JP4089541B2 - 車両走行支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行経路上における、急勾配のある場所や段差のある場所をドライバに通知して、ドライバの注意を喚起する車両走行支援装置に関する。

従来、走行経路上における急カーブのある場所をドライバに通知し、ドライバの注意を喚起する車両走行支援装置として、例えば特許文献１に記載の装置がある。

この従来装置では、車両の走行時に、当該車両の横方向に加わる加速度を常時検出する。そして、事前に設定されたレベル以上の加速度が検出されると、当該加速度と車両の走行速度とに基づき、車両が走行中の道路の曲率を算出する。算出された曲率が事前に設定された曲率よりも大きい場合、当該地点をカーブ警告ポイントとして記憶する。その後、記憶されたカーブ警告ポイントに車両が接近した場合は、車両の走行速度の減速を促す警告メッセージを出力し、ドライバの注意を喚起する。
特開２００２−２６０１９１号公報

従来装置では、走行経路上における急カーブのある場所を通知して、ドライバの注意を喚起していた。しかしながら、走行経路上においてドライバの注意を喚起すべき場所は、急カーブのある場所のみに留まらない。特に、急勾配や段差のある場所に関しては、急カーブのある場所と同様、ドライバの注意を喚起し、細心の注意をもって運転させることが重要である。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、走行経路上における急勾配や段差のある場所で、ドライバの注意を喚起することが可能な車両走行支援装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の車両走行支援装置では、車両の位置を検出する位置検出手段と、車両の走行時に、当該車両が走行中の道路の勾配角度を検出する勾配角度検出手段と、勾配角度検出手段によって検出された勾配角度が、所定の勾配角度よりも大きい状態が所定の設定時間以上継続した場合、位置検出手段によって検出される車両の位置を警告地点として登録する登録手段と、位置検出手段によって検出された車両の位置から、車両が登録手段によって登録された警告地点に接近したと判定された場合、警告動作を行う警告手段とを備えることを特徴とする。

このように、本発明の車両走行支援装置では、車両が走行中の道路の勾配角度を勾配角度検出手段によって検出する。検出された勾配角度が所定の勾配角度よりも大きい状態が所定の設定時間以上継続した場合、登録手段は、位置検出手段によって検出される当該車両の位置を警告地点として登録する。その後、登録された警告地点に車両が接近した場合、警告手段はドライバに対して警告動作を行う。これにより、勾配検出手段によって検出された勾配角度が所定の勾配角度よりも大きい状態が所定の設定時間以上継続した場所、すなわち、急勾配が長く続いている場所は、警告地点として登録される。そして、警告地点として登録された場所に車両が接近した場合は、警告動作が行われ、ドライバの注意を喚起することが可能となる。

請求項２に記載のように、設定時間を変更する変更手段を設けることが望ましい。これにより、急勾配がどの程度続いたら警告地点として登録するかをドライバが変更することができる。

請求項３に記載のように、所定の勾配角度より大きな角度である閾値勾配角度を設定し、登録手段は、勾配角度検出手段によって検出された勾配角度が、閾値勾配角度を超える場合、即座に警告地点の登録を行うことが望ましい。勾配角度検出手段によって検出された勾配角度が、所定の勾配角度より大きな角度である閾値勾配角度をも超える場合は、急な段差があることを意味し、特にドライバの注意を喚起する必要があるためである。

請求項４に記載のように、勾配角度検出手段は、３次元ジャイロスコープを備えることが望ましい。これにより、勾配角度検出手段は、車両が走行中の道路の勾配角度を常時検出することが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態における車両走行支援装置の全体構成を示すブロック図である。本実施形態の車両走行支援装置は、カーナビゲーション装置１に搭載されて動作する。

図１に示すように、位置検出器２は、距離センサ２１、ＧＰＳ受信機２２、３Ｄジャイロスコープ２３から構成される。

距離センサ２１は、例えば車両に搭載された図示しない車輪の回転信号に基づいて、車両の移動距離を検出する。ＧＰＳ受信機２２は、図示しないＧＰＳ衛星から送信される位置測定用のＧＰＳ信号を受信し、車両が現在走行している地点の緯度や経度を検出する。

３Ｄジャイロスコープ２３は、車両の回転角速度を検出するジャイロセンサに加え、車両の走行速度を検出する車速センサと、車両の前後方向の加速度を検出する加速度センサとを備える。そして、各センサの検出結果から、車両の進行方向を検出するとともに、車両が走行中の道路の勾配角度を算出する。

前述の勾配角度は、以下の手順で算出される。まず、車速センサによって検出された車両の走行速度から、車両の前後方向の加速度を算出する。次に、算出された車両の加速度と、加速度センサから検出された車両の加速度とを比較する。最後に、前述の２つの加速度の差分から、車両が走行中の道路の勾配角度を算出する。車両が平坦な道路を走行中の場合は、車両の走行速度から算出された車両の加速度と、加速度センサによって検出された加速度とは一致する。しかしながら、車両が上り坂や下り坂を走行している場合や、段差のある場所を走行している場合は、重力の影響から、車両の走行速度から算出された車両の加速度と、加速度センサによって検出された車両の加速度とは一致しない。これら２つの加速度の差分は、重力の影響、すなわち、車両が走行中の道路の勾配角度に依存する。そのため、前述の差分に基づいて、車両が走行中の道路の勾配角度を常時算出することができるのである。

なお、車両の現在位置や進行方向の検出に関しては、ステアリングセンサ等、他のセンサによる検出信号に基づいて行うこととしてもよい。

地図データ入力器３は、例えばハードディスクから構成され、道路情報、建造物情報、各地域の住所情報や郵便番号情報などを含む地図情報を地図データとして記憶する。地図データに関しては、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等に記憶することとしてもよい。

操作スイッチ４は、例えばディスプレイ７の周囲に設けられる複数のメカニカルスイッチから構成され、各種ナビゲーション動作の開始や終了を指示する。この操作スイッチ４は、後述するディスプレイ７に操作キーを表示し、その操作キーを押したことを検出するタッチパネルを備えたタッチスイッチによって構成しても良い。

リモコン５は、例えば各種機能キーを備えた多機能リモコンであり、リモコンセンサ６を介して、各種ナビゲーション動作の開始や終了を指示する。これらの指示に関しては、前述の操作スイッチ４によって行ってもよい。

ディスプレイ７は、例えば小型の液晶ディスプレイであり、各種ナビゲーション表示を行う。特に本実施形態では、ディスプレイ７は、登録された警告地点に車両が接近中であることを示す警告マークを地図画像上に重畳表示し、ユーザーの注意を喚起する（図２参照）。前述の警告マークは、上り坂警告マーク、下り坂警告マーク、段差警告マークの３種類があり、各警告地点の道路状況に対応する警告マークが表示される。

また、本実施形態のディスプレイ７は、登録された各警告地点の登録日時、当該警告地点の場所（住所）、当該警告地点における道路状況（上り坂、下り坂、段差）を一覧表示する（図３参照）。その際に、操作スイッチ４やリモコン５の図示しない表示切換キーが押されると、各警告地点を登録日時順や都道府県別の表示に切り換えたり、地図画像上における重畳表示に切り換える。

なお、これらの表示に関しては、車載用ヘッドアップディスプレイによって、車両のフロントガラスに表示しても良い。

メモリ８は、例えばＤＲＡＭであり、登録された各警告地点の情報を記憶する。具体的には、各警告地点毎に、その登録日時、場所、道路状況をセットにして記憶する。これらはメモリカード等に記憶しても良い。

ＥＣＵ９は、操作スイッチ４やリモコン５からの指示に従って、各種ナビゲーション動作を行う。具体的には、位置検出器２が検出した車両の現在位置から、当該位置周辺の地図データを地図データ入力器３から読み出す。そして、車両の現在位置および進行方向を示すマークと共に、地図画像をディスプレイ７に表示させる。目的地が設定されている場合は、目的地までの走行経路を色分けして表示することも行う。また、スピーカ１０から各種音声案内を行う。

特に本実施形態では、ＥＣＵ９は、３Ｄジャイロスコープ２３によって算出された、車両が走行中の道路の勾配角度を常時監視している。算出された勾配角度の絶対値が所定角度よりも大きくなると、ＥＣＵ９は内部カウンタを起動し、算出された勾配角度の絶対値が所定角度よりも大きい状態となっている間の時間をカウントする。内部カウンタの値が、事前に設定された設定値と等しくなると、ＥＣＵ９は当該位置を上り坂または下り坂の警告地点としてメモリ８に登録する。具体的には、当該警告地点の登録日時、場所、道路状況（上り坂または下り坂）をセットにして記憶する。

なお、３Ｄジャイロスコープ２３によって算出された勾配角度の絶対値が、前述の所定角度よりも大きな角度である閾値角度をも超えた場合、ＥＣＵ９は内部カウンタの起動を行わず、当該地点を段差の警告地点として、即座にメモリ８に登録する。

また、ＥＣＵ９は、位置検出器２によって検出された車両の現在位置から、車両が以前に登録された警告地点に接近していることが判明した場合、ディスプレイ７に表示されている地図画像に、当該警告地点の道路状況に対応する警告マークを重畳表示させる。

図４は、本実施形態の車両走行支援装置が、警告地点の登録を行う処理に関するフローチャートである。本フローチャートの処理は、一定時間毎に実行される。

ステップ４０１では、内部カウンタをクリアする。ステップ４０２では、ＥＣＵ９は、３Ｄジャイロスコープ２３によって算出された、車両が走行中の道路の勾配角度を取得する。ステップ４０３では、ステップ４０２で取得した勾配角度が、所定角度よりも大きいか否かを判定する。取得した勾配角度が所定角度よりも大きい場合は、ステップ４０４へ進む。そうでない場合は、処理を終了する。

ステップ４０４では、ステップ４０２で取得した勾配角度が、閾値角度よりも大きいか否かを判定する。閾値角度よりも大きい場合は、ステップ４０８へ進む。そうでない場合は、ステップ４０５へ進む。ステップ４０５では、内部カウンタの値を１だけ加算する。

ステップ４０６では、内部カウンタの値が事前に設定された設定値以上か否かを判定する。内部カウンタの値が事前に設定された設定値以上の場合は、ステップ４０７へ進み、位置検出器２が検出した車両の現在位置を取得し、当該位置を上り坂または下り坂の警告地点として登録する。車両が走行中の道路の勾配角度が所定角度よりも大きく、なおかつ、その状態が事前に設定された時間以上継続する場合は、急な上り坂や下り坂が比較的長く続いていることを意味する。そのため、特にドライバの注意を喚起する必要がある。内部カウンタの値が事前に設定された設定値に満たない場合は、ステップ４０２へ戻り、上述の処理を繰り返す。

一方、ステップ４０８では、位置検出器２が検出した車両の現在位置を取得し、当該位置を段差の警告地点として登録する。車両が走行中の道路の勾配角度が閾値角度をも超える場合は、急な段差があることを意味する。この場合も、特にドライバの注意を喚起する必要がある。

図５は、本実施形態の車両走行支援装置が、ディスプレイ７に警告マークを表示して、ドライバの注意を喚起する処理に関するフローチャートである。本フローチャートの処理は、図４のフローチャートの処理とは独立して、一定時間毎に実行される。

ステップ５０１では、ＥＣＵ９は、位置検出器２が検出した車両の現在位置を取得する。ステップ５０２では、ステップ５０１で取得した車両の現在位置から、メモリ８に登録されたいずれかの警告地点に車両が接近中であるか否かを判定する。いずれかの警告地点に車両が接近中であると判定された場合は、ステップ５０３へ進む。そうでない場合は、処理を終了する。

ステップ５０３では、車両が接近中の警告地点における道路状況を判定する。当該警告地点の道路状況が上り坂である場合は、ステップ５０４へ進む。当該警告地点の道路状況が下り坂である場合は、ステップ５０５へ進む。当該警告地点の道路状況が段差である場合は、ステップ５０６へ進む。

ステップ５０４では、ディスプレイ７に表示されている地図画像において、当該警告地点の位置に上り坂警告マークを重畳表示し、ドライバの注意を喚起する。ステップ５０５では、ディスプレイ７に表示されている地図画像において、当該警告地点の位置に下り坂警告マークを重畳表示し、ドライバの注意を喚起する。ステップ５０６では、ディスプレイ７に表示されている地図画像において、当該警告地点の位置に段差警告マークを重畳表示し、ドライバの注意を喚起する。

このように、本実施形態の車両走行支援装置では、車両が走行中の道路の勾配角度を３Ｄジャイロスコープ２３によって算出する。算出された勾配角度が所定角度よりも大きい場合、ＥＣＵ９は位置検出器２が検出した車両の現在位置を取得し、当該位置を警告地点として登録する。その後、登録された警告地点に車両が接近した場合、ＥＣＵ９はディスプレイ７に警告マークを表示させる。これにより、車両が登録された警告地点へ接近した場合には、ディスプレイ７に警告マークを表示させることで、ドライバの注意を喚起することができる。

次に、本実施形態の車両走行支援装置が、ディスプレイに警告マークを表示してドライバの注意を喚起する具体例を示す。

図６は、本実施形態の車両走行支援装置が、車両走行時にディスプレイ７に表示する表示画像の一例を示す図である。図６において、円に囲まれた三角形は車両の現在位置を示す。細線は道路を示し、太線は車両が目的地へ走行するための走行経路を示す。また、矢印は登録された警告地点の場所を示す。この矢印に関しては、説明のために表示させており、実際のディスプレイ７には表示されない。

図７は、車両が警告地点へ接近した場合に、ディスプレイ７に表示される表示画像の一例を示す図である。図７（ａ）は、登録された警告地点の道路状況が上り坂である場合の例であり、上り坂警告マークが表示されているのが理解される。また、図７（ｂ）は、登録された警告地点の道路状況が下り坂である場合の例であり、下り坂警告マークが表示されているのが理解される。同様に、図７（ｃ）は、登録された警告地点の道路状況が段差である場合の例であり、段差警告マークが表示されているのが理解される。

なお、本実施形態では、ディスプレイ７に警告マークを表示することで、ドライバの注意を喚起した。しかしながら、警告マークの表示に代えて、音声による警告を行うととしてもよい。また、これらを併用しても良い。

また、本実施形態の車両走行支援装置では、上り坂および下り坂の警告地点の登録に際し、３Ｄジャイロスコープ２３が算出した勾配角度が所定角度よりも大きく、なおかつ、その状態が事前に設定された時間以上継続することを条件とした。しかしながら、この継続時間を変更する機能を設けることとしても良い。これにより、ドライバは急な上り坂および下り坂が長く続かない場合でも、当該位置を警告地点として登録するよう変更することができる。また、急な上り坂および下り坂が極めて長く続く場合のみ、警告地点として登録するよう変更することもできる。

さらに、本実施形態の車両走行支援装置では、車両が走行中の道路の勾配角度を算出するにあたって、３Ｄジャイロスコープを使用した。しかしながら、車両の上下方向の加速度を検出する加速度センサを設け、これによって検出される車両の上下方向の加速度に基づいて、車両が走行中の道路の勾配角度を算出してもよい。

また、本実施形態の車両走行支援装置に対して、各道路の勾配データを記憶したデータベースを設け、これに従って車両が走行中の道路の勾配角度を算出しても良い。もちろん、３Ｄジャイロスコープが算出した勾配角度と、前述のデータベースに記憶された勾配データとを相互補完し、車両が走行中の道路の勾配角度を算出することとしても良い。これにより、車両が走行中の道路の勾配角度をより高精度に算出することができる。

本発明の一実施形態における車両走行支援装置の全体構成を示すブロック図である。 警告マークを地図画像上に重畳表示した例を示す図である。 登録された各警告地点の登録日時、当該警告地点の場所（住所）、当該警告地点の道路状況を一覧表示した例を示す図である。 本実施形態の車両走行支援装置が、警告地点の登録を行う処理に関するフローチャートである。 本実施形態の車両走行支援装置が、ディスプレイに警告マークを表示して、ドライバの注意を喚起する処理に関するフローチャートである。 本実施形態の車両走行支援装置において、車両走行時にディスプレイに表示される表示画像の一例を示す図である。 車両が警告地点へ接近した場合に、ディスプレイに表示される表示画像の一例を示す図である。

符号の説明

１…カーナビゲーション装置
２…位置検出器
２１…距離センサ
２２…ＧＰＳ受信機
２３…３Ｄジャイロスコープ
３…地図データ入力器
４…操作スイッチ
５…リモコン
６…リモコンセンサ
７…ディスプレイ
８…メモリ
９…ＥＣＵ
１０…スピーカ

Claims (4)

1. 車両の位置を検出する位置検出手段と、
   前記車両の走行時に、当該車両が走行中の道路の勾配角度を検出する勾配角度検出手段と、
   前記勾配角度検出手段によって検出された勾配角度が、所定の勾配角度よりも大きい状態が所定の設定時間以上継続した場合、前記位置検出手段によって検出される前記車両の位置を警告地点として登録する登録手段と、
   前記位置検出手段によって検出された前記車両の位置から、前記車両が前記登録手段によって登録された警告地点に接近したと判定された場合、警告動作を行う警告手段とを備えることを特徴とする車両走行支援装置。
2. 前記設定時間を変更する変更手段を設けることを特徴とする請求項１記載の車両走行支援装置。
3. 前記所定の勾配角度より大きな角度である閾値勾配角度を設定し、
   前記登録手段は、前記勾配角度検出手段によって検出された勾配角度が、前記閾値勾配角度を超える場合、即座に警告地点の登録を行うことを特徴とする請求項１記載の車両走行支援装置。
4. 前記勾配角度検出手段は、３次元ジャイロスコープを備えることを特徴とする請求項１乃至または請求項２記載の車両走行支援装置。

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