JP3432881B2 - Vehicle control device - Google Patents
Vehicle control deviceInfo
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- JP3432881B2 JP3432881B2 JP02529594A JP2529594A JP3432881B2 JP 3432881 B2 JP3432881 B2 JP 3432881B2 JP 02529594 A JP02529594 A JP 02529594A JP 2529594 A JP2529594 A JP 2529594A JP 3432881 B2 JP3432881 B2 JP 3432881B2
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- Navigation (AREA)
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- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複数の座標点の集合よ
りなる地図情報に基づいて道路形状を判定し、判定した
道路形状に基づいて車両の走行を制御する車両制御装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle control device for determining a road shape based on map information composed of a set of a plurality of coordinate points and controlling the traveling of a vehicle based on the determined road shape.
【０００２】[0002]
【従来の技術】カーブの入口手前に設けた送信機から該
カーブをスムーズに通過するために必要な進入速度や操
舵角の情報を送信し、この情報に基づいて自動車の走行
状態を制御するもの（特開平３−１４９７００号公報参
照）、或いはＣＤ−ＲＯＭに記憶した道路の勾配、路面
状態、カーブ半径の情報に基づいて自動車のオートクル
ーズ装置等を制御するもの（特開平４−１５７９９号公
報参照）が知られている。2. Description of the Related Art A transmitter provided in front of an entrance of a curve transmits information on an approach speed and a steering angle necessary for smoothly passing through the curve, and controls a running state of an automobile based on the information. (See Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-149700), or one that controls an auto-cruise device of a vehicle based on information of road gradient, road surface state, and curve radius stored in a CD-ROM (Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-15799). (See) is known.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前者のもの
は設備費や維持費が嵩むために全ての道路に設置するこ
とが困難であり、また後者のものはデータ量が膨大にな
るために実現性が乏しいという問題がある。By the way, the former one is difficult to install on all roads because of the high equipment cost and maintenance cost, and the latter one is feasible because the amount of data is huge. There is a problem that is scarce.
【０００４】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、複数の座標点の集合よりなる地図情報から判定した
道路形状に基づいて車両の走行状態を的確に制御するこ
とを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to accurately control the running state of a vehicle based on a road shape determined from map information composed of a set of a plurality of coordinate points.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明は、道路を構成する複数
の座標点の集合としての地図情報を出力する地図情報出
力手段と、自車の車速を検出する車速検出手段と、道路
上の自車位置を出力する自車位置出力手段と、自車位置
よりも前方の道路上において略等間隔に離間する少なく
とも３個の基準座標点を抽出する基準座標点抽出手段
と、抽出した基準座標点に基づいて道路形状を判定する
道路形状判定手段と、判定した道路形状に基づいて車両
の走行を制御する車両制御手段とを備え、基準座標点抽
出手段は、これが抽出する基準座標点の相互間隔を、車
速が大きい場合には小さい場合よりもその相互間隔が粗
く設定されるように車速検出手段の検出車速に基づいて
調整することを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a map information output means for outputting map information as a set of a plurality of coordinate points forming a road, vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed of the vehicle, and the vehicle position output means for outputting the vehicle position on the road, less you spaced at approximately equal intervals on the road ahead than the vehicle position <br/> A reference coordinate point extraction unit that extracts three reference coordinate points, a road shape determination unit that determines a road shape based on the extracted reference coordinate points, and a vehicle that controls the traveling of the vehicle based on the determined road shape. e Bei and control means, reference coordinate point extraction
The output means determines the mutual interval of the reference coordinate points extracted by the vehicle.
Larger velocities have less coarse spacing than smaller ones.
Based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means
It is characterized by adjusting .
【０００６】また請求項２に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、車両制御手段は操舵角或いは操舵ト
ルクを制御する操舵制御手段を有し、道路形状判定手段
により判定した道路形状に基づいて操舵制御手段が操舵
角或いは操舵トルクを制御することを特徴とする。According to a second aspect of the invention, in addition to the structure of the first aspect, the vehicle control means has a steering control means for controlling a steering angle or a steering torque, and the road shape determination means determines the road. The steering control means controls the steering angle or the steering torque based on the shape.
【０００７】また請求項３に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、車両制御手段はブレーキ装置或いは
オートクルーズ装置等からなる車速制御手段を有し、道
路形状判定手段により判定した道路形状に基づいて車速
制御手段が車速を制御することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in addition to the structure of the first aspect, the vehicle control means has a vehicle speed control means such as a brake device or an auto cruise device, and the road shape determination means determines the vehicle speed. The vehicle speed control means controls the vehicle speed based on the road shape.
【０００８】また請求項４に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、車両制御手段は視覚表示手段或いは
聴覚表示手段を有し、道路形状判定手段により判定した
道路形状に基づいて視覚表示手段或いは聴覚表示手段が
乗員に警報することを特徴とする。According to the invention described in claim 4, in addition to the structure of claim 1, the vehicle control means has visual display means or auditory display means, and based on the road shape determined by the road shape determination means. The visual display means or the auditory display means warns the occupant.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１０】図１〜図４は本発明の第１実施例を示すも
ので、図１は本発明装置の全体構成を示すブロック図、
図２は制御系のブロック図、図３は操舵角の求め方を示
す説明図、図４は通過可能車速の求め方を示す説明図で
ある。1 to 4 show a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the device of the present invention,
2 is a block diagram of a control system, FIG. 3 is an explanatory diagram showing how to obtain a steering angle, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing how to obtain a passable vehicle speed.
【００１１】図１において、ＮＶは自動車用ナビゲーシ
ョンシステムであって、その内部に周知の航法装置１、
ＩＣカードやＣＤ−ＲＯＭを用いた地図情報出力手段２
及び後述の種々の演算を行う制御部３を備える。In FIG. 1, NV is a navigation system for automobiles, in which a well-known navigation device 1,
Map information output means 2 using an IC card or CD-ROM
And a control unit 3 for performing various calculations to be described later.
【００１２】航法装置１は、衛星通信装置４或いは近接
通信装置５からの自車位置情報、道路情報、交通情報等
に加えて車速検出手段６からの信号を受け、これと前記
地図情報出力手段２からの地図情報とに基づいて、自車
の現在位置や目的地までの経路を演算し、これをマンマ
シンインターフェイス８を介してＣＲＴ９に表示する。The navigation device 1 receives a signal from the vehicle speed detecting means 6 in addition to the vehicle position information, road information, traffic information, etc. from the satellite communication device 4 or the near field communication device 5, and the map information output means. Based on the map information from 2, the current position of the vehicle and the route to the destination are calculated and displayed on the CRT 9 via the man-machine interface 8.
【００１３】地図情報出力手段２が出力する地図情報
は、道路上に配設された仮想的なノードＮの集合から構
成されており、各ノードＮはそれぞれ座標Ｎ（Ｘ，Ｙ）
によって規定されている。The map information output by the map information output means 2 is composed of a set of virtual nodes N arranged on the road, and each node N has a coordinate N (X, Y).
Stipulated by
【００１４】制御部３は、航法装置１、地図情報出力手
段２及び車速検出手段６の出力に基づいて後述する種々
の演算を行い、その結果を表示するとともに警報、操舵
角制御及び車速制御を行う。The control unit 3 performs various calculations which will be described later based on the outputs of the navigation device 1, the map information output means 2 and the vehicle speed detection means 6, displays the results, and performs warning, steering angle control and vehicle speed control. To do.
【００１５】Ｃは車両制御装置であって、その内部に視
覚表示手段１１、聴覚表示手段１２、車速制御手段１３
及び操舵制御手段１４を備える。視覚制御手段１１は例
えばヘッドアップディスプレイよりなり、前方のカーブ
の曲率半径や通過可能車速等を表示することにより乗員
に警報を発する。聴覚制御手段１２はブザーやチャイム
よりなり、前記視覚表示手段１１と共に乗員に種々の警
報を発する。車速制御手段１３はブレーキ装置、オート
クルーズ装置、シフト制御装置、スロットル制御装置等
からなり、カーブを通過し得るように車速を自動的に調
整する。操舵制御手段１４は操舵角や操舵トルクを制御
するステアリング装置からなり、カーブを通過し得るよ
うにステアリングを自動的に調整する。Reference numeral C denotes a vehicle control device, which has a visual display means 11, an auditory display means 12, and a vehicle speed control means 13 therein.
And steering control means 14. The visual control means 11 is composed of, for example, a head-up display, and issues an alarm to an occupant by displaying a curvature radius of a curve in front and a vehicle speed at which the vehicle can pass. The hearing control means 12 comprises a buzzer and a chime, and together with the visual display means 11, issues various warnings to the occupant. The vehicle speed control means 13 is composed of a brake device, an auto cruise device, a shift control device, a throttle control device, etc., and automatically adjusts the vehicle speed so that it can pass through a curve. The steering control means 14 comprises a steering device that controls the steering angle and steering torque, and automatically adjusts the steering so that it can pass through a curve.
【００１６】図２は本発明の制御系を示すブロック図で
あって、前記車速検出手段６に対応する車速検出手段Ｍ
１と、前記地図情報出力手段２に対応する地図情報出力
手段Ｍ２と、前記航法装置１に対応する自車位置出力手
段Ｍ３と、前記制御部３に対応する基準座標点抽出手段
Ｍ４及び道路形状判定手段Ｍ５と、前記車両制御装置Ｃ
に対応する車両制御手段Ｍ６とを備える。また、車両制
御手段Ｍ６は、前記操舵制御手段１４に対応する操舵制
御手段Ｍ７と、前記車速制御手段１３に対応する車速制
御手段Ｍ８と、前記視覚表示手段１１に対応する視覚表
示手段Ｍ９と、前記聴覚表示手段１２に対応する聴覚表
示手段Ｍ１０とを備える。FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the present invention, which is a vehicle speed detecting means M corresponding to the vehicle speed detecting means 6.
1, map information output means M2 corresponding to the map information output means 2, own vehicle position output means M3 corresponding to the navigation device 1, reference coordinate point extraction means M4 corresponding to the control unit 3, and road shape. Determination means M5 and the vehicle control device C
And vehicle control means M6 corresponding to. Further, the vehicle control means M6 includes a steering control means M7 corresponding to the steering control means 14, a vehicle speed control means M8 corresponding to the vehicle speed control means 13, and a visual display means M9 corresponding to the visual display means 11. The auditory display means M10 corresponding to the auditory display means 12 is provided.
【００１７】基準座標点抽出手段Ｍ４は、道路上に設定
された多数のノードＮから道路形状を判定するための４
個のノードＮ1 ，Ｎ2 ，Ｎ3 ，Ｎ4 （以下、基準ノード
という）を抽出する。The reference coordinate point extracting means M4 is used to determine the road shape from a large number of nodes N set on the road.
The nodes N 1 , N 2 , N 3 , and N 4 (hereinafter referred to as reference nodes) are extracted.
【００１８】道路形状判定手段Ｍ５は、前記４個の基準
ノードＮ1 ，Ｎ2 ，Ｎ3 ，Ｎ4 の配列状態に基づいて道
路形状を判定する。The road shape judging means M5 judges the road shape based on the arrangement state of the four reference nodes N 1 , N 2 , N 3 and N 4 .
【００１９】次に、道路形状を判定して操舵制御を行う
場合の作用を説明する。Next, the operation when the road shape is determined and the steering control is performed will be described.
【００２０】先ず、車速検出手段Ｍ１から車速Ｖ0 を読
み込むとともに、地図情報出力手段Ｍ２から地図情報
（即ち、ノードＮの座標（Ｘ，Ｙ））を読み込み、更に
自車位置出力手段Ｍ３から自車位置を読み込む。First, the vehicle speed V 0 is read from the vehicle speed detection means M1, the map information (that is, the coordinates (X, Y) of the node N) is read from the map information output means M2, and the own vehicle position output means M3 reads the map information. Read the car position.
【００２１】次に、基準座標点抽出手段Ｍ４により、道
路形状を判定するための４個の基準ノードＮ1 〜Ｎ4 を
抽出する。図３に示すように、第２基準ノードＮ2 は自
車位置に設定され、第１基準ノードＮ1 は第２基準ノー
ドＮ2 の距離ａだけ手前位置に、第３基準ノードＮ3 は
第２基準ノードＮ2 の距離ａだけ前方位置に、第４基準
ノードＮ4 は第３基準ノードＮ3 の距離ａだけ前方位置
にそれぞれ設定される。ここで、ａは車速Ｖ0 と所定時
間ｔ1 との積（ａ＝Ｖ0 ×ｔ1 ）として設定される。Next, the reference coordinate point extraction means M4, extracts four reference nodes N 1 to N 4 for determining the road shape. As shown in FIG. 3, the second reference node N 2 is set at the own vehicle position, the first reference node N 1 is at a position a distance a from the second reference node N 2 , and the third reference node N 3 is at the first position. The second reference node N 2 is set to the front position by the distance a, and the fourth reference node N 4 is set to the front position by the distance a of the third reference node N 3 . Here, a is set as the product of the vehicle speed V 0 and the predetermined time t 1 (a = V 0 × t 1 ).
【００２２】このように、基準ノードＮ1 〜Ｎ4 間の距
離ａを車速Ｖ0 に応じて設定することにより、車速Ｖ0
が大きい場合には基準ノードＮ1 〜Ｎ4 の間隔を粗く設
定し、道路形状を判定するための充分な演算時間を確保
することができる。[0022] Thus, the distance a between the reference node N 1 to N 4 by setting in accordance with the vehicle speed V 0, the vehicle speed V 0
When is large, the intervals between the reference nodes N 1 to N 4 can be set roughly, and a sufficient calculation time for determining the road shape can be secured.
【００２３】尚、仮自車位置を基準にして距離ａの倍数
により設定される位置にノードＮが存在しない場合に
は、その位置に最も近接したノードＮが基準ノードＮ1
〜Ｎ4として抽出される。また、ノードＮのデータが疎
であって距離ａの範囲にノードＮが存在しない場合に
は、連続する４個のノードＮが基準ノードＮ1 〜Ｎ4 と
して抽出される。If there is no node N at a position set by a multiple of the distance a with reference to the temporary vehicle position, the node N closest to the position is the reference node N 1
~ N 4 is extracted. When the data of the node N is sparse and the node N does not exist in the range of the distance a, four consecutive nodes N are extracted as the reference nodes N 1 to N 4 .
【００２４】道路形状がカーブであって４個の基準ノー
ドＮ1 〜Ｎ4 が実質的に円弧上に存在していると仮定す
ると、道路形状判定手段Ｍ５により自車位置である第２
基準ノードＮ2 から次の第３基準ノードＮ3 への旋回角
度θが以下のようにして求められる。Assuming that the road shape is a curve and that the four reference nodes N 1 to N 4 are substantially on a circular arc, the road shape determining means M 5 indicates the second position of the vehicle.
The turning angle θ from the reference node N 2 to the next third reference node N 3 is obtained as follows.
【００２５】先ず、第１基準ノードＮ1 （Ｘ1 ，Ｙ1 ）
と第２基準ノードＮ2 （Ｘ2 ，Ｙ2）とを結ぶベクトル
Ｖ12（Ｘ12，Ｙ12）と、第２基準ノードＮ2 （Ｘ2 ，Ｙ
2 ）と第３基準ノードＮ3 （Ｘ3 ，Ｙ3 ）とを結ぶベク
トルＶ23（Ｘ23，Ｙ23）と、第３基準ノードＮ
3 （Ｘ3 ，Ｙ3 ）と第４基準ノードＮ4 （Ｘ4 ，Ｙ4 ）
とを結ぶベクトルＶ34（Ｘ34，Ｙ34）とを演算する。First, the first reference node N 1 (X 1 , Y 1 )
When the second reference node N 2 (X 2, Y 2 ) and the vector V 12 connecting (X 12, Y 12), the second reference node N 2 (X 2, Y
2 ) and the third reference node N 3 (X 3 , Y 3 ) connecting the vector V 23 (X 23 , Y 23 ), and the third reference node N 3.
3 (X 3 , Y 3 ) and the fourth reference node N 4 (X 4 , Y 4 ).
A vector V 34 (X 34 , Y 34 ) connecting with and is calculated.
【００２６】このとき、ベクトルＶ12とベクトルＶ23と
の成す角度をθ1 とすると、ベクトルＶ12及びベクトル
Ｖ23の内積から、
Ｘ12・Ｘ23＋Ｙ12・Ｙ23
＝（Ｘ12 2 ＋Ｙ12 2 ）1/2 ・（Ｘ23 2 ＋Ｙ23 2 ）1/2 ・ cosθ1 …(1)
が成立し、これから角度θ1 が求められる。[0026] At this time, when the angle formed by the vector V 12 and the vector V 23 and theta 1, from the inner product of the vector V 12 and the vector V 23, X 12 · X 23 + Y 12 · Y 23 = (X 12 2 + Y 12 2 ) 1/2 · (X 23 2 + Y 23 2 ) 1/2 · cos θ 1 (1) holds, and the angle θ 1 is obtained from this.
【００２７】また、ベクトルＶ23とベクトルＶ34との成
す角度をθ2 とすると、ベクトルＶ23及びベクトルＶ34
の内積から、
Ｘ23・Ｘ34＋Ｙ23・Ｙ34
＝（Ｘ23 2 ＋Ｙ23 2 ）1/2 ・（Ｘ34 2 ＋Ｙ34 2 ）1/2 ・ cosθ2 …(2)
が成立し、これから角度θ2 が求められる。Further, when the angle formed by the vector V 23 and the vector V 34 and theta 2, the vector V 23 and the vector V 34
From the inner product of, X 23 · X 34 + Y 23 · Y 34 = (X 23 2 + Y 23 2 ) 1/2 · (X 34 2 + Y 34 2 ) 1/2 · cos θ 2 … (2) The angle θ 2 is obtained.
【００２８】これにより、第２基準ノードＮ2 から第３
基準ノードＮ3 への旋回角度θが、
θ＝（θ1 ＋θ2 ）／２ …(3)
により求められ、また円弧の曲率半径Ｒが、
Ｒ＝２ａ／（θ1 ＋θ2 ） …(4)
により求められる。As a result, the second reference node N 2 to the third reference node
The turning angle θ to the reference node N 3 is obtained by θ = (θ 1 + θ 2 ) / 2 (3), and the radius of curvature R of the arc is R = 2a / (θ 1 + θ 2 ) (4) ) Is required.
【００２９】而して、第２基準ノードＮ2 から第３基準
ノードＮ3 へ旋回する際の操舵角θSTRGは、
θSTRG＝（１＋Ａ・Ｖ0 2 ）・ｂ・Ｎ／Ｒ
＝（θ1 ＋θ2 ）・（１＋Ａ・Ｖ0 2 ）・ｂ・Ｎ／２ａ …(5)
Ａ；スタビリティファクタ
ｂ；ホイールベース
Ｎ；ステアリングギヤレシオ
で与えられる。Thus, the steering angle θ STRG when turning from the second reference node N 2 to the third reference node N 3 is θ STRG = (1 + A · V 0 2 ) · b · N / R = (θ 1 + θ 2 ) · (1 + A · V 0 2 ) · b · N / 2a (5) A; Stability factor b; Wheel base N; Steering gear ratio.
【００３０】上述のようにして前方の道路にカーブの存
在が判定されると、視覚表示手段Ｍ９や聴覚表示手段Ｍ
１０によりカーブの曲率半径Ｒや操舵角θSTRGが乗員に
報知されるとともに、カーブを確実に通過し得るように
操舵制御手段Ｍ７による自動操舵が行われる。When it is determined that there is a curve on the road ahead as described above, the visual display means M9 and the auditory display means M are displayed.
The radius of curvature R of the curve and the steering angle θ STRG are notified to the occupant by means of 10, and automatic steering is performed by the steering control means M7 so that the vehicle can reliably pass through the curve.
【００３１】このように複数のノードＮの座標Ｎ（Ｘ，
Ｙ）の集合よりなる地図情報に基づいて道路形状を判定
し、判定した道路形状に基づいて操舵角を制御している
ので、設備費や維持費が嵩むインフラストラクチャーの
整備を必要とせず、ＣＤ−ＲＯＭやＩＣカードに記憶可
能な最小限のデータ量で車両の走行制御を行うことがで
きる。Thus, the coordinates N (X, X,
Since the road shape is determined based on the map information composed of the set of Y) and the steering angle is controlled based on the determined road shape, it is not necessary to maintain an infrastructure that requires high equipment costs and maintenance costs. -Vehicle running control can be performed with a minimum amount of data that can be stored in a ROM or an IC card.
【００３２】次に、道路形状を判定して車速制御を行う
場合の作用を説明する。Next, the operation of determining the road shape and controlling the vehicle speed will be described.
【００３３】車速制御を行う場合には４個の基準ノード
Ｎ1 〜Ｎ4 の抽出のしかたが前記舵角制御を行う場合と
異なっている。即ち、図４に示すように、自車位置より
も先読距離Ｓだけ前方に仮自車位置が設定され、この仮
自車位置に第２基準ノードＮ2 が設定される。そして第
１基準ノードＮ1 は第２基準ノードＮ2 の距離ａだけ手
前位置に、第３基準ノードＮ3 は第２基準ノードＮ2 の
距離ａだけ前方位置に、第４基準ノードＮ4 は第３基準
ノードＮ3 の距離ａだけ前方位置にそれぞれ設定され
る。前記先読距離Ｓは、車両が車速Ｖ0 から所定の減速
度βで減速した場合に所定時間ｔ2 内に停止できる距離
として与えられる。When the vehicle speed control is performed, the method of extracting the four reference nodes N 1 to N 4 is different from that when the steering angle control is performed. That is, as shown in FIG. 4, the temporary vehicle position is set ahead of the vehicle position by the read-ahead distance S, and the second reference node N 2 is set at this temporary vehicle position. The first reference node N 1 is in the front position by the distance a of the second reference node N 2 , the third reference node N 3 is in the front position by the distance a of the second reference node N 2 , and the fourth reference node N 4 is The distances a of the third reference node N 3 are set to the front positions. The read-ahead distance S is given as a distance that can be stopped within a predetermined time t 2 when the vehicle decelerates from the vehicle speed V 0 at a predetermined deceleration β.
【００３４】
Ｓ＝Ｖ0 ・ｔ2 −（β・ｔ2 2 ／２） …(6)
上述した先読距離Ｓを設定することにより、判定した道
路形状に応じて減速を行う必要がある場合に、その時間
的余裕を与えることができる。[0034] S = V 0 · t 2 - By setting the (β · t 2 2/2 ) ... (6) look-ahead distance S described above, if it is necessary to perform deceleration in accordance with the determined road shape Can afford that time.
【００３５】さて、第２基準ノードＮ2 及び第３基準ノ
ードＮ3 間を基準横加速度α以下で通過するための通過
可能車速Ｖｓは、道路の曲率半径をＲとすると、
Ｖｓ＝（Ｒ・α）1/2 …(7)
で与えられ、これに前記式(4) を適用して、
Ｖｓ＝｛２ａ・α／（θ1 ＋θ2 ）｝1/2 …(8)
が得られる。即ち、車速Ｖ0 が前記通過可能車速Ｖｓ以
下であれば、車両は減速を行うことなく第２基準ノード
Ｎ2 及び第３基準ノードＮ3 間のカーブを通過でき、車
速Ｖ0 が前記通過可能車速Ｖｓ以上であれば、通過可能
車速Ｖｓまで減速しないと第２基準ノードＮ2 及び第３
基準ノードＮ3 間のカーブを通過でないことになる。Now, the passable vehicle speed Vs for passing between the second reference node N 2 and the third reference node N 3 at a reference lateral acceleration α or less is Vs = (R · α) 1/2 (7), and by applying the above equation (4), Vs = {2a · α / (θ 1 + θ 2 )} 1/2 (8) is obtained. That is, if the vehicle speed V 0 is equal to or lower than the passable vehicle speed Vs, the vehicle can pass through the curve between the second reference node N 2 and the third reference node N 3 without decelerating, and the vehicle speed V 0 can pass through the curve. If the vehicle speed is Vs or higher, the second reference node N 2 and the third reference node N 2 must be decelerated to the passable vehicle speed Vs.
It does not pass through the curve between the reference nodes N 3 .
【００３６】而して、前方の道路にカーブの存在が判定
されると、視覚表示手段Ｍ９や聴覚表示手段Ｍ１０によ
りカーブの曲率半径Ｒや通過可能車速Ｖｓが乗員に報知
され、車速Ｖ0 が通過可能車速Ｖｓを上回っている場合
には、カーブを確実に通過し得るように車速制御手段Ｍ
８による自動減速が行われる。When it is determined that there is a curve on the road ahead, the visual display means M9 and the auditory display means M10 inform the occupant of the radius of curvature R of the curve and the vehicle speed Vs at which the vehicle can pass, and the vehicle speed V 0 becomes When the vehicle speed Vs that can be passed is exceeded, the vehicle speed control means M is arranged so that the vehicle can surely pass the curve.
Automatic deceleration by 8 is performed.
【００３７】上述したように、複数のノードＮの座標Ｎ
（Ｘ，Ｙ）の集合よりなる地図情報に基づいて道路形状
を判定し、判定した道路形状に基づいて車速を制御して
いるので、設備費や維持費が嵩むインフラストラクチャ
ーの整備を必要とせず、ＣＤ−ＲＯＭやＩＣカードに記
憶可能な最小限のデータ量で車両の走行制御を行うこと
ができる。As described above, the coordinates N of the plurality of nodes N
Since the road shape is determined based on the map information composed of a set of (X, Y) and the vehicle speed is controlled based on the determined road shape, there is no need to maintain an infrastructure that requires high equipment costs and maintenance costs. , The traveling control of the vehicle can be performed with the minimum amount of data that can be stored in the CD-ROM or the IC card.
【００３８】ところで、上述した自動操舵や自動減速を
行う場合には自車が設定された経路上を走行しているこ
とが必要であり、乗員の意思により或いは誤りにより設
定経路を逸脱した場合にはシステムをＯＦＦさせること
が望ましい。車両が設定経路を逸脱する可能性の有無は
次のようにして判定することができる。By the way, in the case of performing the above-mentioned automatic steering or automatic deceleration, it is necessary that the own vehicle is traveling on the set route, and when the vehicle deviates from the set route by the intention of the occupant or by an error. It is desirable to turn off the system. Whether or not the vehicle may deviate from the set route can be determined as follows.
【００３９】図３において、車両が第２基準ノードＮ2
から第３基準ノードＮ3 まで正しい経路上を旋回したと
き、車両の目標旋回角θはθ＝（θ1 ＋θ2 ）／２によ
り与えられる（式(3) 参照）。一方、車載のヨーレート
センサで検出した実ヨーレートｄγ／ｄｔを車両が第２
基準ノードＮ2 を通過してから第３基準ノードＮ3 に達
するまでの時間ｔ1 （ｔ1 ＝ａ／Ｖ0 ）に亘って積分す
ることにより、車両の実旋回角γを求める。そして、目
標旋回角θ及び実旋回角γの偏差を｜θ−γ｜により演
算し、この偏差｜θ−γ｜が所定値以下であれば車両が
設定経路を逸脱する可能性がないと判定する。また、偏
差｜θ−γ｜が所定値を越えれば車両が設定経路を逸脱
する可能性があると判定し、乗員に警報を発することが
できる。In FIG. 3, the vehicle is the second reference node N 2
The target turning angle θ of the vehicle is given by θ = (θ 1 + θ 2 ) / 2 when the vehicle makes a turn on the correct route from to the third reference node N 3 (see formula (3)). On the other hand, the vehicle determines the actual yaw rate dγ / dt detected by the vehicle-mounted yaw rate sensor as the second
The actual turning angle γ of the vehicle is obtained by integrating over the time t 1 (t 1 = a / V 0 ) from when the vehicle passes through the reference node N 2 until it reaches the third reference node N 3 . Then, the deviation between the target turning angle θ and the actual turning angle γ is calculated by | θ−γ |, and if this deviation | θ−γ | is less than or equal to a predetermined value, it is determined that the vehicle does not deviate from the set route. To do. Further, if the deviation | θ-γ | exceeds a predetermined value, it is determined that the vehicle may deviate from the set route, and an occupant can be alerted.
【００４０】前記偏差｜θ−γ｜の限界は、例えば車両
が第２基準ノードＮ2 から第３基準ノードＮ3 までの距
離ａを走行する間に、車両が道幅Ｗの道路から外れない
値として次式に基づいて設定することができる。The limit of the deviation | θ-γ | is, for example, a value at which the vehicle does not deviate from the road having the road width W while the vehicle travels the distance a from the second reference node N 2 to the third reference node N 3. Can be set based on the following equation.
【００４１】
ａ・｜θ−γ｜≦Ｗ／２ …(9)
ところで、前記実施例では４個の基準ノードＮ1 〜Ｎ4
に基づいて道路形状を判定して車両制御を行っている
が、第１実施例の４個の基準ノードＮ1 〜Ｎ4 に代え
て、第２実施例では第４基準ノードＮ4 を除いた３個の
基準ノードＮ1 〜Ｎ3 が用いられる。A · | θ−γ | ≦ W / 2 (9) In the above embodiment, four reference nodes N 1 to N 4 are used.
The vehicle shape is determined based on the road shape, and the vehicle control is performed. However, in place of the four reference nodes N 1 to N 4 of the first embodiment, the fourth reference node N 4 is removed in the second embodiment. three reference nodes N 1 to N 3 is used.
【００４２】図５に示すように、ベクトルＶ12（Ｘ12，
Ｙ12）とベクトルＶ23（Ｘ23，Ｙ23）との成す角度θ
は、次式に基づいて求められる。As shown in FIG. 5, the vector V 12 (X 12 ,
The angle θ formed between Y 12 ) and the vector V 23 (X 23 , Y 23 ).
Is calculated based on the following equation.
【００４３】
Ｘ12・Ｘ23＋Ｙ12・Ｙ23
＝（Ｘ12 2 ＋Ｙ12 2 ）1/2 ・（Ｘ23 2 ＋Ｙ23 2 ）1/2 ・ cosθ …(10)
このようにして求めた角度θは、第１、第２基準ノード
Ｎ1 ，Ｎ2 の中点から第２、第３基準ノードＮ2 ，Ｎ3
の中点への旋回角度に代わる近似値となる。従って、３
個の基準ノードＮ1 〜Ｎ3 を用いた場合には、前記式
(4) に代えて曲率半径Ｒ＝ａ／θを用いることができ、
前記式(5) に代えて操舵角θSTRG＝θ・（１＋Ａ・Ｖ0
2 ）・ｂ・Ｎ／ａを用いることができ、前記式(8) に代
えて通過可能車速Ｖｓ＝（ａ・α／θ）1/2 を用いるこ
とができる。X 12 · X 23 + Y 12 · Y 23 = (X 12 2 + Y 12 2 ) 1/2 · (X 23 2 + Y 23 2 ) 1/2 · cos θ (10) The angle thus obtained θ is from the midpoint of the first and second reference nodes N 1 and N 2 to the second and third reference nodes N 2 and N 3.
It becomes an approximate value instead of the turning angle to the midpoint. Therefore, 3
When the number of reference nodes N 1 to N 3 is used, the above equation is used.
A radius of curvature R = a / θ can be used instead of (4),
Instead of the above equation (5), the steering angle θ STRG = θ · (1 + A · V 0
2 ) .b.N / a can be used, and instead of the above equation (8), the passable vehicle speed Vs = (a.α / θ) 1/2 can be used.
【００４４】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
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。Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various design changes can be made.
【００４５】例えば、操舵制御を行う場合にも先読み区
間Ｓを設定することができる。この先読距離Ｓは車速Ｖ
0 と所定時間ｔ2 とによりＳ＝Ｖ0 ・ｔ2 により設定さ
れ、その先読距離Ｓを車両が走行する間に目標舵角まで
操舵を行うことによりカーブを一層スムーズに通過する
ことができる。また、操舵制御を行う場合に操舵角に代
えて操舵トルクを制御しても良い。For example, the look-ahead section S can be set even when steering control is performed. This look-ahead distance S is the vehicle speed V
It is set by S = V 0 · t 2 by 0 and the predetermined time t 2, and the vehicle can pass through the curve more smoothly by steering to the target steering angle while the vehicle travels the prefetch distance S. . Further, when performing the steering control, the steering torque may be controlled instead of the steering angle.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上のように、請求項１に記載された発
明によれば、少なくとも３個の基準座標点に基づいて道
路形状を判定し、判定した道路形状に基づいて車両の走
行を制御しているので、設備費や維持費が嵩むインフラ
ストラクチャーの整備を必要とせず、しかもＣＤ−ＲＯ
ＭやＩＣカードに記憶可能な最小限のデータ量に基づい
て車両制御を行うことができる。また特に基準座標点抽
出手段は、これが抽出する基準座標点の相互間隔を、車
速が大きい場合には小さい場合よりもその相互間隔が粗
く設定されるように車速検出手段の検出車速に基づいて
調整しているので、車速が大きい場合には小さい場合よ
りも基準座標点の間隔を粗く設定することができ、従っ
て、車速が大きくても、道路形状を判定するための充分
な演算時間を確保することができる。As described above, according to the invention described in claim 1, the road shape is determined based on at least three reference coordinate points, and the traveling of the vehicle is controlled based on the determined road shape. CD-RO because it does not require the maintenance of the infrastructure, which requires high equipment costs and maintenance costs.
The vehicle can be controlled based on the minimum amount of data that can be stored in the M or the IC card. Also, especially the reference coordinate point extraction
The output means determines the mutual interval of the reference coordinate points extracted by the vehicle.
Larger velocities have less coarse spacing than smaller ones.
Since the <br/> adjusted based on the detected vehicle speed in the vehicle speed detection means as Ku is set, if when the vehicle speed is large is small
It can be set roughly the distance of remote reference coordinate point, followed
Therefore , even if the vehicle speed is high, it is possible to secure a sufficient calculation time for determining the road shape.
【００４７】また請求項２に記載された発明によれば、
道路形状判定手段により判定した道路形状に基づいて操
舵角或いは操舵トルクを制御しているので、カーブを通
過するための操舵を自動的に行うことができる。According to the invention described in claim 2,
Since the steering angle or the steering torque is controlled based on the road shape determined by the road shape determination means, it is possible to automatically perform steering for passing a curve.
【００４８】また請求項３に記載された発明によれば、
道路形状判定手段により判定した道路形状に基づいて車
速を制御しているので、カーブを適切な車速で確実に通
過することができる。According to the invention described in claim 3,
Since the vehicle speed is controlled based on the road shape determined by the road shape determination means, it is possible to reliably pass through the curve at an appropriate vehicle speed.
【００４９】また請求項４に記載された発明によれば、
道路形状判定手段により判定した道路形状に基づいて視
覚表示手段或いは聴覚表示手段が乗員に警報するので、
乗員にカーブ等の存在を予告して注意を促すことができ
る。According to the invention described in claim 4,
Since the visual display means or the auditory display means warns the occupant based on the road shape determined by the road shape determination means,
It is possible to alert the occupant of the existence of a curve or the like and call attention.
【図１】本発明装置の全体構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a device of the present invention.
【図２】制御系のブロック図FIG. 2 is a block diagram of a control system
【図３】操舵角の求め方を示す説明図FIG. 3 is an explanatory diagram showing how to determine a steering angle.
【図４】通過可能車速の求め方を示す説明図FIG. 4 is an explanatory diagram showing how to obtain a passable vehicle speed.
【図５】３個の基準ノードを用いた第２実施例の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of a second embodiment using three reference nodes.
Ｍ１ 車速検出手段 Ｍ２ 地図情報出力手段 Ｍ３ 自車位置出力手段 Ｍ４ 基準座標点抽出手段 Ｍ５ 道路形状判定手段 Ｍ６ 車両制御手段 Ｍ７ 操舵制御手段 Ｍ８ 車速制御手段 Ｍ９ 視覚表示手段 Ｍ１０ 聴覚表示手段 Ｎ1 〜Ｎ4 基準ノード（基準座標点）M1 vehicle speed detection means M2 map information output means M3 own vehicle position output means M4 reference coordinate point extraction means M5 road shape determination means M6 vehicle control means M7 steering control means M8 vehicle speed control means M9 visual display means M10 auditory display means N 1 to N 4 reference node (reference coordinate point)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ // Ｂ６２Ｄ 101:00 Ｂ６２Ｄ 137:00 137:00 Ｇ０６Ｆ 15/40 ３１０Ｚ (56)参考文献 特開 平４−184215（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−141979（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−36187（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−80697（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−192194（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G08G 1/16 B60R 21/00 B60K 31/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI // B62D 101: 00 B62D 137: 00 137: 00 G06F 15/40 310Z (56) Reference JP-A-4-184215 (JP, A) JP-A-5-141979 (JP, A) JP-A-6-36187 (JP, A) JP-A-5-80697 (JP, A) JP-A-7-192194 (JP, A) (58) Survey Areas (Int.Cl. 7 , DB name) G08G 1/16 B60R 21/00 B60K 31/00
Claims (4)
ての地図情報を出力する地図情報出力手段（Ｍ２）と、 自車の車速を検出する車速検出手段（Ｍ１）と、 道路上の自車位置を出力する自車位置出力手段（Ｍ３）
と、 自車位置よりも前方の道路上において略等間隔に離間す
る少なくとも３個の基準座標点（Ｎ1 〜Ｎ4 ）を抽出す
る基準座標点抽出手段（Ｍ４）と、 抽出した基準座標点（Ｎ1 〜Ｎ4 ）に基づいて道路形状
を判定する道路形状判定手段（Ｍ５）と、 判定した道路形状に基づいて車両の走行を制御する車両
制御手段（Ｍ６）とを備え、 基準座標点抽出手段（Ｍ４）は、これが抽出する基準座
標点（Ｎ 1 〜Ｎ 4 ）の相互間隔（ａ）を、車速が大きい
場合には小さい場合よりもその相互間隔（ａ）が粗く設
定されるように車速検出手段（Ｍ１）の検出車速に基づ
いて調整する ことを特徴とする、車両制御装置。1. A map information output means (M2) for outputting map information as a set of a plurality of coordinate points forming a road, a vehicle speed detection means (M1) for detecting a vehicle speed of a vehicle, and a vehicle on the road. Vehicle position output means (M3) for outputting the vehicle position
And at a substantially equal interval on the road ahead of the vehicle position.
Road shape determining at least three reference coordinate point with a reference coordinate point extraction means for extracting the (N 1 ~N 4) (M4 ), extracted reference coordinate point a road shape based on the (N 1 ~N 4) that and determination means (M5), e Bei and vehicle control means for controlling the travel of the vehicle based on the determined road shape (M6), the reference coordinate point extraction means (M4), the reference locus which extracts
The mutual speed (a) between the gauge points (N 1 to N 4 ) is set to a high vehicle speed.
In some cases, the mutual spacing (a) is set coarser than in the case of small
Based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means (M1)
The vehicle control device is characterized in that it is adjusted .
舵トルクを制御する操舵制御手段（Ｍ７）を有し、道路
形状判定手段（Ｍ５）により判定した道路形状に基づい
て操舵制御手段（Ｍ７）が操舵角或いは操舵トルクを制
御することを特徴とする、請求項１記載の車両制御装
置。2. The vehicle control means (M6) has steering control means (M7) for controlling the steering angle or steering torque, and the steering control means (M7) is based on the road shape determined by the road shape determination means (M5). 2. The vehicle control device according to claim 1, wherein the control unit controls a steering angle or a steering torque.
いはオートクルーズ装置等からなる車速制御手段（Ｍ
８）を有し、道路形状判定手段（Ｍ５）により判定した
道路形状に基づいて車速制御手段（Ｍ８）が車速を制御
することを特徴とする、請求項１記載の車両制御装置。3. The vehicle control means (M6) is a vehicle speed control means (M) including a brake device or an auto cruise device.
8. The vehicle control device according to claim 1, further comprising 8), wherein the vehicle speed control means (M8) controls the vehicle speed based on the road shape determined by the road shape determination means (M5).
（Ｍ９）或いは聴覚表示手段（Ｍ１０）を有し、道路形
状判定手段（Ｍ５）により判定した道路形状に基づいて
視覚表示手段（Ｍ９）或いは聴覚表示手段（Ｍ１０）が
乗員に警報することを特徴とする、請求項１記載の車両
制御装置。4. The vehicle control means (M6) has a visual display means (M9) or an auditory display means (M10), and the visual display means (M9) is based on the road shape determined by the road shape determination means (M5). Alternatively, the vehicle control device according to claim 1, wherein the audible display means (M10) warns an occupant.
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