JP4367370B2 - 車両用ナビゲーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、目的地までの経路を案内する経路案内機能を備える車両用ナビゲーション装置に関する。

車両用ナビゲーション装置は、一般に、経路案内機能を備えており、この経路案内機能の実行時には、車両が右左折すべき交差点、分岐点、高速道路の入口、出口といった所定の案内対象地点に接近したときに、その案内対象地点に対する経路案内が実施される。具体的には、表示装置の画面表示が案内対象地点付近の拡大案内図に切り換えられ、さらに、例えば「○○ｍ先を左です。」といった、案内対象地点において車両が進むべき経路を示す音声案内が行なわれる。

この案内対象地点に対する経路案内を、適切なタイミングで実施するために、例えば特許文献１に記載のナビゲーション装置が提案されている。このナビゲーション装置では、例えば、車両の走行速度から案内対象地点としての交差点までの到着時間を算出し、この到着時間が所定時間以下となったときに、その交差点に関する経路案内を実施する。これにより、案内対象地点に対して時間的に同じ様なタイミングで経路案内を行うことができる。

さらに、特許文献１に記載のナビゲーション装置では、運転者の運転習熟度や天候若しくは周囲の明暗などの周囲状況に応じて、案内対象地点に対する経路案内の実施時期や内容を変化させる。このようにして、ユーザの運転習熟度や周囲状況に応じた経路案内を行うことを可能としている。
特開２００３−２６２５３０号公報

ここで、車両が走行する道路環境や、車両の状態などによって、車両の走行安定度は変化する。例えば、車両に装着されたタイヤのグリップ力が低い場合など、ロックや空転、横滑りなどが発生しやすくなり、そのような現象が生じたとき、車両の走行安定度は低下する。また、車両が走行する道路が登坂路や降坂路であれば、車両のタイヤに加わる荷重が変化し、特に荷重が減少した車輪では、上述したロックや空転などが発生しやすくなる。そして、車両の走行安定度が低い場合には、急減速や急激な進路変更などの運転操作は避けることが望ましい。

一方、ナビゲーション装置による経路案内においては、車両が進路を変更する必要がある地点を案内対象地点として、経路案内を実施する。この進路変更のためには、予め車線を変更したり、十分に車速を減速させる必要が生じる。しかしながら、上述したように、車両の走行安定度によっては、経路案内の実施時期から車両が案内対象地点に達するまでの間に、車両の運転者が十分な余裕を持って減速操作や車線変更操作を行うことが困難な状況も生じえる。

従来のナビゲーション装置においては、運転者の運転習熟度や周囲の状況に応じて、経路案内の実施時期等を変化させているが、車両の走行安定度に関しては考慮されていないので、上述した問題を解決することはできない。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、車両の走行安定度を考慮して経路案内を実施することにより、車両の運転者が十分な余裕を持って、進路変更のための運転操作を行うことが可能な車両用ナビゲーション装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置は、
車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
道路地図データを記憶する記憶手段と、
道路地図データに基づいて、目的地までの案内経路を設定する案内経路設定手段と、
案内経路における案内対象地点に前記車両の現在位置が接近したときに、当該案内対象地点において車両が進むべき経路を案内する経路案内手段と、
車両の走行状態を安定化させる走行状態安定化制御装置と、
車両の現在位置と道路地図データとに基づいて、車両が現在走行中の道路を特定し、その道路に関して、車両の走行安定度に対する影響を表す道路環境情報を取得する取得手段と、
走行状態安定化制御装置から提供される車両の走行安定度に関連する情報と、取得手段により取得された道路環境情報との両方に基づき、車両が走行する道路上における車両の走行安定度を２段階よりも多い多段階に区分して推定する推定手段と、
推定手段によって推定された走行安定度が低い区分ほど経路案内の実施時期が早くなり、走行安定度が高い区分ほど経路案内の実施時期が遅くなるように、経路案内の実施時期を定める案内時期制御手段とを備えることを特徴とする。

上述したように、請求項１記載の車両用ナビゲーション装置では、走行状態安定化制御装置から提供される車両の走行安定度に関連する情報と、取得手段により取得された道路環境情報との両方に基づき、車両が走行する道路上における車両の走行安定度の区分を多段階に推定し、推定された走行安定度が低い区分ほど経路案内の実施時期が早くなり、走行安定度が高い区分ほど経路案内の実施時期が遅くなるように、経路案内の実施時期を定める。これにより、車両の運転者は、車両が案内対象地点に到達するまでの間に、その案内対象地点において進路を変更するために必要な運転操作を余裕を持って行うことができる。

なお、経路案内の実施時期は、案内対象地点までの距離または案内対象地点への到達時間に基づいて設定することができる。すなわち、車両の走行安定度が低い場合には、車両の走行安定度が高い場合に経路案内を実施する距離よりも長い距離を基準として、経路案内を実施することにより、経路案内の実施時期を早めることができる。また、車両の走行安定度が低い場合に、車両の走行安定度が高い場合に経路案内を実施する到達時間よりも長い到達時間を基準として経路案内を実施するようにしても、経路案内の実施時期を早めることができる。

また、走行状態安定化制御装置は、各種のセンサを用いて、車両の走行状態を検出して車両の走行安定度を判定し、車両の走行安定度が低下した場合又は低下することが予想される場合に、その走行安定度を向上するための制御を実施する。従って、走行状態安定化制御装置から、実際に実施した制御に関する情報や、車両の走行安定度の判定結果に関する情報、あるいは車両の走行状態に関する情報を取得することにより、車両の走行安定度を推定することができる。

この走行状態安定化制御装置の具体例としては、請求項２に記載したように、車輪の空転を防止するトラクション制御装置、車輪のロックを防止するアンチロック制御装置、及び車両の横滑りを防止する横滑り防止装置の少なくとも１つが挙げられる。車輪の空転やロック、あるいは車両の横滑りが生じた場合、車両の走行安定度は低下するためである。

請求項３に記載するように、推定手段は、道路環境情報により、車両の走行道路が、登坂路、降坂路、橋上路、及び曲線道路の少なくとも１つであるときに、車両の走行安定度が低下しやすい道路に該当するとみなし、走行安定度の区分を推定することが好ましい。登坂路及び降坂路では、タイヤへの荷重変化により、また橋上路では、路面ミューが一般道路よりも低いことが多いため、車両の走行安定度が低下しやすい。さらに、曲線道路においては、車両の横滑りが発生する可能性が高まるためである。

以下、本発明の実施形態による車両用ナビゲーション装置について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係わる車両用ナビゲーション装置２０の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態の車両用ナビゲーション装置２０は、位置検出器１、地図データ入力器５、操作スイッチ群６、表示装置８、音声出力装置９、及びこれらに接続されたナビゲーションＥＣＵ８を備えている。また、本実施形態においては、走行状態安定化制御装置としてのアンチロック制御装置１０、横滑り防止装置１１、及びトラクション制御装置１２が、ナビゲーションＥＣＵ８に接続されている。ナビゲーションＥＣＵ８は、それらの走行状態安定化制御装置から提供される車両の走行安定度に関連する情報に基づいて、車両の走行安定度を推定する。

ナビゲーションＥＣＵ８は通常のコンピュータとして構成されており、内部には周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。ＲＯＭには、ナビゲーションＥＣＵ８が実行するためのプログラムが書き込まれており、このプログラムに従ってＣＰＵ等が所定の演算処理を実行する。

位置検出器１は、いずれも周知のジャイロスコープ２、車速センサ（距離センサ）３、及び衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）のためのＧＰＳ受信機４を有している。これらは、各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。ナビゲーションＥＣＵ８は、位置検出器１の各センサ等からの信号に基づいて、車両の現在位置及び進行方向を検出する。なお、各センサの精度によっては位置検出器１を上述した内の一部で構成しても良いし、他のセンサを用いても良い。

地図データ入力器５は、ノードデータ及びリンクデータからなる道路地図データ、地名等の目印データ等、道路地図を描画するために必要な地図データをナビゲーションＥＣＵ８に入力する装置である。この地図データ入力器６は、地図データを記憶する記憶媒体を備える。その記憶媒体としては、記憶するデータ量からＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いるのが一般的であるが、メモリカードやハードディスクなどの書き換え可能な媒体を用いてもよい。

ここで、ノードデータ及びリンクデータの構成について説明する。ノードデータは、複数の道路が交差、合流、分岐するノード毎に固有の番号を付したノードＩＤ、ノード座標、ノード名称、ノードに接続する全てのリンクのリンクＩＤが記述される接続リンクＩＤ、交差点種類、信号機の有無、規制情報、ノードコスト等の各データから構成されている。リンクデータは、道路毎に固有の番号を付したリンクＩＤ、リンク長、始点及び終点のノード座標、高速道路、有料道路、一般道路、市街地／郊外道路等の道路種別、道路幅員、車線数、リンク走行時間、法定制限速度、道路環境情報（登坂、降坂、橋上、曲線など）等の各データから構成されている。すなわち、リンクデータのリンクとは、地図上の各道路を、交差点、分岐点などを示すノードにより複数に分割し、２つのノード間をリンクとして規定したものである。

これらのノードデータ及びリンクデータにより、地図上に道路を描画したり、ダイクストラ法等の公知の手法を用いて、出発地から目的地までの案内経路を探索することが可能になる。

操作スイッチ群６は、例えば、後述する表示装置８と一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチとして構成され、各種入力に使用される。例えば、本実施形態のナビゲーション装置２０は、車両の現在位置及びその周辺の地図を表示する通常のナビゲーション機能に加え、経路案内機能を有し、案内経路を設定するために、操作スイッチ群６により出発地、経由地、目的地を指定することが可能である。なお、出発地は特に指定されない限り、車両の現在位置となり、また経由地の指定は任意である。

出発地及び目的地が指定されると、ナビゲーションＥＣＵ８は、公知のダイクストラ法等の手法を用いて出発地から目的地に達する案内経路を探索する。そして、探索された案内経路による経路案内を開始することが操作スイッチ群７の操作によって指示されたとき、ナビゲーションＥＣＵ８は、経路案内を開始する。

表示装置９は、例えば液晶ディスプレイによって構成され、表示装置９の画面には、位置検出器１から入力された車両の現在位置に対応する自車位置マークと、地図データ入力器６より入力された地図データによって生成される車両周辺の道路地図が表示される。また、上述した経路案内時には、表示装置９の画面に、案内経路が強調表示された道路地図が表示され、車両が右左折すべき交差点、分岐点、高速道路の入口、出口といった所定の案内対象地点に接近したときには、その案内対象地点付近の拡大案内図が表示される。

音声出力装置９は、例えば経路案内が行なわれている時、車両が案内対象地点に接近すると、その案内対象地点において車両が進むべき経路（方向）を案内する音声を出力して、経路に関する音声案内を行う。

さらに、本実施形態では、上述したように、車両には、車両の走行状態を安定化させる、アンチロック制御装置１０、横滑り防止装置１１、トラクション制御装置１２が装備されている。

アンチロック制御装置１０は、各車輪の車輪速度を検出する車輪速度センサ、各車輪のブレーキ圧力を調節するアクチュエータ、及びアクチュエータに対して駆動信号を出力して、各車輪のブレーキ圧力を最適に制御するアンチロックＥＣＵ等から構成される。アンチロック制御装置１０における制御を簡単に説明すると、アンチロックＥＣＵは、車体速度に対する各車輪速度の比から、各車輪のスリップ率を算出する。そして、このスリップ率が所定範囲に収まるように、対応する車輪のブレーキ圧力を加減圧して調節する。これにより、車輪のスリップ率が大きく上昇して、車輪がロックすることを防止し、ブレーキ操作時における車両の走行安定度を向上することができる。

横滑り防止装置１１は、車両の走行速度を検出する車速センサ、運転者によるステアリング操舵角を検出するステアリングセンサ、車両に発生するヨーレートを検出するヨーレートセンサ、さらには、図示しないエンジン制御装置に対してエンジン出力の低下を指示したり、上述したアンチロック制御装置に対して、アクチュエータを作動させて左右輪の一方に制動力を発生するように指示したりする横滑り防止ＥＣＵ等から構成される。

この横滑り防止装置１１による制御の一例を説明すると、車速及びステアリング操舵角から算出されるヨーレートより、実際のヨーレートが小さいアンダーステア状態では、エンジン出力を抑えつつ、旋回内側後輪に制動力を発生させ、不足しているヨーレート分の旋回モーメントを発生させる。逆に、算出ヨーレートよりも実際のヨーレートが大きいオーバーステア状態では、旋回外側前輪に制動力を発生させ、旋回外向きのモーメントを発生させる。このような制御により、車両はニュートラルステア状態で旋回を行うことができ、旋回時における走行状態を安定化させることができる。

また、トラクション制御装置１１は、その構成の大部分がアンチスキッド制御装置と共用されるもので、発進時や加速時に、駆動輪に加速スリップが発生した場合に、図示しないエンジン制御装置に対してエンジン出力の低下を指示したり、駆動輪にブレーキ圧力を印加したりして、加速スリップの抑制を図るものである。

次に、本実施形態の特徴部分に関する、車両の走行安定度を考慮して経路案内のタイミングを変更する経路案内処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ１００では、出発地、目的地等が指定されて案内経路が設定されており、かつその案内経路に従って経路案内中であるか否かが判定される。このとき、経路案内中であると判定されるとステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０では、上述した走行状態安定化制御装置から、車両の走行安定度に関連する情報を取得する。上述したように、走行状態安定化制御装置は、各種のセンサを用いて、車両の走行状態を検出して車両の走行安定度が低下していないかを判定し、車両の走行安定度が低下した場合又は低下することが予想される場合に、その走行安定度を向上するための制御を実施する。従って、走行状態安定化制御装置から、実際に実施した制御に関する情報や、車両の走行安定度の低下についての判定結果に関する情報、あるいは車両の走行状態に関する情報を取得することにより、車両の走行安定度を推定することができる。

例えば、アンチスキッド制御装置１０の場合、実際に実施した制御に関する情報として、アンチスキッド制御の実行の有無についての情報を取得することにより、アンチスキッド制御が実行された場合には、車両の走行安定度は低いと推定することができ、アンチスキッド制御が実行されていない場合には、車両の走行安定度は高いと推定することができる。また、車両の走行安定度の低下についての判定結果に関する情報として、各車輪のスリップ率に関する情報を取得することによっても、車両の走行安定度の高低を推定することができる。さらに、車両の走行状態に関する情報として、車体速度と車輪速度とを取得することによっても、車両の走行安定度の高低を推定できる。これは、横滑り防止装置１１やトラクション装置１２に関しても同様である。

なお、ステップＳ１１０にて取得された車両の走行安定度に関連する情報は、一定期間分だけ蓄積され、その一定期間分の情報の履歴から、車両の現在の走行安定度を推定可能に構成されている。

ステップＳ１２０では、車両の現在位置と地図データとに基づいて、車両が現在走行中の道路を特定し、その道路に関する道路環境情報を取得する。車両が走行している道路環境が、坂路、橋上路、曲線路などである場合、車両の走行安定度に影響を与えるためである。例えば、登坂路や降坂路などの坂路の場合、車両のタイヤに加わる荷重が変化し、特に荷重が減少した車輪では、ロックや空転などが発生しやすくなる。また橋上路では、路面ミューが一般道路よりも低いことが多いため、ロックや空転、横滑りなどが発生しやすくなる。さらに、曲線道路においては、車両の横滑りが発生する可能性が高まる。

そして、ステップＳ１３０では、ステップＳ１１０にて取得した走行安定度関連情報及びステップＳ１２０にて取得した道路環境情報に基づいて、車両の走行安定度を推定する。この車両の走行安定度の推定においては、走行安定度関連情報及び道路環境情報に基づいて、それぞれ個別に車両の走行安定度を推定しても良いし、走行安定度関連情報と道路環境情報とを組み合わせて総合的に車両の走行安定度を推定しても良い。

ステップＳ１４０では、ステップＳ１３０で推定した走行安定度が高低のいずれに区分けされるかを判定する。この判定処理において、推定走行安定度は高いと判定した場合には、ステップＳ１５０に進んで、経路案内のタイミングを通常案内タイミングに設定する。一方、推定走行安定度が低いと判定した場合には、ステップＳ１６０に進んで、経路案内のタイミングを早期案内タイミングに設定する。

ここで、経路案内のタイミングは、案内対象地点までの距離に基づいて設定することができる。例えば、推定走行安定度が高い場合、案内対象地点までの距離が３００ｍとなったときに経路案内を行うように設定し、推定走行安定度が低い場合は案内対象地点までの距離が５００ｍとなったときに経路案内を行うように設定する。これにより、推定走行安定度が低い場合の経路案内タイミングを、推定走行安定度が高い場合よりも早めることができる。

なお、経路案内のタイミングは、車両の走行速度を考慮して、案内対象地点までの到達時間に基づいて設定しても良い。この場合、車両の走行安定度が低いときには、車両の走行安定度が高いときに経路案内を実施する到達時間よりも長い到達時間を設定することにより、経路案内のタイミングを早めることができる。

なお、上述した例では、車両の走行安定度を高低の２段階に区分けしているが、さらに多段階に区分けして、走行安定度の低い区分ほど経路案内タイミングが早くなり、走行安定度が高い区分ほど経路案内タイミングが遅くなるように、経路案内タイミングを設定しても良い。

続くステップＳ１７０では、設定されている案内経路と現在位置とを対比する。そして、ステップＳ１８０において、設定された経路案内タイミング及び案内経路と現在位置との対比結果に基づいて、案内対象地点に対する経路案内タイミングであるか否かを判定する。この判定処理において、案内タイミングと判定されると、ステップＳ１９０の処理に進み、案内タイミングではないと判定されるとステップＳ２００の処理に進む。

ステップＳ１９０では、表示装置９に案内対象地点において進むべき経路（方向）を示す拡大案内図を表示するとともに、音声出力装置１０から案内対象地点における車両の進行方向を音声にて報知する。ステップＳ２００では、現在位置が目的地に到着したか否かを判定し、まだ目的地に到着していないと判定される場合には、ステップＳ１００からの処理を繰り返す。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明による車両用ナビゲーション装置は、上述の実施形態に何ら制限されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することができる。

例えば、上述した実施形態では、車両の走行状態安定化制御装置として、アンチロック制御装置１０、横滑り防止装置１１、トラクション制御装置１２について説明した。しかしながら、車両は、これらの内、少なくとも１つの走行状態安定化制御装置を装備するものであっても良い。

本発明の実施形態に係わる、車両用ナビゲーション装置の概略構成を示す構成図である。 車両の走行安定度を考慮して経路案内のタイミングを変更する経路案内処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１…位置検出器
５…地図データ入力器
６…操作スイッチ群
７…ナビゲーションＥＣＵ
８…表示装置
９…音声出力装置
１０…アンチロック制御装置
１１…横滑り防止装置
１２…トラクション制御装置
２０…車両用ナビゲーション装置

Claims (3)

1. 車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
   道路地図データを記憶する記憶手段と、
   前記道路地図データに基づいて、目的地までの案内経路を設定する案内経路設定手段と、
   前記案内経路における案内対象地点に前記車両の現在位置が接近したときに、当該案内対象地点において車両が進むべき経路を案内する経路案内手段と、
   車両の走行状態を安定化させる走行状態安定化制御装置と、
   車両の現在位置と道路地図データとに基づいて、車両が現在走行中の道路を特定し、その道路に関して、車両の走行安定度に対する影響を表す道路環境情報を取得する取得手段と、
   前記走行状態安定化制御装置から提供される車両の走行安定度に関連する情報と、前記取得手段により取得された道路環境情報との両方に基づき、車両が走行する道路上における車両の走行安定度を２段階よりも多い多段階に区分して推定する推定手段と、
   前記推定手段によって推定された走行安定度が低い区分ほど経路案内の実施時期が早くなり、走行安定度が高い区分ほど経路案内の実施時期が遅くなるように、経路案内の実施時期を定める案内時期制御手段とを備えることを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
2. 前記走行状態安定化制御装置は、車輪の空転を防止するトラクション制御装置、車輪のロックを防止するアンチロック制御装置、及び車両の横滑りを防止する横滑り防止装置の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置。
3. 前記推定手段は、前記道路環境情報により、前記車両の走行道路が、登坂路、降坂路、橋上路、及び曲線道路の少なくとも１つであるときに、車両の走行安定度が低下しやすい道路に該当するとみなし、走行安定度の区分を推定することを特徴とする請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置。

Images