JP2000329224A - 車両制御装置 - Google Patents
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- Control Of Transmission Device (AREA)
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Abstract
を行うことが可能な車両制御装置を提供する。 【解決手段】 車両の前方200m先に存在するノード
を特定点とし、この特定点の前後35mの区間内に存在
する各ノードの旋回角の累計値Σθを使用して、次式か
ら特定点を通過する際の推奨走行速度Vnを決定する。
Vn=3.6×√(c/(a×Σθ+b)) そして、
特定点までの距離、及び現在車速と推奨走行速度との速
度差から、自動変速装置で設定し得る変速比の上限を規
制する。このように、特定点の前後一定距離内に含まれ
る各ノードの旋回角の累計Σθを使用して道路形状判断
に基づく車両制御を行うことにより、より道路形状に即
した適切な車両制御が行われる。
Description
り、詳細には、有段変速機又は無段変速機を含む自動変
速装置の変速比を、前方に存在する走行道路の形状等に
応じて車両制御を行う車両制御装置に関する。
れる車両の現在位置と、ナビゲーション装置に備え付け
られた地図データベースから得られる前方の道路形状
と、車両情報とに基づき、自動変速機もしくはエンジン
の制御量を決定し、該制御量を自動変速機の制御を司る
自動変速装置、もしくはエンジンの制御を司るエンジン
制御装置に送信することにより、現在位置より前方カー
ブへの進入に対応させて減速制御を行うことができるよ
うにした車両制御装置が提供されている(特開平7−3
06998号公報)。この車両制御装置を含めて従来の
車両制御装置では、一般にカーブの状態に応じて車両制
御をするために、道路データベース中の連続する3点の
ノードデータとリンクデータとからノード3点を含む円
の半径Rを算出し、この半径Rをカーブの形状を表す曲
率半径(ノード半径)としている。この算出した曲率半
径に基づいてカーブ内に存在するノード点位置を走行通
過するのに適正な車速すなわち適正車速を算出し、この
適正車速をパラメータに用いて自動変速機もしくはエン
ジンの制御量を決定している。
御装置では、制御対象となるカーブの曲率半径を連続す
る3つのノードとノード間距離とから算出していたた
め、以下のような問題が生じていた。すなわち、従来で
は連続する3点のノードによりカーブ状態を判断してい
るためカーブに対する局所的な判断であり、該当するカ
ーブに対する状態を適切に判断することはできなかっ
た。
もので、異なる形状の道路に対して同一の位置関係でノ
ードが付された場合を表したものである。図7(a)に
示すようにノードN2の通過後に直線道路が続く道路D
1に比べて、(b)に示すように同方向のカーブが継続
している道路D2の方が、運転操作ではきついカーブで
あると感じられるのが実状であり、(カーブが継続する
道路D2の方が減速制御等の車両制御の必要性が高い。
しかし、図7(a)、(b)に示されるように、異なる
形状の道路D1、D2であっても同一の位置関係で連続
する3点のノードN1、N2、N3が付された場合、中
心ノードN2に対する曲率半径R0は両道路とも同一に
なる。従って、従来の車両制御装置では、中心ノードN
2を通過する場合に、両道路共に同一の車両制御が行わ
れていた。このように従来では、連続した3点に基づく
局所的な判断からカーブに対する曲率半径を求め、その
曲率半径に応じて車両制御が行われているため、実際の
カーブに対する運転操作上の感覚とはずれた制御が行わ
れる可能性があった。
る位置にノードが付された場合を表したものである。こ
の図8に示されるように、同一形状のカーブであれば運
転操作上は同一の感覚であり、車両制御も同一であるこ
とが望ましい。しかし、従来の連続する3ノードから曲
率半径を求める場合、制御対象となっているノードN2
と他のノードN1、N3との距離が短い場合には図8
(a)に示されるように曲率半径R1が小さくなり、距
離が長い場合にいは(b)に示されるように曲率半径R
2が大きくなり、このため同一形状の道路であっても、
ノードの付け方によって異なる車両制御が行われる可能
性があった。
おける課題を解決するためになされたもので、カーブ等
の道路形状により合致した車両制御を行うことが可能な
車両制御装置を提供することを目的とする。
では、各道路に付された複数のノードのノードデータを
有する道路情報を記憶した道路情報記憶手段と、車両の
現在位置を検出する現在位置検出手段と、この現在位置
検出手段で検出した車両の現在位置の進行方向にある特
定点の推奨走行速度を、前記特定点の前後所定距離範囲
内に存在する前記ノードのノードデータから決定する推
奨走行速度決定手段と、車速を検出する車速検出手段
と、自動的に変速比を選択する自動変速装置と、前記特
定点と前記現在位置との距離、及び前記特定点の推奨走
行速度と現在の車速との速度差に応じて予め定められた
範囲内に前記自動変速装置の変速比を規制する変速比規
制手段と、を車両制御装置に具備させて前記目的を達成
する。請求項2に記載の発明では、請求項1に記載した
車両制御装置において、前記推奨走行速度決定手段は、
前記特定点の前後所定距離内に存在する前記ノードによ
る旋回角の累積値を算出する累積旋回角算出手段を備
え、この算出した累積旋回角から前記特定点の推奨走行
速度を決定する。請求項3に記載した発明では、請求項
2に記載した車両制御装置において、前記推奨走行速度
決定手段は、前記累積旋回角算出手段で算出した累積旋
回角から、前記特定点の曲率又は曲率半径を算出する曲
率算出手段を備え、この算出した曲率又は曲率半径から
前記特定点の前記推奨走行速度を決定する。請求項4に
記載した発明では、請求項1、請求項2、又は請求項3
に記載した車両制御装置において、前記自動変速装置と
して、多段変速機もしくは無段変速機を使用する。
ついて、図1から図6を使用して詳細に説明る。 (1)実施形態の概要 本実施形態では、車両から進行方向で所定距離(例え
ば、200m)先に存在するノードを特定点とし、この
特定点の前後一定の距離(例えば、前35m、後35
m)内に存在する各ノードに対する旋回角の累計値Σθ
から、特定点を通過する際の推奨走行速度Vnを決定す
る。そして、特定点までの距離、及び現在車速と推奨走
行速度との速度差から、自動変速装置で設定し得る変速
比の上限を規制する。このように、カーブに対する自動
変速装置の変速比規制を行うにあたり、特定点を含む連
続した3ノードによる局所的な道路形状判断に基づく車
両制御ではなく、特定点の前後一定距離内に含まれる各
ノードに対する旋回角の累計値を使用して道路形状判断
に基づく車両制御を行うことにより、より道路形状に即
した適切な車両制御が行われる。なお、本実施形態にお
いて旋回角は、次のように定義される。すなわち、3つ
の連続するノードa、b、cにおいて、中心のノードb
に対する旋回角をθとし、線分(リンク)abをaから
b方向に延長した線分と線分bcとがなす角度が旋回角
θで、線分abの延長線に対してノードcが右側にある
場合θ>0で、左側にある場合θ<0である。この旋回
角θは、角abc(∠abc)の補角であり、角abc
の角度をαとした場合、θ=180°−αで表される。
ブロック図である。本実施形態の車両制御装置1は、ナ
ビゲーションシステム10と、自動変速装置(40、4
1)と、ATモード選択部20と、車両状態検出部30
とを備えている。ナビゲーションシステム10は、ナビ
ゲーション処理部11と、道路情報記憶手段として機能
するデータ記憶部12と、現在位置検出部13と、通信
部15と、入力部16と、表示部17と、音声入力部1
8と、音声出力部19とを有している。
情報に基づいて、ナビゲーション処理等の各種演算処理
を行い、その結果を出力する中央制御装置(以下「CP
U」という)111を備えている。このCPU111
は、データバス等のバスラインを介してROM112と
RAM113が接続されている。ROM112は、目的
地までの予定走行経路の検索、予定走行経路中の走行案
内、特定区間の決定等を行うための各種プログラムが格
納されているリード・オンリー・メモリである。RAM
113は、本実施形態における累積旋回角の演算等の各
種演算処理をCPU111が行う際にワーキング・メモ
リとして使用されるランダム・アクセス・メモリであ
る。
通過する際に推奨される車速(推奨走行速度)を、所定
区間内における累積旋回角Σθから演算するための処理
プログラムが格納されている。なお、CPU111は、
各ノード位置に対する推奨走行速度を演算により算出せ
ずに、予め作成された累積旋回角Σθに対応する推奨走
行速度テーブルをROM112に格納しておき、この推
奨走行速度テーブルから各ノード位置に対する推奨走行
速度を決定するようにしてもよい。また、これら各種テ
ーブルや処理プログラムをROM112ではなく、デー
タ記憶部12に格納し、適宜更新できるようにしてもよ
い。
最適変速段を決定するための最適変速段マップ(データ
テーブル)が格納されている。この最適変速段マップも
ROM112ではなく、データ記憶部12に格納し、適
宜更新できるようにしてもよい。更に、最適変速段マッ
プは、マップ(データテーブル)の形態ではなく、最適
変速段を算出する計算式の形態でROM112に格納す
るようにしてもよい。
ル、ネットワークデータファイル、目的地データファイ
ルが格納されている。地図データファイルには、地形デ
ータ(描画データ)、市街地図データ(詳細描画デー
タ)等が含まれ、ネットワークデータは、マップマッチ
ングや経路案内用のデータとして道路データ、交差点デ
ータが含まれている.目的地データには、施設データと
して名称、位置、住所、写真、施設紹介データ等が含ま
れている。
を特定する情報として次のようなデータが格納されてい
る。つまり、道路データには、交差点番号、ノード数、
ノードの絶対位置(緯度、経度により絶対座標)、リン
ク長さ、リンクの交差角、道路幅、道路名称等が格納さ
れ、更に各ノードには、ノード情報として踏み切りの有
無、カーブ曲率、勾配などがノード点毎に格納されてい
る。また、各リンクには、リンク情報として道路の車線
数、トンネルの有無などが格納されている。また、交差
点データとしては、交差点に交差する道路の道路番号、
案内対象となる道路かを示す案内対象許可フラグ、ラン
ドマーク位置種別データ、交差点写真データ、高速道路
等の出口ランプウェイ案内データ、交差点番号などが格
納されている。
などの各種地域毎の情報が格納された他のデータファイ
ルを備えている.これら各ファイルには、経路探索を行
うと共に、探索した経路に沿って案内図を表示したり、
交差点や経路中における特徴的な写真やコマ図を出した
り、交差点までの残り距離、次の交差点での進行方向を
表示したり、その他の案内情報を表示部17や音声出力
部19から出力するための各種データが格納されてい
る。これらのファイルに記憶されている情報の内、通常
のナビゲーションにおける経路探索に使用されるのが交
差点データ、道路データである。これらデータによっ
て、道路の幅員、勾配、路面の状態、コーナの曲率半
径、交差点、T字路、道路の車線数、車線数の減少する
地点、コーナの入口、踏切、高速道路出口ランプウェ
イ、高速道路の料金所、道路の幅員の狭くなる地点、降
坂路、登坂路、その他高速道路からランプウェイヘ進入
する分岐路、Y字路などのような分岐道路などを示す道
路情報が構成されている。
D−ROM、光ディスク、磁気テープ、ICカード、光
カード等の各種記憶装置が使用される.なお、各ファイ
ルは記憶容量が大きい、例えばCD−ROMの使用が好
ましいが、その他のデータファイルのような個別のデー
タ、地域毎のデータは、ICカードを使用するようにし
てもよい。また、通信部15を用いて、渋滞情報や目的
地までの経路情報等のデータを、図示しない外部情報提
供手段により、通信で獲得する構成としてもよい。更に
同様に通信部15を用いて、前記地図データファイルや
ネットワークデータファイルを通信で獲得する構成とす
ることもできる.或いは、ネットワークデータフアイル
の更新は、前述した様に、通信にて行うこともできる
し、更にこの更新は、自車の走行軌跡と対応するネット
ワークデータとを比較することにより、新規道路の認識
を行って、新規道路のネットワークデータを作成するこ
とにより行われる。
憶部12に格納されている道路データの一部は、道路の
形状を示す道路データとして、道路上の位置を示す点で
あるノードと、ノードを結ぶ線分(リンク)で構成され
ている。図2は、データ記憶部12に格納されている道
路データの構造を示した模式図である。図中で、実線R
は道路の形状を示している。ここで、道路は、ノード
(N1、N2、…)と、ノードを結ぶリンクによって表
現される。そして、ノードは、少なくとも座標(ここで
は、絶対座標である緯度、経度)によって定義されてい
る。
高によって定義することもできる。標高データは、左右
上下250m間隔のマトリクス状の各点において保持さ
れており、例えば図中に10−10で指した地点の標高
20mであり、図中10−11で指した地点の標高点は
標高22mというようにデータを持っている。また、ノ
ードにおける道路の曲率半径(ノード半径)は、リンク
の交差角で求めることができる。このように、道路に関
する情報は、ノードに付与されて、ノード毎にデータ記
憶部12に格納されている。本実施形態では、この道路
データのうちの各ノードに対する旋回角θを求め、車両
制御の対象となっている特定点(ノード)の前後所定距
離内に含まれる全ノードに対する旋回角θの累積値Σθ
から、車両制御をすべき道路形状か否かを判断すると共
に、制御内容を決定するようにしている。
31、地磁気センサ132、距離センサ133、ステア
リングセンサ134、ビーコンセンサ135、ジヤイロ
センサ136とを備えている。GPSレシーバ131
は、人工衛星から発せられる電波を受信して、自車の位
置を測定する装置である。地磁気センサ132は、地磁
気を検出して自車の向いている方位を求める。距離セン
サ133は、例えば車輪の回転数を検出して計数するも
のや、加速度を検出して2回積分するものや、その他計
測装置等が使用される。ステアリングセンサ134は、
例えば、ハンドルの回転部に取り付けた光学的な回転セ
ンサや回転抵抗ボリューム等が使用されるが、車輪部に
取り付ける角度センサを用いてもよい。ビーコンセンサ
135は、路上に配置したビーコンからの位置情報を受
信する。ジヤイロセンサ136は、車両の回転角速度を
検出しその角速度を積分して車両の方位を求めるガスレ
ートジヤイロや振動ジヤイロ等で構成される。また、こ
のジヤイロセンサ136によって、車両に加わる横加速
度(横G)を検出することもできる。
1とビーコンセンサ135は、それぞれ単独で位置測定
が可能であるが、その他の場合には、距離センサ133
で検出される距離と、地磁気センサ132、ジヤイロセ
ンサ136から検出される方位との組み合わせ、また
は、距離センサ133で検出される距離と、ステアリン
グセンサ134で検出される舵角との組み合わせによっ
て自車の絶対位置(自車の現在地)を検出するようにな
っている。本実施形態に基づいて経路毎に検出される精
密な走行軌跡データの構築には、現在位置検出部13で
検出された各種情報が使用される。
との間で各種データの送受信を行うようになっており、
例えば情報センタ等から受信した渋滞などの道路情報や
交通事故情報等の各種データを受信するようになってい
る。入力部16は、走行開始時の現在位置の修正や、目
的地を入力するように構成されている。入力部16の構
成例としては、表示部17を構成するディスプレイの画
面上に配置され、その画面に表示されたキーやメニュー
にタッチすることにより情報を入力するタッチパネル、
その他、キーボード、マウス、バーコードリーダ、ライ
トペン、遠隔操作用のリモートコントロール装置などが
挙げられる。
ー、操作キーの表示や、ユーザの要求に応じて設定され
た案内地点までの経路の表示や、走行する経路に沿った
案内図等の各種表示が行われる。表示部17としては、
CRTディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディ
スプレイ、フロントガラスにホログラムを投影するホロ
グラム装置等を用いることができる。音声入力部18は
マイクロホン等によって構成され、音声によって必要な
情報が入力される。音声出力部19は、音声合成装置
と、スピーカとを備え、音声合成装置で合成される音声
の案内情報を出力する。なお、音声合成装置で合成され
た音声の他に、各種案内情報をテープ等の音声記憶装置
に録音しておき、これをスピーカから出力するようにし
てもよく、また音声合成装置の合成音と音声記憶装置の
音声とを組み合わせてもよい。
ステムは、運転者に車両の現在地周りの道路情報を知ら
せて、車両の目的地までの走行経路を誘導する。つま
り、入力部16から目的地を入力すると、ナビゲーショ
ン処理部11は、現在位置検出部13で検出された自車
位置に基づき、データ記憶部12から読み出した道路情
報から目的地までの走行経路を選択し、該経路を表示部
17に出力するとともに、該表示部17に表示された走
行経路と、音声出力部19から出力される音声によっ
て、運転者を目的地まで誘導するようになっている。ま
た、目的地が入力されていない場合には、自車位置の周
辺の道路情報を表示部17に表示することで自車位置を
知らせるロケーション機能を実現している。なお、本発
明においては、運転者を目的地まで誘導する機能が備わ
っていなくてもよく、誘導のための表示部17や音声出
力部19が設けられていなくてもよい。
ンと変速モード(後述するパワーモード、ノーマルモー
ド)を運転者が選択する操作部である。このATモード
選択部20からは、運転者が選択した変速モードの選択
信号が、後述する電気制御回路部(以下「A/T EC
U」という)40へ供給される。
(車速検出手段)、とスロットル開度センサ35を有し
ている。車速センサ31は車速Vを検出し、検出された
車速Vはナビゲーション処理部11とA/T ECU4
0にそれぞれ供給される。スロットル開度センサ35は
スロットル開度を検出し、検出されたスロットル開度
は、A/T ECU40と、E/G ECU50に供給
される。
出手段として機能するブレーキセンサ32、アクセルセ
ンサ33、ウィンカーセンサ34とを備えている。ブレ
ーキセンサ32はブレーキが踏まれたか否か(ON/O
FF)を検出し、アクセルセンサ33はアクセル開度α
を検出し、ウィンカーセンサ34はウィンカースイッチ
のON/OFFを検出し、これらうちの少なくとも1つ
以上の検出信号が減速操作としてそれぞれナビゲーショ
ン処理部11とA/T ECU40へ供給される(減速
操作検出手段として機能)。この減速操作検出手段で検
出される減速操作は、本実施形態による車両制御におい
て、カーブに対する変速段制御を行う場合に、シフトダ
ウンを行うきっかけとなるものである。
に基づき、またはアクセル開度αの変化に基づき、運転
者の減速操作を検出することができる。つまり、アクセ
ル開度が零に近い場合で、アクセル開度が所定の変化率
(アクセルペダルを踏み込んでいる量に対して、踏み込
み量が減少した割合)以上で減少した場合など、運転者
の減速操作として検出することができる。つまり、アク
セルペダルを踏み込んでいる状態から戻すという操作
は、明らかに減速を意図しているものとすることができ
るので、減速操作として検出することができる。この検
出は、アクセル開度αの変化量(減少量)、変化速度
(減少速度、変化加速度(減少加速度)等によって行っ
てもよい。これらのパラメータとアクセル開度αの変化
後の状態とを組み合わせて減速操作と判断してもよい。
例えば、α≒0の場合であっても、車両を惰性で走行さ
せている場合もあるので、アクセル開度の減少があり、
かつ、α≒0となった場合に減速操作として検出するよ
うにすることもできる。
加速をやめるために行う操作もあるので、アクセル開度
αの変化量(減少量)、変化速度(減少速度)、変化加
速度(減少加速度)等が、所定値以上である場合に、運
転者が車速の減少を意図しているものとして、これを減
速操作として検出する構成とすることもできる。更に、
ウィンカーのON信号によって、運転者の減速の意志を
予測し、減速操作として検出することもできる。このウ
ィンカーON操作に基づく減速操作の検出は、更にウィ
ンカーON時の車速と組み合わせて判断してもよい。例
えば、ウィンカーON時に、交差点への進入等が可能な
速度まで減速されていなければ、交差点への進入等のた
めに減速操作が行なわれるものと予測できるので、減速
操作として検出し、既に充分減速されている場合には、
減速操作として検出しないこととすることもできる。
踏み込みとウィンカーのON操作のいずれか一つの操作
を検出したときに、減速操作として検出する構成とする
こともできる。この場合には、確実に減速操作を検出す
ることができる。また、アクセル開度の減少と、ブレー
キの踏み込みと、ウィンカーのON操作のうち、2つ以
上が検出された時に、減速操作として検出する構成とし
てしもよい。この場合には、運転者の意図した減速程度
をより明確に確認することができる。例えば、アクセル
開度の減少のみによって減速する場合よりも、アクセル
をオフし(アクセル開度の急激な減少があり)、かつそ
の直後にブレーキが踏み込まれた場合が、運転者の意図
する減速の程度がより大きいものと判断することができ
る。
動作に基づき減速操作の開始を検出するものとしてもよ
い。例えば、アクセルペダルのオンからオフへの切り換
え、アクセルペダルが所定以上の速度で戻されること、
ブレーキペダルのオンなどを減速操作の開始として検出
することができる。例えば、アクセル開度αが所定値以
上の場合であって、α=0となった場合、或いは、所定
値以上の速度でアクセルが戻された場合にのみ、減速操
作の開始として検出する構成とすることができる。この
ような構成とすれば、例えば、加速を抑制したり、増速
をやめる目的でアクセルペダルを戻す操作を減速操作と
して検出しない構成とすることができる
あって、プラネタリギアを主体としたギアトレーン及び
ギアトレーンの各構成要素を係合、解放して変速段を形
成する油圧回路からなる機構部(図中A/Tで示し、以
下ATという)41と、このAT41を制御する電気制
御回路部(A/T ECU)40とを備えている。ナビ
ゲーションシステム10とA/T ECU40とは、相
互に通信線で接続され適宜通信が行われる。
びスロットル開度センサ35、ウィンカーセンサ34、
アクセルセンサ33、ブレーキセンサ32が接続されて
おり、車速センサ31からは車速信号が、スロットル開
度センサ35からはスロットル開度信号が入力される。
更にAT41に取り付けられた図示しないシフトポジシ
ョンセンサからはATモード選択部20で選択されたシ
フトポジションに対応したシフトポジション信号が入力
される。
油圧回路内のアクチュエータ(油圧ソレノイド)に対し
て駆動信号が出力され、この駆動信号に基づき上記アク
チュエータが作動してAT41における変速段の形成等
が行われる。A/T ECU40は、また、EEPRO
M42に記憶された制御プログラムにより各種制御が実
行される。例えば、変速段の選択は、スロットル開度セ
ンサ35より検出されるスロットル開度と、車速センサ
31からの車速Vとに基づき、予めEEPROM42に
記憶されているメモリテーブル(変速マップ)に基づき
行われるように構成されている。この変速マップに従っ
て自動変速装置固有の変速段(本実施形態による車両制
御が行われない場合の変速段)が決定される。
ードの各モードに応じて用意されており、ナビゲーショ
ン処理部11から供給される変速モード変更指令信号に
基づいて自動的に変更される。また、変速モードは、運
転者の意志によりATモード選択部20を介して変更す
ることもできる。
能のバランスのとれた経済走行パターンで、通常走行に
用いるものである。パワーモードとは、動力性能を重視
したパターンで、山間地等での運転に使用するものであ
り、変速段マップでは、低速側の変速段の領域が大きく
取られている。
変速段を決定するための変速マップを変化させることな
く、変速段の高速側(上限)を制限(規制)することに
より、結果的に変速段が低速側にシフトされたような制
御を実行している。したがって、固有の変速マップとし
て、どのような変速マップを用いることもできる。
ーは、パーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラ
ルレンジ、ドライブレンジ、セカンドレンジ、ロウレン
ジ、の6つのシフトポジションが選択可能な6ポジショ
ンタイプで、AT41に取り付けられた図示しないシフ
トポジションセンサと機械的に接続されている。
1〜4速の間で変速段が選択され、セカンドレンジで
は、1〜2速の間で変速段が選択され、ロウレンジで
は、1速の変速段のみが設定される。本実施形態では、
シフトレバーがドライブレンジのシフトポジションに保
持されている場合にのみ、ナビゲーションシステム10
による変速段の規制制御が実行可能な構成となってい
る。例えば、A/T ECU40によって自動変速装置
固有の変速段として4速が決定されていても、ナビゲー
ション処理部11により上限が3速に規制されていると
きは、駆動信号は1速から3速までの範囲内でしか出力
されない。そして、変速比を設定するA/T41のアク
チュエータに対して、その範囲内で駆動信号がA/T
ECU40から出力される。以上のように、ナビゲーシ
ョン処理部11とA/T ECU40とによって変速比
規制手段が構成される。本実施形態では、変更可能な変
速段の範囲として、上限値が制限された規制範囲とされ
る。
/G ECUで示す)50は、スロットル開度の信号
と、エンジン(図中、E/Gで示す)51からのエンジ
ン回転数その他(冷却水温、センサ信号等)とに基づ
き、燃料噴射指令等を変化させて、エンジン51を制御
する。
る、変速段の上限規制を行うナビAT協調制御の動作に
ついて説明する。図3は、本実施形態におけるナビAT
協調制御のうちの、ナビゲーション処理部11が行う処
理動作を表したフローチャートである。この図3に示さ
れるように、まずナビゲーション処理部11は、現在位
置検出部13を介して、自車の現在位置データを取得
し、自車の現在位置を把握する(ステップS5)。な
お、特にフローチャート上に図示しないが、この現在位
置の把握は常時行われており、ナビゲーション処理部1
1は最新の位置情報を把握しているものとする。更に、
ナビゲーション処理部11は、把握した現在位置の進行
方向の道路データをデータ記憶部12から読み出す。す
なわち、現在位置から進行方向前方の所定区間(例え
ば、現在位置の200m(後述する制御判定区間に相当
する)先の位置x1から1km先の位置x2までの区
間)をコーナー判定区間とし、このコーナー判定区間の
道路に対して付されたノードNのノードデータを読み出
す(ステップ10)。
ーナー判定区間内の各ノードに対して、以下のコーナー
判定処理を行う(ステップ15)。このコーナー判定処
理は、各ノードNに位置を車両が通過するためにコーナ
ー制御をする必要があるノードか否かを各ノードに対し
て行うものである。すなわちナビゲーション処理部11
は、各ノードに対する累積旋回角Σθを算出する。図4
は、ノードNに対する累積旋回角Σθの算出について表
したものである。この図4に示すように、道路上にノー
ドN0、N1、…、N5、…が設定されており、ノード
N2に対する累積旋回角Σθを算出する場合を例に説明
する。この場合、ノードN2を中心として進行方向後方
に距離Lb(=35m)の地点から、前方に距離Lf
(=35m)の地点までの区間をノードN2に対する累
積区間とし、この累積区間内に存在するノードを抽出す
る。図4(a)に示した道路の場合、ノードN2に対す
る累積区間内には、ノードN1、N2、N3、N4が存
在している。なお、実施形態において両距離Lb=Lf
=35mとしているが、両距離は30m、50m、10
0m、150m、200m等の任意の距離を設定するこ
とが可能であり、またLb≠Lfとして設定するように
してもよい。Lb≠Lfとする場合、進行方向に対する
車両制御なので、Lb>Lfとすることで進行方向前方
の道路形状をより多く考慮に入れた制御とすることがで
きる。ナビゲーション処理部11は、これら各ノードN
1〜N4に対する旋回角度θ1〜θ4を算出し、その累
計値Σθ(=θ1+θ2+θ3+θ4)を累積旋回角Σ
θとする。
積旋回角Σθは、ノードの打たれ方の影響を受けずにほ
ぼ一定の値となる。すなわち、図4(b)に示すよう
に、(a)と同一の道路に対して少ないノードN1〜N
3が設定された場合、ノードN1に対する累積区間内に
はノードN1だけが存在することになるが、累積旋回角
Σθ=θ1の値は、(a)のノードN2に対する累積旋
回角Σθとほぼ等しくなる。このように、ノードが実際
の道路上に設定されていれば累積旋回角Σθは、設定の
仕方による誤差が小さく、またリンクLの長さ(ノード
の間隔)による影響も少ない。従って、本実施形態によ
る累積旋回角Σθを使用して次に説明するコーナーの判
定を行う場合には、コーナーを表現するノードNの設定
数を少なくすることが可能になる。
出した累積旋回角Σθが所定のしきい値よりも小さい場
合には、曲率の少ないカーブ(曲率半径Rは大)なので
減速を補助する必要がないとして、コーナー制御が必要
ないノードと判定する。逆に、累積旋回角Σθがしきい
値よりも大きい場合、曲率の大きいカーブ(曲率半径R
は小)なので減速を補助する必要があると判断して、コ
ーナー制御が必要な制御対象ノードと判定する。ナビゲ
ーション処理部11は、制御対象ノードと判定したノー
ドのノードデータと、そのノードに対する算出済みの累
積旋回角ΣθをRAM113の所定エリアに格納する。
現在位置から進行方向所定距離(例えば、200m先)
までの区間を制御判定区間とした場合、この制御判定区
間内に制御対象ノードが存在するか否かを判断する(ス
テップ20)。存在しない場合(ステップ20;N)に
は、ステップ20戻り制御対象ノードが現れるまで走行
を継続する。
存在する場合(ステップ20;Y)、各制御対象ノード
Nnに対する推奨走行速度Vnを算出する(ステップ2
5)。なお、ノードNnに対する推奨走行速度Vnと
は、ノードNを通過する場合の適正な車速のことであ
り、主としてコーナーを安全に走行することが可能な速
度として設定される。ナビゲーション処理部11は、該
当する制御対象ノードNnに対する累積旋回角ΣθをR
AM113から読み出し、次の数式(1)に従って推奨
走行速度Vnを算出する。
aは定数であるが、道路の種別(例えば、高速道路、有
料道路、一般道等)や道路幅などのデータ記憶部12に
格納されている道路情報によって変更してもよい。例え
ば走行している道路が高速道路の場合は、道幅が広く、
カーブが緩く、道路の設計速度が高い場合が殆どなので
aの値は通常と比較して小さくなる。逆に一般道の場合
は、道幅が狭く、カーブがきつく、道路の設計速度が低
い場合が多いのでaの値は通常と比較して大きくなる。
また道路データの内、幅員データに応じて変更しても良
い。例えば現在走行している道路の幅員が広い場合はa
の値を小さくする。また、ワインディング判定を行い山
岳路の数値に変更してもよい。このように道路種別や幅
員に応じてaの値を補正することで、より実際の走行に
適した適正速度としての推奨走行速度が得られる。また
上記例ではナビゲーション装置の地図データベースに備
えられたデータに基づき道路種別等を判断したが、図示
しないカメラ、CCDカメラにより道路種別や幅員等を
判断し、aの値決定に使用することも可能である。
単のためにb=0とすることも可能である。cは許容横
Gに関する数値で、例えば、0.2であるが、この値c
も天候や路面の状態等によって変更するよにしてもよ
い。
推奨走行速度Vnを算出すると、ナビゲーション処理部
11は、車速センサ31で検出されている現在の車速v
を車両情報として読み込む(ステップ30)。更に、ナ
ビゲーション処理部11は、車両の現在位置から制御対
象ノードNnまでの距離Lnを算出する(ステップ3
5)。
M112に予め記憶されている最適変速段マップ(図
5)を読み出し、このマップ上に減速加速度曲線を設定
し(ステップ40)、減速加速度曲線を設定した最適変
速段マップを使用し、現在車速と、現在位置から各制御
対象ノードNnまでの距離Lnとから、各制御対象ノー
ドNnの推奨走行車速Vnに応じた最適変速段を判定す
る(ステップ45)。
設定(ステップ40)と最適変速段の設定(ステップ4
5)の具体的方法について説明する。図5は、安定した
減速、車両挙動、変速段の変更による減速度合等を考慮
して、推奨される減速度を設定し、その減速度に応じ
て、現在位置において最も適切と思われる車速を設定し
たマップであり、横軸を距離L、縦軸を車速Vとし、各
制御対象ノードNn毎に減速加速度曲線が設定されてい
る。図5では、制御判定区間(車両からその進行方向2
00mまでの区間)内に、制御対象ノードNnとして、
N1とN2が存在する場合について示している。この図
5に示されるように制御対象ノードNn(図5では、n
=1と2)に対する減速加速度曲線は、以下のようにし
て引かれる。すなわち、車両の現在位置を横軸の原点と
し、現在位置から制御対象ノードNnまでの距離Ln
と、制御対象ノードNnに対する推奨走行速度Vnを成
分とする座標点Qn(Ln、Vn)をとり、この座標点
Qnから3速用の減速加速度曲線mn3と、2速用の減
速加速度曲線mn2が引かれている。この減速加速度曲
線mn2、mn3と、車両現在位置からの垂線(縦軸と
並行な線)との交差点が制御対象ノードNnに対する車
両現在位置での基準車速VBn2、VBn3となる。
速度が大きい場合、変速段が3速以下の方が望ましいと
される3速用の減速加速度(図5中のm13、m23)
と、変速段が2速以下の方が望ましいとされる2速用の
減速加速度(図5中のm12、m22)がある。これ
は、変速段が低速側にある方が、減速時の車両の安定性
と制動に有利であるためである。このような減速加速度
と距離Lとの関係を示したのが図5の減速加速度曲線、
m12、m13、m22、m23である。また、基準車
速VBnとは、制御対象ノードNnまでの区間距離Ln
を各減速加速度で減速すると仮定した場合、現在の車速
はいかなる値であるかを示すものである。すなわち、基
準車速VBn2は2速用の減速加速度で減速した場合
に、また、VBn3は3速用の減速加速度で減速した場
合に、制御対象ノードNnの地点で推奨走行速度Vnに
なるために必要な、制御対象ノードNnから距離Ln手
前での車速である。例えば、車両現在位置での車速が基
準車速VB12であれば、区間L1を2速用の減速加速
度m11で減速することで制御対象ノードN1を基準車
速V1で通過することができる。
速V0が、制御対象ノードNnに対する2速用の減速加
速度曲線mn2で規定される基準車速VBn2よりも大
きい場合(減速加速度曲線mn2よりも上側に存在する
場合)、制御対象ノードNnを推奨速度Vnで通過する
ための最適変速段は2速になる。同様に、実際の車速V
0が、基準車速VBn2以下で、かつ3速用の減速加速
度曲線mn3で規定される基準車速VBn3よりも大き
い場合大きい場合(減速加速度曲線mn2とmn3の間
に存在する場合)、制御対象ノードNnを推奨速度Vn
で通過するための最適変速段は3速になる。また、実際
の車速V0が、基準車速VBn3以下である場合(減速
加速度曲線mn3上又は下側に存在する場合)、制御対
象ノードNnを推奨速度Vnで通過するための最適変速
段は4速になる。図5に示した例では、現在車速V0
は、2速用の基準車速VB12より小さく、3速用の基
準車速VB13より大きいため、制御対象ノードN1を
推奨走行速度V1で通過するための現在位置での最適変
速段は、3速となる。また、現在車速V0は、2速用の
基準車速VB22よりも大きいため、制御対象ノードN
2を推奨走行速度V2で通過するための現在位置での最
適変速段は、2速となる。実際の制御では、制御判定区
間内に存在する各制御対象ノードNn毎に最適変速段を
求め、その中から最も低い最適変速段を制御内容として
決定する。
5)が終了すると、ナビゲーション処理部11は、上記
した減速操作検出手段として機能し、ブレーキセンサ3
2、アクセルセンサ33、ウィンカーセンサ34から供
給される検出信号から減速操作を検出する(ステップ5
0)。すなわち、ナビゲーション処理部11は、運転者
の減速操作(=アクセルペダルのオフが検出された瞬
間、アクセルペダルのオフ状態、ブレーキペダルのオン
が検出された瞬間、ブレーキペダルのオン状態、またこ
れらの適宜組み合わせ)があったか否かを判断し、減速
操作が検出された場合(ステップ50;Y)、ナビゲー
ション処理部11は、ステップ45で設定した最適変速
段を変速段の上限値(以下、上限変速段という)として
A/T ECU40に指令する(ステップ55)。
N)、ナビゲーション処理部11は、上限変速段として
A/T41がとりうる最高速段である4速をA/T E
CU40に指令する(ステップ60)。最高速段を上限
変速段としてA/T ECU40に供給することで、実
質的には変速段が規制されず減速制御が行われないこと
になる。このように、運転者による減速操作の意志が確
認されるまでの間に減速制御が行われないことで、運転
者の運転操作上の違和感を与えないようになっている。
た後、ナビゲーション処理部11は、車両現在位置がス
テップ15でコーナー判定済みのコーナー判定区間から
制御判定区間に相当する距離(=200m)手前に到達
したか否か判断する(ステップ65)。到達していない
場合には(ステップ65;N)、コーナー判定済みのノ
ードNが存在するので、ステップ20に戻り、新たな制
御対象ノードが制御対象区間内に入ったか否かの判断か
らステップ65までの処理を繰り返す。一方、車両がコ
ーナー判定区間から200m手前に到達した場合(ステ
ップ65;Y)にはリターンし、新たなコーナー判定区
間についての処理を開始する。
いて説明する。図6は、本実施形態におけるナビAT協
調制御のうちの、A/T ECU40が行う処理動作を
あらわしたフローチャートである。A/T ECU40
は、ナビゲーション処理部11から指令される上限変速
段を入力する(ステップ70)と共に、スロットル開
度、車速V等の各種車両情報を車両状態検出部30から
入力する(ステップ75)。
両情報から通常の変速段(本実施形態によるナビAT協
調制御が行われない場合に決定される変速段)を判断す
る(ステップ80)。すなわち、特に図示しないが、E
EPROM42に予め記憶されている変速マップに基づ
いてスロットル開度と車速Vから通常の変速段を決定す
る。A/T ECU40は、この決定した通常の変速段
とナビゲーション処理部11から指令された上限変速段
(ステップ70)とを比較して、より低速側の変速段
(変速比の大きい方の変速段)を実際の変速段として決
定する(ステップ85)。例えば、減速操作等が検出さ
れていない場合(図3のステップ50;N)には、上述
したように上限変速段がA/T41の最大変速段なの
で、常に変速マップから決定される通常の変速段が実際
の変速段となる。そして、減速操作等が検出されると
(図3のステップ50;Y)、最適変速段が上限変速段
になり、この上限変速段が変速マップから決定した現在
の変速段よりも低速側の変速段である場合には、ナビゲ
ーション処理部11での減速操作等の検出をきっかけと
して、A/T ECU40は、A/T41へ上限値(最
適変速段)の駆動信号を供給し、シフトダウンを行う
(ステップ90)。以上のように、最適変速段が通常の
変速段よりも低速側である場合、減速操作をきっかけと
して、最適変速段(上限変速段)にシフトダウンするこ
とで、変速比の規制が行われる。
記第1実施形態では、累積旋回角Σθを算出し、この累
積旋回角Σθから直接制御対象ノードNnに対する推奨
走行速度Vnを算出するようにしたが、この第2の実施
形態では、道路形状や運転操作感覚に合致した曲率半径
Rnを累積旋回角Σθから算出し、この曲率半径から従
来と同様にして制御対象ノードNnに対する推奨走行速
度Vnを算出するものである。すなわち、ナビゲーショ
ンデータを利用して車両制御を行う場合、道路コーナー
の曲率半径は重要なデータであり正確な情報を得る必要
があるが、所定区間における累積旋回角Σθと曲率(1
/R)に高い相関関係があることから本実施形態では、
累積旋回角Σθから曲率又は曲率半径(R)、更に制御
対象ノードNnに対する推奨走行速度を算出するように
したものである。この累積旋回角Σθから曲率半径を算
出することで、従来の連続する3点から曲率半径を算出
する場合に比べて、少ないノード点数であっても正確な
曲率半径を得ることができる。
出する場合、図4のノードN2の曲率半径を例に説明す
ると、ノードN2の曲率半径R2は、 R2=(L2+L3)/2/θ2 であり、個々のノード点の旋回角θに誤差があり、リン
ク長Lさの影響を受けるため、必ずしも正確ではなかっ
た。
ノードNnに対する曲率半径Rnを、累積旋回角Σθを
使用して次の式(2)から算出する。なお、累積旋回角
Σθの算出については第1実施形態と同一である。ま
た、式中のa、bについては、第1実施形態おける式
(1)で説明したa、bと同一であり、例えば、a=
0.00035、b=0.001が使用される。 1/Rn=a×Σθ+b … (2) このように累積旋回角Σθから曲率半径Rnを算出する
ことで、個々の旋回角θの誤差が相殺されより正確な曲
率半径や曲率を求めることが可能となる。またこの方法
により算出した曲率半径(曲率)は、ノード点の打たれ
方の影響を受けず、ノード点が実道路内にあればθの誤
差は小さく、また、リンク長さの影響も少ない。
は図3の処理動作のうちのステップ15におけるコーナ
ー判定処理で算出済みの各ノードNnに対する累積旋回
角Σθを使用する。そして、ステップ25における推奨
走行速度の算出処理において、本実施形態においては、
累積旋回角Σθから曲率半径Rnを算出し、この曲率半
径Rnに対応する旋回横Gを決定し、更に決定した旋回
横Gに対応する推奨走行速度Vnを決定する。図3にお
ける他の動作は第1実施形態と同一である。
度Vnを決定するために、第2実施形態のROM112
には、曲率半径Rから旋回横Gを得るための旋回横Gテ
ーブル及び、ノードNnに対する推奨走行速度を得るた
めの推奨走行速度テーブルが格納されている。なお、曲
率半径から旋回横Gを求めることなく直接その制御対象
ノードNnでの推奨走行速度を求める曲率半径−推奨速
度テーブルをROM112に格納するようにしてもよ
い。また、旋回横Gを得るために旋回横Gテーブルを使
用し、推奨走行速度を得るために推奨走行テーブルや半
径−推奨速度テーブルを使用するのではなく、旋回横G
や推奨速度を所定の計算式に従った計算によって得るた
めのプログラムをROM112に格納するようにしても
よい。また、これら各種テーブルやプログラムをROM
112ではなく、データ記憶部12に格納し、適宜更新
できるようにしてもよい。
施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態
に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲で
任意の変形をすることが可能である。例えば、説明した
実施形態では、自動変速装置として有段変速機を例に説
明したが、本発明では、これに限らず無段変速機(CV
T)を有するものを用いてもよい。この場合には、変速
比規制手段は、変速段ではなく、変速比の範囲を規制
し、変速比が決定される。
在位置の進行方向にある特定点の推奨走行速度を、特定
点の前後所定距離範囲内に存在するノードのノードデー
タから決定し、決定した推奨走行速度を使用して自動変
速装置の変速比を規制するようにしたので、カーブ等の
道路形状により合致した車両制御を行うことができる。
成を示すブロック図である。
造を示した模式図である。
ちの、ナビゲーション処理部が行う処理動作をあらわし
たフローチャートである。
旋回角Σθの算出について表した説明図である。
ちの、A/T ECUが行う処理動作をあらわしたフロ
ーチャートである。
付された場合を表した説明図である。
付された場合を表して説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 各道路に付された複数のノードのノード
データを有する道路情報を記憶した道路情報記憶手段
と、 車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、 この現在位置検出手段で検出した車両の現在位置の進行
方向にある特定点の推奨走行速度を、前記特定点の前後
所定距離範囲内に存在する前記ノードのノードデータか
ら決定する推奨走行速度決定手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 自動的に変速比を選択する自動変速装置と、 前記特定点と前記現在位置との距離、及び前記特定点の
推奨走行速度と現在の車速との速度差に応じて予め定め
られた範囲内に前記自動変速装置の変速比を規制する変
速比規制手段と、を具備することを特徴とする車両制御
装置。 - 【請求項2】 前記推奨走行速度決定手段は、前記特定
点の前後所定距離内に存在する前記ノードによる旋回角
の累積値を算出する累積旋回角算出手段を備え、この算
出した累積旋回角から前記特定点の推奨走行速度を決定
することを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。 - 【請求項3】 前記推奨走行速度決定手段は、前記累積
旋回角算出手段で算出した累積旋回角から、前記特定点
の曲率又は曲率半径を算出する曲率算出手段を備え、こ
の算出した曲率又は曲率半径から前記特定点の前記推奨
走行速度を決定することを特徴とする請求項2に記載の
車両制御装置。 - 【請求項4】 前記自動変速装置は、多段変速機もしく
は無段変速機であることを特徴とする請求項1、請求項
2、又は請求項3に記載の車両制御装置。
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- 1999-05-21 JP JP14236199A patent/JP4487331B2/ja not_active Expired - Fee Related
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