JP2009121847A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高価な機器を用いることなく、自車両の走行位置の補正を確実に行うことができる車両制御装置を提供する。
【解決手段】 車両制御装置１は、自車両の現在位置（走行位置）を検出するＧＰＳナビゲーション２と、自車両の走行速度を検出する車速センサ３と、自車両が走行する走行路における周辺環境の照度を検出するコンライトセンサ４と、ＥＣＵ５とを備えている。ＥＣＵ５は、ＧＰＳナビゲーション２により取得された自車両の現在位置情報に基づいて、自車両がＧＰＳナビゲーション２のメモリ２ａに記憶されている照度変化地点の手前位置に達したと判断され、更にコンライトセンサ４の検出値が明暗レベル閾値を越えるように変化してからコンライト反応時間だけ経過したと判断されたときに、車速センサ３の検出値を用いて自車両の現在位置を補正する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自車両の走行位置の検出を行うシステム等に適用される車両制御装置に関するものである。

従来の車両制御装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、自車両から信号機等の車外対象物までの水平距離を算出し、その水平距離を用いて自車両の現在位置を補正するようにしたものが知られている。
特開平７−３５５６０号公報

しかしながら、上記従来技術においては、自車両の現在位置を補正するためにテレビカメラ等の撮像手段や画像処理手段等といった高価な機器が必要となるので、全体的にコスト高となってしまう。

本発明の目的は、高価な機器を用いることなく、自車両の走行位置の補正を確実に行うことができる車両制御装置を提供することである。

本発明の車両制御装置は、自車両の走行位置を検出する自車位置検出手段と、走行路において周辺環境の照度が変化する照度変化地点の情報を記憶する照度変化地点記憶手段と、周辺環境の照度を検出する照度検出手段と、自車位置検出手段により自車両の走行位置が照度変化地点に近いと検出されたときに、照度検出手段により検出された周辺環境の照度の変化に基づいて、自車両の走行位置を補正する自車位置補正手段とを備えることを特徴とするものである。

このような車両制御装置においては、例えば走行路の照度変化地点（例えばトンネルの出入口地点等）の情報を予め記憶しておき、自車位置検出手段により自車両の走行位置が照度変化地点に近いと検出されたときに、照度検出手段により検出された周辺環境の照度の変化に基づいて、自車両の走行位置を補正する。例えば、自車両がトンネル内に入ると、周辺環境の照度が明→暗に変化する。この場合には、自車位置検出手段により自車両の走行位置がトンネル入口地点に達したことが検出されるタイミングと、照度検出手段により周辺環境の照度が明→暗に変化したことが検出されるタイミングとに基づいて、自車両の走行位置を補正する。このとき、照度検出手段として例えば安価なコンライトセンサを使用することにより、特に高価な機器を用いることなく、自車両の走行位置の補正を確実に行うことができる。

好ましくは、自車両の走行速度を検出する車速検出手段を更に備え、自車位置補正手段は、照度検出手段により検出された周辺環境の照度が所定値を越えるように変化した時点から所定時間経過後に、車速検出手段の検出値を用いて自車両の走行位置を補正する。

例えば照度検出手段の出力値（検出値）が大きく変化した時にハンチングが生じやすい場合には、照度検出手段により検出された周辺環境の照度が所定値を越えるように変化したタイミングで自車両の走行位置を補正すると、精度の良い補正ができなくなる可能性がある。そこで、周辺環境の照度が所定値を越えるように変化した時点から所定時間経過後に、車速検出手段の検出値（車速）を用いて自車両の走行位置を補正することにより、照度検出手段の検出値のハンチングの影響を受けることなく、自車両の走行位置の補正を高精度に行うことができる。

また、好ましくは、周辺環境の照度に関する情報を取得する照度情報取得手段と、周辺環境の照度に関する情報に基づいて、自車両が照度変化地点を通過する前後の周辺環境の照度差を推定する照度差推定手段と、自車両が照度変化地点を通過する前後の周辺環境の照度差に基づいて、自車両の走行位置の補正に用いるパラメータを設定する補正パラメータ設定手段とを更に備える。

この場合、周辺環境の照度に関する情報としては、例えばその日の季節、走行時間帯及び照度や、過去に走行した照度変化地点での照度変化等の情報を用いることができる。このような周辺環境の照度に関する情報に基づいて、自車両が照度変化地点を通過する前後の周辺環境の照度差を推定し、その推定結果から自車両の走行位置の補正に用いるパラメータを設定することにより、トンネル等の特定の場所に限らず、多くの場所で自車両の走行位置の補正を行うことができる。

本発明によれば、高価な機器を用いることなく、自車両の走行位置の補正を確実に行うことができる。これにより、車両制御装置にかかるトータルコストを削減することが可能となる。

以下、本発明に係わる車両制御装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係わる車両制御装置の第１実施形態の概略構成を示すブロック図である。同図において、本実施形態の車両制御装置１は、例えばＧＰＳカーナビゲーションシステムや走行支援システム等に適用されるものであり、車両に搭載されている。

車両制御装置１は、ＧＰＳナビゲーション２と、車速センサ３と、コンライトセンサ４と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５とを備えている。

ＧＰＳナビゲーション２は、ＧＰＳ（全地球測位システム）を利用して自車両の現在位置（走行位置）を検出し、その位置情報をモニタ（図示せず）に表示する自車位置検出手段である。ＧＰＳナビゲーション２は、地図情報を記憶するＨＤ等のメモリ２ａを有している。地図情報には、走行路において周辺環境の照度（明度）が切り替わる地点（照度変化地点）の位置データが緯度・経度の絶対座標として記録されている（図３参照）。つまり、メモリ２ａは、照度変化地点の情報を記憶する照度変化地点記憶手段を構成している。なお、照度変化地点としては、トンネルや橋の下などがある。

車速センサ３は、自車両の走行速度（車速）を検出する車速検出手段である。コンライトセンサ４は、自車両が走行する走行路における周辺環境の照度を検出する照度検出手段である。コンライトセンサ４としては、安価で普及率の高いオートライト用コンライトセンサを使用するのが好ましい。

ＥＣＵ５は、ＧＰＳナビゲーション２により取得された自車両の現在位置情報と車速センサ３及びコンライトセンサ４の検出値を入力し、所定の処理を行って自車両の現在位置を補正し、その結果をＧＰＳナビゲーション２に送出したり、自車両の位置情報を用いて自車両の走行支援を行う。

図２は、ＥＣＵ５が実行する自車位置補正処理の手順を示すフローチャートである。同図において、まずＧＰＳナビゲーション２により取得された自車両の現在位置情報に基づいて、走行している自車両がメモリ２ａに記憶されている照度変化地点の手前位置に達したかどうかを判断する（手順Ｓ５１）。

自車両が照度変化地点の手前位置に達したと判断されたときは、コンライトセンサ４の検出値が明暗レベル閾値を越えるように変化してからコンライト反応時間だけ経過したかどうかを判断する（手順Ｓ５２）。

例えば図３に示すように、自車両６がトンネルＰを通過する場合には、トンネル入口Ｐａが明→暗に変化する照度変化地点となり、トンネル出口Ｐｂが暗→明に変化する照度変化地点となる。このため、自車両６がトンネル入口Ｐａ及びトンネル出口Ｐｂを通るときには、コンライトセンサ４が反応するようになる。具体的には、トンネル入口Ｐａでは、コンライトセンサ４の検出値は、図４（ａ）に示すように、予め設定された明暗レベル閾値Ｓよりも高いレベルから、明暗レベル閾値Ｓよりも低いレベルに変化する。

ここで、コンライトセンサ４の検出値が大きく変化した直後では、図４（ａ）に示すように、センサ出力レベルのハンチングが起こりやすくなる。従って、そのようなセンサ出力レベルのハンチングの影響を軽減すべく、明度なましフィルタ処理によってコンライトセンサ４の反応に遅延を持たせるためのコンライト反応時間Ｔを設けている。具体的には、図４（ｂ）に示すように、コンライトセンサ４の検出値が明暗レベル閾値Ｓを越えるように変化した時点からコンライト反応時間Ｔだけ経過した後に、コンライトセンサ４の反応がＯＮとなるようにする。なお、コンライト反応時間Ｔは、コンライトセンサ４の特性等に応じて適宜決められている。

図２に戻り、コンライトセンサ４の検出値が明暗レベル閾値を越えるように変化してからコンライト反応時間だけ経過したと判断されたとき、つまりコンライトセンサ４の反応がＯＮになったときは、車速センサ３の検出値を用いて自車両の現在位置（絶対位置）を補正する（手順Ｓ５３）。

具体的には、図３に示すように、例えば自車両６がトンネルＰ内に入る場合には、ＧＰＳナビゲーション２により自車両６がトンネル入口Ｐａを通過したことが検出された時の自車両６の車速をＶ_ａとすると、コンライト反応時間Ｔ分のｘ方向（経度方向）の走行変化量はＶ_ａ＿ｘ＊Ｔとなり、コンライト反応時間Ｔ分のｙ方向（緯度方向）の走行変化量はＶ_ａ＿ｙ＊Ｔとなる。このため、地図情報に記録されたトンネル入口Ｐａの座標を（ｘ_ａ，ｙ_ａ）とすると、コンライトセンサ４の検出値が明暗レベル閾値Ｓを越えるように明→暗に変化してからコンライト反応時間Ｔだけ経過した時の自車両６の絶対位置の座標は、以下のように補正される。
（ｘ_ａ＋Ｖ_ａ＿ｘ＊Ｔ，ｙ_ａ＋Ｖ_ａ＿ｙ＊Ｔ）

また、自車両６がトンネルＰ内から出る場合には、ＧＰＳナビゲーション２により自車両６がトンネル出口Ｐｂを通過したことが検出された時の自車両の車速をＶ_ｂ、地図情報に記録されたトンネル出口Ｐｂの座標を（ｘ_ｂ，ｙ_ｂ）とすると、コンライトセンサ４の検出値が明暗レベル閾値Ｓを越えるように暗→明に変化してからコンライト反応時間Ｔだけ経過した時の自車両６の絶対位置の座標は、上記と同様の考え方によって以下のように補正される。
（ｘ_ｂ＋Ｖ_ｂ＿ｘ＊Ｔ，ｙ_ｂ＋Ｖ_ｂ＿ｙ＊Ｔ）

続いて、上記のように補正された自車両の現在位置情報をＧＰＳナビゲーション２に送出し、その自車両の現在位置情報をＧＰＳナビゲーション２のモニタ（図示せず）に地図情報と共に画面表示させる（手順Ｓ５４）。

以上において、ＥＣＵ５の手順Ｓ５１〜Ｓ５３は、自車位置検出手段２により自車両の走行位置が照度変化地点に近いと検出されたときに、照度検出手段４により検出された周辺環境の照度の変化に基づいて、自車両の走行位置を補正する自車位置補正手段を構成する。

以上のように本実施形態にあっては、コンライトセンサ４の反応が予想される照度変化地点の位置座標をＧＰＳナビゲーション２のメモリ２ａに予め記憶させておき、ＧＰＳナビゲーション２により自車両が照度変化地点に達したことが検出されると、コンライトセンサ４の反応に同期して自車両の現在位置を補正するようにしたので、カメラ及び画像処理ユニット等の高価な機器を使用しなくても、自車両の現在位置の補正を容易に且つ確実に行うことができる。

このとき、コンライトセンサ４の検出値が明暗レベル閾値を越えるように変化した時点からコンライト反応時間だけ経過したときに、そのコンライト反応時間及び車速センサ３の検出値に基づいて自車両の現在位置を補正するので、コンライトセンサ４の出力レベルにハンチングが生じる場合であっても、自車両の走行位置の補正を精度良く行うことが可能となる。

図５は、本発明に係わる車両制御装置の第２実施形態の概略構成を示すブロック図である。図中、第１実施形態と同一または同等の要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。

同図において、本実施形態の車両制御装置１は、第１実施形態におけるＥＣＵ５に代えて、ＥＣＵ１５を備えている。ＥＣＵ１５は、自車両の走行履歴情報が記憶されたメモリ（図示せず）を有している。走行履歴情報には、自車両が走行した日時や場所、その時の明暗の感度等の情報が含まれている。

ＥＣＵ１５は、ＧＰＳナビゲーション２により取得された自車両の現在位置情報を入力し、所定の処理を行ってコンライトセンサ４を制御すると共に、上記のＥＣＵ５と同様に、車速センサ３及びコンライトセンサ４の検出値に基づいて、自車両の現在位置を補正する。

図６は、ＥＣＵ１５が実行する自車位置補正処理の手順を示すフローチャートである。同図において、まず上記のＥＣＵ５と同様に、自車両が照度変化地点の手前に達したかどうかを判断する（手順Ｓ５１）。

自車両が照度変化地点の手前に達したと判断されたときは、現在の走行時間帯や季節等の情報と、メモリ（図示せず）に記憶された走行履歴情報とを取得する（手順Ｓ６１）。走行時間帯や季節等の情報は、例えばＥＣＵ１５に内蔵されたタイマ等から取得する。そして、それらの情報に基づいて、これから自車両が通る照度変化地点の通過前後の明暗レベル差を推定する（手順Ｓ６２）。例えば、走行時間帯や季節等の情報から現在の日照レベルを予測し、走行履歴情報から当日の走行時の明るさを判定し、更に走行履歴情報から過去に走行した場所（トンネルや橋下等）での明暗変化の違い等を判断することで、照度変化地点の通過前後の明暗レベル差Ｄ（図４（ａ）参照）を推定する。

続いて、照度変化地点の通過前後の明暗レベル差Ｄに基づいて、コンライトセンサ４の反応感度（センサ反応感度）、上記の明暗レベル閾値Ｓ及びコンライト反応時間Ｔといった自車両の現在位置の補正に用いるパラメータ（補正パラメータ）を設定する（手順Ｓ６３）。センサ反応感度は、例えば図７に示すように、明暗レベル差Ｄが大きくなるに従って低くなるように設定される。明暗レベル閾値Ｓは、明レベルと暗レベルとの中間値程度のレベル（図４（ａ）参照）に設定されるのが望ましい。コンライト反応時間Ｔは、明暗レベル差Ｄが大きくなるに従って長くなるように設定される。

続いて、センサ反応感度が上記設定値となるようにコンライトセンサ４を制御する（手順Ｓ６４）。なお、コンライトセンサ４の反応感度の調整手法としては、特にこれに限られず、例えばＥＣＵ１５に感度調整回路を設け、この感度調整回路により行っても良い。

続いて、コンライトセンサ４の検出値が明暗レベル閾値Ｓを越えるように変化してからコンライト反応時間Ｔだけ経過したかどうかを判断する（手順Ｓ５２）。ただし、この判断処理では、上記第１実施形態と異なり、手順Ｓ６３で設定された明暗レベル閾値Ｓ及びコンライト反応時間Ｔを用いる。

コンライトセンサ４の検出値が明暗レベル閾値Ｓを越えるように変化してからコンライト反応時間Ｔだけ経過したと判断されたときは、上記第１実施形態と同様にして、自車両の現在位置を補正し（手順Ｓ５３）、更に補正した現在位置情報をＧＰＳナビゲーション２に画面表示させる（手順Ｓ５４）。

以上において、ＥＣＵ１５の手順Ｓ５１〜Ｓ５３は、自車位置検出手段２により自車両の走行位置が照度変化地点に近いと検出されたときに、照度検出手段４により検出された周辺環境の照度の変化に基づいて、自車両の走行位置を補正する自車位置補正手段を構成する。同手順Ｓ６１は、周辺環境の照度に関する情報を取得する照度情報取得手段を構成する。同手順Ｓ６２は、周辺環境の照度に関する情報に基づいて、自車両が照度変化地点を通過する前後の周辺環境の照度差を推定する照度差推定手段を構成する。同手順Ｓ６３，Ｓ６４は、自車両が照度変化地点を通過する前後の周辺環境の照度差に基づいて、自車両の走行位置の補正に用いるパラメータを設定する補正パラメータ設定手段を構成する。

以上のような本実施形態においては、自車両が通る照度変化地点の通過前後の明暗レベル差を推定し、その明暗レベル差に応じてコンライトセンサ４の反応感度、明暗レベル閾値及びコンライト反応時間を変更する。そして、その明暗レベル閾値及びコンライト反応時間を用いて、コンライトセンサ４の反応に同期して自車両の現在位置を補正するようにしたので、多くの場所及び時間帯で自車両の走行位置の補正を高精度に行うことができる。

なお、上記実施形態では、照度変化地点の通過前後の明暗レベル差に応じてセンサ反応感度、明暗レベル閾値及びコンライト反応時間の全てを変更可能となるようにしたが、これらセンサ反応感度、明暗レベル閾値及びコンライト反応時間のうちの１つ又は２つを変更可能となるような構成としても良い。

以上、本発明に係わる車両制御装置の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、コンライトセンサ４の検出値に基づいてオートヘッドライトをＯＮ／ＯＦＦさせる機能を具備している場合には、センサ反応感度、明暗レベル閾値及びコンライト反応時間というパラメータは、自車両の現在位置の補正処理とオートヘッドライトのＯＮ／ＯＦＦ制御処理とで同じでも良いし異なっていても良い。

本発明に係わる車両制御装置の第１実施形態の概略構成を示すブロック図である。 図１に示したＥＣＵが実行する自車位置補正処理の手順を示すフローチャートである。 自車両が走行路の照度変化地点を通過する様子を緯度・経度の絶対座標と共に示す概念図である。 図１に示したコンライトセンサの出力レベルの一例とその時に自車両の現在位置の補正を実行するタイミングとを示す図である。 本発明に係わる車両制御装置の第２実施形態の概略構成を示すブロック図である。 図５に示したＥＣＵが実行する自車位置補正処理の手順を示すフローチャートである。 明暗レベル差とセンサ反応感度との関係の一例を表すグラフである。

符号の説明

１…車両制御装置、２…ＧＰＳナビゲーション（自車位置検出手段）、２ａ…メモリ（照度変化地点記憶手段）、３…車速センサ（車速検出手段）、４…コンライトセンサ（照度検出手段）、５…ＥＣＵ（自車位置補正手段）、６…自車両、１５…ＥＣＵ（自車位置補正手段、照度情報取得手段、照度差推定手段、補正パラメータ設定手段）、Ｐａ，Ｐｂ…照度変化地点。

Claims (3)

1. 自車両の走行位置を検出する自車位置検出手段と、
   走行路において周辺環境の照度が変化する照度変化地点の情報を記憶する照度変化地点記憶手段と、
   前記周辺環境の照度を検出する照度検出手段と、
   前記自車位置検出手段により前記自車両の走行位置が前記照度変化地点に近いと検出されたときに、前記照度検出手段により検出された周辺環境の照度の変化に基づいて、前記自車両の走行位置を補正する自車位置補正手段とを備えることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記自車両の走行速度を検出する車速検出手段を更に備え、
   前記自車位置補正手段は、前記照度検出手段により検出された周辺環境の照度が所定値を越えるように変化した時点から所定時間経過後に、前記車速検出手段の検出値を用いて前記自車両の走行位置を補正することを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
3. 前記周辺環境の照度に関する情報を取得する照度情報取得手段と、
   前記周辺環境の照度に関する情報に基づいて、前記自車両が前記照度変化地点を通過する前後の周辺環境の照度差を推定する照度差推定手段と、
   前記自車両が前記照度変化地点を通過する前後の周辺環境の照度差に基づいて、前記自車両の走行位置の補正に用いるパラメータを設定する補正パラメータ設定手段とを更に備えることを特徴とする請求項１または２記載の車両制御装置。
   
   
   
   

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