JP2015223926A - 車両制御システム、方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の安定性を向上させることが可能な技術の提供。
【解決手段】車両の前方に存在するトンネルの出口と橋との少なくとも一方に関する地物情報を取得する地物情報取得手段と、前記車両の前方の道路環境に関する道路環境情報を取得する道路環境情報取得手段と、前記地物情報と前記道路環境情報とに基づいて、前記トンネルの出口と前記橋との少なくとも一方が所定の環境であるか否かを判定する環境判定手段と、前記トンネルの出口と前記橋との少なくとも一方が所定の環境であると判定された場合、動力が車輪に伝達されない状態で前記車両が前記所定の環境の地点に到達することを禁止するように前記動力の伝達機構を制御する制御手段と、を備える車両制御システムを構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両制御を行う車両制御システム、方法およびプログラムに関する。

従来、車両制御を行う車両制御システムが開発されている。例えば、特許文献１には、トンネル出口付近の風を受けても安全に走行できる状態に車両の走行を抑制する技術が開示されており、車両の速度に基づく警報や車両の速度を制御することで車両の走行を抑制する構成が開示されている。

特開平１０−２４７２９９号公報

上述した従来技術においては、車両が不安定化することを防止できない場合があった。すなわち、駆動源からの動力が車輪に対して伝達されない（実質的に伝達されない状態を含む）状態、例えば、変速機でニュートラルに設定されている状態等においては車両の安定性が低下する。従って、トンネルの出口において横風を受ける場合など、環境が急変する場合において動力が車輪に対して伝達されない状態に設定されていると車両が不安定化してしまう。
本発明は、前記課題にかんがみてなされたもので、車両の安定性を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、車両制御システムは、車両の前方に存在するトンネルの出口と橋との少なくとも一方に関する地物情報を取得する地物情報取得手段と、車両の前方の道路環境に関する道路環境情報を取得する道路環境情報取得手段と、地物情報と道路環境情報とに基づいて、トンネルの出口と橋との少なくとも一方が所定の環境であるか否かを判定する環境判定手段と、トンネルの出口と橋との少なくとも一方が所定の環境であると判定された場合、動力が車輪に伝達されない状態で車両が所定の環境の地点に到達することを禁止するように動力の伝達機構を制御する制御手段と、を備える。

また、上記の目的を達成するため、車両制御方法は、車両の前方に存在するトンネルの出口と橋との少なくとも一方に関する地物情報を取得する地物情報取得工程と、車両の前方の道路環境に関する道路環境情報を取得する道路環境情報取得工程と、地物情報と道路環境情報とに基づいて、トンネルの出口と橋との少なくとも一方が所定の環境であるか否かを判定する環境判定工程と、トンネルの出口と橋との少なくとも一方が所定の環境であると判定された場合、動力が車輪に伝達されない状態で車両が所定の環境の地点に到達することを禁止するように動力の伝達機構を制御する制御工程と、を含むように構成される。

さらに、上記の目的を達成するため、車両制御プログラムは、車両の前方に存在するトンネルの出口と橋との少なくとも一方に関する地物情報を取得する地物情報取得機能と、車両の前方の道路環境に関する道路環境情報を取得する道路環境情報取得機能と、地物情報と道路環境情報とに基づいて、トンネルの出口と橋との少なくとも一方が所定の環境であるか否かを判定する環境判定機能と、トンネルの出口と橋との少なくとも一方が所定の環境であると判定された場合、動力が車輪に伝達されない状態で車両が所定の環境の地点に到達することを禁止するように動力の伝達機構を制御する制御機能と、をコンピュータに実現させる。

以上のように、車両制御システム、方法、プログラムにおいては、トンネルの出口と橋との少なくとも一方が所定の環境であると判定された場合、動力が車輪に伝達されない状態で車両が所定の環境の地点に到達することを禁止する。この結果、所定の環境の地点において、動力が車輪に伝達されない状態となることを防止することができ、車両の安定性を向上させることができる。

車両制御システムを含むナビゲーションシステムを示すブロック図である。 車両制御処理を示すフローチャートである。 車両制御処理を示すフローチャートである。 車両制御処理を示すフローチャートである。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）ナビゲーションシステムの構成：
（２）車両制御処理：
（３）他の実施形態：

（１）ナビゲーションシステムの構成：
図１は、車両に搭載された車両制御システムの構成を示すブロック図である。本実施形態において車両制御システムは、ナビゲーションシステム１０によって実現される。ナビゲーションシステム１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備える制御部２０を備えており、ＲＯＭに記憶されたプログラムを制御部２０で実行することができる。本実施形態においては、このプログラムの一つとしてナビゲーションプログラムを実行可能である。当該ナビゲーションプログラムは、ナビゲーションシステムの表示部に車両の現在位置が含まれる地図を表示して運転者を目的地まで走行予定経路に沿って車両を案内する機能を制御部２０に実現させるプログラムである。当該ナビゲーションプログラムは、走行過程で利用される各種のプログラムを備えており、本実施形態においては、車両の車速を所定の範囲内の車速に維持する巡航制御を実行する車両制御プログラム２１が含まれている。

本実施形態にかかる車両は、ＧＰＳ受信部４１と車速センサ４２とジャイロセンサ４３と通信部４４と変速機４５とスロットル４６とを備えている。本実施形態においては内燃機関等でトルクが生成され、当該トルクがトルクコンバータを介して変速機４５に伝達されることで変速機４５を介して車輪に動力が伝達され、当該動力によって車両が駆動される。本実施形態においては、トルクコンバータから変速機４５へのトルクの伝達率をクラッチによって調整することができる。すなわち、制御部２０がクラッチに対して制御信号を出力するとクラッチが駆動され、トルクコンバータの出力軸と変速機４５の入力軸との結合の程度を調整することができる。本実施形態において制御部２０は、クラッチに対して制御信号を出力することにより、トルクコンバータから変速機４５にトルクが伝達されない状態（エンジンと車輪との間で動力が伝達されない状態：完全解放状態）と最大限のトルクが伝達される状態（完全結合状態）と予め決められたトルクを伝達する状態（既定トルク伝達状態）とのいずれかに設定することができる。

なお、既定トルク伝達状態は、例えば、トルクコンバータの出力軸に連動する円盤と変速機４５の入力軸に連動する円盤との摩擦によって各軸の回転の連動性を制御するクラッチにおいて、各円盤が滑りながらトルクを伝達する状態である。本実施形態においては、完全結合状態と規定トルク伝達状態は、エンジンと車輪との間で動力が伝達される状態である。さらに、変速機４５は図示しないシフトレバーを備えており、運転者はシフトレバーを操作することによって前進時の変速比にするシフトレンジ（本実施形態においては前進時に自動で変速比の変更を行うドライブレンジ。特定の変速比に設定するレンジ等であってもよい）やクラッチを完全解放状態にするシフトレンジ（ニュートラルレンジ）や後進時の変速比にするシフトレンジ（リバースレンジ）などの既定のレンジを選択することが可能である。また、制御部２０は、変速機４５に対して制御信号を出力することにより、シフトレンジを変化させることができ、変速機４５からの出力信号に基づいて現在の変速比を取得することができる。

さらに、本実施形態にかかる車両は、図示しないアクセルペダルを操作することによってスロットル４６による燃料供給量を増加させるなどの加速を行うことが可能である。本実施形態において制御部２０は、スロットル４６に対して制御信号を出力してスロットルによる燃料供給量を調整することで車両を加速または減速させることができる。また、制御部２０は、スロットル４６からの出力信号に基づいて現在の燃料供給量を取得することができる。

通信部４４は、無線通信によって図示しない天候情報の管理装置から天候情報を取得する装置である。本実施形態において、天候情報には区画毎の風量および風向を示す情報が含まれている。制御部２０は、通信部４４を介して天候情報の管理装置と通信して天候情報を取得することができる。

ＧＰＳ受信部４１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、図示しないインタフェースを介して車両の現在位置を算出するための信号を出力する。車速センサ４２は、車両が備える車輪の回転速度に対応した信号を出力する。制御部２０は、図示しないインタフェースを介してこの信号を取得し、車速を取得する。ジャイロセンサ４３は、車両の水平面内の旋回についての角加速度を検出し、車両の向きに対応した信号を出力する。制御部２０は、この信号を取得して車両の進行方向を取得する。制御部２０は、車速センサ４２およびジャイロセンサ４３等の出力信号に基づいて車両の走行軌跡を特定することで車両の現在位置を取得する。ＧＰＳ受信部４１の出力信号は、車速センサ４２およびジャイロセンサ４３等から特定される車両の現在位置を補正するなどのために利用される。

記録媒体３０には地図情報３０ａが記録されている。地図情報３０ａは、車両が走行する道路の端点（交差点）に対応するノードの位置等を示すノードデータ、ノード間の道路の形状を特定するための形状補間点の位置等を示す形状補間点データ、ノード同士の連結を示すリンクデータ等を含んでいる。なお、本実施形態においては、トンネルの出口が、車両が不安定化することを防止すべき地点とされており、地図情報３０ａには当該トンネルに関する地物情報が含まれている。すなわち、リンクデータには道路に存在するトンネルの出口の位置を示す地物情報が対応づけられている。

制御部２０は、ナビゲーションプログラムに含まれる車両制御プログラム２１を実行することにより、車両の車速を制御する。この処理を実行するため、車両制御プログラム２１は、地物情報取得部２１ａと道路環境情報取得部２１ｂと環境判定部２１ｃと制御部２１ｄとを備えている。

地物情報取得部２１ａは、車両の前方に存在するトンネルの出口に関する地物情報を取得する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、地物情報取得部２１ａの処理により、地図情報３０ａを参照し、車両の前方の所定距離以内の位置が対応づけられた地物情報を取得する。

道路環境情報取得部２１ｂは、車両の前方の道路環境に関する道路環境情報を取得する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。本実施形態においては、天候情報が道路環境情報として取得される。すなわち、制御部２０は、道路環境情報取得部２１ｂの処理により、通信部４４を介して天候情報の管理装置と通信を行い、車両の前方の道路が含まれる区画の天候情報を道路環境情報として取得する。

環境判定部２１ｃは、地物情報と道路環境情報とに基づいて、トンネルの出口が所定の環境であるか否かを判定する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。本実施形態においては、トンネルの出口における横風の風量が所定量以上である環境を所定の環境と見なしている。従って、制御部２０は、地物情報に基づいて車両の前方にトンネルの出口が存在するか否かを判定する。トンネルの出口が存在する場合、制御部２０は、当該トンネルの出口が存在する道路区間が属する区間における環境情報を参照し、道路区間に対する風向が垂直±閾値の角度範囲であるとともに風量が所定の基準以上であるか否かを判定する。そして、風向が垂直±閾値の角度範囲であるとともに風量が所定の基準以上である場合、制御部２０は、トンネルの出口が所定の環境であると判定する。

制御部２１ｄは、車両の車速が基準値を中心とした所定の範囲（所定の最小値から所定最大値までの範囲）内になるように制御する巡航制御を実行する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。巡航制御は、運転者が図示しない操作部に対して操作を行うことによって開始される。当該巡航制御の実行下において、制御部２０は、燃料消費量を抑制しつつ車両の車速が最小値から最大値の範囲内になるように、変速機４５およびスロットル４６を制御する。

具体的には、制御部２０は、車速センサ４２の出力信号に基づいて車両の現在車速を取得し、変速機４５の出力信号に基づいて現在の変速比を取得し、スロットル４６の出力信号に基づいて現在の燃料供給量を取得する。そして、現在の車速、変速比、燃料供給量に基づいて（例えば、マップ等により）、最小値から最大値の範囲内の車速に維持した状態で最も燃料消費量が少なくなる変速比、燃料供給量を特定する。そして、制御部２０は、変速機４５およびスロットル４６に制御信号を出力し、特定された変速比、燃料供給量となるように変速機４５およびスロットル４６を調整する。

むろん、ここでは、車速を調整することができればよく、車速を調整するための制御対象としては、変速機４５およびスロットル４６以外にも、図示しないブレーキ等を想定可能である。また、変速機４５における変速比やスロットル４６による燃料供給量は、車速および燃料消費量以外の要素も加味して決められていても良く、例えば、車両の走行予定経路の勾配等に応じて消費エネルギーが抑制されるように変速比、燃料供給量が決められても良い。

本実施形態において制御部２１ｄは、さらに、巡航制御の実行下において、トンネルの出口が所定の環境であると判定された場合、動力が車輪に伝達されない状態で車両が所定の環境の地点に到達することを禁止するように動力の伝達機構を制御する機能を制御部２０に実現させることができる。すなわち、車両の車速を最小値から最大値の範囲内になるように制御する巡航制御においては、変速機４５の変速比がニュートラルに自動設定される場合もある。そして、変速機４５の変速比がニュートラルに設定された状態で、所定の環境の地点に車両が到達すると、車両が不安定になることもあり得る。そこで、本実施形態においては、トンネルの出口が所定の環境であると判定された場合、制御部２０は、制御部２１ｄの処理により、車両の変速機４５でニュートラルに設定されている状態で車両が所定の環境の地点に到達することを禁止するように変速機４５を制御する。制御の詳細は後述する。以上の構成によれば、所定の環境の地点において、車両の変速機４５がニュートラルに設定されている状態となることを防止することができ、車両の安定性を向上させることができる。

（２）車両制御処理：
次に、車両制御処理について詳細に説明する。図２は、車両制御処理のフローチャートである。図２に示す車両制御において制御部２０は、トンネルの出口における横風の風量が所定の風量以上である場合にトンネルの出口が所定の環境であると見なし、変速機４５でニュートラルに設定されることを禁止する。具体的には、制御部２０は、巡航制御の実行下において、所定期間毎（例えば、１００ｍｓ毎）に図２に示す車両制御処理を実行する。車両制御処理において、制御部２０は、車両の現在位置を取得する（ステップＳ１００）。すなわち、制御部２０は、ＧＰＳ受信部４１，車速センサ４２，ジャイロセンサ４３の出力および地図情報３０ａに基づいて車両の現在位置を取得する。

次に、制御部２０は、地物情報取得部２１ａの処理により、所定距離前方の地物情報を取得する（ステップＳ１０５）。すなわち、制御部２０は、記録媒体３０を参照し、地図情報３０ａに基づいて車両の現在位置より前方の所定距離以内の位置が対応づけられた地物情報を取得する。本実施形態において、地物情報はトンネルの出口を示しているため、ステップＳ１０５において地物情報が取得されると、車両の現在位置より前方の所定距離以内の範囲に存在するトンネルの出口を示す地物情報が取得されることになる。

次に、制御部２０は、道路環境情報取得部２１ｂの処理により、所定距離前方の道路環境情報を取得する（ステップＳ１１０）。すなわち、制御部２０は、通信部４４を制御して天候情報の管理装置と通信し、車両の現在位置より前方の所定距離以内の道路を含む区画についての天候情報を道路環境情報として取得する。

次に制御部２０は、環境判定部２１ｃの処理により、トンネルの出口の前方で横風を受けるか否かを判定する（ステップＳ１１５）。本実施形態において、制御部２０は、トンネルの出口が存在する道路区間において当該出口の前方で、道路区間に垂直±閾値の角度範囲の風向であるとともに所定の基準以上の風量である風が吹くことが推定される場合に、トンネルの出口の前方で横風を受けると判定する。

このため、制御部２０は、環境判定部２１ｃの処理により、ステップＳ１１０で取得された道路環境情報を参照し、ステップＳ１０５で取得された地物情報が示すトンネルの出口の位置の前方における風向および風量を取得する。また、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、トンネルの出口の位置が存在する道路区間の方向を取得し、トンネルの出口の前方における道路区間の方向と見なす。そして、制御部２０は、風向が道路区間に垂直±閾値の角度範囲であり、かつ、風量が所定の基準以上である場合に、トンネルの出口の前方で横風を受けると判定する。なお、閾値および所定の基準は風向および風量を判定するために予め決められた値であり、本実施形態においては、特定の方向からの風と見なすことができる角度範囲を予め閾値で規定し、車両を不安定化させる風量であると見なすことができる風量を予め所定の基準で規定してある。

ステップＳ１１５において、トンネルの出口の前方で横風を受けると判定されない場合、制御部２０は、制御部２１ｄの処理により、変速機４５でニュートラルに設定されることを許可する（ステップＳ１２０）。この場合、最小値から最大値の範囲内の車速に維持する巡航制御を行うために最も燃料消費量が少なくなる変速比が、ニュートラルシフトに設定された場合の変速比であるならば、ニュートラルシフトに設定されることになる。

一方、ステップＳ１１５において、トンネルの出口の前方で横風を受けると判定された場合、制御部２０は、環境判定部２１ｃの処理により、横風の風量を取得する（ステップＳ１２５）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ１１０で取得された道路環境情報を参照し、横風の風量を取得する。次に、制御部２０は、環境判定部２１ｃの処理により、風量が通常、強風、暴風のいずれであるのかを判定する（ステップＳ１３０）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ１２５で取得された風量と、予め設定された風量の分類閾値とを比較し、風量が通常の範囲、強風の範囲、暴風の範囲のいずれであるのかを判定する。なお、ここで、通常の風量＜強風の風量＜暴風の風量である。

ステップＳ１３０で風量が通常の範囲であると判定された場合、制御部２０は、制御部２１ｄの処理により、変速機４５でニュートラルに設定されることを禁止し、トンネル出口での車速を巡航制御の基準値に設定する（ステップＳ１３５）。この場合、最小値から最大値の範囲内の車速に維持する巡航制御を行うために最も燃料消費量が少なくなる変速比が、ニュートラルシフトに設定された場合の変速比であったとしても、ニュートラルシフトに設定されることはない。そして、制御部２０は、車速が基準値となるように制御することで車速が最小値から最大値の範囲内に維持されるようにスロットル４６を制御する。このため、まず、制御部２０は、ニュートラルシフト以外のシフトレンジ（例えば、現在のシフトレンジ）に固定する。さらに、制御部２０は、車速センサ４２の出力信号に基づいて車速が巡航制御の最小値に近づいたと判定されると、スロットル４６に対して制御信号を出力し、車速が基準値となるまで車両を加速させる。また、車速が上述の最大値に近づいたと判定されると、スロットル４６に対して制御信号を出力し、車速が基準値となるまで車両を減速させる。

以上の構成によれば、トンネルの出口において所定の風量以上の横風を受ける場合に、変速機４５でニュートラルに設定された状態でトンネルの出口に到達することを防止することができる。従って、巡航制御の実行下において、トンネルの出口で車両が不安定化することを抑制することができる。

ステップＳ１３０で風量が強風の範囲であると判定された場合、制御部２０は、制御部２１ｄの処理により、変速機４５でニュートラルに設定されることを禁止し、トンネル出口での車速を巡航制御の最小値に設定する（ステップＳ１４０）。この場合、最小値から最大値の範囲内の車速に維持する巡航制御を行うために最も燃料消費量が少なくなる変速比が、ニュートラルシフトに設定された場合の変速比であったとしても、ニュートラルシフトに設定されることはない。そして、制御部２０は、車速が最小値に維持されるようにスロットル４６を制御する。このため、まず、制御部２０は、ニュートラルシフト以外のシフトレンジに固定する。さらに、制御部２０は、車速センサ４２の出力信号に基づいて車速が巡航制御の最小値より小さくなったと判定されると、スロットル４６に対して制御信号を出力し、車速が当該最小値となるまで車両を加速させる。また、車速が巡航制御の最小値より大きくなったと判定されると、スロットル４６に対して制御信号を出力し、車速が最小値となるまで車両を減速させる。

この結果、風量が強風の場合においては、車両の車速が巡航制御の最小値（または最小値に近い値）に維持された状態でトンネルの出口に到達することになる。この結果、巡航制御が実行された状態（車速を最小値から最大値の範囲に維持する状態）において、可能な限り車速を抑制することができ、車両の安定性をより向上させることができる。

ステップＳ１３０で風量が暴風の範囲であると判定された場合、制御部２０は、制御部２１ｄの処理により、変速機４５でニュートラルに設定されることを禁止し、トンネル出口での車速を巡航制御の最小値より小さい所定車速に設定する（ステップＳ１４５）。この場合、最小値から最大値の範囲内の車速に維持する巡航制御を行うために最も燃料消費量が少なくなる変速比が、ニュートラルシフトに設定された場合の変速比であったとしても、ニュートラルシフトに設定されることはない。そして、制御部２０は、車速が最小値より小さい所定車速に維持されるようにスロットル４６を制御する。このため、まず、制御部２０は、ニュートラルシフト以外のシフトレンジに固定する。さらに、制御部２０は、車速センサ４２の出力信号に基づいて車速が所定車速より小さくなったと判定されると、スロットル４６に対して制御信号を出力し、車速が当該所定車速となるまで車両を加速させる。また、車速が当該所定車速より大きくなったと判定されると、スロットル４６に対して制御信号を出力し、車速が所定車速となるまで車両を減速させる。

この結果、風量が強風よりも大きい暴風の場合に、車両の安定性をさらに向上させることができる。なお、本実施形態における風量の分類（通常、強風、暴風）は一例であり、他にも種々の分類が可能である。また、分類を行うことなく、横風を受ける場合にステップＳ１３５，Ｓ１４０，Ｓ１４５のいずれかを実行する構成であっても良い。

（３）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、動力が車輪に伝達されない状態で道路環境が急変する地物に到達することを禁止する限りにおいて、他にも種々の構成を採用可能である。例えば、ナビゲーションシステム１０は、車両に固定的に搭載されていても良いし、持ち運び可能なナビゲーションシステム１０が車両内に持ち込まれて利用される態様であっても良い。また、地物情報取得部２１ａ、道路環境情報取得部２１ｂ、環境判定部２１ｃ、制御部２１ｄの機能の少なくとも一部が他の制御主体（例えば、車両制御ＥＣＵ等）で実現されても良い。さらに、巡航制御が実行されていない状態において、制御部２０が、動力が車輪に伝達されない状態で道路環境が急変する地物に到達することを禁止する処理を行ってもよい。

また、地物情報取得手段は、車両の前方に存在するトンネルの出口と橋との少なくとも一方に関する地物情報を取得することができればよい。すなわち、地物情報に基づいて、車両が不安定化することを防止すべき地点を特定し得るように地物情報取得手段が構成されていれば良い。なお、ここでは、トンネルの出口と橋とが、車両が不安定化することを防止すべき地点とされ、少なくとも一方が地物情報によって特定できる構成が想定されているが、むろん、車両を不安定化させ得る地点としては他の地点を想定可能である。例えば、事故多発地点や注意すべき地点（合流地点やカーブ区間、渋滞中の地点等）が地物情報に基づいて特定されるように構成されていても良い。

道路環境情報取得手段は、車両の前方の道路環境に関する道路環境情報を取得することができればよい。すなわち、地物情報が示す地点における道路環境が所定の環境であるか否かを道路環境情報に基づいて特定可能に構成されていれば良い。道路環境情報は、道路環境が所定の環境であるか否かを判定可能に定義されていれば良く、所定の環境であるか否かを直接的に示していても良いし、可変の環境を示す数値等を閾値等と比較することによって所定の環境であるか否かを判定可能に構成されていても良い。

環境判定手段は、地物情報と道路環境情報とに基づいて、トンネルの出口と前記橋との少なくとも一方が所定の環境であるか否かを判定することができればよい。すなわち、道路環境情報が所定の環境であることを示している地点と、地物情報がトンネルの出口であることを示している地点とが一致している場合、トンネルの出口が所定の環境であると判定されればよい。また、道路環境情報が所定の環境であることを示している地点と、地物情報が橋であることを示している地点とが一致している場合、橋が所定の環境であると判定されればよい。むろん、地点の一致は座標が一致する他、地点間の距離が閾値以下である場合に一致していると見なす構成が採用されていても良い。

所定の環境は、車両を不安定化させ得る環境であれば良く、当該所定の環境で動力が車輪に伝達されない状態であると車両が不安定になり、動力が車輪に伝達される状態であると車両の安定性が向上する環境であれば良い。従って、例えば、車両に対して作用する外力が変化し得る環境を所定の環境として採用可能である。なお、このような環境としては、車両に作用する風力が既定値より小さい状態から既定値以上の状態に変化する環境（トンネルの出口等）、車両に作用する摩擦力が既定値より大きい状態から既定値以下の状態に変化する環境（路面の摩擦係数が低下する地点等）、車両に作用する路面からの反発力が既定値より小さい状態から既定値以上の状態に変化する環境（路面の凹凸が増加する地点等）、車両に作用する遠心力が既定値より小さい状態から既定値以上の状態に変化する環境（回避操作等が多発する地点やカーブ地点等）等が挙げられる。

制御手段は、トンネルの出口と橋との少なくとも一方が所定の環境であると判定された場合、動力が車輪に伝達されない状態で車両が所定の環境の地点に到達することを禁止するように動力の伝達機構を制御することができればよい。すなわち、トンネルの出口が所定の環境であると判定された場合、動力が車輪に伝達されない状態で車両がトンネルの出口に到達することを禁止し、橋が所定の環境であると判定された場合、動力が車輪に伝達されない状態で車両が橋に到達することを禁止することができればよい。

動力が車輪に伝達されない状態で車両が所定の環境の地点に到達することを禁止するための構成としては、種々の構成を採用可能である。例えば、所定の環境の地点に到達する直前または到達する前に変速機がニュートラル以外に設定されている場合にニュートラルへの変速比の変更を禁止する構成や、所定の環境の地点に到達する直前または到達する前に変速機がニュートラルに設定されている場合に、所定の環境の地点に到達する直前または到達する前にニュートラル以外の変速比への変更する構成等を採用可能である。むろん、車輪に対して動力を伝達し、または伝達しないように制御するための動力伝達機構としては、変速機以外にも想定可能であり、例えば、トルクコンバータにおけるクラッチを制御して動力が車輪に伝達されない状態と伝達される状態とを実現しても良い。

さらに、制御手段が、車両の車速が最小値から最大値の範囲内になるように制御する巡航制御を実行可能である構成において、制御手段が、巡航制御の実行下において、トンネルの出口と橋との少なくとも一方が所定の環境であると判定された場合、車速の最小値で車両が所定の環境の地点に到達するように車両の車速を制御する構成としても良い。

すなわち、車両の車速を最小値から最大値の範囲内になるように制御する巡航制御においては、燃料消費の抑制等のために変速機の変速比やトルクコンバータにおける動力の伝達率を自動制御する場合もあり、変速比がニュートラルに自動設定される場合やトルクコンバータにおける動力の伝達が停止される場合もある。従って、本発明を利用することなく巡航制御に伴う変速機の制御やトルクコンバータの制御を実行すると、動力が車輪に伝達されない状態で所定の環境の地点に車両が到達することもあり得る。そこで、当該巡航制御の実行下において、制御手段が機能すれば、巡航制御の実行下において巡航制御の実行に伴う車両の不安定化が発生することを防止することができる。

さらに、車両の安定性を向上させるためには、車両の車速を抑制すると好ましいが、巡航制御の実行下においては車両の車速が最小値から最大値の範囲内に制限される。そこで、車速の最小値で車両が所定の環境の地点に到達するように車両の車速を制御すれば、巡航制御の実行下において、可能な限り車速を抑制することができ、車両の安定性をより向上させることができる。

さらに、道路環境情報取得手段が、車両の前方の道路に対する横風に関する情報を道路環境情報として取得し、環境判定手段が、トンネルの出口における横風の風量が所定の風量以上である場合に、トンネルの出口が所定の環境であると判定する構成を採用しても良い。この構成によれば、トンネルの出口において所定の風量以上の横風を受ける場合に、当該車両が不安定化することを抑制することができる。なお、横風の風量を示す道路環境情報は、風向および風量を示す情報（天候情報等）を生成している情報管理センターから通信等によって取得可能である。

また、所定の風量は、当該所定の風量以上であると車両が不安定化する風量として予め、例えば、統計等によって定義されていれば良い。ここで、トンネルの出口は、車両が横風を受け得る地点であるため、トンネルの開口部の地点よりもトンネルの外側であるとともにトンネルの開口部の付近であればよいが、風量は地点毎に厳密に決定することが困難であるため、道路環境情報はトンネルの出口を含む所定の広さの区画についての情報であってもよい。トンネルの出口についての定義は以下の他の例についても同様である。

さらに、道路環境情報取得手段が、車両の前方の道路の路面状態に関する情報を道路環境情報として取得し、環境判定手段が、トンネルの出口における路面状態が基準状態よりも摩擦係数が低下した状態である場合に、トンネルの出口が所定の環境であると判定する構成を採用しても良い。この構成によれば、トンネルの出口における路面の摩擦係数が基準状態よりも低いことに起因して、車両が不安定化することを抑制することができる。

なお、道路の摩擦係数を示す道路環境情報は、摩擦係数を直接的または間接的に示す情報を生成している情報管理センターから通信等によって取得可能である。摩擦係数を間接的に示す情報としては、例えば、路面状態が凍結状態であることや圧雪された雪が路面に存在する状態であることを示す情報であってもよいし、摩擦係数が低下し得る状態、例えば、降雪や降雨を示す情報であっても良い。また、路面状態としての基準状態は、当該基準状態よりも摩擦係数が低下している場合に車両が不安定化する状態として予め、例えば、統計等によって定義されていれば良い。

図３は、このような構成の一例としての車両制御処理を示している。すなわち、図１と同様の構成において、通信部４４を介して道路環境の管理装置から路面状態が悪い状態（降雨、大雨（前記降雨より多量の雨）、圧雪によって摩擦係数が低下している状態）であるか否かを示す道路環境情報を取得する構成とし、図３に示す車両制御処理を実行すればよい。図３に示す車両制御処理において、ステップＳ２００，Ｓ２０５，Ｓ２２０，Ｓ２３５，Ｓ２４０，Ｓ２４５はステップＳ１００，Ｓ１０５，Ｓ１２０，Ｓ１３５，Ｓ１４０，Ｓ１４５と同様の処理である。ステップＳ２１０において制御部２０は、路面状態を示す道路環境情報を取得する。また、ステップＳ２１５において制御部２０は、トンネルの出口の前方の路面状態が悪いか否かを判定する。すなわち、制御部２０は、環境判定部２１ｃの処理により、ステップＳ２１０で取得された道路環境情報を参照し、ステップＳ２０５で取得された地物情報が示すトンネルの出口の位置の前方における路面状態が悪い状態であるか否かを判定する。

ステップＳ２１５において、トンネルの出口の前方の路面状態が悪いと判定された場合、制御部２０は、環境判定部２１ｃの処理により、悪路の原因を判定する（ステップＳ２３０）。すなわち、制御部２０は、トンネルの出口の前方の路面状態が悪い状態となった原因が降雨、大雨、圧雪のいずれであるのかを判定する。そして、降雨によって悪路となった場合、制御部２０は、ステップＳ２３５を実行し、大雨によって悪路となった場合、制御部２０は、ステップＳ２４０を実行し、圧雪によって悪路となった場合、制御部２０は、ステップＳ２４５を実行する。この結果、変速機４５でニュートラルに設定された状態で路面状態が悪い地点に到達することを防止することができ、車両が不安定化することを防止することができる。

道路環境情報取得手段が、車両の前方の道路の天候に関する情報を道路環境情報として取得し、環境判定手段が、トンネルの出口における天候が基準の天候よりも悪い天候である場合に、トンネルの出口が所定の環境であると判定する構成を採用しても良い。この構成によれば、トンネルの出口における天候が悪天候であることに起因して、車両が不安定化することを抑制することができる。なお、天候を示す道路環境情報は、天候情報を生成している情報管理センターから通信等によって取得可能である。また、基準の天候は、当該基準の天候よりも天候が悪化している場合に車両が不安定化する状態として予め、例えば、統計等によって定義されていれば良い。このような構成は、例えば、図３に示す処理において、道路環境情報を天候情報とし、悪天候であるか否かをステップＳ２１５で判定し、悪天候の種類や原因をステップＳ２３０で判定する構成によって実現可能である。

道路環境情報取得手段が、車両の前方の道路の路面状態に関する情報を道路環境情報として取得し、環境判定手段が、橋が所定の形状であり、かつ、当該橋における路面状態が基準状態よりも摩擦係数が低下した状態である場合に、橋が所定の環境であると判定する構成を採用しても良い。この構成によれば、特定の形状の橋における路面の摩擦係数が基準状態よりも低いことに起因して、車両が不安定化することを抑制することができる。なお、橋の形状としての所定の形状は、橋が当該所定の形状である場合に車両が不安定化する形状として予め、例えば、統計等によって定義されていれば良い。

また、道路の摩擦係数を示す道路環境情報は、摩擦係数を直接的または間接的に示す情報を生成している情報管理センターから通信等によって取得可能である。摩擦係数を間接的に示す情報としては、例えば、路面状態が凍結状態であることや圧雪された雪が路面に存在する状態であることを示す情報であってもよいし、摩擦係数が低下し得る状態、例えば、降雪や降雨を示す情報であっても良い。また、路面状態としての基準状態は、当該基準状態よりも摩擦係数が低下している場合に車両が不安定化する状態として予め、例えば、統計等によって定義されていれば良い。

図４は、このような構成の一例としての車両制御処理を示している。すなわち、図１と同様の構成において、通信部４４を介して道路環境の管理装置から路面状態が悪い状態（降雨状態、圧雪によって摩擦係数が低下している状態、凍結している状態）であるか否かを示す道路環境情報を取得する構成とし、図４に示す車両制御処理を実行すればよい。ただし、地図情報３０ａのリンクデータには、道路を構成する橋の位置および形状を示す地物情報が対応づけられている。なお、橋の形状は、平坦状またはアーチ状のいずれかとして定義されている。図４に示す車両制御処理において、ステップＳ３００，Ｓ３１０，Ｓ３２０，Ｓ３３５，Ｓ３４０，Ｓ３４５はステップＳ１００，Ｓ１２０，Ｓ１３５，Ｓ１４０，Ｓ１４５と同様の処理である。ステップＳ３３２およびＳ３３０はステップＳ２３０と同様の処理である。

ステップＳ３０５において制御部２０は、記録媒体３０を参照し、地図情報３０ａに基づいて車両の現在位置より前方の所定距離以内の位置が対応づけられた地物情報を取得する。本実施形態において、地物情報は橋の位置および形状を示しているため、ステップＳ３０５において地物情報が取得されると、車両の現在位置より前方の所定距離以内の範囲に存在する橋の位置および形状を示す地物情報が取得されることになる。ステップＳ３１０において制御部２０は、路面状態が降雨状態、圧雪によって摩擦係数が低下している状態、凍結している状態であるか否かを示す道路環境情報を取得する。

ステップＳ３１５において制御部２０は、環境判定部２１ｃの処理により、ステップＳ３１０で取得された道路環境情報を参照し、ステップＳ３０５で取得された地物情報が示す橋の位置における路面状態が悪い状態であるか否かを判定する。また、ステップＳ３２５において、制御部２０は、ステップＳ３０５で取得された地物情報が示す橋の形状が平坦またはアーチ状のいずれであるのかを判定する。

そして、制御部２０は、ステップＳ３２５において、橋の形状がアーチ状であると判定された場合にステップＳ３３０、橋の形状が平坦であると判定された場合にステップＳ３３２を実行する。これらのステップＳ３３０，Ｓ３３２においては、同様の判定を行っているが、同じ判定結果の後に実行する処理が異なっている。具体的には、ステップＳ３３０においては判定結果が降雨、大雨、圧雪であった場合にステップＳ３３５，Ｓ３４０，Ｓ３４５を実行しており、ステップＳ３３２においては判定結果が降雨、大雨、圧雪であった場合にステップＳ３２０，Ｓ３２５，Ｓ３４０を実行している。

すなわち、橋の形状が平坦である場合よりアーチ状である場合の方が不安定である。そして、車両の安定性を向上させる効果はステップＳ３２０，Ｓ３３５，Ｓ３４０，Ｓ３４５の順に高くなる。そこで、本実施形態においては、橋の形状が相対的に安定性の低い形状であるアーチ状である場合に悪路の原因に応じてステップＳ３３５，Ｓ３４０，Ｓ３４５が行われ、橋の形状が相対的に安定性の高い形状である平坦状である場合に悪路の原因に応じてステップＳ３２０，Ｓ３３５，Ｓ３４０が行われるように構成されている。この結果、変速機４５でニュートラルに設定された状態で路面状態が悪い地点に到達することを、橋の形状に応じて防止することができ、橋の形状に応じて車両が不安定化することを防止することができる。

さらに、道路環境情報取得手段が、車両の前方の道路の天候に関する情報を道路環境情報として取得し、環境判定手段が、橋が所定の形状であり、かつ、当該橋における天候が基準の天候よりも悪い天候である場合に、橋が所定の環境であると判定する構成としても良い。この構成によれば、橋における天候が悪天候であることに起因して、車両が不安定化することを抑制することができる。なお、天候を示す道路環境情報は、天候情報を生成している情報管理センターから通信等によって取得可能である。また、基準の天候は、当該基準の天候よりも天候が悪化している場合に車両が不安定化する状態として予め、例えば、統計等によって定義されていれば良い。このような構成は、例えば、図４に示す処理において、道路環境情報を天候情報とし、悪天候であるか否かをステップＳ３１５で判定し、悪天候の種類や原因をステップＳ３３０，Ｓ３３２で判定する構成によって実現可能である。

さらに、地物情報取得手段が、車両の前方において事故の発生に留意すべき地点を示す地物情報を取得し、道路環境情報取得手段が、車両の前方の道路の事故の発生状況を変動させる環境を示す道路環境情報を取得し、環境判定手段が、車両の前方において事故の発生に留意すべき地点で事故の発生状況が基準よりも多くなり得る状況である場合に、車両の前方の道路が所定の環境であると判定する構成を採用しても良い。この構成によれば、事故の発生に留意すべき地点で事故の発生状況が基準よりも多くなり得る状況において車両が不安定化することを抑制することができる。

なお、事故の発生状況を変動させる環境を示す道路環境情報は、道路上における動的な環境であっても良いし静的な環境であっても良い。前者としては道路の形状（カーブや合流地点等）が挙げられ、後者としては道路上の車両の有無や渋滞度等が挙げられる。むろん、このような構成においても、図２等に示すように、車両が不安定化した場合における安全度の低下度合いに応じてニュートラルへの設定を禁止するか否かを決定したり、巡航制御での設定車速を変更したりする構成を採用可能である。例えば、事故多発地点が事故の発生に留意すべき地点であると定義されている場合に、当該地点がカーブである場合と渋滞である場合と合流地点である場合とで巡航制御での設定車速を変更する構成や、合流車線に他の車両が存在するか否かに応じてニュートラルへの設定を禁止するか否かを決定する構成等を採用可能である。

さらに、本発明のように、動力が車輪に伝達されない状態で道路環境が急変する地物に到達することを禁止する手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のようなシステム、プログラム、方法は、単独の装置として実現される場合や、複数の装置によって実現される場合、車両に備えられる各部と共有の部品を利用して実現される場合が想定可能であり、各種の態様を含むものである。例えば、以上のような装置を備えたナビゲーションシステムや方法、プログラムを提供することが可能である。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、システムを制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。

１０…ナビゲーションシステム、２０…制御部、２１…車両制御プログラム、２１ａ…地物情報取得部、２１ｂ…道路環境情報取得部、２１ｃ…環境判定部、２１ｄ…制御部、３０…記録媒体、３０ａ…地図情報、４１…ＧＰＳ受信部、４２…車速センサ、４３…ジャイロセンサ、４４…通信部、４５…変速機、４６…スロットル

Claims (9)

1. 車両の前方に存在するトンネルの出口と橋との少なくとも一方に関する地物情報を取得する地物情報取得手段と、
   前記車両の前方の道路環境に関する道路環境情報を取得する道路環境情報取得手段と、
   前記地物情報と前記道路環境情報とに基づいて、前記トンネルの出口と前記橋との少なくとも一方が所定の環境であるか否かを判定する環境判定手段と、
   前記トンネルの出口と前記橋との少なくとも一方が所定の環境であると判定された場合、動力が車輪に伝達されない状態で前記車両が前記所定の環境の地点に到達することを禁止するように前記動力の伝達機構を制御する制御手段と、
   を備える車両制御システム。
2. 前記制御手段は、
   前記車両の車速が最小値から最大値の範囲内になるように制御する巡航制御を実行可能であり、
   前記巡航制御の実行下において、前記トンネルの出口と前記橋との少なくとも一方が所定の環境であると判定された場合、前記最小値で前記車両が前記所定の環境の地点に到達するように前記車両の車速を制御する、
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記道路環境情報取得手段は、
   前記車両の前方の道路に対する横風に関する情報を前記道路環境情報として取得し、
   前記環境判定手段は、
   前記トンネルの出口における前記横風の風量が所定の風量以上である場合に、前記トンネルの出口が前記所定の環境であると判定する、
   請求項１または請求項２のいずれかに記載の車両制御システム。
4. 前記道路環境情報取得手段は、
   前記車両の前方の道路の路面状態に関する情報を前記道路環境情報として取得し、
   前記環境判定手段は、
   前記トンネルの出口における前記路面状態が基準状態よりも摩擦係数が低下した状態である場合に、前記トンネルの出口が前記所定の環境であると判定する、
   請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両制御システム。
5. 前記道路環境情報取得手段は、
   前記車両の前方の道路の天候に関する情報を前記道路環境情報として取得し、
   前記環境判定手段は、
   前記トンネルの出口における前記天候が基準の天候よりも悪い天候である場合に、前記トンネルの出口が前記所定の環境であると判定する、
   請求項１〜請求項４のいずれかに記載の車両制御システム。
6. 前記道路環境情報取得手段は、
   前記車両の前方の道路の路面状態に関する情報を前記道路環境情報として取得し、
   前記環境判定手段は、
   前記橋が所定の形状であり、かつ、当該橋における前記路面状態が基準状態よりも摩擦係数が低下した状態である場合に、前記橋が前記所定の環境であると判定する、
   請求項１〜請求項５のいずれかに記載の車両制御システム。
7. 前記道路環境情報取得手段は、
   前記車両の前方の道路の天候に関する情報を前記道路環境情報として取得し、
   前記環境判定手段は、
   前記橋が所定の形状であり、かつ、当該橋における前記天候が基準の天候よりも悪い天候である場合に、前記橋が前記所定の環境であると判定する、
   請求項１〜請求項６のいずれかに記載の車両制御システム。
8. 車両の前方に存在するトンネルの出口と橋との少なくとも一方に関する地物情報を取得する地物情報取得工程と、
   前記車両の前方の道路環境に関する道路環境情報を取得する道路環境情報取得工程と、
   前記地物情報と前記道路環境情報とに基づいて、前記トンネルの出口と前記橋との少なくとも一方が所定の環境であるか否かを判定する環境判定工程と、
   前記トンネルの出口と前記橋との少なくとも一方が所定の環境であると判定された場合、動力が車輪に伝達されない状態で前記車両が前記所定の環境の地点に到達することを禁止するように前記動力の伝達機構を制御する制御工程と、
   を含む車両制御方法。
9. 車両の前方に存在するトンネルの出口と橋との少なくとも一方に関する地物情報を取得する地物情報取得機能と、
   前記車両の前方の道路環境に関する道路環境情報を取得する道路環境情報取得機能と、
   前記地物情報と前記道路環境情報とに基づいて、前記トンネルの出口と前記橋との少なくとも一方が所定の環境であるか否かを判定する環境判定機能と、
   前記トンネルの出口と前記橋との少なくとも一方が所定の環境であると判定された場合、動力が車輪に伝達されない状態で前記車両が前記所定の環境の地点に到達することを禁止するように前記動力の伝達機構を制御する制御機能と、
   をコンピュータに実現させる車両制御プログラム。

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