JP3551634B2 - 走行制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、始点から終点までの経路探索時に、経路走行における燃費を算出する車両用経路探索装置を用いた走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、経路案内を行うナビゲーション装置が知られており、これを搭載する車両も増えてきている。このナビゲーション装置では、現在位置を検出しながら、地図上に現在位置を表示して、ドライバーの運転を補助する。
【０００３】
さらに、このナビゲーション装置は、目的地までの経路探索機能を有している。すなわち、適宜の手法で目的地を入力した場合には、ナビゲーション装置が、現在地から目的地までの最適経路を地図データを基に探索する。従って、ドライバーは、単に目的地を設定するだけで、その目的地までの最適経路を知ることができる。そして、ナビゲーション装置は、得られた走行経路を記憶し、これを地図上に表示する。そこで、走行中のディスプレイには、地図上に、現在地および走行経路が表示される。また、走行経路を設定しているため、右左折するべき交差点が予め分かっており、その手前で交差点での進行方向を拡大表示すると共に、音声による案内も行う。従って、このようなナビゲーション装置によって、目的地までの経路の走行が容易に行える。
【０００４】
さらに、路側に光ビーコンや、電波ビーコンを設置しておき、ここから進行方向の道路における渋滞情報等を流したり、ＦＭ多重放送で渋滞情報等を提供するシステムも実用化が始まっている。これら情報を利用すれば、ナビゲーション装置により、より好適な経路案内が行える。
【０００５】
ここで、経路探索には、通常ダイクストラ法などの最適化計画法が用いられる。この最適化計画法は、基本的には、現在地から目的地までの全ての経路のコストを計算し、これが最小のものを選択するものである。ここで、この計算を可能とするため、地図データは、計画に用いる右左折（分岐）可能な交差点（ノード）毎に、道路を「リンク」と呼ばれる単位に区分し、このリンク毎にコストをもっている。そして、このコストには、距離が基本的に用いられている。これによって、現在地から目的地までの距離が、最短となる経路が最適経路として選択される。
【０００６】
一方、経路選択の上では、燃費も１つのファクターである。そこで、特開平２−２７８１１６号公報には、目的地までの最高燃費経路を探索するものが示されている。この公報の装置では、始点から終点までの経路として、複数の経路を予め設定すると共に、これら経路の中での分岐点を指定して、各経路を所定の区間毎に分割しておく。そして、実際に始点終点間を走行したときに、各区間毎の燃費を計測し、これをその区間に関連づけて記憶する。従って、複数の経路のそれぞれについて、燃費についてのデータが記憶された後は、どの経路が最高燃費であるかが分かる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報の装置では、最高燃費の経路を探索できるが、これは過去に走行した際の燃費データを記憶するからである。また、各区間の指定なども操作者が行わなければならず、この探索は、通常の経路探索とは異なり非常に限定された探索である。
【０００８】
一方、この公報の技術を通常の経路探索に利用しようとすれば、各リンク毎に実際走行時の燃費データを登録することになる。
【０００９】
しかし、このような方法では、燃費についてのデータが得られるのは一度走行したリンクについてのみであり、いろいろな経路をとってみないと比較はできない。従って、燃費を基にした経路探索は、非常に限定された範囲でしかできないことになる。さらに、全ての経路についてのデータを得た場合にも、全てのリンクについて実際の燃費データを記憶することになる。このため、記憶するデータ量は膨大なものになり、これを記憶するためのＲＡＭの容量が非常に大きくなってしまい、現実的ではない。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決することを課題としてなされたものであり、経路探索時に燃費を効率的に算出できる車両用経路探索装置を用いた走行制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、道路の所定単位の区切りであるリンク毎に、そのリンクにおける道路勾配データを含む道路についてのデータを記憶している道路データ記憶手段と、 この道路データ記憶手段の中の道路勾配データを利用し、リンク毎の車両の走行条件を決定するとともに、決定された走行条件に基づいて各リンクにおける推定燃費を計算するリンク燃費演算手段と、を具備し、始点から終点までの経路探索時に、前記リンク燃費演算手段における演算結果を利用するとともに、得られた経路についての走行条件を記憶し、経路走行時には、記憶された走行条件に基づき、各リンクにおいて推定燃費で走行できるように、車載エンジン、トランスミッション等の走行のための機器の動作を制御することを特徴とする。
【００１２】
このように、本発明によれば、道路データ記憶手段に道路勾配データを記憶している。このため、この道路勾配データを利用して、車両の走行条件を決定し、正確な燃費を計算できる。そして、この道路勾配データは、各リンクについて記憶している。そこで、目的地までの経路探索の際において、各リンクの燃費を積算し、経路における燃費を得ることができ、燃費を考慮して、最適な経路の探索を行うことができる。
【００１３】
そして、本発明は、各リンクにおいて推定燃費で走行できるように、車載エンジン、トランスミッション等の走行のための機器の動作を制御することを特徴とする。
【００１４】
このように、実際の走行において、機器の動作を制御することによって、推定燃費通りの走行が行える。特に、経路の走行の際の運転条件を決定した後、燃費を考慮することによって、非常に正確な燃費の計算が行え、決定された通りの制御を行うことで、所期の燃費での走行が確保される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に好適な実施の形態（以下、実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、全体構成を示すブロック図であり、ナビゲーションＥＣＵ１０には、ＤＧＰＳ装置１２、地図データベース１４が接続されている。ＤＧＰＳ（デファレンシャル・グローバル・ポジショニング・システム）装置１２は、人工衛星からの信号を利用して現在地を検出するＧＰＳ装置からの位置情報に、ＦＭ多重放送などから供給されるＧＰＳ装置における誤差情報を合わせ、正確な現在位置検出を行う。また、地図データベース１４には、全国の道路情報などを含む地図情報が記憶されている。特に、この地図データベース１４には、各リンクについての二次元な道路形状データの他に道路勾配データが入っている。例えば、図２に示すように、１つのリンクの中に所定距離毎（必ずしも一定間隔ではない）にｎ個のポイントを設け、各ポイント毎に、Ｘ（経度），Ｙ（緯度）、道路勾配（縦断方向）等が記憶されている。この地図データベース１４の道路データの全てを三次元データにすることも好適である。
【００１７】
通信装置１６は、路側に設けられた光ビーコン、電波ビーコンや、他の車両との通信を行うものであり、さらにＦＭ多重放送の受信機も含んでいる。ナビゲーションＥＣＵ１０は、通信装置１６より、外部から供給される各種情報を取得する。例えば、渋滞情報や、通行規制の情報や、新しい地図データなども得ることができる。特に、光、電波ビーコンは、走行中の道路の前方所定範囲について、渋滞情報や規制情報についてかなり詳しい情報を提供している。そこで、ナビゲーションＥＣＵ１０は、この情報を経路探索などに利用できる。さらに、ＦＭ多重放送では、広範囲の交通情報や最新の地図データなどを提供しており、これを経路探索の際に利用したり、地図データとして利用できる。なお、図示は省略したが、車速センサ、方位センサ、加速度センサなども有している。
【００１８】
また、ナビゲーションＥＣＵ１０には、ディスプレイ１８、スピーカ２０が接続されている。ナビゲーションＥＣＵ１０は、所定の入力手段（図示せず）を利用した目的地の設定に伴い、地図データベース１４の地図情報を用い、目的地までの最適経路を探索、設定する。ここで、経路探索の際に、走行する道路の縦断勾配およびそこにおける走行状態を考慮して燃費を算出する。そして、燃費を最高とする経路の探索を行う。
【００１９】
そして、車両の走行時には、ディスプレイ１８に現在地周辺の地図を表示すると共に、その地図に現在地マークを表示する。さらに、設定された経路を他の道路と区別できるように表示する。そして、右左折などを行う交差点に進入するときには、ディスプレイ１８に交差点での右左折を示す拡大ガイダンス表示を行うと共に、スピーカ２０から右左折の指示を発し、経路案内を行う。
【００２０】
さらに、ナビゲーションＥＣＵ１０には、動作制御部２２が接続されている。この動作制御部２２は、ナビゲーションＥＣＵ１０の指令により、スロットル開度、フューエルカット、エアー／フューエル混合比、シフト位置等を制御する。そして、この制御によって、燃費を考慮した適切な走行制御を行う。
【００２１】
次に、この装置の動作について、図３に基づいて説明する。まず、現在位置を探索する（Ｓ１１）。これは、例えばＤＧＰＳ装置１２の出力から現在地を取得することで行う。次に、目的地の入力を受ける（Ｓ１２）。通常の場合、ディスプレイ１８がタッチパネルとして構成されているため、地図上の該当位置をタッチすることによって行う。なお、住所や、電話番号、駅名など各種の入力も目的地の入力に利用できる。
【００２２】
現在位置と目的地が決定されたため、目的地までの経路を複数個、ｎ個（例えば、５個）計算する（Ｓ１３）。この探索は、通常の最短距離（その他条件を考慮してもよい）を基本とした検索による。
【００２３】
そして、得られた全ての経路について、道路勾配等の条件を取得する（Ｓ１４）。すなわち、経路となったリンクについて、各ポイントの道路勾配データを地図データベース１４から得る。なお、カーブの曲率や、カント（道路横方向勾配）、道路種別、信号の数等も地図データベース１４に記憶しておき、これを取得してもよい。
【００２４】
次に、道路勾配などの条件に対応した車両の走行条件（フューエルカット、エアー／フューエル比、シフト位置）を決定する（Ｓ１５）。これは、道路形状に応じて、その際の車両走行の最適化計算を行い、その走行における最適な条件を算出することによって行う。スロットル開度、ブレーキ操作なども考慮してもよい。この走行条件の決定において、渋滞状況を考慮してもよい。
【００２５】
このような走行条件の決定を行った場合には、複数の経路の全てについて、走行条件の決定が行われたかを判定する（Ｓ１６）。全てについて終了していなかった場合には、Ｓ１５に戻り、処理を繰り返す。
【００２６】
Ｓ１６において、走行条件の設定が終了していた場合には、各経路についての燃費コストを算出する（Ｓ１７）。すなわち、上述のように、各経路の走行条件が決定されるため、各リンク毎の走行条件も決定される。そこで、このリンク毎の燃費がそのリンクのコストになる。そこで、このコスト基づいてｎ個経路についての燃費コストが算出される。
【００２７】
そして、燃費コストに応じて、順位を決定する（Ｓ１８）。この際、各経路の燃費をディスプレイ１８に表示し、操作者の選択を待ってもよい。さらに、時間、距離等を考慮した他の最適経路も表示して、操作者に選択させてもよい。
【００２８】
このようにして、地図データベース１４内の道路勾配データを利用して、最高燃費のルートを探索することができる。
【００２９】
このようにして、探索を終了した場合には、決定した経路を記憶するが、この際に、Ｓ１６において決定した運転制御条件も主要なポイント毎に記憶しておく（Ｓ１９）。
【００３０】
すなわち、図４に示すように、現在地から目的地に至るｎ個経路の走行条件が変更される主要ポイントＲｉｊ（ｉは経路の番号を示し、ｊはそこでのポイントの位置を示す）毎に、走行条件（各種操作条件）を記憶する。
【００３１】
走行時には、設定されている経路に従って、ディスプレイ１８、スピーカ２０を利用して経路案内を行う。そして、上述のようにして記憶している主要ポイントＲｉｊに至った場合には、記憶されている走行条件を呼び出し、動作制御部２２を介し、車両の動作を制御する。例えば、フューエルカットであれば、その制御を行う。これによって、探索に決定した条件に従って、走行が行われる。従って、目的地まで、所期の最高の燃費での走行が行われる。
【００３２】
このように、本実施形態によれば、最初に現在位置から目的地までの複数の経路を探索する。そして、得られた複数の経路について、走行条件をそれぞれ決定して、燃費コストを計算する。従って、複数の経路について、それぞれ燃費コストが得られる。そこで、複数の経路についての燃費コストを比較でき、最適の経路選択が行える。
【００３３】
また、走行条件や経路についての情報は、計算して得た全てを記憶しておくとよい。これによって、走行開始後の条件の変化などによる経路変更があった場合においても、既に計算して得たデータに基づいて、最適な走行が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】全体構成を示すブロック図である。
【図２】データの構成を示す図である。
【図３】燃費コスト計算の動作を示すフローチャートである。
【図４】目的地までの経路上の主要点を示す図である。
【符号の説明】
１０ ナビゲーションＥＣＵ、１２ ＤＧＰＳ装置、１４ 地図データベース、１６ 通信装置、１８ ディスプレイ、２０ スピーカ、２２ 動作制御部。

Claims (2)

1. 道路の所定単位の区切りであるリンク毎に、そのリンクにおける道路勾配データを含む道路についてのデータを記憶している道路データ記憶手段と、
   この道路データ記憶手段の中の道路勾配データを利用し、リンク毎の車両の走行条件を決定するとともに、決定された走行条件に基づいて各リンクにおける推定燃費を計算するリンク燃費演算手段と、
   を具備し、
   始点から終点までの経路探索時に、前記リンク燃費演算手段における演算結果を利用するとともに、得られた経路についての走行条件を記憶し、
   経路走行時には、記憶された走行条件に基づき、各リンクにおいて推定燃費で走行できるように、車載エンジン、トランスミッション等の走行のための機器の動作を制御することを特徴とする走行制御装置。
2. 請求項１に記載の走行制御装置であって、
   前記走行条件は、運転条件が変更される主要ポイント毎に記憶することを特徴とする走行制御装置。

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