JPH1019595A

JPH1019595A - 運転支援装置

Info

Publication number: JPH1019595A
Application number: JP17268896A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Makino; 靖牧野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1996-07-02
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】連続カーブで安定した走行を行う。【解決手段】前方の距離Ｌ内にカーブがある場合に、
次の距離Ｌの直線を探索する（Ｓ１２，１３）。その間
での最小曲率のカーブを検出し（Ｓ１４）、このカーブ
への適正進入速度である限界車速を求め、この限界車速
に基づいて現在位置からカーブ進入地点までの適正な車
速を求める。そして、走行時における車速が限界車速以
上になった場合に、減速制御する（Ｓ１７，１８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カーブ走行時にお
いてドライバーの運転操作を支援する措置を実行する運
転支援装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両走行時の経路案内を行う
ナビゲーション装置が知られており、これが車両に搭載
される場合も多くなってきている。このナビゲーション
装置では、道路形状データを含む地図データを有してい
る。そこで、走路の前方にカーブが存在すること等をそ
のカーブ進入前に知ることができる。

【０００３】そこで、ナビゲーション装置を利用して、
カーブ進入時車速の適正化を図ることも提案されてい
る。例えば、特開平７−８５３９２号公報では、走路の
前方にカーブが存在する場合に、そのカーブを安全に通
過可能な速度と現在の車速とをカーブの手前で比較す
る。そして、現在の車速が安全に通過可能な速度より大
きかった場合には、警報を発する。そこで、ドライバー
が、この警報に応じて、減速することで、カーブ進入時
の車速を適正なものにでき、カーブを円滑に通過でき
る。また、自動的なシフトダウンなどによって減速する
ことについても記載がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
例によれば、カーブ進入前に、警報を発したり、減速を
行ったりすることで、カーブ進入時の車速が適切なもの
にできる。しかし、このような処理は、常に前方のカー
ブを対象として行っている。このため、適正な警報や減
速を行えない場合も生じる。例えば、カーブが連続し、
かつ２番目のカーブの方が１番目のカーブよりきつい場
合には、２番目のカーブについての判断は、１番目のカ
ーブの通行時になってしまう。そこで、１番目のカーブ
走行時に２番目のカーブに進入する場合の適正車速より
現在車速が大きいと判断され、警報が発せられる場合も
考えられる。このような場合、警報が発せられた地点が
カーブであり、減速できない。従って、適切な警報にな
らないという問題があった。

【０００５】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、カーブが連続する場合においても、
好適な警告などの運転支援が行える運転支援装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、カーブ走行時
において、ドライバーの運転操作を支援する措置を実行
する運転支援装置において、走路前方の所定区間におけ
る安定車速の最も低いカーブへの進入時点で安定車速に
なるように、前記カーブ進入時点までに通過する手前の
走路での減速可能性を考慮して運転支援措置を実行する
地点を決定することを特徴とする。

【０００７】このように、本発明では、走路前方の所定
区間を対象とする。この所定区間には、複数のカーブも
存在することが可能である。そこで、この区間における
最も安定車速の低いカーブ、すなわち所定区間内で最も
きついカーブを取り出し、このカーブを対象として、そ
こに進入する際の車速（安定車速）を考える。そして、
このカーブの進入時の車速を基本として、そこまでの減
速を考慮して、制動による減速制御などの運転支援措置
を講じる。

【０００８】これによって、カーブが複数続き、特に急
なカーブの手前の比較的緩いカーブが存在するときに
も、急なカーブへの進入時の車速及びその手前での減速
可能性を考慮して警告などが行える。

【０００９】従って、カーブ進入時の警告が減速できな
いカーブ走行時に行われ、所望の減速が行えないという
ような事態の発生を効果的に防止することができる。

【００１０】また、本発明は、前記運転支援措置は、警
報の出力であることを特徴とする。

【００１１】警報の出力によって、ドライバーは、速度
の出しすぎを認識し、減速する。これによって、適切な
スピードで、カーブを走行することができる。

【００１２】また、本発明は、運転支援措置が警報であ
る場合に、前記減速可能性は、直線区間のみの減速可能
性であることを特徴とする。

【００１３】これによって、ドライバーに減速を行わせ
る場合には、カーブにおける減速を行わせないようにで
きる。すなわち、カーブでの減速を考慮しないことによ
って、カーブ手前の直線部分で減速させるように警報が
発せられる。そこで、ドライバーによりカーブ手前での
減速がなされ、カーブ走行時におけるブレーキの踏みす
ぎによる不安定状態の発生を有効に防止できる。

【００１４】また、本発明は、前記運転支援措置は、車
両の制動であることを特徴とする。

【００１５】車両を自動的に制動することによって、適
切な車速制御が行え、カーブにおける安定した走行が確
保される。

【００１６】また、本発明は、運転支援が制動である場
合に、前記減速可能性は、直線区間及び安定車速の最も
低いカーブの手前に存在するカーブにおける減速可能性
であることを特徴とする。

【００１７】自動の制動によれば、カーブ走行時に適し
た減速が行われるため、カーブにおいても適切な制動が
行え、比較的高速で安定した走行が確保される。

【００１８】また、本発明は、前記所定区間は、所定の
低速までの減速が可能な２つの直線部に挟まれた区間で
あることを特徴とする。

【００１９】このように、十分な減速が行える直線があ
れば、その後のカーブについては別に考えればよい。従
って、このようにしてカーブにおける運転支援の処理の
区切りを設定することで、効率的な処理が行える。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に好適な実施の形態
（以下、実施形態という）について、図面に基づいて説
明する。図１は、本実施形態に係る運転支援装置の全体
構成を示すブロック図である。まず、演算処理装置１０
は、各種の入力信号に基づき演算処理を行い、制御用の
各種信号を出力する。

【００２１】ＧＰＳレシーバ１２は、人工衛星からの電
波を受信して、現在位置を検出するＧＰＳ（グローバル
・ポジショニング・システム）の処理を行うもので、こ
こから現在位置信号が演算処理装置１０に供給される。
なお、ＦＭ多重放送などにより、ＧＰＳの誤差情報を取
得し、現在位置検出の精度を上昇するＤＧＰＳ（ディフ
ァレンシャル・ＧＰＳ）を利用することも好適である。

【００２２】地図データベース１４は、通常のナビゲー
ションに使用するために全国の道路地図情報を有してお
り、またカーブ形状などのカーブ情報や、各道路の路面
の摩擦係数μ等の情報を記憶している。演算処理装置１
０は、必要な情報をこの地図データベース１４から得
る。

【００２３】車速センサ１６は、回転軸の回転を光学的
手法や磁気的な手法で検出するものであり、車輪の回転
数に応じてパルス信号を発生する。ヨーレートセンサ１
８は、ジャイロなどで形成され、車両の水平面内の旋回
についての加速度（ヨーレート）を検出する。演算処理
装置１０は、車速センサ１６及びヨーレートセンサ１８
の出力により、現時点における車両の挙動を検出する。

【００２４】警報出力装置２０は、音声出力用のスピー
カ、ブザー、ＬＥＤ（光射出ダイオード）、ディスプレ
イ等からなり、演算処理装置１０からの信号により、減
速を指示する警報を出力する。なお、ディスプレイは、
ナビゲーション用の表示を行う。減速装置２２は、スロ
ットルアクチュエータ、変速アクチュエータ、ブレーキ
アクチュエータ等からなり、演算処理装置１０からの信
号に応じて、車両を減速制御する。

【００２５】次に、このような運転支援装置の動作につ
いて説明する。図２は、全体動作を示すフローチャート
である。演算装置は、まず車両重量、路面状態車速を取
り込み、安全停止距離Ｌを算出する（Ｓ１１）。

【００２６】路面上でのタイヤの最大摩擦力Ｆｍａｘ
は、Ｆｍａｘ＝μＨ（μは最大摩擦係数、Ｈは垂直荷重）で表される。直線で減速する場合、この最大摩擦力の全
てを減速力に使える。

【００２７】このため、最大減速度ａは、ａ＝Ｆｍａｘ／Ｍ＝μＨ／Ｍ（Ｍは質量）で表され、垂直荷重Ｈは、質量Ｍ×重力加速度ｇで表さ
れるため、ａ＝μｇとなる。従って、路面の摩擦係数μが分かれば、直線で
の最大減速度が求まる。

【００２８】ここで、摩擦係数μは、地図データベース
１４に道路毎に記憶しておけばよい。この場合、雨滴セ
ンサや、ワイパースイッチや路面の撮像装置により、路
面の濡れ具合を検出し、摩擦係数μを補正するとよい。

【００２９】また、各道路について、摩擦係数μを記憶
しておくのではなく、アスファルトでドライならいく
つ、ウェットならいくつというようなテーブルをもって
おき、道路の舗装状況（これを地図データベース１４に
もっておく）から摩擦係数μを判定してもよい。

【００３０】また、路側のビーコンから、走行中の道路
の摩擦係数μの値を送信するようにし、車両に搭載した
通信機で受信して、摩擦係数μを得てもよい。

【００３１】さらに、過去のブレーキや加速時における
スリップなどの車両の挙動から摩擦係数μを推定しても
よいし、セルフアライニングトルク（タイヤがあるスリ
ップ角をもって転動しているとき、タイヤの接地面にス
リップ角を小さくする方向に働くトルク）から推定して
もよい。

【００３２】このようにして、最大減速度ａが求まれ
ば、現在車速をＶ０に対し、停止までの時間ｔは、ｔ＝Ｖ０／ａで求まり、従って安全停止距離Ｌは、Ｌ＝−ａｔ²／２＋Ｖ０ｔ＝Ｖ０²／２μｇとなり、その時の車速Ｖ０、路面の摩擦係数μ、重力加
速度ｇに基づいて、決定される。

【００３３】このようにして、安全停止距離Ｌが、求ま
った場合には、次に現在位置から距離Ｌ内にカーブが存
在するかを判定する（Ｓ１２）。この判定は、ＧＰＳレ
シーバ１２で得られる現在位置と、地図データベース１
４から得られる現在位置の前方の道路データの比較によ
り行う。なお、本実施形態では、ナビゲーション機能に
より、目的地までの経路設定がなされていることを前提
としており、交差点による右左折などもカーブとして取
り扱うことも好適である。

【００３４】そして、カーブが存在しなければ、Ｓ１１
に戻り、その時点での距離Ｌを算出してＳ１２に戻って
くる。これは、前方距離Ｌ内にカーブがなければ、カー
ブへの対処は不要だからである。

【００３５】一方、距離Ｌ内にカーブが存在した場合に
は、そのカーブの後の距離Ｌ以上の直線を探索する（Ｓ
１３）。これは、現時点でどこまで先のカーブを演算す
ればよいかという範囲を定めるものであり、現在車速か
ら停止までの減速可能な直線が存在すれば、その先のカ
ーブは、そこに近づいたときに考えればよいからであ
る。そこで、カーブの先の距離Ｌ以上の直線の手前まで
の範囲が、現在位置での演算範囲となる。なお、直線
は、曲率が所定値以下で、上述の減速が行えるものとす
る。

【００３６】例えば、図３に示すように、現在位置がＰ
１であり、カーブの先の直線の入り口がＰ２であれば、
このＰ１〜Ｐ２間が演算の範囲になる。なお、この図の
例では、演算範囲にカーブは２つあり、Ｐ４が１番目の
カーブの入り口、Ｐ３が２番目のカーブの入り口であ
る。

【００３７】このようにして、演算範囲が定められた場
合には、その範囲（Ｐ１〜Ｐ２）内で、最も曲率Ｒの小
さいカーブを探索（Ｓ１４）する。そして、得られた最
も曲率の小さいカーブを前提として、そこまでの各地点
における限界車速（安定車速ともいう）及び限界減速度
を減算する（Ｓ１５）。

【００３８】まず、最小曲率Ｒのカーブの進入開始地点
（図３のＰ３）における通過適正車速Ｖｒ２を求める。
これは、カーブの曲率と車速から求められる横加速度
が、路面の最大摩擦力と一致する車速によって求められ
る。そして、求められたＶｒ２に基づいて、その手前の
各地点における車速をそこにおける曲率Ｒ１（１番目の
カーブの曲率）、最大摩擦力Ｇｍａｘ＝μＨに基づいて
求める。

【００３９】例えば、地点Ｐ３における車速Ｖｒ２を初
期値として、進行方向とは逆方向に加速していくと考え
て、ｄＶ（ｎ）／ｄｔ＝Ｇｍａｘ−Ｖ（ｎ−１）²／Ｒ１Ｖ（ｎ）＝｛ｄＶ（ｎ）／ｄｔ｝・Δｔ＋Ｖ（ｎ−１）の関係式により、Ｐ３の手前の各地点での限界車速Ｖ
（ｎ）を求める。また、減速度ｄＶ（ｎ）／ｄｔも各地
点のデータとして、もっておく。なお、ΔＴは、０．１
ｓｅｃ程度に設定する。

【００４０】このようにして、２番目のカーブに進入す
る際の適正車速に基づき、その手前の各地点における適
正な限界車速及び限界減速度が求められる。

【００４１】ここで、基本的には、限界車速を定めるパ
ラメータとして、曲率のみを取り上げたが、実際には、
カーブにおけるカント（道路幅方向の勾配）、進行方向
の勾配の影響を受ける。そこで、限界の加速度ａは、ａ＝Ｇｍａｘ−（カーブによる横加速度）−（カントに
よる加速度）−（進行方向勾配による加速度）となる。

【００４２】従って、カント、勾配も考慮して、進入適
正速度が最小となるカーブをＳ１４の最小曲率のカーブ
として選択することが好ましい。また、Ｓ１５における
限界車速、限界減速度の演算において、カント、勾配を
考慮することが好ましい。この場合、路面・タイヤの摩
擦係数μから求めたＧｍａｘから、その時の車速などに
応じて使われる加速度を減算した余裕の加速度を全て減
速に使うとして、限界加速度ａが計算される。なお、カ
ント、勾配も地図データベース１４のカーブ情報に含ま
れるものである。さらに、Ｐ３からＰ２のカーブ内部に
おける限界車速もＰ３における車速と同一に設定してお
くとよい。また、カーブの後半は、加速することも可能
であり、カーブの後半については限界車速を大きくして
もよい。さらに、最小のカーブの次に緩いカーブがあっ
た場合には、そのカーブを考慮して限界車速を設定する
ことが好適である。なお、オートクルーズコントロール
（車速を適正な範囲で目標車速に維持する制御）を行え
ば、急なカーブの後半から自動的に加速し、適正な限界
車速まで自動的に加速することもできる。

【００４３】このような処理によって、地点Ｐ２までの
限界車速、限界減速度が設定でき、走行のスケジューリ
ングが行われる。

【００４４】このようにして、Ｐ３までの各地点におけ
る限界車速が求められた場合には、次に、現在の車速及
び現在位置を取り込む（Ｓ１６）。そして、取り込んだ
現在の車速と限界車速を比較する（Ｓ１７）。現在の車
速が限界車速以上であった場合には、限界減速度を目標
値として減速する（Ｓ１８）。この減速は、スロットル
の閉操作、シフトダウン、ブレーキの操作による（基本
的にはこの優先順位で減速を行う）。なお、この際、ヨ
ーレートセンサ１８の出力を用い、車両が安定な範囲に
とどまるように減速度を調整するとよい。Ｓ１７におい
てＮＯであった場合にはＳ１６に戻る。

【００４５】そして、Ｓ１８の減速制御を行った場合に
は、現在位置がＰ２に至ったかを判定する（Ｓ１９）。
地点Ｐ２に至っていなければ、スケジューリングされた
範囲内であり、Ｓ１６に戻り処理を繰り返す。そして、
Ｓ１９において、地点Ｐ２に至った場合には、スケジュ
ーリングされた範囲を越えたため、この処理を終了す
る。なお、次のカーブの距離Ｌ手前に至ったときに、ま
た同様の処理を行う。なお、Ｓ１９においては、地点Ｐ
２に至ったことで処理を終了したが、カーブ通過におけ
る減速制御と考えれば、地点Ｐ３までで処理を終了して
もよい。

【００４６】このように、本実施形態によれば、カーブ
が連続する場合に、特に急カーブの前にもう１つカーブ
が存在する場合に、これらを考慮して、減速を制御す
る。従って、適切なタイミングで減速が行え、減速しよ
うとしたときに、既にカーブに入っており、所望の減速
が行えないという状況を回避することができる。なお、
限界車速が、路面の凍結や、工事に応じて発生する場合
にも、本実施形態の限界車速、限界加速度のスケジュー
リング及び減速制御を行うことができる。

【００４７】次に、減速は、原則的にドライバーに任
せ、警報を出力する場合について、説明する。警報の場
合には、Ｓ１８の減速処理に代えて、警報が発せられ
る。この場合には、ドライバーが必要以上にブレーキを
踏む可能性があるため、上述の最大減速度Ｇｍａｘを理
論的に得られる値より小さな値に設定しておく。これに
よって、限界車速が小さな値になり、比較的早いタイミ
ングで、警報を発することができ、ドライバーに余裕を
持って、ブレーキ操作を行わせることができる。

【００４８】また、警報により、ドライバーに減速を促
す場合には、カーブでの減速はさけるべきと考えられ
る。そこで、上述のＳ１５における限界車速の計算の際
にカーブでの減速は０として処理する。これによって、
警報発生のタイミングがより早まり、地点Ｐ１までの直
線区間での減速を促す。さらに、音声で警報を行う場合
には、音声の警報の出力時間を考慮して、上述の距離Ｌ
を大きくするとよい。また、警報発生からブレーキ操作
までの時間などを考慮することも好ましい。

【００４９】さらに、警報を基本として、スロットル閉
による減速のみを組み合わせることも好適である。ま
た、上述のように、警報は減速制御より早いタイミング
で出力される。そこで、両方とも行うようにしておくこ
とで、警報に応じた減速操作が行われないときに、減速
制御が行われるようになる。このように両制御を組み合
わせることも好適である。また、減速制御を行っている
ときには、その旨の表示を行うとよい。

【００５０】なお、上述の例では、摩擦係数μや車速の
変化に伴い変化する直線距離Ｌに応じてスケジューリン
グの範囲を決定しているが、スケジューリングの範囲を
決定する直線距離を一定値としてもよい。また、地図デ
ータベース１４において、連続カーブについてのデータ
をもっておき、連続カーブに該当する地域に進入したと
きに、予め定められている範囲を処理（スケジューリン
グ）の対象としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の全体構成を示すブロック図であ
る。

【図２】全体動作を示すフローチャートである。

【図３】カーブの構成例を示す説明図である。

【符号の説明】

１０演算処理装置、１２ＧＰＳレシーバ、１４地
図データベース、１６車速センサ、１８ヨーレートセ
ンサ、２０警報出力装置、２２減速装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カーブ走行時において、ドライバーの運
転操作を支援する措置を実行する運転支援装置におい
て、走路前方の所定区間における安定車速の最も低いカーブ
への進入時点で安定車速になるように、前記カーブ進入
時点までに通過する手前走路での減速可能性を考慮して
運転支援措置を実行する地点を決定することを特徴とす
る運転支援装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置において、前記運転支援措置は、警報の出力であることを特徴とす
る運転支援装置。
【請求項３】請求項２に記載の装置において、前記減速可能性は、直線区間のみの減速可能性であるこ
とを特徴とする運転支援装置。
【請求項４】請求項１に記載の装置において、前記運転支援措置は、車両の制動であることを特徴とす
る運転支援装置。
【請求項５】請求項４に記載の装置において、前記減速可能性は、直線区間及び安定車速の最も低いカ
ーブの手前に存在するカーブにおける減速可能性である
ことを特徴とする運転支援装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１つに記載の装
置において、前記所定区間は、所定の低速までの減速が可能な２つの
直線部に挟まれた区間であることを特徴とする運転支援
装置。