JP4847852B2 - 車両制御システム、ナビゲーション装置、車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ナビゲーション装置により車両の位置を検出し、その車両位置に基づいて、車両の走行に応じた各種の車両制御を行うシステムに関する。

従来、ナビゲーション装置により車両の位置を検出し、その車両位置の情報をナビゲーション装置から車両制御装置に送信することにより、変速制御などの車両制御を行うシステムが知られている（特許文献１参照）。この車両制御システムでは、ナビゲーション装置が車両位置を検出すると、車両位置情報を車両制御装置へ送信する。車両制御装置は、ナビゲーション装置からの車両位置情報に基づいて、道路状態に応じた車両制御を適切なタイミングで実施する。

特開２００５−１３２２９１号公報

特許文献１に開示される車両制御システムでは、ナビゲーション装置から車両制御装置へ車両位置情報を送信する際の通信遅延時間が考慮されていない。そのため、車両制御装置において受信される車両位置情報には、通信遅延時間中に車両が移動した分だけの誤差が生じる。したがって、正確なタイミングで車両の制御を行うことができない。

請求項１の発明による車両制御システムは、ナビゲーション装置と車両制御装置とを有し、ナビゲーション装置は、自車両の位置を検出する車両位置検出手段と、車両位置検出手段により検出された自車両の位置に基づいて、自車両の制御を開始すべき制御開始位置を特定する制御開始位置特定手段と、自車両の走行距離を積算して第１の走行距離積算値を求める第１の走行距離積算手段と、制御開始位置特定手段により特定された制御開始位置を第１の走行距離積算値により表した制御開始位置情報を含む制御指令を出力する制御指令出力手段とを備え、車両制御装置は、自車両の走行距離を積算して第２の走行距離積算値を求める第２の走行距離積算手段と、第２の走行距離積算値と、制御指令出力手段から出力された制御指令とに基づいて、自車両を制御する車両制御手段とを備えるものである。
請求項２の発明は、請求項１の車両制御システムにおいて、車両制御装置は、第１の走行距離積算値に合わせて第２の走行距離積算値を補正する走行距離補正手段をさらに備えるものである。
請求項３の発明は、請求項２の車両制御システムにおいて、走行距離補正手段は、所定時間ごとに第２の走行距離積算値を補正するものである。
請求項４の発明は、請求項２または３の車両制御システムにおいて、ナビゲーション装置は、外部から送信される時刻情報を受信する受信手段と、受信手段により受信された時刻情報に基づいて第１の現在時刻を求める第１の時刻算出手段と、第１の現在時刻と第１の走行距離積算値とを含む走行距離補正情報を出力する走行距離補正情報出力手段とをさらに備え、車両制御装置は、予め設定された初期時刻からの経過時間を計測することにより第２の現在時刻を求める第２の時刻算出手段をさらに備える。そして、車両制御装置において、走行距離補正手段は、第２の現在時刻と、走行距離補正情報出力手段から出力された走行距離補正情報とに基づいて、第２の走行距離積算値を補正するものである。
請求項５の発明は、請求項４の車両制御システムにおいて、走行距離補正情報出力手段は、所定時間ごとに走行距離補正情報を出力し、走行距離補正手段は、走行距離補正情報出力手段から所定時間ごとに出力される走行距離補正情報に基づいて、所定時間ごとに第２の走行距離積算値を補正するものである。
請求項６の発明は、請求項４または５の車両制御システムにおいて、ナビゲーション装置は、第１の現在時刻に基づいて、初期時刻を設定するための初期時刻設定情報を出力する初期時刻設定情報出力手段をさらに備え、車両制御装置は、初期時刻設定情報出力手段から出力された初期時刻設定情報に基づいて、第２の時刻算出手段に対して初期時刻を設定する初期時刻設定手段をさらに備えるものである。
請求項７の発明は、請求項６の車両制御システムにおいて、ナビゲーション装置は、所定の開始タイミングから所定の周期でカウントアップされる第１のカウント値を求める第１のカウントアップ手段をさらに備える。このナビゲーション装置において、初期時刻設定情報出力手段は、第１のカウント値と第１の現在時刻とを含む初期時刻設定情報を出力する。また、車両制御装置は、第１のカウントアップ手段と同じ開始タイミングから第１のカウントアップ手段と同じ周期でカウントアップされる第２のカウント値を求める第２のカウントアップ手段をさらに備える。この車両制御装置において、初期時刻設定手段は、初期時刻設定情報出力手段から出力された初期時刻設定情報と、第２のカウント値とに基づいて、第２の時刻算出手段に対して初期時刻を設定するものである。
請求項８の発明は、請求項４〜７いずれか一項の車両制御システムにおいて、ナビゲーション装置は、第１の現在時刻に基づいて、第２の現在時刻を補正するための時刻設定情報を所定時間ごとに出力する時刻設定情報出力手段をさらに備え、車両制御装置は、時刻設定情報出力手段から出力された時刻設定情報に基づいて、第２の現在時刻を所定時間ごとに補正する時刻補正手段をさらに備えるものである。
請求項９の発明は、請求項１〜８いずれか一項の車両制御システムにおいて用いられるナビゲーション装置である。
請求項１０の発明は、請求項１〜８いずれか一項の車両制御システムにおいて用いられる車両制御装置である。

本発明によれば、ナビゲーション装置から車両制御装置への通信遅延時間中に車両が移動しても、正確なタイミングで車両を制御することができる。

本発明の一実施の形態による車両走行制御システムの構成を図１に示す。この車両走行制御システムは、車両に搭載されて使用されるものであり、ナビゲーション装置１と車両制御装置２によって構成される。ナビゲーション装置１は、たとえば地図を画面表示し、その地図上に車両位置と目的地までの推奨経路を示すことなどにより、車両を目的地まで誘導するためのナビゲーション処理を実行する。さらに加えて、車両の走行制御が必要か否かを判断し、必要と判断した場合には、車両の走行制御を行うための制御指令データを通信バス３を介して車両制御装置２へ出力する。この具体的な内容については、後で詳しく説明する。

車両制御装置２は、ナビゲーション装置１から通信バス３を介して制御指令データが入力されると、それに基づいて車両のブレーキ量やアクセル量を算出し、その算出結果に応じたブレーキ制御信号およびアクセル制御信号を車両に対して出力する。このブレーキ制御信号とアクセル制御信号によって車両のブレーキ量とアクセル量が制御され、車両の走行制御が行われる。たとえば、車両の進路にカーブが存在する場合には、車両がそのカーブを安全に曲がれるようにするため、カーブ手前において車両の減速制御が行われる。このような走行制御はＣＯＰ（Corner Overshoot Prevention）と呼ばれている。また、車両の進路に交差点や踏切など一時停止すべき場所が存在する場合には、車両の一時停止制御が行われる。

通信バス３は、車両に搭載された各種装置間でのデータ通信を行う。この通信バス３には、ナビゲーション装置１と車両制御装置２の他にも、車両に搭載されている様々な装置、たとえばＥＣＵ（Engine Control Unit）などが接続されている。なお、通信バス３は、一般的にＣＡＮ（Controller Area Network）と呼ばれている。

ナビゲーション装置１は、制御部１０、振動ジャイロ１１、車速センサ１２、ハードディスク（ＨＤＤ）１３、ＧＰＳ受信部１４、表示モニタ１５、入力装置１６および通信回路１７を備えている。

制御部１０は、マイクロプロセッサや各種周辺回路、ＲＡＭ、ＲＯＭ等によって構成されており、ＨＤＤ１３に記録されている地図データ等に基づいて様々な処理や制御を実行する。これにより、前述のようなナビゲーション処理や、制御指令データを出力するための処理がナビゲーション装置１において行われる。

振動ジャイロ１１は、自車両の角速度を検出するためのセンサである。車速センサ１２は、車速を検出するためのセンサである。これらのセンサを用いて車両の運動状態を所定の時間間隔ごとに検出することにより、車両位置の移動量が求められ、それによって現在の車両位置が検出される。このような車両位置の検出方法は、慣性航法またはデッドレコニングと呼ばれている。

ＨＤＤ１３は不揮発性の記録媒体であり、地図データを含む各種のデータが記録されている。ＨＤＤ１３に記録されている地図データは、必要に応じて制御部１０の制御により読み出され、制御部１０が実行する様々な処理や制御に利用される。この地図データには、経路計算データと、経路誘導データと、道路データと、背景データとが含まれている。経路計算データは、目的地までのルート探索に用いられる。経路誘導データは、設定された経路に従って自車両を目的地まで誘導するために用いられ、交差点名称や道路名称などを表す。道路データは、道路の形状を表す。背景データは、河川や鉄道、地図上の各種施設等（ランドマーク）など、道路以外の地図形状を表す。

ＨＤＤ１３に記録された道路データにおいて、道路区間を表す最小単位はリンクと呼ばれており、各道路は複数のリンクによって構成されている。リンク同士を接続している点はノードと呼ばれ、このノードはそれぞれに位置情報（座標情報）を有している。このノードの位置情報によって、リンク形状、すなわち道路の形状が決定される。

なお、上記の例では、ＨＤＤ１３に記録された地図データをナビゲーション装置１において用いることとしているが、ＨＤＤ以外の記録媒体に地図データを記録してもよい。たとえば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリーカードなどに地図データを記録することができる。あるいは、外部より携帯電話回線などを介して送信される地図データを受信し、その地図データを用いることとしてもよい。すなわち、地図データの取得にはどのような方法を用いてもよい。

ＧＰＳ受信部１４は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信して制御部１０へ出力する。ＧＰＳ信号には、車両の位置と現在時刻を求めるための情報として、そのＧＰＳ信号を送信したＧＰＳ衛星の位置と送信時刻が含まれている。したがって、所定数以上のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信することにより、これらの情報に基づいて車両の現在位置と現在時刻を算出することができる。

表示モニタ１５は、ナビゲーション装置１において様々な画面表示を行うための装置であり、液晶ディスプレイ等を用いて構成される。この表示モニタ１５には、たとえば地図画面などが表示される。表示モニタ１５に表示される画面の内容は、制御部１０が行う画面表示制御によって決定される。表示モニタ１５は、たとえばダッシュボード上やインストルメントパネル内など、運転者から見やすいような位置に設置されている。

入力装置１６は、ナビゲーション装置１を動作させるための様々な入力操作を運転者が行うための装置であり、各種の入力スイッチ類を有している。運転者は入力装置１６を操作することにより、たとえば、目的地に設定したい施設や地点の名称等を入力したり、予め登録された登録地の中から目的地を選択したり、地図を任意の方向にスクロールしたりすることができる。この入力装置１６は、操作パネルやリモコンなどによって実現することができる。あるいは、表示モニタ１５と一体化されたタッチパネルにより入力装置１６を実現してもよい。

通信回路１７は、通信バス３を介して車両制御装置２へデータを送信するときの通信インタフェース処理を実行するための回路である。この通信回路１７が実行する通信インタフェース処理により、制御部１０から出力されたデータが適切な信号形式へと変換され、通信バス３を介して車両制御装置２へと送信される。

ユーザが入力装置１６を操作して目的地を設定すると、ナビゲーション装置１は、前述の経路計算データに基づいて所定のアルゴリズムの演算を行うことにより、目的地までの推奨経路を探索する。そして、車両の位置を特定し、その車両位置周辺の地図を表示モニタ１５に表示しながら、探索された推奨経路に従って車両を目的地まで誘導する。さらにこのとき、車両の進行方向の道路状況に基づいて車両の走行制御が必要か否かを判断し、必要と判断した場合は、通信バス３を介して車両制御装置２へ制御指令データを送信する。こうしてナビゲーション装置１から送信される制御指令データに基づいて、車両制御装置２により車両の走行制御が行われる。

上記のようにナビゲーション装置１から車両制御装置２へ送信される制御指令データは、自車両に対して実行すべき制御についての制御種別情報、制御内容情報および制御開始位置情報を含んでいる。制御種別情報は、たとえばカーブ前の減速制御や一時停止制御など、制御の種別を表している。制御内容情報は、たとえば制御開始位置から終了位置までの距離や、減速後の目標車速など、制御の具体的な内容を表している。制御開始位置情報は、制御を開始すべき位置を表している。この制御開始位置は、車両の走行距離の積算値によって表される。

車両の走行距離の積算値は、車両のエンジンが始動されて車両走行制御システムが立ち上げられてから、車両がその時点までに走行した距離の積算値を表している。この走行距離積算値は、ナビゲーション装置１と車両制御装置２においてそれぞれ求められる。後で説明するように、ナビゲーション装置１において求められる走行積算距離と、車両制御装置２において求められる走行積算距離とは、その値が一致するように所定時間ごとに調整される。したがって、ナビゲーション装置１から車両制御装置２へ制御指令データを送信するときの通信遅延時間中に車両が移動しても、車両制御装置２において正確なタイミングで車両の走行制御を行うことができる。

車両制御装置２は、演算部２０および通信回路２１を備えている。演算部２０は、ナビゲーション装置１の制御部１０と同様に、マイクロプロセッサや各種周辺回路、ＲＡＭ、ＲＯＭ等によって構成されている。通信回路２１は、通信バス３を介してナビゲーション装置１から送信されるデータを受信するときの通信インタフェース処理を実行するための回路である。

ナビゲーション装置１から前述の制御指令データが通信バス３を介して車両制御装置２へ送信されると、通信回路２１が実行する通信インタフェース処理により、その制御指令データが適切な信号形式に変換されて演算部２０へ出力される。すると演算部２０は、制御指令データに基づいて車両のブレーキ量やアクセル量を算出し、その算出結果に応じたブレーキ制御信号とアクセル制御信号を車両に対して出力する。これにより、車両走行制御システムによる車両の走行制御が実現される。

図２は、車両の走行制御を行うときのナビゲーション装置１と車両制御装置２の動作内容を、その機能ごとにブロック分けして示した機能ブロック図である。図２の機能ブロック図において、ナビゲーション装置１の制御部１０は、コンペアマッチタイマ部１０１、タイマ積算部１０２、時刻算出部１０３、車両位置検出部１０４、走行距離積算部１０５、時刻設定データ出力部１０６、走行距離補正データ出力部１０７および制御指令データ出力部１０８の各部分を機能的に有している。

コンペアマッチタイマ部１０１は、制御部１０内に設置された発振子（不図示）からの発振信号に基づいて、所定のカウント周期、たとえば０．１μｓごとにカウントアップを行い、そのカウント値を予め設定された比較値と比較する。そして、カウント値が設定された比較値に達したら、割込み信号をタイマ積算部１０２へ出力する。これにより、たとえば１０ｍｓなど所定の割込み周期ごとに割込みを発生させる。割込み信号の出力後は、カウント値をクリアして最初からカウントアップを再開する。なお、コンペアマッチタイマ部１０１のカウント値は、時刻設定データ出力部１０６へ出力される。

タイマ積算部１０２は、コンペアマッチタイマ部１０１による割込み信号の出力回数をタイマ積算値として記憶する。すなわち、コンペアマッチタイマ部１０１から割込み信号が出力されると、タイマ積算部１０２はそれに応じて、タイマ積算値を１カウントアップする。このタイマ積算値は、時刻設定データ出力部１０６へ出力される。

時刻算出部１０３は、ＧＰＳ受信部１４からのＧＰＳ信号に基づいて現在の時刻を算出する。すなわち、各ＧＰＳからのＧＰＳ信号に含まれる送信時刻の情報により、車両における現在の時刻を算出する。時刻算出部１０３によって算出された現在時刻は、時刻設定データ出力部１０６および走行距離補正データ出力部１０７へ出力される。

車両位置検出部１０４は、現在の車両位置を検出する。ここでは、振動ジャイロ１１から出力される角速度信号と車速センサ１２から出力される車速信号に基づいて、前回の車両位置に基づく現在の相対的な車両位置が求められる。また、ＧＰＳ受信部１４から出力されるＧＰＳ信号に基づいて、現在の絶対的な車両位置が求められる。これらの車両位置に基づいて、現在の車両位置として最適な位置が検出される。このような車両位置の検出方法はハイブリッド航法と呼ばれている。さらに、必要に応じてＨＤＤ１３から地図データを読み出し、その地図データに基づいてマップマッチング処理が行われる。これにより、検出された車両位置が道路に合わせて補正される。こうして検出された車両位置は、走行距離積算部１０５および制御指令データ出力部１０８へ出力される。

走行距離積算部１０５は、車両位置検出部１０４から出力される車両位置に基づいて、車両の走行距離積算値を求める。この走行距離積算値は、前述のように車両のエンジンが始動されて車両走行制御システムが立ち上げられてから、車両がその時点までに走行した距離の積算値を表している。すなわち、ナビゲーション装置１の起動時にそれまでの走行距離積算値がクリアされ、その後の車両の走行距離が積算される。走行距離積算部１０５によって求められた走行距離積算値は、走行距離補正データ出力部１０７および制御指令データ出力部１０８へ出力される。

時刻設定データ出力部１０６は、時刻算出部１０３から出力される現在時刻が所定の時刻になると、車両制御装置２の時刻設定を行うための時刻設定データを通信回路１７に対して出力する。この時刻設定データは、送信時刻、タイマ積算値およびカウント値の情報を含んでいる。すなわち、所定の時刻においてコンペアマッチタイマ部１０１から出力されたカウント値と、タイマ積算部１０２から出力されたタイマ積算値とが、そのときの時刻と共に、時刻設定データとして時刻設定データ出力部１０６から出力される。

なお、時刻設定データ出力部１０６から時刻設定データを出力する時刻は、ナビゲーション装置１の起動時に設定される。すなわち、車両のエンジン始動によってナビゲーション装置１が起動されると、そこから所定時間後の時刻が最初の時刻設定データの出力時刻として設定される。このとき、車両の走行制御を出来るだけ素早く開始するため、ナビゲーション装置１や車両制御装置２の起動に要する時間よりも長い範囲で、なるべく短い時間とすることが好ましい。こうして最初の出力時刻が設定されると、そこから所定の時間間隔で次回以降の出力時刻が設定される。これにより、車両制御装置２の時刻設定が所定時間ごとに行われる。あるいは、最初の時刻設定データの出力時刻のみを設定し、次回以降を設定しないこととしてもよい。その場合は、車両制御装置２の時刻設定が車両のエンジン始動後に一度だけ行われる。

走行距離補正データ出力部１０７は、時刻算出部１０３から出力される現在時刻に基づいて、所定の時間間隔ごとに、車両制御装置２の走行距離積算値を補正するための走行距離補正データを通信回路１７に対して出力する。この走行距離補正データは、送信時刻と走行距離積算値の情報を含んでいる。すなわち、前回の出力から所定の時間間隔が経過すると、そのとき走行距離積算部１０５から出力された走行距離積算値が、そのときの時刻と共に、走行距離補正データとして走行距離補正データ出力部１０７から出力される。

制御指令データ出力部１０８は、車両位置検出部１０４から出力される現在の車両位置と、ＨＤＤ１３から読み込まれる地図データに基づいて、車両の走行制御が必要であるか否かを判断する。ここでは、たとえば車両の進路にカーブや交差点、踏切などが存在する場合などに、車両の走行制御が必要であると判断する。車両の走行制御が必要であると判断した場合、制御指令データ出力部１０８は、走行距離積算部１０５から出力される走行距離積算値に基づいて、車両制御装置２において車両の走行制御を行うための制御指令データを通信回路１７に対して出力する。

前述したように制御指令データは、制御種別、制御内容および制御開始位置の情報を含んでいる。すなわち、制御指令データ出力部１０８において車両の走行制御が必要であると判断された場合、それに応じて実行すべき制御の種別が選択され、その制御種別における具体的な制御内容が決定されると共に、制御開始位置が特定される。たとえば、車両がカーブに差し掛かった場合は、実行すべき制御の種別としてカーブ前の減速制御が選択され、その具体的な制御内容として、制御開始位置から終了位置までの距離や目標車速などが決定される。そして、制御開始位置が特定され、車両の現在位置からその制御開始位置までの距離が算出されて、算出された距離に対応する走行距離積算値により制御開始位置が表される。このような制御種別、制御内容および制御開始位置の情報が、制御指令データとして制御指令データ出力部１０８から出力される。

通信回路１７は、時刻設定データ出力部１０６、走行距離補正データ出力部１０７および制御指令データ出力部１０８からそれぞれ出力される各データ（時刻設定データ、走行距離補正データ、制御指令データ）を、通信バス３を介して車両制御装置２へ送信する。これらの各データは車両制御装置２において、通信回路２１により受信され、そこから演算部２０へと出力される。

車両制御装置２の演算部２０は、コンペアマッチタイマ部２０１、タイマ積算部２０２、時計部２０３、走行距離積算部２０４、時刻設定部２０５、走行距離補正部２０６および車両制御部２０７の各部分を機能的に有している。ナビゲーション装置１から送信された上記の各データは、通信回路２１により受信されて演算部２０に出力されると、時刻設定データは時刻設定部２０５に、走行距離補正データは走行距離補正部２０６に、制御指令データは車両制御部２０７にそれぞれ入力される。

コンペアマッチタイマ部２０１とタイマ積算部２０２は、ナビゲーション装置１のコンペアマッチタイマ部１０１およびタイマ積算部１０２とそれぞれ同様の機能を実現する。すなわち、コンペアマッチタイマ部２０１は、所定周期ごとにカウントアップされるカウント値と予め設定された比較値とを比較し、カウント値が比較値に達したら割込み信号をタイマ積算部２０２へ出力する。また、タイマ積算部２０２は、コンペアマッチタイマ部２０１による割込み信号の出力回数をタイマ積算値として記憶する。コンペアマッチタイマ部２０１のカウント値とタイマ積算部２０２のタイマ積算値は、いずれも時刻設定部２０５へと出力される。

なお、ナビゲーション装置１におけるコンペアマッチタイマ部１０１のカウントアップのタイミングと、車両制御装置２におけるコンペアマッチタイマ部２０１のカウントアップのタイミングとは、車両走行制御システムを立ち上げる際に等しくなるように調整される。すなわち、車両のエンジンが始動されて車両走行制御システムが立ち上げられると、コンペアマッチタイマ部１０１および２０１において、同じカウントアップ周期で同時にカウントアップを開始する。

さらに、ナビゲーション装置１におけるコンペアマッチタイマ部１０１の比較値と、車両制御装置２におけるコンペアマッチタイマ部２０１の比較値とは、同じ値に予め設定される。これにより、コンペアマッチタイマ部１０１からタイマ積算部１０２への割込み信号と、コンペアマッチタイマ部２０１からタイマ積算部２０２への割込み信号とは、同時に出力される。その結果、タイマ積算部１０２および２０２において、同じタイマ積算値が記憶される。

時計部２０３は、現在時刻を計測して走行距離補正部２０６へ出力する。なお、時計部２０３による現在時刻の計測は、時刻設定部２０５からの時刻設定値に基づいて、少なくとも一度の時刻設定を行うことにより実行される。この時刻設定の方法については、後で説明する。

走行距離積算部２０４は、ナビゲーション装置１の走行距離積算部１０５と同様に、車両のエンジンが始動されて車両走行制御システムが立ち上げられてからの車両の走行距離積算値を求める。この走行距離積算値は、車両制御部２０７へと出力される。

時刻設定部２０５は、時刻設定データ出力部１０６から出力された時刻設定データと、コンペアマッチタイマ部２０１から出力されたカウント値と、タイマ積算部２０２から出力されたタイマ積算値とに基づいて、時刻設定値を求め、その時刻設定値を時計部２０３に対して出力する。その具体的な方法を説明すると、初めに、時刻設定データのタイマ積算値およびカウント値と、タイマ積算部２０２からのタイマ積算値およびコンペアマッチタイマ部２０１からのカウント値とを比較し、それぞれの差分を求める。この差分は、ナビゲーション装置１が時刻設定データを送信してから、それを車両制御装置２が受信するまでの遅延時間を表している。次に、求められた差分に基づいて、その差分に相当する時間を時刻設定データの送信時刻に加える。この値を時刻設定値として時計部２０３へ出力する。

時刻設定部２０５から時刻設定値が出力されると、時計部２０３は、現在時刻をその時刻設定値に合わせることにより、時刻設定を行う。このようにして時刻設定が行われることにより、ナビゲーション装置１において計測される時刻と、車両制御装置２において計測される時刻とを正確に一致させることができる。

なお、時計部２０３を動作させるためには、少なくとも一度は時刻設定を行う必要がある。この最初の時刻設定のことを初期時刻設定という。すなわち、車両のエンジンが始動された後に、ナビゲーション装置１から最初の時刻設定データ（初期時刻設定データという）が送信されると、その初期時刻設定データに基づいて初期時刻設定が行われ、時計部２０３の動作が開始される。その後は、所定時間ごとに時刻設定を行って時計部２０３の現在時刻を補正することとしてもよいし、あるいは初期時刻設定のみ行うこととしてもよい。なお、所定時間ごとに時刻設定を行って時計部２０３の現在時刻を補正する場合は、時刻設定データ出力部１０６において、前述のように所定の時間間隔で時刻設定データの出力時刻を設定し、その出力時刻ごとに時刻設定データを送信する必要がある。一方、初期時刻設定のみ行う場合は、時刻設定データ出力部１０６において、最初の時刻設定データの出力時刻のみを設定すればよい。

走行距離補正部２０６は、走行距離補正データ出力部１０７から出力された走行距離補正データと、時計部２０３からの現在時刻とに基づいて、走行距離補正値を求め、それを走行距離積算部２０４に対して出力する。その具体的な方法を説明すると、初めに、走行距離補正データの送信時刻と、時計部２０３からの現在時刻とを比較し、その時間差を求める。この時間差は、ナビゲーション装置１が走行距離補正データを送信してから、それを車両制御装置２が受信するまでの遅延時間を表している。次に、求められた時間差に基づいて、その時間差に相当する車両の走行距離を走行距離補正データの走行距離積算値に加える。この値を走行距離補正値として走行距離積算部２０４へ出力する。

走行距離補正部２０６から走行距離補正値が出力されると、走行距離積算部２０４は、自身の走行距離積算値をその走行距離補正値に置き換えることにより、走行距離積算値の補正を行う。このようにして走行距離積算値が補正されることにより、ナビゲーション装置１において計測される走行距離積算値と、車両制御装置２において計測される走行距離積算値とを正確に一致させることができる。

車両制御部２０７は、制御指令データ出力部１０８から出力された制御指令データと、走行距離積算部２０４からの走行距離積算値とに基づいて、所定のタイミングでブレーキ制御信号とアクセル制御信号を車両に対して出力する。すなわち、走行距離積算部２０４からの走行距離積算値と、制御指令データに制御開始位置として示された走行距離積算値とを比較することにより、車両が制御開始位置に到達したか否かを判定する。これらの走行距離積算値が等しくなったら、車両が制御開始位置に到達したと判定し、制御指令データに示された制御種別と制御内容にしたがって、ブレーキ制御信号とアクセル制御信号を出力する。このようにして、車両の走行制御が行われる。

以上説明したようにして車両の走行制御を行うときに、ナビゲーション装置１と車両制御装置２においてそれぞれ実行される処理のフローチャートを図３に示す。図３（ａ）のフローチャートはナビゲーション装置１において実行され、図３（ｂ）のフローチャートは車両制御装置２において実行される。これらのフローチャートは、車両のエンジンが始動されて車両走行制御システムが立ち上げられ、ナビゲーション装置１と車両制御装置２が動作を開始したときにそれぞれ実行される。

以下、図３（ａ）のフローチャートから先に説明する。ステップＳ１００では、コンペアマッチタイマ部１０１によりカウントアップを開始する。これにより、所定の周期で割込みが発生し、タイマ積算部１０２によってタイマ積算値が記憶される。次のステップＳ１１０では、時刻設定データ出力部１０６により、時刻設定データの出力時刻を設定する。このとき前述のように、最初の出力時刻のみを設定してもよいし、あるいは次回以降の出力時刻も設定するようにしてもよい。

ステップＳ１２０では、時刻設定データ出力部１０６により、ステップＳ１１０で設定された時刻設定データ出力時刻のうち、最初の時刻設定データ出力時刻になったか否かを判定する。最初の時刻設定データ出力時刻になったら、次のステップＳ１３０へ進む。ステップＳ１３０では、時刻設定データ出力部１０６から初期時刻設定データを出力する。この初期時刻設定データは、通信回路１７によって送信処理が行われた後、通信バス３を介して車両制御装置２へ送信される。

ステップＳ１４０では、時刻設定データ出力部１０６により、次の時刻設定データの出力時刻を経過したか否かを判定する。なお、ここで判定の対象とされる出力時刻には、ステップＳ１２０で判定の対象とされた最初の時刻設定データの出力時刻は含まれない。次の時刻設定データの出力時刻を経過したら、ステップＳ１５０へ進む。ステップＳ１５０では、時刻設定データ出力部１０６から時刻設定データを出力する。この時刻設定データもステップＳ１３０と同様に、通信回路１７によって送信処理が行われた後、通信バス３を介して車両制御装置２へ送信される。これにより、ナビゲーション装置１から車両制御装置２へ所定時間ごとに時刻設定データが出力される。ステップＳ１５０を実行したら、次のステップＳ１６０へ進む。一方、まだ次の時刻設定データの出力時刻を経過していない場合は、ステップＳ１５０を実行せずにステップＳ１６０へ進む。

ステップＳ１６０では、走行距離補正データ出力部１０７により、走行距離補正データを出力するか否かを判定する。前回の走行距離補正データの出力から所定の時間間隔が経過しており、走行距離補正データを出力すると判定した場合は、ステップＳ１７０へ進む。ステップＳ１７０では、走行距離補正データ出力部１０７から走行距離補正データを出力する。この走行距離補正データは、通信回路１７によって送信処理が行われた後、通信バス３を介して車両制御装置２へ送信される。これにより、ナビゲーション装置１から車両制御装置２へ所定時間ごとに走行距離補正データが出力される。ステップＳ１７０を実行したら、次のステップＳ１８０へ進む。一方、前回の走行距離補正データの出力から所定の時間間隔が経過しておらず、ステップＳ１６０において走行距離補正データを出力しないと判定した場合は、ステップＳ１７０を実行せずにステップＳ１８０へ進む。

ステップＳ１８０では、制御指令データ出力部１０８により、車両の走行制御が必要であるか否かを判定する。前述のように車両の走行制御が必要であると判断される状況の場合、ステップＳ１９０へ進む。

ステップＳ１９０では、制御指令データ出力部１０８により、実行すべき制御種別を選択し、その具体的な制御内容の決定と、自車両の制御を開始すべき制御開始位置の特定とを行う。これらの処理は、車両位置検出部１０４から出力される現在の車両位置およびＨＤＤ１３から読み込まれる地図データに基づいて行われる。次のステップＳ１９５では、制御指令データ出力部１０８から、ステップＳ１９０の処理結果に応じた内容の制御指令データを出力する。この制御指令データは、通信回路１７によって送信処理が行われた後、通信バス３を介して車両制御装置２へ送信される。ステップＳ１９５を実行したら、ステップＳ１４０に戻る。一方、車両の走行制御が必要ない場合は、ステップＳ１９０およびＳ１９５を実行せずにステップＳ１４０へ戻る。ナビゲーション装置１は、以上説明したような処理を実行する。

次に、図３（ｂ）のフローチャートについて説明する。ステップＳ２００では、コンペアマッチタイマ部２０１によりカウントアップを開始する。このとき、ステップＳ１００においてコンペアマッチタイマ部１０１のカウントアップを開始するのと同じタイミングで、コンペアマッチタイマ部２０１のカウントアップを開始する。これにより、所定の周期で割込みが発生し、タイマ積算部２０２によってタイマ積算値が記憶される。

ステップＳ２１０では、時刻設定部２０５により、ステップＳ１３０でナビゲーション装置１から送信された初期時刻設定データを受信したか否かを判定する。初期時刻設定データを受信したら、次のステップＳ２２０へ進む。ステップＳ２２０では、受信した初期時刻設定データに基づいて、時計部２０３に対する初期時刻の設定を行う。このとき、最初に時刻設定部２０５により、受信した初期時刻設定データに基づいて、その初期時刻設定データの送信から受信までの遅延時間を求め、その遅延時間を加えた初期時刻設定値を時計部２０３へ出力する。次に時計部２０３により、時刻設定部２０５から出力された初期時刻設定値に基づいて、初期時刻を設定する。これにより、時計部２０３において現在時刻の計測が開始される。ステップＳ２２０を実行したらステップＳ２３０へ進む。

ステップＳ２３０では、時刻設定部２０５により、ステップＳ１５０でナビゲーション装置１から送信された時刻設定データを受信したか否かを判定する。なお、ステップＳ１３０で送信される初期時刻設定データは、既にステップＳ２１０において判定の対象とされていたため、このステップＳ２３０の判定対象には含まれない。時刻設定データを受信した場合は、次のステップＳ２４０へ進む。ステップＳ２４０では、受信した時刻設定データに基づいて、ステップＳ２２０と同様の方法により、時計部２０３に対する時刻の設定を行う。これにより、ナビゲーション装置１の時刻に合わせて、車両制御装置２の時刻が所定時間ごとに補正される。ステップＳ２４０を実行したら、次のステップＳ２５０へ進む。一方、時刻設定データを受信していない場合は、ステップＳ２４０を実行せずにステップＳ２５０へ進む。

ステップＳ２５０では、走行距離補正部２０６により、走行距離補正データを受信したか否かを判定する。走行距離補正データを受信した場合は、次のステップＳ２６０へ進む。ステップＳ２６０では、受信した走行距離補正データに基づいて、走行距離積算値の補正を行う。このとき、最初に走行距離補正部２０６により、受信した走行距離補正データに基づいて、その走行距離補正データの送信から受信までの遅延時間を求め、その遅延時間の相当分を加えた走行距離補正値を走行距離積算部２０４へ出力する。次に走行距離積算部２０４により、走行距離補正部２０６から出力された走行距離補正値に基づいて、走行距離積算値を補正する。これにより、ナビゲーション装置１の走行積算距離に合わせて、車両制御装置２の走行積算距離が所定時間ごとに補正される。ステップＳ２６０を実行したら、次のステップＳ２７０へ進む。一方、走行距離補正データを受信していない場合は、ステップＳ２６０を実行せずにステップＳ２７０へ進む。

ステップＳ２７０では、車両制御部２０７により、制御指令データを受信したか否かを判定する。制御指令データを受信した場合は、次のステップＳ２８０へ進む。ステップＳ２８０では、受信した制御指令データと、走行距離積算部２０４からの走行距離積算値とに基づいて、車両が制御開始位置に到達したか否かを判定する。車両が制御開始位置に到達した場合、すなわち走行距離積算部２０４によって求められた走行距離積算値と、制御指令データに示された制御開始位置の走行距離積算値とが等しくなったら、次のステップＳ２９０へ進む。

ステップＳ２９０では、ステップＳ２７０で受信した制御指令データに基づいて、ブレーキ制御信号とアクセル制御信号を車両に対して出力する。これにより、車両の走行が制御される。ステップＳ２９０を実行したら、ステップＳ２３０に戻る。一方、ステップＳ２７０において制御指令データを受信していない場合は、ステップＳ２８０およびＳ２９０を実行せずにステップＳ２３０へ戻る。車両制御装置２は、以上説明したような処理を実行する。

以上説明した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）ナビゲーション装置１は、車両位置検出部１０４により自車両の位置を検出し、その自車両の位置に基づいて、制御指令データ出力部１０８により、自車両の制御を開始すべき制御開始位置を特定する。また、走行距離積算部１０５により、自車両の走行距離を積算して走行距離積算値を求める。そして、制御指令データ出力部１０８により、制御開始位置を走行距離積算値により表した制御開始位置の情報を含む制御指令データを、車両制御装置２に対して出力する。車両制御装置２は、走行距離積算部２０４により、自車両の走行距離を積算して走行距離積算値を求める。この走行距離積算値と、ナビゲーション装置１の制御指令データ出力部１０８から出力された制御指令データとに基づいて、車両制御部２０７により自車両を制御する。このようにしたので、ナビゲーション装置１から車両制御装置２への通信遅延時間中に車両が移動しても、正確なタイミングで車両を制御することができる。

（２）車両制御装置２は、走行距離補正部２０６により、ナビゲーション装置１の走行距離積算部１０５の走行距離積算値に合わせて、車両制御装置２の走行距離積算部２０４の走行距離積算値を補正する。このようにしたので、ナビゲーション装置１と車両制御装置２の走行距離積算値を一致させることができる。したがって、より一層正確なタイミングで車両を制御することができる。

（３）走行距離補正部２０６において、走行距離積算部２０４の走行距離積算値を所定時間ごとに補正することとしたので、ナビゲーション装置１の走行距離積算値と車両制御装置２の走行距離積算値とを常に正確に一致させることができる。

（４）ナビゲーション装置１は、ＧＰＳ受信部１４により時刻情報を含むＧＰＳ信号を受信し、その時刻情報に基づいて、時刻算出部１０３により現在時刻を求める。そして、走行距離補正データ出力部１０７により、時刻算出部１０３によって求められた現在時刻と、走行距離積算部１０５によって求められた走行距離積算値とを含む走行距離補正データを、車両制御装置２に対して出力する。車両制御装置２は、時計部２０３により、予め設定された初期時刻からの経過時間を計測することによって現在時刻を求める。この現在時刻と、走行距離補正データ出力部１０７から出力された走行距離補正データとに基づいて、走行距離補正部２０６により、走行距離積算部２０４の走行距離積算値を補正する。このようにしたので、ナビゲーション装置１の走行距離積算値と、車両制御装置２の走行距離積算値とを正確に一致させることができる。

（５）走行距離補正データ出力部１０７において、所定時間ごとに走行距離補正データを出力する。この所定時間ごとに出力される走行距離補正データに基づいて、走行距離補正部２０６において、所定時間ごとに走行距離積算部２０４の走行距離積算値を補正する。このようにしたので、ナビゲーション装置１の走行距離積算値と車両制御装置２の走行距離積算値とを常に正確に一致させることができる。

（６）ナビゲーション装置１は、時刻設定データ出力部１０６により、時刻算出部１０３によって求められた現在時刻に基づいて、時計部２０３の初期時刻を設定するための初期時刻設定データを車両制御装置２に対して出力する。車両制御装置２は、時刻設定部２０５により、時刻設定データ出力部１０６から出力された初期時刻設定データに基づいて、時計部２０３に対して初期時刻を設定する。このようにしたので、ナビゲーション装置１の時刻に合わせて車両制御装置２の初期時刻を設定し、ナビゲーション装置１の現在時刻と車両制御装置２の現在時刻とを一致させることができる。したがって、ナビゲーション装置１の走行距離積算値に合わせて、車両制御装置２の走行距離積算値を正確に補正することができる。

（７）ナビゲーション装置１は、コンペアマッチタイマ部１０１により、所定の開始タイミングから所定の周期でカウントアップされるカウント値を求める。そして、時刻設定データ出力部１０６により、そのカウント値と時刻算出部１０３によって求められた現在時刻とを含む初期時刻設定データを出力する。車両制御装置２は、コンペアマッチタイマ部２０１により、コンペアマッチタイマ部１０１と同じ開始タイミングから、コンペアマッチタイマ部１０１と同じ周期でカウントアップされるカウント値を求める。そして、時刻設定部２０５により、時刻設定データ出力部１０６から出力された初期時刻設定データと、コンペアマッチタイマ部２０１により求められたカウント値とに基づいて、時計部２０３に対して初期時刻を設定する。このようにしたので、ナビゲーション装置１の時刻に合わせて車両制御装置２の初期時刻を正確に設定することができる。

（８）ナビゲーション装置１は、時刻設定データ出力部１０６により、時刻算出部１０３によって求められた現在時刻に基づいて、時計部２０３の時刻を補正するための時刻設定データを車両制御装置２に対して所定時間ごとに出力する。車両制御装置２は、時刻設定部２０５により、時刻設定データ出力部１０６から出力された時刻設定データに基づいて、時計部２０３の時刻を所定時間ごとに補正する。このようにしたので、ナビゲーション装置１の時刻と車両制御装置２の時刻とを常に正確に一致させることができる。

なお、上記の実施の形態では、車両の走行を制御する車両走行制御システムの例について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。本発明は、ナビゲーション装置により車両の位置を検出し、その車両位置に基づいて車両の走行に応じた様々な車両制御を行うシステムに適用することができる。たとえば、トンネル内を走行するときに車両のライトを自動的に点灯させるシステムなどにも本発明を適用可能である。

以上説明した実施の形態や変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。

上記の実施の形態では、受信手段をＧＰＳ受信部１４により実現し、特許請求の範囲に記載されたそれ以外の各手段を、ナビゲーション装置１の制御部１０または車両制御装置２の演算部２０が行う処理によってそれぞれ実現することとした。しかし、これらはあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係には何ら限定も拘束もされない。

本発明の一実施形態による車両走行制御システムの構成図である。 車両の走行制御を行うときのナビゲーション装置と車両制御装置の動作内容を示す機能ブロック図である。 車両の走行制御を行うときにナビゲーション装置と車両制御装置においてそれぞれ実行される処理のフローチャートである。

符号の説明

１：ナビゲーション装置 ２：車両制御装置
３：通信バス １０：制御部
１１：振動ジャイロ １２：車速センサ
１３：ＨＤＤ １４：ＧＰＳ受信部
１５：表示モニタ １６：入力装置
１７：通信回路 ２０：演算部
２１：通信回路

Claims (10)

1. ナビゲーション装置と車両制御装置とを有し、
   前記ナビゲーション装置は、
   自車両の位置を検出する車両位置検出手段と、
   前記車両位置検出手段により検出された自車両の位置に基づいて、自車両の制御を開始すべき制御開始位置を特定する制御開始位置特定手段と、
   自車両の走行距離を積算して第１の走行距離積算値を求める第１の走行距離積算手段と、
   前記制御開始位置特定手段により特定された制御開始位置を前記第１の走行距離積算値により表した制御開始位置情報を含む制御指令を出力する制御指令出力手段とを備え、
   前記車両制御装置は、
   自車両の走行距離を積算して第２の走行距離積算値を求める第２の走行距離積算手段と、
   前記第２の走行距離積算値と、前記制御指令出力手段から出力された制御指令とに基づいて、自車両を制御する車両制御手段とを備えることを特徴とする車両制御システム。
2. 請求項１の車両制御システムにおいて、
   前記車両制御装置は、前記第１の走行距離積算値に合わせて前記第２の走行距離積算値を補正する走行距離補正手段をさらに備えることを特徴とする車両制御システム。
3. 請求項２の車両制御システムにおいて、
   前記走行距離補正手段は、所定時間ごとに前記第２の走行距離積算値を補正することを特徴とする車両制御システム。
4. 請求項２または３の車両制御システムにおいて、
   前記ナビゲーション装置は、
   外部から送信される時刻情報を受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信された時刻情報に基づいて第１の現在時刻を求める第１の時刻算出手段と、
   前記第１の現在時刻と前記第１の走行距離積算値とを含む走行距離補正情報を出力する走行距離補正情報出力手段とをさらに備え、
   前記車両制御装置は、予め設定された初期時刻からの経過時間を計測することにより第２の現在時刻を求める第２の時刻算出手段をさらに備え、
   前記車両制御装置において、前記走行距離補正手段は、前記第２の現在時刻と、前記走行距離補正情報出力手段から出力された走行距離補正情報とに基づいて、前記第２の走行距離積算値を補正することを特徴とする車両制御システム。
5. 請求項４の車両制御システムにおいて、
   前記走行距離補正情報出力手段は、所定時間ごとに前記走行距離補正情報を出力し、
   前記走行距離補正手段は、前記走行距離補正情報出力手段から所定時間ごとに出力される走行距離補正情報に基づいて、所定時間ごとに前記第２の走行距離積算値を補正することを特徴とする車両制御システム。
6. 請求項４または５の車両制御システムにおいて、
   前記ナビゲーション装置は、前記第１の現在時刻に基づいて、前記初期時刻を設定するための初期時刻設定情報を出力する初期時刻設定情報出力手段をさらに備え、
   前記車両制御装置は、前記初期時刻設定情報出力手段から出力された初期時刻設定情報に基づいて、前記第２の時刻算出手段に対して初期時刻を設定する初期時刻設定手段をさらに備えることを特徴とする車両制御システム。
7. 請求項６の車両制御システムにおいて、
   前記ナビゲーション装置は、所定の開始タイミングから所定の周期でカウントアップされる第１のカウント値を求める第１のカウントアップ手段をさらに備え、
   前記ナビゲーション装置において、前記初期時刻設定情報出力手段は、前記第１のカウント値と前記第１の現在時刻とを含む初期時刻設定情報を出力し、
   前記車両制御装置は、前記第１のカウントアップ手段と同じ開始タイミングから前記第１のカウントアップ手段と同じ周期でカウントアップされる第２のカウント値を求める第２のカウントアップ手段をさらに備え、
   前記車両制御装置において、前記初期時刻設定手段は、前記初期時刻設定情報出力手段から出力された初期時刻設定情報と、前記第２のカウント値とに基づいて、前記第２の時刻算出手段に対して初期時刻を設定することを特徴とする車両制御システム。
8. 請求項４〜７いずれか一項の車両制御システムにおいて、
   前記ナビゲーション装置は、前記第１の現在時刻に基づいて、前記第２の現在時刻を補正するための時刻設定情報を所定時間ごとに出力する時刻設定情報出力手段をさらに備え、
   前記車両制御装置は、前記時刻設定情報出力手段から出力された時刻設定情報に基づいて、前記第２の現在時刻を所定時間ごとに補正する時刻補正手段をさらに備えることを特徴とする車両制御システム。
9. 請求項１〜８いずれか一項の車両制御システムにおいて用いられるナビゲーション装置。
10. 請求項１〜８いずれか一項の車両制御システムにおいて用いられる車両制御装置。

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