JP3511844B2

JP3511844B2 - 車両用走行状態予測装置及びこれを用いた警報装置、並びに予測用データを記録した媒体

Info

Publication number: JP3511844B2
Application number: JP13081597A
Authority: JP
Inventors: 亜起夫岡田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-08-29
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 2004-03-29
Anticipated expiration: 2017-05-21
Also published as: JPH10122872A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、これから走行する
カーブを通過する際に発生する車両の横方向加速度を予
測する車両用走行状態予測装置、予測された横方向加速
度が所定の基準値を超える場合に警報を発生する車両用
走行状態警報装置、及び予測用データを記録した媒体に
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お
り、また現在位置も常時把握している。そこで、進行方
向の前方にカーブが存在すること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５−１４１９７９号公報では、前方
のカーブの曲率半径Ｒと、現在車速からカーブ走行時の
横方向加速度Ｇを算出し、これを予め定められた基準値
Ｇ₀と比較する。そして、横方向加速度Ｇが基準値Ｇ₀
を超える場合に、減速が必要と判断し警告を発生する。

【０００４】そこで、ドライバーが、この警告に応じて
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、カーブを安定して通過できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなカーブ警告は、安定して走行が行える程度の速度
においても警告が発せられ、警告が煩わしく感じられる
という問題点があった。特に、従来の装置では、ドライ
バーが減速しようとしているときに警告が発生される場
合が多く、これが煩わしさの原因となっている。

【０００６】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、適切な横方向加速度の予測が行える車両用走行状
態予測装置及びこれを用いて適切な警告発生が行える車
両用走行状態警報装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、これから走行
するカーブを通過する際に発生する車両の横方向加速度
を予測する車両用走行状態予測装置であって、車両の車
速を検出する車速検出手段と、道路進行方向の地点に関
連するデータとして、カーブ曲率についてのデータ及び
道路横断勾配についてのデータを持つデータベースと、
上記車速手段により検出した車速と、前記データベース
より読み出した道路の前方におけるカーブ曲率及び横断
勾配と、に基づいて、これから進入するカーブにおける
横加速度を予測する予測手段と、を有することを特徴と
する。

【０００８】カーブを走行する際の横加速度は、基本的
には、車両の走行速度と、カーブの曲率によって予測で
きる。しかし、一般にカーブにおいては道路に横断勾配
がつけられており、旋回時のタイヤの横方向の力を減ず
るようになっている。カーブを安定して旋回できるかど
うかは、路面の横断面での路面方向のタイヤと路面との
摩擦力と、車両の遠心力の路面方向成分との比較によっ
て評価される。従って、道路縦断勾配を考慮することに
よって、より適切な警報発生条件の設定が行える。

【０００９】また、本発明は、上記予測手段は、前方の
カーブ走行時の車速を、検出した現車速と、想定加減速
パターンとを考慮した時間関数として予測し、この予測
された車速に基づいて横加速度を時間関数として予測す
ることを特徴とする。

【００１０】例えば、想定加減速パターンとして、現時
点での加減速度を所定時間維持するように条件を設定す
ることで、現時点での走行状態を考慮して、将来の車速
を予測することができる。これによって、これから進入
するカーブにおける好適な走行速度の予測が行える。

【００１１】また、本発明は、上記予測手段における横
加速度の予測はこれから進入するカーブ全体における最
大横加速度の予測であり、予測された最大横加速度が所
定の基準値を超える場合に、ドライバに対し警報を発す
ることを特徴とする。

【００１２】このように、最大横加速度が基準値を超え
る場合には、安定した走行が行えないことが予測され
る。そこで、予測された時点において、減速を促す警告
を発することによって、カーブ進入時の速度を減少する
ことができ、カーブにおける安定した走行を促すことが
できる。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】また、本発明は、これから走行するカーブ
を通過する際に発生する車両の横方向加速度を予測する
車両用走行状態予測装置を動作させるためのプログラム
を記憶した媒体であって、このプログラムは車両用走行
状態予測装置に、車速検出手段で検出した車両の車速を
取り込ませ、道路進行方向の地点に関連するデータとし
て、カーブ曲率についてのデータ及び道路横断勾配につ
いてのデータを持つデータベースから道路の前方におけ
るカーブ曲率及び横断勾配とを取り込ませ、取り込んだ
車速と、カーブ曲率と、横断勾配とに基づいて、これか
ら進入するカーブにおける横加速度を予測させることを
特徴とする。

【００１７】

【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。

【００１８】「全体構成」図１は、本実施形態に係る装
置及び媒体を適用した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。

【００１９】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、本実施形態では、ＦＭ多重放送などにより、ＧＰ
Ｓ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）を利用してい
る。このため、２〜３ｍ以下の精度で現在位置を検出す
ることができる。なお、マップマッチングや、ビーコン
通信や、自律航法による位置検出を組み合わせることも
好適である。

【００２０】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道路地図情報を有している。特
に、この地図データベース１４では、地図上のポイント
毎（道路上の適当な間隔）に、Ｘ，Ｙ座標、曲率、路面
カント、縦断勾配、各地点における減速要否についての
不適度フラグを有している。そして、現在及び将来の車
両位置の関数として、これらデータを演算処理装置１０
に提供する。なお、この地図データベース１４は、ＣＤ
−ＲＯＭ等が利用されるが、磁気ディスク、ＤＶＤなど
比較的大容量の記憶媒体が利用される。

【００２１】車輪速センサ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。この例では、非駆
動輪である左右前輪の回転数をそれぞれ検出している。
演算処理装置１０では、この車輪速センサ１６の出力か
ら、車速、加速度等の車両運動に関する状態量を検出す
る。なお、縦方向及び横方向の加速度センサを別途設
け、各センサの精度や演算結果のチェックを行い、必要
な場合補正すれば更によい。

【００２２】さらに、不適度センサ１８は、雨滴セン
サ、ワイパースイッチ、路面の撮像装置等からなり、路
面の濡れ具合等に応じた走行に対する不適なレベルを不
適度フラグとして演算処理装置１０に提供する。

【００２３】演算処理装置１０は、道路形状と、現在位
置と、車速、加速度等を基に、将来の車両速度、位置、
横方向加速度等を予測する。なお、演算処理装置１０
は、不適度フラグを横方向加速度制御の際に利用する。

【００２４】演算処理装置１０には、出力側の装置とし
て、警報出力装置２０、減速装置２２が接続されてい
る。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、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も行う。減速装置２２
は、スロットルアクチュエータ、自動変速機の変速アク
チュエータ、ブレーキアクチュエータ等からなり、車両
の減速を制御する。

【００２５】「全体動作」次に、本実施形態における警
報出力の制御の全体フローについて、図２に基づいて説
明する。エンジンの始動と共に、演算処理装置１０が立
ち上がり、処理を開始する。

【００２６】まず、各種の制御パラメータ（各種フラグ
等）を初期値に設定する（Ｓ１１）。次に、車輪速セン
サ１６から車速等の車両状態量を取り込むとともに（Ｓ
１２）、ＧＰＳレシーバ１２から現在位置を取り込む
（Ｓ１３）。また、地図データベース１４より、現在位
置及び前方の道路形状データを取り込む（Ｓ１４）。

【００２７】このようにして、現在の車両の状態及びこ
の先の道路の形状を把握した場合には、予告警報及び減
速警報のために将来の横方向加速度を予測する（Ｓ１
５）。この横方向加速度の算出については、後述する。
次に、各地点を走行するに当たり安定して走行できる横
方向加速度、すなわち制御の基準となる制御基準値を算
出する（Ｓ１６）。この制御基準値は、路面とタイヤの
摩擦力によって、決定されるが、後述するように、地図
データベース１４に記憶されている道路の舗装状態、見
通しの良さや、不適度センサ１８で得られる路面の濡れ
具合に応じて、補正される。

【００２８】このようにして得られた横方向加速度の制
御基準値と、予告警報及び減速警報のために得られた予
測横方向加速度を比較し、予告警報及び減速警報の必要
性を判定し、警報内容を決定する（Ｓ１７）。そして、
警報出力装置２０、減速装置２２を制御して、決定され
た警報を出力する（Ｓ１８）。

【００２９】「横方向加速度予測」ここで、Ｓ１５にお
ける横方向加速度の予測について説明する。演算処理装
置１０は、車輪速センサ１６から現在の車速、各車輪速
度、各車輪加速度等の車両運動に関する状態量を車両側
から取り込み、地図データベース１４から縦断勾配のデ
ータを取り込む。そして、これらデータと、ドライバー
の減速挙動を模擬した想定減速パターンとに基づいて、
将来の車両運動（車速、位置）を運動方程式を解いて予
測する。

【００３０】（想定減速パターン）まず、想定減速パタ
ーンについて、説明する。この想定減速パターンは、現
在よりτ０秒間は、現在の加減速状態を維持し、τ０秒
後からは一定の減速度ａｘ０で減速するような制動を行
うと仮定するものである。この例を図３〜図５に示す。
図３は、一定速度Ｖ０で走行している場合を示してお
り、現時点からτ０間では、そのままの速度で走行し、
その後一定の減速度ａｘ０で減速する。このａｘ０は、
例えば０．２Ｇ程度に設定しておき、後述する路面摩擦
係数の推定値などにより適宜変更できるようにするとよ
い。

【００３１】また、図４は、現時点で、車両が加速度の
平均値ａｘｍｅａｎで加速している場合を示している。
この場合、τ０まではａｘｍｅａｎで加速を続け、その
後ａｘ０で減速する。

【００３２】さらに、図５は、図４の場合と同様に現時
点における加速度がａｘｍｅａｎであり、縦断勾配ｉｎ
ｃ（Ｓ）を考慮したものである。ここで、Ｓは現在位置
から進行方向に向かう距離であり、ｉｎｃ（Ｓ）は、そ
れぞれの位置における傾きである。また、ｇは重力加速
度であり、ｇ×ｉｎｃ（Ｓ）は、各地点における進行方
向の減速度になる。すなわち、ｇ×ｉｎｃ（Ｓ）は、減
速度であり、登り坂で正となる。また、ａｘ０も減速度
であるためτ０＜τでの加速度は−ａｘ０−ｇ×ｉｎｃ
（Ｓ）となる。

【００３３】このような想定減速パターンを仮定した場
合、現在からτ秒後の車速Ｖ（τ）、現在地からの移動
距離Ｓ（τ）を次の微分方程式を解くことにより求め
る。なお、τ０以降のブレーキによる減速は、勾配とは
無関係に、車両質量をｍとしたとき、制動力Ｆｂ＝ｍ×
ａｘ０をかけるものとする。

【００３４】

【数１】ここで、ａｘｍｅａｎは、ｔ＝０以前のある期間の平均
車両速度であり、左右両輪の加速度の平均値から算出す
る。また、ａｘ０は上述したように一定の減速度であ
る。なお、上式の初期条件は、ｔ＝０で、Ｖ＝Ｖ０，Ｓ
＝０とする。

【００３５】道路の縦断勾配がある場合、上述のｉｎｃ
（Ｓ）を各ポイントとのデータとして読み込めばよく、
運動方程式は、上式の右辺にｇ×ｉｎｃ（Ｓ）を加算す
るだけでよい。なお、τ＜＝τ０の区間では、勾配の影
響はａｘｍｅａｎに含まれている。このため、τ＞τ０
についてのみ縦断勾配の影響を考慮すればよい（図５参
照）。

【００３６】さらに、τに関する重み付け関数として、
Ｋ１（τ）、Ｋ２（τ）を次式で定義する。

【００３７】

【数２】Ｋ１（τ）＝０（０＜＝τ＜τ０）Ｋ１（τ）＝１（τ＞＝τ０）Ｋ２（τ）＝１−Ｋ１（τ）このようなＫ１（τ）、Ｋ２（τ）を図６に示す。

【００３８】従って、上述の式（１）、式（２）は、次
のように表せる。

【００３９】

【数３】そして、この式（３）、式（４）を解くことで、上記想
定減速パターンに基づいた車速Ｖ（τ）、移動距離Ｓ
（τ）を求めることができる。

【００４０】本実施形態では、各種の減速モデルに対処
することを可能にするため、式（３）の右辺の各項に係
数ＦＫ１，ＦＫ２，ＦＫ３を乗じておく。これによっ
て、係数を１とすることでその項を１００％考慮、０と
することでその項を無視することができる。

【００４１】そこで、想定減速パターンは、ＦＫ１，Ｆ
Ｋ２，ＦＫ３，τ０，ａｘ０の５つのパラメータで表さ
れることになる。

【００４２】一般のドライバーの特性では、ＦＫ１，Ｆ
Ｋ２，ＦＫ３＝１．０、τ０＝０．５〜１．５秒、ａｘ
０＝２〜３ｍ／ｓｅｃ²程度に設定されるのが好まし
い。しかし、制御のねらいに応じて、このパラメータの
値を変更することにより、適切な車両挙動の予測が可能
となる。

【００４３】なお、上記運動方程式を解くと、ある時刻
で車両は停止するので、その後は、計算せず、Ｖ（τ）
＝０、Ｓ（τ）＝一定とすればよい。

【００４４】（路面カントの考慮）まず、カントのある
カーブを旋回するときにおける車両にかかる力の釣り合
いは、図７に示すようになる。すなわち、車両にかかる
遠心力は、ｍＶ²／Ｒ（ｍは車両の質量、Ｖは車速、Ｒ
はカーブ半径（地図データベースには１／Ｒの曲率の値
を使用））であり、カントがθであるため、車両の横方
向（路面に平行な方向）に働く力Ｆｙは、ｍ（Ｖ²／
Ｒ）ｃｏｓθ−ｍｇｓｉｎθである。

【００４５】従って、車体の路面に平行な方向の加速度
は、（Ｖ²／Ｒ）ｃｏｓθーｇｓｉｎθで表される。こ
れは、車体のサスペンションのたわみによるロール角を
無視すれば、車体に取り付けた横方向加速度計の読みに
相当するもので、乗員が体で感じる横方向加速度に相当
する。

【００４６】これをτの関数である横方向加速度ａｙｈ
（τ）とすれば、このａｙｈ（τ）は、

【数４】ａｙｈ（τ）＝（Ｖ²（τ）／Ｒ（τ））ｃｏｓθ−ｇｓｉｎθ（τ）・・・（５）で示される。

【００４７】一方、車両のタイヤにかかる垂直抗力Ｎ
は、Ｎ＝ｍ（Ｖ²／Ｒ）ｓｉｎθ＋ｍｇｃｏｓθであ
る。このため、カーブを曲がるためには、

【数５】が成立する必要がある。この式の左辺はＶの増大ととも
に急増し、左辺＝μとなるＶが存在する。従って、この
式で、＝μとして、Ｖを求めれば、これが安定してカー
ブを回ることができる最大車速、すなわち限界車速とな
る。

【００４８】ここで、路面のカントθは、一般に０．１
ｒａｄ（約５．７°）以下であり、分母における第１項
は第２項の１／１０以下である。このため、車速によっ
て垂直抗力（分母）はほとんど変化しない。従って、カ
ーブ走行時の旋回のきびしさは、分子のａｙｈの大きさ
でほぼ評価できる。すなわち、加速度ａｙｈの値がμｇ
に近づくと、旋回が不安定になる。そこで、制御基準値
は、これより十分小さな値に設定する。

【００４９】なお、カーブを安定して回れるか否かは、
右旋回、左旋回を問わず、横方向加速度ａｙｈ（τ）の
絶対値最大値で判断すればよく、｜ａｙｈ（τ）｜の最
大値が、走路前方における予測の対象区間で制御基準値
を上回らないことが必要である。

【００５０】そこで、この｜ａｙｈ（τ）｜の最大値ａ
ｙｈｍａｘを求め、これをカーブ走行の適否を判定する
被判定値とする。なお、予測の対象区間は、時間でτｍ
ｉｎ＜＝τ＜＝τｍａｘ、又は距離でＶ０×τｍｉｎ＜
＝τ＜＝Ｖ０×τｍａｘの区間とするが、このτｍｉｎ
及びτｍａｘは、実際の走行による調査に基づき、適切
な値に設定するが、例えば２〜１０秒程度とすることが
できる。

【００５１】ここで、現時点での加減速を維持する時間
τ０は、ドライバーがアクセルからブレーキに踏み代え
るのに要する時間などを考慮して決定する。さらに、実
際の走行により、カーブの存在を認識して、減速する地
点などを考慮することも好適である。そして、このよう
に、現時点での走行状況の影響を有限の時間τ０までに
限定したため、現実に即した想定減速パターンを提供で
きる。

【００５２】「制御基準値」次に、ａｙｈｍａｘとの比
較に用いる制御基準値の設定について説明する。前述の
如く、安定したカーブ走行を行うためには、ａｙｈｍａ
ｘを路面μに応じて十分小さな値以下に抑えなければな
らない。例えば一般の道路の設計においては設計速度で
走った時にａｙｈｍａｘは１．７ｍ／ｓ²程度で抑えら
れている。

【００５３】そこで、本実施形態では、次の２つの要
因、Ｆ１及びＦ２を考慮し、制御基準値を設定する。

【００５４】（地図データベース１４に入力しておくも
の）コース幅、見通しの良さ、路面凹凸、舗装程度等を
総合的に評価し、不適度フラグＦ１とし、地図データベ
ース１４の各点のデータとする。そして、条件のよいと
きＦ１＝０、条件の悪いときＦ１＝１とする。このよう
な２段階評価ではなく、多段階評価でもよい。

【００５５】（車両側で検出するもの）本実施形態で
は、不適度センサ１８において検出する路面の湿潤に応
じて、不適度フラグＦ２を設定する。これは、路面の湿
潤によって路面の摩擦係数μが大きく変化するからであ
る。また、ドライ、ウェットだけでなく、雪、凍結等
で、不適度フラグの設定を変更するのも好適である。さ
らに、タイヤについての情報を検出してもよい。そし
て、条件のよいときＦ２＝０、条件の悪いときＦ２＝１
とする。この評価も２段階評価ではなく、多段階評価に
するとよい。

【００５６】（制御基準値の設定）このようにして、フ
ラグＦ１、Ｆ２を決定した場合には、この組み合わせに
応じて、フラグＦ３を決定する。

【００５７】

【表１】このように、フラグＦ３は、２つのフラグの組み合わせ
により、不適度を数値で表したものとし、４つの組み合
わせについて、０、１、２、３の値としている。

【００５８】そして、このフラグＦ３の値を利用して、
横方向加速度についての制御基準値ａｙｈｍａｘの値を
変更する。例えば、減速不足警報についての制御基準値
として、ａ１，ａ２，ａ３の３つを設定する場合、その
それぞれをＦ３の値に応じて、変更し、制御基準値ａ１
^*，ａ２^*，ａ３^*を得る。ここで、この＊は、フラグ
３の値を示している。例えば、Ｆ１＝１，Ｆ２＝０の時
はＦ３＝１、従って＊は１としてａ１１，ａ２１，ａ３
１等の基準値を用いる。このようにして、道路の環境、
車両の環境に応じて、制御基準値が変更される。

【００５９】このとき、ヒステリシスを考慮して、図８
に示すように、３つの制御基準値ａ１^*，ａ２^*，ａ３
^*を増加方向と減少方向で異ならせる。すなわち、制御
基準値ａ１^*，ａ２^*，ａ３^*のそれぞれに対応して、
ヒステリシスｈａ１^*，ｈａ２^*，ｈａ３^*を設定す
る。これによって、制御のハンチングを防止できる。

【００６０】さらに、図９に示すように、車速ＶＣＶ１
まではＣＶ１、車速ＶＣＶ２以上の場合には、ＣＶ２
（ＣＶ１より小さな値）、車速ＶＣＶ１〜ＶＣＶ２間
は、ＣＶ１からＣＶ２に直線的に減少する値の重み係数
ＣＶ（Ｖ）（１以下）を制御基準値に乗じておくことも
好適である。これによって、車速が増大するに従って、
制御基準値を減少させ、これを最終的な制御基準値にす
ることもできる。これは、車速が高いほど、操縦動作な
どちょっとした条件の変化による横方向加速度の変動が
大きくなることを考慮し、余裕度を大きくするためであ
る。

【００６１】「警報の判定・制御」次に、警報出力の判
定について説明する。まず、この判定は、上述の予測に
よって求められたａｙｈｍａｘが、上述のようにして設
定された制御基準値を超えるか否かによって行う。図８
の例では、ａｙｈｍａｘがａ１^*以下の時にＦＷＢ＝
０、ａｙｈｍａｘがａ１^*を超えた場合にＦＷＢ＝１、
ａｙｈｍａｘがａ２^*を超えた場合にＦＷＢ＝２、ａｙ
ｈｍａｘがａ３^*を超えた場合にＦＷＢ＝３とする。そ
こで、このフラグＦＷＢの値に応じて、警報の内容を決
定することで、カーブ走行における不安定度に応じた警
報を発生することができる。

【００６２】例えば、警報をフラグＦＷＢの値に応じ
て、ＦＷＢ＝０：何もしないＦＷＢ＝１：音声による第１次警告（１回のみ）ＦＷＢ＝２：音声による第２次警告（例えば、ブレー
キ、ブレーキの音声と共にブザー音により警告する）ＦＷＢ＝３：音声による第３次警告（第２次警告と同様
の内容であるが、音量を大きくする）のような警報を行うことが考えられる。

【００６３】このように、警報の出し方としては、
（ｉ）音声警告、（ｉｉ）ブザー、（ｉｉｉ）ランプま
たはＬＥＤ点灯の１つまたは組み合わせが好適と考えら
れる。また、制御基準値を任意の複数ｎだけ設け、各種
の警報手段を組み合わせることが好適である。

【００６４】さらに、以下の組み合わせにより、減速制
御することが好適である。例えば、ＦＷＢ＝２，３の場
合に、減速制御を行うとよい。

【００６５】（ｉ）スロットル制御（スロットルを閉じ
減速する）（ｉｉ）下り坂等では、自動変速装置（ＡＴ）における
ギアのシフトダウン（急なシフトダウンは、タイヤスリップ率の急変による
車両挙動不安定化の原因となる。そこで、変速時のショ
ックをやわらげたり、無段階の制御も有効である）（ｉｉｉ）前後輪のブレーキ圧制御（この場合、運転者がブレーキを操作していない場合も
含め、自動的なブレーキ圧による車速制御を行う）このような、制御によって、所望の減速制御を行うこと
ができる。

【００６６】「予告警報の際の横方向加速度算出」ここ
で、本実施形態では、上述のような減速不足の際に行う
カーブ直前の警報制御の他に、もう少し簡単な条件でか
なり前方から予告警報を行う。

【００６７】この場合には、次のようにして横方向加速
度を算出し、これを制御基準値と比較し、警報の出力制
御を行う。

【００６８】まず、地図データベース１４から取り込ん
だデータに基づき、コース前方の特定区間（時間ｔｐｍ
ｉｎ秒〜ｔｐｍａｘ秒、又は距離ｔｐｍｉｎ×Ｖ〜ｔｐ
ｍａｘ×Ｖ）における曲率の絶対値が最大なるところの
曲率ｒｏｕｍａｘと、その地点におけるカントｃａｎｔ
ｍａｘを求める。例えば、２〜９秒程度の範囲を特定区
間とすることが考えられる。

【００６９】そして、想定減速パターンとして、次のよ
うなパターンを用いる。すなわち、カーブの通過速度を
次のように仮定する。

【００７０】Ｖｐ＝（Ｆｐｖ×Ｖ＋（１−Ｆｐｖ）×Ｖ
ｃ／３．６）×Ｋｖここで、Ｆｐｖは重み付け係数であり、このＦｐｖは現
在の速度のままと仮定する場合が１、そのコースの制限
速度で通過すると仮定する場合が０である。Ｖｃはその
コースの制限速度（ｋｍ／ｈ）である。Ｋｖは補正係数
である。

【００７１】一方、旋回時の横方向加速度ａｙｐは、ａｙｐ＝ｒｏｕｍａｘ×Ｖｐ²−ｇ×ｃａｎｔｍａｘで表せる。なお、この式は、旋回方向（右旋回又は左旋
回）も考慮したものである。

【００７２】例えばＦｐｖ＝０．５Ｋｖ＝１．０でＶ
ｃ＝５０ｋｍ／ｈの時、車速７０ｋｍ／ｈで走っていた
場合には、Ｖｐ＝６０ｋｍ／ｈ相当でカーブに進入する
と仮定することになる。この状態に対し横方向加速度を
推定し警報するものである。Ｋｖ，Ｆｐｖの値は予め決
めておくか、運転者の走行状態をモニターし、統計的に
定めてもよい。

【００７３】このように、この例では、先方のカーブの
通過速度（Ｖｐ）を制限速度（Ｖｃ）と現在車速（Ｖ）
にそれぞれ重み付け係数（Ｆｐｖ）に基づき重み付けし
た値とから推定している。ドライバーは通常道路の制限
速度を認識しており、カーブの走行時においては、この
制限速度を基準として走行すると考えられる。そこで、
これを基準にすることで、車速の予測が現実に即したも
のになり、警報が適切なものになる。なお、制限速度だ
けでなく各種の推奨速度が採用可能である。例えば、カ
ーブなども考慮して、推奨速度を決定、記憶しておき、
これを上述の制限速度に代えて利用することも好適であ
る。

【００７４】そして、このようにして計算した横方向加
速度ａｙｐを制御基準値ａｐ１＊と比較する。この制御
基準値ａｐ１＊は、上述の場合と同様にして、決定され
るものであり、例えば上述の第１の基準値ａ１＊と同様
の値に設定する。また、＊は、Ｆ３の値を表すものであ
り、ａｐ１＊はフラグＦ３の値により、変更される。

【００７５】そして、図１０に示すように、制御基準値
ａｐ１＊は、符号を考慮したａｐ１＊と−ａｐ１＊の２
種類とし、ａｙｐがａｐ１＊を超えたときに、フラグＦ
ＷＰ＝１、ａｙｐが−ａｐ１＊を下回ったときフラグＦ
ＷＰ＝−１とし、ＦＷＰ＝１の時に右カーブ注意、ＦＷ
Ｐ＝−１の時に左カーブ注意の音声を出力する。なお、
この場合にも判定には、図１０に示すようなヒステリシ
スｈａｐ１＊を用意してある。

【００７６】「データの取り込み」ここで、地図データ
ベース１４におけるデータは、道路上の所定のポイント
（離散的な地点）毎に用意されている。例えば、図１１
に示すように、所定の距離（一定間隔でなくてもよい）
毎にポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・が設定され、
各ポイント毎に各種データが記憶されている。

【００７７】そこで、地図データベース１４から現在位
置に基づいてデータを読み込む場合には、その時の現在
位置の直前のポイントＰ０のデータから読み込む。地図
データベース１４から読みとるデータは、表２に示すよ
うに、各ポイントの位置、曲率、カント、縦断勾配、不
適度フラグを有している。

【００７８】

【表２】演算処理装置１０は、このデータを読み込んだ場合に、
表３に示すように、前のポイントまでの距離、現在位置
の直前のポイントＰ０から距離を計算して追加する。

【００７９】

【表３】そして、この表３を形式でもっておく。従って、将来の
各ポイントにおける横方向加速度の計算において、この
マップ内のデータが利用できる。従って、高速の演算が
可能になる。また、走行に伴うマップの書き換えも比較
的簡単である。

【００８０】また、ポイント間のデータは線形補間によ
ればよい。すなわち、図１２に示すように、ポイント間
のデータは、該当位置のポイントのデータによって補間
する。なお、この図１２は、曲率データについて示した
ものである。

【００８１】「路面の摩擦係数μについて」ここで、路
面の摩擦係数μは、ウェット時、ドライ時の値を地図デ
ータベース１４に各ポイント毎に記憶しておくこともで
きる。この場合には、ワイパーのオンオフなどにより、
ウェット、ドライの別を認識し、摩擦係数μを選択する
ことで比較的正確な摩擦係数μを得ることができる。

【００８２】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、道路の舗装状態に応じて、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。さらに、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。

【００８３】また、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。

【００８４】このようにして、路面の摩擦係数μの正確
な値を得れば、路面の摩擦係数μに対する影響を不適度
フラグで見る必要はなくなる。

【００８５】なお、演算装置１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、
ＲＯＭなどを有するコンピュータで構成される。そし
て、通常はＲＯＭに記憶されている動作プログラムを実
行することで、上述のような動作を達成する。一方、地
図データベース１４など外部の記録媒体に動作プログラ
ムを記録しておき、このプログラムを演算装置１０にイ
ンストールできるようにすることも好適である。この場
合、ＲＯＭをＥＥＰＲＯＭなど書き換え可能なものと
し、ここに動作プログラムを記録するとよい。

【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】警報出力のための処理動作を示すフローチャ
ートである。

【図３】想定減速パターンの一例を示す図である。

【図４】想定減速パターンの一例を示す図である。

【図５】想定減速パターンの一例を示す図である。

【図６】重み付け関数の説明図である。

【図７】車両にかかる力の釣り合いを示す図である。

【図８】複数の制御基準値の説明図である。

【図９】重み付け関数の一例の説明図である。

【図１０】制御基準値の説明図である。

【図１１】地図上のポイントを示す説明図である。

【図１２】データの補間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車輪速センサ、１８不適度セン
サ、２０警報出力装置、２２減速装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＧ０８Ｇ 1/16 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｄ // Ｇ０９Ｂ 29/10 Ｇ０９Ｂ 29/10 Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 21/00 - 21/36 G08G 1/09 - 1/16 B60T 7/12 - 8/00 B60T 8/32 - 8/96 B60R 21/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】これから走行するカーブを通過する際に
発生する車両の横方向加速度を予測する車両用走行状態
予測装置であって、車両の車速を検出する車速検出手段と、道路進行方向の地点に関連するデータとして、カーブ曲
率についてのデータ及び道路横断勾配についてのデータ
を持つデータベースと、上記車速手段により検出した車速と、前記データベース
より読み出した道路の前方におけるカーブ曲率及び横断
勾配と、に基づいて、これから進入するカーブにおける
横加速度を予測する予測手段と、を有することを特徴とする車両用走行状態予測装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置において、上記予測手段は、前方のカーブ走行時の車速を、検出し
た現車速と、想定加減速パターンとを考慮した時間関数
として予測し、この予測された車速に基づいて横加速度
を時間関数として予測することを特徴とする車両用走行
状態予測装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の装置を利用す
る警報装置であって、上記予測手段における横加速度の予測はこれから進入す
るカーブにおける最大横加速度の予測であり、予測され
た最大横加速度が所定の基準値を超える場合に、ドライ
バに対し警報を発することを特徴とする警報装置。
【請求項４】これから走行するカーブを通過する際に
発生する車両の横方向加速度を予測する車両用走行状態
予測装置を動作させるためのプログラムを記憶した媒体
であって、このプログラムは車両用走行状態予測装置に、車速検出手段で検出した車両の車速を取り込ませ、道路進行方向の地点に関連するデータとして、カーブ曲
率についてのデータ及び道路横断勾配についてのデータ
を持つデータベースから道路の前方におけるカーブ曲率
及び横断勾配とを取り込ませ、取り込んだ車速と、カーブ曲率と、横断勾配とに基づい
て、これから進入するカーブにおける横加速度を予測さ
せることを特徴とする車両用走行状態予測装置用プログ
ラムを記憶した媒体。