JP3899216B2 - 車両用走行制御装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の走行状況情報に基づいて車両の駆動力特性を制御する自動車等の車両用走行制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近の自動車等車両には、走行道路情報表示装置、いわゆるナビゲーションシステムの搭載が普及しつつあり、さらにこのシステムの検出情報に基づいて車両の駆動力特性を走行道路に適合するように制御する走行制御装置も搭載されつつある。
【0003】
現在のナビゲーシヨンシステムでは、GPS衛星から受信した信号を基に車両位置を算出する衛星航法と、車速パルスやジヤイロの信号を基に車両位置を算出する自立航法との併用によって車両位置を推定し、さらに地図上の表示誤差を無くすためにマップマッチング処理によって、車両位置を走行中の道路地図上にマッチングさせる処理を行っている。
【0004】
図5はマップマッチングの基本原理を示す。まず、GPS測位や車速パルス、ジャイロセンサの出力に基づいて、現在走行していると推定される位置PXと進行方向Dが算出されるが、この算出された位置PXと進行方向Dは、必ずしも地図上の道路に一致するとは限らないため、次に、走行していると推定される道路Rを決定する処理を行う。これが、いわゆるマップマッチングと呼ばれる機能である。
【0005】
具体的には、地図データ上から現在位置PXの近傍にある道路Rを選択し、この道路Rと点PXの距離δを算出する。次に、算出した進行方向Dと選択した道路Rの方向の角度差Θを算出する。ここで、Θとδが、ともに、予め決めておいた基準値よりも小さいとき、車両は選択した道路Rを走行中であると判断し、車両位置をP0に補正する。
点PXの近傍に複数の道路が存在するときは、最も接近して角度差Θの小さい道路を選択する。以上の処理を所定の時間間隔で繰り返すことによって、マップマッチング処理が実現され、地図中の道路上に車両の現在位置が表示される。
【0006】
このようなマップマッチング処理において、従来、走行道路周囲の環境によっては、GPS衛星の受信感度が低下するなどによって衛星航法の精度が悪化したり、車速パルスから算出される移動距離測定において高速走行でのタイヤ膨張による誤差が生じて自立航法の精度が悪化する場合がある。
この場合、前述の点PXや進行方向Dが、本来あるべき道路位置P0や道路方向から大きくずれるため、マップマッチング処理でいずれの道路にマッチングさせてよいのかが判定できず、該当道路がないという結果が生じることとなる。
【0007】
また、急な右折ないし左折走行時に旋回中と判定されて正確な進行方向が定まらず、マップマッチングできなくなる現象も生じる。
さらに交差点での右折ないし左折時に図6の(a)に矢印で示すようなアンダーシュートや図6の(b)に矢印で示すようなオーバーシュートが生じ、あるいは、高速道路の直線路を長時間連続走行した後で急なカーブ路に進入したときにも、ナビゲーシヨンシステムは「マップマッチング不可能」と判断するため、「表示された車両位置が実際に走行中の道路から外れてしまう」という現象が起こる。
【0008】
したがって、このようなナビゲーシヨンシステムの検出道路情報を車両の走行制御装置で車両駆動力特性の制御用情報として兼用して、走行中の道路属性情報、例えば、高速道路を走行中であるとか、細道を走行中であるといった情報を活用して車両の駆動力制御を行う場合、地図データとのマップマッチングが外れてしまうと、所定の道路属性情報が取得できなくなる。
このため、例えば特開平10−184413号公報に記載されている車両の制御装置では、「制御を禁止する」、「制御の度合いを変える」、「他の制御パターンに置き換える」等の方策が採られていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、碁盤目状道路で右左折を繰り返したり、峠道のような連続する屈曲路を走行した場合、「マップマッチング不可能」と判断される状態が多発する可能性があり、この結果、上記従来の装置では、車両の制御パターンが頻繁に変更され、車両の挙動に違和感が生じるという問題が生じる。
【0010】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、「マップマッチング不可能」の場合でも、車両の挙動に違和感が生じないようにした車両用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】
請求項1の発明に係る車両用走行制御装置は、車両の走行中の道路属性を検出する道路属性検出手段と、道路属性に基づいて車両の駆動力特性を制御する駆動力制御装置と、道路属性検出手段が道路属性を検出できないとき、検出できなくなる直前の道路属性に基づいて前記駆動力制御装置に制御を行なわせる道路属性設定手段とを有し、当該道路属性設定手段は、道路属性検出手段により再度道路属性が検出されるまで、または道路属性検出手段が道路属性を検出できなくなってから所定距離を走行するまでのいずれか短い方の間、直前の道路属性に基づいて上記制御を行なわせるものとした。
【0012】
請求項2の発明は、上記所定距離が直前の道路属性に基づいて設定されるものとした
【0013】
請求項3の発明は、道路属性検出手段が、航法データに基づいて推定した車両位置と地図データとのマップマッチングで当該車両の走行中の道路を検出する走行道路検出手段と、検出された道路に対応した道路属性を地図データから読み出す道路属性取得手段とを有し、道路属性設定手段は、マップマッチングができないときに、道路属性取得手段にすでに取得されている道路属性をそのまま保持させることにより、直前の道路属性に基づいて上記制御を行なわせるものとした。
【0014】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、道路属性検出手段が道路属性を検出できないとき、検出できなくなる直前の道路属性に基づいて駆動力特性が制御されるので、道路属性の検出不可のたびに制御パターンが頻繁に変更されることがなく、車両の挙動における違和感が解消される。
【0015】
そしてとくに、検出できなくなる直前の道路属性に基づく制御が新たな道路属性の再検出までの間、または道路属性検出手段が道路属性を検出できなくなってから所定距離を走行するまでのいずれか短い方の間であるので、道路属性が再検出されさえすれば直ちに当該道路属性に対応した適正な駆動力特性が得られるとともに、さらに検出できなくなってからの直前の道路属性に基づく制御が所定距離走行の間に制限されるので、検出できない状態が続いても適切なタイミングで制御パターンの切り替えが行なわれる。
【0016】
そして請求項2の発明は、上記の所定距離を直前の道路属性に基づいて設定するので、走行している道路に応じた最適なタイミングで駆動力特性の制御パターンの切り換えができる。
【0017】
請求項3の発明は、道路属性検出手段をマップマッチングで走行中の道路を検出する走行道路検出手段と、道路属性を地図データから読み出す道路属性取得手段とで構成し、マップマッチングができないときに、道路属性取得手段にすでに取得されている道路属性をそのまま保持させるので、別途に道路属性を駆動力制御装置へ供給する装置が不要で、回路構成が簡単である。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図1はこの発明の第1の実施例の車両用走行制御装置を示す。
車両位置・進行方向算出回路21に、GPS信号受信機11、車速センサ12、角速度センサ13、および地図データベース30が接続されている。
GPS信号受信機11は、GPS信号を受信して、緯度経度などの衛星航法データを車両位置・進行方向算出回路21へ送出する。
【0019】
車速センサ12は、車速を計測する。
角速度センサ13は振動ジヤイロや光ファイバージヤイロから構成され、車両の角速度を計測する。
地図データベース30は、CD−ROMあるいはDVD−ROM内に道路線形や緯度経度などの地図データと、道路種別等の情報を記憶したものである。
【0020】
車両位置・進行方向算出回路21は、車速および角速度を自立航法データとし、衛星航法データと併用して車両の現在位置および進行方向を推定するとともに、その推定結果と地図データベース30からの地図データとの間のマップマッチングを行なう。
【0021】
走行距離算出回路22が車両位置・進行方向算出回路21と車速センサ12に接続されている。走行距離算出回路22は、車両の走行中において車速を積分して走行距離を算出しており、車両位置・進行方向算出回路21でのマップマッチングが成功裡に実行されるごとにリセットされて走行距離0(ゼロ)から走行距離の算出を再開する。
走行距離算出回路22はまた、マップマッチングができなかった場合の制御基準として一定の走行距離基準値LSを保持しており、上記の算出した走行距離と走行距離基準値との比較を行なう。ここではLS=50(m)に設定されている。
【0022】
車両位置・進行方向算出回路21、走行距離算出回路22、および地図データベース30に道路属性取得回路23が接続されていて、車両位置・進行方向算出回路21からの情報に基づいて地図データベース30から道路属性情報としての道路種別を取得する。道路種別には例えば高速道路、一般道路、路地などがあり、道路属性取得回路23の内部メモリに格納される。
【0023】
道路属性取得回路23には駆動力制御装置40が接続されていて、道路属性取得回路23の内部メモリに格納されている道路種別に基づいた駆動力特性で制御対象の車両駆動装置50を制御する。
ここでは、車両駆動装置50として、車両エンジンがスロットル制御される。
【0024】
図2は上記の構成における動作の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップ100で、車両のスタート時点の初期制御データとして、走行距離L=0(m)、道路種別Z=GZ(一般道路)にデフォルトで設定されて、車両が走行を開始する。
ステップ101で、車両位置・進行方向算出回路21はGPS信号受信機11、車速センサ12、および角速度センサ13から測定データである衛星航法データおよび自立航法データを読み込む。
【0025】
ステップ102で、車両位置・進行方向算出回路21は地図データベース30から地図データを読み出す。
次のステップ103において、先のステップ101で読み込んだ測定データに基づいて車両の現在位置と進行方向を推定するとともに、その推定結果とステップ102で読み込んだ地図データ間でマップマッチング処理を行なう。
【0026】
ステップ104では、車両位置・進行方向算出回路21においてマップマッチングが成功裡に実行できたかどうかをチェックする。
マップマッチングができた(YES)場合、すなわち、「車両が特定の道路上を走行している。」と判断された場合にはステップ105に進む。
【0027】
ステップ105では、走行距離算出回路22において、走行距離Lが0(m)にリセットされ、あらためて走行距離L=LXの算出が再開される。
つぎのステップ106で、道路属性取得回路23がマップマッチングされた特定の道路の道路種別Zを地図データベース30から取得して、内部メモリのZを新たに取得した道路種別、例えばZ=HZ(高速道路)に更新する。
【0028】
ステップ107では、駆動力制御装置40において、道路属性取得回路23の内部メモリに格納された道路種別Zに応じて、車両エンジンのスロットルゲインの目標値を変更する。
ステップ107のあとは再びステップ101に戻る。
【0029】
なお、スロットルゲインの制御は、アクセル開度に対するスロットルバルブ開度の倍率を所定の値に設定することによって行われる。
Z=GZ(一般道路)では当該倍率を中位の値に設定して、通常の運転特性が得られるようにする。
Z=HZ(高速道路)のときは当該倍率を大きい値に設定することにより、軽いアクセルペダルの踏み込みで高いエンジントルクが得られるようになるため、高速道路に適した機敏な運転特性が得られる。
Z=LZ(路地)のときには当該倍率を小さい値に設定することにより、急激なトルクの立ち上がりがなくなるので、穏やかな運転特性が得られる。
【0030】
一方、ステップ104のチェックで、マップマッチングができなかった(NO)場合、例えば、車両が道路に乗っていないと判断された場合や、交差点を右左折している最中のように、旋回中でマップマッチングを行える状態でない場合には、ステップ201に進む。
【0031】
ステップ201では、走行距離算出回路22において、走行距離LXと予め設定されている走行距離基準値LS(50m)とを比較する。
なお、マップマッチングができた場合は走行距離LXは常に先のステップ105で0にリセットされるので、この走行距離LXはマップマッチングができなくなってからの走行距離となっている。
【0032】
比較の結果、LXがLS以下であるときは、直接ステップ107へ進む。この場合、道路属性取得回路23の内部メモリに格納された道路種別Zは変更されずそのままであるから、ステップ107における車両エンジンのスロットルゲインの制御は、従前のままの目標値をもって継続されることとなる。
【0033】
なお、LXがLS以下である間に、マップマッチングができるようになったときには、前述のようにステップ104からステップ105、106へ進み、マップマッチングされた特定の道路に対応して道路属性取得回路23の内部メモリの道路種別Zが更新される。
【0034】
他方、ステップ201の比較でLXがLSを越えたときは、ステップ301に進み、道路属性取得回路23において、内部メモリの道路種別をZ=OZに変更して、ステップ107へ進む。
ここで、車両自体は現に走行中のわけであるから、上記道路種別のOZは「道路以外あるいは地図データにない新設道路」を示す。
Z=OZとなった場合、ステップ107において駆動力制御装置40では、Z=GZ(一般道路)のときと同じスロットルゲインに設定する。
【0035】
車両のエンジンが停止されるまで、すなわち、車両用走行制御装置の電源がオフされるまで、上記のフローが繰り返される。
本実施例では上記のステップ101〜104、およびステップ106が発明の道路属性検出手段を構成し、とくにステップ101〜103が走行道路検出手段を、ステップ104と106が道路属性取得手段に該当する。
また、ステップ105と、ステップ104で分岐したステップ201および301が道路属性設定手段を構成している。
【0036】
なお、道路種別は地図データベース30から取得されるが、道路整備等による実際の道路状況と異なる場合には運転感覚に違和感を生じる可能性があるので、とくに図示はしないが、大きなアクセル操作を検出して道路種別に基づく駆動力特性を解除するようにしてもよい。
例えば、地図データからの道路種別がZ=LZ(路地)であるに対して実際の道路の幅員が広くて一般道路相当であるときに、スロットルゲインの目標値が低く設定された状態で違和感が生じたときには、アクセルペダルを意図的に深く踏み込むことにより路地用の低い目標値が解除され、一般道路用のスロットルゲインへ変更される。
【0037】
本実施例は以上のように構成され、ナビゲーション装置で特定した現在走行中の道路種別に応じてスロットルゲインを制御することにより車両駆動力特性を制御する走行制御装置において、道路を特定するマップマッチングができなくなった場合にその時点から一定の走行距離基準値LSを走行する間は、直前の道路種別に基づくスロットルゲインで車両の駆動力制御を継続し、その後マップマッチング不可能時に対応した所定の制御に移行するものとしたので、従来のようにマップマッチング不可のたびに制御パターンが頻繁に変更されることなく、車両の挙動における違和感が解消される。
【0038】
また、マップマッチング不可のまま走行距離基準値LSを走行後の所定の制御として、スロットルゲインを一般道路に対応したZ=GZとするので、たとえ実際に走行中の道路種別とずれていてもその差が大きくなることはないので、大きな違和感を与えない。
さらに、走行距離基準値LSに達する前にマップマッチングが再び可能となったときは直ちにマップマッチングで特定された道路の道路種別に対応したスロットルゲインへ更新されるので、走行中の道路にあった適正な制御が継続される。
【0039】
なお、図2のフローチャートにおいて、ステップ105とステップ106の順序は図示に限定されず、逆順でもよい。
【0040】
次に第2の実施例について説明する。この実施例は前実施例において一定とした走行距離基準値を道路種別に応じて変化させるようにしたものである。
図3は本実施例の構成図である。
道路属性取得回路23と走行距離算出回路22’の間に走行距離基準値設定回路26が接続されている。走行距離基準値設定回路26には、あらかじめ道路種別ごとの走行距離基準値LSがデータマップとして保持されており、道路属性取得回路23の内部メモリに格納されている道路種別に対応する走行距離基準値LSを、走行距離算出回路22’へ出力する。
【0041】
データマップにおける走行距離基準値LSは、例えば一般道路では50m、高速道路では200m、路地では30mに設定されている。一般に、高速道路ほど走行速度が高くなるので、一度マップマッチングができなくなった場合、正常な状態に回復するまでに走行する距離が長くなり、逆に路地では走行速度が低いからマップマッチング可能に回復するまでの走行距離は短くなることに対応させてある。具体的な数値は上記のほか適宜に設定可能である。
【0042】
走行距離算出回路22’はあらかじめ走行距離基準値LSを一定値として保持していない点で前実施例における走行距離算出回路と異なる。
走行距離算出回路22’は、車両の走行中において車速を積分して走行距離を算出しており、車両位置・進行方向算出回路21でのマップマッチングが成功裡に実行されるごとにリセットされて走行距離0(ゼロ)から走行距離の算出を再開する。
【0043】
マップマッチングができなかった場合、走行距離算出回路22’は走行距離基準値設定回路26からマップマッチングができなくなる直前の道路種別に対応する走行距離基準値LSを入力して、当該走行距離基準値LSと上記の算出した走行距離との比較を行なう。
その他の構成は第1の実施例の図1に示した構成と同じである。
【0044】
図4は、第2の実施例における動作の流れを示すフローチャートである。
ステップ100’では車両のスタート時点の初期制御データとして、走行距離L=0(m)、道路種別Z=GZ(一般道路)に設定され、走行距離基準値設定回路26の設定は一般道路に対応するLS=50(m)とされて、車両が走行を開始する。
ステップ102から104、105を経て107までの流れは前実施例におけると同じである。
【0045】
ステップ104のチェックで、車両位置・進行方向算出回路21においてマップマッチングができなかったときは、ステップ200へ進む。
ステップ200では、走行距離基準値設定回路26が道路属性取得回路23の内部メモリに格納されている道路種別Zに対応する走行距離基準値LSを読み出し、これを走行距離算出回路22’へ出力する。
【0046】
つぎのステップ201では、走行距離算出回路22’において、マップマッチングができなくなってからの走行距離LXと走行距離基準値LSとを比較する。このステップ201以下、ステップ107までの流れはステップ301を含んで前実施例におけると同じである。
【0047】
この第2の実施例では、ステップ100’、101〜104、およびステップ106が発明の道路属性検出手段を構成し、ステップ101〜103が走行道路検出手段に、ステップ104と106が道路属性取得手段に該当する。
また、ステップ105と、ステップ104で分岐したステップ200、201および301が道路属性設定手段を構成している。
【0048】
本実施例は以上のように構成され、第1の実施例と同じく、道路を特定するマップマッチングができなくなった場合にその時点から所定の走行距離基準値LSを走行する間は、直前の道路種別に基づくスロットルゲインで車両の駆動力制御を継続し、その後マップマッチング不可能時に対応した所定の制御に移行するものとしたので、第1の実施例と同じ効果を有する。
そしてとくに、走行距離基準値設定回路26を備えて、走行距離基準値LSをマップマッチングができなくなる直前の道路種別に対応させて設定するものとしたので、走行環境に応じて最適なタイミングで駆動力特性の制御パターンの切替ができる。
【0049】
なお、各実施例では、地図データベースから取得される道路種別として、高速道路、一般道路および路地の3種類を示したが、これに限定されず、さらに細分化された道路種別を設定して制御をきめこまかなものとすることができる。
また、道路属性として道路種別を用いた例について説明したが、舗装路、未舗装路、平坦路、山岳路などに対応させることもでき、あるいはまた、市街地、郊外、あるいは交通の混雑度合いなど、種々の走行環境を道路属性として用いることができる。
【0050】
また、各実施例において、走行距離算出回路22、22’は車速センサからの測定データを用いて走行距離を算出するものとしたが、これも限定されず、他のデータを用いて独立に走行距離を算出するものでもよい。
さらにまた、各実施例では駆動力制御装置として車両エンジンのスロットルゲインを制御する例について説明したが、本発明は、エンジンの点火時期制御や変速機の変速比制御など種々の手段による駆動力特性の制御に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の構成を示す図である。
【図2】第1の実施例における動作の流れを示すフローチャートである。
【図3】第2の実施例の構成を示す図である。
【図4】第2の実施例における動作の流れを示すフローチャートである。
【図5】マップマッチングの基本原理を示す図である。
【図6】道路の交差点における車両の走行経路例を示す図である。
【符号の説明】
11 GPS信号受信機
12 車速センサ
13 角速度センサ
21 車両位置・進行方向算出回路
22、22’ 走行距離算出回路
23 道路属性取得回路
26 走行距離基準値設定回路
30 地図データベース
40 駆動力制御装置
50 車両駆動装置

Claims (3)

  1. 車両の走行中の道路属性を検出する道路属性検出手段と、
    前記道路属性に基づいて車両の駆動力特性を制御する駆動力制御装置と、
    前記道路属性検出手段が道路属性を検出できないとき、検出できなくなる直前の道路属性に基づいて前記駆動力制御装置に制御を行なわせる道路属性設定手段とを有し、
    前記道路属性設定手段は、当該道路属性検出手段が再度道路属性を検出するようになるまで、または前記道路属性検出手段が道路属性を検出できなくなってから所定距離を走行するまでのいずれか短い方の間、前記直前の道路属性に基づいて前記制御を行なわせることを特徴とする車両用走行制御装置。
  2. 前記所定距離が、前記直前の道路属性に基づいて設定されることを特徴とする請求項1記載の車両用走行制御装置。
  3. 前記道路属性検出手段が、航法データに基づいて求めた車両位置と地図データとのマップマッチングで当該車両の走行中の道路を検出する走行道路検出手段と、前記検出された道路に対応した道路属性を前記地図データから読み出す道路属性取得手段とを有し、
    前記道路属性設定手段は、前記マップマッチングができないときに、前記道路属性取得手段にすでに取得されている道路属性をそのまま保持させることにより前記直前の道路属性に基づいて前記制御を行なわせるものであることを特徴とする請求項1または2記載の車両用走行制御装置。
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