JP4811154B2 - 車両用走行装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両が進行する路面状態と、車両の特性と、に基づいて、車両の走行経路を設定する車両用走行装置に関する。

従来、道路の存在しない河原や山岳地帯等のオフロード地帯において、地図データを用いないで算出された経路に基づいて、車両の案内を実行する経路案内装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。当該装置は、情報センタや情報発信装置等の外部から通過障害の情報を受信すると、この通過障害の要因を回避した経路を再設定する。
特開２００５−３４５１５２号公報

しかしながら、上記従来の経路案内装置においては、情報センタや情報発信装置等の外部から受信する通過障害の情報は、予め情報発信装置が設置された場所や情報発信装置を搭載した車両が通過障害を場所等の、特定の場所の情報に限定される為、車両の経路上に認識されていない通過障害が存在する虞がある。この場合、車両が最適な経路を走行できない虞がある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車両の最適な走行経路を設定することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
車両に搭載され、車両が進行する路面状態を検出する路面状態検出手段と、
目標とする目標位置までの走行経路を設定する経路設定手段と、
車両の特性を記憶する車両特性記憶手段と、を備える車両用走行装置であって、
前記経路設定手段は、前記路面状態検出手段により検出された前記路面状態と、前記車両特性記憶手段により記憶された前記車両の特性と、に基づいて、前記走行経路を設定する、ことを特徴とする車両用走行装置である。

この一態様において、路面状態とは、例えば、凹状、凸状等の路面の形状、路面上の障害物、路面に存在する水溜まり、及び泥濘を含む。また、車両の特性とは、例えば、車高の制御、サスペンション制御、デフロック制御、トラクション制御、及びスタビライザ制御を含む。

この一態様によれば、経路設定手段は、路面状態検出手段により検出された路面状態と、車両特性記憶手段により記憶された車両の特性と、に基づいて、走行経路を設定する。これにより、車両に搭載された路面状態検出手段により、車両が進行する路面状態を正確に認識し、当該路面状態に応じた、車両の最適な走行経路を設定することができる。また、車両の特性に基づいて走行経路が設定されることから、車両の特性に応じたより最適な走行経路を設定することができる。

なお、この一態様において、経路設定手段は、例えば、路面状態検出手段により検出された路面状態に基づいて、路面上で回避が必要な回避対象（凹状、凸状等の路面の形状、路面上の障害物、路面に存在する水溜まり、及び泥濘等）を回避して、走行経路を設定し、さらに、車両特性記憶手段により記憶された車両の特性により、回避対象を回避せずに走行可能と判断したとき、回避対象を回避しない走行経路を再設定してもよい。

この一態様において、前記経路設定手段により設定された前記走行経路を表示する経路表示手段を更に備えていてもよい。これにより、例えば、表示手段に表示された経路設定手段により設定された走行経路に従って車両を走行させることで、最適な走行経路で車両を容易に走行させることができる。

この一態様において、前記車両の特性は、車両の駆動輪を制御するトラクション制御を含み、
前記トラクション制御を実行するか否かを判定するトラクション制御判定手段と、
前記トラクション制御判定手段により、前記トラクション制御を実行すると判定されたとき、該トラクション制御を実行するトラクション制御手段と、更に備えていてもよい。これにより、トラクション制御を考慮して最適な走行経路を設定することができる。

この一態様において、前記車両の特性は、車両のデフロックをオン状態又はオフ状態に制御するデフロック制御を含み、
前記デフロックを前記オン状態又はオフ状態にするかを判断するデフロック判断手段と、
前記デフロック判断手段により、前記デフロックを前記オン状態すると判断されたとき、該デフロックを前記オン状態し、前記デフロックを前記オフ状態にすると判断されたとき、前記デフロックを前記オフ状態にするデフロック制御手段と、を更に備えていてもよい。これにより、デフロック制御を考慮して、最適な走行経路を設定することができる。

この一態様において、車両の駆動力、車両の制動力、及び、車両の操舵のうち少なくとも１つを制御する走行制御手段を更に備え、
前記走行制御手段は、前記経路設定手段により設定された前記走行経路に従って前記車両が走行するように、前記車両の駆動力、車両の制動力、及び、車両の操舵のうち少なくとも１つを制御してもよい。これにより、経路設定手段により設定された最適な走行経路に従って、車両を自動的に走行させ、目標位置に到達させることができる。

本発明によれば、車両の最適な走行経路を設定することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

図１は、本発明の一実施例に係る車両用走行装置のシステム構成を示すブロック図である。本実施例に係る車両用走行装置１０は、車両の進行方向の路面に対してレーザ光を照射するレーザセンサ（路面状態検出手段）１と、車両の進行方向の路面を撮影するカメラ（路面状態検出手段）２と、車両が進行する目標位置までの走行経路を設定する経路設定ＥＣＵ（経路設定手段）３と、車両の特性を記憶する車両特性記憶部（車両特性記憶手段）４と、を備えている。なお、車両が進行する目標位置は、例えば、通常の道路から外れた、いわゆるオフロード上に設定される。

レーザセンサ１は、車両の進行方向の路面に対してレーザ光が照射可能な位置、例えば、車両前方のルーフに配設されている（図２）。レーザセンサ１は、車両の進行方向の路面に対し、レーザ光を照射して、路面を垂直方向又は水平方向に走査を行い、路面の形状及び路面上の障害物等の路面の状態を検出する。

レーザセンサ１は、例えば、進行方向の路面に対してレーザ光を照射し、その反射光に基づいて、３次元座標系（３Ｄ）による路面の形状（路面の凹凸、勾配等）及び路面上の障害物（岩石、倒木等）を検出する。

カメラ２は、例えば、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ、赤外線カメラ等の任意のカメラが用いられ、車両の進行方向が撮影可能なように車両のルーフ部に配設されている。カメラ２は、車両の進行方向の路面に存在する水溜まり、泥濘（低路面抵抗部）等の路面の状態を撮影し、検出する。

経路設定ＥＣＵ３は、上述の如く、車両の現在位置から車両の進行する目標位置までの最適な走行経路を算出し、設定する。

なお、経路設定ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、電子制御装置）３及び後述の自動制御ＥＣＵ６は、マイクロコンピュータから構成されており、制御、演算プログラムに従って各種処理を実行するとともに、当該装置１０の各部を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵの実行プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、演算結果等を格納する読書き可能なＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、タイマ、カウンタ、入力インターフェイス、及び出力インターフェイス等を有している。

経路設定ＥＣＵ３は、例えば、レーザセンサ１により検出された路面の形状及び路面上の障害物と、カメラ２により撮影された路面の状態の撮影画像と、に基づいて、車両の進行する目標位置までの走行経路を算出し、設定する。経路設定ＥＣＵ３は、例えば、車両の現在位置から目標位置までの最短ルート（最短時間又は最短距離）となる走行経路Ｓ１（図２の実線）を算出する。なお、最短ルートとなる走行経路Ｓ１の算出方法は、周知であることから詳細な説明は省略する。

経路設定ＥＣＵ３は、レーザセンサ１により検出された路面の形状に基づいて、最短ルートの走行経路Ｓ１上の路面が起伏して凸状Ｘになっている又は路面に窪み（穴）が形成されて凹状Ｘになっていると判断した場合には、当該路面の凸状Ｘ又は凹状Ｘを回避するような、最適な走行経路Ｓ２（図２の点線）を再計算し、設定してもよい。さらに、経路設定ＥＣＵ３は、レーザセンサ１により検出された倒木、岩石等の路面上の障害物Ｘに基づいて、最短ルートの走行経路Ｓ１上に障害物Ｘが存在すると判断した場合、走行経路Ｓ１上の障害物Ｘを回避するような、最適な走行経路Ｓ２を再計算し、設定してもよい。経路設定ＥＣＵ３は、カメラ２により撮影された路面の状態の撮影画像に基づいて、最短ルートの走行経路Ｓ１上に水溜まり、泥濘Ｘ等が存在すると判断した場合、この走行経路Ｓ１上の水溜まり、泥濘Ｘ等を回避するような、最適な走行経路Ｓ２を再計算し、設定してもよい。

車両特性記憶部４は、車両の特性を、例えば、ハードディスク（ＨＤＤ）等の記憶装置を用いて記憶している。車両の特性として、例えば、車高の制御、サスペンション制御（ショックアブソーバの減衰力又はバネ定数の制御、サスペンションのストローク制御等）、デフロック制御（デフロックのオン／オフ制御）、トラクション制御（トラクション制御のモード）、スタビライザ制御（スタビライザのバネ定数を制御するアクティブスタビライザのオン／オフ制御）等を含む。

なお、車両の特性を記憶するとは、例えば、上述した各制御の有無、各制御における制御性能（制御量等）を記憶することを指す。より具体的には、車両特性記憶部４は、車高の制御の有無、当該車高制御による車高の制御範囲等の車高の制御に関する情報を記憶している。また、車両特性記憶部４は、サスペンション制御の有無（ショックアブソーバの減衰制御、バネ定数制御、サスペンションのストローク制御等の有無）、サスペンションの制御範囲等のサスペンション制御に関する情報を記憶している。さらに、車両特性記憶部４は、デフロック制御の有無、及び、トラクション制御の有無を記憶している。

また、経路設定ＥＣＵ３は、車両特性記憶部４に記憶された車両の特性と、レーザセンサ１により検出された路面の形状及び路面上の障害物と、カメラ２により撮影された路面の状態の撮影画像と、に基づいて、車両が進行する目標位置までの走行経路Ｓ１、Ｓ２を算出し、設定してもよい。

例えば、経路設定ＥＣＵ３は、レーザセンサ１により検出された路面の形状に基づいて、最短ルートの走行経路Ｓ１上の路面が起伏して凸状Ｘになっていると判断する場合がある（図２）。この場合、さらに、経路設定ＥＣＵ３は、車両特性記憶部４に記憶された車両の特性に基づいて、車高の制御、サスペンション制御、デフロック制御、及び／又はトラクション制御を実行させて、走行経路の路面の凸状Ｘを回避すること無く、当該走行経路Ｓ１を適切に走行可能と判断したとき、最短ルートの走行経路Ｓ１を設定するようにしてもよい。このようにして、当該車両の特性に応じた、最適な走行経路Ｓ１、Ｓ２が設定される。

経路設定ＥＣＵ３には、各種の情報を表示する表示装置（経路表示手段）５が接続されていてもよい。表示装置５は、経路設定ＥＣＵ３により設定された走行経路Ｓ１、Ｓ２を表示する。ユーザは、表示装置５に表示された走行経路Ｓ１、Ｓ２に従って車両を走行させることで、車両を最適な走行経路Ｓ１、Ｓ２で目標位置に到達させることができる。なお、表示装置５としては、例えば、ナビゲーション装置又はＨＵＤ（Ｈｅａｄ Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）を用いてもよい。

次に、本実施例に係る車両用走行装置１０の制御処理フローの一例について、説明する。図３は、本実施例に係る車両用走行装置１０の制御処理フローの一例を示すフローチャートである。なお、図３に示す制御処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。

例えば、経路設定ＥＣＵ３には、表示装置５のタッチパネル又はスイッチを介して、車両が進行する目標位置が設定される（Ｓ１００）。なお、このとき、経路設定ＥＣＵ３に接続される経路設定スイッチがオン状態となったときに、後述の（Ｓ１１０）以降の処理が実行される構成であってもよい。

レーザセンサ１は、車両の進行方向の路面に対し、レーザ光を照射して、凸状、凹状Ｘ等の路面の形状及び路面上の障害物Ｘを検出する。また、カメラ２は車両の進行方向にある路面の水溜まり、泥濘Ｘ等の路面の状態を撮影する（Ｓ１１０）。

経路設定ＥＣＵ３は、車両特性記憶部４から車両の特性を取得する（Ｓ１２０）。

経路設定ＥＣＵ３は、車両特性記憶部４に記憶された車両の特性と、レーザセンサ１により検出された凸状、凹状Ｘ等の路面の形状及び路面上の障害物Ｘと、カメラ２により撮影された水溜まり、泥濘Ｘ等の路面の状態の撮影画像と、に基づいて、車両の進行する目標位置までの走行経路Ｓ１、Ｓ２を算出し、設定する（Ｓ１３０）。

表示装置５は、経路設定ＥＣＵ３により設定された目標位置までの走行経路Ｓ１、Ｓ１を画面に表示させる（Ｓ１４０）。また、表示装置５は、上記走行経路Ｓ１、Ｓ２を表示させるのと同時に、例えば、デフロックの選択（オン又はオフ）、トラクション制御のモード選択（低μモード、オフロードモード、又は登坂モード）、アクティブスタビライザの選択（オン又はオフ）等に関して、いずれを選択すべきか、適切な選択を表示させてもよく、自動的に設定されてもよい。これにより、ユーザは車両の状態を最適に設定することができ、さらに、最適な走行経路Ｓ１、Ｓ２を通り目標位置に到達することができる。

本実施例に係る車両用走行装置１０において、経路設定ＥＣＵ３は、車両特性記憶部４に記憶された車両の特性と、レーザセンサ１により検出された凹状、凸状Ｘ等の路面の形状及び路面上の障害物Ｘと、カメラ２により撮影された水溜まり、泥濘Ｘ等の路面の状態の撮影画像と、に基づいて、車両の進行する目標位置までの走行経路Ｓ１、Ｓ２を算出し、設定する。これにより、車両に搭載されたレーザセンサ１及びカメラ２により、走行経路Ｓ１、Ｓ２の凹状、凸状Ｘ等の路面の形状、路面上の障害物Ｘ、及び、水溜まり、泥濘Ｘ等の路面の状態を正確に認識し、これらを適切に回避して、車両の最適な走行経路Ｓ１、Ｓ２を設定することができる。

また、車両の特性が考慮されて走行経路Ｓ１、Ｓ２が設定されることから、車両の特性により、回避することなく走行可能な凹状、凸状Ｘ等の路面形状、路面上の障害物Ｘ、水溜まり、泥濘Ｘ等を一部に含むような走行経路Ｓ１が設定され得る。すなわち、走行経路上の凹状、凸状Ｘ等の路面の形状、路面上の障害物Ｘ、及び、水溜まり、泥濘Ｘ等を、画一的に回避するような走行経路Ｓ２が設定されるだけでなく、車両の特性に応じたより最適な走行経路Ｓ１、Ｓ２を設定することができる。

なお、車両がモーグル、岩石、段差等が存在するオフロードを走行する場合に、最適な走行経路Ｓ１、Ｓ２を選択し、さらに、適切な車両の特性（上記デフロックのオン／オフ等）を選択するには、一般的に、多くの走行経験を有する。しかしながら、本実施例に係る車両走行装置１０の経路設定ＥＣＵ３により設定された走行経路Ｓ１、Ｓ２に従って車両を走行させれば、あまり走行経験のないユーザでも、最適な走行経路Ｓ１、Ｓ２及び車両の特性を選択して、車両を走行させることができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

上記一実施例において、経路設定ＥＣＵ３により算出され、設定された走行経路Ｓ１、Ｓ２に基づいて、車両を目標位置まで自動制御する構成であってもよい。例えば、経路設定ＥＣＵ３には、車両ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１００を介して、車両の駆動力、制動力、及び、操舵（操舵力、操舵方向等）を制御する自動制御ＥＣＵ（走行制御手段）６が接続されている。

自動制御ＥＣＵ６は、経路設定ＥＣＵ３により設定された目標位置までの走行経路Ｓ１、Ｓ２を最適に走行するように、例えば、車両のエンジン７の出力を制御することで車両の駆動力を制御し、車両の各車輪に配設されたブレーキ装置８を制御することで車両の制動力を制御し、又は、車両のステアリング装置９を制御することで車両の操舵を制御する。また、自動制御ＥＣＵ６は、経路設定ＥＣＵ３により設定された走行経路Ｓ１、Ｓ２を走行する上で最適となる、上述の車両の特性（車高の制御、サスペンション制御、デフロック制御、トラクション制御、及び／又はスタビライザ制御）を設定する。この構成により、設定された車両の最適な走行経路Ｓ１、Ｓ２に従って車両を自動的に走行させ、目標位置に到達させることができる。なお、自動制御ＥＣＵ６は、エンジン７、ブレーキ装置８、及び、ステアリング装置９のうち少なくとも１つを制御する構成であってもよい。

上記一実施例において、レーザセンサ１により、凹状、凸状Ｘ等の路面の形状及び路面上の障害物Ｘの路面の状態を検出しているが、ステレオカメラにより、路面の形状及び路面上の障害物の路面の状態を検出してもよい。この場合、このステレオカメラにより、車両の進行方向の路面に存在する水溜まり、泥濘Ｘ等の路面の状態を撮影してもよい。

上記一実施例において、経路設定ＥＣＵ３は走行経路として、最短ルートを算出し、設定しているが、最も乗り心地を最優先したルート、ユーザの好みに応じたルート（スポーツモード等）を算出し、設定してもよい。

上記一実施例において、経路設定ＥＣＵ３は、人工衛星により撮影された高精度衛星画像、又は上空からのレーザ照射による地形計測に基づいて、走行経路Ｓ１、Ｓ２を設定してもよい。この場合、車両から見えない範囲までの走行経路を設定することができる。また、通常の道路と、オフロードとを組み合わせた走行経路を設定することが可能となる。

上記一実施例において、車両特性記憶部４は、経路設定ＥＣＵ３のＲＯＭであってもよい。

上記一実施例において、車両が前進する場合の走行経路Ｓ１、Ｓ２に適用されているが、車両が後進する場合の走行経路に適用されてもよい。

本発明は、例えば、オフロードにおける目標位置までの走行経路を設定する車両用走行装置に利用できる。

本発明の一実施例に係る車両用走行装置のシステム構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例に係る車両用走行装置の経路設定ＥＣＵにより設定された走行経路の一例を示す図である。 本発明の一実施例に係る車両用走行装置の制御処理フローの一例を示すフローチャートである。 経路設定ＥＣＵにより設定された走行経路に基づいて車両を目標位置まで自動制御する構成の一例を示す図である。

符号の説明

１ レーザセンサ
２ カメラ
３ 経路設定ＥＣＵ
４ 車両特性記憶部
５ 表示装置
６ 自動制御ＥＣＵ
１０ 車両用走行装置

Claims (3)

1. 車両に搭載され、車両が進行する路面状態を検出する路面状態検出手段と、
   車両の駆動輪を制御するトラクション制御の有無、及び該トラクション制御の制御性能を含む車両の特性を記憶する車両特性記憶手段と、
   前記路面状態検出手段により検出された前記路面状態と、前記車両特性記憶手段により記憶された前記車両の特性と、に基づいて目標とする目標位置までの走行経路を設定する経路設定手段と、
   前記経路設定手段により設定された前記走行経路を表示する経路表示手段と、
   前記トラクション制御を実行するか否かを判定するトラクション制御判定手段と、
   前記トラクション制御判定手段により、前記トラクション制御を実行すると判定されたとき、該トラクション制御を実行するトラクション制御手段と、
   を備える車両用走行装置であって、
   前記経路表示手段は、前記走行経路を表示すると共に前記トラクション制御のモード選択に関して、いずれを選択すべきか適切な表示を行い、
   前記トラクション制御手段は、ユーザ設定に応じたモードで前記トラクション制御を実行することを特徴とする、車両用走行装置。
2. 車両に搭載され、車両が進行する路面状態を検出する路面状態検出手段と、
   車両のデフロック制御の有無、及び該デフロック制御の制御性能を含む車両の特性を記憶する車両特性記憶手段と、
   前記路面状態検出手段により検出された前記路面状態と、前記車両特性記憶手段により記憶された前記車両の特性と、に基づいて目標とする目標位置までの走行経路を設定する経路設定手段と、
   前記経路設定手段により設定された前記走行経路を表示する経路表示手段と、
   前記デフロック制御を実行するか否かを判定するデフロック制御判定手段と、
   前記デフロック制御判定手段により、前記デフロック制御を実行すると判定されたとき、該デフロック制御を実行するデフロック制御手段と、
   を備える車両用走行装置であって、
   前記経路表示手段は、前記走行経路を表示すると共に前記デフロック制御の選択に関して、いずれを選択すべきか適切な表示を行い、
   前記デフロック制御手段は、ユーザ選択に応じて前記デフロック制御を実行することを特徴とする、車両用走行装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両用走行装置であって、
   車両の駆動力、車両の制動力、及び、車両の操舵のうち少なくとも１つを制御する走行制御手段を更に備え、
   前記走行制御手段は、前記経路設定手段により設定された前記走行経路に従って前記車両が走行するように、前記車両の駆動力、車両の制動力、及び、車両の操舵のうち少なくとも１つを制御する、ことを特徴とする車両用走行装置。

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