JP2019108867A

JP2019108867A - 波状路走行支援システム

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Publication number: JP2019108867A
Application number: JP2017243147A
Authority: JP
Inventors: 克弘岩崎; Katsuhiro Iwasaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2019-07-04

Abstract

【課題】車両が波状路に高速で進入してしまうことを回避できるようにすること。【解決手段】サーバ装置と、前記サーバ装置に接続可能な車両とを備え、前記車両による波状路の走行を支援する波状路走行支援システムであって、前記サーバ装置は、複数の前記車両から、波状路を特定可能な走行データを収集する走行データ収集部と、前記波状路を特定可能な走行データに基づいて、波状路の位置を示す波状路位置情報を生成し、当該波状路位置情報をデータベースに蓄積する波状路位置情報蓄積部とを備え、前記車両は、前記データベースから前記波状路位置情報を取得する波状路位置情報取得部と、前記波状路位置情報と、前記車両の現在位置を示す現在位置情報とに基づいて、前記車両が前記波状路に進入する際に、前記車両の車速が所定の目標車速未満となるように、前記車両の車速を制御する車速制御部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、波状路走行支援システムに関する。

従来より、車両が波状路を走行中であることを判定し、当該判定結果に基づいて、車両を制御するようにした技術が知られている。例えば、車両が波状路を走行中であると判定した場合、エンジンやモータの出力を制御することにより、車両の車速を低減させるようにした技術が知られている。

また、例えば、下記特許文献１には、車両が波状路を走行中に急制動が実行された場合には、ブレーキ油圧が閾値以下となるようにブレーキ油圧を制御することにより、車輪速度の急変を防止して、動力伝達機構に過大なトルクが発生することを抑制できるようにした技術が開示されている。

特開２０１０−２６４９１５号公報

しかしながら、従来技術は、実際に車両が波状路に進入してから、車両の制御を開始することができるものであり、すなわち、車両が波状路に進入する前に、車両の制御を開始することができないため、例えば、車両が波状路に高速で進入してしまう虞がある。

このように、車両が波状路に高速で進入してしまうと、路面の凹凸による車両への入力と、車両およびサスペンション等が有する固有振動数との共振により、車両への入力が増幅され、車両が備える駆動系部品に過負荷を与えてしまう虞がある。

本発明は、上述した従来技術の課題を解決するため、車両が波状路に進入する前に車速を制御できるようにすることで、車両が波状路に高速で進入してしまうことを回避できるようにすることを目的とする。

本開示の一態様の波状路走行支援システムは、サーバ装置と、前記サーバ装置に接続可能な車両とを備え、前記車両による波状路の走行を支援する波状路走行支援システムであって、前記サーバ装置は、複数の前記車両から、波状路を特定可能な走行データを収集する走行データ収集部と、前記波状路を特定可能な走行データに基づいて、波状路の位置を示す波状路位置情報を生成し、当該波状路位置情報をデータベースに蓄積する波状路位置情報蓄積部とを備え、前記車両は、前記データベースから前記波状路位置情報を取得する波状路位置情報取得部と、前記波状路位置情報と、前記車両の現在位置を示す現在位置情報とに基づいて、前記車両が前記波状路に進入する際に、前記車両の車速が所定の目標車速未満となるように、前記車両の車速を制御する車速制御部とを備える。

これにより、車両において、サーバ装置から取得した高精度な波状路位置情報に基づいて、波状路の位置を高精度に特定することができる。このため、車両が波状路に進入する際に、車両の車速が所定の目標車速未満となるように、当該車速を高精度に制御することができる。

車両が波状路に進入する前に車速を制御することができるため、車両が波状路に高速で進入してしまうことを回避することができる。

実施形態に係る波状路走行支援システムのシステム構成を示すブロック図である。実施形態に係る波状路走行制御装置による処理の手順を示すフローチャートである。実施形態に係る波状路走行制御装置による波状路走行制御の具体例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の波状路走行支援システムについて説明する。

（波状路走行支援システム１０のシステム構成）
図１は、実施形態に係る波状路走行支援システム１０のシステム構成を示すブロック図である。図１に示す波状路走行支援システム１０は、自動車等の複数の車両１２と、サーバ装置１４とを備えて構成されており、車両１２による波状路の走行を支援するシステムである。

各車両１２は、ネットワーク（例えば、インターネット、公衆無線回線等）を介して、サーバ装置１４に接続可能である。これにより、各車両１２は、サーバ装置１４に対して、自車両の走行データを送信することが可能である。サーバ装置１４は、各車両１２から収集した走行データに基づいて、波状路の位置（始点位置および終点位置）を表す波状路位置情報を生成し、当該波状路位置情報を、３Ｄ地図データベース２０３に蓄積することができる。各車両１２は、サーバ装置１４との通信を介して、３Ｄ地図データベース２０３から、波状路位置情報を取得することが可能である。

（波状路走行制御装置１００）
図１に示すように、車両１２は、波状路走行制御装置１００を備えている。波状路走行制御装置１００は、車両１２による波状路の走行を制御することが可能な装置である。具体的には、波状路走行制御装置１００は、サーバ装置１４が備える３Ｄ地図データベース２０３から、波状路の位置を表す波状路位置情報を取得することが可能である。そして、波状路走行制御装置１００は、３Ｄ地図データベース２０３から取得した波状路位置情報と、ＧＰＳユニット１３０から取得した車両１２の現在位置情報とに基づいて、車両１２の現在位置から波状路までの距離Ｌを算出し、当該距離Ｌに基づいて、車両１２による波状路の走行を制御することが可能である。

波状路走行制御装置１００は、いずれも車両１２に搭載されている装置である、通信Ｉ／Ｆ（Inter Face）１１０、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２０、ＧＰＳ（Global Positioning System）ユニット１３０、およびＥＣＢ（Electronic Controlled Brake System）１４０に接続されている。通信Ｉ／Ｆ１１０は、無線通信によるサーバ装置１４との通信を制御する。例えば、通信Ｉ／Ｆ１１０としては、ＤＣＭ（Data Communication Module）等を用いることができる。ＥＣＵ１２０は、車両の各部を電子的に制御する装置である。例えば、ＥＣＵ１２０は、エンジン１２１の出力を制御することが可能である。また、ＥＣＵ１２０は、車輪を駆動するためのモータ１２２の動作を制御することが可能である。また、ＥＣＵ１２０は、モータ１２２が備える回生ブレーキ機構の動作を制御することが可能である。図１では、１つのＥＣＵ１２０を図示しているが、実際には、車両１２には、機能別に複数のＥＣＵ（例えば、エンジン用ＥＣＵ、モータ用ＥＣＵ、ＥＣＢ用ＥＣＵ等）が設けられている場合がある。ＧＰＳユニット１３０は、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて、車両１２の現在位置を検知し、当該現在位置を示す現在位置情報を出力する装置である。ＥＣＢ１４０は、アクチュエータ１４１により、運転者によるブレーキペダルの操作とは独立して、車両１２が備えるブレーキのブレーキ圧を電子的に制御することが可能なシステムである。

（波状路走行制御装置１００の機能構成）
図１に示すように、波状路走行制御装置１００は、その機能部として、主制御部１０１、波状路位置情報取得部１０２、車両情報取得部１０３、距離算出部１０４、車速制御部１０５、および走行データ送信部１０６を備える。

主制御部１０１は、波状路走行制御装置１００による処理全体（例えば、開始、終了、繰り返し、判定等）を制御する。

波状路位置情報取得部１０２は、通信Ｉ／Ｆ１１０を介して、サーバ装置１４の３Ｄ地図データベース２０３から、波状路位置情報を取得する。

車両情報取得部１０３は、車両１２の現在位置を示す現在位置情報、車両１２の現在の車速Ｖを示す車速情報、および、車両１２が備えるサスペンションの変位を示すサスペンション変位情報を取得する。例えば、車両情報取得部１０３は、ＧＰＳユニット１３０から、現在位置情報を取得する。また、例えば、車両情報取得部１０３は、ＥＣＵ１２０を介して、車速センサ１２３から出力された車速情報を取得する。また、例えば、車両情報取得部１０３は、ＥＣＵ１２０を介して、サスペンションの変位を検出するストロークセンサ１２４から出力されたサスペンション変位情報を取得する。

距離算出部１０４は、波状路位置情報取得部１０２によって取得された波状路位置情報と、波状路位置情報取得部１０２によって取得された現在位置情報とに基づいて、車両１２の現在位置から、波状路までの距離Ｌを算出する。

車速制御部１０５は、距離算出部１０４によって算出された波状路までの距離Ｌと、車両情報取得部１０３によって取得された車速情報によって特定される現在の車速Ｖとに基づいて、車両１２の車速を制御する。具体的には、車速制御部１０５は、波状路までの距離Ｌが所定の距離Ｌ_０以下となった場合、車両１２が波状路に進入するまでの間に、車両１２の車速Ｖが、所定の目標車速Ｖ_０以下となるように、車両１２の車速を制御する。なお、所定の目標車速Ｖ_０は、車両１２が波状路を安全に走行できる速度（例えば、車両１２の駆動系部品に過負荷を与えない程度の低速度）として、適切な値が予め定められているものである。また、所定の距離Ｌ_０は、車両１２の車速Ｖを所定の目標車速Ｖ_０まで十分に減速することが可能な距離として、適切な値が予め定められているものである。

例えば、車速制御部１０５は、ＥＣＢ１４０を介して、ブレーキの制動状態を制御する（例えば、アクチュエータ１４１によるブレーキ圧力およびブレーキ動作時間を制御する）ことにより、車両１２の車速を制御することができる。

また、例えば、車速制御部１０５は、ＥＣＵ１２０を介して、エンジン１２１の出力を制御する（例えば、スロットル開度を制御する、制御マップを変更する等）ことにより、車両１２の車速を制御することができる。

また、例えば、車速制御部１０５は、ＥＣＵ１２０を介して、モータ１２２が備える回生ブレーキ機構の動作を制御する（例えば、モータ１２２を駆動モードから発電モードに切り替える）ことにより、車両１２の車速を制御することができる。

走行データ送信部１０６は、車両１２に関する波状路を特定可能な走行データを、サーバ装置１４へ送信する。例えば、走行データ送信部１０６は、波状路を特定可能な走行データとして、ＧＰＳユニット１３０から取得した現在位置情報、車速センサ１２３から出力された車速情報、および、ストロークセンサ１２４から出力されたサスペンション変位情報を、サーバ装置１４へ送信する。

ここで、波状路走行制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、主記憶装置（例えば、ＲＯＭ（Read only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等）、補助記憶装置（例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等）等のハードウェアを備えて構成されている。上記した波状路走行制御装置１００の各機能は、例えば、波状路走行制御装置１００において、主記憶装置または補助記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵ（コンピュータ）が実行することによって実現される。

なお、波状路走行制御装置１００の各機能は、車両１２に搭載される専用の装置によって実現されてもよく、車両１２に搭載された他の装置（例えば、ＥＣＵ１２０）によって実現されてもよい。

（サーバ装置１４の機能構成）
サーバ装置１４は、その機能部として、走行データ収集部２０１、波状路位置情報蓄積部２０２、および３Ｄ地図データベース２０３を備える。

走行データ収集部２０１は、各車両１２から、波状路を特定可能な走行データを収集する。例えば、走行データ収集部２０１は、各車両１２から、波状路を特定可能な走行データとして、現在位置情報、車速情報、サスペンション変位情報等を収集する。

波状路位置情報蓄積部２０２は、各車両１２から収集された走行データに基づいて、波状路の位置を示す波状路位置情報を生成し、当該波状路位置情報を、３Ｄ地図データベース２０３に蓄積する。

例えば、波状路位置情報蓄積部２０２は、サスペンション変位情報によって特定されるサスペンション変位が、予め定められた波状路特有のサスペンション変位とマッチングする場合、波状路であると特定することができる。具体的には、例えば、波状路位置情報蓄積部２０２は、サスペンションの比較的大きな伸縮が繰り返されるような場合、波状路であると特定することができる。そして、波状路位置情報蓄積部２０２は、波状路であると特定することができた場合には、その特定に用いたサスペンション変位情報に対応する現在位置情報によって、その波状路の位置を特定することができる。その結果、波状路位置情報蓄積部２０２は、その波状路の位置情報を含む波状路位置情報を生成することができる。

また、例えば、波状路位置情報蓄積部２０２は、車速情報によって特定される車速変位が、予め定められた波状路特有の車速変位とマッチングする場合、波状路であると特定することができる。具体的には、例えば、波状路位置情報蓄積部２０２は、車速の比較的大きな変動が繰り返されるような場合、波状路であると特定することができる。そして、波状路位置情報蓄積部２０２は、波状路であると特定することができた場合には、その特定に用いた車速情報に対応する現在位置情報によって、その波状路の位置を特定することができる。その結果、波状路位置情報蓄積部２０２は、その波状路の位置情報を含む波状路位置情報を生成することができる。

３Ｄ地図データベース２０３は、波状路位置情報蓄積部２０２によって生成された波状路位置情報を含む、３Ｄ地図データを記憶する。３Ｄ地図データベース２０３は、各車両１２が波状路を走行する毎に、その波状路に関する波状路位置情報が蓄積されることとなる。

（波状路走行制御装置１００による処理の手順）
図２は、実施形態に係る波状路走行制御装置１００による処理の手順を示すフローチャートである。図２の処理は、例えば、車両１２が走行している間、主制御部１０１が繰り返し開始することによって、繰り返し実行される。

まず、波状路位置情報取得部１０２が、サーバ装置１４の３Ｄ地図データベース２０３から、波状路の位置を示す波状路位置情報を取得する（ステップＳ２０１）。次に、車両情報取得部１０３が、ＧＰＳユニット１３０から、車両１２の現在位置を示す現在位置情報を取得する（ステップＳ２０２）。そして、距離算出部１０４が、ステップＳ２０１で取得された波状路位置情報と、ステップＳ２０２で取得された現在位置情報とに基づいて、車両１２の現在位置から、波状路までの距離Ｌを算出する（ステップＳ２０３）。

次に、主制御部１０１が、ステップＳ２０３で算出された波状路までの距離Ｌが、所定の距離Ｌ_０以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４において、「距離Ｌが距離Ｌ_０より大きい」と判断された場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、主制御部１０１が、ステップＳ２０２へ処理を戻す。

一方、ステップＳ２０４において、「距離Ｌが距離Ｌ_０以下である」と判断された場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、車両情報取得部１０３が、車両１２の現在の車速Ｖを示す車速情報を取得する（ステップＳ２０５）。

次に、主制御部１０１が、ステップＳ２０５で取得された車速情報によって特定される車速Ｖが、所定の目標車速Ｖ_０以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０６において、「車速Ｖが所定の目標車速Ｖ_０未満である」と判断された場合（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、主制御部１０１が、図２に示す一連の処理を終了させる。

一方、ステップＳ２０６において、「車速Ｖが所定の目標車速Ｖ_０以上である」と判断された場合（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、車速制御部１０５が、車両１２の車速を減速制御する（ステップＳ２０７）。そして、主制御部１０１が、ステップＳ２０６へ処理を戻す。これにより、車速Ｖが所定の目標車速Ｖ_０未満となるまで、車速制御部１０５による減速制御（例えば、ブレーキ制御、エンジン出力制御、回生ブレーキ機構制御の少なくともいずれか一つ）がなされる。

（波状路走行制御装置１００による波状路走行制御の具体例）
図３は、実施形態に係る波状路走行制御装置１００による波状路走行制御の具体例を示す図である。

図３に示す例では、車両１２Ａ、車両１２Ｂ、および車両１２Ｃが、それぞれ、道路１６を走行している例を表している。特に、図３では、車両１２Ｂおよび車両１２Ｃが、波状路である区間Ｐ_２〜Ｐ_３を走行しており、車両１２Ａが、波状路の手前の平坦路である区間Ｐ_０〜Ｐ_２を走行している例を表している。

波状路（区間Ｐ_２〜Ｐ_３）を走行している車両１２Ｂおよび車両１２Ｃの各々からは、波状路を特定可能な走行データ（現在位置情報、車速情報、およびサスペンション変位情報）が、繰り返し送信される。これらの走行データは、ビックデータとして、サーバ装置１４に蓄積されてゆく。

サーバ装置１４は、ビックデータとして蓄積されたこれらの走行データに基づいて、波状路を特定すると、当該波状路の位置を示す波状路位置情報を生成し、当該波状路位置情報を、３Ｄ地図データベース２０３に蓄積する。例えば、図３に示す例では、サーバ装置１４により、車両１２Ｂおよび車両１２Ｃから収集した走行データに基づいて、道路１６上の区間Ｐ_２〜Ｐ_３が波状路であることを示す波状路位置情報が生成され、当該波状路位置情報が、３Ｄ地図データベース２０３に蓄積される。

一方、波状路（区間Ｐ_２〜Ｐ_３）の手前の平坦路（区間Ｐ_０〜Ｐ_２）を走行している車両１２Ａは、３Ｄ地図データベース２０３から波状路位置情報を取得することにより、道路１６上の区間Ｐ_２〜Ｐ_３が波状路であることを、当該波状路に進入する前に把握することができる。

そして、車両１２Ａは、波状路（区間Ｐ_２〜Ｐ_３）よりも所定の距離Ｌ_０手前の地点である、地点Ｐ_１を超えたとき、当該車両１２Ａの現在位置から波状路までの距離Ｌが、所定の距離Ｌ_０以下となり、このタイミングで、車両１２Ａが波状路（区間Ｐ_２〜Ｐ_３）に進入するまでに、車速Ｖが所定の目標車速Ｖ_０未満となるように、車速制御部１０５によって減速制御が開始される。

この減速制御は、例えば、アクチュエータ１４１の制御、エンジン１２１の出力制御、モータ１２２の出力制御、モータ１２２が備える回生ブレーキ機構の制御等によって行われる。

また、各種減速制御の強弱および制御時間は、波状路（区間Ｐ_２〜Ｐ_３）までの所定の距離Ｌ_０と、車速Ｖとに応じて、車両１２Ａが波状路（区間Ｐ_２〜Ｐ_３）に進入するまでに、車速Ｖが所定の目標車速Ｖ_０未満となるように、適切に制御される。

この減速制御により、車両１２Ａが波状路（区間Ｐ_２〜Ｐ_３）に進入する際には、車速Ｖが所定の目標車速Ｖ_０未満となるため、車両１２Ａが波状路（区間Ｐ_２〜Ｐ_３）に高速で進入してしまうことを回避することができる。

なお、車両１２Ａが波状路（区間Ｐ_２〜Ｐ_３）を走行中には、車速制御部１０５により、車速Ｖが所定の目標車速Ｖ_０未満を維持するように、車速制御される。

以上説明したように、本実施形態の波状路走行支援システム１０は、サーバ装置１４において、複数の車両１２から、波状路を特定可能な走行データを収集し、当該波状路を特定可能な走行データに基づいて、波状路の位置を示す波状路位置情報を生成し、当該波状路位置情報を３Ｄ地図データベース２０３に蓄積するようにしている。そして、車両１２において、３Ｄ地図データベース２０３から波状路位置情報を取得し、当該波状路位置情報と、車両１２の現在位置情報とに基づいて、当該車両１２が波状路に進入する際に、当該車両１２の車速Ｖが所定の目標車速Ｖ_０未満となるように、当該車両１２の車速を制御するようにしている。

これにより、本実施形態の波状路走行支援システム１０は、車両１２において、サーバ装置１４から取得した高精度な波状路位置情報に基づいて、波状路の位置を高精度に特定することができる。このため、車両１２は、波状路に進入する際に、車速Ｖが所定の目標車速Ｖ_０未満となるように、車速を高精度に制御することができる。したがって、本実施形態の波状路走行支援システム１０は、車両１２が波状路に高速で進入してしまうことを回避することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

例えば、波状路を特定可能な走行データは、現在位置情報、車速情報、およびサスペンション変位情報の組み合わせに限らない。例えば、車両１２側で、波状路を走行中であることを特定可能な場合は、車両１２から、波状路を特定可能な走行データとして、現在位置情報と、波状路を走行中であることを示すデータとを、サーバ装置１４へ送信するようにしてもよい。

また、例えば、所定の目標車速Ｖ_０は、固定的なものに限らず、各種変動要因によって変動的なものであってもよい。例えば、所定の目標車速Ｖ_０は、波状路の高低差に応じて、波状路毎に異なるものであってもよい。この場合、例えば、サスペンション変位情報等に基づいて、波状路毎に、当該波状路の高低差を算出するようにし、当該高低差がより大きい波状路であるほど、所定の目標車速Ｖ_０がより低く設定されるようにしてもよい。

また、例えば、所定の距離Ｌ_０は、固定的なものに限らず、各種変動要因によって変動的なものであってもよい。例えば、所定の距離Ｌ_０は、車速Ｖに応じて、異なる値が用いられるようにしてもよい。この場合、例えば、車速Ｖがより高いほど、所定の距離Ｌ_０がより長く設定されるようにしてもよい。

また、例えば、波状路走行支援システム１０の構成は、実施形態で説明したものに限らない。例えば、３Ｄ地図データベース２０３は、サーバ装置１４の外部に設けられたものであってもよい。また、例えば、サーバ装置１４に設けることとした機能の一部を、車両１２または外部の装置に設けるようにしてもよい。また、例えば、車両１２に設けることとした機能の一部を、サーバ装置１４または外部の装置に設けるようにしてもよい。

１０波状路走行支援システム
１２車両
１４サーバ装置
１００波状路走行制御装置
１０１主制御部
１０２波状路位置情報取得部
１０３車両情報取得部
１０４距離算出部
１０５車速制御部
１０６走行データ送信部
１１０通信Ｉ／Ｆ
１２０ＥＣＵ
１２１エンジン
１２２モータ
１２３車速センサ
１２４ストロークセンサ
１３０ＧＰＳユニット
１４０ＥＣＢ
１４１アクチュエータ
２０１走行データ収集部
２０２波状路位置情報蓄積部
２０３３Ｄ地図データベース

Claims

サーバ装置と、前記サーバ装置に接続可能な車両とを備え、前記車両による波状路の走行を支援する波状路走行支援システムであって、
前記サーバ装置は、
複数の前記車両から、波状路を特定可能な走行データを収集する走行データ収集部と、
前記波状路を特定可能な走行データに基づいて、波状路の位置を示す波状路位置情報を生成し、当該波状路位置情報をデータベースに蓄積する波状路位置情報蓄積部と
を備え、
前記車両は、
前記データベースから前記波状路位置情報を取得する波状路位置情報取得部と、
前記波状路位置情報と、前記車両の現在位置を示す現在位置情報とに基づいて、前記車両が前記波状路に進入する際に、前記車両の車速が所定の目標車速未満となるように、前記車両の車速を制御する車速制御部と
を備える波状路走行支援システム。