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

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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