JP3169198B2 - 車両の車速制御方法 - Google Patents
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Description
ら得られる地図情報に基づいて、道路のコーナーを確実
に通過すべく警報や減速を行う車両の車速制御方法に関
する。
上に現在の車速で通過可能な通過可能エリアを設定し、
自車の前方の道路が前記通過可能エリアの内外何れにあ
るかに基づいて通過可否を判断し、車速が過剰な場合に
は自動減速を行って道路のコーナーを適切な車速で通過
できるようにするものが、本出願人によって既に提案さ
れている(特願平5−68170号参照)。
のものは、自車位置から所定距離前方の道路上に単一の
仮自車位置を設定し、その仮自車位置を現在の車速で通
過可能であるか否かを判断しているため、高速道路のよ
うな直線部分が比較的に長く続く道路を走行する場合に
も前記通過可否の判断を継続的に行う必要があり、その
ために無駄な演算が行われて演算装置の負荷が増大する
問題がある。
で、コーナーの通過可否の判断に要する演算量を可及的
に減少させることが可能な車両の車速制御方法を提供す
ることを目的とする。
に、請求項1に記載された発明は、ナビゲーション装置
から自車が走行する道路の地図及び該道路上における自
車位置を出力するとともに、車速制御装置により前記ナ
ビゲーション装置から出力した道路の地図に基づく自車
位置前方の道路の曲率状態及び現在の車速に基づいて該
道路の通過可否を判断し、この判断に基づいて警報及び
/又は減速を行う車両の車速制御方法であって、自車位
置から前方の道路上に所定範囲の第1区間及び該第1区
間よりも範囲の狭い第2区間を設定し、前記第1区間の
道路の通過可否の判断に基づいて前記第2区間の道路の
通過可否の判断を行うか否かを決定し、前記判断を行う
と決定した場合に、前記第2区間の道路の通過可否の判
断に基づいて前記警報及び/又は減速を行うことを特徴
とする。
1の構成に加えて、前記第2区間が警報区間及び該警報
区間よりも範囲の狭い減速区間からなり、前記警報区間
の道路の通過可否の判断に基づいて前記警報を行うとと
もに、前記減速区間の道路の通過可否に基づいて前記減
速を行うことを特徴とする。
する。
ので、図1は本発明方法を実施する装置の全体構成を示
すブロック図、図2は第1実施例の作用の概略説明図、
図3〜図5は第1実施例の作用を示すフローチャート、
図6は検出エリアの設定手法の説明図、図7は検出エリ
アの他の設定手法の説明図、図8は目標車速の演算手法
の説明図である。
ション装置であって、このナビゲーション装置1にはI
CカードやCD−ROMを用いた地図情報出力装置2が
接続されるとともに、衛星通信装置3或いは近接通信装
置4からの種々の情報や、車速検出手段5及びヨーレー
ト検出手段6からの信号が入力される。また、ナビゲー
ション装置1にはCRTよりなる表示装置7が接続され
ており、この表示装置7には地図上における目的地まで
の経路や自車位置が表示される。
装置1から地図データや自車位置等の情報が入力され
る。更に車速制御装置8には、前記車速検出手段5、路
面の摩擦係数を検出する路面状態検出手段10、道路の
傾斜(上り勾配及び下り勾配と、その勾配の程度)を検
出する道路勾配検出手段11、オートワイパー装置等に
使用される降雨検出手段12、オートライト装置等に使
用される周囲光検出手段13からの信号が入力される。
減速手段15とが接続される。警報手段14には、チャ
イムやブザーを用いて音響的に警報を発するものに加え
て、後述する発光ダイオードを用いて視覚的に警報を発
するものが用いられる。また車速制御手段15は、エン
ジン制御ECUに接続されてスロットル開度を調整する
スロットルアクチュエータと、ブレーキ制御ECUに接
続されてブレーキ装置を作動させるブレーキアクチュエ
ータとから構成される。
ョン装置1、車速検出手段5、路面状態検出手段10、
道路勾配検出手段11、降雨検出手段12及び周囲光検
出手段13からの各信号を演算処理し、自車の進行方向
前方にあるコーナーを適切な車速で通過し得るように、
警報手段14を作動させてドライバーに警報を発すると
ともに、減速手段15を作動させて車両を自動的に減速
する。
御の概略を説明する。
に入力される地図データには、自車の走行経路である道
路上の複数のノード点の座標Pと、自車の現在位置の座
標P 0 とが含まれる。自車位置P0 を基準として走行方
向前方の道路上に車速に応じて求められる所定長さの探
査区間L1 、警報区間L2 及び減速区間L3 を設定し、
自車から最も遠い探査区間L1 の前端にあるノード点を
第1仮自車位置Pnとし、中間の警報区間L2 の前端に
あるノード点を第2仮自車位置Pkとし、自車から最も
近い減速区間L3 の前端にあるノード点を第3仮自車位
置Pjとする。探査区間L1 は本発明の第1区間を構成
し、警報区間L2 及び減速区間L3 は本発明の第2区間
を構成する。
0 及び第1仮自車位置Pn間)が直線道路であれば、そ
の探査区間L1 の通過に何らの支障がないとして、それ
以降の制御は行われない。一方、探査区間L1 内にコー
ナー、交差点、クランク、分岐等の屈曲部がある場合に
は、現在の車速での警報区間L2 の道路(即ち、現在位
置P0 及び第2仮自車位置Pk間)の通過可否を判断す
る。そして、通過に支障があると判断された場合には警
報手段14を作動させてドライバーに減速を促すととも
に、現在の車速での減速区間L3 (即ち、現在位置P0
及び第3仮自車位置Pj間)の通過可否を判断し、通過
に支障があると判断された場合には減速手段15を作動
させて車両を自動的に減速する。
しながら上記作用を更に詳細に説明する。
ビゲーション装置1から地図上における現在位置の座標
P0 を読み込むとともに、車速検出手段5から現在の車
速V 0 を読み込む(ステップS1,S2)。続いて、路
面状態検出手段10により検出した路面摩擦係数に基づ
いて路面状態補正係数K1 を演算し、道路勾配検出手段
11により検出した道路勾配から道路勾配補正係数K2
を演算し、降雨検出手段12により検出した降雨状態か
ら降雨補正係数K3 を演算し、周囲光検出手段13によ
り検出した明暗から周囲光補正係数K4 を演算する(ス
テップS3〜S6)。これら各補正係数K1 〜K4 は、
例えばマップ検索により求められる。
リアA1 を決定するための第1設定横加速度α1 と、減
速の要否を判断する第2検出エリアA2 を決定するため
の第2設定横加速度α2 とを設定する(ステップS
7)。前記第1設定横加速度α1及び第2設定横加速度
α2 は、車両が道路上のノード点を通過する際の横加速
度の限界値を規制するもので、α2 >α1 となるように
設定される。
度α2 を設定するとき、その値は前記路面状態補正係数
K1 、道路勾配補正係数K2 、降雨補正係数K3 及び周
囲光補正係数K4 に基づいて補正される。即ち、車両が
急旋回するのが困難な状態にあるとき、具体的には路面
摩擦係数が小さいとき、道路が下り勾配であるとき、降
雨中であるとき又は周囲が暗いときには、第1設定横加
速度α1 及び第2設定横加速度α2 の値は小さくなるよ
うに補正される。
決定するための第1設定減速度β1と、減速区間L3 を
決定するための第2設定減速度β2 とを設定する(ステ
ップS8)。前記第1設定減速度β1 及び第2設定減速
度β2 は、現在位置P0 から第2仮自車位置Pk又は第
3仮自車位置Pjに達するまでに、所定の設定時間内で
車両を充分に減速するのに必要な減速度である。
2 を設定するとき、その値は前記路面状態補正係数
K1 、道路勾配補正係数K2 、降雨補正係数K3 及び周
囲光補正係数K4 に基づいて補正される。即ち、車両が
急減速するのが困難な状態にあるとき、具体的には路面
摩擦係数が小さいとき、道路が下り勾配であるとき、降
雨中であるとき又は周囲が暗いときには、第1設定減速
度β1 及び第2設定減速度β2 の値は小さくなるように
補正される。
2設定横加速度α2 、第1設定減速度β1 及び第2設定
減速度β2 を設定する際に、路面状態、道路勾配、降雨
状態及び周囲光状態を考慮しているが、それに加えてド
ライバー状態を考慮しても良い。即ち、ドライバーの眼
球や瞼の動き、或いは心拍数や呼吸数等からドライバー
の疲労状態や居眠り状態を判断し、それに基づいて前記
第1設定横加速度α1、第2設定横加速度α2 、第1設
定減速度β1 及び第2設定減速度β2 を安全側に補正す
ることができる。
車位置Pkに達するまでの第1設定時間t1 、及び車両
が現在位置P0 から第3仮自車位置Pjに達するまでの
第2設定時間t2 を設定する(ステップS9)。
て、現在の車速V0 及び第1設定減速度β1 に基づい
て、探査区間L1 をL1 =V0 2 /(2β1 )により演
算する(ステップS10)。この探査区間L1 は、車速
V0 から第1設定減速度β1 で減速を行った場合に、車
両が停止するのに必要な距離に対応する。
β1 及び第1設定時間t1 に基づいて、警報区間L2 を
L2 =V0 t1 −(β1 ×t1 2 )/2により演算する
(ステップS11)。この警報区間L2 は、車速V0 か
ら第1設定減速度β1 で減速を行った場合に、第1設定
時間t1 内に車両が走行する距離に対応する。
β2 及び第2設定時間t2 に基づいて、減速区間L3 を
L3 =V0 t2 −(β2 ×t2 2 )/2により演算する
(ステップS12)。この減速区間L2 は、車速V0 か
ら第2設定減速度β2 で減速を行った場合に、第2設定
時間t2 内に車両が走行する距離に対応する。
点の座標P0 〜Pnを抽出し、探査区間L1 内のコーナ
ー、交差点、クランク、分岐等の屈曲部を検出する(ス
テップS13,S14)。
ク、分岐が検出されず、かつステップS16でコーナー
が検出されない場合、或いはステップS15で交差点、
クランク、分岐が検出されてもステップS17で当該交
差点等での右折や左折が行われず、かつステップS16
でコーナーが検出されない場合には、即ち、車両が進行
する探査区間L1 内の道路が直線道路である場合には、
警報や減速を行うことなく探査区間L1 を通過可能であ
るとし、プログラムの最初にリターンする。
ク、分岐が検出され、かつステップS17で当該交差点
等での右折や左折が行われる場合、或いはステップS1
6でコーナーが検出された場合には、即ち、車両が進行
する探査区間L1 内の道路が直線道路でない場合には、
警報や減速を行う必要があり得るとして、図5のフロー
チャートのステップS18に移行する。
て、警報区間L2 内の各ノード点の座標Pj+1〜Pk
を抽出するとともに、減速区間L3 内の各ノード点の座
標P0〜Pjを抽出する(ステップS18,S19)。
次に、警報区間L2 内の各ノード点について、第1検出
エリアA1 を設定する(ステップS20)。
示すもので、先ず警報区間L2 内のノード点及びその前
方ノード点と結ぶ線分aと、前記ノード点及びその後方
ノード点を結ぶ線分bとの成す角の2等分線cを描く。
現在の車速V0 及び第1設定横加速度α1 に基づいて最
小旋回半径R1 を、R1 =V0 2 /α1 により演算し、
前記2等分線c上に旋回中心を持ち、かつ前記ノード点
を通る2個の円弧C1,C2 を描く。そして、前記前記
ノード点を中心とする半径2R1 の円弧C3 と前記2個
の円弧C1 ,C2 とによって囲まれる斜線の領域を、第
1検出エリアA 1 として設定する。
法を示すもので、先ず警報区間L2内のノード点及びそ
の前方ノード点を結ぶ線分aの垂直2等分線dと、前記
ノード点及びその後方ノード点を結ぶ線分bの垂直2等
分線eとの交点を求め、その交点と前記ノード点とを結
ぶ直線fを描く。現在の車速V0 及び第1設定横加速度
α1 に基づいて最小旋回半径R1 を、R1 =V0 2 /α
1 により演算し、前記直線f上に旋回中心を持ち、かつ
前記ノード点を通る2個の円弧C1 ,C2 を描く。そし
て、前記前記ノード点を中心とする半径2R1 の円弧C
3 と前記2個の円弧C1 ,C2 とによって囲まれる斜線
の領域を、第1検出エリアA1 として設定する。
アA1 の最小旋回半径R1 は、現在の車速V0 でノード
点に進入した場合に、前記第1設定横加速度α1 以下の
横加速度で旋回し得る最小の旋回半径に対応している。
従って、前方ノード点が第1検出エリアA1 の内側にあ
れば、その車両は前記第1設定横加速度α1 以下の横加
速度でノード点を通過することが可能であり、逆に前方
ノード点が第1検出エリアA1 の外側にあれば、その車
両は前記第1設定横加速度α1 以下の横加速度でノード
点を通過することが不可能である。
1 の外側にあれば(ステップS21)、現在の車速V0
のままでは警報区間L2 を通過不可能であるとし、ドラ
イバーに減速を促すべく警報手段14が作動し、この警
報は第1設定時間t1 が経過した後に停止する(ステッ
プS22,S23)。この警報手段14については、後
から詳述する。
て、第2検出エリアA2 を設定する(ステップS2
4)。この第2検出エリアA2 の設定は、図6及び図7
により説明した第1検出エリアA1 の設定と実質的に同
じ手法で行われるが、第2設定横加速度α2 (α2 >α
1 )に基づいて最小旋回半径R2 が、R2 =V0 2 /α
2により演算される点でのみ異なっている。これによ
り、第2検出エリアA2 の最小旋回半径R2 は第1検出
エリアA1 の最小旋回半径R1 よりも小さくなる(R 2
<R1 )。
アA2 の最小旋回半径R2 は、現在の車速V0 でノード
点に進入した場合に、前記第2設定横加速度α2 以下の
横加速度で旋回し得る最小の旋回半径に対応しており、
前方ノード点が第2検出エリアA2 の内側にあれば第2
設定横加速度α2 以下の横加速度でノード点を通過する
ことが可能であり、逆に第2検出エリアA2 の外側にあ
ればノード点を通過することが不可能である。
2 の外側にあれば(ステップS25)、現在の車速V0
のままでは減速区間L3 を通過不可能であるとし、自動
的に減速を行うべく減速手段15が作動し、この減速は
第2設定時間t2 が経過した後に停止する(ステップS
26,S27)。
ー等が存在するか否かを判断し、存在しない場合には警
報区間L2 及び減速区間L3 における通過可否の判断を
中止しているので、例えば高速道路のように直線部分が
長く続いて通過に支障のない道路を走行するような場合
に、不要な演算が行われるのを防止して演算装置の小型
化と他の演算の速度向上とを図ることが可能となる。し
かも、警報区間L2 及び減速区間L3 の通過可否の判断
に基づいてそれぞれ警報及び減速を行うことにより、車
両がコーナーに接近するのに応じて警報から減速へとき
め細かい車速制御を行うことができる。
間及び減速手段15の作動時間を予め設定した第1設定
時間t1 及び第2設定時間t2 によって規制している
が、これを以下のようにして決定することも可能であ
る。
現在の車速V0 では通過不可能であることが判断される
と、そのノード点を通過し得る車速である第1目標車速
V1を演算し、この第1目標車速V1 をメモリに格納す
る。
を示すもので、ノード点において設定した第1検出エリ
アA1 の外側に前方ノード点がある場合に、前ノード点
と前方ノード点とを通り、直線c(図6参照)又は直線
f(図7参照)上に仮想旋回中心を有する円弧C4 を描
き、この円弧C4 の半径R1 ′と前記第1設定横加速度
α1 とに基づいて第1目標車速V1 が、V1 =(α1 ×
R1 ′)1/2 により演算される。
を操作し、車速V0 がメモリに格納された第1目標車速
V1 まで減速すると警報手段14の作動が中止される。
このメモリ値は、車速V0 が第1目標車速V1 に達した
とき、或いは自車が当該ノード点に達したときに消去さ
れる。
ド点が現在の車速V0 では通過不可能であることが判断
されると、そのノード点を通過し得る車速である第2目
標車速V2 を図8に示した手法と同様の手法でで演算す
る。このとき、第2目標車速V2 は第2設定横加速度α
2 に基づいて、V2 =(α2 ×R2 ′)1/2 により演算
される。
に格納された第2目標車速V2 まで減速すると減速手段
15の作動が中止される。このメモリ値は、車速V0 が
第2目標車速V2 に達したとき、或いは自車が当該ノー
ド点に達したときに消去される。
動させるか否かの判断を、以下のようにして行うことも
可能である。
ついて前述した手法で第1目標車速V1 を演算し、それ
をメモリに格納する。そして、自車が各ノード点に達す
るまでに現在の車速V0 を前記第1目標車速V1 まで減
速するために必要な減速度を演算し、その減速度が前記
第1設定減速度β1 を越えた場合に警報手段14を作動
させる。同様に、減速区間L3 内の全てのノード点につ
いて第2目標車速V2を演算してメモリに格納し、自車
が各ノード点に達するまでに現在の車速V0 を前記第2
目標車速V2 まで減速するために必要な減速度が前記第
2設定減速度β 2 を越えた場合に、減速手段15を作動
させる。
する。
る警報手段14は縦長の棒状に形成されており、インス
トルメントパネルに設けられたスピードメータ21とタ
コメータ21との間の視認が容易な場所に設けられる。
ら上に向けて「青」領域、「黄」領域及び「赤」領域を
順次備えている。「青」領域と「黄」領域との境界は警
報手段14が作動する警報しきい値に対応し、また
「黄」領域と「赤」領域との境界は減速手段15が作動
する自動減速しきい値に対応している。この実施例で
は、前記警報しきい値及び自動減速しきい値はコーナー
の曲率に依存しない一定値とされるが、例えば路面状態
やドライバーの技量によって変化させることも可能であ
る。
の下端から現在車速までの範囲が点灯し、車速が警報し
きい値を越えると該警報しきい値と現在車速との間に挟
まれた「黄」領域の一部が点灯し、その点灯部分の面積
に応じて現在車速の過剰度合いが容易に認識される。ま
た、車速が更に過剰であって自動減速しきい値を越える
と、自動減速しきい値と現在車速との間に挟まれた
「赤」領域の一部が前記「黄」領域の全部と共に点灯
し、その点灯部分の面積に応じて現在車速の過剰度合い
が容易に認識される。
もので、この警報手段14は車速の増加によってその下
端から現在車速までの範囲が点灯し、その点灯範囲の警
報(減速)しきい値よりも下の部分は「青」に点灯し、
警報(減速)しきい値よりも上の部分は「赤」に点灯す
る。そして前記警報(減速)しきい値はコーナーの曲率
に依存して上下に変動する。
であれば「青」領域のみが点灯し、車速が警報(減速)
しきい値を越えると、その過剰分に応じて点灯する
「赤」領域の面積によって、現在車速の過剰度合いが容
易に認識される。
もので、この警報手段14はスピードメータ21のダイ
ヤルの外周部分が発光ダイオードで構成されている。そ
して警報(減速)しきい値(コーナーの曲率に依存する
可変値)よりも高速側が「赤」領域として点灯する。従
って、現在速度を示す指針の位置と「赤」領域の始端と
の距離によって車速の過剰量を視認することができる。
また、車両がコーナーの入口に近づくにつれて、点灯す
る「赤」領域の始端を低速側に移動させれば、ドライバ
ーに緊急度合いを一層効果的に認識させることができ
る。
って視覚的に警報を発することにより、聴覚が不自由な
ドライバーが運転している場合や、オーディオ装置の音
量を上げ過ぎてチャイムやブザー等の警報手段では充分
な効果が得られない場合であっても、確実に警報を発す
ることが可能となる。
場合、前記警報手段14を点灯するだけでなく、スピー
ドメータ21、タコメータ22、ウインカーの作動表示
ランプ等のインストルメントパネル上の全てのインジケ
ータを同時に点滅させることにより、警報を一層確実に
ドライバーに認識させることが可能となる。
明は前記実施例に限定されるものでなく、種々の設計変
更を行うことが可能である。
によれば、自車位置から前方の道路上に第1区間及び該
第1区間よりも範囲の狭い第2区間を設定し、第1区間
の道路の通過可否の判断に基づいて第2区間の道路の通
過可否の判断を行うか否かを決定しているので、例えば
高速道路のように直線部分が長く続いて通過に支障のな
い道路を走行するような場合に、第2区間の道路の通過
可否の判断を行う必要が無くなって演算量を大幅に削減
することができる。これにより、演算装置の小型化を図
るととともに、他の演算の速度向上を図ることが可能と
なる。
第2区間を警報区間及び該警報区間よりも範囲の狭い減
速区間に分け、警報区間の道路の通過可否の判断に基づ
いて警報を行うとともに、減速区間の道路の通過可否に
基づいて減速を行うことにより、車両がコーナーに接近
するのに応じて警報から減速へときめ細かい車速制御を
行うことができる。
ロック図
分図
分図
分図
Claims (2)
- 【請求項1】 ナビゲーション装置(1)から自車が走
行する道路の地図及び該道路上における自車位置を出力
するとともに、車速制御装置(8)により前記ナビゲー
ション装置(1)から出力した道路の地図に基づく自車
位置前方の道路の曲率状態及び現在の車速に基づいて該
道路の通過可否を判断し、この判断に基づいて警報及び
/又は減速を行う車両の車速制御方法であって、 自車位置から前方の道路上に所定範囲の第1区間
(L1 )及び該第1区間(L1 )よりも範囲の狭い第2
区間(L2 ,L3 )を設定し、前記第1区間(L1 )の
道路の通過可否の判断に基づいて前記第2区間(L2 ,
L3 )の道路の通過可否の判断を行うか否かを決定し、
前記判断を行うと決定した場合に、前記第2区間
(L2 ,L3 )の道路の通過可否の判断に基づいて前記
警報及び/又は減速を行うことを特徴とする、車両の車
速制御方法。 - 【請求項2】 前記第2区間が警報区間(L2 )及び該
警報区間(L2 )よりも範囲の狭い減速区間(L3 )か
らなり、前記警報区間(L2 )の道路の通過可否の判断
に基づいて前記警報を行うとともに、前記減速区間(L
3 )の道路の通過可否に基づいて前記減速を行うことを
特徴とする、請求項1記載の車両の車速制御方法。
Priority Applications (4)
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