイド曲線で構成される緩和曲線区間が設けられている場合が多い。また、クロソイド曲線のカーブでは、一定車速でカーブを走行する際における当該車速とハンドルの回転速度との関係は比例関係となる。したがって、カーブ情報としてクロソイド係数情報を取得することにより、カーブを走行する際の車速とハンドルの回転速度との関係を容易に求めることができる。

そして、前記関係導出手段は、以下の式（１）又はこの式（１）による演算結果を記憶したテーブルに基づいて車速とハンドルの回転速度との関係を求める構成とすると好適である。
ω＝α／Ａ^２×Ｖ・・・（１）
但し、ωはハンドルの回転速度、αは自車両の特性値、Ａはクロソイド係数、Ｖは車速である。
これにより、カーブのクロソイド係数及び自車両の特性値に応じた車速とハンドルの回転速度との関係を求めることができる。

また、前記所定の閾値は、１２０〔°／ｓ〕とすると好適である。
このようにすれば、運転者が余裕を持って操作できる回転速度以上のハンドル操作が要求されることがないので、運転者は常に余裕を持って運転操作を行うことが可能となる。

また、前記目標走行状態は、自車両の車速及びステアリング応答特性値の一方又は双方を含む構成とすることができる。

これにより、自車両の車速が高いために、そのままの車速でカーブを走行するためには所定の閾値以上の回転速度によるハンドル操作が要求されることになる場合に、車速を低くする減速制御、及び車輪の舵角に対するハンドルの操作量を減少させるようにステアリング応答特性を変更する制御の一方又は双方が行われることになる。したがって、ハンドルの回転速度が所定の閾値以下となるようにでき、運転者は余裕を持って運転操作を行うことが可能となる。

より具体的には、前記目標走行状態として、前記カーブを走行する際の前記ハンドルの回転速度が所定の閾値以下となる車速である理想車速を求め、前記現在の走行状態の情報に含まれる現在車速が前記理想車速より高い場合に、前記目標走行状態に近づけるための制御として減速制御を行う構成とすると好適である。

また、前記自車両が前記カーブを走行中に、前記現在車速が前記理想車速より高い場合には、前記目標走行状態に近づけるための制御として、前記自車両が前記カーブに進入するまでの間の減速よりも弱い減速制御を行う構成とすると好適である。
このように構成すれば、自車両がカーブに進入するまでは理想車速に近づけるように大きな減速制御を行い、自車両がカーブを走行中は走行姿勢の安定性を阻害しないような弱い減速制御を行うことになる。したがって、カーブ走行中の自車両の安定性を損なうことなく、運転者が余裕を持って運転操作を行い得るようにできる。

更に、前記自車両が前記カーブを走行中に、前記現在車速が前記理想車速より高い場合には、前記目標走行状態として、前記カーブを走行する際の前記ハンドルの回転速度を所定の閾値に近づけるためのステアリング応答特性値を求め、前記目標走行状態に近づけるための制御としてステアリング応答特性変更制御を行う構成としても好適である。
このように構成すれば、自車両がカーブを走行中は運転者のハンドル操作量を減少させるようなステアリング応答特性変更制御を行うことになる。したがって、カーブ走行中の自車両の車速が高い理想車速より高い場合であっても、運転者が余裕を持って運転操作を行い得るようにできる。

また、前記目標走行状態として、前記カーブを走行する際の前記ハンドルの回転速度が所定の閾値以下となる車速である理想車速を求め、前記現在の走行状態の情報に含まれる現在車速が前記理想車速より高い場合に、前記目標走行状態に近づけるための制御として減速を促すための報知を行う構成としても好適である。

この構成によれば、自車両の車速が高いために、そのままの車速でカーブを走行するためには所定の閾値以上の回転速度によるハンドル操作が要求されることになる場合に、運転者に対して減速を促すための報知を行うことなる。したがって、運転者は報知内容に従って適切に減速することで、余裕を持って運転操作を行うことが可能となる。

上記目的を達成するための本発明に係る車両制御方法の特徴構成は、自車両の進行方向のカーブ情報を取得するカーブ情報取得ステップと、前記自車両の現在の走行状態の情報を取得する走行状態情報取得ステップと、前記カーブ情報に基づいて、当該カーブを走行する際の車速とハンドルの回転速度との関係を求める関係導出ステップと、前記関係導出ステップで求めた関係に基づいて前記カーブを走行する際の前記ハンドルの回転速度を所定の閾値以下とするための目標走行状態を求め、前記現在の走行状態を前記目標走行状態に近づけるための制御を行う制御ステップと、を備える点にある。

この特徴構成によれば、自車両の進行方向のカーブ情報に基づいて、当該カーブを走行する際に必要なハンドルの回転速度を所定の閾値以下とするための制御を行うので、いずれのカーブにおいても運転者は基本的に一定の回転速度以下でハンドルを操作すればよいことになる。したがって、急なハンドル操作が要求される場合を少なくでき、運転者は常に余裕を持って運転操作を行うことが可能となる。

本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る車両制御装置１の構成を示すブロック図である。この車両制御装置１は、自車両２の進行方向のカーブ情報と現在の走行状態の情報とに基づいて、カーブを走行する際のハンドルＨの回転速度を所定の閾値以下とするための目標走行状態を求め、現在の走行状態を目標走行状態に近づけるための制御を行う。この際の目標走行状態としては、具体的には、自車両２の車速（理想車速Ｖｔ）及びステアリング応答特性値（理想ステアリングギヤ比Ｇｔ）の一方又は双方が含まれる。また、目標走行状態に近づけるための制御としては、具体的には、ホイールブレーキ及びエンジンブレーキの一方又は双方による減速制御、ステアリング応答特性変更制御、並びに運転者に減速を促すための報知制御が含まれる。

以下、図１に従って、本実施形態に係る車両制御装置１の各部の構成について説明する。なお、この車両制御装置１の各機能部は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウエア又はソフトウエア（プログラム）或いはその両方で実装されて構成されている。

１．各部の構成
ロケーション部４は、ＧＰＳ受信機５、方位センサ６、及び車速センサ７からの情報を取得する。ここで、ＧＰＳ受信機５は、図示しないＧＰＳ衛星からの信号を受信する装置であり、受信した信号に基づいてＧＰＳ受信機５の位置（緯度及び経度）や移動速度等の各種情報を取得する。方位センサ６は、地磁気センサやジャイロセンサ、或いは、ハンドルＨの回転部に取り付けた光学的な回転センサや回転型の抵抗ボリューム、車輪部に取り付ける角度センサ等により構成され、自車両２の進行方位を検知する。車速センサ７は、車輪の回転数を検知する車速パルスセンサや、自車両の加速度を検知するヨー・Ｇセンサと検知された加速度を２回積分する回路との組み合わせ等により構成され、自車両３の現在車速Ｖｐを検知する。そして、ロケーション部４は、これらのＧＰＳ受信機５、方位センサ６及び車速センサ７から取得した情報に基づいて、公知の方法により自車両の位置及び方位を特定する演算を行う。そして、このロケーション部４により特定された自車両３の位置及び方位は、自車位置情報及び自車方位情報としてカーブ情報取得部８に出力される。また、車速センサ７により取得された自車両２の現在車速Ｖｐを示す車速情報は、ロケーション部４以外にも、目標走行状態導出部１０及び制御部１１に出力される。ここで、現在車速Ｖｐは自車両２の現在の走行状態を示す情報の一つである。したがって、本実施形態においては、この車速センサ７が本発明における「走行状態情報取得手段３」を構成する。

地図データベースＤＢには、カーブ情報Ｃを含む地図情報が格納されている。図２は、地図データベースＤＢに格納されている地図情報の内容を示す説明図である。この図に示すように、ここでは、地図情報として、道路ネットワークレイヤＸ１、道路情報レイヤＸ２、背景レイヤＸ３が格納されている。この地図データベースＤＢは、例えば、ハードディスクドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭを備えたＤＶＤドライブ、ＣＤ−ＲＯＭを備えたＣＤドライブ等のように、情報を記憶可能な記録媒体とその駆動手段とを有する装置をハードウエア構成として備えている。

道路ネットワークレイヤＸ１は、道路間の接続情報を示すレイヤである。具体的には、緯度及び経度で表現された地図上の位置情報を有する多数のノードＮの情報と、２つのノードＮを連結して道路を構成する多数のリンクＫの情報とを有して構成されている。また、各リンクＫは、そのリンク情報として、道路の種別（高速道路、有料道路、国道、県道等の種別）やリンク長さ等の情報を有している。

道路情報レイヤＸ２は、道路ネットワークレイヤＸ１に関連付けられて格納され、道路の詳細な情報を示すレイヤである。具体的には、道路ネットワークレイヤＸ１に関連付けられた各ノードＮの情報、及び２つのノードＮの間（リンクＫ上）に配置されて緯度及び経度で表現された地図上の位置情報を有する多数の形状補間点Ｓの情報を有して構成されている。また、道路情報レイヤＸ２には、各カーブを構成する区間毎にカーブ情報Ｃが記憶されている。本例においてカーブとは、道路形状が弧を描いて屈曲している区間に限らず、車両の走行軌跡が結果的に弧を描いて屈曲することとなる区間も含まれる。そして、カーブ情報Ｃは、カーブを構成する緩和曲線の形状や特性等を示す緩和曲線情報や、カーブの頂点部分での半径Ｒを示すカーブ半径情報、カーブの開始点を示す開始点情報等を含んでいる。本例では、カーブ情報Ｃは、緩和曲線情報として、そのクロソイド曲線のクロソイド係数Ａの値を示すクロソイド係数情報Ｃｃを有している。またこの他にも、この道路情報レイヤＸ２には、例えば道路の勾配情報、幅員情報、カント（バンク）情報、車線数情報等の各種情報が、各ノードＮ及び各形状補間点Ｓに関連付けて格納されている。

背景レイヤＸ３は、道路ネットワークレイヤＸ１及び道路情報レイヤＸ２に関連付けられて格納され、道路及びその周辺に設けられた道路ペイントや標識等の各種地物、並びに背景等の情報を示すレイヤである。この背景レイヤＸ３に格納された情報は、図示しないナビゲーション装置による地図表示等に用いられる。

カーブ情報取得部８は、ロケーション部４から出力された自車位置情報及び自車方位情報を取得し、これらの情報に基づいて自車両２の進行方向のカーブ情報Ｃを地図データベースＤＢから取得する処理を行う。ここで取得されるカーブ情報Ｃには、緩和曲線情報、具体的にはカーブを構成するクロソイド曲線（緩和曲線）のクロソイド係数Ａの値を示すクロソイド係数情報Ｃｃが含まれる。この際、カーブ情報取得部８は、自車位置情報に示される位置から自車両２の進行方向に向かって予め設定された探索範囲内に存在する最も近い位置にあるカーブについてのカーブ情報Ｃを取得する。ここで、探索範囲は、自車位置からの距離によって規定することとし、その距離は、例えば１００〔ｍ〕や３００〔ｍ〕等に設定することができる。また本例では、自車両２の進行方向の道路に交差点やインターチェンジ等の分岐がある場合には、分岐を通過して自車両２の進路が確定してからカーブ情報Ｃを取得することとする。また、別例では、ナビゲーション装置による経路案内中であって自車両２の走行経路が特定できる場合には、自車両２の進路は確定しているものとして、任意のタイミングで予め設定された探索範囲内に存在する最も近い位置にあるカーブについてのカーブ情報Ｃを取得する。そして、カーブ情報取得部８により取得されたクロソイド係数情報Ｃｃを含むカーブ情報Ｃは、車速−ハンドル回転速度関係導出部９へ出力される。
本実施形態においては、このカーブ情報取得部８が、本発明における「カーブ情報取得手段」を構成する。

車速−ハンドル回転速度関係導出部９は、カーブ情報取得部８により取得されたカーブ情報Ｃに基づいて、当該カーブを走行する際の車速ＶとハンドルＨの回転速度ωとの関係を導出する処理を行う。本例では、カーブ情報Ｃに含まれるクロソイド係数情報Ｃｃが示すクロソイド係数Ａの値に基づいて、当該クロソイド係数Ａの値についての車速Ｖとハンドル回転速度ωとの関係を示す情報を、図３に示す関係テーブルＴｂから取得することにより、車速−ハンドル回転速度関係を導出する。
本実施形態においては、車速−ハンドル回転速度関係導出部９が本発明における「関係導出手段」を構成する。

図３は、関係テーブルＴｂの具体例を示す図である。この関係テーブルＴｂは、複数のクロソイド係数Ａの値のそれぞれについて、車速Ｖとハンドル回転速度ωとの関係を予め演算し、その結果を格納したテーブルである。図３では、横軸を車速Ｖ（単位：ｋｍ／ｈ）、縦軸をハンドル回転速度ω（単位：°／ｓ）としており、これらの関係は直線により表されている。よって、車速−ハンドル回転速度関係導出部９は、カーブのクロソイド係数Ａの値に対応する一本の直線を、当該カーブを走行する際の車速−ハンドル回転速度関係として導出する。
この車速Ｖとハンドル回転速度ωとの関係は、下記の式（１）により演算することができる。
ω＝α／Ａ^２×Ｖ・・・（１）
ここで、αは自車両２の特性値である。この特性値αは、主として前輪と後輪との間の車軸間距離であるホイールベースｄ（図１参照）と、ハンドルＨの回転角度に対する自車両２の進行方向の転向角度の関係とに応じて定まる各車両に固有の定数である。したがって、特定のクロソイド係数Ａのクロソイド曲線（緩和曲線）で構成されるカーブを走行する際の車速Ｖとハンドル回転速度ωとの関係は、図３に示すような比例関係となる。なお、この図３に示す関係テーブルＴｂは、後述するステアリングギヤボックス２ｄのステアリングギヤ比Ｇが「１」（ハンドルＨの操作量：車輪Ｗの方向の変化量＝１：１）である場合について演算した結果を格納している。

図３においては、クロソイド係数Ａの値を２０、３０、・・・９０等のように１０刻みで規定したテーブルを示している。なお、車速−ハンドル回転速度関係を更に的確に導出するためには、更に多くのクロソイド係数Ａの値について関係テーブルＴｂに規定すると好適である。また、この関係テーブルＴｂに規定するクロソイド係数Ａの値の範囲は、実在のカーブの緩和曲線として存在し得るクロソイド係数Ａの値をカバーできる範囲とすると好適である。

目標走行状態導出部１０は、車速−ハンドル回転速度関係導出部９で求めた車速−ハンドル回転速度関係情報に基づいて、カーブ情報取得部８によりカーブ情報Ｃが取得されたカーブを走行する際に運転者に要求されるハンドルＨの回転速度ωが所定の閾値ωｔ以下とするための目標走行状態を求める処理を行う。本実施形態においては、目標走行状態導出部１０は、ハンドルＨの回転速度ωが所定の閾値ωｔ以下となる車速Ｖである理想車速Ｖｔ、及びハンドルＨの回転速度ωを所定の閾値ωｔ以下とするためのステアリング応答特性値としての理想ステアリングギヤ比Ｇｔを求める処理を行う。
本実施形態においては、この目標走行状態導出部１０及び後述する制御部１１が、本発明における「制御手段１４」を構成する。

理想車速Ｖｔを求める処理は、車速−ハンドル回転速度関係導出部９において取得した車速−ハンドル回転速度関係に従い、ハンドル回転速度ωが閾値ωｔとなる車速Ｖを理想車速Ｖｔとして求めることにより行う。ここで、ハンドル回転速度ωの所定の閾値ωｔとしては、例えば、１２０〔°／ｓ〕（約２．１〔ｒａｄ／ｓ〕）とすれば、運転者は余裕を持ってハンドル操作を行うことができるので好適である。そして、理想車速Ｖｔは、ハンドル回転速度ωの閾値ωｔと、車速−ハンドル回転速度関係導出部９において取得した車速−ハンドル回転速度関係を示す直線との交差する点での自車両２の車速Ｖとして求められる。図３に示すように、例えばクロソイド係数Ａが６０の場合、理想車速Ｖｔは３０〔ｋｍ／ｈ〕となる。なお、ここで求める理想車速Ｖｔは、ステアリングギヤボックス２ｄのステアリングギヤ比Ｇが「１」である場合についての値となる。

ハンドルＨの回転速度ωを所定の閾値ωｔ以下とするためのステアリング応答特性値として、理想ステアリングギヤ比Ｇｔを求める処理は、以下のようにして行う。すなわち、まず、車速−ハンドル回転速度関係導出部９において取得した車速−ハンドル回転速度関係に従って、車速センサ７により取得される現在車速Ｖｐでカーブを走行する際のハンドル回転速度ωｐを求める。そして、この現在車速Ｖｐでのハンドル回転速度ωｐをハンドル回転速度ωの閾値ωｔ以下とするためのステアリングギヤボックス２ｄのステアリングギヤ比Ｇを、理想ステアリングギヤ比Ｇｔとして求める。具体的には、理想ステアリングギヤ比Ｇｔは、ハンドル回転速度ωの閾値ωｔに対する現在車速Ｖｐでのハンドル回転速度ωｐの比として、以下の式（２）に従い演算して求めることができる。
Ｇｔ＝ωｐ／ωｔ・・・（２）
ステアリングギヤボックス２ｄのステアリングギヤ比Ｇを、理想ステアリングギヤ比Ｇｔとすることにより、ハンドルＨの操作量と車輪Ｗの方向の変化量との比は、ハンドルＨの操作量：車輪Ｗの方向の変化量＝１：Ｇｔとなる。
図３に示すように、例えば、クロソイド係数Ａが６０であって現在車速Ｖｐが４０〔ｋｍ／ｈ〕の場合、現在車速Ｖｐでのハンドル回転速度ωｐが１６０〔°／ｓ〕であるので、理想ステアリングギヤ比Ｇｔは、１．３３（＝１６０／１２０）となる。

制御部１１は、目標走行状態導出部１０により求めた目標走行状態に基づいて、自車両２の現在の走行状態を目標走行状態に近づけるための制御を行う。本実施形態においては、この制御として、ホイールブレーキ及びエンジンブレーキの一方又は双方による減速制御、ステアリング応答特性変更制御、並びに運転者に減速を促すための報知制御を行う。

ホイールブレーキによる減速制御は、制御部１１により、自車両２の車輪に設けられたブレーキアクチュエータ２ａの動作を制御することにより行う。エンジンブレーキによる減速制御は、制御部１１により、トランスミッション２ｂ及びエンジン２ｃの動作を制御することにより行う。具体的には、エンジン２ｃのスロットルをオフ状態とするとともに、トランスミッション２ｂの変速比を低速側に変更する制御を行う。これらの減速制御は、目標走行状態導出部１０により導出された理想車速Ｖｔを目標車速として行う。

ステアリング応答特性変更制御は、ハンドルＨの操作量（回転角度）に対する車輪Ｗの方向の変化量の応答特性を変更する制御である。この制御は、制御部１１により、自車両２のステアリングギヤボックス２ｄに設けられたアクチュエータを動作させ、ステアリングギヤ比Ｇを変更することにより行う。具体的には、車速Ｖが理想車速Ｖｔより高い場合に、ハンドルＨの操作量に対して車輪Ｗの方向の変化量が大きくなるように、ステアリングギヤ比Ｇを「１」の状態から、目標走行状態導出部１０により導出された理想ステアリングギヤ比Ｇｔまで次第に変化させる。これにより、ハンドル回転速度ωを所定の閾値ωｔ以下としつつ必要な車輪Ｗの方向の変化量を確保することができる。なお、制御部１１は、ステアリングギヤボックス２ｄの現在のステアリングギヤ比Ｇの情報を取得することができるように構成されている。ここで、現在のステアリングギヤ比Ｇは自車両２の現在の走行状態を示す情報の一つである。したがって、本実施形態においては、この制御部１１も本発明における「走行状態情報取得手段３」を構成する。

減速を促すための報知制御は、車速Ｖが理想車速Ｖｔより高い場合に、自車両２の運転者に対して、減速のための操作を行うことを促す画像や音声等の出力を行う制御である。具体的には、この報知制御は、図示しないナビゲーション装置等に用いるモニタ１２にメッセージを表示し、スピーカ１３を用いて音声によるメッセージや警告音等を出力することにより行う。

また、後にフローチャートを用いて説明するように、本実施形態においては、制御部１１は、車速Ｖが理想車速Ｖｔより高い場合に、制御部１１による制御として、自車両２がカーブに進入するまでは減速制御のみを行い、自車両２がカーブを走行中は、カーブに進入するまでの減速よりも弱い減速制御とステアリング応答特性変更制御との双方を行う。この際、カーブに進入するまでの減速制御としては、ホイールブレーキを用い、必要に応じてエンジンブレーキも用いる減速制御とすると好適である。一方、カーブを走行中の弱い減速制御としては、エンジンブレーキによる減速制御とすると好適である。また、制御部１１は、カーブを走行中に、車速Ｖが理想車速Ｖｔより高い場合であってもハンドル回転速度ωが所定の閾値ωt以下となるように、ステアリング応答特性変更制御を行う。

図４は、車速Ｖが理想車速Ｖｔより高い場合における、自車両２の現在の走行状態を目標走行状態に近づけるための制御の具体例を示したグラフである。図４（ａ）に示すように、この例では、自車両２は、現在位置Ｐ１からカーブの開始地点Ｐ２までの直線区間を走行した後、クロソイド曲線でなる緩和曲線を有するカーブを走行する。図４（ｂ）に示すように、この緩和曲線のクロソイド係数Ａから導出された理想車速Ｖｔは３０〔ｋｍ／ｈ〕である。そして、自車両２は、理想車速Ｖｔを目標車速として、５０〔ｋｍ／ｈ〕の現在車速Ｖｐで走行している状態から、現在位置Ｐ１で減速制御を開始してカーブの開始地点Ｐ２までに４０〔ｋｍ／ｈ〕まで減速し、その後カーブを走行する。この際、現在位置Ｐ１からカーブの開始地点Ｐ２までの直線区間では、ホイールブレーキのみ又はホイールブレーキとエンジンブレーキの双方による強い減速制御を行い、現在車速Ｖｐを５０〔ｋｍ／ｈ〕から４０〔ｋｍ／ｈ〕まで大きく減速させている。そして、カーブの開始地点Ｐ２より先のカーブ区間では、エンジンブレーキのみによる弱い減速制御を行っている。

また、図４（ｂ）に示すように、カーブの開始地点Ｐ２での自車両２の現在車速Ｖｐは４０〔ｋｍ／ｈ〕であり、理想車速Ｖｔの３０〔ｋｍ／ｈ〕より高い。そこで、本例では、ハンドル回転速度ωを所定の閾値ωｔ以下としつつ必要な車輪Ｗの方向の変化量を確保するために、ステアリングギヤボックス２ｄのステアリングギヤ比Ｇを「１」の状態から理想ステアリングギヤ比Ｇｔまで次第に変化させるステアリング応答特性変更制御を行っている。ここで、カーブの開始地点Ｐ２より先のカーブ区間では、自車両２の現在車速Ｖｐは、エンジンブレーキのみによる弱い減速制御により次第に低下している。したがって、ステアリングギヤ比Ｇの目標値としての理想ステアリングギヤ比Ｇｔは、現在車速Ｖｐが変化するのに応じて時々刻々と演算されて変化する。具体的には、図４（ｂ）において二点鎖線で示すように、理想ステアリングギヤ比Ｇｔは、現在車速Ｖｐが低下するのに応じて次第に低下する。一方、実際のステアリングギヤボックス２ｄのステアリングギヤ比Ｇは、理想ステアリングギヤ比Ｇｔを目標値として「１」の状態から次第に増加するように制御される。そして、実際のステアリングギヤ比Ｇが、その時点での現在車速Ｖｐに対応する理想ステアリングギヤ比Ｇｔに一致した後は、その時の理想ステアリングギヤ比Ｇｔにステアリングギヤ比Ｇは固定される。
なお、図４には示していないが、例えば、自車両２が減速制御を開始すると同時又はそれより前に、減速を促すための報知制御も合わせて実行すると好適である。

次に、本実施形態に係る車両制御装置１による車両制御方法を、図５に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。車両制御装置１は、まず、ロケーション部４により、自車位置情報及び自車方位情報を取得する（ステップ＃０１）。次に、カーブ情報取得部８により、自車両２の進行方向のカーブ情報Ｃを地図データベースＤＢから取得する（ステップ＃０２）。本例では、自車両２の現在位置から進行方向に向かって予め設定された探索範囲内に存在する最も近い位置にあるカーブについてのカーブ情報Ｃを取得する。ここで取得されるカーブ情報Ｃには、当該カーブのクロソイド曲線（緩和曲線）のクロソイド係数Ａの値を示すクロソイド係数情報Ｃｃが含まれる。そして、所定の探索範囲内にカーブが存在しない場合には（ステップ＃０３：ＮＯ）、処理は終了する。

一方、所定の探索範囲内にカーブが存在する場合には（ステップ＃０３：ＹＥＳ）、車速−ハンドル回転速度関係導出部９により、ステップ＃０２で取得されたカーブ情報Ｃに含まれるクロソイド係数情報Ｃｃに基づいて、車速−ハンドル回転速度関係を導出する（ステップ＃０４）。本例では、上記のとおり、カーブ情報Ｃに含まれるクロソイド係数情報Ｃｃが示すクロソイド係数Ａの値に基づいて、クロソイド係数情報Ｃｃに示されるクロソイド係数Ａの値についての車速Ｖとハンドル回転速度ωとの関係を示す情報を関係テーブルＴｂから取得することにより、車速−ハンドル回転速度関係を導出する。

次に、ステップ＃０４で求めた車速−ハンドル回転速度関係情報に基づいて、目標走行状態導出部１０により目標走行状態として、当該カーブを走行する際の自車両２の理想車速Ｖｔを導出する（ステップ＃０５）。この理想車速Ｖｔは、当該カーブを走行する際に運転者に要求されるハンドルＨの回転速度ωが所定の閾値ωｔ（図３に示す例では１２０〔°／ｓ〕）以下となる自車両２の車速Ｖである。そして、自車両２の現在の車速Ｖが既に理想車速Ｖｔ以下である場合には（ステップ＃０６：ＹＥＳ）、ハンドル回転速度ωを所定の閾値ωｔ以下とするための車両制御は必要ないので、処理は終了する。

一方、自車両２の現在の車速Ｖが理想車速Ｖｔより高い場合には（ステップ＃０６：ＮＯ）、制御部１１により、ハンドル回転速度ωを所定の閾値ωｔ以下とするための目標走行状態（理想車速Ｖｔ及び理想ステアリングギヤ比Ｇｔ）を求め、自車両２の現在の走行状態（現在車速Ｖｐ及び現在のステアリングギヤ比Ｇ）を目標走行状態に近づけるための制御を行う。具体的には、まず、モニタ１２やスピーカ１３を用いて運転者に減速を促すための報知制御を行う（ステップ＃０７）。そして、自車両２がステップ＃０２でカーブ情報Ｃが取得されたカーブに進入する前であるか否かについて判断する（ステップ＃０８）。そして、自車両２がカーブ進入前である場合には（ステップ＃０８：ＹＥＳ）、ホイールブレーキ及びエンジンブレーキによる強い減速制御を行う（ステップ＃０９）。この減速制御における理想車速Ｖｔを目標車速（目標走行状態）として行う。そして処理はステップ＃０６へ戻る。カーブに進入する前に理想車速Ｖｔ以下に減速すれば（ステップ＃０６：ＹＥＳ）、処理は終了する。

理想車速Ｖｔ以下に減速する前にカーブに進入した場合には（ステップ＃０８：ＮＯ）、当該カーブを走行中は（ステップ＃１０：ＹＥＳ）、目標走行状態導出部１０により目標走行状態として、当該カーブを走行する際のハンドルＨの回転速度ωを所定の閾値ωｔ以下とするための理想ステアリングギヤ比Ｇｔを導出する（ステップ＃１１）。そして、エンジンブレーキによる弱い減速制御とステアリング応答特性変更制御を行う（ステップ＃１２）。この制御の具体的方法については上記のとおりである。そして処理はステップ＃０６へ戻る。自車両２が理想車速Ｖｔ以下に減速すれば（ステップ＃０６：ＹＥＳ）、処理は終了する。また、理想車速Ｖｔ以下に減速する前にカーブを通過した場合にも（ステップ＃１０：ＮＯ）、処理は終了する。

〔その他の実施形態〕
（１）上記の実施形態においては、カーブ情報Ｃを地図データベースＤＢから取得する場合について説明した。しかし、カーブ情報Ｃを取得する方法はこれに限定されない。すなわち、座標情報に対応してカーブ情報Ｃのみが格納されたカーブ情報データベースから自車両２の進行方向のカーブ情報Ｃを取得する構成や、自車両２に搭載された撮像装置等を用いて進行方向の道路の形状を検出し、カーブ情報Ｃを取得する構成とすることも好適な実施形態の一つである。

（２）上記の実施形態においては、クロソイド係数情報Ｃｃをカーブ情報Ｃとしてデータベースに格納している場合について説明した。しかし、クロソイド係数情報Ｃｃを取得する方法はこれに限定されない。すなわち、地図データベースＤＢに格納されている地図情報が示す道路形状に基づいて、自車両２の進行方向のカーブのクロソイド係数Ａを演算して取得する構成とすることも好適な実施形態の一つである。この際の道路形状は、例えば、道路ネットワークを構成するノードＮ及び形状補間点Ｓを結ぶことにより取得することができる。

（３）上記の実施形態においては、車速−ハンドル回転速度関係導出部９は、関係テーブルＴｂからカーブのクロソイド係数Ａの値に応じた車速−ハンドル回転速度関係を取得することにより車速−ハンドル回転速度関係を導出する場合について説明した。しかし、車速−ハンドル回転速度関係を導出する方法はこれに限定されない。すなわち、クロソイド係数情報Ｃｃが取得される度に上記の式（１）を演算する構成とすることも好適な実施形態の一つである。

（４）上記の実施形態においては、カーブ進入前とカーブ走行中とに分け、カーブ進入前は理想車速Ｖｔを目標走行状態とする減速制御を行い、カーブ走行中は減速制御とともに理想ステアリングギヤ比Ｇｔ（理想のステアリング応答特性値）を目標走行状態とするステアリング応答特性変更制御を行う場合について説明した。しかし、本発明の適用範囲はこれに限定されず、自車両２の走行状態に応じて、各種の制御を組み合わせて適用することが可能である。すなわち、カーブ進入前やカーブ走行中等の各状態に合わせて、ホイールブレーキによる減速制御、エンジンブレーキによる減速制御、ステアリング応答特性変更制御、及び運転者に減速を促すための報知制御等の各種制御のいずれか一つ又は２つ以上を組み合わせて適宜実行する構成とすることができる。
例えば、カーブ進入前かカーブ走行中かに関係なく、理想車速Ｖｔとなるまで減速制御のみを行う構成とすることも好適な実施形態の一つである。
また、ステアリング応答特性変更制御を実行せず、カーブ進入前はホイールブレーキ等を用いた強い減速制御を行い、カーブ走行中はエンジンブレーキ等による弱い減速制御を行う構成とすることも好適な実施形態の一つである。
また、ステアリング応答特性変更制御を、カーブ進入前から行う構成とすることも好適な実施形態の一つである。この場合において、カーブ進入前までにステアリング応答特性変更制御を完了する構成とすることも可能である。

本発明は、自車両の進行方向のカーブ情報等に基づいて、運転者の操作を補助するための制御を行う車両制御装置等に好適に利用することができる。

本発明の実施形態に係る車両制御装置の構成を示すブロック図 地図データベースに格納されている地図情報の内容を示す説明図 本発明の実施形態に係る関係テーブルの具体例を示す図 本発明の実施形態に係る、現在の走行状態を目標走行状態に近づけるための制御の具体例を示したグラフ 本実施形態に係る車両制御装置による車両制御方法を示すフローチャート

符号の説明

１：車両制御装置
２：自車両
３：走行状態情報取得手段
７：車速センサ
８：カーブ情報取得部（カーブ情報取得手段）
９：車速−ハンドル回転速度関係導出部（関係導出手段）
１０：目標走行状態導出部
１１：制御部
１４：制御手段
Ａ：クロソイド係数
Ｃ：カーブ情報
Ｃｃ：クロソイド係数情報
Ｈ：ハンドル
Ｔｂ：関係テーブル
Ｖ：車速
ω：ハンドル回転速度
ωｔ：ハンドル回転速度の閾値

Claims (9)

1. 自車両の進行方向のカーブ情報を取得するカーブ情報取得手段と、
   前記自車両の現在の走行状態の情報を取得する走行状態情報取得手段と、
   前記カーブ情報に基づいて、当該カーブを走行する際の車速とハンドルの回転速度との関係を求める関係導出手段と、
   前記関係導出手段で求めた関係に基づいて前記カーブを走行する際の前記ハンドルの回転速度を所定の閾値以下とするための目標走行状態を求め、前記現在の走行状態を前記目標走行状態に近づけるための制御を行う制御手段と、
   を備える車両制御装置。
2. 前記カーブ情報は、前記自車両の進行方向のカーブを構成する緩和曲線のクロソイド係数情報を含む請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記関係導出手段は、以下の式（１）又はこの式（１）による演算結果を記憶したテーブルに基づいて車速とハンドルの回転速度との関係を求める請求項２に記載の車両制御装置、
   ω＝α／Ａ^２×Ｖ・・・（１）
   但し、ωはハンドルの回転速度、αは自車両の特性値、Ａはクロソイド係数、Ｖは車速である。
4. 前記目標走行状態は、自車両の車速及びステアリング応答特性値の一方又は双方を含む請求項１から３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
5. 前記目標走行状態として、前記カーブを走行する際の前記ハンドルの回転速度が所定の閾値以下となる車速である理想車速を求め、
   前記現在の走行状態の情報に含まれる現在車速が前記理想車速より高い場合に、前記目標走行状態に近づけるための制御として減速制御を行う請求項１から４のいずれか一項に記載の車両制御装置。
6. 前記自車両が前記カーブを走行中に、前記現在車速が前記理想車速より高い場合には、前記目標走行状態に近づけるための制御として、前記自車両が前記カーブに進入するまでの間の減速よりも弱い減速制御を行う請求項５に記載の車両制御装置。
7. 前記現在車速が前記理想車速より高い場合には、前記目標走行状態として、前記カーブを走行する際の前記ハンドルの回転速度を所定の閾値以下とするためのステアリング応答特性値を求め、前記目標走行状態に近づけるための制御としてステアリング応答特性変更制御を行う請求項５又は６に記載の車両制御装置。
8. 前記目標走行状態として、前記カーブを走行する際の前記ハンドルの回転速度が所定の閾値以下となる車速である理想車速を求め、
   前記現在の走行状態の情報に含まれる現在車速が前記理想車速より高い場合に、前記目標走行状態に近づけるための制御として減速を促すための報知を行う請求項１から７のいずれか一項に記載の車両制御装置。
9. 自車両の進行方向のカーブ情報を取得するカーブ情報取得ステップと、
   前記自車両の現在の走行状態の情報を取得する走行状態情報取得ステップと、
   前記カーブ情報に基づいて、当該カーブを走行する際の車速とハンドルの回転速度との関係を求める関係導出ステップと、
   前記関係導出ステップで求めた関係に基づいて前記カーブを走行する際の前記ハンドルの回転速度を所定の閾値以下とするための目標走行状態を求め、前記現在の走行状態を前記目標走行状態に近づけるための制御を行う制御ステップと、
   を備える車両制御方法。

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